JP7033130B2 - 制御可能な高流動性コンクリート - Google Patents
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Description
(A)打設ゾーンへの1ないし16立方ヤードの総流し込み体積を有する、少なくとも1台のコンクリート配送ミキサー車に積載されるコンクリートを配送先の現場で提供すること、
および
(B)舗装道路、スラブ、フロア、高架デッキ(elevated decks)、基礎(foundations)、ブリッジデッキ、壁、カラム、ダムまたはこれらの部分を形成するために、13-30インチの範囲内のスランプフローを有する前記積載コンクリート混合物を打設ゾーンに注入することを含み、
ここで積載コンクリート混合物は、
(i)該積載コンクリート混合物の全体積に基づいて立方ヤードあたり少なくとも1550ポンドの量の粗骨材(該粗骨材の少なくとも30%は、ASTM C33/C33M-16に規定する標準ふるい試験により測定されるマス目0.5インチのふるいに保持される)と、
(ii)前記積載コンクリート混合物の立方ヤードあたり376ないし752ポンド(より好ましくは、376-708ポンド)の量のセメント質結合材と、
(iii)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0003ないし0.003ポンドの量で存在する、ウェラン、ディウタン、キサンタン、グア-・ゴムまたはこれらの混合物からなる群から選択される多糖類生体高分子と、
(iv)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0005ないし0.005の量で存在する、改変セルロースと、
(v)エチレンオキシド、プロピレンオキシド、または、これらの混合物から選択されるペンダント(ポリ)オキシアルキレン基を有する、少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマー(該少なくとも2種類の櫛形ポリマーは、それぞれ、前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.02ないし0.12ポンドの量存在し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第1櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を0ないし6%未満のモル分率有し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第2櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基の6%以上のモル分率を有し、第2櫛形ポリマーは、第1櫛形ポリマーより少なくとも2%多く加水分解可能な基を有する)と
を含む。
(A)該混和剤組成物の全重量に基づいて0.02ないし0.2重量%の量で存在する、ウェラン、ディウタン、キサンタン、グア-・ゴムまたはこれらの混合物からなる群から選択される多糖類生体高分子と、
(B)前記混和剤組成物の全重量に基づいて0.04ないし0.4重量%の量で存在する、改変セルロースと、
(C)エチレンオキシド、プロピレンオキシド、または、これらの混合物から選択されるペンダント(ポリ)オキシアルキレン基を有する、少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマーとを含み、
前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーは、それぞれ、前記混和剤組成物の全重量に基づいて2ないし20の量存在し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第1櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を0ないし6%未満のモル分率有し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第2櫛形ポリマーは、6%以上のモル分率のエステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を有し、第2櫛形ポリマーは第1櫛形ポリマーより少なくとも2%多く加水分解可能な基を有する。
本明細書で用いられる用語「セメント」は、水硬性ケイ酸カルシウム類、アルミン酸塩およびアルミノフェライト類とからなるクリンカーと、相互磨砕添加物(interground additive)としての硫酸カルシウムの1種類または2種類以上の形態(例えばジプサム)とを粉砕することにより製造される、ポルトランドセメントのような水和可能なセメントを含む。典型的には、ポルトランドセメントは、フライアッシュ、高炉水砕、石灰岩、天然ポゾランまたはこれらの混合物のような1種類または2種類以上のセメント質材料添加物と組み合わされ、混合物として提供される。したがって、「セメント」および「セメント結合剤」は、製造中にポルトランドセメントと相互磨砕されているセメント質材料添加物をも含む場合がある。用語「セメント質」は、ポルトランドセメントを構成する材料か、コンクリートを構成するために用いられる細骨材(例えば砂)および粗骨材(例えば砕石砂利、石)を一緒に保持する結合剤として機能するその他の材料かを指すものとして本明細書で用いられる場合がある。
表示法で“C3S”)およびケイ酸二カルシウム(2CaO・SiO2、“C2S”)の混
