JP2007314397A

JP2007314397A - スリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物およびそれを用いたスリップフォーム工法

Info

Publication number: JP2007314397A
Application number: JP2006148285A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sasaki; 崇佐々木; Minoru Morioka; 実盛岡
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】生コンプラントから出荷が可能で、ダレやハラミを生じることがなく、型枠へ付着せず、しかも、強度発現性が良好で、耐久性にも優れる、スリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物とそれを用いたスリップフォーム工法を提供する。
【解決手段】セメント、アルキルアリルスルホン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、骨材、及び水を含有してなり、単位セメント量が280〜450kg/m³であり、アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩の配合割合が質量比で10：90〜90：10であり、単位水量が165〜200kg/m³であるセメントコンクリート組成物、アルキルアリルスルホン酸塩もしくはテトラアルキルアンモニウム塩のいずれか一方を、セメント、骨材、及び水を含有してなるベースコンクリートに添加しておき、施工現場で型枠に該コンクリートを入れる直前で、もう一方を加えるスリップフォーム工法を構成とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、主に、土木・建築業界等において使用されるスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物およびそれを用いたスリップフォーム工法に関する。

近年、土木や建築分野において、合理化施工が以前にも増して重要な課題となってきている。その代表的な例として、スリップフォーム工法が挙げられる。

スリップフォーム工法とは、例えば、同一断面の連続したコンクリート構造物を対象として、締固め装置と成形装置とを備えた自走式施工機械を用い、コンクリートを所定の形状に締固め成形しながら型枠を移動させ、連続的にコンクリート構造物を構築する工法であり、工期の短縮、省力化、及びコストダウンなどの面から注目されつつあり、実施工も行われている。

スリップフォーム工法では、生コンプラントで柔らかいコンクリートを出荷し、現場でスランプの小さくなるような処置を施して、スリップフォームした後に、ダレやハラミを生じないような方法の提案が求められている。

従来より、このような方法としては、有機系の増粘剤や粘性調整剤を現場で添加する方法や、凝結促進剤を利用して、現場までコンクリートを搬送する間にスランプロスを促す方法等が提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。
しかしながら、有機系の増粘剤や粘性調整剤を現場で添加する方法では、型枠にコンクリートが付着し、成形が困難であるばかりか、仕上がりが悪く美観が損なわれるという課題があった。
また、凝結促進剤を利用する方法では、施工現場までの搬送時間が一定でないことから、現場に到着したコンクリートの流動性をスリップフォーム工法にちょうどよい程度に調整することが困難であるという課題があった。
さらに、従来法のいずれにおいても、強度発現性が損なわれるという課題があり、加えて、中性化等、耐久性にも課題が残されていた。

他方、アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩を含有する混和剤は、空洞充填材への応用（特許文献４参照）や、凍結地盤用注入材への応用（特許文献５参照）等に提案されている。

特開平０７−２４２４５５号公報特開平０８−１０９０５３号公報特開２００２−０８７８５６号公報特開２００４−０６７４５３号公報特開２００４−０９１５３５号公報

生コンプラントから出荷が可能で、スリップフォーム工法施工後にダレやハラミを生じることがなく、型枠へ付着せず、しかも、強度発現性が良好で、耐久性にも優れるスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物を提供する。

本発明は、セメント、アルキルアリルスルホン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、骨材、及び練り混ぜ水を含有してなり、単位セメント量が280〜450kg/m³であり、アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩の配合割合が質量比で10：90〜90：10であり、単位水量が165〜200kg/m³であるスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物であり、アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩の合計が、練り混ぜ水100部に対して、１〜20部である該スリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物であり、該スリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物を用いてなるスリップフォーム工法であり、アルキルアリルスルホン酸塩もしくはテトラアルキルアンモニウム塩のいずれか一方を、セメント、骨材、及び練り混ぜ水を含有してなるベースコンクリートに添加しておき、施工現場でスリップフォーム型枠に該コンクリートを入れる直前で、もう一方を加えるスリップフォーム工法であり、ベースコンクリートのスランプが８cm以上である該スリップフォーム工法である。

本発明のスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物を使用することにより、生コンプラントから出荷が可能で、スリップフォーム工法施工後に、ダレやハラミを生じることがなく、型枠へ付着せず、しかも、強度発現性が良好で、耐久性にも優れるスリップフォーム工法が得られるなどの効果を奏する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
また、本発明におけるセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、又はコンクリートを総称するものである。

