特許 6754608 レディーミクストコンクリートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6754608

(24)【登録日】2020年8月26日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】レディーミクストコンクリートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B28C 7/04 20060101AFI20200907BHJP

   C04B 28/02 20060101ALI20200907BHJP

   C04B 24/26 20060101ALI20200907BHJP

   C08F 220/28 20060101ALI20200907BHJP

   C08F 290/06 20060101ALI20200907BHJP

   C04B 103/30 20060101ALN20200907BHJP

【ＦＩ】

   B28C7/04

   C04B28/02

   C04B24/26 F

   C04B24/26 B

   C08F220/28

   C08F290/06

   C04B103:30

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-90397(P2016-90397)

(22)【出願日】2016年4月28日

(65)【公開番号】特開2017-196828(P2017-196828A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2019年3月20日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】000210654

【氏名又は名称】竹本油脂株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】桜井 邦昭

(72)【発明者】

【氏名】平田 隆祥

(72)【発明者】

【氏名】岡田 和寿

(72)【発明者】

【氏名】梶原 教裕

【審査官】 小野 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−０７０２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０５８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０４８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１０６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００１４７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｃ ７／０４

Ｃ０４Ｂ ２４／２６

Ｃ０４Ｂ ２８／０２

Ｃ０８Ｆ ２２０／２８

Ｃ０８Ｆ ２９０／０６

Ｃ０４Ｂ １０３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレッシュ状態のレディーミクストコンクリートに混和剤を後添加するレディーミクストコンクリートの製造方法であって、
前記混和剤は、一般式（Ｉ）で示される２種類の単量体Ａから形成された構成単位を有する重合体を含み、
前記重合体は、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．１重量％未満であり、
前記２種類の単量体Ａのうち、一方はｎ＝１であり、他方はｎ＝１０〜１１５の整数であることを特徴とするレディーミクストコンクリートの製造方法。
一般式（Ｉ）

【化1】

一般式（Ｉ）においてＲ¹，Ｒ²は水素原子またはメチル基であり、Ｒ³は水素原子、メチル基またはＣＯＯＭである。Ｍは水素原子、アンモニウム、アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれる１種または２種以上である。ｐは０〜２の整数であり、ｑは０または１である。ＡＯは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基である。Ｒ⁴は、水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レディーミクストコンクリートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レディーミクストコンクリート（以下、単にコンクリートという）は、練混ぜ後から時間が経過するにつれて流動性が低下する。練混ぜ後のコンクリートは速やかに打ち込むことが基本であることから、現場に近い生コン工場を選定したり、荷卸しから打ち込みまでの場内運搬をできるだけ短くしたりしている。しかしながら、現場の近くに生コン工場がなく場外運搬時間が長くなってしまうケースや、場内運搬に過度な時間を要する施工事例も増加している。さらに、夏期においては、コンクリート温度が高く、時間の経過に伴う流動性の低下も大きくなる。

【0003】

コンクリートの練混ぜから打ち込みまでに長い時間がかかる場合、次の対策が考えられる。まず、練混ぜから打ち込みまでの流動性の低下量を見込んで、練混ぜ時における流動性を上げ越しすることが考えられる。例えば、流動化剤を添加して流動性を増大させ、打ち込み時における流動性を確保することが考えられる。しかしながら、この方法では、セメント量が増加して温度ひび割れが生じたり、配合設計が複雑になったりしてしまう。また、一時的に流動性が増大するが、流動性の保持効果が小さく時間の経過と共に流動性の低下が顕著になる。

【0004】

また、ＡＥ減水剤や高性能ＡＥ減水剤について遅延形のタイプを選択し、流動性の低下を緩和させることが考えられる。しかしながら、遅延形のタイプを選択しても、遅延し得る時間には限界があり、十分な遅延時間を確保し難いという問題が生じる。

【0005】

さらに、練り混ぜ時に凝結遅延剤を添加し、コンクリートの硬化を遅らせることで、流動性の低下を緩和させることが考えられる。しかしながら、凝結遅延剤の添加量が過多になってコンクリートの硬化が遅延してしまう。また、ブリーディング水が発生したり、硬化後に強度低下が発現したりしてしまう。

