(57)【要約】【課題】品質を確保するとともに養生期間を短縮することが可能となるコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】本発明を適用したコンクリートの製造方法は、セメント系材料と、上記セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、を練り混ぜてフレッシュコンクリートを生成し、上記フレッシュコンクリートを養生することを特徴とする。本発明を適用したコンクリートの製造方法は、上記フレッシュコンクリートを湿潤養生してもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系材料と、上記セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、を練り混ぜてフレッシュコンクリートを生成し、
上記フレッシュコンクリートを養生すること
を特徴とするコンクリートの製造方法。
【請求項２】
上記フレッシュコンクリートを湿潤養生すること
を特徴とする請求項１記載のコンクリートの製造方法。
【請求項３】
上記フレッシュコンクリートを３時間以上養生すること
を特徴とする請求項１又は２記載のコンクリートの製造方法。
【請求項４】
上記フレッシュコンクリートを１日以上養生すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、コンクリートを製造する際には、所定の養生期間を確保する必要がある。例えば、普通ポルトランドセメントを用いた場合には湿潤養生期間を５日間確保する必要があり、フライアッシュや高炉スラグ微粉末等の混和材を用いた場合には湿潤養生期間を７日間確保する必要がある。所定の養生期間を確保することにより、セメント系材料と水との水和反応が進行され、例えば透水性や透気性等といったコンクリートの所定の品質を確保することができる。
【０００３】
コンクリートの生産性の観点からいえば、養生期間が短いほどその生産効率は向上する。しかしながら、従来のコンクリートの製造方法では、上記のようにコンクリートの品質を確保する観点から、所定の養生期間を確保する必要があるため、養生期間を短縮することができないという問題点があった。したがって、コンクリートの品質を低下させることなく、養生期間を短縮できるコンクリートの製造方法が求められている。
【０００４】
一方、ラテックスが含有されたコンクリートに関する技術として、特許文献１のラテックス改質コンクリートの製造方法が提案されている。
【０００５】
特許文献１に開示されたラテックス改質コンクリートの製造方法は、粗骨材の量が５００ｋｇ／ｍ3以上であり、ゴムラテックスの量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部であるラテックス改質コンクリートを製造する方法である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたラテックス改質コンクリートの製造方法は、あくまで速硬性セメント混和材が含まれることが前提であり、混和から硬化までの時間が３時間以内である。このため、特許文献１に開示されたラテックス改質コンクリートの製造方法は、養生期間を短縮させるものではない。また、ゴムラテックスの量は、セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であるため、コンクリートの品質の低下が惹起される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−００２６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、品質を確保するとともに養生期間を短縮することが可能となるコンクリートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係るコンクリートの製造方法は、セメント系材料と、上記セメント系材料の質量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、を練り混ぜてフレッシュコンクリートを生成し、上記フレッシュコンクリートを養生することを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係るコンクリートの製造方法は、第１発明において、上記フレッシュコンクリートを湿潤養生することを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係るコンクリートの製造方法は、第１発明又は第２発明において、上記フレッシュコンクリートを３時間以上養生することを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係るコンクリートの製造方法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、上記フレッシュコンクリートを１日以上養生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、品質を確保するとともに養生期間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、練り混ぜ時におけるコンクリート内の細孔空隙の模式図を示し、（ｂ）は、養生時におけるコンクリート内の細孔空隙の模式図である。
