(57)【要約】【課題】コンクリートの加圧ブリーディング量を低減することにより，コンクリートのポンプ圧送性や高流動コンクリートの材料分離抵抗性を改善する。【解決手段】ポンプ圧送を必要とするコンクリートや高流動コンクリートにおいて，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物α）と，アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物β）とからなる増粘剤を配合して加圧ブリーディング量を低下させることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ圧送を必要とするコンクリートにおいて，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物α）と，アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物β）とからなる増粘剤を配合して加圧ブリーディング量を低下させることを特徴とするコンクリートのポンプ圧送性改善法。
【請求項２】
高流動コンクリートにおいて，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物α）と，アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物β）とからなる増粘剤を配合して加圧ブリーディング量を低下させることを特徴とするコンクリートの施工性改善法。
【請求項３】
高流動コンクリートは，プレパックドコンクリート工法用またはポストパックドコンクリート工法用のものである請求項２に記載の施工性改善法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，増粘剤を用いて加圧ブリーディング量を低下させることにより，コンクリートのポンプ圧送性や高流動コンクリートの施工性を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートのポンプ圧送性を改善するための混和剤として，例えば特許文献１に記載されているように，リグニンスルホン酸塩系ＡＥ減水剤１００重量部に対してアミノスルホン酸樹脂１〜５０重量部を配合したものが知られている。この混和剤は，他の混和剤に比べてブリーディング量および加圧ブリーディング量が減少するので，ポンプ圧送性が改善されるとされている。また，ポンプ圧送が困難であるとされている軽量骨材を用いたコンクリートに対して，例えば特許文献２に記載されているように，そのポンプ圧送性を改善するためには，バイオガム系の増粘剤を使用すること，さらには軽量骨材の表面に鉄化合物をコーテングすることによって骨材自身の吸水特性を改善するのがよいとされている。その理由として，加圧力を受けても骨材内部への圧力吸水が生じ難くなることが示されている。
【０００３】
施工時のコンクリートが加圧を受けたときに水が遊離する加圧ブリーディングの発生は，ポンプ圧送時のみならず，高流動コンクリートでも問題となるときがある。例えばコンクリートダムやアンカレッジなどのマスコンクリート構造物の築造に適用されるプレパックドコンクリート工法（例えば特許文献３）やポストパックドコンクリート工法（例えば特許文献４）に用いられる高流動コンクリートでは，粗骨材の間隙に材料分離を起こすことなく充分に自己充填されることが必要であり，加圧ブリーディングが発生するようなものでは，高品質のマスコンクリートが得られないことがある。特許文献３や４では，高流動コンクリートの材料分離を抑制する増粘剤としてバイオガム，例えばウエランガムの使用を推奨している。
【特許文献１】特開平８−８１２４８号公報
【特許文献２】特許第３０８７８４８号
【特許文献３】特許第３２８５７８９号
【特許文献４】特許第３１９７２２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に提案されている混和剤の使用により，コンクリートのポンプ圧送性を改善できるが，土木工事で要求されるような相当の長距離（例えば２００ｍ以上）のポンプ圧送の場合には必ずしも良好な結果が得られない。特許文献２では，増粘剤の添加により粘性を高め，骨材をコーティングすることにより，ポンプ圧送が困難な場合でも，比較的長距離（１００ｍ程度）のポンプ圧送を可能にしている。確かにウエランガムはこれまでに知られた他の増粘剤に比べると，適度な流動性と材料分離抵抗を兼備させるには有効に作用するが，その増粘効果によって，土木工事で想定される相当の長距離（２００ｍ以上）でのポンプ圧送性が悪化することは否めない。すなわち，高い流動性と優れた材料分離抵抗とを，ウエランガムによって実現しようとした場合，ある程度粘性を高めることによってその性能を確保する必要があり，粘性を高めることによる弊害，例えばポンプ圧送性や作業性（バイブレータによる締め固め等）に劣るという問題が付随する。また，特許文献２によれば，増粘剤の添加のみでなく，骨材をコーティングすることも推奨されているが，この場合にはコストが非常に高くなるという問題もあった。
