(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ練混ぜてある生コンクリートに、セメント１００重量部に対して０．２〜２．５重量部の（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、１〜９重量部の（Ａ）セッコウとからなるエトリンガイトを生成する成分を懸濁した懸濁液を添加した後、再度練混ぜて得られたコンクリートを型枠に成形後、該型枠の雰囲気温度を７５℃以上に昇温し、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
【請求項２】
（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、（Ａ）セッコウと、（Ｃ）カルシウムアルミネートとからなるエトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを型枠に成形後、該型枠の雰囲気温度を７５℃以上に昇温し、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
【請求項３】
コンクリートの水セメント比を５０ｗｔ％以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項４】
コンクリートの軟らかさをスランプフローで３５〜７５ｃｍとすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項５】
予め、型枠を４０℃以上で予熱しておき、その中にコンクリートを投入して成形することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項６】
型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を解放状態で加熱養生することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項７】
型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を密閉又は密閉に近い状態で加熱養生することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項８】
型枠にコンクリートを投入後、遠心力を作用させて成形することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項９】
あらかじめ練混ぜてある生コンクリートに、セメント１００重量部に対して０．２〜２．５重量部の（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、１〜９重量部の（Ａ）セッコウとからなるエトリンガイトを生成する成分を懸濁した懸濁液を添加した後、再度練混ぜて得られたコンクリートを型枠に成形後、該型枠を予め雰囲気温度を６５℃以上に設定してある加熱雰囲気中に入れ、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
【請求項１０】
（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、（Ａ）セッコウと、（Ｃ）カルシウムアルミネートとからなるエトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを型枠に成形後、該型枠を予め雰囲気温度を６５℃以上に設定してある加熱雰囲気中に入れ、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
【請求項１１】
コンクリートの水セメント比を５０ｗｔ％以下とすることを特徴とする請求項９または１０に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項１２】
コンクリートの軟らかさをスランプフローで３５〜７５ｃｍとすることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項１３】
予め、型枠を４０℃以上で予熱しておき、その中にコンクリートを投入して成形することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項１４】
型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を解放状態で加熱養生することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項１５】
型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を密閉又は密閉に近い状態で加熱養生することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【請求項１６】
型枠にコンクリートを投入後、遠心力を作用させて成形することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかの項に記載のコンクリート製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート製品の製造方法に関し、詳しくはモルタルやコンクリートを練混ぜた後、型枠に成形し、速やかに加熱養生して短時間に脱型してコンクリート製品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート製品の製造方法は、振動成形による場合は、スランプ５〜１０ｃｍ程度のコンクリートを練混ぜた後、型枠に充填して振動成形し、約２時間前置き養生してブリージングが止まってからコテ仕上をした後、１〜２時間を掛けて蒸気によって加熱昇温し、最高温度（６５〜７５℃）に達してから２〜３時間保持して、次いで、約１時間冷却時間をとってから、脱型強度を得て脱型している。
