セメント系組成物
【課題】擬似ポリマーが均質な状態で形成され、かつ、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価も高いセメント系組成物を提供する。
【解決手段】セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比（Ｗ／Ｂ）が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和（Ｖｔ使用量）が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量（ＳＰ使用量）が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とする。
【解決手段】セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比（Ｗ／Ｂ）が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和（Ｖｔ使用量）が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量（ＳＰ使用量）が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、かつ、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価も高いセメント系組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物を含む液体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物を含む液体との二液からなる液体増粘性混和剤を添加した早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物などのセメント系組成物が提案されている。
第１の水溶性低分子化合物を含む液体と第２の水溶性低分子化合物を含む液体とがある一定の割合でセメント中に混入されると、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成することにより、適度な粘性を確保することができるだけでなく、粘性がある程度高くなっても流動性を損なうことがないセメント系組成物となる。したがって、上記増粘性混和剤を用いることによって、従来は両立が困難であった流動性とフレッシュコンクリート経時保持性とに優れたコンクリート組成物や流動性とセルフレベリング性とに優れたモルタル組成物などのセメント系組成物を得ることができる。
なお、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物との配合の割合としては、１：１とした場合に優れた特性が得られる（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８１０８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１０８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記第１の水溶性低分子化合物を含む液体と第２の水溶性低分子化合物とを含む液体とを同時に添加すると、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とが不均質な状態で擬似ポリマーを形成してしまうので、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得るためには長時間の混練が必要となる。
そこで、早強性耐水コンクリート組成物を製造する際には、はじめに、セメント、水、細骨材に第２の水溶性低分子化合物を含む液体を添加して混練して混練物を作製した後、この混練物に第１の水溶性低分子化合物を含む液体を添加して再度混練し、最後に粗骨材を加えて混練するようにしていた。しかしながら、このように添加作業と混練作業とを何度も繰り返す製造方法では、製造に時間がかかるだけでなく、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とは結合し易いので、再混練においてもセメントと十分に混合されない状態でポリマーを形成してしまい、そのため、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得ることができないといった問題点があった。
このような問題は、早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物の製造に限らず、他のコンクリート組成物やモルタル組成物などの、上記増粘性混和剤を配合したセメント系組成物を製造する場合にも問題となっている。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、かつ、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価も高いセメント系組成物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】
【０００４】
本発明のセメント系組成物は、セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のセメント系組成物によれば、セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、第１の粉体と第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたので、結合材と増粘材と細骨材とセメント混和剤粉末とを混合して混合物を形成した後に、この混合物に水を加えて混練することにより、擬似ポリマーが均質な状態で形成されたセメント系組成物となる。そして、単位水量を４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比を４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和を５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量を０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲となるようにしたので、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価の高いセメント系組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
まず、最良の形態に係るセメント系組成物としてのモルタル組成物の構成について説明する。
モルタル組成物は、例えば図３に示す、セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）、水（Ｗ）が混ぜ合わされて形成される。
セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）が混ぜ合わされた混合物によりモルタル混合物粉体が形成される。
セメント（Ｃ）と膨張材粉末（ＣＳＡ）とにより結合材（Ｂ）が形成される。
【０００７】
増粘材としての増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）は、第１の粉体と第２の粉体とからなる。第１の粉体は、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物の粉体や、第１の水溶性低分子化合物を含む液体を乾燥させたことにより形成された第１の水溶性低分子化合物の粉体を用いた。第２の粉体は、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物の粉体や、第２の水溶性低分子化合物を含む液体を乾燥させたことにより形成された第２の水溶性低分子化合物の粉体を用いた。
