JPH0587462B2

JPH0587462B2 -

Info

Publication number: JPH0587462B2
Application number: JP31683987A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yonezawa; Yasuhiko Yoshioka; Toshio Saito; Shigeru Okada; Tetsuo Nakase
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1993-12-16
Also published as: JPH01157440A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、ポンプ圧送される軽量コンクリート
に用いる軽量骨材、更に詳しくは、ポンプ圧送に
伴う軽量コンクリートの品質の低下を著しく抑制
し得る軽量骨材に関するものである。〔従来の技術〕軽量コンクリートに用いる軽量骨材は、容積で
50〜60％の空隙を含む多孔体であり、軽量コンク
リートのポンプ圧送時のように外から水圧が作用
すると、その水圧により、水は骨材の空隙中に浸
入する。この水圧による軽量骨材の吸水のため
に、高層ビル等に用いる軽量コンクリートでは、
コンクリートの流動性が低下し、場合によつては
パイプが閉塞し圧送不能となる。そこで、軽量コンクリートのポンプ圧送に於て
は、このような事態を回避するために、予め吸水
（プレウエツチング）させた軽量骨材が使用され
てきた。人工軽量骨材にポンプ圧送時の圧力（20〜35
Kg／cm²程度）が加わつた時に、骨材が吸水する水
量は、通常、骨材絶乾重量の30〜32％程度である
が、先に述べた事前に吸水させる方法（プレウエ
ツチング）では、吸水させ得る水量は、20〜26％
程度である。従つて、プレウエツチングを行なつ
た軽量骨材を用いても、コンクリートの圧送中に
上記の加圧による吸水量とプレウエツチングの水
量との差に相当する量の水が、軽量骨材中に吸水
されることになる。その結果、軽量コンクリートをポンプ圧送によ
り打設する場合、上記吸水が生じても、なおかつ
コンクリートが流動性を失わないように、軽量コ
ンクリートでは、普通コンクリートに比べて相当
単位水量を多くすることが行なわれる。このように、コンクリートの単位水量を多く
し、更にプレウエツチングした軽量骨材を用いる
ことにより、例えば20階を越えるような高層の建
築物であつても、軽量コンクリートをコンクリー
トポンプで圧送することは可能である。〔発明が解決しようとする問題点〕然し、上記の従来のプレウエツチングした軽量
骨材を用いた軽量コンクリートの単位水量が極め
て多くなる結果、炭酸ガスや塩化物イオン等のよ
うな鉄筋を腐食させる物質が侵入し易くなり、コ
ンクリート構造物の耐久性が低下する。又、この
ようなコンクリートは、乾燥収縮が大きく、収縮
亀裂が入り易くなるため、建物の漏水等の障害を
引き起こす等、コンクリート構造物の品質上望ま
しくない様々の問題点を有している。〔発明の目的〕本発明は斯かる従来の問題点を解決する為に為
されたもので、その目的は、軽量コンクリートの
力学的性質やワーカビリテイーに悪影響を及ぼす
ことなく、且つ、従来の軽量骨材よりも著しく吸
水量の少ない軽量骨材を提供し、以て、この軽量
コンクリートの品質を著しく向上させようとする
ことにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明に係るポンプ圧送用軽量骨材は、骨材絶
乾重量の15〜30％の水を予め吸水させ、更に、軽
量骨材の表層部乃至は表面部に水の透過を抑制す
る層を形成したものである。プレウエツチングした軽量骨材の吸水量は、軽
量コンクリートのポンプ圧送時の最大吸水量より
も、４〜10％程度少ない。この差を小さくするこ
とが、軽量コンクリートの品質を向上させる上で
望ましいが、現実的には、プレウエツチングによ
つて吸水させ得る水量には限界がある。従つて、軽量骨材にプレウエツチングを行な
い、更に(A)第１図及び第２図に示す軽量骨材１０
の表層部１１の微細な空隙中に、ポンプ圧送時の
圧力による水の透過を抑制する層を形成する、(B)
第１図及び第２図に示す軽量骨材１０の外表面
（表面部）１２にポンプ圧送時の圧力による水の
透過を抑制する層を形成する、という何れか又は
