(57)【要約】【課題】製造後２時間程度は良好な流動性が保持され可使時間が長く、打設後は気候条件に左右されず製造から４〜６時間で凝結し、凝結後の初期強度発現性にも優れた急硬性高流動コンクリートを提供する。【解決手段】（１）超速硬セメント、フライアッシュ及び増粘剤からなる結合成分、（２）細骨材、（３）粗骨材、（４）凝結遅延剤及び（５）水を含む急硬性高流動コンクリートであって；超速硬セメント１００重量部に対してフライアッシュを１０〜５０重量部含み、超速硬セメント及びフライアッシュの合算量１００重量部に対して増粘剤を０．０２〜０．２重量部含み、結合成分１００重量部に対して凝結遅延剤を０．１〜１．５重量部含むことを特徴とする急硬性高流動コンクリートに係る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）超速硬セメント、フライアッシュ及び増粘剤からなる結合成分、（２）細骨材、（３）粗骨材、（４）凝結遅延剤及び（５）水を含む急硬性高流動コンクリートであって；
超速硬セメント１００重量部に対してフライアッシュを１０〜５０重量部含み、超速硬セメント及びフライアッシュの合算量１００重量部に対して増粘剤を０．０２〜０．２重量部含み、結合成分１００重量部に対して凝結遅延剤を０．１〜１．５重量部含むことを特徴とする急硬性高流動コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、急硬性高流動コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高流動コンクリートは、流動性が高いためポンプ圧送が容易な上、自己充填性が高く、内部に鋼材等が配置された土木・建築用部材及び工場製品に容易に充填できるコンクリートとして知られている。また高流動コンクリートは、充填後の締め固め作業が不要か又は大幅に低減できるため、現場労働者の技能に左右されない取り扱い容易なコンクリートとして普及が進んでいる。
【０００３】
しかしながら、高流動コンクリートには、外気温に応じて流動性保持時間、凝結時間、強度発現性等が大きく変動する傾向がある。またポルトランドセメント系の一般的な結合成分を用いる場合には、凝結後の初期強度が不十分な場合が多く、工期の短い補修工事や工程に制約がある場合には使用が困難である。
【０００４】
これに対し、高流動コンクリートと異なり、製造後に外気温に左右されず急速に硬化し、３時間程度で安定した実用強度が得られるコンクリートとして急硬性コンクリートが知られている。急硬性コンクリートは、凝結後早期に実用強度が得られるため、工期の短い補修工事や工程に制約がある場合にも好適に使用できる。
【０００５】
しかしながら、急硬性コンクリートには、凝結時間が極めて短いために流動性が悪くポンプ圧送が困難であり、予め生コンプラントでコンクリートを製造した後、打設現場まで運搬して使用することが困難という特徴もある。そのため現状では、打設現場にコンクリート製造プラントを搭載したミキサー車を配備し、必要量づつ製造する方法が採られている。
【０００６】
現在、高流動コンクリートの優れた流動性と急硬性コンクリートの優れた急硬性とを併せ持つ高流動超速硬コンクリートが開発されている。例えば、特許文献１には、超速硬セメントに混和材料として、フライアッシュ、分級フライアッシュ、高炉スラグ微粉末のいずれか又は２種類以上を置換率２０〜３０％、かつ結合材量４５０Ｋｇ／ｍ３以上及び高性能減水剤を２．０〜３．５％添加組合せ混合調整した高流動超速硬コンクリート材が開示されている。
【０００７】
当該コンクリート材は、製造直後に凝結が始まる超速硬コンクリートの製造直後に短時間の流動性を与えたものであり、短時間のポンプ圧送は可能であるが、凝結までの時間が依然として短いため、生コンプラント等で予めコンクリートを製造して打設現場まで運搬することは困難である。生コンプラント等で予めコンクリートを製造する場合には、均質なコンクリートを効率よく製造できる点で望ましいが、打設現場までの運搬時間を考慮すると、製造後２時間程度は良好な流動性が保持され可使時間が長いことが要求される。
【０００８】
従って、製造後２時間程度は良好な流動性が保持され可使時間が長く、打設後は気候条件に左右されず製造から４〜６時間で凝結し、凝結後の初期強度発現性にも優れた急硬性高流動コンクリートの開発が期待されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−３０９７５８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、製造後２時間程度は良好な流動性が保持され可使時間が長く、打設後は気候条件に左右されず製造から４〜６時間で凝結し、凝結後の初期強度発現性にも優れた急硬性高流動コンクリートを提供することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、超速硬セメントと特定のコンクリート成分とを配合量を制御しながら混合してなるコンクリートが上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、下記の急硬性高流動コンクリートに係るものである。
（１）超速硬セメント、フライアッシュ及び増粘剤からなる結合成分、（２）細骨材、（３）粗骨材、（４）凝結遅延剤及び（５）水を含む急硬性高流動コンクリートであって；
超速硬セメント１００重量部に対してフライアッシュを１０〜５０重量部含み、超速硬セメント及びフライアッシュの合算量１００重量部に対して増粘剤を０．０２〜０．２重量部含み、結合成分１００重量部に対して凝結遅延剤を０．１〜１．５重量部含むことを特徴とする急硬性高流動コンクリート。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の急硬性高流動コンクリートは、超速硬セメント、フライアッシュ及び増粘剤を結合成分として含む。
【００１４】
超速硬セメント
