(57)【要約】【課題】流動性と水中不分離性とに優れたセメント系組成物を提供する。【解決手段】セメントと細骨材とに、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混合したセメント系混合物粉体を作製し、このセメント系混合物粉体と、水、もしくは、水と粗骨材と混練して、セメント系組成物を製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、水と、細骨材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混練して成るセメント系組成物であって、上記第１の粉体の配合量と第２の粉体の配合量との和が、単位水量に対して５〜１５重量％であることを特徴とするセメント系組成物。
【請求項２】
セメントと細骨材とに、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混合したセメント系混合物粉体を作製し、このセメント系混合物粉体と、水、もしくは水と粗骨材とを混練してセメント系組成物を製造するようにしたことを特徴とするセメント系組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性に優れるとともに水中不分離性にも優れたセメント系組成物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド工法の直打ちコンクリートライニング材などに使用されるコンクリート組成物や、トンネル覆工コンクリートの補修を目的として使用されるモルタル組成物のようなセメント組成物には、流動性や材料分離抵抗性に優れるとともに、水中不分離性にも優れていることが要求されている。
このようなセメント組成物としては、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物とから成る増粘性混和剤を用いたセメント組成物が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
上記第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とがある一定の割合でセメント中に混入されると、上記第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成することにより、上記増粘性混和剤は増粘剤として機能して適度な粘性を確保することができるだけでなく、粘性がある程度高くなっても流動性を損なうことがない。したがって、流動性や材料分離抵抗性に優れるとともに、水中不分離性にも優れたセメント組成物を得ることができる。なお、上記第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物との配合の割合としては、１：１とした場合に最も優れた特性が得られる。
【特許文献１】特開２００５−２８１０８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１０８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記第１の水溶性低分子化合物と上記第２の水溶性低分子化合物とを同時に添加すると、上記第１の水溶性低分子化合物と上記第２の水溶性低分子化合物とが不均質な状態で擬似ポリマーを形成してしまうので、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得るためには長時間の混練が必要となる。
そこで、上記早強性耐水コンクリート組成物を製造する際には、はじめに、セメント、水、細骨材に第２の水溶性低分子化合物を添加して混練して混練物を作製した後、上記混練物に第１の水溶性低分子化合物を添加して再度混練し、最後に粗骨材を加えて混練するようにしていたが、製造に時間がかかっていた。また、上記第１の水溶性低分子化合物と上記第２の水溶性低分子化合物とは結合しやすいので、再混練においてもセメントと十分に混合されない状態でポリマーを形成してしまい、そのため、増粘剤の機能を十分に発揮できないといった問題点があった。
このような問題は、上記早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物の製造に限らず、他のコンクリート組成物やモルタル組成物などの、上記増粘性混和剤を配合したセメント系組成物を製造する場合にも問題となっている。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、流動性と水中不分離性とに優れたセメント系組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、セメントと、水と、細骨材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混練して成るセメント系組成物であって、上記第１の粉体の配合量と第２の粉体の配合量との和が、単位水量に対して５〜１５重量％であることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、セメント系組成物の製造方法であって、セメントと細骨材とに、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混合したセメント系混合物粉体を作製し、このセメント系混合物粉体と、水、もしくは水と粗骨材とを混練してセメント系組成物を製造するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、セメントと細骨材とに加水し混練して成るセメント系組成物において、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを更に添加するとともに、上記第１の粉体の配合量と第２の粉体の配合量との和を、単位水量に対して５〜１５重量％としたので、優れた流動性、材料分離抵抗性を有するとともに水中不分離性にも優れたセメント系組成物を得ることができる。
このとき、セメントと細骨材とに、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混合したセメント系混合物粉体を作製し、このセメント系混合物粉体と、水、もしくは、水と粗骨材とを混練して、セメント系組成物を製造するようにすれば、セメントの周りに上記第１及び第２の水溶性低分子化合物とを均一に分布させることができるので、増粘剤の機能を十分に発揮できるだけでなく、混練が１回で済むので、製造効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態に係るセメント系組成物について説明する。
本発明の最良の形態に係るセメント系組成物は、セメント、水、細骨材に、セメント混和剤を配合するとともに、増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物とを含有する混和剤を用いたモルタル組成物である。
