(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．氷点降下剤６０〜９０重量％と、Ｂ．疎水性多孔粒子５〜２０重量％と、Ｃ．非潮解性で非吸水性の親水性粒子５〜２０重量％、とからなる低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項２】
氷点降下剤が、酢酸カリウムと酢酸カルシウムから選んだ１または２を主成物とするものである、請求項１に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項３】
氷点降下剤が、酢酸カルシウムと酢酸カルシウムから選んだ１または２に、硫酸鉄水和物、マグネシウム塩を添加した混合物である、請求項１に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項４】
氷点降下剤がドロマイトに酢酸と燐酸を反応させて得た酢酸カルシウムを主成分とし、マグネシウム塩等が混合した混合物である、請求項１に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項５】
疎水性多孔粒子がパーライト、膨張雲母、シラスバルーン粒子、発泡ポリウレタン粒子から選んだ１または２以上である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項６】
非潮解性で非吸水性の親水性粒子が、溶岩粉末、石英粉末、軽石粉末、発泡ガラス粉末から選んだ１または２以上である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【請求項７】
コンクリートの固形分中１〜１５重量％使用する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は氷点以下の低温にさらされるコンクリート用混和剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者の１人竹田は特公平５−８５５９１号公報に記載されているように、道路の凍結を防止するために、アスファルト舗装材中に凍結防止剤を配合することを提供した。
この道路凍結防止剤は疎水性のアスファルト中に配合したときに効果を奏するが他の物に配合したときに効果を奏するかどうかは全く不明であった。アスファルトと異なり親水性を有するコンクリート構造物は浸透した水分が凍ることによりクラックを発生するため問題が大きかった。凍結と融解を繰り返すことにより破壊が発生するが、その前に強度が低下し構造物が所定の強度を維持できなくなる危険がある。水を浸透せず、表面の凍結が問題となるアルファルトの舗装面の凍結とは状況が全く異なるからである。
アスファルト舗装面の凍結を防止する方法として従来知られていた方法は、氷点降下剤を散布するか、凍結防止成分（氷点降下剤など）を外被で覆ってカプセル化し、この粒子を舗装層に数％の割合で混入するものである。舗装層の摩耗に伴い逐次新しいカプセルが表面に露出・摩耗し、内部の氷点降下剤などが侵出するので、舗装層自身の寿命がある間、効果が持続する方法がとられていた。前者は薬剤が流失するため長期間の効果の持続性がなく、後者は構造物の摩耗を必要とする。コンクリート構造物はその親水性、透水性の性質から明らかなように長期間の凍結防止効果の持続が必要であり、また構造物の摩耗は生じてはならない。したがって従来の方法は採用出来ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、効果が長期的に持続し、しかも特別な凍結防止装置を必要としない、コンクリート構造物の凍結を防止する、低温にさらされるコンクリート用混和剤を提供する。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本発明は、
「１． Ａ．氷点降下剤６０〜９０重量％と、Ｂ．疎水性多孔粒子５〜２０重量％と、Ｃ．非潮解性で非吸水性の親水性粒子５〜２０重量％、とからなる低温にさらされるコンクリート用混和剤。
２．  氷点降下剤が、酢酸カリウムと酢酸カルシウムから選んだ１または２を主成物とするものである、１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
３．  氷点降下剤が、酢酸カルシウムと酢酸カルシウムから選んだ１または２に、硫酸鉄水和物、マグネシウム塩を添加した混合物である、１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
