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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022025634
(43)【公開日】2022-02-10
(54)【発明の名称】コンクリートのひび割れ低減方法
(51)【国際特許分類】
C04B 24/32 20060101AFI20220203BHJP
C04B 28/02 20060101ALI20220203BHJP
B28C 7/04 20060101ALI20220203BHJP
B28B 11/04 20060101ALI20220203BHJP
C04B 103/60 20060101ALN20220203BHJP
【ＦＩ】
C04B24/32 Z
C04B28/02
B28C7/04
B28B11/04
C04B103:60
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020128572
(22)【出願日】2020-07-29
(71)【出願人】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000232508
【氏名又は名称】日本道路株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(71)【出願人】
【識別番号】301031392
【氏名又は名称】国立研究開発法人土木研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(72)【発明者】
【氏名】島影 亮司
(72)【発明者】
【氏名】岸良 竜
(72)【発明者】
【氏名】丸田 浩
(72)【発明者】
【氏名】藤井 洋志
【テーマコード（参考）】
4G055
4G056
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G055AA01
4G055BA32
4G056AA06
4G056CB32
4G112PB36
4G112PC14
(57)【要約】
【課題】本発明は、コンクリートのひび割れを低減する効果が高いコンクリートのひび割れ低減方法を提供する。
【解決手段】本発明は、コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間に、収縮低減剤をコンクリートの表面に施工するコンクリートのひび割れ低減方法であり、好ましくは、コンクリートの表面１ｍ2あたり、収縮低減剤を３０～２００ｇ施工するコンクリートのひび割れ低減方法である。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間に、収縮低減剤をコンクリートの表面に施工するコンクリートのひび割れ低減方法であり、好ましくは、コンクリートの表面１ｍ2あたり、収縮低減剤を３０～２００ｇ施工するコンクリートのひび割れ低減方法である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間に、収縮低減剤をコンクリートの表面に施工する、コンクリートのひび割れ低減方法。
【請求項2】
コンクリートの表面１ｍ2あたり、収縮低減剤を３０～２００ｇ施工する、請求項１に記載のコンクリートのひび割れ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、収縮低減剤を用いて、コンクリートの打設直後から早期に発生するコンクリートのひび割れを低減する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリートの打設後、まだコンクリートが十分に硬化していないプラスティックな状態でコンクリート表面が乾燥すると、該表面に不規則なひび割れが発生する場合がある。このひび割れはプラスティックひび割れと呼ばれ、混練水の急激な蒸発によるコンクリートの乾燥収縮が主な原因である。そのため、プラスティックひび割れは、ブリーディングが少ないコンクリートで発生し易く、特に、コンクリート舗装では施工直後から発生する場合がある。
【0003】
コンクリートのプラスティックひび割れを低減する方法として、一般に、コンクリート表面に養生剤を塗布する方法がある。例えば、特許文献１には、樹脂やパラフィン類が有機溶剤に溶解した膜養生剤（請求項１）と、これを施工後のコンクリート表面に塗布して皮膜を形成し、コンクリートの硬化の初期と後期における水分蒸発を低減するコンクリートの養生方法（請求項３）が提案されている。そして、前記膜養生剤は、従来の水ベースの膜養生剤と異なり有機溶剤ベースであるため、気密性に優れた皮膜を形成でき、また、コンクリート表面の浮き水に影響されないため、コンクリートの表面水の消失を待たずに塗布できるとしている（段落０００９）。
【0004】
しかし、有機溶剤は、作業員の健康を害するおそれがあること、火災の危険や悪臭があること、セメントの水和を阻害する等の問題がある。これらの問題について、特許文献１の出願人は、「使用する有機溶剤の可燃性、毒性等については十分に留意して適宜に対処することが必要である。」（段落０００７）としている。したがって、前記コンクリートの養生方法は実用的とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平１１－２１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
よって、本発明は、不燃性かつ低毒性の材料を用いた方法であって、コンクリートのひび割れの低減効果が高い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】
【0007】
本発明者らは、前記目的にかなうコンクリートのひび割れ低減方法を検討したところ、硬化したコンクリートのひび割れの抑制に用いる収縮低減剤は、コンクリートの打設直後から早期に発生するコンクリートのひび割れを低減できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【0008】
