JPH061647A - コンクリート及び塗料 - Google Patents

コンクリート及び塗料

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JPH061647A
JPH061647A JP4165090A JP16509092A JPH061647A JP H061647 A JPH061647 A JP H061647A JP 4165090 A JP4165090 A JP 4165090A JP 16509092 A JP16509092 A JP 16509092A JP H061647 A JPH061647 A JP H061647A
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JP
Japan
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concrete
microbial cellulose
admixture
mixed
cellulose
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Withdrawn
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JP4165090A
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Hisato Yano
壽人 矢野
Takaaki Narutomi
隆昭 成富
Kazuo Okamura
和夫 岡村
Toru Kawai
徹 河井
Seiji Minami
清司 南
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/38Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0082Segregation-preventing agents; Sedimentation-preventing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482Coating or impregnation materials
    • C04B2111/00508Cement paints

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動性及び粘性を調整することができる混和
剤が混入されたコンクリートもしくは塗料を提供する。 【構成】 コンクリートもしくは塗料に、混和剤として
微生物セルロースを離解機により離解した繊維が混入さ
れている。微生物セルロースが、混入されたコンクリー
トもしくは塗料においては、セメント粒子もしくは顔料
粒子の分散性が向上し、流動性が増加するようになって
いる。また、高濃度微生物セルロースをコンクリートに
混入することにより、硬化前のコンクリートの粘性を増
大させると共に、コンクリートの材料分離が起こるのを
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、混入されたものの特性
を変化させる混和剤として微生物セルロースが混入され
たコンクリート及び塗料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、コンクリート構造物の施工の合理
化や省力化が強く求められ、また、コンクリート構造物
の適用分野も広げられつつある。このような要望から新
しい材料、工法が開発、実用化されている。そして、コ
ンクリート構造物の施工性の改良や、適用分野の拡大に
おいて、予めコンクリートに混入することにより、コン
クリートの特性を変化させることができる混和剤が重要
な位置を占めている。
【0003】現在、コンクリートの使用目的に応じて、
様々な混和剤が開発、実用化されているが、さらに、使
用目的に対して効果的な混和剤が求められている。ま
た、塗料においても、その施工性などから、塗料の特性
を使用目的に応じて変化させることができる混和剤が求
められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンクリー
トを打設する際の施工性を改良するには、コンクリート
の流動性や粘性等が問題になるが、コンクリートは、そ
の使用目的に応じて、必要な強度等や養生条件等から、
前記混和剤を含めたコンクリートの組成を変えることに
より、硬化前のコンクリートの流動性や粘性等がある程
度決まってしまう。
【0005】従って、コンクリート打設時に、コンクリ
ートの流動性が余り高くないため、比較的長い時間の振
動締固め作業が必要となる場合が多いという問題があっ
た。また、吹き付けコンクリートにおいては、コンクリ
ートを吹き付ける際のコンクリートの粘性が低いため
に、コンクリートが跳ね返ることにより、多くの粉塵が
発生する。
【0006】さらに、非常に高い流動性を有するコンク
リートあるいは水中コンクリートにおいては、材料が分
離する場合があるなどの問題がある。また、塗料におい
ても、塗布する際の塗料の延びなどの施工性は、塗料の
流動性が問題となる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、流動性や粘性等を調整して施工性を向上したコ
