JP4468048B2 - 低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法及び低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料 - Google Patents
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
本発明は、低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法及び低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料に関し、更に詳しくは、優れた作業性及び作業保持性や高い利便性を有するとともに、収縮低減性に優れる、低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法及び当該方法に用いる低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料に関する。
一般に、ポーラスコンクリートは、雨水の水はけが良く、吸音性に優れ、草木の植裁が可能であることから、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等の様々な用途に用いられている。
かかるポーラスコンクリートは、内部に空隙を有することから、通常のコンクリートに比べ曲げ強度が小さくなってしまい、従って交通量の多い道路舗装等に適用することは困難であったが、近年、当該強度を向上させるために検討が進められた結果、優れた透水性と曲げ強度を有し交通量の多い道路舗装等にも適用可能なポーラスコンクリートが開発されてきている。
また、コンクリート舗装は、他のコンクリート構造物に比べて環境への暴露面積が大きいため、降雨や日照等天候の影響を受けやすく、舗装厚に対して舗装長が大きいため、舗装表面と裏面の温度や湿度差に起因する舗装体全体の反り変形が発生する。
一部の外溝用ポーラスコンクリート舗装現場では、温度や乾湿等の影響と考えられる、目地間の中央に発生する横断方向のひび割れや、集水槽等の構造体の周囲からひび割れが発生しており、これらは目地間隔を短くすることや槽構造物等の周囲に目地を設けることによって、ひび割れの抑制を図ることも可能であると考えられる。しかし、かかる前記対策では、当該ひびわれ対策としては十分なものではない。
一部の外溝用ポーラスコンクリート舗装現場では、温度や乾湿等の影響と考えられる、目地間の中央に発生する横断方向のひび割れや、集水槽等の構造体の周囲からひび割れが発生しており、これらは目地間隔を短くすることや槽構造物等の周囲に目地を設けることによって、ひび割れの抑制を図ることも可能であると考えられる。しかし、かかる前記対策では、当該ひびわれ対策としては十分なものではない。
上記点に鑑み、例えば、特開平１０−２６２００６号公報には、粗骨材と、該粗骨材１００％に対する容積比が３０〜８０％のペーストまたはモルタルとからなる舗装用組成物の混練物を敷設してなる現場打ち透水性コンクリート舗装であって、該ペーストまたはモルタルが、セメントまたはセメントを含む粉体混合物と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０〜１４０％の細骨材と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０．５〜２．０％の高性能減水剤と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０．０１〜０．２％の遅延剤と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が１６〜２８％の水とからなることを特徴とする現場打ち透水性コンクリート舗装が開示されている。
また、特開２００１−２１３６７３号公報には、粗骨材と該粗骨材に対する容積比を特定したペ一スト又はモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる早強型透水性コンクリート製品であって、上記ペ一スト又はモルタルとからなる組成物中にポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン酸を必須とする共重合体を使用する早強型透水性コンクリート製品及びその車道用舗装法等も提案されている。
また、特開２００１−２１３６７３号公報には、粗骨材と該粗骨材に対する容積比を特定したペ一スト又はモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる早強型透水性コンクリート製品であって、上記ペ一スト又はモルタルとからなる組成物中にポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン酸を必須とする共重合体を使用する早強型透水性コンクリート製品及びその車道用舗装法等も提案されている。
しかしながら、上記従来のポーラスコンクリート等は、その特徴的な構造から水分の逸散が大きく、また、セメントと水との水和反応などにより、経時的にコンシステンシー（フレッシュ性状）が低下し、その結果作業性の低下を招き、生コンクリート工場において製造した場合、打設箇所への運搬時間の制約、打設現場での待機時間等による品質変化、施工性不良などの障害を起こすという欠点を有する。
具体的には、コンクトリート二次製品製造工場等においては、作業の一時中断後、再び作業を開始した際に型枠への充填不足や未充填等の問題が生じ、従って、ポーラスコンクリートにおける作業性の低下は、生コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、ポーラスコンクリートの品質管理上及び作業性改善のために解決しなければならない重要な課題となっている。しかし、現在は有効なコンクリートの製造方法は実現されていない。
具体的には、コンクトリート二次製品製造工場等においては、作業の一時中断後、再び作業を開始した際に型枠への充填不足や未充填等の問題が生じ、従って、ポーラスコンクリートにおける作業性の低下は、生コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、ポーラスコンクリートの品質管理上及び作業性改善のために解決しなければならない重要な課題となっている。しかし、現在は有効なコンクリートの製造方法は実現されていない。
また、上記のような従来のコンクリートは、温度や乾湿等により十分な耐収縮性を有さず、時間の経過とともにひび割れが生じている。舗装コンクリートには、曲げ強度が大きく、乾燥収縮が小さく、水和発熱が小さい等の物性が要求されるが、降雨や日照等天候の影響等によるコンクリートの収縮に伴うひび割れ対策としての耐収縮性を、上記したような良好な作業性等と同時に有効に実現できるコンクリートの製造方法は未だ見出されていない。
