JPH1149545A - 高流動性コンクリート組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で使い易い分離防止用増粘剤を開発して低
振動又は無振動で打設可能な新規高流動性コンクリート
組成物を提供する。 【解決手段】高流動性コンクリート組成物を、セメン
ト、水、細骨材、粗骨材、微粉末、および高性能減水剤
に加えて、飛粉をコンクリート材料の分離防止用増粘剤
として粉体総量の 0.002〜0.1重量％、好ましくは、0.0
06〜0.05重量％添加した組成物によって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構成材料の分離防
止性を有し、バイブレーター等による高振動の締め固め
作業を必要とせず、低振動又は無振動で打設が可能な、
高い流動性と高い充填性とを持ったコンクリート組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンクリートは、セメントと種
々の密度並びに粒度分布を持った骨材等より成り立って
いるが、練り混ぜ、打設から硬化に至るまでの間に、上
記骨材粒子が分離沈降したり、組成物中に含まれる微細
物質を伴った水が表面にブリージングする等の構成材料
の分離がしばしば発生する。特に流動性の高いコンクリ
ートにおいては材料分離が極めて発生しやすい。

【０００３】上記のような骨材粒子の分離沈降やブリー
ジングを防止するために、コンクリートに粘性を付与す
る方法が広く実施されている。このような粘性を付与す
る増粘剤として、水溶性のビニル重合体、ビニル共重合
体、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド等の
水溶性合成ポリマー（例えば、特公平1-58141号公報、
特開平9-12352号公報、特開平9-118553号公報等 に記
載)、各種の水溶性セルロース誘導体（例えば、特公第2
602438号公報、特開平9-118554号公報等に記載)、アラ
ビヤゴムやキサンタンガム等の天然ゴム（例えば、特開
平2-217345号公報等に記載)、菌体由来のポリアミノ酸
（特開平8-325048号公報に記載)、および、アルギン
酸、デンプン等の天然ポリマー（例えば、特開平3-2288
57号公報等に記載）が知られている。近年は特に微生物
発酵によって得られる多糖類が注目されている（特公第
2549593号公報、特公第2571729号公報、特開平8-245251
号公報、特開平8-245252号公報、特開平9-2856号公報等
に記載)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の各種ポリマーよ
りなる分離防止用増粘剤をコンクリートに添加した場合
には、これらを分離防止効果を得るに十分な量で添加す
ると、コンクリート組成物の粘度の増加に伴い流動性が
低下するため、単位水量を上げる必要が生じ、その結果
大幅な配合組成の変更を行わなければならなくなる。添
加量のわずかな違いにより分離防止効果や流動性が大き
く変化するため、添加量を精密に制御する必要があり、
添加量が適量からはずれると製品の仕上がり状態が不良
となる。あるいは、分離防止効果は優れている増粘剤で
あっても、それが高価である等の問題がある。このため
に、コンクリートの流動性を低下させることなく、安価
で、しかも十分な分離防止効果を発揮する使い易い分離
防止用増粘剤を見出し、それにより、低振動又は無振動
で打設可能で、外観、強度共に優れたコンクリート製品
を製造し得る高流動性コンクリート組成物を開発するこ
とが望まれている。

【０００５】本発明はこのような高流動性コンクリート
組成物の開発を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は、高流動性コンクリート組成物
を、セメント、水、細骨材、粗骨材、および高性能減水
剤、もしくは、セメント、水、細骨材、粗骨材、微粉
末、および高性能減水剤に加えて、こんにゃく芋からこ
んにゃく粉（清粉）を精製するときに発生する飛粉を、
コンクリート材料の分離防止用増粘剤として添加した組
成物によって構成する。

【０００７】飛粉の添加量はセメント、もしくは、セメ
ントおよび微粉末より成る粉体総量の0.002〜0.1重量％
が適当であり、好ましくは、0.006〜0.05重量％とする
ことによって好結果が得られる。ここで微粉末とは、コ
ンクリート組成物の成分として加えられた石灰石粉、高
炉スラグ微粉末、フライアッシュ等の粉体の総称であ
る。

【０００８】高流動性コンクリート組成物の性能は、粘
性付与のための添加剤である飛粉に加えて、減水剤を適
当量添加することにより向上する。減水剤としては、β
-ナフタリンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、リ
グニンスルホン酸系、アルキルスルホン酸系、ポリカル
ボン酸系等がよく知られており、本発明においても、こ
れらのうちから選択して、それを使用する。

