JP6636351B2 - Underwater non-separable concrete composition and cured product thereof - Google Patents

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

本発明は、水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体に関する。   The present invention relates to a water-inseparable concrete composition and a cured product thereof.

通常、海岸、海洋、港湾または河川に橋(橋脚)や防波堤等を建設する場合、土木建築工事において水中に直接コンクリートを打設することとなる。しかし、その際にセメント成分が水により洗い流されることでコンクリート構造体の強度低下を招くことがある。そのため施工には、メチルセルロース系、アクリル系およびガム系などの増粘剤をコンクリートに混和した、水中不分離性コンクリート組成物が用いられる。   Generally, when constructing a bridge (pier) or breakwater on a coast, ocean, port or river, concrete is directly poured into water in civil engineering construction work. However, at that time, the strength of the concrete structure may be reduced by washing away the cement component with water. For this purpose, a non-separable underwater concrete composition in which a thickener such as a methylcellulose type, an acrylic type or a gum type is mixed with concrete is used for construction.

そのような水中不分離性コンクリート組成物として、特許文献1にはセルロースエーテル、デュータンガム、ポリアクリルアミドおよびベントナイトを含有する増粘剤を含有する水中不分離性コンクリート組成物が提案されている。また、特許文献2には、水中で使用することを目的とした、膨張材、増粘剤および減水剤を含む水中グラウト用セメント組成物が提案されている。この引用文献2には、増粘剤の例として、セルロース系、エチレンオキサイド系、アクリル系、ポリビニルアルコール系の増粘剤が挙げられている。   As such a water-inseparable concrete composition, Patent Literature 1 proposes a water-inseparable concrete composition containing a thickener containing cellulose ether, dutan gum, polyacrylamide and bentonite. Patent Literature 2 proposes a cement composition for grouting in water containing an expanding material, a thickener, and a water reducing agent for use in water. This cited reference 2 discloses, as an example of the thickener, a cellulose-based, ethylene oxide-based, acrylic-based, or polyvinyl alcohol-based thickener.

水中不分離性コンクリートに使用する水中不分離性混和剤に用いられる増粘剤としては、セルロース系、アクリル系、ガム系のものが代表的なものである。これらの水中不分離性混和剤を使用することにより、材料分離防止効果やセルフレベリング効果が発揮され、水中においてもセメント粒子が分離分散せず、自己充填性が得られるため、施工性が確保できる。そして、これらの増粘剤の中でもガム系の増粘剤は混和剤の添加がコンクリートの流動性に及ぼす影響が小さいことから,自己充填型のコンクリートの製造が容易にできる特徴がある。   As the thickener used in the water-immiscible admixture used for the water-immiscible concrete, a cellulose-based, acrylic, or gum-based thickener is typical. By using these water-immiscible admixtures, material separation preventing effect and self-leveling effect are exhibited, cement particles do not separate and disperse even in water, and self-filling property is obtained, so workability can be secured. . Among these thickeners, gum-based thickeners are characterized in that the addition of an admixture has a small effect on the fluidity of concrete, so that self-filling concrete can be easily manufactured.

しかしながら、ガム系増粘剤として知られているガラクトマンナン系増粘剤を水中不分離性コンクリートに適用した場合、水中不分散性が不足する傾向にあり、流動性と水中不分離性の両者を満足することが難しい。従来使用されているガラクトマンナン系の増粘剤としては、グアガムが一般的であるが、グアガムは、上記の理由により水中不分離用コンクリートとして使用される実例はほとんど報告されていない(特許文献3)。   However, when a galactomannan-based thickener, which is known as a gum-based thickener, is applied to water-inseparable concrete, the water-insoluble property tends to be insufficient. Difficult to be satisfied. As a conventionally used galactomannan-based thickener, guar gum is generally used. However, guar gum has hardly been reported as an in-water non-separable concrete for the above reasons (Patent Document 3). ).

特開2014−37329号公報JP 2014-37329 A 特開平07−138055号公報JP-A-07-138055 特開平06−135750号公報JP-A-06-135750

このような背景のもと、本発明は、ガラクトマンナン系増粘剤を用いながら、流動性と水中不分離性の両者を同時に満足できる、新規な水中不分離性コンクリート組成物を提供するものである。   Under such a background, the present invention provides a novel underwater non-separable concrete composition which can simultaneously satisfy both fluidity and underwater inseparability while using a galactomannan-based thickener. is there.

また、本発明は、上記水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られる、水中不分離性コンクリート硬化体を提供するものである。   The present invention also provides a hardened non-separable concrete composition obtained by curing the above-mentioned non-separable concrete composition.

