JPS58204854A - 高強度コンクリート組成物 - 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】 本発明は、作業性と耐久性を改善した高強度コンクリー
トの製造法に関する。

本発明でいう高強度コンクリートとは、モルタル、コン
クリート、膠石コンクリートの総称であって設計強度が
６００　Ｋｌ　ｆ　／ｃｍ２以上であるものを意味する
。

従来、コンクリートの高強度化には、高性能減水剤１と
よばれる比較的多量に添加しても過度な凝結遅延や空気
連行などの副作用が小さく、コンクリートの硬化に悪影
響を与えることなく高分散性を発揮することのできる分
散剤を添加し、低水−セメント比のコンクＩＪ　−トと
することによって行なわれている。

しかしながら、このような高性能減水剤を添加したコン
クリートには次のような欠点があった。

（１）スランプロスが著しく大きいので作業性が悪いこ
と。

（１１）場所打ちされた場合のコンク１１−トは、−１
分な湿ＩｉＡ養生や保温養生をすることができないので
、温度、湿度、風力、凍結、日照など四季の気象条件に
よって設計された強度な着しく下廻ることがあり、又、
蒸気養生する場合は、初期に水利を促進するために強度
の伸びが小さくなり、結果として高強度が得られないこ
と。

（１：０　　特に場所打ちされた場合、遂に本発明のよ
うに、半水石膏や可溶性無水石膏の添加量を多くしてゆ
くと、室内における気乾養生ではひびわれは発生しない
のに屋外で曝露養生されたコンク１１−トはひびわれが
発生し耐久性が悪くなること。

本発明者は、このような欠点′を解決するために種々検
討した結果、半水石膏及、び／又は可溶性無水石膏を添
加して、コンクリート中の（３ａＳＯ，ｉｔ　ヲ特定範
囲にまで高めると共に、選定されたオキシカルボン酸類
の少量を添加すればよいことを見い出し、本発明ケ完成
したものである。

すなわち、本発明の第１発明は、高性能減水剤を添加し
た低水−セメント比のコンクリ−トヲ製造する際に、該
コンクリートのセメント分に対し０ａＳＯ，換算として
２〜１４ｉ１ｆ量係の半水石膏及び／又は可溶性無水石
膏と、０．０５〜１．０ｉｔ％のクエン酸、酒石酸、リ
ンゴ酸及びそれらの酸の塩類（以下これらを単にクエン
酸等という）から選ばれた１種ヌは２種以上を添加する
ものであり、第２発明は、多くても１重を係のアルカリ
金属炭酸塩をさらに添加することを特徴とする作業性と
耐久性を改善した高強度コンクリートの製造法である。

以下、詳しく本発明を説明する。

本発明における高性能減水剤とは、前記したような性質
を有するものであって、主成分の化学構造から、例えば
ナフタリンスルホン酸またはその□ 誘導体とホルマリンとの高縮合物塩などのボ１１アルキ
ルアリルスルホン酸塩糸のものと、例えばメラミンホル
マ１１ン樹脂スルホン酸塩などのトリアジン誘導体の高
縮合物系のものとに大別される。

こ７’Ｌらの市販品をあげれば、いずれも商品名でｋ）
るが、化工石鹸（株）「マイティ１００」、「マイティ
１５０」、物本油脂（株）１−ボールファイン５１０．
Ｎ　Ｊ、山陽国策パルプ（株）［サンフローＰＳＪ、ホ
ゾ１１ス物産（株）　ｒ　ＮＬ　−１４５０Ｊ、［Ｎｉ
、−４０００Ｊ、昭和電工（株）「メルメント」などで
ある。

通常、これらの高性能減水剤１は、６００　縁ｆ／ｃｙ
ｎ２以上のコンクリートを製造する場合、コ／り１１−
ト中のセメント破に対し有効度外（＋、！５１型分換３
ｋ）で０．５重ｉｉ％以上添加され、水−セメント比は
３５嗟以下に一整される。しかし、高性能減水剤だけを
添加したコンク１）−トは、スランプの低下が者しく大
きくなって作業時間がとれないばかりでなく、そのよう
なものを場所打ちコンク１１−、−　）とした場合、前
述のように、拐ち放し養生されて充分な養生ができない
ので、−Ａ象条件によっては股引強度を大きく下廻る場
合も少くなく、蒸気豊中した場合も初期の水利を促進す
るために、その後の強度の伸びが小さくなり高強度は得
られない。

