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技術 速硬性膨張セメント混練物の製造方法

出願人 太平洋マテリアル株式会社
発明者 郭度連高橋洋朗
出願日 2013年12月28日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2013-273636
公開日 2015年7月9日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2015-127286
状態 特許登録済
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養生 粘土の調整;粘土、セメント混合物の製造
主要キーワード テーパー管 膨張性セメント コンクリート打設場所 連続式ミキサ 間詰コンクリート 膨張試験 初期圧縮 膨張性能
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この項目の情報は公開日時点(2015年7月9日)のものです。
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課題

硬性及び膨張性を兼ね備えた速硬性膨張セメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法を提供すること。

手段

以下の(1)〜(3)で表す速硬性膨張セメント混練物の製造方法である。(1)セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加した後に混合装置で混練することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。(2)上記膨張材が、石灰系膨張材であることを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。(3)更に、凝結遅延剤を添加することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。

概要

背景

コンクリート構造物の緊急補修工事道路鉄道コンクリート製構造物の補修工事又は取り替え工事等において、速硬性モルタルや速硬性コンクリート等の速硬性セメント混練物が使用されている。速硬性コンクリートを製造するに当たり、速硬性ではないコンクリートをコンクリート製造プラントで製造した後トラックアジテータドラム内に未硬化のコンクリートを移しコンクリート打設場所の近傍(敷地内)までトラックアジテータで運搬した後に、トラックアジテータのドラム内に速硬性混和材を添加・混合し速硬性コンクリートを製造する技術がある(例えば特許文献1参照。)。

ところで、モルタルやコンクリート等の速硬性セメント混練物に、収縮低減、プレストレスの導入、間詰コンクリート付着力増進等の目的で膨張材混和することがある。しかし、上記のトラックアジテータのドラム内に速硬性混和材を添加・混合し速硬性コンクリートを製造するときに、速硬性混和材と合わせて膨張材を混和することを本願発明者らは検討した。ところが、膨張材を混和しない場合に比べて速硬性が低下し、初期圧縮強度の増進が遅れることが分かった。

概要

速硬性及び膨張性を兼ね備えた速硬性膨張セメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法を提供すること。以下の(1)〜(3)で表す速硬性膨張セメント混練物の製造方法である。(1)セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加した後に混合装置で混練することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。(2)上記膨張材が、石灰系膨張材であることを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。(3)更に、凝結遅延剤を添加することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。なし

目的

本発明は、速硬性及び膨張性を兼ね備えた速硬性膨張セメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加した後に混合装置で混練することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。

請求項2

上記膨張材が、石灰系膨張材であることを特徴とする請求項1記載の速硬性膨張セメント混練物の製造方法。

請求項3

更に、凝結遅延剤を添加することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の速硬性膨張セメント混練物の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、速硬性膨張セメント混練物の製造方法に関する。詳しくは、速硬性があり且つ膨張性能を備えるセメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法に関する。

背景技術

0002

コンクリート構造物の緊急補修工事道路鉄道コンクリート製構造物の補修工事又は取り替え工事等において、速硬性モルタルや速硬性コンクリート等の速硬性セメント混練物が使用されている。速硬性コンクリートを製造するに当たり、速硬性ではないコンクリートをコンクリート製造プラントで製造した後トラックアジテータドラム内に未硬化のコンクリートを移しコンクリート打設場所の近傍(敷地内)までトラックアジテータで運搬した後に、トラックアジテータのドラム内に速硬性混和材を添加・混合し速硬性コンクリートを製造する技術がある(例えば特許文献1参照。)。

0003

ところで、モルタルやコンクリート等の速硬性セメント混練物に、収縮低減、プレストレスの導入、間詰コンクリート付着力増進等の目的で膨張材混和することがある。しかし、上記のトラックアジテータのドラム内に速硬性混和材を添加・混合し速硬性コンクリートを製造するときに、速硬性混和材と合わせて膨張材を混和することを本願発明者らは検討した。ところが、膨張材を混和しない場合に比べて速硬性が低下し、初期圧縮強度の増進が遅れることが分かった。

