JPH0511056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は水中不分離性の改善された水中施工法
又は粉塵発生の少ない吹付けコンクリート工法等
に使用される粘稠なセメント組成物に関する。 〔従来の技術〕 従来、セルロース誘導体又はアクリルアミド系
重合体を配合した粘稠なモルタル及びコンクリー
トが海洋工事等における水中施工用の水中不分離
性の改善されたコンクリートとして又はトンネル
工事等において環境汚染を防止するための吹付け
コンクリートとして使用されている。 アクリルアミド系重合体としてポリアクリルア
ミドをセメントに配合することが提案され（ドイ
ツ特許公開第2326647号 1974年）、その後ポリア
クリルアミドの部分加水分解物を配合した水中不
分離性の改善されたコンクリート組成物（特開昭
59−54656号公報、特開昭59−145831号公報参
照）、及びコンクリート用粉塵低減剤としてポリ
アクリルアミド（特開昭59−102852号公報参照）
及びアクリル酸アミド又はメタアクリル酸アミド
を50モル％以上含有するこれら重合体の部分加水
分解物（特開昭59−174554号公報参照）が提案さ
れている。 アクリルアミド系重合体としてその共重合体を
使用することによりコンクリートの各種物性を調
整できるという利点があり、前記特開昭59−
174554号公報にはアクリルアミド、メタクリルア
ミドとアクリル酸又はメタクリル酸のナトリウム
塩又はマレイン酸ナトリウムとの共重合体が提案
されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ポリアクリルアミド及びポリアクリルアミド部
分加水分解物は従来から凝集剤として使用されて
おり、したがつてセメント粒子に対しても凝集能
力を有し、前記した共重合体も同様である。この
ため従来のポリアクリルアミド系重合体をセメン
ト組成物に配合した場合、混合機に大きな負荷が
かゝり、長い練り時間が必要であつた。その上、
セメント組成物は練り置き時間の経過と共に流動
性が低下し、輸送装置に負荷がかゝり、輸送能力
が低下する等の問題があつた。 本発明は前記問題を解決するためになされたも
ので、その目的はセメント粒子に対する凝集能力
を抑制し、かつ水中不分離性が改善された水中施
工用又は環境汚染が改善された吹付け工法用のセ
メント組成物を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成する本発明のセメント組成物は (a) ダイアセトンアクリルアミド１〜30モル％ (b) アクリルアミド99〜65モル％及び (c) アクリル酸アルカリ金属塩又はアンモニウム
塩、アクリルアミド又はメタクリルアミド−ア
ルキルスルホン酸アルカリ金属塩又はアンモニ
ウム塩０〜５モル％の共重合体を配合したこと
を特徴とする。 すなわち本発明は従来のポリアクリルアミドの
部分加水分解物又はアクリルアミドとアクリル酸
又はメタクリル酸のアルカリ金属塩等との共重合
体の代りに(a)ダイアセトンアクリルアミドと(b)ア
クリルアミドとの共重合体を配合したセメント組
成物であり、該共重合体における単量体の割合を
ダイアセトンアクリルアミド１〜30モル％、アク
リルアミド99〜65モル％とすることにより該共重
合体はセメント粒子に対する凝集能力が低下さ
れ、しかも水中不分離性の改善及び粉塵発生の低
減という効果を奏するものである。該共重合体は
アクリルアミドのモル比を増加するに伴い、混合
が容易になり、又練り置き時間の経過に拘らず流
動性が低下せず、輸送装置の能率が向上する等作
業適性が従来のポリアクリルアミド系重合体に比
して良好である。そしてダイアセトンアクリルア
ミドのモル比が30％を超えると水中不分離性の改
善及び粉塵発生の低減という効果が従来のアクリ
ルアミド系重合体に比して劣る傾向が見られる。
又一面その割合が増加するにしたがい増粘効果が
低下する。この点を改善するために、本発明では
前記(a)のダイアセトンアクリルアミド単量体又は
(b)のアクリルアミドの一部を他の単量体すなわち
(c)のアクリル酸アルカリ金属塩又はアンモニウム
塩、アクリルアミド又はメタクリルアミド−アル
キルスルホン酸アルカリ金属塩又はアンモニウム
塩で置換した三元共重合体を配合することにより
増粘効果をもたらすことができる。(c)の単量体成
分の割合は５モル％以下であり、この割合を越え
ると(a)のダイアセトンアクリルアミドの共存に拘
らず、該共重合体はセメント粒子への凝集能力が
大になる。したがつて前記数値の範囲内で(c)単量
体の増加にしたがつて(a)の単量体の割合を増加し
ないと良好な作業適性が得られない。 本発明に使用される二元又は三元共重合体の分
子量は高い程増粘効果に優れる。好ましい分子量
は、共重合体の１規定食塩水中0.5％溶液として
測定して粘度が40cp以上好ましくは約80cp以上
を示す分子量である。(c)の単量体成分のうち、ア
クリルアミド−又はメタクリルアミド−アルキル
スルホン酸アルカリ金属塩又はアンモニウム塩と
しては例えば、２−アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸、２−アクリルアミドプロパ
ンスルホン酸、２−メタクリルアミドプロパンス
ルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩、
アンモニウム塩があげられる。 該共重合体を水中施工用又は吹付け用としてセ
メント組成物に配合する方法はセメントに混合し
たものを用いるか、骨材と混合後使用するか、セ
メント組成物に添加するか、又は水に溶解して添
加する等のいずれの手段によつてもよい。又本発
明のセメント組成物はリグニンスルホン酸塩、ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミン
スルホン酸ホルマリン縮合物等のセメント減水
剤、消泡剤、急結剤等をその使用目的に応じて適
宜配合できる。 〔実施例〕 次に本発明を実施例及び比較例により更に具体
的に説明するが、本発明はこれにより何等限定さ
れるものではない。 以下の実施例及び比較例で使用した重合体の製
造方法を参考例として示す。共重合体の粘度は、
重合体の１規定食塩水中0.5％濃度の溶液の粘度
をブルツクフイールド粘度計で測定した数値
（cp）を示す。なお使用単量体のモル％は共重合
体におけるモル比に相当する。 参考例１ （重合体番号１） ダイアセトンアクリルアミド111ｇ（５モル
％）、アクリルアミド889ｇ（95モル％）及び脱イ
オン水７Kgとからなる水溶液を窒素置換し、過硫
酸アンモニウム0.2ｇ、硫酸第一鉄0.003ｇ及びシ
ユウ酸0.2ｇ、を重合触媒として、35℃で重合し
た。得られた共重合体水溶液をメタノール脱水
し、乾燥粉砕することにより白色粉末状の共重合
体を得た。共重合体の粘度は115cpであつた。 参考例２ （重合体番号２） ダイアセトンアクリルアミド207ｇ（10モル
％）、アクリル酸ナトリウム35ｇ（３モル％）及
びアクリルアミド758ｇ（87モル％）と脱イオン
水７Kgとからなる水溶液を参考例１と同様に処理
し共重合体を得た。共重合体の粘度は103cpであ
つた。 参考例３ （重合体番号３） ダイアセトンアクリルアミド105ｇ（５モル
％）、２−アクリルアミド−２−メチルブロパン
スルホン酸ナトリウム85ｇ（３モル％）及びアク
リルアミド810ｇ（92モル％）と脱イオン水７Kg
とからなる水溶液を参考例１と同様に処理して共
重合体を得た。共重合体の粘度は105cpであつ
た。 参考例４ （重合体番号４） アクリルアミド１Kgを脱イオン水７Kgに溶解し
た水溶液を参考例１と同様に処理して共重合体を
得た。共重合体の粘度は100cpであつた。 参考例５ （重合体番号５） アクリル酸ナトリウム39ｇ（３モル％）及びア
クリルアミド961ｇ（97モル％）を脱イオン水７
Kgに溶解し参考例１と同様に処理して共重合体を
得た。共重合体の粘度は120cpであつた。 参考例６ （重合体番号６） ２−アクリルアミド−２−メチルブロパンスル
ホン酸ナトリウム91ｇ（３モル％）及びアクリル
アミド909ｇ（97モル％）を脱イオン水７Kgに溶
解し参考例１と同様に処理して共重合体を得た。
共重合体の粘度は102cpであつた。 参考例７ （重合体番号７） ダイアセトンアクリルアミド203ｇ（10モル
％）、アクリル酸ナトリウム113ｇ（10モル％）及
びアクリルアミド684ｇ（80モル％）と脱イオン
水７Kgとからなる水溶液を参考例１と同様に処理
し共重合体を得た。共重合体の粘度は103cpであ
つた。 参考例８ （重合体番号８） ダイアセトンアクリルアミド700ｇ（50モル
％）、アクリル酸ナトリウム23ｇ（３モル％）及
びアクリルアミド277ｇ（47モル％）と脱イオン
水７Kgとからなる水溶液を参考例１と同様に処理
して共重合体を得た。共重合体の粘度は17cpで
あり、高粘度の共重合体は得られなかつた。 実施例 １ 本実施例は、水中でのセメントと骨材の分離を
抑制した水中コンクリートへの適用を例示する。

