JPH04119953A

JPH04119953A - 湿式吹付けコンクリート工法用混和剤

Info

Publication number: JPH04119953A
Application number: JP24024690A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamakawa; 勉山川; Shinichiro Nakamura; 紳一郎中村; Yasuaki Muto; 泰明武藤
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-21
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2851402B2

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）本発明はコンクリートの物性や吹付は施工時の粉塵の低
減に影響を与えることなく吹き付けられたコンクリート
登速やかに凝結硬化させる、とくに夏期の高温時に効果
を発揮する湿式吹付はコンクリート工法用混和剤に関す
るものである。

（従来の技術）コンクリートの吹付は工法には、水以外のすべての材料
を空練りした混合物と水とを、それぞれ別系統の吹付は
機によって圧送し、吹付はノズルの手前で合流させてラ
イニングコンクリートとして吹き付ける乾式１法と、急
結剤を除くすべての材料を混練したスラリーを吹付は機
によって圧送し、必要に応じて吹付はノズルの手前で急
結剤を加えてライニングコンクリートとして吹き付ける
湿式１法とがあり、従来は施工設備が簡単である、急結
剤の使用が容易であるなどの理由から、乾式１法が多用
されていたが、最近は湿式１法の割合が増えつつある。

いずれの工法の場合も吹付は施工時に発生する大量の粉
塵が作業環境上の問題となっていて、その対策として水
溶性セルロースエーテル、酢酸ビニルエマルジョンなど
を主体とする各種の粉塵低減剤が提案され（特公昭６１
−３０１１０号公報、特開昭５８−４１１５８号、同５
９−１４１４４８号、同６２−１９７３号、同６３−２
７０３３４号各公報）、湿式１法ではこれらを混合する
ことによって、吹き付はコンクリートの粘度を高めてノ
ズルから噴射する際の拡散を防止し、粉塵の発生を低減
する試みがなされてきた。

また、この工法では吹き付けられたコンクリートが速や
かに凝結硬化するように急結剤が添加されているが、夏
期、とりわけ２５℃以上の高温時には急結剤とセメント
とが個々に水利反応を起こし、吹き付はコンクリートの
凝結硬化を遅らせるほか、初期強度の発現を遅らせて吹
き付は面からの剥離を起こり易くするという問題があっ
た。これに対してはコンクリートの練り水に氷を添加し
てクーリングする方法が採られているが、コストアップ
、操作が煩雑になるなどの問題があった。なお、前述し
た粉塵低減剤の主成分である水溶性セルロースエーテル
には凝結遅延効果があるが、上記の急結剤の効き目の悪
化を抑制できるほどのものではない。

（発明が解決しようとする課題）したがって、本発明の目的は、急結剤が配合使用される
湿式吹付はコンクリート工法において、コンクリートの
物性や吹付は施工時の粉塵の低減に影響を与えることな
く、夏期、高温時における上記問題の発生を抑制するこ
とのできる、上記工法用混和剤を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明による湿式吹付はコンクリート工法用混和剤は。

（イ）２０℃におけるカロリーメーターでのプレーンと
の凝結時間の差が２０〜１００分である凝結硬化遅延剤
５〜４０重量％、（ロ）水溶性セルロースエーテル４０〜９５重量％およ
び（ハ）消泡剤０〜２０重量％からなるものとしたことを
要旨とするものである。

これをさらに説明すると、本発明の混和剤は上記の特定
の凝結硬化遅延剤を特定の割合で含有させたことによっ
て、上記高温時の欠点を改善したことに特徴を持つもの
である。なお、（イ）成分の凝結硬化遅延剤の一つとし
て用いられるリグニンスルホン酸塩は、減水剤として、
あるいは粉塵低減剤として、従来コンクリートに使用さ
れていた（特開昭５８−１５０５６号および同５９−１
４１４４８号公報参照）ものであるが、これらはセメン
ト粒子の湿潤を良好にするために使用されているもので
、本願発明とは全く異なる用途に使われるものである。

事実これらの公報では凝結遅延効果のあるものは好まし
くない旨の記述がなされている。また、これらの発明に
おいて凝結遅延硬化剤を急結剤と共に使用するのはコン
クリート輸送ホース中での閉塞を防止するためであって
、これも本発明の目的と異なるものであり、とくに急結
剤併用系での高温時の問題について公表された例は、本
発明者が調べた範囲内では全く認められない。

さらに１本発明は凝結遅延効果のあるものすべてを有効
としているのではなく、リグニンスルホン酸塩と有機酸
のみを対象として急結剤配合系の凝結コントロールの有
効成分としている点にも特徴を持つものである。

