JP6327706B2

JP6327706B2 - ラテックス改質コンクリートの製造方法

Info

Publication number: JP6327706B2
Application number: JP2014123062A
Authority: JP
Inventors: 度連郭; 洋朗高橋
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-06-16
Also published as: JP2016002673A

Description

本発明はラテックス改質コンクリートの製造方法に関する。

ラテックス改質コンクリートが提案されている。

特開平７−３１５９６１号公報

１．３．２各種コンクリート添加剤の開発経緯（http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/kagaku02/frame.htm）

上記先行技術文献にはラテックス改質コンクリートが開示されている。

しかしながら、ラテックス改質コンクリートの詳細な開示はない。ポリマー（ラテックスを含む）はポピュラーな建設材料として普及しているが、主にセメント、砂と一緒にプレミックス化されたポリマーセメントモルタルの形であった。粗骨材が加わったコンクリートになると、配合設計方法すら確立されておらず、どのタイミングで、どこで、どのようにポリマーを添加した方が最適か等の製造方法が不明である。又、製造面の煩雑さ、性能と経済性のバランスから殆ど使用されていない状況である。従って、今日に至るまで、ラテックス改質コンクリートの実用化は進んでいない。

従って、本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解決することである。ラテックスを添加するタイミング、添加場所、添加方法等を明確にすると共に、特に、適切なスランプを有し、取り扱い易い高品質なラテックス改質コンクリートを提供することである。本発明を実施することによって既存のプレミックスのモルタルタイプのものに比べ、コンクリートタイプのポリマーセメント複合体が廉価で大量に供給できることになる。

本発明は、
ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、
前記方法は、
コンクリート製造プラントでベースコンクリートが製造されるベースコンクリート製造工程と、
前記ベースコンクリート製造工程で製造されたベースコンクリートがトラックアジテータのドラムに投入されてラテックス改質コンクリート使用現場に搬送される搬送工程と、
ゴムラテックス及び凝結遅延剤が、前記ベースコンクリートが入っているドラムに投入・混練される第１投入・混練工程と、
前記第１投入・混練工程の後、速硬性セメント混和材が、前記ゴムラテックスが入っているドラムに投入・混練される第２投入・混練工程
とを具備してなり、
前記ラテックス改質コンクリートにおける粗骨材の量が５００ｋｇ／ｍ^３以上であり、
前記ゴムラテックスの量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、
前記速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部である
ことを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、
ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、
前記方法は、
コンクリート製造プラントでベースコンクリートが製造されるベースコンクリート製造工程と、
前記ベースコンクリート製造工程で製造されたベースコンクリートがラテックス改質コンクリート使用現場に搬送される搬送工程と、
ゴムラテックス及び凝結遅延剤が、前記ベースコンクリートが入っているドラムに投入・混練される第１投入・混練工程と、
前記第１投入・混練工程の後、速硬性セメント混和材が、前記ゴムラテックスが入っているドラムに投入・混練される第２投入・混練工程
とを具備してなり、
前記ラテックス改質コンクリートにおける粗骨材の量が５００ｋｇ／ｍ^３以上であり、
前記ゴムラテックスの量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、
前記速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部である
ことを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、ゴムラテックスがスチレンブタジエンゴム系ラテックスであることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、速硬性セメント混和材がカルシウムアルミネート類を主成分とする混和材であることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックス及び凝結遅延剤の量が勘案されることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックス及び凝結遅延剤に用いられる水量を予め差し引いた量の水量であることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、ラテックス改質コンクリートがＪＩＳＡ１１０１に準拠して測定されたスランプ値が８〜２４ｃｍであることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

本発明は、前記ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、好ましくは、前記ベースコンクリートのＷ／Ｃ（水セメント比）が０．０〜０．４であって、かつ第２投入・混練工程後におけるラテックス改質コンクリートのＷ／Ｃが０．２〜０．６５であることを特徴とするラテックス改質コンクリートの製造方法を提案する。

