(57)【要約】【課題】水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく汎用的に適用することができると共に、収縮低減型の混和剤を用いて硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる硬化性混練物を作製する硬化性混練物の作製方法を提供することを課題とする。【解決手段】水硬性組成物と水とが混練されてなる硬化性混練物を作製するための硬化性混練物の作製方法であって、水硬性組成物と収縮低減型の混和剤と消泡剤と水とを混練して混練物を作製する第一混練工程と、該混練物とＡＥ剤とを混練する第二混練工程とを備え、前記第一混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される前記混練物の空気量が０．５％未満となるように消泡剤の使用量が調整され、前記第二混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される硬化性混練物の空気量が５〜７％となるようにＡＥ剤の使用量が調整され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】
水硬性組成物と水とが混練されてなる硬化性混練物を作製するための硬化性混練物の作製方法であって、
水硬性組成物と収縮低減型の混和剤と消泡剤と水とを混練して混練物を作製する第一混練工程と、該混練物とＡＥ剤とを混練する第二混練工程とを備え、
前記第一混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される前記混練物の空気量が０．５％未満となるように消泡剤の使用量が調整され、
前記第二混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される硬化性混練物の空気量が５〜７％となるようにＡＥ剤の使用量が調整されることを特徴とする硬化性混練物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性組成物と水とが混練されてなる硬化性混練物を作製するための硬化性混練物の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水硬性組成物（例えば、コンクリート等）と水とが混練されてなる硬化性混練物は、経時的に硬化することによって硬化体を形成する。斯かる硬化体は、乾燥にとって収縮するため内部にひずみ（乾燥収縮ひずみ）が生じることになる。このような乾燥収縮ひずみは硬化体の強度低下を引き起こす要因となるため、乾燥収縮ひずみを低減させる方法として、収縮低減剤や収縮低減型の混和剤（例えば、収縮低減型のＡＥ減水剤等）を硬化性混練物に含有させることが知られている。
【０００３】
しかしながら、収縮低減剤や収縮低減型の混和剤は、一般的に、硬化体の凍結融解抵抗性を低下させることが知られている。このため、収縮低減剤や収縮低減型の混和剤を使用しつつも適度な凍結融解抵抗性を確保する方法が種々提案されている。例えば、特定の収縮低減剤を用いると共に該収縮低減剤の単位量と早強ポルトランドセメントの単位量との関係を所定の範囲に調整した水硬性組成物を用いる方法が提案されている（特許文献１参照）。また、水硬性組成物の一部として高炉スラグ細骨材を用いると共に該高炉スラグ細骨材の単位量とポルトランドセメントの単位量と収縮低減剤の単位量との関係を所定の範囲に調整した水硬性組成物を用いる方法（特許文献２参照）が知られている。
【０００４】
また、硬化性混練物と水とＡＥ剤（空気連行剤）とを混練して混練物を形成した後、該混練物に収縮低減剤を添加して混練する（つまりは、収縮低減剤を添加するタイミングを調整する）方法も提案されている（特許文献３参照）。加えて、凍結融解抵抗性を低下させない収縮低減剤（特許文献４，５参照）を用いる方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２７１７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１６７１２号公報
【特許文献３】特開平１１−３４９３６７号公報
【特許文献４】特開２０１２−１６２４３６号公報