本発明者等は急結剤を併用する湿式吹付はコンクリート
工法での高温時におけるコンクリートの凝結現象の確認
およびメカニズムの推定のため。

普通ポルトランドセメント１００重量部、水７０重量部
および急結剤（デンカナトミック　タイプ５：電気化学
工業■製）６重電部に、粉塵低減剤（ナトムクリーン：
信越化学工業■製）を０．０．１または０．３重量部の
３段階で添加したセメントペースト配合物について、そ
の材料温度を２０〜３０℃の範囲で変えて、ＪＩＳ　Ｒ
−５２０１に準じたビカー針法により凝結時間の１ｔｌ
１１定を行なった。

その結果は第１図に示すように材料温度２８℃以上では
粉塵低減剤の添加量が増すにつれて凝結時間の遅れが大
きくなることが判明した。

一般に、セメント、急結剤共に、単独では温度が高くな
るにつれて凝結が早くなることが知られており、第１図
で見られたセメント／急結剤混合系での現象は第２図お
よび第３図に示されるようなメカニズムで発生すると推
定される。つまり高温時には急結剤が個々に早く固まり
活性がなくなるため、セメントに対して急結剤が接触、
反応する機会が少なくなるためと考えられる。これらの
ことから、急結剤の水和をコントロールすることができ
るのではないかという観点から種々検討した結果、ある
種の凝結硬化遅延剤にはその効力のあることを見出し、
本発明に到達した。

すなわち、２０℃におけるカロリーメーターの凝結時間
が２０分未満の凝結硬化遅延剤の使用では。

プレーンと同様、高温時の凝結の遅れを改善することは
できないが、凝結時間が２０分以上のものではこれを改
善することができ、材料温度３０℃のものでも２０℃の
ものと同等の凝結時間が得られた。

これは前述のメカニズムにおいて、この凝結硬化遅延剤
が急結剤に有効に働いたためと考えられる。

一方、１００分より凝結時間が遅い場合には高温時の凝
結に対して上記効果を達成できるが、２０℃では急結剤
配合系の凝結を遅らせてしまう結果となり、使用時期が
著しく限定されると共にコントロールが困難であり、事
実上現場での使用に適さない。

凝結硬化遅延剤の配合量についてもこれが全体の５重量
％以下では上記効果を達成することができず、また４０
重量％より多いと２０℃での急結剤配合系の凝結を遅ら
せてしまう結果となり使用不能である。１００分以上の
凝結時間のものを　５重量％未満使用することも考えら
れるが、コントロールが困難であり実用的でない。その
結果、２０℃におけるカロリーメーターでのプレーンと
の凝結時間の差が２０〜１００分、好ましくは３０〜７
０分の凝結硬化遅延剤を５〜４０重量部、好ましくは１
０〜３０重量部配合するときに高温時の凝結の遅れに対
して最も有効であることが判明した。

なお、水溶性セルロースエーテルにもセメントに対する
凝結硬化遅延性があることから、これについて検討した
結果、凝結時間が２０〜１００分、また１００分以上の
ものを使用しても本発明の凝結硬化遅延剤のような効果
は得られなかった。これは水溶性セルロースニーチルと
本発明の凝結硬化遅延剤とでは凝結遅延に対する機構が
異なり、水溶性セルロースエーテルは急結剤に対して効
果がないためと考えられる。

本発明に用いられる凝結硬化遅延剤としては、リグニン
スルホン酸のＣａ、Ｎａなとの塩、およびその変成物；
リンゴ酸、クエン酸などのオキシ多価カルボン酸類、グ
ルコン酸、グリコール酸などのオキシモノカルボン酸類
、コハク酸、マレイン酸などの飽和または不飽和カルボ
ン酸類、アクリル酸、無水マレイン酸などの共縮合物の
ようなポリカルボン酸類、およびこれらの塩類などの有
機酸類；ブドウ糖、マルトースなどの糖誘導体類、ソル
ビトールなどの糖アルコール類、けい弗つか物、はう酸
塩、りん酸塩などの無機物類などが挙げられ、これらは
１種単独または２種以上の組合せとして使用することが
できる。

本発明の混和剤における（口）成分としての水溶性セル
ロースエーテルには、メチルセルロース、エチルセルロ
ースなどのアルキルセルロース；ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのヒドロキ
シアルキルセルロース；および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、ヒ
ドロキシエチルエチルセルロースなどのヒドロキシアル
キルアルキルセルロースなどが挙げられ、これらは１種
または２種以上の組合せとして使用することができる。

一方、これらのセルロースエーテルにはコンクリートに
空気を連行する作用があるため、この添加量が増えれば
空気の連行量が過大になり、その結果としてコンクリー
ト強度の低下がもたらされる。そこで、これを防止する
ため本発明の混和剤では、（ハ）成分としてトリブチル
ホスフェートや非イオン系またはシリコン系の消泡剤が
併用されるが、この際、コンクリートの空気連行量が１
０％を超えないように添加するのが好ましい。

