説明

遠心成形硬化体用水硬性組成物

【課題】 蒸気養生強度の発現性及び遠心成形性に優れた超高強度の遠心成形硬化体を製造することができる水硬性組成物を、その水硬性組成物を用いて内壁面の平滑性の良好な超高強度の遠心成形硬化体を、さらに、内壁面の平滑性に優れる超高強度の遠心成形硬化体の良好な製造方法を提供する。
【解決手段】 セメント等の粉体、骨材、分散剤及び水を含有する遠心成形硬化体用水硬性組成物であって、特定の水/粉体重量比及び粉体重量の下、1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2以上で特定の初期スランプ値となる水硬性組成物を用い、特定の遠心成形条件で遠心成形を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超高強度の遠心成形硬化体を製造するのに良好な水硬性組成物、前記水硬性組成物を製造するのに良好な水硬性組成物用分散剤、前記水硬性組成物を使用した遠心成形硬化体の製造方法及び前記製造法で得られた遠心成形硬化体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、建造物の耐久性向上、高層化及び工期短縮の観点から、地盤整備に使用されるパイル(コンクリート便覧(第二版)708頁(コンクリート工学協会出版、1996年2月15日))等の遠心成形製品の高強度化、特に、材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度化が遠心成形製品分野の技術課題とされてきた。
【0003】
従来、遠心成形硬化体の高強度化に対してはオートクレーブ法が有力であったが、生産性、設備費用及び省エネの観点から、蒸気養生により材齢1日強度を確保することが要請されている。
【0004】
しかし、蒸気養生により、前述の超高強度を発現させるには、遠心成形硬化体を構成する水硬性組成物中の水硬性粉体を多量に必要とし、かつ、極めて低い水/粉体重量比(以下、W/Pと記す)としなければならない。
【0005】
かかる配合の水硬性組成物は、混練排出後の初期状態において粘性が極めて高く、水硬性組成物の型枠への充填性の観点からは、スランプをあまり小さく設定できないとされていた。
【0006】
一方、遠心成形製品、特に、パイルに代表される中空遠心成形製品の製造では、内壁面が平滑に仕上がるような十分な遠心締固性の観点から、スランプをあまり大きく設定できず、また、ジャンカ発生等の充填性低下を抑制する観点からは、スランプをあまり小さくすることができなかった。
【0007】
以上の状況の下、従来の遠心成形製品分野では、コンクリートの材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度の遠心成形硬化体を製造するのに適した水硬性組成物、即ち、粉体が多量で、W/Pが低く、かつ遠心成形性(型枠への充填性及び遠心締固め性)を良好に維持できる技術は十分に検討されていなかった。
【0008】
特許文献1には、シリカヒュームを使用して、蒸気養生によって硬化させて得る振動製品用の高強度コンクリート桁が開示されている。
【0009】
特許文献2には、早強セメントが特定量配合された水セメント重量比(以下、単に、水セメント比ともいい、重量%を単に%と記す)20〜28%である高強度遠心力コンクリートが開示されている。
【0010】
特許文献3には、特定のベントナイトを主成分とするノロ低減材を使用した、水セメント比が36〜25%、スランプ0〜18cmの遠心力製造用コンクリートが開示されている。
【特許文献1】特開昭60-234808号公報(特許請求の範囲、第1表)
【特許文献2】特開平7-304014号公報(請求項2、表1〜3)
【特許文献3】特開平7-291686号公報(請求項4、段落0005)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
遠心成形製品分野では、コンクリートの材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度の遠心成形硬化体を製造するのに適した水硬性組成物が望まれているが、十分に検討されていない。
【0012】
本発明は、材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度の遠心成形硬化体を製造するのに良好な水硬性組成物、前記水硬性組成物を製造するのに良好な水硬性組成物用分散剤、前記水硬性組成物を使用した遠心成形硬化体の製造方法及び前記製造法で得られた遠心成形硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
高強度の成形体を得るためには、低い水/水硬性粉体比の水硬性組成物を用い、充填性を高くして硬化させることが必要である。一般的に、低い水/水硬性粉体比ではスランプが大きいほど充填性が向上する、また、遠心成形時の遠心力が大きいほど充填性が向上する、と考えられてきた。
【0014】
本発明者等は、超高強度の遠心成形硬化体用の水硬性組成物の混練排出後のまだ固まらない状態(以下、フレッシュ状態という)と遠心成形性との関係を詳細に検討した結果、従来、遠心成形する上で好ましいとされていなかったゼロスランプ域のフレッシュ状態を有する水硬性組成物だけが、適正な遠心性形性を発現すること及び該水硬性組成物を用いて遠心成形の初期を比較的小さな遠心力で成形することで、充填性が高く超高強度の遠心成形硬化体を製造できること、を見出した。
【0015】
すなわち、本発明は、セメント、水硬性粉体(以下、セメントと水硬性粉体とをまとめて粉体という)、骨材、分散剤及び水を含有する遠心成形硬化体用水硬性組成物であって、以下の全ての要件を具備する遠心成形硬化体用水硬性組成物に関する。
[要件1]1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2以上
[要件2]水硬性組成物の初期スランプ値が0〜2cm
[要件3]水/粉体重量比が10〜22%
[要件4]粉体の重量が450〜1000kg/m3
【0016】
また、本発明は、上記水硬性組成物を遠心成形して得る遠心成形硬化体であって、遠心成形条件が以下の要件を具備する遠心成形硬化体に関する。
[要件5]遠心締固め開始後から加速度を0.1〜1.5Gで1〜5分間保持する工程を有する
【0017】
さらに、本発明は、上記遠心成形硬化体の製造方法及びその製造に使用される水硬性組成物用分散剤に関する。
【発明の効果】
【0018】
本発明により材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度の遠心成形硬化体を製造するのに良好な水硬性組成物、前記水硬性組成物を製造するのに良好な水硬性組成物用分散剤、前記水硬性組成物を使用した遠心成形硬化体の製造方法及び前記製造法で得られた遠心成形硬化体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
《水硬性組成物の配合》
本発明の水硬性組成物は、セメント、水硬性粉体、骨材、分散剤及び水を含有し、超高強度の遠心成形用硬化体に使用することから、要件2、要件3及び要件4を具備した上で、1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2以上であること(要件1)が必要で、115N/mm2以上であることがより好ましく、120N/mm2以上であることが更に好ましい。
【0020】
要件1は、要件2のスランプ値、要件3の水/粉体重量比、要件4の粉体重量、更に充分に混練する等の混練条件等を調整することで、達成できる。
【0021】
ここに、1日蒸気養生強度試験値とは、以下の(1)〜(6)の手順からなる測定により得られる値をいう。
(1)セメント、水硬性粉体、骨材、分散剤及び水を含む水硬性組成物用材料をミキサーで混練し、要件2、要件3及び要件4を具備する水硬性組成物を調整する。
(2)水硬性組成物15kgを遠心成形型枠(直径20cm×高さ30cm)に入れて、下記の第1〜第4の段階で遠心成形を行う。以下、遠心成形における第1段階の初期加速度を初速、第2段階の加速度を二速、第3段階の加速度を三速、第4段階の加速度を四速と記す。
初速0.7G×3分間、二速5G×4分間、三速15G×2分間、四速25G×3分間
(3)遠心成形後の型枠を20±2℃の室温で混練終了後から3時間静置した後、蒸気養生槽内で、昇温18℃/時間で80℃まで昇温後、80℃で8時間の条件で蒸気養生を行う。
(4)蒸気養生終了後、20±2℃の室温で自然冷却し、混練開始から24時間後まで放置する。
(5)型枠をとり外し、JIS A 1108に従って、圧縮強度を測定する。
(6)(1)〜(5)に基づく試験を3回行い、圧縮強度値の平均値を1日蒸気養生強度試験値とする。
【0022】
本発明の水硬性組成物は、さらに、遠心力により締固めできることが要求されるため、混練後のフレッシュ状態におけるスランプ(以下、初期スランプ値という)が0〜2cmであること(要件2)が必要であり、0〜1cmが好ましく、0〜0.7cmがより好ましい。初期スランプは、要件3の水/粉体重量比と要件4の粉体重量を満足する範囲内で、分散剤の種類と添加量を調節することにより調整できる。後述の分散剤を用いることが好ましい。
【0023】
