JP6616686B2 - 水硬性組成物の硬化体の製造方法 - Google Patents
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Description
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、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合体を含有するセメントコンクリートと、セルロース類を含有する急結剤スラリーが配合された吹付材料が開示されている。前記セメントコンクリートと前記急結剤スラリーとを施工前に合流混合して得た吹付材料を使用することで、吹付け時のリバウンド(跳ね返り)率が低減でき、吹付初期に高い強度が得られることが開示されている。
しかしながら、特許文献1、2には、遠心成形用水硬性組成物についての開示はない。
工程1:(A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を混練し、水硬性組成物を得る工程、
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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1:(A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を混練し、水硬性組成物を得る工程であって、セメント100質量部に対し、(A)成分を0.01質量部以上0.15質量部以下、(B)成分を0.001質量部以上0.02質量部以下、(C)成分を0.1質量部以上4.0質量部以下、混練する工程。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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。
セメント100質量部に対し、
(A)成分を0.01質量部以上0.15質量部以下、
(B)成分を0.001質量部以上0.02質量部以下、
(C)成分を0.1質量部以上4.0質量部以下含有する、
遠心成形用水硬性組成物を提供する。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
(A)成分を0.2質量%以上20質量%以下、
(B)成分を0.02質量%以上5質量%以下、
(C)成分を5質量%以上50質量%以下含有する、
遠心成形用水硬性組成物添加剤を提供する。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
グリセリンと糖類は、共にセメントの水和反応の最適化に寄与するが、その働きにおける両者の挙動は異なる。
グリセリンは、セメントのC3Aに作用することにより、セメントの水和反応を促進する。そのときに、エトリンガイトを生成する。エトリンガイトは、水硬性組成物中に存在するとアルミン酸カルシウム水和物に分解することにより、7日強度が発現しにくくなると考えられる。スクロース等の糖類はエトリンガイトに作用することにより、水硬性組成物中でのエトリンガイトを安定化する。その結果、エトリンガイトによる7日強度低下への作用を抑制し、水硬性組成物の硬化体における良好な強度を発現するものと推認される。
<(A)成分>
本発明の遠心成形用水硬性組成物において、(A)成分はグリセリンである。
(A)成分を用いることで、その硬化体は7日強度に優れる。
本発明の遠心成形用水硬性組成物は、水硬性組成物の硬化体の7日強度の観点から、(A)成分を、セメント100質量部に対し、0.01質量部以上、好ましくは0.02質量部以上、より好ましくは0.03質量部以上、そして、0.15質量部以下、好ましくは0.10質量部以下、より好ましくは0.07質量部以下、含有する。
本発明の遠心成形用水硬性組成物において、(B)成分は糖類から選ばれる一種以上の化合物である。糖類には、単糖類、二糖類、糖骨格を3〜6個有する少糖類(オリゴ糖)、及び糖誘導体(デオキシ糖、ウロン酸、アミノ糖等)が含まれる。
これら多糖類は、単糖、二糖、少糖類(糖骨格を3〜6個有する)を含んでいても構わない。
本発明の遠心成形用水硬性組成物において、(C)成分は、ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤である。(C)成分は、セメント等の水硬性粉体の分散剤として機能し、液状及び粉末状のものを用いることができる。
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の重量平均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましくは3000以上、更に好ましくは4000以上、より更に好ましくは5000以上、そして、好ましくは200000以下、より好ましくは100000以下、更に好ましくは80000以下、より更に好ましくは50000以下である。この重量平均分子量は、次に示すゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)により測定されたものである。
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
換算用標準物質:ポリスチレンスルホン酸
本発明の遠心成形用水硬性組成物は、(D)成分として高強度混和材を含有してもよい。
(D)成分としては、無水石膏を含む高強度混和材が挙げられる。無水石膏を含む高強度混和材は、無水石膏を60質量%以上含有するものが挙げられる。
(D)成分は、粉末度(ブレーン比表面積)が好ましくは4000cm2/g以上、より好ましくは5000cm2/g以上、好ましくは15000cm2/g以下、より好ましくは13000cm2/g以下の範囲であってもよい。
また、本発明の遠心成形用水硬性組成物は、遠心成形時の成形の容易性の観点と水硬性組成物の硬化後の膨張やひび割れの発生を回避する観点から、(D)成分を、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、含有する。
本発明の遠心成形用水硬性組成物に用いるセメントとしては、特に制限はなく、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に用いる骨材としては、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、骨材として粗骨材を含有する場合、粗骨材の水硬性組成物1m3に対する含有量は、水硬性組成物の遠心成形性と強度の観点から、1000kg以上が好ましく、1050kg以上がより好ましく、そして、1300kg以下が好ましく、1200kg以下がより好ましい。
また本発明の遠心成形用水硬性組成物は、骨材として、細骨材と粗骨材とを含有することができる。
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(但し(B)成分を除く):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水溶性高分子、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水溶性高分子等
・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の硬化体の製造方法は、次の工程1〜4を含む。
