JPS5869760A - 水中施工用コンクリ−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】 本発明は水中施工用コンクリート組成物に関する。さら
に詳しく言えば、本発明は高度の分離抵抗性を有する水
中施工用コンクリート組成物に関する。

陸上で練シ混ぜられたコンクリートを水中に打設する工
事をコンクリートの水中施工というが、打設に消りコン
クリートが水と動的接触（＃水中でのコンクリートの移
動、コンクリートの流水曝露、等）をするとコンクリー
トの分離が容易におこり、打設されたコンクリートは不
均一な組成で低下した品質のものとなると共に、分離し
たセメントペースト部は水中に拡散し水を著しく汚濁す
る。したがって、コンクリートの水中施工を行なうに当
っては、従来、コンクリートと水との動的接触がおこる
ことを回避するよう特別な装置や工法が用いられており
、コンクリートの水中施工は、種々のコンクリート施工
工事中でも特に配慮を要する難しい施工技術とされてい
た。

本発明は、施工に当シ水と動的接触をしても分離をおこ
さないような高度の分離抵抗性を具備した実用性のある
水中施工用コンクリ−トコストを提供することを目的と
するものである。

本発明の水中施工用コンクリート組成物は、コンクリー
トに水溶性高分子物質を１．これをコンクリートのａｂ
混ぜ水に溶解したとしたときに水溶液粘度（以下線り混
ぜ水粘度とじう）が、２０℃で２，０００〜１００，０
００センチボイス（以下ＣｐＳと記す）を示すような添
加量で添加し、消泡剤を、コンクリートの空気連行量が
１０％以下となるような添加量で添加してなることを特
徴とするものである。

本発明に使用される水溶性高分子物質とは、水に溶解し
て低濃度で晶−粘度を付与する物質であって、増粘剤と
称せられる物質を含み、例示すれば、ヒドロキシエチル
セルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズ等のヒドロ
キシアルキルセルローズ、メチルセルローズ、高分子量
ポリエチレンオキサイド（分子量数万〜数百万）、ポリ
ビニルアルコール、等である。また、上記練り混ぜ水粘
度とは、コンクリートの水力配合における水溶性高分子
物質の単位添加量を単位水量中に溶解したとしたときの
濃度における水溶液粘度である。

本発明にお因で、水溶性高分子物質はコンクリートに高
度の分Ｈ抵抗性を付与するために添加されるものである
が、その添加量と分離抵抗性付与効果は水溶性高分子物
質の種類にょシ異なり、また同一種類であっても分子量
、置換度等によって異なシ、さら如はコンクリートの配
合によっても異なるが、本発明者らは、この添加量を決
定するための統一的基準につき種々探究の結果、水溶性
高分子物質の添加量として練り混ぜ水粘度が２０℃で２
，０００〜ｉｏｏ、ｏｏｏｃｐｓを示すような添加量が
必要であることを見出した。この要件は本発明の特徴の
１つをなすものである・この粘度の数値か２，００　Ｄ
　ｃｐｓよシ小さｂ値となるような添加量を用−るとき
は分離抵抗性付与効果が不充分であり、一方、１００，
０００ｃｐ６を超える値となるような添加量を使用して
も分離抵抗性付与効果は上限に達し却ってワーカビリテ
ィーの低下、コンクリートコストの上昇等の好ましくな
い副効果の発現が顕著となる。

上記の如き添加量の範囲内にお−では練り混ぜ水粘度が
大きいほど分離抵抗性付与効果は大きくなるが経済性そ
の他を考慮すると、２０℃の練り混ぜ水粘度約５，００
０〜５０，０００を示すような添加量の範囲がより好ま
しｂものである。

