(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、水及び空気連行剤を配合し混練するコンクリートの製造方法であって、更に、アルカリ金属としてナトリウム、カリウムの少なくとも何れか一方を配合し混練することにより、フレッシュコンクリートの液相のナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整することを特徴とするコンクリートの製造方法。
【請求項２】
前記セメントが、低熱ポルトランドセメントである請求項１記載のコンクリートの製造方法。
【請求項３】
セメント、水及び空気連行剤を配合し混練するコンクリートの製造方法であって、フレッシュコンクリートの液相のナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を測定し、測定値に基づき前記ナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの製造方法に関し、詳しくは、空気連行剤を配合し混練するコンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬化コンクリートは、凍結融解作用によって劣化することが知られている。そこで、従来、空気連行剤（ＡＥ剤）を配合し混練して、独立した微細な気泡（エントレインドエア）を有するフレッシュコンクリートとし、該フレッシュコンクリートを硬化させることにより、硬化コンクリート中にエントレインドエアを導入し、該エントレインドエアによって、硬化コンクリートの凍結融解作用による劣化を防止している。即ち、硬化コンクリート中に存在するエントレインドエアが、硬化コンクリート中で起こる氷の生成による膨張圧や浸透圧を緩和する役目を果たすことから、エントレインドエアを導入することによって、凍結融解作用による硬化コンクリートの劣化を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、硬化コンクリート中のエントレインドエアを導入することは、硬化コンクリートの強度低下をもたらすという問題を有している。
特に、高強度コンクリート（日本建築学会ＪＡＳＳ  ５で設計基準強度３６Ｎ／ｍｍ2以上）を製造する場合には、硬化コンクリートの強度が求められるが故に、上述の如き強度低下がより重大な問題となっている。
【０００４】
また、高強度コンクリートを製造する場合には、低水セメント比とするため流動性が悪化することから、流動性を改善する観点、更には、硬化時の亀裂の発生原因となる水和熱による内部温度の上昇を抑制する観点から低熱ポルトランドセメントを使用することも多い。しかしながら、低熱ポルトランドセメントを用いた場合には、得られる硬化コンクリートの凍結融解抵抗性（凍結融解作用による劣化に対する抵抗性）が普通ポルトランドセメントの場合よりも若干劣る一方で、空気連行剤の配合によって凍結融解抵抗性の改善を図ると、必要とされる十分な強度を有する硬化コンクリートを得られないと言う問題が発生する。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、優れた凍結融解抵抗性を有しつつ強度低下の抑えられた硬化コンクリートを得ることのできるコンクリートの製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、フレッシュコンクリートの液相のアルカリ金属イオン濃度（ナトリウムとカリウムの合計）が０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上である場合には、導入されたエントレインドエアの気泡分布が改善され、硬化コンクリートの強度低下が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、セメント、水及び空気連行剤を配合し混練するコンクリートの製造方法であって、更に、アルカリ金属としてナトリウム、カリウムの少なくとも何れか一方を配合し混練することにより、フレッシュコンクリートの液相のナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整することを特徴とするコンクリートの製造方法を提供する。
【０００７】
フレッシュコンクリートの液相のアルカリ金属イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上に調整することによって、フレッシュコンクリート中のエントレインドエアの気泡分布が改善され、即ち、同一空気量とした場合に、エントレインドエアがより微細化し且つより多数分散した状態に改善されるので、該フレッシュコンクリートから得られる硬化コンクリート中のエントレインドエアの気泡分布も同様に改善される。従って、このように改善された気泡分布をもつエントレインドエアによって、得られる硬化コンクリートは、内部の膨張圧や浸透圧がより効果的に緩和され、優れた凍結融解抵抗性を有するものとなる。また、エントレインドエアの気泡分布の改善によって、必要以上に大きな気泡が低減することから、強度低下の抑制された硬化コンクリートを得ることができる。
【０００８】
