JPH0550457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

「発明の目的」 本発明は水中コンクリート用セメント組成物の
創案に係り、水中コンクリートまたはセメントモ
ルタル用組成物として混和剤量が少なく、比較的
低コストでしかも優れたセメント分の水に対する
分離抵抗性および強度発現を得しめる組成物を提
供しようとするものである。 産業上の利用分野 水中コンクリートまたはモルタルなどにおいて
用いられるセメント組成物。 従来の技術 水中コンクリートにおいては未だ固らない状態
で水の洗い出し作用を受けてもセメントの洗い出
しが生じない、所謂水中分離抵抗性の大きいもの
であることが必要で、斯かる水中分離抵抗性増大
のためには界面活性剤や増粘剤などの混和剤が用
いられる。即ちこれらの混和剤としてはポリビニ
ルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、カル
ボキシメチルセルローズ、ヒドロキシメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、メチルセルロー
ス、アルギン酸ナトリウム、グアガム等が挙げら
れる。 なお前記水中コンクリートは、セメント、細骨
剤、粗骨剤、水および混和剤の所定配合量よりな
るものを混合し、調製されて打設されるが、この
とき前記混和剤は予めセメントと混合して用いる
か、或いは水に溶解させて用いられる。 発明が解決しようとする問題点 水中コンクリートとしては上記のようにセメン
ト分の水中分離抵抗性を向上させるために混和剤
を用いるが、このような混和剤を上記目的が充分
に達成させるべく多量に添加させるとコンクリー
トの硬化が著しく遅延するものが多く、強度発現
に時間を必要とする。即ち硬化に時間がかかりす
ぎ工程上問題があると共にこの混和剤が高価であ
ることから不経済である。 これに対し混和剤の添加量が不充分であると、
コンクリート中のセメント分が分離流出して水中
を汚濁させるのみならず、セメント分の流出によ
り強度その他に欠陥を内蔵した水中コンクリート
となつてしまうなどの問題が残る。 従つてこの混和剤添加量が少なくて、しかもセ
メント分の水中分離抵抗性を充分に向上させるこ
とが好ましいが、斯様な技術は未だ確立されるに
到つていない。 「発明の構成」 問題点を解決するための手段 粉末度がブレーン比表面積で12000〜14000cm²／
ｇとされたガラス質高炉スラグとアルカリ性粉状
材料100重量部に対し粒子の分散、凝集状態を改
善するための混和剤0.3〜１重量部を混合したこ
とを特徴とする水中コンクリート用セメント組成
物。 作 用 ブレーン比表面積が12000cm²／ｇ以上とされた
微粉のガラス質高炉スラグを普通ポルトランドセ
メントなどのアルカリ性粉状材料と共に配合する
ことにより前記微粉高炉スラグが水中で凝集性、
粘着性を発揮し、従つて混和剤の配合量を低減し
ても好ましい分離抵抗性を示す。 即ち混和剤の配合量が前記ガラス質高炉スラグ
とアルカリ性粉状材料100重量部に対し0.3〜１重
量部であつて、しかも充分なセメント分の水中分
離抵抗性を得しめる。 前記高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を
14000cm²／ｇ以下とすることにより収率高く該粉
末を低コストに得しめる。 実施例 上記したような本発明について更に説明する
と、本発明者等は前述したような従来技術におけ
る問題点を解決することについて検討を重ねた結
果、特定の粉末度をもつたガラス質高炉スラグを
用いることにより上記のような水中コンクリート
における分離抵抗性を大幅に改善し得ることを確
認した。即ち本発明においてはブレーン比表面積
で12000〜14000cm²／ｇであるスラグ粉末を用い、
これに自らも硬化し、かつ該スラグ粉末を水和、
硬化させるためのアルカリ性粉状材料および粒子
の分散凝集状態を改善する混和剤を限定された適
量添加して水中での分離抵抗性を向上した組成物
を得しめる。 上記したような粉末度をもつたガラス質高炉ス
ラグを得るには通常の粉砕手段であるボールミ
ル，ローラーミルなどで粉砕されたガラス質高炉
スラグから分級手段等で所定のブレーン比表面積
のものを分別して製造するのが好適である。この
ような分級手段としては気流分級機などが採用さ
れる。 上記のようなガラス質高炉スラグ粉末に配合さ
れるアルカリ性粉状材料としては普通ポルトラン
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
ント等の各種のポルトランドセメント、高炉セメ
ント、フライアツシユセメント、シリカセメント
