(57)【要約】【課題】４時間程度の流動性を保持した上で、その後の強度発現性も良好で早期に脱型でき、かつ乾燥収縮も抑制できる高流動コンクリートの提供。【解決手段】セメント１００質量部に対し、（Ａ）硫酸アルカリ金属塩１．７〜２．５質量部、（Ｂ）水溶性セルロース類０．１５〜０．４質量部、（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤２．３〜４．０質量部及び（Ｄ）消泡剤０．０１〜０．４質量部を含有し、成分（Ｃ）と成分（Ａ）の含有質量比（Ｃ／Ａ）が１．３５〜１．７５である高流動コンクリート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１００質量部に対し、（Ａ）硫酸アルカリ金属塩１．７〜２．５質量部、（Ｂ）水溶性セルロース類０．１５〜０．４質量部、（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤２．３〜４．０質量部及び（Ｄ）消泡剤０．０１〜０．４質量部を含有し、成分（Ｃ）と成分（Ａ）の含有質量比（Ｃ／Ａ）が１．３５〜１．７５である高流動コンクリート。
【請求項２】
単位水量が２００〜２５０ｋｇ／ｍ３である請求項１に記載の高流動コンクリート。
【請求項３】
練り混ぜ直後のスランプフロー値に対する練り混ぜ２４０分後のスランプフロー値の比率が８５％以上であり、かつ練り混ぜ直後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間と２４０分後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間との比が２．５以下である請求項１又は２に記載の高流動コンクリート。
【請求項４】
材齢１８時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ2以上である請求項１〜３のいずれかに記載の高流動コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭い場所へも良好な充填性と粘性を有し、かつ早期に脱型が可能な高流動コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場において、深い場所や鉄筋を配置したような狭い場所に対する作業性、ポンプ圧送性、充填性等を確保するため、流動性が高い高流動コンクリートが使用されている。一般的な高流動コンクリートは紛体量の増加による混和剤の増加、増粘剤系の使用により凝結時間は遅れ、早期脱型が難しい現状がある。
一方、汎用セメントを用い、高流動でかつ早強性を付与したコンクリートが提案されており早期脱型が可能である。このコンクリートには、水溶性セルロース、硫酸アルカリ及びポリカルボン酸系減水剤が使用されている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５５１８４号公報
【特許文献２】特開２０１５−７８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら高流動コンクリートには単位水量が多いケースが多く、単位水量が多い場合の高流動コンクリートの課題として乾燥収縮の増大が挙げられ、特に早期に脱型した場合についてはその増大は顕著になる。
従って、本発明の課題は、４時間程度の流動性を保持した上で、その後の強度発現性も良好で早期に脱型でき、かつ乾燥収縮も抑制できる高流動コンクリートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者は、流動性を長時間維持し、かつ早期脱型可能な高流動コンクリートを開発すべく種々検討したところ、硫酸アルカリ金属塩の含有量を多くし、硫酸アルカリ金属塩とポリカルボン酸系減水剤の含有質量比を特定の範囲とし、かつ消泡剤を含有させれば、練り混ぜ２４０分後でも良好な流動性を維持し、かつ材齢１８時間の圧縮強度が高く、さらに乾燥収縮も抑制できる高流動コンクリートが得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔４〕を提供するものである。
【０００７】
〔１〕セメント１００質量部に対し、（Ａ）硫酸アルカリ金属塩１．７〜２．５質量部、（Ｂ）水溶性セルロース類０．１５〜０．４質量部、（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤２．３〜４．０質量部及び（Ｄ）消泡剤０．０１〜０．４質量部を含有し、成分（Ｃ）と成分（Ａ）の含有質量比（Ｃ／Ａ）が１．３５〜１．７５である高流動コンクリート。
