(57)【要約】  【課題】所望の流動性を容易に得ることができるコンクリートの製造方法並びにセメントに混和させる混和剤を提供する。  【解決手段】セメントＣＭに混和させて用いる本発明に係る混和剤Ａは、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤１と、ポリカルボン酸系の減水剤２とを含むことを特徴としている。  さらに、本発明に係るコンクリートの製造方法は、前記混和剤Ａと、少なくともセメントＣＭ及び水を含むコンクリート材料ＣＺとを混合させることを特徴としているものである。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメントと水とを含むコンクリート材料と、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤とを混合させることを特徴とするコンクリートの製造方法。
【請求項２】
前記増粘剤の前記セメントに対する添加量を、０．０１〜０．２重量％としている請求項１記載のコンクリートの製造方法。
【請求項３】
前記増粘剤と前記減水剤との比率を、１：３０〜１：２００としている請求項１又は２記載のコンクリートの製造方法。
【請求項４】
前記増粘剤を、（メタ）アクリルアミドーアクリルスルホン酸、及び（メタ）アクリルアミド又はＮ―ビニル化合物をベースとする水溶性又は水膨潤性スルホ基含有会合性コポリマーを含むものとしている請求項１、２又は３記載のコンクリートの製造方法。
【請求項５】
前記コポリマーの数平均分子量を５００００〜２０００００００としている請求項４記載のコンクリートの製造方法。
【請求項６】
前記減水剤を、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤としている請求項１、２、３、４又は５記載のコンクリートの製造方法。
【請求項７】
セメントに混和させて用いるものであって、
アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤とを含むことを特徴とする混和剤。
【請求項８】
バッチ式のミキサを用い、当該ミキサによる混合を複数バッチ継続して行うコンクリートの製造方法であって、
ミキサへの供給材料として、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤と、セメントと、練混ぜ水と、骨材とを用い、
且つ、各バッチにおいて前記練混ぜ水の量を一定とすることを特徴とする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、コンクリートの製造方法並びにセメントに混和する混和剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートを打設する場所や目的に応じて、硬化する前の流動性を異ならせたもの、すなわち、高流動コンクリート、中流動コンクリートと称されるもの等が使い分けられている。そして、上述のような所望の流動性を得るためのコンクリートの製造方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、こうしたコンクリートには、適切な流動性を付与するために減水剤が用いられるとともに、流動性の向上に伴う材料分離を低減させるために減水剤が用いられている。
【０００３】
そして、目的のスランプフロー値すなわち流動性を得るため、コンクリート製造時に水やセメント等とともに混合するための増粘剤や減水剤も種々提案されている（例えば、特許文献２、３又は４参照）。
【０００４】
また、こうしたコンクリートの打設時の流動性を左右する最も大きな要因は、コンクリート製造時に混合する水の量である。すなわち、上述の減水剤を用いるとコンクリートに適切な流動性を付与する一方、セメントの分散能力が優れるために、コンクリート中の水量がわずかに変動しただけでも流動性が著しく変化してしまうためである。
【０００５】
上述の増粘剤は上述の通り材料分離を低減させる他に、少しではあるが、水量の変動による流動性の変化をある程度安定させる作用があるとされている。
【特許文献１】特開平９−２１６２１８号公報
【特許文献２】特開平９−２８５６号公報
【特許文献３】特開２００１―１９５１８号公報
【特許文献４】特表２００５−５０５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際のコンクリート製造の現場では、骨材の表面水や、前回の混合後の掃除などにより、コンクリートの材料を混合させるミキサ内に残存している洗浄水など、練混ぜ水以外の水が含まれている。そのため、製造時に加える練混ぜ水の量は、配合から、練混ぜ水以外の水を差し引いて算出される。
【０００７】
一方、実際のコンクリートの製造現場では、例えば天候により、上述したような骨材の表面水の量やミキサ内に残存する洗浄水の量が常に変動し得る状態にある。このような実際の製造現場において、ミキサ内でセメント等を混合させる各バッチ毎に上述した練混ぜ水以外の水の量を考慮して練混ぜ水の量を正確に設定し直すことは困難である。そこで、強度面の安全率を高くした配合制御を行うことがしばしば行われており、当該制御によれば、製造水に水量変動が生じても強度確保は可能である。しかし、目的とするコンクリートの条件によっては水量変動による流動性の変化が大きく、スランプフロー値の調整が非常に困難になる場合がある。