本発明の水硬性組成物は、後述の要件3及び要件4を具備する必要から、W/Pが小さく、粉体量が大きい。そのため、フレッシュ状態のモルタル粘性が極めて高く、従来、遠心締固めにとって好ましいとされる、2cm以上の初期スランプ値では、遠心締固めが適正にできない。むしろ、従来は、硬すぎるため好ましくないとされた、0スランプに近い程、遠心締固めを良好に行うことができる。
【0024】
ここに、初期スランプ値は、混練終了後5分以内に、JIS A 1101に従った測定で得られるスランプ値をいう。
【0025】
なお、JIS A 1101によるスランプ値の測定に供する水硬性組成物は、適正に混練されていることを要するが、本発明の水硬性組成物では、以下に定義する崩落量が好ましくは200g以下、より好ましくは100g以下、さらに好ましくは50g以下であるように混練すると、モルタルと粗骨材の一体性(以下、材料分離抵抗性という)が良好に確保される。
【0026】
ここに、崩落量とは、JIS A 1101に準じ、スランプコーンに詰めた水硬性組成物の上面をスランプコーンの上端に合わせてならした後、スランプコーンを鉛直に引き抜き終わった時点で、スランプコーンを引き上げる前のスランプコーンの底面中心から半径22cmの円外に、スランプコーンに詰めたコンクリートから崩落した水硬性組成物の重量(g)をいう。
【0027】
本発明の水硬性組成物は、所定の1日蒸気養生強度試験値及び初期スランプ値を確保するため、さらに水硬性組成物のW/Pが10〜22%であり(要件3)、粉体量が450〜1000kg/m3であること(要件4)が必要である。
【0028】
本発明の水硬性組成物は、蒸気養生による早期の強度発現性(以下、蒸気養生強度の発現性という)の観点から、W/Pは22%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは19%以下、更に好ましくは18%以下であり、初期スランプ値を確保する観点から、W/Pは10%以上、好ましくは12%以下、より好ましくは13%以上、更に好ましくは14%以上であり、蒸気養生強度の発現性と初期スランプ値を確保する観点から、W/Pは、好ましくは、12〜20%、より好ましくは13〜19%、さらに好ましくは14〜18%である。
【0029】
本発明の水硬性組成物は、蒸気養生強度の発現性の観点から、粉体量は450kg/m3以上、好ましくは500kg/m3以上、より好ましくは550kg/m3以上、更に好ましくは 600kg/m3以上であり、初期スランプ値を確保する観点から、粉体量は1000kg/m3以下、好ましくは900kg/m3以下、より好ましくは800kg/m3以下、更に好ましくは750kg/m3以下であり、蒸気養生強度の発現性と初期スランプ値を確保する観点から、好ましくは500〜850kg/m3、より好ましくは550〜800kg/m3、さらに好ましくは600〜750kg/m3である。
【0030】
本発明の水硬性組成物が、良好な蒸気養生強度発現と遠心締固め性を確保するための、さらに好適な、又は、必要な条件を以下に説明する。
【0031】
本発明の水硬性組成物の水量は、蒸気養生強度発現性の観点から、150kg/m3以下が好ましく、140kg/m3以下がより好ましく、遠心締固め性の観点から、90kg/m3以上が好ましく、100kg/m3以上がより好ましく、強度発現性と遠心締固め性の観点から、100〜150kg/m3が好ましく110〜130kg/m3がより好ましい。
【0032】
《セメント》
本発明の水硬性組成物には、蒸気養生強度発現性が要求されることから、セメントを使用することが必要で、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントからなる群から選ばれる1種以上を選択することが好ましく、水硬性組成物の型枠への充填性の観点から、早強セメントが好ましい。
【0033】
《水硬性粉体》
本発明の水硬性組成物は粉体量が大きいため、適正に混練し所望の初期スランプ値を確保する観点から、水硬性粉体を含有することが必要である。ここに、水硬性粉体とは、水と化学反応して硬化しうるセメント以外の無機粉体であり、高炉スラグ、フライアッシュ、石膏からなる群から1種以上が選ばれることが好ましく、シリカヒュームを含有することがより好ましく、シリカヒュームだけで構成することが更に好ましい。
【0034】
セメントと水硬性粉体としては、セメントと混合されたシリカヒュームセメントや高炉セメントを用いてもよい。
【0035】
かかる水硬性粉体は、水硬性組成物の蒸気養生強度を適正に確保しつつ、水硬性組成物の混練性を良好にする観点から、比表面積(cm2/g)が、好ましくは3000〜30000であり、より好ましくは4000〜30000であり、更に好ましくは5000〜30000である。
【0036】
本発明の水硬性組成物は、強度発現と遠心締固め性の観点から、セメント/水硬性粉体重量比が97/3〜80/20が好ましく、95/5〜85/15が特に好ましい。セメントと水硬性粉体が混合された形態で用いられる場合、セメントと水硬性粉体の重量を各々の重量とする。
【0037】
《骨材》
本発明の水硬性組成物に使用される骨材は、細骨材として山砂、陸砂、川砂、砕砂が使用でき、粗骨材として山砂利、陸砂利、川砂利、砕石が使用できる。用途によっては、軽量骨材を使用してもよい。
【0038】
前記細骨材は、水硬性組成物の蒸気養生強度の発現性の観点から、密度と吸水率が一定の範囲にあることが好ましく、JIS A 5308、JIS A 5005に規定される品質であることが望ましい。また、前記細骨材は、水硬性組成物の混練性が良好に確保でき崩落量の小さな水硬性組成物を得ることができることから、粗粒率(JIS A 0203-3019)は2.7以上、更には2.8以上、更には2.9以上であることが好ましい。
【0039】
前記の好ましい細骨材では、粒度分布が、JISA-1102で用いられる呼び寸法0.3mmのふるいの通過率(以下、0.3mm通過率という)が1〜10重量%未満で、かつ、粗粒率が2.7〜3.5である細骨材(以下、細骨材Sという)が好ましい。
【0040】
細骨材Sは、より好ましくは、0.3mmを超えるふるい呼び寸法における通過率が標準粒度分布の範囲内にあることである。
【0041】
本発明において、細骨材Sの0.3mm通過率は、水硬性組成物の混練性を確保する観点から、10%未満が好ましく、より好ましくは9%以下、さらに好ましくは7%以下であり、材料分離抵抗性の観点からは、0.3mm通過率は1%以上が好ましく、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは5%を超えていることが好ましい。
【0042】
さらに、水硬性組成物の混練性と材料分離抵抗性の観点からは、0.3mm通過率は1〜10%未満が好ましく、より好ましくは3〜9%、更に好ましくは5〜7%であることが好ましい。
【0043】
粗粒率が2.7以上では、水硬性組成物の混練性が良好で、粗粒率が3.5以下では、モルタルと粗骨材との一体性の良好な材料分離抵抗性を確保できる。
【0044】
さらに、細骨材SのJIS A 1102で用いられる呼び寸法0.3mmを超えるふるいの通過率が、JIS A 5308付属書1表1の砂の標準粒度の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、呼び寸法0.15mmのふるいの通過率が2重量%未満であり、更に好ましくは1.5重量%未満である。ただし、材料分離抵抗性の観点から、0.5重量%以上であることが好ましい。呼び寸法0.3mmを超えるふるいについては、1つ以上の呼び寸法で、通過率が標準粒度の範囲内にあればよいが、好ましくは全部について標準粒度の範囲内にあることである。
【0045】
細骨材Sとしては、上記の粒度分布と粗粒率を満たしたものを、砂、砕砂等、公知のものを適宜組み合わせて使用できる。細骨材Sとしては、中国福建省ミン江等、特定地域の川砂が挙げられる。細孔が少なく、吸水性が低く、同じ流動性を付与するのに少量の水でよい点から、海砂よりも川砂、山砂、砕砂が好ましい。また、細骨材Aは、絶乾比重(JIS A 0203:番号3015)が2.56以上であることが好ましい。
【0046】
本発明に使用する粗骨材は、水硬性組成物の蒸気養生強度の発現性の観点から、密度と吸水率が一定の範囲にあることが好ましく、JIS A 5308、JIS A 5005に規定される品質であることが望ましい。
【0047】
《分散剤》
本発明の水硬性組成物用分散剤としては、分散力に優れるアルキレンオキサイドを含有するポリカルボン酸系分散剤が好ましく使用できる。
【0048】
前記のポリカルボン酸系分散剤の中でも、水硬性組成物の混練性と蒸気養生強度の発現性の観点から、下記一般式(1)で示される単量体(a)由来の構造単位と、下記一般式(2-1)で示される単量体及び下記一般式(2-2)で示される単量体から選ばれる単量体(b)由来の構成単位とを有する共重合体であって、アルキレンオキサイド基の平均付加モル数[n]が2〜100である共重合体イ、下記一般式(3)で示されるアルケニルエーテルとマレイン酸との共重合体であって、アルキレンオキサイド基の平均付加モル数[q]が15〜90である共重合体又はその塩(まとめて、共重合体ロという)等を好ましく使用できるが、混練性の観点から、共重合体イがより好ましい。
【0049】
【化7】