【０００５】
高流動コンクリートの場合にあっても，特許文献３や４の工法において，構造物の大型化や複雑化によって材料分離が発生するおそれがあり，さらなる施工性の改善が求められている。
【０００６】
このような問題は，コンクリートに圧が加わった場合に発生する加圧ブリーディング量を完全に抑制できないことにその原因がある。したがって，本発明は，このような原因を除去し，長距離のポンプ圧送を可能とし，また高流動コンクリートの材料分離を低減することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば，ポンプ圧送を必要とするコンクリートにおいて，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物αという）と，アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物βという）とからなる増粘剤を配合して加圧ブリーディング量を低下させることを特徴とするコンクリートのポンプ圧送性改善法を提供する。
【０００８】
さらに本発明によれば，高流動コンクリートにおいて，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物α）と，アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物β）とからなる増粘剤を配合して加圧ブリーディング量を低下させることを特徴とするコンクリートの施工性改善法を提供する。この高流動コンクリートは，プレパックドコンクリート工法またはポストパックドコンクリート工法に好適に適用できる。
【発明の効果】
【０００９】
コンクリートに前記の化合物αと化合物βとからなる増粘剤を添加すると，コンクリートの流動性を損なうことなく且つ粘性を大きく高めることなく材料分離抵抗を付与でき，結果として加圧ブリーディングの発生を抑制することができる。この結果，コンクリートのポンプ圧送性を改善できると共に，高流動コンクリートを用いたプレパックドコンクリート工法またはポストパックドコンクリート工法の施工性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは，前記の化合物αと化合物βとからなる増粘剤をコンクリートに添加すると，特許文献２〜４に記載されているようなバイオガム系の増粘剤，特にウエランガムに比べて一層，低い粘性を維持しながら高流動性と材料分離抵抗とを同時に満たせることを知った。
【００１１】
ここで，スルホン基を有する芳香族化合物またはその塩（化合物α）としては，ｐ−トルエンスルホン酸，スルホサルチル酸，ｍ−スルホ安息香酸，ｐ−スルホ安息香酸，ｐ−フェノールスルホン酸，ｍ−キシレン−４−スルホン酸，クメンスルホン酸，スチレンスルホン酸等，およびこれらの塩が挙げられ，これらは，単独でまたは２種以上併用して使用することができる。ただし，化合物αが重合体である場合には，重量平均分子量は５００未満であることが好ましい。
【００１２】
アルキルトリメチルアンモニウム塩（化合物β）は，炭素数１０〜２６のアルキル基を有するものが好ましい。具体的には，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド，オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド，オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド，タロートリメチルアンモニウムクロライド，タロートリメチルアンモニウムブロマイド，水酸化タロートリメチルアンモニウムクロライド，水酸化タロートリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられ，これらは，単独でまたは２種以上併用して使用することができる。これらのうちでも，水溶性と増粘効果との観点からは，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライドやオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド等が好ましい。
【００１３】
