JPS62100468A - 水中打設用のセメント組成物 - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は水中打設用のセメ２１〜組成物、即ちトレミー
管や囲いを用いることなしに、換ｄすれば河川水や海水
との動的接触を許容しつつ水上から水底等に直接打設す
るために使用されるコンクリート又はモルタル組成物に
係る。 （従来の技術及びその問題点） 地上や地下における建築及び構築に用いられる通常のセ
メント組成物を水上から水中に直接的に打設する場合に
は、水中におけるセメント組成物の運搬中にセメント分
の流出が生じ且つ水底等の打設個所に到達して打設後も
凝結硬化に至るまでに水流の作用により予期し得ぬ方向
から力を受けたり侵食作用を受けて所期の形状になし得
ない場合が多々あり、更には水流の作用によりセメント
分が部分的に殊に表層部で失われ、これらの結果として
強度の高いセメント構造物となすことは従来極めて困難
乃至不可能とされてきた。 この問題を克服するために、近年に至り合成又は天然高
分子物質を増粘剤として配合することが提案され（西ド
イツ国特許出願公告第２３２６６４７号、特開昭５７−
３９２１号、同５７−１２３８５０号、同５８−１８１
７５４号、同５９−２６９５６号公報等）、これら高分
子増粘剤の混和されたセメント組成物力〜現在では水中
工事に汎用されるに至ってｔする。 現在使用されているこの種の水中打設用セメント組成物
は、水中での運搬時におけるセメント分の流失（これは
水中における濁りの発生として捉えられる）を低レベル
に抑える反面、高分子増粘剤の添加されていない所謂、
普通セメント組成物と比較する場合に、次の点で問題を
有してしする。 １）コスト高となる（現在汎用されて％Ｎる高分子増粘
剤の主剤はセルロースエーテル類又はポリアクリルアミ
ドであり、水中での濁りを所定レベル以下に抑えるには
、この種増粘剤の添加率即ち単位水量に対する増粘剤の
重量％を１．５％以上となす必要性があるため）、 ２）凝結時間が遅延する（高分子増粘剤の添加量に依存
して凝結時間が長くなり、このことは凝結硬化比の間に
水流等の影響を受は易く所期の形状を保つことが困難と
なることを意味している）及び ３）作業性が低下する（高分子増粘剤の添加に伴い当然
のことながらセメント組成物の粘度が高くなり１手作業
の場合にはスコップによる取扱い性及びコテ仕」二げに
難を生じ、又ポンプ送りの場合には送り圧力を極めて大
に設定せねばならず、ポンプ負荷が高くなることを意味
している）。 （発明の目的） 従って、本発明の主たる目的は、従来の水中打設用のセ
メント組成物と同様に水中での運搬時におけるセメント
分の流出を低レベルに抑えることができ、且つ従来の水
中打設用のセメン１へ組成物におけるよりも凝結時間を
茗しく短縮することができ、従って強度の発現が甲いた
めに水流による悪影響を受は薙い水中打設用のセメント
組成物を提供することにある。 本発明の他の目的は、従来のものよりも作業性乃至施工
性が良好な水中打設用のセメント組成物を提供すること
にある。 本発明の更に他の目的は、従来のものよりも廉価な水中
打設用のセメント組成物を提供することにある。 （目的を達成するための手段及び作用）本発明によれば
、上記の目的は、セメントを主材とし高分子増粘剤を添
加した水中打設用のセメント組成物において、セメント
の１部をシリカフュームに代替することにより達成され
る。 シリカフュームの配合量はセメントの重量基準で５−２
０％が適当であり、殊に約１０％となすのが好ましい、
蓋し３以下では凝結時間の短縮に及ぼす影響が少なく、
一方２０％以上となせば０．１−０．３μｍのシリカフ
ューム粒子が吸収する水分量及びシリカフューム自体の
増粘作用によりセメント組成物の粘度が高くなり過ぎて
作業性に低下をきたすからであり、又通常のスランプ約
１００１１１の標準的な普通コンクリート組成物の施工
性を配慮して研究した結果シリカフュームの配合量は約
１０％とするのが最適なものと判明したからである。 従来の水中打設用のセメント組成物と比較する場合に、
そのセメント分の１０％をシリカフュームにより代替す
れば水中における凝結時間を約２０−３０％短縮するこ
とができ、これは添加水量が多い場合や水温が低い場合
