(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０.１５％(重量)以上０.９％以下添加したセメント組成物に、該グルコン酸またはその塩を添加して１２時間以上経過後であってスランプ試験可能な時期に、該セメント組成物にセメント分散剤を添加することを特徴とするセメント組成物の流動化復元法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、セメント組成物の流動化復元法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの施工法の多様化により、コンクリートの凝結硬化速度を抑制する試みがなされている。たとえば、打継ぎコンクリートの一体化やＲＣＤコンクリートの施工時間の確保などの用途には、超遅延剤が使用され数時間から十数時間の凝結遅延を可能とした例が報告されている。しかし、さらに長時間凝結遅延させることが可能であれば、比較的長いサイクルでコンクリート打設する工事への利用など、応用範囲の拡大が期待される。
さらに、セメントに凝結遅延剤が添加されたセメント組成物を通常通り使用された後、使用されなかった残りのセメント組成物を再使用できれば極めて便利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セメントに凝結遅延剤が一定量以上添加されたセメント組成物を一定時間経過後に、再度これを通常通り使用できるか否か不明であり、また通常通り使用可能か否かの試みはかつてなされたことがなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明者等は上記課題解決のため鋭意研究の結果、グルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％（重量％、以下同じ）以上添加したセメント組成物に、グルコン酸またはその塩を添加して１２時間経過後であってスランプ試験可能な時期に、該セメント組成物に分散剤を添加すると、該セメント組成物を通常通り使用可能であるという新知見を得、さらに研究を進め、この発明を完成した。
【０００５】
さらにまた、セメントに対し一定量（０．３１％）以上のグルコン酸またはその塩を添加したセメント組成物は、これにセメント分散剤を添加した場合に、何らの問題なく使用可能であるという新知見も得た。
この発明で使用するグルコン酸の塩としては、例えばナトリウム塩等のアルカリ土類金属塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられ、いずれもセメントの凝結遅延剤として知られている。
【０００６】
また、セメント分散剤は、何らの制限もなく、いずれのセメント分散剤も使用可能であり、そのような分散剤の好ましい例としては、ナフタレンスルホン酸塩系縮合物［例えば、パリックＦＬ，Ｋ（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、芳香族アミノスルホン酸系高分子化合物［例えば、パリックＦＰ２００Ｈ（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、ポリエーテルカルボン酸系高分子化合物［例えば、パリックＦＰ１００（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、メチロールメラミン縮合物［例えば、シーカメントＦＦ２４（商標）、日本シーカ（株）製等］等が挙げられる。
【０００７】
この発明のセメント組成物に用いるグルコン酸またはその塩の添加量の好ましい範囲は、用いるセメント重量に対し、０．１５〜０．９０％、さらに好ましくは０．３１〜０．７５％である。またこの発明のセメント組成物に用いるセメント分散剤の添加量の好ましい範囲は、用いるセメント重量に対し、０．０１〜１．５％、さらに好ましくは０．０２〜１．２％である。この発明に用いるグルコン酸またはその塩とセメント分散剤との好ましい混合割合は、
グルコン酸またはその塩／セメント分散剤＝０．１〜９０．０
さらに好ましくは０．２５〜４０．０である。
【０００８】
この発明ではグルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％（重量）以上添加したセメント組成物に、該グルコン酸またはその塩を添加して１２時間経過後にセメント分散剤を添加することが必要である。１２時間経過としたのは、建設現場のコンクリート打設後、１２時間程度経過以内は既存の方法（工法）や既存のＡＥ減水剤で対処できる範囲であるからである。
この発明ではグルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％以上添加したセメント組成物に、該グルコン酸またはその塩を添加して１２時間以上経過後であってスランプ試験可能な時期に、該セメント組成物にセメント分散剤を添加することが必要である。０．１５％以上としたのは、１２時間経過後まで可使時間を遅延させ通常使用されている範囲以上の添加量を示すためである。
【０００９】
この発明のセメント組成物は、コンクリート、モルタルあるいはこれに類するセメント水硬物に適用することができ、これらセメント水硬物を構成するセメントの種類、必要により配合される骨材あるいはその他の混和剤の種類や量には一切制限がなく、たとえばセメントの種類としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、白色ポルトランドセメント、低発熱セメント、高ビーライト型セメント、グラウト用セメント、油井セメントなど、通常市販されている様々のセメントを用途や要求性能に応じて適宜使い分けることができる。場合によっては一部をフライアッシュ、水砕スラグ粉末、シリカ質混和材、石粉等と置換することにより、硬化物の物性を改質することも可能である。またセメント用減水剤や膨張剤の如き公知のコンクリート用混和材料を併用することもできる。
【００１０】
【発明の効果】
この発明は次のような利用法がある。
従来の可使時間（数時間）の短かいセメント系グラウト材料を使用した注入工法では、トンネルの岩盤、地盤の補強と止水、地盤改良、トンネル周辺の空隙填充、シールドセグメントと地山の間の空隙填充、構造物・機械下の安定強化、橋りょうなどの支承下の安定強化、スラブ軌道板の支持、路盤コンクリートと地山との間の空隙充填、ダム継目の充填、上下水道ジョイント部の漏水防止、ロックアンカー、アースアンカー、ＰＣグラウト、プレパックドコンクリート等の適用が計られている。しかし、可使時間が短かいと使用の度に製造する必要があり、バッチ間で特性がばらつく、残材料が出やすい、製造回数が多く、手間がかかる等の欠点がある。