［１］コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間に、収縮低減剤をコンクリートの表面に施工する、コンクリートのひび割れ低減方法。
ここで、前記「収縮低減剤をコンクリートの表面に施工する」とは、収縮低減剤でコンクリートの表面の全部または一部を覆う行為をいい、例えば、収縮低減剤をコンクリートの表面に噴霧、散布、または塗布等する行為が挙げられる。
［２］コンクリートの表面１ｍ2あたり、収縮低減剤を３０～２００ｇ施工する、前記［１］に記載のコンクリートのひび割れ低減方法。
ここで、前記「収縮低減剤をコンクリートの表面に施工する」とは、収縮低減剤でコンクリートの表面の全部または一部を覆う行為をいい、例えば、収縮低減剤をコンクリートの表面に噴霧、散布、または塗布等する行為が挙げられる。
［２］コンクリートの表面１ｍ2あたり、収縮低減剤を３０～２００ｇ施工する、前記［１］に記載のコンクリートのひび割れ低減方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明のコンクリートのひび割れ低減方法は、簡易な方法によりコンクリートの打設直後から早期に発生するコンクリートのひび割れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のコンクリートのひび割れ低減方法は、前記のとおり、コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間に、収縮低減剤をコンクリートの表面に施工する、コンクリートのひび割れ低減方法である。
以下、コンクリートの表面への収縮低減剤の施工と、収縮低減剤に分けて詳細に説明する。
以下、コンクリートの表面への収縮低減剤の施工と、収縮低減剤に分けて詳細に説明する。
【0012】
１．コンクリートの表面への収縮低減剤の施工
本発明の方法の対象となるコンクリートは、特に限定されず、普通コンクリート、連続鉄筋コンクリート、繊維補強コンクリート、転圧コンクリート、およびアスファルト舗装の上にコンクリート舗装を重ねたホワイトトッピング舗装等が挙げられる。
前記コンクリートは、コンクリートの硬化後のひび割れを防止するために、さらに膨張材や収縮低減剤を含んでもよい。前記膨張材は、水和により水酸化カルシウムやエトリンガイト等の水和生成物の結晶が成長して、嵩体積が大きくなる材料であればよく、例えば、生石灰、カルシウムサルホアルミネート、石膏、マグネシア、石灰系膨張材、およびエトリンガイト系膨張材から選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記収縮低減剤は、硬化後のコンクリートのひび割れ発生を低減する効果が高いことから、後記のポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好適である。
また、本発明の方法において、収縮低減剤をコンクリート表面に施工する時期は、コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間である。
本発明の方法の対象となるコンクリートは、特に限定されず、普通コンクリート、連続鉄筋コンクリート、繊維補強コンクリート、転圧コンクリート、およびアスファルト舗装の上にコンクリート舗装を重ねたホワイトトッピング舗装等が挙げられる。
前記コンクリートは、コンクリートの硬化後のひび割れを防止するために、さらに膨張材や収縮低減剤を含んでもよい。前記膨張材は、水和により水酸化カルシウムやエトリンガイト等の水和生成物の結晶が成長して、嵩体積が大きくなる材料であればよく、例えば、生石灰、カルシウムサルホアルミネート、石膏、マグネシア、石灰系膨張材、およびエトリンガイト系膨張材から選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記収縮低減剤は、硬化後のコンクリートのひび割れ発生を低減する効果が高いことから、後記のポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好適である。
また、本発明の方法において、収縮低減剤をコンクリート表面に施工する時期は、コンクリートの表面仕上げを行なった後、養生を開始するまでの間である。
【0013】
２．収縮低減剤
本発明で用いる収縮低減剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを有効成分とする材料である。該化合物は、主に、コンクリートの硬化後の乾燥収縮を低減する効果を有する。該化合物は、例えば、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル等から選ばれる１種以上が挙げられる。
本発明で用いる収縮低減剤は、コンクリートに混和するタイプと、塗布するタイプのいずれも用いることができるが、作業性の点から塗布するタイプが好ましい。
本発明で用いる収縮低減剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを有効成分とする材料である。該化合物は、主に、コンクリートの硬化後の乾燥収縮を低減する効果を有する。該化合物は、例えば、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル等から選ばれる１種以上が挙げられる。
本発明で用いる収縮低減剤は、コンクリートに混和するタイプと、塗布するタイプのいずれも用いることができるが、作業性の点から塗布するタイプが好ましい。
【0014】
収縮低減剤を施工する量は、コンクリート表面１ｍ2当たり、好ましくは３０～２００ｇ、より好ましくは５０～１００ｇである。該値が３０～２００ｇの範囲であれば、ひび割れ低減効果が高く、また費用対効果に優れている。前記収縮低減剤の施工は、スプレー、吹き付け装置、および刷毛等を用いて行うことができる。