【図２】圧縮強度の結果を示す図である。
【図３】長さ変化量の結果を示す図である。
【図４】透水量の結果を示す図である。
【図５】透気係数の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用したコンクリートの製造方法を実施するための形態について、詳細に説明する。
【００１６】
先ず、本発明を適用したコンクリートの製造方法に用いられる各材料について説明する。
【００１７】
＜セメント系材料＞
セメント系材料は、例えば普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、低硫酸塩等のポルトランドセメントが用いられる。セメント系材料は、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等の混合セメントであってもよい。セメント系材料は、ポルトランドセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等の混和材が混合されたものであってもよい。セメント系材料の一種または二種以上のものが適宜用いられる。
【００１８】
＜ゴムラテックス＞
ゴムラテックスは、高分子が乳化剤の作用によってコロイド状に水中に分散した乳濁液である。ゴムラテックスとしては、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）ラテックス、ＢＲ（ブタジエンゴム）ラテックス、ＣＲ（クロロプレンゴム）ラテックス、ＭＢＲ（メチルメタクリレートブタジエンゴム）ラテックス、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエン）ラテックス、ＮＲ（天然ゴム）ラテックス、ＩＲ（イソプレンゴム）ラテックス等から一種又は二種以上を主成分とするものが挙げられる。ゴムラテックスとしては、ＳＢＲラテックスが好ましい。
【００１９】
ゴムラテックスの含有量は、セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下である。これにより、硬化したコンクリート中の細孔空隙でゴムラテックスが被膜化され、透水性と透気性を向上させることができる。また、コンクリートの圧縮強度や、長さ変化量に対しては大きな影響を与えない。このため、コンクリートの品質を確保するとともに養生期間を短縮させることが可能となる。これに対して、ゴムラテックスの含有量は、セメント系材料の重量に対して１．０重量％を超える場合、ゴムラテックスの分散作用によりコンクリート中に空気泡が連行されてしまい、耐凍害性やワーカビリティ等のコンクリートの品質の低下が惹起される。なお、ゴムラテックスの含有量は、セメント系材料の重量に対して僅かにでも含まれていればゴムラテックスが被膜化され、より好ましくはセメント系材料に対して０．１重量％以上であればゴムラテックスが十分に被膜化されるものとなる。
【００２０】
＜細骨材＞
細骨材は、一般のコンクリートの製造に使用される細骨材が用いられる。細骨材としては、例えば、川砂、海砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂等が挙げられる。
【００２１】
＜粗骨材＞
粗骨材は、一般のコンクリートの製造に使用される粗骨材が用いられる。粗骨材としては、例えば川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材等が挙げられる。
【００２２】
＜水＞
水は、一般のコンクリートの製造に使用される水が用いられる。水としては、例えば水道水等が挙げられる。
【００２３】
また、水の含有量は、セメント系材料の重量に対して２０重量％以上６５重量％以下であることが望ましい。水の含有量は、セメント系材料の重量に対して２０重量％未満の場合には、特別な対応を講じないと十分な練り混ぜができない。水の含有量は、セメント系材料の重量に対して６５重量％を超える場合には、材料分離が生じ易くなり、コンクリートとしての耐久性が低下する。
【００２４】
なお、本発明を適用したコンクリートには、本発明の特長が損なわれない範囲で、必要に応じて、各種添加材（剤）が含まれていてもよい。添加材（剤）としては、例えば減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤等のセメント分散剤、強度促進材、再乳化粉末樹脂、発泡剤、起泡剤、防水剤、防錆剤、防寒剤、収縮低減剤、増粘剤、顔料、撥水剤、白華防止剤、消泡剤等が挙げられる。
【００２５】
本発明を適用したコンクリートの製造方法は、セメント系材料と、セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、を練り混ぜてフレッシュコンクリートを生成し、フレッシュコンクリートを養生する。
【００２６】
