JPH0780811A

JPH0780811A - 加圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方法

Info

Publication number: JPH0780811A
Application number: JP23012393A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Sukekiyo; 満昭助清; Kazuhiro Minamidate; 和宏南舘; Minoru Nishimura; 稔西村
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【構成】セメント、骨材、水及び減水剤を混練して加
圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモルタルを製造
する方法において、吸収膨潤後もゲル化せず粒状を維持
する吸水性樹脂を水に分散・懸濁させて、該吸水性樹脂
が吸水した状態で、流体状態をとる吸水性樹脂混入水を
調製し、この吸水性樹脂混入水を混練水として用いる。【効果】減水剤を用い、低水セメント比化によって高
強度化するに当り、造粒塊の発生を低減し、均質かつ充
填性に優れたコンクリート又はモルタルを得、また、脱
型時の自重による変形やバリの発生を低減して、高強度
の加圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモルタル
を、効率的に、工業的に有利に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加圧振動成形即時脱型用
コンクリート又はモルタル、即ち、セメント系調合物の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】超硬練
りである即時脱型用コンクリート又はモルタルにおけ
る、高強度化を行う従来技術及び課題は、次のとおりで
ある。

【０００３】（１）配合及び混和材による方法水・結合材比の低減加圧振動成形即時脱型コンクリート及びモルタルは、加
圧振動形成後の脱型の際の自重による変形、ダレやバリ
を抑制するため、バサバサの湿った砂状のものを用いる
必要がある。その配合において単位水量を多くすると、
成形体の空隙率は減少するが、加圧振動形成後の脱型の
際、自重による変形、ダレやバリを生じるという不具合
を生じる。逆に単位水量を少なくすると、混練物は乾燥
気味となり、加圧振動成形を行なっても締固まらず空隙
率が大きくなる。締固め性がよく成形体の空隙率を小さ
くでき、かつ脱型時の成形体の変形、ダレ、バリの発生
を抑制できる単位水量は狭い範囲に限られる。

【０００４】コンクリート又はモルタルを高強度化する
ための最も効果的で一般的な方法は、成形体の空隙率を
小さくできる充填性に優れた状態で、できるだけ水結合
材比を減少させることである。しかし、単純に、単位水
量を減少させたり、単位セメント量の増加を行うだけで
は、水結合材比は低減できても混練物は乾燥気味とな
り、成形後の空隙率が大きいため、成形体を効果的に高
強度化することはできない。

【０００５】加圧振動成形により、成形体の空隙率を小
さくし、かつ水結合材比を低減させるには、減水剤を用
いることが不可欠となる。しかし、減水剤を用い、水結
合材比を低減した場合、自重による脱型時の変形を抑制
するためにできるだけ少ない単位水量とし、かつ混練物
が乾燥気味にならず、締固め可能で成形体の空隙率を小
さくするに十分な単位水量とすると、ミキサでの材料混
練中に、セメントや細骨材などの微細材料が著しく造粒
するため均質な混練ができないという問題を生じる。特
に、減水剤の添加量を増加させたり、減水性の大きい高
性能減水剤を用いて高強度化を図るほど、混練物中の造
粒塊の発生は顕著になるという問題を生じる。

【０００６】高強度用混和材の使用加圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモルタルの高
強度化に使用される混和材としては、無水せっこう、シ
リカフュームなどの無機質微粉末がある。しかし、それ
らの混和材を用いる場合でも、減水剤を併用し、水結合
材比を小さくしなければ、効果的に高強度化することが
できない。しかも混和材が微粉末であることから、自重
による脱型時の変形を抑制するためにできるだけ少ない
単位水量とし、かつ混練物が乾燥気味にならず、締固め
可能で成形体の空隙率を小さくするに十分な単位水量と
した時の混練物の造粒塊発生は、混和材無使用に比べ
て、より顕著になるという問題を生じる。

【０００７】上記，に示したように、減水剤を用い
水結合材比を低減して高強度化を図った場合、自重によ
る脱型時の変形を抑制するためにできるだけ少ない単位
水量とし、かつ混練物が乾燥気味にならず、締固め可能
で成形体の空隙率を小さくするに十分な単位水量とする
と、ミキサでの材料混練中に、セメントや細骨材などの
微細材料が著しく造粒するという問題が生じる。材料の
造粒の発生に伴い次のような不具合が生じる。

【０００８】(i) 造粒の発生により、材料を十分に混練
して均質なコンクリート及びモルタルとすることができ
ない。また、造粒塊は、主にセメント等の微粉末材料及
び細骨材からなり、単位セメント量の増加や、シリカフ
ュームなどの微粉末混和材の添加を行っても、造粒塊と
なる量が多く、単位セメント量の増加や微粉末混和材料
の添加が高強度化に効果的に働かない。

