JPH0565324B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】 本発明はセメント等の水
硬性物質粉体による混練物の調整法に係り、ポル
トランドセメントその他の水硬性物質粉体を用い
てモルタルないし生コンクリートを混練調整する
に当つて、そのブリージング水を縮減し、しかも
強度的に優れた製品成形体を得ることのできる改
良された方法を提供しようとするものである。

【0002】

【従来の技術】 ポルトランドセメントに代表さ
れる各種セメントその他の水硬性物質粉体は今日
における土木、建築その他の技術分野において不
可欠の資材であり、プレキヤスト製品たると吹付
施工や注入工法の如きをも含む現場打ちその他の
現場施工たるとを問わず一般的且つ広く採用され
ている。

【0003】 ところでこの水硬性物質粉体を用いて
実際の施工をなすに当つてはペースト又はモルタ
ル或いは生コンクリートとして調整することが必
要であるが、斯様なモルタル等の調整は、前記水
硬性物質粉体に目的の流動成形性を得るに必要な
水を先ず添加して混練調整するものであり、成程
一部の水を補充添加することがあるとしても目的
の配合水量（以下代表的にセメントを対称とし、
Ｗ／Ｃという）の少なくとも90％以上に相当した
大部分を添加し、その混練の最終過程で残部を補
充添加して流動性の程度を調整する程度である。

【0004】 ところがこのような従来法によるもの
では該混練物を用いて目的の成形をなした場合に
おいてブリージング水の発生が相当に大であり、
又得られた成形体における強度が必ずしも満足し
たものでなく、そのばらつきも大きいほどの不
利、欠点があることは現場的によく知られたとこ
ろであり、従来はこのようなことはこの種セメン
ト等による製品においては不可避的現象とされ、
それなりのブリージング時間を採つて表面仕上げ
し、或いはそれに相当した充分な安全率を見込ん
で、配合を決定し又設計施工すべきものとされて
いる。

【0005】 本発明者等は上記したような水硬性物
質粉体を用いて各種混練物の調整ないしそれによ
る製品を得ることについて多年に亘つて仔細な研
究と実地的な検討を重ね、それらの改善に関して
相当の提案を重ねて来たが、上述したような従来
一般技術によるものの不利、欠点を解決するため
の基本的手法の１つとして骨材を添加しない上記
水硬性物質粉体による混練物調整に当り、前記水
硬性物質粉体に対しフアニキユラーないしキヤピ
ラリー域を形成するように調整された量の１次水
を添加して該粉体による団塊を減少させる如くミ
キサーによる混練トルクのピーク点近傍を示す水
セメント比20〜30％で第１次混練し、この第１次
混練後に目的の水セメント比を形成するに必要な
残部の２次水を添加して流動性ペーストを形成す
るように第２次混練することを提案した〔昭和56
年特許願第153974号（特開昭58−56815号）〕。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】 前記した本発
明者等の先願技術はブリージング水を減少し、該
混練物を用い成形硬化せしめて得られる製品の圧
縮強度などの特性を相当に向上し得る有利な技術
であるが、斯かる先願技術に関して多くの実地的
検討を重ねた結果によると、発生するブリージン
グ水や強度において若干の変動が認められ、又こ
のブリージング水を一層低減せしめ得、更に製品
強度に関しても高め得る余地があるものと推定さ
れた。

【0007】

【課題を解決するための手段】 本発明は上記先
願発明について更に実地的な検討を重ね、上記第
１次混練より仕上げ混練に移る間において上記１
次水のみの添加された条件下で砂又は砂利の何れ
か一方又は双方の骨材をも混入させた混練過程を
経しめることを提案するものであつて、以下の如
くである。

【0008】 セメント等の水硬性物質粉体に水を添
加して混練物を得るに当り、前記水硬性物質粉体
に対しフアニキュラーないしキヤピラリー域およ
びキヤピラリー状スラリー域を形成するように調
整された量の１次水を添加して該粉体による団塊
を減少させる如く第１次混練し、この第１次混練
後に目的の水セメント比を形成するに必要な残部
の２次水を添加して仕上げ混練せしめ、前記した
第１次混練後で仕上げ混練前に上記１次水のみの
添加された条件下で砂又は砂利の何れか一方又は
双方の骨材をも混入させた混練過程を経しめるこ
とを特徴とするセメント等の水硬性物質粉体によ
る混練物調整方法。

【0009】 上記したような本発明について更に説
明すると、本発明者等は上記したようなセメント
などによる混練物調整の基礎であるペーストに関
してその調整手法を種々に変化させて検討した結
果、その混練を２度以上に亘つて行い、しかもそ
の第１次混練時において添加する水量を大幅に縮
限することがブリージング水の発生を有効に縮減
する所以であることを発見した。