父、特に場所杓ちの場合、半水石−Ｘや可溶性無水石膏
の添加ｉを多くしてゆくと屋外賜−臓養生においてひび
われが発生し耐久性が悪くなる。

そこで、本発明では、このような高性能減水剤や単にこ
れにｃａｓｏ、　？特定範囲までに薗めで、添加したコ
ンクリートの欠点ケ解決するために、以下に説明するよ
うに、半水石膏及び／又はａｌ溶性無水石膏、クエン酸
等、アルカ１１金属炭酸塩の特定量を配合するものであ
る。

先ず、半水石膏及び／又は可溶性無水石膏について１明
する。

これらの石１は、工業的には２水石宵な適度な温度で加
熱脱水することによ２て得られるものであり、一旦、ミ
ルなどで粉砕処理し、その結晶形を破壊したものが好ま
しく、これらをコンクリートのセメント分に対し、ｃａ
ｓｏ、換★、で２〜１４１゛重憾添加する。

従来より、これらの石１１１−ｖ本発明のよりに多電に
添加すると、高性能減水剤自身のスフンプロヌが大きい
特性に加えて、偽凝結性や急結を示すため、低水−セメ
ント比のコンク１ｊ−１・では混鯉できない。これに対
し、４−発明では、・クエン酸ｉどを併Ｉ４４″４−る
ことによ（１、これら６員のｋｍ結性や急結な押えると
同時にスランプロスの防１］−ンも解決し前記（１）の
問題点である作業性か改Ｎメれるものである。

又、半水石膏及び／又は可溶性無水石膏のみ？本発明の
ように多着に添加してゆくと、偽凝結性や急結性を別に
１．でも蒸気養生をしない場合、低水−セメント比の条
件下では、アルミネート相との反応がゆっくり行なわｔ
ｔ％桔呆として工）　＋１７ガイドが生ｂｚするが、こ
の反応とシリケート相との反応が重さなってユＷ？Ｔす
ると未反応のイコ１が残り易くなり、ＣａＳＯ４侠βで
２財曖あケ超えろようになると屋外曝露養生によってひ
びわれが入り易、ト、１ 〈なり、さらに７重着幅を超え今と水中膨張を牛］１１
１ じたりして耐久性は署しく書されることが本発明者によ
って確かめられた。

これに対し本発明では、前述のようにクエン酸寺と併用
することにより、アルミネート相σ）反応とシＩ）ケー
ト相の反応を完全に分離して進行させるようにし、かつ
、未反応５営が残らないようにすることによって所期の
目的を達成しようとするものである。

すなわち、半水石膏及び／又は可溶性無水石膏とクエン
酸等を併用することによってシーケート相の水利を遅延
させ、その間に石膏のアルミネート相との反応（エト１
１ンがイトの生成）を完了させるものであり、未反応の
石膏が残存しなくなるので耐久性の大舞いコンク１１−
トが製造でき、０ｉｌ）の問題点が解決される。次に、
生成したエトリンがイトは、まだ硬化していないコンク
１１−トの空隙を充てんしていくことにより組織の密実
化を促進し、同時に、その後に惹起されるシリケート相
の水利によって高強度が得られるものであって、エトリ
ンがイトの生成は多量の結晶水をとりこむ１１１１１ ことから、例えば一般にコンクリートの高輝度化を行う
にあたり実施されている加圧脱水効果と同様の効果をエ
トリンがイトが行なうことにより、前記（１１）の問題
点が解決された。父、蒸気養生する場合は、よりスムー
ズにこの反応が行われる。

半水５賞及び／又は口」浴性無水石膏の添加量を０ａＳ
Ｏ４換算で前述のように限定しｆＣ理由は、２門童係′
未満ではコンクＩ＋　−トの高強度化する効果は小さく
、また１４重ｆｑｂを超えるとクエン酸叫と併用しても
セメント中のアルミネート相の量とも関連して未反応石
膏が残り、所期の目的を達成できない。

これらの脱水された石膏は、通常、プレーン法で測定で
きないぐらい粉末度は大穴く、溶解度も大きいが、これ
はエトＩＩンが゛イトの生成反応とシ１１ケート相の水
和反応を分離するうえでは好都合な性質であり、粉末度
は特に問わないものである。

クエン酸等としては、クエン酸、酒石酸、１１ンイ酸及
びそれらのナト１１ウム、カリウム　ＩＩチウム、カル
シウム、ストロンチウム、マグネシウム、亜鉛、鉄、銅
、鉛などの塩があげられ、それらの１ｓ又は２種以上を
使用するが、経済性や無毒性、性能などを考慮し、クエ
ン酸、酒石酸及びそれらのナト１１ウム、力１１ウム塩
、１）ンゴ酸及びリンゴ酸ナトＩＩウムが好ましいが、
最も好ましいのはクエン酸及びそのナトリウム、力１１
ウム塩である。

