JP7461264B2 - 生コンクリートの製造方法 - Google Patents
生コンクリートの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7461264B2 JP7461264B2 JP2020165747A JP2020165747A JP7461264B2 JP 7461264 B2 JP7461264 B2 JP 7461264B2 JP 2020165747 A JP2020165747 A JP 2020165747A JP 2020165747 A JP2020165747 A JP 2020165747A JP 7461264 B2 JP7461264 B2 JP 7461264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concrete
- sodium silicate
- ready
- mixed concrete
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 39
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 16
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 11
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000011395 ready-mix concrete Substances 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 101150096839 Fcmr gene Proteins 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 anorthite Chemical compound 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052652 orthoclase Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
生コンクリートを使用した建設工事においては、施工性の確保、工期の短縮、養生設備の簡素化等の観点から、凝結硬化時間の制御が求められている。中でも、寒冷地における施工性の確保、工期短縮、養生設備の簡素化等を目的とした生コンクリートの凝結促進に対する要求が高まっており、優れた凝結促進効果を有する硬化促進剤の開発が期待されている。
水ガラスは水あめ状の無色ないしわずかに着色した液体であり、セメント系水和物と反応してゲル化することによって急結作用を示すと考えられている。しかしながら、水に対する溶解性が高いために生コンクリート中のアルカリ分量が増加し、また、セメントとの反応が急激に起こるために、流動性や粘性等の観点から施工性が著しく悪化するといった問題があった。
ケイ酸ナトリウムの一種として結晶性層状ケイ酸ナトリウムがあり、特許文献1に、結晶性層状ケイ酸ナトリウムを含有させた自己修復性モルタルの開示がある。しかしながら、当該発明はモルタルに係る技術であるため、生コンクリートの流動性に左右される施工性、更には生コンクリートに必要な凝結時間や初期強度に関する問題意識が存在しない。
その結果、結晶性層状ケイ酸ナトリウムが、結晶性層状構造の層間にアルカリ分を取り込むこと並びに結晶性であるため溶解性が低いことにより、それを添加した生コンクリート中においてアルカリ分の増加を抑制する一方、ケイ酸ナトリウム自体が持つ硬化促進性を発現することによって、流動性等の施工性を確保しつつ、凝結時間の促進および初期強度の増加が可能となることを見出し、本発明を完成するに到った。
NaxH(2-x)ySi2O5・zH2O
(式中、xは0~2、yは1±0.1、zは0~5の数)
で示される化学組成を有することが好適である。
また、本発明により、前記生コンクリートの製造方法によって得られた生コンクリートを硬化させるコンクリートの製造方法が提供される。
この結果、流動性およびポンプ圧送性が確保されるので、十分な施工性が確保され充填不良等の問題が生じなくなる。また、凝結時間の促進および初期強度が確保されるので、寒冷地や冬季における工期短縮が可能となることに加えて硬化促進のための加熱養生も不要となり効率的な施工が実現する。
本発明における結晶性層状ケイ酸ナトリウムとの後述する諸作用、更にはセメント構成成分とのゲル化反応による硬化促進作用は、その反応メカニズムから、ポルトランドセメントが最も効果的に発現する。
当該結晶性層状ケイ酸ナトリウムとは、斜方晶または単斜晶を呈し、層状の構造を有するケイ酸ナトリウムである。このような結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、具体的にはNa2Si2O5・xH2Oで示されるケニヤイト、Na2Si14O29・xH2Oで示されるマガディアイト、Na2Si8O17で示されるアイラアイト、Na2Si2O5等の組成式を持つものが挙げられる。
これらの中でも水との反応によって層間距離の拡大効果が高く、アルカリ捕捉能が高いという点で、
NaxH(2-x)ySi2O5・zH2O
(ここでxは0~2、yは1±0.1、zは0~5の数)
の組成式で示される結晶性層状ケイ酸ナトリウムが好適に用いられる。
生コンクリート中のアルカリ分量が高いと流動性が低下するので、アルカリ捕捉能を有する層状構造であることが流動性を低下させることなく施工性を確保するために重要となる。
なお、上記組成式の結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、本発明の効果に影響しない範囲で、Na、K、Mg、Ca、Al等の金属元素が含まれていても良い。これら元素の混入量は、Na1モルに対し、0.005モル以下が好ましい。
また、一部溶解した結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、水と反応してカネマイト(NaHSi2O5・3H2O)に変化するが、このカネマイト自体も結晶性であるため溶解性が低く、生コンクリート中のアルカリ濃度が上昇しにくいと推測される。
さらに、カネマイトは結晶水を有し、この結晶水は層間に捕捉されているため結晶の層間距離が大きくなる。カネマイトへの変化に伴ってアルカリ分であるNaOHが放出されるが、このNaOHが結晶水に捕捉されることにより、生コンクリート中のアルカリ濃度の上昇を抑制しているものと推察される。
結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、粉末状や顆粒状で存在し、その平均粒子径は10~100μm、好ましくは30~80μmである。
