JPS5825063B2 - 高強度プレパックドコンクリ−トの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊な組成の添加剤を添加することにより４０
％未満という著しく小さな水・結合材比でありながら充
分に注入作業が可能な流動性をもつ注入モルタルを得て
、この注入モルタルを用いて２８日圧縮強度４００製以
上の高強度プレパツクドコンクリートを容易に製造する
方法に関するものである。

プレパツクドコンクリートは型枠内にあらかじめ粗骨材
のみを充填しておき、ついで注入モルタルと称するコン
シスチンシーの大きなかつ膨張性を有する特殊なモルタ
ルを注入（圧入を含む）して粗骨材間の間隙空間を充填
することによって製造されるコンクリートである。

ここに用いられる注入モルタルは注入作業が円滑に実施
できるに足るコンシスチンシーを備えていなければなら
ないが、多くの施工経験上の知見に基いてこの注入作業
が円滑に実施できるコンシスチンシーとしてＰロート流
下時間約２０秒以下のコンシスチンシーが適当なものと
して定められていた。

ここにＰロート流下時間とは注入モルタルのコンシスチ
ンシーを表わすものとして土木学会規準に定められてい
るもので、Ｐ−ロート流下時間が小さいほど注入モルタ
ルのコンシスチンシーは太きい。

従来プレパツクドコンクリートの２８日圧縮強度は後述
する事情から３００製程度のものであったが、近時構造
物の高度化に伴ない４００製以上の高強度プレパツクド
コンクリートの出現が希求されている。

プレパツクドコンクリートの強度を犬にするには使用す
る注入モルタルの水・結合材比を小にすればよいが、４
００製以上の強度を得るには水・結合材比を４０％未満
とする必要がある。

ところがこのように小さな水・結合材比の注入モルタル
はＰロート流下時間が上記規定（約２０秒以下）を遥か
に超える大きなものとなり、円滑な注入作業の実施が不
可能と判断されるため、水・結合材比を４０％未満とす
ることによって高強度を得る手段は採用できなかった。

現在一般に使用されている注入モルタルはコンシスチン
シーに上記規定による制約があるため水・結合材比は約
５０％前後に止まり、これに対応してプレパツクドコン
クリートの２８日圧縮強度も約３００〜前後に止まって
いる。

なお、結合材とはセメントとフライアッシュの如きポゾ
ラン物質または、高炉スラグ粉末の如き潜在水硬性物質
を合わせたものを総称する用語であってボッラン物質ま
たは潜在水硬性物質を含まない配合の場合にはセメント
単味を意味する。

先に１本発明者は後述するスルホ環式体を注入モルタル
に添加するとＰロート流下時間が２０秒を遥かに超える
小さなコンシスチンシーであっても円滑な注入作業が実
施できる特異なレオロジー的特性を示すことを見出し、
スルホ環式体を添加した水・結合材比４０％未満の注入
モルタルを用いて２８日圧縮強度４００〜以上の高強度
プレパツクドコンクリートを容易に製造する方法に開発
した。

しかしながら、このスルホ環式体を添加した水・結合材
比４０％未満の注入モルタル（以下光開発注入モルタル
）はこれを現場で施工するに当り改善を要する点が認め
られた。

その１つはフローロスが大きい点である。

練り混ぜられた１つのバッチの注入モルタルが注入され
てしまうまでに現場においてはかなり長時間を要するの
が普通である。

この間注入モルタルのコンシスチンシーが次第に低下し
ていく現象をフローロスというがこのフローロスが大き
い施工上不都合を生ずる。

先開発注入モルタルは従来の注入モルタルにくらべ水・
結合材比が著しく小さいためフローロスが大きく現われ
る傾向がある。

また、先開発注入モルタルは水中に注入するときにおこ
るセメントペースト流出性が大きい。

プレパツクドコンクリートは主として水中コンクリート
工事に施工されるのであるが、この際、注入された注入
モルタルが型枠内に充満している水を排除しなから粗骨
材間隙を充填していくとき、注入モルタルのセメントペ
ースト部が水中に流出する現象が認められる。

先開発注入モルタルにおいてはこの傾向が太きい。

本発明者は先開発注入モルタルの長所を損なうことなく
その欠点を改善して現場での施工上問題のない高強度プ
レパツクドンクリ−ト製造法を提供することを目的とし
て種々研究した結果、注入モルタルにスルホ環式体の他
に以下述べる併添剤を併用添加することによって上記欠
点を改善できることを見出し本発明を完成した。

本発明は、水・結合材比が４０％未満であり、げ）ポリ
アロマスルホン酸またはその可溶性塩およびスルホトリ
アジン縮合物から選ばれる１種以上のスルホ環式体化合
物および（ロ）リグニンスルホン酸またはその可溶性塩
、オキシカルボン酸またはその可溶性塩およびデキスト
リンからなる群から選ばれる１種以上の併添剤を含有す
る注入モルタルを使用することを特徴とする高強度プレ
パツクドコンクリートの製造法である。