【特許文献５】特開２０１０−１５００８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２の方法は、水硬性組成物の配合を所定のものに調節する必要があるため、水硬性組成物の種々の配合において汎用的に適用できる方法ではない。また、特許文献３の方法では、硬性材料中の空気量の調整が困難であり適度の凍結融解抵抗性を得ることができない。さらに、引用文献４，５の収縮低減剤は、凍結融解抵抗性を付与するように構成されているため、汎用的な収縮低減剤として種々の水硬性組成物に用いることが困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく汎用的に適用することができると共に、収縮低減型の混和剤を用いて硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる硬化性混練物を作製する硬化性混練物の作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る硬化性混練物の作製方法は、水硬性組成物と水とが混練されてなる硬化性混練物を作製するための硬化性混練物の作製方法であって、水硬性組成物と収縮低減型の混和剤と消泡剤と水とを混練して混練物を作製する第一混練工程と、該混練物とＡＥ剤とを混練する第二混練工程とを備え、前記第一混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される前記混練物の空気量が０．５％未満となるように消泡剤の使用量が調整され、前記第二混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される硬化性混練物の空気量が５〜７％となるようにＡＥ剤の使用量が調整されることを特徴とする。
【０００９】
斯かる構成によれば、第一混練工程で収縮低減型の混和剤が使用されることで、硬化性混練物が硬化してなる硬化体に生じる乾燥収縮ひずみを低減することができる。また、収縮低減型の混和剤の使用によって混練物内に気泡（以下、第一気泡とも記す）が連行されることになるが、第一混練工程において消泡剤が使用されることで、混練物中の第一気泡の含有量が上記の範囲に低減される。そして、第二混練工程において斯かる混練物とＡＥ剤とが混練されることで、ＡＥ剤によって連行された気泡（以下、第二気泡とも記す）を上記の範囲で含有する硬化性混練物が形成される。つまり、第一混練工程で収縮低減型の混和剤と共に消泡剤が使用されることで、第二気泡に対する第一気泡の割合を低減させた硬化性混練物を得ることができる。
【００１０】
ここで、硬化体の凍結融解抵抗性は、硬化性混練物中の第一気泡の含有量の増加に伴って低下することになる。しかしながら、上述のように、硬化性混練物における第二気泡に対する第一気泡の割合が低減されることで、収縮低減型の混和剤の使用に起因する（即ち、第一気泡の含有による）凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。
【００１１】
以上のように、第一混練工程と第二混練工程とを行うことで、収縮低減型の混和剤の使用によって硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ、収縮低減型の混和剤の使用に起因する硬化体の凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。また、水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく乾燥収縮ひずみの低減と凍結融解抵抗性の低下抑制とを両立させることができるため、種々の配合の水硬性組成物や種々の組成の収縮低減型混和剤において本願発明の方法を汎用的に適用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく汎用的に適用することができると共に、収縮低減型の混和剤を用いて硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
本発明に係る硬化性混練物の作製方法は、水硬性組成物と水とが混練されてなる硬化性混練物を作製するための方法である。具体的には、本発明に係る硬化性混練物の作製方法は、水硬性組成物と収縮低減型の混和剤と消泡剤と水とを混練して混練物を作製する第一混練工程と、該混練物とＡＥ剤とを混練する第二混練工程とを備える。
【００１５】
第一混練工程で使用される水硬性組成物としては、特に限定されるものではなく、水分との接触によって硬化する水硬性材料と粗骨材及び／又は細骨材とから構成されるもの（具体的には、コンクリートやモルタル）等が挙げられる。
【００１６】
水硬性材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメント、アルミナセメント、超速硬セメント、グラウト用セメント、油井セメント等が挙げられる。なお、これらを単体で又は任意に組合せて使用することもできる。
【００１７】
粗骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、山砂利、海砂利、川砂利、砕石、石灰石、高炉スラグ粗骨材、再生粗骨材、軽量粗骨材等が挙げられる。また、細骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、陸砂、山砂、海砂、川砂、砕砂、珪砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材、フェロクロム細骨材、再生細骨材、軽量細骨材等が挙げられる。