本発明の一態様によれば、セメントと、ガラクトマンナンからなる増粘剤とを含み、前記ガラクトマンナンのマンノース/ガラクトース比が4を超えるものであることを特徴とする水中不分離性コンクリート組成物が提供される。   According to one aspect of the present invention, a water-inseparable concrete composition comprising cement and a thickener comprising galactomannan, wherein the galactomannan has a mannose / galactose ratio of more than 4 Is provided.

本発明の他の態様によれば、前記水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られることを特徴とする、水中不分離性コンクリート硬化体が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a hardened non-separable concrete material, which is obtained by hardening the underwater non-separable concrete composition.

本発明の他の態様によれば、ガラクトマンナンと消泡性成分とを含み、前記ガラクトマンナンのマンノース/ガラクトース比が4を超えるものであることを特徴とする、水中不分離性コンクリート組成物用添加剤が提供される。   According to another aspect of the present invention, for a non-separable water-insoluble concrete composition, comprising galactomannan and an antifoaming component, wherein the galactomannan has a mannose / galactose ratio of more than 4. An additive is provided.

本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、流動性と水中不分離性とを同時に満足することができるものである。したがって、本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、十分な流動性を有するので水中に形成された型枠内に容易に充填することが可能であり、充填された組成物は水中で分離分散しにくいため、水中環境に依存せずに所望の硬化体を得ることができる。また、本発明による水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られる水中不分離性コンクリート硬化体は、形成時に水中環境の影響が小さいために、設計通りの形状とすることが容易であるため、海岸、海洋、港湾または河川に橋(橋脚)や防波堤等を建設する際に好適に使用することができる。   The underwater non-separable concrete composition according to the present invention can satisfy both fluidity and underwater non-separability at the same time. Therefore, the underwater-non-separable concrete composition according to the present invention has sufficient fluidity and can be easily filled in a mold formed in water, and the filled composition is separated and dispersed in water. Therefore, a desired cured product can be obtained without depending on the underwater environment. In addition, the cured body of the non-separable concrete obtained by curing the underwater non-separable concrete composition according to the present invention has a small influence of the underwater environment at the time of formation. It can be suitably used when constructing bridges (piers), breakwaters, etc. on coasts, oceans, ports or rivers.

本明細書において「水中不分離性コンクリート」とは、増粘剤等を混和することにより、水中での材料分離抵抗を高めた水中コンクリートをいう。なお、本明細書において「水中不分離性コンクリート組成物」(以下、単に「組成物」ということがある)とは、硬化前の水中不分離性コンクリートの組成物を意味し、一方、「水中不分離性コンクリート硬化体」(以下、単に「硬化体」ということがある)とは、水中不分離性コンクリート組成物を硬化させたものを意味する。   In the present specification, “water-inseparable concrete” refers to underwater concrete in which a material separation resistance in water is increased by mixing a thickener or the like. In addition, in this specification, the "water-inseparable concrete composition" (hereinafter may be simply referred to as "composition") means a composition of water-inseparable concrete before curing, while "water-inseparable concrete composition" The “non-separable concrete hardened body” (hereinafter sometimes simply referred to as “hardened body”) means a hardened non-separable concrete composition in water.

本発明の内容について、以下に詳細に説明する。   The contents of the present invention will be described in detail below.

<水中不分離性コンクリート組成物>
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、セメントと、ガラクトマンナンからなる増粘剤と、必要に応じてその他の成分を含むものである。以下、各構成要素について、以下にそれぞれ説明する。なお、本明細書において、「単位量(kg/m)」とは、1mのコンクリートを作製するときに用いる各原料の使用量を意味する。
<Underwater inseparable concrete composition>
The non-separable concrete composition in water according to the present invention contains cement, a thickener composed of galactomannan, and other components as required. Hereinafter, each component will be described below. In this specification, “unit amount (kg / m 3 )” means the amount of each raw material used when producing 1 m 3 of concrete.

[セメント]
本発明に用いるセメントとしては、種々のものを使用することができ、例えば、ポルトランドセメントや混合セメントなどを使用することができる。そのようなポルトランドセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。混合セメントとしては、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等が混合された各種の混合セメントが挙げられる。また、上記以外のセメントとしては、速硬性を有しない普通セメントタイプのエコセメントなどが挙げられる。これらのセメントは、いずれか1種を選択して使用することもできるが、2種以上のセメントを組み合わせて使用してもよい。
[cement]
Various cements can be used as the cement used in the present invention, and for example, Portland cement and mixed cement can be used. Such Portland cements include, for example, various Portland cements such as ordinary, fast, super fast, low heat and moderate heat. Examples of the mixed cement include various mixed cements in which fly ash, blast furnace slag, silica fume, limestone fine powder, and the like are mixed. Examples of the cement other than the above include ordinary cement type eco-cement having no quick-setting property. Any one of these cements can be selected and used, but two or more cements may be used in combination.