両方の技術を用いることにより、圧力による吸水
の著しく少ない軽量骨材を作ることが可能とな
る。この場合、プレウエツチングの水量としては、
先に述べたように吸水させ得る水量は普通20〜26
％程度であり、減圧下で吸水させても30％を上回
る吸水は困難なことから、上限の値としては30％
が適当である。又、プレウエツチングの水量が15
％程度以下では骨材の表層又は表面に形成される
圧力吸水の抑制層は相当大きな吸水抑制作用を保
持する必要があり、経済的でなくなるため、下限
の値としては15％程度が適当である。即ち、プレ
ウエツチングの水量は15〜30％の範囲のものが適
当である。プレウエツチングした軽量骨材の表層部の空隙
に水の透過を抑制する層を形成する技術として
は、（Ａ−１）この空隙中に浸透した後、粘性を著
しく増大させ、この高い粘性により水の透過を
抑制する。（Ａ−２）この空隙中に浸透した後、空隙中で
固化し、空隙そのものを小さくするか、消滅さ
せる。上記二つの方法が考えられる。骨材の表面ではなく、表層部の空隙に水の透過
を抑制する層を形成する方法の利点は、空隙中で
は、コンクリート練り混ぜ時の物理的又は機械的
刺激を受けないため、水の透過を抑制する機能さ
え有していれば、コンクリート練り混ぜ時の物理
的又は機械的な刺激に対しては抵抗し得ない物質
でも使用し得ることと、水の透過を抑制する層が
骨材内部にあるために、骨材とモルタルとの付着
が損なわれることがない点にある。 (A) プレウエツチングした軽量骨材の表層部の空
隙中に浸透し、その後高い粘性を示し得る物質
としては、例えば、アニオン性アクリル樹脂
（本出願人が先に出願した特開昭61−265275号
（特開昭63−117938号）の明細書第４頁〜８頁
記載のアニオン性アクリル樹脂）がある。この
アニオン性アクリル樹脂は、PHの低い酸性領域
（PH＝５〜６以下）では直径２〜3μm以下の微
粒子として水中に乳化、分散されており、この
重合物を添加した水（エマルジヨン）は、低粘
度（１〜3cp）である。然し、この物質はPHを
中性又はアルカリ性に上昇させることによりPH
上昇前の粘度の300倍以上もの粘度に増粘する。
従つて、このような酸性のアニオン性重合体を
含有する水をプレウエツチングした軽量骨材の
表層部の空隙中に吸収させた後、そのPHを上昇
させる（例えばセメントから放出されるOH^-
を用いる他、特願昭61−265275号（特開昭63−
117938号）の明細書の第13頁（）〜（）記
載の方法を用いる）ことにより、軽量骨材の表
層部の空隙に、水の通過を抑制する粘性の高い
水の層を形成することができる。プレウエツチングした軽量骨材の表層部の空
隙に浸透した後、固化し水の浸透を抑制する物
質としては、例えば、上述のアニオン性アクリ
ル樹脂の内、２価以上の金属イオン、例えばセ
メントサスペンシヨン中のCa²⁺イオンにより
架橋し固化する性質を有するものがある。 (B) 一方、プレウエツチングした軽量骨材の表面
部に水の透過を抑制する層を形成するために
は、その層は、コンクリート練り混ぜ時の物理
的又は機械的作用に対しても十分に抵抗し得る
強固なものでなければならない。更に具体的に
は、この水の透過を抑制する層は、軽量骨材の
剛性と強度を大きく下回るものであつてはなら
ない。又、同時にこの層は、骨材の表面に存在
して、骨材とモルタルとの付着を、大きく損な
うものであつてもならない。更に、プレウエツ
チングによる水のために湿潤な状況下にあつて
も、上記の要求を満たす強い膜でなければなら
ない。このような性質を有する物質としては例
えば、水中硬化性のエポキシ樹脂がある。本発明に係るポンプ圧送用軽量骨材を製造する
ためには、上記方法の何れかでプレウエツチング
した軽量骨材を処理する必要がある。上記方法(A)のために必要な処理は、通常、骨材
製造プラント或いはコンクリート製造プラントの
何れに於ても可能である。骨材製造プラントで処
理する場合、骨材を焼成し、プレウエツチングし
た後、骨材の表層に、例えばアニオン性アクリル
樹脂を浸透させ、その後、増粘又は架橋のために
必要な処理を行なう。生コンクリートプラントにて処理する場合、プ
レウエツチングした軽量骨材をミキサー（望まし
くは、二段式ミキサーの上段）中に投入し、例え
ば、アニオン性アクリル樹脂を添加、撹拌するこ
とにより、骨材表層に浸透させる。その後、コン
クリートに必要な諸材料をミキサー（望ましく