【0010】 蓋しこの間の事情は原発明において明
らかにした通りであつて、１次水量10〜40％で第
１次混練してから２次水を40〜10％添加して第２
次混練したものはブリージング水率が従来法のも
のより同じ水セメント比（Ｗ／Ｃ）で何れも低
く、特に１次水20〜30％で２次水30〜20％とし第
１、２次混練したものは従来法によるブリージン
グ率の少なくとも３分の１程度に縮減し得る。然
してこのようにブリージング率を大幅に縮減し製
品強度を高め得る所以については一般的にセメン
トのような水硬性物質粉体に対して水を添加し混
練した場合において肉眼的に確認し得ないとして
も仔細には微細なセメント粉粒子の凝集した団塊
の発生を避けられないものと推定され、しかも１
度に所要水量を添加して混練される従来一般法に
よる場合には適切な流動状態を形成するに足る水
量の故に仮りに長時間に亘る混練を加えたとして
も一旦形成されたセメント粉粒子の凝集団塊はそ
れが分散せしめられる可能性が頗る少ないことと
なり、成程水分が相当量存在したとしても或る程
度の団塊分散後においてはそれ以上に分散される
程度が極めて乏しく単に流動が繰返されるような
ことなるものと推定される。

【0011】 これに対し水量の制限されたフアニキ
ユラーないしキヤピラリー域およびこのキヤピラ
リー域に近い（即ちキヤピラリー状）スラリー域
において第１次混練する場合にあつてはそのキヤ
ピラリー域を中心としたフアニキユラーないしキ
ヤピラリー状スラリー域で粒子相互間にそれなり
の水が連続状に進入した状態であるとしても空気
も又相当に存在し、空気が連続的に存在するフア
ニキユラーF₁の状態から、少なくとも粉粒子が
その粒子間に介在する連続した水相によつて流動
性を示すスラリー状態には達していない状態であ
り、このような状態で加えられる第１次混練では
混練対称物が流動性を実質的に有しないことから
成程加水による粉粒凝集条件は同じであるとして
もその混練操作時のトルクが相当に高く、それに
よつて凝集団塊相互間で相当のすり潰し効果が得
られるものと認められる。

【0012】 なお、この第１次混練時におけるトル
クピークの顕われる状態は、その混練物について
顕在的に観察検討した結果、粒子が液体で被覆さ
れて相互に接触しない不連続状態で空気も存在せ
ず、前記液体は粒子表面の活性によつて安定な液
膜を形成したキヤピラリー状態であることが確認
され、液膜が安定な粒子表面への吸着状態でそれ
以上の液体（このそれ以上の液体が粒子間に介入
することによつてスラリー状態となる）が存在せ
ず、しかも空気（この空気が粒子間に介入するこ
とによつてフアニキユラー状態となる）も存在し
ないことからトルク増大のピークとなる。斯うし
たセメントペーストのＷ／Ｃとの間で得られるト
ルクピークは水硬性物質粉末の種類などの如何に
よつてそれなりに変動するが、各種ポルトランド
セメント、高炉セメント、早強セメント、分散剤
添加ポルトランドセメント、超早強セメント、石
膏、アルミナセメントなどについて検討した結果
はＷ／Ｃが20〜30％の範囲内にあり、同じ施工に
用いられるものとしては一般的に同一種類のもの
であるからその若干量を採つて１度試験し攪拌モ
ータのトルクと添加水量を記録することによつて
容易且つ的確に添加水量として求め得てこの添加
水量付近（上記のようなキヤピラリー状態のトル
クピークは点であるからその前後のキヤピラリー
に近いフアニキユラー又はスラリー状態）で第１
次混練することにより的確な凝集団塊間のすり潰
し効果が得られる。

【0013】

【作用】 水硬性物質粉体に対しフアニキユラー
ないしキヤピラリー域およびキヤピラリー状スラ
リー域を形成するように調整された量の１次水を
添加して該粉体による団塊を減少させる如く第１
次混練することにより、団塊の少ない水硬性物質
と水との混練物が得られる。

【0014】 上記第１次混練物に砂あるいは砂と粗
骨材である骨材を添加して混練することにより添
加された骨材が１次水のみの添加された比較的少
ない水分の存在下でボールミルにおけるボールの
如く機能して前記した水硬性物質粉体による団塊
の有効なすり潰しを図り、該団塊についての一層
の減少を得しめ、ブリージング率などの更に低下
せしめられた混練物を得しめる。

