JPH06144901A - 自己充填用コンクリートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 骨材が分離しにくい自己充填用コンクリート
を提供する。 【構成】 骨材本体表面に水溶性高分子の水溶液が付着
した骨材を準備する。水溶性高分子の水溶液濃度は、0.
01〜2.0重量％である。また、水溶性高分子の水溶液の
付着量は、骨材本体100重量部に対して、2〜15重量部で
ある。この骨材に、セメントを添加混合した後、例えば
練り水を添加混合する等の従来公知の方法で、自己充填
用コンクリートを得る。また、セメントと共にセメント
混和材を添加混合した後、練り水を添加混合して、自己
充填用コンクリートを得る。このような自己充填用コン
クリートのスランプフロー値は40cm以上である。なお、
スランプフロー値は、JIS-A 1101に規定された方法で測
定されるものである。 【効果】 この自己充填用コンクリートは、骨材が分離
しにくいため、骨材同士の接触やからみによる充填性の
低下及びコンクリート組成の不均一化を防止しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート硬化体を
得る際に、振動による締め固めを不要とした自己充填用
コンクリートの製造方法に関するものである。更に詳し
くは、建設材料及び二次製品材料等のコンクリート硬化
体を得る際に使用する、コンクリートの粘性及び流動性
を高め、骨材，セメント及び水の分離抵抗性を高めて、
バイブレーター等の振動による締め固めを不要にした自
己充填用コンクリートの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンクリートの施工法として
は、鉄筋を配筋した型枠内へコンクリートを投入して、
バイブレーター振動によって締め固めを行なうのが一般
的である。しかし、近年、コンクリート施工時のバイブ
レーターによる騒音公害が深刻な問題となっている。ま
た、二次製品材料の分野においては、建材ボード等の薄
層化や配筋の高密度化が進んでおり、バイブレーター振
動による締め固めが困難になってきている。

【０００３】このため、コンクリートの流動性を向上さ
せて、自己充填性を持たせ、バイブレーターによる振動
を用いなくても、締め固めができるようにすることが試
みられている。しかしながら、コンクリートの流動性を
高めると、配筋間及び配筋／型枠間で骨材による閉塞が
起こり、その結果、充填性の低下やコンクリート組成の
不均一化を引き起こし、コンクリート硬化体の強度低下
を招くということがあった。このようなコンクリートの
流動性を高めることによる欠点の原因は、以下のとおり
であると考えられる。即ち、コンクリートは比重差の異
なる物質の混合体（各物質の比重例：砂利や砂等の骨材
＝2.6，セメント＝3.2，水＝1.0）であるため、流動性
を高めると、この比重差によって各物質が分離するこ
と、そして骨材表面からセメントペースト層が分離して
骨材同士が直接接触し、からみが生じて配筋間等で骨材
による閉塞が起こるからであると考えられるのである。

【０００４】また、近年、バイブレーターによる締め固
めの不要なコンクリートとして、ハイパフォーマンスコ
ンクリートなる名称のものが報告されている（土木学会
誌、1989年10月号）。このハイパフォーマンスコンクリ
ートは、コンクリート中に高炉スラグやフライアッシュ
等の混和材と増粘剤とを添加したものである。しかし、
このハイパフォーマンスコンクリートも、骨材表面に形
成されたセメントペースト層が分離しやすく、前記した
のと同様に、配筋間等で骨材による閉塞が起こりやすい
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、骨
材表面の状態を変化させて、骨材表面に形成されたセメ
ントペースト層が分離しにくくなるようにして、骨材同
士の直接接触やからみを回避し、配筋間等で骨材による
閉塞の起こりにくい自己充填性コンクリートを提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、骨材本
体表面に、水溶性高分子を0.01〜2.0重量％含有する水
溶液を、骨材本体100重量部に対して2〜15重量部付着さ
せた骨材に、セメントを添加することを特徴とするスラ
ンプフロー値（JIS-A 1101）が40cm以上の自己充填用コ
ンクリートの製造方法に関するものである。