2.5質量部に満たないと、凝結促進および初期強度増加の効果が十分に得られない。7質量部を超えて多い場合、凝結促進および初期強度増加の効果が得られるものの、生コンクリート中のアルカリ量が増加するために所定の流動性が得られず施工性が悪化する。
粗骨材としては、川などで採取される砂利,岩石を破砕して製造される砕石などが使用され、平均粒子径は通常5mm以上に調製される。
細骨材としては、通常使用される、珪砂などの硅石、灰長石、曹長石、正長石などの長石、陶石、または高炉水砕スラグや高炉徐冷スラグなどの高炉スラグ等が何ら制限なく使用可能であり、平均粒子径は通常5mm以下に調製される。
上記粗骨材および細骨材は、各々、単体で或いは二種以上の混合物で使用できる。
細骨材と粗骨材とは、通常35~70質量%:30~65質量%の範囲で配合される。当該配合比は、最終製品のコンクリートに対して要求される、材料分離抵抗性、ポンプ圧送性、圧縮強度等の物性によって適宜選択され決定される。
水セメント比(水とセメントとの重量比率)は一般的なコンクリートで使用される範囲であれば特に制限されず、通常25%以上70%以下である。
具体的には、生コンクリートの混練物を得る際に、結晶性層状ケイ酸ナトリウムは他の成分とは独立して(単独)で混練系に添加してもよいし、ポルトランドセメントと予め混合した混合物としておいて混練に供してもよい。或いは、結晶性層状ケイ酸ナトリウムは他の成分と同時に一括で混練しても良いし、他の成分を混練して得た混練物に対して、後から加えてさらに混練しても構わない。
以下の実施例及び比較例で用いた試験方法は、次の通りである。
[凝結時間]
JIS A 1147:2019「コンクリートの凝結時間試験方法」に準拠して、凝結時間(始発、終結)を測定した。なお、凝結時間(始発)とは生コンクリートの流動性が失われる時間であり、凝結時間(終結)とはコンクリートの硬化が始まる時間である。
[1日強度]
コンクリートをΦ100×200mmの円柱型枠に打込み、1日(24時間)後に脱型した後、JIS A 1108:2018「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して、圧縮強度を測定した。
[スランプ測定]
JIS A 1101:2014「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して、練上がり直後のスランプを測定した。硬化促進剤を含有しない生コンクリートを基準(18.0±1.5cm)にして、スランプが大きい場合は流動性が大きいことを意味し、小さい場合は流動性が小さいことを意味する。施工性の目安となる物性値である。
普通ポルトランドセメント(トクヤマ社製)、粗骨材、細骨材、水、AE減水剤(BASF社製:マスターポリヒード15S)および結晶性層状ケイ酸ナトリウム(トクヤマ社「プリフィード」;Na2Si2O5)を表1に示す添加割合で、20℃環境においてパン型コンクリートミキサーによって混練した。なお、AE減水剤の使用量は取扱説明書に従いセメント量×0.6~1.5%の範囲とした。練上がり時の目標スランプは18.0±1.5cmとした。
混錬して製造した生コンクリートを用い、前記試験方法に従い、スランプ、凝結時間並びに圧縮強度を測定した。測定結果を表2に示す。
結晶性層状ケイ酸ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例1と同様にして生コンクリートを製造し各種特性の測定を行った。結果を表2に示す。
比較例1,2
セメント100質量部に対して結晶性層状ケイ酸ナトリウムをそれぞれ1、10質量部添加した以外は、実施例1と同様にして生コンクリートを製造し各種物性の測定を行った。結果を表2に示す。
比較例3,4
セメント100質量部に対して、1号ケイ酸ナトリウム(水ガラス;東曹産業社、1号珪酸ナトリウム製品X2)をそれぞれ1、3質量部添加した以外は、実施例1と同様にして生コンクリートを製造し各種物性の測定を行った。結果を表2に示す。
比較例1では、スランプは所定の範囲となったが、参考例と比較して凝結時間が遅く、特に初期強度の増加が認められなかった。結晶性層状ケイ酸ナトリウムの添加量が少ない場合は凝結促進および初期強度増加の効果が得られないことがわかる。
実施例1および2では、スランプは所定の範囲となり、参考例と比較して凝結時間が早く、初期強度が著しく大きくなった。結晶性層状ケイ酸ナトリウムを適正量添加することにより、流動性を低下させることなく凝結促進および初期強度増加の効果が得られたことがわかる。
比較例2では、凝結促進および初期強度の増加が最も高かったものの、スランプは所定の値が得られず、結晶性層状ケイ酸ナトリウムの添加量が多いと流動性が低下して施工性が悪化することがわかる。
比較例3および4では、参考例と比較して凝結時間の促進および初期強度の増加が著しかったものの、所定のスランプが得られず、一般的なケイ酸ナトリウム(水ガラス)を使用した場合は施工性が大きく悪化することがわかる。
Claims (3)
- ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、結晶性層状ケイ酸ナトリウムおよび水を主成分として混練する生コンクリートの製造方法において、
結晶性層状ケイ酸ナトリウムの添加量が、ポルトランドセメント100質量部当たり2.5~7質量部であり、
水セメント比が、25%以上70%以下である
ことを特徴とする前記生コンクリートの製造方法。 - 前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムが、下記式
NaxH(2-x)ySi2O5・zH2O
(式中、xは0~2、yは1±0.1、zは0~5の数)
で示される化学組成を有することを特徴とする請求項1に記載の生コンクリートの製造方法。 - 請求項1または2に記載の製造方法で得られた生コンクリートを、硬化させることを特徴とするコンクリートの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020165747A JP7461264B2 (ja) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 生コンクリートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020165747A JP7461264B2 (ja) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 生コンクリートの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022057469A JP2022057469A (ja) | 2022-04-11 |
JP7461264B2 true JP7461264B2 (ja) | 2024-04-03 |
Family