本発明において使用されるスルホ環式体化合物とはポリ
アロマスルホン酸またはその可溶性塩およびスルホトリ
アジン縮合物のそれぞれ単独もしくはこれらの混合物で
ある。

ここにポリアロマスルホン酸とは、ナフタレン、メチル
ナフタレン、アントラセン等の縮合ベンゼン項炭化水素
を基体とし、これら基体どうしが直接に連結するかまた
はメチレン基等のアルキレン基もしくはエーテル結合を
介して連結している構造のポリアロマにスルホン基を導
入した構造の化合物であり、例示すればナフタレンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩である６ま
たスルホトリアジン縮合物とは特公昭４３−２１６５９
号公報に記載されているような、少なくとも２個のＮＨ
２基を持ったアミノ−８−トリアジンを基体とする亜硫
酸変性またはスルホン酸変性された樹脂で、代表的には
、メラミンホルムアルデヒド水溶性縮合物にＮａ２５２
０５−ＮａＨ８Ｏ３を反応させてスルホン酸基を導入し
た化合物で昭和電工■から「メルメント」（商標）とし
て発売されているものである。

本発明において使用される併添剤とは、リグニンスルホ
ン酸またはその可溶性塩（これらに物理的または化学的
処理を施して得られる変性物、誘導体等を含む）、オキ
シカルボン酸またはその可溶性塩およびテキストリンよ
りなる群から選ばれる化合物のそれぞれ単独もしくはこ
れらの２種以上の混合物である。

ここにデキストリンとは殿粉、セルロース等を部分加水
分解して得られる水溶性グルコースオリゴマーであって
例示すれば特公昭４２−１２４３６号公報に記載されて
いるような３グルコ一ス単位から２５グルコ一ス単位の
大きさを有するサツカライドポリマーである。

本発明において使用される注入モルタルは上記スルホ環
式体と併用添加されかつその水・結合材比が４０％未満
の配合のものである。

スルホ環式体と併添剤の合計添加量は一般にはＰロート
流下時間が約８０秒以下となるよう適宜決定されるが。

通常、結合材の０．５〜１．５重量％の範囲にある。

上記両者の併用割合は両者の合計に対しスルホ環式体が
７５〜９８重量％、併添剤が２５〜２重量％の範囲が適
当で併添剤の割合が上記範囲より少ないときには以下述
べる効果が不充分であり、また上記範囲より多いときに
は効果が却って低下し、さらに注入モルタルの凝結が遅
延する好ましくない効果が現われてくる。

なお、併添剤としてはこれに属する化合物を単味で使用
するよりは混合して使用した方が効果が大きくなる。

スルホ環式体と併添剤とを併用した本発明における注入
モルタルとスルホ環弐体単味を添加した先開発注入モル
タルとを、同一添加量、同−水・結合材比の配合で比較
すると１本発明における注入モルタルは次の諸点の改善
効果が認められる。

（イ）コンシスチンシーが大きい。

（ロ）プレパツクドコンクリートの強度が太きい。

（ハ）フローロスが殆んどない。

に）水中注入の際のセメントペースト流出性が小さくな
る。

また、本発明における注入モルタルは先開発注入モルタ
ルと同様にＰ−ロート流下時間が２０秒を遥かに超える
小さなコンシスチンシーであっても円滑な注入作業が実
施できる。

かくて水・結合材比が４０％未満と著しく小さいもので
あっても注入可能であってこの注入モルタルを用いれば
２８日圧縮強度４００〜以上の高強度プレパツクドコン
クリートを容易に製造することができる。

。スルホ環式体と併添剤とを併用するに加えて有機糊剤
も併用添加すると注入モルタルの水中注入の際の施工性
が一層向上する。

ここに有機糊剤とは水に溶解して高い粘度を与える水溶
性高分子化合物であって、通常、カルボキシメチルセル
ロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性セルロー
ス誘導体が用いられるが、ポリビニルアルコール、ポリ
アクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキシド、アルギン酸
、セラチン等も用いられるｄ有機糊剤は結合材に対して
０．００５〜０．０５重量％の割合で存在するように添
加されるが、添加にあたって併添剤の添加量を有機糊剤
が新しく加わった分だけ減らして全添加量を同一に保つ
ような態様（内側添加という）でもよく、スルホ環式体
と併添剤との合計添加量を変えることなく、有機糊剤が
新しく加わった分だけ全添加量が増加する態様（外削添
加という）でもよい。