これらは、半水５慣、可溶性無水石膏の偽凝結性や忽結
性も防止すると共に高性能減水剤を添加したコンクリー
トのスランプロス防止効果を肩するか、半水５胃及び／
又は可溶性無水石膏との併用では、これら石膏の溶解度
が大きくエトＩＩンガイトの生成が活発に行なわれるの
で、スランプロス防止効果は小さくなる。そこで、本発
明では、それを補正しつつ前記水利パターンを行なわせ
るよう考慮し、その添加量をコンクリートのセメント分
に対し０．０５〜１重着係と決定した。つまり、添加量
が０．０５重献係未満では、前記水利パターンとする調
節が完全でなくなるので（ｉｉｌ）の問題点は解決する
ことはできなくなると共Ｋ（１）の問題点ケ解決するに
も不十分である。また、１車１ｉｑｂを超えるとシ１１
ケート相の水和の過遅延？生ずるので好ましくない。

以上のように第１発明は、高性能減水剤ケ添加したコン
ク１１−トに、特定量の半水５負及び／又は可溶件無水
石賞とクエン酸等を添加するものて°、作業性と曝露養
生によるひびわれ、水中膨張などを防止（耐久性が大ぎ
い）した醒１強変コンク１）−トを得ることができる。

第２発明は、このような効果の発現を損うことな（、ク
エン酸等のスランプロス防止効果な助長し、シリケート
相の水和し始めてからの立ち上がりをよくするため、ア
ルカ１１金属炭酸塩を添加するものであり、その添加量
は、コンク１１−　）のセメント分に対し多くても１重
を憾であ吟、それを超えると逆に強度低下を生じたりエ
フロレツセンスが発生するようになる。アルカリ金属炭
酸塩としては、力ＩＩウム、ナトリウム、リチウムの炭
酸塩又は重要ｒｖ１塩から選ばれた１神父は２坤以上が
用いられる。

以上説明した本発明に係る各成分は、セメントにあらか
じめ添加してもよく、また、コンクリートの混線時に添
加してもよい。その際に用いるセメントの種類としては
、各稙のポルトランドセメント、混合セメントであり、
混合セメントの場合は、同一強度を得るのに単位セメン
ト址な多くしなけれはならないことは、これまでと同じ
であり、フライアッシュ、活性シリカ、尚炉スラグの適
量添加は、とくにアルカリ炭ｔｍ塩と０）共存により、
本発明は、一般のコンク１７−　）工事や耐犀耗性や耐
久性の要求される、例えばダム耕砂略エプロン、砂防堰
堤、海岸、河川の護岸、空港滑走路、道路などの工事に
すぐれた効果な発揮すると共に、蒸気養生を行なうパイ
ルやホールなどのコンク１１−ト製品の製造にも応用で
きるものである。

以下、実施例をあげてさらに計しく説明する。

実施例１ ボ１１アルキルアリルヌルホン酸塩ケ主成分とする市販
の昼性能減水畑［マイティ１５０Ｊ（化工石鹸（株）製
商品茗）の革位電を７．２峙／ｍ３、クエン酸ナトリウ
ムをセメントに対し０−２ｉｋｉｉｔ％と一定とし、ｇ
ｉ表のコンクリート配合を用い、５賞の麺類と添加量な
加えてコンク１１　　）を湿材した。

コンク１１−トのクラ／プロスと２０′Ｃ％Ｒ１ｔｉ６
５遁における材令２８日の圧縮強度σ）測′ＪＰｘ結Ｗ
、ならびに屋外ｔｍ曝露生６ケ月したときのひひｈれの
発生観察を第２表にボす。実験屋１，２，５゜１０及び
１１は比較例、実験屋４〜９は本発明例である。

使用したセメントは、８０３値２．１憾の普１１１１ポ
ルトランげセメント、半水石膏は市販品、町溶性箭水石
胃は半水石膏を２００℃で脱水接振動ボットミルで５分
間粉砕したもの、砂利は完全砕石である。半水石膏と用
溶件無水石膏は葦に砂と置きかえてセメントに対して外
側配合とし、クエン酸ナトリウムは混練水に溶解使用し
た。スランプの像調整は目視で水の加減で行なった。