【０００８】
本発明は、このような不具合に着目したものであり、所望の流動性を容易に得ることができるコンクリートの製造方法並びにセメントに混和させる混和剤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るコンクリートの製造方法は、少なくともセメントと水とを含むコンクリート材料と、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤とを混合させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係るセメントに混和させて用いる混和剤は、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤とを含むことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、コンクリートとは、セメントと水と骨材とを混合させた狭義のコンクリートのみならず、例えば骨材を用いずにセメントと水とを混合させて構成したものをも含む概念である。
【００１２】
このようなものであれば、コンクリート製造時に練混ぜ水以外の水の量がある程度変動しても、コンクリート打設時には安定した流動性すなわちスランプフロー値を得ることができる。そのため、コンクリート製造現場の状況に応じてその都度練混ぜ水の量を設定し直すといった手間を有効に省くことができる。
【００１３】
また、増粘剤のセメントに対する添加量を、０．０１〜０．２重量％とすることが望ましく、さらに、増粘剤と前記減水剤との比率を、１：３０〜１：２００とすることがより好ましい。
【００１４】
そして増粘材について具体的には、（メタ）アクリルアミドーアクリルスルホン酸、及び（メタ）アクリルアミド又はＮ―ビニル化合物をベースとする水溶性又は水膨潤性スルホ基含有会合性コポリマーを含むものとすることが望ましい。
【００１５】
また、コポリマーの数平均分子量を５００００〜２０００００００とすることが望ましくより望ましくは数平均分子量を５００００〜１０００００００、更に望ましくは数平均分子量を５００００〜８００００００とすることが望ましい。
【００１６】
また減水剤は、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤とすることが望ましい。
【００１７】
そして、本発明に係るコンクリートの製造方法は、バッチ式のミキサを用い、当該ミキサによる混合を複数バッチ継続して行うコンクリートの製造方法であって、ミキサへの供給材料として、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤と、ポリカルボン酸系の減水剤と、セメントと、練混ぜ水と、骨材とを用い、且つ、各バッチにおいて前記練混ぜ水の量を一定とすることを特徴とするものである。
【００１８】
このようなものであれば、コンクリートの製造現場における複数回のバッチ間においてミキサ内に残留した洗浄水や骨材の表面水によって実際に混合する水量の変動が起こっても安定した流動性を有するコンクリートを製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンクリート製造時に練混ぜ水以外の水の量がある程度変動しても、コンクリート打設時には安定した流動性すなわちスランプフロー値を得ることができる。そのため、コンクリート製造現場の状況に応じてその都度水の量を設定し直すといった手間を有効に省くことができる。
【００２０】
また実際のコンクリートの製造現場における複数回のバッチ間においてミキサ内に残留した洗浄水や骨材の表面水の量の変動によって、実際に混合する水の総量の変動が起こっても所望の流動性を安定して有するコンクリートを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
セメントＣＭ及び後述する所定量の練混ぜ水ＷＨを少なくとも含んでいるコンクリート材料ＣＺと、後述する混和剤Ａとをバッチ毎に複数回継続してミキサＭ内にて混合させる態様を図１に示す。
【００２３】
ここで本実施形態に係るコンクリートの製造方法は、ミキサＭ内において１回目に混合する第一バッチＦＢと、２回目以降に混合する継続バッチＣＢとを含む各バッチにおいて練混ぜ水ＷＨの量を一定とすることを特徴としている。
【００２４】
そして、本実施形態に係るセメントＣＭに混和させて用いる混和剤Ａは、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤１と、ポリカルボン酸系の減水剤２とを含むことを特徴としている。さらに、本実施形態に係るコンクリートの製造方法は、前記混和剤Ａと、少なくともセメントＣＭと水とを含むコンクリート材料ＣＺとを混合させることを特徴としているものである。
【００２５】
以下、本実施形態に係るコンクリートの製造方法について具体的に説明する。
【００２６】