〔２〕単位水量が２００〜２５０ｋｇ／ｍ3である〔１〕又は〔２〕の高流動コンクリート。
〔３〕練り混ぜ直後のスランプフロー値に対する練り混ぜ２４０分後のスランプフロー値の比率が８５％以上であり、かつ練り混ぜ直後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間と２４０分後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間との比が２．５以下である〔１〕又は〔２〕の高流動コンクリート。
〔４〕材齢１８時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ２以上である〔１〕〜〔３〕のいずれかの高流動コンクリート。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、練り混ぜ２４０分後においても良好な流動性が維持され、かつ材齢１８時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ2以上である高流動コンクリートが得られる。本発明の高流動コンクリートを用いれば、深い鉄筋配置部や地下の深い場所等、長い圧送ポンプによる充填が必要な現場でも、所定の場所に正確に充填でき、かつ早期脱型可能な優れた強度のコンクリートが形成できる。従って、本発明の高流動コンクリートを用いれば、工期の短縮、作業の軽減、工事費用の低減が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の高流動コンクリートは、（Ａ）硫酸アルカリ金属塩、（Ｂ）水溶性セルロース類、（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤及び（Ｄ）消泡剤を含有する。
【００１０】
本発明に使用する（Ａ）硫酸アルカリ金属塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウムおよびこれらの水和物等が挙げられる。特に、硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウムの水和物が好ましい。
【００１１】
本発明の高流動コンクリートにおける（Ａ）硫酸アルカリ金属塩の含有量は、コンクリートに含まれるセメント１００質量部に対して、１．７〜２．５質量部である。硫酸アルカリ金属塩の使用量が上記範囲において、添加したコンクリートの圧縮強度が高くなり、かつ経過時間によるスランプフローの低下を充分に抑制することができる。硫酸アルカリ金属塩の含有量は、コンクリートに含まれるセメント１００質量部に対して、１．７５質量部以上が好ましく、１．８０質量部以上がより好ましく、また２．４０質量部以下が好ましく、２．３０質量部以下がより好ましい。具体的には、１．７５〜２．４０質量部が好ましく、１．８０〜２．３０質量部がより好ましい。この含有量の範囲において、コンクリートの材齢１８時間の圧縮強度を５Ｎ／ｍｍ2以上とすることができる。
【００１２】
本発明に使用する（Ｂ）水溶性セルロース類としては、ヒドロキシアルキルセルロースおよびヒドロキシアルキルアルキルセルロースから選ばれる非イオン性の水溶性セルロースエーテルが挙げられる。ヒドロキシアルキルセルロースとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。ヒドロキシアルキルアルキルセルロースとしては、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性セルロース類は１種を用いてもよく、または２種以上を併用しても良い。これらの内では、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロースから選ばれる１種又は２種以上が特に好ましい。
【００１３】
本発明に使用する（Ｂ）水溶性セルロース類は、２．０質量％濃度の２０℃における水溶液の粘度は３００００〜６００００Ｐａ・Ｓであるものが好ましい。この粘度範囲にあるものは、コンクリートの練混ぜ水に早期に溶けやすく、溶け残り難いので好ましい。
【００１４】