セメント混和剤粉末（ＳＰ）は、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）と相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤粉末を用いた。
【０００８】
第１の水溶性低分子化合物としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルフォン酸塩を主成分とする添加剤が好ましい。
【０００９】
セメント（Ｃ）は、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした普通ポルトランドセメント，早強ポルトランドセメント，中庸熱ポルトランドセメント，白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントなどの混合セメントを用いる。
細骨材（Ｓ）は、川砂から得られた珪砂などを用いる。
膨張材粉末（ＣＳＡ）は、石灰複合系膨張材粉末を用いる。
消泡剤粉末（Ｅ）は、シリコン系の消泡剤粉末を用いる。消泡剤粉末（Ｅ）は、混練の際に泡が発生してモルタルの空気量が多くなって強度の低下や比重の減少等が起こることを防止するために、用いる方が好ましい。
【００１０】
次に、モルタル組成物の作り方を説明する。セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）を適当な容器内で混合してモルタル混合物粉体を作り、このモルタル混合物粉体に水を加えてよく練り混ぜることによりモルタル組成物を作ることができる。
【００１１】
最良の形態では、図１に示すように、セメント混和剤粉末の量（ＳＰ使用量）が適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3であり、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和、すなわち、増粘性混和剤粉末の量（Ｖｔ使用量）が適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3であり、水と結合材との比（以下、水結合材比（Ｗ／Ｂ）という）が適正範囲４６．５〜５９．０％であり、単位体積当たりの水量（以下、単位水量（Ｗ）という）が適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3となるようなモルタル組成物とした。
【００１２】
ＳＰ使用量の適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量の適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、水結合材比の適正範囲４６．５〜５９．０％、単位水量の適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3は、以下のように求めた。
【００１３】
すなわち、ＳＰ使用量を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、作製した試験体毎に、図２に示す評価項目である、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性を検証するための評価試験を行い、図２に示す各評価項目毎に目標として設定された評価値を満足するＳＰ使用量の適性範囲を求めた。同様に、Ｖｔ使用量を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、単位水量（Ｗ）を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、作製した試験体毎に、図２に示す評価項目である、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性を検証するための評価試験を行って、図２に示す各評価項目毎に目標として設定された評価値を満足するＶｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ））の適性範囲をそれぞれ求めた。図２に、評価項目、試験方法、及び、目標とする評価値を示し、図３に、試験体に使用した材料の詳細を示した。
【００１４】
評価試験を行った複数の試験体毎の材料配合割合を図４；９；１４：１９の（ａ）図に示し、複数の試験体毎の評価試験結果を図４；９；１４：１９の（ｂ）図に示した。そして、複数の試験体による評価試験結果に基づいて図５乃至図８、図１０乃至図１３、図１５乃至図１８、図２０乃至図２３のようなグラフを作成した。尚、グラフ中の直線は、評価試験結果（プロットデータ）に基づいて最小２乗法により求め、グラフ中の曲線は、評価試験結果（プロットデータ）に基づいて最小２乗法により求めた。グラフ中にｙ＝で示した式は、直線又は曲線の方程式である。式中のLn(x)は自然対数である。この直線又は曲線に基づいて、ＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ）の適性範囲を求めた。グラフ中において、実線で示した横線は評価値の最小値と最大値とを示す補助線、最小２乗法により求めた直線又は曲線と実線で示した横線との交点より垂下させた実線で示した縦線はＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ）の適性範囲を示す補助線である。
【００１５】
図４（ａ）はＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体（Ｂ−１−３乃至Ｂ−１−８）毎の材料配合割合を表で示し、図４（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、ＳＰ使用量を多くした試験体では細骨材（Ｓ）の量を減らした。
図５乃至図８は、ＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図５はＳＰ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図６はＳＰ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ、図７はＳＰ使用量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図８はＳＰ使用量と空気量との関係を示すグラフである。
【００１６】
図５のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3が得られた。図６のグラフに示された曲線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜１．５５ｋｇ／ｍ3が得られた。図７のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．７５〜１．７５ｋｇ／ｍ3が得られた。図８のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜２．００ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＳＰ使用量の適性範囲は０．７５〜１．５０ｋｇ／ｍ3であった。
【００１７】
図４の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−１−４乃至Ｂ−１−６）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図４の表から、ＳＰ使用量が１．００〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲で、かつ、セメント（Ｃ）が８７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）が６．２５ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８２〜６８０ｋｇ／ｍ3の範囲、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が５０％の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００１８】