本発明による組成物中のセメントの配合量は、使用するセメントの種類および単位水量によって適宜設定することができるが、単位量で300〜550kg/mであることが好ましい。 The amount of cement in the composition according to the present invention can be appropriately set depending on the type of cement used and the unit water amount, but is preferably from 300 to 550 kg / m 3 in unit amount.

[増粘剤]
本発明による組成物は、ガラクトマンナンからなる増粘剤を含んでいる。ガラクトマンナンはマンノースからなる直線状主鎖に、側鎖としてガラクトースが結合したユニットから構成される多糖類である。天然物としてマメ科植物の種子の胚乳から得ることができる。ガラクトマンナンは、種々の植物から採取されるが、植物の種類に応じてマンノースとガラクトースとの割合が変化する。例えば、グアーの種子から得られる天然多糖類はグアガムと呼ばれるが、グアガムにおける主鎖マンノースと側鎖ガラクトースの比率は、2:1となっている。その他、一般に知られているガラクトマンナンにはマンノースとガラクトースの比が3:1であるタラガム、4:1であるローカストビーンガムがある。
[Thickener]
The composition according to the invention comprises a thickener consisting of galactomannan. Galactomannan is a polysaccharide composed of a unit in which galactose is bonded as a side chain to a linear main chain composed of mannose. It can be obtained as a natural product from endosperm of legume seeds. Galactomannan is collected from various plants, and the ratio between mannose and galactose changes depending on the type of plant. For example, a natural polysaccharide obtained from guar seed is called guar gum, and the ratio of main chain mannose to side chain galactose in guar gum is 2: 1. Other commonly known galactomannans include tara gum with a mannose to galactose ratio of 3: 1 and locust bean gum with a 4: 1 ratio.

本発明において用いられるガラクトマンナンは、ガラクトースに対するマンノースの比、すなわちマンノース/ガラクトース比が4を超えるものである。このようなガラクトマンナンのうち、好ましいものとして、マンノース/ガラクトース比が5であるものである。このようなガラクトマンナンとして、エビスグサモドキの種子を粉砕して得られた、多糖類を主成分とする天然物であるカシアガムが挙げられる。入手が容易であり、取り扱い性にもすぐれるので、カシアガムが最も好ましいものである。本発明において、ガラクトマンナンは、マンノース/ガラクトース比が4を超えることが必要であるが、2種類以上のガラクトマンナンを混合したものであってもよい。すなわち、マンノース/ガラクトース比が多いものと少ないものとを配合したものであっても、ガラクトマンナン全体におけるマンノース/ガラクトース比が4を超えるように配合されていればよい。また、ガラクトマンナンは天然物である必要は無く、天然物が精製されたものまたは改質されたもの、あるいは合成されたものであってもよい。なお、本発明においてガラクトマンナンは、マンノース/ガラクトース比が4を超えることが必要であるが、4.8以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましい。なお、本発明においてこれらの比は構成単位の比率、すなわちモル比を意味する。   The galactomannan used in the present invention has a ratio of mannose to galactose, that is, a mannose / galactose ratio of more than 4. Among such galactomannans, those having a mannose / galactose ratio of 5 are preferred. Examples of such galactomannans include cassia gum, which is a natural product containing a polysaccharide as a main component and obtained by crushing the seeds of Ebisugusamodoki. Cassia gum is the most preferable because it is easily available and has excellent handling properties. In the present invention, the galactomannan needs to have a mannose / galactose ratio of more than 4, but may be a mixture of two or more galactomannans. That is, even if a mixture of one having a high mannose / galactose ratio and one having a low mannose / galactose ratio is used, it is sufficient if the mannose / galactose ratio in the entire galactomannan is more than 4. Galactomannan does not need to be a natural product, but may be a purified or modified natural product or a synthetic product. In the present invention, the galactomannan needs to have a mannose / galactose ratio of more than 4, but it is preferably 4.8 or more, more preferably 5 or more. In the present invention, these ratios mean the ratio of the constituent units, that is, the molar ratio.