合物であり、その中で前者が優勢の形態であり、より少量のアルミン酸三カルシウム(3CaO・Al2O3、“C3A”)および鉄アルミン酸四石灰(4CaO・Al2O3・Fe2O3、“C4AF”)を含む。例えばDodson,Vance H.著,Concrete Admixtures(Van Nostrand Reinhold,New York NY 1990)、1頁を参照せよ。
National Trade Associations)、Surrey、UK、2002年2月)を参照せよ。)に従うスランプフロー試験のような試験を行うとき、エッジ安定性は、エッジ前縁の形状を調べるためのさまざまな手段を通じて定量化できる。
(A)打設ゾーンに1ないし16立方ヤードの総注入体積を有する、コンクリート配送ミキサー車少なくとも1台分のコンクリートを配送先の現場で提供すること
および
(B)舗装道路、スラブ、フロア、基礎、ブリッジデッキ、壁、カラム、ダムまたはこれらの部分を形成するために、(ASTM C1611/C1611M-14か、ASTM
C1611/C1611M-14に較正される自動コンクリートモニタリングシステムかに従うスランプフローコーン試験を用いて確認される場合がある)13ないし30インチの範囲内のスランプフローを有する前記積載コンクリート混合物を打設ゾーンに注入することを含み、
ここで前記積載コンクリート混合物は、
(i)該積載コンクリート混合物の全体積に基づいて立方ヤードあたり少なくとも1550ポンド、より好ましくは少なくとも1600、1700、最も好ましくは少なくとも1800ポンドの量の(例えばASTM C33/C33M-16またはAASHTO M80-13に説明される専門用語である)粗骨材であって、該粗骨材の少なくとも40%は、ASTM C33/C33M-16に規定する標準ふるい試験により測定されるマス目0.5インチのふるいに保持される(表3)、粗骨材と、
(ii)前記積載コンクリート混合物の立方ヤードあたり376ないし752ポンド(より好ましくは423-658、最も好ましくは423-564ポンド)の量の(石灰石、フライアッシュ、高炉水砕その他ポゾラン材料を含むか、または含まない、ポルトランドセメントを含む)セメント質結合材と、
(iii)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0003ないし0.003の量で存在する、ウェラン、ディウタン、キサンタン、グア-・ゴムまたはこれらの混合物からなる群から選択される、多糖類生体高分子と、
(iv)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0005ないし0.005の量で存在する、改変セルロースと、
(v)エチレンオキシド、プロピレンオキシド、または、これらの混合物から選択されるペンダント(ポリ)オキシアルキレン基を有する、少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマーとを含み、
該少なくとも2種類の櫛形ポリマーは、それぞれ、前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.02ないし0.12(より好ましくは0.03ないし0.10、最も好ましくは0.04ないし0.08)ポンドの量存在し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第1櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を0ないし6%未満のモル分率有し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第2櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基の6%以上のモル分率を有し、第2櫛形ポリマーは、第1櫛形ポリマーより少なくとも2%多く加水分解可能な基を有する。
cations for Slip-Form Paving: Phase II”,
Report No. DTFH61-06-H-00011 (Work Plan
6)を参照せよ。)と、分離抵抗(segregation resistance、例えば米国特許第8,764,272号を参照せよ。)との高流動可能性コンクリートを含む。新規な組み合わせの特定のVMAが、特定の半径方向の広がり最大値について最適なエッジ品質を可能にすると、本発明の発明者は信じる。
Claims (26)
- 高流動性コンクリートを打設ゾーンに打設する方法であって、
(A) 1ないし16立方ヤードの総流し込み体積を有する、少なくとも1台のコンクリート配送ミキサー車の積載量のコンクリートを配送先の現場で提供すること、ここで積載コンクリート混合物は、
(i)該積載コンクリート混合物の全体積に基づいて立方ヤードあたり少なくとも1550ポンドの量の粗骨材(該粗骨材の少なくとも30%は、ASTM C33/C33M-16に規定する標準ふるい試験により測定されるマス目0.5インチのふるいに保持される)と、
(ii)前記積載コンクリート混合物の立方ヤードあたり376ないし752ポンドの量のセメント質結合材と、
(iii)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0003ないし0.003ポンドの量で存在する、ウェラン、ディウタン、キサンタン、グア-・ゴムまたはこれらの混合物からなる群から選択される多糖類生体高分子と、
