JPH02248351A - コンクリート凝結硬化促進剤 - Google Patents

コンクリート凝結硬化促進剤

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JPH02248351A
JPH02248351A JP6825989A JP6825989A JPH02248351A JP H02248351 A JPH02248351 A JP H02248351A JP 6825989 A JP6825989 A JP 6825989A JP 6825989 A JP6825989 A JP 6825989A JP H02248351 A JPH02248351 A JP H02248351A
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JP
Japan
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acid
agent
weight
hardening accelerator
concrete
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JP6825989A
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English (en)
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Tatsuo Yamada
山田 竜生
Noriyuki Matsumiya
松宮 憲之
Hisaki Kato
久樹 加藤
Toshibumi Wakebe
分部 俊文
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SANKO KOROIDO KAGAKU KK
Original Assignee
SANKO KOROIDO KAGAKU KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • C04B40/0658Retarder inhibited mortars activated by the addition of accelerators or retarder-neutralising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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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] 本発明はコンクリート又はモルタルを型枠等に吹き込ん
だり流し込んだりしたのちに急速に凝結及び硬化させる
混和剤に関するものである。土木建築等で施工能率を上
げるために用いられる。
[発明の背景] 現在山岳トンネル建設における中心的工法は地山に直接
コンクリートを吹き付ける方法を採用している。この方
法は粉塵の発生が多くまたはね返りによるロスも多い、
またはね返ったコンクリートは除く手間がかかる。これ
に対して型枠を用いてコンクリートを吹き込む或は流し
込む方法は2次覆工まで一度に行うことができ、また粉
塵やはね返りの問題は解決する。しかし型枠を用いた工
法では脱型するまでの時間が経済的に大きな意味をもっ
てくる。理想的には従来の吹付はコンクリート工法以上
まで施工速度を上げる必要があるが、この目的のために
は従来の吹付はコンクリート用急結剤では凝結が速すぎ
十分型枠内に行き渡るまでに固まってしまう、また急結
剤の使用量を減らしたり、従来のいわゆる硬化促進剤的
なものでは強度発現が遅く発破のサイクルにおいつかな
い。
そこでこの型枠を用いた工法では数十秒から数分程度の
流動性を保つ時間を有しその後急速に凝結・硬化する性
質を有するコンクリートが求められていた。
[従来の技術] 型枠工法用には、従来吹付はコンクリートに用いられて
いた急結剤等をそれまでの標準的な添加量と異なる添加
量で用い凝結を遅らして使用していたが流動性、凝結速
度等で十分な満足が得られていない。
[発明が解決しようとする問題点] コンクリート又はモルタルが流動性を有する時間を数1
0秒から数分まで任意に設定できない。また適正使用量
から外れている場合−旦凝結が始まっても速やかに実用
強度に達せず、長間強度も十分ではない、 現在主流で
ある粉末タイプの添加剤の場合添加量の制御精度が悪く
吹き込みまたは流し込みながらの混合は均一になりにく
く難しい。
また粉末タイプは搬送用エアーの乾燥装置を設置しなけ
れば閉塞しやすいなと設備面でも負担が多い。
[問題点を解決するための手段] 本発明の添加剤は二剤に分かれており、予め調合時にコ
ンクリートに混入しておく粉末タイプのもの(A剤)と
打設する直前に添加する液体のタイプのもの(B剤)が
必要である。実際の注型作業時にはB剤のみ意識すれば
よいので液状であるための利点が得られる。 ここでA
剤の添加方法であるが、コンクリート材料に・水を添加
する前又は同時に添加するのが望ましく、混水後練り置
いてから添加すると効果が損なわれる場合がある。
A剤は急速な凝結に必要な炭酸アルカリ塩と消石灰、そ
して開始剤であるB剤が添加されるまでその反応を抑制
するために安定剤として用いられる縮合リン酸塩とクエ
ン酸塩からなる。  クエン酸塩以外にもB剤に用いら
れる酒石酸、グルコン酸、グルコノデルタラクトン、グ