超速硬セメントとしては特に限定されず、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。その中でも、カルシウムアルミネート系の超速硬セメントが好ましい。
【００１５】
カルシウムアルミネート系の超速硬セメントは、石灰、アルミナ等の成分を含有した原料を焼成して得られるクリンカ中にＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３を主成分とするＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系鉱物、即ちカルシウムアルミネート類を生成・含有したものであり、一般にはこのようなクリンカの粉砕物が使用できる。また当該クリンカ粉砕物をポルトランドセメントに混合したものでも良く、必要に応じて、更に他の無機系水硬性成分、例えばＣａＯ及びＳｉＯ２を主成分とするカルシウムシリケート類等を含んでもよい。
【００１６】
カルシウムアルミネート類を主成分とする超速硬セメントとしては、例えば、アルミナセメント等が挙げられる。これらは市販品が使用できる。
【００１７】
フライアッシュ
フライアッシュとしては特に限定されないが、粉末度としては、網ふるい方法で測定した４５μｍふるい残分が４０％以下であることが好ましく、ブレーン方法で測定した比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００１８】
このようなフライアッシュとしては、例えば、ＪＩＳ  Ａ６２０１（フライアッシュの品質）に規定のフライアッシュＩ種又はフライアッシュＩＩ種を好適に使用できる。これらは１種又は２種以上で使用できる。
【００１９】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおけるフライアッシュの配合割合としては、超速硬セメント１００重量部に対して１０〜５０重量部の範囲内であるが、その中でも３０〜４０重量部程度が好ましい。
【００２０】
増粘剤
増粘剤としては、本発明の急硬性高流動コンクリートの粘性を高めて材料分離を防止又は抑制できるものであれば、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。
【００２１】
上記の中でも、セルロース系及びアクリル系の増粘剤が好ましい。セルロース系では、例えば、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、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。アクリル系では、例えば、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、部分スルホン酸ポリアミド等が挙げられる。その他、グリコール系の増粘剤も使用できる。これらは１種又は２種以上で使用できる。
【００２２】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおける増粘剤の配合割合としては、超速硬セメント及びフライアッシュの合算量１００重量部に対して０．０２〜０．２重量部の範囲内であるが、その中でも０．０５〜０．１重量部程度が好ましい。
【００２３】
その他の結合成分
本発明の急硬性高流動コンクリートでは、コンクリートの空気量が目標値に対して過剰となる場合には、上記した結合成分に、必要に応じて消泡剤等を配合してもよい。コンクリートの空気量は、耐凍害性、コンクリートの全般的な品質等を考慮して適宜設定できるが、一般に３〜６体積％程度である。前記目標値は、上記範囲から設定することが好ましい。
【００２４】
消泡剤としては特に限定されず、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。例えば、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系消泡剤；ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル系消泡剤；ポリアルキレングリコールエーテル等のエーテル系消泡剤などが挙げられる。
【００２５】
本発明の急硬性高流動コンクリートに消泡剤を配合する場合には、その配合割合は特に限定されないが、通常、結合材料中０．２重量％未満である。
【００２６】
本発明の急硬性高流動コンクリートには、上記した結合成分の他、下記の細骨材、粗骨材、凝結遅延剤及び水が含まれる。
【００２７】
細骨材
細骨材としては特に限定されず、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。例えば、天然骨材としては、川砂、川砂利、山砂、山砂利、陸砂、陸砂利、海砂、海砂利等が使用できる。人工骨材としては、破石、砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材等が使用できる。
【００２８】
細骨材の大きさは特に限定されないが、５ｍｍふるいを全て通過する大きさのものが好ましい。
【００２９】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおける細骨材の配合割合は特に限定されないが、通常、コンクリート中に２０〜４０重量％程度が好ましい。
【００３０】
粗骨材
粗骨材としては特に限定されず、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。例えば、天然骨材としては、川砂、川砂利、山砂、山砂利、陸砂、陸砂利、海砂、海砂利等が使用できる。人工骨材としては、破石、砕砂、人工軽量粗骨材、高炉スラグ粗骨材等が使用できる。
【００３１】
粗骨材の大きさは特に限定されないが、５ｍｍふるいに全てとどまる大きさのものが好ましい。
【００３２】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおける粗骨材の配合割合は特に限定されないが、通常、コンクリート中に２０〜４０重量％程度が好ましい。
【００３３】
凝結遅延剤
