JP2008184344A - 分離抵抗性セメント混和剤 - Google Patents

Abstract

【課題】高流動性の自己充填性コンクリートやモルタルを製造するために添加する、分離抵抗性に優れたコンクリート混和剤又はモルタル混和剤を提供する。
【解決手段】高流動コンクリート又はモルタルを得るため、ポリサッカライドガムとセメント減水剤とを使用するにあたり、ポリサッカライドガムをセメント減水剤溶液に完全に溶解させたセメント混和剤であり、その製法は、ポリサッカライドガムに少量の水又は減水剤溶液を加えて、硬めのペースト状に練り上げ、次いで減水剤溶液を少量ずつ加えながら撹拌し、全てのポリサッカライドガム分子の吸水率を均等に保ちつつ、セメント減水剤に完全溶解させる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、高流動性の自己充填性コンクリートやモルタルを製造するために添加する、分離抵抗性に優れたセメント混和剤に関し、更にこの混和剤を製造する方法に関する。

自己充填性コンクリートのように、流動性の高いコンクリートは、骨材表面水率の変動がある場合や、粉体の使用量が少ない場合に、材料の分離や流動性の変動が生じがちであった。この問題を解決するために、分離低減剤や増粘剤が使用されている。
一般に分離低減剤や増粘剤は粉末である場合が多く、ミキサー内に手作業で添加している。そのため、少量の添加剤を均等に分散させることが困難であった。又、他のコンクリート混和剤と別々に添加しなければならないため、操作が煩雑になった。

特許文献１にはウェランガムをポリカルボン酸系セメント混和剤に配合する１液型のコンクリート混和剤が開示されている。この文献によると、高性能減水剤溶液にウェランガムを０．１〜１重量％添加、分散させて良好な流動性を示す粘度１００〜２００ｃｐｓの１液型混和剤として使用している。この場合にはウェランガムは膨潤するが、完全溶解するには至らない状態と記載されている。

特許文献２には、ＰＶＡ（通常ビニロン繊維と呼ばれている）を１超え〜３ｖｏｌ％の配合量で配合し、ウェランガムを除くバイオサッカライド系増粘剤を添加して低収縮性と自己充填性を併有するひずみ硬化型セメント系複合材料が開示されている。更に、特許文献３には、Ｓ−６５７に特有の特徴を有する微粉末ポリサッカライド（デュータンガム）は、セメント系の流動学的性質を効果的に改良し、自己充填性グラウト等に使用される旨開示されている。

しかしながら、特許文献２にも特許文献３にも、セメント混和剤溶液に完全に溶解させるとは教示していない。これらポリサッイカライドガムは単に水に分散させたのみでは完全溶解に至らない事実を本発明者らは確認した。又、これらポリサッカライドガムも完全に溶解しない状態では充分な効果を発現していない。
特開２０００−１９５１８号公報 特開２００５−１９６５号公報 特表２０００−５０２３１４号公報 米国特許第５１７５２７８号公報

本発明は、ポリサッカライドガムが本来有する分離低減力を充分に発現させて、他のセメント混和剤と共にコンクリート、モルタルに配合し、充分な分離抵抗性を有するセメント混和剤を提供するものである。すなわち、高流動コンクリートや高流動モルタルの物性を安定化させ、分離抵抗性を有するセメント混和剤を提供することを目的とする。

本発明の構成は、高流動コンクリート又はモルタルを得るため、ポリサッカライドガムとセメント減水剤とを使用するにあたり、ポリサッカライドガムをセメント減水剤溶液に完全に溶解させたことを特徴とし、その製法は、ポリサッカライドガムに少量の水又は減水剤溶液を加えて、硬めのペースト状に練り上げ、次いで減水剤溶液を少量ずつ加えながら撹拌し、全てのポリサッカライドガム分子の吸水率を均等に保ちつつ、セメント減水剤に完全溶解させたことを特徴とする。

