JPH0328150A - 転圧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】 （ａ）．産業上の利用分野　　　　　　　　　　　　　
　を添加した場合でも適正な転圧作業を行うことの本発
明は、低スランプ、貧配合のコンクリー　　出来る転圧
コンクリートの打設方法を提供するととを目的とするも
のである。

（ｄ）．問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、吸水状態でなお粒子独立性を保つ吸水
性ポリマを吸水させた状態でセメント、早強剤及び骨材
と粉体混合し、該粉体混合されたコンクリート混合物を
打設場所に散布し、該散布されたコンクリート混合物を
転圧締め固めし、転圧に際して作用する圧力によりセメ
ント内の吸水性ポリマに、該吸水性ポリマに吸水された
状態の水を外部に排出させ、該排出された水とセメント
を水和させるようにして構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）
　．作用」の欄についても同様である。

（ｅ）．作用 上記した構成により、本発明は、転圧を行うまではコン
クリート混合物内の早強剤はセメントと反応することは
無く、転圧を行うことにより、吸水性ポリマから水が周
囲のセメントに供給されて早強剤の作用で早期に永和凝
固するように作用する。

（ｆ）．実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は各単量体のガラス転移点を示す図である。

ダム工事や鋪装工事等で低スランプ、貧配合のコンクリ
ートを硬化促進剤や急結剤等の早強剤を添加した形で打
設する場合には、まずセメント、骨材、粉末状態の早強
剤及び、水をその構造内に包接した吸水性ポリマ等を、
粉体混合し、セメント混合物を形成する。粉体混合に際
して、セメント、骨材、早強剤、吸水性ポリマは、水を
包接するポリマが吸水状態でなお粒子独立性を保持する
ことから、実質的に乾燥状態で混合される。吸水性ポリ
マに吸水させるべき水の量は、共に混合するセメントの
理論水和量に近い（′ｒ！が、不足することはない）量
とする。

ここで使用される吸水性ポリマは、以下の方法で得るこ
とが可能である。即ち、アクリル共重合体を脂肪族炭化
水素に溶解し、アクリル酸とそのアルカリ金属塩水溶液
を分散させ逆相懸濁重合し、さらに無機物質存在または
不存在下、架橋剤で架橋し乾燥させるのである。以下、
吸水性ポリマの製法について詳述する。

本発明に用いられる吸水性ポリマ製造の際、分散剤とし
て使われるアクリル共重合体は、（ａｌアクリル酸アル
キルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルで、
アルキル基の炭素数が８以上の単量体４０〜９５重量％ （ｂ）カルボキシル基もしくは、アミノ基もしくは第４
級アンモニウム基もしくはヒドロキシル基を含有するア
クリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、またζよアクリ
ルアミド誘導体、メタクリルアミド誘導体の中から選ば
れた１種または２種以上の単量体５〜４０重量％ （Ｃｌ上記（ａｌ、（ｂ）と共重合し得る不飽和単量体
０〜４０重量％ を構成成分とする共重合体である。

（ａｌ成分のアクリル酸またはメタクリル酸アルキルエ
ステルとしては、アルキル基の炭素数が８以上であれば
よく、市販され容易に入手できる単量体として、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、ア
クリル酸トリデシル、メタクリル酸トリデシル、アクリ
ル酸ラウリル・トリデシル混合エステル、アクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸ステアリルなどがある。

（ａ）戒分を選択する場合、ガラス転移点が出来るだけ
高いほど、水系懸濁重合で分散剤を合成する際、ビーズ
のブロッキングがおこりにくくて都合がよい。各単量体
のガラス転移点を第１図に示す。

例えば、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸ラウリル・トリデシル混合エステ
ル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリル、メ
タクリル酸ステアリル等である。

（ｂｌ成分のカルボキシル基、もしくはアミノ基、もし
くは第４級アンモニウム基、もしくはヒドロキシル基を
含有するアクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、また
はアクリルアミド誘導体、メタクリアミド誘導体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アクリル
酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノ
エチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル
酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸トリメチルアミノ
エチルクロライド、メタクリル酸トリメチルアミノエチ
ルクロライド、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロ
キシプロビル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、
アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジメチルア
ミノプロビルアクリルアミド、ジメチルアミノブロピル
メタクリルアミド、トリメチルアミノプロビルアクリル
アミドクロライド、トリメチルアミノブロビルメタクリ
ルアミドクロライド等である。

（Ｃｌ成分の単量体としては、ガラス転移点が高く、脂
肪族系炭化水素溶媒に親和性のあるメタクリル酸アルキ
ルエステルでアルキル基の炭素数が４以下のものや酢酸
ビニルがあげられる。たとえばメタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロビル、メタク
リル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、酢酸ビニ
ルなどがある。好ましくは、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸イソブチルが適当である
。

（ａｌ　，　（ｂ）、（Ｃ）成分の構成比は、脂肪族系
炭化水素溶媒への分散溶解性、重合のコロイド分散性、
吸水性ポリマの物性、例えば、吸水能、吸水時の粒子独
立性、粒子の強度、粒径等に大きな影響を与えろ。

