JPH07232946A - 水硬性結合剤配合物およびその分離防止用混和剤 - Google Patents
水硬性結合剤配合物およびその分離防止用混和剤Info
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Abstract
物の分離防止用混和剤および微生物菌体を水硬性結合剤
の分離防止用混和剤剤として含有させて成る水硬性結合
剤配合物。 【効果】本発明の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和
剤は、環境温度とは実質的に関係なく、少量添加された
だけで、水硬性結合剤配合物の粘度を適度に増大させて
材料の分離を実質的に完全に防止し、また、この分離防
止用混和剤を含有させた水硬性結合剤配合物は、材料の
分離は実質的に防止され、しかも、良好な流動性が保持
されている。
Description
びその分離防止用混和剤に関し、さらに詳細には、作業
性が良好で、流動性がよく、材料の分離を防止する作用
が強く、初期の強度発現性、高強度と高充填性とを有す
る水硬性結合剤配合物およびこのような水硬性結合剤配
合物を提供するための水硬性結合剤配合物の分離防止用
混和剤に係わる。
るコンクリートは、セメントに代表される結合剤と、た
とえば、砂および砂利などの種々の密度および粒度分布
を有する骨材と、水とを予め混合し、泥漿状の混合物と
して各種の用途に供される。しかしながら、コンクリー
トの打設から硬化に至るまでの間に、骨材が沈降した
り、また、水が比較的軽くて微細な物質を伴って表面へ
上昇するブリーディングなどの材料の分離が発生し易
い。骨材の沈降による分離が生じると、硬化したコンク
リートに、豆板、蜂の巣およびジャンカなどと称される
多孔質な部分が発生する。このような不均一なコンクリ
ートは、強度、耐久性および水密性などが低下するだけ
ではなく、美観を損うことにもなる。
では、コンクリートの表面は多孔質となって品質を低下
させるほか、内部には水みちができて水密性および耐久
性が低下する。また、鉄鋼材の下面部分とコンクリート
との接触面に水膜が形成され、この水膜の形成は鉄鋼材
表面へのコンクリートの付着強度を低下させ、しかも鉄
鋼材腐食の原因ともなる。同様な現象が大粒の骨材の下
側とこれに接するコンクリートとの間にも発生し、コン
クリートの引張り強度に悪影響を及ぼすといわれてい
る。美観ならびに強度および耐久性の見地から、このよ
うな材料の分離を極力防止しなければならない。
グの発生を防止するための手段として、水硬性結合剤配
合物の含水率を低下させるとの方法がある。しかしなが
ら、流動性の悪い硬練りのコンクリートとなり、そのた
めにコンクリートが細部まで行き渡らず、鉄筋とコンク
リートとの間に空隙を残したまま硬化する危険性が増大
し、高密度配筋部および複雑な形状部への打設が非常に
困難となる。
動性と共に高充填性を付与して、打設時の締固めを省略
するための技術として、「土木施工」1989年10月号に記
載されている「ハイパフォーマンスコンクリート」(東
京大学工学部:岡村 甫 教授開発)、または、硬化ま
でにコンクリートに粘性(保水性)を増大させるための
添加剤として、各種の水溶性高分子もしくは微生物の代
謝産物を分離精製して得られた多糖類を使用することに
よって材料の分離およびブリーディングを防止するコン
クリートの配合が開発され、現在では、実用において急
速に普及されつつある。たとえば、セメントなどの水硬
性物質粉体および高性能減水剤としてのナフタリン系化
合物とともに、グルコースから誘導されたβ−1,3−グ
ルカンを含有してなる水硬性組成物(特開平4−367
550号公報)が知られている。
た従来の技術には次のような問題点がある。すなわち、 (イ) ハイパフォーマンスコンクリートの場合には、厳選
された材料を使用し、粉体が非常に多い状態で、かつ、
微量の増粘剤によって、コンクリートの流動時の材料の
分離に対する抵抗性を確保する必要がある。そのため
に、使用される材料の品質管理および製造の工程管理に
非常な厳密性が要求され、現場で配合されるようなコン
クリートへ使用するには少なからぬ困難を伴う。
トでは、コンクリートにおける材料の分離を実質的に完
全に防止するに十分な量の水溶性高分子が添加される
と、材料の分離は実質的に完全に防止されるが、その反
面、未硬化のコンクリートの粘度が増加して流動性が低
下するという問題がある。また、水溶性高分子の添加に
よるコンクリートにおける材料の分離を防止する作用お
よび流動性は環境の温度に依存するので、環境温度の変
化に応じて水溶性高分子の添加量を微妙に調節する必要
があり、打設時の温度変化に応じて、このような添加量
を微妙に調節することは現場では極めて困難である。ま
た、環境温度の変化は、コンクリートの打設時だけでは
なく、打設後、硬化までの期間中でも、常時、変化する
ので、打設時には適量であった添加量も、硬化までの期
間中全体にわたって適量に維持されるとは限らないし、
また、打設から硬化までの期間中、打設箇所を打設時の
温度に維持することは現場では不可能に近い。