本発明で使用するアルキルアリルスルホン酸塩（以下、Ａ剤という）とは、スルホン基を有する芳香族化合物又はその塩であり、ｐ-トルエルスルホン酸、スルホサリチル酸、ｍ-スルホ安息香酸、ｐ-スルホ安息香酸、ｐ-フェノールスルホン酸、ｍ-キシレン-4-スルホン酸、クメンスルホン酸、及びスチレンスルホン酸、又はこれらの塩が挙げられ、これらの二種以上を併用することも可能である。ただし、アルキルアリルスルホン酸塩が重合体である場合は、その重量平均分子量は500未満であることが好ましい。

本発明で使用するテトラアルキルアンモニウム塩（以下、Ｂ剤という）は、炭素数10〜26のアルキル基を有するものが好ましい。具体的には、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、タロートリメチルアンモニウムクロライド、タロートリメチルアンモニウムブロマイド、及び水素化タロートリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられ、これらの二種以上を併用することも可能である。これらのうち、水溶性と増粘効果の面から、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライドやオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライドの使用が好ましい。

本発明では、Ａ剤とＢ剤を併用するが、Ａ剤もしくはＢ剤のいずれか一方をベースコンクリートに添加しておき、施工現場でスリップフォーム型枠に該コンクリートを入れる直前で、もう一方を加えることが好ましい。

Ａ剤とＢ剤の使用割合は特に限定されるものではないが、通常、Ａ剤とＢ剤の割合が質量比で10：90〜90：10であることが好ましく、30：70〜70：30がより好ましい。この範囲外では、圧送性、凝結性状、及び強度発現性が悪くなる場合がある。

Ａ剤とＢ剤の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、練り混ぜ水100部に対して、１〜20部が好ましく、３〜15部がより好ましい。１部未満ではスリップフォーム後のスランプダウンが顕著でなく、コンクリートの自立性を確保することができず、ダレやハラミを生じる場合があり、20部を超えてもさらなる効果の増進が期待できず、不経済である。

本発明のスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物は、単位セメント量が280〜450kg/m³のセメント、骨材、及び単位水量が165〜200kg/m³の練り混ぜ水を含有してなるベースコンクリートと、Ａ剤とＢ剤を含有するものである。
ベースコンクリートの単位セメント量は、280〜450kg/m³であることが好ましい。単位セメント量が280kg/m³未満では、ダレやハラミを生じる場合があり、さらに、組織の多孔化に伴い、強度が低下し、中性化速度が早くなる場合もある。また、450kg/m³を超えると流動性が悪化し、型枠内にコンクリートが充分に充填されず、ジャンカが発生する場合がある。
また、単位水量は、165〜200kg/m³であることが好ましい。165kg/m³未満では、圧送性が低下する場合があり、200kg/m³を超えると、ダレやハラミを生じる場合がある。

ベースコンクリートのスランプ値は、８cm以上が好ましい。ベースコンクリートのスランプ値が８cm未満では、生コンプラントからの排出が困難になったり、現場まで搬送した後、アジテータ車からの排出が困難になる場合がある。また、現場で添加するＡ剤もしくはＢ剤の混合性が悪くなり、所要の性能が充分に引き出せない場合がある。

本発明で使用するセメントは、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や、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末等を混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）などのポルトランドセメントが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。

本発明で使用する骨材とは、細骨材や粗骨材を総称するものである。
骨材は、石灰石系やケイ石系の天然骨材のほか、各種のスラグ系骨材、比重が2.8以上の重量骨材、及び再生骨材等、いかなる骨材も使用可能である。

本発明の水/セメント比は25〜75％が好ましく、40〜60％がより好ましい。25％未満だと流動性が悪く、圧送性が低下する場合があり、70％を超えると、凝結が遅くなり、充分な強度が得られず、ジャンカの発生による中性化速度が早くなる場合がある。

本発明では、セメント、Ａ剤、Ｂ剤、骨材、及び練り混ぜ水のほかに、膨張材、急硬材、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、ポリマー、凝結調整剤、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体、高炉水砕スラグ微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、石灰石微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、及び再生骨材を製造する際に発生する再生微粉末等の混和材料等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。

以下、本発明を実施例、比較例を用いてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実験例１
表１に示す単位セメント量、単位水量で、ｓ/ａが38％のコンクリート配合を用い、スランプ値が８cmとなるように、必要に応じて減水剤を添加し、ベースコンクリートとし、練り混ぜ水100部に対して、５部のＢ剤を添加し、コンクリートを調製した。
調製したコンクリートをスリップフォーム型枠に充填する直前に、Ａ剤を練り混ぜ水100部に対して、５部加えて攪拌しながらスリップフォーム成形時の型枠へ充填した。
型枠へ充填するコンクリートのスランプを測定し、コンクリートの型枠へのくっつき具合、ダレやハラミの有無を観察し、圧縮強度と中性化深さを測定した。比較のために、従来のスリップフォーム工法用混和剤についても同様に行った。結果を表１に併記する。

