JPH05221701A

JPH05221701A - 地下連続壁用コンクリート混和剤、それを用いたコンクリートおよび該コンクリートを用いて地下連続壁を施工する方法

Info

Publication number: JPH05221701A
Application number: JP2800292A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Otomo; 忠典大友; Noboru Sakata; 昇坂田; Masaki Takeda; 勝紀竹田; Seiji Adachi; 誠次足立; Hiroshi Takeda; 博武田
Original assignee: Kajima Corp; Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; DKS Co Ltd
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】極めて流動性が高くかつ持続し、材料分離が
生じないコンクリートで、前記コンクリートを使用した
地下連続壁が圧縮強度など、すぐれた物性を有し、本体
構造物としても利用できる前記コンクリートをうる。【構成】特定のアクリル系単量体を共重合させてえら
れる極限粘度が１〜15dl／ｇの水溶性共重合体を主成分
とする地下連続壁用コンクリート混和剤、該混和剤を所
定量含む地下連続壁用コンクリートおよび該コンクリー
トを用いて地下連続壁を施工する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下連続壁用コンクリ
ートに含有させたばあいに流動性が極めて高くかつ持続
し、材料分離が生じない地下連続壁用コンクリート混和
剤、該混和剤を含有させた地下連続壁用コンクリートお
よび該コンクリートを用いて地下連続壁を施工する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】安定液である泥水中に打設する地下連続
壁用コンクリートは、トレミー管などを用いてコンクリ
ートが泥水により洗われるのを極力抑えるように打設さ
れている。

【０００３】しかし、いかに注意深く施工したとして
も、実際には泥水によりコンクリートが洗われ、著しく
強度が低下したり、また泥水が流出したセメント中のカ
ルシウム分により著しく劣化するなどの問題がある。

【０００４】このため、単位セメント量を350 kg／ｍ³
以上、スランプ値を18〜21cmに調整したコンクリートで
あって、通常ＡＥ剤もしくはＡＥ減水剤を添加したもの
または流動化剤を添加したものが一般に使用される。

【０００５】前記地下連続壁用コンクリートを用いて作
られる地下連続壁は、従来から仮設構造物として利用さ
れているので、前記性能を有するコンクリートであれ
ば、仮設構造物の要求特性を充分満足する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、地下連続壁を
本体構造物として利用するばあい、鉄筋が密になるので
従来のコンクリートでは密な鉄筋の間をくぐり抜けて流
動することが困難であり、充填性もわるくなる。このた
め、トレミー管から打ち込まれるコンクリートで材料分
離が生じたり、コンクリートの行き渡りがわるくなり、
その結果、硬化したコンクリートの強度などの物性がト
レミー管から離れるにしたがって低下するという問題が
生じる。

【０００７】したがって、地下連続壁を本体構造物とし
て利用するためのコンクリートの性能としては、流動性
が極めて高くかつ持続すること、および材料分離が生じ
ないことが要求される。

【０００８】前記要求のうちのコンクリートの流動性を
高くする方法として、流動化剤を多量に使用する方法が
ある。しかし、この方法でえられたコンクリートは非常
に粘性が低いので、ブリージングしやすく、また泥水中
での材料分離が激しいという欠点がある。さらに、流動
化剤単独では、流動性が持続しないので、ワーカビリテ
ィは極めて低い。

【０００９】また、前記要求のうちの材料の分離が生じ
ないようにするためにコンクリートに粘性を与え、か
つ、水中を自然落下させてもほとんど分離せず、水中の
劣化も極力抑えられるなどの効果を持つ粘稠剤（特公昭
62-35984号公報、特公平1-59989 号公報参照）を使用す
る方法がある。しかし、この方法でえられたコンクリー
トは非常に粘性に富んだコンクリートであるので、本体
構造物として利用するための地下連続壁用コンクリート
としては流動性にやや乏しいという欠点がある。また、
このコンクリートは普通のコンクリートにくらべて極め
て高価であるという欠点がある。

【００１０】また、地下連続壁用コンクリートを施工す
る方法において混和剤として水溶性セルロース系の粘稠
剤を使用している例（特開昭63-28413号公報）もある
が、このばあい極端に空気を連行しやすく、モルタルま
たはコンクリート中の空気量が過大となり、硬化後の強
度低下はまぬがれない。この空気量を減少させるために
消泡剤の併用が不可欠であるが、このばあいもコンクリ
ートの配合、混和剤の添加量などの条件のちがいによ
り、導入される空気量が増減しやすく、所定の空気量を
うるためには消泡剤の添加量に注意を要するという問題
がある。さらに、水溶性セルロース系の粘稠剤は、コン
クリートを流動化させる最も一般的な混和剤であるポリ
アルキルアリールスルホン酸高縮合物と相性がわるく、
併用して使用するとゲル化し、流動性および粘性が確保
できなくなるという問題がある。