は、添加される多糖類が、通常は、微生物の代謝生産
物、または、その誘導体であり、微生物菌体から分離し
精製し、さらには、各種の化学反応を経由して得られる
ものであるので入手までに手数がかかり、しかも、この
ようにして得られた多糖類は品質上のバラツキが大き
く、従って、このような多糖類が添加されたコンクリー
トは、その材料の分離に対する抵抗性(以下 材料分離
抵抗性 と記すこともある)の変動が大きくなるという
問題がある。
記の従来のコンクリートにおける材料の分離の問題を解
決すべく、鋭意、研鑚を重ねた結果、微生物菌体が、そ
の構成成分としてポリペプチド類などの水溶性高分子お
よび多糖類の他に、種々の物質をも含有しているにも拘
らず、これらの湿菌体、乾燥菌体および/または菌体残
渣をそのままコンクリートに添加することにより、驚く
べきことに、菌体の構成成分である水溶性高分子および
多糖類以外の物質による悪影響を受けないばかりではな
く、コンクリートの材料の分離を防止することができる
のみならず、寧ろ、コンクリートの材料の分離を防止す
る作用が水溶性高分子および多糖類のそれぞれに比して
優れているとの新知見を得、この新知見に基づいて、本
発明に到達した。
せて成る水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤であ
り、また、微生物菌体を分離防止用混和剤として含有さ
せて成る水硬性結合剤配合物である。本発明の水硬性結
合剤配合物の分離防止用混和剤(以下単に 分離防止用
混和剤 と記すこともある)において、分離防止用混和
剤として使用される微生物菌体には、特に制限はない
が、実用上、通常は、細菌(バクテリア)である。たと
えば、パラコッカス属、メチロファーガ属、アグロバク
テリウム属、メチロバクテリウム属、メチロフィラス
属、アルカリゲネス属、メチロバチルス属、ミコバクテ
リウム属、シュードモナス属およびロドコッカス属のい
ずれかに属する細菌の菌体が好適に使用される。
チロフィラス メチロトロファス(Methylophilus meth
ylotrophus)ATCC 53528、メチロバチルス グリコゲネ
ス(Methylobacillus glycogenes)JCM 2850、メチロフ
ァーガ マリナ(Methylophaga marina)ATCC 35842、
メチロファーガ サラシカ(Methylophaga thalassic
a)IAM 12458、パラコッカス デニトリフィカンス(Pa
racoccus denitrificans)IAM 12479、パラコッカス
アミノヴォランス(Paracoccus aminovorans)JCM768
5、パラコッカス アカルリフィラス(Paracoccus alca
liphilus)JCM 7364、パラコッカス アミノフィラス
(Paracoccus aminophilus)JCM 7686、メチロバクテリ
ウム エクストルクェンス(Methylobacterium extorqe
ns)JCM 2808、メチロバクテリウム オルガノフィラム
(Methylobacterium organophilum)JCM2833、メチロバ
クテリウム ローディナム(Methylobacterium rhodinu
m)JCM2811、メチロバクテリウム ローデシアナム(Me
thylobacterium rhodesianum)NCIB 12249、メチロバク
テリウム ザトマニイ(Methylobacterium zatmanii)N
CIB 12243、メチロバクテリウム ラディオトレランス
(Methylobacterium radiotolerans)JCM 2830、メチロ
バクテリウム メソフィリカム(Methylobacterium mes
ophilicum)JCM 2829、メチロバクテリウム フジサワ
エンス(Methylobacterium fujisawaense)NCIB 1241
7、メチロバクテリウム アミノヴォランス(Methyloba
cterium aminovorans)JCM 8240、アルカリゲネス フ
ェカリス(Alcaligenes faecalis)IFO 13111、アルカ
リゲネス ユウトロファス(Alcaligeneseutrophus)AT
CC 17697、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agro
bacteriumradiobacter)IFO 13532(=ATCC 19358)、
シュードモナス オレオボランス(Pseudomonas oleovo
rans)IFO 13583(=ATCC 8062)、ミコバクテリウム
バッカエ(Mycobacterium vaccae)IFO 14118(=ATCC
15483)、ミコバクテリウム ネオオウラム(Mycobacte
rium neoaurum)ATCC 25795 およびロドコッカスロドク
ロス(Rhodococcus rhodochrous)ATCC 13808 などを挙
げることができる。
“ATCC”“IAM”“NCIB”および“IFO”は、それぞれ、