ガラクトマンナンからなる増粘剤の配合量は、単位量で、2.5〜5.0kg/mであることが好ましく、3.5〜4.5kg/mであることがより好ましい。増粘剤の配合量を、2.5kg/m以上とすることで、コンクリートに水中不分離性を十分に付与することができ、5.0kg/m以下とすることで、凝結が大幅に遅延することを防止することができる。 The amount of thickener consisting of galactomannan in unit dose is preferably from 2.5~5.0kg / m 3, more preferably 3.5~4.5kg / m 3. By setting the compounding amount of the thickener to 2.5 kg / m 3 or more, it is possible to sufficiently impart non-separation in water to concrete, and by setting the compounding amount to 5.0 kg / m 3 or less, coagulation is significantly increased. Delay can be prevented.

本発明による組成物は、ガラクトマンナン以外の増粘剤を含んでいてもよい。このような増粘剤としては、通常コンクリートに使用されているものであれば特に制限されるものではないが、本発明による効果を損なわないものが望まれる。そのような増粘剤として、例えば、セルロース系増粘剤、アクリル系増粘剤、ガラクトマンナン以外のガム系増粘剤等が挙げられる。セルロース系増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースおよびヒドロキシアルキルアルキルセルロース等が挙げられる。アクリル系増粘剤としては、カルボキシビニルポリマー等が挙げられる。ガム系増粘剤としては、キサンタンガムおよびジェランガム等が挙げられる。   The composition according to the invention may contain a thickener other than galactomannan. Such a thickener is not particularly limited as long as it is generally used for concrete, but one that does not impair the effects of the present invention is desired. Examples of such thickeners include cellulose-based thickeners, acrylic-based thickeners, and gum-based thickeners other than galactomannan. Examples of the cellulosic thickener include carboxymethyl cellulose, alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, and hydroxyalkylalkyl cellulose. Examples of the acrylic thickener include carboxyvinyl polymers. Examples of the gum thickener include xanthan gum and gellan gum.

[その他の構成要素]
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、必要に応じて以下の構成要素を含有することができる。
[Other components]
The in-water inseparable concrete composition according to the present invention can contain the following components as required.

(消泡剤)
本発明おける組成物は、消泡性成分、すなわち消泡剤をさらに含むことが好ましい。本発明で用いられる消泡剤は、一般的にモルタル、コンクリートの製造に使用されるセメント用の消泡剤をそのまま用いることができる。このような消泡剤としては、具体的には、鉱物系、エステル系、アミン系、アミド系、ポリエーテル系、シリコン系等の消泡剤が挙げられる。
(Defoaming agent)
The composition in the present invention preferably further contains an antifoaming component, that is, an antifoaming agent. As the defoaming agent used in the present invention, a defoaming agent for cement generally used in the production of mortar and concrete can be used as it is. Specific examples of such antifoaming agents include mineral, ester, amine, amide, polyether, and silicon antifoaming agents.

消泡剤の添加量は、増粘剤の総質量に対して、0.05〜1.0質量%が好ましく、0.1〜1.0質量%がより好ましい。   The addition amount of the defoaming agent is preferably 0.05 to 1.0% by mass, more preferably 0.1 to 1.0% by mass, based on the total mass of the thickener.

消泡剤の組成物への添加方法は特に限定されないが、例えば、コンクリートプラントにおいて他の配合材料と併せて添加して混練する方法、あるいはコンクリート施工現場において最後に添加し混練する方法がある。または事前に増粘剤と消泡剤を混合しておいてもよい。   The method of adding the defoaming agent to the composition is not particularly limited, and for example, there is a method of adding and kneading together with other compounding materials in a concrete plant, or a method of adding and kneading last at a concrete construction site. Alternatively, a thickener and an antifoaming agent may be mixed in advance.

(分散剤)
本発明による組成物は、分散剤をさらに含むことが好ましい。本発明で用いられる分散剤は、一般的にモルタルやコンクリートの製造に使用されるセメント用の分散剤をそのまま用いることができる。そのような分散剤としては、例えば、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤および流動化剤等が挙げられる。具体的には、メラミンスルホン酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤およびナフタレンスルホン酸系分散剤等の分散剤が挙げられる。これらの中では、特にポリカルボン酸系の分散剤が好ましい。
(Dispersant)
Preferably, the composition according to the invention further comprises a dispersant. As the dispersant used in the present invention, a dispersant for cement generally used in the production of mortar or concrete can be used as it is. Examples of such a dispersant include a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, and a fluidizing agent. Specific examples include dispersants such as melaminesulfonic acid-based dispersants, polycarboxylic acid-based dispersants, and naphthalenesulfonic acid-based dispersants. Among these, a polycarboxylic acid-based dispersant is particularly preferred.