【0015】 即ち、本発明では前記すり潰し作用を
更に増大すべく、モルタル又は生コンクリートと
して不可欠な砂又は砂利のような骨材を利用する
もので、このような骨材は一般的に他の配合物よ
り質量が大で、このものが添加水量の少ない条件
下で混練されることにより衝撃的効果を凝集団塊
に与え、該凝集団塊の減少に寄与する。

【0016】 なおこのような本発明の実施における
仕上げ混練とは本発明方法による場合の仕上げ混
練を意味するもので、この本発明により調整され
た混練物に更に他の添加材などを加えて最終混練
物とするような場合において、該添加材の添加さ
れた後に更に混練の行われることのあることは当
然である。

【0017】 混練は一般的なミキサーによりバツチ
方式で実施してよいことは勿論であるが、又この
ような本発明が多段過程となるものであるからし
て能率的に混練するには連続的ミキサーを採用す
ることが好ましい。即ち適当な長さを有するミキ
サーの一側において前記したような第１次混練を
なし、これをスクリユ機構の如きで移送せしめつ
つ中間部で中間混練せしめ、然る後に他側部で仕
上混練するような方式を採用するならば連続的に
混練物を得ることができ、近時における流れ作業
方式に従つた各種コンクリート製品などを得るに
適した混練をなすことができる。勿論複数基のミ
キサーを用い、第１ミキサーで第１次混練、第２
ミキサーで中間混練、第３ミキサーで仕上げ混練
を夫々に連続的に行わせるようにしてよい。

【0018】

【実施例】 この本発明によるものについて、前
記した先願発明によるものと適宜に比較しながら
具体的な実施例の仔細を説明すると以下の如くで
ある。

【0019】 実施例１ 普通ポルトランドセメントと、大井川
産Ｂ砂（５mm以下、FM：3.09でJIS A1109によ
る比重は2630Kg／、吸水率は1.43％）を用い、
砂セメント比（Ｓ／Ｃ）を１〜５の範囲で変化さ
せ、１次水（W₁）をセメント量に対し24％の一
定としてミキサートルクのピーク点より0.1〜
0.2A低いトルク値で第１次混練し、次いで２次
水（W₂）を加え第２次混練するに当り次の(a)、
(b)、(c)の３つの方法を採用した（Ｃはセメント、
Ｗは水で、W₁は１次水、W₂は２次水、Ｓは砂）。 (a) Ｃ＋W₁→W₂→Ｓ→ (b) Ｃ＋W₁→Ｓ→W₂→ (c) Ｃ＋W₁→Ｓ＋W₂→ 即ち→は何れも混練を示し、60秒の混練時間によ
るものであるが、全体としての混練時間を同一と
するため(c)のＳ＋W₂添加後の混練時間は120秒と
した。

【0020】 上記したようにＳ／Ｃを１〜５とした
具体的配合は次の表１に示す通りである。 なお、２次水についてはＷ／ＣからW₁／Ｃの水
量と砂の付着水量を夫々測定した水量とを差引い
た量とした。

【0021】

【表１】 ■■■ 亀の甲 ［0003］ ■■■

【0022】 つまり、上記した(b)が本発明に従つた
もので、(a)と(c)とは原発明に従つた比較例である
が、上記のようなＳ／Ｃと(a)〜(c)との組合わせで
混練調整し得られた各モルタルの性状、ブリージ
ング率およびそれらのモルタルによつて得られた
成形体の平均圧縮強度は次の表２に示す通りであ
る。

【0023】

【表２】 ■■■ 亀の甲 ［0004］ ■■■

【0024】 即ち単位容積重量については別に図１
に要約して示す通りであるが、円筒貫入について
は図２に要約して示すように本発明(b)のものは
Ｓ／Ｃが１〜３のものにおいてα₁₀が2.0以上であ
り、更にブリージング率においては第３図に従来
一般の同じ配合組成を同時に添加混練したもの(d)
と共に示す通りであつて本発明による(b)のものが
何れにしても著しいブリージング減少を図つてい
ることが確認され、強度的にも好ましいものであ
つた。

【0025】 なお上記した図２における円筒貫入は
本発明者等の提案した昭和55年特許願第184124号
（特開昭57−108637）の手法によるものであつて、
混練物を周側の拘束条件を等しくした条件下で円
筒状物を貫入させ、該円筒状物の全重量をその貫
入容積によつて除算した値と前記混練物の見掛比
重との差をα値とし、又α₁₀は上記貫入深さが10
cmのときに換算した上記α値である。

【0026】 実施例２ 実施例１におけると同じ砂とセメント
を用い、実施例１の(b)方法に従い、ミキサートル
クのピーク点より0.1A低いトルク値で混練をな
し、Ｓ／Ｃとしては中間の3.0の一定として次の
表３のような配合とし、しかも用いられた砂の表
面水率を変化させた。