脱型に必要な強度はコンクリート製品の形状や重量により異なるが、概ね３〜１５Ｎ／ｍｍ2 でありコンクリートの練混ぜから脱型までに６〜８時間要している。
【０００３】
また、振動成形と遠心力成形を併用した中空の斜壁などの場合では、１０ｃｍ程度のスランプのコンクリートを練混ぜた後、型枠に充填して振動成形してから、１〜２時間前置き養生してブリージングが止まってから上部をコテ仕上げした後、１時間程度を掛けて昇温し、最高温度に達してから２〜３時間保持して、次いで、約１時間冷却時間をとってから、脱型強度を得て脱型している。この場合はコンクリートの練混ぜから脱型までに５〜７時間程度要している。
【０００４】
コンクリート製品の製造において、コンクリートスランプを５〜１０ｃｍとしているのは打ち込みに必要なスランプということであり、軟らかすぎるとブリージングの発生量が多くなりコンクリートと型枠の間に水道が出来て製品の肌を荒らして商品価値を下げる。また、これより硬くなると打ち込みが出来難くなる。前置き養生時間をとるのは、コテ仕上げはブリージングが止まってからでないと出来ないことと、コンクリートが軟らかいうちに急激な加熱養生を行うと熱膨張によってコンクリート製品にひびわれが入ることによるものである。
【０００５】
さらに、昇温速度をコントロールするのは、昇温速度が速過ぎると熱ひびわれが発生し易くなり、かつ、長期強度も低下することによるものである。そして最高温度が高くなり過ぎても熱膨張によるひびわれの発生や長期強度の低下を招く結果となる。
【０００６】
また、冷却時間をとるのは、製品と外気温との温度差による熱応力によるひびわれが発生する場合があるためである。
コンクリート製品の製造にはこのような種々の制限が加えられる結果、前述したような時間配分とならざるを得ないのが現状である。
【０００７】
しかしながら、コンクリート製品は多品種、多品目であり、同じ種類の製品でも種々のサイズがあるにも拘わらず、一度に大量に出荷されることから、これらの需要に答えるためには多種類で、しかも多数の高価な型枠を保有しなければならないし、広大な製品ヤードも必要である等の宿命的な課題を有している。
【０００８】
これらの課題を解決するためには、通常、水硬性の高いセメントを使用するか、さらに塩化物、硝酸塩、ロダン酸塩などで代表される凝結促進剤などを添加してコンクリートの凝結硬化を速め、生産効率を上げることが考えられる。
しかしながら、これらの凝結促進剤では強度発現速度を支配するアリット（Ａｌｉｔｅ）の水和速度は速くなるが、水和を開始するまでの潜伏期までは短縮出来ないので前置き時間は短かくならないし、加熱養生と凝結促進剤による短時間強度の増進は長期強度が低下する等の課題がある。
【０００９】
本発明者らは、従来からの課題である短時間強度の増進と長期強度の低下の防止という二律背反を解決するために、セッコウと、硫酸アルミニウムやミョウバン石と、亜硫酸ナトリウムなどを組み合わせたエトリンガイトを生成する混和材を提案（特開平４−１６００４２号公報）した。
しかしながら、この中では、コンクリートを型枠に詰めてから１．５時間以内に脱型できるようなコンクリートの練混ぜ方法や養生方法および配合条件などまでは言及されていない。
【００１０】
また、本発明者らは、コンクリートに不溶性無水石膏と消石灰を添加して混練し、成形後、練り上り温度よりも３５〜５５℃高い温度で蒸気養生することにより、短時間で脱型強度を発現させるコンクリート成形体の製造方法を提案（特開昭５３−９４３２９号公報）した。
しかしながら、この方法では、蒸気養生温度が従来の温度の範囲内に留まり、短時間強度および本発明より強度の絶対値がかなり小さい長期強度は得られるが、コンクリートを高流動化して作業性を改善し、打設の省力化、自動化および振動固めによる騒音公害を防止しようとした場合には、コンクリートの凝結効果が著しく遅延され、短時間強度が得られなくなる。
しかし、本発明では、高流動化することにより、むしろ、エトリンガイトを生成する成分の分散が良くなり、短時間強度および長期強度がより一層高くなるものである。
尚、本発明では、特開昭５３−９４３２９号公報と同様のスランプの場合においてもより高い長期強度が得られることは言うまでもない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記の様な従来のコンクリート製品の製造技術に鑑み、短時間強度の増進と長期強度の低下の防止という課題を解決し、かつ、コンクリート製品工場において少ない型枠で生産効率を上げるという宿命的な課題に対して鋭意研究した結果、コンクリートを型枠に成形後、ほとんど前置き養生時間をとることなく、かつ、昇温速度のコントロールもしないで、急激な加熱養生を行っても熱膨張や長期強度の低下のないコンクリート製品を、短時間で製造する方法を知見して本発明を完成させたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第一の発明は、あらかじめ練混ぜてある生コンクリートに、セメント１００重量部に対して０．２〜２．５重量部の（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、１〜９重量部の（Ａ）セッコウとからなるエトリンガイトを生成する成分を懸濁した懸濁液を添加した後、再度練混ぜて得られたコンクリートを型枠に成形後、該型枠の雰囲気温度を７５℃以上に昇温し、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法である。
