JPS6235984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水中施工用コンクリート組成物に関す
る。さらに詳しく言えば、本発明は高度の分離抵
抗性と高度のセルフレベリング性とを兼ね備えた
水中施工用コンクリート組成物に関する。 陸上で練り混ぜられたコンクリートを水中に打
設する工事をコンクリートの水中施工というが、
打設に当りコンクリートが水と動的接触（静水中
でのコンクリートの移動、コンクリートの流水曝
露、等）をするとコンクリートの分離が容易にお
こり、打設されたコンクリートは不均一な組成で
低下した品質のものとなると共に、分離したセメ
ントペースト部は水中に拡散し水を著しく汚濁す
る。したがつて、コンクリートの水中施工を行な
うに当つては、従来、コンクリートと水との動的
接触がおこることを回避するよう特別な装置や工
法が用いられており、コンクリートの水中施工
は、種々のコンクリート施工工事中でも特に配慮
を要する難しい施工技術とされていた。 一般に、コンクリートは打設後平坦に敷きなら
し締固めを行なうべきものであつて、締固めを行
なわないと硬化後のコンクリートの品質が設計水
準よりも劣りかつその品質のばらつきが大きく硬
化コンクリートの品質に対する信頼性が大いに損
なわれ、また、コンクリートの打継ぎも不良とな
る。水中施工コンクリートにおいても敷きならし
および締固めが必要なことは、同様であるが、コ
ンクリートが水中に打設されているため陸上打設
の場合と異なつて敷きならしおよび締固め作業の
実施が甚だ困難であつて一般にはこれらの作業は
省略されている。このため水中施工コンクリート
の品質の信頼性を低いものとしておりこれが水中
施工コンクリートの問題点の１つとなつていた。 敷きならし作業の必要性をできるだけ減らし、
かつ締固めの省略によるコンクリートの品質の信
頼性の低下および打継ぎの劣化をできるだけ小さ
くするには、水中施工するコンクリートの流動性
を大きくすることが好ましい。しかしながら、従
来の水中施工コンクリートにおいては流動性を大
きくすれば分離性が増大し実用的な配合範囲にお
いて高流動性と分離抵抗性とを満足すべき水準で
両立させることはできなかつた。 本発明はこの両立し難い高流動性と高分離抵抗
性とを兼ね備えた水中施工用コンクリート組成物
の提供を目的とするものである。 すなわち、本発明により、コンクリートにヒド
ロキシアルキルセルローズおよびメチルセルロー
ズよりなる群から選ばれる１種または２種以上の
混合物である水溶性高分子物質を、これをコンク
リートの練り混ぜ水に溶解したとしたときに20℃
で5000〜50000センチポイズの粘度を示すような
添加量で添加し、消泡剤を、コンクリートの空気
連行量が10％以下となるような添加量で添加し、
さらに、コンクリート減水剤として、コンクリー
ト中のセメント重量基準でスルホン化メラミンの
ホルマリン縮合物を0.7〜1.2重量％、またはリグ
ニンスルホン酸塩0.4〜0.5重量％添加してなるこ
とを特徴とする水中施工用コンクリート組成物が
提供される。 本発明において、前記の水溶性高分子物質は、
コンクリートに高度の分離抵抗性を付与するため
に添加されるものであるが、その添加量と分離抵
抗性付与効果は水溶性高分子物質の種類により異
なり、また同一種類であつても分子量、置換度等
によつて異なり、さらにはコンクリートの配合に
よつても異なるが、本発明者らは、この添加量を
決定するための統一的基準につき種々探究の結
果、上記水溶性高分子物質の添加量が練り混ぜ水
粘度が20℃で5000〜50000cpsを示すような量で
ある場合に好ましい効果が得られることを見出し
た。この要件は本発明の特徴の１つをなすもので
ある。この粘度の数値が2000cpsより小さい値と
なるような添加量を用いるときは分離抵抗性付与
効果が不充分であり、一方、100000cpsを超える
値となるような添加量を使用しても分離抵抗付与
効果は上限に達し却つてワーカビリテイーの低
下、コンクリートコストの上昇等の好ましくない
副効果の発現が顕著となる。すなわち、練り混ぜ
水粘度が大きいほど分離抵抗性付与効果は大きく
なるが経済性その他を考慮すると、20℃の練り混
ぜ水粘度約5000〜50000を示すような添加量の範
囲が好ましい効果をもたらすものである。 従来、上記の水溶性高分子物質のある種のもの
（例えばメチルセルローズ）がコンクリートのポ
ンプ施工性の改良、ブリージングの抑制、仕上げ
性の改良等の目的で使用された例はあるが、その
場合の使用量（コンクリート中のセメントを基準
とした重量％で表わした添加量のことをいう）は