“Japan Collection of Microorganisms, RIKEN,Japan
(理研,日本微生物コレクション)”“American Type
Culture Collection”“Institute of Applied Microbi
ology, University of Tokyo,Japan(東京大学応用微生
物学研究所)”“National Collection of Industrial
Bacteria,Aberdeen, Scotland”および“Institute for
Fermentation,Osaka,Japan(醗酵研究所)”をそれぞ
れ示している。
を、たとえば、グルコース、糖蜜、でんぷん、エタノー
ル、メタノールおよびn−アルカンなどから選ばれた少
なくとも1種を炭素源とし、また、たとえば、硫安、硝
安または尿素などの窒素源、たとえば、燐安などの燐酸
源ならびに、必要に応じて、たとえば、微量要素および
ビタミン類などを含有する培地を使用して、常法によっ
て培養し、増殖させ、このようにして得られた培養液か
ら、たとえば、遠心分離機によって濃縮分離して得られ
た菌体スラリーおよび湿菌体ならびに、これらを乾燥し
て得られた乾燥菌体として使用に供される。この際の乾
燥では、微生物菌体に含有されている水分および付着水
が除去されればよく、乾燥における乾燥方式および乾燥
条件には特に制限はないが、乾燥方式としては、乾燥機
としてスプレードライヤーを使用する減圧乾燥が好まし
く、乾燥条件として、乾燥温度としては高くとも150
℃程度であることが好ましい。なお、効果の支障を及ぼ
さない限り、ビタミンなどの有用成分を抽出した後の菌
体残渣も本発明における菌体として使用することもでき
る。
混和剤を適用し得る水硬性結合剤配合物には特に制限は
ないが、水硬性結合剤(以下単に 結合剤 と記すこと
もある)として、たとえば、普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメントおよび中庸熱ポルトラン
ドセメントなどのようなポルトランドセメント、高炉セ
メント(A種、B種およびC種)、シリカセメント(A
種、B種およびC種)およびフライアッシュセメント
(A種、B種およびC種)などのような混合セメントな
らびにアルミナセメント、超速硬セメント、油井セメン
トおよび膨張セメントなどのような特殊セメントを用い
たコンクリート配合物が好ましく、また、石灰、石膏お
よび炭酸カルシウムなどの水硬性結合剤を使用した配合
物であってもよい。骨材の種類および添加量にも特に制
限はない。骨材として通常は天然の砂、砂利および粉砕
した石などが使用される。本発明における水硬性結合剤
配合物の代表例には、ポルトランドセメントを結合剤と
する配合物であるコンクリートの他に、モルタルおよび
セメントペーストなどがある。
適用される水硬性結合剤配合物の種類および組成、微生
物菌体の種類および環境温度などの使用条件などによっ
て異なり、一概に特定し得ないが、添加量が少な過ぎる
と材料の分離を十分に防止できないし、反面、多過ぎる
と添加後の水硬性結合剤配合物の粘度が高くなり過ぎて
流動性が低下するので、適量が選択されなければならな
い。水硬性結合剤配合物が、通常使用されているコンク
リート、モルタルおよびセメントペーストの場合には、
微生物菌体の添加量は、コンクリート1立方メートルあ
たり300〜3000グラム(乾燥菌体換算 以下同
様)程度、好ましくは、800〜2000グラム程度と
され、また、モルタルおよびセメントペーストのそれぞ
れに対して0.2〜3重量%程度、好ましくは0.5〜2
重量%程度とされる。
る時期は、一般に、アジテータ車での輸送中の水硬性結
合剤配合物の配合時もしくは工事現場において、また
は、水硬性結合剤配合物の打設直前乃至は打設時とされ
るが、配合前の水硬性結合剤に添加することを妨げな
い。
混和剤の使用に際しては、所望により常法におけると同
様に、従来の粘性付与用の水硬性結合剤配合物の分離防
止用混和剤を併用することができ、さらに、それ自体公
知の流動化剤、分散剤、減水剤、AE剤(空気連行剤
以下同様)および消泡剤ならびにその他の混和剤を併用
することもできる。
混和剤は、環境温度とは実質的に関係なく、少量添加さ
れただけで、水硬性結合剤配合物の粘度を適度に増大さ
せ、懸濁物である水硬性結合剤配合物を長時間にわたっ
て安定に保ち、流動性を低下させることなく配合から硬
化に至るまでの長時間にわたって、水硬性結合剤配合物
を構成する材料の分離を、実質的に完全に防止できる。
従って、本発明の分離防止用混和剤を水硬性結合剤配合
物に含有させることにより、通常の大気中での打設はも
とより、材料の分離を発生し易い水中打設や湿潤地盤で
の構造物の構築でも、さらには、湿潤面への吹き付け施
工に際しても、均質で美観を呈し、耐久性が大きい高強
度構造物を安定して得ることができる。
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。 参考例1 乾燥菌体の製造。 メチロファーガ マリナ(Methylophaga marina)ATCC