【0006】

このような観点から、混和剤の構成成分について検討がなされている。例えば、特許文献１には、粘性調整成分を含む一液型の流動化剤を作製し、フレッシュ状態のコンクリートに後添加することで、ベースのコンクリートと同等の硬化性状を有し、高い流動性及び充分な材料分離抵抗性を有する流動化コンクリートの製造方法が記載されている。

【0007】

すなわち、この特許文献１には、スランプ値が１５〜２１ｃｍであるベースコンクリートを作製し、作製から５〜１８０分の時間の経過によってスランプ値が１２ｃｍ〜２１ｃｍとなったベースコンクリートに、粘性調整成分一液型コンクリート用流動化剤を添加して練り混ぜることで、スランプフロー値が３５〜６５ｃｍの流動化コンクリートを得ることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１４−９４８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、用途によっては、コンクリートの硬化を過度に遅延させず、かつ、ブリーディング水の発生を抑えつつ、コンクリートの流動化状態（スランプ値）を長時間に亘って所定範囲内に収めたい場合がある。

【0010】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、練り混ぜ直後におけるコンクリートの流動化状態を、長時間に亘って維持することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成するため、本発明は、フレッシュ状態のレディーミクストコンクリートに混和剤を後添加するレディーミクストコンクリートの製造方法であって、前記混和剤は、一般式（Ｉ）で示される下記の単量体Ａから形成された構成単位を有する重合体を含むことを特徴とする。

【0012】

【化1】

【0013】

一般式（Ｉ）においてＲ^１，Ｒ^２は水素原子またはメチル基であり、Ｒ^３は水素原子、メチル基またはＣＯＯＭである。Ｍは水素原子、アンモニウム、アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれる１種または２種以上である。ｐは０〜２の整数であり、ｑは０または１である。ＡＯは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基であり、ｎは０〜３００の整数である。Ｒ^４は、ｎ＝０のときは炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基であり、ｎ＝１〜３００のときは水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基である。

【0014】

前述の製造方法において、前記重合体は、重合体に含まれるカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．１重量％未満であることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、練り混ぜ直後におけるコンクリートの流動化状態を、長時間に亘って維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】使用材料を表形式で示す図である。

【図2】今回の試験に使用した混和剤ａｄ２及び混和剤ａｄ３の具体例を表形式で示す図である。

【図3】ベースコンクリートの配合を表形式で示す図である。

【図4】実施例１、２及び比較例１の配合を表形式で示す図である。

【図5】試験結果を表形式で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、フレッシュ状態のコンクリートに後添加されるコンクリート用の混和剤として、一般式（Ｉ）で示される下記の単量体Ａから形成された構成単位を有する重合体を含むものを用いることで、コンクリートの硬化を過度に遅延させず、かつ、ブリーディング水の発生を抑えつつ、コンクリートのスランプ値を長時間に亘って所定範囲内に収めることができるという着想を得た。

【0018】

【化2】

【0019】

一般式（Ｉ）においてＲ^１，Ｒ^２は水素原子またはメチル基であり、Ｒ^３は水素原子、メチル基またはＣＯＯＭである。Ｍは水素原子、アンモニウム、アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれる１種または２種以上である。ｐは０〜２の整数であり、ｑは０または１である。ＡＯは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基であり、ｎは０〜３００の整数である。Ｒ^４は、ｎ＝０のときは炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基であり、ｎ＝１〜３００のときは水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基である。

【0020】

この着想を確認すべく、実施例及び比較例となる複数種類のサンプルを作製し、スランプ試験等を行った。これらの試験の説明に先立ち、使用材料について説明する。

【0021】

図１に示すように、今回の試験では、セメント（Ｃ）として、普通ポルトランドセメントを用いた。この普通ポルトランドセメントは、密度が３．１６ｇ／ｃｍ^３である。細骨材（Ｓ）として、陸砂を用いた。この陸砂は、表乾密度が２．６１ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．７３％、粗粒率２．６０、実績率６４．３％である。粗骨材（Ｇ）として、砕石２００５を用いた。この砕石２００５は、表乾密度が２．６５ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．８９％、実積率５８．２％である。