【0050】
〔式中、
11、R12:同一でも異なっていても良く、水素原子又は-CH3
13:水素原子又は-COO(AO)mX11
X、X11:同一でも異なっていても良く、水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基
AO:炭素数2〜3のアルキレンオキサイド基
m、n:同一でも異なっていてもよく、1以上の整数
p:0〜2の数
を示す。〕
【0051】
【化8】

【0052】
〔式中、
21、R22、R23:同一でも異なっていても良く、水素原子、-CH3又は(CH2rCOOM22であり、-CH3又は(CH2rCOOM22はCOOM21又は他の(CH2rCOOM22と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM21、M22は存在しない。
21、M22:同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
r:0〜2の数
を示す。〕
【0053】
【化9】

〔式中、
31:水素原子又はメチル基
Z:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
を示す。〕
【0054】
41O(AO)q42 (3)
【0055】
〔式中、
41:炭素数2〜5のアルケニル基
AO:炭素数2〜3のアルキレンオキサイド基、
q:1以上の整数、
42:水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基
を表す。〕
【0056】
<共重合体イ>
共重合体イのより好ましい態様を以下に説明する。
【0057】
一般式(1)において、R11、R12がそれぞれ水素原子又はメチル基であり、R13が水素原子であり、アルキレンオキサイドの付加モル数nの分布が、単一のピークを有する一般式(1)で示される単量体の集合物を使用することができる。当該集合物のnについての平均値をnaとする。共重合体イを工業的に製造する場合に使用する単量体(a)に係る原料は、通常、かかる集合物である。かかる場合、単量体(a)の平均付加モル数[n]とは、naをいう。
【0058】
次に、単量体(a)として、一般式(1)において、R11、R12がそれぞれ水素原子又はメチル基であり、R13がCOO(AO)m11であり、アルキレンオキサイドの付加モル数m及びnの分布が、単一又は異なる2つのピークを有する一般式(1)で示される単量体の集合物を使用することができる。当該集合物のm及びnについての平均値をnaとする。かかる場合、単量体(a)の平均付加モル数[n]とは、naをいう。
【0059】
単量体(a)の付加モル数nは1以上の整数であるが、水硬性組成物の混練性の観点から、[n]が共に2〜100の範囲にあることに加えて、nが2未満又は100を超える単量体の比率は、共重合体を構成する単量体中20重量%以下、更に10重量%以下、更に5重量%以下、特に1重量%以下であることが好ましい。
【0060】
共重合体イを構成する単量体中のnの分布(重量%)は、共重合体イについて、ESIを用いた質量分析法を行うことにより測定することができる。その条件は以下の通りである。
【0061】
[ESI測定条件]
・質量分析計:JMS-SX 102A(日本電子社)
・イオン化法:Electrospray Ionization(ESI)
・加速電圧:3kV(Positiveモード)
・Sample Inj. Mode:Infusion
・分解能(設定):1000
・Scan Range(m/z):10〜4000
・積算時間:10分
・Data Type:Profile
試料(共重合体)は、2%酢酸を含むメタノール/クロロホルム混合液(1:1、重量比)に溶解して測定に供する。
【0062】
共重合体イの[n]は、単量体(a)を用いた共重合体イについて1H-NMRで測定することができる。単量体(a)を1H-NMRに供して[n]を測定することもできるが、共重合体を用いて測定することが簡便であり好ましい。なお、(a1)と(b2)の合計に対する(b1)の酸型換算重量%(z)についても、共重合体イについて1H-NMRで測定することができる。なお、1H-NMRによる測定は、例えば次のようにして行うことができる。水に溶解した共重合体を窒素雰囲気中で減圧乾燥したものを、3〜4%の濃度で重水に溶解し、1H-NMRを測定する。アルコキシ基(この場合はメトキシ基)のピークの積分値とアルキレンオキサイド基のピークの積分値とから、エチレンオキサイド基のHの総数を求め、アルキレンオキサイド基1個に含まれる水素原子の数で除した値を共重合体の[n]とする。具体的には、1H-NMRの測定は、Varian社製「UNITY-INOVA500」(500MHz)を用い、データポイント数64000、測定範囲10000.0Hz、パルス幅(45°パルス)60μsec、パルス遅延時間30sec、測定温度25.0℃の条件で行うことができる。
【0063】
さらに、単量体(a)として、naの異なる2種以上のものを併用することができる。即ち、naの異なるk種の単量体を用いる場合は、各単量体のnaを(nai(i=1,2・・・k)と表して、(naiの単量体の共重合モル%をtiとしたとき、単量体(a)のアルキレンオキサイドの平均付加モル数[n]は、以下の式で定義される。
[n]≡Σ(naii/Σti
【0064】
式(1)中のAOは、エチレンオキシド(以下EO)、プロピレンオキシド(以下PO)であり、同一でも異なっていても良く、付加形態は単独、ランダム、ブロック又は交互のいずれでもよい。好ましくはEOである。
【0065】
単量体(a)の具体例として、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端低級アルキル基封鎖ポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物や、(メタ)アクリル酸へのエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物が挙げられ、好ましくはメトキシポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物であり、特に好ましくはメトキシポリエチレングリコールとメタクリル酸とのエステル化物である。
【0066】
単量体(b)では、式(2-1)で表される単量体の具体例として、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸系単量体、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸系単量体、又はこれらの塩、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられ、好ましくは、(メタ)アクリル酸又はこれらのアルカリ金属塩であり、より好ましくは(メタ)アクリル酸のナトリウム塩であり、更に好ましくはメタクリル酸のナトリウム塩である。また、式(2-2)で表される単量体として、(メタ)アリルスルホン酸又はこれらの塩、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられ、好ましくは、(メタ)アリルスルホン酸のナトリウム塩であり、更に好ましくはメタリルスルホン酸のナトリウム塩である。
【0067】