35842、パラコッカスデニトリフィカンス(Paracoccus
denitrificans)IAM 12749およびメチロバクテリウム
エクストルクェンス(Methylobacterium extorqens)JC
M 2808のそれぞれをメタノールを基質として培養し、得
られた培養液を遠心分離機(6000G)で濃縮して、湿潤
菌体を得た。この湿潤菌体をさらにスプレードライヤー
によって50mmHgの減圧下、120℃で乾燥して、各細
菌の粉末状の乾燥菌体を得た。
thylotrophus)ATCC 53528およびメチロバチルス グリ
コゲネス(Methylobacillus glycogenes)JCM2850のそ
れぞれをグルコースを基質として培養し、得られた培養
液を遠心分離機(6000G)で濃縮して、湿潤菌体を得
た。この湿潤菌体の菌体濃度は12.5Wt%(乾燥菌体
換算重量%)であった。
細菌の粉末状の乾燥菌体および湿潤菌体をそれぞれ使用
し、次の配合で混練物とした。 粗骨材の最大寸法 : 20mm 結合剤に対する水の比 : 33重量% 細骨材率 : 48重量% 各材料の使用量(コンクリート1m3あたりkg) 水 : 150〜165 セメント : 200 高炉スラグ : 200 フライアッシュ : 100 細骨材 : 778 粗骨材 : 879 高性能AE減水剤 : 7.5 AE助剤 : 0.04 細菌菌体 : 0.8〜2.0(乾燥菌体重
量換算)の所定量 使用された材料の種類 粗骨材 :青梅産砕石2005 細骨材 :木更津産山砂 高性能AE減水剤 :FC1790-1C(商品名 藤沢薬品株
式会社製 アミノスルフォン酸系) AE助剤 :AE-400(商品名 藤沢薬品株式会
社製)
炉スラグ、フライアッシュおよび細骨材を混合した後、
この混合物に高性能AE減水剤、AE助剤、各細菌の乾
燥菌体または湿潤菌体および水を添加して、強制混練ミ
キサーを用いて8分間混練した。これにさらに粗骨材を
添加し1分間混練した。
料分離抵抗性をそれぞれ評価した。混練物の流動性は、
JIS A1101に準拠して測定された混練物の21℃でのス
ランプフロー値によって評価した。その結果を表1に示
す。なお、高密度配筋部や複雑形状部のそれぞれの細部
までコンクリートを行き渡らせるには、スランプフロー
値は小さくとも、50cm×50cmでなければならないとされ
ている。材料分離抵抗性は、前記のスランプフロー値の
測定時において、コンクリート中の粗骨材がコンクリー
トのフローの先端まで分離することなく完全に混入され
ているか、または、分離してコンクリートのフローの中
心部に残留しているかを目視にて判断して評価した。圧
縮強度は、供試体(100φ×200mm)を成型した後、JIS
A1108に準拠して、この供試体の上面を研磨し、供試体
に荷重を加え、供試体が破壊されたときの最大応力であ
る最大荷重を面積で除した値で表示した。その結果を表
1に示す。なお、比較のために、前記の各細菌の菌体の
代りにβ−1,3−グルカンを使用した以外は前記におけ
ると同様にして、流動性および材料分離抵抗性を評価し
た。これらの結果も表1に示す。
合剤配合物の分離防止用混和剤は、コンクリートのよう
な水硬性結合剤配合物における材料の分離を防止する作
用が大きく、本発明の水硬性結合剤配合物の分離防止用
混和剤が混入されたコンクリートのような水硬性結合剤
配合物の材料の分離は実質的に完全に防止され、しか
も、コンクリートなどの水硬性結合剤配合物本来の流動
性が保持されいることを明らかに示している。
用混和剤は、微生物菌体を用いて簡単な工程で大量に生
産でき、水硬性結合剤配合物における材料の分離を防止
する作用が大きく、しかも、その添加量は環境温度とは
実質的に無関係であり、本発明の水硬性結合剤配合物の
分離防止用混和剤が混入された水硬性結合剤配合物は本
来の流動性を保持しつつ、材料の分離は実質的に完全に
防止される。従って、本発明の水硬性結合剤配合物の分
離防止用混和剤が混入された水硬性結合剤配合物は、高
密度配筋や複雑形状部への打設においても締固めが不要
であり、単に流し込むだけでも施工することを可能なら
しめる。これにより、締固めに必要な労力の削減を可能
ならしめると共に過剰な締固めによる材料の分離も防止
でき、得られた水硬性結合剤配合物の水密性および耐久
性が共に増大せしめられ、均質で美観を呈し、かつ、安
定した品質の各種構造物の構築に好適に使用される。ま
た、本発明の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤が
混入された水硬性結合剤配合物は材料の分離が実質的に
完全に防止されているので、通常の大気中での打設に好
適に使用されることはもとより、高密度配筋部、複雑な
形状部、水中打設、湿潤地盤での構造物の構築および湿
潤面への吹き付けなどにも好適に使用される。
Claims (17)
- 【請求項1】 微生物菌体を含有させて成る水硬性結合
剤配合物の分離防止用混和剤。 - 【請求項2】 水硬性結合剤配合物がコンクリートであ