また、本発明は、（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、（Ａ）セッコウと、（Ｃ）カルシウムアルミネートとからなるエトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを型枠に成形後、該型枠の雰囲気温度を７５℃以上に昇温し、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法である。
【００１３】
また、本発明の第二の発明は、あらかじめ練混ぜてある生コンクリートに、セメント１００重量部に対して０．２〜２．５重量部の（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、１〜９重量部の（Ａ）セッコウとからなるエトリンガイトを生成する成分を懸濁した懸濁液を添加した後、再度練混ぜて得られたコンクリートを型枠に成形後、該型枠を予め雰囲気温度を６５℃以上に設定してある加熱雰囲気中に入れ、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法である。
また、本発明は、（Ｂ）硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石と、（Ａ）セッコウと、（Ｃ）カルシウムアルミネートとからなるエトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを型枠に成形後、該型枠を予め雰囲気温度を６５℃以上に設定してある加熱雰囲気中に入れ、その雰囲気温度で多くとも１．５時間加熱養生した後、脱型することを特徴とするコンクリート製品の製造方法である。
【００１４】
本発明の第一および第二の発明において、好ましい実施態様としては、
（１）エトリンガイトを生成する成分を懸濁液にして添加してコンクリートを練混ぜることを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（２）エトリンガイトを生成する成分を懸濁液にして、一度練混ぜた生コンクリートに添加して、再度、練混ぜることを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（３）コンクリートの水セメント比を５０ｗｔ％以下とすることを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（４）コンクリートの軟らかさをスランプフローで３５〜７５ｃｍとすることを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（５）予め、型枠を４０℃以上で予熱しておき、その中にコンクリートを投入して成形することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（６）型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を解放状態で加熱養生することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（７）型枠にコンクリートを投入後成形し、その型枠の投入口を密閉又は密閉に近い状態で加熱養生することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
（８）型枠にコンクリートを投入後、遠心力を作用させて成形することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
が挙げられる。
【００１５】
また、本発明の二の発明における好ましい実施態様として、
（９）加熱雰囲気が、養生槽またはコンクリートを直接加熱可能な装置もしくは方法であることを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
が挙げられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のコンクリート製品の製造方法は、エトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを用いて成形を行なう。
コンクリートに含有される成分は、例えば前記のエトリンガイトを生成する成分、セメント、砂、砕石、減水剤、増粘剤、水、混和材料などが挙げられる。
【００１７】
本発明においてエトリンガイトを生成する成分（以下、ＡＦｔ、又はＡＦｔ成分などという）とは、ＡＦｔ（Ｃ3 Ａ・３Ｃa ＳＯ4 ・３２Ｈ2 Ｏ，Ｃ＝Ｃa Ｏ，Ａ＝Ａｌ2 Ｏ3 ）の分子式が示すように、可溶性または反応性の硫酸塩化合物、アルミン酸塩化合物の単独添加又はそれらの組み合わせであれば特に制限されないが、具体例としてはセッコウと、ＣＡ，Ｃ12Ａ7 ，Ｃ3 Ａ3 ＣＳ（Ｓ＝ＳＯ3 ）などを主成分とする結晶質またはそれらの化学成分を有する非晶質のカルシウムアルミネート（以下、ＣＡなどという）などの一種または二種以上との組み合わせや、硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石などの単独添加およびこれとセッコウ、ＣＡなどとの併用添加がある。
【００１８】
セッコウの単独添加はセメント中のＣ3 Ａ，Ｃ4 ＡＦなどのカルシウムアルミネートと反応してＡＦｔを生成させるが、アリット（Ａｌｉｔｅ）の水和速度を遅延させて短時間強度の発現を遅延させるので好ましくないものである。したがって、セッコウは前記ＣＡなどと併用添加とするのが好ましく、併用することにより短時間強度を増進させることが可能となる。
【００１９】
また、硫酸アルミニウムおよびミョウバン石については単独でもＡＦｔを生成させ短時間強度の発現を促進するが、強く促進すると長期強度が低下する傾向が示されるので、セッコウとの併用添加は好ましいものであり、さらにＣＡなどと併用添加することは短時間強度に対してより好ましい。
【００２０】
