(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）セッコウ、（２）ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの１種又は２種以上からなるケイ酸塩類及び（３）オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、急結剤を添加する前の吹付けセメントコンクリートに配合することを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
【請求項２】
（１）セッコウ、（２）ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの１種又は２種以上からなるケイ酸塩類及び（３）オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、吹付けセメントコンクリートに添加した後、急結剤を添加してなることを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤に、さらに減水剤を併用添加することを特徴とする、請求項１又は２記載の吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹付けセメントコンクリート（ここでコンクリートとは、ペースト、モルタル、コンクリートを総称する。）の流動性を調整するために使用される流動性調整剤、及びそれを用いた流動性調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からセメントコンクリートの流動性調整剤には、減水剤として知られているナフタレンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩等を主成分とするものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吹付けセメントコンクリートとして使用する場合、従来の流動性調整剤を使用して流動性を調整すると、凝結速度を遅延したり、初期或いは長期の強度発現を阻害する等の問題があった。特に低温（１０℃以下）では上記問題が顕著に発生する場合が多く、冬季の吹付け施工では付着が悪くリバウンドや剥落が多くなる等の課題があった。
また、施工上の理由により、セメントコンクリートを練り置いて数時間後に吹付け施工に使用する場合は、オキシカルボン酸類単独或いは減水剤と併用したものが使用されているが、強度発現を大きく阻害してしまう課題があった。
従って、凝結速度を遅延したり、初期或いは長期の強度発現を阻害しない流動性調整剤が強く要望されている。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の成分を組み合わせることにより、急結剤を添加した場合でも凝結速度を遅延したり、練り置いても初期或いは長期の強度発現を阻害しない吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を開発することに成功した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、（１）セッコウ、（２）ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの１種又は２種以上からなるケイ酸塩類及び（３）オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、急結剤を添加する前の吹付けセメントコンクリートに配合することを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法であり、（１）セッコウ、（２）ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの１種又は２種以上からなるケイ酸塩類及び（３）オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、吹付けセメントコンクリートに添加した後、急結剤を添加してなることを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法であり、該吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤に、さらに減水剤を併用添加することを特徴とする、該吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法である。
【０００５】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明で使用するセッコウとは、強度発現を改善する目的で使用する物質である。例えば、無水セッコウ、二水セッコウ、半水セッコウ等が挙げられる。これらの中で強度発現性を向上する効果の大きい無水セッコウの使用が好ましい。
セッコウの使用量は、ケイ酸塩類１００質量部に対して１０〜５００質量部が好ましく、２０〜２００質量部がより好ましい。１０質量部未満では、強度発現性の改善効果が小さく、５００質量部を越えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。
【０００７】
本発明で使用するケイ酸塩類とは、急結剤が添加されたときの凝結性状を良好にする目的で使用する物質である。例えば、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。安価で入手容易なケイ酸ナトリウムの使用が好ましい。
ケイ酸塩類の使用量は、セメント１００質量部に対して０．５〜１０質量部が好ましく、１〜５質量部がより好ましい。０．５質量部未満では急結剤が添加されたときの凝結性状を改善することが難しく、１０質量部を越えると流動性に悪影響を与える場合がある。
【０００８】
本発明で使用するオキシカルボン類とは、モルタルの流動性保持を良好にする物質である。例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸や、これらのアルカリ金属塩等が挙げられる。これらの中で、凝結時間をコントロールしやすいアルカリ金属塩の使用が好ましい。
オキシカルボン酸類の使用量は、ケイ酸塩類１００質量部に対して、１〜４００質量部が好ましく、２〜２００質量部がより好ましい。１質量部未満では流動性保持効果が小さく、４００質量部を越えると強度発現を阻害する場合がある。
【０００９】
本発明で使用する減水剤とは、モルタルの流動性を良好にする物質である。例えば、一般に市販されているナフタレンスルホン酸塩系、メラミンスルホン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸塩系等の減水剤が挙げられる。  減水剤の使用量は、ケイ酸塩類１００質量部に対して０．５〜３００質量部が好ましく、２〜２００質量部がより好ましい。０．５質量部未満では流動性を向上させる効果が小さく、３００質量部を越えると流動性が大きくなりすぎ吹付けたときの跳ね返りや脱落の発生が多くなる場合がある。
【００１０】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤の使用量は、セメント１００質量部に対して０．２〜１０質量部が好ましく、０．５〜５質量部がより好ましい。０．２質量部未満では、流動性を向上させる効果が小さく、１０質量部を越えると凝結や強度発現性を阻害する場合がある。
【００１１】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を用いた流動性調整方法は、特に限定されるものではなく、水を加えてセメントコンクリートを製造するときに本発明の流動性調整剤を添加し練り混ぜて調整すればよい。
【００１２】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用するセメントコンクリートは、特に限定されるものではなく、ＪＩＳに規定されているポルトランドセメント類を使用したセメントコンクリートであればよい。
【００１３】
本発明の流動性調整剤は、急結剤を添加する吹付けセメントコンクリートに適用される。急結剤の種類としては、一般に市販されているものであれば特に限定されるものではない。例えば、カルシウムアルミネート系急結剤（粉体）、カルシウムサルホアルミネート系急結剤（粉体）、アルミン酸塩系急結剤（粉体又は液体）、硫酸アルミニウム系急結剤（粉体又は液体）、ケイ酸塩系急結剤（粉体又は液体）等が挙げられる。
