(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高性能ＡＥ減水剤と、ベントナイトと、ギ酸、乳酸、酢酸及びそれらの塩類からなる群より選ばれた一種又は二種以上の合計１００重量部中、高性能ＡＥ減水剤を固形分換算で２．５〜３５重量部、ベントナイトを１５〜８０重量部、ギ酸、乳酸、酢酸及びそれらの塩類からなる群より選ばれた一種又は二種以上を５〜８０重量部を含有してなる超早強セメント混和材。
【請求項２】
セメントと、請求項１記載の超早強セメント混和材とを含有してなるセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、土木・建築業界において使用される超早強セメント混和材及びセメント組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、セメント・コンクリートに要求される性能は益々高まっており、特に、セメント・コンクリートの超早強化や高強度化の研究は盛んに行われている。本来、セメント・コンクリートの強度は、水／セメント比に依存するところが大きく、水／セメント比をできるだけ小さくする目的で、JIS A 6204「コンクリート用化学混和剤」で規定されているように、減水剤や高性能減水剤を使用することが一般的に普及している。しかしながら、水／セメント比の低減には限界があり、作業性を犠牲にしなければならないという課題があった。
【０００３】
一方、水／セメント比の低減によらず、セメントの水和を促進することで超早強化や高強度化を実現する方法が数多く提案されている。例えば、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸類、硝酸ナトリウム及びギ酸カルシウム、並びに乳酸とその塩類等の促進剤を使用してセメント・コンクリートの強度を増進する方法が種々提案されている（米国特許第3427175号、特開昭50-80315号公報、特開昭50-10998号公報、特開昭55-71653号公報、米国特許第3801338号、もしくは、英国特許第1522501号や英国特許第1522502号等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、これらの促進剤を混和したコンクリートに高性能ＡＥ減水剤を併用して、超早強化や高強度化を図っている。しかしながら、高性能ＡＥ減水剤を多量に混和すると遅延性が高まり、コンクリートの材料分離が発生し易く、強度に悪影響を与えるため限度があった。そこで、本発明者らは、前記課題を解決すべく種々努力を重ねた結果、特定の超早強セメント混和材を使用することにより、前記課題を解決できるとの知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、高性能ＡＥ減水剤と、ベントナイトと、ギ酸、乳酸及び酢酸からなる群より選ばれた一種又は二種以上の合計１００重量部中、高性能ＡＥ減水剤を固形分換算で２．５〜３５重量部、ベントナイトを１５〜８０重量部、ギ酸、乳酸、酢酸及びそれらの塩類からなる群より選ばれた一種又は二種以上を５〜８０重量部とを含有してなる超早強セメント混和材であり、セメントと、該超早強セメント混和材とを含有してなるセメント組成物である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【０００７】
本発明の高性能ＡＥ減水剤とは、特に限定されるものではないが、例えば、ポリカルボン酸系の液状タイプ及び粉末タイプのものが使用可能であり、その具体例としては、グレースケミカルズ社製商品名「ダーレックススーパー200」、ＮＭＢ社製商品名「レオビルドSP-8HS」及び竹本油脂社製商品名「チューポールHP-11」等が挙げられる。又、この他にも各種の高性能ＡＥ減水剤が市販されており、何れも使用される。
【０００８】
高性能ＡＥ減水剤の配合割合は、超早強セメント混和材１００重量部中、固形分換算で３５重量部以下が好ましく、２．５〜２０重量部がより好ましい。３５重量部を超えると材料分離を生じたり、十分な早強性が得られない場合がある。
【０００９】
本発明のベントナイトは、特に限定されるものではないが、Ｓｉ／Ａｌモル比が１．０〜３．０が好ましく、１．０〜２．０がより好ましい。この範囲を外れるとコンクリートの材料分離が発生し易くなる場合がある。ベントナイトの粒度は、市販品として入手できるものをそのまま使用することが可能であり、通常の２００〜３５０メッシュ程度以下の粗いものでも十分効果が期待できる。
【００１０】
ベントナイトの配合割合は、超早強セメント混和材１００重量部中、１５〜８０重量部が好ましく、２５〜６０重量部がより好ましい。コンクリート温度、減水剤の配合量及びコンクリート中の単位セメント量等により適正配合量は異なってくるので、一律に規定することは難しいが、これらの変動要因を考慮しても１５重量部未満では、配合効果は余り期待できなく、８０重量部を超えると、減水剤の減水率等を極端に低下させる場合もあるので好ましくない。コンクリート温度が高く、単位セメント量が少なく、減水剤の配合量が少い方ほど、ベントナイトの配合量は少なくて済む傾向にある。
【００１１】
本発明のギ酸、乳酸、酢酸及びそれらの塩類（以下、ギ酸類という）とは、ギ酸、乳酸及び酢酸、並びにそれらのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、アルミニウム塩、亜鉛塩及びアンモニウム塩等の塩が挙げられる。
【００１２】
ギ酸類の配合割合は、超早強セメント混和材１００重量部中、５〜８０重量部が好ましく、１０〜６０重量部がより好ましい。５重量部未満では十分な早強性が得られない場合があり、８０重量部を超えると十分なスランプの保持性が得られない場合があるので好ましくない。
【００１３】
本発明の超早強セメント混和材の配合量は、特に限定されるものではないが、通常、セメントと超早強セメント混和材とからなるセメント組成物１００重量部中、１〜５重量部が好ましく、２〜３重量部がより好ましい。１重量部未満では本発明の効果である早強性や高強度が十分に得られない場合があり、５重量部を超えて使用しても更なる効果の増進が期待できない。
【００１４】
本発明では、高性能ＡＥ減水剤、ベントナイト及びギ酸類の他に、さらに必要に応じて凝結促進材を併用することが可能である。凝結促進材としては、例えば、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸リチウム等のアルカリ金属アルミン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩や重炭酸塩、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸リチウム、硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム等の硝酸塩類や亜硝酸塩類、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム等の無機硫酸塩、並びに水酸化カルシウム、酸化カルシウム、ミョウバン類、チオシアン酸塩、チオ硫酸塩及びトリエタノールアミン等のアミノアルコール類等が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上を併用することが可能であり、超早強化や高強度化をさらに促進するものである。
