【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〈産業上の利用分野〉
本発明は耐海水性の優れた水中コンクリート組
成物に関する。
〈従来の技術と本発明の課題〉
あらかじめ練り混ぜられたコンクリートを水中
に打設する場合、コンクリートが水との接触によ
り分離をして、打設されたコンクリートが不均一
となり、所定の力学性状や水密性状を確保するこ
とは難しい。
それゆえ、トレミー管、コンクリートポンプ又
はバケツト等、水との接触を回避する特別な装置
が用いられている。
しかしながら、実際には種々の要因によつてコ
ンクリートが水で洗われ、分離して硬化体になら
なかつたり、著しく強度が低下したりする課題が
あり、コンクリートの水中施工は難しい技術の一
つであつた。
これらの点を改善して、簡単に水中コンクリー
トを施工する方法としては、水溶性高分子物質を
添加して水中を自由落下させ、コンクリートを打
設する方法が既に知られている（DE2326647）。
しかしながら、前記の方法を海洋構造物あるい
は護岸構造物など海水と接触するような箇所で使
用する場合には、コンクリートの耐海水性が低下
するという課題があつた。
また、所定の強度とセルフレベリング性を確保
するためには、単位水量を大幅に、例えば、50
Kg／m3も増加しなければならないという課題もあ
つた。
さらに、この単位水量で通常の強度を得るため
には、単位セメント量100Kg／m3もの多量のセメ
ントを使用しなければならないという課題もあつ
た。
本発明者らは、前述の課題を解決すべく種々検
討を重ねた結果、特定の組成物を使用することに
よつて、水と接触しても分離せず、優れた分離抵
抗性を有するとともに、所定の強度を満足しつ
つ、水セメント比を増加させ、流動性を改善する
ことができ、しかも、すぐれた耐海水性を有する
水中コンクリート組成物が得られる知見を得て本
発明を完成するに至つた。
〈課題を解決するための手段〉
即ち、本発明は、セメント、水溶性高分子物
質、及び消泡剤と、セメント100重量部に対して、
SO3換算で0.5〜２重量部の無水セツコウ含有物
及び／又は仮焼明ばんとを必須成分とする水中コ
ンクリート組成物である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る水溶性高分子物質とは、粘着性を
コンクリートに付与して水中での分離抵抗性を高
める物質である。
具体的には、ポリアクリルアミド、ポリエチレ
ンオキシド、ポリビニルアルコール、さらには、
メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロ
キシプロピルセルロース等のセルロースエーテル
類等が挙げられ、これらのうち、一種を使用して
も良く、二種以上を組み合せても良いが、練り混
ぜの面から、溶解性の改善されているヒドロキシ
エチルセルロースやメチルセルエロースの使用が
好ましい。
水溶性高分子物質の使用量は、水溶性高分子物
質の種類、分子量及び置換度等によつても、ま
た、目的とする打設環境条件によつても異なる
が、一般的にはセメント100重量部に対して、５
重量部以下が好ましい。
本発明に係る消泡剤とは、水溶性高分子物質の
使用によつて著しく増大するコンクリートの空気
量を減少させ、圧縮強度の低下を抑えるものであ
り、ポリグリコール系、シリコーン系、及びシリ
カシリコーン系等の消泡剤が挙げられる。
具体的には、日本油脂(株)製商品名「ニツサン・
デイスホーム」、第一工業製薬(株)製商品名「アン
チフロスＦ」、東芝シリコーン(株)製商品名「TSA
−732」及びサンノプコ(株)製商品名「SN−
Defoamer 14HP」や「SN−Defoamer 24HP」
等があり、練り混ぜの面から粉体系のものが好ま
しい。
消泡剤の使用量はその種類によつても異なる
が、水溶性高分子物質100重量部に対して、0.3〜
10重量部が好ましい。
本発明に係る無水セツコウ含有物は、無水セツ
コウ単独でも良いが、無水セツコウを主成分と
し、それにシリカフラワーや活性白土などの微粉
末を混和したもので、例えば、電気化学工業(株)製
商品名「デンカΣ1000」や日本セメント(株)製商品
名「アサノースーパーミツクス」などとして市販
されているものでも良い。仮焼明ばんを用いても
同様の効果が期待できる。しかし、凝結コントロ
ールの面で無水セツコウ含有物の使用が好まし
い。
無水セツコウ含有物及び／又は仮焼明ばんの使
用量は、耐海水性の面からセメント100重量部に
対して、SO3換算で0.5〜２重量部である。３重
量部以下が好ましく、0.5〜２重量部が耐海水性
の面からより好ましい。
無水セツコウ含有物及び／又は仮焼明ばんによ
る耐海水性向上の原因は、C3ＡやC4AFのCaSO4
による初期の安定化にあり、また、強度増進の原
因は初期材令におけるエトリンガイトの生成によ
り硬化体の細孔構造が小さい方向へ移行し、組織
が緻密化することにあると考えられる。
本発明において、さらに、高性能減水剤を使用
することは、流動性、特に、セルフレベリング性
の確保の面から好ましく、一般に高性能減水剤と
呼ばれるものが使用されるが、そのうち、メラミ
ン樹脂スルホン酸塩系のものが好ましい。
本発明の水中コンクリート組成物の混合方法は
特に制限されるものではなく、水溶性高分子物
質、消泡剤と、無水セツコウ含有物及び／又は仮
焼明ばんをコンクリートの練り混ぜ時に、あるい
は、予め練り混ぜられたコンクリートに別々に添
加しても良く、また、同時に添加することも可能
である。但し、練り混ぜ時の便利さを考慮すると
全て粉末で一括添加することが好ましい。
なお、本発明の水中コンクリートを調合するに
あたつてのセメントや、骨材などのコンクリート
材料の配合条件は、通常の配合条件でよく、単位
セメント量は320〜500Kg／m3程度が好ましく、単
位水量は170Kg／m3以上とすることが好ましい。
通常、コンクリートは打設後締め固めを行なう
が、水中施工においては、通常の場合と異なり締
め固め作業の困難な場合も多い。しかし、本発明
の水中コンクリートは分離抵抗性が大きいので、
水中コンクリート中の単位水量を充分確保するこ
とができ、それにより、セルフレベリング性が高
まり、自重による水中コンクリートの打設が可能
となる。
さらに本発明においては、無水セツコウ含有物
及び／又は仮焼明ばんの効果により、所定の強度
を満足させながら水セメント比を増加させること
ができるため、セルフレベリング性の面でさらに
好ましい。
なお、一般に使用されている遅延剤、AE剤及
び減水剤等の化学混和剤やポゾラン類等の併用も
可能である。
また本発明は海水中での使用に限定されるもの
ではなく、淡水中でも充分使用できるものであ
る。
以上説明したように、本発明の水中コンクリー
トは分離抵抗性が大きく、耐海水性もすぐれてい
るため特に海洋等において、海水中にコンクリー
トを、直接自由落下させて打設することができ、