ンクリート及び塗料を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のコンクリート
は、微生物によって生成された微生物セルロースを離解
したものが混和剤として混入されていることを前記課題
の解決手段とした。また、本発明の塗料は、微生物によ
って生成された微生物セルロースを離解したものが混和
剤として混入されていることを前記課題の解決手段とし
た。
【0009】
【作用】上記請求項1記載の構成によれば、コンクリー
ト中に混入された微生物セルロースが、凝集しようとす
るセメントの粒子を分散させ、硬化する前のコンクリー
トの流動性を高めることができる。また、コンクリート
中に混入された微生物セルロースが、繊維として絡み合
うことで、コンクリートの粘性を高めることができる。
上記請求項2記載の構成によれば、塗料中に混入された
微生物セルロースが、展色剤中の顔料を分散させ、塗布
する際の塗料の伸びを良くする。
【0010】
【実施例】以下に本発明の第1実施例を説明する。第1
実施例のコンクリートは、セメント、骨材、水等を練り
合わせる際に、混和剤として、微生物セルロースを加え
たものである。ここで、微生物セルロースについて説明
する。微生物セルロースとは、一般的には、微生物がそ
の培養の過程で菌体外に排出するセルロースのことを示
すものである。
【0011】前記微生物セルロースを生成する菌として
は、酢酸菌であるAcetobacter xylin
um、Acetobacter acetigenu
m、Acetobacter pastourianu
s、AcetobacterHanseniiなどが知
られている。これらの酢酸菌は、主にD−グルコースを
栄養源として細胞内に取り込み、生体内の物質交代の副
産物として、セルロースをミクロフィブリルと呼ばれる
幅数10から200オングストローム前後の細長い糸状
の分子鎖の束として細胞外に排出する。
【0012】排出されたセルロース分子鎖は、集合して
結晶化し幅20〜50nmの微細なセルロース繊維とな
る。また、微生物セルロースは、前記酢酸菌の培養液面
状で菌体自身を取り込みながら寒天状のゲルとなって積
層してセルロース膜を形成する。そして、この微生物セ
ルロースをシート状に加工したものは、以下の表1に示
すような機械的特性を示す。
【0013】
【表1】
【0014】なお、比較例としてポリエチレン及びポリ
エステルからなるシートの強度を示した。表1に示すよ
うに、微生物セルロースからなるシートは、ヤング率が
15.2GPaと高い数値を示すことがわかる。このヤ
ング率の高さは他の有機高分子材料の二次元無配向のシ
ートと比較すると最大であると考えられる。このほか、
引っ張り強度は比較的強い方である。このようなヤング
率の高い特性は、微生物セルロースを構成するセルロー
スの純度や結晶性の高さ、セルロース分子鎖の面配向性
によるものだと考えられている。
【0015】第1実施例においては、このような微生物
セルロースの繊維を混和剤として、コンクリートに加え
ている。そして、混和剤は、上述のようにゲル状の物質
として培養液から取り出された微生物セルロースをアル
カリ溶液等で洗浄した後に、パルプ離解機等の離解機で
分散した後に、乾燥したものである。すなわち、混和剤
は、上述のような幅20nmから50nmの微生物セル
ロースの繊維からなるものである。
【0016】そして、微生物セルロースの繊維は、硬化
前のアルカリ性を示すコンクリート中において、多数の
OH基を有することにより、一部水素イオンが解離し
て、陰イオン化し、コンクリート中において陽イオン化
したセメント粒子表面に吸着される。従って、周知の減
水剤と同様に、セメント粒子表面への吸着により、拡散
電気二重層を形成し、その静電気的反発力と、センメン
ト粒子表面に吸着された微生物セルロース繊維の立体的
保護作用とにより、センメント粒子を分散安定化する。
【0017】そして、混和剤として微生物セルロースの
繊維が混入されたコンクリート中においては、センメン
ト粒子が分散され、コンクリートの流動性を高めること
になる。一方、微生物セルロースの繊維を水中に分散し
た場合に、微生物セルロースの繊維が高い親水性と保水
性を有する繊維であり、さらに各繊維が絡み合うことに
より、上述のようにゲル化することになり、微生物セル
ロースが混入された水は、その微生物セルロースの濃度
によって高い粘性を示すことになる。
【0018】そして、コンクリート中において、微生物
セルロース濃度を高めると、セメント粒子表面に吸着さ
れた微生物セルロース同士が絡み合い、セメント粒子同
士をつなぐ架橋構造をとるようになり、コンクリートの
粘性が増大する。
【0019】すなわち、微生物セルロースを混和剤とし
て、用いた場合には、コンクリート中のセメント粒子が
凝集するのを防止し、セメント粒子を分散させることに
より、コンクリートに流動性を持たせると共に、セメン
ト粒子に吸着した微生物セルロース繊維同士が絡み合っ
て、コンクリートの粘性を増大させ、セメント粒子同士
を結合させることになる。
【0020】以上のことから、混和剤として微生物セル
ロースを混入されたコンクリートは、高い流動性を示
し、コンクリート打設時における振動締固め作業を軽減