特開平１０−２７３１０５号公報
特開２００１−２１３６７３号公報
従って本発明の目的は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これらの問題点を解消したものであり、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するとともに同時に低収縮性を実現化できる低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法及び低収縮性ポーラスコンクリート混和材料を提供することである。
本発明者らは、上記目的を達成するために研究した結果、特定の混和材料をポーラスコンクリートの製造に用いることによって、上記課題を効果的に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法は、セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することによりポーラスコンクリートを製造する方法であって、上記混和材料として下記構成の（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及び下記構成のマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合された混合粉体及び膨張材を用いることを特徴とする。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。
好適には、前記本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法において、前記混和材料に、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種が含有されることを特徴とする。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。
好適には、前記本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法において、前記混和材料に、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種が含有されることを特徴とする。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料は、下記構成の（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及び下記構成のマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合された混合粉体及び膨張材からなることを特徴とする。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。
好適には、本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料において、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。
好適には、本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料において、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法によれば、従来のポーラスコンクリートと比較して、優れた作業性及び作業保持性や高い利便性を有するとともに、優れた耐収縮性を有するポーラスコンクリートの製造が可能となる。
従って、所望の空隙率を維持しつつ、強度に優れ、耐ひび割れ性にも優れた低収縮性ポーラスコンクリートを有効に製造することが可能となる。
また、本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料は、上記本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造に有効に用いることができ、かつ上記低収縮性ポーラスコンクリートの実現化を容易とすることができる。
従って、所望の空隙率を維持しつつ、強度に優れ、耐ひび割れ性にも優れた低収縮性ポーラスコンクリートを有効に製造することが可能となる。
また、本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料は、上記本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造に有効に用いることができ、かつ上記低収縮性ポーラスコンクリートの実現化を容易とすることができる。
本発明を好適例に基づき、その実施の形態について詳述するが、これらに限定されるものではない。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法は、セメント、粗骨材、混和材及び水を混練することにより製造するものであり、上記混和材料として、（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合した粉体及び膨張材を用いるものである。
かかる方法を用いることにより、コンシステンシー（フレッシュ性状）を低下させることなく、作業性の向上が図られ、生コンクリート工場においても、打設箇所への運搬時間の制約、打設現場での待機時間等による品質変化、施工性不良などの障害の発生を抑制できるようになると同時に、天候の影響を受けることなく、反り変形やひび割れの発生も抑制することができるようになる。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法は、セメント、粗骨材、混和材及び水を混練することにより製造するものであり、上記混和材料として、（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合した粉体及び膨張材を用いるものである。
かかる方法を用いることにより、コンシステンシー（フレッシュ性状）を低下させることなく、作業性の向上が図られ、生コンクリート工場においても、打設箇所への運搬時間の制約、打設現場での待機時間等による品質変化、施工性不良などの障害の発生を抑制できるようになると同時に、天候の影響を受けることなく、反り変形やひび割れの発生も抑制することができるようになる。
