JPH0121114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、逆打ちコンクリート工法のように
材料分離によつて容積が減少し、打継目が旧コン
クリートと一体化し得ない拘束空間に打設するた
めのコンクリートに用いるアルミニウム粉末組成
物に関する。

〔従来の技術〕

所定の深さを有するコンクリート打設予定領域
を上下複数に分け、まず最上の空間を掘削してこ
れにコンクリートを打設し且つこれを硬化させた
後に、その下にさらに空間を掘削しこれに次のコ
ンクリートを打設して前記上側の硬化した旧コン
クリートと一体化させつつ硬化させ、これを繰り
返してコンクリート打設領域を下方に延長する、
所謂逆打ちコンクリート工法は公知である。

ところで、コンクリートは、セメント，砂を代
表とする細骨材と、礫を代表とする粗骨材と、水
とからなるものであつて、加水後のセメントが凝
結するまでの間にブリージングなどによつて体積
の減少を生じるが、前記逆打ちコンクリート工法
のようにコンクリートを打設する空間の容積が定
まつていると、未だ固まらないコンクリートをこ
の空間一杯に打設した後、これが硬化するまでに
材料分離によつてコンクリート体積の減少が発生
して、上側の旧コンクリートとその下側のコンク
リートとの間に隙間が発生することになる。そこ
で、かかるコンクリートの体積減少を補償するた
めに、コンクリートの体積を増加させることが必
要になる。また、上側の旧コンクリートとは強度
的に同じものである必要があるが、そのためには
少量の体積制御剤を未だ固まらないコンクリート
の中に入れ、これを均一に分散させて体積を増加
させることによつて強度を低下させないように努
めなければならない。

かかる拘束空間に打設するコンクリートの体積
を増加させる技術はこれまで発明者らの知るとこ
ろではないが、軽量コンクリートの製造を目的と
して体積を増加させる手段として、従来は、気泡
コンクリートを製造することが行われている。こ
れはコンクリート中にアルミニウム粉末を混入さ
せ、アルミニウムとコンクリート中のアルカリ成
分との反応により水素ガスを発生させ、その気泡
によりコンクリートの体積を増加させ軽量化する
ものである（昭和49年８月30日に金原出版株式会
社から発行された、永井彰一郎編「新しい工業材
料の科学 Ｂ―７ 新軽量建設材料」第131頁記
載）。この気泡コンクリートは軽量であるために、
その製造には粗骨材は入れず、砂とセメントと水
とを混合した後に、これにアルミニウム粉末を混
入して攪拌するか、又は砂とセメントと水とアル
ミニウム粉末とを同時に混合するものである。な
おこの気泡コンクリートの場合には強度は余り問
題にならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記刊行物記載の手段において
は、セメント，砂等の固体にアルミニウム粉末を
混合することが行われており、その混合態様は固
体に固体を混合するものであつたために、セメン
ト，砂等へのアルミニウム粉末の分散性が悪く、
コンクリート中でアルミニウム粉末が継粉（ママ
コ）状に一部に集中してかたまつてしまう。そこ
で、コンクリート全体にアルミニウム粉末が分散
されないことが原因で発泡部位が不均一になるか
ら、均一な軽量コンクリートの製造には不適当で
あつて、この不均一な発泡を防止する目的で、大
量のアルミニウム粉末をコンクリート中に混入し
て、これがコンクリート全体に分布されるように
している。なお、この気泡コンクリートの強度は
特に高いものでなくとも足りるから、前記大量の
アルミニウム粉末を使用することが可能となつて
いる。このように、前記従来のアルミニウム粉末
の混合手段によつてはコンクリート量に比して例
えば0.07％のように大量のアルミニウム粉末を使
用せざるを得ないという問題点があつた。