は、二段式ミキサーの下段）中に投入し、コンク
リート中の高いPHまたは２価以上の金属イオンを
利用して増粘ないしは、架橋を行なう。上記方法(B)に必要な処理を、生コンクリートプ
ラントで実施するのは困難であり、この場合処理
は、骨材製造プラントで行なうことになる。〔発明の実施例〕以下、実施例により本発明を説明するが、本発
明は、これに限定されるものではない。実施例１プレウエツチングにより、絶乾重量の20％及び
24％の水を内部に含有する人工軽量骨材に、アニ
オン性アクリル系樹脂エマルジヨン〔アクリル
酸／メタクリル酸（重量比１／１）共重合体、エ
マルジヨンの固形分20％〕を骨材の絶乾重量に対
して0.3％添加して、骨材の表層部に、含浸させ
た。この軽量骨材を用いて第１表に示す配合の軽量
コンクリートを製造し、このコンクリートに35
Kg／cm²の圧力を掛け下記の方法で圧力吸水試験を
行ない、骨材の吸水量を測定した。同時に、第２
表に示す３種の配合で吸水量の異なる２種の骨材
（20％と24％）を用いた計６種類のコンクリート
を製造し、高さ70mの高所にコンクリートポンプ
を用いて圧送実験を行ない（管径＝５インチ）、
圧送の可否、圧送前後のスランプと圧縮強度の試
験を行なつた。圧力吸水の試験結果を第３図に圧送実験の結果
を第３表に示す。圧送実験を行なつた６種のコン
クリートの内、骨材のプレウエツチングが20％
で、単位水量170Kg／m³の配合No.１は、途中で閉
塞し、圧送が難しかつたが、他は、何れも圧送可
能であつた。圧力吸水試験方法：試験装置を第４図に示す、図中、６は閉塞され
た空間を持つ圧力容器であり、この中に所定量の
軽量コンクリートを入れた後、残りの空間を水で
満たす。その後、油圧ジヤツキ１によりプランジ
ヤー４を動かし、水に圧力を加える。この時のプ
ランジヤーの変位量を変位計測棒３を介してダイ
ヤルゲージ２により測定し、軽量コンクリートに
吸水された水の量を求める。加えられた圧力は、
圧力計７により測定する。このコンクリートの吸
水量から、コンクリート中の空気の圧縮の影響を
補正し、コンクリート中の骨材の吸水量を求め
る。実施例２プレウエツチングにより絶乾重量の20％及び24
％の水を含有する人工軽量骨材に、水中硬化性の
エポキシ樹脂を骨材絶乾重量の２％添加して撹拌
し、骨材の表面に水の透過を抑制する層を作つ
た。この軽量骨材を用いて、実施例１と同様、第１
表に示すコンクリートの圧力吸水試験、及び第２
表に示す３種の配合で６種類のコンクリートのポ
ンプ圧送実験を行なつた。圧力吸水の試験結果を
第５図に、ポンプ圧送実験の結果を第４表にそれ
ぞれ示す。圧力吸水量は実施例１より、やや少な
かつた。圧送実験では、６種のコンクリートの何
れも圧送可能であり、実施例１よりも優れた圧送
性を示した。しかし、実施例１に比べて圧縮強度
は低い値を示した。比較例１プレウエツチングにより絶乾重量の20％及び24
％の水を内部に含有する人工軽量骨材を何も処理
することなく用い、第１表に示すコンクリートを
用いた圧力吸水試験と第２表に示す３種の配合で
６種類のコンクリートを用いたポンプ圧送実験を
行なつた。圧力吸水の試験結果、及びポンプ圧送
の実験結果を実施例１及び実施例２の試験結果と
共に第６図と第５表にそれぞれ示す。圧力吸水の試験結果によれば、本発明の実施例
１及び２は何れも従来技術である比較例１に比べ
３〜５％（対骨材絶乾重量％）吸水量が少なくな
ることが明らかであり、本発明に係るポンプ圧送
用軽量骨材が、高品質なコンクリートをポンプ圧
送するのに適することを示している。ポンプ圧送実験の結果によれば、実施例１と２
は、実施例１で、プレウエツチング20％、単位水
量170Kg／m³の場合を除き何れも第２表の３種の
異なつた水量を有するコンクリートの圧送が可能
であつたのに対し、比較例で圧送可能であつたの
は、プレウエツチング24％で単位水量190Kg／m³
の場合と180Kgのm³の場合のみであり、他は何れ
の場合もパイプの閉塞を生じ圧送不能であつた。この結果から、本発明に係るポンプ圧送用軽量
骨材を用いた軽量コンクリートと従来の骨材を用
いた軽量コンクリートとでは、高所へのポンプ圧
送に必要なコンクリートの単位水量で20Kg／m³程
度以上の差があることが分かる。換言すれば、本
発明に係るポンプ圧送用軽量骨材を用いると、コ
ンクリートのスランプで８cm程度の差に相当する
高品質な軽量コンクリートをポンプ施工し得るこ
とになる。