などの混合セメント、アルミナセメント、石灰ア
ルミナセメント等のアルミナセメント類などを挙
げることができる。これらの中で、ポルトランド
セメント、特に普通ポルトランドセメントおよび
高炉セメントが一般的であり、好ましく使用でき
る。 又混和剤としては、ポリビニルアルコール、ポ
リアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポ
リアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセル
ロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース、メチルセルロース、アルギン酸ナト
リウム、グアガム等を用いることができる。 セメント組成物を得るには、上記のように分級
されたガラス質高炉スラグ５〜70重量部、好まし
くは30〜70重量部に、アルカリ性粉状材料95〜30
重量部、好ましくは70〜30重量部と混和剤0.3〜
1.0重量部が配合される。即ちこのような混和剤
の添加量については従来においてその特性如何に
よりそれなりに変動があるとしても0.5重量部以
上用いることが必要とされ、一般的に0.7〜1.5重
量部であるが、特定の粉末度として調整されたガ
ラス質高炉スラグを配合する本発明にあつては該
高炉スラグが水中において好ましい凝集性、粘着
性を示し、これに普通ポルトランドセメントを配
合した水中コンクリートにおいて少い混和剤量で
優れた水中分離抵抗性を示し、低減された添加量
で有効な作用が得られる。つまり0.2重量部以下
ではこの水中分離抵抗性が適切に得られないが、
1.0重量部を超えて添加しても水中分離抵抗性は
飽和状態となり、一方凝結硬化が遅延されて好ま
しくなく、又価格的にも高価となつて不利とな
る。前記高炉スラグについては普通ポルトランド
セメント95〜30重量部に対し少くとも５重量部以
上添加することが上記のような効果を得るために
必要であつて、好ましくは30重量部以上である。 本発明の水中コンクリート用セメント組成物は
通常の水中モルタルもしくは水中コンクリートと
同様に細骨材、粗骨材を配合し、必要に応じ例え
ば芳香族スルフオン酸ナトリウム、メラミンスル
フオン酸ナトリウム等の流動化剤、非水溶性アル
コール類、トリブチルフオスフエート等の消泡
剤、塩化カルシウム、ケイ酸ナトリウム、アルミ
ン酸ナトリウム等の硬化促進剤などを添加するこ
とができる。 本発明の水中コンクリート用セメント組成物を
調製するに当つては、水を混和する前に各成分を
空練りしてから水を添加混合してもよいし、通常
のモルタルもしくはコンクリートとして前記高炉
スラグを配合調製したものに混和剤だけ水溶液あ
るいは粉末で後から添加調製してもよい。このよ
うな調整方法は通常の水中コンクリートなどと同
様である。 本発明の組成物を用いて水中コンクリートまた
は水中モルタルを施工する方法は特別なものでは
なく、通常に使用されているホースによるポンプ
圧送、シユートまたはバケツトによる自然落下、
トレミー管による落下などの方法が可能である。 上記したような本発明において高炉スラグの粉
末度をブレーン比表面積で12000〜14000cm²／ｇと
することが必要である。即ちこの値が12000cm²／
ｇ未満では本発明において技術的に重要とするス
ラグの水中における凝集性、粘着性が顕著でな
く、本発明の工業的意義である混和剤の添加量低
減効果も顕著に得られない。有効な混和剤低減効
果が認められる限界としては12000cm²／ｇである。 これに対し、14000cm²／ｇ以上では、スラグの
水中での凝集性・粘着性は一般に微細な粉である
ほどその性質が強いことからも、特性としては良
好であるが、14000cm²／ｇ以上の微細なスラグ粉
末を製造することの経済効果が小さくなるからで
ある。実際、3800〜4000cm²／ｇに粉砕されたスラ
グから分級によつてブレーン比表面積14000cm²／
ｇ以上にする場合、微粉のトツプサイズを5μmと
いうように小さいとことにおかなくてはならず、
その存在量、収率も小さいことからその製造コス
トは著しく高いものになる点を考慮して粉末度の
上限を14000cm²／ｇとする。 本発明によるものの調製例について説明すると
以下の如くである。 調製例 １ ガラス質高炉スラグをボールミルで粉砕し、気
流分級機により分級し、比表面積がブレーン値で
12000cm²／ｇ、8000cm²／ｇを得た。即ちが
本発明によるものであるのに対し、は比較例で
ある。これらの，それぞれ60重量部に対して
普通ポルトランドセメント40重量部を混合した。
混和剤としては高分子エーテル系化合物〔三井石