図１は、例えば一般的なコンクリートの製造現場において、ミキサＭ内でコンクリート材料ＣＺと混和剤Ａとを混和させる際に、例えばミキサＭが十分に乾燥した状態である始業開始から１回目の第一バッチＦＢと、当該第一バッチＦＢ以降に、ミキサＭ内を洗浄した後に行われる、ミキサＭ内に後述するミキサ洗浄水ＷＭを含んでいる継続バッチＣＢとを模式的に示しているものである。
【００２７】
コンクリート材料ＣＺは、本実施形態では練混ぜ水ＷＨと、セメントＣＭと、骨材Ｋと、石灰石微粉末ＬＰとを含んでいる。練混ぜ水ＷＨは、同実施形態において１立方メートルのコンクリートを製造するにあたり１８５Ｋｇ混合するように設定している。セメントＣＭは、１立方メートルあたり３８６Ｋｇ混合するように設定している。骨材Ｋは、細骨材Ｋ１と粗骨材Ｋ２からなるものであるが、同実施形態では細骨材Ｋ１を１立方メートルあたり８０２Ｋｇ、粗骨材Ｋ２を同８８８Ｋｇ混合するように設定している。そして石灰石微粉末ＬＰは、１立方メートルあたり１０７Ｋｇ混合するように設定している。
【００２８】
ここで、斯かるコンクリート材料ＣＺには、上述の練混ぜ水ＷＨの他に通常、骨材Ｋの表面水ＷＫが不定量含まれている。加えて、継続バッチＣＢにおいてはミキサＭを洗浄した際に残留するミキサ洗浄水ＷＭが不定量含まれている。すなわち、コンクリート材料ＣＺ中に実際に混合される水の総量ＷＴは、ミキサ洗浄水ＷＭの有無、及びミキサ洗浄水ＷＭ及び骨材Ｋの表面水ＷＫの変動により変動することとなる。そのため、上述した練混ぜ水ＷＨの量は斯かる不定量の骨材Ｋの表面水ＷＫ並びにミキサ洗浄水ＷＭの量を予想した上で設定された量としている。勿論、図示しないが始業１回目のバッチにおいてミキサ洗浄水ＷＭを含んである場合をも想定しているものである。
【００２９】
しかして本実施形態に係るコンクリートの製造方法では上述の通り、コンクリート材料ＣＺに加え、アミノ基又はアミド基、及びスルホン酸基を含有する増粘剤１と、ポリカルボン酸系の減水剤２とを含む混和剤Ａを混合することを特徴としている。
【００３０】
増粘剤１は、セメントＣＭに対する添加量を、０．０１〜０．２重量％としている。具体的には本実施形態では１立方メートルあたり１１８ｇ混合するものとしている。また増粘剤１を、（メタ）アクリルアミドーアクリルスルホン酸、及び（メタ）アクリルアミド又はＮ―ビニル化合物をベースとする水溶性又は水膨潤性スルホ基含有会合性コポリマーを含むものとしている。コポリマーの数平均分子量を５００００〜２０００００００としたものを採用している。
【００３１】
更に詳細には、増粘剤１を構成するコポリマーは、４種類のモノマー１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを主体として構成されるものである。本実施形態に係る増粘剤１を構成し得る４種類のモノマー１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの組み合わせの第一の例として、モノマー１０ａを２−アクリルアミドー２−メチルプロパンスルホン酸、モノマー１０ｂをＮ，Ｎ―ジメチルアクリルアミド、モノマー１０ｃを［２−（メタクリルアミド）―プロピル］―トリメチルアンモニウムクロリド、モノマー１０ｄをトリスチリルポリエチレングリコール−１１００−メタクリレート（Ｒｈｏｄｉａ社のＳｉｐｏｍｅｒ  ＳＥＭ  ２５；エチレングリコール単位２５個を有する）を挙げることができる。また、第二の例として、モノマー１０ａを２−アクリルアミドー２−メチルプロパンスルホン酸、モノマー１０ｂをＮ，Ｎ―ジメチルアクリルアミド、モノマー１０ｃを［３−（メタクリロイルアミノ）―プロピル］―トリメチルアンモニウムクロリド、モノマー１０ｄをトリスチリルポリエチレングリコール−１１００−メタクリレート（ＳＥＭ  ２５）を挙げることができる。そのほか表１に記した例３乃至例９に示すものを挙げることができる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
減水剤２は、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤２を採用している。そして増粘剤１と減水剤２との比率を、１：３０〜１：２００となるように、１立方メートルあたり７．３９５Ｋｇとしている。
【００３４】
以上のように本実施形態では、上述の混和剤Ａを用いることにより、ミキサ洗浄水ＷＭ及び骨材Ｋの表面水ＷＫの増減により、全体として配合される水の総量ＷＴに５％程度の増減が起こっても、スランプフロー値すなわち流動性の変化が実用上問題無い程度に安定し得るものとなっている。すなわち斯かる混和剤Ａを適用することにより、コンクリート製造時にコンクリート材料ＣＺとして配合する練混ぜ水ＷＨ以外に混合されてしまう水の量がある程度変動しても、コンクリート打設時には安定した流動性すなわちスランプフロー値を得ることができる。そのため、コンクリート製造現場の状況に応じてその都度練混ぜ水ＷＨ量を設定し直すといった手間を有効に省くことができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３６】
