(57)【要約】  流動性を有し、強度発現性に優れる液状早強剤及びその製造方法の提供。水溶性アルミニウム塩の濃度が固形分換算で１５〜４０質量％、カルボン酸類の濃度が固形分換算で１〜２０質量％、ビスフェノール系縮合物の濃度が固形分換算で０．１〜３質量％であり、残りが水であるセメントコンクリート用液状早強剤。ビスフェノール系縮合物の構造単位はビスフェノールＳが好ましい。セメントコンクリート用液状早強剤は、更に、アルカノールアミンを含有しても良い。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性アルミニウム塩の濃度が固形分換算で１５〜４０質量％、カルボン酸類の濃度が固形分換算で１〜２０質量％、ビスフェノール系縮合物の濃度が固形分換算で０．１〜３質量％であり、残りが水であるセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項２】
ビスフェノール系縮合物の重量平均分子量が１，０００〜３０，０００である請求項１記載のセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項３】
ビスフェノール系縮合物の構造単位がビスフェノールＳである請求項１又は２記載のセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項４】
更に、アルカノールアミンを含有する請求項１〜３のうちの１項記載のセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項５】
更に、ヒドロキシル基を有する化合物を含有する請求項１〜４のうちの１項記載のセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項６】
場所打ちセメントコンクリート又はプレキャストセメントコンクリートに用いる請求項１〜５のうちの１項記載のセメントコンクリート用液状早強剤。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの１項記載のセメントコンクリート用液状早強剤と、セメントコンクリートとを含有する早強性セメントコンクリート。
【請求項８】
セメントコンクリート用液状早強剤の使用量が、セメント１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜１０質量部である請求項７記載の早強性セメントコンクリート。
【請求項９】
請求項１〜６のうちの１項記載のセメントコンクリート用液状早強剤をアジテータ車中のセメントコンクリートに後添加し、早強性セメントコンクリートを製造する早強性セメントコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、土木・建築において使用されるセメントコンクリート用早強剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート製品は、セメント、骨材、水及び混和材を練り混ぜたものを、型枠に流し込み、適切に養生を行った後、脱型して製造される。ここで、材齢初期に高い強度を発現することは、生産性、つまり型枠の回転率を向上させる点で重要である。型枠の回転率を向上させることは、高価な型枠の必要数を少なくすることにつながる。初期強度を高めるための方法としては、早強セメントを使用すること、減水剤を併用して水セメント比の低いコンクリートを調合すること、蒸気養生を行うこと、等が知られている。【０００３】
近年では、蒸気使用に伴うエネルギーコストが高騰しており、蒸気養生時間を短縮できる方法、蒸気養生を行わなくてもよい方法が切望されている。また、より高い生産性の要求からも、養生工程の更なる短縮化が望まれることがあり、例えば、コンクリート製品の製造において養生期間１６時間で高い強度を発現することが必要な場合がある。通常、養生工程には、蒸気等を用いた加熱作業工程等といった複雑な工程が組み込まれているが、そうした工程を変更して初期強度を向上させようとしても、実用的な手法とはなりにくい。そこで、工程変更を伴わずに簡単に初期強度の高いコンクリート製品が得られる方法が、製造コスト等の点から、市場では切望されている。【０００４】
強度を高める混和材としては、生石灰、せっこう、アルカリ金属の硫酸塩等を主体としたものや、グリセリン等の特定化合物とアルカリ金属硫酸塩を併用したもの等が知られている（特許文献１〜４）。そのほかにも、アルミニウム塩、カルボン酸を硬化促進剤として使用するものも報告されている（特許文献５〜７）。塩化ナトリウムや塩化カルシウム等の塩素を含有する硬化促進剤も知られているが、塩害の観点から使用は好ましくない。【０００５】