【０００９】(ii)造粒塊が発生したコンクリート及びモ
ルタルは加圧振動成形を行っても、造粒しないものに比
べ充填性が悪いため成形体の空隙率は大きく、また大き
な空隙が欠陥として残りやすい。その結果、成形体は強
度性状に劣り、また外観上、空隙が目立ち美観に劣るも
のとなる。

【００１０】造粒の発生を低減するためには、単位水量
を大きく減少すればよいが、パサパサで乾燥状態ぎみの
混練物となるため加圧振動成形による締固め性が悪く、
成形体の空隙率が著しく大きくなる、更にセメントの水
和に必要な水が十分に供給されないため強度の発現性が
著しく悪く、高強度な成形体が得られない。

【００１１】逆に、成形体の空隙率を低減し、かつセメ
ントの水和に十分な水を供給する目的で、単位水量を増
加させても、それに伴い、造粒塊の発生量が増加する。
また、単位水量を増加させるに伴い、加圧振動成形後の
脱型時にコンクリート、モルタルの自重による変形が顕
著となり、ダレ、フクレを生じ、成形体として所定の形
状が得られない、また寸法精度に劣る、成形体底部にバ
リを生じる等の製造上の大きな問題が生じる。

【００１２】（２）締固めによる方法本発明を適用する加圧振動成形方法は、比較的低い加圧
力（０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² ）のもとで、振動成形
（振動数２０００〜１２０００ｒｐｍ程度、振幅０．２
〜２．０ｍｍ程度）を主体に行うものであり、コンクリ
ート又はモルタルを緻密に締固める代表的かつ一般的な
即時脱型締固め方法である。加圧振動条件は従来から研
究され、締固め効果に優れ、工業的に有利な条件がわか
っており、加圧振動条件を変えることで大きな高強度化
を行うことはできず、また工業的に不利となる。

【００１３】他の即時脱型が可能な締固め方法として
は、高圧プレス成形方法（加圧力１０〜５００ｋｇｆ／
ｃｍ² 程度）がある。しかし、高圧プレス方法は大きな
能力の油圧装置を必要とし、また、加圧断面積が大きい
もの、成形厚さが厚いものには適用が困難である、粒径
の大きな骨材を使用できない、などの欠点を有する。

【００１４】（３）養生による方法即時脱型後の成形体を、圧力容器を用いオートクレープ
養生することによって高強度化を図る方法がある。混和
材としてシリカ質微粉末を用いると１０％程度の強度増
加が見られるが、この方法は上記（１），（２）の配合
上や成形上の問題を除去した後でないと適用できないも
のである。

【００１５】（４）成形体の硬化後の含浸処理による方
法コンクリート又はモルタル硬化体の空隙にポリマー（例
えば、メチルメタアクリレート）や加熱溶融イオウなど
を含浸・充填し、高強度化する方法がある。この方法
は、基材となるコンクリート又はモルタル硬化体の乾
燥、加熱、脱気、含浸などを行うための特殊な設備・工
程を必要とし、かつ含浸剤のコストが高いため、安価に
製品を製造することができないという欠点を有する。

【００１６】以上のように、減水剤を用い水結合材比を
低減して高強度化をはかる従来の技術では、加圧振動成
形即時脱型に適した成形性及び脱型時の保形性を満足
し、かつ混練時の材料の造粒を抑制し、均質なコンクリ
ート及びモルタル混練物を製造することができなかっ
た。そのため、材料及び配合が持つ性能を生かして、効
果的に高強度化を行うことができなかった。また、造粒
塊による影響で成形体中に大きな空隙が欠陥として生じ
やすいが、それは強度面で不利となるだけではなく、外
観上、美観に優れた製品を製造することができない、と
いう大きな問題であった。

【００１７】しかして、一般的な加圧振動即時脱型方法
で、成形体を含浸処理などの特殊な後処理をすることな
く得られる強度は、圧縮強度で５００ｋｇｆ／ｃｍ² 程
度、曲げ強度で８０ｋｇｆ／ｃｍ² 程度が工業的に容易
に製造できる実用上の限界であった。

