JPH01275452A - セメント組成物の温度上昇抑制剤および温度上昇抑制方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は斗メント組成物の温度上昇抑制剤および温度上
昇抑制方法に関する。

〔従来の技術〕

今日、コンクリート構造物の大型化および施工方法の進
歩発展によって大型急速施工が増加しているが、セメン
トの水利熱によるコンクリート構造物の温度上昇に伴っ
て熱応力が生じ、この熱応力が原因となる構造物のひび
割れ発生、あるいは残留した温度応力が設計上無視出来
ない場合がある。

特にマスコンクリートの重要な問題として、セメントの
水和発熱によりコンクリートの内部に大きな温度上昇が
生じ、その温度上昇に引き烏いて起こる温度降下による
変形が隣接する岩盤や既設コンクリートに拘束されたり
、また内部と表面の温度差により生じる一種の内的拘束
により生じる超大なひび割れの発生がある。

このコンクリートの温度応力を解析するために、現在種
々の方法でコンクリートの温度上昇の予測が行われてい
るが、マスコンクリートの温度上昇を決定する要因は、
セメントの混和材や骨材の種類および配合量、外気温養
生や施工全般など多岐にわたっている。しかし、コンク
リートの温度上昇は、セメントの水利発熱速度や水利発
熱量に起因しており、単位セメント量にほぼ比例するこ
とから、セメントの水利発熱速度を制御できれば、コン
クリートの温度上昇も制御できることになる。従って、
−殻内には中庸熱ボルトランドセー≠ト、高炉セメント
、フライアッシュセメント等の混合セメント、更に中庸
熱や普通ポルトランドセメントにスラグとフライアッシ
ュを混合した三成分系の低発熱型のセメントを使用する
ことが望ましい。ところが、セメントの水和発熱速度は
系の温度に強く影響される。すなわち、系の温度が高く
なるほど水和は促進され、水和発熱速度は大きくなる。

そして、発生した熱が逸散しにくいマスコンクリート内
部では８０°Ｃ以上にもなることが知られている。

そこで、従来からマスコンクリートの温度上昇を抑える
ために、超遅延剤とよばれるセメントの水利反応抑制剤
（たとえば、グルコン酸塩やケイフッ化物等）を加える
ことが行われている。しかし、これらの超遅延剤は、所
定量を添加するとセメントの水利開始時間を延ばすこと
はできるものの、ひとたび水利が始まると無添加のコン
クリートと同様に急速に発熱してしまう。また、水和反
応が開始するまでは全く強度が出現しないなど問題が多
い。

一方、デキストリンの溶解度が温度によって大きく異な
ることを利用した遅延剤も知られている。この遅延剤は
室温では溶出速度が遅いためにセメントの水利反応に与
える影響も少ないが、高温になるほど溶液中により多く
溶解し、セメントの水利反応を強く抑える作用がある。

しかし、この場合にはデキストリンの溶出速度が温度に
より異なることを利用しているため、コンクリート中に
遅延剤の拡散濃度分布ができ、欠陥となる可能性が十分
にある。また、有効にセメントの水和反応を遅延させる
ためには、１．５％程度も添加しなくてはならず、価格
的にも高価なものとなってしまうなどの欠点があった。

そこで本発明の技術的課題は、上述の問題点を解決した
セメント組成物の温度上昇抑制剤および温度上昇抑制方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述課題を解決するため、本発明に係るセメント組成物
の温度上昇抑制剤は、ラクトンを含有することを手段と
している。

また、セメント組成物の温度上昇抑制方法は、セメント
組成物中にラクトンを混入することを手段としている。

ここでセメント組成物とは、セメントコンクリート、セ
メントモルタルおよびセメントペースト等を意味する。

ラクトンは、同一分子内のカルボキシル基と水酸基とが
エステル結合をしており、セメントのようなアルカリ性
物質の存在下で徐々に加水分解してカルボン酸を生成す
る。これらの物質は著しくセメントの水利に与える影響
が異なる。ラクトンはそれ程遅延作用はないが、生成す
るヒドロキシカルボン酸は非常に大きな遅延作用があり
、そのために加水分解速度の犬きい高温において、常温
での水和と比べて大きな遅延作用を生じることを利用し
たものである。すなわち、ラクトンは水溶性であって、
かつ徐々に加水分解し、セメントの水利反応を遅延する
効果の大きなヒドロキシカルボン酸等が生成するために
、マスコンクリートの温度上昇速度を低下させる添加剤
となりうる。

本発明においてラクトンとは、ブチロラクトン、プロピ
オラクトンなどのヒドロキシカルボン酸等の分子内エス
テルを指すが、特に、糖誘導体のグルコノラクトン、グ
ルコヘプトン酸−γ−ラクトン、糖酸−１，４−ラクト
ン、α、β−グルコオクタン酸−γ−ラクトンやアスコ
ルビン酸、デヒドロアスコルビン酸、イソアスコルビン
酸等が望ましい。