アルミニウム塩は、中性領域でアルミナゲルを生成し、セメント組成物を硬化することが知られているが、この硬化反応は早く、流動性を確保しづらい。又、ごく初期はアルミナゲルの生成で強度が発現するものの、アルミナゲルが多量に生成すると、アルミナゲルがセメントの表面を覆ってしまい、セメント成分の溶解が阻害され、長期的に強度が低下しやすいという課題があった。【０００６】
硫酸アルミニウム、ビスフェノール系縮合物を含有する吹付けコンクリート用の急結剤が報告されている（特許文献８〜９）。しかしながら、吹付けコンクリートは岩盤に吹付けて瞬時に硬化し、剥落しないことが特に求められる物性であり、場所打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートとは求められる物性が異なるため、容易に流用できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９４４６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５３０６８号公報
【特許文献３】特開２０００−２３３９５９号公報
【特許文献４】特表２００８−５１９７５２号公報
【特許文献５】特開２０１２−１２１８０４号公報
【特許文献６】特開２０１１−１２６６号公報
【特許文献７】特開２００１−３４８２５５号公報
【特許文献８】特表２００３−５０２２６９号公報
【特許文献９】特開２０１５−２３１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、前述の課題を解決する知見を得て本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明の実施形態では、水溶性アルミニウム塩の濃度が固形分換算で１５〜４０質量％、カルボン酸類の濃度が固形分換算で１〜２０質量％、ビスフェノール系縮合物の濃度が固形分換算で０．１〜３質量％であり、残りが水であるセメントコンクリート用液状早強剤を提供できる。【００１０】
また本発明の実施形態では、当該セメントコンクリート用液状早強剤において、ビスフェノール系縮合物の重量平均分子量が１，０００〜３０，０００であってもよく、ビスフェノール系縮合物の構造単位がビスフェノールＳであってもよく、更にアルカノールアミンを含有してもよいし、更にヒドロキシル基を有する化合物を含有してもよい。また本発明の実施形態では、当該セメントコンクリート用液状早強剤を、場所打ちセメントコンクリート又はプレキャストセメントコンクリートに用いてもよい。【００１１】
また本発明の実施形態では、当該セメントコンクリート用液状早強剤と、セメントコンクリートとを含有する早強性セメントコンクリートも提供できる。そのセメントコンクリート用液状早強剤の使用量が、セメント１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜１０質量部であってもよい。【００１２】
また本発明の実施形態では、当該セメントコンクリート用液状早強剤をアジテータ車中のセメントコンクリートに後添加し、早強性セメントコンクリートを製造する早強性セメントコンクリートの製造方法も提供できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液状早強剤は、流動性を有し、強度発現性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明でのセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル及びコンクリートの総称である。本発明でのセメントコンクリート用液状早強剤（以下、単に「早強剤」と略記することもある）とは、液体早強剤、スラリー早強剤を包含する。本発明においてセメント硬化体とは、セメントペースト、モルタル、コンクリートから製造したり、又は、鉄筋等と複合化したりした、コンクリート二次製品やコンクリート構造物を総称する。
【００１６】
本明細書においては、「部」および「％」は、別に特記しない限り、それぞれ質量部および質量％を示す。また本明細書における濃度は、別に特記しない限り、固形分濃度をいう。また本明細書においては、数値範囲は別段の定めがないかぎりはその上限値および下限値を含む範囲を意味する。
【００１７】
本発明の早強剤は、水溶性アルミニウム塩、カルボン酸類、ビスフェノール系縮合物、水を含有する。本発明の早強剤は、更に、アルカノールアミンを含有しても良い。
【００１８】
本発明で使用する水溶性アルミニウム塩は、無水物、水和物のいずれも使用できる。水溶性アルミニウム塩としては、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、第一リン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム等が挙げられる。これら１種又は２種以上が使用可能である。これらの中では、強度発現性に優れる点で、硫酸アルミニウムが好ましい。