本発明の高流動コンクリートにおける（Ｂ）水溶性セルロースの類の含有量は、コンクリートに含まれるセメント１００質量部に対して、０．１５〜０．４質量部である。水溶性セルロース類の使用量が上記範囲において、練り混ぜ２４０分経過後のスランプフローの低下を充分に抑制することができる。好ましい水溶性セルロース類の含有量は、練り混ぜ２４０分後でも流動性を低下させない点から、セメント１００質量部に対して０．１６質量部以上であり、より好ましくは０．１７質量部以上であり、さらに好ましくは０．１８質量部以上である。また、０．３５質量部以下が好ましく、０．３２質量部以下がより好ましく、０．３質量部以下がさらに好ましい。具体的には、０．１６〜０．３５質量部が好ましく、０．１７〜０．３２質量部がより好ましく、０．１８〜０．３２質量部がさらに好ましく、０．１８〜０．３質量部がさらに好ましい。
【００１５】
本発明に使用する（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤としては、ポリカルボン酸系減水剤、ポリカルボン酸系ＡＥ減水剤、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、およびポリカルボン酸系高性能減水剤等が挙げられる。このなかでポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、またはポリカルボン酸系高性能減水剤が好ましく、水溶性メタクリル酸系グラフトポリマーを主成分とするポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、またはポリカルボン酸系高性能減水剤が特に好ましい。
【００１６】
本発明の高流動コンクリートにおける（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤の含有量は、コンクリートに含まれるセメント１００質量部に対して、２．３〜４．０質量部である。この使用量の範囲においてコンクリートの２４０分経過後のスランプフローの低下を充分に抑制することができ、かつ材齢１８時間の圧縮強度も高い強度が得られる。ポリカルボン酸系減水剤の含有量は、コンクリートに含まれるセメント１００質量部に対して、２．４〜３．５質量部が好ましい。
【００１７】
本発明の高流動コンクリートにおいては、成分（Ａ）と成分（Ｃ）の含有質量比（Ｃ／Ａ）が、練り混ぜ２４０分後の流動性の確保及び早期の強度発現性の点で重要であり、当該比率は１．３５〜１．７５である。この比率が１．３５未満では練り混ぜ２４０分後の流動性が低下してしまい、この比率が１．７５を超えると早期強度発現性が十分でない。（Ｃ／Ａ）は１．３８以上が好ましく、１．４０以上がより好ましく、また１．６７以下が好ましく、１．６５以下がより好ましい。具体的には、１．３８〜１．６７が好ましく、１．４８〜１．６５がより好ましい。この範囲において、練り混ぜ２４０分後のスランプフロー比を８５％以上、かつ２４０分後の５０ｃｍ到達時間比が２．５以下となり、さらに材齢１６時間の圧縮強度を５Ｎ／ｍｍ2以上とすることができる。加えて、材齢６ヶ月における乾燥収縮ひずみも８．０×１０-4以下とすることができる。
【００１８】
本発明の高流動コンクリートにおいては、成分（Ｂ）と成分（Ａ）の含有質量比（Ｂ／Ａ）は、練り混ぜ２４０分後の流動性の確保及び早期の強度発現性の点で０．１０〜０．１４が好ましく、０．１１〜０．１４がより好ましく、０．１１〜０．１３が更に好ましい。
【００１９】
本発明に使用される（Ｄ）消泡剤は、一般のコンクリートに使用される消泡剤であれば特に制限されず、例えば、鉱油系消泡剤、エステル系消泡剤、アミン系消泡剤、アミド系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、シリコン系消泡剤などが挙げられるが、硫酸アルカリ金属粉末と予め混合して使用する場合には、粉末であることが好ましい。
【００２０】
本発明の高流動コンクリートにおける（Ｄ）消泡剤の含有量は、セメント１００質量部に対して０．０１〜０．４質量部である。この範囲で使用することにより、材齢１８時間での十分な圧縮強度が得られ、かつ良好な流動性を確保できる。（Ｄ）消泡剤の含有量は、０．０１５〜０．３５質量部がより好ましく、０．０２〜０．３質量部がさらに好ましい。
【００２１】
本発明の高流動コンクリートは、前記成分の他にセメント、骨材及び水を含有する。
【００２２】
本発明に用いられるセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、並びにこれらポルトランドセメントまたはエコセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフュームまたは石灰石微粉末等を混合した各種混合セメントが挙げられる。これらを一種または二種以上を併用したものでも良い。なお、初期の強度発現性に優れ、かつ入手し易いことから、早強ポルトランドセメントが好ましい。
