JPH0196051A - 寒中コンクリートの打設方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は氷点下になる雰囲気下でコンクリート組成物
を打設する寒中コンクリートの打設方法に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

セメントモルタルあるいは生コンクリート等のセメント
組成物は−０，５〜−２℃で凍結するといわれ、通常日
平均気温が４°Ｃ以下の低温時には凍結する恐れがある
ため、コンクリートの打設け行なわれなかった。セメン
ト組成物が凝結硬化の初期に凍結すると、セメントの水
和反応が遅れるほか、その後に適温で養生しても強度、
耐久性、水密性などの性質に悪影響を残すので、初期凍
結は避けなければならなかった。

このために気温が氷点下になる雰囲気下でセメント組成
物を打設する場合にはセメント、骨材等が余り冷えない
様に貯蔵したり、低温の混練水の使用を避けたり、運搬
打込、養生時等に加温等の手段を必要とした。

また、セメントの水和反応熱でセメント組成物の凍結を
防止し、硬化を促進する手段も提案されている。セメン
ト組成物が発生する水和反応熱は単位セメント量（ｋｇ
／ｍ）に比例し、セメント組成物が水和反応熱で昇温す
る割合は単位セメント量が同じであれば、水セメント比
に反比例する。従って、単位セメント量が大で、水セメ
ント比が小であるセメント組成物は水和反応熱により昇
温する割合が大であり、凍結を防止するのに有効である
。しかし、単位セメントｉを大とすることは材料がコス
ト高となり、低水セメント比とすることは流動性、可塑
性等が低下し、組成物のワーカビリティーが低下し均一
な混練、密実な充填等を図る上で障害となっていた。

この発明は上記事情に鑑みなされたものである。その目
的はワーカビリティーを損なうことなく水セメント比を
低減し、セメント組成物の水和反応熱による昇温割合を
高め、軽度の断熱を施すのみで凍結することなく高品質
のコンクリート類が打設できる寒中コンクリートの打設
方法を提案するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明になる寒中コンクリートの打設方法は、寒中コ
ンクリートの打設方法において、セメントあるいは骨材
等との混合物に小氷塊を加え、セメントあるいは骨材等
と小氷塊の表面に生じる融解水で湿潤した擬似固相状態
で撹拌混合し巨視的均一系となし、徐々に小氷塊を融解
せしめて実質的に小氷塊が残存しない均−混合系のセメ
ント組成物をつくり、この組成物を型枠に投入し凝結せ
しめてなり、前記小氷塊を水セメント比４５％以下の量
となし、保温性型枠を用いるとともに露出した組成物表
面を断熱材、あるいは空気層を間に設け被覆材で被覆し
養生することを特徴とする。

この発明では小氷塊の一部を融解せしめ、その融解水で
湿潤したこの発明でいう「擬似固相状態」でセメント、
骨材等と小氷塊とを撹拌混合する。表面が湿潤した氷塊
表面にはセメント粒子や微細な細骨材類が付着し、この
付着した微細粒子は少量の水を吸収して粘着性を帯び氷
塊を核にして小塊を形成する。擬似固相状態とはこの小
塊と固相のセメントおよび骨材が共存する状態である。

この擬似固相状態においては、水セメント比が４５％以
下で添加する小氷塊の量が少なくても、小氷塊は表面が
粘着性を帯びた小塊として挙動し、周囲のセメント、骨
材等の固体粒状物中に分散し、対流混合が支配的な短時
間の混合により、容易に骨材等が均一に分散した巨視的
均一系になる。従って擬似固相状態は組成物を撹拌、混
合する初期に比較的短時間出現することによりその主目
的は達成される。

巨視的均一な混合系を経て、小氷塊は雰囲気温度下で徐
々に融解するが、この水は微細に分散してセメントを主
体とする粒子に吸着されて、全体の混合系は４５％以下
の低水セメント比であっても均質性が高い組成物に移行
する。

このようにしてつくった組成物は水が極めて均一に分散
吸着されており、かつ水セメント比が４５％以下で比較
的少量であるので遊離した水が凝集して存在することは
ない。この状態の水は凍結温度が低く、仮に凍結しても
塊り状となった氷片を形成しないので凍結による被害が
小さい。また、この組成物は水セメント比が低く、単位
水量が少ないので、セメントの水和反応熱が水の昇温に
消費される割合が小で組成物を昇温させる割合が大であ
る。従ってセメント組成物を合板類等の保温性がよい型
枠に投入し、露出した表面を簡単に被覆するのみで、氷
点下の雰囲気下であっても水和反応を起し硬化を促進す
ることができる。