る請求項1記載の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和
剤。 - 【請求項3】 微生物菌体が、パラコッカス属、メチロ
ファーガ属、アグロバクテリウム属、メチロバクテリウ
ム属、メチロフィラス属、アルカリゲネス属、メチロバ
チルス属、ミコバクテリウム属、シュードモナス属およ
びロドコッカス属のいずれかに属する細菌の菌体である
請求項1または2記載の水硬性結合剤配合物の分離防止
用混和剤。 - 【請求項4】 パラコッカス属に属する細菌がパラコッ
カス デニトリフィカンスに属する細菌である請求項3
記載の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤。 - 【請求項5】 メチロファーガ属に属する細菌がメチロ
ファーガ マリナに属する細菌である請求項3記載の水
硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤。 - 【請求項6】 メチロバクテリウム属に属する細菌がメ
チロバクテリウムエクストルクェンスに属する細菌であ
る請求項3記載の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和
剤。 - 【請求項7】 メチロフィラス属に属する細菌がメチロ
フィラス メチロトロファスに属する細菌である請求項
3記載の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤。 - 【請求項8】 メチロバチルス属に属する細菌がメチロ
バチルス グリコゲネスに属する細菌である請求項3記
載の水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤。 - 【請求項9】 水硬性結合剤配合物の分離防止用混和剤
として微生物菌体を含有させてなる水硬性結合剤配合
物。 - 【請求項10】 水硬性結合剤配合物がコンクリートで
ある請求項9記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項11】 微生物菌体が、パラコッカス属、メチ
ロファーガ属、アグロバクテリウム属、メチロバクテリ
ウム属、メチロフィラス属、アルカリゲネス属、メチロ
バチルス属、ミコバクテリウム属、シュードモナス属お
よびロドコッカス属のいずれかに属する細菌の菌体であ
る請求項9または10記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項12】 パラコッカス属に属する細菌がパラコ
ッカス デニトリフィカンスに属する細菌である請求項
11記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項13】 メチロファーガ属に属する細菌がメチ
ロファーガ マリナに属する細菌である請求項11記載
の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項14】 メチロバクテリウム属に属する細菌が
メチロバクテリウムエクストルクェンスに属する細菌で
ある請求項11記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項15】 メチロフィラス属に属する細菌がメチ
ロフィラス メチロトロファスに属する細菌である請求
項11記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項16】 メチロバチルス属に属する細菌がメチ
ロバチルス グリコゲネスに属する細菌である請求項1
1記載の水硬性結合剤配合物。 - 【請求項17】 微生物菌体の含有率が、コンクリート
混練物1立方メートルあたり乾燥菌体として300〜3
000グラムとされた請求項9乃至16のいずれか1項
記載の水硬性結合剤配合物。
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JP04654294A JP3763080B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 水硬性結合剤配合物およびその分離防止用混和剤 |
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JPH07232946A true JPH07232946A (ja) | 1995-09-05 |
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Cited By (3)
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JP2014114182A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Materras Oume Kogyo Kk | セメント系水和混合物の製造法、セメント系水和混合物、及びセメント系硬化物 |
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