取扱性に優れたラテックス改質コンクリートが得られる。

本発明の実施形態が、以下、説明される。
本発明はラテックス改質コンクリートの製造方法である。前記製造方法は、ベースコンクリート製造工程と搬送工程と第１投入・混練工程と第２投入・混練工程とを具備する。
前記ベースコンクリート製造工程は、コンクリート製造プラントでベースコンクリートが製造される工程である。
前記搬送工程は、前記ベースコンクリート製造工程で製造されたベースコンクリートがラテックス改質コンクリート使用現場（工事現場：打設現場）に搬送される工程である。例えば、ベースコンクリートがトラックアジテータのドラムに投入されて搬送される工程である。前記ベースコンクリートは水セメント比が小さな為、前記ベースコンクリートをトラックの荷台に積んで搬送することも出来る。この場合には、トラックアジテータを用いなくても搬送できる。
前記第１投入・混練工程は、前記ベースコンクリートが入っているドラム内にゴムラテックス及び凝結遅延剤が投入されて混練される工程である。本工程で用いられるドラムは、トラックアジテータのドラムであっても良く、現場に設置されているミキサ（例えば、トラックアジテータより小型のミキサ）のドラムであっても良い。例えば、内容積が１０００Ｌ以下（好ましくは、５００Ｌ以下。更に好ましくは、２５０Ｌ以下。もっと好ましくは、２００Ｌ以下。好ましくは、５０Ｌ以上。より好ましくは、１００Ｌ以上。更に好ましくは、１５０Ｌ以上。）のドラムを持つミキサ（小型ミキサ）が用いられても良い。この段階で、ゴムラテックス及び凝結遅延剤中の水が前記ベースコンクリートに加わり、所定量の水セメント比になる。
前記第２投入・混練工程は前記第１投入・混練工程の後の工程である。前記第２投入・混練工程は、前記ゴムラテックスが入っているドラム内に速硬性セメント混和材が投入されて混練される工程である。このドラムは、基本的には、前記第１投入・混練工程で用いられたドラムである。
前記粗骨材は５００ｋｇ／ｍ^３以上である。前記粗骨材は、好ましくは、８００ｋｇ／ｍ^３以上である。前記粗骨材は、好ましくは、１５００ｋｇ／ｍ^３以下である。粗骨材の他にも、殆どの場合、細骨材を含有する。前記細骨材の量は、好ましくは、６００〜１５００ｋｇ／ｍ^３である。
前記ゴムラテックス（ゴムラテックスの固形分）の量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部である。好ましくは、１０質量部以上である。好ましくは、２０質量部以下である。前記ゴムラテックスは、好ましくは、スチレンブタジエンゴム系ラテックスである。
前記速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部である。好ましくは、３０質量部以上である。好ましくは、７０質量部以下である。前記速硬性セメント混和材は、好ましくは、カルシウムアルミネート類を主成分とする混和材である。
前記凝結遅延剤の量は、前記セメント１００質量部に対して、好ましくは、０．１〜４質量部である。より好ましくは、０．３質量部以上である。より好ましくは、３質量部以下である。
ベースコンクリートのＷ／Ｃ（水セメント比）は、好ましくは、０．０〜０．４である。より好ましくは０．１以上である。より好ましくは０．３以下である。ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、好ましくは、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックスの量が勘案される。すなわち、ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックスの量を予め差し引いた量の水量である。このため、ベースコンクリートの搬送段階では、Ｗ／Ｃは小さく、ベースコンクリートの流動性は低い。第１投入・混練工程後および第２投入・混練工程後におけるＷ／Ｃは、好ましくは、０．２〜０．６５である。より好ましくは０．２５以上である。より好ましくは０．５以下である。前記ラテックス改質コンクリートのスランプ値（ＪＩＳ
Ａ１１０１に準拠して測定されたスランプ値）は、８〜２４ｃｍであった。特に１２ｃｍ以上であった。特に２２ｃｍ以下であった。

本発明で用いられるセメントは、好ましくは、速硬性を有さない水硬性セメントである。速硬性を有さない水硬性セメントとは、混練開始から硬化までの時間が、例えば３時間を越えるものが挙げられる。例えば、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が挙げられる。エコセメントが挙げられる。前記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が混合された各種の混合セメントが挙げられる。前記セメントの一種であっても、二種以上のものであっても良い。カルシウムアルミネート類などの急硬成分を含有する急硬性セメントも速硬性を有さなければ、即ち、混練開始から硬化までの時間が３時間以内でなければ使用できる。太平洋セメント社製「ジェットセメント」（商品名）や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等の超速硬セメントは含まれない。速硬性を有する水硬性セメントであっても、凝結遅延剤との併用で速硬性を有さなければ使用できる。

本発明で用いられるゴムラテックスには、天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックスがある。合成ゴムラテックスとしては、例えば、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸メチルブタジエンゴムなどが挙げられる。この中でスチレンブタジエンゴムが好ましい。

本発明にあっては、前記成分の他にも、必要に応じて、或いは本発明の特長が損なわれない程度において、各種の紛体（粉末）状の混和材や骨材の群の中から選ばれる一種又は二種以上の成分が含まれていても良い。この種の混和材としては、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、膨張材、収縮低減剤、セメント用ポリマー（ゴムラテックス以外）、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。骨材としては、例えば川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材などが挙げられる。

