(57)【要約】 【課題】従来用いられているシリカフュームに比べて、低水粉体比においてもコンクリートの流動性を向上させることができ、凝結時間も短縮できるコンクリート添加材を提供する。【解決手段】平均粒径が2.5μｍ以下、より好ましくは1.0μｍ以下が、特に好ましくは0.7μｍ以下の軽質炭酸カルシウムを含有するコンクリート添加材。  上記軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積は2〜15m2/gであることが好ましく、3〜13m2/gがより好ましく、5〜11m2/gが特に好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が2.5μｍ以下の軽質炭酸カルシウムを含有することを特徴とするコンクリート添加材。
【請求項２】
上記軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積が2〜15m2/gである請求項１記載のコンクリート添加材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来用いられているシリカフュームに比べてコンクリートの流動性を向上できるうえ、凝結時間を短縮できるコンクリート添加材に関する。なお、本明細書においては、モルタルを含めてコンクリートと称す。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物の高層化に伴って、高強度なコンクリートの開発が進められている。高強度なコンクリートを得るためには、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤を用い、混練物を密実に成形できる範囲において、水セメント比をできるだけ小さくすることが最も効果的で一般的な方法である。しかし、水セメント比を小さくすれば、混練物の粘性が増加するため、流動性及び施工性が悪いコンクリートになり、さらに、水セメント比を小さくすれば、もはや流動性がないコンクリートとなり通常の流し込みや締固めでは成形できないコンクリートとなる。
【０００３】
これを解決する手段として、シリカフュームを添加材として用いる方法がある（特許文献１）。シリカフュームは金属シリコンやフェロシリコン製造時にでる副産物で、比表面積20m2/g程度、平均粒径0.1μｍ程度の球状で超微粒なシリカである。シリカフュームと高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤を併用することにより、コンクリートの粘性が低減し、流動性を向上できるため、より低水粉体比でのコンクリートの製造が可能となる。
【０００４】
しかし、シリカフュームを使用したコンクリートでは、粘性の低減や流動性の向上のために、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量が多くなり、凝結時間が遅くなるという問題がある。また、シリカフュームを使用した場合であっても、水粉体比が20質量％未満になると、流動性が極端に低下し通常の流し込みや締固めでは成形できないコンクリートとなる。
【特許文献１】特公昭60-59182号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、従来用いられているシリカフュームに比べて、低水粉体比においてもコンクリートの流動性を向上させることができ、凝結時間も短縮できるコンクリート添加材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】
【０００６】
本発明者らは、特定の平均粒径を有する軽質炭酸カルシウムであれば、上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、平均粒径が2.5μｍ以下の軽質炭酸カルシウムを含有することを特徴とするコンクリート添加材である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のコンクリート添加材は、従来用いられているシリカフュームに比べて、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおいて流動性を向上させる効果が大きく、また、凝結時間も短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のコンクリート添加材は、平均粒径が2.5μｍ以下の軽質炭酸カルシウムを含有するものである。軽質炭酸カルシウムの平均粒径が2.5μｍを越えると、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トの流動性を向上させる効果が低下し、また、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量が多くなるので、凝結時間が遅くなる等の欠点がある。
軽質炭酸カルシウムの平均粒径は、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおける流動性を向上させる効果等から、1.0μｍ以下がより好ましく、0.7μｍ以下が特に好ましい。
なお、本発明においては、レ−ザ−回折式粒度分布測定装置（例えば、日機装社製：Microtrac X100)を用いて、水性スラリ−中の軽質炭酸カルシウムの粒径を測定し、その測定された粒径に基づいて得られた粒度分布曲線の50質量％における粒径をもって、軽質炭酸カルシウムの平均粒径と定める。
【０００９】
上記軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積は2〜15m2/gであることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が2m2/g未満では、平均粒径が2.5μｍを越える可能性が高く、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおける流動性を向上させる効果が低下し、また、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量が多くなるので、凝結時間が遅くなる等の欠点がある。ＢＥＴ比表面積が15m2/gを越えると、嵩高なため、飛散しやすい、凝集を生じやすい等その使用時における取扱いが作業面及び装置面で非常に困難なものとなる。また、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおける流動性を向上させる効果も低下し、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量が多くなるので、凝結時間が遅くなる等の欠点がある。
軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積は、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおける流動性を向上させる効果や入手の容易性等から、3〜13m2/gがより好ましく、5〜11m2/gが特に好ましい。
【００１０】
軽質炭酸カルシウムは、沈殿法によって製造することができる。具体的な方法としては、水酸化カルシウムスラリーに炭酸ガスを吹き込む方法や溶解性カルシウム塩と溶解性炭酸塩とを水の存在下で反応させる方法等が挙げられる。
上記軽質炭酸カルシウムは、粒子表面の角が取れ、粒子形状の球形の度合いが高いので、低水粉体比、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおいても流動性を向上させることができる。
【００１１】
本発明のコンクリート添加材においては、上記軽質炭酸カルシウムに加えて、ブレーン比表面積が3000〜10000cm2/gの無機粉末を含有することができる。該無機粉末としては、高炉スラグ、フライアッシュ、珪石粉末、石灰石粉末等が挙げられる。ブレーン比表面積が3000〜10000cm2/gの無機粉末をさらに含有することにより、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおいて、流動性をより向上させることができるうえ、強度発現性も向上させることができる。
【００１２】
ブレーン比表面積が3000〜10000cm2/gの無機粉末の配合量は、上記軽質炭酸カルシウムに対して内割で50質量％以下が好ましく、30質量％以下がより好ましく、20質量％以下が特に好ましい。無機粉末の配合量が前記範囲を超えると水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおいて、流動性を向上させる効果が低下する。
【００１３】
本発明のコンクリート添加材の配合量は、目標とするコンクリ−トの配合または水粉体比に応じて適宜変えることができるが、配合量が250kg/m3を越えると過剰添加となって、低水粉体比においてコンクリートの流動性を向上させる効果が低下したり、コンクリ−トの強度低下を招くようになり、一方、配合量が5kg/m3未満では、低水粉体比においてコンクリートの流動性を向上させる効果がなくなるので、配合量を5〜250kg/m3とするのが好ましく、10〜230kg/m3とするのがより好ましく、30〜200kg/m3とするのが特に好ましい。なお、上記コンクリート添加材をセメントの一部と置換して使用する場合は、コンクリ−トの強度発現性等から、その添加量はセメントの20質量％(内割)以下とするのが好ましく、18質量％(内割)以下とするのがより好ましい。
【００１４】
本発明のコンクリート添加材は、水粉体比が13〜35質量％であるような低水粉体比のコンクリ−トに好適に適用され、特に水粉体比が13〜20質量％であるような超低水粉体比のコンクリ−トにおいても流動性を向上させることができ、従来のシリカフュームを使用した場合に比べて凝結時間も短縮できるものである。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例によって本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
セメント      ：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント(株)製、比重3.22）
細骨材        ：小笠産陸砂
粗骨材        ：岩瀬産５号砕石と岩瀬産６号砕石の混合物
高性能減水剤Ａ：コアフローNF-200（太平洋マテリアル(株)製）
高性能減水剤Ｂ：レオビルドSP-8HU（ポゾリス物産(株)製）
消泡剤Ａ      ：AF-20（太平洋マテリアル(株)製）
消泡剤Ｂ      ：マイクロエア404（ポゾリス物産(株)製）
水            ：水道水
添加材Ａ      ：軽質炭酸カルシウム（平均粒径0.15μｍ、ＢＥＴ比表面積8m2/g）
添加材Ｂ      ：シリカフューム（平均粒径0.13μｍ、ＢＥＴ比表面積22m2/g）
添加材Ｃ      ：平均粒径10μｍの石灰石粉末を湿式粉砕後、乾燥した石灰石微粉末
（平均粒径0.3μｍ、ＢＥＴ比表面積20m2/g）
【００１６】
［実施例１：モルタル評価試験１］
２．モルタル評価試験
上記材料を使用して、細骨材／粉体比(質量)が1.5、高性能減水剤Ａ／粉体比(質量)が0.025、消泡剤Ａ／粉体比(質量)が0.0001で、表１に示す水粉体比および添加材添加量のモルタルを調製した。モルタルの調製にはホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。
その結果及び各モルタルの混練時間を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2008239452.tif 000002
【００１８】
［実施例２：モルタル評価試験２］
３．モルタル評価試験
上記材料を使用して、水／粉体比(質量)が0.13、細骨材／粉体比(質量)が0.33、高性能減水剤Ｂ(固形分換算)／粉体比(質量)が0.007、消泡剤Ｂ／粉体比(質量)が0.001で、表２に示す添加材添加量のモルタルを調製した。モルタルの調製にはホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。
その結果及び各モルタルの混練時間を表２に示す。
【００１９】
【表２】
2008239452.tif 000003
【００２０】
表１、２から、本発明のコンクリート添加材を使用することにより、水粉体比が13〜16質量％の超低水粉体比のコンクリートにおいても、流動性を向上できることが分かる。
【００２１】
［実施例３：コンクリート評価試験］
３．コンクリート評価試験
上記材料を使用して、水／粉体比が0.16、細骨材率が0.4、消泡剤Ａ／粉体比(質量)が0.00025で、表３に示す高性能減水剤Ａ添加量のコンクリートを調製した。
コンクリートの調製には二軸ミキサを使用し、セメント+高性能減水剤Ａ+細骨材+添加材を個別にミキサに投入して30秒間空練りし、水+消泡剤をミキサに投入して５分間混練し、粗骨材をミキサに投入して1.5分間混練した。
各コンクリートのスランプフローと50cm到達時間を「JIS A 1150（コンクリートのスランプフロー試験方法）」に準じて測定した。
また、凝結時間を「JIS A 1147（コンクリートの凝結時間試験方法）」に準じて測定した。
その結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
2008239452.tif 000004
【００２３】
表３から、本発明のコンクリート添加材を使用することにより、水粉体比が16質量％の超低水粉体比のコンクリートにおいても、流動性を向上できることが分かる。また、シリカフュームを使用した場合に比べてコンクリートの凝結時間を短縮できることも分かる。