【表】 第１表の示方配合に基ずいて、一軸強制練りミ
キサーで練り混ぜた。練り混ぜ方法は粗骨材と細
骨材の混合物に前記参考例１〜８に示す共重合体
粉末と水を混合し、60秒の経過後、セメントと流
動化剤を混合し60秒練り混ぜることによつた。但
しプレーンには流動化剤を用いていない。 又重合体番号、１，２，３，７及び８を使用す
る場合は(株)サンノブコ社製 粉末消泡剤SNデフ
オーマー14HPを対セメント0.05％併用した。 練り混ぜたコンクリートの性質を後記第２表に
しめす。 スランプフロー試験はJISA1101コンクリート
のスランプ試験方法に従うが、コンクリートの流
動が止まるまで静置し、広がりの最大直径及びそ
の直角方向で測り、平均値を表示する。又、練り
上り後、10分間静置しスランプフロー試験をおこ
なう。 圧縮強度試験はJISA−1106及びＡ−1132に従
うが、水中作成時は20cm水中落下させ、木槌でた
たくことにより成形した。 又、セメント流出率は、底面を閉じた内径6.5
cmのシリンダーに１の水を入れ、上部から400
ｇの生コンクリートを落下し、上部の水中の固型
分を測定し、400ｇ中のセメント量で除すことに
より算出した。 水中コンクリートに必要な品質は一般に、スラ
ンプフロー45cm以上の流動性が確保でき、かつ水
中作成供試体による圧縮強度が材令７日で130
Kg／cm²以上でかつ、材令28日で230Kg／cm²以上で
あることである。

