JPS5849650A - 水中コンクリ−トの調整法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中コンクリートの調製法に係り、セメント類
や石膏などの水硬物質粉末を用いて水中コンクリートと
しての混練物を調製するに当り、水中における前記生温
練物の分散々いし拡散を防止し、好捷しい水中コンクリ
ートの施工を可能ならしめると共に強度的に優れ、特に
生混線物中の水、セメント、砂及び粗骨材の拡散を適切
に回避し水中コンクリートの施工を容易ならしめ得る新
規な方法を提供しようとするものである。

ポルトランドセメント、早強セメント、超早強セメント
、高炉セメント、シリカセメント、アルミナセメント或
いはセットセメント、混合セメントその他の各種セメン
ト類や石膏、石灰などによる水硬性物質粉末を用いて各
種成形体を得ることは古くから一般的に行われていると
ころであるが、斯かる場合には上記水硬性物質粉末に適
宜細骨材、粗骨材その他と水とを配合混練した生温練物
とすることが不可欠である１、ところがこのような混練
物を水中で施工するに当っては該混練物からセメントペ
ースト、砂或いは砂利のような粗骨材が散逸することは
一般に知らＪｌている通りであって、又とのように水中
で打設したコンクリートには水分が進入してその水セメ
ント比（Ｗ／Ｃ）が著しく大となり、該水硬性混練物の
固化後の強度が甚だしく低下する。ところでこのような
水中コンクリートの打設施工は近時における海洋開発の
ための各棟構造物を構築定着する上において頗る枢要で
あり、前記したようにコンクリート組成物が散逸し同化
後における強度低下の著しいものではその価値が頗る低
下するので、その数置に関しては各方面において夫々に
検討が重ねられているが必ずしも好ましい結果が得られ
るに到っていない。蓋し斯かる欠点を回避する手法とし
て比較的好ましいものとされているのは凝集剤を用いて
前記のような各材料の散逸を防止する方法であるが、こ
の方法ではセメントペーストについてはそれなりに散逸
防止が図り得るとしても砂その他の骨材分について（３
） の分散防止が充分でなく、又このような凝集剤は一般的
に強度低下が伴う１…向があるのに相当量の添加でなけ
れば必ずしも完全な各月料の分離防止をなし得す、従っ
てその防止のために更にメチルセルローズや膨潤ベント
ナイトが用いられるが、これらのものはゲル化するもの
が多いので注入、打設時の流動性、成形性が劣り、又強
度発現上有害となるなどの欠点を有している。

本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ねて創案さ
れたものであって、前記のような水硬性物質混練物の流
動性や成形性及び強度発現性を損うことなく、シかも水
中での材料分離、拡散、散逸の発生を有効に阻止するこ
とに成功した。即ち本発明においては上記したような水
中施工用の水硬性物質混練物の調製に当ってホルマイト
系鉱物の粉状物を添加混合すること□を提案するもので
あって、ホルマイト系鉱物としてはアタパルジャイト、
セビオライト、パルゴスカイトなどがあり、（４） これらのものは珪酸マグネシウム系のような針状結晶の
集合体であって、このような針状結晶を適当に分離解砕
した粉状・吻を混入することにより」−記目的を有利に
達成し得る。特にこのように解砕されたもの１１針状結
晶が繊維状且つ樹枝状に形成されたものであって、その
比較面積が大きいため吸着力が犬であって、モルタル、
生コンクリート中の水、セメント分、砂などの骨材と相
互に成層し合い、それらの分離、拡散を防止することが
可能とがる。このため−上記のような水中コンクリート
施工のだめの調整生混線物に於いて、セメント量の比較
的少く、水セメント比（Ｗ／Ｃ）の比較的高い例えばＷ
／Ｃが１００％程度のようなものであってもセメントペ
ースト分や砂などの骨材と分離を見ることがなく、シか
も流動性が良好で水中土木工事などにおける基礎工の施
工に関して従来技術で予想し得々い特性を発揮し得る。

斯かる本発明について更に説明すると、ホルマイト系鉱
物としてのアタパルジャイト、セビオライト及びパリゴ
ルスカイトについては一般的に次の第１表に示すような
化学組成を有するものとして知られている。

然してこれらの鉱物は一般に径がｏ、ｏｉ〜０．２μで
長さが０．５〜１０μ程度の針状結晶の集合凝結体であ
るが１．このような針状結晶を々るべく粉砕、損傷しな
い条件で解砕する。