本発明を適用したコンクリートの製造方法は、先ず、セメント系材料と、セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、細骨材と、粗骨材と、水とをコンクリートミキサーに投入して、例えば、３分程度の所定の時間だけ練り混ぜて、フレッシュコンクリートを生成する。このとき、図１（ａ）に示すように、コンクリート中の細孔空隙９内には、水１とゴムラテックス２とが混在した状態となる。
【００２７】
次に、生成したフレッシュコンクリートを、例えば３日程度の所定の期間、湿潤養生して完了する。養生期間としては、好ましくは、３時間以上、より好ましくは、１日以上であり、土木学会発行のコンクリート標準示方書施工編で規定される養生期間よりも短い期間である。湿潤養生としては、例えば、水中養生、散水養生、湛水養生、湿布養生、湿砂養生、噴霧養生、被膜養生等の水分の逸散を防止する方法が挙げられる。
【００２８】
養生をすることにより、セメント系材料と水１との水和反応が進行され、細孔空隙９等が水和物で充填されていくが、養生を終了するあるいは水和に伴う水の消費により、細孔空隙９中の水１が無くなると、図１（ｂ）に示すように、コンクリート中の細孔空隙９内でゴムラテックス２が被膜化される。
【００２９】
本発明によれば、セメント系材料と、セメント系材料の重量に対して１．０重量％以下で含有されるゴムラテックスと、を練り混ぜてフレッシュコンクリートを生成し、フレッシュコンクリートを養生する。その後の乾燥あるいは水和に伴う水の消失によって、コンクリート中の細孔空隙９内にゴムラテックス２が被膜化される。このため、透水性と透気性とを向上させることができる。また、コンクリートの圧縮強度や、長さ変化量に対しては大きな影響を与えない。このため、所定の品質を確保するとともに養生期間を短縮させることが可能となる。
【００３０】
本発明によれば、練り混ぜ時にゴムラテックスが含有される。このため、養生効果を高めるための封緘養生等の追加養生を行う必要がなく、コンクリートの製造に伴う作業を省力化することが可能となる。
【００３１】
本発明を適用したコンクリートの製造方法により製造されたコンクリートは、桁材、床版、橋脚等の橋梁等のあらゆるコンクリート構造物に用いることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を適用したコンクリートの製造方法により製造されたコンクリートについて、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。
【００３３】
以下の実施例および比較例で使用した材料は以下のとおりである。
セメント系材料：セメントと混和材とが含有されたもの
セメント：早強ポルトランドセメント  密度；３．１４ｇ／ｃｍ3
混和材：フライアッシュ  密度；２．５０ｇ／ｃｍ3
細骨材：硬質砂岩砕砂  表乾密度；２．６３ｇ／ｃｍ3
粗骨材：硬質砂岩砕石  表乾密度；２．６６ｇ／ｃｍ3
ゴムラテックス：ＳＢＲラテックス  固形分濃度４５％  密度；１．０ｇ／ｃｍ3
水：水道水
【００３４】
表１に実施例と比較例のコンクリートの配合を示す。表１の計画配合は、コンクリート１ｍ3当たりの配合を示す。なお、表１の計画配合において、「Ｗ」は水の重量を示す。「Ｂ」はセメント系材料の重量を示す。「Ｈ」は早強ポルトランドセメントの重量を示す。「ＦＡ」は、フライアッシュの重量を示す。「Ｓ」は細骨材の重量を示す。「Ｇ」は粗骨材の重量を示す。「ＬＸ固形分」は、固形分換算でのゴムラテックスの重量を示す。また、表１において、「Ｗ／Ｂ」は、セメント系材料の重量に対する水の重量の比率を示す。「ＦＡ／Ｂ」は、セメント系材料の重量に対するフライアッシュの重量の比率を示す。「ＬＸ／Ｂ」は、セメント系材料の重量に対するゴムラテックスの重量の比率を示す。なお、ゴムラテックスの固形分は、外割りでコンクリートに含有される。「ｓ／ａ」は、細骨材の体積と粗骨材の体積との和に対する細骨材の体積の比率（細骨材率）を示す。「ＳＬ」は、フレッシュコンクリートのスランプ値を示し、各配合においてスランプ値が１８ｃｍとなるように設定した。「Ａｉｒ」は、空気量を示し、各配合において空気量が４．５％となるように設定した。
【００３５】
【表１】
2020011884.tif 000002
【００３６】
表１に示す各配合によりコンクリート供試体を作製した。供試体は、先ず、使用する材料を全てコンクリートミキサーに投入し、所定の時間練り混ぜることにより、フレッシュコンクリートを生成した。詳細には、コンクリートミキサーに、セメント系材料と、砂と投入して３０秒間練り混ぜた。その後、更に水を投入して６０秒間練り混ぜた。その後、更に粗骨材を投入して６０秒間練り混ぜた。その後、更にゴムラテックスを投入して３０秒間練り混ぜることにより、フレッシュコンクリートを生成した。そして、生成したフレッシュコンクリートを、所定の形状の型枠に打設して、以下の表２に示す所定の期間湿潤養生した。なお、練り混ぜ、打設、湿潤養生は、２０℃、６０％ＲＨの環境下にて行った。
【００３７】
【表２】
2020011884.tif 000003
【００３８】