セッコウの種類は特に限定されることはく、不溶性や難溶性のＩＩ型無水セッコウの他に、二水セッコウ、半水セッコウ、ＩＩＩ型無水セッコウが使用されるが、長期強度の伸びから好ましいのは不溶性や難溶性のＩＩ型無水セッコウである。
【００２１】
セッコウの添加量は、ＣＡなどや、硫酸アルミニウムおよびミョウバン石の１種又は２種以上と併用添加する場合において、セメント１００重量部に対してＣa ＳＯ4 換算で、多くても９重量部であり、６重量部以下が好ましく、１〜５重量部が最も好ましい。９重量部を超えるようになるとアリット（Ａｌｉｔｅ）の水和の遅延作用が大きくなり過ぎて短時間強度が得られ難くく、１重量部未満では長期強度の増大効果が小さくなり好ましくない。
【００２２】
ＣＡなどや、硫酸アルミニウムおよびミョウバン石などは、いずれの場合も急結や偽凝結を生じさせない範囲で使用するのが好ましい。
例えば、ＣＡなどの添加量はセメント１００重量部に対して３重量部以下として、セッコウをＣＡなどの量の０．５〜３倍（重量部）とするのが好ましく、より好ましくは０．８〜２倍である。セッコウとの配合比率に拘わらずＣＡなどの量が３重量部を超えると急結が生じ易く、また、セッコウをその０．５倍未満とすると短時間強度は増進されるが長期強度が低下するようになり、３倍量を超えると長期強度は大きくなるが短時間強度が低くなる傾向を示すようになる。
【００２３】
また、硫酸アルミニウムやミョウバン石の添加量は、それぞれ単独添加の場合も、両者を併用して添加した場合も、その無水物換算（不純物がある場合は純度で換算）の合計量で、セメント１００重量部に対して多くても２．５重量部であり、２．０重量部以下が好ましく、最も好ましくは０．２〜１．５重量部である。０．２重量部未満では短時間強度の発現効果が小さくなるので好ましくなく、２．５重量部を超えるようになると長期強度の低下が著しく、また、同じ種類のセメントでも、その銘柄やロットの違いによっても急結する場合もあるので好ましくない。
【００２４】
さらに、硫酸アルミニウム及び／又はミョウバン石とセッコウとを併用添加する場合や、さらにＣＡなどとも併用添加する場合も上記と同様の添加量範囲で良いものである。
【００２５】
本発明において、ＡＦｔ成分などを添加して練混ぜたモルタルやコンクリート（以下、コンクリートという）は型枠に成形された後、速やかに、加熱養生される。この際、前置き養生時間はとる必要がなく、一気に最高温度まで加熱するか、予め、最高温度まで雰囲気温度を上げておいて、養生されるものである。
【００２６】
加熱方法は、特に制限されないが、好ましくはエトリンガイトを生成する成分を添加して練混ぜたコンクリートを型枠に成形後、該型枠の雰囲気温度を昇温することにより加熱する方法、または該型枠を予め雰囲気温度を加熱設定してある加熱雰囲気中に入れて加熱する方法により行なう。具体的には常法のように蒸気による加熱でも良いし、養生槽床面にパイプを配してその中に温度をコントロールした熱湯や熱い油を通し、雰囲気温度をコントロールさせても良い。さらにコンクリートを直接加熱可能な装置もしくは方法として、型枠をジャケットにしてその中に温度をコントロールした熱湯や熱い油を循環しても良いものである。また、型枠を直接的、間接的に電気抵抗を利用して加熱するなどの方法や電磁波などにより直接コンクリートを加熱する方法なども採用される。
【００２７】
そして加熱養生開始から多くとも１．５時間、すなわち１．５時間以内に脱型強度を得るために、室温又は外気温から急速加熱する昇温を伴う養生方法では７５℃以上必要であり、予め養生槽内等の雰囲気温度を上げておく場合は６５℃以上に設定することにより強度の発現が顕著に高くなるものである。そして、最高温度が高くなるほど加熱養生開始から１．５時間以内での脱型強度も高くなるが、温度が高すぎるとセメントの種類に拘らず常圧では長期強度の伸びが著しく阻害される。また、前記７５℃未満及び６５℃未満では水硬性の高い早強セメントを用いても１．５時間以内では脱型強度は得られ難い。従って、いずれの場合も９０〜１１０℃が最も好ましい。
【００２８】
なお、１．５時間以内に脱型強度を得るための養生温度はセメントの種類により異なることがあり、例えば普通セメントの場合には、室温又は外気温から急速加熱する昇温を伴う養生方法では８５℃以上に、予め養生槽内等の雰囲気温度を上げておく場合は７５℃以上に設定することが好ましい。また、早強セメントの場合には、室温又は外気温から急速加熱する昇温を伴う養生方法では７５℃以上に、予め養生槽内等の雰囲気温度を上げておく場合は６５℃以上に設定することが好ましい。
【００２９】
加熱養生時間は１．５時間以内であるが、養生温度が高くなるほど強度発現速度も速くなり、１．５時間強度も増大する。しかしながら、雰囲気温度に対してコンクリート温度の上昇が３０〜４５分遅れるために強度発現の開始も３０〜４５分遅れ、コンクリート製品の種類にもよるが、脱型強度が得られるのは４５〜６０分程度からである。
【００３０】
また、本発明においてＡＦｔ成分などの添加方法は、ＡＦｔ成分などを混合して、又は、ＡＦｔ成分を別々にコンクリートに練混ぜるときに、他のコンクリート材料と一緒に添加して練混ぜても良いが、ＡＦｔ成分などを練混ぜ水の一部や、さらにそれに減水剤の一部又は全量を加えたものに懸濁させて添加して練混ぜると、ＡＦｔ成分などのコンクリート中への分散効果が上がるために短時間強度が高くなる。また、長期強度も高くなるものである。
【００３１】
そして、ＡＦｔ成分などの添加はスランプロスを促進するので、ＡＦｔ成分などを添加しないで練混ぜたコンクリートから、１個又は２個以上のコンクリート製品を製造するために必要分のコンクリートを再計量して、それにＡＦｔ成分などの懸濁液をＡＦｔ成分などが適量となるように添加して再度練混ぜても良く、この方法はスランプロスなどからくる作業時間に拘束されないので、一回で多量に練混ぜたコンクリートから沢山の二次製品を製造するのに好ましい方法である。