本発明はポリサッイカライドガムを少量の水分を用いて硬めのペースト状に混練し、ポリサッカライドガム全体を均等なきわめて初期の膨潤状態にさせる。その後、少量ずつ水を加えていくことによりダマになることなく、ポリサッイカライドガムが水に完全に溶解する事実を見出した。ここで、ダマとは、粉体が粉体のまま或いは多少膨潤した状態で塊状に集合し、その周辺を充分に膨潤した粉体で覆われるため内部の物質が安定して水に溶解しない状態である。

ポリサッカライドガムを減水剤溶液に完全溶解させる本発明により、ポリサッカライドガムの分離抵抗性が充分に発現するようになり、自己充填性高流動コンクリートやモルタルの分離しがちな特性を解消し、より安定な高流動コンクリートを提供することができる。更に、ポリサッカライドガム全体を減水剤溶液の水分で湿らせ、すべてのポリサッカライドガムに均等に水分を供給しつつ溶解させていくため、完全溶解させることが可能になった。

本発明の減水剤とはポリカルボン酸系減水剤、ナフタリンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、アミノスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤等である。中でもポリカルボン酸系減水剤が好ましい。ポリカルボン酸系減水剤とはポリオキシエチレン基を有するカルボン酸又はその塩であり、モルタルやコンクリートに使用するのに好ましい種々の化合物が提供されている。ポリカルボン酸の濃度は１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２５重量％である。１０％未満ではセメントに添加する量が増加し、コンクリートやモルタルの配合比に影響を与える。３０重量％を超えると一般に粘性が増し扱い難くなる。

上記ポリカルボン酸の液状混和剤に０．０５〜２．０重量％、好ましくは０．１０〜１．０％のポリサッカライドガムを溶解させたセメント混和剤である。ポリサッカライドガム濃度が０．０５％以下では充分な分離抵抗性が発現せず、２．０％を超えると粘度が上昇しすぎて取扱いに支障を生じるおそれがある。

ポリサッカライドガムとしては、デュータンガム、ウェランガム、グアーガム、ジェランガム、タマリンドガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム等を挙げることができる。中でもデュータンガム、ウェランガム等のバイオガムが好ましく、特にデュータンガムが好ましい。

デュータンガムは、特許文献４に詳細に記載された微生物による産生物、Ｓ−６５７である。Ｓ−６５７は注意深く制御された好気的発酵条件下で有機体キサントモナスＡＴＣＣ５３１５９により産生された微生物ポリサッカライドである。その構造は、Ｄ−グルコース、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−グルコース及びＬ−ラムノースの線状テトラサッカライドの反復単位からなる。

１０〜３０重量％の減水剤の水溶液の少量を用いて、ポリサッカライドガムを湿潤させる。よく撹拌して水濡れがポリサッカライドガム全体に広がるようにしながら、やや硬めのペースト状の塊とする。この時点で全てのポリサッカライドガムはきわめて初期の膨潤状態になっている。次いで、少量の減水剤の水溶液を添加しながらよく混ぜ、常にポリサッカライドガム全体が均等な膨潤状態を保つようにして薄めていく。
これらポリサッカライドガムは顕著な膨潤性を有するため、一部が膨潤すると他の部分より先立って水を吸収し、他の部分を膨潤させない傾向がある。これらポリサッカライドは膨潤状態を経た後、溶解する。したがって、全てのガム粉末を均等に膨潤させていくことが完全溶解のために重要である。

ポリサッカライドガムとしてデュータンガム（三晶社製）を使用し、減水剤としてスーパー２００（商品名、グレースケミカルズ製、ポリカルボン酸系減水剤）を使用した。
２００ｇのスーパー２００を水に溶解し全量１０００ｍｌとした。１０００ｍｌのスーパー２００の２０％水溶液と４ｇのデュータンガムとを用意した。デュータンガム全量にスーバー２００水溶液の少量を加え、練り上げて硬めのペースト状とした。その後、スーバー２００水溶液を少量ずつ加え、均等に練混ぜながらデュータンガムを希釈していき、完全溶解したデュータンガムを含有する減水剤を製造した。かくして得られた１液型分離抵抗性セメント混和剤を実験Ｎｏ．６とし、スーパー２００の濃度、デュータンガムの濃度、混和剤水溶液の粘度及びその状態を表１に示した。

