(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、水、粗骨材、細骨材に、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（Ａ）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（Ｂ）とを含有する増粘性混和剤を配合して成るコンクリート組成物の粘性を調整する方法であって、
上記コンクリート組成物を打設する前に上記コンクリート組成物の粘性を測定し、
上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも低下している場合には、上記コンクリート組成物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性が製造時に測定した粘性まで回復したかどうかを調べ、上記コンクリート組成物の粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性まで回復しない場合には上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して上記コンクリート組成物の粘性を高めて上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで回復させ、
上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも高くなっている場合には、上記コンクリート組成物に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで下げるように、上記コンクリート組成物の粘性を調整することを特徴とするコンクリート組成物の粘性調整方法。
【請求項２】
上記コンクリート組成物をコンクリートポンプで圧送して打設する場合には、上記コンクリート組成物に、予め、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加してから圧送するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート組成物の粘性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート組成物の粘性調整方法に関するもので、特に、２種類の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る増粘性混和剤が配合されたコンクリート組成物の粘性を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、比較的大きなコンクリート構造物を構築する際には、コンクリートプラントのミキサーにて、セメント、水、細骨材、粗骨材にコンクリート用化学混和剤などの添加剤を添加して練り混ぜた、所定の粘性を有する混練物を工事現場に運搬して打設する方法が行われている。ところが、コンクリート運搬中や工事現場において、温度や湿度などの環境が異なるため、上記混練されたコンクリート組成物の粘性が上記混練後粘性と異なる場合が多い。すなわち、上記コンクリートプラントでは、コンクリートの温度が１５〜２５℃程度の練り上がり温度になるように上記コンクリート組成物の混練を行うが、工事現場では環境温度が現場によって異なるため、コンクリート温度が１０〜３５℃と広い範囲で変化する。このため、コンクリート組成物によっては、粘性が初期粘性から大きくずれてしまう場合があった。しかし、練り上がったコンクリートの粘性を調整する方法はなく、粘性が許容値をはずれてしまった場合には、従来は、上記コンクリートを廃棄するしかなかった。
【０００３】
ところで、一般に、シールド工法の直打ちコンクリートとして使用されるコンクリート組成物としては、流動性や早強性に優れるとともに、耐水性にも優れていることが要求されている。この早強性と耐水性とは、従来、両立が困難な特性である。すなわち、従来の高流動コンクリートは流動性に優れており、また、コンクリート用化学混和剤を適宜選択するなどして、早強性を発揮させることも可能であるが、耐水性に問題があるため、地下水圧中での打込みにおいて、十分な強度を確保することが困難であった。また、従来の水中不分離性コンクリートは耐水性や流動性には優れているが、早強性に問題があるため、シールドの反力を負担するだけの十分な初期強度が得られないといった問題点があった。
そこで、本出願人は、上記問題点を解決するため、上記高流動コンクリートと上記水中不分離性コンクリートの利点を併せ持つ早強性耐水コンクリート組成物を提案している（特願２００４−９９５０９号、特願２００４−９９５５２号）。
【０００４】
このコンクリート組成物は、具体的には、セメント、水、骨材にコンクリート用化学混和剤を添加するとともに、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される添加剤のうちのいずれかの添加剤を増粘性混和剤として配合したもので、これにより、早強性、流動性、材料分離抵抗性に優れるとともに、耐水性にも優れたコンクリート組成物を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記コンクリート組成物では、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とがある一定の割合（２：５〜５：２）でコンクリート中に混入されると、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成し、上記コンクリート組成物の早強性や耐水性を向上させる。特に、上記配合比率がほぼ１：１である場合には、最も結合力が強く、かつ、粘性も大きくなり、早強性や耐水性が大幅に向上する。また、上記配合比率が１：１からずれると、結合力が弱くなり、粘性も小さくなる。一方、上記配合比率が同じ場合には、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の添加量が多いほど粘性は大きくなる。
上記早強性耐水コンクリート組成物も、上記従来のコンクリート組成物と同様に、環境温度が高い打設現場においてはその粘性が低下するが、この他にも、運搬の混練中、あるいは、打設現場への圧送中に、上記コンクリート組成物に油分が混入した場合に、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）が上記油分に吸着され、その結果、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合比率がずれてしまい粘性が低下してしまうことがある。