即ち斯かる解砕条件としては適当な水その他の液体存在
下において叩ＪＩＩＩＩ！又は捏第１１処理して細化を
図るものであって、水の存在によって解砕衝撃力が緩イ
Ｍｉされると共に上記針状結晶自体もそれなりに柔軟化
し、又その凝結力も小となること等の事情が総合されて
（”ｌれにしても結晶構造を損傷するととが少く、シか
も効率的な解砕を図り得る３１例えば上記１７たセビオ
ライトについてとのよう々水の存在下で解砕処理したも
のｄ：これを比較のために同じセビオライトを通常のロ
ーラミルで水の存在しない条件下で粉砕したものと比較
するとその針状結晶の状態が甚だしく異り、水の存在下
で解砕処理したものはその針状結晶が殆んど損壊してい
ないのに対し、一般的な粉砕手段で処理したものは結晶
が相当に損傷されている。然してこのように水の存在下
で針状結晶の実質的に損われない状態に解砕されたもの
を用いることは本発明における１つの実質（７） 的要件をなし、この上うな解砕物を用いたものは水に対
する分散性が頗る良好で、例えば濃度３部程度として水
に分散した懸濁液の２０時間後における水との分離が皆
無状態のような特性が確認され、揺変性においても比較
的低速の流動条件では一般的方法で粉砕したものに比し
少くとも数倍以上１０倍近い粘性抵抗を示すものである
のに、このような比較的低流流動条件と重速流動条件に
おける粘性変化の程度から求められる揺変比においては
７〜８倍又はそれ以上の高い結果が確認されていて前記
したような水硬性物質混練物のｆＡ製に用いることによ
り好ましい結果を得しめることができる。。

上記した解砕条件としては水中に適当に粗砕された原石
を投入し上下方向に往復運動する杆搗き方式で解砕し或
いはその他の任意の解砕手段を採用し得る。上記した従
来一般法のものはスパイラル式押出し方式による市販ナ
ラ式粉砕機を用いそのスパイラルｆ　３０００　ｒｐｍ
（８） で回転し細化を図ったものであって、このように解砕処
理を水中で行うかどうかにより前記したように得られる
細化物の性状が甚だしく異ることに々す、これらを其体
的にセメント１部に対し砂１部、水０．４３３部とした
モルタルに各０．０００７部宛添加混練したものの流動
性を測定した結果は次の第２表のように甚だしく異った
ものとなる。

上記したようなホルマイト系鉱物解砕物の添加量につい
ては適宜に選ぶことができるが、一般的にはセメント等
の水硬性物質粉末の量に対して０．Ｏ１〜１０−の範囲
内で夫々の場合に応じて決定する。即ち０．０１％未満
では解砕物添加による効果が殆んど認められず、又１０
％以上も添加することは該混線物で成形される製品の強
度を低下する゛傾向が大となる。

添加の時期については上記混練物調製の如何なる時点で
もよく、例えば砂のような細骨材又はセメント粉の倒れ
か一方又は双方に予め混合したものを用いて加水混練し
てよく、又混練水に対して充分に分散させたものとして
から骨材分、セメント分と混合することができ、或いは
常法によって調製された混練物に対してその混線後に添
加し混練して調製することができる。前記解砕物を添加
混合した効果を効率的に得るためには適宜に凝集剤や減
水剤との併用をなすことが有利でアリ、即ち適量の凝集
剤又は／及び減水剤を併せて用いることにより上記解砕
物の添加量をそれなりに減少させても好ましい水中施工
時における散逸、拡散の防止、分離現象の回避を図るこ
とができる。このような目的で採用される凝集剤、減水
剤としては従来から知られているものが一般的に利用さ
れ、例えば凝集剤としては超高分子系のポリアクリルア
マイドやポリエチレンオキサイドの重合度８００〜２０
００のものを用いることができ、又減水剤としてはポリ
アルキルスルホン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系、ヒ
ドロギシカルボン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スル
ホン酸塩系、高縮合トリアジン系、天然樹脂酸塩などの
何れもが用いてよい。勿論これらのものの２種以上を複
合して使用することは同等支障を来すものでない。

本発明で用いるホルマイト系鉱物解砕物の好ましい性状
としては太さ０．０１−０．２μで長さが０．５μ以上
の針状結晶が少くとも重量（１１） 的に６０％以上、一般的には７０％以上で、より好まし
くは８０チ以上のものであゆ、このような解砕物は前記
した水の存在下においての解砕処理で比較的容易且つ能
率的に得ることができる。