単量体(b)は、共重合体の分子量制御の観点より、式(2-1)、式(2-2)で表される単量体のみ、又は式(2-1)及び式(2-2)で表される単量体の混合物が好ましく、式(2-1)で表される単量体のみから選ばれるのが更に好ましく、より好ましいのは、メタクリル酸を選ぶことである。
【0068】
共重合体イ中の単量体(a)と単量体(b)の合計量は50重量%以上、更に80重量%以上、特に100重量%が好ましい。単量体(a)と単量体(b)以外の共重合可能な単量体として、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等が挙げられる。
【0069】
共重合体イは、公知の方法で製造することができる。例えば、特開平11-157897号公報の溶液重合法が挙げられ、水や炭素数1〜4の低級アルコール中、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の重合開始剤存在下、要すれば、亜硫酸ナトリウムやメルカプトエタノール等を添加し、50〜100℃で0.5〜10時間反応させればよい。
【0070】
共重合体イは、重量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法/標準物質ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算/水系)が10,000〜100,000、特に10,000〜50,000の範囲が好ましい。
【0071】
水硬性組成物の混練性と蒸気養生強度の発現性の観点から、共重合体イについて、[n]は、75以下がより好ましく、50以下が更に好ましく、40以下が更に好ましく、30以下が特に好ましく、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、8以上が更に好ましい。
【0072】
初期スランプ値と混練性の確保及び蒸気養生強度の発現性の観点から、[n]は3〜75がより好ましく、5〜50がさらに好ましく、5〜50がさらに好ましく、5〜40がさらに好ましく、8〜40がさらに好ましく、5〜30が特に好ましい。
【0073】
超高強度コンクリートの型枠への充填性を確保するには、混練後の粘性を抑制する必要があり、そのためには、単量体(a)の構造を有しnaが2未満又は100を超える単量体を併用することもできるが、naが2未満又は100を超える単量体の比率は、共重合体を構成する単量体中20重量%以下、更に10重量%以下、特に5重量%以下であることが好ましい。この場合も、[n]は前記の好ましい範囲にあること好ましい。
【0074】
共重合体イにおける単量体(b)の酸型換算重量%zは、初期スランプ値と混練性の確保の観点から、2〜99重量%の範囲にあることが好ましい。
【0075】
zが2重量%以上では、混練性が良好で、zが99重量%以下では、初期スランプ値の確保にとって良好である。以上の観点から、zは5重量%以上がより好ましく、8重量%以上が更に好ましく、また、90重量%以下がより好ましく、70重量%以下が更に好ましく、50重量%以下が更に好ましく、40重量%以下が更に好ましく、35重量%未満が更に好ましく、30重量%以下が更に好ましく、25重量%以下が更に好ましく、20重量%以下が特に好ましい。
【0076】
以上を総合すると、zは5〜50重量%が好ましく、5〜40重量%がさらに好ましく、5〜35重量%未満が更に好ましく、5〜30重量%が更に好ましく、8〜30重量%が更に好ましく、5〜25重量%が更に好ましく、8〜25重量%が更に好ましく、8〜20重量%が特に好ましい。
【0077】
<共重合体イ1と共重合体イ2の併用>
本発明の水硬性組成物のさらに安定した初期スランプの確保の観点から、共重合体イは、以下の要件Aを具備する共重合体イ1及び共重合体イ2を併用するものであることが好ましい。
【0078】
要件A:共重合体イに該当する共重合体イ1のアルキレンオキサイドの平均付加モル数[n1]及び(a1)と(b2)の合計に対する(b1)の酸型換算重量%(z1)の積[n1]*z1、並びに、重合体イに該当する共重合体イ2におけるアルキレンオキサイドの平均付加モル数[n2]及び(a2)と(b2)の合計に対する(b2)の酸型換算重量%(z2)の積[n2]*z2の一方が50〜165未満、他方が165〜1000であり、前記z1及びz2が共に2〜99重量%である。
【0079】
共重合体イ1と共重合体イ2を構成する単量体(a)及び単量体(b)は、前述の共重合体イについての好適な単量体(a)及び単量体(b)から選ばれることが好ましい。
【0080】
[n1]、[n2]、z1、z2は、それぞれ、前述の共重合体イについての好適な[n]、zの範囲から選ばれることが好ましい。
【0081】
また、z1、z2は、[n1]*z1、[n2]*z2の一方が50〜165未満、他方が165〜1000であることを満たした上で、一方が他方よりも大きいこと(z2<z1もしくはz1<z2)が好ましい。
【0082】
共重合体イ1と共重合体イ2とを併用することの効果は以下の要因によると推定される。以下、[n1]、[n2]をまとめて[n]、z1、z2をまとめてzと記載することがある。
【0083】
(1)単量体(a)と単量体(b)とを用いた共重合体(以下、PAGエステル系重合体という)、分散性と分散保持性について相反する性状を示し、分散性が大きいと分散保持性が小さく、分散性が小さいと分散保持性が大きい。
【0084】
(2)単量体(a)と単量体(b)とを用いたPAGエステル系重合体の分散性は、単量体(a)の平均付加モル数[n]と単量体(b)の酸型換算重量%zとの関係が強く、一定のzでは、[n]が大きい程分散性が大きく、一定の[n]では、zが大きい程分散性が大きい。
【0085】
(3)従って、ある値の[n]あるいはxについては、PAGエステル系重合体の分散性は、[n]とzの積[n]*zと相関がある。即ち、[n]*zが大きい程分散性が大きく、[n]*xが小さいほど分散性が小さい。
【0086】
そして、同じ[n]*zであれば、[n]とzが異なっていても同様の分散性を示すことから、複数のPAGエステル系重合体を併用する場合、[n]とzが異なったものを組み合わせても、[n]*zが同じになるような組み合わせになると、分散性、分散保持性を設計する上で必ずしも有利とはならない場合があり得ることが示唆された。
【0087】
(4)そこで、[n]*zの相違に基づき、すなわち、分散性が大きく分散保持性の小さい(即ち[n]*zが大きいことに相当する)PAGエステル系重合体と分散性が小さく分散保持性の大きい(即ち[n]*zが小さいことに相当する)PAGエステル系重合体とを混合すると、混合物の分散性と分散保持性を制御することができ、それぞれが特定の分散性(即ち、特定の[n]*z)を有する場合に、混練性と初期スランプ値の確保が良好になることが示唆される。
【0088】
共重合体イ1における単量体(a)の平均付加モル数[n1]及び単量体(a)と単量体(b)の合計に対する単量体(b)の酸型換算重量%z1の積[n1]*z1と、共重合体イ2におけるアルキレングリコールの平均付加モル数[n2]及び単量体(a)と単量体(b)の合計に対する単量体(b)の酸型換算重量%z2の積[n2]*z2の一方が50〜165未満、他方が165〜1000の範囲にあることが好ましい。
【0089】
すなわち、共重合体イは、共重合体イ1と、共重合体イ1とは[n]及びzの少なくとも一方が異なる共重合体イ2とを含有することが好ましい。
