JPH0757702B2 - 特殊水中コンクリートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、河川や湾岸において水中にコンクリート構造
物を施工する場合や、高架橋や構造物の基礎工事におい
て、地下水中に打設する特殊水中コンクリートの製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、水中にコンクリート構造物を施工する場合には、
仮締切を設けて水替えを行った上で、陸上の場合と同じ
ようにドライな状態でコンクリートを打設するのが普通
である。しかし、湾岸構造物等で水深が深く仮締切工事
に多大な費用を要する場合や、陸上工事でも地下掘削に
際して地下の伏流水や被圧水等のために水替えが困難で
ある場合には、水中にコンクリートを打設する、水中コ
ンクリート工法が採用されていた。しかし、普通のコン
クリートを水中に打設する場合には、セメント分が流失
してコンクリートの分離が起こるため、打設に際しては
慎重な対応が必要である。一方、水中に投入しても分離
を起こさず、施工性も悪くならないコンクリートを製造
し、水中コンクリートの打設を容易にする目的で、特殊
水中コンクリート用混和剤が開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特殊水中コンクリート用混和剤は、湾岸や港湾工事等に
際し、コンクリートミキサ船で混練りしてすぐに打設す
るコンクリート施工法に適用する目的で開発されたもの
であるために、陸上部において生コンプラトで混練りし
てアジテータ車で施工現場に運搬打設する場合のよう
に、混練りから打設までにある程度の時間の経過が必要
となる施工法の場合には、色々な問題が発生する。以
下、陸上部における特殊水中コンクリート用混和剤の諸
課題について述べる。

特殊水中コンクリート用混和剤には、主剤としてコンク
リートに添加することによってコンクリートの粘性を著
しく高めることにより水中でセメントと骨材が分離する
ことを防ぐ増粘剤と、増粘剤によるコンクリートの流動
性の悪化をカバーする目的の流動替剤があり、性質が全
く相反しているこれらの薬剤の添加方法、添加時期及び
添加量により、特殊水中コンクリートの品質に大きな差
異が生じてくる。

特殊水中コンクリート用混和剤を最も効果的にコンクリ
ートに混合させるためには、生コンプラントにおいて増
粘剤をセメントや骨材と一緒にまず空練りした後に、こ
れに流動化剤水溶液を混練り水と一緒に投入して混合混
練りした後、アジテータ車によって施工現場に運搬して
打設する方法があるが、流動化剤は混練り後、約20分を
経過すると逆に流動性が著しく低下する場合があるの
で、混練り後、早急に打設する必要がある。

また、増粘剤のみを生コンプラントで添加した後、施工
現場で流動化剤を添加する方法があるが、この場合には
運送中のコンクリートの粘性が増大し、アジテータ効果
が低下する。

また、何れの場合においても、生コンプラントで増粘剤
を添加する場合には、そのプラントではミキサー内に粘
性の高いコンクリートが固着するために、当日は生コン
プラントでは他の普通コンクリートの注文に応じてこれ
らを交互に混練りすることは困難であるので、特殊水中
コンクリートの混練りのために当日の生コンプラントを
専用する必要がある。このため、特殊水中コンクリート
の１日打設数量が少ない場合には、コンクリートの製造
コストが著しく高騰する。

次に、生コンプラントで増粘剤を添加せず、ベースコン
クリートを施工現場に運搬した後、現場で添加混合する
方法としては次の二つの方法が行われている。

アジテータ車で施工現場に運搬されたベースコンクリー
トを強制撹拌ミキサーに移し、このミキサー内に増粘剤
粉末と流動化剤水溶液を投入して、高速度で特殊水中コ
ンクリートを強制撹拌することが行われている。

しかしこの場合には、コンクリートの混練りを別々のミ
キサーで二度にわたって行わなければならないため、混
練り設備、混練りスペース、混練り時間等のため、コン
クリートの製造コストが著しく高騰する。

アジテータ車で現場に運搬されたベースコンクリート
に、予め水を加えてスラリー化した増粘剤をアジテータ
ドラムに投入し、ドラムを急速回転して混練りした後、
これに流動化剤水溶液を加えて混合撹拌する方法があ
る。

しかしこの場合には、特殊水中コンクリートの設計配合
に基づき、コンクリートの水セメント比を一定に保たな
ければならないので、増粘剤スラリーに用いる推量と流
動化剤水溶液に相当する水量分をベースコンクリートの
水量から差し引かなければならない。したがって、ベー
スコンクリートが硬練りとなり、ベースコンクリートと
投入された増粘剤とが均一に混合されず、均質な特殊水
中コンクリートを得ることが困難である。