【０００７】本発明において使用する骨材は、骨材本体
表面に水溶性高分子の水溶液を付着させたものである。
ここで、骨材本体とは、従来使用されている砂や砂利等
の細骨材或いは粗骨材の意味であるが、この細骨材等に
表面水が含有されている場合には、この表面水を除いた
ものを意味している。

【０００８】本発明において使用する水溶性高分子とし
ては、従来公知のものが任意に用いられる。具体的に
は、アクリル酸系，アルキレンオキサイド系，アミド
系，セルロース系，デンプン系，ポリオール系等の水溶
性高分子を使用することができる。例えば、ポリアクリ
ル酸，ポリアクリルアミド，メチルセルロース，ハイド
ロキシエチルセルロース，ポリエチレングリコール，ポ
リビニルアルコール，βグルカン，ケルザン，デンプン
誘導体等を使用することができる。

【０００９】この水溶性高分子は、水溶液の形態で骨材
本体表面に付着している。骨材本体に付着している水溶
性高分子の水溶液濃度は、0.01〜2.0重量％であること
が必要である。水溶性高分子の水溶液濃度が0.01重量％
未満であると、骨材表面に存在する水溶性高分子の量が
少なすぎて、骨材にセメントを添加しても、骨材表面に
形成されたセメントペースト層中のセメント粒子が、骨
材本体表面と十分に接着せず、セメントペースト層が剥
離しやすくなるので、好ましくない。逆に、水溶性高分
子の水溶液濃度が2.0重量％を超えると、骨材表面に過
剰の水溶性高分子が存在することになり、セメントペー
スト層の外へ水溶性高分子が溶出して、コンクリートの
流動性を低下させるので、好ましくない。

【００１０】骨材本体表面に付着している水溶性高分子
の水溶液の量は、骨材本体100重量部に対して、2〜15重
量部である。水溶性高分子の水溶液の量が2重量部未満
であると、骨材表面に存在する水の量が少なすぎて、骨
材にセメントを添加しても、骨材表面に十分な層厚を持
つセメントペースト層が形成されないため、好ましくな
い。逆に、水溶性高分子の水溶液の量が15重量部を超え
ると、骨材表面に存在する水の量が多すぎて、骨材表面
に形成されるセメントペースト層が軟化しすぎて分散し
てしまい、骨材表面からセメントペースト層が剥離しや
すくなるので、好ましくない。

【００１１】骨材本体表面に、一定濃度の水溶性高分子
の水溶液を、一定の量的割合で付着させて骨材を得るに
は、任意の方法を採用すればよい。特に、骨材本体表面
に表面水が付着しているものに、水溶性高分子の粉末を
添加し、次いで混合することによって、表面水に水溶性
高分子を溶解させ、結果的に、骨材本体表面に一定濃度
の水溶性高分子を、一定の量的割合で付着させる方法が
好ましい。この理由は、一般的に骨材本体として使用さ
れる天然産の砂や砂利には、一定量の表面水が付着して
いるからである。また、骨材本体若しくは表面水が付着
している骨材本体に、水溶性高分子の水溶液を混合又は
噴霧して、骨材本体表面に一定濃度の水溶性高分子の水
溶液を、一定の量的割合で付着させることもできる。

【００１２】以上のようにして、骨材本体表面に一定濃
度及び一定量の水溶性高分子の水溶液が付着した骨材を
得た後、この骨材にセメントを添加及び混合する。そし
て、骨材表面にセメントペースト層を形成させ、その後
セメント混和材及び練り水を添加及び混合して、自己充
填用コンクリートを得るのである。また、骨材にセメン
トを添加すると同時にセメント混和材を添加し、そして
混合してもよい。この後、練り水を添加及び混合し、自
己充填用コンクリートを得るのである。更に、骨材にセ
メントを添加すると同時にセメント混和材及び練り水の
両者を添加し、そして混合して、自己充填用コンクリー
トを得ることもできる。なお、ここで言うセメント混和
材は、コンクリート中に添加される物質であって、骨
材，セメント及び水以外の物質を意味する。具体的に
は、空気連行剤，無水石膏系強度増進剤，活性シリカ粉
末，防水材，減水剤，高性能減水剤，乾燥収縮低減剤，
流動化剤，防水剤，膨張剤（材），グラスファイバー，
スチールファイバー，石粉，フライアッシュ，高炉スラ
グ等が挙げられる。