分散剤の添加量は、セメントの粉体の総質量に対して、1.0〜3.5質量%が好ましく、1.5〜3.0質量%がより好ましい。   The amount of the dispersant added is preferably 1.0 to 3.5% by mass, more preferably 1.5 to 3.0% by mass, based on the total mass of the cement powder.

分散剤の組成物への添加方法は特に限定されないが、例えば、コンクリートプラントにおいて他の配合材料と併せて添加して混練する方法、あるいはコンクリート施工現場において最後に添加し混練する方法がある。   The method of adding the dispersant to the composition is not particularly limited, and for example, there is a method in which the dispersant is added and kneaded together with other compounding materials in a concrete plant, or a method in which the dispersant is added last and kneaded in a concrete construction site.

(骨材)
本発明による組成物は、骨剤をさらに含むことが好ましい。本発明で用いられる骨材は、特に制限されるものではなく、通常のコンクリートの製造に使用される細骨材および粗骨材を何れも使用することができる。そのような細骨材および粗骨材として、例えば川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材等が挙げられる。
(aggregate)
Preferably, the composition according to the invention further comprises a bone agent. The aggregate used in the present invention is not particularly limited, and any of fine aggregate and coarse aggregate used in the production of ordinary concrete can be used. Such fine and coarse aggregates include, for example, river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, silica sand, river gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse Aggregate, slag coarse aggregate, recycled coarse aggregate and the like can be mentioned.

骨材の配合量は、単位量で1,500〜2,000kg/mであり、さらに1,600〜1,800kg/mとするのが、発熱および乾燥収縮の抑制ならびにワーカビリティー確保のバランスの点で好ましい。 The blending amount of the aggregate is 1,500 to 2,000 kg / m 3 in unit amount, and further, 1,600 to 1,800 kg / m 3 is the balance of suppressing heat generation and drying shrinkage and ensuring workability. It is preferred in terms of.

また、全骨材の容積に対する細骨材の容積の占める割合(s/a)は、通常35〜50%であり、40〜45%であることがワーカビリティー確保の観点から好ましい。   The ratio (s / a) of the volume of the fine aggregate to the volume of the total aggregate is usually 35 to 50%, and preferably 40 to 45% from the viewpoint of ensuring workability.

(水)
本発明による組成物は、水を用いて混練する。水の配合量(単位水量)は、150〜250kg/mとすることが、材料分離抵抗性を高めることから好ましい。混練には、コンクリートミキサを用いることが好ましい。
(water)
The composition according to the invention is kneaded with water. The blending amount of water (unit water amount) is preferably 150 to 250 kg / m 3 from the viewpoint of increasing material separation resistance. It is preferable to use a concrete mixer for kneading.

水(W)とセメント(C)との質量比(W/C)は、通常40〜65%であり、45〜60%であることが、水和発熱低減および圧縮強度の確保の観点から好ましい。   The mass ratio (W / C) of water (W) and cement (C) is usually 40 to 65%, and is preferably 45 to 60% from the viewpoint of reducing hydration heat generation and securing compressive strength. .

(その他の混和剤)
さらに、本発明による組成物は、本発明の効果を実質的に損なわない範囲で、例えばモルタルやコンクリートに使用できる他の成分(混和剤(材))を含有するものであっても良い。このような成分として、具体的には、収縮低減剤、膨張材、保水剤、防錆剤、空気連行剤、防水材、撥水剤、白華防止剤、凝結調整剤、硬化促進剤(材)、顔料、繊維、シリカフューム、スラグ、フライアッシュなどが例示される。
(Other admixtures)
Further, the composition according to the present invention may contain other components (admixtures (materials)) that can be used, for example, in mortar and concrete as long as the effects of the present invention are not substantially impaired. Specific examples of such a component include a shrinkage reducing agent, an expanding material, a water retention agent, a rust inhibitor, an air entraining agent, a waterproof material, a water repellent, a whitening inhibitor, a setting regulator, a curing accelerator (material ), Pigments, fibers, silica fume, slag, fly ash and the like.

<水中不分離性コンクリート硬化体>
本発明による水中不分離性コンクリート硬化体は、上記組成物を硬化させることによって得ることができる。硬化は任意の方法によって行うことができるが、例えば、上記組成物を混練し、その混練物を型枠等に流し込んだ後に養生することで硬化させてもよい。本発明による硬化体は、水中と気中のいずれでも硬化させることができる。
<Underwater non-separable hardened concrete>
The hardened concrete that is inseparable in water according to the present invention can be obtained by curing the above composition. Curing can be performed by any method. For example, the composition may be kneaded, and the kneaded product may be poured into a mold or the like and then cured to cure. The cured product according to the present invention can be cured either in water or in the air.

