JP6422324B2 - 遠心成形用水硬性組成物 - Google Patents
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日本では高強度が要求されるコンクリートパイルを製造する際に、混練から7日で出荷できる強度を担保するために、高強度混和材がコンクリートに添加され、蒸気養生が施されている。
特許文献2には、早強ポルトランドセメント、無水石膏と非晶質シリカとを所定条件で含む混和材、ナフタレン系分散剤、骨材及び水を含む高強度遠心力成形用コンクリート組成物が記載されている。
特許文献3には、水酸化アルミニウムおよびヒドロキシ硫酸アルミニウムからなる群から選択される化合物および上記化合物と本質的に反応しない酸性物質を含む、噴霧用セメント様組成物用促進混合物が開示され、実施例では酸性物質としてグルクロン酸が挙げられている。
特許文献4には、凝結遅延剤と高性能AE減水剤とからなるコンクリートまたはモルタルの初期スランプ長時間維持剤であって、該凝結遅延剤がグルコン酸、グルコヘプトン酸、サッカリック酸から選ばれたオキシカルボン酸またはその塩であり、該高性能AE減水剤がアミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系から選ばれた化合物であることを特徴とするコンクリートまたはモルタルの初期スランプ長時間維持剤が開示され、凝結遅延剤の比較例としてグルクロン酸が挙げられている。
工程1:水、水硬性粉体、分散剤、骨材、並びに、水硬性粉体100質量部に対し0.005質量部以上0.07質量部の、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物を含有する水硬性組成物を調製する工程。
工程2:工程1で得られた水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程3:工程2で型枠に充填した水硬性組成物を、遠心力をかけて型締めする工程。
工程4:工程3で型締めした水硬性組成物を型枠中で凝結させる工程。
工程5:工程4で凝結した水硬性組成物を型枠中で蒸気養生する工程。
<グルクロン酸化合物>
本発明の遠心成形用水硬性組成物は、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物を含有する。7日強度向上の観点から、グルクロノラクトンが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、流動性を向上させる観点から、分散剤を含有する。分散剤としては、リン酸エステル系重合体、ポリカルボン酸系共重合体、スルホン酸系共重合体、ナフタレン系重合体、メラミン系重合体、フェノール系重合体、リグニン系重合体等の分散剤が挙げられる。分散剤は他の成分を配合した混和剤であっても良い。
カラム:G4000SWXL+G200SWXL(東ソー株式会社製)
溶離液:30mMCH3COONa/CH3CN=6/4(pH=6.9)
流量:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出:UV(280nm)
サンプルサイズ:2mg/mL,0.01mL
標準物質:ポリスチレンスルホン酸換算
水硬性粉体は、セメントが挙げられる。セメントとしては、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)等の各種セメントが挙げられる。遠心成形用水硬性組成物には、セメント以外の水硬性粉体として、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等が含まれてよい。
本発明の遠心成形用水硬性組成物は、骨材を含有する。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。
本発明の遠心成形用水硬性組成物は、水、水硬性粉体、分散剤、骨材、及び所定量のグルクロン酸化合物を含有する。本発明の遠心成形用水硬性組成物は、その他の添加剤を含有することもできる。例えば、以下の成分が挙げられる。
・AE剤:樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸又はその塩、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル又はその塩、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテルリン酸エステル又はその塩、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等
・起泡剤
・増粘剤
・珪砂
・発泡剤
・防水材:樹脂酸又はその塩、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等
・高炉スラグ
・流動化剤;
・消泡剤:ジメチルポリシロキサン系、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル系、鉱油系、油脂系、オキシアルキレン系、アルコール系、アミド系等
・防泡剤
・防錆剤:亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等
・水溶性高分子:メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系、β−1,3−グルカン、キサンタンガム等の天然物系、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレングリコール、オレイルアルコールのエチレンオキシド付加物もしくはこれとビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応物等の合成系等
・高分子エマルジョン:(メタ)アクリル酸アルキル等の単量体を用いた高分子のエマルジョン
