JP5085237B2

JP5085237B2 - プレミックスモルタルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP5085237B2
Application number: JP2007223422A
Authority: JP
Inventors: 巧串橋; 昭俊荒木; 実盛岡; 勉木田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP2009057220A

Description

本発明は、主に、土木・建築業界において使用されるプレミックスモルタルおよびその製造方法に関する。

近年、コンクリート構造物の高耐久化技術の確立が望まれている。それを達成する上で重要な技術のひとつとして、収縮低減剤が注目されている。これは、収縮低減剤の使用により、ひび割れを低減しコンクリート構造物の高寿命化に一定の役割を果たすためである。収縮低減剤としては、古くより数多くの提案がなされている（特許文献１〜特許文献６）。
また、収縮低減剤は補修材などのプレミックスモルタルに配合され使用されている。

特開昭５６−０３７２５９号公報特公昭５９−００３４３０号公報特開昭５９−０２１５５７号公報特開昭５９−１５２２５３号公報特開昭５９−１８４７５３号公報特開昭６０−０１６８４６号公報

しかしながら、収縮低減剤を用いると、コンクリートの空気量が著しく増加するという現象が生じるため、消泡剤によって空気量を制御する操作が不可欠となっている。コンクリートの空気量を制御することは、高度な技術と人手間が必要なため、収縮低減剤を用いても空気量を増加させない技術の開発が強く求められている。また、収縮低減剤を用いると、モルタルやコンクリートの凝結・硬化が遅延するという課題もある。この問題は特に低温環境でより顕著である。

一方、プレミックスモルタルは乾いたセメントや骨材を配合して製造されるため、これを工事現場で解袋作業する際には、粉塵が発生する。また、プレミックスモルタルに使用される収縮低減剤は粉末状のものであり、添加量が多くないと十分な収縮低減効果が得られない。加えて、粉末の収縮低減剤を配合すると、凝結・硬化が著しく遅延するという課題もあった。さらに、粉末状の収縮低減剤を多量に配合すると中性化抵抗性が低下する場合があった。
今日では、プレミックスモルタルのひび割れ制御技術に関して、益々その要求性能は高まってきている。また、プレミックスモルタルの解袋作業時の発塵を抑止することも強く望まれている。

そこで、本発明者は、前記課題を解決すべく、種々の努力を重ねた結果、特定の製造方法で製造されたプレミックスモルタルが、少ない収縮低減剤の添加量で収縮が著しく小さく、粉塵の発生がなく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が小さいプレミックスモルタルが得られることを知見し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）液体の収縮低減剤をまぶした骨材と、セメントとを含有してなり、骨材が吸水率の５０％以下の含水率であり、骨材１００部に対して液体の収縮低減剤が１〜７部である、プレミックスモルタル、（２）乾燥した骨材に液体の収縮低減剤をまぶした（１）のプレミックスモルタル、（３）骨材がケイ石、石灰石、スラグ、再生骨材、重量骨材、軽量骨材から選ばれる１種または２種以上である（１）または（２）のプレミックスモルタル、（４）骨材と収縮低減剤とを混合した後、セメント、必要に応じて無機混和材や有機混和剤を混合する（１）〜（３）のいずれかのプレミックスモルタルの製造方法、である。

本発明は、収縮が小さく、発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少ないプレミックスモルタルおよびその製造方法を提供する。

なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。

本発明に使用する液状の収縮低減剤とは、特に限定されるものではなく、いかなるものでも使用可能である。主成分で大別すると、低級アルコールアルキレンオキシド付加物系、アルコール系、グリコールエーテル・アミノアルコール誘導体系、ポリエーテル系、低分子量アルキレンオキシド共重合体系等が挙げられる。
液状の収縮低減剤は各社より市販されており、その代表例としては、例えば、電気化学工業社製「エスケーガード」、フローリック社製「ヒビガード」、竹本油脂社製「ヒビダン」、太平洋セメント社製「テトラガード」、日本油脂社製「シュドックス」等が挙げられる。収縮低減剤には液状のもの、粉末状のものが存在するが、本発明では液状のものでないと効果が得られない。
液状の収縮低減剤を骨材に散布するか、または骨材を液状の収縮低減剤に浸漬することにより、プレミックスモルタルの練り混ぜ時の発塵をほぼ完全に抑止することが可能である。

