JPH0649603B2 - 遠心力成型助剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンクリート製品を製造する際の遠心力成型
助剤に関し、詳しくは、ヒユーム管、コンクリートパイ
ル・鋼管複合パイル・ポール等遠心力成型して製造され
るコンクリート製品の遠心力成型助剤に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、ヒユーム管、推進管、コンクリートパイル、ポー
ル、鋼管複合パイル及び鋼管内のモルタルやコンクリー
トのライニング等は遠心力を利用して締め固め成型され
ている。

しかしながら、一般に、モルタルやコンクリートの遠心
力成型性は悪く、例えば、内面の仕上がりが生命とする
ヒユーム管などは、製管時間が３０〜４０分要するのが
通例であり、蒸気養生後に管内面のモルタル層が剥離す
る場合が多かつた。これを改善するために、最後の仕上
げ段階でセメント粉や新しいモルタル又は剥離防止剤等
を管内面に添加して遠心力成型している。又、モルタル
やコンクリートの遠心力成型性は、各種減水剤を添加す
ることにより一層悪くなるので、内面の仕上がりが生命
となるヒユーム管や鋼管ライニングなどでは、一般に減
水剤は使用しないのが原則となつている。

しかしながら、JIS改定により、高強度化が必要となつ
たヒユーム管等では、生産効率や製品歩留りが悪くなる
のを覚悟で少量の減水剤を使用しているが現状である
（例えば、特開昭５６−１６０３５８号公報）。又、内
面の仕上がりの良否が問題とならず、高強度が必要なコ
ンクリートパイルやポール等は、高性能減水剤を多量に
添加して、極力水・セメント比を下げたコンクリートを
遠心力成型して製造している。

各種減水剤の中でも、特に、この高性能減水剤を添加し
たモルタルやコンクリートの遠心力成型性は悪く、多量
のノロが発生したり、管内面が締らず、その強度も、振
動成型したものより平均１０％程度は低くなることが知
られている。

本発明者らは、この高性能減水剤を使用したモルタル又
はコンクリートの遠心力成型性を改良するためオキシカ
ルボン酸又はそれらの塩を併用する方法を提案した（特
開昭５９−６９４５７号公報）。しかしながらこの方法
では、オキシカルボン酸又はそれらの塩の凝結遅延作用
が大きいことから、その添加量やモルタルやコンクリー
トの温度により、安定した強度が得られないという欠点
があつた。

一方、本発明者らは、蒸気養生を行なうコンクリート製
品の高強度化の為にセツコウ類を比較的多量に添加する
方法を提案した（特開昭５３−４９０２号公報）。この
技術は一般化され、普及しているが、この時、使用され
るセツコウ類は、最も強度的効果の大きい硬セツコウで
ある。硬セツコウは、他のセツコウ類を３５０℃以上で
熱処理することにより容易に得られるが、経済性の面か
ら弗酸発生時に副生する硬セツコウ（以下弗酸セツコウ
という）が通常使用されている。

ところが、種々の事情により弗酸セツコウの生産量は、
年々減少している。そのため少量添加で従来品と同程度
の強度発現効果が得られること、さらに、他のセツコウ
類もそのまま使用できるように強度の増大をはかること
などの必要性が生じている。

本発明者らは、減水剤の添加の有無に拘らず、更にはセ
ツコウ類の種類を問わず、芳香族カルボン酸類を添加す
ることにより、以下の点を改善できることを知見し、本
発明を完成するに到つた。

(1)管内面を硬く締め、内面剥離を防止すると共に、製
管時間を短縮し生産の効率化を図る。

(2)脱水効果を上げ振動締め固め供試体と同等以上の強
度を遠心力成型体で安定的に得る。

(3)硬セツコウを少量添加で従来の強度を得る。

(4)硬セツコウ以外のセツコウ類と使用しても従来の強
度を得る。

特に(2)以降の強度については、コンクリート温度によ
る影響が小さく、工業的実用に耐えるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は芳香族カルボン酸類を主成分とする、コ
ンクリート製品を製造する際の遠心力成型助剤である。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明で使用する芳香族カルボン酸類とは、安息香酸、
サリチル酸、アニス酸、アントラニル酸及び没食子酸等
のモノカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸及びイソフ
タル酸等のジカルボン酸、フエニル酢酸、マンデル酸及
びケイ皮酸等の側鎖カルボン酸等とこれらのナトリウム
及びカリウム塩等である。

芳香族カルボン酸類の使用量はセメントに対し0.００５
〜1.０重量％であり、好ましい範囲は0.０１〜1.０重量
％である。0.００５重量％未満では使用効果が小さく、
1.０重量％を越えると、凝結遅延性が強く表われるもの
もあり強度的に好ましくない。

