JPS59174555A - Ａｅフライアツシユコンクリ−トの製造方法 - 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、連行空気量比の安定なフライアッシュ配合コ
ンクリートの製造方法に関する。

ＡＥフライアッシュコンクリ−一トは、フライアッシー
のいわゆるゾールベアリング作用、フライアッシュの珪
酸分とセメントとの結合、さらにはＡＥ剤の添加による
微細な連行空気の作用等により、コンクリートの単位水
量の減委、作業性の向上、長期強度の増進、水密性の向
上、耐久性とくに耐凍結融解抵抗性の向上、水和発熱量
の低減力ど多くの長所があることは既に知られている。

しかしながら、フライアッシュは、発電所などの石炭燃
焼ボイラーからの灰分てあって、未燃カーデンが残留し
ておシ、この未燃カー？ンがＡＥ剤を吸着してＡＥ効来
が減殺される。未燃カーぎン残留量は、使用炭種や採集
条件の変化によって変動する・ので、このようなフライ
アッシュを配合したＡＩコンクリートの連行空気量の変
動は大きく、該空気量を特定の好ましい範囲内に納まる
ように管理することは非常に困難である。

通常フライアッシュを配合してＡＥコンクリートを製造
する場合、市販のＡＥ剤の標準量を使用しても該コンク
リート中に所望の空気量は得られ難い。そこで、所望の
該空気量を得るにはある倍量を使用することになるが、
フライアッシュ中に残存する未燃カーボン量はそのフラ
イアッシュが生成する操業条件によって変動するため、
該カーボン量が多ければ連行空気は少なく耐凍結融解性
などの耐久性が期待できないコンクリートになり１、　
　　　またカーがン量が少なければ連行空気が多くなシ
その分強度低下があるため強度的に満足できないコンク
リートになシ、いずれにしても該空気量の変動を許容範
囲内に納めることは困難である。

このため該空気量をある範囲に納める方法として、フラ
イアッシュの品質変動、すなわち未燃カーボン量をメチ
レンブルー吸着量試験等によって予め把握しておきＡＥ
剤の添加量を定める方法が考えられるが、作業が非常に
繁雑でありタイムラグがあるので、現実−の問題として
連続して所望の該空気量を含むコンフリートラ安定して
製造することは不可能である。

また、通常のＡＥ剤を配合したコンクリートは、製造直
後ないし使用現場荷卸時には所望の空気量を含有してい
ても、運搬、打込み及び締め固め工程において、まきこ
まれて入るエンドラップトエアだけでな（ＡＥ剤により
導入された微細なエントレインドエアのかなりの部分が
放散され、空気量が減少し、コンクＩＪ　−ト工学上耐
凍結融解抵抗性に要する空気量よりも少ないコンクリー
ト構造物になｐがちである。そして、フライアッシュを
配合したＡＥコンクリートでは、この製造後の工程で連
行空気が失われる傾向はより強く現われる傾向がみられ
る。

従って、資源の有効活用の点、安定した品質のコンクリ
ートを製造する点および所望の性能のコンクリート構造
物を得る点から、フライアッシュ中の未燃、カーボン残
留量によって連行空気量が左右されず、安定な気泡のＡ
Ｅ剤の出現が強く望まれている。

本発明者等は、これらの問題点を解決すべく、未燃カー
ボン量に左右されず安定した連行空気量の保持の可能な
ＡＥフライアッシュコンクリートの製造法について鋭意
研究を重ねるうちに、例えばある種のソルビトールに特
定モル数の酸化エチレンを反応させた該反応物若しくは
該反応物の４リオキシエチレン基の末端をある種の脂肪
酸でエステル化させたものが優れた効果を示すことを発
見し、本発明を完成した。

本発明は、セメントを結合材としてコンクリートを製造
する方法において、一般式 ＣＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２０）＆・Ｚ（ここで、式中Ｘ、Ｙ
は水素源方向の連鎖のくりかえしを意味する、１３ａ＋
ｂ＋ｃ≦８５゜２は水素原子又は炭素数１６〜２２の脂
肪酸残基）で表わされる化合物を有効成分として含有す
るＡＥ剤を使用することを特徴とするＡＥフライアッシ
ヱコンクリートの製造方法である。