＜使用材料＞
セメント：市販の普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積値3,300cm²/g
Ａ剤：アルキルアリルスルホン酸塩、市販品
Ｂ剤：テトラアルキルアンモニウム塩、市販品
従来品ａ：従来のスリップフォーム工法用混和剤、ウェランガム系増粘剤
従来品ｂ：従来のスリップフォーム工法用混和剤、糖アルコール28.5％、リグニンスルホン酸塩66.5％、天然多糖類のキサンタンガム5.0％を含有
細骨材：新潟県姫川産、比重2.62
粗骨材：新潟県姫川産、比重2.64
減水剤：リグニン系減水剤、ポゾリス物産、ポゾリスNo.７０
練り混ぜ水：水道水

＜測定方法＞
スランプ：JIS A 1101に準じて測定。
型枠へのくっつき具合：スリップフォーム型枠に充填した後の型枠へのくっつき具合を観察し、型枠にコンクリートが付着せず、美観に優れるものは「良好」とし、型枠に付着し、美観が損なわれるものを「不良」とした。
ダレやハラミの有無：成型後のコンクリート側面のダレやハラミの有無を観察するとともに、ジャンカの有無も確認し、型枠脱型時のコンクリートの高さ方向の沈下量が型枠充填時に比べ20％を超える場合を「有」とし、15〜20％の場合を「少し有」とし、15％未満を「無」とした。
圧縮強度：10cmφ×20cmの円柱供試体を作製し、JIS A 1108に準じて、材齢４週後の強度を測定。
中性化深さ：中性化抵抗性の評価、20℃、RH55％、CO₂濃度10％の環境下で促進中性化を４週間施し、コンクリート供試体断面の赤変しなかった部分を中性化深さと見なし、ノギスで８点測定して平均値を求めた。

実験例２
コンクリートの配合を単位セメント量350kg/m³、単位水量175kg/m³、及びｓ/ａが38％で一定とし、Ａ剤とＢ剤の合計を、練り混ぜ水100部に対して10部とし、Ａ剤とＢ剤の使用割合を表２に示すように変えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

実験例３
コンクリートの配合を単位セメント量350kg/m³、単位水量175kg/m³、及びｓ/ａ38％とし、Ａ剤とＢ剤の使用割合を50対50とし、練り混ぜ水100部に対するＡ剤とＢ剤の使用量を表３に示すように変えたこと以外は実験例２と同様に行った。結果を表３に併記する。

実験例４
コンクリートの配合を単位セメント量350kg/m³、単位水量175kg/m³、ｓ/ａ38％、Ａ剤とＢ剤の使用割合を50対50とし、練り混ぜ水100部に対して、Ａ剤とＢ剤の合計を10部で一定とし、Ａ剤とＢ剤の投入順序を変えたこと以外は実験例２と同様に行った。結果を表４に併記する。

実験例５
コンクリートの配合を単位セメント量350kg/m³、単位水量175kg/m³、ｓ/ａ38％、Ａ剤とＢ剤の使用割合を50対50とし、練り混ぜ水100部に対して、Ａ剤とＢ剤の合計を10部で一定としベースコンクリートのスランプ値が表５に示すように必要に応じて減水剤を添加したこと以外は実験例２と同様に行った。結果を表５に併記した。

生コンプラントから出荷が可能で、スリップフォーム後にダレやハラミを生じることがなく、型枠へくっつかず、しかも、強度発現性が良好で、耐久性にも優れるスリップフォーム工法に好適である。

Claims

セメント、アルキルアリルスルホン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、骨材、及び練り混ぜ水を含有してなり、単位セメント量が280〜450kg/m³であり、アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩の配合割合が質量比で10：90〜90：10であり、単位水量が165〜200kg/m³であるスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物。
アルキルアリルスルホン酸塩とテトラアルキルアンモニウム塩の合計が、練り混ぜ水100部に対して、１〜20部である請求項１に記載のスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物。
請求項１又は請求項２に記載のスリップフォーム工法用セメントコンクリート組成物を用いてなるスリップフォーム工法。
アルキルアリルスルホン酸塩もしくはテトラアルキルアンモニウム塩のいずれか一方を、セメント、骨材、及び練り混ぜ水を含有してなるベースコンクリートに添加しておき、施工現場でスリップフォーム型枠に該コンクリートを入れる直前で、もう一方を加えるスリップフォーム工法。
ベースコンクリートのスランプが８cm以上である請求項４に記載のスリップフォーム工法。