図９（ａ）はＶｔ使用量を異ならせた複数の試験体（Ｂ−２−１乃至Ｂ−２−５）毎の材料配合割合を表で示し、図９（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、Ｖｔ使用量を多くした試験体では水結合材比（Ｗ/Ｂ）を一定にするためセメント（Ｃ）の量を減らした。
図１０乃至図１３は、Ｖｔ使用量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図１０はＶｔ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図１１はＶｔ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ、図１２はＶｔ使用量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図１３はＶｔ使用量と空気量との関係を示すグラフである。
【００１９】
図１０のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3が得られた。図１１のグラフに示された直線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として５．２０〜７．３０ｋｇ／ｍ3が得られた。図１２のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として４．５０〜８．２５ｋｇ／ｍ3が得られた。図１３のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として４．２５〜７．６０ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＶｔ使用量の適性範囲は５．２５〜８．２５ｋｇ／ｍ3であった。
【００２０】
図９の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−２−３及びＢ−２−４）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図９の表から、Ｖｔ使用量が６．２５〜７．２５ｋｇ／ｍ3の範囲で、かつ、セメント（Ｃ）が８７４〜８７３ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末（ＳＰ）が１．２５ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が５０％の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００２１】
図１４（ａ）は水結合材比（Ｗ/Ｂ）を異ならせた複数の試験体（Ｂ−３−１乃至Ｂ−３−４）毎の材料配合割合を表で示し、図１４（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、Ｗ／Ｂを大きくした試験体ではセメント（Ｃ）の量を減らして細骨材（Ｓ）の量を増やし、Ｗ／Ｂを小さくした試験体ではセメント（Ｃ）の量を増やして細骨材（Ｓ）の量を減らした。
図１５乃至図１８は、Ｗ／Ｂを異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図１５はＷ／Ｂと２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図１６はＷ／Ｂと５分フローとの関係を示すグラフ、図１７はＷ／ＢとｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図１８はＷ／Ｂと空気量との関係を示すグラフである。
【００２２】
図１５のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜５９．０％が得られた。図１６のグラフに示された曲線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４６．５〜７０．０％が得られた。図１７のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜６８．５％が得られた。図１８のグラフに示された曲線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜７０．０％が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＷ／Ｂの適性範囲は４０．０〜６０．０％であった。
【００２３】
図１４の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された試験体（Ｂ−３−２）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
即ち、図１４の表から、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｂが５０％、セメント（Ｃ）が８７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量が６．２５ｋｇ／ｍ3、ＳＰ使用量が１．２５ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることがわかった。
【００２４】
図１９（ａ）は単位水量（Ｗ）を異ならせた複数の試験体（Ｂ−４−１乃至Ｂ−４−４）毎の材料配合割合を表で示し、図１９（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、単位水量を多くした試験体では、細骨材（Ｓ）の量を減らしてセメント（Ｃ）の量を増やし、単位水量を少なくした試験体では、細骨材（Ｓ）の量を増やしてセメント（Ｃ）の量を減らした。
図２０乃至図２３は、単位水量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図２０は単位水量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図２１は単位水量と５分フローとの関係を示すグラフ、図２２は単位水量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図２３は単位水量と空気量との関係を示すグラフである。
【００２５】
図２０のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足する単位水量の適性範囲として４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3が得られた。図２１のグラフに示された直線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足する単位水量の適性範囲として４１５〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。図２２のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足する単位水量の適性範囲として３５０〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。図２３のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足する単位水量の適性範囲として４０５〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となる単位水量の適性範囲は３５０〜５００ｋｇ／ｍ3であった。