【００３２】
本発明において、コンクリートの水セメント比は５０ｗｔ％以下とする。
水セメント比が小さいほど短時間強度や長期強度の発現が大きくなるが、好ましくは４５ｗｔ％以下、最も好ましくは４２〜２０ｗｔ％である。５０ｗｔ％を超えると短時間強度が得られ難く、また、２０ｗｔ％未満とするには単位セメント量が多くなり過ぎて、コンクリート自身の水和熱が大きくなり、そのための熱ひびわれなどの問題が発生し易くなるし、適正なスランプ又はスランプフローを得るために必要な減水剤量も多くなるので凝結遅延性が大きくなり短時間強度が得られ難くなるので好ましくない。
【００３３】
本発明において、コンクリートの軟らかさをスランプフローで３５〜７５ｃｍ（スランプでは、概ね、２０ｃｍ以上となる）と大きくして高流動化する。コンクリートの高流動化は無振動または微振動で流し込み成型が出来、かつ、ジャンカの発生を低減又は防止する効果を有するが、さらに、ＡＦｔ成分などを懸濁液で添加することと併用することによりコンクリートへのＡＦｔ成分の分散がさらに良くなりコンクリートが軟らかいにも拘わらず強度発現効果も向上するものである。
【００３４】
そしてこの場合、スランプフローが３５ｃｍ未満では無振動または微振動による流し込み成型でのジャンカの低減又は防止する効果や、ＡＦｔ成分などの分散効果による強度発現効果は劣るようになり、７５ｃｍを超える場合はブリージングや骨材の沈下などの材料分離などの現象が生じ易くするので好ましくない。なお、スランプフローは好ましくは４０〜７０ｃｍ、より好ましくは５０〜６５ｃｍである。
【００３５】
なお、高流動化のタイミングは、特に、限定されることはなく凝結硬化が始まらない時間内であれば任意の時間に行えば良いが、通常は、一回目のコンクリートの練混ぜ時にＡＦｔ成分も添加して流動化する方法と、ＡＦｔ成分を添加しないで通常スランプのコンクリートを練混ぜた後、適宜必要分のコンクリートを再計量してＡＦｔ成分を添加し、再練混ぜ時に流動化される。
【００３６】
本発明において、常法で行われるように、コンクリートの水セメント比の調節および高流動化を行うためやブリージングの発生や、骨材の沈下を防止するために高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤、増粘剤が適宜使用される。
【００３７】
高性能減水剤とはナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系やメチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系およびアントラセンスルホン酸ホルマリン縮合物系などやこれらとリグニンの共縮合物系などのポリアルキルアリルスルホン酸塩系や、メラミンホルマリン樹脂スルホン塩系などの減水剤であり、比較的多量に添加しても空気連行性がなく、減水率も大きく、凝結の過遅延や異常凝結などを生じないものであり、高性能ＡＥ減水剤とはポリカルボン酸塩系の空気連行性のある減水率の大きい減水剤である。
【００３８】
また、増粘剤とはセルロース系やアクリル系の水溶性高分子であり、コンクリートに粘性を与えると同時に自己流動性を与え、かつ、材料分離を押さえるものである。これらはコンクリート配合によって適宜適量添加される。
【００３９】
また、高強度を得るためやコンクリートの高流動化を助長するために、炭酸カルシウムや高炉スラグ、シリカフューム、フライアッシュなどの混和材料を目的に応じて適量添加することも通常の手段であり、本発明においても好ましいものである。
【００４０】
さらに、本発明においては、より効率良く脱型強度を得るために、予め型枠を予熱しておくことは有効な手段である。予熱の手段は特に制限されないが、予熱温度は４０℃以上必要であり、２００℃以下が好ましく、９０〜１８０℃が最も好ましい。４０℃未満では予熱の効果は小さく、２００℃を超えるようになると型枠に塗布した離型剤が蒸発しコンクリートが型枠に付着するようになる場合もあり製品の肌がハツリとられるなど好ましくない現象が生ずる。
【００４１】
本発明において、型枠にコンクリートを成形した後コンクリート投入口を解放したまま加熱養生するものである。さらにコンクリート製品の形状や蒸気加熱以外の養生方法では投入口を密閉又は密閉に近い状態で養生することはより好ましい方法であり、特に、加熱養生方法に拘わらず密閉時にコンクリートに拘束力を与えることは強度の面や熱膨張によるひびわれ防止対策には最も好ましいことである。さらに中空の斜壁、柱、梁などでは振動成形だけでなく、１０Ｇ程度以下の軽度の遠心力を数分間作用させることはコンクリートを分離させないで外面の空気泡を除くのに好ましい方法である。
【００４２】
なお、本発明におけるセメントとは、各種ポルトランドセメント、ビーライトセメントの他に、前述した混和材料を混合した混合セメント又はフィラーセメントであり、この中で水硬性の高いセメントほど早期脱型性に優れ、早強セメントと普通セメントでは、前者の方が養生温度が低くても、あるいは養生時間がより短くても早期に脱型強度は得られ易い。しかしながら、Ｃ11Ａ7 Ｃa Ｆ2 や、非晶質Ｃ12Ａ7 およびＣＡを多量に含有する急硬性を呈するセメントに対しては使用できない。
また、本発明における水セメント比の計算には前述の混和材料は混合セメントと見なして含めるが、エトリンガイトを生成する成分は含めないものである。
【００４３】
本発明のコンクリート製品の製造方法は、コンクリート二次製品を含む成形体の製造に好適であり、コンクリート製品としては例えばヒーム管、マンホール、Ｕ字溝、Ｌ字擁壁、ポンツーン、プレキャスト板、セグメント、各種ブロック、ボックスカルバート、桁、梁、道路用コンクリート製品などが挙げられる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例で詳細に説明するが、これらに限られるものではない。