<水中不分離性コンクリート組成物用添加剤>
本発明による水中不分離性コンクリート組成物用添加剤は、前記ガラクトマンナンと、消泡性成分とを含むものである。このような添加剤は、通常のセメントに混合するだけで、水中不分離性コンクリート組成物を製造することができるうえ、セメントに対する添加剤の配合比を変えることで、コンクリート組成物の物性などを調整することができるので便利である。このような添加剤は、ガラクトマンナンおよび消泡性成分のほか、前記混和剤に例示した成分を含んでいてもよい。
<Additive for non-separable concrete composition in water>
The additive for a water-insoluble separable concrete composition according to the present invention contains the galactomannan and an antifoaming component. Such an additive can produce an in-water inseparable concrete composition only by mixing it with ordinary cement, and by changing the mixing ratio of the additive to cement, the physical properties of the concrete composition can be improved. It is convenient because it can be adjusted. Such an additive may contain, in addition to the galactomannan and the defoaming component, the components exemplified as the admixture.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明が実施例により限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

<水中不分離性コンクリート組成物の調製>
本発明による水中不分離性コンクリート組成物の製造方法について説明する。
まず、使用した材料を以下に示す。
水(W): 水道水
セメント(C): 普通ポルトランドセメント
細骨材(S): 静岡県産山砂
粗骨材(G): 茨城県産砕石
増粘剤(V):(1)カシアガム(マンノース/ガラクトース比=5)
(2)グアガム(マンノース/ガラクトース比=2)
(3)タラガム(マンノース/ガラクトース比=3)
(4)ローカストビーンガム(マンノース/ガラクトース比=4)
消泡剤(F): ポリエーテル系
分散剤(D): ポリカルボン酸系分散剤
<Preparation of underwater non-separable concrete composition>
The method for producing a water-inseparable concrete composition according to the present invention will be described.
First, the materials used are shown below.
Water (W): Tap water
Cement (C): ordinary Portland cement
Fine aggregate (S): Mountain sand from Shizuoka Prefecture
Coarse aggregate (G): Crushed stone from Ibaraki Prefecture
Thickener (V): (1) Cassia gum (mannose / galactose ratio = 5)
(2) Gua gum (mannose / galactose ratio = 2)
(3) Tara gum (mannose / galactose ratio = 3)
(4) Locust bean gum (mannose / galactose ratio = 4)
Antifoaming agent (F): Polyether dispersant (D): Polycarboxylic acid dispersant

実施例1におけるコンクリート配合を表1に示す。

Figure 0006636351
環境温度20℃にて、コンクリートミキサを用いて各材料を上記のコンクリート配合で練り混ぜて水中不分離性コンクリート組成物を製造した。また、増粘剤の種類と配合量、ならびに消泡剤および分散剤との配合比を変更して、実施例2〜7および比較例1〜3の組成物も調製した。各組成物の配合比は表2に示す。なお、これらの組成物における目標スランプフローは500±30mm、目標空気量は4.0%以下である。
Figure 0006636351
Table 1 shows the concrete composition in Example 1.
Figure 0006636351
At an environmental temperature of 20 ° C., each material was kneaded with the above-mentioned concrete mixture using a concrete mixer to produce a water-inseparable concrete composition. The compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were also prepared by changing the type and amount of the thickener and the mixing ratio of the defoamer and the dispersant. The composition ratio of each composition is shown in Table 2. The target slump flow of these compositions is 500 ± 30 mm, and the target air amount is 4.0% or less.
Figure 0006636351

<スランプフローの測定>
組成物のスランプフローは、JIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準拠して測定した。測定に際して、スランプコーンとしてはJIS A 1101に規定される金属製のものを用い、平板としては鋼製のものを用いた。
<Measurement of slump flow>
The slump flow of the composition was measured in accordance with JIS A 1150 “Slump flow test method for concrete”. At the time of the measurement, a slump cone made of a metal specified in JIS A 1101 was used, and a flat plate made of steel was used.

<空気量の測定>
組成物の空気量は、JIS A 1128「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」に準拠して測定した。
<Measurement of air volume>
The air content of the composition was measured in accordance with JIS A 1128 "Test method by pressure of air content of fresh concrete-air chamber pressure method".