凝結遅延剤としては超速硬セメントの凝結を遅延できるものであれば特に限定されないが、オキシカルボン酸系の化合物を好適に使用できる。例えば、クエン酸、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、酒石酸等が使用できる。
【００３４】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおける凝結遅延剤の配合割合は、前記した結合成分１００重量部に対して０．１〜１．５重量部の範囲内である。凝結遅延剤の配合割合は、外気温、コンクリートの強度条件等に応じて調整が必要となるため、上記範囲内で適宜調整することが好ましい。
【００３５】
一般に液状の凝結遅延剤を用いる場合には、他の成分との混合性を高めるために水に溶解した状態で使用することが好ましい。粉末状の凝結遅延剤を用いる場合には、結合材料中に粉末状のまま配合してもよいが、他の成分との混合性を高めるために水に溶解した状態で使用することが好ましい。
【００３６】
水
水としては、水道水等が使用できる。
【００３７】
その他の成分
本発明の急硬性高流動コンクリートには、上記した成分に、必要に応じて減水剤等を配合してもよい。減水剤を配合する場合には、コンクリート用として従来用いられているものが使用できる。例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。なおセルロース系の増粘剤を用いる場合には、メラミン系の減水剤を組み合わせて用いることが好ましい。
【００３８】
本発明の急硬性高流動コンクリートにおける減水剤の配合割合は特に限定されず、必要に応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
本発明の急硬性高流動コンクリートの特性
本発明の急硬性高流動コンクリートは、製造後１．５時間、好ましくは２時間程度の流動性が保持され可使時間が長いことが特徴である。例えば、製造後９０分後のスランプフロー値は、通常５０〜７０ｃｍ程度、好ましくは５５〜６５ｃｍ程度である。かかる範囲内であれば、ポンプ圧送が容易である。可使時間が長いため、コンクリート製造プラント等で予めコンクリートを製造した後に打設現場まで輸送することもできる。
【００４０】
また本発明の急硬性高流動コンクリートは、気候（温度）条件に左右されず凝結時間が一定範囲に保持されている。凝結時間は、製造後通常４〜６時間程度、好ましくは５時間程度である。更に凝結後の早期強度発現性も優れており、製造後１０時間程度で実用強度が十分に発現される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の急硬性高流動コンクリートは、製造後２時間程度は流動性が保持されポンプ圧送等ができる可使時間が長い。従って、コンクリート製造プラント等で予めコンクリートを製造した後、打設現場まで運搬することもできる。
【００４２】
また気候（温度）条件に左右されず製造から４〜６時間程度で凝結し、製造後１０時間程度で実用強度が十分に発現される。
【００４３】
更に比重の小さな粗骨材を配合する場合には、コンクリートを軽量化することもできる。
【００４４】
このような本発明のコンクリートの用途は特に限定されないが、例えば、内部に鋼材等が配置された土木・建築用部材及び工場製品に充填する用途にも好適に使用できる。
【００４５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例の記載に限定されるものではない。
【００４６】
実施例１及び比較例１〜３
下記表１に示した各成分を、コンクリート製造用ミキサーを用いて混合することにより４種類のコンクリート（実施例１、比較例１〜３）を製造した。
【００４７】
【表１】
2004161531.tif 000002
【００４８】
減水剤、凝結遅延剤の配合量は、結合成分１００重量部に対する重量部を示している。
【００４９】
なお、表１中の各記号は、下記の成分を示す；
Ｎ：普通ポルトランドセメント
Ｊ：超速硬セメント
ＦＡ：分級フライアッシュ
各成分として下記のものを用いた；
・普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社製）
・超速硬セメント（商標名「ＪＥＴ−ＣＥＭＥＮＴ」住友大阪セメント株式会社製）
・分級フライアッシュ（商標名「フィナッシュＦＡ２０」四電産業株式会社製、平均粒子径２０ｍｍ）
・増粘剤（商標名「ファインコーラル」住友大阪セメント株式会社製）
・細骨材（鬼怒川産川砂）
・粗骨材（商標名「メサライト」日本メサライト工業株式会社製）
・凝結遅延剤（商標名「ジェットセッター」住友大阪セメント株式会社製）なお、凝結遅延剤は予め水道水に溶解させて用いた。
【００５０】
コンクリート性能評価
４種類のコンクリートの性能を、▲１▼スランプフロー値、▲２▼凝結終結時間、▲３▼経時的強度の点から評価した。各測定方法を以下に示す。
【００５１】
▲１▼スランプフロー値
土木学会基準「コンクリートのスランプフロー試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ５０３−１９９９）」に準拠して、製造直後及び製造後９０分経過後のスランプフロー値を測定した。スランプフロー測定値を下記表２に示す。
【００５２】
▲２▼凝結終結時間
ＪＩＳ  Ａ６２０４付属書１「プロクター貫入抵抗試験」に準拠して、コンクリートの凝結終結時間を確認した。凝結終結時間と温度との関係を調べるため、１０℃、２０℃、３０℃の３種の雰囲気における凝結終結時間を測定した。凝結終結時間を下記表２に示す。
【００５３】
▲３▼経時的強度
ＪＩＳ  Ａ１１０８−１９９９「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠してφ５×１０ｃｍの供試体の一軸圧縮強度を測定した。供試体としては、製造後１０時間経過後のコンクリート、及び１日経過後のコンクリートの２つを用いた。経時的強度の測定結果を下記表２に示す。
【００５４】
【表２】
2004161531.tif 000003