【００４５】
実施例１
表１の普通セメントを用いたコンクリート配合を用いて、ＡＦｔ成分などである各種セッコウと、硫酸アルミニウム、ミョウバン石を６００℃で仮焼したものと、ＣＡなどを組み合わせ、その添加量も変えてコンクリートに添加して練混ぜ、それをキャップレスのφ１０×２０ｃｍの型枠に棒状バイブレーターで成型して蒸気養生槽にその供試体を入れ、その後、直ぐに蒸気加熱によって室温から８５℃まで急速加熱して加熱開始から１．５時間で取り出し、直ちに圧縮強度を測定した。また、脱型した別の供試体を屋外曝露養生して２８日強度を測定した。その結果を表２〜４に示す。
【００４６】
コンクリートの練混ぜは、２０±３℃の室内において、ＡＦｔ成分などは粉体のままセメントに混合して、砂、砕石などのコンクリート材料と一緒に遊星型の強制練りミキサーに添加して、撹拌と同時に減水剤を溶解した練混ぜ水を加え、３０リットル分のコンクリートを１２０秒間練り混ぜた。また、硫酸アルミニウムや仮焼ミョウバン石を添加する場合はスランプが低下するので、その分は減水剤量を追加（後添加）してスランプを調整した。
【００４７】
なお、すべての実施例において、セッコウやＡＦｔ成分などはセメント１００重量部に対して無水物換算した重量部で示した。
【００４８】
【表１】
0003715727.tif 000002
【００４９】
《使用材料》
（１）コンクリート材料
イ：セメント：普通ポルトランドセメント（電気化学工業社製、比重３．１６）
ロ：セメント：早強ポルトランドセメント（電気化学工業社製、比重３．１２）
ハ：砂      ：新潟県姫川産
ニ：砕石    ：新潟県姫川産砕石
ホ：減水剤  ：デンカＦＴ５００（電気化学工業社製、ポリアルキルアリルスルホン酸塩系、液体）
【００５０】
（２）ＡＦｔ成分など
Ａ：セッコウ類
Ａ−１：ＩＩ型無水セッコウ（フッ酸セッコウ，粉末度６０００ｃｍ2 ／ｇ）
Ａ−２：二水セッコウ（試薬，粉末度３０００ｃｍ2 ／ｇ）
Ａ−３：半水セッコウ（試薬，粉末度５４００ｃｍ2 ／ｇ）
Ａ−４：ＩＩＩ型無水セッコウ（Ａ−２を１８０℃で熱処理）
Ｂ：硫酸アルミニウム等
Ｂ−１：硫酸アルミニウム（１８水塩、工業原料，顆粒状）
Ｂ−２：仮焼ミョウバン石（勝光山産，純度９０％，粉末度１５００ｃｍ2 ／ｇ）
Ｃ：カルシウムアルミネート（ＣＡ）など
Ｃ−１：Ｃ12Ａ7 組成物を熔融して急冷して非晶質としたもの（粉末度で６０００ｃｍ2 ／ｇ）
Ｃ−２：市販のアルミナセメント（アルミナ２号，電気化学工業社製）
【００５１】
【表２】
0003715727.tif 000003
【００５２】
【表３】
0003715727.tif 000004
【００５３】
【表４】
0003715727.tif 000005
【００５４】
（注）１．５時間で強度発現がない場合は、脱型せずに２０℃の室内で翌日まで養生してから脱型し、その後、屋外暴露養生とした。
【００５５】
表２〜４において、セッコウに硫酸アルミニウム０．１重量部併用添加ではセッコウの遅延性が強く１．５時間強度は全く得られないが長期強度は増大させる。そしてセッコウと硫酸アルミニウムとの併用において、セッコウの添加量を多くして行くと１．５時間強度はセメント１００重量部に対して５重量部までは増大し、それを超えるようになると低下する傾向を示すが、長期強度は順次増大する。また、セッコウ添加量が多く１．５時間強度が低くなる場合は硫酸アルミニウムなどを増量することでカバーできるが、長期強度は低下する傾向となっている。そしてセッコウ添加量は９重量部以下が好ましく、６重量部以下がより好ましく、１．５時間強度と２８日強度のバランスから１〜５重量部が最も好ましいことが示される。
【００５６】
また、ＣＡなどとの組み合わせではＣＡなどに対してセッコウ量が多い場合は長期強度は大きくなるが１．５時間強度は小さくなり、その反対の場合は逆の傾向が示され、ＣＡなどに対してセッコウ量（重量比）が０．５〜３倍が好ましく、セッコウとしては９重量部以下である。そして１．５時間強度と長期強度のバランスからは０．８〜２倍がより好ましいことが示される。
【００５７】
硫酸アルミニウム単独の場合もセッコウと併用添加した場合も、その添加量が多くなるほど１．５時間強度は大きくなるが、長期強度は低下する傾向が示され、セメント１００重量部に対して２．５重量部以下が好ましく、２重量部以下がより好ましく、０．２〜１．５重量部が最も好ましいことが示される。
【００５８】
実施例２
実験Ｎｏ．１−３〜１−８、１−３３のコンクリートを用いて、養生温度を８０、８５、９０、１００、１１０℃とした以外は、実施例１と同様（室温２０℃からのからの急速加熱）に行った１．５時間の脱型強度の測定結果を表５に示す。
【００５９】
但し、養生温度が１１０℃の場合は型枠の打ち込み面を水分が蒸発しないようにポリエチレンシートとガラス板と重しを乗せヒーターによる乾燥機の中で養生した。
【００６０】
【表５】
0003715727.tif 000006
【００６１】
表５より、室温からの急速加熱養生する方法では１．５時間で脱型強度を得るためには８５℃以上必要であることを示している。また、８５℃養生では実施例１と同様の強度となり、再現性の良いことが示された。
【００６２】
実施例３
表１のコンクリート配合の普通セメントを早強セメントに代えて、養生温度を７０、７５、８５、９０℃として、実施例２と同様にコンクリートの種類（但し、セメントは早強セメントに代えた）について同様の実験を行った結果を表６に示す。
【００６３】
【表６】
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【００６４】