【００２３】
高流動コンクリートにおけるセメントの含有量は、流動性、材料分離の防止、ひび割れ発生防止の点から、３００〜７００ｋｇ／ｍ3が好ましく、より好ましくは、３５０〜５５０ｋｇ／ｍ3である。
【００２４】
本発明のコンクリートに使用する骨材としては、例えば、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、スラグ細骨材、珪砂、石粉、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材、スラグ粗骨材等が挙げられ、これらの一種または二種以上の使用が可能である。
【００２５】
高流動コンクリート中の骨材の含有量は、流動性、ひび割れ防止、材料分離防止の点から、１２００〜１９００ｋｇ／ｍ3が好ましく、より好ましくは、１４００〜１７００ｋｇ／ｍ3である。
【００２６】
本発明のコンクリートに使用する水は、水道水が推奨されるが限定されない。水の含有量（単位水量）は、流動性、強度発現、乾燥収縮性能の点から、１９０〜２６０ｋｇ／ｍ3が好ましい。また、１９５ｋｇ／ｍ3以上がより好ましく、２００ｋｇ／ｍ3以上が更に好ましく、また２５５ｋｇ／ｍ3以下がより好ましく、２５０ｋｇ／ｍ3以下が更に好ましい。具体的には、１９５〜２５５ｋｇ／ｍ３がより好ましく、２００〜２５０ｋｇ／ｍ3が更に好ましい。
【００２７】
セメント１００質量部に対する水量としては、流動性、強度発現、乾燥収縮性能の点から３０〜６５質量部が好ましく、３５〜６０質量部がより好ましく、３８〜５５質量部が更に好ましい。
【００２８】
本発明の高流動コンクリートには上記以外の混和剤（材）の一種または二種以上を本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。このような混和剤（材）としては、例えばセメント用ポリマー、発泡剤、起泡剤、防水材、防錆剤、収縮低減剤、水溶性セルロース類以外の増粘剤、保水剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤、膨張材（剤）、急硬剤（材）、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム等が挙げられる。
【００２９】
本発明の高流動コンクリートは、ミキサ等を用いて混練し製造する。混練に用いる器具や混練装置は限定されない。なお、ミキサを用いれば量を多く混練できるので好ましい。使用されるミキサとしては連続式ミキサでもよく、バッチ式ミキサでもよい。例えばパン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ等が使用される。また、材料を一度にミキサに入れて混練してもよく、また材料を２以上に分けて混練したものを合わせて更に混練し製造してもよい。
【００３０】
本発明の高流動コンクリートは、作業性、練混ぜ時における材料の均一性および材料計量の簡便さの点から、（Ａ）硫酸アルカリ金属塩及び（Ｄ）消泡剤を含有する混和材を調整して供給し、セメント、（Ｂ）水溶性セルロース類及び（Ｃ）ポリカルボン酸系減水剤を混合して製造することができる。
【００３１】
前記混和材には、添加材として無機粉末を配合するのが好ましい。無機粉末は硫酸アルカリ金属塩粉末の吸湿による固化を防止するとともに、硫酸アルカリ金属塩と消泡剤を均質に混合するために用いられる。硫酸アルカリ金属塩より細かい粒度を有し、かつ本発明における高流動コンクリートの特性に悪影響を及ぼすものでなければ特に制限されない。例えば、ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、炭酸カルシウム微粉末、珪石微粉末、メタカオリン、ベントナイトなどが挙げられる。このうち経済性の点から、ポルトランドセメントが好ましい。
【００３２】
混和材中の成分（Ａ）の含有量は、６０〜８０質量％が好ましい。また、成分（Ｄ）は混和材に用いる場合は粉末であるのが好ましく、混和材中の成分（Ｄ）の含有量は２〜１０質量％が好ましい。さらに、混和材中の無機粉末の含有量は、１０〜３５質量％が好ましい。
【００３３】
混和材の混合方法は特に制限されるものではないが、例えば、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサーなどが使用される。混和材としてのコンクリートへの添加量は、セメントに対して２〜１５質量％が好ましい。
