JP2018171744A - セメント混練物の打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望する養生温度を効果的に維持することができるセメント混練物の打設方法を提供することを課題とする。【解決手段】セメントと、硫酸カリウムと、グリセリンと、水とを含むセメント混練物を型枠に打設する。【選択図】なし

Description

本発明は、セメントと水とが混練されてなるセメント混練物の打設方法に関する。

セメントと水とが混練されてなるセメント混練物を型枠に打設されて硬化させることで、セメント硬化体が形成される。斯かるセメント硬化体の品質（硬化状態や圧縮強度等）は、打設後におけるセメント混練物の温度（以下、養生温度とも記す）の影響を受けることが知られている。例えば、冬期や寒冷地のように外気温度が比較的低い環境（以下、低温環境とも記す）において、セメント混練物を型枠内に打設すると、所望する養生温度を維持することが困難になる虞がある。このような場合、硬化不足のセメント硬化体や、所望する圧縮強度を示さないセメント硬化体が形成されてしまう虞がある。

このため、低温環境において所望する養生温度を維持するべく、種々の方法が提案されている。例えば、打設されたセメント混練物を収容する閉塞された空間（以下、養生空間とも記す）を形成し、該養生空間へジェットヒーターを用いて加熱された空気を供給したり（特許文献１参照）、養生空間で練炭を燃焼させたりすることで、養生空間の温度を上昇させ、養生温度を所望する温度に維持する方法（以下、加熱養生とも記す）が提案されている。また、他の方法としては、打設されたセメント混練物の表面を断熱材（断熱シート等）で覆ってセメントの水和熱が放熱されるのを抑制することで、養生温度を所望する温度に維持する方法（以下、保温養生とも記す）が提案されている（特許文献２参照）。

特開平１０−１０１４５５号公報 特開２００１−３２２８４４号公報

しかしながら、上記のような加熱養生は、火災の発生や一酸化炭素中毒等の安全性の問題がある。一方、上記のような保温養生は、断熱材を取り除いた際に、セメント硬化体の温度が急激に低下して温度ひび割れが生じる虞がある。

そこで、本発明は、所望する養生温度を効果的に維持することができるセメント混練物の打設方法を提供することを課題とする。

本発明に係るセメント混練物の打設方法は、セメントと、硫酸カリウムと、グリセリンと、水とを含むセメント混練物を型枠に打設する。

斯かる構成によれば、セメント混練物中に、硫酸カリウムと、グリセリンとが含有されることで、これらを含有しない場合よりもセメントの水和反応による発熱量が大きくなる。これにより、型枠を取り除いた際にも、セメント硬化体の温度が急激に低下して温度ひび割れが生じるのを防止することができる。

前記型枠の熱伝達率が８Ｗ／（ｍ^２・℃）以下であることが好ましい。

斯かる構成によれば、熱伝達率が８Ｗ／（ｍ^２・℃）以下である型枠によってセメント混練物中の熱（セメントの水和熱）が外部へ放熱され難くなる。これにより、セメント混練物を打設する環境の温度が比較的低い場合であっても、型枠内のセメント混練物の温度（以下、養生温度とも記す）を比較的高い状態に維持することができる。このため、型枠内のセメント混練物を良好な温度で養生することができる。

前記硫酸カリウムは、セメントの質量に対して０．５質量％以上２質量％以下であり、前記グリセリンは、前記硫酸カリウムに対して質量比が１／５未満であることが好ましい。

型枠内のセメント混練物の単位体積当たりの熱伝達面の面積は、１．０ｍ^２／ｍ^３以上１０ｍ^２／ｍ^３以下であることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、所望する養生温度を効果的に維持することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本発明に係るセメント混練物の打設方法は、セメントと水とが混練されてなるセメント混練物を型枠に打設して養生するものである。

前記セメント混練物中には、硫酸カリウムとグリセリンとが含有される。硫酸カリウムの含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、セメントの質量に対して０．５質量％以上２質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１．５質量％以下であることがより好ましい。グリセリンの含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、前記硫酸カリウムに対して質量比が１／５未満であることが好ましく、１／１０未満であることがより好ましい。

前記セメントとしては、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、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ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント、および、超速硬セメント、アルミナセメント等の速硬性セメント等からなる群から選択される少なくとも一つを用いることができる。

前記セメント混練物は、粗骨材や細骨材を含有するものであってもよい。例えば、前記セメント混練物は、セメントと粗骨材と細骨材とを含むコンクリート混練物であってもよく、セメントと細骨材とを含むモルタル混練物であってもよい。

粗骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、砕石、玉砂利（川砂利）、天然軽量粗骨材（パーライト、ヒル石等）、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、および、再生骨材等からなる群から選択される少なくとも一つを用いることができる。

細骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、川砂、山砂、海砂、天然軽量細骨材（パーライト、ヒル石等）等の天然細骨材や砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材等の人工細骨材、副産軽量細骨材等からなる群から選択される少なくとも一つを用いることができる。

前記水としては、特に限定されるものではなく、上水等を用いることができる。セメントに対する水の質量比（Ｗ／Ｃ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、０．４以上０．６以下であることがより好ましい。

また、本発明に係るセメント組成物には、混和材が含有されてもよい。混和材としては、特に限定されるものではなく、例えば、フライアッシュ、シリカフューム、セメントキルンダスト、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、および、クリノプチロライト等からなる群から選択される少なくとも一つが挙げられる。

また、本発明に係るセメント組成物には、混和剤が含有されてもよい。混和剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＡＥ剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、および、防水剤等からなる群から選択される少なくとも一つが挙げられる。

前記型枠としては、熱伝達率が８Ｗ／（ｍ^２・℃）以下であるものを用いることが好ましい。熱伝達率とは、単位面積、単位時間、単位温度差あたりの伝熱量のことである。また、型枠におけるセメント混練物が流し込まれる空間の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、型枠内のセメント混練物の単位体積当たりの熱伝達面の面積が１．０ｍ^２／ｍ^３以上１０ｍ^２／ｍ^３以下となるように形成されることが好ましく、４．０ｍ^２／ｍ^３以上８．０ｍ^２／ｍ^３以下となることがより好ましい。なお、熱伝達面の面積とは、型枠内のセメント混練物における型枠と接する面の面積と型枠と接しない面の面積との合計面積である。型枠を形成する素材としては、特に限定されるものではなく、例えば、合板等を用いることが好ましい。

以上のように、本発明に係るセメント混練物の打設方法は、所望する養生温度を効果的に維持することができる。

即ち、熱伝達率が８Ｗ／（ｍ^２・℃）以下である型枠によってセメント混練物中の熱（セメントの水和熱）が外部へ放熱され難くなる。これにより、セメント混練物を打設する環境の温度が比較的低い場合であっても、型枠内のセメント混練物の温度（以下、養生温度とも記す）を比較的高い状態に維持することができる。このため、型枠内のセメント混練物を良好な温度で養生することができる。

また、セメント混練物中に、硫酸カリウムと、グリセリンとが含有されることで、これらを含有しない場合よりもセメントの水和反応による発熱量が大きくなる。これにより、型枠を取り除いた際にも、セメント硬化体の温度が急激に低下して温度ひび割れが生じるのを防止することができる。

なお、本発明に係るセメント混練物の打設方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、更に、他の各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

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。

＜使用材料＞
・セメント１：普通ポルトランドセメント（略号：Ｎ、住友大阪セメント社製）
・セメント２：高炉セメント（略号：ＢＢ、住友大阪セメント社製）
・水：水道水
・細骨材：山砂
・粗骨材：砂岩砕石
・硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）（大塚化学社製）
・硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）（関東化学社製）
・硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）（関東化学社製）
・硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）（関東化学社製）
・硫酸鉄（ＦｅＳＯ_４）（関東化学社製）
・硫酸アルミニウム（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３）（関東化学社製）
・グリセリン（Ｃ_３Ｈ_８Ｏ_３）（関東化学社製）