セツコウ類としては、硬セツコウ、可溶性無水セツコウ
二水セツコウ、半水セツコウ（以下各々硬セツコウ、可
溶性無水、二水、半水という）が使用され、その使用量
は、セメントに対しCaSO₄換算で多くても１５重量％で
あり、好ましい範囲は２〜１３重量％である。１５重量
％を越えて使用しても強度的に大きくならないので経済
的に好ましくない。

又、本発明の遠心力成型性やコンクリート製品の強度を
さらに助長する成分としてアルカリ金属の炭酸塩、重炭
酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩及び亜
硫酸カルシウムや硫酸マグネシウム等の無機塩があり、
これらを併用する場合の使用量は、無水物換算で多くと
もセメントに対し0.３重量％であり、好ましい範囲は多
くとも0.１重量％である。

コンクリートの遠心力成型時の脱水性は、硫酸ナトリウ
ム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の順で小さく
なるが、重硫酸塩、亜硫酸カルシウム、硫酸マグネシウ
ム及び炭酸ナトリウム等は脱水性に対する効果が小さい
にも拘らず、強度的には効果が大きい。

減水剤としては、リグニンスルホン酸塩やポリオール系
などの一般減水剤の他に、高強度コンクリート用として
コンクリート製品工場等で多用されているポリアルキル
アリルスルホン酸塩系やメラミン樹脂スルホン酸塩系な
どの高性能減水剤があり、前者はメーカー指定量、後者
は、多くともセメントに対し５重量％（固型分換算）の
使用が好ましい。

本発明でモルタル又はコンクリートの製造に使用される
セメントは、普通・早強・超早強・中庸熱・耐硫酸塩等
の各種ポルトランドセメントや高炉スラグ、フライアツ
シユ、シリカ等を混合した混合セメントであり、強度的
には水硬性係数が大きい程高い強度が得られる。又、本
発明は市販の膨張材やシリカヒユーム等を併用した場合
においても遠心成型助剤としての効果は失なわれないも
のである。

本発明の実施にあたり、芳香族カルボン酸及びそれらの
塩類や石膏類は混練時他の材料と一緒に直接ミキサーに
投入しても良く予じめ、混練水の一部に溶解又は分散さ
せて使用しても良い。又、遠心力成型コンクリート製品
の製造方法は通常現場で行われている方法で行われる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により詳しく説明する。尚、各表
中、の％はセメントに対する外割重量％であり無水物又
は固形分換算した値で、石膏類など量的に多いものは砂
と置き変えた。

実施例１ 表−１のコンクリート配合を用い、芳香族カルボン酸類
（１級試薬）の種類と添加量を変えて、２０φ×３０
×５ｔcmの遠心力供試管の遠心力成型性と圧縮強度につ
いて測定した。

遠心力成型は、コンクリートを１８kg一定とし型枠に投
入した後低速５Ｇで３分、中速１５Ｇで３分、高速３０
Ｇで３分の遠心力成型を行い、管内面の締らない軟かい
モルタル層の厚さ（以下ノロ層厚という）で成型性の良
否を判断した。圧縮強度は、遠心成型した供試管と振動
詰めの１０φ×２０cmの供試体を 前置き４時間の後、６５℃まで３時間で上げ、そのまま
４時間保持し、以後、自然放冷した後、習日脱型し２４
時間圧縮強度を測定した。尚、コンクリートの混練は、
強制練りミキサーで３０を３分行ない、混練と前置き
養生は２０℃の室内で行つた。

測定結果を表−２に示す。

表−２中、実験No、１〜５は比較例である。

本発明の芳香族オキシカルボン酸類は、セメントに対し
0.００５〜1.０重量％で遠心力成型性を改善することや
遠心力成型した供試体の強度も高めることが示される。
特に芳香族ジカルボン酸類の強度発現効果が大きく、好
ましい範囲は0.０１〜0.５重量％であることが示され
る。

実施例２ 実験No、３とNo、１２の配合のコンクリートを用い、セ
ツコウ類の種類と使用量をかえて同様の試験を行つた。
その結果を表−３に示す。

セツコウ類： 硬セツコウ：弗酸発生副産セツコウ（ブレーン値4,５０
０cm²/g） ２ 水 ：工業用 半 水 ：２水を１５０℃で３時間乾燥 可溶性無水：半水を２００℃で３時間再乾燥 表−３中実験No２８〜３７は比較例である。

比較例では、遠心力成型性は悪く（即ちヒユーム管等で
は仕上げに時間がかかり内面層剥離など生じ易い）、遠
心力成型した供試管 強度は、１０φ×２０cmの振動詰め供試体より小さくな
る。