【0022】

混和剤はａｄ１〜ａｄ３の３種類を用いた。混和剤ａｄ１はＡＥ減水剤（標準形，Ｉ種）であり、有機酸系誘導体と芳香族高分子化合物を主成分とするものである。混和剤ａｄ２及びａｄ３は特殊混和剤である。混和剤ａｄ２は、単量体Ａから形成された構成単位を有する重合体である。混和剤ａｄ３は、単量体Ａから形成された構成単位と、単量体Ｂから形成された構成単位を有する重合体である。

【0023】

単量体Ａは、一般式（Ｉ）に示す構造の重合体の単位物質である。

【化3】

【0024】

一般式（Ｉ）においてＲ^１，Ｒ^２は水素原子またはメチル基であり、Ｒ^３は水素原子、メチル基またはＣＯＯＭである。Ｍは水素原子、アンモニウム、アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれる１種または２種以上である。ｐは０〜２の整数であり、ｑは０または１である。ＡＯは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基であり、ｎは０〜３００の整数である。Ｒ^４は、ｎ＝０のときは炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基であり、ｎ＝１〜３００のときは水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数１〜２２の脂肪族アシル基である。

【0025】

また、単量体Ｂは、少なくとも１種類のカルボン酸またはその塩からなる。具体的には、単量体Ｂは、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）イタコン酸及びそれらの塩から選ばれる１種又は２種以上からなる。後述するように、今回の試験に用いた混和剤ａｄ３は、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．０８％のものとした。なお、今回の試験に用いた混和剤ａｄ２は、単量体Ｂを含有せず、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０％のものとした。

【0026】

図２に示すように、今回の試験では混和剤ａｄ２及び混和剤ａｄ３として、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液にてｐＨを６に調整した２種類の重合体Ｐ１及びＰ２を単独で用いた。以下、重合体Ｐ１及びＰ２について説明する。

【0027】

重合体Ｐ１は、２種類の単量体Ａを重合させた重合体である。１種類目の単量体Ａは、一般式（Ｉ）におけるＲ^１が水素原子、Ｒ^２がメチル基、Ｒ^３が水素原子、Ｒ^４が水素原子、ｐ＝０、ｑ＝１、ＡＯがエチレンオキシド１１３個及びプロピレンオキシド２個、ｎ＝１１５である。２種類目の単量体Ａは、一般式（Ｉ）におけるＲ^１が水素原子、Ｒ^２が水素原子、Ｒ^３が水素原子、Ｒ^４が水素原子、ｐ＝０、ｑ＝１、ＡＯがエチレンオキシド、ｎ＝１である。重合体Ｐ１の質量平均分子量は４００００である。なお、重合体Ｐ１は、単量体Ｂを含有せず、重合体のカルボン酸及びその塩の量は酢酸換算で０％である。

【0028】

重合体Ｐ２は、２種類の単量体Ａと１種類の単量体Ｂを重合させた重合体である。１種類目の単量体Ａは、一般式（Ｉ）におけるＲ^１が水素原子、Ｒ^２がメチル基、Ｒ^３が水素原子、Ｒ^４がメチル基、ｐ＝０、ｑ＝１、ＡＯがエチレンオキシド、ｎ＝１０である。２種類目の単量体Ａは、一般式（Ｉ）におけるＲ^１が水素原子、Ｒ^２が水素原子、Ｒ^３が水素原子、Ｒ^４が水素原子、ｐ＝０、ｑ＝１、ＡＯがエチレンオキシド、ｎ＝１である。単量体Ｂはアクリル酸である。重合体Ｐ２の質量平均分子量は３７０００である。重合体のカルボン酸及びその塩の量は酢酸換算で０．０８％である。

【0029】

次に、今回の試験に用いたベースコンクリートの配合について説明する。図３に示すように、今回の試験では、単位量（１ｍ^３）あたり、水を（Ｗ）１７５ｋｇ、セメント（Ｃ）を３１８ｋｇ、細骨材（Ｓ）を８１６ｋｇ、粗骨材（Ｇ）を９７２ｋｇ用いた。これにより、水セメント比（Ｗ／Ｃ）５５．０％、細骨材率（ｓ／ａ）４６．０％となる。また、ＡＥ減水剤である混和剤ａｄ１を、セメントの０．７５重量％添加した。