【0090】
積[n1]*z1と積[n2]*z2の一方が50以上であれば、水硬性組成物の混練性が十分となり、低W/Pの水硬性組成物の混練も十分となり、また、他方が1000以下であれば、水硬性組成物の初期スランプ値が安定して確保できる。
【0091】
積[n]*zの値は、大きい程分散性が強く、小さい程分散保持性が強いことに対応する。従って、水硬性組成物用分散剤が、単一の当該積を有する単量体(a)由来の構造単位と単量体(b)由来の構造単位とを有する共重合体(以下、一の共重合体ともいう)を含有する場合は、混練性と初期スランプ値の両立するW/Pの範囲が狭いものになる。
【0092】
[n1]*z1と[n2]*z2とはどちらが大きくてもよいが、便宜上、[n1]*z1>[n2]*z2として、以下を説明する。
【0093】
先に述べた通り、[n2]*z2の値が小さい程分散保持性は強く、分散性は弱くなる。従って、過度に分散性を低下させない範囲として、[n2]*z2は50以上であれば、当該分散剤の分散性が十分となる。[n2]*z2は分散保持性の点で165未満が好ましい。
【0094】
一方、[n1]*z1の値が大きい程分散性が強く、分散保持性は弱くなる。従って、過度に分散保持性を低下させない範囲として、[n1]*z1が1000以下であれば、当該分散剤の分散保持性が十分となる。[n1]*z1は分散性の点で180以上が好ましく、200以上がより好ましい。
【0095】
混練後短時間内における当該分散剤全体の分散性及び分散保持性を安定に確保する観点から、[n2]*z2の上限及び[n1]*z1の下限が要件Aを具備することが好ましい。
【0096】
[n1]*z1は180〜700が好ましく、200〜700がさらに好ましく、200〜500がさらにより好ましく、250〜500が特に好ましい。この範囲の[n1]*z1に対して、[n2]*z2は50〜165未満が好ましく、70〜165未満がさらに好ましく、100〜165未満がさらにより好ましく、130〜165未満が特に好ましい。
【0097】
混練性と初期スランプ値の確保の観点から、
[n1]*z1が180〜700で、[n2]*z2が50〜165未満の場合が好ましく、
[n1]*z1が200〜700で、[n2]*z2が50〜165未満の場合がさらに好ましく、
[n1]*z1が200〜500で、[n2]*z2が50〜165未満の場合がさらに好ましく、
[n1]*z1が200〜500で、[n2]*z2が70〜165未満の場合がさらに好ましく、
[n1]*z1が200〜500で、[n2]*z2が100〜165未満の場合がさらに好ましく、
[n1]*z1が200〜500で、[n2]*z2が130〜165未満の場合が特に好ましい。
【0098】
共重合体イ1、イ2は、さらに、以下の要件Bを具備することが好ましい。
要件B: [n1]*z1と[n2]*z2との差の絶対値が(以下、Δn*zと表記する)20以上であること。
【0099】
さらに、Δn*zは、30以上が好ましく、50以上がより好ましく、100以上がさらに好ましく、130以上がさらにより好ましく、150以上が特に好ましい。共重合体イ1及びイ2の相乗効果、分散性及び分散保持性の観点からΔn*zは大きくなり過ぎないことが好ましい。具体的には、Δn*zは700以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましく、300以下であることが特に好ましい。
【0100】
また、[n1]及び[n2]は、同一でも異なっていてもよいが、セメントの種類に対する分散性及び分散保持性の安定性を考慮すると、[n1]と[n2]との差の絶対値が2以上であることがより好ましく、5以上がさらに好ましく、8以上が特に好ましい。
【0101】
以上を総合すると、共重合体イ1は[n1]=17〜25、z1=12〜20重量%、共重合体イ2は[n2]=5〜9、z2=12.5〜18重量%で、[n1]、[n2]は共にnaが25以下の単量体(もしくは単量体混合物)に由来することが好ましく、共重合体イ1は[n1]=17〜25、z1=12〜20重量%、共重合体イ2は[n2]=8〜9、z2=14〜18重量%で、[n1]、[n2]は共にnaが25以下の単量体(もしくは単量体混合物)に由来することが更に好ましい。これらの共重合体は、要件Aを具備する。
【0102】
共重合体イ1、イ2の両者全体の[n]の平均値nAVは、コンクリートの粘性の観点から、40以下が好ましく、30以下がより好ましく、25以下がさらに好ましい。例えば、共重合体イ1及びイ2を、イ1/イ2=W1/W2の重量%(合計は100重量%)で混合した場合、該混合物の全体の[n]の平均値nAVは、以下の式で定義される。
【0103】
AV≡〔[n1]×(M1)+[n2]×(M2)〕/〔M1+M2
【0104】
ここで、M1は、共重合体イ1のW1(g)中の単量体(a)の共重合モル数であり、M2は、共重合体イ2のW2(g)中の単量体(a)の共重合モル数である。なお、このnAVは共重合体イ1、イ2の仕込み比率(更には、単量体(a)、(b)のモル比)から計算することができる。仕込み比率不明な場合、1H-NMRにより測定することもできる。
【0105】
なお、共重合体イ1、イ2として、それぞれ単量体(a)、(b)から構成される共重合体を2種以上使用することもできる。
【0106】
例えば、共重合体イ1として、[n1]がXの共重合体Xと[n1]がYの共重合体Yを用い、共重合体イ2として、[n2]がZの共重合体Zを併用できる。この場合、共重合体イ1、イ2の共重合体の組み合わせの少なくとも1つにおいて、本発明の要件A又は要件A並びに要件Bを満たせば良く、他の共重合体は本発明の効果を損なわない範囲で使用される。なお、この場合、好ましくは、用いる全ての共重合体イ1、イ2同士で前記Δn*zが要件Bを満たすことである。
【0107】
共重合体イ1と共重合体イ2の重量比は、イ1/イ2=5/95〜95/5が好ましく、イ1/イ2=15/85〜85/15がより好ましく、イ1/イ2=25/75〜75/25がさらに好ましく、イ1/イ2=30/70〜70/30が特に好ましい。特に、水硬性組成物の分散性を改善するためには、[n]*zが大きい方の共重合体を増やすように調整することが好ましく、分散保持性を改善するためには[n]*xの小さい方の共重合性を増やすように調整することが好ましい。従って[n]*zが大きい方を共重合体イ1とすると本発明の水硬性組成物では、分散性を重視して、イ1/イ2の重量比=70
/30〜50/50が好ましく、70/30〜60/40が更に好ましい。
【0108】
<共重合体ロ>
一般式(3)において、R41で示される炭素数2〜5のアルケニル基として好ましくは、ビニル基、アリル基、メタリル基等であるが、特にアリル基が汎用的であり好ましい。
42は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル基等が挙げられる。特にメチル基が好ましい。
【0109】
アルキレンオキシドの平均付加モル数[q]は、5〜90の範囲が好ましく、10〜60がより好ましく、20〜50が特に好ましい。この範囲内で内壁面状態が良好で、より高強度にすることができる。
【0110】
共重合体ロは、これら一般式(4)で表される単量体とマレイン酸との共重合体、好ましくはモル比が、一般式(4)の単量体/マレイン酸=30/70〜70/30である共重合体又はその塩である。マレイン酸は無水物であってもよい。