本例では、セメント及び細骨材に、上記第１の水溶性低分子化合物を、上記第１の水溶性低分子化合物をシリカフュームに噴霧して吸着させて乾燥させた粉体（第１の粉体）の形態で混合し、上記第２の水溶性低分子化合物を、上記第２の水溶性低分子化合物を乾燥させた粉体（第２の粉体）の形態で混合するとともに、これらに、セメント混和剤であるカルボキシル基系ポリエーテル系減水剤の粉末と、膨張材の粉末と、消泡剤の粉末とを添加してプレミックスしたセメント系混合物粉体を準備し、このセメント系混合物粉体に加水し混練してモルタル組成物を作製する。なお、膨張材は硬化後の収縮抑制のために添加するもので、必須要件ではない。また、消泡剤も必須要件ではないが、混練の際に泡が発生してモルタル中の空気量が多くなり、強度の低下や比重の減少等が起こる場合があるため、添加しておく方が好ましい。
【０００８】
本例では、第２の水溶性低分子化合物を乾燥させて粉体の形態としただけでなく、粉体になりにくい第１の水溶性低分子化合物についても、これを噴霧などによりシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた粉体の形態とし、更に、セメント混和剤、膨張材、消泡剤も粉末として、これらをセメント及び細骨材と混合したプレミックス材を作製し、このプレミックス材に加水・混練するようにしているので、従来の第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とを別個に添加した場合に比較して、上記第１及び第２の水溶性低分子化合物とセメントとが均一に混合された状態で混練を行うことができる。したがって、増粘性混和剤の増粘効果を十分に発揮させることができるだけでなく、加水・混練作業が一回で済むので、セメント系組成物を効率よく製造することができる。
なお、本例では、上記第１の粉体と第２の粉体とを混合した増粘性混和剤粉体を予め準備し、セメントと細骨材に、上記増粘性混和剤粉体、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤の粉末、消泡剤の粉末、膨張材の粉末とを添加して混合し、プレミックス材を作製するようにしている。このとき、上記第１の粉体中の第１の水溶性低分子化合物と第２の粉体である第２の水溶性低分子化合物との比率が１：１となるように、上記第１の粉体と第２の粉体とを混合することが好ましい。
【０００９】
本例に使用されるセメントとしては、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした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，白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントなどの混合セメントを用いることができる。
また、上記細骨材としては、川砂から得られた珪砂などが主に用いられる。
本発明に用いられる第１の水溶性低分子化合物としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルフォン酸塩を主成分とする添加剤が好ましい。
本例では、上記セメント混和剤としては、上記増粘性混和剤との相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を配合している。また、膨張材としては石灰複合系膨張材、消泡剤としてはシリコン系の消泡剤を用いている。
【００１０】
図１は、上記モルタル組成物の、上記第１の粉体と上記第２の粉体とを混合した増粘性混和剤（Ｖｔ）の単位水量に対する添加量と水中気中強度比（％）との関係を調べた結果を示すグラフである。
なお、このときに使用した材料の詳細は以下の通りである。
セメント      ；普通ポルトランドセメント：密度  3.16g/cm3
細骨材        ；珪砂：４号，５号，６号：密度  2.58g/cm3
膨材剤        ；エントリガイト・石灰複合系膨張材（商品名；デンカパワーＣＳＡ）
：密度  3.10g/cm3
水            ；水道水：密度  1.00g/cm3
増粘性混和剤  ；アルキルアリルスルフォン酸塩基系及びアルキルアンモニウム系混合特殊分散剤（商品名；ビスコトップ１００Ｐ）
セメント混和剤；カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤（商品名；マイティ２１Ｐ）
消泡剤        ；シリコン系消泡剤（商品名；ＦＳアンチフォームDC2-4248S）
上記水中気中強度比は、水中で作製した試験体の圧縮強度と気中で作製した試験体の圧縮強度との比で、材齢はいずれも７日である。この比が１００％に近いほど水中で打設した際の水の巻き込みが小さく、水中不分離性に優れている。
一般に、水中気中強度比が７０％以上のものが水中不分離性に優れた材料であるとされているが、本発明では、単位水量に対する上記増粘性混和剤（Ｖｔ）の適切な割合の下限を５重量％と設定することにより、水中気中強度比が８０％以上となるようにした。また、上記増粘性混和剤（Ｖｔ）の割合が１５重量％を超えると、水中気中強度比の大きさはあまり変化しないので、上記増粘性混和剤（Ｖｔ）の割合の上限を１５重量％とした。
また、単位水量に対する増粘性混和剤（Ｖｔ）を５〜１５重量％としたモルタル組成部を作製し、その流動性について、フロー試験の５分フローにより評価したところ、いずれも、２００〜３００ｍｍの範囲にあり、流動性についても満足していることが分かった。
また、上記モルタル組成物は、ブリーディングも０であり、材料不分離特性についても満足していることが分かった。
【００１１】
このように、本実施の形態では、セメントと細骨材とに、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物をシリカフューム表面に吸着させて乾燥させた第１の粉体と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体と、膨張材粉末と、カルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とを混合したセメント系混合物粉体を作製し、このセメント系混合物粉体と水とを混練してモルタル組成物を製造するようにしたので、増粘剤の機能を十分に発揮できるだけでなく、混練が１回で済むので、製造効率を大幅に向上させることができる。
このとき、上記第１の粉体の配合量と第２の粉体の配合量との和が、単位水量に対して５〜１５重量％となるように上記第１及び第２の粉体の配合量を設定することが肝要で、これにより、優れた流動性、材料分離抵抗性を有するとともに水中不分離性にも優れたモルタル組成物を得ることができる。
【００１２】
なお、上記実施の形態では、増粘性混和剤が配合されたモルタル組成物について説明したが、これに限るものではなく、上記第１及び第２の粉体とセメントと細骨材と膨張材粉末とカルボキシル基系ポリエーテル系減水剤粉末とをプレミックスしたセメント系混合物粉体を準備し、このセメント系混合物粉体と粗骨材と水とを混合して混練すれば、流動性とフレッシュコンクリート経時保持性とに優れるとともに、水中不分離性、材料分離抵抗性にも優れたコンクリート組成物を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、増粘性混和剤の増粘効果を十分に発揮させることができるので、優れた流動性、材料分離抵抗性を有するとともに水中不分離性にも優れたセメント系組成物を得ることができる。また、本願発明のセメント系混合物粉体はプレミックス材であることから、混練が１回で済むので、製造効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】増粘性混和剤の使用量と水中気中強度比との関係を示す図である。
【図１】
2008230913.tif 000002