【００２６】
図１９の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−４−３及びＢ−４−４）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図１９の表から、単位水量（Ｗ）が４５０〜５００ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｂが５０％、セメント（Ｃ）が８７４〜９７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１〜４７０ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量が６．２５ｋｇ／ｍ3、ＳＰ使用量が１．２５ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００２７】
図５乃至図８のグラフから求めた各評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲、図１０乃至図１３のグラフから求めた各評価値に対するＶｔ使用量の適正範囲、図１５乃至図１８のグラフから求めた各評価値に対するＷ／Ｂの適正範囲、図２０乃至図２３のグラフから求めた各評価値に対する単位水量の適正範囲を、図２４にまとめて示した。
【００２８】
図１に示したＳＰ使用量の適正範囲は次のように求めた。グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲の最小値の中から最大の値（図２４（ａ）の例えば流動性の適正範囲の最小値＝０．９５ｋｇ／ｍ3）を選んで、その最大の値０．９５ｋｇ／ｍ3をすべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲の最小値と決め、グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲の最大値の中から最小の値（図２４（ａ）の例えば粘性の適正範囲の最大値＝１．５０ｋｇ／ｍ3）を選んで、その最小の値１．５０ｋｇ／ｍ3をすべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲の最大値と決めた。即ち、グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲が重複している範囲の最小値と最大値とを決め、この最小値と最大値との間の範囲を、すべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3として設定した。
同様にして、図１に示したすべての評価値を満足するＶｔ使用量の適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3を決め、図１に示したすべての評価値を満足する水結合材比の適正範囲４６．５〜５９．０％を決め、図１に示したすべての評価値を満足する単位水量の適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3を決めた。
【００２９】
最良の形態によれば、すべての評価値を満足するＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比、単位水量の適正範囲を決めたので、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性について上述した目標とする評価値の全てを満足するモルタル組成物を得ることができる。
【００３０】
最良の形態によれば、第１の水溶性低分子化合物及び第２の水溶性低分子化合物として粉体を用い、更に、セメント混和剤、膨張材、消泡剤も粉末を用いるようにし、これら粉とセメント及び細骨材とを混合した後、加水・混練することで、従来のように第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とを別個に添加した場合に比較して、上記第１及び第２の水溶性低分子化合物とセメントとが均一に混合された状態で混練を行うことができる。したがって、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、増粘性混和剤の増粘効果が十分に発揮させることができるだけでなく、加水・混練作業が一回で済むので、モルタル組成物を効率よく製造することができる。
なお、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物との比率が１：１となるように、第１の粉体と第２の粉体とを混合することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のセメント系組成物は、早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物などのセメント系組成物として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】モルタル組成物を作製する場合のＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比、単位水量の適正範囲を示す表。
【図２】モルタル組成物の試験体を用いた評価試験での評価項目、試験方法、評価値を示す表。
【図３】モルタル組成物の試験体に用いた使用材料の詳細を示す表。
【図４】（ａ）はＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図５】ＳＰ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図６】ＳＰ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図７】ＳＰ使用量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図８】ＳＰ使用量と空気量との関係を示すグラフ。
【図９】（ａ）はＶｔ使用量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図１０】Ｖｔ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図１１】Ｖｔ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図１２】Ｖｔ使用量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図１３】Ｖｔ使用量と空気量との関係を示すグラフ。
【図１４】（ａ）はＷ／Ｂを異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図１５】Ｗ／Ｂと２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図１６】Ｗ／Ｂと５分フローとの関係を示すグラフ。
【図１７】Ｗ／ＢとｐＨとの関係を示すグラフ。
【図１８】Ｗ／Ｂと空気量との関係を示すグラフ。
【図１９】（ａ）は単位水量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図２０】単位水量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図２１】単位水量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図２２】単位水量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図２３】単位水量と空気量との関係を示すグラフ。
【図２４】グラフから求めたＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、Ｗ／Ｂ、単位水量の適正範囲をまとめた表。