本発明のコンクリートの製造方法においては、前記ナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を、０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整する。アルカリ金属イオン濃度を０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整することによって、フレッシュコンクリートの流動性を悪化させることなく、良好な作業性が確保され、且つ、アルカリ骨材反応等による劣化の可能性が低い硬化コンクリートを得ることができる。
【０００９】
更に、本発明のコンクリートの製造方法においては、前記セメントが、低熱ポルトランドセメントである場合に好適である。
従来、低熱ポルトランドセメントを用いると、液相のアルカリ金属イオン濃度が普通ポルトランドセメントに対して低くなり、得られる硬化コンクリートは凍結融解抵抗性が低いものとなるか、或いは、強度が低いものとなっていたが、斯かる方法によれば、低熱ポルトランドセメントを用いた場合であっても強度低下を抑制した上で確実に凍結融解抵抗性に優れた硬化コンクリートを得ることができる。
【００１０】
また、本発明は、セメント、水及び空気連行剤を配合し混練するコンクリートの製造方法であって、フレッシュコンクリートの液相のナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を測定し、測定値に基づき前記ナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整することを特徴とするコンクリートの製造方法を提供する。斯かるコンクリートの製造方法によれば、ナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を測定した測定値に基づいて調整することから、的確にナトリウムとカリウムの合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整し易く、凍結融解抵抗性に優れ、しかも、強度低下の抑制された硬化コンクリートをより確実に得ることができるという利点を有する。この方法に於いて、測定値が０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、更に、アルカリ金属を配合し混練することにより、前記アルカリ金属イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上に調整すればよい。尚、測定値が０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）の場合には、そのままフレッシュコンクリートとして使用すればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に於いては、フレッシュコンクリートの液相のナトリウムとカリウム（以下、本明細書において、単に「アルカリ金属」ともいう）の合計イオン濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調整する。液相のアルカリ金属イオン濃度が０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満であれば、混練により導入されるエントレインドエアの気泡分布の改善効果が不充分で、得られる硬化コンクリートの凍結融解抵抗性を十分に改良できない。
【００１２】
また、前記アルカリ金属イオン濃度を０．４０ｍｏｌ／Ｌ以下（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）に調節すると、硬化コンクリート中に存在するアルカリの量が抑えられるので、フレッシュコンクリートの流動性を悪化させることなく、良好な作業性を確保することができる。更に、アルカリによる硬化コンクリートの劣化、例えばアルカリ骨材反応等による硬化コンクリートの劣化の可能性を少なくすることもできる。特に好ましいアルカリ金属イオン濃度は、０．３５〜０．４０ｍｏｌ／Ｌ（但し、０．４０ｍｏｌ／Ｌを除く）である。
【００１３】
ここで、フレッシュコンクリートの液相のアルカリ金属イオン濃度値は、誘導結合型プラズマ発光分析機（ＩＣＰ）を使用して測定される値である。
また、フレッシュコンクリートの液相のアルカリ金属イオン濃度とは、好ましくは、混練り時又は混練直後に於けるフレッシュコンクリートのアルカリ金属イオン濃度を意味し、アルカリ金属イオン濃度とは、各アルカリ金属イオンの濃度の合計量で、通常、ナトリウムイオン濃度及びカリウムイオン濃度の合計量、リチウムが含まれている場合には、更にリチウムイオン濃度をも加えた合計量を意味するものである。
【００１４】
測定対象たるフレッシュコンクリートの液相は、混練時又は混練直後に於けるフレッシュコンクリートからウェットスクリーニングにより、モルタル分を分離し、得られたモルタル分から遠心分離機（１００００ｒｐｍ、１０分間）によって分離、採取される。
【００１５】
本発明に於いて、配合するアルカリ金属は、ナトリウム、カリウムである。また、本発明に於いては、これらのアルカリ金属をアルカリ金属単体の状態で、又は、アルカリ金属塩等のアルカリ金属化合物の状態で配合しても良い。更に、これらのアルカリ金属（アルカリ金属化合物を含む）を水溶液の状態で配合もよく、あるいは、粉末の状態で配合してもよい。ここで、アルカリ金属化合物としては、硫酸カリウム、炭酸カリウム、リン酸カリウム、水酸化カリウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、水酸化ナトリウムを挙げることができる。