前記したような凝集剤はポリマーに比較して８００〜２
０００の重合度を有し、これと同数の触手をもっていて
それらがセメント等の微粉末を凝集させる作用をもって
いるが、砂を始めとした骨材に対しての凝集性が殆んど
認められないのに対し、前記したようなホルマイト系解
砕鉱物に前記凝集剤を混合すると該解砕鉱物の樹枝状針
状結晶が混入した凝集剤によって縮毛状態を形成し、こ
れがセメント粒子のみならず砂などの骨材外をも把える
こととなり、それによって水中での分散、拡散を分散し
、又一旦分散したものでも再び結合させることになる。

更に上記したような条件下のものに更に減水剤を加える
ことによりコンクリートの水中（１２） での作業性を容易となすことができる。

なお前記した凝集剤はセメントペースト中での溶解速度
が比較的緩漫で、コンクリートへの添加後３０〜６０分
間のような長時間に亘って混練しなければ好捷しい効果
が得られず、しかもそれが溶解することによって急激に
流動性が大きくなり、このため場合によっては材料の分
離が起る可能性がある。乃ち本発明者等はこれらの不利
を解決すべく検討し、前記凝集剤を予め微粉化すること
によって高速溶解を可能にし、施工取扱いを容易ならし
めることに成功した。蓋し上記したような凝集剤は超高
分子系の水溶性樹脂であるためその粒子としてＩｄ：　
０．１〜０．５叫径程度のものであるが、このものをそ
のまま水中で溶解させると粒子表面が溶解してゲル状と
なり、その後の溶プψＴに時間を必要とし、２０〜６０
分程度の混練後溶解して流動性の急激増大を見、材料の
分離を惹起する傾向が著しい。、このような不利を解決
するため上記のような凝集剤粒子を予め粉砕して０．Ｏ
１〜０．２７１１１１１１’ｆ＝のものとし、しかもこ
のような微細粒子が水中投入前に空気中の湿分により固
粒体することを防止するために、該粒子表面にセメント
などの硬化作用に影響を与えることの少い、例えばアル
キルナフタリンスルホン酸ナトリウムなどの溶解性のよ
い物質で略被覆させたものとして利用する。即ちこのよ
うな超高分子系凝集剤をセメント、骨材及び水などの混
線時に添加すると大体３分以内に均一に分散し、前記し
たような不利を解消して混線性状及び作業性状の大幅な
改善をなすことができる。

本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の通りである。

実施例１゜ 普通ポルトランドセメント１部、川砂１部と水０．７６
部の割合に配合してモルタルを混練するに当り、次の第
１表に示すように混和剤を全く使用しないもの（１−１
）、本発明におけるホルマイト系鉱物解砕物だけを添加
したもの（１，２）、それと共に他の添加物（凝集剤、
減水剤をも添加１１：もの（１−３および１−４　）、
他の添加物だけを用いたもの（１−５）を調整した３、
なお前記凝集剤とし−このポリアクリルアマイドについ
てＨ０，５〜０．１　ｗ＋＋径のものをそのま捷でアル
キルナフタリンスルホン酸Ｎａ　　でコートしたもの（
１−３）と該ポリアクリルアマイドを０．０５　ｍｍ程
度に粉砕してからアルキルナフタリンスルホン酸Ｎａ　
　でコートしたもの（１−４）を夫々用意して検討１〜
だがそれらによる混練調整時のフロー値は第１表におい
て併せて示す通（］］５ 上記のようにして得られた各混練物は夫々空中で施工す
ると共に水中で水中注入パイプを用いて放出打設し、と
れらの各施工物についてコアボーリングしたザンブルを
採取し、その圧縮強度を測定した結果は次の第２表に示
す通りであり、■−１のもの（比較例）は水中でのセメ
ントペースト等の分散によって水中ノイハエ物の強度は
材令７日で５贅であるのに対し、その他の本発明のもの
は伺れも少くとも数倍以上の相当に高い結果を得しめて
いる。

第２表 （１６） 即ち本発明によるモルタルは空中施工においては比較例
（］　−］１）のものより強度的に劣る１頃向が心るが
、水中施工でけ犬１陥な向上が得られるわけで、単に凝
集剤を添加したもの（１−５）よりも優れており、（］
−−３）の凝集剤を複合添加したものケ士フロー値が７
０秒と施工性が劣るのに対し、一旦４＋１１粉化してこ
の凝集剤を併用したものではフロー値が２２秒と充分に
改善されて、しかもその圧縮強度は７０υと哩に向１−
せしめられていることを確認した。