また、アルミニウム粉末を用いてコンクリート
を発泡させる技術に関連して、特開昭52−149282
号公報記載のような水性アルミニウムペースト組
成物も公知である。この組成物は、アルミニウム
粉末と脂肪酸アルカノールアミドと脂肪酸潤滑剤
とからなるものであり、脂肪酸アルカノールアミ
ドにより泡保持性を高め、脂肪酸潤滑剤により水
中における水素ガス発生を伴う化学安定性を高め
ており、且つ組成物をペースト化するために界面
活性剤を用いている。しかしながら、この公開特
許公報記載の技術においては、組成物がペースト
状をしているために、これをコンクリート中に混
入させる態様は前記従来例の固体に固体を加える
ことと何等相違することがなく、練り混ぜに多く
のエネルギを必要とするばかりかコンクリート中
への分散性がよくないという不具合があり、その
結果、コンクリート全体にアルミニウム粉末を分
布させるためには前記従来例同様に大量のアルミ
ニウム粉末を必要とするという問題点となつてい
た。

この発明者らは、前記両従来技術の問題点がア
ルミニウム粉末を直接又はペースト状にして固体
中に混入することに起因しているものであると考
え、その結果アルミニウム粉末を液体に混入して
懸濁液とし、この懸濁液をコンクリート中に混入
することで前記問題点を解決することを知見し
た。

しかし、市販のアルミニウム粉末は鱗片状をし
ているために、これを水中に混入してみると、水
中でのアルミニウム粉末は、非統一な多方向を向
いた状態（カードハウス構造・即ち縦向きや横向
き等の多方向を向いた多数のトランプカードが集
まつて各カード間に空間が形成され、その結果ハ
ウス状の構造になることに似ている構造）で固ま
り合つてしまい、水中での分散性が低いことが分
かつた。これは、アルミニウム粉末が、アルミニ
ウム箔にステアリン酸を混合して油脂の層で覆い
ながらこれを粉砕加工して製造されたものであつ
て、その結果前記の鱗片状の形状をなすととも
に、その表面が油脂被膜で覆われていることが起
因しているものと、発明者らの研究の結果分かつ
た。油脂被膜で覆われているとアルミニウム粉末
の水中での分散性が低いことの理由は、アルミニ
ウム粒子相互間及び或るアルミニウム粒子におけ
る各部分において、油脂被膜が厚くて水との馴染
みが悪い部分と、油脂被膜が薄くて水との馴染み
が比較的よい部分とが混在していることにあるも
のと推定される。

そこでこの発明はアルミニウム粉末を水中に混
入することと、水中ではアルミニウム粉末の油脂
被膜が除去された状態にすることにより、アルミ
ニウム粉末の水中における分散性を高め、この懸
濁液により、コンクリート中でのアルミニウム粉
末の分散性を確保し、以て少量のアルミニウム粉
末でコンクリート中での充分な発泡性を得、これ
によつて未だ固まらないコンクリートの体積を増
加させて体積制御をすることを目的とするもので
あり、その結果、拘束空間に打設するコンクリー
トの体積を増加させて内圧を高めることにより前
記拘束空間に充分な体積となり且つ旧コンクリー
トと一体となる強度を備えたコンクリートを打設
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる、拘束空間に打設するコンク
リート用アルミニウム粉末組成物は、油脂層で覆
われた鱗片状のアルミニウム粉末と液状アルコー
ルと水との懸濁液により構成したことを特徴とし
ている。

〔作用〕

液状アルコールによつてアルミニウム粉末表面
の油脂層が除去される。この液状アルコールは前
記のようにアルミニウム粉末表面の油脂層を除去
する機能をもつ必要があり、また水溶性を有する
ことが必要である。かかる液状アルコールの具体
例としては、工業用アルコールとしては周知のエ
チルアルコールをはじめ、メチルアルコール、プ
ロピルアルコール等をあげることができるが、前
記水溶性と油脂層除去機能とを備えれば他のアル
コールを使用することもできる。