４．  氷点降下剤がドロマイトに酢酸と燐酸を反応させて得た酢酸カルシウムを主成分とし、マグネシウム塩等が混合した混合物である、１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
５．  疎水性多孔粒子がパーライト、膨張雲母、シラスバルーン粒子、発泡ポリウレタン粒子から選んだ１または２以上である、１項ないし４項のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
６．  非潮解性で非吸水性の親水性粒子が、溶岩粉末、石英粉末、軽石粉末、発泡ガラス粉末から選んだ１または２以上である、１項ないし５項のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。
７．  コンクリートの固形分中１〜１５重量％使用する、１項ないし６項のいずれか１項に記載された低温にさらされるコンクリート用混和剤。」
に関する。
【０００５】
【作用】
本発明の特徴はコンクリート用混和剤が多孔中に氷点降下剤を含有させた疎水性粒子と、非潮解性で非吸水性の親水性粒子とからなることにある。
コンクリート構造物の凍結を防止するためには、コンクリート構造物には付着ないし浸透した水に氷点降下剤を徐々に溶出させるのが最も効果的であるが、氷点降下剤はいずれも水溶性であり、吸湿性に富むため保存中に空気中の水分により溶解したり、吸湿して凝集したりするのでこれを防ぐ必要があること、種々の防湿手段を検討した結果、疎水性の多孔粒子の孔中に収納含有させることが非常に有効であることがわかった。
しかしながら、疎水性多孔粒子は水を撥く性質があるので多孔中に含まれる氷点降下剤の溶出速度が小さいため多量の疎水性粒子を必要としコンクリートの強度などの性質に影響を与える危険があることと、氷点降下剤の大量の配合は水の浸透を助長する傾向があるのでこの点の改善が必要である。
【０００６】
本発明者らはさらに研究を進めた結果親水性粒子を混合すると、氷点降下剤を孔中に収納含有した疎水性の多孔粒子の周沿に分布した親水性粒子が水を引き付けるので、氷点降下剤が良好に溶出するので疎水性多孔体中の氷点降下剤は持続的に効果を発揮する。しかしながら親水性粒子が潮解性であると、コンクリートは透水性を有するので浸透した水により凍結防止を行う以前に溶けてしまい、効果がない。またそれ自身が吸水性があると水を吸水し疎水性粒子に供給しないので効果がない。そのため親水性粒子は非潮解性で非親水性でなければならない。氷点降下剤の配合量をさらに増加する必要のある場合は親水性粒子として多孔性のものを使用しその孔中に氷点降下剤を含有させればよい。
【０００７】
本発明の混和剤は、氷点降下剤が６０〜９０重量％、疎水性多孔粒子が５〜２０重量％、非潮解性で非吸水性の親水性粒子が５〜２０重量％であり、氷点降下剤の量が６０重量％以下であるとこれを含有する疎水性多孔粒子の偏在の傾向があらわれる。９０重量％以上であること、多重の氷点降下剤を含む疎水性多孔粒子の強度が小さくなりコンクリート混和時に破壊される危険がある。
【０００８】
親水性粒子は５重量％以下では水を引きつける効果が小さすぎ、２０重量％以上ではコンクリート構造物に多くの水を浸透させる傾向が大きくなる。
【０００９】
本発明の混和剤はコンクリートの固形分中１〜１５重量％配合することが好ましい。
本発明の他の特徴は氷点降下剤と、疎水性粒子と、非潮解性で非吸水性の親水性粒子からなる組成物をコンクリート中に混和することである。コンクリート構造物の表面に塗布ないし塗工したのでは長期間の効果の持続が得られない。
コンクリート中に混和することにより氷点降下剤が浸透し凍る水分中に徐々に溶出して凍結を防止するからである。
【００１０】
このようにコンクリート構造物の凍結防止が特殊であることは、種々の道路凍結防止剤をコンクリートに混合して凍結防止に使用したテストで、短期間は有効であっても長期間の効果の持続は得られなかったことからも理解される。
【００１１】
次に本発明で使用する材料について説明する。
氷点降下剤としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム・カルシウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸−水素カルシウム、燐酸−水素マグネシウム、亜硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウムなどが使用される。酢酸カリウムと酢酸カルシウムが特に有効であり、両者の混合物も好ましい。
【００１２】