実施例２ セメント４００　ＫｙＡ”　、川砂７２９　Ｋ９／ｍ３
．２５　ｔｔａｎ　、Ｉｄ下の川砂利１．０９５　Ｋｙ
／７７１３に対してポリアルキルスルホン酸塩系の減水
剤３Ｋｇ／ｍ３と水１７５　ｔ、／ｎｓ”の割きに配合
した生コンクリートを得るに当って、これに添カロ物を
使用しないもの（２−１，）　、ホルマイト系鉱物屏砕
物を４Ｋｇ／ｍ”混入したもの（２−２）、このものに
更にポリアクリルアマイドを０．６Ｌｇ／ｍ３添加した
もの（２−３）、この（２−３）で用いたポリアクリル
アマイド径が０．１〜０．５簡のものを更に０．０５　
ｍｍ程度に細砕して用いたもの（２−４）およびホルマ
イト系鉱物解砕物を用いないでポリアクリルアマイドだ
けを添加したもの（２−５）を準備した。即ちこれら（
２−１）　〜（２−５）のｍ３当り配合は次の第３表に
示す通りである。

第３表 何れも強制攪ミキサーで混練したが、混練時間は（２−
３）については３０分（３分のスランプ値は括弧内に別
に示す）、その他は３分であり、得られた混練物につい
ての線上り容址、スランプ値、空気量と共に実施例１に
おけると同様に空気中施工および水中施工したものによ
るサンプリングコア（１０φ×２０ｍ）の圧縮強度測定
結果は次の第４表に示す通りである。

第４表 即ち（２−１）のものは空気量が少く、大気中施工では
好ま１〜い強度を得しめているが、水中施工では材令７
日で５′１ｉ、２８日で１８″１ｉであって、実用価値
のないものであるのに対し、本発明による（２−２）〜
（２〜４）の（１９） ものは材令７日の水中施工で略１００暫以上、材令２８
日では充分に１００υ以上を得しめ、特に（２−３）、
（２−４）では材令２８日で２８０￥ｉという好ましい
強度を得しめている。この（２−３）と（２−４）のも
のでは凝集剤を細砕した（２＝４）のものが３分間の混
線でスランプ値２１．５ｃＴｎの好ましい施工性を有し
、（２−３）のものの３．５　ｃｍに比すれば同じ凝集
剤の併用であっても施工性において大きな差がある。

なお単に凝集剤だけを配合した（２−５）のものは材令
７日で９３￥ｉ、２８日で１２３贅であって、ホルマイ
ト系鉱物解砕物による効果の大きいことは明かである。

以上説明したような本発明によるときはこの種水中コン
クリート施工のだめのモルタル又は生コンクリートのよ
うな混練物を調整するに当ってホルマイト系鉱物の解砕
物を用いルコトによりセメントペースト分や砂などの骨
材についての水中散逸、分散を有効に防止（２０） せしめ又混練物中への水分の進入を回避して強度の高い
水中コンクリートを適切に形成することができるもので
あり、工業的にその効果の大きい発明である。

なお本発明の実施態様によれば凝集剤を併用して前記し
たような本発明の効果をより高く得しめ、特に高分子系
凝集剤を適当に細砕したものとして併用するととに、Ｌ
すその施工性を適切に高め且つ優れた本発明の作用効果
を発揮させることができる。

特許出願人　早　川　光　敬 発　　明　　者　　Ｈｌ　　　中　秀　力量　　　早用
光敬 四　　　山本康弘 同　　　伊東端部 同　　　　　　堀之内　徳　二 同　　　名倉克博

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　セメント類や石膏などの水硬性物質粉末を用
   い加水混練して水中で施工するための生コンクリート、
   モルタル、ペースｌ−のような生温練物を得るに当って
   ホルマイト系鉱物の解砕物を添加することを特徴とする
   水中コンクリートの調製法。
2. （２）　　ホルマイト系鉱物の解砕物と共に凝集剤を添
   加する特許請求の範囲第１項に記載の水中コンクリート
   の調製法。
3. （３）高分子系水溶性樹脂の凝集剤を０．２順以下の粒
   子に細砕して用いる特許請求の範囲第２項に記載の水中
   コンクリ・−トの調製法１゜（４）ホルマイト系鉱物の
   解砕物と共に凝集剤と減水剤とを添加する特許請求の範
   囲第１項に記載の水中コンクリートの調製法。