【００１５】
本発明に係るセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等各種ポルトランドセメント、これらセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ及びシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、及びアルミナセメント等が挙げられる。
【００１６】
さらに本発明では、本発明の超早強セメント混和材及びセメント組成物に、砂、砂利等の骨材の他に、ＡＥ剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤及び高分子エマルジョン、並びにセメント膨張材、無機リン酸塩及びほう酸等のうちの一種又は二種以上を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。
【００１７】
本発明の超早強セメント混和材及びセメント組成物を製造する際に使用する混合装置としては、既存の如何なる撹拌装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー、Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等が利用可能である。又、混合は、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、予め一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１９】
実施例で使用したコンクリート配合、測定方法及び使用材料を示す。
＜コンクリート配合＞
表１に示すようなコンクリート配合を基本として、コンクリートの練り混ぜは、２０℃の室内において強制練りミキサー（容量１００リットル）で６０リットル分のコンクリートを３分間練り混ぜ、スランプ、コンクリートの圧縮強度（φ１０×２０ｃｍのテストピース）を測定した。
＜測定方法＞
圧縮強度：ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準じて測定。
スランプ試験：ＪＩＳ  Ａ  １１０１に準じて測定。
＜使用材料＞
高性能ＡＥ減水剤ａ：市販ポリカルボン酸系
高性能ＡＥ減水剤ｂ：市販ポリカルボン酸系
高性能ＡＥ減水剤ｃ：市販ポリカルボン酸系
ベントナイト：市販品（Ａ．Ｃ．Ｃ法による膨潤度２５）
ギ酸類Ａ：試薬１級ギ酸カルシウム
ギ酸類Ｂ：試薬１級ギ酸
ギ酸類Ｃ：試薬１級ギ酸ナトリウム
ギ酸類Ｄ：試薬１級ギ酸カリウム
ギ酸類Ｅ：試薬１級乳酸
ギ酸類Ｆ：試薬１級乳酸カルシウム
ギ酸類Ｇ：試薬１級乳酸ナトリウム
ギ酸類Ｈ：試薬１級乳酸カリウム
ギ酸類Ｉ：試薬１級酢酸カルシウム
ギ酸類Ｊ：ギ酸類Ａとギ酸類Ｆの等重量混合物
ギ酸類Ｋ：ギ酸類Ａ、ギ酸類Ｆ及びギ酸類Ｉの等重量混合物
セメント：市販早強ポルトランドセメント
砂：新潟県姫川産
砂利：新潟県姫川産
水：水道水
【００２０】
【表１】
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【００２１】
実施例１
表２に示すベントナイトとギ酸類Ａの配合比を１：１とし、高性能ＡＥ減水剤の種類と配合量を変えて超早強セメント混和材を調製し、セメント１００重量部に対して超早強セメント混和材２重量部を配合したものをコンクリートに混合し、スランプと材齢２４時間、２８日の圧縮強度の測定を行った。その結果を表２に示す。尚、表１のコンクリート配合に減水剤を配合する場合は、同一スランプを得るのに少ない単位水量で済むため、単位水量を減らしてスランプを合わせた。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
本発明の超早強セメント混和材を使用することにより、水セメント比が低いコンクリートでも作業性は良好（スランプが大きい）で、コンクリートの超早強化や高強度化が可能であることが示されている。
【００２４】
実施例２
実施例１と同様に、表３に示す高性能ＡＥ減水剤ａとギ酸類Ａの配合比を約１：３とし、ベントナイトの配合量を変えて超早強セメント混和材を調製し、セメント１００重量部に対して超早強セメント混和材２重量部を配合してコンクリートに混合し、スランプと材齢２４時間、２８日の圧縮強度の測定を行った。その結果を表３に示す。尚、実施例１と同様に同一スランプを得るため、単位水量を調整した。
【００２５】
【表３】
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【００２６】
本発明の超早強セメント混和材は、ベントナイトの配合量を変えても、コンクリートの作業性が良好で、超早強化や高強度化が可能であることが示されている。
【００２７】
実施例３
実施例１と同様に、表４に示す高性能減水剤ａとベントナイトの配合比を約１：３とし、ギ酸類の種類と配合量を変えて超早強セメント混和材を調製した。セメント１００重量部に対して超早強セメント混和材２重量部を配合してコンクリートに混合し、スランプと材齢２４時間、２８日の圧縮強度の測定を行った。その結果を表４に示す。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
本発明の超早強セメント混和材を使用することにより、コンクリートの作業性が良好で、超早強化や高強度化が可能であることが示されている。
【００３０】
実施例４
実験No.1-5の超早強セメント混和材について、セメント１００重量部に対して表５に示すように配合量を変えたこと以外は、実施例１と同様に行った。その結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
本発明の超早強セメント混和材を使用したコンクリートは、比較例のコンクリートと比べ、２４時間強度や２８日強度が著しく高いことが示されている。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の超早強セメント混和材を使用することにより、水セメント比が低いコンクリートでも作業性が良好（スランプが大きい）で、コンクリートの超早強化や高強度化が可能となる。