<懸濁物質量の測定>
組成物を水中に投入した際の懸濁物質の量は、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して測定した。測定方法を以下に簡潔に示す。
<Measurement of suspended solid amount>
The amount of the suspended substance when the composition is put into water is determined in accordance with JSCE-D 104-2013 “Quality standard for non-separable admixture for water for concrete (draft)” which is a standard set by the Japan Society of Civil Engineers. It was measured. The measurement method is briefly described below.

まず、組成物の試料を、所定の形状の投入容器に500g計り取り、800mlの蒸留水中に10回に分けて投入した。全ての試料を水中に投入した後、3分間静置し、静かに上澄み液を約600ml分取した。分取した水を均一に混合し、その一部を正確に計り取って被検水とした。この被検水を濾過し、残渣(ろ物とも言う)を乾燥させて重量を測定した。懸濁物質量(mg/l)は、残渣の重量(mg)を被検水の量(l)で除して算出した。   First, 500 g of a sample of the composition was weighed into a charging container having a predetermined shape, and was charged into 800 ml of distilled water in ten portions. After placing all the samples in water, they were allowed to stand for 3 minutes, and about 600 ml of the supernatant was gently collected. The collected water was mixed uniformly, and a part thereof was accurately measured and taken as test water. The test water was filtered, the residue (also referred to as a residue) was dried, and the weight was measured. The suspended substance amount (mg / l) was calculated by dividing the residue weight (mg) by the test water amount (l).

<水中気中強度比の測定>
組成物の硬化体の水中気中強度比は、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して測定した。その際、気中での供試体の作製はJIS A 1132「8.コンクリート強度試験用供試体の作り方」に準拠して行い、水中での供試体の作製はJSCE−F 504「水中不分離性コンクリートの圧縮強度試験用円柱供試体の作り方」に準拠して行った。得られた各供試体の圧縮強度は、JIS A 1108「3.コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。これらの手順の概要を以下に示す。
<Measurement of strength ratio in water and air>
The water-in-air strength ratio of the cured product of the composition was measured in accordance with JSCE-D 104-2013 “Specification of water-inseparable admixture for concrete quality standard (draft)” which is a standard set by the Japan Society of Civil Engineers. At this time, the preparation of the test piece in the air was performed in accordance with JIS A 1132 “8. How to prepare a test piece for concrete strength test”, and the test piece in the water was prepared in accordance with JSCE-F 504 “Inseparable in water. How to Make Cylinder Specimen for Concrete Compressive Strength Test ". The compressive strength of each of the obtained specimens was measured in accordance with JIS A 1108 “3. Test method for compressive strength of concrete”. The outline of these procedures is shown below.

(気中での供試体の作製)
表2に記載の配合比の原料を混合してミキサを用いて練り混ぜた試料を、型枠(内径100mm、高さ200mm)の充填部内に流し込んだ。コンクリートが十分に硬化するまで、24時間放置し、その後型枠を外してコンクリート供試体を得た。その後、供試体を20℃水中養生し、材齢28日まで養生してから圧縮強度試験に用いた。
(Preparation of specimen in air)
A sample obtained by mixing the raw materials having the mixing ratios shown in Table 2 and kneading them using a mixer was poured into a filling portion of a mold (inner diameter 100 mm, height 200 mm). The concrete was left for 24 hours until the concrete hardened sufficiently, and then the mold was removed to obtain a concrete specimen. Thereafter, the test specimen was cured in water at 20 ° C. and cured until the age of 28 days, and then used in the compressive strength test.

(水中での供試体の作製)
水槽いっぱいに水道水を入れ、その水槽の中に型枠の開口部が上を向くように、型枠を置いた。型枠は、気中での供試体の作製に用いたものと同じものを用いた。表2に記載の配合比の原料を混合してミキサを用いて練り混ぜた試料を、約10回に分けてその型枠の中に静かに投入した。試料を充填した型枠を水中から静かに取り出し、そのまま大気中に15分間静置した後、養生場所に移して24時間養生した。その後、供試体を型枠から取り外し、直ちに20℃水中養生を開始し、材齢28日まで養生してから圧縮強度試験に用いた。
(Preparation of specimens in water)
Tap water was filled to fill the water tank, and the mold was placed in the water tank such that the opening of the mold faced upward. The same mold as that used for the preparation of the test piece in the air was used. The raw materials having the compounding ratios shown in Table 2 were mixed and kneaded using a mixer, and the sample was divided into about 10 times and gently charged into the mold. The mold filled with the sample was gently taken out of the water, allowed to stand in the air for 15 minutes, and then moved to a curing place and cured for 24 hours. Thereafter, the specimen was removed from the mold, immediately started to be cured in water at 20 ° C., and after being cured until the age of 28 days, it was used for the compressive strength test.