さらにまた、増粘剤粉末に水を加えてスラリー状にする
場合には、10分あるいは数十分の時間経過によってスラ
リーの粘性が著しく増大し、投入作業あるいは投入後の
混練りが不可能となり、特殊水中コンクリートの均質な
混練りができなくなる。

本発明はこれらの問題点を解決し、高品質な特殊水中コ
ンクリートの効率的な製造方法を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を解決するために、本発明は、アジテータ車で
打設現場に運搬したベースコンクリートに特殊水中コン
クリート用混和剤を投入し、アジテータ車内で混練りす
る特殊水中コンクリートの製造方法において、増粘剤と
してグリオキザール処理したヒドロキシプロピルメチル
セルロースの粉末と、流動化剤として増粘剤の粉末と混
合したときスラリー状の混合物となるように濃度を高め
たトリアジン系流動化剤水溶液とを予め混合撹拌して混
合スラリーとして貯留しておき、到着したアジテータ車
内のベースコンクリートに設計量の前記混合スラリーを
投入、混合することを要旨とする。

〔作 用〕

増粘剤としてグリオキザール処理したヒドロキシプロピ
ルメチルセルロースの粉末と、流動化剤として増粘剤の
粉末と混合したときスラリー状の混合物となるように濃
度を高めたトリアジン系流動化剤水溶液とを予め混合撹
拌し、スラリー状の混合物として特殊水中コンクリート
打設現場付近に貯留しておき、ベースコンクリートを積
載したアジテータ車ドラム内に設計量の混合スラリーを
スクウィズポンプ等を利用して均等に投入することによ
って、均質な特殊水中コンクリートを効率よく製造する
ことができる。

本発明によるときは、特定の増粘剤の粉末を特定の流動
化剤水溶液と混合するために、従来方法のように増粘剤
のみをスラリー化するための余分な水を必要とせず、し
たがって、ベースコンクリートを製造する場合に、流動
化剤水溶液にとられる水量以外は差し引く必要がなく、
施工性の高い状態の水セメント比のベースコンクリート
を混練り投入することができる。

また、特定の増粘剤の粉末と特定の流動化剤水溶液とを
混合して形成した混合スラリーを用いるため、粉末状の
増粘剤をベースコンクリートに直接投入する場合のよう
に、アルカリ水との反応により瞬間的に団子状の塊を形
成して、その後の混練り撹拌が困難になることはない。

さらに、本発明の混合スラリーは、増粘剤としてグリオ
キザール処理したヒドロキシプロピルメチルセルロース
を用いるとともに、流動化剤としてこの増粘剤よりも水
分子との親和力が強いトリアジン系流動化剤を用いてい
るため、経時的に粘性抵抗が増大するのがたいへん緩慢
であり、長時間の貯留が可能であるため、半日分あるい
は一日使用分の混合スラリーを予め製造貯留することに
よって、アジテータ車による特殊水中コンクリートの混
練り製造を効率化することができる。

ところで、現在実用化されている最も一般的な特殊水中
コンクリート用混和剤としては、メチルセルロース系の
増粘剤がある。この増粘剤を用いると水中における流動
性と、型枠や鉄筋・鉄骨に対する充填効果が特に著しい
ので、橋梁基礎等の永久構造物に用いられている。

このメチルセルロース系増粘剤を粉末のままベースコン
クリートの中に投入すると、粉末状のセルロース繊維の
表面部がセメントのアルカリ水を吸収して粘性被膜に覆
われた団子状の塊となり、その内部への水の浸透を阻止
するために、コンクリートの混練り水と均等に混合撹拌
することができなくなる。したがって、強力な撹拌力を
有するコンクリートミキサーを用いる場合はともかくと
して、アジテータ車のドラム回転によって混練りするこ
とは不可能である。

また、増粘剤を予め水に溶かして使用する場合には、実
施例においても詳述するように、一定時間の経過ととも
に急速に粘性抵抗が増大し、使用不能の状態となる。

本発明では先ず、増粘剤の粉末と高濃度の流動化剤水溶
液とを混合撹拌してスラリー状の混合物を作成するので
あるが、この場合には、流動化剤の方が増粘剤よりも水
分子との親和力が強いために、塩類効果の現象を呈し、
増粘剤の水分吸収による膨潤活性化の現象が起こらな
い。このため、この混合液は経時的に粘性効果を起こす
ことがなく、長時間の使用に耐えるのである。