しかしながら、添加剤の全コスト低減のためには内側添
加が好ましく、この場合併添剤の５〜３０重量％を有機
糊剤で置き換える態様が好ましい。

スルホ環式体と併添剤の２成分添加の注入モルタルとこ
れにさらに内側添加で有機糊剤を加えた３成分添加の注
入モルタルとを比較すると有機糊剤添加によって注入モ
ルタルを水中注入する際のセメントペースト部の流出が
大巾に改善されると共に、水と注入モルタルとの置換が
極めて円滑に進行し、水を巻き込むなどのトラブルがお
こらなくなる。

このような効果は併添剤に対する有機糊剤の置換率が上
記範囲より小さいときは効果不充分であり、また上記範
囲より大きくなるとスルホ環式体に併添剤を併用したこ
とによってもたらされる効果が害される。

本発明において注入モルタルはその配合が水・結合材比
４０％未満であること、ならびに添加剤が特殊なもので
ある以外その材料５配合、練り混ぜ、注入等は従来の注
入モルタルと同様に行なわれ、また、プレパツクドコン
クリートの製造に当っても従来と特に変更する点はない
。

また、スルホ環式体、併添剤、有機糊剤等はあらかじめ
一つの剤に組成した添加剤として添加してもよく、それ
ぞれを別々に添加してもよい。

さらに、注入モルタルに通常添加される他の混和剤（た
とえばアルミニウム粉末等）を併用してもよい。

実施例 １゜ 本例においてはスルホ環式体と併添剤とを併用添加した
ときの効果を示す。

（１）注入モルタルの材料 セメント：普通ポルトランドセメント フライアッシュ：比重２．１７ 粉末度３０００ｄ／ｇ 砂：砂丘砂 ＦＭ＝１．７７ アルミニウム粉末：塗料用アルミニウム粉末（ＪＩＳ
Ｋ５９０６−１９５９ 合格品） （２）添加剤 （イ）ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナ
トリウム塩（ＮＳと略記） ：花王石鹸■商品「マイティ」（商標） （ロ）スルホン化メラミンのホルムアルデヒド縮合物ナ
トリウム塩（ＭＭと略記） ：昭和電工■商品［メルメン日（商標） （ハ） リグニンスルホン酸カルシウム（ＬＳＣと略記
）：市販工業品 ＊に）グルコン
酸ナトリウム（ＧＮＡと略記）二試薬１級（オキシカル
ボン酸塩に相等）（ホ）デキストリン（ＤＥＸと略記）
：市販殿粉部分加水分解物 上記諸化合物を第１表に示す割合で混合した添加剤を調
製した。

（３）注入モルタルの試験 注入モルタルの配合および試験結果を第２表に示す。

同表中の配合において（Ｆ／Ｃ＋Ｆ）は結合材中のフラ
イアッシュ混入率であり、（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）は水・結合材
比である。

また、全配合を通じて砂と結合材の重量比は１．０、ア
ルミニウム添加量は結合材の０．００２５重量％一定と
した。

注入モルタルの試験は土木学会規準「Ｈ−１プレパツク
ドコンクリートの項目に従って行なった。

なお、ブリージング率および膨張率は全配合（ｊ１６．
１〜扁１５）を通じて同一であって、ブリージング率は
０％、膨張率は２〜３％であった。

上表より次の諸点が明らかである。

（イ）本発明における注入モルタル（本発明品）はスル
ホ環式体のみを添加した先開発注入モルタル（対比品）
にくらべ、同一添加量、同−Ｗ／Ｃ＋Ｆ、同−Ｆ／Ｃ十
Ｆの配合でコンシスチンシーが大きく、かつプレパツク
ドコンクリートの２８日圧縮強度が犬となっている。

（ロ） リグニンスルホン酸塩を添加した従来の注入モ
ルタル（Ａ１６）はフロー値を１８秒に保つために水・
結合材比が４８％に止まりプレパツクドコンクリートの
強度も約３００〜に止せっている。

（ハ）２８日圧縮強度４００製を達成するには水・結合
材比が４０％未満でなければならない。

（Ａ７およびＡ１０） なお、應６は水・結合材比が一段と小さいためフロー値
が１０５秒となっており、通常は注入困難であるが、強
力な注入ポンプを用いる等の手段を講ずれば一応の注入
が可能である。

（４）フローロス試験 第２表に示した注入モルタルの中の代表的なものを選び
フローロス試験を行った。

７Ｍグラウトミキサ（三木プーリ■製）により３分間（
１２５ｒｌｌり練り混ぜた後 ５ＱｒｐｌＤでゆるくか
きませながら６０分分間時させる。

温度は２０〜２３℃であった。

練り上り直後および練り上り後３０分および６０分の時
点でフロー値を測定した。

なお参考のため保水性試験も行った。保水性試験は運輸
省港湾技術研究所法により。

値の大きい方が保水性がよい。

結果を第３表に示す。

上表より明らかな如く、スルホ環式体のみを添加した先
開発注入モルタル（対比品）のフローロスは大きいが、
併添剤を併用した本発明における注入モルタル（本発明
品）のフローロスは６０分後でも殆んどない。