することができる。また、混和剤として高濃度の微生物
セルロースを混入されたコンクリートは、高い粘性と、
高い粒子間結着力を示すと共に、微生物セルロース繊維
自体が高い保水性を有することにより、コンクリートに
おいて材料分離が起こるのを防止することができる。
【0021】すなわち、極めて高い流動性を有するコン
クリートもしくは水中コンクリートにおいて、混和剤と
して微生物セルロースの繊維を用いることにより、コン
クリートが硬化する前にコンクリートの材料分離が起こ
るのを防止することができる。
【0022】また、混和剤として微生物セルロースの繊
維が混入されたコンクリートが高粘性を有することによ
り、このコンクリートを吹き付けコンクリートとした場
合に、跳ね返りに伴う粉塵を減少して、作業環境を改善
することができる。なお、本発明のコンクリートにおい
て、セメントとしては、ポルトランドセメント、混合セ
メント、その他の特殊なセメント等の周知のセメントを
用いることができる。
【0023】また、骨材としては、周知の川砂、山砂等
の天然骨材や、人工骨材等を用いることができる。ま
た、混和材として、フライアッシュや高炉スラグ等の周
知のものを用いることができる。また、混和剤として、
微生物セルロースの繊維と共に、周知の流動化剤、高性
能減水剤、高性能AE減水剤等を合わせて用いても良
い。
【0024】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。第2実施例の塗料は、溶剤、樹脂もしくは粘着剤、
顔料と共に、混和剤として、微生物セルロースを含むも
のである。この微生物セルロースは、上述の第1実施例
における微生物セルロースと同様のものである。
【0025】すなわち、上記酢酸菌によって生産された
ゲル状の微生物セルロースをパルプ離解機等の離解機に
より離解し、乾燥して微生物セルロースを離解された繊
維としたものである。そして、この微生物セルロースの
繊維からなる混和剤を塗料に混入することにより、上記
第1実施例の場合と同様に顔料の分散性を高めることが
できる。
【0026】塗料中における顔料の分散性を高めること
により、塗料を塗布する際に、塗料の伸びを良くするこ
とでき、塗料の使用量の低減を図ることができる。ま
た、上述のように顔料に付着した微生物セルロースの繊
維が絡み合うことにより、塗料を塗布することで形成さ
れた膜の強度が高まることになる。さらに、微生物セル
ロースが混入された塗料は、その塗膜の光沢が向上す
る。なお、微生物セルロースを混入される塗料として
は、油性、ラッカー、シンナー、電気絶縁、合成樹脂、
水系、その他、周知の組成の塗料を用いることができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明のコンクリー
トによれば、離解した微生物セルロースを混和剤として
コンクリート中に、混入することにより、コンクリート
中のセメント粒子が分散され、硬化前のコンクリートの
流動性を高めることができるので、コンクリート打設時
の施工性を向上することができる。
【0028】また、同様に離解した微生物セルロースを
混和剤としてコンクリート中に高濃度で混入することに
より、硬化前のコンクリート中において微生物セルロー
スの繊維同士が絡み合い、コンクリート中の粒子を微生
物セルロースの繊維により結び付けることができる。従
って、コンクリート打設時の粘性を増加させることがで
きるので、例えば、コンクリートを吹き付ける際に、跳
ね返りによる粉塵が発生するのを防止することができ
る。また、セメント粒子に吸着された微生物セルロース
が互いに絡み合うと共に、高い保水性を有する微生物セ
ルロースが水を保持することで、水中コンクリートを打
設した際に、コンクリートが硬化する前に、コンクリー
トの材料分離が起こるのを防止することができる。
【0029】また、本発明の塗料によれば、離解された
微生物セルロースを塗料中に混和剤として混入すること
により、塗料中の顔料が分散され、塗料を塗布する際の
伸びが良くなり、塗料の使用量を削減することができ
る。また、塗料中において、微生物セルロースの繊維が
互いに絡み合うことにより、塗料によって形成された塗
膜の強度を向上することができる。さらに、微生物セル
ロースが混入された塗料によって形成された塗膜は、そ
の光沢が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河井 徹 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 南 清司 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物によって生成された微生物セルロ
    ースを離解したものが混和剤として混入されていること
    を特徴とするコンクリート。
  2. 【請求項2】 微生物によって生成された微生物セルロ
    ースを離解したものが混和剤として混入されていること
    を特徴とする塗料。
JP4165090A 1992-06-23 1992-06-23 コンクリート及び塗料 Withdrawn JPH061647A (ja)

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