(iv)前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.0005ないし0.005ポンドの量で存在する、改変セルロースと、
(v)エチレンオキシド、プロピレンオキシド、または、これらの混合物から選択されるペンダント(ポリ)オキシアルキレン基を有する、少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマー(該少なくとも2種類の櫛形ポリマーは、それぞれ、前記積載コンクリート混合物中にセメント質結合材100ポンドあたり0.02ないし0.12ポンドの量存在し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第1櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基の0ないし6%未満のモル分率を有し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第2櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基の6%以上のモル分率を有し、第2櫛形ポリマーは、第1櫛形ポリマーより少なくとも2%多く加水分解可能な基を有する)と
を含み、および
(B)舗装道路、スラブ、フロア、高架デッキ(elevated decks)、基礎(foundations)、ブリッジデッキ、壁、カラム、ダムまたはこれらの部分を形成するために、13-30インチの範囲内のスランプフローを有する前記積載コンクリート混合物を打設ゾーンに注入することを含む、方法。 - 前記打設ゾーンは、前記配送車の積載量の流し込み体積を上回る体積を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記積載コンクリート混合物は、天然砂、人工(砕石)砂またはこれらの混合物から選択される細骨材を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記細骨材はコンクリート積載混合物中の全細骨材の重量に基づいて少なくとも50%の人工(砕石)砂を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも2種類のセメント分散剤櫛形ポリマーは、両方とも、3種類のモノマー成分A、BおよびCから得られ、
ここで成分Aは、以下の構造式1で表される不飽和カルボン酸モノマーであり、
請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーの第1ポリマーは、コンクリート積載混合物におけるスランプ増強を提供し、成分AおよびBを(A:B+C)のモル比で2:1ないし5:1の範囲内で有し、成分Cを0ないし0.2未満[反復単位のモル比]の量で含み、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーの第2ポリマーは、コンクリート積載混合物におけるスランプ保持を増強し、成分A、BおよびCを(A:B+C)のモル比範囲0.3:1ないし3:1で有し、成分Cは少なくとも0.2[反復単位のモル比]の量で含み、さらに第1ポリマーおよび第2ポリマーは9:1ないし1:9の範囲内で存在する、
請求項5に記載の方法。 - 前記コンクリート積載混合物は、少なくとも3種類の異なるセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマーを含む、請求項6に記載の方法。
- 6%以上のモル分率のエステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を有する1種類の櫛形ポリマーが使用され、該第1の櫛形ポリマーより少なくとも2%多い加水分解可能な基を2種類の櫛形ポリマーは有する、請求項6に記載の方法。
- 前記コンクリートはICARPlusによって測定されるとき、1500Pa未満の静的降伏応力と、40Paを超えるビンガム降伏応力と、100Pa s未満の塑性粘度とを有し、ここで、容器は装填され、1/3、2/3および満杯のときにタップされる、(羽根が撹拌機に挿入され、静的降伏応力の測定が0.05rad/sで実施され、ピークトルクが読み取られ、静的降伏応力に変換され、その直後に、最高剪断速度から始めて、例えば、1、0.85、0.7、0.55、0.4、0.25、0.1rad/sの剪断速度のそれぞれでの撹拌についてトルクが測定され、剪断速度対剪断応力のプロットが作成され、データがビンガムモデルに従って直線にフィッティングされ、ICAR(商標)ソフトウェアによって直線フィッティングの傾きから塑性粘度が変換され、ビンガム降伏応力がReiner-Rivlin等式に従ってy切片から外挿され、測定は各タイプのコンクリートの2つまたは3つのバッチについて実施され、結果は平均される)、請求項1に記載の方法。
- 前記コンクリートは、ICAR(商標)Plusレオメーターによって測定されるとき、ただし該レオメーターの容器が装填され、1/3、2/3および満杯のときにタップされる、1000Pa未満の静的降伏応力と、50Paを超えるビンガム降伏応力と、80Pa s(パスカル×秒)未満の塑性粘度とを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記生体高分子はディウタンで、前記改変セルロースはヒドロキシプロピルメチルセルロースである、請求項1に記載の方法。