特に，化合物αがｐ−トルエンスルホン酸またはその塩であり，化合物βがヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩である組み合わせが好ましい。また，化合物αと化合物βとの有効成分の合計量が，セメント１００重量部に対して０.１〜２０重量部であるのがよい。そして，化合物αと化合物βとは，（化合物α）／（化合物β）＝９０／１０〜１０／９０，更に７５／２５〜２５／７５，特に６０／４０〜４０／６０の重量比で使用することが好ましい。
【００１４】
化合物αと化合物βとを併用することで，コンクリートの高流動性と材料分離抵抗性とを同時に発現でき，結果として，コンクリートのブリーディングを無くし，加圧ブリーディング量を低減できるが，そのような特性が得られるのは，次のような理由によるものと考えられる。
【００１５】
化合物αと化合物βとを水中で混合すると，短時間で均一に会合体（紐状のミセル会合体）を形成する。したがって，これら化合物が，未だ固まらないコンクリートの水相中で混合されると，該会合体がコンクリート中に形成し，コンクリート中の余剰水分を捕捉して経時的なブリーディングおよび加圧ブリーディングの発生を低減させる。他方，該紐状のミセル会合体の形成は，コンクリートに対して高い流動性を維持しながら適度な粘性を保持させることになり，ひいては材料分離抵抗を付与することになる。
【００１６】
特に軽量骨材を配合したコンクリートに対しては，該紐状のミセル会合体の形成が軽量骨材の内部に存在する残留水の低減若しくは排除に寄与する結果，コンクリート中の軽量骨材を良好に分散させると共に材料分離抵抗を高めることになり，そのポンプ圧送性を改善させる。したがって，配合する軽量骨材に対しても，絶乾比重０.８〜１.５で吸水率８％以下の軽量骨材を使用すると規定する特許文献２の場合よりも，その規定を超える軽量骨材でもポンプ圧送性を改善することができ，例えば通常の軽量粗骨材および軽量細骨材を用いた軽量II種のコンクリートでもポンプ圧送できる。場合によっては，重量コンクリートのポンプ圧送も可能になる。また，プレまたはポストパックドコンクリート工法用の高流動コンクリートに対しても，特にマスコンクリート構造物の築造において材料分離を起こすことなく加圧ブリーディングの発生が抑制されることになり，その施工性を改善させる。
【００１７】
本発明は，このような化合物αと化合物βとの作用効果を，ポンプ圧送用コンクリートに対して，さらには，プレまたはポストパックドコンクリート工法に適用する高流動コンクリートに対して，有利に発現させるようにしたものである。
【００１８】
化合物αと化合物βとを配合するポンプ圧送用コンクリートの骨材としては，一般的な砂利，砂，砕砂等はもとより，JIS A5002 に示されている構造用軽量コンクリートの軽量骨材を使用することができ，さらには，JIS A5002 規格外の軽量骨材，特に発泡スチロールを破砕したものや廃プラスチックを処理した骨材なども使用できる。とくに，軽量粗骨材は絶乾比重 0.8〜1.8 で吸水率15％以下のもの，軽量細骨材は絶乾比重 0.5〜1.8 で吸水率20％以下のものであれば，絶乾状態で配合した場合でもポンプ圧送性が良好となり, 軽量コンクリートの課題とされている凍結融解抵抗性も向上する。コンクリートの単位容積質量としては 0.3〜 5.5ｔ／ｍ3の範囲でポンプ圧送性を改善することができ，実際には 0.8〜2.3 ｔ／ｍ3が望ましく, 特に 1.0〜1.9 ｔ／ｍ3程度の軽量コンクリートにおいてポンプ圧送性の改善効果が大きい。なお化合物αと化合物βとを配合する場合には，特許文献２のようにバイオガムを用いる場合のような軽量骨材のプレウエッチング処理は省略でき，また，特許文献２で提案されているような鉄化合物等による骨材表面のコーティング処理も不要である。
【００１９】
化合物αと化合物βとを配合するポンプ圧送用コンクリートのセメントとしては，普通セメント，早強セメント，超早強セメント，中庸熱セメント等のポルトランドセメントの他に，高炉セメント，フライアッシュセメント等の混合セメントが適用できる。
【００２０】
プレまたはポストパックドコンクリート工法に用いる高流動コンクリートについては，特許文献３や４に記載されたものと同様の高流動コンクリートの増粘剤として，ウエランガムに代えて化合物αと化合物βとを，両化合物の有効成分の合計量が，セメント１００重量部に対して０.１〜２０重量部となる量で配合すればよい。化合物αと化合物βとを配合する高流動コンクリートの骨材及びセメントとしては，前述のポンプ圧送用コンクリートの場合と同様のものを例示することができる。
【実施例】
【００２１】
〔試験例１〕
下記の材料を用いて表１に示す配合のコンクリートを練り混ぜた。得られたコンクリートのフレッシュ性状及び硬化性状を表２に示した。表１，２において，実施例１と比較例１とは，同じコンクリート配合において化合物（α＋β）とウエランガムとの作用効果を対比したものであり，実施例２と比較例２とは同じコンクリート配合において化合物（α＋β）の添加の有無の作用効果を対比したものである。また，図１に各例の加圧ブリーディング試験結果を併記した。