速硬性セメント混和材（例えば、粉体状速硬性セメント混和材）は、混和から硬化までの時間が３時間以内となる粉体（粉粒）状の材（例えば、急硬材）である。好ましくは、混和から硬化までの時間が１０分以上である。速硬性セメント混和材（例えば、粉体状速硬性セメント混和材）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かった。尚、カルシウムアルミネート類には、ＣａＯをＣ、Ａｌ_２Ｏ_３をＡ、Ｎａ_２ＯをＮ、Ｆｅ_２Ｏ_３をＦで表示した場合、Ｃ_３Ａ，Ｃ_２Ａ，Ｃ_１２Ａ_７，Ｃ_５Ａ_３，ＣＡ，Ｃ_３Ａ_５又はＣＡ_２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、Ｃ_２ＡＦ，Ｃ_４ＡＦ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Ｃ_３Ａ_３・ＣａＦ_２やＣ_１１Ａ７・ＣａＦ_２等と表示され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、Ｃ_８ＮＡ_３やＣ_３Ｎ_２Ａ_５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、アウイン（３ＣａＯ・３Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＳＯ_４）等のカルシウムサルホアルミネート、アルミナセメント、太平洋セメント社製「ジェットセメント」（商品名）や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等の超速硬セメント、並びにこれらにＳｉＯ_２，Ｋ_２Ｏ，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２等が固溶又は化合したもの等が含まれる。

粉体状速硬性セメント混和材には、上記の急硬性物質以外にも、セメント、混和材（混和剤）等の添加材の一種又は二種以上が本発明の特長が損なわれない範囲で併用されても良い。この種の添加材としては、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、速硬性を有してない水硬性セメント、凝結遅延剤、強度促進材、再乳化粉末樹脂、発泡剤、起泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤、消泡剤、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石粉、シリカフューム、火山灰等が挙げられる。特に、セメント分散剤が併用されると、粉体状速硬性セメント混和材混合によるコンシステンシーの低下を抑えることが出来ることから好ましい。粉体状速硬性セメント混和材とセメントとの合計１００質量部に対して、０．０２〜２質量部のセメント分散剤が併用された場合、粉体状速硬性セメント混和材混合後の速硬性セメント混練物のコンシステンシーが添加前のベース混練物のコンシステンシーとほぼ同じ又は高まることから好ましい。硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられた場合、強度が高まることから好ましい。

ミキサのドラムの回転によりラテックス改質コンクリートが製造される際、ドラムは３〜２０ｒ．ｐ．ｍ．（より好ましくは、５〜１５ｒ．ｐ．ｍ．）で回転することが好ましい。３ｒ．ｐ．ｍ．以上とした場合、混練がスムーズに行われる。更に、ラテックス改質コンクリートの製造完了から硬化するまでの時間が短くなったり、或いはドラム内で硬化してしまうと言った恐れがなくなる。その結果、ラテックス改質コンクリートの打設を行えなくなると言った問題が起きない。２０ｒ．ｐ．ｍ．以下の場合には、混練物がドラムの内壁からスムーズに落下した。従って、混練が不充分となる恐れが解消された。ドラムの回転数を高くし過ぎた場合、エンジンの回転数を高くしなければならず、経済的で無い。かつ、ＣＯ_２排出量が増える。ドラム回転による混合時間は、好ましくは、１〜１５分である。１５分を越えて長すぎた場合、ラテックス改質コンクリート製造後から打設可能な時間が短くなり、経済的では無い。かつ、ＣＯ_２排出量が増える。逆に、１分未満の短すぎた場合には、混練が不充分となる虞が有る。

凝結遅延剤は水硬性セメントの凝結に遅延作用を及ぼす。凝結遅延剤は、液状のもの、粉体状のものいずれでも構わないが、液状のものが好ましい。凝結遅延剤が液状のものを好ましいとしたのは、遅延効果が速やかに得られるからである。このような液状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を含む液状（例えば、水溶液、エマルジョン、懸濁液の形態）のものが挙げられる。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を含む水溶液が用いられると、ラテックス改質コンクリートの可使時間が長く、かつ、初期の強度発現が高いことから好ましい。ラテックス改質コンクリートの可使時間や初期強度発現性の観点から、液状凝結遅延剤中の有効成分が、ラテックス改質コンクリートに含まれる粉体状速硬性セメント混和材とセメントとの合計１００質量部に対して、０．０５〜２．０質量部であるよう液状凝結遅延剤が投入されることが好ましい。