【0111】
共重合体ロの製造方法としては、特開平2-163108号、特開平5-345647号記載の方法が挙げられる。
【0112】
また、共重合体ロの好ましい重量平均分子量は初期スランプ値の確保の観点から、3000〜30万、更には5000〜10万である。
【0113】
共重合体ロの一例として、マリアリムEKM、マリアリムAKM(日本油脂社製)やスーパー200(電気化学社製)が挙げられる。
【0114】
<共重合体イと共重合体ロの併用>
本発明の水硬性組成物の混練性と初期スランプ値を確保する観点から、本発明の分散剤は、共重合体イと共重合体ロと併用すると、各々を単独で使用する場合に比べ、格段に良好である。
【0115】
かかる併用系において、共重合体イ及び共重合体ロの組成比は共重合体イ/共重合体ロ=5〜95/95〜5(固形分重量比)が好ましく、10〜90/90〜10がより好ましく、20〜80/80〜20が特に好ましい。共重合体イと共重合体ロとを併用することで、本発明の水硬性組成物の蒸気養生強度の発現性を良好に維持した上で、混練性と初期スランプ値を安定に確保できる。
【0116】
<共重合体イ1、共重合体イ2と共重合体ロの併用>
本発明の水硬性組成物の混練性と初期スランプ値を確保する観点から、本発明の分散剤は、前述の共重合体イ1と共重合体イ2とで構成される共重合体イと共重合体ロとを含有することがさらに好ましい。共重合体イと共重合体ロの重量比は、イ/ロ=90/10〜50/50が好ましく、80/20〜60/40がより好ましい。
【0117】
<その他の好ましい条件>
本発明の分散剤において、共重合体イ、共重合体イ1と共重合体イ2で構成される共重合体イ及び共重合体ロ(まとめて、好適共重合体という)は、分散剤中の全固形分中50重量%以上が好ましく、特に80〜100重量%、更に90〜100重量%が好ましい。
【0118】
本発明の分散剤では、好適共重合体に加えて、別途合成したアルキレンオキサイド平均付加モル数が100を超える単量体を含有するポリカルボン酸系共重合体等を使用することができるが、その割合は、コンクリートの粘性の点から、共重合体の合計に対して20重量%以下、更に10重量%以下、特に5重量%以下が好ましい。
【0119】
本発明の水硬性組成物の初期スランプ値は、水硬性組成物の粘性の増大を抑制する観点から、分散剤の添加量で調整することが好ましく、粉体量に対して分散剤固形分で好ましくは0.05〜1.0重量%、さらに好ましくは0.1〜0.7重量%となるように添加される。
【0120】
本発明の分散剤として、好適共重合体を使用する場合、水硬性組成物に、好適共重合体を構成するそれぞれの共重合体を分散剤に予め配合してから添加しても別々に添加してもよい。
【0121】
また、本発明の分散剤は先に混練水で希釈してから用いてもよいし、分散剤以外の材料を混合してから分散剤を添加してもよいが、混練性の観点からは、先に混練水で希釈してから用いることが好ましい。
【0122】
《その他の成分》
本発明の水硬性組成物には、上記成分以外に、ノロ低減材、早強材等の各種混和材料を使用することができる。更に、公知の添加剤(材)、例えばAE剤、AE減水剤、高性能減水剤、減水剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡剤、増粘剤、防水剤、防腐剤等を併用することが出来る。
《遠心成形条件》
【0123】
本発明の水硬性組成物は、W/Pが小さく粉体量が多いことから、モルタル粘性が極めて大きいため、遠心成形硬化体を製造する際には遠心締固め開始後の一定時間内は、低加速度で遠心成形することが必要である。本発明の遠心成形硬化体の製造方法は、該水硬性組成物の遠心成形の条件として遠心締固め開始後1〜5分間の加速度(以下、初期加速度ともいう)が0.1〜1.5Gであり、すなわち、遠心締固め開始後から加速度を0.1〜1.5Gで1〜5分間保持する工程を有する(要件5)ことである。加速度は0.2〜1.0Gが好ましく、0.3〜0.8Gがより好ましく、0.4〜0.7Gが更に好ましい。遠心締固め装置によって異なるが、0Gから設定した加速度までに達する時間は通常15秒以内である。本発明では加速度を保持する時間には0G(開始)から設定した加速度に到達するまでの時間を含める。
【0124】
初期加速度が前記範囲にあると、型枠内での遠心締固め性が良好で、特に、パイル等の中空の遠心管を成形する場合、水硬性組成物が円管壁に沿いより均一となり、内壁面が平滑に成形できる。
【0125】
かかる低加速度を保持して遠心を行う時間は、例えば、0.5Gの場合では、4〜8分間が好ましく、5〜7分間がより好ましく、1Gの場合では、2〜7分間が好ましく、4〜6分間がより好ましい。
【0126】
さらに、遠心締固め性の観点から、遠心成形時の加速は多段階で行うことが好ましく、例えば、第1段階の初期加速度による遠心後は、第2段階として、好ましくは2〜10Gで第1段階後から2〜6分間、より好ましくは3〜8Gで2〜6分間、更に好ましくは4〜6Gで3〜5分間、第3段階として、好ましくは10〜20Gで第2段階後から1〜5分間、より好ましくは12〜18Gで1〜4分間、更に好ましくは13〜17Gで2〜3分間、第4段階として、好ましくは20〜35Gで第3段階後から1〜6分間、より好ましくは22〜30Gで1〜5分間、更に好ましくは23〜28Gで1〜4分間行うことが好ましい。
【0127】
《蒸気養生条件》
本発明の水硬性組成物を、前述の条件で遠心成形すると、特にパイルのような中空遠心管については内壁面が平滑な遠心成形体を得ることができる。さらに、かかる遠心成形体について、コンクリートの材齢1日強度が100N/mm2以上の超高強度の遠心成形硬化体を得るための好ましい蒸気養生条件は、前置き1〜2時間、昇温20〜30℃/hr、保持70〜80℃で6〜10時間保持し、自然冷却することが好ましく、前置き2〜4時間、昇温15〜25℃/hr、保持60〜85℃で4〜12時間保持し、自然冷却することがより好ましい。また14日以降の強度を高めたい場合は、前置き3〜4時間、昇温10〜20℃/hr、保持60〜70℃で4〜6時間保持し、自然冷却する条件が好ましい。
《遠心成形硬化体》
本発明の遠心成形硬化体は、材齢1日強度100N/mm2以上の強度を得ることができ、パイルその他の高強度を必要とする遠心成形品として好適である。
【実施例】
【0128】
《コンクリート材料》
下記のコンクリート材料を用いて表1の配合によりコンクリート(水硬性組成物)の製造に用いた。
W:セメント分散剤を混合した水道水
C:普通ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)〕、密度=3.16(g/cm3
HC:早強ポルトランドセメント〔太平洋セメント(株)〕、密度=3.14(g/cm3
SF:シリカヒューム〔花王(株)〕、密度=2.25(g/cm3)、比表面積=20000(cm2/g)
GP:α型無水石膏、密度=2.95(g/cm3)、比表面積=7000(cm2/g)
S:細骨材、中国福建省ミン江産川砂、表乾密度=2.58(g/cm3)、FM=2.90
G:粗骨材、兵庫県措赤穂産砕石、表乾密度=2.63(g/cm3)、吸水率=0.65
W/P:[W/(C+SF)]×100(%、重量比)
s/a:[S/(S+G)]×100(%、体積比)
【0129】
【表1】

