JPS6311553A - 水中コンクリ−ト用セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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＋−Ｕ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
に対する拡散防止効果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、ヒドロキシエチルセルロー
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、粗肴
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れる程度の量
添加させるとコンクリートの硬化が著しく遅延し、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少いと、コンクリート中の
セメント分が分離溶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ってしまうなどの問題が残る。

「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６，０００〜１４、　００
０　ｃｍ２／ｇとされたガラス質高炉スラグとアルカリ
性粉状材料および粒子の分散、凝集状態を改善するため
の混和剤からなる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６，０００ｃｍ”／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水中コンクリートに配
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、従って混和剤の配合量を縮減し、好ま
しい分散抵抗性を示す。

前記高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を１４、　０
００　ｃｍ２／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、特定の粉末度をもっ
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６、　　ＯＯＯ＝１４．　０００　ｃｍ２／ｇで
あるスラグ粉末を用い、これに該スラグ粉末を水和、硬
化させるためのアルカリ性粉末材料および粒子の分散凝
集状態を改善する混和剤、すなわち界面活性剤や増粘剤
などを添加して水中での分散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っ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
分級手段で所定のブレーン比表面積のものを分別する。

このような分級手段としては気流分離機などが採用され
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および消石灰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９カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエ
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３０〜７
０重量部に、普通ポルトランドセメント９５〜３０重量
部、好ましくは７０〜３０重量部と界面活性剤のような
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１．０重量％以
上用いることが必要とされ、一般的に１．０〜１．５重
量％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っ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
おいて少い界面活性剤量で優れた水中分離抵抗性を示し
、−ｉ的に半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％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％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って不利となる
。前記高炉スラグについては普通ポルトランドセメント
９５〜３０ｗｔ部に対し少くともｓｗｔ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って、好
ましくは３０ｗｔ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減水
流動化剤、非水溶性アルコール類、トリブチルフォスフ
ェート等の消泡剤、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
に当っては、水を混合する前に各成分を空練りしてから
水を添加混合してよいし、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、シュートまたは
パケットによる自然落下、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６，０００〜１４、　　ＯＯＯｃｍ”
／ｇとすることが必要である。

即ちこの値が６．ＯＯＯｃｍ”７ｇ以下では本発明にお
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。最適混和剤を選
択して有効性が認められる限界としては６．０００ｃｍ
”／ｇである。

これに対し、１４．　０００　ｃｍ２／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、１４．　　ＯＯＯｃｍ”／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、３，８００〜４、ＯＯＯｃｍ”／ｇに粉砕され
たスラグから分級によってブレーン比表面積１４．　　
ＯＯＯｃｍｚ／ｇ以上にする場合、分級点を例えば５μ
ｍというように小さいところ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１４、　
　ＯＯＯｃｍ”／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、比表面積がプレーン値で１２、　０００
　ｃｍ”／ｇ■、　　８．　０００ｃｍ”／ｇ■を得た
。■、■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
系エーテル化合物〔三井石油化学（株）製造の商品名ハ
イドロクリート〕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
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１
．０００ｍ１のメスシリンダーに水道水１，０００ｍｆ
ｆ１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の
みを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。

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
のは水中分離抵抗性を適切に向上し、又その粉末度の高
いものほど有効であることが確認された。

２周製仔ＩＩ２゜ 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１４．０００　
ｃ　ｍ２７ｇ◎、８，２００ｃｍ２７ｇ■。

３．９００ｃｍ２／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ｌ−６０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水の濁度の測定を行った。

濁度の測定方法はＪＩＳＫＯＩＯＩによった。測定に供
した水は、１１のビーカーに８００ｍ１２の水道水を入
れ、水面際より調製したモルタルの全ｉＪ（５４０ｇ）
を投入し、上水６００ｍｊ！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以下となった。スラグ■を配合した
ものは界面活性剤１０．５重量部以上で吸光度０．１以
下となった。スラグ■を配合したものは混和剤添加ｆｔ
　ｌ　、０％で吸光度０．１以下となった。

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６．　ＯＯＯｃｍ”／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
が一般的に１．０％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。

■　水中における拡散防止効果が大きい。

本発明のセメント組成物を使用して水中施工した場合、
水へのセメントの拡散を防止する効果（水中分離抵抗性
）が大きい。このことが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。

■　耐硫酸塩抵抗性にすぐれる。

本発明のセメン＋−ｍ酸物を使用して海水中に施工した
場合９通ポルトランドセメント−混和剤よりはち密な構
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が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って、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
と水の濁度との関係を要約して示した図表である。 特　許　出　願　人　　日本鋼管株式会社発　　　明　
　　者　　　斉　　藤　　　　　風量　　　　　佐藤　
和義

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粉末度がブレーン比表面積で６，０００〜 １４，０００ｃｍ＾２／ｇとされたガラス質高炉スラグ
   とアルカリ性粉状材料および粒子の分散、凝集状態を改
   善するための混和剤からなることを特徴とする水中コン
   クリート用セメント組成物。