また、海水面に接している海岸付近の構造物の構
築あるいは補修が簡単にできる。
さらに、本発明の水中コンクリート組成物を用
いることは、コンクリートを水中に打設するため
の特別な配慮を行なう必要がなく、工期の短縮、
工費の低減の面からも非常に好ましい。
〈実施例〉
以下実施例をあげてさらに説明する。
実施例 １
表−１のように水溶性高分子物質、消泡剤及び
セツコウ類を添加して水中コンクリートを練り混
ぜ、気中又は水中作製供試体を作製した。気中作
製供試体は気中で型枠中に水中コンクリートを流
し込み、木づちでたたき作製し、水中作製供試体
は予め水中に沈めた型枠中に水中コンクリートを
流し込み、引き上げた後木づちでたたき作製し
た。
水中コンクリートのセルフレベリング性判定の
ため、スランプコーンをゆつくり引き上げたとき
のスランプとフローを測定する、流動性テストを
実施した。
また、硬化体の性状を見るため、水中又は気中
作製供試体の材令28日の圧縮強度と水中作製供試
体の耐海水性を測定した。
耐海水性試験として、５％MgSO4溶液中に所
定材令浸漬した水中コンクリートの圧縮強度の変
化を測定した。結果を表−１に併記する。
〈使用材料〉
セメント（Ｃ）：電気化学工業(株)製 普通ポルト
ランドセメント
水溶性高分子物質：信越化学(株)製商品名「hi−メ
トローズSH−15000」
消泡剤：サンノプコ(株)製商品名「SN−
Defoamer14HP」
セツコウ類ａ：無水セツコウ含有物、電気化学工
業(株)製商品名「デンカΣ1000」
セツコウ類ｂ：仮焼明ばん、昭和鉱業(株)製商品名
「ダイミツクス」
細骨材（Ｓ）：相模川産天然砂、５mm下
細骨材（Ｇ）：相模川産天然砂利、最大寸法25mm
水（Ｗ）：水道水
<Industrial Application Field> The present invention relates to an underwater concrete composition with excellent seawater resistance. <Prior art and problems of the present invention> When pre-mixed concrete is placed in water, the concrete separates due to contact with water, making the placed concrete non-uniform and having predetermined mechanical properties. It is difficult to ensure watertight properties. Therefore, special devices are used to avoid contact with water, such as tremie pipes, concrete pumps or buckets. However, in reality, concrete is washed with water due to various factors, and there are problems in which it separates and does not harden, or its strength decreases significantly, making concrete underwater construction one of the difficult techniques. It was hot. As a method for easily constructing underwater concrete by improving these points, a method is already known in which a water-soluble polymer substance is added and the concrete is poured by freely falling into the water (DE2326647). However, when the above-mentioned method is used in places that come into contact with seawater, such as marine structures or seawall structures, there is a problem that the seawater resistance of concrete is reduced. In addition, in order to ensure a given strength and self-leveling property, the unit water volume must be increased significantly, e.g.
There was also the issue of having to increase Kg/ m3 . Another problem was that in order to obtain normal strength with this unit amount of water, a large amount of cement, as much as 100 kg/m 3, had to be used. As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors found that by using a specific composition, it does not separate even when it comes in contact with water, and has excellent separation resistance. The present invention was completed based on the knowledge that an underwater concrete composition that can increase the water-cement ratio and improve fluidity while satisfying a predetermined strength and has excellent seawater resistance is obtained. It came to this. <Means for Solving the Problems> That is, the present invention provides cement, a water-soluble polymer substance, and an antifoaming agent, based on 100 parts by weight of cement,