【００３４】
本発明の高流動コンクリートは、練り混ぜ直後のスランプフロー値に対する練り混ぜ２４０分後のスランプフロー値の比率が好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上であって、練り混ぜ直後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間と２４０分後のスランプフロー値５０ｃｍ到達時間との比が好ましくは２．５以下、より好ましくは２．３以下である。また、材齢１８時間の圧縮強度が好ましくは５Ｎ／ｍｍ2以上、より好ましくは６Ｎ／ｍｍ2以上になる。
【実施例】
【００３５】
〔実施例１〕
表１に示す配合条件のコンクリート（練り混ぜ量：３０Ｌ）を強制パン型コンクリートミキサ（容量５５Ｌ）で練り混ぜ、コンクリートを作製した。作製したコンクリートのスランプフローおよび圧縮強度を測定した。使用材料、練り混ぜ方法、および試験方法を以下に示し、試験結果を表２に示す。
【００３６】
＜使用材料＞
セメント：早強ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、密度；３．１４ｇ／ｃｍ3）
細骨材：静岡県菊川市産山砂（密度；２．６１ｇ／ｃｍ3）
粗骨材：茨城県桜川市産砕石１３０５（密度；２．６４ｇ／ｃｍ3）
水：水道水
ポリカルボン酸系減水剤：水溶性メタクリル系グラフトポリマーを主成分とする粉末型高性能減水剤
硫酸アルカリ：無水芒硝（市販品、粉末）
消泡剤：ＳＮデフォーマー（サンノプコ社製、粉末状）
水溶性セルロース：ヒドロキシプロピルメチルセルロース
【００３７】
＜練り混ぜ方法＞
減水剤を除く使用材料を、表１に示す配合比率となるようそれぞれ計量し、コンクリートミキサ内に入れ、１５秒間混合した。その後、ポリカルボン酸系減水剤を水に溶解させた水溶液をミキサ内に入れ、９０秒間練り混ぜることでコンクリートを製造した。練り混ぜは２０℃の恒温室内で行った。
【００３８】
＜試験方法＞
（１）スランプフローの測定
規格〔ＪＩＳ  Ａ  １１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」〕に準じ、スランプコーン引き上げ５分後にスランプフローを測定した。測定は、練り混ぜ直後、２４０分後に行った。練り混ぜ直後のスランプフローの値を１００として測定時のスランプフローの比率（フロー比）を求めた。スランプフローの測定は２０℃の恒温室内で行った。
（２）粘性増加試験
コンクリートの粘性増加試験はＪＳＣＥ−Ｆ５１６に準じ、スランプフロー５０ｃｍ到達時間を測定した。測定は、練り混ぜ直後、２４０分後に行った。練り混ぜ直後のスランプフロー５０ｃｍ到達時間の値に対する２４０分後のスランプフロー５０ｃｍ到達時間の比を求めた。測定は２０℃の恒温室内で行った。
（３）圧縮強度試験
規格〔ＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」〕に従い、材齢１８時間の圧縮強度を測定した。養生温度は試験直前まで２０℃とした。
（４）乾燥収縮ひずみの測定
規格〔ＪＩＳ  Ａ  １１２９「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」〕に準じ、材齢６ヶ月における乾燥収縮ひずみを測定した。コンクリートを１８時間で脱型し、基長を測定した上で、材齢６ヶ月におけるひずみ量を測定し、乾燥収縮ひずみを算定した。コンクリート供試体は材齢期間中２０℃の恒温室に保管した。
【００３９】
本発明の実施例は何れも２４０分後のスランプフロー比が８５％以上および２４０分後の５０ｃｍ到達時間比が２．５以下であり、２４０分後においても良好な流動性を有する。また、本発明の実施例は材齢１８時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ2以上であり、材齢初期から高い強度を有し、２４時間以内の脱型が可能となる。
一方、比較例においては、スランプフロー比が８５％未満、もしくは５０ｃｍ到達時間比が２．５以上となっており、２４０分後における流動性が十分ではない。また、２４０分後の流動性が確保されている比較例（Ｎｏ．７及び９）では、材齢１８時間の圧縮強度が大幅に低い。
【００４０】
【表１】
2019052068.tif 000002
【００４１】
【表２】
2019052068.tif 000003