【符号の説明】
【００３３】
Ｃ セメント、ＣＳＡ 膨張材粉末、Ｂ 結合材、ＳＰ セメント混和剤粉末、
Ｖｔ 増粘性混和剤粉末（第１の粉末と第２の粉末とから成る増粘材）、Ｓ 細骨材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、かつ、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価も高いセメント系組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物を含む液体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物を含む液体との二液からなる液体増粘性混和剤を添加した早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物などのセメント系組成物が提案されている。
第１の水溶性低分子化合物を含む液体と第２の水溶性低分子化合物を含む液体とがある一定の割合でセメント中に混入されると、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成することにより、適度な粘性を確保することができるだけでなく、粘性がある程度高くなっても流動性を損なうことがないセメント系組成物となる。したがって、上記増粘性混和剤を用いることによって、従来は両立が困難であった流動性とフレッシュコンクリート経時保持性とに優れたコンクリート組成物や流動性とセルフレベリング性とに優れたモルタル組成物などのセメント系組成物を得ることができる。
なお、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物との配合の割合としては、１：１とした場合に優れた特性が得られる（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８１０８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１０８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記第１の水溶性低分子化合物を含む液体と第２の水溶性低分子化合物とを含む液体とを同時に添加すると、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とが不均質な状態で擬似ポリマーを形成してしまうので、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得るためには長時間の混練が必要となる。
そこで、早強性耐水コンクリート組成物を製造する際には、はじめに、セメント、水、細骨材に第２の水溶性低分子化合物を含む液体を添加して混練して混練物を作製した後、この混練物に第１の水溶性低分子化合物を含む液体を添加して再度混練し、最後に粗骨材を加えて混練するようにしていた。しかしながら、このように添加作業と混練作業とを何度も繰り返す製造方法では、製造に時間がかかるだけでなく、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とは結合し易いので、再混練においてもセメントと十分に混合されない状態でポリマーを形成してしまい、そのため、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得ることができないといった問題点があった。
このような問題は、早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物の製造に限らず、他のコンクリート組成物やモルタル組成物などの、上記増粘性混和剤を配合したセメント系組成物を製造する場合にも問題となっている。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、かつ、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価も高いセメント系組成物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】
【０００４】
本発明のセメント系組成物は、セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のセメント系組成物によれば、セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、第１の粉体と第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたので、結合材と増粘材と細骨材とセメント混和剤粉末とを混合して混合物を形成した後に、この混合物に水を加えて混練することにより、擬似ポリマーが均質な状態で形成されたセメント系組成物となる。そして、単位水量を４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比を４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和を５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量を０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲となるようにしたので、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性に関する評価の高いセメント系組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
まず、最良の形態に係るセメント系組成物としてのモルタル組成物の構成について説明する。
モルタル組成物は、例えば図３に示す、セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）、水（Ｗ）が混ぜ合わされて形成される。
セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）が混ぜ合わされた混合物によりモルタル混合物粉体が形成される。
セメント（Ｃ）と膨張材粉末（ＣＳＡ）とにより結合材（Ｂ）が形成される。
【０００７】
増粘材としての増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）は、第１の粉体と第２の粉体とからなる。第１の粉体は、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物の粉体や、第１の水溶性低分子化合物を含む液体を乾燥させたことにより形成された第１の水溶性低分子化合物の粉体を用いた。第２の粉体は、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物の粉体や、第２の水溶性低分子化合物を含む液体を乾燥させたことにより形成された第２の水溶性低分子化合物の粉体を用いた。
セメント混和剤粉末（ＳＰ）は、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）と相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤粉末を用いた。
【０００８】
第１の水溶性低分子化合物としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルフォン酸塩を主成分とする添加剤が好ましい。
【０００９】
セメント（Ｃ）は、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした普通ポルトランドセメント，早強ポルトランドセメント，中庸熱ポルトランドセメント，白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントなどの混合セメントを用いる。