【0130】
《セメント分散剤》
表2の単量体(a)、単量体(b)を用いて表2の共重合体を製造し、セメント分散剤を得た。なお、表2中、POAMEAEは、一般式(3)中のqを便宜的に[n]として表した。これらの分散剤を使用して、表3に示したコンクリートを製造し、各配合と遠心成形条件における初期スランプ値と崩落量、内面の平滑性、圧縮強度を評価した。
【0131】
表3にコンクリートのフレッシュ状態(初期スランプ値、崩落量)と硬化後の強度(1日蒸気養生強度試験値)を、表4にこれらのコンクリートを使用して遠心成形したときの硬化体の内壁面の状態の結果を示す。
【0132】
【表2】

【0133】
《コンクリートの製造条件》
混練量は、40リットルとし、以下のように製造した。
セメント分散剤と混合した水以外のコンクリート材料を60リットル強制2軸ミキサーに投入し、30秒間混練後、セメント分散剤と混合した水を投入し、300秒間混練した後、排出する。なお、比較例2のみ、水の投入後の180秒混練した後、排出した。
【0134】
《遠心条件条件》
コンクリート15kgを遠心成形型枠(φ20cm×高さ30cm)に入れて、下記の条件で遠心成形を行った。
遠心成形条件-1
初速0.7G×3分間、二速5G×4分間、三速15G×2分間、四速25G×3分間
遠心成形条件-2(比較)
初速2.5G×3分間、二速5G×4分間、三速15G×2分間、四速25G×3分間
【0135】
《スランプ値及び崩落量の測定》
JIS A 1101 に従った。崩落量は、スランプコーンに詰めたコンクリートの上面をスランプコーンの上端に合わせてならした後、スランプコーンを鉛直に引き上げた時点で崩落するコンクリートの量(g)を測定した。
【0136】
《1日蒸気養生強度試験値》
前述の(1)〜(6)の手順による方法で測定した。
【0137】
《内壁面の平滑性》
硬化体の上部と下部のコンクリート厚み(mm)を、各4個所測定し、以下の基準で評価した。
◎ 4個所の厚みが3mm以下変動
○ 4個所の厚みが3mm〜5mm
× 4個所の厚みが5mm以上
【0138】
《蒸気養生条件》
前置20℃×3hr、昇温18℃/hr、保持80℃×8hr、以後、放冷した。
【0139】
【表3】