【００１４】
本発明の流動性調整剤は、各種混和材、例えば、膨張材、防凍剤、ポリマー混和剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、シリカフューム、石灰石微粉末、高炉スラグ、フライアッシュ、粘土鉱物等の無機粉末、繊維等を併用することが可能である。
【００１５】
【実験例】
以下、実験例に基づき詳細に説明する。
【００１６】
実験例１
セメント３６０ｋｇ／ｍ3、粗骨材７０８ｋｇ／ｍ3、細骨材１０１３ｋｇ／ｍ3及び水１９４ｋｇ／ｍ3とし、コンクリートを調製した。このコンクリートに、ケイ酸塩類１００質量部、オキシカルボン酸類３０質量部、及び表１に示す割合のセッコウからなる流動性調整剤をセメント１００質量部に対して５質量部加え、スランプ保持時間と圧送性を測定した。結果を表１に示す。
また、比較例として、コンクリートにオキシカルボン酸類をセメント１００質量部に対して１．０質量部添加し、同様の実験を行った（実験No.1-1）。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
（使用材料）
セメント：電気化学工業社製、普通ポルトランドセメント、比重３．１５
細骨材：新潟県姫川産川砂、比重２．６２
粗骨材：新潟県姫川産川砂利、比重２．６５
ケイ酸塩類：ケイ酸ナトリウム、市販品
セッコウ：天然セッコウ、市販品、ブレーン値４０００ｃｍ2／ｇ
オキシカルボン酸類：クエン酸ナトリウム、市販品
【００１９】
（測定方法）
スランプ保持時間：スランプの測定はＪＩＳ Ａ １１０１に準拠し、保持時間は、流動性調整剤を添加し練り混ぜた直後からスランプが１０ｃｍになるまでの時間で示した。
圧送性：流動性調整剤を混合してコンクリートポンプでホース圧送し、ホースに脈動がなく連続的に圧送できた場合を○、ホースに脈動が認められるがほぼ連続的に圧送できた場合を△、ホースに脈動が認められ連続的に圧送できなかった場合を×とした。
【００２０】
表１から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、セッコウを使用するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。セッコウを使用しない場合は、スランプ保持時間が短くなり、材料分離ぎみとなり圧送性が若干悪くなった。
また、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用したコンクリートは、オキシカルボン酸類を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【００２４】
実験例３
ケイ酸塩類１００質量部、セッコウ５０質量部、表３に示す割合のオキシカルボン酸類からなる流動性調整剤をセメント１００質量部に対して５質量部加えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
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【００２６】
表３から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、オキシカルボン酸類を使用するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。オキシカルボン酸類を使用しない場合は、スランプ保持性能は殆どなかった。
【００２７】
実験例４
ケイ酸塩類１００質量部、オキシカルボン酸類３０質量部、セッコウ５０質量部からなる流動性調整剤を作製し、セメント１００質量部に対して表４に示す割合で加えた以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に示す。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
表４から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、その使用量が増加するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。流動性調整剤を使用しない場合は、スランプ保持性能は殆どなかった。
【００３０】
実験例５
ケイ酸塩類１００質量部、オキシカルボン酸類３０質量部、セッコウ５０質量部からなる流動性調整剤を調整し、セメント１００質量部に対して５質量部加え、減水剤をケイ酸塩類１００質量部に対して表５に示す割合で加えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に示す。
また、比較例として、減水剤１００質量部とオキシカルボン酸類１００質量部からなる混合物をセメント１００質量部に対して１．０質量部添加し、同様の実験を行った（実験No.5-1）。
【００３１】
（使用材料）
減水剤：メラミンスルホン酸塩系減水剤、市販品
【００３２】
【表５】
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【００３３】
表５から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、減水剤の使用量が増加するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。また、減水剤とオキシカルボン酸類の混合物を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【００３４】
実験例６
セメント１００質量部、骨材３００質量部、水５８質量部からなるモルタルを調製した。そのモルタルに、ケイ酸塩類１００質量部、オキシカルボン酸類３０質量部、及び表６に示す割合のセッコウからなる流動性調整剤をセメント１００質量部に対して５質量部加え、急結剤をセメント１００質量部に対して固形分で７質量部加え、凝結性状と圧縮強度を測定した。結果を表６に示す。
また、比較例として、モルタルにオキシカルボン酸類をセメント１００質量部に対して１．０質量部添加し、同様の実験を行った（実験No.6-1）。
【００３５】
（使用材料）
急結剤Ａ：電気化学工業社製、アルミン酸塩系液体急結剤、固形分５０％
急結剤Ｂ：電気化学工業社製、カルシウムアルミネート系急結剤
【００３６】
（測定方法）
凝結性状：土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格（ＪＳＣＥ Ｄ １０２）」に準じて凝結時間を測定した。
圧縮強度：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。養生方法は２０℃水中養生。測定材齢は３時間、２８日。なお、３時間材齢で測定する供試体は２０℃気中養生した。
【００３７】
【表６】
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【００３８】
表６から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、急結剤を添加した場合、セッコウを使用すると凝結時間の始発が長くなるが終結は余り変わらず、初期（３時間）の圧縮強度が増加する傾向を示すことが判る。
また、オキシカルボン酸類を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【００３９】
実験例７
ケイ酸塩類１００質量部、セッコウ５０質量部、表７に示す割合のオキシカルボン酸類からなる流動性調整剤をセメント１００質量部に対して５質量部加えた以外は、実験例６と同様に行った。結果を表７に示す。
【００４０】
【表７】
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【００４１】
表７から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、急結剤を添加した場合、オキシカルボン酸類を使用すると凝結時間の始発が長くなるが終結は変わらない傾向を示し、初期（３時間）の圧縮強度が減少する傾向を示すことが判る。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用することで、従来の流動性調整剤を用いたときより急結剤を添加しても初期の強度発現を遅らせることがなく、長期の強度発現も阻害することがない。また、セメントコンクリートを数時間練り置いて使用しても流動性の変化が小さく、急結剤を添加したときの吹付け性状にも影響を与えない等の効果を発揮する。