本発明で使用する骨材とは、天然のケイ石や石灰石に加え、スラグ骨材、再生骨材、重量骨材、軽量骨材等を挙げることができる。本発明では、これらのうちの１種または２種以上を選定することができる。

本発明では、乾いた骨材に液体の収縮低減剤をまぶすことが好ましい。「まぶす」とは、液状の収縮低減剤を骨材の表面に散布したり、骨材に含浸することを云う。乾いた骨材とは、骨材の吸水率（骨材の吸水率の測定方法はＪＩＳＡ１１１０に定められている）が５０％以下の含水率の状態を意味する。例えば、吸水率が１．０％の石灰石骨材を例にあげると、含水率が０．５％以下の石灰石骨材を使用することが好ましい。一方、吸水率が５％の再生骨材を例にあげると、含水率が２．５％以下の再生骨材を使用することが好ましい。

骨材を乾かすために、骨材を加熱処理して、骨材が持つ水分を蒸発させ、骨材がまだ暖かいうちに液状の収縮低減剤を散布するか、液状の収縮低減剤に骨材を浸漬することが最良であるが、骨材を乾かした後、プレミックスモルタルを製造する際に、骨材と液体の収縮低減剤を混合すればよい。この処理を行うことにより、液状の収縮低減剤の一部が骨材に含浸すると考えられる。つまり、吸水率に相当する分だけ、収縮低減剤が含浸すると考えられる。

例えば、吸水率１．０％の石灰石骨材を使用した場合、これを加熱処理して絶乾状態とし、液状の収縮低減剤を石灰石１００部に対して５部散布した場合を想定すると、１部が石灰石骨材に含浸し、残りの４部は石灰石表面に吸着していることになる。

ここで、石灰石骨材と液状の収縮低減剤を別々に使用した場合には本発明の効果は得られない。すなわち、同じ液状の収縮低減剤の使用量で比較しても、本発明の方法でモルタルやコンクリートに配合された場合には、収縮低減効果が大きい。また、モルタルやコンクリートの練り混ぜ時に練り混ぜ水とともに収縮低減剤を添加するという従来の使用方法では、モルタルやコンクリートの発塵を抑制できないばかりか、凝結・硬化が著しく遅延したり、空気連行性が著しく、空気量の調整が困難となる。本発明の方法では、このような問題を生じることがない。

さらに、骨材とセメント、必要に応じて無機混和材や有機混和剤を混合機に入れて液体の収縮低減剤を加えて混合すると、本発明の効果は得られない。すなわち、液体の収縮低減剤が粉末のセメントや混和材（剤）と優先的に接触してダマになり、均一なプレミックスモルタルが製造できないばかりか、発塵抑制効果も得られない。

骨材の加熱温度は、特に限定されるものではないが、通常、５０〜５５０℃が好ましく、１００〜５００℃がより好ましい。５０℃未満では、乾燥が十分でない場合があり、５５０℃を越えると骨材が石灰石の場合には分解して生石灰に変化する恐れがある。

本発明における骨材と液状の収縮低減剤との配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、骨材１００部に対して、液状の収縮低減剤が１〜７部が好ましく、２〜５部がより好ましい。液状の収縮低減剤が１部未満であると、収縮低減効果が十分でなかったり、発塵抑制効果が十分でなかったりする場合があり、逆に、液状の収縮低減剤が７部を超えると、空気連行性が著しくなり、空気量の調整が難しくなったり、凝結・硬化が遅延する傾向にある。また、付着強度が確保しにくい傾向にある。

本発明のポルトランドセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、またはシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末等や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆるエコセメント等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が併用可能である。

本発明では、セメント、骨材のほかに、無機混和材や有機混和剤、例えば、石灰石微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、メタカオリン、珪藻土、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、パルプスラッジ焼却灰等の混和材料、急硬材、膨張材、デキストリン等の水和熱抑制剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、ポリマー、ベントナイト等の粘土鉱物、ならびに、ハイドロタルサイト等のアニオン交換体等のうちの１種または２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。

本発明において、混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、およびナウタミキサ等の使用が可能である。