先行技術

0004

特開2012−139897号公報

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、本発明は、速硬性及び膨張性を兼ね備えた速硬性膨張セメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加した後に混合装置で混練することをすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の(1)〜(3)で表す速硬性膨張セメント混練物の製造方法である。
(1)セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置で混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加した後に混合装置で混練することを特徴とする速硬性膨張セメント混練物の製造方法。
(2)上記膨張材が、石灰系膨張材であることを特徴とする上記(1)の速硬性膨張セメント混練物の製造方法。
(3)更に、凝結遅延剤を添加することを特徴とする上記(1)又は(2)の速硬性膨張セメント混練物の製造方法。

発明の効果

0007

本発明によれば、速硬性及び膨張性を兼ね備えた速硬性膨張セメント混練物が得られる速硬性膨張セメント混練物の製造方法が得られる。

0008

本発明の速硬性膨張セメント混練物の製造方法は、セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混合装置で混練することで製造した膨張性セメント混練物に、速硬性混和材を添加後に混合装置で混練することを特徴とする。

0009

本発明におけるセメントとしては、水硬性セメントが好適に使用できる。この水硬性セメントとしては普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントエコセメント、並びにこれらポルトランドセメント又はエコセメントに、フライアッシュ高炉スラグシリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント等が好ましいものとして挙げられ、これらを一種単独で用いる又は二種以上併用することができる。

0010

本発明における骨材としては、川砂海砂山砂砕砂人工細骨材スラグ細骨材再生細骨材川砂利海砂利山砂利砕石人工粗骨材スラグ粗骨材再生粗骨材等が挙げられ、これらの一種又は二種以上の使用が可能である。

0011

本発明に用いる膨張材としては、石灰系膨張材、エトリンガイト系膨張材から選ばれる一種又は二種以上を用いることができる。石灰系膨張材としては、例えば硬焼生石灰フリーライム(CaO)とカルシウムシリケート主体とする鉱物粉砕物を主体とした膨張材等が挙げられる。エトリンガイト系膨張材としては、例えば、カルシウムサルホアルミネートを主体とした膨張材、カルシウムアルミノフェライトを主体とした膨張材、石膏を主体とした膨張材等が挙げられる。本発明に用いる膨張材としては、石灰系膨張材が、速硬性膨張セメント混練物の初期強度が高いことから好ましい。

0012

本発明における膨張性セメント混練物は、セメントと、膨張材と、骨材と、水とを混練したものである。本発明の効果が損なわれない範囲においては、セメント、膨張材、骨材及び水以外の混和材料添加材料)を混和したものでもよい。ここで用いる混和材料としては、例えば、減水剤AE減水剤高性能減水剤高性能AE減水剤流動化剤等のセメント分散剤、凝結遅延剤、増粘剤収縮低減剤、セメント用ポリマ防水材防錆剤凍結防止剤保水剤顔料、繊維、撥水剤白華防止剤発泡剤消泡剤、シリカフューム等のポゾラン微粉末高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末等の石粉、撥水剤、表面硬化剤等が挙げられる。急結剤(材)や急硬材(剤)も挙げられる。但し、急結剤(材)や急硬材(剤)は、その添加量が、ベース混練物が速硬性セメント混練物とならない範囲の添加量、即ち、混和(セメント、混和材及び水による混練開始)から硬化までの時間が3時間以内にはならない程度の場合である。本発明における膨張性セメント混練物の各材料の配合割合は、求められる膨張量、コンシステンシー等の性能に応じて、決定することができる。

0013

膨張性セメント混練物の製造方法は、特には、限定されない。但し、製造量均質混練性の観点から、ミキサを用いる手法が好ましい。ミキサとしては、例えば連続式ミキサバッチ式ミキサが用いられる。パンコンクリートミキサパグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサハンドミキサ左官ミキサ等が用いられる。本発明における膨張性セメント混練物は、安定した品質が得られ易い観点から、JIS A 5308「レディーミクストコンクリート」に準拠して製造されたレディーミクストコンクリート(又は未硬化のモルタル)であることが好ましい。製造された膨張性セメント混練物の品質を、当該膨張性セメント混練物を製造した者が責任を持つことが出来るからでもある。特に、JIS A 5308についてJIS認証を受けたレディーミクストコンクリート製造工場(JIS生コン工場)でJIS A 5308に準拠して製造されたレディーミクストコンクリート又は同規格に準じて製造された未硬化のモルタル(JISモルタル)であると、必要な強度、セメントの種類、コンシステンシー(スランプ又はスランプフロー値)、骨材の最大寸法等が指定されることで、必要な品質の膨張性セメント混練物を容易に入手することが出来ることから好ましい。