例えば、コンクリート材料として練混ぜ水以外に、骨材、セメント及び石灰石微粉末を混合したが、目的に応じてフライアッシュ、石膏等の他のものを混合したものとしても良い。
【００３７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【実施例】
【００３８】
以下に本発明の一実施例を記すが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
【００３９】
＜実施例及び比較例＞
表２に示す割合で２軸強制練りミキサ（容量６０Ｌ）を用いて９０秒間混合することによって目標スランプフローが６５ｃｍ±５ｃｍであるコンクリート用混練物を得た。具体的には、比較例１、比較例４、実施例１において混合させる水の量を基準にそれぞれ約５％増減させることによって比較例２及び比較例３、比較例５及び比較例６、実施例２及び実施例３を作成した。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
得られたコンクリート用混練物のスランプフロー及び凝結時間を測定した。なお、スランプフロー試験は「日本建築学会  ＪＡＳＳ  Ｔ５０３」に準じてった。また、凝結時間の測定は、「ＪＩＳ  Ａ  ６２０４の付属書」に準じて行った。
【００４２】
＜材料＞
供誌した材料を以下に示す。
セメント：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント製）
石灰石微粉末：ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末（近江鉱業製）
細骨材：野洲川産川砂と揖斐川産川砂との混合砂（重量比で７：３）、密度２．６０
粗骨材：高槻産砕石、密度２．６９
水：工業用水
増粘剤１：メチルセルロース系増粘剤（商品名：メトローズ１５０００：信越化学工業社製）
増粘剤２：スルホン酸基とアミド酸基を含有する増粘剤（商品名：ＳＴＡＲＶＩＳ  ４３０２Ｆ：テグサコンストラクションシステムズ社製）
高性能ＡＥ減水剤：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（商品名：チューポールＨＰ−８：竹本油脂社製）
＜結果＞
試験結果について、表３を参照して説明する。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
比較例１、比較例２、比較例３について、増粘剤を使用しないと水量の変動  によりコンクリートの流動性が著しく変化し、目標のスランプフローが得られ  ない結果となった。すなわち、比較例１に対して水量を約５％減少させた比較  例２については、１０ｃｍ以上スランプフロー値が小さくなる一方で、比較例  １に対して水量を約５％増量させた比較例３については１０ｃｍ以上スランプ  フロー値が大きくなり、水量の変動により目標のスランプフロー値が得られな  くなるという結果を得た。
【００４５】
比較例４、比較例５、比較例６について、メチルセルロース系増粘剤を用い  ると、流動性の変動は減るものの、目標とする値を満たすには至らないものと  なった。また、コンクリートの凝結遅延を伴うという結果も得た。すなわち、  比較例４に対して水量を約５％減少させた比較例５については、５ｃｍ以上ス  ランプフロー値が小さくなる一方で、比較例１に対して水量を約５％増量させ  た比較例６については５ｃｍ以上スランプフロー値が大きくなり、上述の比較  例１乃至３よりは値の変動が少ないものの、水量の変動により目標のスランプ  フロー値が得られなくなるという結果を得た。しかも、メチルセルロース系増  粘剤を用いたため、実施例１乃至３、比較例１乃至３に比べて著しく凝結時間  が遅延するという結果を得た。
【００４６】
実施例１、実施例２、実施例３について、コンクリート中の水量が最大±５  ％変動してもコンクリートの流動性は殆ど変化せず、また凝結遅延も起きない  ものとなった。すなわち、実施例１に対して水量を約５％減少させた実施例２  については、スランプフロー値が小さくなるものの５ｃｍ以下の変動となって  いる一方で、実施例１に対して水量を約５％増量させた実施例３についてはス  ランプフロー値が大きくなるものの５ｃｍ以下の変動となっている。つまり、  当該実施例は、上述の比較例１乃至６よりは値の変動が少なく、水量の変動に  より目標のスランプフロー値が得ることができるものであるという結果を得た  。しかも、メチルセルロース系増粘剤を用いた比較例４乃至６とは異なり、増  粘材を用いていない比較例１乃至３に比べて著しく凝結時間が遅延することも  無いという結果を得た。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンクリートの製造方法を示す模式的な説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１…増粘剤
２…減水剤
Ａ…混和剤。
【００４９】
ＣＭ…セメント
ＷＴ…水（水の総量）
ＣＺ…コンクリート材料
ＦＢ…第一バッチ
ＣＢ…継続バッチ
【図１】
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