この打設方法で用いるセメント組成物の水セメント比は
４５％以下である。通常用いられるセメントモルタルあ
るいは生コンクリート等の組成範囲において水セメント
比４５％以上となると水和反応熱により組成物の昇温割
合が小となり、凍結を防止するためには保温あるいは高
度の断熱装置を必要とし、この発明の目的を満足せしめ
ることはできない。また例えばセメント、砂＝１７２の
モルタルの場合、水セメント比が・４５％以上となると
遊離した水が存在するようになり好ましくない。また、
セメントペーストの場合は、水セメント比がモルタルと
同じであっても単位水量が多（なるので水セメント比は
２０〜２５％以下が好ましい。

この発明で用いる小氷塊の大きさは、セメント、骨材等
の温度、雰囲気温度等の条件によりかえられるが、外気
温が氷点下となる低温雰囲気下では平均粒径が数印で比
較的小径のものが融解に要する時間が適当で、均質な混
合を図る上で好適である。

この打設方法では型枠として保温性のよいものを用いな
くてはならない。厚みが厚い木製型枠でもよいが、酷寒
であったり、打設単位量が少ない場合等は発泡樹脂板と
の積層材を用いた断熱型枠が好ましい。露出表面を被覆
する断熱材としては発泡樹脂板あるいは比較的厚い合板
等であり、発泡樹脂板の場合は厚さ１０ｒＭ１程度の比
較的薄いもので充分な保温効果が得られる。

合成樹脂シート等の断熱性能が低い被覆材を用いる場合
は、後述の実施例のごとく打設した組成物表面との間に
空気層を設けることにより保温の効果が得られる。

〔実　施　例〕

実施例１ セメント組成物の組成： セメント　４４８　ｋｇ／ｒｒｌ 細骨材　　６７９〃（最大粒径２．５園）粗骨材　１１
６３　　〃（最大粒径２５胴）小氷塊　　１４８〃（小
氷塊＋骨材の表面水） 混和剤　　１．１２　　〃（ＡＥ：＄ｉ水剤ポゾリスＮ
α７０） 上記材料を撹拌混合し、小氷塊を全量融解せしめて均一
混合してなったセメント組成物をつくった。この組成物
を１８０ｃｍＸ　１８０ｃｍＸ２０ＣＩ１１（厚さ１２
ｍｍの合板製）型枠１、および１０ｃｍφｘ２０ｃ＋＋
＋（ｈ）の鋼製シリンダー２に投入し、第１図のごとく
塩化ビニル樹脂シート３で覆い断熱した空気層内に３日
間放置して養生した。なお、第１図において型枠１およ
びシリンダー２はそれぞれ土間コンクリート４上に配し
た５　Ｘ　５　ｃｍの角の木材棒片５および厚さ１２ｍ
ｍの合板６上に載置した。

第２図に外気温と型枠１内のセメント組成物温度（型枠
１中央部の熱電対測定点７の温度）との関係グラフを示
す。

セメント組成物線上り時点ａと型枠への投入開始時点す
間の４５分間はトラックアジテータ（４，５が車に２ボ
積載）で輸送し、投入に３０分（投入完了時点Ｃ）を要
した。型枠１に投入したセメント組成物は外気温が氷点
下であるにもかかわらず２０°Ｃ以上に昇温し、凝結硬
化が進行した。３日後においても外気温より５°Ｃ程度
の高温を示し、凍結することはなかった。

３日間養生後、型枠１およびシリンダー２内の硬化物を
切出し供試体をつくり圧縮強度を測定したところ、両試
料共に約２００ｋｇ／ｃ１１１であった。

実施例２ セメント組成物の組成 セメント　４１２．５　ｋｇ／ｒｒ（ 細骨材　　７３０　　　〃（２，５ｍｍ以下）粗骨材　
１００７　　　ｓ　　（１５Ｗ以下）小氷塊　　１６５
〃（小氷塊＋骨材表面（水セメント　　　水） 比４０％） 上記の均一混合してなったセメント組成物を、第３図（
砿眞（Ｃ）、（ｄ）に示す異なる保温条件の型枠に充填
し、温度−１０°Ｃの冷凍庫内に６日間放置し養生した
。

型枠８は内法が１５Ｘ１５Ｘ１２■（高さ）、厚さ１ｌ
ａｎの合板製で上面が開放した木箱９の底面および四側
面外側に厚さ５０ｍｌ１のポリスチレン発泡体１０を配
し構成されている。

第３図（ａ）は型枠８の上面を厚さ５０ｍのポリスチレ
ン発泡体１０で覆い、木箱９−杯にセメント組成物１１
を充填し養生したものである（供試体Ｎａ１）。

第３図（ロ）は型枠８の上面を厚さ１１ｍｍの合板１２
で覆い、木箱９−杯にセメント組成物１１を充填し養生
したものである（供試体Ｎα２）。

第３図（Ｃ）は木箱９−杯にセメント組成物１１を充填
した型枠８の上面に厚さ１０ｍｌ１１の空気層１３を設
け、上面を塩化ビニル樹脂シート１４で覆い養生したも
のである（供試体Ｎα３）。