すなわち、上記コンクリート組成物においては、粘性の低下は、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との配合比率が変化した場合にも生じるので、粘性調整のために別の増粘剤を添加した場合、コンクリート組成物の特性に影響がでてしまい、所望の特性が得られなくなる恐れがあった。また、上記コンクリート組成物に粘性が高くなった場合に、安易に水分を加えると、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の単位水量に対する割合が変化し、上記コンクリート組成物の特性を劣化させる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、２種類の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る混和剤が配合されたコンクリート組成物の粘性が変化した場合に、コンクリート組成物の性状に影響を与えることなく、上記コンクリート組成物の粘性を所定の粘性に適切に調整する方法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】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記早強性耐水コンクリート組成物の粘性が上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合比率により変化することに注目し、上記コンクリート組成物の粘性を調整する際には、上記コンクリート組成物に上記化合物（Ａ）あるいは上記化合物（Ｂ）を添加してその配合比率を調整してやれば、上記コンクリート組成物の特性を劣化させることなく、容易に粘性調整を行うことができることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、セメント、水、粗骨材、細骨材に、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（Ａ）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（Ｂ）とを含有する増粘性混和剤を配合して成るコンクリート組成物の粘性を調整する方法であって、上記コンクリート組成物を打設する前に上記コンクリート組成物の粘性を測定し、上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも低下している場合には、上記コンクリート組成物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性が製造時に測定した粘性まで回復したかどうかを調べ、上記コンクリート組成物の粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性まで回復しない場合には上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して上記コンクリート組成物の粘性を高めて上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで回復させ、上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも高くなっている場合には、上記コンクリート組成物に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで下げるように、上記コンクリート組成物の粘性を調整することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート組成物の粘性調整方法において、上記コンクリート組成物をコンクリートポンプで圧送して打設する場合には、上記コンクリート組成物に、予め、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加してから圧送するようにしたことを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セメント、水、粗骨材、細骨材に、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（Ａ）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（Ｂ）とを含有する増粘性混和剤を配合して成るコンクリート組成物の粘性を調整する際に、上記コンクリート組成物を打設する前に上記コンクリート組成物の粘性を測定し、上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも低下している場合には、上記コンクリート組成物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性が製造時に測定した粘性まで回復したかどうかを調べ、上記コンクリート組成物の粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性まで回復しない場合には上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して上記コンクリート組成物の粘性を高めて上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで回復させ、上記測定された粘性が上記コンクリート組成物の製造時に測定した粘性よりも高くなっている場合には、上記コンクリート組成物に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を添加して再度混練し、上記コンクリート組成物の粘性を製造時に測定した粘性まで下げるように、上記コンクリート組成物の粘性を調整するようにしたので、コンクリート組成物の特性に影響を与えることなく、容易に上記コンクリート組成物の粘性を所定の粘性に調整することができる。
また、シールド工法における覆工コンクリートを構築する場合のように、上記コンクリート組成物をコンクリートポンプで圧送して打設する場合には、上記コンクリートポンプの油分により上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）が吸着されることを想定し、上記コンクリート組成物に、予め、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加してから圧送するようにしたので、打設時における上記コンクリート組成物の特性を初期特性に確実に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の最良の形態について説明する。
まず、２種類の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る増粘性混和剤が配合された早強性耐水コンクリート組成物について説明する。上記コンクリート組成物は、早強ポルトランドセメント、水、粗骨材、細骨材に、コンクリート用化学混和剤を配合するとともに、例えば、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（Ａ）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（Ｂ）とを含有する添加剤を増粘性混和剤として配合したもので、その製造方法としては、はじめに、セメント、水、細骨材に、コンクリート用化学混和剤と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを練り混ぜて混練物を作製した後、この混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練し、最後に粗骨材を加えて混練し、コンクリート組成物を作製する。
このとき、水セメント比（Ｗ／Ｃ）としては、３０〜４０％とすることが好ましく、３５％前後とすることが特に好ましい。水セメント比が３０％未満であると粘性が高くなり流動性が低下するだけでなく、セメントの割合が多くなるため水和発熱が大きくなり、温度ひび割れが発生し易くなる。また、４０％を超えると、同じ粘性を得るためには上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを余分に入れる必要があるが、それでも早強性は低下してしまうので、３０〜４０％とすることが好ましい。
