JP5311910B2 - コンクリート製品の製造方法 - Google Patents
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Description
H2C=CHCOOCH2CH2OH (1)
本発明では、(A)成分、(B)成分、水硬性粉体、水を含有するコンクリートが用いられる。以下、かかるコンクリートに用いられる成分等について説明する。
(A)成分は、構成単位の70重量%以上が上記式(1)で表される単量体〔以下、単量体(1)という〕由来の構成単位である重合体である。(A)成分は構成単位の75重量%以上、更に85重量%以上、より更に90重量%以上が単量体(1)由来の構成単位であることが好ましい。構成単位中の単量体(1)由来の構成単位の割合がこの範囲にある(A)成分を(B)成分と併用することで、 低振動(例えば10G以下の振動加速度)でも流れ性が良く、隅々まで充填することができる。なお、(A)成分の構成単位中に中和された酸又は塩基の塩がある場合は、その構成単位は、中和前の酸型又は塩基型の重量で換算して、式(1)で表される単量体由来の構成単位の重量%を計算する。
(B)成分は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物であり、コンクリートの流動性の観点から、重量平均分子量は200000以下が好ましく、100000以下がより好ましく、80000以下が更に好ましく、50000以下がより好ましい。また、重量平均分子量は1000以上が好ましく、3000以上がより好ましく、4000以上がさらに好ましく、5000以上がより好ましい。したがって、1000〜200000が好ましく、3000〜100000がより好ましく、4000〜80000が更に好ましく、5000〜50000がより更に好ましい。(B)成分のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は酸の状態あるいは中和物であってもよい。
水硬性粉体とは、水と反応して硬化する性質をもつ粉体、及び単一物質では硬化性を有しないが、2種以上を組み合わせると水を介して相互作用により水和物を形成し硬化する粉体のことである。水硬性粉体として、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメント(例えばJIS R5214等)のセメントが挙げられる。また、本発明に用いられるコンクリートには、セメント以外の水硬性粉体として、石膏、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等が含まれてよい。
また、本発明に用いられるコンクリートは骨材を含有してもよい。骨材として細骨材や粗骨材等が挙げられ、細骨材は山砂、陸砂、川砂、砕砂が好ましく、粗骨材は山砂利、陸砂利、川砂利、砕石が好ましい。用途によっては、軽量骨材を使用してもよい。なお、骨材の用語は、「コンクリート総覧」(1998年6月10日、技術書院発行)による。本発明に用いられるコンクリートは、骨材として細骨材と粗骨材とを含有することが好ましい。
本発明に用いられるコンクリートは、材料分離の防止、または環境面からリサイクルの目的で、水硬性粉体以外の粉体を含有することができる。水硬性粉体以外の粉体としては、コンクリートに配合することが適切な粉体で、前記の目的に合うものが使用され、具体的には、炭酸カルシウム、石粉及びゴミ焼却灰から選ばれる1種以上の粉体が好ましい。水硬性粉体以外の粉体は、平均粒径が0.1〜200μm、更に1〜100μmのものが好ましい。
本発明に用いられるコンクリートは、水硬性粉体100重量部に対して、(A)成分を0.02〜0.28重量部、好ましくは0.03〜0.26重量部、より好ましくは0.05〜0.20重量部含有する。この範囲で(A)成分を含有することで、製造時間(打設時間)によらず低振動で充填でき、コンクリート表面の美観が良好となる。
本発明では、上記特定のコンクリートを、10G以下という低振動の振動加速度を掛けて打設する工程を有する。打設に用いる振動方法はテーブル、型枠、内部、表面等のいずれの振動方法でも良く、流動性の高いコンクリートであれば、無振動で打設することもできる。また、10Gより強い振動を掛けると「騒音」が激しく、安全性に欠けるばかりでなく、コンクリートが分離して製品に水路が発生し、商品価値を損なう。尚、振動加速度(G)は2π2×(振幅cm)×(周波数Hz)2/981より求める。
(A)成分として以下の合成例の重合体を用いた。
・ヒドロキシエチルアクリレート:Aldrich(有効分96%)〔単量体(1)〕
・アクリル酸:Aldrich(有効分99%)
・メルカプトプロピオン酸:Aldrich
・ペルオキソ二硫酸アンモニウム:和光純薬工業(株)
合成例1
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水84.2gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。アクリル酸(以下、AAと表記する)20.2gとヒドロキシエチルアクリレート(以下、HEAと表記する)83.5gを混合し、単量体液を調製した。ペルオキソ二硫酸アンモニウム1.3gをイオン交換水26.4gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸2.6gをイオン交換水25gに溶解し連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にして単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.3gをイオン交換水6.6gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、pH5(20℃)の重合体A−1の水溶液を得た。
仕込み組成比:
AA/HEA=19.5/80.5(重量比)(HEA80.5重量%)
AA/HEA=28.0/72.0(モル比)
重量平均分子量:34500
AA:反応率97%(HPLC)
HEA:反応率98%(HPLC)
分子量の測定は以下のGPC条件で行った。
[GPC条件]