- 前記改変セルロースは、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースまたはこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記コンクリート積載混合物は、凝結遅延剤、急結剤、空気脱連行剤、空気連行剤、仕上げまたはポンピング助剤(a finishing or pumping aid)、収縮低減混和剤、膨張剤、繊維、腐食防止剤、顔料、粘土軽減剤(a clay mitigating agent)またはこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種類の追加の化学混和剤成分をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コンクリート積載混合物は16ないし24インチのスランプフローで流し込まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記打設ゾーンはACI CT-16で定義されるコンクリート型枠のために用意され、流し込みが、コンクリート舗装道路、土間(slab-on-grade)、マット基礎、フロア、架橋デッキまたはこれらの一部を提供する、請求項1に記載の方法。
- ACI CT-16で定義されるコンクリート型枠を有する領域に流し込まれる前記コンクリートは、ASTM C1611/C1611M-14に従うスランプフロー試験に供されるとき、流し込まれたコンクリートの最も上の領域と比較した湾曲を有するエッジ前縁を有し、広がり半径の関数としての高さh(r)が、rについてのh(r)の第1導関数が-1に等しく、ASTM C1611/C1611M-14に従うスランプフロー試験を実行した結果のコンクリート塊の最大高(H)によって正規化され、Hは0.05の臨界高hcrit以上である、請求項16に記載の方法。
- バッチ工場での前記コンクリート積載混合物のバッチ処理中に、前記少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレートポリマーと、多糖類生体高分子と、改変セルロースとが、前記コンクリート積載混合物に導入される、請求項1に記載の方法。
- バッチ工場から配送先へのコンクリートの輸送中か、配送先でか、あるいは、これらの組み合わせかで前記コンクリート積載混合物に導入される、少なくとも1種類のセメント分散剤ポリカルボキシレートポリマーのさらなる量を前記コンクリート積載混合物はさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記コンクリート混合物積荷は、車載スランプモニタリングシステム、スランプフローモニタリングシステムまたはこれらの組み合わせを有するコンクリート配送ミキサー車から流し込まれる、請求項19に記載の方法。
- 輸送中は9インチ未満のスランプが維持され、配送先に到着後に9インチを超えるスランプに増大される、請求項20に記載の方法。
- 前記車載スランプモニタリングシステムは、コンクリート混合物積荷の配送に使用する回転可能なコンクリートミキサードラムに連結した油圧駆動の加圧および放圧の両方をモニタリングするための配送車上の油圧センサーの使用を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記積載コンクリート混合物の全体積に基づいて立方ヤードあたり少なくとも1600ポンドの量の粗骨材を前記積載コンクリート混合物が含む、請求項1に記載の方法。
- 前記積載コンクリート混合物の立方ヤードあたり376ないし708ポンドの量のセメント質結合材を前記積載コンクリート混合物が含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コンクリート積載混合物は、5ないし8インチのスランプを達成するのに有効な量の高性能減水混和剤を含む第1の成分を導入すること、および、前記少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレートポリマーと、前記多糖類生体高分子と、前記改変セルロースとを含む第2の成分を添加することによって調製される、請求項1に記載の方法。
- 混和剤組成物であって、
(A)ウェラン、ディウタン、キサンタン、グア-・ゴムまたはこれらの混合物からなる群から選択され、前記混和剤組成物の総重量に基づいて0.02ないし0.2重量%の量で存在する、多糖類生体高分子と、
(B)前記混和剤組成物の全重量に基づいて0.04ないし0.4重量%の量で存在する、改変セルロースと、
(C)エチレンオキシド、プロピレンオキシド、または、これらの混合物から選択されるペンダント(ポリ)オキシアルキレン基を有する、少なくとも2種類のセメント分散剤ポリカルボキシレート櫛形ポリマーとを含み、
該少なくとも2種類の櫛形ポリマーは、前記混和剤組成物の全重量に基づいて2ないし20重量%の量存在し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第1櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を0ないし6%未満のモル分率有し、前記少なくとも2種類の櫛形ポリマーのうち第2櫛形ポリマーは、エステル、アミドまたはこれらの混合物から選択される加水分解可能な基を6%以上のモル分率有し、第2櫛形ポリマーは第1櫛形ポリマーより少なくとも2%多く加水分解可能な基を有する、
混和剤組成物。
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