JPH0742152B2

JPH0742152B2 - 重量コンクリ−ト製造用配合物及び重量コンクリ−トの製造法

Info

Publication number: JPH0742152B2
Application number: JP7170487A
Authority: JP
Inventors: 忠雄桜井; 要一松本; 哲夫斎藤; 初男金野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPS63239140A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、比重が高く、化学的特性、機械的特性の優れ
た重量コンクリートに関する。

（従来の技術）骨材に磁鉄鉱、チタン鉱、重晶石、かんらん石等の比重
の高い材料を用いたコンクリートは重量コンクリートと
いわれ、消波ブロック、護岸堤等の海洋工事用コンクリ
ート、重量機械基盤用コンクリート、放射線遮へい用コ
ンクリート等として用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）重量コンクリートの製造においては、骨材が施工時に分
離し易いため、水コンクリート比を小さくして施工しな
ければならない。その結果、施工性が悪くなり、製品コ
ンクリートの化学的、機械的特性も満足できるものとな
らない。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、すなわ
ち、［１］粗骨材としての鉄鉱石及び細骨材としての砂
鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセメ
ントペースト８〜30重量％及び有機ポリマーディスパー
ジョン0.05〜４重量％（ただし、固形分として）からな
り、かつ前記有機ポリマーセメント比が２〜20％である
ことを特徴とする重量コンクリート製造用配合物及び、
［２］粗骨材としての鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の
総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセメント
ペースト８〜30重量％及び有機ポリマーディスパージョ
ン0.05〜４重量％（ただし、固形分として）からなり、
かつ前記有機ポリマーセメント比が２〜20％である配合
物を型枠内に入れ養生硬化せしめることを特徴とする重
量コンクリートの製造法である。

従来、重量コンクリートの製造において、かんらん石、
鉄鉱石などの粗骨材に砂などの細骨材とセメント、水と
を混合して、これを流し込み施工していたが、鉄鉱石は
比重が高いため、下方へ沈んでしまう分離現象が生じる
問題があった。

本発明者は種々研究の結果、細骨材を比重の高い砂鉄と
することにより、そして混和剤に有機ポリマーディスパ
ージョンを加えることにより、この分離現象の発生を防
止できることを見出だした。

細骨材に砂鉄を用いることにより、粗骨材、細骨材の双
方共に比重の高い材料とする一方、セメントと水からな
るセメントペースト分は比重の低い材料となったので、
比重差から粗、細骨材が沈降し、セメントペースト分が
上方に残って、分離が生じるものもと予想されたけれど
も、実験研究の結果、この予想を覆すことができた。

本発明では、このようにして粗、細骨材を共に高比重の
材料となすことによって、全体として高比重の重量コン
クリートを提供することができるのである。

粗骨材の鉄鉱石としては、赤鉄鉱、磁鉄鉱、硫化鉱等が
あり、比重が約4.0〜5.0、粒度が粒径約５〜60mmのもの
が好適に使用される。細骨材の砂鉄としては、磁鉄鉱、
赤鉄鉱、褐鉄鉱等を主体し、比重が約4.0〜5.0、粒径が
約5mm以下（50〜200メッシュ程度）のものが使用され
る。

細骨材率は0.3〜0.5であり、0.3より少ないと製品コン
クリートが粗面化し、強度も不十分なものとなり、かつ
比重も低くなり、また施工に際し、セメントペーストと
粗骨材との分離現象が生じてしまう。0.5を越えるとコ
ンクリート配合物の流動性がなくなり、ワーカビリティ
のよいものとならない。

総骨材量は製品重量コンクリートの70〜90重量％であ
り、70重量％より少ないと製品の比重が低くなり、かつ
不経済なものとなり、90重量％を越えると施工性が悪化
する。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、高炉セ
メントやフライアッシュセメント等の混合セメント、ア
ルミナセメント等が使用され、その配合量は1m³当たり2
60〜450kgが好ましい。