【００１１】また、従来のコンクリートでは、練り混ぜ
直後から時間とともに流動性が次第に低下するので、施
工可能な時間が限定されるという欠点がある。この欠点
は、夏場のようにコンクリートの温度が高いと、さらに
著しくなる傾向にある。

【００１２】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためにさなれたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(1) ：

【００１４】

【化３】

【００１５】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素原子また
は低級アルキル基を示す）で示される化合物95〜５モル
％と、一般式(2) ：

【００１６】

【化４】

【００１７】（式中、Ｒ⁴は水素原子または低級アルキ
ル基、Ｒ⁵は炭素数１〜４の直鎖または分枝状アルキレ
ン基、Ｘは水素原子、アルカリ金属基、アルカリ土類金
属基、ＮＨ₄基または有機塩基カチオン基を示す）で示
される化合物５〜95モル％とを共重合させてえられる極
限粘度（１ＮＮａＣｌ水溶液、30℃）が１〜15dl／ｇ
の水溶性共重合体を含有することを特徴とする地下連続
壁用コンクリート混和剤、前記混和剤が、コンクリート
の単位水量160 〜200 kg／ｍ³に対して固形分として0.
1 〜3.0 ％（重量％、以下同様）添加された地下連続壁
用コンクリート、および前記地下連続壁用コンクリート
を用いて地下連続壁を施工する方法に関する。

【００１８】

【実施例】本発明の地下連続壁コンクリート用混和剤に
は、一般式(1) ：

【００１９】

【化５】

【００２０】で示される化合物と、一般式(2) ：

【００２１】

【化６】

【００２２】で示される化合物とを共重合させてえられ
る共重合体が使用される。

【００２３】前記一般式(1) 中のＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は水
素原子または低級アルキル基である。また、前記一般式
(2) 中のＲ⁴は、水素原子または低級アルキル基、Ｒ⁵
は炭素数１〜４の直鎖状または分枝状アルキレン基であ
り、Ｘは、水素原子、たとえばＮａ、Ｋ、Ｌｉなどのア
ルカリ金属基、たとえばＣａなどのアルカリ土類金属
基、ＮＨ₄基、有機塩基カチオン基である。

【００２４】前記一般式(1) で示される化合物の具体例
としては、たとえばアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ- メチルアクリルアミド、Ｎ- エチルアクリルア
ミド、Ｎ- メチルメタクリルアミド、Ｎ- エチルメタク
リルアミドなどがあげられる。また、前記一般式(2) で
示される化合物の具体例としては、たとえば2-アクリル
アミド-2- メチルプロパンスルホン酸、2-アクリルアミ
ドエタンスルホン酸、3-メタクリルアミドプロパンンス
ルホン酸およびそれらの塩などがあげられる。

【００２５】前記一般式(1) で示される化合物と一般式
(2) で示される化合物とを共重合させる割合は、一般式
(1) で示される化合物95〜５モル％、好ましくは95〜50
モル％に対して一般式(2) で示される化合物５〜95モル
％、好ましくは50〜95モル％であり、一般式(1) で示さ
れる化合物の割合が95モル％をこえると、セメント粒子
が凝集状態に近くなり、コンクリートが硬くなるため良
好な流動性はえられない。一方、５モル％未満のばあ
い、コンクリートに粘性がなくなり、泥水中での材料分
離が生ずるため、コンクリートの強度が低下し、品質が
劣化する。

【００２６】前記一般式(1) で示される化合物と一般式
(2) で示される化合物とを共重合させてえられる共重合
体は、１ＮＮａＣｌ水溶液の30℃における極限粘度が
１〜15dl／ｇ、好ましくは５〜15dl／ｇの水溶性共重合
体であり、本発明の混和剤はこの共重合体を含有するこ
とを特徴とするものである。

【００２７】前記水溶性共重合体の好ましい例として、
たとえばアクリルアミドと2-アクリルアミド-2- メチル
スルホン酸ナトリウム塩との共重合体があげられる。

【００２８】前記水溶性共重合体の製造は、公知の方法
により行なうことができ、ラジカル開始剤および必要に
応じて使用される調整剤の存在下に、一般式(1) で示さ
れる化合物と一般式(2) で示される化合物とを所定の割
合で共重合させることにより行ないうる。