【０００９】本発明で増粘剤として用いる飛粉はこんに
ゃく芋からこんにゃく粉（清粉）を精製する際に副産物
として得られるものである。この精製工程において、食
品成分として有効なコンニャクマンナンは殆ど清粉に集
まり、その残りが極めて微粒子状で分別され、飛粉とな
る。その量はこんにゃく芋の約 40％を占めている。飛
粉の成分は混在する清粉の量に違いがあるので一定して
いないが、平均的には、水分 10〜12％、タンパク質 21
〜23％、炭水化物約50％、その他に繊維や灰分が含まれ
ており、炭水化物の大部分はデンプンとコンニャクマン
ナン（グルコース成分とマンノース成分がほぼ１：２よ
りなるグルコマンナン）である（沖増哲：こんにゃくの
科学：渓水社（1975）)。飛粉に含まれている上記のタ
ンパク質、デンプン、およびグルコマンナンは微粒子状
で混在し、いずれも水に溶けるかあるいは水に分散して
粘性を与える物質であり練り混ぜたコンクリートに粘性
を与える。

【００１０】コンクリート材料の分離防止用増粘剤に
は、セメント粒子表面に吸着して、減水剤の該セメント
粒子表面への吸着を阻害して、この分散作用に影響を与
える一方で、増粘剤分子同士が結合して見掛け上セメン
ト粒子同士に凝集が生じてコンクリートの粘性を高める
ものと、セメント粒子表面には吸着せず自由水の拘束が
主な増粘原因であるものの２種類に区別される（土木学
会編：自己充填コンクリートセミナー論文集、59頁（19
97）)。本発明の飛粉の増粘成分であるタンパク質、デ
ンプン、グルコマンナン等は混在して上記両者の性質を
持ち、それが広い濃度範囲で安定した材料の分離防止性
や流動性をコンクリートに与えている。すなわち、上記
のように増粘作用を有する有効成分が複数混在した飛粉
は、添加量がコンクリート組成物の粉体総量の0.002重
量％という微量で増粘作用を現し、また、0.002〜0.1重
量％という広い配合範囲で使用可能であり、特に0.006
〜0.05重量％の範囲で優れた分離防止効果を現す。添加
量が0.006重量％よりも少ないと分離防止効果が不十分
となり、添加量が0.05重量％を超えると、組成物の粘度
が増大して、組成物が高流動性でなくなる。

【００１１】飛粉の成分は清粉の混入の違いにより変動
して一定していないが、上記のように良好な効果を発揮
する配合範囲が広いため、使用前の特別な精製作業を必
要としない。

【００１２】また、飛粉は従来の増粘剤に比して単位水
量を大幅に高めることなくコンクリート組成物に添加す
ることができるため、コンクリートの性状変化を引き起
こす可能性が小さく、したがって飛粉の添加に伴ってコ
ンクリート組成物の配合組成を大幅に変更する必要は殆
どない。

【００１３】また、添加量が微量で十分な効果を発揮す
ること、従来廃棄物に近い扱いを受けていたこともあっ
て、飛粉を新たに添加してもコンクリート製品の価格に
殆ど影響を与えない。

【００１４】飛粉の添加量は上記のように極めて微量で
あるから、これをあらかじめ同時に使用する他の粉体、
例えば石灰石粉とプレミックスしてコンクリート組成物
に添加することが望ましい。このように、飛粉をプレミ
ックスすることにより、飛粉の偏在によるコンクリート
製品の性質の位置的ばらつきを防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施方法を例示するため
に、下記の材料を用い、表１に示す配合で、強制２軸ミ
キサーを用い 1m³の規模でコンクリートを練り混ぜ、ま
だ固まらないコンクリートの性能、並びにそれを用いて
製造した製品の強度および仕上がり状態の観測を行っ
た。表１に示した配合においては、セメントの量は同一
に設定し、スランプフロー値が 60〜70cmの高流動域に
入るように飛粉添加系では水の量を若干増加した。