本発明の製造方法で用いられるセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、ホワイトセメント、アルミナセメント、超速硬セメント等から選ばれる少なくとも１種類を用いることができる。本発明においては、特に、コンクリートの自己収縮の低減等から、低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
また、資源リサイクルなどの点から、セメントの一部を高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種または二種以上から選ばれる無機粉体で置換して、セメントを含む粉体混合物として用いることも可能である。なお、無機粉体を用いる場合には、当該無機粉体の割合はセメント１００重量部に対して５０重量部以下とすることが好ましく、より好ましくは、３０重量部以下とすることが好ましい。
また、資源リサイクルなどの点から、セメントの一部を高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種または二種以上から選ばれる無機粉体で置換して、セメントを含む粉体混合物として用いることも可能である。なお、無機粉体を用いる場合には、当該無機粉体の割合はセメント１００重量部に対して５０重量部以下とすることが好ましく、より好ましくは、３０重量部以下とすることが好ましい。
また、本発明の製造方法で用いられる粗骨材としては、例えば、粒径２．５〜４０ｍｍの砂利、砕石、またはこれらの混合物や軽量骨材等や、細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂６〜７号等の比較的粒径の細かい細骨材、または珪石粉、石灰石粉等の微粉末を使用できる。これらの細骨材の配合量は、通常、セメントに対して、１〜１００質量％、好ましくは、３０〜７０質量％とすることが作業性の点から望ましい。
これらの細骨材を併用することによって、粗骨材がモルタルペーストに被覆され易くなるばかりでなく、硬化後のコンクリ一トの乾燥収縮によるひび割れを抑制することができることとなる。
これらの細骨材を併用することによって、粗骨材がモルタルペーストに被覆され易くなるばかりでなく、硬化後のコンクリ一トの乾燥収縮によるひび割れを抑制することができることとなる。
本発明の製造方法で用いられる混和材料又は本発明の低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料は、（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で含有する粉体及び膨張材を含有する。
（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を、質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０割合で含有する粉体を用いるが、この（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）の質量比の割合が５０を越える場合には、製造された低収縮性ポーラスコンクリートは経過時間と共に作業性の低下が激しくなり好ましくない。一方、（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）の質量比の割合が２０未満の場合には、ポーラスコンクリート製造時の混練時間を長時間とするばかりでなく、粗骨材に付着したペーストの流動性が時間経過と共に高くなり、粗骨材とペーストとが分離してしまい、ポーラスコンクリートを打設する際に設計した空隙率を均一に保持することが困難となり好ましくない。
（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を、質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０割合で含有する粉体を用いるが、この（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）の質量比の割合が５０を越える場合には、製造された低収縮性ポーラスコンクリートは経過時間と共に作業性の低下が激しくなり好ましくない。一方、（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）の質量比の割合が２０未満の場合には、ポーラスコンクリート製造時の混練時間を長時間とするばかりでなく、粗骨材に付着したペーストの流動性が時間経過と共に高くなり、粗骨材とペーストとが分離してしまい、ポーラスコンクリートを打設する際に設計した空隙率を均一に保持することが困難となり好ましくない。
上記混和材料として用いられる（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）は、アクリル酸系またはメタクリル酸をモノマー構成単位とするポリマーを意味するが、セメンントへの分散性能に優れることから、（ａ）下記一般式（I）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（II）で表される単量体とを共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体が挙げられる。
上記（ａ）の単量体は、下記一般式（I）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯ（Ｒ２Ｏ）ｎＲ３ …（I）
ここで、上記式（I）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ２Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、好ましくは７〜３５、より好ましくは９〜３０である。また、Ｒ３は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
当該（ａ）単量体の使用量は、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対して、３〜２５％モルであり、好ましくは４〜２０モル％、より好ましくは５〜１７モル％である。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯ（Ｒ２Ｏ）ｎＲ３ …（I）
ここで、上記式（I）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ２Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、好ましくは７〜３５、より好ましくは９〜３０である。また、Ｒ３は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