【００２９】本発明の混和剤は、前記水溶性共重合体の
他に高性能減水剤などを含みうる地下連続壁コンクリー
ト用混和剤である。

【００３０】前記高性能減水剤の例としては、たとえば
ポリアルキルアリールスルホン酸高縮合物、メラミンス
ルホン酸高縮合物、ポリカルボン酸系高分子などがあげ
られるが、これらの中でも、ポリアルキルアリールスル
ホン酸高縮合物などが、極めて流動性が高く、材料の分
離が生じにくいコンクリートがえられるなどの点から好
ましい。

【００３１】ポリアルキルアリールスルホン酸高縮合物
の具体例としては、たとえばβ- ナフタリンスルホン酸
ホルマリン高縮合物、メチルナフタリンスルホン酸高縮
合物などがあげられるが、それらの中でもβ- ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン高縮合物が好ましい。

【００３２】前記混和剤中の水溶性共重合体と高性能減
水剤との比率は、固形分重量比で１：99〜100 ：０、さ
らには10：90〜50：50であるのが好ましい。

【００３３】前記混和剤に含まれる水溶性共重合体や他
の成分である高性能減水剤以外の成分としては、たとえ
ばグルコン酸、クエン酸、リンゴ酸およびそれらの塩類
などがあげられる。

【００３４】前記混和剤は、コンクリートの単位水量16
0 〜200 kg／ｍ³に対し、固形分で0.1 〜3.0 ％、好ま
しくは1.0 〜2.5 ％添加され、地下連続壁用コンクリー
トが製造される。

【００３５】前記単位水量160 〜200 kg／ｍ³という値
は、普通コンクリートの配合の値であり、これに対して
混和剤を固形分で0.1 〜3.0 ％添加するため、スランプ
フロー値が約50〜70cmとなり、すぐれた流動性を示す。
また、材料分離抵抗性が高いので、たとえば全体または
部分的に鉄筋コンクリート量１ｍ³中に鉄筋を150 〜25
0 kg使用するというようなせまい間隔で配置された鉄筋
の間でも良好な流動性で流動するようになり、骨材とセ
メントペースト分が分離することなく、コンクリートが
均一に充填される。また、コンクリートの流動性の持続
効果がすぐれているため、スランプフロー値ロス量も約
2.5 cm／hr以下となり、夏場のようなコンクリート温度
が高いばあいでもほとんど影響がなく、連行空気量も４
％以下となり、ワーカビリティの低下が少ない地下連続
壁用コンクリートが製造される。

【００３６】本発明の混和剤を加えて調製される地下連
続壁用コンクリートのもとのコンクリートは、一般に使
用される、たとえば普通ポルトラントセメント、細骨
剤、粗骨剤、AE減水剤、水、フライアッシュセメント、
高炉セメント、シリカセメントなどを用いてJIS A 5308
（レデーミクストコンクリート）の規定により、レデー
ミクストコンクリート工場で製造され、一般建築工事に
使用されるコンクリートのごときコンクリートである。

【００３７】前記のごとき本発明の混和剤の配合された
コンクリートは地下連続壁の施工に使用される。

【００３８】使用するコンクリートが、前記のごとく流
動性がたとえばスランプフロー値で50〜70cmと高く、か
つ、スランプフロー値の経時安定性にすぐれ、その値が
１〜２時間にわたって維持され、粘性も高く、セメント
ペースト分と骨材との分離がおこりにくいため、鉄筋量
がたとえば鉄筋コンクリート量１ｍ³中に150 〜250kg
と多い地下連続壁に施工しても充填性に優れ、泥水中で
のセメントと砂利などとの分離がおこりにくく、鋼材の
直下にウォーターレンズが生ずる現象も防止しうる。ま
た、夏場のようなコンクリート温度が高いばあいでもこ
の効果はかわらない。また、単位セメント量を従来の基
準枠である350 kg／ｍ³以上よりも少ない、たとえば30
0 〜350 kg／ｍ³に設定することもできる。さらに、施
工に際しては、トレミー管の間隔を従来の３ｍ以下か
ら、たとえば５ｍ、さらには７ｍに至るまでのばしても
同等の品質の地下連続壁がえられ、作業性、施工性が良
好である。しかもこの地下連続壁は、本体構造物として
使用しうる。

【００３９】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。

【００４０】実施例１〜２および比較例１〜４表１に示す材料を用いた。

【００４１】混和剤として粘稠剤である水溶性共重合体
であって、アクリルアミド（AAm ）と2-アクリルアミド
-2- メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩（AMPS）と
を表３に記載の割合で共重合させてえられた表３に示す
極限粘度を有するものと高性能減水剤とを表２の割合に
なるように用いた。