【００１８】本発明は、特殊な即時脱型成形装置を必要
とせず、また成形後に成形体を含浸処理をすることな
く、従来から用いられている一般的な加圧振動即時成形
機を用い、一般的な養生（例えば蒸気養生、オートクレ
ープ養生、自然養生など）でコンクリート又はモルタル
を高強度化できることを特徴とし、減水剤を使用し水結
合材比を低減させ高強度化を行う場合、自重による脱型
時の変形を抑制するためにできるだけ少ない単位水量と
し、かつ混練物が乾燥気味にならず、締固め可能で成形
体の空隙率を小さくするに十分な単位水量とすると、ミ
キサでの材料混練中に、セメントや細骨材などの微細材
料が著しく造粒するため均質な混練ができないという問
題を除去し、均質かつ充填性に優れたコンクリート及び
モルタルが得られ、かつ脱型時の自重による変形やバリ
の発生を抑制できる高強度の加圧振動成形即時脱型用コ
ンクリート又はモルタルを、効率的に、工業的に有利に
製造する方法を提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の加圧振動成形
即時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方法は、セ
メント、骨材、水、混和材、減水剤等からなる加圧振動
成形即時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方法に
おいて、吸水膨潤後もゲル化せず粒状を維持する吸水性
樹脂を水に分散・懸濁し、吸水性樹脂が吸水した状態
で、流体状態として取り扱える吸水性樹脂混入水を混練
水として用いることを特徴とする。

【００２０】請求項２の加圧振動成形即時脱型用コンク
リート又はモルタルの製造方法は、請求項１の方法にお
いて、前記吸水性樹脂混入水が、吸水性樹脂を、混練水
として使用する水における吸水性樹脂の吸水能の１．１
倍〜４．０倍の水に分散・懸濁し、吸水させ、流体状態
として取り扱える吸水性樹脂混入水であることを特徴と
する。

【００２１】請求項３の加圧振動成形即時脱型用コンク
リート又はモルタルの製造方法は、請求項１又は２の方
法において、混和材が微粉末無機物質であることを特徴
とする。

【００２２】請求項４の加圧振動成形即時脱型用コンク
リート又はモルタルの製造方法は、請求項１ないし３の
いずれか１項に記載の方法において、更に、コンクリー
ト又はモルタル用補強繊維を配合してなることを特徴と
する。

【００２３】

【作用】加圧振動成形即時脱型用コンクリートやモルタ
ルは、脱型の際の自重による変形、ダレやバリを抑制す
るために、単位水量が少ないバサバサの湿った砂状のも
のを用いる必要がある。しかし、高強度化のために減水
剤を用いた場合、自重による脱型時の変形を抑制するた
めにできるだけ少ない単位水量とし、かつ混練物が乾燥
気味にならず、締固め可能で成形体の空隙率を小さくす
るに十分な単位水量とすると、ミキサでの材料混練中
に、セメントや細骨材などの微細材料が著しく造粒する
ため均質なコンクリートやモルタルを得ることができな
い。造粒を抑制するため単位水量を大きく低減すると、
造粒は少なくなるが、加圧振動成形を行っても締固まら
ず、空隙率がきわめて大きいものとなる、かつセメント
の水和反応に必要な水が不足するため高強度が得られな
い。

【００２４】本発明によれば、吸水膨潤後もゲル化せず
粒状を維持する吸水性樹脂を、混練水中に分散し、あら
かじめ混練水の一部を吸水性樹脂に吸水させておくこと
によって、ミキサで材料を混練する際の、造粒発生を著
しく低減し、材料を均質に混練することができる。混練
水中の吸水した樹脂は、ミキサ内でセメントなどの材料
と混練されると、混練物のアルカリ雰囲気下において、
吸水していた水を徐々に放出するが、混練終了時におい
ても水をすべて放出することなく、一部を保水状態に保
っている。そのため、見かけ上、単位水量を減少させた
のと同じ効果が得られ混練物の造粒は著しく低減する。
また造粒が著しく低減されることにより、材料を均質に
混練することができる。更に、本発明によれば、混練物
を加圧振動成形する際には、混練終了後も吸水性樹脂に
保水されている水の一部が加圧振動成形時に放出され、
混練物の充填性を向上させるため、成形体を低空隙率と
することができる。しかも、加圧振動成形後の脱型の際
の、自重による成形体の変形や底部のバリ発生を低減す
る効果も併せ持つため、製品としての満足できる寸法精
度を持つ高強度な成形体が得られる。

【００２５】吸水性樹脂は、混練水として使用する水に
おける吸水性樹脂の吸水能の１．１倍〜４．０倍、更に
好ましくは１．１倍〜２．０倍の水に樹脂を分散・懸濁
し、十分吸水させた状態で用いることで本発明の効果が
得られる。吸水性樹脂を吸水能の４．０倍を超えた水に
混入して用いても効果的ではない。また、吸水能の１．
１倍未満の水に混入すると、もはや工業的に流体状態と
しては取り扱えず、作業性が悪く、取り扱いが困難とな
り、更にミキサ内での分散が悪くなる。