当該（ａ）単量体の使用量は、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対して、３〜２５％モルであり、好ましくは４〜２０モル％、より好ましくは５〜１７モル％である。
上記（ｂ）単量体は、メタクリル酸及びその中和塩から選ばれる単量体であり、例えば、メタクリル酸又はナトリウムなどの１価金属、カルシウムなどの２価金属、アンモニウム、有機アミンなどの部分中和塩が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。当該（ｂ）単量体の使用量は、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対して、５５〜７５モル％であり、好ましくは６０〜７５モル％である。
また、上記単量体（ａ）と単量体（ｂ）のモル比（ａ）／（ｂ）は、混和初期のセメント分散性能に優れることを考慮して、好ましくは０．０５〜０．４、より好ましくは０．０５〜０．３とすることが望ましい。
また、上記単量体（ａ）と単量体（ｂ）のモル比（ａ）／（ｂ）は、混和初期のセメント分散性能に優れることを考慮して、好ましくは０．０５〜０．４、より好ましくは０．０５〜０．３とすることが望ましい。
上記（ｃ）単量体は、下記一般式（II）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）ＣＯＯＲ５ …・（II）
ここで、上記式（II）中、Ｒ４は水素原子又はメチル基であり、Ｒ５は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基であり、上記（ｃ）単量体の使用量は、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対して、５〜３５モル％であり、好ましくは５〜２５モル％である。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）ＣＯＯＲ５ …・（II）
ここで、上記式（II）中、Ｒ４は水素原子又はメチル基であり、Ｒ５は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基であり、上記（ｃ）単量体の使用量は、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対して、５〜３５モル％であり、好ましくは５〜２５モル％である。
また、本発明においては、本発明の目的を損なわない限りにおいて、共重合可能な他の単量体を適宜少量用いてもよく、使用できる他の単量体としては、例えば、２−メチルプロパンスルホン酸（メタ）アクリルアミド、スチレンスルホン酸、マレイン酸、イソブチレン及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体の重量平均分子量は、セメントへの分散性能の点から、好ましくは５，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは１０，０００〜７０，０００の範囲のものであることが望ましい。
上記したこれらの共重合体の塩を調製するのに用いられるアルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましいが、製造の容易さ及び価格の点からカルシウムが望ましい。なお、ナトリウム等の一価金属塩は粉体ではあるが、アルカリ土類金属塩や多価金属塩と比較して若干経時安定性が悪く、好適には用いられない。
前記共重合体の塩の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、重合に用いるメタクリル酸を予めアルカリ土類金属塩又は多価金属塩とした後で共重合する方法、並びに、メタクリル酸を用いた共重合体溶液をアルカ土類金属、多価金属の塩又は水酸化物と反応させる方法、更に、共重合体塩の溶液をイオン交換する方法（例えば、メタクリル酸Ｎａをモノマーとした場合、共重合後、ＮａとＣａのイオン交換を行う）などが挙げられる。
上記したこれらの共重合体の塩を調製するのに用いられるアルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましいが、製造の容易さ及び価格の点からカルシウムが望ましい。なお、ナトリウム等の一価金属塩は粉体ではあるが、アルカリ土類金属塩や多価金属塩と比較して若干経時安定性が悪く、好適には用いられない。
前記共重合体の塩の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、重合に用いるメタクリル酸を予めアルカリ土類金属塩又は多価金属塩とした後で共重合する方法、並びに、メタクリル酸を用いた共重合体溶液をアルカ土類金属、多価金属の塩又は水酸化物と反応させる方法、更に、共重合体塩の溶液をイオン交換する方法（例えば、メタクリル酸Ｎａをモノマーとした場合、共重合後、ＮａとＣａのイオン交換を行う）などが挙げられる。
上記共重合体〔（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）〕の粉体化の方法は、特に限定されず、共重合体塩の溶液を蒸発乾固した後粉砕する方法、共重合体塩の溶液を噴霧乾燥する方法、共重合体塩の容液を共重合体の貧溶媒に滴下し粉末を析出、濾過、乾燥する方法等、公知の粉体化方法により製造することができる。
本発明において、混和材料に含まれるマレイン酸系ポリマー（Ｂ）とは、マレイン酸をモノマーの構成単位とするポリマーを意味するが、セメントへの分散性能に優れる点から、（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（ｅ）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体が挙げられる。
上記（ｄ）の単量体は、下記一般式（III）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ６）―（ＣＨ２）ｘＯ―（Ｒ７Ｏ）ｙ―Ｒ８ …・（III）
ここで、上記式（III）中Ｒ６は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ７Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、好ましくは１〜８０、より好ましくは１０〜５０を表す。またＲ８は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
上記（ｄ）単量体の使用量は、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、１０〜９０モル％であり、好ましくは３０〜７０モル％、より好ましくは４０〜６０モル％である。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ６）―（ＣＨ２）ｘＯ―（Ｒ７Ｏ）ｙ―Ｒ８ …・（III）