【0140】
【表4】

【0141】
《本発明の効果》
比較例1は、コンクリートのW/Pが大きいため、1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2に達達しない。比較例2は、混練時間が不足していて混練が不充分なため、崩落量が過剰となっている。そのため遠心締固めができない。比較例3は、分散剤1の添加量が多いため、初期スランプ値が過剰となっている。
【0142】
比較例4は、混練が不充分なため、遠心締固めができない。比較例5は、初期スランプ値が過剰で遠心成形硬化体の内壁面が平滑にならない。試験例1は、遠心成形時の初期加速度が過大で、遠心締固めができない。
【0143】
実施例1〜14のコンクリートは、いずれも、1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2以上であり、所定の遠心成形条件により内壁面が平滑な実施例15〜28の遠心成形硬化体を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【0144】
本発明の水硬性組成物及び製造方法は、超高強度の遠心成形硬化体の製造に好適に用いられ、本発明の水硬性組成物及び製造方法により得られた遠心成形硬化体は、遠心締固め性が良好で、内壁面が平滑に仕上がり、かつ、コンクリートが超高強度であり、パイルその他の好適な遠心成形品として利用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメント、水硬性粉体(以下、セメントと水硬性粉体とをまとめて粉体という)、骨材、分散剤及び水を含有する遠心成形硬化体用水硬性組成物であって、以下の要件全てを具備する遠心成形硬化体用水硬性組成物。
[要件1]1日蒸気養生強度試験値が100N/mm2以上
[要件2]水硬性組成物の初期スランプ値が0〜2cm
[要件3]水/粉体重量比が10〜22%
[要件4]粉体の重量が450〜1000kg/m3
【請求項2】
遠心締固め開始後から加速度を0.1〜1.5Gで1〜5分間保持する工程を有する遠心成形に用いる請求項1記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物。
【請求項3】
さらに、水の重量が100〜150kg/m3である請求項1又は2記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物。
【請求項4】
水硬性粉体が、シリカヒュームを含有する請求項1〜3いずれか記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物。
【請求項5】
分散剤が、下記一般式(1)で示される単量体(a)由来の構造単位と、下記一般式(2-1)で示される単量体及び下記一般式(2-2)で示される単量体から選ばれる単量体(b)由来の構成単位とを有する共重合体であって、アルキレンオキサイド基の平均付加モル数[n]が2〜100である共重合体を含有する請求項1〜4いずれか記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物。
【化1】

〔式中、
11、R12:同一でも異なっていても良く、水素原子又は-CH3
13:水素原子又は-COO(AO)m11
X、X11:同一でも異なっていても良く、水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基
AO:炭素数2〜3のアルキレンオキサイド基
m、n:同一でも異なっていてもよく、1以上の整数
p:0〜2の数
を示す。〕
【化2】

〔式中、
21、R22、R23:同一でも異なっていても良く、水素原子、-CH3又は(CH2rCOOM22であり、-CH3又は(CH2rCOOM22はCOOM21又は他の(CH2rCOOM22と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM21、M22は存在しない。
21、M22:同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
r:0〜2の数
を示す。〕
【化3】

〔式中、
31:水素原子又はメチル基
Z:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
を示す。〕
【請求項6】
請求項1〜5いずれか記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物を遠心成形して得る遠心成形硬化体の製造方法であって、前記遠心成形の条件が以下の要件5を具備する遠心成形硬化体の製造方法。
[要件5]遠心締固め開始後から加速度を0.1〜1.5Gで1〜5分間保持する工程を有する
【請求項7】
蒸気養生工程を含む請求項6の遠心成形硬化体の製造方法。
【請求項8】
請求項6又は7の遠心成形硬化体の製造方法によって得られる遠心成形硬化体。
【請求項9】
請求項1〜4いずれか記載の遠心成形硬化体用水硬性組成物に使用される水硬性組成物用分散剤であって、下記一般式(1)で示される単量体(a)由来の構造単位と、下記一般式(2-1)で示される単量体及び下記一般式(2-2)で示される単量体から選ばれる単量体(b)由来の構成単位とを有し、アルキレンオキサイド基の平均付加モル数[n]が2〜100である共重合体を含有する水硬性組成物用分散剤。
【化4】

〔式中、
11、R12:同一でも異なっていても良く、水素原子又は-CH3
13:水素原子又は-COO(AO)m11
X、X11:同一でも異なっていても良く、水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基
AO:炭素数2〜3のアルキレンオキサイド基
m、n:同一でも異なっていてもよく、1以上の整数
p:0〜2の数
を示す。〕
【化5】

〔式中、
21、R22、R23:同一でも異なっていても良く、水素原子、-CH3又は(CH2rCOOM22であり、-CH3又は(CH2rCOOM22はCOOM21又は他の(CH2rCOOM22と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のM21、M22は存在しない。
21、M22:同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
r:0〜2の数
を示す。〕
【化6】

〔式中、
31:水素原子又はメチル基
Z:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基又は置換アルキルアンモニウム基
を示す。〕

【公開番号】特開2006−36629(P2006−36629A)
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−183499(P2005−183499)
【出願日】平成17年6月23日(2005.6.23)
【出願人】(000000918)花王株式会社 (8,290)
【Fターム(参考)】