細骨材（Ｓ）は、川砂から得られた珪砂などを用いる。
膨張材粉末（ＣＳＡ）は、石灰複合系膨張材粉末を用いる。
消泡剤粉末（Ｅ）は、シリコン系の消泡剤粉末を用いる。消泡剤粉末（Ｅ）は、混練の際に泡が発生してモルタルの空気量が多くなって強度の低下や比重の減少等が起こることを防止するために、用いる方が好ましい。
【００１０】
次に、モルタル組成物の作り方を説明する。セメント（Ｃ）、膨張材粉末（ＣＳＡ）、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）、細骨材（Ｓ）、セメント混和剤粉末（ＳＰ）、消泡剤粉末（Ｅ）を適当な容器内で混合してモルタル混合物粉体を作り、このモルタル混合物粉体に水を加えてよく練り混ぜることによりモルタル組成物を作ることができる。
【００１１】
最良の形態では、図１に示すように、セメント混和剤粉末の量（ＳＰ使用量）が適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3であり、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和、すなわち、増粘性混和剤粉末の量（Ｖｔ使用量）が適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3であり、水と結合材との比（以下、水結合材比（Ｗ／Ｂ）という）が適正範囲４６．５〜５９．０％であり、単位体積当たりの水量（以下、単位水量（Ｗ）という）が適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3となるようなモルタル組成物とした。
【００１２】
ＳＰ使用量の適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量の適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、水結合材比の適正範囲４６．５〜５９．０％、単位水量の適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3は、以下のように求めた。
【００１３】
すなわち、ＳＰ使用量を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、作製した試験体毎に、図２に示す評価項目である、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性を検証するための評価試験を行い、図２に示す各評価項目毎に目標として設定された評価値を満足するＳＰ使用量の適性範囲を求めた。同様に、Ｖｔ使用量を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、単位水量（Ｗ）を異ならせた材料配合割合で複数のモルタル組成物の試験体を作製し、作製した試験体毎に、図２に示す評価項目である、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性を検証するための評価試験を行って、図２に示す各評価項目毎に目標として設定された評価値を満足するＶｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ））の適性範囲をそれぞれ求めた。図２に、評価項目、試験方法、及び、目標とする評価値を示し、図３に、試験体に使用した材料の詳細を示した。
【００１４】
評価試験を行った複数の試験体毎の材料配合割合を図４；９；１４：１９の（ａ）図に示し、複数の試験体毎の評価試験結果を図４；９；１４：１９の（ｂ）図に示した。そして、複数の試験体による評価試験結果に基づいて図５乃至図８、図１０乃至図１３、図１５乃至図１８、図２０乃至図２３のようなグラフを作成した。尚、グラフ中の直線は、評価試験結果（プロットデータ）に基づいて最小２乗法により求め、グラフ中の曲線は、評価試験結果（プロットデータ）に基づいて最小２乗法により求めた。グラフ中にｙ＝で示した式は、直線又は曲線の方程式である。式中のLn(x)は自然対数である。この直線又は曲線に基づいて、ＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ）の適性範囲を求めた。グラフ中において、実線で示した横線は評価値の最小値と最大値とを示す補助線、最小２乗法により求めた直線又は曲線と実線で示した横線との交点より垂下させた実線で示した縦線はＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、単位水量（Ｗ）の適性範囲を示す補助線である。
【００１５】
図４（ａ）はＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体（Ｂ−１−３乃至Ｂ−１−８）毎の材料配合割合を表で示し、図４（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、ＳＰ使用量を多くした試験体では細骨材（Ｓ）の量を減らした。
図５乃至図８は、ＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図５はＳＰ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図６はＳＰ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ、図７はＳＰ使用量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図８はＳＰ使用量と空気量との関係を示すグラフである。
【００１６】
図５のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3が得られた。図６のグラフに示された曲線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜１．５５ｋｇ／ｍ3が得られた。図７のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．７５〜１．７５ｋｇ／ｍ3が得られた。図８のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＳＰ使用量の適性範囲として０．９５〜２．００ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＳＰ使用量の適性範囲は０．７５〜１．５０ｋｇ／ｍ3であった。
【００１７】
図４の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−１−４乃至Ｂ−１−６）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図４の表から、ＳＰ使用量が１．００〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲で、かつ、セメント（Ｃ）が８７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、増粘性混和剤粉末（Ｖｔ）が６．２５ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８２〜６８０ｋｇ／ｍ3の範囲、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が５０％の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００１８】
図９（ａ）はＶｔ使用量を異ならせた複数の試験体（Ｂ−２−１乃至Ｂ−２−５）毎の材料配合割合を表で示し、図９（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、Ｖｔ使用量を多くした試験体では水結合材比（Ｗ/Ｂ）を一定にするためセメント（Ｃ）の量を減らした。