【００１６】〔使用材料〕 セメント：普通ポルトランドセメント（秩父小野田
（株）・日本セメント（株）・三菱マテリアル（株）各
社製品の混合物、密度 3.16 ） 石灰石粉：石灰石微粉末（秩父石灰工業（株）製、密度
2.7 ） 細骨材：砕砂（硬質砂岩、粗骨率2.80、密度 2.60 ） 粗骨材：砕石（硬質砂岩、粗骨率6.50、密度 2.65 ） 減水剤：パリックＭ（藤沢薬品工業（株）製、メラミン
スルホン酸系） パリック３００ＵＡ（藤沢薬品工業（株）製、ポリカル
ボン酸系） 増粘剤：飛粉（群馬県産、タンパク質 25％、炭水化物
（主としてデンプンとグルコマンナン）45％）

【００１７】

【表１】

【００１８】表１において、セメント、もしくは、セメ
ントおよび微粉末（石灰石粉）より成る粉体に対する飛
粉の添加割合は、実施の形態１、３については0.009重
量％、実施の形態２、４については0.011重量％であ
る。

【００１９】まだ固まらないコンクリートについては、
ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方
法）に従ってスランプフローを測定し、また、図１に示
したＬ型ボックスを用いてコンクリート材料の分離の有
無を観測した。図１において、１はＬ型ボックスの開口
部、２はスライド板、３は直径 13mm の鉄筋、４は水平
開口部である。図１において尺度を表す数値は mm 単位
で示した。まず、スライド板２を閉じた状態でコンクリ
ートを開口部１より投入し、次いでスライド板２を引き
上げてコンクリートを水平開口部４に流し出し、そのと
きのコンクリートの分離の有無を観測した。

【００２０】また、硬化コンクリートについては、ＪＩ
Ｓ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）
に従って圧縮強度を測定し、また、1000mm×750mm×200
0mmのコンクリートＬ型を微振動（ 4500rpm、4分)を与
えて製造して仕上がり状態を調べた。表２に得られた結
果を示した。

【００２１】

【表２】

【００２２】表１に見られるように、比較例１〜４の各
コンクリート組成物は、それぞれ、実施の形態１〜４の
各コンクリート組成物の比較対象となっている。

【００２３】表２に見られるように、飛粉を添加したコ
ンクリート組成物は高い流動性（表２中、スランプフロ
ー値で表示されている）を保持しながら粘性が大きくな
っているため、フローの速さ（表２中、速さの逆数とし
て表示されている）は、それぞれの比較対象と比較し
て、若干遅くなっている。粘性付与の効果はコンクリー
ト材料の分離性と製品の仕上がり状態に反映されてい
て、飛粉添加コンクリートの場合には、それぞれの比較
対象と対比してみると明らかなように、優れた材料の分
離防止性が認められ、その結果として、製品の仕上がり
状態も良好であった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、高流動性コンクリ
ートに極く少量の飛粉を添加することにより、上記コン
クリートの材料分離を防止でき、仕上がり状態が良好
で、強度が大きいコンクリート製品を製造することがで
きる。

【００２５】また、飛粉の利用により、コンクリート業
界は性能の優れた増粘剤を極低価格で入手でき、一方、
こんにゃく粉製造業界は従来廃棄物に近かった飛粉を有
用品として販売できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態においてコンクリート材料の
分離の有無を観測するために用いたＬ型ボックスを説明
する図である。

【符号の説明】

１…開口部、２…スライド板、３…鉄筋、４…水平開口
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 正弘 東京都中央区新川一丁目８番６号 秩父石 灰工業株式会社内 (72)発明者 田上 博章 東京都中央区新川一丁目８番６号 秩父石 灰工業株式会社内 (72)発明者 仲田 昌弘 東京都府中市寿町１−４−３ セルテック 株式会社内 (72)発明者 三幣 明彦 東京都府中市寿町１−４−３ セルテック 株式会社内 (72)発明者 小林 映章 東京都府中市寿町１−４−３ セルテック 株式会社内 (72)発明者 小河 洋征 東京都府中市寿町１−４−３ セルテック 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セメント、水、骨材、減水剤および分離防
   止用増粘剤、もしくは、セメント、水、骨材、微粉末、
   減水剤および分離防止用増粘剤より成る高流動性コンク
   リート組成物において、該分離防止用増粘剤が飛粉であ
   ることを特徴とする高流動性コンクリート組成物。
2. 【請求項２】上記飛粉の添加量が、セメント、もしく
   は、セメントおよび微粉末より成る粉体の0.002〜0.1重
   量％、好ましくは0.006〜0.05重量％であることを特徴
   とする請求項１記載の高流動性コンクリート組成物。