本発明の水硬性組成物は、遠心成形による硬化体の製造に用いられる。本発明の水硬性組成物は、高強度混和材を使用しなくても遠心成形により得られる硬化体が十分な強度を示すため、コンクリート製品の膨張やひび割れの懸念を解消できる。
なお、必要に応じて、高強度混和材と本発明に係るグルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物とを併用して使用することもできる。
本発明の水硬性組成物の硬化体の製造方法は、次の工程を含む。本発明の水硬性組成物の硬化体の製造方法には、本発明の遠心成形用水硬性組成物で述べた事項を適宜適用することができる。
工程1:水、水硬性粉体、分散剤、骨材、並びに、水硬性粉体100質量部に対し0.005質量部以上0.07質量部の、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物を含有する水硬性組成物を調製する工程。
工程2:工程1で得られた水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程3:工程2で型枠に充填した水硬性組成物を、遠心力をかけて型締めする工程。
工程4:工程3で型締めした水硬性組成物を型枠中で凝結させる工程。
工程5:工程4で凝結した水硬性組成物を型枠中で蒸気養生する工程。
工程6:工程5の後、水硬性組成物を冷却して、型枠から脱型する工程。
工程7:工程6で得られた水硬性組成物の硬化体を常温常圧で養生する工程。
具体的な養生条件として、工程5として、1時間当たり10℃以上30℃以下の昇温速度で型枠の周囲温度を60℃以上85℃以下に昇温し、昇温した温度を2時間以上8時間以下保持し、次いで、工程6として、1時間当たり5℃以上20℃以下の降温速度で室温、例えば20℃まで冷却し、成形体を脱型する。
好ましい条件の一例を挙げれば、室温、例えば20℃に3時間放置し、昇温速度20℃/時間、80℃で6時間保持し(工程5)、次いで、10℃/時間で室温まで冷却して、20時間以上30時間以下の後に成形体を脱型する(工程6)方法が挙げられる。
また、更に180℃のオートクレーブ養生を行なう事も可能である。
本発明は、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物(以下、グルクロン酸化合物という)と、分散剤とを含有する水硬性組成物用分散剤組成物に関する。グルクロン酸化合物と分散剤は、それぞれ、本発明の水硬性組成物で述べたものを使用でき、好ましい態様も水硬性組成物で述べた事項を適宜適用できる。
グルクロン酸Na:グルクロン酸ナトリウム一水和物、和光純薬工業株式会社製、一級、純度98%超
D−グルクロノラクトン:和光純薬工業株式会社製、特級、純度99%超
<分散剤>
MY150:ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物:重量平均分子量20,000、花王株式会社製、マイテイ150、表2ではNSFと表記し、有効分換算の添加量を示した。重量平均分子量は、前記条件のGPCにて測定を行なった。
W:和歌山市水道水
C: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(株)製普通ポルトランドセメント=1/1(質量比)の混合セメント
S:細骨材:城陽産 山砂
W/Cは、(Wの含有量)/(Cの含有量)×100の質量%を示す。
表1に示す配合条件でモルタルを製造した。具体的には、モルタルミキサー((株)ダルトン製 万能混合攪拌機 型式:5DM-03-γ)を用いて、セメント(C)、細骨材(S)を投入し空練りを30秒間行い、分散剤を含む練り水(W1)を加え低速回転にて60秒間混練し、更にグルクロン酸化合物を含む練り水(W2)を加え、低速回転にて240秒間本混練りして遠心成形用モルタルを調製した。W1の量とW2の量の合計が表1のWの量である。また、W1の量には分散剤の量を参入し、W2の量には、グルクロン酸化合物の量を算入した。なお、グルクロン酸化合物のセメント100質量部に対する有効分の添加量(質量部)は表2の通りである。
得られた遠心成形用モルタルを用いて本発明の工程2〜5、更に工程6、7を行うことで、硬化体を製造することができる。
JIS A1132に従い、円柱型プラモールド(底面の直径:5cm、高さ10cm)の型枠に、二層詰め方式によりモルタルを充填し、前置き20℃で3時間、昇温20℃/時間、保持70℃4時間で蒸気養生を行った。その後、常温まで自然冷却し、大気中で養生を行い、モルタル硬化体を得た。そして、7日後にそれぞれの硬化体について、JIS A1108に基づいて硬化体の圧縮応力を測定し、圧縮強度を求めた。これらの結果を表2に示した。表2中、圧縮強度の強度比は、比較例1の測定値を100とする相対値である。なお、ここで得られた圧縮強度は、遠心成形して得た硬化体の圧縮強度と相関する。
Claims (2)
- 水、水硬性粉体、分散剤、骨材、並びに、水硬性粉体100質量部に対し0.005質量部以上0.07質量部以下の、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物を含有する、遠心成形用水硬性組成物。
- 次の工程を含む水硬性組成物の硬化体の製造方法。
工程1:水、水硬性粉体、分散剤、骨材、並びに、水硬性粉体100質量部に対し0.005質量部以上0.07質量部の、グルクロン酸、グルクロン酸塩及びグルクロノラクトンから選ばれる一種以上の化合物を含有する水硬性組成物を調製する工程。
工程2:工程1で得られた水硬性組成物を型枠に充填する工程。
工程3:工程2で型枠に充填した水硬性組成物を、遠心力をかけて型締めする工程。
工程4:工程3で型締めした水硬性組成物を型枠中で凝結させる工程。
工程5:工程4で凝結した水硬性組成物を型枠中で蒸気養生する工程。
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