【００１８】
収縮低減型の混和剤としては、特に限定されるものではないが、硬化性混練物が硬化してなる硬化体の強度に著しく悪影響を与えないものが好ましく、例えば、ポリグリコール誘導体、グリコールエーテル系誘導体、ポリエーテル誘導体、ポリアルキレングリコール系誘導体等が挙げられ、これらを含む減水剤・ＡＥ減水剤であってもよい。また、収縮低減型の混和剤としては、減水剤としても機能するものであってもよく、減水剤としては機能しないものであってもよい。
【００１９】
消泡剤としては、特に限定されるものではないが、硬化体の強度や耐久性に悪影響を与えないものが好ましく、例えば、シリコーン系消泡剤、ノニオン系消泡剤、アルコール系消泡剤、脂肪酸系消泡剤、エーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、リン酸エステル系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、フッ素系消泡剤等が挙げられる。
【００２０】
ＡＥ剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、第一混練工程で得られる混練物中に微細な独立気泡を連行でき、直径２５０μm以下、好ましくは２００μm以下の独立気泡を連行できる空気連行剤が挙げられる。具体的には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルベンゼンスルホン酸塩、ロジン石けん、高級脂肪酸石けん、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に規定するＡＥ剤等が挙げられる。
【００２１】
水としては、上水道水、工業用水、地下水、河川水、雨水、蒸留水、化学分析用の高純度水（超純水、純水、イオン交換水）等が挙げられる。なお、水には、水硬性材料の水和反応に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の不純物を含有しないことが好ましい。
【００２２】
なお、硬化性混練物には、種々の混和剤が含有されてもよく、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に適合する高性能減水剤、硬化促進剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤および流動化剤等が挙げられる。
【００２３】
また、第一混練工程及び第二混練工程における混練作業で使用される混練装置としては、特に限定されるものではなく、二軸式ミキサー、一軸式ミキサー、パン型ミキサー等や、傾胴式ミキサー等の重力式ミキサー等の公知のミキサーを用いることができる。
【００２４】
以上のように、本願発明に係る硬化性混練物の作製方法によれば、水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく汎用的に適用することができると共に、収縮低減型の混和剤を用いて硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。
【００２５】
具体的には、第一混練工程で収縮低減型の混和剤が使用されることで、硬化性混練物が硬化してなる硬化体に生じる乾燥収縮ひずみを低減することができる。また、収縮低減型の混和剤の使用によって混練物内に気泡（以下、第一気泡とも記す）が連行されることになるが、第一混練工程において消泡剤が使用されることで、混練物中の第一気泡の含有量が低減される。そして、第二混練工程において斯かる混練物とＡＥ剤とが混練されることで、ＡＥ剤によって連行された気泡（以下、第二気泡とも記す）を含有する硬化性混練物が形成される。つまり、第一混練工程で収縮低減型の混和剤と共に消泡剤が使用されることで、第二気泡に対する第一気泡の割合を低減させた硬化性混練物を得ることができる。
【００２６】
ここで、硬化体の凍結融解抵抗性は、硬化性混練物中の第一気泡（第二気泡よりも粗大な気泡）の含有量の増加に伴って低下することになる。しかしながら、上述のように、硬化性混練物における第二気泡（第一気泡よりも微細な気泡）に対する第一気泡の割合が低減されることで、収縮低減型の混和剤の使用に起因する（即ち、第一気泡の含有による）凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。
【００２７】