(圧縮強度試験)
気中および水中で得られたそれぞれの供試体について、圧縮強度試験を行った。得られたそれぞれの供試体の圧縮強度を算出し、水中気中強度比を求めた。水中気中強度比は、水中で得られた供試体の圧縮強度を気中で得られた供試体の圧縮強度で除し、百分率で表わしたものである。
(Compression strength test)
A compressive strength test was performed on each specimen obtained in air and water. The compressive strength of each of the obtained specimens was calculated, and the underwater / air strength ratio was obtained. The water-in-air strength ratio is the percentage obtained by dividing the compressive strength of a specimen obtained in water by the compressive strength of a specimen obtained in air.

上記の試験で得られた結果は表3に示す通りであった。

Figure 0006636351
The results obtained in the above test are as shown in Table 3.
Figure 0006636351

この結果から明らかなように、マンノース/ガラクトース比が4を超えるガラクトマンナン(カシアガム)を増粘剤として用いた実施例では、比較例に比べて懸濁物質量が少ないことがわかる。懸濁物質量が50mg/l以下であると十分な水中不分離性があるといえるが、本発明による組成物はいずれもこの水準を上回っている。また、カシアガムを増粘剤として用いた実施例は、いずれもスランプフローが目標値に近く、十分な流動性を有することがわかる。すなわち、増粘剤としてカシアガムを用いることで、水中不分離性を流動性の両方を同時に満足する組成物を得ることができる。さらには、これらの実施例の組成物は、気中強度と水中強度とで差が少なく、優れた水中気中強度比も実現している。   As is clear from the results, it is found that the amount of suspended substances is smaller in the examples using galactomannan (cassia gum) having a mannose / galactose ratio exceeding 4 as a thickener as compared with the comparative example. When the amount of the suspended substance is 50 mg / l or less, it can be said that there is sufficient inseparability in water, but all the compositions according to the present invention exceed this level. Further, it can be seen that the slump flow of each of the examples using cassia gum as a thickener is close to the target value and has sufficient fluidity. That is, by using Cassia gum as a thickener, a composition satisfying both inseparability in water and fluidity can be obtained. Furthermore, the compositions of these examples have a small difference between the in-air strength and the underwater strength, and also achieve an excellent underwater-air strength ratio.

なお、消泡剤を含まない組成物を用いた実施例3に比べて、消泡剤を含む組成物を用いた実施例1または2は、空気量が少なくスランプフローも優れており、さらには気中強度および水中強度も高い。したがって、消泡剤を含む組成物がより好ましい性能を示していることが分かる。   In addition, as compared with Example 3 using the composition containing no antifoaming agent, Example 1 or 2 using the composition containing the antifoaming agent has a small amount of air and excellent slump flow. Aerial strength and underwater strength are also high. Therefore, it can be seen that the composition containing the antifoaming agent shows more preferable performance.

Claims (6)

セメントと、ガラクトマンナンからなる増粘剤とを含み、前記ガラクトマンナンが、マンノース/ガラクトース比が4.8以上のカシアガムであることを特徴とする水中不分離性コンクリート組成物。 An in-water-inseparable concrete composition comprising cement and a thickener comprising galactomannan, wherein the galactomannan is cassia gum having a mannose / galactose ratio of 4.8 or more . 前記増粘剤の含有量が、単位量で2.5〜5.0kg/mである、請求項に記載の組成物。 The content of the thickener is a 2.5~5.0kg / m 3 in unit dose composition of claim 1. 消泡剤をさらに含む、請求項1または2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2 , further comprising an antifoaming agent. 前記消泡剤の含有量が、前記増粘剤の総質量を基準として、0.05〜1.0質量%である、請求項に記載の組成物。 The composition according to claim 3 , wherein the content of the antifoaming agent is 0.05 to 1.0% by mass based on the total mass of the thickener. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られる、水中不分離性コンクリート硬化体。 A hardened non-separable concrete underwater product obtained by curing the non-separable underwater concrete composition according to any one of claims 1 to 4 . ガラクトマンナンと消泡性成分とを含み、前記ガラクトマンナンが、マンノース/ガラクトース比が4.8以上のカシアガムであることを特徴とする、水中不分離性コンクリート組成物用添加剤。 And a galactomannan and defoaming component, the Garakutoman'na down, characterized in that the mannose / galactose ratio is 4.8 or more cassia gum, water nondisjunction concrete composition additives.
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