【００１３】以上のようにして得られた自己充填用コン
クリートは、JIS-A 1101に規定するスランプ試験におい
て、スランプフロー値が40cm以上である。スランプフロ
ー値が40cm未満のものは、自己充填性が十分でなく、本
発明において用いることができない。そして、この自己
充填用コンクリートは、型枠内等に投入されると、バイ
ブレーターによる振動を与えなくとも、型枠内に自己充
填してゆくのである。その後、従来公知の方法で養生さ
せて、コンクリートを硬化させ、コンクリート硬化体を
得るのである。養生方法としては、一般的な方法でもよ
く、また水蒸気養生法やオートクレープ養生法を採用し
てもよい。

【００１４】

【実施例】

実施例１〜４及び比較例１，２ まず、表面水が付着している細骨材［紀ノ川産砂（比重
2.57、ＦＭ2.91）］及び表面水が付着している粗骨材
［宝塚産砕石（比重2.61、ＦＭ6.34）］を準備した。表
面水の量的割合は、いずれも骨材本体100重量部に対し
て7.0重量部であった。なお、実施例中において、骨材
という表現は、細骨材及び粗骨材の両者をまとめて表現
する場合に用いられている。この細骨材767kg及び粗骨
材952kgに、所定量のポリエチレングリコール（水溶性
高分子）の粉末を添加し、表１に示した骨材を得た。

【００１５】

【表１】 なお、表１中のＡは、骨材中の水溶性高分子の水溶液量
を示すものであり、骨材本体100重量部に対して水溶性
高分子の水溶液がどれだけ（重量部）存在するかを表わ
すものである。また、表１中のＢは、骨材中の水溶性高
分子の水溶液濃度（重量％）を表わすものである。

【００１６】そして、この骨材にセメント400kg、及び
コンクリート混和材として高炉スラグ（比表面積8000cm
²／ｇ、比重2.90）46kgを添加して混合し、その後練り
水175kgを添加した。この際、練り水中には、マイテイ1
00（ナフタレンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合
物、花王株式会社製高性能減水剤）が3.2kgとβグルカ
ンが0.4kg含有されており、したがって練り水中のマイ
テイ100の濃度は約1.8重量％であり、βグルカンの濃度
は約0.2重量％であった。以上のようにして配合したコ
ンクリートの50リットルを、100リットル容量の傾胴ミ
キサーを用い且つ20℃の条件下で2分間混練して、自己
充填用コンクリートを得た。この自己充填用コンクリー
トのスランプフロー値、及び骨材の分離抵抗性を評価し
た。この結果も表１に示した。なお、骨材の分離抵抗性
は、コンクリート中から骨材が分離してくるか否かを目
視によって評価し、骨材が分離してくるものを×、骨材
が分離してこないものを○と評価した。

【００１７】実施例５〜７及び比較例３，４ 表面水の量的割合が異なる細骨材［紀ノ川産砂（比重2.
57、ＦＭ2.91）］及び粗骨材［宝塚産砕石（比重2.61、
ＦＭ6.34）］を使用した以外は、実施例１と同様にし
て、表１に示した骨材を得た。そして、実施例１と同様
にして自己充填用コンクリートを得た。この自己充填用
コンクリートのスランプフロー値、及び骨材の分離抵抗
性を評価した。この結果も表１に示した。

【００１８】実施例８〜11 実施例１で使用したポリエチレングリコール（水溶性高
分子）に代えて、表２に示す種々の水溶性高分子を使用
する以外は、実施例１と同様にして表２に示す如き骨材
を得た。そして、実施例１と同様にして自己充填用コン
クリートを得た。この自己充填用コンクリートのスラン
プフロー値、及び骨材の分離抵抗性を評価した。この結
果を表２に示した。