通常、（ａ）成分４０〜９５重量％、（ｂｌ成分５〜４
０重量％、（ｃ）成分θ〜４０重量％がよく、より好ま
しくは、（ａ）成分４５〜７０重量％、（ｂｌ成分５〜
２５重量％、（Ｃ）成分２０〜４０重量％が適当である
。（ａｌ成分が４０重量％未祠の場合、溶媒への分散溶
解性が低下し、９５重量％を越えろ場合、相対的に（ｂ
ｌ成分が５重量％未満でコロイド分散性が悪くなり、と
もに逆相懸濁重合の継続が困難となる。４０〜９５重量
％の範囲では多いほど、溶媒への分散溶解性がよくなり
、吸水性ポリマの吸水時の粒子独立性、粒子の強度もよ
くなる傾向がある。（ｂ）成分が５重量％未満の場合、
前述の通りコロイド分散性が悪くなり、４０重量％を越
える場合、溶媒への分散溶解性が低下し、ともに逆相＠
濁重合の継続が困難となる。

５〜４０重量％の範囲では、多いほど重合のコロイド分
散性がよくなり、吸水性ポリマの吸水速度はアップする
が、吸水時の粒子独立性や粒子強度が低下し、粒径も細
かくなる傾向がある。ｔｃ＋成分が４０重量％を越えろ
場合、相対的に（ａｌ成分の比率が低下し溶媒への分散
性が悪くなる。０〜４０重量％の範囲では多いほど吸水
性ポリマの粒子強度がアップする。

分散剤として用いろアクリル共重合体は、水系懸濁重合
法により合成される。溶液重合では溶剤が残留したり、
低分子量の重合物で分散剤としての機能が劣ってしまう
場合がある。水系懸濁重合法の例を上げると、イオン交
換水中に部分ケン化ポリビニルアルコールを加温溶解さ
せ、窒素置換後、（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃｌ成分の単量体
にアゾ系またはパーオキサイド系の重合開始剤を溶かし
た溶液を滴下分散し、加温保持して重合を終了させる。

冷却後、固形物を濾過水洗したのち、減圧乾燥しビーズ
状のアクリル共重合体、即ち分散剤を得る。

上記方法で得られる分散剤は、逆相懸濁重合の脂肪族炭
化水素溶媒に分散溶解される。分散剤の量は、アクリル
酸とそのアルカリ金属塩単量体に対し、０．１〜１０重
量％、好ましくは０．５〜５重量％の範囲で用いられる
。分散剤の量が０．１重量％未満では重合のコロイド分
散性が不安定となり、１０重量％を越える場合、粒径が
細かくなりすぎ、経済的にもデメリットとなる。

アクリル酸とそのアルカリ金属塩水溶液は、アクリル酸
単量体を水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶
液で部分中和することにより調整されろ。中和度は吸水
能、安全性を考慮して６０〜８５％が好ましい。また水
溶液中の単量体濃度は３５〜７５重量％、好ましくは４
０〜７０重量％がよい。

また、吸水性ポリマを製造する範囲内で、アクリル酸と
そのアクリル酸アルカリ金属塩単量体と共重合し得る不
飽和単量体を共重合させてもよい。

アクリル酸とそのアルカリ金属水溶液を逆相懸濁重合さ
せる際、重合開始剤としては、架橋剤単量体を用いない
自己架橋型であるため、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウムの如き水溶性過硫酸塩や、過酸化水素が好ましい
。重合開始剤の使用量は単量体に対し０．１〜２．０重
量％、好ましくは０．２〜１．０重量％がよい。

逆相懸濁重合の脂肪族炭化水素溶媒としては、ｎ−ペン
タン、ｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン、ｎ−オクタン等の
脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、デカリン等の脂環式炭化水素などがあげられるが、
好ましくはｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン、シクロヘキサ
ンが適当である。

吸水性ポリマを製造する際、特に重要なもう一つの要件
として、逆相懸濁重合終了後、無機物質存在または不存
在下架橋剤で架橋反応させることである。

架橋剤は、カルボキシル基（又はカルボキシレート基）
と反応しうる官能基を２個以上有する化合物であればよ
い。かかる架橋剤としては、例えばエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等
のポリグリシジルエーテル：エピクロルヒドリン、ａ−
メチルクロルヒドリン等の八ロエポキシ化合物；グルタ
ールアルデヒド、グリオキザール等のポリアルデヒド類
などがあげられるが、好ましくはエチレングリコールグ
リシジルエーテルが適当である。

架橋剤の添加量は架橋剤の種類及び分散剤の種類によっ
ても異なるが、通常アクリル酸とそのアルカリ金属塩単
量体に対して０．０５〜２重量％が適切な範囲である。

前記架橋剤使用量が０．０５重量％未満では吸水時の粒
子独立性、粒子の強度が悪く、２重量％より多くすると
架橋密度が高くなりすぎ、吸水能の著しい低下をきたす
。

架橋反応させる際、無機物質を加えると、いっそう吸水
時の粒子独立性が増す。無機物質としてはホワイトカー
ボン、タルク、ハイドロタルサイト、微粉シリカなどが
ある。また、この時、界面活性剤を添加してもよく、従
来公知のノニオン系界面活性剤などが用いられろ。