【００２６】なお、吸水性樹脂には、吸水するとゲル化
するものがあるが、そのような吸水性樹脂では、逆に混
練物の粘性を増加させ、かえって造粒塊の発生を著しく
するため、本発明には用いることはできない。

【００２７】更に、工業的な取り扱い上、次のような大
きな長所を有する。すなわち、吸水性樹脂を混練水に分
散懸濁させ、流体状態として取り扱えるため、所定量の
吸水性樹脂を混入した混練水をタンクに準備しておけ
ば、ミキサへの投入は、既存の混練水供給計量システム
をそのまま用いることができる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り以下の実施例に限定されるものではない。

【００２９】なお、用いた材料は次の通りである。・セメント：早強ポルトランドセメント・シリカフューム：ＢＥＴ比表面積２１ｍ² ／ｇ・フライアッシュ：ブレーン比表面積３８００ｃｍ²
／ｇ・骨材１：山砂及び砕砂の混合砂・骨材２：砕石（粒径２．５〜１０ｍｍ）・水：水道水・減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤・炭素繊維：ＰＡＮ系，繊維長１２ｍｍ・吸水性樹脂：ポリアクリル酸系の球状粉体。純水にお
ける吸水能は６００倍、使用した水道水における吸水能
は約２４０倍である。

【００３０】また、材料の混練及び成形方法並びに各試
験方法は次の通りである。混練及び成形方法混練は、強制パン型ミキサを使用し、セメント、骨材な
どの固体材料を３０秒間空練りした後、高性能減水剤及
び吸水性樹脂混入混練水を加え、更に３分間混練を行な
った。吸水性樹脂混入混練水は、ポリ容器中の水道水
に、所定量の吸水性樹脂を投入、撹拌し、十分に分散・
懸濁した後、５分間以上静置し、十分に吸水させたもの
を用いた。

【００３１】コンクリートの場合、水道水への吸水性樹
脂の混入量は、水道水に対し１／３００とした。これ
は、使用した水道水における、吸水性樹脂の吸水能２４
０倍に対し、１．２５倍の水道水への混入添加に相当す
る。一方、モルタルの場合、水道水への吸水性樹脂の混
入量は、水道水に対し１／２７５とした。これは使用し
た水道水における、吸水性樹脂の吸水能２４０倍に対
し、１．１５倍の水道水への混入添加に相当する。

【００３２】加圧振動成形は、コンクリート又はモルタ
ルを１０×２０ｃｍの型枠に投入し、加圧力０．２５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 、振動数３１４０ｒｐｍ、振幅１．４ｍ
ｍ、加圧時間８秒間で行ない、その後、成形体を型枠よ
りプレス版で押し抜いて縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ、高さ
８ｃｍの成形体を製造した。

【００３３】試験方法造粒塊発生量の評価試験法コンクリートにおける造粒塊の発生程度は、練り上がっ
たコンクリートをふるいでふるって、各ふるいを通過す
る量を測定し、造粒塊の発生状態を評価した。モルタル
における造粒塊の発生程度は、目視にて評価した。

【００３４】強度試験モルタル及びコンクリートの曲げ強度は、１０×２０×
８ｃｍの加圧振動成形体を用い、スパン１６０ｍｍ、中
央１点載荷試験方法で行なった。圧縮強度モルタル及びコンクリートの圧縮強度は、１０×２０×
８ｃｍ加圧振動成形体からφ８ｃｍ×８ｃｍのコアを採
取し、圧縮強度試験に供した。

【００３５】実施例１、比較例１表１に、本発明による実施例１の配合、及び比較のため
行った吸水性樹脂を添加しない水道水を混練水として用
いた比較例１の配合を示す。実施例１の配合及び比較例
１の配合にてコンクリートを混練し、練り上がり直後の
コンクリートふるい分け試験を行った。結果を表３に示
す。実施例１に比べ比較例１の方が粒径が大きな混練物
が多く、１０ｍｍふるいを通過する部分が実施例１が９
６％に対し、比較例１が７８％、５ｍｍふるいを通過す
る部分が、実施例１が８０％に対し、比較例１が３８％
と、本発明方法によれば著しく造粒の程度を低減させる
ことができた。