ID=81110279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020165747A Active JP7461264B2 (ja) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 生コンクリートの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7461264B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007209823A (ja) | 2005-10-03 | 2007-08-23 | Tokuyama Corp | 結晶性層状珪酸ナトリウムからなる土壌の重金属固定化剤、および土壌の重金属固定化方法 |
JP2018028013A (ja) | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社トクヤマ | 縣濁型地盤注入材 |
JP2018203582A (ja) | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 株式会社トクヤマ | 防水材 |
JP2020090622A (ja) | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 株式会社菱晃 | 硬化材、硬化材液、土質安定用薬液、該薬液の製造方法、及び地盤安定化工法 |
-
2020
- 2020-09-30 JP JP2020165747A patent/JP7461264B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007209823A (ja) | 2005-10-03 | 2007-08-23 | Tokuyama Corp | 結晶性層状珪酸ナトリウムからなる土壌の重金属固定化剤、および土壌の重金属固定化方法 |
JP2018028013A (ja) | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社トクヤマ | 縣濁型地盤注入材 |
JP2018203582A (ja) | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 株式会社トクヤマ | 防水材 |
JP2020090622A (ja) | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 株式会社菱晃 | 硬化材、硬化材液、土質安定用薬液、該薬液の製造方法、及び地盤安定化工法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022057469A (ja) | 2022-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105073681A (zh) | 用作包括提取硅酸盐的双组分回填灌浆的组合物 | |
US9676668B2 (en) | Dry mix for composite cement | |
US20030233962A1 (en) | Pozzolan modified portland cement compositions and admixtures therefor | |
AU2021291334A1 (en) | Method for the increase of workability of a binder composition comprising portland cement, calcined clay, and limestone | |
JP7037879B2 (ja) | 二次製品用早強混和材および二次製品用早強コンクリート | |
CN112592088A (zh) | 混凝土微膨胀增强剂及其制备方法、混凝土及其应用 | |
JP7461264B2 (ja) | 生コンクリートの製造方法 | |
CN112601726A (zh) | 用于以预拌混凝土方式出货的快硬混凝土的硬化剂、以预拌混凝土方式出货的快硬混凝土材料、以预拌混凝土方式出货的快硬混凝土组合物及其调制方法 | |
JP7083637B2 (ja) | コンクリートおよびその製造方法 | |
JP3219156B2 (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 | |
JP6900761B2 (ja) | セメントモルタル・コンクリート組成物及びその製造方法 | |
CN112645621A (zh) | 无机增强掺合料、混凝土及其应用 | |
JPH0859319A (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 | |
CN109160762A (zh) | 一种水泥快硬添加剂及其应用 | |
JP7136296B2 (ja) | セメント組成物及びその製造方法 | |
FI131055B1 (en) | Cementitious admixture composition, concrete and process | |
JP2832862B2 (ja) | セメントの急硬性混和剤 | |
JP7542969B2 (ja) | 速硬性グラウト組成物及び速硬性グラウト材 | |
JP7465676B2 (ja) | セメント系硬化体の製造方法 | |
KR20020082320A (ko) | 고강도, 수축저감, 저온시공이 가능한 시멘트 혼화재 및이를 함유한 시멘트 조성물 | |
JP6933422B2 (ja) | 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 | |
JP7037878B2 (ja) | 二次製品用早強混和材および二次製品用早強コンクリート | |
JP3460161B2 (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 | |
JP7037877B2 (ja) | 二次製品用早強混和材および二次製品用早強コンクリート | |
JP2002293594A (ja) | 急硬性セメント用急結剤および急硬性セメント組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230602 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20230602 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7461264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |