JPH092855A

JPH092855A - 早強コンクリート組成物

Info

Publication number: JPH092855A
Application number: JP17933295A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Suzuki; 計夫鈴木; Takeshi Tsunematsu; 豪常松; Nobuo Imagawa; 信夫今川; Keiji Ii; 敬二伊井; Yasumine Maki; 保峯牧; Haruhiro Aoyama; 晴洋青山; Mitsuhisa Ogawa; 盈弥小川; Mitsuo Kinoshita; 光男木之下
Original assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Haseko Corp; Hasegawa Komuten Co Ltd
Current assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Haseko Corp
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JP3162605B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、調製したコンクリート組成物の流動
性の経時的低下が小さく、同時に得られる硬化物に充分
な早期強度を発現させ、また乾燥収縮によるひび割れに
対する抵抗性を高めることができる、早強コンクリート
組成物を提供するものである。【構成】本発明は、セメントとして早強ポルトランドセ
メントを用い、更に水、細骨材、粗骨材及びセメント分
散剤を用いて調製した早強コンクリート組成物におい
て、水／セメント比、単位水量、細骨材の単位量及び粗
骨材の単位量をそれぞれ所定範囲に設定し、且つセメン
ト分散剤としてフェノキシポリエトキシエチルメタクリ
レートを１種の共重合成分として含む４種の共重合成分
から得られる特定の水溶性ビニル共重合体を用い、かか
るセメント分散剤を早強ポルトランドセメントに対し所
定割合で用いることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は早強コンクリート組成物
に関する。得られる硬化物に早期強度を発現させて工期
の短縮及び工事の省力化を図るため、早強コンクリート
組成物が使用されている。かかる早強コンクリート組成
物は、セメントとして早強ポルトランドセメントを用
い、更に水、細骨材、粗骨材及びセメント分散剤を用い
て調製したものである。本発明は、調製したコンクリー
ト組成物の流動性の経時的低下を小さくし、同時に該コ
ンクリート組成物から得られる硬化物に充分な早期強度
を発現させ、また乾燥収縮によるひび割れに対する抵抗
性（以下、ひび割れ抵抗性という）を高めることができ
る早強コンクリート組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、早強コンクリート組成物として
は、前記したようにセメントとして早強ポルトランドセ
メントを用い、更に水、細骨材、粗骨材及びセメント分
散剤を用いて調製したものが使用されている。そしてこ
の場合、セメント分散剤としては、セメントとして普通
ポルトランドセメントを用いた通常のコンクリート組成
物を調製する場合と同様、各種の水溶性ビニル共重合
体、なかでも（メタ）アクリル酸塩とメタリルスルホン
酸塩と（メタ）アクリル酸メチルとメトキシポリエトキ
シエチルメタクリレートとの４種の共重合成分から得ら
れる水溶性ビニル共重合体が使用されている（特公平５
−１１０５７、特開平４−２０９６１３）。ところが、
セメントとして早強ポルトランドセメントを用い、また
高度に減水した早強コンクリート組成物の調製におい
て、通常のコンクリート組成物を調製する場合と同様、
セメント分散剤として上記のような水溶性ビニル共重合
体を用いると、調製した早強コンクリート組成物の流動
性の経時的低下が大きく、また得られる硬化物の早期強
度の発現が不充分で、しかもひび割れ抵抗性が低いとい
う欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の早強コンクリート組成物では、コン
クリート組成物の流動性の経時的低下が大きく、また得
られる硬化物の早期強度の発現が不充分で、しかもひび
割れ抵抗性が低い点である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記の課題を解決するべく研究した結果、セメントとし
て早強ポルトランドセメントを用い、更に水、細骨材、
粗骨材及びセメント分散剤を用いて調製した早強コンク
リート組成物において、水／セメント比、単位水量、細
骨材の単位量及び粗骨材の単位量をそれぞれ所定範囲に
設定し、且つセメント分散剤としてフェノキシポリエト
キシエチルメタクリレートを１種の共重合成分として含
む４種の共重合成分から得られる特定の水溶性ビニル共
重合体を用い、かかるセメント分散剤を早強ポルトラン
ドセメントに対し所定割合で用いたものが正しく好適で
あることを見出した。

【０００５】すなわち本発明は、セメントとして早強ポ
ルトランドセメントを用い、更に水、細骨材、粗骨材及
びセメント分散剤を用いて調製した早強コンクリート組
成物において、水／セメント比が３０〜６５％、単位水
量が１４０〜１８５kg／ｍ³、細骨材の単位量が７００
〜１２００kg／ｍ³及び粗骨材の単位量が８００〜１２
００kg／ｍ³であり、且つ早強ポルトランドセメント１
００重量部に対して下記のセメント分散剤を０．１〜
２．０重量部の割合で用いて成ることを特徴とする早強
コンクリート組成物に係る。

【０００６】セメント分散剤：下記の式１で示される構
成単位Ａ、下記の式２で示される構成単位Ｂ、下記の式
３で示される構成単位Ｃ及び下記の式４で示される構成
単位Ｄで構成された水溶性ビニル共重合体であって、全
構成単位中、構成単位Ａが４５〜６５モル％、構成単位
Ｂが２〜１５モル％、構成単位Ｃが５〜２０モル％及び
構成単位Ｄが１０〜４０モル％を占め、且つ数平均分子
量が２０００〜２００００である水溶性ビニル共重合
体。

【０００７】

【式１】

【式２】

【式３】

【式４】

【０００８】（式１〜式４において、Ｒ¹，Ｒ²：Ｈ又はＣＨ₃ Ｒ³：フェニル基Ｍ¹，Ｍ²：アルカリ金属、アルカリ土類金属及び有機ア
ミンから選ばれるカチオン基ｍ：５〜４５の整数）

【０００９】本発明の早強コンクリート組成物は、セメ
ントとして早強ポルトランドセメントを用い、更に水、
細骨材、粗骨材及びセメント分散剤を用いて調製したも
のである。かかる早強コンクリート組成物において、本
発明では、水／セメント比を３０〜６５％とするが、４
０〜６０％とするのが好ましい。また単位水量を１４０
〜１８５kg／ｍ³とするが、１５０〜１８０kg／ｍ³とす
るのが好ましい。更に細骨材の単位量を７００〜１２０
０kg／ｍ³とするが、７５０〜１１００kg／ｍ³とするの
が好ましい。そして粗骨材の単位量を８００〜１２００
kg／ｍ³とするが、８５０〜１１５０kg／ｍ³とするのが
好ましい。

【００１０】本発明で用いるセメントは、ＪＩＳ−Ｒ５
２１０に適合する早強ポルトランドセメントである。ま
た本発明で用いる細骨材は、特にその種類を制限するも
のではなく、いずれも公知の川砂、海砂、山砂、砕砂等
である。更に本発明で用いる粗骨材は、これも特にその
種類を制限するものではなく、いずれも公知の川砂利、
砕石、軽量骨材等である。

【００１１】本発明で用いるセメント分散剤は、前記し
た式１〜式４で示される構成単位Ａ〜Ｄで構成されたも
のである。これらの構成単位Ａ〜Ｄはそれぞれ相当する
ビニル単量体を共重合することによって形成される。

【００１２】式１で示される構成単位Ａを形成すること
となるビニル単量体としては、１）メタクリル酸のアル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩及び有機アミン塩、
２）アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩
及び有機アミン塩がある。なかでもメタクリル酸のナト
リウムやカリウム等のアルカリ金属塩が好ましい。

【００１３】式２で示される構成単位Ｂを形成すること
となるビニル単量体としては、メタリルスルホン酸のア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及び有機アミン塩が
ある。なかでもメタリルスルホン酸のナトリウムやカリ
ウム等のアルカリ金属塩が好ましい。

【００１４】式３で示される構成単位Ｃを形成すること
となるビニル単量体としては、メチルアクリレート及び
メチルメタクリレートがある。

【００１５】式４で示される構成単位Ｄを形成すること
となるビニル単量体としては、いずれもオキシエチレン
単位の繰り返し数が５〜４５であるフェノキシポリエト
キシエチルメタクリレートがある。なかでもオキシエチ
レン単位の繰り返し数が１５〜４０であるフェノキシポ
リエトキシエチルメタクリレートが好ましい。

【００１６】本発明のセメント分散剤は以上説明したよ
うな構成単位Ａ〜Ｄで構成された水溶性ビニル共重合体
であって、これらの全構成単位中、構成単位Ａを４５〜
６５モル％、好ましくは５０〜６５モル％、構成単位Ｂ
を２〜１５モル％、好ましくは３〜１５モル％、構成単
位Ｃを５〜２０モル％、好ましくは７〜２０モル％、構
成単位Ｄを１０〜４０モル％、好ましくは１５〜３５モ
ル％の割合で有する水溶性ビニル共重合体である。

【００１７】本発明によれば、水溶性ビニル共重合体を
構成する構成単位Ａ〜Ｄのうちで、末端にフェニル基を
持つポリオキシエチレン鎖を有する構成単位Ｄ及びその
構成割合が特に重要である。構成単位Ｄを所定割合で有
する前記した特定の水溶性ビニル共重合体をセメント分
散剤として早強ポルトランドセメントに対し所定量用い
ることが、本発明の早強コンクリート組成物において、
流動性の経時的低下を小さくし、同時に得られる硬化物
に充分な早期強度を発現させ、しかもひび割れ抵抗性を
高めることになる。

【００１８】本発明はセメント分散剤として用いる水溶
性ビニル共重合体の合成方法を特に制限するものではな
く、その合成には公知の方法、例えば特開平６−２０６
７５０号公報に記載されているような方法が適用でき
る。例えば、ラジカル開始剤の存在下に、各構成単位を
形成することとなる前記した各ビニル単量体を所定の共
重合比率となるよう水系溶液にてラジカル共重合するこ
とにより得られる。かくして得られる水溶性ビニル共重
合体の数平均分子量は２０００〜２００００（ＧＰＣ
法、プルラン換算）の範囲のものとするが、３０００〜
１５０００の範囲のものとするのが好ましい。

【００１９】本発明において、セメント分散剤である水
溶性ビニル共重合体の使用量は、早強ポルトランドセメ
ント１００重量部に対して、固形分換算で、０．１〜
２．０重量部とするが、０．５〜１．５重量部とするの
が好ましい。水溶性ビニル共重合体はコンクリート組成
物の練り混ぜ時に練り混ぜ水と一緒に添加することがで
きる。

【００２０】本発明の早強コンクリート組成物は、以上
説明したような早強ポルトランドセメント、水、細骨
材、粗骨材及びセメント分散剤を必須成分とするが、合
目的的に他の剤を併用することもできる。かかる他の剤
としては、空気連行剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延
剤、防錆剤、防腐剤、防水剤等がある。

【００２１】以下、本発明の構成及び硬化をより一層具
体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施
例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例
等において、部は重量部を、また％を空気量を除き重量
％を意味する。

【００２２】

【実施例】

試験区分１（セメント分散剤としての水溶性ビニル共重
合体の合成）・水溶性ビニル共重合体Ｐ−１の合成メタクリル酸１００部（１．１６モル）、メタリルスル
ホン酸ナトリウム４０部（０．２５モル）、メチルアク
リレート２５部（０．２９モル）、フェノキシポリエト
キシエチル（オキシエチレン単位の繰り返し数が１５、
以下ｎ＝１５という）メタクリレート４００部（０．４
９モル）及び水７５０部を反応容器に仕込み、水酸化ナ
トリウムの３０％水溶液１５５部を投入して中和し、均
一に溶解した後、雰囲気を窒素置換した。反応系の温度
を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸アンモニウムの１５
％水溶液７５部を投入して重合を開始し、６時間重合反
応を継続して重合を完結した。その後、酸性分解物の中
和のために３０％水酸化ナトリウム水溶液５部を投入し
て中和し、生成物を得た。得られた生成物の一部をエバ
ポレータで濃縮し、アセトン／イソプロパノールの混合
溶媒中で沈殿精製して乾燥し、水溶性ビニル共重合体Ｐ
−１を得た。水溶性ビニル共重合体Ｐ−１をＵＶ吸収、
ＮＭＲ測定、熱分解ガスクロマトグラフィー、元素分
析、滴定等で分析したところ、カルボキシル価１１０、
イオウ含有量１．２％であり、構成単位Ａ〜Ｄに相当す
る各ビニル単量体の共重合比率は、メタクリル酸ナトリ
ウム／メタリルスルホン酸ナトリウム／メチルアクリレ
ート／フェノキシポリエトキシエチル（ｎ＝１５）メタ
クリレート＝５１／１０／１３／２６（モル比）で、数
平均分子量４８００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同
じ）であった。

【００２３】・水溶性ビニル共重合体Ｐ−２〜Ｐ−５及
びＲ−１〜Ｒ−１３の合成水溶性ビニル共重合体Ｐ−１と同様にして、表１記載の
水溶性ビニル共重合体Ｐ−２〜Ｐ−５及びＲ−１〜Ｒ−
１３を得た。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１において、Ａ−１：メタクリル酸ナトリウムＡ−２：アクリル酸ナトリウムＢ−１：メタリルスルホン酸ナトリウムＣ−１：メチルアクリレートＤ−１：フェノキシポリエトキシエチル（ｎ＝１５）メ
タクリレートＤ−２：フェノキシポリエトキシエチル（ｎ＝２５）メ
タクリレートＤ−３：フェノキシポリエトキシエチル（ｎ＝４０）メ
タクリレートＥ−１：メトキシポリエトキシエチル（ｎ＝１０）メタ
クリレートＥ−２：ポリエチレングリコール（ｎ＝１０）モノメタ
クリレート

【００２６】試験区分２（早強コンクリート組成物の調
製及びその評価）・早強コンクリート組成物の調製表３に示す各例の早強コンクリート組成物を次のように
調製した。先ず表２に示す調合条件で、２０℃×８０％
ＲＨの調湿下、５０リットルのパン型強制ミキサーに早
強ポルトランドセメント、細骨材及び粗骨材を順次投入
して１５秒間空練りをした。次いで、各例いずれも目標
スランプが１８±１cmの範囲に入るように、セメント分
散剤を練り混ぜ水と共に添加して２分間練り混ぜた。ま
た、空気量の調整は、各例いずれも目標空気量が４±１
％となるように空気量調整剤（竹本油脂社製の空気量調
整剤ＡＥ３００）を添加して行なった。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２において、早強ポルトランドセメント：秩父小野田社製の早強ポル
トランドセメント（比重３．１３）細骨材：日比産海砂（比重２．５４）／男鹿島砕砂（比
重２．６５）＝７０／３０（容積比）の混合物粗骨材：岡崎産砕石（比重２．６６）

【００２９】・調製した早強コンクリート組成物の評価調製した各例の早強コンクリート組成物について、次の
ように評価した。結果を表３に示した。スランプ：練り混ぜ直後、更に６０分静置後及び９０分
静置後に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定したスランプ残存率：（９０分後のスランプ／直後のスラン
プ）×１００空気量：ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した

【００３０】

【表３】

【００３１】表３において、＊１：直後のスランプ値が目標スランプ値にならなかっ
たので測定しなかった＊２：９０分後のスランプ値がないため計算値なし添加量：早強ポルトランドセメント１００重量部に対す
る固形分換算値

【００３２】試験区分３（硬化物の作製及びその評価）・硬化物の作製１）圧縮強度測定用硬化物の作製試験区分２で調製した各例の早強コンクリート組成物を
直径１０cm×高さ２０cmの鋼製円筒型枠へ打設した。２
０℃で１日気中養生したものを材齢１日の供試体とし、
また２０℃で３日又は２８日水中養生したものをそれぞ
れ材齢３日の供試体、材齢２８日の供試体とした。２）乾燥収縮測定用硬化物の作製試験区分２で調製した各例の早強コンクリート組成物
を、ＪＩＳ−Ａ１１３２に準じて、寸法１０cm×１０cm
×４０cmの鋼製直方型枠へ打設し、硬化したものを供試
体とした。３）ひび割れ発生日測定用硬化物の作製試験区分２で調製した各例の早強コンクリート組成物を
用い、ＪＩＳ原案（セメントコンクリート、５３〜５５
頁、５３２号、１９９１年）の方法による鋼製型枠へ打
設し、そのまま２０℃×６０％ＲＨで保存したものを供
試体とした。

【００３３】・作製した硬化物の評価前記１）〜３）で得られた各供試体について、次のよう
に評価した。結果を表４に示した。圧縮強度：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して測定した乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、コンパレー
タ方法により測定したひび割れ発生日：ＪＩＳ原案（セ
メントコンクリート、５３〜５５頁、５３２号、１９９
１年）の方法に準拠して測定した（この試験方法は、拘
束によりひび割れが必ず入るようになっており、ひび割
れ発生日の遅い方がひび割れ抵抗性の高いことを示す）

【００３４】

【表４】

【００３５】表４において、＊３：目標スランプ値に達しなかったので測定しなかっ
た＊４：供試体を作製できなかったので測定しなかった

【００３６】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、従来の早強コンクリート組成物に比較して、調
製した早強コンクリート組成物の流動性の経時的低下が
小さく、同時に得られる硬化物に充分な早期強度を発現
させ、またひび割れ抵抗性を高めることができるという
効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:26） 103:40 111:20 (72)発明者伊井敬二兵庫県神戸市北区松が枝町１−１−43− 905 (72)発明者牧保峯愛知県幡豆郡吉良町大字吉田字大切間30 (72)発明者青山晴洋愛知県豊橋市北島町北島238 (72)発明者小川盈弥奈良県奈良市百楽園１丁目８−28 フォルム学園前201号室 (72)発明者木之下光男愛知県豊川市為当町椎木308番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントとして早強ポルトランドセメン
トを用い、更に水、細骨材、粗骨材及びセメント分散剤
を用いて調製した早強コンクリート組成物において、水
／セメント比が３０〜６５％、単位水量が１４０〜１８
５kg／ｍ³、細骨材の単位量が７００〜１２００kg／ｍ³
及び粗骨材の単位量が８００〜１２００kg／ｍ³であ
り、且つ早強ポルトランドセメント１００重量部に対し
て下記のセメント分散剤を０．１〜２．０重量部の割合
で用いて成ることを特徴とする早強コンクリート組成
物。セメント分散剤：下記の式１で示される構成単位Ａ、下
記の式２で示される構成単位Ｂ、下記の式３で示される
構成単位Ｃ及び下記の式４で示される構成単位Ｄで構成
された水溶性ビニル共重合体であって、全構成単位中、
構成単位Ａが４５〜６５モル％、構成単位Ｂが２〜１５
モル％、構成単位Ｃが５〜２０モル％及び構成単位Ｄが
１０〜４０モル％を占め、且つ数平均分子量が２０００
〜２００００である水溶性ビニル共重合体。【式１】【式２】【式３】【式４】（式１〜式４において、Ｒ¹，Ｒ²：Ｈ又はＣＨ₃ Ｒ³：フェニル基Ｍ¹，Ｍ²：アルカリ金属、アルカリ土類金属及び有機ア
ミンから選ばれるカチオン基ｍ：５〜４５の整数）
【請求項２】セメント分散剤が、全構成単位中、構成
単位Ａが５０〜６５モル％、構成単位Ｂが３〜１５モル
％、構成単位Ｃが７〜２０モル％及び構成単位Ｄが１５
〜３５モル％を占める水溶性ビニル共重合体である請求
項１記載の早強コンクリート組成物。