ここで、上記式（III）中Ｒ６は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ７Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、好ましくは１〜８０、より好ましくは１０〜５０を表す。またＲ８は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
上記（ｄ）単量体の使用量は、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、１０〜９０モル％であり、好ましくは３０〜７０モル％、より好ましくは４０〜６０モル％である。
また、上記（ｅ）単量体としては、無水マレイン酸又はその加水分解物が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
当該（ｅ）単量体の使用量は、好ましくは、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、４０〜７０％モル％であり、好ましくは４５〜７０モル％である。
当該（ｅ）単量体の使用量は、好ましくは、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、４０〜７０％モル％であり、好ましくは４５〜７０モル％である。
上記（ｆ）単量体としては、下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルが挙げられる。
Ｒ９―（Ｒ１０Ｏ）ｚ―Ｗ …（IV）
ここで、上記式（IV）中、Ｒ９は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ１０Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられ、ｚは１〜１００の整数を表し、好ましくは１〜７０、更に好ましくは１〜５０を表す。更に、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ１１ＮＨ２（Ｒ１１はアルキレン基を示す）を表す。
当該（ｆ）単量体の使用量は、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、０〜７０モル％、好ましくは４０〜７０モル％である。
Ｒ９―（Ｒ１０Ｏ）ｚ―Ｗ …（IV）
ここで、上記式（IV）中、Ｒ９は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ１０Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられ、ｚは１〜１００の整数を表し、好ましくは１〜７０、更に好ましくは１〜５０を表す。更に、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ１１ＮＨ２（Ｒ１１はアルキレン基を示す）を表す。
当該（ｆ）単量体の使用量は、上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）の合計量に対して、０〜７０モル％、好ましくは４０〜７０モル％である。
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体〔マレイン酸系ポリマー（Ｂ）〕の重量平均分子量は、セメントへの分散保持性能の点から、好ましくは、３，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは、１０，０００〜７０，０００の範囲のものである。
上記したこれらの共重合体の塩を調製するにはアルカリ金属を用いることができるが、好ましくは、アルカリ土類金属、多価金属である。例えば、アルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、上記メタクリル酸系ポリマー粉体の場合と同様、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましく、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。また、粉体化の方法としては、前述の〔（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）〕の粉体化で記載した公知の粉体化方法により製造できる。
上記したこれらの共重合体の塩を調製するにはアルカリ金属を用いることができるが、好ましくは、アルカリ土類金属、多価金属である。例えば、アルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、上記メタクリル酸系ポリマー粉体の場合と同様、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましく、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。また、粉体化の方法としては、前述の〔（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）〕の粉体化で記載した公知の粉体化方法により製造できる。
本発明において、混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を混合した混合粉体のセメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する添加量は、０．０１〜２．０質量％が好ましく、より好ましくは０．０３〜１．０質量％とすることが望ましい。
かかる混合粉体の添加量が０．０１質量％未満であると、作業性に悪影響を及ぼし、一方２．０質量％を越えて多すぎると、所望する空隙率を有するポーラスコンクリートを製造することができないばかりでなく、経済的にも不利となる場合がある。
かかる混合粉体の添加量が０．０１質量％未満であると、作業性に悪影響を及ぼし、一方２．０質量％を越えて多すぎると、所望する空隙率を有するポーラスコンクリートを製造することができないばかりでなく、経済的にも不利となる場合がある。
本発明の混和材には、更に膨張材が含有される。かかる膨張材としては、ＪＩＳ Ａ ６２０２に適合する膨張材が利用できる。例えば、カルシウムサルホアルミネートからエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を生成することによる膨張、または、水酸化カルシウムの生成による水和膨張による膨張により膨張するものである。