【0030】

次に、今回の試験に用いた各サンプルについて説明する。図４に示すように、今回の試験では、実施例１、２及び比較例１からなる３種類のサンプルを用いた。

【0031】

実施例１では、混和剤ａｄ２として重合体Ｐ１を用いた。実施例１では、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０％となる。そして、ベースコンクリートの練り混ぜ完了から３０分経過時点のスランプを測定した後、３５分のスランプを測定するまでの期間に、濃度が２０重量％とされた溶液状の混和剤ａｄ２を、セメント量の０．５０％添加した。

【0032】

実施例２では、混和剤ａｄ３として重合体Ｐ２を用いた。実施例２では、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．０８％となる。なお、実施例２に関し、その他は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

【0033】

比較例１は、混和剤ａｄ２及び混和剤ａｄ３を添加しないサンプルである。言い換えれば、ベースコンクリートそのもので作製したサンプルである。

【0034】

今回の試験では、実施例１、２及び比較例１の各サンプルに対して、スランプ、空気量、ブリーディング率及び圧縮強度の測定を行った。

【0035】

サンプル作製時の練り混ぜには、公称容量６０Ｌの強制二軸ミキサを用いた。具体的には、このミキサに対して、１／２量の細骨材、セメント、１／２量の細骨材、粗骨材の順で投入し、１０秒間混合した。その後、水と混和剤ａｄ１（ＡＥ減水剤）をミキサに投入し、６０秒間混合して排出した。２往復切り返し、練り混ぜ５分後のスランプを測定した。スランプの測定は、ＪＩＳ Ａ １１０１：２００７「コンクリートのスランプ試験方法」によった。

【0036】

経時変化は静置法とし、測定前に２往復切り返しを行ってスランプを測定した。実施例１及び２では、前述した期間に混和剤ａｄ２または混和剤ａｄ３を添加してスランプを測定した。混和剤ａｄ２及び混和剤ａｄ３の添加に際しては、フレッシュ状態の各サンプルをミキサに戻した。そして、混和剤の添加後に３０秒間練り混ぜを行い、２往復切り返しを行ってスランプを測定した。

【0037】

空気量の測定は、ＪＩＳ Ａ １１２８：２００５「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」によった。ブリーディング率の測定は、ＪＩＳ Ａ １１２３：２００３「コンクリートのブリーディング試験方法」によった。圧縮強度の測定に際し、ＪＩＳ Ａ １１３２：２００６「コンクリート強度試験用供試体の作り方」によりφ１０×２０ｃｍの供試体を作製し、ＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」によって圧縮強度を測定した。

【0038】

測定結果について説明する。図５は、実施例１、２及び比較例１の各サンプルにおけるスランプ、空気量、ブリーディング率及び圧縮強度の測定結果である。なお、各サンプルにおいてコンクリート温度は１９℃である。室温平均は２０℃である。

【0039】

スランプについて説明する。実施例１のサンプルにおけるスランプは、５分で１９．０ｃｍ、３０分経過時で１７．０ｃｍ、３５分経過時（混和剤ａｄ２添加後）で１９．０ｃｍ、６０分経過時で１９．０ｃｍ、９０分経過時で１８．５ｃｍ、１２０分経過時で１８．０ｃｍ、１５０分経過時で１６．５ｃｍ、１８０分経過時で１４．０ｃｍ、２１０分経過時で１２．５ｃｍであった。すなわち、実施例１のサンプルでは、練り混ぜ直後から１５０分までの長期間に亘ってスランプを１９．０〜１６．５ｃｍの範囲に維持でき、目標値の誤差範囲内（１８±２．５ｃｍ）とすることができた。