油化学(株)製造の商品名UWB〕と、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース〔信越化学(株)製造の商品
名hiメトローズ〕を用い、その添加量はスラグと
普通ポルトランドセメントの混合物100重量部に
対して１〜0.3重量部添加した。水セメント比は
0.6として混練した。セメントの水中分離抵抗性
は、通常行なわれている水中へのペースト落下時
の分散性を観察する方法により調べた。すなわち
1000mlのメスシリンダーに水道水1000mlを入れ、
メスシリンダー上部からセメントペーストを落下
させ、分散性を目視観察した。なお比較として、
普通ポルトランドセメント100重量部に上記混和
剤を１〜0.3重量部添加したものについても調べ
た結果は次表の如くである。

【表】 △：○と×の中間の状態
×：濁りが生ずる状態
即ち上記したような結果によるときは、セメン
ト組成物として本発明の微粉末ガラス質高炉スラ
グを配合したものは混和剤添加量が0.5重量部や
0.3重量部のように頗る少ないものであつても水
中分離抵抗性を充分に向上し得ることが確認され
る。これに対し比較例のものでは混和剤が１重量
部以上でなければ一般的には濁りのない良好な状
態を形成し得ないものと言える。 調製例 ２ ガラス質高炉スラグをボールミルで粉砕し、比
表面積がブレーン値で3900cm²／ｇのスラグ粉末
を得た。これを気流分級機により分級し、14000
cm²／ｇ、8200cm²／ｇのスラグ粉末を得た。
，，それぞれ40重量部に対して普通ポルト
ランドセメント60重量部を混和した。混和剤とし
ては、高分子エーテル系化合物を用い、その添加
量はスラグと普通ポルトランドセメント混合物
100重量部に対して、0.2〜1.0重量部とした。水
セメント比が0.6、砂セメント比が2.0のモルタル
を水中に入れた時の上澄水の吸光度の測定を行つ
た。吸光度の測定は660nmの透過光の強度により
行つた。測定に供した上澄水は、１のビーカー
に800mlの水道水を入れ、水面際より調製したモ
ルタルの全量（540ｇ）を投入し、上澄水600mlを
分取したものとした。測定結果を添付図面に示し
た。スラグを配合した本発明のものは混和剤量
は0.3重量部以上で、吸光度は0.1以下となり、１
重量部では吸光度が0.03程度となつた。これに対
しスラグを配合したものは混和剤量0.5重量部
以上でなければ吸光度0.1以下とならず、又スラ
グを配合したものは混和剤添加量1.0重量部で
吸光度0.1以下となる。吸光度0.1は、目視ではほ
とんど濁りは見られない状態であるが、ブレーン
値で12000cm²／ｇに達しない高炉スラグ粉末を用
いたのものは混和剤添加量が相当に微粉とな
つているでも0.5重量部以上とすることが不可
欠で、では一般的に1.0重量部前後を必要とし、
本発明の目的とするような効果を適切に求め得な
い。 「発明の効果」 本発明によるものの効果を要約して示すと以下
の如くである。 水中における分離抵抗性が大きい。 本発明のセメント組成物を使用して水中施工し
た場合、水へのセメントの分離を防止する効果
（水中分離抵抗性）が大きい。このことから均質
で強度の大きい水中コンクリートが生まれるとと
もに、水質汚濁の問題が生じない。 強度的に優れた硬化物が得られる。 従来の混和剤をモルタルまたはコンクリートに
添加したものは、コンクリートまたはモルタルの
強度を大きく低下させるが、本発明のセメント組
成物の場合には混和剤の添加量を少なくすること
が出来、また強度発現効果の大きい微粉のガラス
質高炉スラグを含むため強度の優れた硬化物とす
ることができる。また、ブリージング防止効果も
期待できる。 耐硫酸塩抵抗性にすぐれる。 本発明のセメント組成物を使用して海水中に施
工した場合、普通ポルトランドセメント−混和剤
等よりち密な構造の硬化体になり、また遊離の消
石灰もほとんどなく化学的に安定であることから
耐硫酸塩抵抗性に優れた硬化体となる。 低コストである。 本発明によるものは上記のように高価な混和剤
の添加量が相当に低減されることから、当然に低
コストに水中コンクリートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、本発明の調製例２による水中コンクリートに
関し混和剤添加量と上澄水の吸光度との関係を要
約して示した図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉末度がブレーン比表面積で12000〜14000
   cm²／ｇとされたガラス質高炉スラグとアルカリ性
   粉状材料100重量部に対し粒子の分散、凝集状態
   を改善するための混和剤0.3〜１重量部を混合し
   たことを特徴とする水中コンクリート用セメント
   組成物。