のように凝結所要時間自体が長くなる場合にも同様であ
る。 シリカフュームを配合した本発明による水中打設用のセ
メント組成物によれば、シリカフュームの混入率の増加
に伴い水中でのセメント分の流出が抑制される。例えば
、セメントに対する最適配合率である１０％（重量％）
のシリカフニーＩＮを混入した水中打設用のセメント組
成物（試験用の塊状体）を水中に自由落下させて水中濁
度との関係を調べた処、シリカフニー１１が混入されて
いない点においてのみ上記の試験用塊状体と相違する対
照体としての水中打設用のセメント組成物（従来法によ
る）と比較して水中濁度は１／２乃至１／４に低下する
ことが判明した。このことは一定の濁度基準を設定すれ
ば、本発明による水中打設用のセメント組成物の場合に
は高分子増粘剤の配合量を低減し得ることを意味してい
る。本発明方法によれば高分子増粘剤の添加率を、従来
方法による場合の約１．５％から約１．０％に減するこ
とができる。シリカフュームはセメントと比較する場合
には高価であるが、高分子増粘剤と比較すれば著しく廉
価であり、従って一１＝記の事実は本発明による水中打
設用のセメント組成物が従来のものと比較してコスト的
に有利であることを意味しており、更に高分子増粘剤の
配合量を減少し得る結果として凝結時間が更に短縮する
ことをも意味している。 尚、本発明による水中打設用のセメント組成物はシリカ
フュームを含有しているので、このセメント組成物が打
設される場合にシリカフューム中の５ｊＯ７とセメント
の水和生成物である遊離石灰Ｃａ（ＯＨ）２　とのポゾ
ラン反応によって内部組織が緻密化し、殊に海洋環境下
における耐久性（耐塩害及び耐凍結融解）の向上が達成
される。 （試験例等） 次に、本発明を各種の試験例により具体的に説明する。 下記の試験例に供された水中打設用のセメント組成物（
試料）はポルトランドセメン１−（及びシリカフューム
）に加水してセメン１へペーストを調製し、これに高分
子増粘剤（ダイセル化学工業株式会社から「セルクリー
ト１１」なる商品名で市販のものであって、ヒドロキシ
エチルセルロースを主成分とするもの）を添加して混合
し、この高分子増粘剤含有セメン１−組成物のセメント
分に対して重量基準で標準砂が１：２の割合で添加混和
されたモルタルであるが、モルタルに相骨材が添加され
たコンクリートに関しても同様にして試験に供し得るこ
とに留意されたい。 豊考ヌ負舅−」− 水とセメントとの比（Ｗ／Ｃ）が５０％であって高分子
増粘剤の添加率（単位水旦に対する高分子増粘剤の重量
％）が０．０５．１．０及び１．５％の試料をそれぞれ
調製し、室温下（２０℃）で凝結時間（始発及び終結）
を測定した処、第１図に示され　Ｒ− る通りの結果が得られた。 高分子増粘剤を添加しなかった試料における凝結始発時
間は４．５時間であり、凝結終結時間は７．２時間であ
るに対し、高分子増粘剤の添加率が１．５％であり従来
において標準とされてきた試料における凝結始発時間は
１０．２時間であり、凝結終結時間は１３．５時間であ
り、高分子増粘剤の添加により始発及び終結時間が共に
約６時間遅延することが判明した。 参考試帽

【」 水とセメンＩ−との比（Ｗ／Ｃ）が５５％であって高分
子増粘剤の添加率が種々変化せしめられた試料をそれぞ
れ調製し、各試料約２ｋｇをダンゴ状になし、水道水で
満たされた筒（直径２００　ｍｍ、長さ１８００ｍｍ）
内を自由落下させ、落下３０秒後において水面下１２０
抛ｍの位置で水の濁度を測定し、グラフにプロットした
処、第２図に示される通りの結果が得られた。 濁度の許容基準を５０ｐｐｍ以下に設定すると、第２図
のグラフにおける濁度曲線の変曲点に鑑みて高分子増粘
剤の添加率は約１．５％又はそれ以上であるべきことが
判る。 試験例　１ 水とセメントとの比（Ｗ／Ｃ）又は水とセメン１〜及び
シリカフュームとの比（Ｊｌ／Ｃ＋Ｆ）が５５％であっ
て、シリカフュームの混入率が０−２０％（セメント重
量に対して内割りで混入）の範囲内で変化せしめられた
試料並びにＷ／Ｃ＋Ｆが５５％であって高分子増粘剤の
添加率が１．５％であり且つシリカフュームの混入率が
０−２０％の範囲内で変化せしめられた試料をそれぞれ
調製し、各試料における凝結時間（始発及び終結）を室
温下（２０℃）で測定した処、第３図に示される通りの