本発明の混和剤を調製するに当っては、セルロースエー
テルは粉末のままで添加してもよいし、水に溶かしてか
ら添加してもよい。またママコの発生を防ぐためグリオ
キザールを付加した上で用いることもできる。

この湿式吹付はコンクリート工法用混和剤は、通常のコ
ンクリートと同様、セメント、細骨材、粗骨材、急結剤
（粉体、液体共に使用可能）を配合し、さらに必要に応
じ、芳香族スルホン酸ナトリラム、メラミンスルホン酸
ナトリウム等の減水流動化剤、リグニンスルホン酸塩、
アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮金物塩等の
ＡＥ減水剤、塩化カルシウム、ケイ酸ナトリウム等の硬
化促進剤などを添加して使用することができる。

なお、ここで使用されるセメント材料としては、ポルト
ランドセメント（普通ポルトランドセメント、早強ポル
トランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色
ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント）
、混合セメント（高炉セメント、シリカセメント、フラ
イアッシュセメント）、特殊セメント（アルミナセメン
ト、膨張セメント）から選ばれる１種または２種以上の
混合物を挙げることができる。

さらに、骨材には通常のセメントモルタルに使用される
パーライト、バーミキュライト、フライアッシュなどの
軽量骨材のほか、シリカ質よりなるけい砂５〜１２号な
どのけい砂、セメントと同様もしくはそれ以下の粒径の
けい石、シリカ材料。

シリカフニームなどを用いることができる。

また、必要に応じて併用される急結剤には、デンカナト
ミック　タイプ３（電気化学工業■製、商品名、無機塩
系）、同タイプ５（同前、商品名、急結性セメント鉱物
）、ＱＰ５５（ホゾリス物産■製、商品名、同前）、ジ
グニットＵ（日本シーカ［製、商品名、アルミン酸塩）
、アサノスーパーナトム（日本セメント■製、商品名、
セメント鉱物）などが例示される。

（実施例）以下１本発明の具体的態様を実施例および比較例により
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜７．および比較例１〜７゜セメント１００重量部に、急結剤６重電部と混和剤（第
１表に示す量の水溶性セルロースエーテルおよび凝結時
間〔カロリーメーターによる〕の異なる凝結硬化遅延剤
と１０重量部の消泡剤とからなる）０．３重量部とを配
合し、５Ｑのモルタルミキサーを使用して空練り１分、
水７０重量部の注水後、本線り１分混練して得られた各
試料について、材料温度を２０℃および３０℃に保って
ビカー針法による凝結時間を測定し、その結果を第１表
に併記した。

なお、各側において使用した材料、試験方法等は次の通
りである。

１）セメント：普通ポルトランドセメント（日本セメン
ト■製）２）急結剤：デンカナトミック　タイプ５（電気化学工
業■製）３）水溶性セルロースエーテル：メトローズ（メチルセ
ルロース、信越化学工業■製）４）消泡剤ニトリブチルホスフェート（試薬１級）５）
凝結硬化遅延剤：ａ、コハク酸（試薬１級）ｂ、ホゾリスＮα５Ｌ（リグニンスルホン酸化合物、ホ
ゾリス物産■製）Ｃ，ネオエースＳＡ（オキシカルボン酸塩、ネオックス
製）ｄ、プラストクリートＮＣ（リグニンスルホン酸塩、日
本シーカ■製）ｅ、ホゾリスＮａ　８　（リグニンスルホン酸化合物、
ホゾリス物産■製）ｆ、サンフローＲ（リグニンスルホン酸誘導体、山場国
策パルプ■製）ｇ、バールレックスＣＰ（リグニンスルホン酸カルシウ
ム、山陰国策パルプ＠製）ｈ、パリツクＦＰ−１０ＯＲ（オキシカルボン酸塩含有
高分子化合物、藤沢バリツク製）ｉ、ジェットセッター（有機カルボン酸、住友セメント
■製）ｊ、パリツクＴ（オキシカルボン酸塩、藤沢バリツク製
）以上、表中″遅延剤ａ、（〜ｊ、）Ｉ＋と略すまた、カ
ロリーメーターによる凝結時間の測定は、セメント１０
０重量部、水１００重景都電凝結硬化遅延剤Ｏまたは０
．２重量部を配合し、双子型伝導微小熱量計を使用して
プレーンとの時間差を求め、ＪＩＳ　Ｒ−５２０１のセ
メント凝結試験法により求めた検量線から遅延時間を求
めた。

表から明らかなように、プレーン（混和剤無添加）と比
較して実施例１〜７はいずれも高温時の凝結の遅れが改
善されている。これに対して比較例１〜４では凝結硬化
遅延剤の凝結遅延性が大きすぎる（凝結時間が１００分
より遅い）ため、高温時の凝結は改善されても２０℃で
の凝結の遅れが大きく、実用上問題がある。