【００１９】
水溶性アルミニウム塩の濃度は、無水物換算で１５〜４０％が好ましく、２０〜３５％がより好ましい。水溶性アルミニウム塩の％は、固形分換算の値である。水溶性アルミニウム塩の濃度が１５％未満では優れた強度発現性が得られない場合があり、４０％を超えるとスランプが低下したり、長期強度が低下したりする場合がある。
【００２０】
本発明で使用するカルボン酸類は、カルボン酸又はその塩をいう。本明細書においてカルボン酸類とは、カルボキシル基を有する有機化合物、カルボキシル基を有する有機化合物の塩、カルボキシル基を有する有機化合物の塩とカルボキシル基を有する有機化合物との混合物の総称であると考えることができる。
【００２１】
カルボン酸としては、ギ酸、酢酸及びプロピオン酸等のモノカルボン酸類、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸及びフタル酸等のジカルボン酸類、トリメリット酸やトリカルバリリル酸等のトリカルボン酸類、ヒドロキシ酪酸、乳酸及びサリチル酸等のオキシモノカルボン酸類、リンゴ酸等のオキシジカルボン酸類、アスパラギン酸やグルタミン酸等のアミノカルボン酸類、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やトランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）等のアミノポリカルボン酸及びこれらの塩が挙げられる。カルボン酸塩を構成する塩としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属等が挙げられる。これら１種又は２種以上が使用可能である。カルボン酸類の中では、強度発現性に優れる点で、ギ酸ナトリウムが好ましい。
【００２２】
カルボン酸類の濃度は、固形分換算で１〜２０％が好ましく、４〜１５％がより好ましい。カルボン酸類の濃度が１％未満では優れた強度発現性が得られない場合があり、２０％を超えると長期強度の低下をまねく場合がある。
【００２３】
本発明で使用するビスフェノール系縮合物とは、例えば、２個のフェノールが官能基で架橋された化合物とホルムアルデヒドを縮合反応して得られる生成物の総称である。本発明で使用するビスフェノール系縮合物の構造単位は、ビスフェノールである。２個のフェノールを架橋する官能基としては、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、シクロヘキシリデン基、ビニリデン基、カルボニル基、イミノ基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基等が挙げられる。更にこれらの基の任意の水素原子が、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基、アミノ基、ヒドロキシル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等で置換されたものも挙げられる。ここでいうフェノールとは、芳香族環に結合している任意の水素原子が、炭素数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等で置換された化合物、ヒドロキシル基の水素原子の一部がアルカリ金属原子等に置換された化合物も含有する。ビスフェノール系縮合物は１種又は２種以上が使用可能である。これらの中では、スランプの低下を抑制し、初期強度発現性に優れる点で、２個のフェノールをスルホニル基で架橋したビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン（通称、ビスフェノールＳ）が好ましい。
【００２４】
ビスフェノール系縮合物は、その塩であっても良い。ビスフェノールとは、例えば、下記式（１）の化合物が挙げられる。
【００２５】
【化１】
2018012437.tif 000002
【００２６】
（式（１）中、Ｘは下記式（２）、式（３）、式（４）、式（５）、Ｏ（酸素原子）、またはＳ（硫黄原子）のいずれかを表す。フェニレン基の水素原子は、アルキル基、ハロゲン基で置換されても良い。アルキル基の水素原子は、ハロゲン基で置換されても良い。）
【００２７】
【化２】
2018012437.tif 000003
【００２８】
【化３】
2018012437.tif 000004
【００２９】
【化４】
2018012437.tif 000005
【００３０】
【化５】
2018012437.tif 000006
【００３１】
（式（２）及び式（３）中のＲ1，Ｒ2，Ｒ3は夫々独立して水素、ハロゲン基又はアルキル基を示す。またＲ4はアルキレン基を示す。アルキル基やアルキレン基の水素原子は、ハロゲン基で置換されても良い。）
【００３２】