図１０乃至図１３は、Ｖｔ使用量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図１０はＶｔ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図１１はＶｔ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ、図１２はＶｔ使用量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図１３はＶｔ使用量と空気量との関係を示すグラフである。
【００１９】
図１０のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3が得られた。図１１のグラフに示された直線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として５．２０〜７．３０ｋｇ／ｍ3が得られた。図１２のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として４．５０〜８．２５ｋｇ／ｍ3が得られた。図１３のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＶｔ使用量の適性範囲として４．２５〜７．６０ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＶｔ使用量の適性範囲は５．２５〜８．２５ｋｇ／ｍ3であった。
【００２０】
図９の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−２−３及びＢ−２−４）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図９の表から、Ｖｔ使用量が６．２５〜７．２５ｋｇ／ｍ3の範囲で、かつ、セメント（Ｃ）が８７４〜８７３ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末（ＳＰ）が１．２５ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が５０％の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００２１】
図１４（ａ）は水結合材比（Ｗ/Ｂ）を異ならせた複数の試験体（Ｂ−３−１乃至Ｂ−３−４）毎の材料配合割合を表で示し、図１４（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、Ｗ／Ｂを大きくした試験体ではセメント（Ｃ）の量を減らして細骨材（Ｓ）の量を増やし、Ｗ／Ｂを小さくした試験体ではセメント（Ｃ）の量を増やして細骨材（Ｓ）の量を減らした。
図１５乃至図１８は、Ｗ／Ｂを異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図１５はＷ／Ｂと２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図１６はＷ／Ｂと５分フローとの関係を示すグラフ、図１７はＷ／ＢとｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図１８はＷ／Ｂと空気量との関係を示すグラフである。
【００２２】
図１５のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜５９．０％が得られた。図１６のグラフに示された曲線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４６．５〜７０．０％が得られた。図１７のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜６８．５％が得られた。図１８のグラフに示された曲線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足するＷ／Ｂの適性範囲として４０．０〜７０．０％が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となるＷ／Ｂの適性範囲は４０．０〜６０．０％であった。
【００２３】
図１４の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された試験体（Ｂ−３−２）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
即ち、図１４の表から、単位水量（Ｗ）が４５０ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｂが５０％、セメント（Ｃ）が８７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量が６．２５ｋｇ／ｍ3、ＳＰ使用量が１．２５ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることがわかった。
【００２４】
図１９（ａ）は単位水量（Ｗ）を異ならせた複数の試験体（Ｂ−４−１乃至Ｂ−４−４）毎の材料配合割合を表で示し、図１９（ｂ）は複数の試験体毎の評価試験結果を表で示した。尚、単位水量を多くした試験体では、細骨材（Ｓ）の量を減らしてセメント（Ｃ）の量を増やし、単位水量を少なくした試験体では、細骨材（Ｓ）の量を増やしてセメント（Ｃ）の量を減らした。
図２０乃至図２３は、単位水量を異ならせた複数の試験体による評価試験結果に基づいて形成したグラフを示す。図２０は単位水量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ、図２１は単位水量と５分フローとの関係を示すグラフ、図２２は単位水量とｐＨ（水素指数）との関係を示すグラフ、図２３は単位水量と空気量との関係を示すグラフである。
【００２５】
図２０のグラフに示された曲線から、粘性を評価する２０ｃｍフロー時間の評価値（２０秒〜６０秒）を満足する単位水量の適性範囲として４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3が得られた。図２１のグラフに示された直線から、流動性を評価する５分フローの評価値（２５０±２５ｍｍ）を満足する単位水量の適性範囲として４１５〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。図２２のグラフに示された直線から、水中不分離性を評価するｐＨの評価値（１２．０以下）を満足する単位水量の適性範囲として３５０〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。図２３のグラフに示された直線から、空気量の評価値（４．０％以下）を満足する単位水量の適性範囲として４０５〜５００ｋｇ／ｍ3が得られた。また、材料分離抵抗性を評価するブリーディングが０となる単位水量の適性範囲は３５０〜５００ｋｇ／ｍ3であった。
【００２６】
図１９の総合評価の欄で○を付けた材料配合割合で形成された複数の試験体（Ｂ−４−３及びＢ−４−４）は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物であることがわかる。
図１９の表から、単位水量（Ｗ）が４５０〜５００ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｂが５０％、セメント（Ｃ）が８７４〜９７４ｋｇ／ｍ3、膨張材粉末（ＣＳＡ）が２０ｋｇ／ｍ3、細骨材（Ｓ）が６８１〜４７０ｋｇ／ｍ3、Ｖｔ使用量が６．２５ｋｇ／ｍ3、ＳＰ使用量が１．２５ｋｇ／ｍ3、消泡剤粉末（Ｅ）が０．１５ｋｇ／ｍ3の材料配合割合で形成されるモルタル組成物は、目標として設定した評価値の全てを満足するモルタル組成物となることが予想される。
【００２７】