【００２２】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
細骨材：山砂（表乾比重２.６３，吸水率１.３２％）
粗骨材：砕石（表乾比重２.６５，吸水率０.５１，Ｇmax ２０ｍｍ）
高性能ＡＥ減水剤：株式会社エヌエムビー製の商品名ＳＰ８Ｓ（ポリカルボン酸系の標準型高性能ＡＥ減水剤）
化合物α：ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム液（花王株式会社製）
化合物β：ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド液（花王株式会社製）
ウエランガム：三晶株式会社製
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
2005075658.tif 000003
【００２５】
加圧ブリーディング量（脱水量）の測定は，平成１１年制定のコンクリート標準示方書「規準編」における「加圧ブリーディング試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ−５０２−１９９９）」に従って行った。
【００２６】
表２の結果に見られるように，ウエランガムを使用した比較例１に比べて，化合物αと化合物βとを使用した実施例１のものは，スランプフローが停止する時間が短くなり，加圧ブリーディング量も少なくなっていることがわかる。また，硬化性状については比較例１と実施例１とでは実質的な差はなく，同等の単位容積質量１.７ｔ／ｍ3程度の軽量コンクリートで２８日圧縮強度３８Ｎ／ｍｍ2が得られている。
【００２７】
また，化合物αと化合物βとを使用した実施例２では，両化合物を使用しない比較例２に比べて加圧ブリーディング量が約半分に低下しており，材料分離抵抗性が高まり，ポンプ圧送性が大きく改善されることがわかる。
【００２８】
図１には，各例の加圧ブリーディング量（脱水量）の経時変化を対比して示しているが，実施例１のものは初期の段階から加圧ブリーディング量が低く，時間を経てもそれほど多くはならずに飽和に近づくことがわかる。したがって，長距離のポンプ圧送であっても材料分離を起こすことなくポンプ圧送できることがわかる。
【００２９】
〔試験例２〕
下記の材料を用いて表３に示す配合のコンクリートを練り混ぜた。得られたコンクリートのフレッシュ性状を表４に示した。表３，４において，実施例３と比較例３とは，同じコンクリート配合において化合物（α＋β）とウエランガムとの作用効果を対比したものである。
【００３０】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
石粉：石灰石粉
細骨材：川砂（大井川産）
粗骨材：砕石（津久井産，Ｇmax ２０ｍｍ）
高性能ＡＥ減水剤：花王株式会社製の商品名マイティ３０００Ｓ
化合物α：ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム液（花王株式会社製）
化合物β：ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド液（花王株式会社製）
ウエランガム：山宗化学株式会社製の商品名ビスコン１００
【００３１】
【表３】
2005075658.tif 000004
【００３２】
【表４】
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加圧ブリーディング率の測定は，平成１１年制定のコンクリート標準示方書「規準編」における「加圧ブリーディング試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ−５０２−１９９９）」に従って行った。
【００３３】
表４に見られるように，実施例３および比較例３ともスランプフローは６５ｃｍと高い流動性を示し且つブリーディング率も０.０％を示したが，加圧ブリーディング率では，比較例３では３.０％のブリーディングを示すのに対し，実施例３では加圧してもブリーディングは生じない結果が得られた。このため，ウエランガムに比べて化合物αと化合物βとを用いる本発明の高流動コンクリートは，特許文献３や４のプレまたはポストパックド工法において，一層材料分離を起こすことなく高品質の大型構造物を構築できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】コンクリートの加圧ブリーディング量（脱水量）の経時変化を示す図である。
【図１】
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