膨張材を本発明の方法に用いることにより、得られるコンクリート構造体の乾燥収縮を低減でき、コンクリート構造体の収縮及びひび割れの発生を効果的に防止することが可能となり、コンクリートの耐候生を向上させ、耐久性を付与することとなる。
その配合割合は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して、１〜１５質量％、好ましくは２〜１０質量％で含有することが好ましい。この膨張剤の添加量が１質量％未満であると、収縮低減効果は少なく、一方１５質量％を越えて多すぎると、強度低下する場合があり好ましくない。
膨張材を本発明の方法に用いることにより、得られるコンクリート構造体の乾燥収縮を低減でき、コンクリート構造体の収縮及びひび割れの発生を効果的に防止することが可能となり、コンクリートの耐候生を向上させ、耐久性を付与することとなる。
その配合割合は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して、１〜１５質量％、好ましくは２〜１０質量％で含有することが好ましい。この膨張剤の添加量が１質量％未満であると、収縮低減効果は少なく、一方１５質量％を越えて多すぎると、強度低下する場合があり好ましくない。
本発明の製造方法に用いる混和材料又は本発明の混和材料には、上記混和剤成分に加えて、更に、オキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが望ましい。
このオキシカルボン酸及びその塩は、凝結遅延効果によりぺーストの流動性を保持すると共に、当該混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）と相乗的に作用し、時問経過と共に逸散する水分を保持し、作業性が更に改善されるものとなる。
このようなオキシカルボン酸としては、例えば、グルコヘプトン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、ガラクトン酸及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
当該オキシカルボン酸又はその塩の好ましい添加量は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して、０．０１〜１．０質量％である。この添加量が０．０１質量％未満では、更なる顕著な効果が発現せず、また１．０質量％超過ではポーラスコンクリートの凝結時間が必要以上に長くなる場合があり、好ましくない。
このオキシカルボン酸及びその塩は、凝結遅延効果によりぺーストの流動性を保持すると共に、当該混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）と相乗的に作用し、時問経過と共に逸散する水分を保持し、作業性が更に改善されるものとなる。
このようなオキシカルボン酸としては、例えば、グルコヘプトン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、ガラクトン酸及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
当該オキシカルボン酸又はその塩の好ましい添加量は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して、０．０１〜１．０質量％である。この添加量が０．０１質量％未満では、更なる顕著な効果が発現せず、また１．０質量％超過ではポーラスコンクリートの凝結時間が必要以上に長くなる場合があり、好ましくない。
本発明の製造方法に用いる水の量は、得られるポーラスコンクリートの空隙率、曲げ強度等により変動するものであるが、セメント又はセメントを含む粉体混合物１００質量部に対して、１５〜４０質量部、好ましくは、２０〜３５質量部とすることが望ましい。
また、本発明の製造方法において、ポーラスコンクリートの混練に用いるミキサは、特に限定されるものではなく、例えば、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、傾胴式ミキサ等の慣用のミキサにより混練することが可能である。
また、混練方法も、特に限定されるものではなく、例えば、材料を一括してミキサに投入して混練する方法、水以外の材料をミキサに投入し空練りした後に、水を投入して混練する方法等が挙げられる。
本発明の製造方法において、当該混和材料のミキサヘの投入方法としては、当該混和材料を直接ミキサヘ投入する方法、混和材料の所定量をアルカリ解砕性を有するパーパーで予めパック化しミキサヘ投入する方法、高炉スラグ粉、フライアッシュ等の無機粉体と所定の割合で予め混合し、無機粉体と共にミキサに投入する方法などの任意の方法が挙げられる。
また、本発明の製造方法において、ポーラスコンクリートの混練に用いるミキサは、特に限定されるものではなく、例えば、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、傾胴式ミキサ等の慣用のミキサにより混練することが可能である。
また、混練方法も、特に限定されるものではなく、例えば、材料を一括してミキサに投入して混練する方法、水以外の材料をミキサに投入し空練りした後に、水を投入して混練する方法等が挙げられる。
本発明の製造方法において、当該混和材料のミキサヘの投入方法としては、当該混和材料を直接ミキサヘ投入する方法、混和材料の所定量をアルカリ解砕性を有するパーパーで予めパック化しミキサヘ投入する方法、高炉スラグ粉、フライアッシュ等の無機粉体と所定の割合で予め混合し、無機粉体と共にミキサに投入する方法などの任意の方法が挙げられる。
本発明の混和材料に含まれる（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を含む粉体は、（Ａ）と（Ｂ）とを一体化した混合粉体としてもよく、また、（Ａ）粉体と（Ｂ）粉体を各々、別々にポーラスコンクリート製造時に添加してもよいものであり、好ましくは前者である。
更に、本発明の混和材料に含まれる膨張材を、予め（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を含む粉体と混合しておいてもよく、またはポーラスコンクリート製造時に添加してもよいものである。
また、前記混和材料には、更に好ましくは、オキシカルボン酸（塩）を含有しても良く、更に、高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種又は二種以上を更にこの混和材料に含有してもよい。