【００４２】コンクリートは、表２に示す単位量になる
ように35Ｌ配合し、50Ｌパン型ミキサーを用いて２分間
混練りすることにより調製した。比較例１のコンクリー
トは水溶性共重合体を用いない他は表２の単位量になる
ように配合して混練りして調製した。

【００４３】なお、表２、５中のW/C はセメントに対す
る水の重量比率を示し、S/a は細骨材量（コンクリート
中の細骨材量と骨材全量との絶対容積比を百分率で表わ
した値）を示す。

【００４４】前記混合によりえられたコンクリートのス
ランプフロー値を測定すること、および水中での自然流
動後のコンクリートを用いて供試体を作製し圧縮強度を
測定することにより、コンクリートの流動性および水中
分離抵抗性の効果を評価した。結果を表３に示す。

【００４５】なお、コンクリートの流動性の評価はJIS
A 1101のスランプ試験に準じて行なった。

【００４６】また、コンクリートの水中分離抵抗性の評
価は、図１に示す実験装置を用い、５Ｌのコンクリート
１を、勾配30°の斜面を水中で600 mm自然流動させたの
ち、受け皿２から採取したコンクリートで供試体を作製
して圧縮強度を測定し、気中（空気中）を自然流動させ
たのちのコンクリートで供試体を作製して測定した圧縮
強度と比較することによって評価した。結果を表３に示
す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】表３に示す結果から明らかなように、本発
明の混和剤を用いた実施例１および２では、コンクリー
トのスランプフロー値が61〜64cmと高い値を示すととも
に、水中で流動させたコンクリートからの供試体の圧縮
強度と気中で混練りしたのみの供試体の圧縮強度との比
も高い値となり、流動性および水中分離抵抗性の効果が
優れていることがわかる。

【００５１】また、AMPSのモル比が小さい比較例２で
は、コンクリートが凝集し、水中分離抵抗性はよく、圧
縮強度の比は高いものの、スランプフロー値は小さくな
り、流動性は著しく低下することがわかる。

【００５２】一方、AMPSのモル比が大きい比較例３で
は、無添加にくらべてスランプフロー値および圧縮強度
の比が高くなり、流動性および水中分離抵抗性の効果は
見られるが、その効果はかなり小さいことがわかる。

【００５３】また、極限粘度が小さい比較例４では、ス
ランプフロー値は高く、流動性は充分であるが、圧縮強
度の比は小さく、水中分離抵抗性が低いことがわかる。

【００５４】実施例３〜４および比較例５〜８実施例２および比較例１、４と同様の材料および配合割
合のコンクリートを使用した他は実施例１と同様にして
コンクリートを製造し、コンクリート温度およびコンク
リートのスランプフロー値（スランプ値）の経時変化を
測定することによって、スランプフロー値ロス防止性を
評価した。結果を表４に示す。

【００５５】

【表４】

【００５６】表４に示す結果より明らかなように、本発
明の混和剤を用いた実施例３では、コンクリートのスラ
ンプフロー値が120 分間ほぼ一定に保持されており、さ
らに、実施例４に示すように、夏場のようなコンクリー
ト温度が高いばあいでも同様に充分なスランプフロー値
ロス防止効果がえられる。

【００５７】一方、比較例７のばあい、練り混ぜ直後の
スランプフロー値は大きく、流動性は充分であるが、ス
ランプフロー値は時間とともに著しく低下し、スランプ
フロー値の保持効果はほとんどないことがわかる。

【００５８】また、比較例８で示される夏場のようにコ
ンクリート温度が高いばあいに、スランプフロー値の保
持効果はさらに低下することがわかる。

【００５９】実施例５〜６および比較例９実施例３で使用したコンクリートを生コンクリート工場
の大型ミキサーで製造する試験を行なって、所定の流動
性をうるために配合を修正し、表５の処方をえた。

【００６０】

【表５】

【００６１】図２および図３に示す鉄筋を配しベントナ
イト系安定液を溜めた地下連続壁のモデルに、表５の処
方のコンクリートを打ち込んだ。鉄筋の配筋量はほぼ25
0 kg／ｍ³である。コンクリートが硬化したのち、材令
14日以降に図２に示す位置でコア３を採取して硬化コン
クリートの材令28日の強度を調べた。また、安定液をカ
ルボキシメチルセルロースなどのポリマー系安定液にか
えた他は同様にして強度を調べた（それぞれ実施例５、
６）。