以上のように、第一混練工程と第二混練工程とを行うことで、収縮低減型の混和剤の使用によって硬化体の乾燥収縮ひずみを低減しつつ、収縮低減型の混和剤の使用に起因する硬化体の凍結融解抵抗性の低下を抑制することができる。また、水硬性組成物の配合や収縮低減型の混和剤の組成に影響されることなく乾燥収縮ひずみの低減と凍結融解抵抗性の低下抑制とを両立させることができるため、種々の配合の水硬性組成物や種々の組成の収縮低減型混和剤において本願発明の方法を汎用的に適用することができる。
【００２８】
また、第一混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８：２００５（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される前記混練物の空気量（第一気泡の量）が０．５％未満（好ましくは、０．１％未満、より好ましくは、０％）となるように消泡剤の使用量が調整される。更に、第二混練工程では、ＪＩＳ  Ａ  １１２８：２００５（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）により測定される硬化性混練物の空気量（第二気泡の量）が５〜７％（好ましくは、５〜６％）となるようにＡＥ剤の使用量が調整される。これにより、得られる硬化性混練物が硬化して形成される硬化体の凍結融解抵抗性を得ることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３０】
＜使用材料＞
１．水硬性材料
・普通ポルドランドセメント：
（住友大阪セメント社製、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ３、Ｃ３Ｓ含有量＝５６質量％、Ｃ２Ｓ含有量＝１７質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量＝５．２質量％、ＳＯ３含有量＝１．９質量％、ブレーン比表面積＝３４００ｃｍ２／ｇ、最大粒径＝４５μｍ以下）
２．水
・上水道水：
（千葉県船橋市産）
３．化学混和剤
・ＡＥ減水剤：
（ＢＡＳＦジャパン社製、製品名：ポゾリス１５Ｓ、リグニンスルホン酸化合物とポリカルボン酸エーテルの複合体、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４適合品）
・収縮低減型の混和剤：
収縮低減型ＡＥ減水剤（ＢＡＳＦジャパン社製、製品名：ポリヒード１５ＤS、ポリカルボン酸エーテル系化合物とポリグリコール誘導体の複合体、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４適合品）
・ＡＥ剤：
（ＢＡＳＦジャパン社製、製品名：マイクロエア２０２、変性ロジン酸化合物陰イオン界面活性剤、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４適合品）
・消泡剤：
（ＢＡＳＦジャパン社製、製品名：マイクロエア４０４、ポリアルキレングリコール誘導体）
４．粗骨材１
・山形県上山産砕石１５０５：
（表乾密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３、吸水率＝２．５７％、ＪＩＳ  Ａ  ５００５の砕石１５０５適合品）
５．粗骨材２
・山形県上山産砕石２０１０：
（表乾密度＝２．６５ｇ／ｃｍ３、吸水率＝２．１７％、ＪＩＳ  Ａ  ５００５の砕石２０１０適合品）
６．細骨材１
・山形県長井産荒砂：
（表乾密度＝２．５４ｇ／ｃｍ３、吸水率＝１．９１％、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８の附属書Ａの砂利及び砂に適合）
７．細骨材２
・山形県酒田産細砂：
（表乾密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３、吸水率＝２．３１％、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８の付属書Ａの砂利及び砂に適合）
【００３１】
＜実施例１〜３＞
１．供試体の作製
下記の各測定及び試験に用いる供試体を作製した。具体的には、上記の各材料から構成される水硬性組成物と、上記の水と、上記の収縮低減型のＡＥ減水剤と、上記の消泡剤とを混練して混練物を形成した（第一混練工程）。そして、該混練物に上記のＡＥ剤を添加して混練することで硬化性混練物を作製し（第二混練工程）、該硬化性混練物を用いてＪＩＳ  Ａ  １１３２に基づく方法で供試体（具体的には、コンクリートの供試体）を作製した。
【００３２】
水硬性組成物を構成する各材料の配合は、下記表１に示す通りである。また、水硬性組成物を構成する各材料に対する水の配合は、下記表１に示す通りである。また、収縮低減型のＡＥ減水剤、消泡剤及びＡＥ剤のそれぞれにおける水硬性材料に対する割合（Ｃ×％）は、下記表２に示す通りである。なお、下記表１の「Ｗ／Ｃ」は、水硬性材料に対する水の割合であり、「ｓ／ａ」は、粗骨材と細骨材との合計量に対する細骨材の割合である。また、第一混練工程及び第二混練工程における混練は、太平洋機工社製の二軸式強制練りミキサーを用いて行った。