以下、更に具体的な実施例が説明される。但し、本発明は以下の実施例によって限定されるものでは無い。

ベースコンクリートがコンクリート製造プラントで製造された。このベースコンクリートに用いられたセメントは普通ポルトランドセメントであった。セメント量は３５０ｋｇ／ｍ^３であった。水量は５５ｋｇ／ｍ^３であった。粗骨材量は９８３ｋｇ／ｍ^３であった。細骨材量は７６６ｋｇ／ｍ^３であった。水セメント比は０．１６であった。

前記ベースコンクリートが、トラックアジテータ（ドラム容量８．９ｍ^３；最大混合容量４．５ｍ^３）によって、工事現場（ラテックス改質コンクリート打設現場）に、搬送された。

前記ドラム内に、スチレンブタジエンゴム系ラテックス（固形分量：５４ｋｇ／ｍ^３、水分量：６６ｋｇ／ｍ^３）及び凝結遅延剤（３．５ｋｇ／ｍ^３）が投入された。そして、２分間に亘る混練後に、速硬性セメント混和材（カルシウムアルミネート類を主成分とする混和材）が、前記ドラムに投入され、３分間に亘って混練が行われた。最終的なラテックス改質コンクリート（ラテックス改質速硬コンクリート）の水セメント比は０．３５であった。

上記のようにして得られたゴムラテックス改質コンクリートの諸特性（スランプ値、空気量、圧縮強度、曲げ強度、乾燥収縮、質量変化率など）が表に示される。得られたゴムラテックス改質コンクリートは、取扱い易く、速硬性を有する高品質のコンクリートであった。

表

Claims

ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、
前記方法は、
コンクリート製造プラントでベースコンクリートが製造されるベースコンクリート製造工程と、
前記ベースコンクリート製造工程で製造されたベースコンクリートがトラックアジテータのドラムに投入されてラテックス改質コンクリート使用現場に搬送される搬送工程と、
ゴムラテックス及び凝結遅延剤が、前記ベースコンクリートが入っているドラムに投入・混練される第１投入・混練工程と、
前記第１投入・混練工程の後、速硬性セメント混和材が、前記ゴムラテックスが入っているドラムに投入・混練される第２投入・混練工程
とを具備してなり、
前記ラテックス改質コンクリートにおける粗骨材の量が５００ｋｇ／ｍ^３以上であり、
前記ゴムラテックスの量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、
前記速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部であり、
前記ベースコンクリートのＷ／Ｃが０．１〜０．３であって、かつ、第２投入・混練工程後におけるラテックス改質コンクリートのＷ／Ｃが０．２〜０．５であり、
前記ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックス及び凝結遅延剤に用いられる水量を予め差し引いた量の水量である
ラテックス改質コンクリートの製造方法。
ラテックス改質コンクリートの製造方法であって、
前記方法は、
コンクリート製造プラントでベースコンクリートが製造されるベースコンクリート製造工程と、
前記ベースコンクリート製造工程で製造されたベースコンクリートがラテックス改質コンクリート使用現場に搬送される搬送工程と、
ゴムラテックス及び凝結遅延剤が、前記ベースコンクリートが入っているドラムに投入・混練される第１投入・混練工程と、
前記第１投入・混練工程の後、速硬性セメント混和材が、前記ゴムラテックスが入っているドラムに投入・混練される第２投入・混練工程
とを具備してなり、
前記ラテックス改質コンクリートにおける粗骨材の量が５００ｋｇ／ｍ^３以上であり、
前記ゴムラテックスの量は、前記セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、
前記速硬性セメント混和材の量は、前記セメント１００質量部に対して、１０〜１００質量部であり、
前記ベースコンクリートのＷ／Ｃが０．１〜０．３であって、かつ、第２投入・混練工程後におけるラテックス改質コンクリートのＷ／Ｃが０．２〜０．５であり、
前記ベースコンクリート製造工程で投入される水量は、第１投入・混練工程で投入されるゴムラテックス及び凝結遅延剤に用いられる水量を予め差し引いた量の水量である
ラテックス改質コンクリートの製造方法。
ゴムラテックスがスチレンブタジエンゴム系ラテックスである
請求項１又は請求項２のラテックス改質コンクリートの製造方法。
速硬性セメント混和材がカルシウムアルミネート類を主成分とする混和材である
請求項１〜請求項３いずれかのラテックス改質コンクリートの製造方法。
ラテックス改質コンクリートはＪＩＳＡ１１０１に準拠して測定されたスランプ値が８〜２４ｃｍである
請求項１〜請求項４いずれかのラテックス改質コンクリートの製造方法。