This is an underwater concrete composition containing 0.5 to 2 parts by weight of anhydrous slag-containing material and/or calcined alum as an essential component in terms of SO 3 . The present invention will be explained in detail below. The water-soluble polymeric substance according to the present invention is a substance that imparts adhesiveness to concrete and increases its resistance to separation in water. Specifically, polyacrylamide, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, and even
Examples include cellulose ethers such as methyl hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose. Among these, one type may be used or two or more types may be combined, but from the viewpoint of mixing, It is preferable to use hydroxyethylcellulose or methylcellulose, which have improved solubility. The amount of water-soluble polymeric material used varies depending on the type, molecular weight, degree of substitution, etc. of the water-soluble polymeric material, as well as the intended casting environment conditions, but generally cement 100% For parts by weight, 5
Parts by weight or less are preferred. The antifoaming agent according to the present invention reduces the amount of air in concrete that increases significantly due to the use of water-soluble polymer substances, and suppresses the decrease in compressive strength. Examples include silicone-based antifoaming agents. Specifically, the product name “Nitsun・
Day Home", product name "Anti-Floss F" manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product name "TSA" manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.
−732” and the product name “SN−” manufactured by San Nopco Co., Ltd.
Defoamer 14HP” and “SN−Defoamer 24HP”
From the standpoint of kneading and mixing, powder-based ones are preferable. The amount of antifoaming agent used varies depending on the type, but it is 0.3 to 100 parts by weight of the water-soluble polymer substance.
10 parts by weight is preferred. The anhydrous clay-containing material according to the present invention may be anhydrous clay alone, but it is a product containing anhydrous clay as a main component and mixed with fine powder such as silica flower or activated clay, such as a product manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Those commercially available under the name "Denka Σ1000" or the product name "Asa no Super Mix" manufactured by Nippon Cement Co., Ltd. may also be used. A similar effect can be expected by using calcined alum. However, from the viewpoint of caking control, it is preferable to use a material containing anhydrous slag. From the viewpoint of seawater resistance, the amount of the anhydrous slag-containing material and/or calcined alum used is 0.5 to 2 parts by weight in terms of SO 3 based on 100 parts by weight of cement. It is preferably 3 parts by weight or less, and more preferably 0.5 to 2 parts by weight from the viewpoint of seawater resistance. The reason for the improvement in seawater resistance due to anhydrous alum and/or calcined alum is CaSO 4 of C 3 A and C 4 AF.