図５乃至図８のグラフから求めた各評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲、図１０乃至図１３のグラフから求めた各評価値に対するＶｔ使用量の適正範囲、図１５乃至図１８のグラフから求めた各評価値に対するＷ／Ｂの適正範囲、図２０乃至図２３のグラフから求めた各評価値に対する単位水量の適正範囲を、図２４にまとめて示した。
【００２８】
図１に示したＳＰ使用量の適正範囲は次のように求めた。グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲の最小値の中から最大の値（図２４（ａ）の例えば流動性の適正範囲の最小値＝０．９５ｋｇ／ｍ3）を選んで、その最大の値０．９５ｋｇ／ｍ3をすべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲の最小値と決め、グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲の最大値の中から最小の値（図２４（ａ）の例えば粘性の適正範囲の最大値＝１．５０ｋｇ／ｍ3）を選んで、その最小の値１．５０ｋｇ／ｍ3をすべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲の最大値と決めた。即ち、グラフから求めた一つ一つの評価値に対するＳＰ使用量の適正範囲が重複している範囲の最小値と最大値とを決め、この最小値と最大値との間の範囲を、すべての評価値を満足するＳＰ使用量の適正範囲０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3として設定した。
同様にして、図１に示したすべての評価値を満足するＶｔ使用量の適正範囲５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3を決め、図１に示したすべての評価値を満足する水結合材比の適正範囲４６．５〜５９．０％を決め、図１に示したすべての評価値を満足する単位水量の適正範囲４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3を決めた。
【００２９】
最良の形態によれば、すべての評価値を満足するＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比、単位水量の適正範囲を決めたので、粘性、流動性、水中不分離性、空気量、材料分離抵抗性について上述した目標とする評価値の全てを満足するモルタル組成物を得ることができる。
【００３０】
最良の形態によれば、第１の水溶性低分子化合物及び第２の水溶性低分子化合物として粉体を用い、更に、セメント混和剤、膨張材、消泡剤も粉末を用いるようにし、これら粉とセメント及び細骨材とを混合した後、加水・混練することで、従来のように第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物とを別個に添加した場合に比較して、上記第１及び第２の水溶性低分子化合物とセメントとが均一に混合された状態で混練を行うことができる。したがって、擬似ポリマーが均質な状態で形成され、増粘性混和剤の増粘効果が十分に発揮させることができるだけでなく、加水・混練作業が一回で済むので、モルタル組成物を効率よく製造することができる。
なお、第１の水溶性低分子化合物と第２の水溶性低分子化合物との比率が１：１となるように、第１の粉体と第２の粉体とを混合することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のセメント系組成物は、早強性耐水コンクリート組成物や高流動モルタル組成物などのセメント系組成物として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】モルタル組成物を作製する場合のＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、水結合材比、単位水量の適正範囲を示す表。
【図２】モルタル組成物の試験体を用いた評価試験での評価項目、試験方法、評価値を示す表。
【図３】モルタル組成物の試験体に用いた使用材料の詳細を示す表。
【図４】（ａ）はＳＰ使用量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図５】ＳＰ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図６】ＳＰ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図７】ＳＰ使用量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図８】ＳＰ使用量と空気量との関係を示すグラフ。
【図９】（ａ）はＶｔ使用量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図１０】Ｖｔ使用量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図１１】Ｖｔ使用量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図１２】Ｖｔ使用量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図１３】Ｖｔ使用量と空気量との関係を示すグラフ。
【図１４】（ａ）はＷ／Ｂを異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図１５】Ｗ／Ｂと２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図１６】Ｗ／Ｂと５分フローとの関係を示すグラフ。
【図１７】Ｗ／ＢとｐＨとの関係を示すグラフ。
【図１８】Ｗ／Ｂと空気量との関係を示すグラフ。
【図１９】（ａ）は単位水量を異ならせた複数の試験体毎の材料配合割合を示した表、（ｂ）は複数の試験体毎の評価結果を示した表。
【図２０】単位水量と２０ｃｍフロー時間との関係を示すグラフ。
【図２１】単位水量と５分フローとの関係を示すグラフ。
【図２２】単位水量とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図２３】単位水量と空気量との関係を示すグラフ。
【図２４】グラフから求めたＳＰ使用量、Ｖｔ使用量、Ｗ／Ｂ、単位水量の適正範囲をまとめた表。
【符号の説明】
【００３３】
Ｃ セメント、ＣＳＡ 膨張材粉末、Ｂ 結合材、ＳＰ セメント混和剤粉末、
Ｖｔ 増粘性混和剤粉末（第１の粉末と第２の粉末とから成る増粘材）、Ｓ 細骨材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とするセメント系組成物。
【請求項１】
セメントと膨張材粉末とから成る結合材と、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物から成る第１の粉体とアニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物から成る第２の粉体とから成る増粘材と、細骨材と、セメント混和剤粉末と、水とが混ぜ合わされて形成されたセメント系組成物であって、単位水量が４１５〜４８５ｋｇ／ｍ3、水と結合材との比が４６．５〜５９．０％、第１の粉体の量と第２の粉体の量との和が５．９０〜７．１０ｋｇ／ｍ3、セメント混和剤粉末の量が０．９５〜１．５０ｋｇ／ｍ3の範囲にあることを特徴とするセメント系組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−１７３４６７（Ｐ２００９−１７３４６７Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０４９（Ｐ２００８−１１０４９）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]