氷点降下剤としては、酢酸カリウムや酢酸カルシウムの単品やこれを混合して使用してもよいが例えば炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムからなるドロマイトを用いてリン酸と酢酸の混酸を反応させて酢酸カルシウムを主成分としマグネシウム塩が混合した混合物として使用することも出来る。
【００１３】
疎水性多孔粒子としては、焼成疎水性パーライト粒子、膨張雲母粒子、シラスバルーン粒子、発泡ポリウレタン、アクリル、シリコーン等の合成樹脂多孔粒子カーボンブラック粒子などが使用される。パーライト、膨張雲母、シラスバルーン、発泡ポリウレタン粒子は好ましい
【００１４】
非潮解性で非吸水性の親水性粒子としては、溶岩粉末、石英粉末、軽石粉末、発泡ガラス粉末、酸化鉄粉、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、石膏、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、炭酸バリウムが使用される。溶岩粉末、石英粉末、軽石粉末、発泡ガラスが好ましい。
【００１５】
次に実施例と比較例をあげて本発明を具体的に説明する。
【００１６】
【実施例】
実施例１
ドロマイト９５％と燐酸１％、酢酸４％の反応生成物、すなわち、ドロマイト（粒子径１０〜１５ｍｍのもの）１０００ｇに１５％燐酸７０ｇと１０％酢酸４００ｇを徐々に加えながら混合し、１１０℃〜１５０℃にて３０〜４０分間反応釜で撹拌しながら反応させ、酢酸カルシウムを主成分とする反応生成物を得る。得られた反応生成物６０重量％を、あらかじめ調製して、別々に貯溜しておいた親水性を示し非潮解性の粒子である溶岩粉末２０重量％、石英粉末３重量％並びに疎水性を示す多孔性粒子である焼成疎水性パーライト２重量％、発泡ポリウレタン１５重量％と混合して乾式で混合粉砕に付し、多孔性粒子の空孔ドロマイト反応生成物が充填された粒径０．１ｍｍ以下の微粒子混合物を含有するコンクリート用混和剤を得る。
【００１７】
実施例２
酢酸カリウム４０重量％と、硫酸鉄（ＩＩＩ）九水和物２０重量％の混合物６０重量％を、あらかじめ調整して別々に貯溜しておいた親水性を示し非潮解性の粒子である溶岩粉末２０重量％、石英粉末３重量％並びに疎水性を示す多孔性粒子である焼成疎水性パーライト２重量％、発泡ポリウレタン１５重量％と乾式で混合粉砕に付し、多孔性粒子の空孔に酢酸カリウムと硫酸鉄（ＩＩＩ）九水和物の混合物が充填された粒径０．１ｍｍ以下の微粒子混合物を含有するコンクリート用混和剤を得る。
【００１８】
実施例３
氷点降下剤として塩化マグネシウム３５重量％と、酢酸カルシウム２５重量％の混合物を使用した以外は実施例２と同一にしてコンクリート用混和剤を得た。
【００１９】
比較例１
本発明の混和剤を使用しない。
【００２０】
比較例２
実施例１に示されるドロマイト反応生成物のみを使用し、親水性粒子と疎水性多孔性粒子を使用しない。
【００２１】
比較例３
実施例２に示される酢酸カリウム４０重量％と、硫酸鉄（ＩＩＩ）九水和物２０重量％の混合物のみを使用し、親水性粒子と疎水性多孔性粒子を使用しない。
【００２２】
比較例４
実施例３に示される塩化マグネシウム３５重量％と、酢酸カルシウム２５重量％の混合物のみを使用し、親水性粒子と疎水性多孔性粒子成分を使用しない。
次に性能試験を行った結果を表１に示す。
【００２３】
試験
各例とも水／セメント＝５２％、細骨材／細骨材＋粗骨材＝４１％として、スランプ目標値を５．５ｃｍとして調合を定め４切の可傾式ミキサーにより混練を行った。
ついで、直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの供試体を成型し、−５℃、−１０℃、２０℃の各温度で所定時間養生した。
養生後供試体は圧縮強度試験を行う前に２０℃の室内に３時間放置して解凍した。
使用したコンクリート材料は次の通りである。
セメント  ：  小野田セメント株式会社製、普通ポルトランドセメント
細骨材  ：  川砂  比重２．６０  粗粒率２．８５
粗骨材  ：  砕石  ＭＳ２０ｍｍ
【００２４】
【表１】
0003566371.tif 000002
【００２５】
（註）  Ｃ：セメント（Ｋｇ）  Ｗ：水（Ｋｇ）  Ｓ：スランプ（ｃｍ）である。
圧縮強度の欄の７、２８は７日、２８日を表わす。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の混和剤を配合したコンクリートは低温にさらされても強度が低下しない優れた効果を奏する。