第３図（ｄ）は木箱９−杯にセメント組成物１１を充填
し、型枠８の上面を開放したまま養生したものである（
供試体Ｎｏ、　４　）。なお、いずれの場合も目地部分
はガムテープ１５で目張りし気密を図った。

上記の条件下で養生した供試体Ｎｏ、　１．２．３．４
を約２０°Ｃの室内に取出し、脱型し、２時間放置後、
石こうでキャラピンクし、２４時間後に圧縮試験を行っ
た。

第４図に、養生過程における供試体Ｎａ　１．２．３゜
４の中央部分の温度変化および冷凍庫内温度を示す。な
お、供試体温度は中央部の測定点７の温度である。

各供試体の圧縮強度は次の通りであった。

Ｎα１　　２５８　ｋｇ／ｃ＋ｆｌ Ｎα２　　　１３６　ｋｇ／ｃＩ１１ 随３　　　　ｌ　４１　　〃 Ｎα４　　　　９２　　〃 水セメント比が４０％と比較的小さく、しかも小氷塊を
用いて均質に混合されたコンクリートであれば、露出し
た表面を断熱材あるいはシート等で覆う簡単な手段で寒
中打設ができることを示している。

実施例３ セメント組成物の組成 セメント　４７１ｋｇ／ｎ（ 細骨材　　７０８　　ツノ（２，５ｍｍ以下）粗骨材　
　９８０　　ｔ！（１５ｍｍ以下）小氷塊　　１６５〃 （水セメント比３５％） 上記の均一混合してなったセメント組成物を実施例２と
同じ型枠８に充填し、−１０°Ｃの冷凍庫内で６日間養
生し、脱型後２４時間２０°Ｃの室内に放置した供試体
の圧縮強度を測定した。

保温条件として、供試体Ｎα５、Ｎ０１６はそれぞれ第
３図（ａ）のごとく型枠８の上面を厚さ３０ｍｏ＋およ
び１０閣のポリスチレン発泡体で覆った。

供試体Ｎα７．８．９はそれぞれ第３図（Ｃ）と同様に
空気層１３を設け樹脂シート１４で覆ったもので空気層
１３の厚さをＮα７は５Ｏ−１ｋ８は３０闘、Ｎα９は
１０１ｎＩ１１となした。

第５図に養生過程における供試体Ｎｏ、　５．６．７．
８゜９の中央部分の温度変化および冷凍庫内温度を示す
。

各供試体の圧縮強度は次の通りであった。

ｉくα５　　２９３ｋｇ／ｃｄ 阻６２８７　　〃 Ｎα７１５１　　〃 に８１６４　　〃 Ｎα９　１５１　〃 水セメント比を小さくおさえ、小氷塊を用いて均質に混
合されたコンクリートは、露出した表面を断熱材あるい
はシート等で覆う簡単な手段で寒中打設が可能であり、
短期間で十分な強度が発現することが判った。

〔発明の効果〕

この発明は以上の通りであり、この方法によれば、簡易
な断熱を施すのみで凍結することなく寒中コンクリート
の打設ができ、かつ低水セメント比組成物からなる高品
質の硬化物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１のセメント組成物の養生状態を示す縦
断面図、第２図は実施例１における気温とセメント組成
物温度の関係グラフ、第３図（ａｔ、叫（Ｃ１，（ｄ）
はそれぞれ実施例２の型枠保温状態を示す縦断面図、第
４図、第５図はそれぞれ実施例２および実施例３の気温
とセメント組成物温度の関係グラフである。 ｌ・・・型枠、２・・・鋼製シリンダー、３・・・ビニ
ル樹脂シート、４・・・土間コンクリート、５・・・木
材棒片、６・・・合板、７・・・測定点、８・・・型枠
、９・・・木箱、１０・・・ポリスチレン発泡体、１１
・・・セメント組成物、１２・・・合板、１３・・・空
気層、１４・・・塩化ビニル樹脂シート、１５・・・ガ
ムテープ、ａ・・・セメント組成物線上り時点、ｂ・・
・投入時点、Ｃ・・・投入完了時点。 第２図 （温度） 第３ （ａ） １゜ （Ｃ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）寒中コンクリートの打設方法において、セメント
   あるいは骨材等との混合物に小氷塊を加え、セメントあ
   るいは骨材等と小氷塊の表面に生じる融解水で湿潤した
   擬似固相状態で撹拌混合した巨視的均一系となし、徐々
   に小氷塊を融解せしめて実質的に小氷塊が残存しない均
   一混合系のセメント組成物をつくり、この組成物を型枠
   に投入し凝結せしめてなり、前記小氷塊を水セメント４
   ５％以下の量となし、保温性型枠を用いるとともに露出
   した組成物表面を断熱材、あるいは空気層を間に設け被
   覆材で被覆し養生することを特徴とする寒中コンクリー
   トの打設方法。