0014

本発明における速硬性混和材は、混和(膨張性セメント混練物(ベース混練物)及び混和材による混練)終了から硬化までの時間が3時間以内となる混和材料(例えば、急硬材)である。また、本発明に用いる速硬性混和材は、混和(膨張性セメント混練物(ベース混練物)及び混和材による混練)開始から硬化までの時間が3時間以内となる混和材料(例えば、急硬材)が初期強度が高いことから好ましい。速硬性混和材が粉体粉粒)状の混和材であると、速硬性混和材の混和量(添加量)の増減で、水セメント比が変化しないことから好ましい。

0015

本発明における速硬性混和材としては、例えばカルシウムアルミネート類アルミン酸ナトリウム仮焼明礬を含む明礬、酸化アルミニウム水酸化アルミニウム硫酸アルミニウム亜硝酸カルシウム硝酸カルシウム等の急硬性物質の群の中から選ばれる一種又は二種以上を主成分とするものが好ましい。カルシウムアルミネート類、アルミン酸ナトリウム、硫酸アルミニウムの群の中から選ばれる一種又は二種以上を主成分とするものが更に好ましい。中でもカルシウムアルミネート類を主成分とするものが特に好ましい。ここで、カルシウムアルミネート類とは、CaOをC、Al2O3をA、及びFe2O3をF、Na2OをNとして表したとき、C3A、C2A、C12A7、C5A3、CA、C3A5、又はCA2等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、C2AF及びC4AF等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶又は置換したC3A3・CaF2やC11A7・CaF2等と表示される(但し、ここにおけるFはFe2O3ではなくフッ素元素を意味する。)カルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート、C8NA3やC3N2A5等と表示されるカルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネートや、一般的に市販されているアルミナセメント超速硬セメント、並びにこれらにSiO2、K2O、Fe2O3、TiO2等が固溶又は化合したものを総称するものである。本発明における速硬性混和材としては、初期強度が高く且つ可使時間が長いことから、CaO/Al2O3モル比(C/A)が0.5〜3.0であるカルシウムアルミネート類であると、初期強度が高く且つ可使時間が長い速硬性膨張セメント混練物が得易いことから好ましい。

0016

本発明において、膨張性セメント混練物と速硬性混和材の混合に用いる混合装置としては、上記のミキサのほか、トラックアジテータが好適な例として挙げられる。膨張性セメント混練物と速硬性混和材の混合に用いる混合装置としては、Y字管直管テーパー管エルボ等の管路のみを用いることは硬化が不均一になり初期強度が充分得られ難いことから好ましくなく、駆動装置を用いた混合装置が好ましい。トラックアジテータを用いる場合は、膨張性セメント混練物をトラックアジテータのドラム内に投入した後に、当該ドラム内に速硬性混和材を添加する。その後、当該ドラムを高速回転させることで、膨張性セメント混練物と速硬性混和材を混合する。このとき、トラックアジテータのドラムを5〜15R.P.M.の範囲であると短時間に混合することができることから好ましい。

0017

本発明において、速硬性膨張セメント混練物が凝結遅延剤を含有する、即ち、速硬性膨張セメント混練物及び/又は膨張性セメント混練物に凝結遅延剤を添加することが、速硬性膨張セメント混練物の可使時間を長くすることができることから好ましい。ここで用いることのできる凝結遅延剤としては、例えばクエン酸グルコン酸リンゴ酸酒石酸などの有機酸、又はその塩、ホウ酸ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩リン酸塩炭酸ナトリウム炭酸カリウム重炭酸ナトリウム重炭酸カリウム等の無機塩、糖類などの群の中から選ばれる一種又は二種以上が挙げられる。中でも、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩アルカリ金属炭酸塩の群の中から選ばれる一種又は二種以上用いられると、速硬性膨張セメント混練物の可使時間が長く、かつ、初期強度発現が高いことから好ましい。また、凝結遅延剤が液状体(例えば、水溶液エマルジョン、懸濁液の形態)のものであると、速硬性膨張セメント混練物又は膨張性セメント混練物に添加し易いことから好ましい。