260kgより少ないと製品重量コンクリートが弱強度のも
のとなり、450kgを越えると製品の比重が低くなって好
ましくない。

本発明においては、有機ポリマーディスパージョンを加
えるが、これは水中に0.05〜１μｍ程度の有機ポリマー
の微粒子が分散しているもの（固形分濃度:50％前後）
であり、有機ポリマーディスパージョンとしては、スチ
レン・ブタジエンラテックス（SBR）、その変性物（例
えば、スチレンブタジエンをアクリルにて変性したもの
のラテックス）、アクリルニトリル・ブタジエンラテッ
クス（NBR）、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレ
ンラテックスのほか、メチルメタクリレート・ブタジエ
ンラテックス（MBR）、ポリクロロプレンラテックス、
エチレン・プロピレンラテックス等のラテックス類、そ
の他ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビ
ニル等のエマルジョン類が挙げられる。

この有機ポリマーディスパージョンの添加は、ポリマー
微粒子のボールベアリング的作用により細骨材等の動き
を良好にするため、単位水量が削減されブリージング抵
抗性が増すばかりでなく、高比重骨材とセメントペース
トとの比重差による分離を阻止する役割を果たす。さら
に、製品重量コンクリートの耐水性、凍結融解抵抗性、
機械的強度を高める。

この添加量は、固形分として0.05〜４重量％が好まし
く、ポリマーセメント比、すなわちセメント重量に対す
る有機ポリマー固形分の重量の割合（P/C（％））は、
２〜20％が好ましい。２％より少ないと製品重量コンク
リートの凍結融解抵抗性（耐久性）が低下し、20％を越
えると施工時のワーカビリティが悪くなり、かつ不経済
なものとなる。

なお、一般の重量コンクリートの製造におけると同様
に、その他周知の混和剤を添加することを妨げるもので
はない。

（実施例）本発明を実施例によって、具体的に説明する。

以下に示す材料を本例重量コンクリートの製造用に使用
した。

「粗骨材」南アフリカ産の赤鉄鉱：平均粒径25mm、比重4.86、スリ
ヘリ減量14.7％、粗粒率7.33 「細骨材」ニュージランド産の砂鉄（磁鉄鉱）：平均粒径0.15mm、
比重4.54 「セメント」普通ポルトランドセメント：比重3.16 「有機ポリマーディスパージョン」 “クロスレンCMX−02"（武田製薬工業（株）製スチレ
ン・ブタジエンラテックス）：外観−乳白濁色、固形分
45〜46％、粘度50CPS（25℃）以下、「練り混ぜ用水」上水道水「混和剤」 “ポゾリスNo 5L"（日曹マスタービルダーズ社製リグニ
ンスルホン酸塩系AE減水剤）：外観−茶褐色、固形分0.
25％以上の材料を第１表に示す割合で配合し、可傾式ミキサ
ーを用いて、全材料を投入後３分間攪拌した後、スラン
プ、空気量、コンクリートの単位容積質量等を測定して
供試体を得た。該供試体を型枠に流し込み、脱型した後
７日間20±３℃の水中養生し、その後水中養生と湿度80
〜90％での湿空養生とに分け、硬化した。各種供試体に
つき、種々の試験を行った。

各試験の結果は、第２表に示すとおりであった。

また、凍結融解試験結果を第３表に示した。凍結融解試
験は、JISA6204付属書２「コンクリートの凍結融解試験
方法」に準拠して実施した。なお、凍結融解試験につい
ては、一般に試験結果が相対動弾性係数が300サイクル
で60％以上であれば、耐久性の良好な製品コンクリート
であるとされている。

また、製品重量コンクリートの（１）圧縮強度とポリマ
ーセメント比との関係を第１図、第２図に、（２）ヤン
グ係数とポリマーセメント比との関係を第３図に、ヤン
グ係数と圧縮強度との関係を第４図に、ポリマーセメン
ト比と引張強度との関係を第５図に各々示した。

以上の結果からみて、有機ポリマーディスパージョンの添加により、単位水
量を減ずることができ、しかも骨材とセメントペースト
の分離が阻止され、ブリージング抵抗性も増したこと、
有機ポリマーディスパージョンの添加により、ポリマ
ーの微粒子がセメントの水和反応の進行や乾燥により固
形の膜状ポリマーに変化し、セメント粒子や骨材を被覆
し、耐久性（凍結融解抵抗性）の優れた重量コンクリー
トが得られたこと、特に実施例第３表及びその他実験の
結果から、湿空養生を施したものは優れていること、ポ
リマーセメント比が大きくなると、コンクリートの伸び
能力特性が改善されると共に、連行空気量も増大し、耐
凍害性に優れる結果となることが判った。