比較例５は凝結硬化遅延剤の配合量が少ないため、高温
時の凝結が改善されない。また、比較例６は凝結硬化遅
延剤の配合量が多すぎるため高温時の凝結は改善される
が、２０℃での凝結が遅く、問題がある。比較例７は凝
結硬化遅延剤の代わりに凝結時間の長いセルロースエー
テルを使用した例であるが、高温時の凝結も改善されな
いし、２０℃での凝結も遅くなり、セルロースエーテル
が本発明の凝結硬化遅延剤として使用できないことを示
している。

実施例８〜９．および比較例８〜９゜下記のコンクリートに、第２表に示す量の凝結硬化遅延
剤ｄと水溶性セルロースエーテル（前例のものと同じ）
６０重量部と消泡剤（同前）１０重量部とからなる混和
剤を０．３５ｋｇ／ｒｒｉ’の割合で加えて混練し、得
られた各試料について、スランプ、空気量、練り上がり
温度、粉塵濃度、圧縮強度を下記の方法により測定した
ところ、第２表に併記した結果が得られた。

・コンクリートの使用材料セメント：普通ポルトランドセメント（日本セメント■
製）細骨材：最大粒径５■の砂、新井市下濁用産、吸水率２
．２９％、比重２．５７、粗粒率２゜粗骨材：最大粒径
２０閣の砕石、新井市下濁用産、吸水率２．０５％、比
重２．６１、粗粒率６．６２急結剤：デンカナトミック　タイプ５（電気化学工業■
製）・コンクリートの配合〔単位量（ｋｇ／ｒｒｉ’））水
（水道水）：２１０、セメント：３５０、細骨材ニア１
１、急結剤：セメントＸ　Ｏ，０６、混和剤：０．３５
、水／セメント比＝６０％、Ｓ／ａ　（細骨材率）：５
８％。

・試験方法ｌ）スランプ：　ＪＩＳ　Ａ　１１０１に準する。

２）空気ｊｔ　：　ＪＩＳ　Ａ　１１２８に準する。

３）粉塵濃度：高さ２．５ｍ、幅３．５ｍ、奥行５．０ｍの蒲鉾型の模
擬トンネルにおいて、入り口から４ｍの壁面から１ｍ離
れた場所より、吹き付は機リードガン（プライブリコ■製）ミキサー：
傾胴式、容ｊ１２００Ｑ吹き付は圧カニ２．５〜３．０ｋｇ／ａＪの条件で斜め
上方の壁面に向けて吹き付ける。

吹き付は開始後、トンネルの出入り口を塞ぎ、トンネル
の入り口から１ｍ（吹き付は場所から３ｍ）の壁面より
１ｍ離れた場所で、粉塵濃度計（柴田科学機械工業■製
）により測定（カラ２８フ分）した。

４）圧縮強度：各試料より材令１．７．２８日ごとに円柱形コアを切り
出して測定した。

第２表から明らかなように、プレーン（混和剤無添加）
と比較して実施例８〜９はいずれもコンクリート温度が
３０℃程度の高温でも初期強度（材令１日）の発現が早
く、吹き付は面との接着が良好となる。またプレーンと
比較して粉塵濃度も半分以下になる。

これに対して比較例８では遅延剤の配合量が少ないため
初期強度発現が遅い、比較例９においては遅延剤として
水溶性セルロースエーテルを配合したが、急結剤配合系
に作用しないため初期強度発現が遅い。なお、これらの
コンクリートによる結果は前記のセメントペーストによ
る結果と良く対応している。

（発明の効果）本発明による湿式吹付はコンクリート工法用混和剤は、
従来問題とされていた夏期、高温時の凝結の遅れを改善
し、吹き付は面との接着性を向上する。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の混和剤の高温時の挙動を説明す
るためのもので、第１図は急結剤併用系混和剤（セメン
ト１００重量部、水７０重量部、急結剤６重量部、粉塵
低減剤Ｏ１０，１または０．３重量部）における材料温
度（横軸）とビカー針法による凝結時間（縦軸）との関
係を示すグラフ、第２図はセメント単独、セメント＋急
結剤および急結剤単独の場合の、温度（横軸）と凝結時
間（縦軸）との関係を示すグラフ、第３図はセメント＋
急結剤混合系における室温と高温時での凝結状態を示す
模式図である。特許出願人　　信越化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、（イ）２０℃におけるカロリーメーターでのプレー
ンとの凝結時間の差が２０〜１００分である凝結硬化遅
延剤５〜４０重量％、（ロ）水溶性セルロースエーテル４０〜９５重量％およ
び（ハ）消泡剤０〜２０重量％からなる湿式吹付けコンクリート工法用混和剤。