従来、水溶性高分子物質のある種のもの（例えばメチル
セルローズ）がコンクリートのポンプ施工性の改良、ブ
リージングの抑制、仕上げ性の改良等の目的で使用され
た例はあるが、その場合の使用量（コンクリート中のセ
メントを基準とした重量％で表わした添加量のことをい
う）は０．０１〜０．１％程度であってこれを本発明に
おける２０℃練シ混ぜ水粘度にならって表示したとする
と最高でも２００〜３００　ＣＦ２１通常１００ｃｐｓ
以下の粘度に過ぎず、本発明における水溶性高分子物質
の添加量が従来コンクＩＪ　−ト用として公知の添加量
を遥かに超える添加量であることがわかる。このように
大きな添加量によシ、はじめて水中施工用コンクリート
組成物として満足すべき高度の分Ｈ，抵抗性が付与でき
るのである。

さらに、本発明におりては、消泡剤をコンクリートの空
気連行量が１０％以下となるような添加量で添加するが
、本発明に使用する消泡剤はセメント用あるじは石膏用
消泡剤として提案されてｂるものであって、例示すれば
、トリブチルホスフェート、非イオン系消泡剤、シリコ
ン系消泡剤等である。その添加量は空気連行量を適正水
準に調整するに充分な量であシ、これは低下させるべき
空気連行量、組合せて使用される相手方の水溶性高分子
物質の種類、コンクリートの配合、消泡剤の種類、銘柄
、等によシ異なるが概ね０．０１〜０．５％程度の使用
量である。

上記の如き消泡剤の添加により、本発明の水中施工用コ
ンクリート組成物を使用した場合の空気連行量を実用的
な水中施工コンクＩＪ　−トとして適正な水準に調整す
ることができる。

以上述べた如く、本発明にょシ、水溶性高分子物質と消
泡剤とをそれぞれ特定添加量範囲で組合せて使用するこ
とによって、高度の分離抵抗性と実用上適正な水準の空
気連行量を有する水中施工用コンクリート組成物が提供
される・本発明の水中施工用コンクリート組成物はその
分離抵抗性が極め・て大き込ので、従来、到底実施する
ことのできなかった水中にコンクリートを直接投入して
打設場所まで自由落下させて打設するとｂうような態様
での水中施工を分離をおこすことなく行うことかできる
。また、水面上から打設場所に至る輸送管によシ水中コ
ンクリートの打設を行なう場合にお−ても、水との動的
接触を厳重に避けるよう特別な機構を付したシ特別な配
慮の作業を行なったシする必要がないので、従来技術に
比し施工が著しく簡易化されることとなる。さらにまた
、打設後流水に曝露しても分離がおこらなりので従来必
要であった打設に先立つ流水締切り工事等の付帯工事が
省略できる結果、工事の簡易化、工費の低減に資すると
ころが甚だしく大きｂｏさらに本発明の水中施工用コン
クリート組成物を用すれば、従来回避することのできな
かったコンクリート中のセメントペースト分の水中拡散
にょシおこる水の汚濁公害の発生を防止することができ
る。

本発明に使用される水溶性高分子物質および消泡剤は、
これらに属する化合物の群の中から選ばれる１種を使用
してもよく、２種以上を組合せて使用してもよい。水溶
性高分子物質のうち好ましいものはヒドロキシアルキル
セルローズ、メチルセルローズ、高分子量ポリエチレン
オキサイドであり、ヒドロキシエチルセルローズとメチ
ルセルローズとの組合せは好ましいものである・水浴性
高分子物質および消泡剤はコンクリート練り混ぜの際に
、別々に添加してもよく、両者を混合した配合混和剤の
形で添加してもよい。また、これらは粉末状の塘＼添加
してもよく、水溶液の形で添加してもよい。・なお、本
発明の水中施工用コンクリート組成物の配合設計に当っ
ては、所定の水中施工コンクリートに関する諸規定を尊
重することが好ましい７本発明は、また高度の分離抵抗
性と高度のセルフレベリング性とを兼ね備えた水中施工
用コンクリート組成物を提供するものである。