＜セメント混練物の作製＞
上記の各材料を下記の表１および表２に記載の配合で混練してセメント混練物（具体的には、コンクリート混練物）を作製した。

＜型枠の作製＞
厚さ１０ｍｍの木製の合板（熱伝達率８Ｗ／ｍ^２・℃）を用い、高さ４００ｍｍ×幅５００ｍｍ×奥行５００ｍｍの型枠を作製した。

＜養生温度の測定＞
得られたセメント混練物を上記の型枠内に流し込んだ（打設した）。この際、型枠内のセメント混練物の単位体積当たりの熱伝達面の面積は、１．３ｍ^２／ｍ^３であった。そして、打設直後、３０分後、１時間後、２時間後のセメント混練物の温度（養生温度）を測定した。測定結果は、下記表３に示す。

＜圧縮強度の測定＞
セメント混練物を打設して１日目（材齢１日）に、型枠を取り除いてセメント硬化体（具体的には、コンクリート硬化体）を得た。得られたセメント硬化体からφ１００×２００ｍｍの試験体を取り出し、ＪＩＳ Ａ １１２９に規定する方法で、圧縮強度の測定を行った。測定結果は、下記表３に示す。

＜耐久性指数＞
表２の比較例６，９，１０、実施例１７のセメント混練物（具体的には、コンクリート混練物）を上記の型枠内に流し込んで（打設して）セメント硬化体（具体的には、コンクリート硬化体）を作製した。そして、該セメント硬化体（コンクリート硬化体）に対して、ＪＩＳ Ａ １１４８に基づく耐久性指数の測定を行った。測定結果については、下記表４に示す。

＜まとめ＞
表３の実施例１〜９と比較例１〜５とを比較すると、養生温度は、各実施例の方が各経過時間において高くなることが認められる。また、表３の実施例１０〜１９と比較例６〜８とを比較すると、養生温度は、各実施例の方が各経過時間において高くなることが認められる。

また、表３の実施例１〜９と比較例１〜５とを比較すると、圧縮強度は、各実施例の方が高くなることが認められる。また、表３の実施例１０〜１９と比較例６〜８とを比較すると、圧縮強度は、各実施例の方が高くなることが認められる。

更に、表３の実施例１７と比較例１０〜１３とを比較すると、養生温度は、各実施例の方が各経過時間において高くなり、圧縮強度は、各実施例の方が高くなることが認められる。

また、表４の実施例１７と比較例６，９，１０とを比較すると、実施例１７の耐久性指数は、比較例９，１０よりも高く比較例６に近いことが認められる。

以上のことから、硫酸カリウムとグリセリンとをセメント混練物中に含有させることで、比較的高い養生温度を長期に亘って維持することが可能となる。そして、このような比較的高い養生温度が長期に亘って維持されることで、良好な品質のセメント硬化体を得ることが可能となる。更に、硫酸カリウムとグリセリンとをセメント混練物中に含有させ、所定の熱伝達率の型枠内に打設することで、硫酸塩を含有することによる耐凍害性の低下（耐久性指数の低下）を抑制することができ、耐凍害性に優れた（比較的高い耐久性指数を示す）セメント硬化体（コンクリート硬化体）を得ることが可能となる。

Claims (4)

1. セメントと、硫酸カリウムと、グリセリンと、水とを含むセメント混練物を型枠に打設するセメント混練物の打設方法。
2. 前記型枠の熱伝達率が８Ｗ／（ｍ^２・℃）以下である請求項１に記載のセメント混練物の打設方法。
3. 前記硫酸カリウムは、セメントの質量に対して０．５質量％以上２質量％以下であり、
   前記グリセリンは、前記硫酸カリウムに対して質量比が１／５未満である請求項１又は２に記載のセメント混練物の打設方法。
4. 型枠内のセメント混練物の単位体積当たりの熱伝達面の面積は、１．０ｍ^２／ｍ^３以上１０ｍ^２／ｍ^３以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載のセメント混練物の打設方法。