実験Ｎｏ．１〜５及び実験Ｎｏ．７〜９として、スーバー２００の固形分濃度とデュータンガムの固形分濃度を表１に示すように変動させた以外は、実験Ｎｏ．５と同様にしてデュータンガム完全溶解スーパー２００水溶液を製造し、その粘度及び状態を観察して表１に併記した。

比較例１として、スーパー２００とデュータンガムの使用量は実験Ｎｏ．５と同様にしてスーパー２００とデュータンガムのそれぞれ全量を配合し、ミキサーを強力に回転させて混合した。得られた１液型分離抵抗性セメント混和剤は、１日後には、上部に充分に膨潤したデュータンガムで覆われた塊が浮上し、下部には静置したみそ汁が沈降していくような、ふわふわした物質が沈降した。この結果を表１に併記した。

比較例２として、スーパー２００とデュータンガムの使用量は実験Ｎｏ．５と同様にした。デュータンガムの全量を少量のスーパー２００水溶液で撹拌混合し、これに残りのスーパー２００全量を添加し混合した。一見デュータンガムの完全溶解に見えるが、完全溶解に至っていない１液型の分離抵抗性セメント混和剤を得た。このセメント混和剤は、当初安定に見えたが、５日後に下部にもやもやした沈降物が生成した。この結果を表１に併記した。

表１よりデュータンガムの粘度は、減水剤濃度の増加或いはデュータンガム自体の濃度の増加に一次関数的に増加していくものではなく、濃度が増大しても粘度が上昇しない場合や、逆に粘度が下がることもあり得る。
表１に示した実験Ｎｏ．５と比較例１及び比較例２のセメント混和剤を用いてモルタルを調製した。セメントとしては、太平洋セメント社製、宇部三菱セメント社製、及び住友大阪セメント社製の３種等量混合セメントを用いた。砂は大井川産の陸砂を用いた。表２に示す配合で高流動モルタルを製造した。

更に、デュータンガムを添加せず、スーパー２００のみを添加したモルタルも作成した。得られた高流動性モルタルのモルタルフローを測定し、安定性を外観から判断した。分離とはモルタルの上面に水層が形成されたように見える状態であり、更に微砂が底に沈んでいる状態である。

上表より、ポリサッカライドガムを減水剤溶液に完全に溶解することにより、ポリサッカライドガムの有する特性が充分に発現され、優れた分離抵抗性セメント混和剤を提供することに始めて成功した。

Claims (6)

1. 高流動コンクリート又はモルタルを得るため、ポリサッカライドガムとセメント減水剤とを使用するにあたり、
   ポリサッカライドガムをセメント減水剤溶液に完全に溶解させたことを特徴とする分離抵抗性セメント混和剤。
2. ポリサッカライドガムが、デュータンガム、ウェランガム、グアーガム、タマリンドガム、ローカストビーンガム及びキサンタンガムからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の分離抵抗性セメント混和剤。
3. ポリサッカライドガムが、デュータンガムであることを特徴とする請求項２記載の分離抵抗性セメント混和剤。
4. セメント減水剤が、ポリカルボン酸系セメント減水剤であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載する分離抵抗性セメント混和剤。
5. セメント減水剤の固形分濃度が１０〜３０重量％であり、ポリサッカライドガムの固形分濃度が０．０５〜２．０重量％であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載する分離抵抗性セメント混和剤。
6. ポリサッカライドガムに少量の水又はセメント減水剤溶液を加えて、硬めのペースト状に練り上げ、次いでセメント減水剤溶液を少量ずつ加えながら撹拌し、全てのポリサッカライドガム分子の吸水率を均等に保ちつつ、セメント減水剤に完全溶解させたことを特徴とする分離抵抗性セメント混和剤の製法。