本発明の遠心力成型助剤を使用した例では、遠心力成型
性が良く内面が硬く締まり、遠心力成型した供試管の強
度は１０φ×２０cmの供試体より常に高く、特に、供試
管の絶対強度が高くなり、セツコウ類の使用量が少くて
も大きな強度が得られた。

実施例３ 実験No３８と４０の配合のコンクリートを用い、各種無
機塩の添加効果を３００φ×1,０００mmのＲＣぐい
（ストレート筋φ６mmのＰＣ棒鋼６本、スパイラル筋φ
２mmの鉄線、間隔５０mm）を模疑した短ぐいの圧縮強度
で調べた。

コンクリート温度は１０℃、外気温８℃で常法によつて
遠心力成型し、６時間前置き養生の後、３時間で７５℃
に上げそのまま４時間保持し、その後、養生槽内で自然
放冷して、習日脱型後２４時間圧縮強度を測定した。

尚、この時同時に１０φ×２０cmの振動詰め供試体も採
り、同様の養生を行ない比較とした。

結果を表−４に示す。

実施例４ 表−５のコンクリート配合を用い、表−６に示すサリチ
ル酸等の種類と使用量並びに無機炭酸塩の種類と使用量
を変化させ遠心力成型を行つた。

遠心力成型体として外径２０cm、長さ３０cm、厚さ５cm
の供試管を用い、コンクリート量を１８kg一定とし、低
速３Ｇで２分、中速１５Ｇで４分、高速３０Ｇで２分の
遠心力成型を行い、ノロ厚層を測定した。

供試管の遠心力成型と一緒に、１０φ×２０cmの型枠に
棒状バイブレーターを使用してコンクリートを打設し、
供試体を成型し、前置き養生を２０℃で４時間行つた
後、１５℃／ｈの昇温速度で６５℃まで上げ、６５℃で
４時間保持し、その後蒸気養生槽中で習日まで静置し、
２４時間強度を測定した。使用材料は実施例１と同様で
ある。

結果を表−６に示す。

表−６において、実験No６６〜７０は比較例、実験No７
１〜１００は実施例である。実験No６６〜７０では、減
水剤の種類やその使用の有無に拘らず成型性は悪い。特
に、高性能減水剤を添加した場合が悪く、添加量を多く
するとさらに悪くなる傾向がある。強度に関しては、特
に減水剤を使用した場合、１０φ×２０cmの振動締め固
めした供試体より、遠心力成型した供試管の方が強度が
小さい傾向が認められる。

本発明の実施例では、遠心力成型性が改善され、供試管
の圧縮強度は供試体の強度より大きな値が得られてい
る。

実施例５ 実験No７７において、コンクリート温度及び前置き養生
温度を１０℃（前置き時間は８時間）と３０℃（前置き
時間は３時間）とし、クエン酸をセメントに対し添加し
たものを比較例として、実施例４と同様の試験を行つ
た。結果を表−７に示す。

本発明の遠心力成型助剤を用いると、表−７より、比較
例実験No１０１、１０２に比べて圧縮強度に対する温度
の影響が少ないことがわかる。

実施例６ 実験No６８と実験No７７のコンクリートを用い、内径６
００mm、長さ２４３０mmの無筋ヒユーム管による遠心力
成型性のテストを行つた。

遠心力成型条件は、コンクリートの投入後３Ｇで２分、
１５Ｇで３分、４０Ｇで４分行い、その後内面仕上げを
行つた。

本発明の遠心力成型助剤を用いると４０Ｇで４分遠心力
をかけた時点で固く締り、遠心力成型に要した時間は約
１５分であつた。他方、比較例では、遠心力成型に約６
５分を要したが、管内面約１cmの深さまで軟らかい状態
であつた。

〔発明の効果〕

以上、各実施例で示したように本発明の効果は、次の通
りである。

(1)遠心力成型による管内面のモルタルやコンクリート
層の締め固めが良好で、脱水性がよく、ノロの発生を低
減又は防止し、且つ、内面剥離を防止し、遠心力成型性
が著しく向上する。

特に、減水剤を併用した時ときの改善効果が著しい。

(2)遠心力成型した供試管の圧縮強度が振動締め固めし
た供試体の圧縮強度より常に大となり、且つ、コンクリ
ート圧縮強度の温度依存性が小さい。

(3)製管時間が短く、生産効率が向上する。

(4)遠心力成型した供試体の圧縮強度はセツコウ類５％
の併用で従来のセツコウ類１０％添加の１０φ×２０の
振動締め固めした供試体に匹敵する強度が得られる。

(5)アルカリ金属の炭酸塩、硫酸塩等の無機塩の併用
は、圧縮強度等の助長効果を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芳香族カルボン酸類を主成分とする、コン
   クリート製品を製造する際の遠心力成型助剤。