実施例 ２ 本例においては、モデル装置による水中注入試験を行な
った。

（１）モデル装置（第１図に示す） 第１図において１は型枠であって横巾りは１０００ｍｍ
、高さＨは５００ｍｍ、奥行２００ｍｍであって上端は
開放、底面を除く側壁はすべてアクリル板となっていて
内部が観察できるようになっている。

この中に先詰め粗骨材３としての２０〜４０ｍｔｎの砕
石３が充填され、型枠内部はその上端に至るまで水Ｗが
充満している。

型枠の一方の側端２より１４０ｍｖｔの位置に２０ｍｍ
径の注入管４が挿入されており、その下端はほぼ型枠底
面に達している。

注入管４の上端（型枠底面より１５００ｍｍの高さの所
に位置する）に注入モルタルのホッパー５を接続する。

このホッパーとしてＰロートを用いた。

注入管４の途中に流量調節用のコツクロが設けられてい
る。

（２）注入試験 ホッパー５内に注入モルタルを仕込み、調節コツクロを
調節し３１３７分の注入速度で注入モルタルを型枠内に
注入した。

注入モルタルは注入管４の下端から上方および側方に水
を排除しつつ広がり、次第に粗骨材３の間隙を充填して
いく。

注入モルタルが型枠上端に達し溢れるようになれば注入
を中止する。

このとき、注入モルタルの最終充填状況は流動性の良否
によって第２図ａ、ｂのようになる。

図の斜視部は充填された注入モルタルである。

すなわち、注入モルタルの流動性が良い場合（例えば実
施例１の実験Ａ５）には第２図ａに示すように注入管４
から遠い箇所の注入モルタルの充填高が高く、流動性が
劣る場合（例えば実施例１の実験ＡＩ）には第２図すに
示すようにこの充填高が低い。

また、実施例の実験Ａ１やＡ１４のようにフローロスの
大きい場合には練り上り後の時間経過と共に充填状況は
悪くなっていくが、本発明品の場合には６０分経過後も
充填状況は練り上り直後の場合と同様であった０ また、注入モルタルの水中注入時のセメントペースト流
出性も本発明品は先開発注入モルタルにくらべ改善が認
められた。

実施例 ３ 本例においては有機糊剤をさらに併用添加した場合の結
果を示す。

有機糊剤としてヒドロキシプロピルセルロース（ＲＰＣ
）を用い、その他の材料は実施例１と同じである。

（１）注入モルタルの試験 第４表に示す組成の添加剤を用い、実施例１と同様砂と
結合材の重量比１．０、Ｆ／Ｃ＋Ｆ＝２０％、アルミニ
ウム粉末を結合材の０．００２５重量％添加した注入モ
ルタルを造りその試験を行った。

結果を第５表に示す。

表中の記号は実施例１と同一である。

（２）モデル装置注入試験 実施例２と同様にしてモデル装置注入試験を行った。

第５表はＩ６．２の注入モルタルとＡ１７の注入モルタ
ルとを比較するとＡ、１７のフロー値は有機糊剤の併用
によってフロー値が犬（コンシスチンシー小）となって
いるが、実際に注入してみると両者はほぼ同様の充填状
況を示した。

これはＡ５とＡ１８の比較でも同様であった。

また、水中注入時のセメントペーストの流出状況は有機
糊剤の添加によって大巾に改善され。

さらに注入モルタルと水との置換の進行状況も有機糊剤
のない場合にくらべ良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は注入モデル装置の概略正面図、第２図は注入モ
ルタルの充填状況を示す概略図 図における記号は次の通り、１：型枠、２：型枠の一方
の側端、３：粗骨材、４：注入管、５：ホッパー、６：
調節コック、Ｌ：型枠の横巾、 Ｈ：型枠の高さ、Ｗ：
水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水・結合材比が４０％未満であり、 （イ）ポリアロマスルホン酸またはその可溶性塩および
   スルホトリアジン縮合物から選ばれる１種以上のスルホ
   環式化合物 および （ロ） リグニンスルホン酸またはその可溶性塩、オキ
   シカルボン酸またはその可溶性塩およびデキストリンか
   らなる群から選ばれる１種以上の併添剤を含有する注入
   モルタルを使用することを特徴とする高強度プレパツク
   ドコンクリートの製造法。 ２ スルホ環式体および併添剤の他に有利糊剤を含有す
   る注入モルタルを使用することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高強度プレパツクドコンクリートの製
   造法。