表６より、早強セメントを使用することにより、昇温を伴う場合の養生温度は７５℃から急速に高い脱型強度が示され、その後、養生温度が高いほど脱型強度も高くなるが、８５℃から９０℃にかけて更に顕著に強度の伸びが示される。
【００６５】
実施例４
実験Ｎｏ．１−３〜１−８、１−３３のコンクリートを用いて、予め雰囲気温度を７０、７５、８０、９０、１００、１１０℃に設定した養生槽で蒸気養生した以外は、実施例１と同様に行った１．５時間の脱型強度の測定結果を表７に示す。
【００６６】
但し、養生温度が１１０℃の場合は型枠の打ち込み面を水分が蒸発しないようにポリエチレンシートとガラス板と重しを載せ、ヒーターによる乾燥機の中で養生した。
【００６７】
【表７】
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【００６８】
表７より、予め、雰囲気温度を設定しておいた場合は、室温から昇温した場合よりも養生効率が良く、７５℃以上から１．５時間強度の発現は顕著となり、養生温度が高くなるほど１．５時間強度は大きくなるが、１１０℃では若干低下する傾向を示すのはキャップレス型枠においてもその打ち込み面付近が少し熱膨張したためである。しかしながら、これは斜壁などの製造においては、その形状からくる自拘束力によりカバーできるし、コンクリート投入口に蓋を取り付け拘束することにより問題ないものである。
【００６９】
実施例５
表１のコンクリート配合の普通セメントを早強セメントに代えて、予め設定する養生温度を６０、６５、７５、９０℃として、実施例４と同様にコンクリートの種類（但し、セメントは早強セメントに代えた）について同様の実験を行った結果を表８に示す。
【００７０】
【表８】
0003715727.tif 000009
【００７１】
表８より、早強セメントを使用することにより、予め、養生温度を設定した場合では６５℃から急速に高い脱型強度が示され、養生温度が高いほど脱型強度も高くなるが、７５℃から９０℃にかけて更に顕著に強度の伸びが示される。
【００７２】
実施例６
実験Ｎｏ．１−１〜１−１０、１−３３のコンクリートを用いて、ＡＦｔ成分などを懸濁液にして添加し、予め雰囲気温度を７５℃に設定した蒸気養生槽で養生した以外は、実施例１と同様に行った１．５時間の脱型強度と２８日材齢強度を測定した結果を表９に示す。
【００７３】
なお、ＡＦｔ成分などは、コンクリートの練混ぜ水量からＡＦｔ成分などの２倍量の水量と、コンクリート全体に使用量する半分の減水剤量を用いて懸濁液を作製し、コンクリートを練り混ぜる時に添加した。
【００７４】
【表９】
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【００７５】
表９より、ＡＦｔ成分などを懸濁液にして添加することにより、その分散性が向上し、１．５時間強度および材齢２８日の長期強度の増大が示される。
【００７６】
実施例７
実験Ｎｏ．６−４について、ＡＦｔ成分などを懸濁液にして添加して練混ぜたコンクリートを、さらに減水剤を任意に後添加することによりスランプフローを任意に変えてコンクリートを練混ぜφ１０×２０ｃｍのキャップレス型枠に、単に流し込み、手で揺するだけで成型し、７５℃に設定したコンクリート製の蒸気養生槽で養生し、１．５時間後に取り出し、脱型強度を測定した。その実験結果を表１０に示す。なお、この場合はφ１０×２０ｃｍの供試体の端部のジャンカや気泡の状態も観察した。
【００７７】
【表１０】
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【００７８】
（注）ジャンカ、気泡の有無の評価
×  ：供試体の端部にジャンカの部分がある。なお、強度測定時はジャンカの部分を切断して研磨してから行った。
△  ：供試体の表面に気泡が点在。
○  ：供試体の表面に気泡がないか、少ない。
＊  ：僅かにブリージングが発生。
＊＊：ブリージングが発生し黄色（減水剤の色）を呈した。
【００７９】
表１０より、通常のスランプよりは流動化してスランプフローを大きくすることで、さらにＡＦｔ成分などの分散が良くなり、より短時間で脱型強度が得られるようになるが、大きくし過ぎるとブリージングなどの材料分離が発生して凝結硬化が遅延され、短時間強度は逆に低下する傾向が示され、そしてスランプフローは３５〜７５ｃｍの範囲が良く、好ましくは４０〜７０ｃｍ、より好ましくは５０〜６５ｃｍが好ましいことが示される。
また、コンクリートを流動化することにより、流し込み成型でジャンカの発生を低減又は防止することができるも示される。
【００８０】
実施例８
表１１に示すコンクリート配合を使用し、セメント１００重量部に対して、Ａ−１を３重量部とＢ−１を１．０重量部を実施例６と同様の懸濁液にして添加し、コンクリートを練混ぜ、φ１０×２０ｃｍのキャップレス型枠に成型し、７５℃に設定してあるコンクリート製の蒸気養生箱に入れ、１．５時間の脱型強度と、脱型後２０℃の室内気乾養生した材齢２８日強度を測定した。その結果を表１２に示す。
【００８１】
【表１１】
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【００８２】
【表１２】
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【００８３】
表１１、１２より、水セメント比が小さくなるほど１．５時間強度は増大するが、水セメント比が５０％から強度が発現し、４５％以下が好ましく、４２％以下が最も好ましいことが示される。また、水セメント比が２５％から２０％と低くなると１．５時間強度の発現が低くなる傾向となるのは、減水剤量が多くなり過ぎ、遅延性が大きくなることによるものと考えられる。
【００８４】
実施例９
実施例８の実験Ｎｏ．８−３のコンクリートを使用して、型枠の肉厚を２ｃｍとしたφ１０×２０ｃｍのキャップレス型枠を作製し、これを予め余熱しておきコンクリートを打ち込み、成型後直ちに養生した以外は、実施例８と同様の実験を行った結果を表１３に示す。