ビスフェノール系縮合物の平均分子量は１，０００〜３０，０００が好ましく、５，０００〜２０，０００がより好ましい。平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲外であると、スランプの低下の抑制、初期強度発現性の向上に優れない場合がある。なおここでいう平均分子量とは、重量平均分子量を指す。平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ分析（標準物質はポリスチレンスルホン酸ナトリウム）により測定する。ビスフェノール系縮合物は、例えば、各成分をアルカリ存在下で、水性条件で加熱して縮合することにより得られる。
【００３３】
ビスフェノール系縮合物の濃度は、固形分換算で、０．１〜３％が好ましく、０．２〜２％がより好ましい。この範囲外では初期強度発現性の向上に優れない場合がある。
【００３４】
本発明の早強剤は、アルカノールアミンを含有してもよい。アルカノールアミンは、セメント組成物の初期強度を向上させる目的で使用する。
【００３５】
アルカノールアミンは、特に限定されないが、早強剤に溶解可能であれば使用できる。アルカノールアミンとは、構造式において＞Ｎ−Ｒ−ＯＨ構造を有する有機化合物である。ここで、Ｒは通常アルキレン基又はアリーレン基と呼ばれる原子団であり、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基等の直鎖型のアルキレン基、イソプロピレン基等の枝分かれ構造を有するアルキレン基、並びに、フェニレン基及びベンジレン基等の芳香族環を有するアリーレン基等が挙げられる。Ｒは窒素原子と２箇所以上で結合していてもよく、Ｒの一部又は全部が環状構造であってもよい。Ｒは複数の水酸基と結合していてもよい。Ｒはアルキレン基の一部に炭素以外の元素及び水素以外の元素、例えば、イオウ、フッ素、塩素及び酸素等を有してもよい。Ｒは複数の水酸基が結合していてもよい。アルカノールアミンとしては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）エタノールアミン、三フッ化ホウ素トリエタノールアミン及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらの１種又は２種以上が使用可能である。アルカノールアミンの中では、流動性や強度発現性の向上に優れる点で、ジエタノールアミンが好ましい。
【００３６】
本発明で使用するアルカノールアミンの濃度は、固形分換算で、１〜１５％が好ましく、２〜１０％がより好ましい。アルカノールアミンの濃度が１％未満では初期強度の向上が小さい場合があり、１５％を超えると流動性を低下させる場合がある。
【００３７】
本発明の早強剤は、ヒドロキシル基を有する化合物を含有してもよい。ヒドロキシル基を有する化合物は、セメント組成物の初期強度を向上させる目的で使用する。ヒドロキシル基を有する化合物としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等の低分子化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類又はその誘導体等が挙げられる。ヒドロキシル基を有する化合物の中では、流動性の向上に優れる点で、グリセリンが好ましい。本発明で使用するグリセリンとは、例えば、化学式でＣ3Ｈ8Ｏ3、化学名１，２，３−プロパントリオール又はグリセロールで表される化合物である。
【００３８】
本発明で使用するヒドロキシル基を有する化合物の濃度は、固形分換算で、１〜１０％が好ましく、３〜７％がより好ましい。ヒドロキシル基を有する化合物の濃度が１％未満では早強性の向上が小さい場合があり、１０％を超えると長期強度を低下させる場合がある。
【００３９】
本発明の早強剤をセメントコンクリートと混合すると、早強性セメントコンクリートが得られる。
【００４０】
本発明の早強剤の使用量は、セメント１００部に対して、固形分換算で０．１〜１０部が好ましく、０．５〜７部がより好ましく、１〜５部が最も好ましい。早強剤の使用量が０．１部未満では強度発現性の向上に優れない場合があり、１０部を超えるとスランプが低下したり、長期強度発現性が低下したりする場合がある。
【００４１】
ここでセメントとは、通常市販されている普通、早強、中庸熱及び超早強等の各種ポルトランドセメントや、これら各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混合セメント等が挙げられる。これらを微粉末化して使用することも可能である。
【００４２】