更に、本発明の混和材料に含まれる膨張材を、予め（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を含む粉体と混合しておいてもよく、またはポーラスコンクリート製造時に添加してもよいものである。
また、前記混和材料には、更に好ましくは、オキシカルボン酸（塩）を含有しても良く、更に、高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種又は二種以上を更にこの混和材料に含有してもよい。
更に、本発明では、本発明の目的を損なわない範囲において、乾燥収縮低減剤を併用することは差し支えない。乾燥収縮低減剤を併用することによって、ポーラスコンクリートのひび割れを更に防止させることが可能となる。
この乾燥収縮低減剤としては、市場で入手できるものを使用することが可能であり、液状又は粉体状のどちらでも使用可能である。乾燥収縮低減剤の添加量は、他の材料と共に混練する場合は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して有効分換算で０．３〜３．０質量％、また、ポーラスコンクリート打設時又は打設後表面に散布する場合は、１００〜５００ｇ／ｃｍ２が好ましい。
この乾燥収縮低減剤としては、市場で入手できるものを使用することが可能であり、液状又は粉体状のどちらでも使用可能である。乾燥収縮低減剤の添加量は、他の材料と共に混練する場合は、セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して有効分換算で０．３〜３．０質量％、また、ポーラスコンクリート打設時又は打設後表面に散布する場合は、１００〜５００ｇ／ｃｍ２が好ましい。
本発明の製造方法によって製造されたポーラスコンクリートは、車道用舗装、建築外構、歩道、駐車場、道路の側壁、河川の護岸、緑化基盤等の用途に適用することができ、その施工方法は特に限定されず、現場施工を行っても、コンクリート二次製品として成形体を施工してもよい。また、製造されるポーラスコンクリートは、上記用途などに応じて、本発明における使用材料の配合組成及びその量を変えることなどにより、所定の空隙率（例えば、１０〜３５％）、所定の曲げ強度（例えば、材齢２８日、２．０〜１０Ｎ／ｍｍ２）等の物性を有し、また、本発明の混和材料を用いれば、混和材料を用いない場合よりも、乾燥収縮を１．５〜３割低減することができる。
本発明を次の実施例、比較例及び試験例により説明する。
（使用材料）
下記表１で使用した材料は、以下のとおりである。
（１）セメント；普通ポルトランドセメン（住友大阪セメント社製）
（２）無機粉体；フライアッシュ ＪＩＳ II種（中部電力社製）
（３）粗骨材；舗装用７号砕石（東京都奥多摩町産）
（４）細骨材；細目砂（千葉県利根川産）
（５）（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）の混合粉体；
前記一般式（I）において、Ｒ１及びＲ３が−ＣＨ３、Ｒ２Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｎが２５である単量体、メタクリル酸、及び前記一般式（II）において、Ｒ４及びＲ５が−ＣＨ３である単量体を、前記した本発明の範囲内の所定のモル比とした共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２８，０００）からなるメタクリル酸系ポリマー粉体（Ａ）、及び、前記一般式（III）においてＲ６が−Ｈ、ｘが１、Ｒ７Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｙが４８、Ｒ８が−ＣＨ３である単量体と無水マレイン酸の５０／５０（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２５，０００）からなるマレイン酸系ポリマー粉体（Ｂ）の各々所定量を予め混合して均一して一体化した混合粉体
（６）膨張剤；スーパーサクス（住友大阪セメント社製）
（７）オキシカルボン酸又はその塩；グルコン酸ナトリウム
（８）減水剤；ポゾリスＮｏ．７０（ポゾリス物産製）
（９）ＡＥ減水剤；マイクロエア１０１（ポゾリス物産製）
（１０）水；上水道水
（使用材料）
下記表１で使用した材料は、以下のとおりである。
（１）セメント；普通ポルトランドセメン（住友大阪セメント社製）
（２）無機粉体；フライアッシュ ＪＩＳ II種（中部電力社製）
（３）粗骨材；舗装用７号砕石（東京都奥多摩町産）
（４）細骨材；細目砂（千葉県利根川産）
（５）（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及びマレイン酸系ポリマー（Ｂ）の混合粉体；
前記一般式（I）において、Ｒ１及びＲ３が−ＣＨ３、Ｒ２Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｎが２５である単量体、メタクリル酸、及び前記一般式（II）において、Ｒ４及びＲ５が−ＣＨ３である単量体を、前記した本発明の範囲内の所定のモル比とした共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２８，０００）からなるメタクリル酸系ポリマー粉体（Ａ）、及び、前記一般式（III）においてＲ６が−Ｈ、ｘが１、Ｒ７Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｙが４８、Ｒ８が−ＣＨ３である単量体と無水マレイン酸の５０／５０（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２５，０００）からなるマレイン酸系ポリマー粉体（Ｂ）の各々所定量を予め混合して均一して一体化した混合粉体
（６）膨張剤；スーパーサクス（住友大阪セメント社製）
（７）オキシカルボン酸又はその塩；グルコン酸ナトリウム
（８）減水剤；ポゾリスＮｏ．７０（ポゾリス物産製）
（９）ＡＥ減水剤；マイクロエア１０１（ポゾリス物産製）
（１０）水；上水道水
（実施例１〜２及び比較例１〜２；コンクリートの調製）
上記材料を用いて下記表１に示す配合によりポーラスコンクリートを調製した。ポーラスコンクリートの調製には、二軸強制練りミキサ（５０Ｌ）を使用し、水以外の材料をミキサに投入し１５秒間の空練りを行った後に、水を投入して９０秒間練り混ぜを行った。
上記材料を用いて下記表１に示す配合によりポーラスコンクリートを調製した。ポーラスコンクリートの調製には、二軸強制練りミキサ（５０Ｌ）を使用し、水以外の材料をミキサに投入し１５秒間の空練りを行った後に、水を投入して９０秒間練り混ぜを行った。
（試験例１〜２；曲げ強度、収縮低減性）
上記実施例１〜２及び比較例１〜２で得られた各コンクリートを以下の試験に供し、その結果を表２に示す。