本発明により得られた重量コンクリートは、比重が3.7
〜4.0と非常に高く、かつ凍結融解抵抗性に優れている
ため、以下のような各種、用途材料に好適に使用され
る。

消波ブロック（離岸堤）、防波堤の防護層、岸壁、魚礁
等の海洋材料、重量機械装置の載置基盤材料、原子力関
係構造物材料。

（発明の効果）以上に説明したとおり、本発明は、［１］粗骨材として
の鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量70〜90重量％、
水／セメント比0.3〜0.7のセメントペースト８〜30重量
％及び有機ポリマーディスパージョン0.05〜４重量％
（ただし、固形分として）からなり、かつ前記有機ポリ
マーセメント比が２〜20％であることを特徴とする重量
コンクリート製造用配合物及び、［２］粗骨材としての
鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量70〜90重量％、水
／セメント比0.3〜0.7のセメントペースト８〜30重量％
及び有機ポリマーディスパージョン0.05〜４重量％（た
だし、固形分として）からなり、かつ前記有機ポリマー
セメント比が２〜20％である配合物を型枠内に入れ養生
硬化せしめることを特徴とする重量コンクリートの製造
法であって、施工に際して、粗骨材、細骨材、セメント
等の各材料の分離現象が生じなく、均質な重量コンクリ
ートが提供できる。

また、特に凍結融解抵抗性に優れ、各機械的強度等も良
い重量コンクリートが得られるため、特に海洋構造物用
として有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１、２図は、本発明実施例による製品重量コンクリー
トにおける圧縮強度とポリマーセメント比との関係、第
３図は、ヤング係数とポリマーセメント比との関係、第
４図は、ヤング係数と圧縮強度との関係、第５図は、ポ
リマーセメント比と引張強度との関係を各々示すもので
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:22）Ｄ 111:74 111:76 (72)発明者斎藤哲夫宮城県仙台市鶴ヶ谷６丁目12−１１− 404 (72)発明者金野初男宮城県仙台市鶴ヶ谷６丁目12−１１− 104

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粗骨材としての鉄鉱石及び細骨材としての
砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセ
メントペースト８〜30重量％及び有機ポリマーディスパ
ージョン0.05〜４重量％（ただし、固形分として）から
なり、かつ前記有機ポリマーセメント比が２〜20％であ
ることを特徴とする重量コンクリート製造用配合物。
【請求項２】粗骨材としての鉄鉱石及び細骨材としての
砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセ
メントペースト８〜30重量％及び有機ポリマーディスパ
ージョン0.05〜４重量％（ただし、固形分として）から
なり、かつ前記有機ポリマーセメント比が２〜20％であ
る配合物を型枠内に入れ養生硬化せしめることを特徴と
する重量コンクリートの製造法。
【請求項３】細骨材率が0.3〜0.5であることを特徴とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の重量コ
ンクリートの製造法。
【請求項４】セメントがポルトランドセメントであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の重量コンク
リートの製造法。
【請求項５】セメントが高炉セメントであることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の重量コンクリートの
製造法。
【請求項６】セメントがアルミナセメントであることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の重量コンクリー
トの製造法。
【請求項７】有機ポリマーディスパージョンが、スチレ
ンブタジエンラテックスであることを特徴とする特許請
求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の重量コ
ンクリートの製造法。
【請求項８】有機ポリマーディスパージョンがアクリル
ニトリルブタジエンラテックスであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の
重量コンクリートの製造法。
【請求項９】有機ポリマーディスパージョンが塩化ビニ
ルディスパージョンであることを特徴とする特許請求の
範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の重量コンク
リートの製造法。
【請求項１０】有機ポリマーディスパージョンの固形分
が25ないし60重量％であることを特徴とする特許請求の
範囲第２項ないし第９項のいずれかに記載の重量コンク
リートの製造法。
【請求項１１】養生を、湿空ないし気中養生で実施する
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第10項の
いずれかに記載の重量コンクリートの製造法。