第　　　１　　　表 第２表 、、１ｌｌｉ。

注）実験Ａ２は、２０℃水中養生を行なった場合、実験
屋１１は、クエン酸ナトＩＩウム無添加の場合である。

第２表に示される通り、実験Ａ１．２の比較例は、いず
れも強度発現が小さく、また、気ψ、養生することによ
り著しい強度低下のあることがわかる。、また、実験Ａ
６と１０の比較例は、本発明の範囲と異なる量の５賞を
添加したものであり、強度発現、スランプロス防止、耐
候性の点で本発明例に劣ることがわかる。石膏の種類に
ついては、半水石膏よりも可溶性無水５賞の方が強度発
現が“良好であり、強度のピークがあることから、高強
度発現機構は、エトリンがイトの生成だけでなく、その
後に生じるシリケート相の水和にもとづいていることが
推察できる。実験Ａ１１の比較例は、偽凝結によりスラ
ンプは著しく低下し、かつ、耐候性は改善されていない
。

実施例２ 実験Ａ８の配合（可溶性無水石膏７１１％添加）におい
て、クエン酸等の種類と添加−をかえて実施例１１と同
様の試験を行った。その結果を第６表に示す。実験４１
２．１９は比較例、他は本発明例である。

なお、クエン酸等の添加量の増加に伴って硬化時間が延
びるので硬化した時点で脱型した。

以　　１・“　余　白 本発明と異なる範囲でクエン酸婢を添カロしたものであ
り、そのときは、耐候性は改善できず、しかも、′強度
低下する。最適添加鎗は０．１〜０．５重綾係であるこ
とがわかる。

実施例３ ト１１アゾン舖導体の高縮合物を主成分とする市販の高
性能減水剤［メルメントＦ’−１０Ｊ（昭和電工（株）
商品名）ｆｆ用い、半水石膏をＣａＳＯ４分として７重
ｆ係、クエン酸力１）ラムな０．２重Ｉｌｌ係（いずれ
もセメントに対する外削添加）とし、第４表のコンク１
１−ト配合により、アルカリ炭酸基の種類と添加量を変
えて試験した。

その結果を第５表に示す。実験４４６は比較例であり、
他は本発明例である。

第　　　４　　　表 実施例４ Ｊｌ＃Ａ　Ｉ及び１０（比較例）と実験扁７，８及び９
（本発明例）のコンクＩ＋　−トを用いて、２０’Ｘ　
３０’　Ｘ　５ｔｃｔｎの寸法の円筒型枠に常法により
遠心力成型した後、４時間前置き養生し、６０℃で常圧
蒸気養生（昇温６時間、６０℃で４時間保持、降温は養
生槽内で自然放冷）した場合の２４時間後の脱型時とそ
の後２０℃、Ｒｆ（６５％の室内で２８日間養生した時
の強度を測定しｔｏまた、屋外で６ケ月間ｅｘ養生した
場合のひびわれ観察をした。それらの結果を第６表に示
す。

第　　　６　　　表 以上のように、石Ｉ１１添加鉦を多く（−でニトリ／ガ
イドの生成ミニをハ゛〕やす柴件と（２、かつ、＃Ａｌ
生を行なうことによって、より高強度が得られることが
示される。しかし７、実験Ａ５４のように、その適量を
こえると、ひびわれの発生か認められるようになる。

特許出願人　　を気化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高性能減水剤を添加した低水−セメント比のコン
   クリートを製造する際に、核コ／りＩｌトのセメント分
   に対しｃａ、ｓｏ４換算として２〜１４珈−憾の半水石
   膏及び／父は口［＃！性岬水石賞と、［１，０５〜１重
   ｔチのクエン酸、酒石酸、ＩＩンゴ酸及びそれらの酸の
   塩類から選ばれた１神父は２檜以トを添加することを特
   徴とする作業性と耐久性ケ改書した高強度コンク１１−
   トの製造法。
2. （２）　　高性能減水剤を除却した低水−セメント比の
   コンク１１−トを製造する際に、該コンクリートのセメ
   ント分に対しａａｓｏ４換−として２〜１４＃−憾の半
   水万有及び／父は用浴性無水石１と、０．０５〜１重−
   係のクエン酸、１石鹸、リンゴ酸及びそれらの酸の塩類
   から−ｉｓげれた１植又は２種以十と、多くても１ｆｉ
   ４Ｊのアルカリ台腕炭ｅｌｔＪＡ？添加することを特徴
   とする作業性と耐久性を改善した高強度コンクリートの
   製造法。