結果が得られた。 第３図に示されたグラフから、高分子増粘剤が添加され
ていない普通試料に関してはシリカフュームの添加は凝
結時間の短縮に影響を及ぼさないが、高分子増粘剤が添
加された。所謂水中打設用の試料に関してはシリカフュ
ームの混入率を増加させるにつれて凝結時間が短縮する
こと、即ち混入率１０％で約３時間、混入率２０％で約
５時間凝結時間の短縮されることが判る。 尚、シリカフュームの混入率が２０％近くになると試料
組成物の粘性が著しく高くなり、作業性に難が生ずるの
で、施工性の観点からシリカフュームの混入率は約１０
％に留めるべきであることも併せ判明した。 賦潰例　２ 試験例１の結果に鑑みてシリカフュームの混入率を１０
％に設定し且つ水とセメント及びシリカフュームとの比
（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）を５０及び５５％にそれぞれなし、高分
子増粘剤の添加率を種々に変化させた試料を調製して各
試料の凝結時間を室温下（２０℃）において測定した。 一方、シリカフューム無添加の対照試料について凝結時
間を同様に測定し、この対照試料の凝結時間を基準（１
，０）として各被験試料の凝結時間比をプロットした処
、第４図に示される通りの結果が得られた。 各被験試料の凝結時間比は０．７−０．８であり、シリ
カフュームの混１人率を１０％になせば、凝結時間を約
２０−３０％短縮できることが判明した。 尚、　Ｗ／Ｃ＋Ｆを４０−５０％の範囲内で変化させた
り、温度条件を５−２０℃の低温域に設定して試料（被
験試料への高分子増粘剤添加率は０．８％）の凝結時間
を測定してＬ記と同様に凝結時間比をプロットした処、
第５及び６図に示される通りの結果が得られた。これら
の被験試料においても凝結時間比は約０．７５−８．０
であり、１０％のシリカフューム混入率で約２０−２５
％凝結時間を短縮できることが判明した。 第４−６図に示される結果を要約すれば、シリカフュー
ムを１０％混入することにより加水景や水温条件に関係
なしに凝結時間を約２０−３０％短縮できることが判る
。 試Ｊ（例□附 参考試験例２と同様にして、但しシリカフュームの混入
率を１０％になし口、つ水とセメント及びシリカフュー
ムとの比（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）を５５％になし、更に高分子増
粘剤の添加率を変化させた試料にっいて水中濁度の測定
を行なった処、第７図に示される通りの結果が得られた
。 この第７図から、濁度基準を５０ｐｐｍに設定すれば高
分子増粘剤の添加率が１．５テから１．１％に即ち０．
４％低減し得ることを意味している。 、試−塵１列−】 水とセメントとの比（Ｗ／Ｃ）又は水とセメント及びシ
リカフュームとの比（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）が５０χであり、シ
リカフュームの混入率が０又は１０％であって、高分子
増粘剤の添加率を変化させた試料についてその凝結時間
を室温下（２０℃）で測定した処、第８図に示される通
りの結果が得られた。 試験例３により得られた結果、即ち高分子増粘剤の添加
率を１．５％から１．１％に低減し得ることを、本試験
例４により得られた結果に当てはめわば、高分子増粘剤
の添加率減少に伴い凝結時間が約１時間短縮されること
が判る。 即ち、シリカフュームの混入率を１０％とじ目４つ高分
子増粘剤の添加率を１．１％とした試料の凝結時間は、
高分子増粘剤の添加率を１．５ｘとじた従来の試料と比
較する場合に、−１−記の結果及び試験例１に示される
結果を参酌すれば、約１＋約３時間、即ち約４時間短縮
されることになる。 ；１答トμ３１例− 水とセメント及びシリカフュームとの比（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）
を５０％に、Ｊｌｉ位水鼠を２００ｋｇ／ｍ３　に、又
セメントを４００ｋｇ／ｍ”　の標゛僧値に設定１ノ、
シリカフニー１１の混入率を１０％どした場合の本発明
による水中打設用のセメン１へ組成物と、シリカフュー
ムを配合せず高分子増粘剤の添加率を１．５ｚとした場
合の従来の水中材Ｉ没用のセメン１−組成物に関し、 セメント　　　　　　　　　　１５円／　ｋ　、、、、