本発明はセメントコンクリート側に減水剤を使用してもよい。減水剤類としては、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。減水剤類の中では、ナフタレンスルホン酸系が好ましい。ナフタレンスルホン酸系としては、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩が好ましい。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩としては、（商品名「マイテイ１５０」、花王社製）等が挙げられる。減水剤類は、液状のものや粉状のもの何れも使用できる。
【００４３】
減水剤の使用量は、セメント１００部に対して、固形分換算で０．０５〜５部が好ましく、０．１〜３部がより好ましい。
【００４４】
本発明で使用するセメントコンクリートはセメントと骨材とを含有するものである。ここで骨材としては、吸水率が低く、骨材強度が高いものが好ましい。細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂及び珪砂等が使用可能であり、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が使用可能である。
【００４５】
セメントコンクリートに使用する水セメント比は、強度発現性の点で、３０％以上が好ましく、３３〜５５％がより好ましい。３０％未満ではセメントコンクリートを十分に混合できない場合がある。
【００４６】
本発明の早強剤の効果発現の機構は、特定の理論に縛られることを望むものではないが、次のように考えることができる。水溶性アルミニウム塩は、セメントから供給される水酸化物イオンと反応し、アルミナゲルを生成することで、セメント組成物の硬化を促す。この効果だけでは、強度発現性は十分ではないが、併せて用いられているカルボン酸類から供給されるカルボン酸イオンが、セメント成分の溶出を促し、水和反応を促進していることが考えられる。更に、ビスフェノール系縮合物を用いることで、水溶性アルミニウム塩やカルボン酸類が、セメント組成物全体に分散しやすくなることで、硬化及び水和促進が更に助長されると考えられる。本発明は水を溶媒として使用しており、水溶性アルミニウム塩やカルボン酸塩を固体として使用した場合に比べ、液体として使用した本発明の方が、促進効果が高い。これは、硬化前及び硬化後のセメント組成物中で、移動しやすい水を介することで、ビスフェノール系縮合物の分散効果がより効果的になることが理由として考えられる。このため本発明の実施形態によれば、管理が困難である場所打ちコンクリート等で汎用性に優れ、例えば、アジテータ車で現場までセメントコンクリートを運び、現場で打込む直前に早強剤をセメントコンクリートに後添加することで、セメントコンクリートと早強剤が偏析なく混ざり合い、早強性コンクリートを製造できるという効果を奏する。
【００４７】
本発明の早強剤は、場所打ちセメントコンクリート又はプレキャストセメントコンクリートに用いる。場所打ちセメントコンクリート又はプレキャストセメントコンクリートは、何れも練りあがったセメントコンクリートを型枠に流し込み、硬化後に脱型することで、所定の形状のセメントコンクリートを製造する。型枠に流し込む必要があるため、これらのセメントコンクリートは、一定の流動性を有し緩慢に硬化することが必要であり、表面仕上げするために一定の可使時間が確保する必要がある。このような特性は吹付けコンクリートとはまったく異なるものである。本発明の早強剤は、流動性を有するので、セメントコンクリート中にジャンカ（rock pocket）ができず、表面が均一になる。
【実施例】
【００４８】
以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明する。【００４９】
「実験例１」
表１〜３に示す固形分濃度（以下濃度ということもある）になるように、水溶性アルミニウム塩、カルボン酸類、ビスフェノール系縮合物を水に添加し、４時間攪拌することで種々の液状早強剤を調製した。濃度は液状早強剤中の固形分換算の質量％で表す。調製した液状早強剤をコンクリートに添加し、物性を評価した。【００５０】
単位水量１４５ｋｇ／ｍ3、単位セメント量４４０ｋｇ／ｍ3、減水剤２．５ｋｇ／ｍ3、ｓ／ａ（細骨材率）３９．４％、空気量４．５％をコンクリートの基本配合とし、２０℃の環境下で表１〜３に示す組成の液状早強剤を使用して、コンクリートのスランプを測定した。液状早強剤として、セメント１００部に対して固形分換算で２部に相当する８．８ｋｇ／ｍ3を計量し、コンクリートに添加した。その後、型枠にコンクリートを充填し、２０℃で保持し、８時間後に脱型し、圧縮強さを測定した。【００５１】
また比較例（実験Ｎｏ．１−４６）として、液状早強剤ではなく、粉体早強剤を使用した場合も行った。粉体早強剤として、水溶性アルミニウム塩［Ｂ］：カルボン酸類［ｂ］：ビスフェノール系縮合物［コ］＝２５：１０：１（質量比）からなり、水を含有しない粉体早強剤を使用した。結果を表１〜３に示す。【００５２】
＜使用材料＞