【００１２】
本発明に用いられる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）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（Ｂ）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ホン酸塩を主成分とする添加剤が好ましいが、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との組み合わせとしては、ドデカン酸アミドプロピルベタインなどの両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とＰＯＥ（３）ドデシルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、上記カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化ナトリウムなどの臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであってもよい。
本例では、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを単位水量に対して、それぞれ０．５〜５．０重量％の割合で配合するとともに、、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とをある一定の割合（２：５〜５：２）でセメント中に混入するようにしている。
従来の水中不分離コンクリートで使用されていた水中不分離材料（混和剤）は、増粘性混和剤がセメント粒子に吸着するために硬化遅延を起こすが、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）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（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成して増粘機能を発揮することから、セメント粒子に影響を与えないので、上記のような硬化遅延を起こさない。したがって、シールド直打ち工法のコンクリートとして最適に用いられる、早強性に優れるとともに、優れた耐水性を有するコンクリート組成物を得ることができる。なお、実験の結果では、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合の割合は、１：１の場合が最適であった。
【００１３】
次に、上記コンクリート組成物の粘性調整方法について、図１のフローチャートを参照して説明する。
まず、コンクリートプラントにおいて、上記の、早強ポルトランドセメント、水、粗骨材、細骨材、コンクリート用化学混和剤、及び、上記増粘性混和剤を混練して成るコンクリート組成物を作製し、その粘性（初期粘性率η０）を測定する（ステップＳ１）。
次に、打設現場に運搬されてきた上記コンクリート組成物の粘性（粘性率η）を測定し（ステップＳ２）、上記測定された粘性率ηと初期粘性率η０とを比較し、上記測定された粘性率ηが上記初期粘性率η０よりも低いかどうかを判定する（ステップＳ３）。
粘性率ηが初期粘性率η０よりも低い場合には、上記コンクリート組成物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を少量添加して再度混練する（ステップＳ４）。そして、粘性が回復したかどうかを調べ（ステップＳ５）、粘性が回復していたならば、そのまま上記コンクリート組成物を打設する。また、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加しても粘性が回復していない場合には、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合比が上記コンクリート組成物の現場温度での最大粘性を実現する配合比から上記化合物（Ａ）が多い方にずれてしまったと推定されるので、これを調整するため、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を少量添加して再度混練し（ステップＳ６）、粘性が回復したところで、上記コンクリート組成物を打設する。
【００１４】
一方、粘性率ηが初期粘性率η０よりも高い場合（ステップＳ７でYesの場合）には、ステップＳ８に進み、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を少量添加して再度混練し、粘性を初期レベルまで下げたところで、上記コンクリート組成物を打設する。なお、この場合には、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加しても粘性を低下させることができるが、上記化合物（Ａ）では、混練の際に若干泡の発生があるため混練に手間がかかるので、上記化合物（Ｂ）を添加した方が作業上有利である。
なお、上記測定された粘性率ηが初期粘性率η０とあまり変わらない場合には、そのまま上記コンクリート組成物を打設すればよい。
また、シールド工法における覆工コンクリートを構築する場合のように、上記コンクリート組成物をコンクリートポンプで圧送して打設する場合には、上記コンクリートポンプの油分により上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）が吸着されることが想定されるので、上記コンクリート組成物に、予め、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加してから圧送するようにすれば、打設時における上記コンクリート組成物の特性を初期特性に確実に維持することができる。
【００１５】
上記最良の形態では、主に、シールド工法の直打ちコンクリートライニング材と使用される早強性耐水コンクリートについて説明したが、これに限るものではなく、本発明の粘性調整方法は、上記２種類の水溶性低分子化合物を組み合わせて成る混和剤が配合されたコンクリートであれば、他の配合組成であっても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含む増粘性混和剤が含まれているコンクリート組成物の粘性調整を行う際に、上記コンクリート組成物に上記化合物（Ａ）あるいは上記化合物（Ｂ）を添加して上記コンクリート組成物の粘性を調整するようにしたので、上記コンクリート組成物の特性を劣化させることなく、容易に粘性調整を行うことができる。したがって、湧水地層におけるシールド工法における覆工コンクリートの構築や、バイブレータによる締め固めが困難な建築物の施工、更には、海洋構造物や地中構造物などの水が存在する場所でのコンクリート施工を容易にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の最良の形態に係るコンクリート組成物の粘性調整方法を示すフローチャートである。
【図１】
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