JP5539673B2 - 高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物 - Google Patents
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Description
構成単位B:5〜150個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位C:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
・水溶性ビニル共重合体(p−1)の合成
メタクリル酸60g、メトキシポリ(オキシエチレン単位数が23個、以下n=23とする)エチレングリコールメタクリレート300g、メタリルスルホン酸ナトリウム5g、3−メルカプトプロピオン酸4g及び水490gを反応容器に仕込んだ後、48%水酸化ナトリウム水溶液58gを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液25gを加えてラジカル重合反応を開始し、5時間反応を継続して反応を終了した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液23gを加えて反応物を完全中和し、メタクリル酸塩から形成された単位を構成単位にもつポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体(p−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(p−1)を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位/メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位/メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=70/27/3(モル%)の割合で有する質量平均分子量が33800の水溶性ビニル共重合体であった。
水溶性ビニル共重合体(p−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(p−2)〜(p−4)及び(pr−1)〜(pr−4)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表1にまとめて示した。
構成単位A〜C:各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
A−1:メタクリル酸ナトリウム
A−2:メタクリル酸
B−1:メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレート
B−2:メトキシポリ(n=68)エチレングリコールメタクリレート
B−3:メトキシポリ(n=9)エチレングリコールメタクリレート
C−1:メタリルスルホン酸ナトリウム
C−2:アリルスルホン酸ナトリウム
C−3:メチルアクリレート
表2に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏及びアルカリ刺激材を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物(S−1)〜(S−10)及び(R−1)〜(R−10)を得た。
sg−1:粉末度が4100cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−2:粉末度が5900cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−3:粉末度が1020cm2/gの高炉スラグ微粉末
gp−1:粉末度が4150cm2/gの無水石膏
gp−2:粉末度が5800cm2/gの無水石膏
rc−1:普通ポルトランドセメント
rc−2:早強ポルトランドセメント
実施例1〜36
表3に記載の配合条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水(水道水)、高炉スラグ組成物、細骨材(大井川水系産川砂、密度=2.58g/cm3)の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤、商品名AE−300)を投入し、45秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材(岡崎産砕石、密度=2.68g/cm3)の所定量を投入し、60秒間練り混ぜて、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4.5±1%とした水/高炉スラグ組成物の質量比が45%又は40%のコンクリート組成物を調製した。
表4に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水/高炉スラグ組成物の質量比が45%のコンクリート組成物を調製した。
表4に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントB種を用いた水/高炉セメントの質量比が45%又は50%のコンクリート組成物を調製した。
二酸化炭素排出量:コンクリート組成物1m3を製造する場合の二酸化炭素の排出量(kg)。但し、石膏の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いてポルトランドセメントの使用量から計算した値
セメント分散剤の種類:表1に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のP−5
P−5:ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールHP−11W(マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩)
使用量:高炉スラグ組成物(比較例28及び29は高炉セメントB種)100質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類:表2に記載したもの
*1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
*2:ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
*3:太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン(石灰系膨張材)
*4:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3、ブレーン値3850cm2/g)
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例のコンクリート組成物を20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例のコンクリート組成物について、JIS−A1108に準拠し、材齢7日及び材齢28日で測定した。
比較例1、2、6、7、21〜23及び25〜27:目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
Claims (8)
- 少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製し、また混和材の少なくとも一部として下記のポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤を高炉スラグ組成物100質量部当たり0.1〜1.5質量部の割合となるよう用い、更に混和材の少なくとも一部としてポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる乾燥収縮低減剤を高炉スラグ組成物100質量部当たり0.2〜4.0質量部の割合となるよう用いて成ることを特徴とする高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
高炉スラグ組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、アルカリ刺激材を0.5〜1.5質量部又は5〜45質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体:分子中に下記の構成単位Aを45〜80モル%、下記の構成単位Bを15〜55モル%及び下記の構成単位Cを0〜10モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量が2000〜80000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位A:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位B:5〜150個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位C:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上 - 乾燥収縮低減剤が、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる一つ又は二つ以上である請求項1記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- 少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として請求項1記載の高炉スラグ組成物を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製し、また混和材の少なくとも一部として請求項1記載のポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤を高炉スラグ組成物100質量部当たり0.1〜1.5質量部の割合となるよう用い、更に混和材の少なくとも一部として膨張材をコンクリート組成物1m 3 当たり10〜25kgの割合となるよう用いて成ることを特徴とする高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- アルカリ刺激材がポルトランドセメントである請求項1〜3のいずれか一つの項記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- 石膏が無水石膏である請求項1〜4のいずれか一つの項記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- 高炉スラグ微粉末が、その粉末度が3500〜6500cm2/gのものである請求項1〜5のいずれか一つの項記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- 水/高炉スラグ組成物の質量比を35〜55%に調製した請求項1〜6のいずれか一つの項記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
- 得られる硬化体の乾燥収縮率が800×10−6以下となるものである請求項1〜7のいずれか一つの項記載の高炉スラグ組成物を用いたコンクリート組成物。
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