「実施例１」
表１に示す様々な細骨材を３００℃で２時間加熱して乾燥した。乾燥後の細骨材を用いてプレミックスモルタルを製造した。ナウタミキサに細骨材を投入し、細骨材１００部に対して液状の収縮低減剤イ２部を均一にシャワーで噴霧して５分間混合した。その後、セメント５０部を投入してさらに１５分間混合しプレミックスモルタルを調製した。このプレミックスモルタル１５ｋｇに対して、水２．０ｋｇを加えて練り混ぜた。練り混ぜ時の発塵を目視により観察するとともに、練り上げたモルタルの空気量、凝結時間、硬化後の圧縮強度、長さ変化率を測定した。結果を表１に併記する。

＜使用材料＞
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積３３００ｃｍ^２／ｇ
収縮低減剤イ：電気化学工業社製「エスケーガード」、ポリエーテル系、液状品
骨材Ａ：石灰石細骨材、新潟県青海鉱山産、吸水率０．８％、密度２．７１、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｂ：ケイ石細骨材、吸水率０．６％、密度２．６０、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｃ：スラグ細骨材、吸水率０．３％、密度２．９０、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｄ：重量骨材、吸水率０．１％、密度３．４５、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｅ：軽量骨材、吸水率９．０％、密度１．０５、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｆ：再生骨材、吸水率３．０％、密度２．６６、最大骨材寸法５ｍｍ
骨材Ｇ：骨材Ａ７５部と骨材Ｅ２５部の混合物
水：水道水

＜測定方法＞
骨材の吸水率：ＪＩＳＡ１１１０に準じて測定
空気量：ＪＩＳＡ１１１８に準じて測定
凝結時間：ＪＩＳＡ１１４７に準じて測定
圧縮強度：ＪＩＳＲ５２０１に準じて測定
長さ変化率：ＪＩＳＡ６２０２（Ｂ）に準じて測定

表１より、本発明に依れば、収縮が小さく、発塵の発生がなく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少ないモルタルが得られることが分かる。

「実施例２」
骨材Ａを使用し、骨材１００部に対する液状の収縮低減剤の種類と散布量を表２に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

＜使用材料＞
収縮低減剤ロ：フローリック社製「ヒビガード」、グリコールエーテル系、液状品
収縮低減剤ハ：太平洋セメント社製「テトラガード」、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物系、液状品
収縮低減剤ニ：竹本油脂社製「ヒビダン」、ポリエーテル系、液状品

表２より、本発明に依れば、収縮が小さく、発塵の発生がなく、液状の収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少ないモルタルが得られることが分かる。

「実施例３」
実施例１と同様に、骨材Ａを使用し、骨材１００部に対する液状の収縮低減剤イを２部散布した場合と、同じ量の収縮低減剤をモルタルの練り混ぜ時に水とともに添加する従来の方法で使用した場合の比較を行った。結果を表３に併記する。

表３より、本発明に依れば、従来法と比べ、収縮が小さく、発塵の発生がなく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少ないモルタルが得られることが分かる。

「実施例４」
実施例１と同様に、骨材Ａを使用し、骨材１００部に対する収縮低減剤イを２部散布した場合と、同じ量の収縮低減剤を骨材およびセメントを混合機に投入した後に加えてプレミックスモルタルを製造した場合とで比較を行った。結果を表４に併記する。

表４より、本発明に依れば、従来法と比べ、収縮が小さく、発塵の発生がなく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少ないモルタルが得られることが分かる。

本発明のプレミックスモルタルは、収縮が小さく、発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が小さいため、土木および建築用途に広範に利用できる。

Claims

液体の収縮低減剤をまぶした骨材と、セメントとを含有してなり、骨材が吸水率の５０％以下の含水率であり、骨材１００部に対して液体の収縮低減剤が１〜７部である、プレミックスモルタル。
乾燥した骨材に液体の収縮低減剤をまぶしたことを特徴とする請求項１に記載のプレミックスモルタル。
骨材がケイ石、石灰石、スラグ、再生骨材、重量骨材、軽量骨材から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のプレミックスモルタル。
骨材と収縮低減剤とを混合した後、セメント、必要に応じて無機混和材や有機混和剤を混合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレミックスモルタルの製造方法。