ルタル酸、リンゴ酸、没食子酸、タンニン酸のような有
機カルボン酸またはそれらの塩を用いることも可能であ
る。  B剤は打設する直前に添加され、先にコンクリ
ートに添加されているA剤と協同で作用し、今まで停止
していたようにみえた水和反応が急速に開始する作用を
持つ、  このときB剤に含まれている有機酸系遅延剤
によって立ち上がりまでの時間を制御することができ、
目的の数10秒から数分間流動性を維持することが可能
となる。  また有’a酸の種類や使用量によって凝結
時間を調整することが可能である。  それぞれの成分
はいま述べた効果・作用を持ってはいるが成分と効果の
関係を単純に結び付けて考えるだけでは十分ではなく多
くの因子が複雑に関わりあって作用している。
[発明の効果]本発明によって、コンクリートは、任意
の設定した時間で適切な流動性を保持し、しかる後に急
速に凝結硬化することが可能となるので、型枠の隅々ま
で充填され、しかも脱型を速く行うことが出来るように
なる。  また工法によって流し込み方法或は吹き込み
方法が異なるが、凝結時間が調整可能なので工法に合わ
せた対応が可能となる。  ざらに二剤に分けることに
より、同じ急結効果をあげるにあたり凝結硬化促進剤の
使用量が少なくてすみ合理的である、そして開始剤であ
るB剤は液状のものが使用できるので添加は容易となる
。 本発明のA剤に用いられる縮合リン酸塩は一般式x
M2O・5’P2O6で表されるものの内x/y=1〜
3のものでありメタリン酸塩、ポリリン酸塩、オルトリ
ン酸塩と呼ばれるものである。  メタリン酸塩とは一
般に(MPO3)。で表されn=3.4.5.6はそれ
ぞれトリメタリン酸塩、テトラメタリン酸塩、ペンタメ
タリン酸塩、l\キサメタリン酸塩である。 ポリリン
酸塩は一般にM n + 2 P 003(+ + 1
で表されn=2.3,4.5はそれぞれビロリン酸塩、
トリポリリン酸塩、テトラポリリン酸塩、ペンタポリリ
ン酸塩である。使用量は対セメン)0.05重量%未満
では立ち上がり特性が不十分でスランプロスも大きく存
在効果がほとんど認められずまた0、5重量%を超えた
場合も凝結時の立ち上がり特性が大きく低下し望ましく
ない、また0<X/y<1であるウルトラリン酸塩も取
り扱い上の問題はあるが同じ目的で使用できる。 本発
明に用いられるクエン酸塩はナトリウム塩かカリウム塩
でありいずれも対セメント0.01重量%未満では存在
効果が認められずスランプロスが大きくなる、O,1f
fiffi%を超える場合には長期強度の低下を起こす
ので望ましくない、またクエン酸も同様である。本発明
で用いられる消石灰は対セメン)0.1重量%未満では
凝結時の立ち上がりが不十分で5.0重fit%を超え
ると凝結開始時間の制御が困難となる。
また生石灰でも化学fl論的に同様の効果を持つ。
本発明で用いられる炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムは
対セメント0.2重量%未満では凝結速度、初期強度共
に実用の範囲外であり5.0重量%を超えるとスランプ
ロスが大きく開始剤である8剤を添加するまでの間長時
間安定な流動コンクリートを得ることができない。 本
発明で用いられるアルミン酸ナトリウム又はアルミン酸
カリウムは対セメント0.5重量%未満では開始剤の作
用をせず、10重員%以上では顕著な強度低下がましく
ない、 アルミン酸塩のモル比(x/y:x M2O−
y A l 2O3)は1.0より小さい場合は高濃度
の安定な溶液状態のアルミン112塩が維持できず、ア
ルミニウムの含水酸化物を生成しやすい。
同じくモル比2.5以上でもアルミニウムの含有員を下
げなければ安定な溶液状態を保つことができない、アル
ミン酸塩の濃度は、水の持込みをできるだけ少なくする
という意味でできるだけ高くするのが望ましいが50重
量%強が限界である。
本発明でB剤に用いられる有機酸系遅延剤は対セメント
0.001重量%未満では遅延効果は殆ど認められず1
.0重量%を超えると強度発現に悪影響がある。
[実施例コ B剤の配合を一定にし、A剤各成分を変化した配合の例
を表−1に示す、 試料No、2の配合についてテトラ
ポリリン酸を他の縮合リン酸に置き換えた場合の配合例
を表−2に示す、  B剤中のアルミン酸塩についてナ
トリウム塩を用いた場合や異なるモル比(K2O/A1
2O3)のアルミン酸カリウムと各種有機酸系遅延剤を
組合せた例を表−3に示す、  また比較例として一般
的な市販急結剤A(セメント鉱物系)を用いた場合を表
−4に示す。  表−5は試験No、1〜No、5まで
の凝結硬化特性と1日及び7日の一軸圧縮強度である。
 表−6は試料No、6〜No、13及び比較例1〜比
較例3の凝結硬化特性を示す。
該実施例はモルタルにより行い、配合はセメント500
g、fi骨材(FM2.8)1900g、水300gで
ある。  ?I11定はブロクター貫入試験に依り、表
中では凝結開始時間と凝結速度で表した。
凝結速度はブロクター貫入値が得られ始めてから約5分
径度までの値を一次関数で近似し、その勾配を求めたも
ので、U結開始時間はその一次関数と貫入値O(横軸)
との交点が表す時間である。
第1図〜第4図はA剤の各成分に関して直交表を用いて
求めた凝結開始時間、凝結速度、1日強度、7日強度に
対する効果を表しており表−1の作用効果をあられして
いる。 比較例1(4%使用)ではほぼ急結しており流
動性を維持する時間は殆ど存在していない、比較例2(
3%使用)では凝結開始時間はそれほど短くならず凝結