水溶性アルミニウム塩［Ａ］：硝酸アルミニウム、市販品
水溶性アルミニウム塩［Ｂ］：硫酸アルミニウム、１４水塩、市販品
水溶性アルミニウム塩［Ｃ］：硫酸アルミニウムカリウム、市販品
水溶性アルミニウム塩［Ｄ］：第一リン酸アルミニウム、市販品
水溶性アルミニウム塩［Ｅ］：乳酸アルミニウム、市販品
カルボン酸類［ａ］：ギ酸、市販品
カルボン酸類［ｂ］：ギ酸ナトリウム、市販品
カルボン酸類［ｃ］：ギ酸カリウム、市販品
カルボン酸類［ｄ］：酢酸ナトリウム、市販品
カルボン酸類［ｅ］：シュウ酸ナトリウム、市販品
カルボン酸類［ｆ］：乳酸ナトリウム、市販品
カルボン酸類［ｇ］：アスパラギン酸ナトリウム、市販品
ビスフェノール系縮合物［ア］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［イ］：２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［ウ］：２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［エ］：２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［オ］：４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［カ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィドの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［キ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量８００、市販品
ビスフェノール系縮合物［ク］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量１，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［ケ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量５，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［コ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量１２，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［サ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量２０，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［シ］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量３０，０００、市販品
ビスフェノール系縮合物［ス］：ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンの縮合物、平均分子量３５，０００、市販品
水：工業用水
セメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン値３，１５０ｃｍ2／ｇ、比重３．１４、市販品
細骨材：日本国新潟県姫川産、５ｍｍ下、密度２．６２ｇ／ｃｍ3、市販品
粗骨材：日本国新潟県姫川産、２５ｍｍ下、密度２．６４ｇ／ｃｍ3、市販品
減水剤：ナフタレンスルホン酸系、商品名「マイテイ１５０」、花王社製【００５３】
＜測定方法＞
スランプ：ＪＩＳ  Ａ  １１０１に準拠。
圧縮強度：ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準拠。コンクリートは、材齢２４時間までは２０℃で封緘養生し、以降は２０℃水中で養生した。【００５４】
【表１】
2018012437.tif 000007
【００５５】
【表２】
2018012437.tif 000008
【００５６】
【表３】
2018012437.tif 000009
【００５７】
表１〜３より、水溶性アルミニウム塩の濃度が１５〜４０％、カルボン酸類の濃度が１〜２０％、ビスフェノール系縮合物の濃度が０．１〜３％であることが、初期強度の向上に優れ、スランプや長期強度への影響も小さい。水溶性アルミニウム塩の中では、硫酸アルミニウムが好ましい。カルボン酸類の中では、ギ酸ナトリウムが特に望ましい。ビスフェノール系縮合物の中では、平均分子量１，０００〜３０，０００であり、ビスフェノールＳが構造単位の一部であるものが好ましい。本発明の液状早強剤を使用すると、流動性を損なうことがないために流し込みやすく、かつ、初期強度が向上するため、脱型に必要な強度を発現するために必要な養生期間が短縮でき、コンクリートの生産性向上につながる。一方、粉体早強剤を使用した場合には、初期強度が低く、本発明の効果が得られない。【００５８】