さらに、この抑制剤は他の混和剤すなわち、リグニンス
ルホン酸塩系、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合
物などの減水剤やりゲニンスルホン酸塩系やオキシカル
ボン酸塩系、ケイフッ化物などの従来からよく知られた
遅延剤と併用してもよい。また、マスコンクリート用の
水利発熱速度低減剤として知られているタンニン酸と併
用してもよい。

適用できるセメントとしては、普通、中庸熱、早強、超
早強、耐硫酸塩、白色ポルトランドセメントやシリカセ
メント、フライアッシュセメント、高炉セメント、およ
び中庸熱や普通ポルトランドセメントにスラブとフライ
アッシュを混合した三成分系の混合セメント、あるいは
、カルシウムアルミネートを主成分とするアルミナセメ
ントやＣ□□Ａ７ＣａＦ２又はＣｌ２Ａ７を主成分とす
る超速硬セメントやカルシウムサルフォアルミネート（
Ｃ４Ａ３Ｓ）を用いた特殊セメントなどである。

また、本発明に係る抑制剤の添加量はセメントの種類に
よってその最適量が異なるが、一般にはセメントに対し
て０．０１〜３．０ｗｔ％添加するのが好ましい。

本発明による抑制剤は粉体又は液体の両方で使用するこ
とができ、粉体として使用する場合には、予めセメント
その他の混和剤、骨材等と混合しておき、液体として使
用する場合には、抑制剤が水溶性なので混線水中に溶解
させておく。気泡を生じる場合には既知のシリコーン系
、アルコール系の消泡剤を添加することができる。

〔効果〕

以上説明した通り、本発明に係るセメント組成物の温度
上昇抑制剤および温度上昇抑制方法によれば、セメント
の存在下で徐々に加水分解し遅延性のより大きなヒドロ
キシカルボン酸を生成するために、セメントの水和反応
に基づくコンクリートの温度上昇速度を低下させる効果
がある。

〔実施例〕

以下に、実施例をあげて本発明の詳細な説明する。

普通ポルトランドセメント１００重量部、平均粒径５ｍ
ｍ以下の川砂５００重量部、水６７重量部にγ−グルコ
ノラクトン又はＬ−アスコルビン酸を混入し、練り上が
り温度が２０°Ｃとなるようにモルタルを調製したのち
１５φＸ２０ｃｍのブリキ缶に詰めて密閉し、更にこの
ブリキ缶を発泡スチレン製の容器（内径１５φ、高さ２
０ｃｍ、肉厚１５ｍｍ）内に入れ、断熱温度上昇試験装
置（東京理工社製　ＴＴＵ−１０３型）により温度上昇
速度を測定した。結果を第１図に示す。

また、本実施例において、指触による硬化日数と２０°
Ｃにおける圧縮強度も同時に測定した。

その結果を表−１に示す。

表−１使用モルタルの硬化８数と強度（２０°Ｃ）上記
実施例において、１〜４は本発明の例を示し、５，６は
比較例を示す。

第１図より明らかなように、抑制剤を混入しない場合に
は最初から急激な発熱があり、４０’Ｃ／日の温度上昇
がある。これに対し、本実施例の１〜４では混入しない
場合に比べていずれも発熱の開始時間が遅れると共に、
温度上昇速度も緩やかになる。混入量によっても異なる
が、２０’Ｃ／日から１０’Ｃ／日程度まで低下する。

一方、グルコン酸ナトリウムを混入した比較例では、発
熱の開始時間は遅れるが、温度上昇速度は４０°Ｃ／日
程度であり、混入しない場合とそれ程変らない。

次に、表−１より明らかなように、１〜４の本実施例に
よる場合は翌日まてに硬化しており、グルコン酸ナトリ
ウムの場合に比べて硬化時間が短いため、施工上におい
て有用と考えられる。

圧縮強度は、硬化初期においては混入しない場合に比べ
てやや低いが２８日後には逆に高くなるため、コンクリ
ートとしての性質も優れている。

このように、ラクトンを混入することにより、セメント
の凝結をあまり遅らさずにコンクリートの温度上昇速度
を緩やかにすることができる。

また、セメントの強度も特に長期では大きくなり、マス
コンクリートにおける温度上昇抑制効果が確認された。

そのため、セメントの急激な水和反応にともなうコンク
リートの温度上昇と、それに伴なう温度応力によるひび
割れに対して効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はモルタルの断熱温度上昇を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ラクトンを含有するセメント組成物の温度上昇抑
   制剤。
2. （２）セメント組成物中にラクトンを混入するセメント
   組成物の温度上昇抑制方法。