【００３３】
【表１】
2016107422.tif 000002
【００３４】
２．空気量の測定
第一混練工程で形成される混練物の空気量および第二混練工程で形成される硬化性混練物の空気量をＪＩＳ  Ａ  １１２８：２００５（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）に基づいて測定した。測定結果については下記表２に示す。
【００３５】
３．耐久性指数
上記の各供試体に対してＪＩＳ  Ａ  １１４８「コンクリートの凍結融解試験」（Ａ法）に基づく凍結融解試験を行い、各供試体の耐久性指数を算出した。各供試体の耐久性指数は下記表３に示す。
【００３６】
４．乾燥収縮ひずみ
上記の各供試体に対してＪＩＳ  Ａ  １１２９−２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第2部」に基づく試験を行い、各供試体の乾燥収縮ひずみを算出した。各供試体の乾燥収縮ひずみは下記表３に示す。
【００３７】
５．圧縮強度
上記の各供試体に対してＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に基づく試験を行い、各供試体の圧縮強度を得た。各供試体の圧縮強度は下記表３に示す。なお、表３に示す圧縮強度比は、比較例１に対する各実施例及び各比較例の圧縮強度の割合である。
【００３８】
６．気泡間係数
上記の各供試体に対してＡＳＴＭ  Ｃ  ４５７（リニアトラバース法）に基づき気泡間隔係数を算出した。各供試体の気泡間隔係数は下記表３に示す。
【００３９】
＜比較例１＞
水硬性組成物と水とＡＥ減水剤とＡＥ剤とを同時に混練して硬化性混練物を作製したこと以外は、上位の各実施例と同一の方法で供試体を作製し、各測定及び試験を行った。
【００４０】
＜比較例２，３＞
消泡剤を使用しなかったこと以外は、上位の各実施例と同一の方法で供試体を作製し、各測定及び試験を行った。
【００４１】
＜比較例４〜６＞
第一混練工程及び第二混練工程の空気量を下記表２に記載の通りとしたこと以外は、上位の各実施例と同一の方法で供試体を作製し、各測定及び試験を行った。
【００４２】
＜比較例７，８＞
水硬性組成物と水と収縮低減型のＡＥ減水剤とＡＥ剤とを同時に混練して硬化性混練物を作製したこと以外は、上位の各実施例と同一の方法で供試体を作製し、各測定及び試験を行った。
【００４３】
＜比較例９〜１１＞
水硬性組成物と水と収縮低減型のＡＥ減水剤と消泡剤とＡＥ剤とを同時に混練して硬化性混練物を作製したこと以外は、上位の各実施例と同一の方法で供試体を作製し、各測定及び試験を行った。
【００４４】
【表２】
2016107422.tif 000003
【００４５】
【表３】
2016107422.tif 000004
【００４６】
＜まとめ＞
表３に示すように、比較例１と各実施例及び他の比較例とを比較すると、各実施例及び他の比較例の方が乾燥収縮ひずみが少ないことが認められる。つまり、各実施例及び他の比較例の方法で作製される硬化性混練物のように、収縮低減型ＡＥ減水剤が使用されてなることで、形成される硬化体の乾燥収縮ひずみが低減されることが認められる。
【００４７】
また、表３に示すように、比較例２，３，７，８と各実施例とを比較すると、各実施例の方が比較例２，３，７，８よりも気泡間隔係数が小さく、耐久性指数が高くなることが認められる。ここで、気泡間隔係数は小さい方が凍結融解抵抗性が高いことを意味し、耐久性指数は高い方が凍結融解抵抗性が高いことを意味する。つまり、各実施例のように第一混練工程において消泡剤を使用して混練物を形成し第二混練工程において該混練物にＡＥ剤を添加して混練することで、比較例２，３，７，８のように消泡剤を使用しない場合よりも硬化体の凍結融解抵抗性を向上させ得る硬化性混練物を得ることができる。
【００４８】
また、表３に示すように、比較例９〜１１と各実施例とを比較すると、各実施例の方が比較例９〜１１よりも気泡間隔係数が小さく、耐久性指数が高くなることが認められる。つまり、各実施例のように第一混練工程において消泡剤を使用して混練物を形成し第二混練工程において該混練物にＡＥ剤を添加して混練することで、比較例９〜１１のように消泡剤とＡＥ剤とを同時に混練して硬化性混練物を形成する場合よりも硬化体の凍結融解抵抗性を向上させ得る硬化性混練物を得ることができる。
【００４９】
また、表３に示すように、比較例４〜６と各実施例とを比較すると、各実施例の方が耐久性指数が６０を超えるものとなっている。つまり、各実施例のように、第一混練工程及び第二混練工程の空気量を本発明の範囲とすることで、凍結融解抵抗性を示す硬化体を形成し得る硬化性混練物を得ることができる。