一般に、コンクリートは打設後平世に敷きならし締固め
を行なうべきものであって、締固めを行なわないと硬化
後のコンクリートの品質が設計水準よりも劣りかつその
品質のばらつきが太キ＜硬化コンクリートの品質に対す
る信頼性が大いに損なわれ、また、コンクリートの打継
ぎも不良となる。水中施工コンクリートにおいても敷き
ならしおよび締固めが必要なことは、同様であるが、コ
ンクリートが水中に打設されているため陸上打設の場合
と異なって敷きならしおよび締固め作業の実施が甚だ困
難であって一般にはこれらの作業は省略されている。こ
のため水中施工コンクリートの品質の信頼性を低いもの
としておりこれが水中施工コンクリートの問題点の１つ
となっていた。

敷きならし作業の必要性をできるたけ減らし、かつ締固
めの省略によるコンクリートの品′ｄの信頼性の低下お
よび打継ぎの劣化をできるだけ小さくするには、水中施
工するコンクリートの流動性を大きくすることが好まし
い。しかしながら、従来の水中施工コンクリートにおい
ては流動性を大きくすれば分離性が増大し実用的な配合
範囲において局流動性と分離抵抗性とを満足すべき水準
で両立させることはできなかった。

本発明により提供される水溶性高分子物質と消泡剤を特
定量添加してなる水中施工用コンクＩＪ　−ト組成物は
、上述の如く分離抵抗性が極めて大きいのでコンクリー
ト減水剤を添加してその流動性を大ならしめても満足す
べき分離抵抗性を示し高流動性と分離抵抗性とを両立さ
せることができる。したがって、本発明により、さらに
、高度の流動性と高度の分離抵抗性を兼備した水中施工
用コンクリート組成物か提供されるＯ ここにコンクリート減水剤とは、小量の添加でコンクリ
ートの軟度を大きく増大させる性能全有する混和剤であ
って、セメント分散剤、コンクリート流動化剤、コンク
リート可塑剤、等の名称でよはれるものを含むものであ
る。これを例示すれば、リグニンスルホン鍍塩およびそ
の変性物、ナフタリンスルホン酸またはその誘導体のホ
ルマリン縮合物、クレオソート油スルホン化物のホルマ
リン縮合物、同種または異種芳香族スルホン酸のホルマ
リン縮合物、スルホン化メラミンのホルマリン縮合物、
オキシカルボン酸塩、ポリオール、ポリオキシエチレン
アルキル了りルエーテル、不飽和ジカルボン酸とジエン
化合物の縮合物、リグニンスルホン酸とナフタリンスル
ホン酸のホルマリン縮合物Ｉ、等である。

これらコンクリート減水剤の使用＃は剤の種類と添加後
の流動性の目標水準、コンクリートの配合等によって異
なり、さらに、剤の種類によっては凝結の異常遅延等の
好ましからざる副効果の発生、等を考慮して適１が定め
られる。

例えばオキシカルボン酸塩の場合には約０．０３〜０．
１％、ナフタリンスルホン酸またはその誘導体のホルマ
リン縮合物あるいはスルホン化メラミンのホルマリン縮
合物の場合には約０．２〜２．０％リグニンスルホン酸
塩の場合には約０．１〜０．６％の使用量で添加するこ
とが目安となる。これらコンクＩＪ　−ト減水剤は一種
のみ使用しても二棟以上組合わせて使用してもよい。

添加するコンクリート減水剤の種類と使用量とを適当に
選ぶとコンクリートの流動性を従来認めることのできな
かったほどの高度の流動性であるセルフレベリング性の
域のものが得られる。ここにセルフレベリング性とは、
盛り上げたコンクリートが自１のみで流れ広がって最終
的にほぼ平坦面となるような高度の流動性を込い、しか
もそのとき骨材とセメントバースト部との分離がおこら
ないことが肝要である。