0.01〜0.1％程度であつてこれを本発明における
20℃練り混ぜ水粘度にならつて表示したとすると
最高でも200〜300cps、通常100cps以下の粘度に
過ぎず、本発明における水溶性高分子物質の添加
量が従来コンクリート用として公知の添加量を遥
かに超える添加量であることがわかる。このよう
に大きな添加量により、はじめて水中施工用コン
クリート組成物として満足すべき高度の分離抵抗
性が付与できるのである。 ところで、水溶性高分子物質はコンクリートに
空気を連行する作用があり、本発明における如き
多量の使用量の場合には空気連行量が過大となり
空気連行によつてもたらされるコンクリート強度
の低下が顕著となり好ましくない。したがつて、
本発明の組成物においては、消泡剤を添加してコ
ンクリートの空気連行量を10％以下とするもので
ある。 本発明の組成物を使用する消泡剤はセメント用
あるいは石膏用消泡剤として提案されているもの
であつて、例示すれば、トリブチルホスフエー
ト、非イオン系消泡剤、シリコン系消泡剤等であ
る。その添加量は空気連行量を適正水準に調整す
るに充分な量であり、これは低下させるべき空気
連行量、組合せて使用される相手方の水溶性高分
子物質の種類、コンクリートの配合、消泡剤の種
類、銘柄、等により異なるが概ね0.01〜0.5％程
度の使用量である。 上記の如き消泡剤の添加により、本発明の水中
施工用コンクリート組成物を使用した場合の空気
連行量を実用的な水中施工コンクリートとして適
正な水準に調整することができる。 なお、コンクリート中の連行空気はコンクリー
トの流動性を増す作用があるところ、消泡剤添加
により空気量が減るので水溶性高分子物質を添加
したコンクリートに消泡剤を添加するとそのコン
クリートの流動性が悪化する。 本発明の組成物において使用するスルホン化メ
ラミンのホルマリン縮合物およびリグニンスルホ
ン酸塩（以下両者を総称して特定減水剤と記す）
はコンクリートの流動性を高めるために添加され
る。しこうして上に述べたように、コンクリート
の流動性と分離抵抗性とは相反する関係にあると
ころ、水溶性高分子物質と消泡剤を添加されたコ
ンクリートに特定減水剤を、スルホン化メラミン
のホルマリン縮合物の場合は0.7〜1.2重量％の使
用量、リグニンスルホン酸塩の場合は0.4〜0.5重
量％の使用量で添加することによりコンクリート
の流動性を従来認めることのできなかつたほどの
高度の流動性であるセルフレベリング性の域のも
のが得られる。ここにセルフレベリング性とは、
盛り上げたコンクリートが自重のみで流れ広がつ
て最終的にほぼ平坦面となるような高度の流動性
をいい、しかもそのとき骨材とセメントペースト
部との分離がおこらないことが肝要である。 すなわち、本発明により、特定種類の水溶性高
分子物質と特定種類のコンクリート減水剤および
消泡剤の３者をそれぞれ特定の添加量範囲で組合
わせることにより、高度の分離抵抗性と高度のセ
ルフレベリング性を兼ね備え、かつ連行空気によ
る強度低下の欠点を少なくした水中施工用コンク
リート組成物が提供されるに至つた。 本発明の水中施工用コンクリート組成物はその
分離抵抗性が極めて大きいので、従来、到底実施
することのできなかつた水中にコンクリートを直
接投入して打設場所まで自由落下させて打設する
というような態様での水中施工を分離をおこすこ
となく行うことができる。また、水面上から打設
場所に至る輸送管により水中コンクリートの打設
を行なう場合においても、水との動的接触を厳重
に避けるよう特別な機構を付したり特別な配慮の
作業を行なつたりする必要がないので、従来技術
に比し施工が著しく簡易化されることとなる。さ
らにまた、打設後流水に曝露しても分離がおこら
ないので従来必要であつた打設に先立つ流水締切
り工事等の付帯工事が省略である結果、工事の簡
易化、工費の低減に資するところが甚だしく大き
い。さらに本発明の水中施工用コンクリート組成
物を用いれば、従来回避することのできなかつた
コンクリート中のセメントペースト分の水中拡散
によりおこる水の汚濁公害の発生を防止すること
ができる。 本発明の水中施工用コンクリート組成物は、セ
ルフレベリング性を示すほど高度の流動性が付与
されているので水中に打設した後、締固めを行な
わなくてもコンクリート品質の信頼性があまり低
下せずまた打継ぎもあまり劣化しない。そして輸
送管一基当りの有効打設面積（敷きならしを行な
わないでほぼ平坦な打設面が得られる面積）が著
しく大きくなるので打設作業が簡易化される。 前記特定減水剤の添加は、水溶性高分子物質お
よび消泡剤の添加と同時に行なつてもよく、前二
者を添加した後、必要に応じて添加してもよい。
前記特定減水剤を添加して流動性を大きくした本