【0040】

実施例２のサンプルにおけるスランプは、５分で１８．５ｃｍ、３０分経過時で１７．０ｃｍ、３５分経過時（混和剤ａｄ３添加後）で１９．０ｃｍ、６０分経過時で１９．０ｃｍ、９０分経過時で１９．０ｃｍ、１２０分経過時で１７．５ｃｍ、１５０分経過時で１７．０ｃｍ、１８０分経過時で１６．０ｃｍ、２１０分経過時で１２．５ｃｍであった。すなわち、実施例２のサンプルでは、練り混ぜ直後から１８０分までの長期間に亘ってスランプを１９．０〜１６．０ｃｍの範囲に維持でき、目標値の誤差範囲内（１８±２．５ｃｍ）とすることができた。

【0041】

一方、比較例１のサンプルにおけるスランプは、５分経過時で１８．５ｃｍ、３０分経過時で１７．５ｃｍ、６０分経過時で１６．０ｃｍ、９０分経過時で１４．０ｃｍ、１２０分経過時で１２．０ｃｍ、１５０分経過時で９．０ｃｍ、１８０分経過時で８．０ｃｍ、２１０分経過時で５．５ｃｍであった。このように、比較例１のサンプルでは、混和剤ａｄ２及び混和剤ａｄ３の何れも添加されていないことから、練り混ぜ直後から６０分程度の短時間しか、スランプを目標値の誤差範囲内（１８±２．５ｃｍ）に維持できなかった。

【0042】

空気量に関しては、実施例１及び実施例２のサンプルでは５分経過時から２１０分経過時までほぼ一定の値を保っていたが、比較例１のサンプルでは、時間の経過と共に空気量が減少した。空気量の減少に伴い、コンクリートの流動性は低下し、凍結・融解に対する抵抗性も低下する。すなわち、実施例１及び実施例２のサンプルが練り混ぜ直後における流動化状態を長時間に亘って維持できることは、空気量の点からも明らかとなった。

【0043】

ブリーディング率に関しては、実施例１及び実施例２のサンプルは、それぞれ２．０％、１．７％である一方、比較例１のサンプルは、４．４％と実施例に比べ高い値であることから、混和剤の使用によりブリーディング量を抑制できることが確認できた。

【0044】

練り混ぜから２４時間経過後の圧縮強度に関しては、実施例１或いは実施例２と比較例との間に大きな違いはなく、混和剤の使用が圧縮強度の低下を招かないことが確認できた。

【0045】

以上の結果を総括すると、今回の試験では、実施例１及び実施例２のサンプルにおいて、練り混ぜ直後からスランプを、少なくとも１５０分に亘って目標値の誤差範囲内（１８±２．５ｃｍ）に維持できることが確認できた。すなわち、単量体Ａを含む混和剤ａｄ２（単量体Ｂを含まない混和剤）で重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０％、または単量体Ｂを含み重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．０８％のものを用いることで、スランプを目標値の誤差範囲内に維持できることが確認できた。

【0046】

ここで、実施例１と実施例２について検討する。混和剤ａｄ２または混和剤ａｄ３の添加後におけるスランプ（３５分経過時）が、実施例１のサンプル（酢酸換算量０％）では１９．０ｃｍであり、実施例２のサンプル（酢酸換算量０．０８％）でも同様に１９．０ｃｍであった。そしてこれらのサンプルでは、練り混ぜから少なくとも１５０分までの長時間に亘ってスランプ値を目標値の誤差範囲内に維持できた。これらを考慮すると、酢酸換算量０．１％未満の混和剤であれば、スランプを長時間に亘って目標値の誤差範囲内に維持できると考えられる。

【0047】

以上より、混和剤としては、単量体Ａ単独のもの、或いは、単量体Ａ及び単量体Ｂを含み、重合体のカルボン酸及びその塩の量が酢酸換算で０．１％未満のものを用いることができるといえる。

【0048】

なお、上記実施例において混和剤の添加は、ベースコンクリートの練り混ぜ完了から３０分経過時点のスランプを測定した後、３５分のスランプを測定するまでの期間に行っているがこれに限られない。たとえば、練り混ぜ完了から３０分より前の早期に添加してもよく、複数回に分けて添加してもよい。また、混和剤は、一般的な凝固遅延剤や流動化剤と併用することを妨げるものではない。

【0049】

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】