速度の方だけが大きく影響を受は小さな値になっている
のが分かる。 比較例3(2%使用)では殆ど凝結して
いない、  これに比べ本発明では凝結開始時間が長く
ても凝結速度は低下せず流動性をしばらく保持した後急
速に凝結するという本発明の目的が達成されていること
が分かる。  また第5図は各種有機酸系遅延剤をB剤
に用いることによって凝結時間を変えることが出来るこ
とを示している。 同一有機酸系遅延剤であっても添加
量によって凝結開始時間のM!!!!が可能である事が
分かる。
[作用コ 本発明のコンクリート凝結硬化促進剤は、予め温水時に
材料に混入しておくA剤と、打設直前に投入する溶液状
のB剤に分かれており、B剤中に存在する有機酸系遅延
剤により、凝結速度を低下させずに凝結開始までの時間
を調節することができる。 本発明は型枠を用いた工法
に於て最もふされしい凝結特性を有している。 即ち、
注型時までは良好な流動性を有し型枠の隅々まで行き渡
り、注型後は速やかに凝結硬化する。
また施工時に添加するB剤は液状となっており閉塞等の
トラブルが起こらず円滑に作業ができる。
本発明により型枠を用いた急速施工工法が一層進展する
ものと思われる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図はそれぞれA剤中の各成分が凝結開始時
間、凝結速度、1日強度、7日強度に及ぼす影響を示し
たものである。 直交表を用いたため変動成分以外の成
分は平均化されている。mIrBは綜合リン酸塩にテト
ラポリリン酸ナトリウムを用いた場合の縮合リンw1塩
の作用である。 jIZ図はクエン酸ナトリウムの作用である。  第3
図は消石灰の作用である。 第4図は炭酸ナトリウムの
作用である。 第5図はB剤中の各種有機酸系遅延剤の
添加量と凝結特性の関係を示したものである。 第1図 第2[i!1 テトラポリリン酸ナトリウム(対セメントli量%)ク
エン酸ナトリウム(対セメントff1ffi%)第3図 O !4図 0.5         1.Q 炭酸ナトリウム(対セメントtm%) 1.5 2.0

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予めコンクリートを調合するときに混入するA剤
    とコンクリートを打設する直前に添加するB剤からなり
    、B剤には凝結開始時間を任意に調整することのできる
    有機酸系遅延剤を含有することを特徴とするコンクリー
    ト凝結硬化促進剤。
  2. (2)A剤はセメントに対し縮合リン酸塩0.05〜0
    .5重量%、クエン酸、クエン酸ナトリウムまたはクエ
    ン酸カリウム0.01〜0.1重量%、消石灰0.1〜
    5.0重量%、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウム0.
    2〜5.0重量%よりなるものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載のコンクリート凝結硬化
    促進剤
  3. (3)B剤はセメントに対しアルミン酸アルカリ塩0.
    5〜10重量%及び有機酸系遅延剤0.001〜1.0
    重量%からなる特許請求の範囲第(1)項及び第(2)
    項記載のコンクリート凝結硬化促進剤。
  4. (4)縮合リン酸塩はx/y=1〜3であるところのx
    M_2O・yP_2O_5で表される化合物でありMが
    ナトリウムまたはカリウムである特許請求範囲第(1)
    項〜第(3)項記載のコンクリート凝結硬化促進剤。
  5. (5)アルミン酸アルカリ塩はx/y=1.0〜2.5
    であるところのxM_2O・yAl_2O_3で表され
    る化合物でありMがナトリウムまたはカリウムである特
    許請求範囲第(1)項〜第(4)項記載のコンクリート
    凝結硬化促進剤。
  6. (6)有機酸系遅延剤はクエン酸、酒石酸、グルコン酸
    、グルタル酸、グルコノデルタラクトン、リンゴ酸、没
    食子酸、タンニン酸及び当該有機酸のナトリウム塩又は
    カリウム塩のうち少なくとも1種からなる特許請求の範
    囲第(1)項〜第(5)項記載のコンクリート凝結硬化
    促進剤。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2724648A1 (fr) * 1994-09-20 1996-03-22 Sandoz Sa Controle de l'hydratation de systemes a base de ciment
JP2000239056A (ja) * 1999-02-17 2000-09-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 吹付材料及び吹付工法
JP2003516303A (ja) * 1999-12-08 2003-05-13 エムビーティー ホールディング アーゲー コンクリート硬化促進剤の調製
JP2021066622A (ja) * 2019-10-21 2021-04-30 株式会社日本触媒 セメント用添加剤、セメント組成物、および、セメント強度向上方法
JP2021066623A (ja) * 2019-10-21 2021-04-30 株式会社日本触媒 セメント用添加剤、セメント組成物、および、セメント強度向上方法

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