架橋反応の方法は、従来から知られている共沸脱水や減
圧加熱乾燥時に架橋剤を加えればよく、共沸脱水時の添
加が容易である。

本発明で用いられる吸水性ポリマは市販のポリマと異な
り吸水すると粒子独立性を示すが、その理由として、分
散剤であるアクリル共重合体の！ａｌ成分が多いほど、
また架橋剤が多いほど効果的なごとから、吸水したポリ
マのすべりが関係していろと推定される。分散剤の（ａ
ｌ成分は吸水したポリマの撥水性を上げ、架橋剤はポリ
マの架橋度を高めることで吸水速度のアップとともに表
面のべたつきを減少させる。これらの効果により、吸水
したビーズ状のポリマはバインダとしての水が少ないた
め、お互いすべりあい、空隙が発生し、粒子独立性と流
動性を発現している。

本発明は、前記吸水性ポリマに必要量の水を吸水させ、
独立した微粒状を保つ状態で凍結させて使用してもよい
ことは勿論である。吸水できろ水の量はポリマの吸水能
（イオン交換水で吸水性ポリマ重量に対し１００〜２０
０倍）まで可能である。また、前記吸水性ポリマに必要
量の水を吸水させるだけでもよいが、独立した微粒状を
保つ上で吸水できる水の量はポリマの吸水能の半量以下
が望ましい。

吸水状態のポリマの粒径は吸水性ポリマの粒径と吸水さ
せろ水の量によｌ）、０．０３〜３．０一の範囲で自由
に変えられ、セメント混合時の作業条件に合わせて選ぶ
ことができる。

上記した吸水状態の吸水性ポリマを用いて、前述のよう
に、セメント、骨材、硬化促進剤や急結剤等の早強剤等
と共に粉体混合し、該混合の完了したコンクリート混合
物を打設現場にまで運搬して、散布する。コンクリート
の混合、運搬及び散布に際しては、吸水ポリマに包接さ
れた状態の水はその包接状態が維持されることからコン
クリート混合物は依然として乾燥状態を維持し、コンク
リート混合物中のセメントの永和は開始されることは無
い。従って早強剤もセメントに対して作用することは無
く、コンクリート混合物は乾燥した粉体状態を維持する
。なお、コンクリート混合物は、その混合時に実質的に
乾燥状態で混合されるので、早強剤、吸水ポリマ等はセ
メントに対して均一な状態で混合される。

こうして、コンクリート混合物を打設現場で散布し、そ
の状態で振動ローラ等により転圧締め固め作業を開始す
る。すると、該転圧作業により散布されたコンクリート
混合物中の吸水性ポリマに包接された水が圧力により外
部に放出され、周囲のセメントと水和反応を生じ゛る。

吸水性ポリマは既に述べたように、セメントに対して実
質的に乾燥状態で均一に混合されているので、転圧作業
に際してポリマ内部から放出されろ水はセメント全体に
均一に供給される。従って、吸水性ポリマに含まれろ水
の量がセメントの永和に最低限必要な理論水和量に近い
値であっても、水はセメントに対して過不足無く供給さ
れ、永和反応は円滑に進行することが出来る。また、ポ
リマ内の水がセメントに対して供給され、セメントの永
和反応が開始されると、セメント内に均一に粉体混合さ
れた状態の早強剤が水和を開始したセメントに対して作
用し、結果的に、コンクリートは転圧作業を開始した後
、早急に凝固し、早期に強度を発現する。

｛ｇ｝．発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、吸水状態でな
お粒子独立性を保つ吸水性ポリマを吸水させた状態でセ
メント、硬化促進剤や急結剤等の早強剤及び骨材と粉体
混合し、該粉体混合されたコンクリート混合物を打設場
所に散布し、該散布されたコンクリート混合物を転圧締
め固めし、転圧に際して作用する圧カによりセメント内
の吸水性ポリマに、該吸水性ポリマに吸水された状態の
水を外部に排出させ、該排出された水とセメントを水和
させるようにして構成したので、転圧作業を行うまでは
、コンクリート混合物は粉体状態を維持し、コンクリー
ト混合物内に混入された早強剤とセメントが反応するこ
とが無く、転圧作業を行った時点で吸水性ポリマから供
給される水により永和が開始され、早強剤により早期強
度が発現されることから、早強剤を用いた転圧コンクリ
ートの打設を適正な状態で行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各単量体のガラス転移点を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸水状態でなお粒子独立性を保つ吸水性ポリマを吸水さ
   せた状態でセメント、早強剤及び骨材と粉体混合し、 該粉体混合されたコンクリート混合物を打設場所に散布
   し、 該散布されたコンクリート混合物を転圧締め固めし、 転圧に際して作用する圧力によりセメント内の吸水性ポ
   リマに、該吸水性ポリマに吸水された状態の水を外部に
   排出させ、 該排出された水とセメントを水和させるようにして構成
   した転圧コンクリートの打設方法。