【００６２】コアの強度試験結果を、トレミー管４から
の距離との関係で図示したものが図４である。

【００６３】比較のために、普通のスランプ値18cm（ス
ランプフロー値30cm）程度のコンクリートを同様の地下
連続壁のモデルに打ち込んだばあいの強度試験結果を求
めて図５に示した（比較例９）。

【００６４】なお、図４および５に示すデータは等距離
にある２つのコアの圧縮強度の平均値である。

【００６５】図４、５の結果から、比較例９のばあい、
トレミー管から遠ざかるにしたがって硬化コンクリート
の強度が大幅に低下するが、実施例５、６のばあい強度
の低下がほとんどなく、均一な硬化コンクリートがえら
れていることがわかる。

【００６６】また、安定液の違いによる強度の差もほと
んどなく、安定液の劣化もほとんどみられなかった。

【００６７】このように、本発明の混和剤を使用して本
発明のコンクリートを製造し、そのコンクリートを使用
して本発明の施工方法で施工すると、均一な地下連続壁
がえられる。

【００６８】

【発明の効果】本発明の混和剤が添加されたコンクリー
トは、コンクリートが分離することなく充分流動するの
で、鉄筋が密になっても充填性がよく、品質の劣化がほ
とんどない。また、前記コンクリートは、ブリージング
量が実質上ゼロになるような量で混和剤が配合されてい
るので、鋼材の直下にウォーターレンズが生ずるような
現象も防止できる。

【００６９】さらに、前記コンクリートを使用すると泥
水の劣化が少なくなるので、泥水の置換量を少なくする
ことができ、泥水の転用回数も多くすることができる。

【００７０】また、トレミー管の相互の間隔は、従来の
指針では流動性と泥水中の分離抵抗性を考慮して、３ｍ
以下にするように定められているが、前記コンクリート
は極めて高い流動性を有し、粘性に富んでいるので、ト
レミー管の間隔を長くしても同等の品質の確保が可能と
なりトレミー管を減らすことができ、作業性がよく、施
工費用が低廉となる。

【００７１】さらに、前記コンクリートは流動性が長時
間保持できるので作業性、施工性が低下せず、夏場のよ
うなコンクリート温度が高いばあいでもこの効果は変ら
ない。

【００７２】本発明のコンクリートは前記のごとき特徴
を有するため、本体構造物に用いる地下連続壁の施工に
用いても充分な品質の構造物をうることができ、従来と
異なる新しい地下連続壁施工方法を提供することがで
き、建築物の大型化、複雑化に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜２および比較例１〜４においてコン
クリートの水中分離抵抗性の評価を行なうために用いた
装置を示す説明図である。

【図２】コンクリートを使って実際に施工を行なう地下
連続壁のモデルを示す平面図である。

【図３】コンクリートを使って実際に施工を行なう地下
連続壁のモデルを示す縦断面図である。

【図４】実施例５および６でえられた地下連続壁の硬化
コンクリート圧縮強度を示すグラフである。

【図５】比較例９でえられた地下連続壁の硬化コンクリ
ートの圧縮強度を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹田勝紀京都市下京区西七条東久保町19 啓明寮 (72)発明者足立誠次京都市下京区梅小路高畑町18 (72)発明者武田博埼玉県蕨市中央三丁目20番27号コートハイムわらび404

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式(1) ：【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素原子または低級アルキ
ル基を示す）で示される化合物95〜５モル％と、一般式
(2) ：【化２】（式中、Ｒ⁴は水素原子または低級アルキル基、Ｒ⁵は
炭素数１〜４の直鎖状または分枝状アルキレン基、Ｘは
水素原子、アルカリ金属基、アルカリ土類金属基、ＮＨ
₄基または有機塩基カチオン基を示す）で示される化合
物５〜95モル％とを共重合させてえられる極限粘度（１
ＮＮａＣｌ水溶液、30℃）が１〜15dl／ｇの水溶性共
重合体を含有することを特徴とする地下連続壁用コンク
リート混和剤。
【請求項２】前記水溶性共重合体の他の成分として高
性能減水剤を含む請求項１記載の地下連続壁用コンクリ
ート混和剤。
【請求項３】高性能減水剤がポリアルキルアリールス
ルホン酸高縮合物である請求項２記載の混和剤。
【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３記載
の混和剤が、コンクリートの単位水量160 〜200 kg／ｍ
³に対して固形分として0.1 〜3.0 重量％添加された地
下連続壁用コンクリート。
【請求項５】請求項４記載の地下連続壁用コンクリー
トを用いて地下連続壁を施工する方法。