アルミニウム粉末は前記のように表面の油脂層
が除去されるために裸の状態で水中に分散される
ことになる。かくして、水中における分散性を阻
害しアルミニウム粉末を凝集させている油脂層が
存在しないから、アルミニウム粉末は水との馴染
みがよくなり、僅かな攪拌エネルギで水中への分
散性が高くなる。そして、この懸濁液にした状態
で裸のアルミニウム粉末を未だ固まらないコンク
リート中に混入すると、コンクリート中には液を
混入することになるためにコンクリート中への分
散性もよい。例えばトラツキミキサ等による僅か
な攪拌エネルギで充分に混入分散される。その結
果、少量のアルミニウム粉末であつてもコンクリ
ートに均一に分布させることができるから、発泡
させるために必要な最小限の量のアルミニウム粉
末で足りるし、そのために過剰発泡がないからコ
ンクリートの強度低下を起こさない。

〔実施例〕

油脂被膜により被覆されていないアルミニウム
粉末は親水性のものであり、その形状は鱗片状の
ものである。ここで使用する、油脂層で覆われた
アルミニウム粉末は、JIS H4191「アルミニウム
はく」に適合するアルミニウム箔にステアリン酸
を混合して油脂の層で覆いながら粉砕加工された
ものであり、ステアリン酸含有量３％以下のもの
が使用される。アルミニウム粉末の粒度は、JIS
K5906「塗料アルミニウム粉」第２種に準ずるも
ので標準網ふるい88μ、残分が２％以下のものが
よい。

このアルミニウム粉末は、セメント中のアルカ
リ成分と反応して水素ガスを発生させ、未凝結時
のセメント系材料に適度な膨張性を与える。この
発泡作用は条件によつて相違するものの、一般に
は発泡作用はセメントとの混練後に直ちに始ま
り、３〜４時間以内にその大半を終了する。従つ
てアルミニウム粉末による水酸カルシウムの生成
をキレート反応によつて制御し、アルミニウム粉
末による水素ガスの発生量を調整して、コンクリ
ートの膨張時間を遅らせることが必要な場合があ
る。コンクリートの運搬時間や打ち込み時間が長
大になる場合等がこれである。前記膨張時間を遅
らせる物質としてはセメントのアルカリ成分とキ
レート反応を起こす物質が用いられる。

発明者らは、高炉セメント（Ｂ種）100重量部、
水55部、細骨材314重量部、粗骨材425重量部の生
コンクリートに、アルミニウム粉末0.03重量部、
前記セメントのアルカリ成分とキレート反応を起
こす物質であるリグニンスルホン酸化合物0.25重
量部、エチルアルコール0.7重量部、若干の水か
らなる懸濁液を後添加し、逆打ちコンクリートの
施工試験を行つた。試験体の形状は第１図に示す
通りである。

第１図中、１が試験体であつて、そのうちの１
ａは旧コンクリート、１ｂが逆打ちコンクリー
ト、２は前記両コンクリートの打継面である。コ
ンクリート打設後、材令１ケ月で、打継面に水圧
力を作用させて透水試験を行つたが、打継面は完
全な止水性を有し、両コンクリートが一体化して
いることが立証された。これは逆打ちコンクリー
トが、セメント量に対して0.03％という少量の
（重量比）アルミニウム粉末であつても有効に発
泡してコンクリートの内圧が高くなつた結果、逆
打ちコンクリートが旧コンクリートに一体化した
ことを裏付けるものである。なお、アルミニウム
粉末の前記0.03％の使用量は、従来例に比較して
半分以下である。

〔発明の効果〕

この発明の組成物は懸濁液からなるため、これ
をコンクリート中に混入すると、コンクリート中
には液を混入することになる。だからコンクリー
ト中への分散性もよい。その結果、少量のアルミ
ニウム粉末であつてもコンクリートに均一に分布
させることができるから、発泡させるために必要
な最小限の量のアルミニウム粉末で足り、したが
つて前記少量のアルミニウム粉末であつても拘束
空間に打設するコンクリートの内圧を充分に高め
て、既に硬化しているコンクリートとの接着を密
にすることができるという効果がある。また、ア
ルミニウム粉末の使用量が少量になるために、過
剰発泡がなくなるから、コンクリートの過剰な強
度低下を生じることがないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験体の斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油脂層で覆われた鱗片状のアルミニウム粉末
   と液状アルコールと水との懸濁液により構成した
   ことを特徴とする拘束空間に打設するコンクリー
   ト用アルミニウム粉末組成物。