It is thought that the reason for the increase in strength is that the pore structure of the hardened material shifts to a smaller size due to the formation of ettringite at the initial stage of the material, and the structure becomes denser. In the present invention, it is preferable to use a high performance water reducing agent from the viewpoint of ensuring fluidity, especially self-leveling properties, and what is generally called a high performance water reducing agent is used, among which melamine resin sulfone Acid salts are preferred. The method of mixing the underwater concrete composition of the present invention is not particularly limited, and includes mixing a water-soluble polymer substance, an antifoaming agent, an anhydrous slag-containing material, and/or a calcined alum at the time of mixing concrete, or They may be added separately to pre-mixed concrete, or they may be added at the same time. However, in consideration of convenience during kneading and mixing, it is preferable to add all powders at once. In addition, when mixing the underwater concrete of the present invention, the mixing conditions of concrete materials such as cement and aggregate may be the usual mixing conditions, and the unit cement amount is preferably about 320 to 500 kg/ m3 , It is preferable that the unit water amount is 170Kg/m 3 or more. Normally, concrete is compacted after it is poured, but in underwater construction, compaction work is often difficult, unlike in normal cases. However, since the underwater concrete of the present invention has high separation resistance,
It is possible to secure a sufficient amount of water per unit of water in the underwater concrete, thereby improving self-leveling properties and making it possible to place underwater concrete using its own weight. Further, in the present invention, the water-cement ratio can be increased while satisfying a predetermined strength due to the effects of the anhydrous slag-containing material and/or the calcined alum, which is more preferable in terms of self-leveling properties. It is also possible to use commonly used chemical admixtures such as retardants, AE agents, and water reducing agents, pozzolans, and the like. Furthermore, the present invention is not limited to use in seawater, but can also be fully used in freshwater. As explained above, the underwater concrete of the present invention has high separation resistance and excellent seawater resistance, so it can be placed by directly free-falling into seawater, especially in the ocean, etc.
Additionally, structures near the coast that are in contact with the sea surface can be easily constructed or repaired. Furthermore, using the underwater concrete composition of the present invention eliminates the need for special consideration for placing concrete underwater, shortens the construction period,
It is also very preferable from the viewpoint of reducing construction costs. <Example> Further explanation will be given below with reference to Examples. Example 1 As shown in Table 1, a water-soluble polymer substance, an antifoaming agent, and a compound were added and mixed with underwater concrete to prepare specimens manufactured in air or in water. Specimens made in the air are made by pouring underwater concrete into a formwork in the air and pounded with a mallet.For test specimens made underwater, concrete is poured into a formwork that has been submerged in water in advance, and after being pulled up, it is pounded with a mallet. I made tataki. In order to evaluate the self-leveling properties of underwater concrete, a fluidity test was conducted to measure the slump and flow when the slump cone was slowly pulled up. In addition, in order to examine the properties of the cured product, the compressive strength of the specimens produced in water or air at 28 days of age and the seawater resistance of the specimens produced in water were measured. As a seawater resistance test, changes in the compressive strength of underwater concrete immersed in a 5% MgSO 4 solution for a predetermined age were measured. The results are also listed in Table-1. <Materials used> Cement (C): Ordinary Portland cement manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Water-soluble polymer substance: Product name “hi-Metrose SH-15000” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Antifoaming agent: Manufactured by San Nopco Co., Ltd. Product name “SN−
"Defoamer14HP" Setsukou a: Anhydrous alum-containing material, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. under the trade name ``Denka Σ1000'' Setsukou class B: Calcined alum, manufactured by Showa Mining Co., Ltd. under the trade name ``Daimitsuku'' Fine aggregate (S) : Natural sand from Sagami River, 5mm fine aggregate (G): Natural gravel from Sagami River, maximum dimension 25mm Water (W): Tap water
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