発明の水中施工用コンクリート組成物はスランプ
低下が小さいので、施工現場より離れた場所にあ
るコンクリート製造工場で練り混ぜを行ないこれ
を運搬して使用する態様での使用も可能である。 以下に実施例を比較例として掲げる。 実施例および比較例 各例において、使用した材料、試験法等は次の
通りである。 (1) 水溶性高分子物質（WLPと略記） (イ) メチルセルローズ（MCと略記） hi−メトローズ90SH−15000、２％水溶液
20℃粘度 10500cps、信越化学(株)製品 (ロ) ヒドロキシエチルセルローズ（HECと略
記） Natrosol 250HHR、１％水溶液20℃粘度
2670cps、ハーキユレス社製品 (ハ) 高分子量ポリエチレンオキサイド（PEO
と略記） アルコツクスＥ−130 １％水溶液20℃粘度
1260cps、明成化学(株)製品 (2) 消泡剤 (イ) 非イオン系消泡剤（SNと略記） SNデフオーマー14HP、SANNOPCO社製
品 (ロ) トリブチルホスフエート（TBPと略記） 試薬 (3) コンクリート減水剤（WRAと略記） (イ) スルホン化メラミンのホルマリン縮合物
（SMFと略記） メルメント、昭和電工(株)製品 (ロ) ナフタリンスルホン酸のホルマリン縮合物
（NSFと略記） マイテイ、花王石鹸(株)製品 (ハ) リグニンスルホン酸カルシウム（LIGと略
記） 亜硫酸パルプ廃液を原料として製造された
セメント分散剤級の品位のもの (ニ) グルコン酸ナトリウム（GLと略記） 試薬 (4) 分離抵抗性試験法 直径19cm高さ１ｍの透明アクリル樹脂製円筒
の中に90cmの高さまで水を張り、この中にコン
クリート約８をハンドスコツプにより６回に
分けて投入して水中落下させ、落下中のセメン
ト分流出状況を観察し、さらに投入が終つた後
の水の濁度（ppm）を測定し、これより分離
抵抗性を判定する。判定結果を次の記号で示
す。 ◎：優秀、〇：良好、×：不良 (5) セルフレベリング性の判定 分離抵抗性試験で落下させたコンクリートの
流動が停止するまで（５分間）静置し自重のみ
による平坦性を観察して判定した。なおスラン
プ試験を行なうに当りスランプコーン引上後の
コンクリートの流動状況ならびに流動が停止し
たときのコンクリートの広がり径の平均値をmm
で表示した値（フローという）も判定の一助と
した。判定結果を次の記号で示す。 ◎：優秀、〇：良好 (6) 圧縮強度の測定 練り混ぜが終つたコンクリートおよび上記分
離抵抗性試験で水中落下させたコンクリートの
両者につき、それぞれ10cmφ×20cmの供試体を
作製し圧縮強度を測定した。 (7) コンクリートの配合 コンクリートの基本配合を第１表に示す。 使用材料は セメント：普通ポリトランドセメント（小野
田） 細骨材：大井川産 FM＝27.1 比重＝2.61 粗骨材：青梅砕石 MS＝20mm FM＝6.90 比
重＝2.68

【表】 コンクリートに添加した混和剤の種類および
使用量を第２表に、また、これを添加したコン
クリートの物性を第３表に示す。

【表】

【表】

【表】 上表より明らかな如く、本発明の実施例であ
る試験No.１、３、７のコンクリートは分離抵抗
性およびセルフレベリング性が共に優秀であ
り、かつコンクリートの強度の正規と水中との
差がそれほど大きくない。これに反し、比較例
である試験No.２、４、５、６のコンクリートは
分離抵抗性またはセルフレベリング性のいずれ
か一方が実施例より劣り、また、正規と水中の
強度差が試験No.２を除いて大きい。 なお、試験No.１〜３の場合において消泡剤と
WRAとを使用しない場合、すなわちMC単味
添加の場合の空気連行量は17.5％であつた。同
様に試験No.４、５においてHEC単味添加の場
合の空気連行量は13.4％で共に大きな値であつ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンクリートにヒドロキシアルキルセルロー
   ズおよびメチルセルローズよりなる群から選ばれ
   る１種または２種以上の混合物である水溶性高分
   子物質を、これをコンクリートの練り混ぜ水に溶
   解したとしたときに20℃で5000〜50000センチポ
   イズの粘度を示すような添加量で添加し、消泡剤
   を、コンクリートの空気連行量が10％以下となる
   ような添加量で添加し、さらに、コンクリート減
   水剤としてコンクリート中のセメント重量基準で
   スルホン化メラミンのホルマリン縮合物を0.7〜
   1.2重量％、またはリグニンスルホン酸塩を0.4〜
   0.5重量％添加してなることを特徴とする水中施
   工用コンクリート組成物。