高度の分離抵抗性とセルフレベリング性とが兼備できる
水溶性１高分子物質とコンクリート減水剤の好ましい組
合せの例を示すと、ヒドロキシアルキルセルロース、メ
チルセルローズ、尚分子量ポリエチレンオキサイドの１
棟または２種以上の混合物の練り混ぜ水粘度（２０℃）
２，０００〜１００，０００ｃｐｓの添加量とナフタリ
ンスルホン酸またはその誘導体のホルマリン縮合物、ス
ルホン化メラミンのホルマリン縮合物の０，５〜１．５
％の使用量またはリグニンスルホン酸塩の０．６〜０．
５％の使用量との組合せである・さらに好ましくはヒド
ロキンアルキルセルローズ、メチルセルローズ、高分子
量ポリエチレンオキサイドの１種または２種以上の混合
物（特に、ヒドロキシエチルセルローストメチルセルロ
ースの混合物）の練り混ぜ水粘度（２０Ｃ）５，０００
〜５０、’０００　ｃｐｓの添加１とスルホン化メラミ
ンのホルマリン縮合物の０．７〜１．２％の使用量また
Ｏゴリグニンスルホン酸塩の０．４〜０５％の使用量の
組合せである。

なお、コンクリート減水剤の中には空気連行性を多少有
するものがあるが、このようなコンクリート減水剤を使
用するときにはコンクリートの空気連行量が適正水準で
ある１０％以下となるよう消泡剤の添加ｆを調整する・ コンクリート減水剤を加えてセルフレベリング性を示す
ほどに高度の流動性を付与した本発明の水中施工用コン
クリート組成物は、水中に打設した後、締固めを行なわ
なくてもコンクリート品質の信頼性があまり低下せずま
た打継ぎもあまシ劣化しない。そして輸送管−基当りの
有効打設面積（敷きならしを行なわないでほぼ平坦な打
設面が得られる面積）が著しく大きくなるので打設作業
が簡易化される。

コンクリート減水剤の添加は、水溶性高分子物質および
消泡剤の添加と同時に行なってもよく、前二者を添加し
た後、必要に応じて添加してもよい。コンクリート減水
剤゛を添加して流動性を大きくした本発明の水中施工用
コンクリート組成物はスランプ低下が小さいので、施工
現場より離れた場所にあるコンクリート製造工場で練シ
混ぜを行なしこれを運搬して使用する態様での使用も可
能である。

実施例 水浴性高分子物質と消泡剤の各種組合せによる試験結果
を第２表に、この組合せに更にコンクリート減水剤を加
えて流動性を大きくする試験結果を第６表に示す。

本例において使用した材料、試験法等は次の通りである
。

（１）水浴性高分子物質（ＷＬＰと略記）（イ）　メチ
ルセルローズ（ＭＣト略記）ｈｉ−メトローズ９’０８
Ｈ−１５０００，２％水溶液２０℃粘度１０，５００ｃ
ｐｓ、信越化学■製品（ロ）　とドロキシエチルセルロ
ース（ＨＥｃト略記）Ｎａｔｒ０８０１２５０　ＨＨＲ
％　１％水溶液２０℃粘度２、６７０　Ｃｐ８％ハーキ
ュレヌ社製品（ハ）　嶋分子量ポリエチレンオキサイド
（ＰＥＯと略記） アルコックスに−１３０１％水溶液２０℃粘度１、２６
０　ｃｐｓ、開成化学■製品 に）　ポリアクリルアミド（ＦＡＡと略記）オルフロッ
クＡＰ−１１％水溶液２０℃粘度１．２　！ＩＱ　ｃｐ
ｓ　、オルガノ■裏品（２）　　　〆肖　　泡　　剤 （イ）非イオン系消泡剤（ＳＮと略記）ＳＮデフォ−マ
ー１４　ＨＰ　、　５ＡＮＮＯＰＣＯ社製品＠）トリブ
チルホスフェート（ＴＢＰと略記）試　　薬 （３）　　コンクリート減水剤（ＷＲＡと略記）（イ）
　スルホン化メラミンのホルマリン縮合物（Ｓ′ＭＦと
略記） メルメント、昭和電工■製品 （ロ）　ナフタリンスルホン戚のホルマリン縮合物（Ｎ
ＳＦと略記） マイティ、花王石鹸■製品 （ハ）　リグニンスルホン酸カルシウム（ＬＮＧと略記
）亜硫酸パルプ廃液を原料として製造されたセメント分
散剤級の品位のもの （ロ）　グルコン酸ナトリウム（ＧＬと略記）試　　薬 （４）分離抵抗性試験法 直径１９禰高さ１ｍの透明アクリル樹脂製円筒の中に９
０備の高さまで水を張り、この中にコンクリート約８ｔ
をノ・ンドスコップにより６回に分けて投入して水中落
下させ、落丁中のセメント分流出状況を観察し、さらに
投入が終った後の水の濁度（ｐｐｍ）を測定し、これよ
り分離抵抗性を判定する。判定結果を次の記号で示す。