【００８５】
【表１３】
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【００８６】
（注）＊印：コンクリートが型枠に付着し、ハツリ取られる。
尚、離型剤は市販の油性のものを使用した。
【００８７】
表１３より、型枠を余熱しておくと１．５時間強度は大きくなることが示される。そして、余熱温度は４０℃より効果を示し、９０℃以上より顕著となるが、２００℃ではコンクリートが型枠に付着するようになり、好ましくは９０〜１８０℃であることが示される。
【００８８】
実施例１０
実施例８の実験Ｎｏ．８−３のコンクリートを使用して、容量５００リットルの二軸ミキサーで４５０リットル分のコンクリートを練混ぜ、幅１００×長さ３６０×高さ１０ｃｍのプレキャスト板（φ６ｍｍの鉄筋を使用したピッチ１５ｃｍのメッシュをダブルで配筋、かぶりを３ｃｍとした）を注水から２０分間で棒状バイブレーターを骨材が分離しないように軽く併用して打設（平打ち）して、水滴によりコンクリート面が荒らされないようにアクリル板を乗せ、ブルーシートを掛けて５０ｃｍ程度の空間を作り蒸気を吹き込み、２０℃から８５℃まで蒸気加熱して１．５時間養生して脱型した。そしてプレキャスト板の側面のひびわれ観察と、同様に養生したφ１０×２０ｃｍの通常の型枠で成形した供試体強度を測定した結果、プレキャスト板の側面には僅かに細く短いひびわれが観察される程度であり、１．５時間強度は１３．６Ｎ／ｍｍ2 、脱型後、屋外養生した材齢２８日強度は５１．９Ｎ／ｍｍ2 の値が示された。
【００８９】
実施例１１
実施例８の実験Ｎｏ．８−３のコンクリートを使用して、容量５００リットルの二軸ミキサーで３００リットル分のコンクリートを練混ぜた。但し、始めは、ＡＦt 成分などと水および減水剤の一部控えて（添加しないで）スランプ１２ｃｍ±２ｃｍのコンクリートを練混ぜ、小さい方の外径が８２ｃｍ、大きい方の外径が１０５ｃｍ、高さ４５ｃｍの斜壁（無筋）１個分のコンクリートを計量し、容量１００リットルのモルタルミキサーで、１個分に相当する残りの練混ぜ水と減水剤量で懸濁したＡＦt 成分などを添加して再度練混ぜてスランプフローを６０〜７０ｃｍとし、前記斜壁に流し込み、適宜棒バイブレーターを掛けた後、斜壁上部（コンクリート投入口）に蓋をしてから、２０℃から急速加熱で８５℃に昇温して１．５時間で脱型した。
【００９０】
そして斜壁全体の気泡やひびわれ観察と、同様に養生したキャップレス型枠によるφ１０×２０ｃｍの供試体強度を測定した結果、斜壁には内外面には気泡、ひびわれ共に観察されなかった。また、１．５時間強度は１６．６Ｎ／ｍｍ2 、脱型後、屋外養生した材齢２８日強度は５３．４Ｎ／ｍｍ2 の値が示された。
【００９１】
なお、始めに練混ぜたコンクリートの注水から養生開始までは２０分要した。また、加熱養生方法は床面に２００℃に加熱した油を通したパイプを配した室の中で行った。
【００９２】
実施例１２
図１の製造フロー図に示す工程によりコンクリート製品を作製した。
実施例８の実験Ｎｏ．８−３のコンクリートを使用して、容量５００リットルの二軸ミキサーで３００リットル分のコンクリートを練混ぜた。但し、始めは、ＡＦt 成分などと水および減水剤の一部控えてスランプ１２ｃｍ±２ｃｍのコンクリートを練混ぜ、小さい方の外径が８２ｃｍ、大きい方の外径が１０５ｃｍ、高さ４５ｃｍの斜壁（無筋）１個分のコンクリートを計量し、容量１００リットルのモルタルミキサーで、１個分に相当する残りの練混ぜ水と減水剤量で懸濁したＡＦt 成分などを添加して再度練混ぜてスランプフローを６０〜７０ｃｍとし、前記斜壁に流し込み、適宜棒バイブレーターを掛けた後、コンクリート投入口に蓋を取り付け、回転板の上で２〜３Ｇの遠心力を１分間作用させて、予め、蒸気を用いて７５℃に設定してある養生槽に入れ１．５時間加熱養生して脱型した。
【００９３】
そして斜壁全体の気泡やひびわれ観察と、同様に養生したφ１０×２０ｃｍのキャップレス型枠による供試体強度を測定した結果、斜壁には内外面には気泡、ひびわれ共に観察されなかった。また、１．５時間強度は１３．９Ｎ／ｍｍ2 、脱型後、屋外養生した材齢２８日強度は５５．７Ｎ／ｍｍ2 の値が示された。なお、始に練混ぜたコンクリートの注水から蒸気養生開始までは２０分要した。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のＡＦｔを生成する成分や混和材を添加して６５℃以上（予め、養生温度を設定しておいた場合）又は７５℃以上（室温、外気温から急速加熱した場合）の温度で、前置き養生や昇温時間をとることなく加熱養生することにより、熱膨張がなく、長期強度を害することなく、１．５時間以内の短時間で脱型強度を得ることができる。
【００９５】
さらに、ＡＦｔを生成する成分や混和材を懸濁して添加してコンクリート中への分散効果を高くすることにより、１．５時間以内の短時間での脱型強度はさらに高くなり、かつ、スランプフローを３５〜７５ｃｍとすることによりジャンカの発生を低減又は防止するだけでなく、短時間強度も向上させることが出来る。また、型枠を予め余熱しておくことにより短時間強度を高くすることも可能である。
【００９６】
従って、本発明を使用することにより、コンクリート製品の生産効率を高めるだけでなく、生産工程も簡略化出来、騒音公害をなくすことも出来るものである。さらに、多種類、多数の高価な型枠を保有する必要もなく、広大な製品ヤードも必要でなくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１２の製造フローを示す図である。
【図１】
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