標準物質:ポリスチレン換算
カラム:G4000PWXL+G2500PWXL(東ソー)
溶離液:0.2Mリン酸バッファー/アセトニトリル=9/1
流量:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出器:RI
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水85.6gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。AA11.7gとHEA92.1gを混合し、単量体液を調製した。ペルオキソ二硫酸アンモニウム1.3gをイオン交換水25.2gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸2.5gをイオン交換水25gに溶解し連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にして単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.3gをイオン交換水6.3gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、pH5(20℃)の重合体A−2の水溶液を得た。
仕込み組成比:
AA/HEA=11.3/88.7(重量比)(HEA88.7重量%)
AA/HEA=17.0/83.0(モル比)
重量平均分子量:30600
AA:反応率97%(HPLC)
HEA:反応率98%(HPLC)
GPCの測定条件は合成例1と同様である。
反応容器の4つ口フラスコにイオン交換水224.5gを仕込み、脱気後窒素雰囲気下にした。ペルオキソ二硫酸アンモニウム4.4gをイオン交換水90gに溶解し開始剤水溶液(1)を調製した。3−メルカプトプロピオン酸10.2gをイオン交換水80gに溶解した連鎖移動剤水溶液を調製した。反応容器を80℃にしてHEA280gの単量体液、開始剤水溶液(1)及び連鎖移動剤水溶液を同時に90分かけて滴下した。その後、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.6gをイオン交換水10gに溶解した開始剤水溶液(2)を30分掛けて滴下し、更に80℃で60分間反応させた。反応終了後に常温にして、48%水酸化ナトリウム水溶液で攪拌しながら中和した。pH5(20℃)の重合体A−3の水溶液を得た。
仕込み組成比:HEA100モル%(100重量%)
重量平均分子量:14200
HEA:反応率96%(HPLC)
GPCの測定条件は合成例1と同様である。
(B)成分として、マイテイ150〔ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物系混和剤、花王(株)製〕を用いた。これをB−1とした。
上記(A)成分、(B)成分を、表1の配合の成分に対して、表2、3の添加量で用いてコンクリートを調製し、以下の評価を行った。結果を表2、3に示す。なお、評価は、コンクリート温度30℃と20℃についてそれぞれ行い、表2にはコンクリート温度30℃での結果を、表3には、コンクリート温度20℃での結果を示した。
W(水):水道水
C(セメント):普通ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)製普通ポルトランドセメント/住友大阪セメント製普通ポルトランドセメント=1/1(重量比)の混合セメント〕、密度=3.16(g/cm3)
S(細骨材):岐阜県揖斐川産川砂、密度=2.60(g/cm3)
G(粗骨材):兵庫県家島山産砕石、密度=2.60(g/cm3)
(1)コンクリートのスランプ評価方法
60L練り二軸ミキサーに表1のコンクリート配合の30L分、全材料と表2、3の(A)成分、(B)成分を投入して90秒間混練りした。混練終了直後と30分後のコンクリートについて、スランプを測定した。
(1)で調製したコンクリートの30分のスランプを測定後、JIS A 1132の突き棒を用いる場合に準拠して、内径10cm、高さ20cmの円柱プラモールドに充填し、評価温度で気中養生を行い、24時間後に脱型し強度測定を行った。24時間後に指で押さえて変形する供試体を未硬化と評価した。
(1)で調製したコンクリートの30分のスランプを測定後、縦10cm、横20cm、高さ40cmの鋼製型枠に充填し、テーブル式バイブレーター(振幅0.15mm)の周波数により表2、3の振動加速度を負荷して、30秒間振動した。前置き2時間後に昇温18℃/hr、保持65℃×4時間、以後放冷の蒸気養生を行い、24時間後に脱型した。この供試体表面(20×40=800cm2)の気泡数(粒径が5mm以上のもの)と過分散による水路の状態を肉眼で観察を行い、裏、表の2面の平均からコンクリート肌面の表面美観として評価した(表中「試験系」と表記)。なお、(B)成分のみを添加したコンクリートについても同様に気泡数(粒径が5mm以上のもの)を測定した。(B)成分のみの場合からの気泡の減少数が大きいほど、気泡数の低減効果に優れることを意味する。また、水路の状態の観察結果から、以下の基準で水路のありなしで水路判定を評価した。
(水路判定)
A:なし
B:極僅かにあり
C:あり
Claims (3)
- 下記式(1)で表される単量体由来の構成単位を70重量%以上含む構成単位からなる重合体(A)と、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(B)と、水硬性粉体と、水とを含有するコンクリートを、10G以下の振動を掛けて打設する工程を有する、コンクリート製品の製造方法であって、前記コンクリートが、重合体(A)を水硬性粉体100重量部に対し0.02〜0.28重量部含有する、コンクリート製品の製造方法。
H2C=CHCOOCH2CH2OH (1) - 前記コンクリートが、さらに、骨材を含有する請求項1記載のコンクリート製品の製造方法。
- (A)成分と(B)成分との重量比率が、(A)/(B)=5/95〜45/55である、請求項1又は2記載のコンクリート製品の製造方法。
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