◎：潰秀、○：良好、Ｘ：不良 （５）セルフレベリング性の判定 分離抵抗性試験で落下させたコンクリートの流動が停止
するまで（５分間）静置し自重のみによる平炬性を観察
して判定した・なおスランプ試験を行なうに当りスラン
プコーン引上後のコンクリートの流動状況ならびに流動
が停止したときのコンクリートの広がシ径の平均値を朋
で表示した値（フローという）も判定の一助とした。判
定結果を次のａピ号で示す。

◎；攪秀　Ｑ：良好 （６）圧縮強度の測定 練り混ぜが終ったコンクリートおよび上Ｊ己分離抵抗性
試験で水中落下させたコンクリートの両者につき、それ
ぞれ１０儒φＸ２０ｔＭ＋の供試体を作製し圧縮強度を
測定した。

（ハ　コンクリートの配合 コンクリートの基本配合を第１表に示す・使用材料は セメント：普涌ポルトランドセメント（小野田）細骨材
：大井用産　ＦＭ＝２．７１　　比重−２，６１粗骨材
：青梅砕石　ＭＳ＝２０順　ＦＭ＝６．９０比重＝２．
６８ 第　　１　　表 試験結果を第２．６表に示す０ 上表より、水溶性高分子物質の種類にかかわらず、２０
℃練シ混ぜ水粘度が２，００　Ｑ　ｃｐｓより小さくな
るような添加量では分離抵抗性が不良であること、セル
フレベリング性の良好なものは正規と水中との圧縮強度
比が小さくなること（すなわち、締固めを行なわなくて
も強度低下が小さ−こと）等がわかる。

なお、消泡剤を使用しなりときの空気連行量は、例えば
＆、５の場合で１．７．５％、Ａ５の場合で１５．４％
と非常に大きかった。また、ＭＣの２％水溶液粘度（２
０℃）が１９，０００ｃｐｓおよび２．８５０　ｃｐｓ
のものにつき消泡剤ＳＮと組合せた試験も行なったが、
同様に練シ混ぜ水粘度が２ρ００ｃｐｓ以上の領域で分
離抵抗性が良好であった。

ＦＡＡをｍ−た場合、これにコンクリート減水剤を併用
して流動性を大にすると分離抵抗性が消失してしまうの
で注意を要する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コンクＩＪ　−）　Ｋ水溶性高分子物質を、これを
   コンクリートの練り混ぜ水に溶解したとしたときに２０
   ℃で２，０００〜ｉｏｏ、ｏｏｏセンチボ”イズの粘度
   を示すような添加量で添加し、消泡剤を、コンクリート
   の空気連行量が１０％以下となるような添加量で添加し
   てなることを特徴とする水中施工用コンクリート組成物
   。 ２）コンクリートに水溶性晶分子物質を、これをコンク
   リートの練シ混ぜ水に溶解したとしたときに２０℃で２
   ，０００〜１００，０００センチボイスの粘度を示すよ
   うな添加蓋で添加し、消泡剤を、コンクリートの空気連
   行量が１０％以下となるような添加量で添加し、さらに
   、コンクリート減水剤を添加してなることを特徴とする
   水中施工用コンクリート組成物。