高分子増粘剤　　　　　　４５００円／　ｋ　ｇ及びシ
リカフコーム　　　　６０−７０円／　ｋ　、、、。 としてコストを試算した結果は下記の表１に示される通
りであり、本発明による１ブ、メン１−組成物は従来の
ものよりも１４００円／Ｉｌｌ′　コスト減となること
が判明した。 犬−一１ ■側−−−−ｐ− 水とセメント及びシリカフュームとの比（Ｗ／Ｃ＋Ｆ）
を５０％とし、シリカフュームの混入率を１０％とし且
つ高分子増粘剤の添加率を１．１％となした本発明によ
る１：２モルタル組成物（被験品）と、水とセメントと
の比（ｌｔｌ／Ｃ）　を５０％とし且つ高分子増粘剤の
添加率を１．５％となした従来の１：２モルタル組成物
（対照品）とをそれぞれ調製し、手作業による作業性（
施工性）を調べたつ結果は下記の表２に示される通りで
あり、シリカフュームの混入及び高分子増粘剤の使用量
低減により作業性が可成改善されることが判明した。 スー」 （発明の効果） 本発明による水中打設用のセメント組成物は水中を運搬
中におけるセメン１−分の流出を有効に抑制することが
でき且つ凝結時間を短縮させることができるので強度が
早期に発現し、従って水流による悪影響を受は難い。更
に高分子増粘剤の添加率を低減し得、その結果凝結時間
の一層の短縮とコストの低減とをもたらすことができる
。 殊に、本発明による水中打設用のセメント組成物に配合
されるシリカフュームにおけるＳｉＯ２セメントの水和
生成物であるＣａ（ＯＨ）、とポゾラン反応して内部組
織を緻密化させるので形成されるセメン１へ構造体は塩
害等に対する耐久性が向−、ｈＬ、従って本発明による
セメン１〜組成物は海洋環境下で用いるのに殊に適する
と謂う特殊な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は高分子増粘剤の添加率とセメン１へ組成物の凝
結時間との関係を示すグラフ、第２図はセメント組成物
を水中に自由落下させた場合の、セメント組成物への高
分子・増粘剤の添加率と氷中濁度との関係を示すグラフ
、第３図はセメント組成物へのシリカフニー１１の混入
率とセメント組成物の凝結時間との関係を示すグラフ、
第４図はシリカフューム無混入のセメン１−組成物の凝
結時間を基準とした、シリカッニーム混入＄１０％のセ
メント組成物の凝結時間比と、高分子増粘剤の添加率と
の関係を示すグラフ、第５図は水とセメンｌ−との比と
凝結＋１．’１間との関係ｑ（／、びにシリカフューム
無混入のセメン１−組成物の凝結時間を基準とした、シ
リカフコ−１１混入率１０％のセメント組成物の凝結時
間比と、水とセメン１−の比との関係を示すグラフ、第
６図はセメンｌ−組成物の温度と凝結時間との関係ＩＵ
びにシリカフューム無混入のセメン１へ組成物の′＆ｆ
鯖時開時間髪基準、た、シリカフューム混入率１０テの
セメン１へ組成物の凝結時間比とセメント組成物の温度
との関係を示すグラフ、第７図は第２図と同様の、但し
シリカフューム混入率を１０％となしたセメンｌ−組成
物におけろ高分子増粘剤の添加率と水中濁度との関係を
示すグラフ、第８図はシリカフューム混入率が０及び１
．０％のセメント組成物における高分子増粘剤の添加率
と凝結時間との関係を示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントを主材とし高分子増粘剤を添加した水中
   打設用のセメント組成物において、セメントの１部がシ
   リカフュームにより代替されていることを特徴とする、
   水中打設用のセメント組成物。
2. （２）シリカフュームの配合量がセメントの重量基準で
   ５−２０％であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載のセメント組成物。
3. （３）シリカフュームの配合量がセメントの重量基準で
   約１０％であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   又は２項に記載のセメント組成物。
4. （４）高分子増粘剤の添加率が混練に使用される水の重
   量基準で約１．０％であることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１−３項の何れか１つに記載のセメント組成物
   。