「実験例２」
硫酸アルミニウムの濃度（無水物換算）が２５％、ギ酸ナトリウムの濃度が１０％、ビスフェノール系縮合物［コ］の濃度が１％、アルカノールアミンの濃度が表４に示す量、グリセリンの濃度が表４に示す量にし、水に添加し、４時間攪拌することで種々の液状早強剤を調製したこと以外は、実験例１（実験Ｎｏ．１−６に対応）と同様に実施し、物性を評価した。結果を表４に示す。【００５９】
＜使用材料＞
アルカノールアミン又はグリセリン［ア］：モノエタノールアミン、市販品
アルカノールアミン又はグリセリン［イ］：ジエタノールアミン、市販品
アルカノールアミン又はグリセリン［ウ］：トリエタノールアミン、市販品
アルカノールアミン又はグリセリン［エ］：ジイソプロパノールアミン、市販品
アルカノールアミン又はグリセリン［オ］：グリセリン、市販品【００６０】
【表４】
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【００６１】
表４より、液状早強剤がアルカノールアミンやグリセリンを含有した場合は、初期強度の向上に優れる。アルカノールアミンの中では、ジエタノールアミンが好ましい。アルカノールアミンの濃度は１〜１５％、グリセリンの濃度は１〜１０％であることが、流動性や強度発現性の点で、好ましい。【００６２】
「実験例３」
硫酸アルミニウムの濃度（無水物換算）が２５％、ギ酸ナトリウムの濃度が１０％、ビスフェノール系縮合物［コ］の濃度が１％であり、残りが水からなる液状早強剤を、セメント１００部に対して固形分換算で表５に示す量を使用したこと以外は、実験例１（実験Ｎｏ．１−６に対応）と同様に実施し、物性を評価した。また比較例として、早強剤を使用しないものも実施した（実験Ｎｏ．１−４５）。結果を表５に示す。【００６３】
【表５】
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【００６４】
表５より、液状早強剤の使用量を変動させた場合でも、初期強度の向上に優れる。液状早強剤の使用量は、セメント１００部に対して、０．１部〜１０部であることが、スランプの変動を抑え、強度発現性に優れる点で、好ましい。【００６５】
「実験例４」
単位水量１４５ｋｇ／ｍ3、単位セメント量４４０ｋｇ／ｍ3、減水剤２．５ｋｇ／ｍ3、ｓ／ａ３９．４％、空気量４．５％のコンクリートを練混ぜた。コンクリートを練混ぜてから３０分後に「実験例１」で調製した液状早強剤（実験Ｎｏ．１−６）を後添加して、コンクリートを再度混合し、コンクリートのスランプを測定した。早強剤はセメント１００部に対して、固形分換算で２部に相当する８．８ｋｇ／ｍ3を計量し、後添加した。その後、型枠にコンクリートを充填し、２０℃で保持し、８時間後に脱型し、圧縮強さを評価した。前記以外は、実験例１と同様に実施した。比較のため、液状早強剤を使用しない場合の物性も評価した。結果を表６に示す。【００６６】
＜使用材料＞
「実験例１」で用いた材料と同じ。【００６７】
【表６】
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【００６８】
表６より、本発明の液状早強剤は、液状早強剤の添加のタイミングに依らず、同程度のスランプや強度発現性を示す。これは、特にあらかじめ練混ぜたコンクリートを現場に運び、現場でアジテータ車等に液状早強剤を後添加する場合に優れる性能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
場所打ちセメントコンクリート又はプレキャストセメントコンクリートは、一定の流動性が必要であり、表面仕上げするために一定の可使時間が確保する必要がある。これらの性状に優れないと、セメントコンクリート中にジャンカができたり、表面が均一にならなかったりする場合がある。【００７０】
流動性を確保するために、減水剤をセメントコンクリート中に多量に増やしたりする方法や、水の量を増やしたりする方法があり、可使時間を確保するために、遅延剤を併用する方法があった。しかしながら、これらの方法は、強度発現性が損なわれやすく、コストの観点からも好ましくない。【００７１】
本発明の液状早強剤は、流動性に及ぼす影響が小さく、かつ、強度発現性に優れる。本発明の早強剤は、特に、初期強度発現性に優れる。本発明は、流動性が大きく、表面仕上げするための可使時間を確保できる。【００７２】
本発明の液状早強剤は、コンクリート製品の製造に有用であり、本発明の液状早強剤を用いる早強性セメントコンクリートの製造方法は、環境負荷の小さいコンクリート製品の生産性を高める方法として利用できる。
【国際調査報告】
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