【0027】

【表３】 ■■■ 亀の甲 ［0005］ ■■■

【0028】 即ち砂（Ｓ）における表面水率として
は０（表乾）から14％の範囲に亘つて２％毎に変
化させたものであり、具体的な表面水率の調整は
衝撃力を利用して一旦表面水率を一定状態とした
ものに不足水を更に散布添加混合して夫々の表面
水率のものとした。(b)方法で混練し得られた各モ
ルタルの性状及びそれによる成形体の平均圧縮強
度は次の表４に示す通りである。

【0029】

【表４】 ■■■ 亀の甲 ［0006］ ■■■

【0030】 即ち何れの場合においても好ましい結
果が得られるが、特に表面水率６％程度としたも
のを用いることが強度的には有利であり、ブリー
ジング率については表面水率２〜10％の砂を用い
ることがより好ましい低減を得しめているもの
で、これらの結果は別に図４において要約して示
す通りである。 実施例３ 次の表５に示すような配合の生コンク
リートを調整した。Ｇは粗骨材でFM6.43の砕石
であり、又Ｓ／ａは砂対粗骨材比であり、レジン
酸ナトリウム塩の空気連行剤をセメント量の0.02
％添加した。

【0031】

【表５】 ■■■ 亀の甲 ［0007］ ■■■

【0032】 混練方法としては次の（b₁）および
（b₂）の２つのとした。即ち（b₁）が本発明によ
るもので、（b₂）は比較例である。 （b₁）Ｃ＋W₁→Ｓ＋Ｇ→W₂＋Ad→ （b₂）Ｃ＋W₁＋Ｓ＋Ｇ→W₂＋Ad→

【0033】 →が混練であることは上記と同様でそ
の時間は夫々90秒であるが、比較例である（b₂）
におけるＣ＋W₁＋Ｓ＋Ｇ後の混練時間は120秒と
した。得られた生コンクリートについての性状お
よびそれら生コンクリートによる成形体の圧縮強
度は次の表６に示す通りである。

【0034】

【表６】 ■■■ 亀の甲 ［0008］ ■■■

【0035】 （b₁）によるものは（b₂）よりも2H以後ではブ
リージング率が更に低下し、ブリージングが殆ど
なく、又強度的にもより優れた製品を得ることが
でき、有効なコンクリートたることが確認され
た。なお前記表５と同じ配合のものを従来で混練
したものは３時間後のブリージング率が2.2％で
あり、又７日後の圧縮強度は220Kg／cm²、28日後
の圧縮強度は354Kg／cm²であつた。

【0036】

【発明の効果】 以上説明したような本発明によ
るときはセメント等の水硬性物質粉末を用いたモ
ルタル又は生コンクリートを混練調整するに当つ
てそのブリージング率を充分に低減して成形仕上
げなどを短時間内に完了することができ、又強度
的にも優れた製品を能率的に製造し得るものであ
つて工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び先願発明によるもののＳ／Ｃ
と単位容積重量との関係を示した図表である。

【図２】円筒貫入量とＳ／Ｃとの関係を示した図
表である。

【図３】本発明及び比較例によるものについての
ブリージング率とＳ／Ｃの関係を示した図表であ
る。

【図４】本発明によるものにおいてＳ／Ｃを3.0、
Ｗ／C68％、第１次混練時の水セメント比を24％
なる条件のもので、砂の表面水率を種々に変化さ
せた場合のモルタル性状を要約して示した図表で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント等の水硬性物質粉体に水
   を添加して混練物を得るに当り、前記水硬性物質
   粉体に対しフアニキユラーないしキヤピラリー域
   およびキヤピラリー状スラリー域を形成するよう
   に調整された量の１次水を添加して該粉体による
   団塊を減少させる如く第１次混練し、この第１次
   混練五に目的の水セメント比を形成するに必要な
   残部の２次水を添加して仕上げ混練せしめ、前記
   した第１次混練後で仕上げ混練前に上記１次水の
   みの添加された条件下で砂又は砂利の何れか一方
   又は双方の骨材をも混入させた混練過程を経しめ
   ることを特徴とするセメント等の水硬性物質粉体
   による混練物調整方法。
2. 【請求項２】 水硬性物質粉体に１次水を添加し
   第１次混練されたペーストに砂のような細骨材を
   添加して中間混練してから２次水を加えた仕上げ
   混練をなす特許請求の範囲第１項に記載のセメン
   ト等の水硬性物質粉体による混練物調整方法。
3. 【請求項３】 第１次混練して得られたペースト
   に砂のような細骨材と共に砂利のような粗骨材を
   も添加して中間混練する特許請求の範囲第２項に
   記載のセメント等の水硬性物質粉体による混練物
   調整方法。