工程1:次の(A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を混練し、水硬性組成物を得る工程。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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1:(A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を混練し、水硬性組成物を得る工程であって、セメント100質量部に対し、(A)成分を0.01質量部以上0.15質量部以下、(B)成分を0.001質量部以上0.02質量部以下、(C)成分を0.1質量部以上4.0質量部以下、混練する工程。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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1で得られる水硬性組成物が、本発明の遠心成形用水硬性組成物であってもよい。
(D)成分:無水石膏を含む高強度混和材
工程1でのセメントに対する(D)成分の混練量の好ましい範囲は、前記した本発明の遠心成形用水硬性組成物における(D)成分の含有量の好ましい範囲と同じである。
工程1で用いる(D)成分の好ましい態様は、前記した本発明の遠心成形用水硬性組成物における(D)成分と同じである。
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。
具体的な養生条件として、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時間以下保持する。
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に次いで、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。
また、更に、100〜180℃でのオートクレーブ養生を行なう事も可能である。
本発明の遠心成形用水硬性組成物添加剤は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有する遠心成形用水硬性組成物添加剤であって、
(A)成分を0.2質量%以上20質量%以下、
(B)成分を0.02質量%以上5質量%以下、
(C)成分を5質量%以上50質量%以下含有する。
(A)成分、(B)成分、(C)成分の説明は、本発明の遠心成形用水硬性組成物で用いられる(A)成分、(B)成分、(C)成分と同じものであり、(A)成分、(B)成分、(C)成分の好ましい態様も、それぞれ前記した本発明の遠心成形用水硬性組成物における各成分の好ましい態様と同じである。
グリセリン:花王(株)製、純度98%以上
[(B)成分]
スクロース:和光純薬工業(株)製、純度98%以上
マルトース:和光純薬工業(株)製、純度98%以上
グルコース:和光純薬工業(株)製、純度98%以上
β−シクロデキストリン:和光純薬工業(株)製、純度98%以上
[(C)成分]
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(表中、NSFと表記):重量平均分子量20,000、花王株式会社製、マイテイ150。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:早強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=50/50(質量比)の混合セメント
S:細骨材、城陽産 山砂
表1に示す配合条件でモルタルを製造した。具体的には、パン型ミキサーを用いて、セメント(C)、細骨材(S)を投入し空練りを15秒間行い、(A)成分、(B)成分、(C)成分を含む練り水(W)を加え低速回転にて300秒間混練して遠心成形用モルタルを調製した(工程1)。Wの量が表1のWの量である。
なお、(A)成分、(B)成分、(C)成分のセメント100質量部に対する有効分の添加量(質量部)は表3、表4の通りである。
表2に示す配合条件で0.03m3のコンクリートを製造した。具体的には、2軸ジクロスミキサーを用いて、セメント(C)、細骨材(S)、粗骨材(G)を投入し空練りを30秒間行い、(A)成分、(B)成分、(C)成分を含む練り水(W)を加え低速回転にて300秒間混練して遠心成形用コンクリートを調製した(工程1)。Wの量が表2のWの量である。
なお、(A)成分、(B)成分、(C)成分のセメント100質量部に対する有効分の添加量(質量部)は表3の通りである。
前記(1−1)で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を行い、7日強度測定用の硬化体を製造した。
前記(1−2)で得られた遠心成形用コンクリートを用いて本発明の工程2〜5、更に工程6、7を行うことで、遠心成形性評価用の硬化体を製造した。
なお、一部の比較例及び実施例の硬化体の外観写真を図1〜5に示した。図1〜5には、厚み(mm)の標準偏差に応じて、以下の基準で記号を付して示した。
○:筒状の硬化体の4箇所の厚み(mm)の標準偏差が1未満
×:筒状の硬化体の4箇所の厚み(mm)の標準偏差が1以上
Claims (5)
- 次の工程1〜4を含む水硬性組成物の硬化体の製造方法。
工程1:(A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を混練し、水硬性組成物を得る工程であって、
セメント100質量部に対し、(A)成分を0.01質量部以上0.15質量部以下、(B)成分を0.001質量部以上0.02質量部以下、(C)成分を0.1質量部以上4.0質量部以下、混練する工程。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物(マンノース、ガラクトース、タロース、リボース、及びエリトロースを除く。)
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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。 - 更に、次の工程5を含む請求項1に記載の水硬性組成物の硬化体の製造方法。
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1における(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)が1.0以上100以下である、請求項1又は2に記載の水硬性組成物の硬化体の製造方法。
- (A)成分、(B)成分、(C)成分、セメント、水、及び骨材を含有する遠心成形用水硬性組成物であって、
セメント100質量部に対し、
(A)成分を0.01質量部以上0.15質量部以下、
(B)成分を0.001質量部以上0.02質量部以下、
(C)成分を0.1質量部以上4.0質量部以下含有する、
遠心成形用水硬性組成物。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物(マンノース、ガラクトース、タロース、リボース、及びエリトロースを除く。)
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤 - (A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有する遠心成形用水硬性組成物添加剤であって、
(A)成分を0.2質量%以上20質量%以下、
(B)成分を0.02質量%以上5質量%以下、
(C)成分を5質量%以上50質量%以下含有する、
遠心成形用水硬性組成物添加剤。
(A)成分:グリセリン
(B)成分:糖類から選ばれる一種以上の化合物(マンノース、ガラクトース、タロース、リボース、及びエリトロースを除く。)
(C)成分:ナフタレン系重合体から選ばれる一種以上の分散剤
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