上記実施例１〜２及び比較例１〜２で得られた各コンクリートを以下の試験に供し、その結果を表２に示す。
（１）曲げ強度
硬化体性状の指標として、ポーラスコンクリートの材齢２８日における曲げ強度（ＪＩＳ Ａ１１０６−１９９３に準拠）を測定した。
（２）収縮低減性
低収縮性の指標として、ＪＩＳ Ａ １１２９に準じて、ポーラスコンクリートの脱型後（材齢１日）の基長の寸法に対する、各材齢の長さ変化率（μ）を測定した。
硬化体性状の指標として、ポーラスコンクリートの材齢２８日における曲げ強度（ＪＩＳ Ａ１１０６−１９９３に準拠）を測定した。
（２）収縮低減性
低収縮性の指標として、ＪＩＳ Ａ １１２９に準じて、ポーラスコンクリートの脱型後（材齢１日）の基長の寸法に対する、各材齢の長さ変化率（μ）を測定した。
上記表２の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜２において、曲げ強度は４．０Ｎ／ｍｍ２以上を有しており、更に長さ変化率については、材齢９１日後で−５００μｍ以下であった。 一方、本発明の範囲外となる比較例１〜２では、曲げ強度は４．０Ｎ／ｍｍ２以上を有していたが長さ変化率については、材齢９１日後で−５５０μ以上であった。このことによれば、本発明によるポーラスコンクリートは、強度が優れるとともに、収縮低減性に優れることがわかる。
このように、本発明による低収縮性ポーラスコンクリートは、膨張材を用いているため、比較例の膨張材を用いていない場合よりも、乾燥収縮を１．５〜３割低減することができる。
このように、本発明による低収縮性ポーラスコンクリートは、膨張材を用いているため、比較例の膨張材を用いていない場合よりも、乾燥収縮を１．５〜３割低減することができる。
本発明の低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法により得られたポーラスコンクリートは、上記した効果を有するため、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等の、従来のポ一ラスコンクリートが用いられていた分野において、広範囲に用いることができる。
Claims (4)
- セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として下記構成の（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及び下記構成のマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合した混合粉体及び膨張材を用いることを特徴とする、低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。 - 請求項１記載低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法において、前記混和材料に、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種が含有されることを特徴とする、低収縮性ポーラスコンクリートの製造方法。
- 下記構成の（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）及び下記構成のマレイン酸系ポリマー（Ｂ）を質量比で（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０の割合で配合された混合粉体及び膨張材からなることを特徴とする、低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料。
・（メタ）アクリル酸系ポリマー（Ａ）：
（a）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ １ ）ＣＯＯ（Ｒ ２ Ｏ）ｎＲ ３ ……（Ｉ）
〔式（Ｉ）中、Ｒ １ は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ２ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、Ｒ ３ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ４ ）ＣＯＯＲ ５ ……（II）
〔式（II）中、Ｒ ４ は水素原子又はメチル基であり、Ｒ ５ は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基である。〕
（a）、（ｂ）及び（ｃ）の合計量に対する、（a）単量体の使用量は、３〜２５モル％であり、（ｂ）単量体の使用量は、５５〜７５モル％であり、（ｃ）単量体の使用量は、５〜３５モル％である。
・マレイン酸系ポリマー（Ｂ）：
（ｄ）下記一般式（III）で示される単量体と、（e）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び/又は、（ｆ）下記一般式（IV）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体。
ＣＨ ２ ＝Ｃ（Ｒ ６ ）−（ＣＨ ２ ）ｘＯ−（Ｒ ７ Ｏ）ｙ−Ｒ ８ ……（III）
〔上記式（III）中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ ７ Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、Ｒ ８ は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示す。〕
Ｒ ９ Ｏ−（Ｒ １０ Ｏ）ｚ−Ｗ ………（IV）
〔上記式（IV）中、Ｒ ９ は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ １０ Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｚは１〜１００の整数を表し、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ １１ ＮＨ２（Ｒ １１ はアルキレン基を示す）を表す。〕
（ｄ）、（e）及び（ｆ）の合計量に対する（ｄ）単量体の使用量は、１０〜９０モル％、（e）単量体の使用量は、４０〜７０モル％であり、（ｆ）単量体の使用量は、０〜７０モル％である。 - 請求項３記載の低収縮性混和材料において、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする、低収縮性ポーラスコンクリート用混和材料。
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