さらに、本発明の方法による場合は、従来の方法のよう
にベースコンクリートから差し引いた水分量を用いて増
粘剤の水溶液を作る必要がないので、ベースコンクリー
トは設計配合水量から僅かに流動化剤溶液水量を差し引
いただけの水量で混練りが行われるため、ワーカビリテ
ィーの好適な状態で作業が進められる。

〔実施例〕

以下、本発明方法を、特殊水中コンクリート用混和剤と
して現在最も高品質な評価を得ているヒドロキシプロピ
ルメチルセルロースを主成分とする二銘柄の増粘剤（Ａ
剤,B剤）の粉末の高縮合トリアジンを主成分とする流動
化剤水溶液（NL）とを混合した混合スラリーを用いた実
施例に基づいて説明する。

第１表は、従来の生コンプラントにおいて増粘剤をセメ
ントや骨材と一緒にまず空練りした後、これに流動化剤
水溶液を混練り水と一緒に投入して混合混練りした後、
アジテータ車によって施工現場に運搬して打設する方法
に用いられる代表的な特殊水中コンクリートの配合
（ａ）と、従来のアジテータ車で現場に運搬されたベー
スコンクリートに、予め水を加えてスラリー化した増粘
剤をアジテータドラムに投入し、ドラムを急速回転して
混練りした後、これに流動化剤水溶液を加えて混合撹拌
する方法に用いられるベースコンクリートの配合（ｂ）
及び本発明の方法によるベースコンクリートの配合
（ｃ）、並びにその水中作製供試体の平均圧縮強度を示
したものである。なお、第１表（ｂ）及び（ｃ）の場合
においても、増粘剤、流動化剤水溶液及び水を後添加す
ることにより、最終的には水量（Ｗ）は215Kg/m³に、水
セメント比（W/C）は59.7％となる。

また、第１図は、第１表（ａ）の従来の代表的な特殊水
中コンクリートと本発明方法による特殊水中コンクリー
ト（同表（ｃ）のベースコンクリートに混合スラリーを
党投入、混合したもの）のスランプの経時的変化を示し
たグラフ図である。

本発明方法による特殊水中コンクリートは、増粘剤とし
てグリオキザール処理したヒドロキシプロピルメチルセ
ルロースを用いるとともに、流動化剤としてこの増粘剤
よりも水分子との親和力が強いトリアジン系流動化剤を
用いているため、長時間の貯留が可能であり、半日分あ
るいは一日使用分の混合スラリーを予め製造貯留するこ
とによって、アジテータ車による特殊水中コンクリート
の混練り製造を効率化することができることに加え、第
１図からも明らかなとおり、第１表（ａ）の従来の代表
的な特殊水中コンクリートと比較して、ベースコンクリ
ートに混合スラリーを投入、混合し後も、経時的に粘性
抵抗が増大するのがたいへん緩慢であり、特殊水中コン
クリートを打設する場合の時間的な制約を緩和すること
ができる。

また、第１表（ｂ）の場合においては、ベースコンクリ
ートの水セメント比（W/C）が50.0％と、本発明方法に
よる場合の55.8％よりかなり小さく、このため、ベース
コンクリートが硬練りとなり、増粘剤がグリオキザール
処理されていないことと相俟って、特殊水中コンクリー
トの粘性抵抗が増大して特殊水中コンクリートの製造性
が悪化し、これによりベースコンクリートと投入された
増粘剤とが均一に混合されにくくなり、第１図からも明
らかなとおり、本発明方法による場合との比較して、特
殊水中コンクリートの品質（水中製作供試体の平均圧縮
強度）に大きな違いのあることがわかる。

第２図は、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの代表
的な増粘剤二銘柄（Ａ剤,B剤）の水溶液の経時的な撹拌
抵抗値の変化、及び本発明の方法による増粘剤と流動化
剤水溶液の混合スラリーの撹拌抵抗値の変化を示したも
のである。第１図中の実線で示す曲線1,2は、Ａ剤、Ｂ
剤それぞれの10％スラリーの撹拌抵抗値を山崎式撹拌抵
抗値測定器によって経時的に測定したものである。実験
は20±２℃、相対湿度約90％の室内で行った。Ｂ剤の場
合には約10分、Ａ剤の場合には約40分後から急激に撹拌
抵抗が増大しており、それ以後における使用が困難であ
ることを示している。

また、図中における鎖線で示す曲線3,4は、Ａ剤、Ｂ剤
をそれぞれＡ剤、Ｂ剤と混合したときスラリー状の混合
物となる濃度を高めた流動化剤水溶液に16％添加して混
合撹拌したスラリー粘度の経時的変化を示したものであ
る。これによると、Ａ剤、Ｂ剤の二銘柄は撹拌抵抗値に
若干の相違はあるものの、経時的な粘性増加割合は両者
ともたいへん緩い勾配を示しており、いずれの増粘剤も
流動化剤との混合により、長時間の使用に耐え得ること
がわかる。