【００１１】
さらに柱列式地下連続壁工法のような、場所打ちコンクリート杭やモルタル杭を連続的に配置して、地下に柱列状の土留壁を構築する工法では、削孔とコンクリート打設（充てん）を繰り返して行くが、コンクリート杭一本毎にコンクリートの製造をすることになり、上記の場合と同様の欠点が生じる。
上記のような工法に、適当な長時間の凝結遅延作用を有し、長時間経過後の流動性を失なってはいるが、未硬化のコンクリートを高流動性コンクリートに復活することが可能で、しかも最終的には凝結遅延剤無添加コンクリートと比較して、ほぼ同程度の圧縮強度を有するコンクリートを製造することが望まれている。
本発明は、このような要望に応えるべくなされたもので、十分な長時間の凝結遅延性を有して、凝結硬化に至るまでの間の適当な時期に流動性の高いコンクリートに復活させることが可能で、圧縮強度が満足できるコンクリートの製造方法と凝結遅延剤を提供することを目的とする。
【００１２】
一方、約数十日におよぶ工事中には、非硬化性材料として滑材などの性能を示し、工事終了後、圧縮強度発現を示す硬化性となるような材料があれば、従来必要とした、工事後、非硬化性材料と硬化性材料の置換え工程をなくすことが出来、大巾な省力化が可能である。又は、従来置換えが不能であった場合には最終的に強度発現する長所を生かし、利用範囲は拡大する。
【００１３】
又、コンクリートの打継ぎ工法において、数日以上の注入、充てん又は打設のサイクルになり、しかも硬化後の打継ぎ部の付着性改善策を取れない長距離斜路トンネルと地山との間のコンクリート打設では、運搬圧送管内に残留するコンクリートも、新コンクリートと一体化されにくい。
【００１４】
このような工法には、長期間凝結遅延作用を有し、最終的には凝結遅延剤無添加のセメントペースト、モルタルおよびコンクリートと比較して、ほぼ同程度の圧縮強度を有することが望まれている。本発明は、このような要望にも応えるべくなされ、十分な長期間の凝結遅延性を有して、圧縮強度が満足できるセメントペースト、モルタルおよびコンクリートの製造方法と凝結遅延剤を提供することも目的とする。
【００１５】
試験例１
凝結遅延剤として知られている成分の中から目的とする長時間の凝結遅延性能を示すものを選択するため、この出願の発明のグルコン酸ナトリウムを対照としてクエン酸、グルコヘプトン酸ナトリウム、ショ糖、ケイフッ化ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムを選び添加量を変え、分散剤を加えて高流動性モルタルに復元可能な限界日数を比較した。
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練混ぜおよび流動化：
【００１６】
モルタルミキサにてＡＥ減水剤パリックＳＡと表１記載の所定の遅延剤の所定量を添加した約６Ｌのモルタルを練り混ぜ、ミニスランプコーン（コンクリート
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１５ｃｍのコーン）で測定したスランプ１１ｃｍの流動性を有するモルタルを調製し、ビニール袋内に保管した。触感により未硬化を確認後、分散剤パリックＦＬを適当量（０．０５〜１．５％セメント重量に対して）添加し、ミニスランプ１１ｃｍを目標に高流動性モルタルに復元可能な限界日数を試験した。
結果は表１の通りで、表中の日は分散剤を添加してモルタルの流動性（ミニスランプ１１ｃｍ）の復元が不可能の日の前日をもって、日数とした。
【００１７】
【表１】
高流動性モルタルに復元可能な限界日数と凝結遅延剤の種類の関係
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【００１８】
試験例２
実験概要：
強制１００Ｌ容パン型ミキサを用い、１００Ｌを９０秒間練り混ぜて１００Ｌのコンクリートを製造した。コンクリートのスランプ及び空気量の目標を１８ｃｍと２％とした。このコンクリートを４分割してポリエチレン製の袋に入れ、２０±２℃の室内に保存し、スランプの経時変化の測定時には練り板に移し、練返しを行った。また、コンクリートの流動化は５０Ｌパン型ミキサに移しスランプ１８ｃｍを目標に分散剤を添加し、さらに約３０秒間撹拌した。
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【００１９】
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【００２０】
コンクリートで実施した場合のグルコン酸ナトリウムの添加量（０〜０．６０％）と練混ぜ直後のスランプおよび２〜６７２時間後のスランプの関係を示し（表２）、又コンクリートが流動性をなくし、硬化する時間を示している。すなわち硬化の表示のある２４時間前まではある程度のスランプを有しているか、あるいは自由に成形可能な状態である。
グルコン酸ナトリウムの添加量が多くなる程、硬化に至るまでの経過時間が長くなることを示している。
【００２１】
【表２】
グルコン酸ナトリウムの添加量とスランプの経時変化の関係
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【００２２】
グルコン酸ナトリウムの添加量と試験例２で示した流動化可能限界日数の関係をまとめ（表３）、復元可能限界日で分散剤に高流動性を付与できるかどうかを検討するため分散剤添加前後のスランプ値を示した。高流動性を付与するには分散剤（ナフタレンスルホン酸系縮合物）を適当量添加すれば、練り混ぜ後、１日から２８日までの間経過したいずれのコンクリートでも可能であることが判明した。しかも、高流動性を付与後１時間経過したコンクリートのスランプ値も急激に低下していないことが同時に分った。
このことにより、分散剤の添加撹拌という簡単な操作だけで、一旦練り混ぜたコンクリートを長期経過後も、使用状態に復元可能であることがわかる。
【００２３】
【表３】
復元化可能限界日と流動化コンクリートの性状
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【００２４】
【表４】
コンクリートの圧縮強度
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