【実施例0015】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
使用した材料を表１に示す。
１．使用材料
使用した材料を表１に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
２．コンクリートの作製と各種物性の測定
一般的な舗装コンクリートの配合である表２に示す配合に従い、セメント、細骨材、および粗骨材を強制練りミキサーに投入して１５秒間空練りした後、さらに混和剤を溶解した水を投入して１２０秒間混練しコンクリートを調製した。
次に、該コンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、ブリーディング、圧縮強度、および曲げ強度を、表３に記載の日本工業規格（ＪＩＳ）に準拠して測定した。これらの結果を表４に示す。
一般的な舗装コンクリートの配合である表２に示す配合に従い、セメント、細骨材、および粗骨材を強制練りミキサーに投入して１５秒間空練りした後、さらに混和剤を溶解した水を投入して１２０秒間混練しコンクリートを調製した。
次に、該コンクリートのスランプ、空気量、凝結時間、ブリーディング、圧縮強度、および曲げ強度を、表３に記載の日本工業規格（ＪＩＳ）に準拠して測定した。これらの結果を表４に示す。
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】
３．ひび割れ面積の測定
前記調製したコンクリートを、図１に示す鋼製拘束型枠に投入して締固めした後、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げを行なった。次に、収縮低減剤（ＳＲ）をコンクリート表面に１ｍ２あたり５０ｇ（実施例１）および１００ｇ（実施例２）噴霧した。
さらに、前記収縮低減剤を噴霧したコンクリート表面に、白熱電球を用いて光を照射するとともに、気温４０℃、相対湿度３０％、および風速４ｍ／秒の条件下で送風してひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
また、比較例１として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤は用いずに、前記と同様に、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
比較例２として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ａをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
また、比較例３として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ｂをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
比較例４として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ｃをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
これらの結果を図２に示す
前記調製したコンクリートを、図１に示す鋼製拘束型枠に投入して締固めした後、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げを行なった。次に、収縮低減剤（ＳＲ）をコンクリート表面に１ｍ２あたり５０ｇ（実施例１）および１００ｇ（実施例２）噴霧した。
さらに、前記収縮低減剤を噴霧したコンクリート表面に、白熱電球を用いて光を照射するとともに、気温４０℃、相対湿度３０％、および風速４ｍ／秒の条件下で送風してひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
また、比較例１として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤は用いずに、前記と同様に、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
比較例２として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ａをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
また、比較例３として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ｂをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
比較例４として、前記調製したコンクリートを鋼製拘束型枠へ投入して締固めして、金ゴテを用いてコンクリートの表面仕上げをした後、養生剤Ｃをコンクリート表面に１ｍ３あたり１００ｇ噴霧した。その後、前記と同様にして、ひび割れの発生を促進して、発生したひび割れの面積を測定した。
これらの結果を図２に示す
【0022】
４．試験結果について
図２に示すように、養生剤を用いない比較例１と比べ、養生剤を用いた比較例２～４はひび割れ面積が小さくなっているものの、ひび割れ面積は２０００～３５００ｍｍ２／ｍ２と、ひび割れの低減効果は低い。これに対し実施例１では、ひび割れ面積は著しく小さくなり、実施例２ではひび割れの発生は皆無である。したがって、本発明の方法を用いれば、コンクリートの打設直後から早期に発生するひび割れを防止することができる。
図２に示すように、養生剤を用いない比較例１と比べ、養生剤を用いた比較例２～４はひび割れ面積が小さくなっているものの、ひび割れ面積は２０００～３５００ｍｍ２／ｍ２と、ひび割れの低減効果は低い。これに対し実施例１では、ひび割れ面積は著しく小さくなり、実施例２ではひび割れの発生は皆無である。したがって、本発明の方法を用いれば、コンクリートの打設直後から早期に発生するひび割れを防止することができる。
【図1】
【図2】