【００３６】加圧振動成形即時脱型後の成形体の観察結
果、成形体の空隙率、及び材令１４日における強度試験
結果を表４に示す。同表からわかるように、本発明によ
れば、加圧振動成形脱型後の自重による変形及びバリの
発生がなく、また、成形体の空隙率は比較例に比べ小さ
いものとすることができる。更に、造粒が著しく少な
く、コンクリートが均質に混練され、材料が持つ強度発
現能力を効果的に引き出すことができ、また、強度を大
きく低下させる要因となる大きな空隙が少なくすること
ができるという特長を有し、表４に示したように比較例
に比べ高強度が得られる。

【００３７】実施例２，３、比較例２，３混和材として、微粉末無機物質であるシリカフューム、
及びフライアッシュを用いた本発明による実施例配合を
表１の実施例２及び実施例３に示す。比較のため行った
吸水性樹脂無添加の水道水を混練水として用いた例を表
１の比較例２及び比較例３に示す。各例における加圧振
動成形即時脱型後の成形体の観察結果、成形体の空隙
率、及び材令１４日における強度試験結果を表４に示
す。これらの実施例においても、混練時の造粒はきわめ
て少なく、表４に示す如く、成形体は自重による変形、
バリの発生がなく、空隙率の小さいものとなり、実施例
では、比較例に比べ高強度が得られた。混和材として用
いる微粉末無機物質としては、本実施例のシリカフュー
ム、フライアッシュに限定されず、高炉スラグ微粉末、
石灰石微粉末、珪石微粉末などの混和材を用いた場合に
も適用できる。

【００３８】実施例４、比較例４補強繊維をコンクリートに混入した場合、繊維無混入に
比べ、更に造粒塊やフィアバーボールを生じやすいこと
は一般に知られている。補強用繊維として炭素繊維を用
いた場合の実施例配合を表２の実施例４に、試験結果を
表４に示す。吸水性樹脂無添加の水道水を混練水として
用いた場合の比較例として、比較配合を表２の比較例４
に、その試験結果を表４に示す。表４より明らかなよう
に、本発明によれば、補強繊維を混入した場合において
も、造粒塊やファイバーボールの発生を著しく低減する
ことができ、成形体の空隙率を小さいものとすることが
可能で、高強度な成形体が得られる。補強繊維として
は、本実施例の炭素繊維に限定されず、コンクリート及
びモルタル用として用いられる、鋼繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポロプロピレン繊維な
どを用いた場合にも適用できる。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】実施例５、比較例５減水剤を添加したモルタルの高強度化を図る場合にも、
本発明によればコンクリートの場合と同様な効果が得ら
れ、造粒を著しく低減でき、加圧振動成形における充填
性及び成形性に優れた混練物を得ることができることを
確認した。

【００４４】表５に実施例及び比較例のモルタル配合、
及び目視による造粒の観察結果を示す。表６にはモルタ
ル成形体の試験結果を示す。

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の加圧振動成
形即時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方法によ
れば、加圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモルタ
ルの製造において、減水剤を用い、低水セメント比化に
よって高強度化するに当り、造粒塊の発生を低減し、均
質かつ充填性に優れたコンクリート又はモルタルを得、
また、脱型時の自重による変形やバリの発生を低減し
て、高強度の加圧振動成形即時脱型用コンクリート又は
モルタルを、効率的に、工業的に有利に製造することが
可能とされる。

【００４８】請求項２の方法によれば、より一層優れた
効果を確実に得ることができる。請求項３、４の方法に
よれば、微粉末無機物質又は補強繊維配合による高特
性、高機能性コンクリート又はモルタルを製造すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 16:04 22:06 Ａ 18:08 14:06 Ｚ 24:04 14:38）Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、骨材、水、混和材、減水剤等
からなる加圧振動成形即時脱型用コンクリート又はモル
タルの製造方法において、吸水膨潤後もゲル化せず粒状
を維持する吸水性樹脂を水に分散・懸濁し、吸水性樹脂
が吸水した状態で、流体状態として取り扱える吸水性樹
脂混入水を混練水として用いることを特徴とする加圧振
動成形即時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方
法。
【請求項２】請求項１の方法において、前記吸水性樹
脂混入水が、吸水性樹脂を、混練水として使用する水に
おける吸水性樹脂の吸水能の１．１倍〜４．０倍の水に
分散・懸濁し、吸水させ、流体状態として取り扱える吸
水性樹脂混入水である加圧振動成形即時脱型用コンクリ
ート又はモルタルの製造方法。
【請求項３】請求項１又は２の方法において、混和材
が微粉末無機物質である加圧振動成形即時脱型用コンク
リート又はモルタルの製造方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の方法において、更に、コンクリート又はモルタル用補
強繊維を配合してなることを特徴とする加圧振動成形即
時脱型用コンクリート又はモルタルの製造方法。