表２は、各供試体の養生期間を示す。実施例１、２においては、養生期間を３日とし、比較例については、養生期間を１日、３日、７日とした。比較例のうち、養生期間が１日、３日、７日の供試体をそれぞれ、比較例１、２、３とする。所定の期間養生後に、型枠から脱型した。脱型後は、各供試体を２０℃、６０％ＲＨの環境下で、各種試験材齢まで気中養生を行った。
【００３９】
養生した各供試体について、圧縮強度と、長さ変化量と、透水性と、透気性とを評価した。なお、圧縮強度は、φ１００ｍｍ×２００ｍｍの円柱供試体を用いて、材齢１日、３日、７日、２８日、９１日において測定した。長さ変化量は、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍの角柱供試体を用いて、養生方法を除いてＪＩＳ  Ａ１１２９−３に準拠して測定した。透水性は、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２００ｍｍの角柱供試体を用いて、ＪＩＳ  Ａ６９０９のＢ法に準拠して、材齢９１日における透水量を測定した。透気性は、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２００ｍｍの角柱供試体を用いて、トレント法により、材齢９１日における透気係数（ＫＴ値）を測定した。
【００４０】
図２は、圧縮強度の結果を示す。比較例１、２、３を比較すると、養生期間が長くなるにつれて長期的な強度増進が大きくなる傾向を示した。これは、養生を継続したことで水和反応及びポゾラン反応が進行し、緻密になったためと考えられる。
【００４１】
また、ゴムラテックスが含有された実施例１、２の圧縮強度は、何れも養生期間が３日である比較例２の圧縮強度と同程度か、それ以上になった。このため、ゴムラテックスが圧縮強度に悪影響を及ぼさないことを確認できた。
【００４２】
図３は、長さ変化量の結果を示す。図３は、横軸は脱型後の材齢を示し、縦軸は長さ変化量を示す。実施例１、２の長さ変化量は、比較例１の長さ変化量よりも小さくなり、比較例２、３の長さ変化量と同程度となった。このため、ゴムラテックスが長さ変化量に悪影響を及ぼさないことを確認できた。
【００４３】
図４は、透水量の結果を示す。比較例１、２、３を比較すると、養生期間が長くなるにつれて、透水量が小さくなる傾向を示した。これは、養生を継続したことで水和反応及びポゾラン反応が進行し、緻密になったためと考えられる。
【００４４】
実施例１、２の透水量は、ゴムラテックスの添加量が増えるにつれて、小さくなった。また、実施例１、２の透水量は、何れも養生期間が３日である比較例２の透水量よりも小さくなった。更に、実施例１の透水量は、養生期間が７日である比較例３の透水量よりも小さくなった。したがって、ゴムラテックスを含有することにより、透水性を向上させることができるため、養生期間を短縮させることが可能となる。
【００４５】
図５は、透気係数（ＫＴ値）の結果を示す。また、図５には、透気試験前にコンクリートの表面含水率計により表面含水率を測定した結果を併記している。図５の左側の縦軸には、各供試体における透気係数（ＫＴ値）を対数表示した棒グラフで示し、図５の右側の縦軸には、各供試体における表面含水率をプロットで示す。なお、表３には、各供試体の透気係数（ＫＴ値）の値を示す。
【００４６】
【表３】
2020011884.tif 000004
【００４７】
比較例１、２、３を比較すると、養生期間が長くなるにつれて、透気係数が小さくなる傾向を示した。これは、養生を継続したことで水和反応及びポゾラン反応が進行し、緻密になったためと考えられる。
【００４８】
実施例１、２の透気係数は、ゴムラテックスの添加量が増えるにつれて、小さくなった。また、実施例１、２の透気係数は、養生期間が３日である比較例２の透気係数よりも小さくなった。更に、実施例１、２の透気係数は、養生期間が３日である比較例２の透気係数よりも小さくなった。実施例１の透気係数は、養生期間が７日である比較例３の透気係数よりも小さくなった。実施例２の透気係数は、養生期間が７日である比較例３の透気係数と同程度となった。
【００４９】
実施例１、２の表面含水率は、透気係数で緻密と判断される水準で水分量が大きくなる傾向で、緻密になったことや組織内でゴムラテックスが被膜化され、保水性が改善された可能性が示唆される。したがって、ゴムラテックスを含有することにより、透気性を向上させることができるため、養生期間を短縮させることが可能となる。
【００５０】
本発明によれば、圧縮強度や長さ変化量に与える影響はないものの、透水性や透気性等の物質移動抵抗性を向上させることが確認できた。また、養生期間を短縮しても各種評価では従来の期間養生したものと同程度かそれ以上の物性であることが確認された。したがって、ゴムラテックスの含有量をセメント系材料の重量に対して１．０％以下で含有することで、コンクリートの品質を確保するとともに養生期間を短縮させることが可能となる。
【図１】
2020011884.tif 000005
【図２】
2020011884.tif 000006
【図３】
2020011884.tif 000007
【図４】
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【図５】
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