ヒドロキシプロピルメチルセルロースの増粘剤は、Ａ
剤、Ｂ剤ともに粉末粒子表面がグリオキザール加工が施
してあり、図中の実線の曲線1,2に表されているよう
に、スラリー製作当初はＡ剤、Ｂ剤ともに撹拌抵抗はほ
とんど増大していないが、一定時間を経過すると難溶効
果が失せて、急激に粘性が増大している。

一方、流動化剤水溶液と混合撹拌した鎖線の曲線3,4の
場合を見ると、粘性の増大は非常に緩慢であり、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースが高縮合トリアジン系流
動化剤水溶液の中に程良く分散しており、塩類効果によ
りセルロース系混和剤の吸水膨潤が完全に抑制されてい
ることが明らかである。

このように、本発明による場合は増粘剤が流動化剤の中
に程良く分散して安定しているが、ベースコンクリート
の中に投入撹拌すると、大量の水との混合によって塩類
効果が失われ、強制的な混練りにならなくても、容易に
粘度の高い均質な特殊水中コンクリートを製造すること
ができる。そしてこの場合には、流動化剤によるコンク
リートへの流動性の付与と、流動化剤中に既に均質に分
散している増粘剤のコンクリート中への分さの容易さに
より、アジテータ車のドラム回転によるだけで、高品質
な特殊水中コンクリートを製造することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下に記載される効果を有するもので
ある。

従来、コンクリートミキサー船による混練り打設を目的
として開発された特殊水中コンクリートを、陸上部にお
ける混練り、運搬、打設を容易にし、広範囲にわたる利
用を可能にした。

生コンプラントによる混練りに比較すると、打設当日に
おける生コンプラントの専用を必要としないので、特殊
水中コンクリートの製造コストを大幅に低減することが
できる。

従来のように、打設現場に強制撹拌ミキサーを据付け、
アジテータ車によって搬入されたベースコンクリートに
増粘剤を添加して、再度コンクリートを混練りする必要
がなく、アジテータ車のドラム回転だけで特殊水中コン
クリートが混練りできるので、特殊水中コンクリートの
製造コストを大幅に低減することができる。

増粘剤と水との混合スラリーによる従来の方法のよう
に、スラリーをベースコンクリートに投入すれば短時間
のうちに増粘してしまうということがなく、予め増粘剤
と流動化剤の混合スラリーを半日〜１日分調整してお
き、打設現場に次々に到着するアジテータ車に順次投入
し、効率的に特殊水中コンクリートの打設作業を進める
ことができるとともに、ベースコンクリートに混合スラ
リーを投入、混合した後も、経時的に粘性抵抗が増大す
るのがたいへん緩慢であり、特殊水中コンクリートを打
設する場合の時間的な制約を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の代表的な特殊水中コンクリートと本発明
方法による特殊水中コンクリートのスランプの経時的変
化を示したグラフ図であり、第２図は特殊水中コンクリ
ート用増粘混和剤スラリーの撹拌抵抗値の経時的な変化
を示したグラフ図である。 1,2は二銘柄の増粘剤を水と混合した場合を示し、3,4は
二銘柄の増粘剤を流動化剤水溶液と混合した場合を示す
曲線である。

フロントページの続き (72)発明者 鈴川 研二 大阪府大阪市西淀川区姫島１―６―13 姫 島鴻和寮 (56)参考文献 （財）沿岸開発技術研究センター外１編 「特殊水中コンクリートマニュアル（設 計・施工）昭和61年11月 Ｐ．43〜44 土木学会第42回年次学術講演会講演概要 集第５部 昭和62年９月 Ｐ．634〜635 講演番号▲ＩＩ▼−298

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アジテータ車で打設現場に運搬したベース
   コンクリートに特殊水中コンクリート用混和剤を投入
   し、アジテータ車内で混練りする特殊水中コンクリート
   の製造方法において、増粘剤としてグリオキザール処理
   したヒドロキシプロピルメチルセルロースの粉末と、流
   動化剤として増粘剤の粉末と混合したときスラリー状の
   混合物となるように濃度を高めたトリアジン系流動化剤
   水溶液とを予め混合撹拌して混合スラリーとして貯留し
   ておき、到着したアジテータ車内のベースコンクリート
   に設計量の前記混合スラリーを投入、混合することを特
   徴とする特殊水中コンクリートの製造方法。