本茜明に使用するＡＥ剤は、例えばソルビ）　−ルに酸
化エチレン１２〜８５モルを付加させたもの、若しくは
それに炭多数１６〜２２の脂肪酸１〜３モルを反応させ
ることにょシ得られるものである。該ＡＥ剤につきさら
に詳しく説明すれば、例えばオートクレーブにンルビト
ール１モルヲ仕込み、Ｎ２置換後、１２０℃にした後、
酸化エチレン１２〜８５モルを１２０〜１８ｏ′Ｃ，１
〜５ｋｙ／１ｙｎ２で付加させる。この生成物の１モル
に炭素数１６〜２２の脂肪酸例えばイソ・やルミチン酸
。

イソステアリン酸、オレイン酸等１〜３モルをエステル
比倍に仕込み、この脂肪酸に対し０．５重量％の炭酸カ
リウムを添加した後、２１０〜２３０℃でエステル化反
応を行ない本発明に係る合成物を得る。この合成物は、
非イオン性の界面活性作用を有するものであシ、本発明
のＡＥ剤の主成分である。

本発明のＡＥ剤の主成分であるポリオキシエチレンソル
ヒトールの脂肪酸エステルは、ソルビトールが隣接ヒド
ロキシル基よシなる炭素数６０多価アルコール残基をも
しもので、１分子中にオキシエチレン基１２〜８５モル
付加している水溶性のものが使用される。ここで、該分
子中のオキシエチレン基が１２モル未満のものは、水溶
性が低く、ＡＥ効果すなわちコンクリート製造の際該コ
ンクリート中への空気泡の導入され方が劣るので好まし
くない。他方、８５モルを超えるものは、水溶性ではあ
るが、界面活性能が低下するので、ＡＥ剤としては好ま
しくない。

本発明において、ＡＥ剤の配合方法としては、あらかじ
め核剤をフライアッシュに又はフライアッシュを混合し
たフライアッシュセメントに添加混合しておいてもよく
、また公知のＡＥ剤の使用法と同様の方法でもよく、コ
ンクリ−ト製造工程に対する各材料の投入順序は問わな
い。

本発明に係るＡＥ剤の必要な使用量は、フライアッシュ
の配合割合やフライアッシュ中の未燃カーデン量に殆ん
ど影響されないが、好ましくはフライアッシュとセメン
トの含量に対して導入空気量３％ないし７％の如く該空
気量の多寡に応じ、て０．０３〜０．０９−程度であシ
・、好ましくは通常の手法である試し練シによって定め
る。

本発明の方法において、フライアッシュとは石炭燃焼後
に残る灰分をいい、例えば発電所の微粉炭燃焼ボイラー
集塵器で捕収されたフライアッシュ、グリーンアッシュ
あるいは灰分の粉砕物などである。また、セメントとし
ては公知のいわゆるセメントであればいずれでも良く、
例えば普通・早強・超早強・中庸熱・ポルトランドセメ
ント。

ジェットセメント、高炉セメント、シリカセメント、ア
ルミナセメント等である。

なお、本発明の方法の実施にあたり、本発明の目的を損
なわない限り従来コンクリートの性質や性能を改善する
ために使用される各種の混和材料、例えばセメント分散
剤、コンクリート減水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、防
水剤、防錆剤、収縮低減材、膨張材などを混合使用でき
る。

本発明、によれば、フライアッシーに残留する未燃カー
ボンの量によって連行される空気量が影響されることが
ないので、所望の空気量−を含有するコンクリート’ｆ
ｉ＝連続して安定して製造するこ゛とができるようにな
った。また、製造された生コンクリートを使用現場まで
輸送する過程で、従来のＡＥコンクリートに顕著にみら
れた連行空気の減少ないし生コンクリートが硬くなる現
象（通称エアドロック、スラングドロッグ）が見られな
いかあるいは従来市販のＡＥ剤に比べて淋わめて少ない
。

さらに、荷卸し後のコンクリートの打ち込み工程及び締
め固め工程中でも空気量の減少が少なく、コンクリ−ト
減水剤も微細空気孔が著しく多く残存している。一般に
空気量が１％増せば圧縮強度５チ減少するといわれてい
るが、そのように硬化体によシ多くの空気量が残存して
いるにもかかわらず強度の発現の態様は従来の市販ＡＥ
剤配合のものと同程度以上である。

なお、本発明の方法は、本願人が先きに出願した（特願
昭５６−１４８７１３号）方法と比較しても配合される
フライアッシュ中の残存未燃カーがン量の多寡の影響は
さらに小さく、コンクリート製造工程において導入され
た空気泡はより安定で、硬化コ・ンクリートに最終的に
固定される気泡の割合が大きく、シかも強度発現も大き
いという効果を奏する。