0018

[実施例1]
表1に示した配合の膨張コンクリートベースコンクリート)を強制2軸式コンクリートミキサで混練し製造した。製造した膨張コンクリートに凝結遅延剤13.5kg/m3をミキサ内に添加後30秒間混練した。その後、速硬性混和材150kg/m3をミキサ内に添加した後に120秒間混練することで、速硬性膨張コンクリート(速硬性膨張セメント混練物)を製造した。製造した速硬性膨張コンクリートの性能を各種試験を行い評価した。用いた材料を以下に示すとともに、行った試験も以下に示した。試験の環境温度は20℃とした。試験結果を表2に示した。
使用材料
・セメント(記号;C):普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
細骨材(記号;S):静岡県産砂、表乾密度2.58g/cm3
・粗骨材(記号;G):県産砕石、表乾密度2.65g/cm3
・減水剤(記号;Ad):リグニン系高性能AE減水剤
・膨張材(記号;EX):石灰系膨張材「太平洋ハイパーエクスパン」(商品名、太平洋マテリアル社製、記号;HEX)
・速硬性混和材(記号;F):カルシウムアルミネート系速硬材(市販品、カルシウムアルミネート類のC/A(モル比):1.4)
・凝結遅延剤(記号;R) :クエン酸(1級試薬)(粉末状)7質量部に水20質量部を加え溶解した水溶液
・水(記号;W):佐上水水道水
品質評価試験>
スランプ試験
JIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠し、混練直後のスランプを測定した。
凝結試験
JIS A 1147「コンクリートの凝結試験方法」に準拠し、始発時間を求めた。
圧縮強度試験
JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠し、アンボンドキャッピング材齢4時間及び材齢6時間(速硬性膨張コンクリートの混練後4時間及び6時間)における圧縮強度を測定した。
拘束膨張試験
JIS A 6202「コンクリート用膨張材付属書2に示される拘束膨張及び収縮試験方法(A法)に準拠し、拘束膨張試験を実施し、材齢7日の膨張率を求めた。

0019

0020

0021

[実施例2]
実施例1で用いた膨張材と異なる膨張材(エトリンガイト系膨張材「デンカパワーCSAタイプS」(商品名、電気化学工業社製、記号;P−CSA))を用い、実施例1と同様に速硬性膨張コンクリートを製造し、製造した速硬性膨張コンクリートについて同様に品質評価試験を行った。このとき、試験結果を表2に実施例1の結果と合わせて示した。

0022

[比較例1]
表3に示した配合のコンクリート(普通コンクリート(ベースコンクリート))を強制2軸式コンクリートミキサで混練し製造した。製造した普通コンクリートに凝結遅延剤13.5kg/m3をミキサ内に添加後(投入後)30秒間混練した。その後、速硬性混和材150kg/m3及び実施例1で用いた膨張材20/m3をミキサ内に添加した後に120秒間混練することで、速硬性膨張コンクリート(速硬性膨張セメント混練物)を製造した。製造した速硬性膨張コンクリートの性能を実施例1と同様に品質評価試験を行った。このとき、試験結果を表4に示した。

0023

0024

0025

[比較例2]
実施例2で用いた膨張材と同じ膨張材を用い、比較例1と同様に速硬性膨張コンクリートを製造し、製造した速硬性膨張コンクリートについて比較例1と同様に品質評価試験を行った。このとき、試験結果を表4に比較例1の結果と合わせて示した。

0026

[比較例3]
比較例1で用いた膨張材と同じ膨張材を用い、速硬性混和材及び膨張材を普通コンクリートに添加する前に予め乾式混合プレミックス)した。それ以外は比較例1と同様に速硬性膨張コンクリートを製造し、製造した速硬性膨張コンクリートについて比較例1と同様に品質評価試験を行った。このとき、試験結果を表4に比較例1の結果と合わせて示した。

実施例

0027

[比較例4]
比較例1で製造した普通コンクリートに、速硬性混和材(150kg/m3)のみ添加し速硬性コンクリート(速硬性セメント混練物)を製造した。製造した速硬性コンクリートについて比較例1と同様に品質評価試験を行った。このとき、試験結果を表4に比較例1の結果と合わせて示した。

0028

本発明は、土木構造物建築構造物構築又は補修、或いは機械の設置等に用いることができる。

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