【００１９】

【表２】

【００２０】表１及び表２の結果から明らかなとおり、
骨材本体表面に、骨材本体100重量部に対して、水溶性
高分子の水溶液を2〜15重量部付着させ、且つこの水溶
性高分子の濃度が0.01〜2.0重量％である骨材を使用し
た場合（実施例に係る場合）には、骨材が分離しにくく
なり、且つスランプフロー値が高いことが分かる。従っ
て、実施例に係る自己充填用コンクリートを使用した場
合、骨材表面からセメントペースト層が分離しにくく、
骨材同士の接触及びからみによる配筋間等での骨材によ
る閉塞を防止することができると共に、自己充填性に優
れている。これに対し、骨材本体表面に付着した水溶性
高分子の濃度が0.01重量％未満である場合（比較例１）
には、自己充填用コンクリート中において骨材が分離し
やすくなることが分かり、その濃度が2.0重量％を超え
る場合（比較例２）には、スランプフロー値が40cm未満
になることが分かる。また、骨材本体表面に水溶性高分
子の水溶液を付着させない場合（比較例３）には、自己
充填用コンクリート中において骨材が分離しやすくなる
ことが分かり、骨材本体表面に15重量部を超える水溶性
高分子の水溶液を付着させた場合（比較例４）には、ス
ランプフロー値が40cm未満になることが分かる。従っ
て、比較例に係る自己充填用コンクリートを使用した場
合、骨材表面からセメントペースト層が分離しやすく、
骨材同士の接触及びからみによって、配筋間等で骨材に
よる閉塞を起こりやすくなったり、或いはスランプフロ
ー値が40cm未満になって自己充填性に劣ることになる。

【００２１】実施例12〜17 実施例２で使用した練り水中のマイテイ100に代えて、
表３に示した高性能減水剤を表３に示す濃度に溶解させ
た練り水を使用した以外は、実施例２と同様の方法で自
己充填用コンクリートを得た。この自己充填用コンクリ
ートのスランプフロー値、及び骨材の分離抵抗性を評価
した。この結果を表３に示した。表３の結果から分かる
ように、種々の練り水を使用しても、骨材の分離抵抗性
の向上及びスランプフロー値の向上を図ることができ
る。

【００２２】

【表３】 なお、表３中のＣは、練り水中の高性能減水剤の濃度
（重量％）を表わすものである。

【００２３】

【作用】本発明に係る方法で得られた自己充填用コンク
リート中において、骨材が分離しにくくなるための作用
機構は以下のように推察できる。即ち、骨材本体の表面
に水のみが付着していると、セメント粉末を添加した
際、セメント粉末が骨材表面の水と混合し、固いセメン
トペースト層を形成する。しかし、単に水とセメント粉
末のみで形成されるセメントペースト層においては、コ
ンクリート充填時に、骨材表面からセメントペースト層
が剥離して、骨材が分離してくると考えられるのであ
る。これに対し、骨材本体の表面に水溶性高分子の水溶
液が付着していると、セメント粉末を添加した際、この
水溶性高分子の粘着力によって、セメント粒子が骨材本
体表面と接着するものと考えられる。従って、この水溶
性高分子の粘着力によって、骨材表面に形成されたセメ
ントペースト層は、剥離しにくくなり、コンクリート充
填時に、骨材が分離しにくくなると考えられるのであ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る方法で得られた自己充填用
コンクリートは、以上の如き作用によって、従来の流動
性を高めただけの自己充填用コンクリートに比べて、コ
ンクリート中の骨材が分離しにくく、骨材同士の直接接
触やからみを防止でき、配筋間等で起こる骨材による閉
塞を防止できる。従って、本発明に係る方法で得られた
自己充填用コンクリートを使用すれば、充填性が良好で
あって、コンクリート組成の不均一化を防止でき、得ら
れるコンクリート硬化体の強度低下を防止することがで
きるという効果を奏するのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 骨材本体表面に、水溶性高分子を0.01〜
   2.0重量％含有する水溶液を、骨材本体100重量部に対し
   て2〜15重量部付着させた骨材と、セメント及びセメン
   ト混和材を混合した後、練り水を添加することを特徴と
   するスランプフロー値（JIS-A 1101）が40cm以上の自己
   充填用コンクリートの製造方法。