また、本発明によれば、従来フライアッシュを使用する
コンクリートについては、フライアッシュに含有される
未燃カーボン及びその量の変動に影響されるため、安定
した連行空気量をもつコンクリートの製造が困難ないし
不可能とされていたのに対して、該未燃カービンの存在
に影響されることなく常に安定した空気量のコンクリー
トの製造が可能となった。それ故、本発明はフライアッ
シュという利用不十分な資源のよシいっそうの有効活用
に路を開くものであるといえよう。

さらに、本発明によれば、前記コンクリートの製造時な
いし荷卸時に含有する空気泡の量比が安定であシ、シか
もその後の工程においても該泡の消失割合が従来のもの
に比べてきわめて小さいので、窮局′的にコンクリート
構造物の耐久性、とくに耐凍結融解性にすぐれた耐用年
数のよシ長い構造物をつくることが出来るようになった
。

次に本発明の構成と効果を実施例および比較例によって
更に詳しく説明する。

使用したフライアッシュは、表−１に示す通り、メチレ
ン・ブルー吸着量を異にする未燃カーゼン残存量の異な
る３種のものである。

表−１ 使用したＡＥ剤の合成例を示すと ＡＥ−■；オートクレーブにソルビトール１モルを仕込
み、Ｎ２置換後、１２０℃にした後、酸化エチレン４０
モルを１２０〜１８０℃、１〜５ゆ価２７で付加させ、
た。次いでエステル缶にこのソルビトール４０ＥＯ付加
物１モルを仕込み、これにオレイン酸２モルを仕込み、
そして炭酸カリウムをオレイン酸に対して０．５％入れ
た後、２１０〜２３０℃でエステル化反応を行ない、合
成物■を得だ。

ＡＥ−■：上記ＡＥ−■において、酸化エチレンを２５
モル付加させたこと及びオレイン酸を１モル反応させた
ことの他は同様にして合成し、合成物■を得た。

ＡＥ−■；上記ＡＥ−■において、酸化エチレンを６０
モル付加させたこと及びオレイン酸を３モル反応させた
ことの他は同様にして合成し、合成物■を得た。

ＡＥ−■、ＡＥ−■、ＡＥ−■；それぞれ上記ＡＥ−■
ＡＥ−■及びＡＥ−■に対応する方法で、脂肪酸として
オレイン酸に代えてイソステアリン酸を使用した他は同
様にして合成し、それぞれ合成物■１合成物■及び合成
物■を得た。

その個使用した混和材料は表−２に示したものである。

表−２ また、参考例として、本願出願人が先に出願した（特願
昭５６−１４８７１３号）の発明にがかるＡＥ剤を本発
明のＡＥ剤に代えて使用した。このものはソルビトール
１モルにオレイン酸１モルヲ反応させ、その生成物に酸
化エチレン２８モルを付加させることによシ得られた、
次の上うな構造式を有するポリオキシエチレンソルビタ
ンモノオレートにおいて同一４子内のエチレンオキサイ
ド基とオレイン酸残基のモル比を一定範囲内に止めたも
のである。使用したセメントは、普通ポルトランドセメ
ント又はこのセメントにフライアッシュＦＡ−■、■又
は■を混合して得たフライアッシーセメントである。

使用した細骨材及び粗骨材は表−３に示したものである
。

表−３ コンクリートの配合は、練）上ｐ　１　ｍ３のコンクリ
ートに使用する材料量で示しだ。その際使用した略号は
それぞれ次の材料を示す。すなわち、Ｗ：水、Ｃ：セメ
ント、　ＦＡ　：フライアッシュ、Ｓ：細骨材（砂）、
Ｇ：粗骨材、　Ｗ／Ｃ：水セメント比。

ｓ／ａ　：細骨材率（Ｓ／ａ＋Ｇ　、絶対容積比）コン
クリートの製造は、各材料の所定量を容量４０ｔのノ母
／型強制攪拌式ミキサーに投入し、全材料投入後３分間
線シ混ぜる方法によシ行なった。

コンクリートの試験は、まだ固まらないコンクリ−）Ｋ
ついて、スランプめ測定はＪＩＳＡＩＩＯＩによシ、空
気量の測定はＪＩＳ　Ａ１１２８によシ行なった。また
硬化コンクリートについて圧縮強度の試験はＪＩＳ　Ａ
１１０８によシ、気泡間隔係数はＡＳＴＭＣ４５７の修
正ポイントカウント法によシ行なった。