【表】 (注) ・粗骨材は人工軽量骨材
・細骨材は川砂

【表】

【表】〔発明の効果〕本発明に係るポンプ圧送用軽量骨材は、プレウ
エツチングにより吸水している骨材の表層部又は
表面部に、更に水の透過を抑制する層を形成する
ことにより、ポンプ圧送時の圧力吸水が、極めて
少なくなる。プレウエツチングした骨材の表層部に水の透過
を抑制する層を形成することは、例えば、酸性域
で低い粘度のエマルジヨンであり、中性又はアル
カリ性で著しく高い粘性を示す物質、例えば、ア
ニオン性アクリル樹脂エマルジヨンを用いること
により容易に達成し得る。この物質は、酸性の状
態では、低い粘度のために骨材表層部の空隙に容
易に浸透し得るが、その後、セメントと接触する
と、セメントから放出されるOH^-イオンにより
容易に増粘し水の透過を抑制する。この方法で形
成される水の透過を抑制する層は、骨材の内部に
形成されるものであり、コンクリート製造時の物
理的ないしは機械的刺激に対しても安定して存在
し得るし、骨材モルタルとの付着を損なうことも
ない。プレウエツチングした骨材の表面に水の透過を
抑制する層を形成するためには、プレウエツチン
グによる水分や、コンクリート製造時の物理的な
いしは機械的な刺激に対して安定である必要があ
るが、このような物質として、例えば、水中硬化
性エポキシ樹脂がある。本発明による軽量骨材を製造し、圧力吸水試験
とポンプ圧送実験を行なつた結果、本発明に係る
ポンプ圧送用軽量骨材は、従来の軽量骨材に比べ
て、圧力吸水量が半分程度になること、及び、高
所圧送に必要とされるコンクリートの単位水量を
20Kg／m³以上低減しうることが明らかとなつた。従つて、本発明に係るポンプ圧送用軽量骨材を
用いたコンクリートは、高所にポンプ圧送を行な
つても、従来の軽量コンクリートのように、圧送
上の必要から、単位水量を著しく高める必要はな
く、普通骨材と同様の取り扱いが可能である。そ
の結果、本発明を用いた軽量コンクリートは、従
来の軽量コンクリートに比べて、(1)乾燥収縮が少
なくなり収縮亀裂が低減する。(2)炭酸ガスや塩化
物イオン等、コンクリート中に侵入して、鉄筋を
腐食させ、コンクリート構造物を劣化させる物質
の浸入を低減させる等、軽量コンクリートにとつ
て従来、問題視されてきた品質上の問題点を著し
く改善し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るポンプ圧送用軽量骨材の
断面図である。第２図はその要部拡大断面図であ
る。第３図は本発明の実施例１に於けるポンプ圧
送用軽量骨材を用いて製造した軽量コンクリート
に図示のように35Kg／m²の圧力を加えた時の骨材
の圧力吸水量と時間との関係を示すグラフであ
る。第４図は同実施例１に於ける圧力吸水試験に
用いた試験装置を示す一部切欠き正面図である。
第５図は本発明の実施例２に於けるポンプ圧送用
軽量骨材を用いて製造した軽量コンクリートに第
３図のように35Kg／cm²の圧力を加えた時の骨材の
圧力吸水量と時間との関係を示すグラフである。
第６図はプレウエツチングのみを行なつた従来の
軽量骨材（比較例１）を用いて製造した軽量コン
クリートに第３図と同様に圧力を加えた時の骨材
の圧力吸水量と時間との関係を、実施例１，２と
比較したグラフである。主要な部分の符号の説明、１０……ポンプ圧送
用軽量骨材、１１……ポンプ圧送用軽量骨材の表
層部、１２……ポンプ圧送用軽量骨材の外表面。

Claims

【特許請求の範囲】

１骨材絶乾重量の15〜30％の水を予め吸水さ
せ、更に、軽量骨材の表層部乃至は表面部に水の
透過を抑制する層を形成したことを特徴とするポ
ンプ圧送用軽量骨材。