【００１６】
本発明に於いて使用されるセメントとしては、普通、早強、超早強、白色、耐流酸塩、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュを混合した混合セメント、ジェットセメント、アルミナセメントなどの特殊セメント等を挙げることができる。なかでも、液相のアルカリ金属イオン濃度が比較的低くなる低熱ポルトランドセメントを用いた場合、本発明の効果が顕著である。
【００１７】
本発明に於いて、空気連行剤（ＡＥ剤）とは、コンクリートの中に空気泡を分布させ、ワーカビリティー及び耐凍害性（凍結融解抵抗性）を向上させるために用いる混和剤（ＪＩＳ  Ａ  ０２０３）を意味し、該空気連行剤は、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の他の混和剤と区別される。
この空気連行剤としては、樹脂系、アルキルベンゼンスルホン酸系などの陰イオン系のものが好ましく使用される。
【００１８】
また、本発明に於いては、更に、骨材を配合してもよい。
配合する骨材としては、特に限定されず、コンクリート用骨材として通常使用される細骨材、粗骨材等を挙げることができる。具体的には、細骨材として、川砂、海砂、砕砂を例示でき、粗骨材としては、川砂利、砕石などを例示できる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
先ず、以下の実施例、比較例で行った試験方法を記載する。
【００２０】
＜耐久性指数の測定（％）（凍結融解試験）＞
ＪＩＳ  Ａ  １１４８に準拠して行ない、３００サイクル終了時点での耐久性指数（％）を測定した。
＜試験開始時圧縮強度（Ｎ／ｍｍ2）＞
ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準拠し、凍結融解試験開始時のコンクリートの圧縮強度を測定した。
＜コンクリートのスランプフロー試験＞
ＪＩＳ  Ａ  １１５０に準拠して測定した。
＜コンクリートの空気量試験（％）＞
ＪＩＳ  Ａ  １１１６に準拠して測定した。
＜液相のアルカリ金属イオン濃度測定（ｍｏｌ／Ｌ）＞
各実施例及び比較例の混練時に於けるフレッシュコンクリートからウェットスクリーニングによりモルタルを採取し、該モルタルから遠心分離機（ＫＲ−２００００Ｓ、久保田製作所社製）によって液相を採取し、液相のアルカリ金属イオン濃度を誘導結合型プラズマ発光分析機（ＩＣＰ）（ＯＰＴＩＭＡ  ３３００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ  ＥＬＭＥＲ社製、測定条件：プラズマ出力１３００Ｗ、ガス流量・プラズマガス１．５Ｌ／ｍｉｎ・補助ガス０．５Ｌ／ｍｉｎ・キャリヤーガス０．８Ｌ／ｍｉｎ、測定波長・Ｎａ５８９．５９２ｎｍ・Ｋ７６６．４９０ｎｍ・Ｃａ３１７．９３３ｎｍ）で測定した。
【００２１】
実施例１〜４、比較例１〜３
表１に示す配合にて混練してフレッシュコンクリートとし、該フレッシュコンクリートを硬化させて、水セメント比３０％の高強度コンクリート（硬化コンクリート）を得た。尚、表１中、セメントとして低熱ポルトランドセメント（密度３．２３ｇ／ｃｍ3、ブレーン比表面積３３００ｃｍ2／ｇ、ビーライト含有率５８％）、細骨材として野洲川産川砂（密度２．６０ｇ／ｃｍ3、粗粒率３．０３、吸水率１．１７％）、粗骨材として高槻産砕石（密度２．７０ｇ／ｃｍ3、粗粒率６．８７、吸水率０．６２％、実績率５８．６％）、空気連行剤としてポゾリス社製マイクロエア７７５ｓを水で５０倍に薄めたもの、高性能ＡＥ減水剤としてポゾリス社製ＳＰ８ＳＸ２、水として表１に示す濃度にて各種アルカリ金属化合物（一級試薬）が溶解されたものを使用した。
【００２２】
【表１】
0004070487.tif 000002
【００２３】
各実施例及び比較例に於けるフレッシュコンクリートを用いて、上記コンクリートのスランプフロー試験、空気量試験及び液相のアルカリ金属イオン濃度測定を行った。また、各実施例及び比較例に於ける硬化コンクリートを用いて、上記耐久性指数の測定、試験開始時圧縮強度試験をそれぞれ行った。測定結果をそれぞれ表２に示す。
【００２４】
【表２】
0004070487.tif 000003
【００２５】
表２から明らかなように、各実施例により得られた硬化コンクリートは、空気量がほぼ同じであるのに、比較例１、３のものより耐久性指数が高く、凍結融解抵抗性に優れ、かつ強度も十分であった。即ち、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオンの濃度を０．３０ｍｏｌ／Ｌ以上に増加させることにより、得られた硬化コンクリートは、強度が高くかつ優れた凍結融解抵抗性を有するものとなることが認められた。一方、比較例３は、硫酸カリウムを添加したものの、アルカリ金属イオン濃度が０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満であるため、満足な凍結融解抵抗性が得られなかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、優れた凍結融解抵抗性を有しつつ強度低下の抑えられた硬化コンクリートを得ることができる。