実施例１〜３．比較例１〜３．参考例１〜３フライアッ
シュＦＡ−■、ＦＡ−■又はＦＡ−■６０ｋｉ９゜セメ
ントＣ２４０ｋｇ、細骨材Ｓ、粗骨材Ｇ−■。

ＡＥ剤ＡＥ■及び水を使用し、水セメント比５５％で練
シ上シコンクリートの目標空気量を４，５チ、目標スラ
ンプを１８αとし、試し練りによ９表−４に示す配合を
定めた。

表−４ この配合によシＡＥフライアッシュコンクリートを製造
し、得られたコンクリートについて空気量、スランプ及
び材令７日、２８日の圧縮強度を試験した。

比較のため、ＡＥ剤としてヴインソルを使用し、並びに
参考のためＡＥ剤として先願のものを使用し、実施例と
同じ要領でコンクリートを製造し、試験した＠ それらの試験の結果をとシまとめて表−５に示した。

実・雄側４〜９．比較例４〜５ 市販のＢ種フライアッシ、セメント及びＡＥ剤とにソル
ビトール１モルに酸化エチレン（Ｅ・０．）１２　、１
８　、２５　、４５　、６５及び８５モルを付加させ、
オレイン酸１モルでエステル化させて得たものをそれぞ
れ１８０Ｉｌずつ使用したはかは実施例１と同じ条件で
コンクリートを製造し、試験を行なった。

比較例として、酸化エチレンを８モル及び９５モルを付
加させたものを使用した場合についても同様に製造し試
験を行なった。

それらの試験の結果をまとめて表−６に示した。

実施例１０〜１５．比較例６ 水セメント比５０％で目標空気量５％及びスランプ２０
ｃｒｎの軽量ＡＥフライアッシュコンクリートを製造す
べく、フライアッシュＦ’Ａ−■を２０チ含有するよう
に調製したフライアッシュセメント３８０ｋｇ、細骨材
Ｓ、粗骨材としてＧ−■、水及びＡＥ剤として合成例と
して示しだＡＥ−■〜■を使用し、試し練シにより表−
７に示す配合を定めた。この配合に従って、ＡＥ剤を予
め混練水に加えておき、コンクリートを製造し、それぞ
れ得られた軽量コ／クリ−１・について、製造直後３０
分経過後及び６０分経過後に空気量とスランプを測定し
、まだ材令７日、２８日及び９１日での圧縮強度を試験
した。

また、比較のため、ＡＥ剤としてゲインゾルを、実施例
におけるＡＥ■〜■の場合の２．６倍量に相当する。６
４：ｌ使用して製造し、同様の試験を行なった。

それらの試験の結果をとりまとめて表−８に示した。

実施゛例１６．比較例７．参考例４ セメントとしてフライアッシュＦＡ−■２７ゆと普通セ
メント２７３ｋＩｉ１細骨材としてＳ−■、粗骨材とし
てＧ−■とＧ−■の１：１混合物、混和剤として減水剤
ホゾリスＡ　５　ＬＮ　Ａ　Ｅ剤ＡＥ−■を用いて、水
セメント比５２％、目標空気量４．５チ、スランｆ１６
ｃｔｎの生コン１ｍ３を得るための配合を試し練シによ
シ表−９に示す通シ決定した。

この配合で製造したコンクリートについて、実施例１０
と同様の空気量、スランプ、圧縮強度試験を行うと共に
気泡間隔係数の測定を行なった。

また、比較例としてＡＥ剤ポゾリス３０３Ａを用いて、
参考例として本願人の先願発明で使用したＡＥ剤を用い
て、同様に製造し、試験した。

それらの試験の結果をとシまとめて表−１０に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　フライアッシュおよびセメントを結合材とし
   てコンクリートを製造する方法において、一般素原子又
   は（ＣＨＯ・（ＣＨ２ＣＨ２０）ｂ−２）４．たタシ、
   （）ＣＨ２０（ＣＨ２ＣＨ２０）。・ｚ はタテ方向の連鎖のくり返しを意味する、１２≦ａ　＋
   　ｂ　＋　ｃ≦８５．ｚは水素原子又は炭素数１６〜２
   ２の脂肪酸残基）で表わされる化合物を有効成分として
   含有するＡＥ剤を使用することを特徴とするＡＥフライ
   アッシュコンクリートの製造方法ｏ　　　　　Ｘ 金物をフライアッシュセメントに対して０．０３〜０．
   ０９チ配合する特許請求の範囲第（１）項に記載の製造
   方法。