【表】 実施例 ２ 本実施例は、粉塵低減を目的として、トンネル
工事における吹付けコンクリートに用いた例を示
す。 吹付け場所は鋼製支保工を骨組とし、その外周
にキーストンプレートを張り付け内面に木矢板を
張つた内空断面14m²の模擬トンネルである。この
トンネルの長さは22ｍで、その両側を鋼製門扉で
閉塞し、自然換気による影響を遮断して粉塵の希
釈を防止している。 吹付けは二軸強制練ミキサーを使用して混合攪
拌した生コンクリートを吹付機に供給し、吹付機
に接続されている高圧空気で圧送する途中で粉末
急結剤（電気化学工業(株)ナトミツクＴ−５）を添
加して吹付ける。 粉塵濃度の測定はノズルから約５ｍ後方で、地
表から1.2ｍの位置でデジタル粉塵計（柴田化学
器機製Ｐ−5L2）を用いた。 はね返り率の測定は吹付け場所の下にブルーシ
ートを張り、シート上にはね返つた材料の重量を
測定した後全吹付量に対するはね返り量の比率で
表わした。 圧縮強度は15×15×55cmのコンクリート曲げ試
験用型枠の側板をはずした型枠に吹付け所要の材
令で脱型し圧縮強度試験を行つた。 次に本実施例の示方配合を第３表に示す。

【表】 但し、重合体番号１，２，３，７及び８を使用
した場合は(株)サンノブコ社製 粉末消泡剤SNデ
フオーマー14HPを対セメント0.03％使用した。 次に実験結果を第４表に示す。

【表】

〔効果〕

前記実施例１の第２表及び実施例２の第４表か
ら明らかなように、本発明のセメント組成物は、
従来のアクリルアミド系重合体の代りに、ダイア
セトンアクリルアミド−アクリルアミド系重合体
を粘稠化剤として使用したことによりスプレツド
又はスランプに代表される作業適性が改善され、
練り置き時間により流動性が低下しない良好な生
コンクリートであることが明らかである。したが
つて本発明の粘稠なセメント組成物はポンプを用
いる施工又は鉄筋を組み込んだ充填しにくい現場
での施行において利することろが大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) ダイアセトンアクリルアミド１〜30モル
   ％ (b) アクリルアミド99〜65モル％及び (c) アクリル酸アルカリ金属塩又はアンモニウム
   塩、アクリルアミド又はメタクリルアミド−ア
   ルキルスルホン酸アルカリ金属塩又はアンモニ
   ウム塩０〜５モル％の共重合体を配合したこと
   を特徴とするセメント組成物。