コンクリート用混和剤の種類

コンクリート混和剤は、さまざまな条件下でコンクリートの挙動を改善するために使用され、化学と鉱物の2つの主要なタイプがあります。

化学混和剤

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化学混和剤は、建設コストを削減し、硬化コンクリートの特性を変更し、混合/輸送/配置/硬化中のコンクリートの品質を確保し、コンクリート操作中の特定の緊急事態を克服します。



化学混和剤は、混合、輸送、配置、および硬化中にコンクリートの品質を向上させるために使用されます。それらは次のカテゴリに分類されます。

  • 空気連行剤
  • 減水剤
  • リターダーを設定する
  • 加速器を設定する
  • 高性能減水剤
  • 特殊な混合物:腐食防止剤、収縮制御、アルカリシリカ反応性抑制剤、および着色剤が含まれます。

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鉱物混和剤

鉱物混合物は、混合物をより経済的にし、浸透性を低下させ、強度を高め、他のコンクリート特性に影響を与えます。

鉱物混合物は、水圧またはポゾラン活動を通じて硬化コンクリートの性質に影響を与えます。ポゾランはセメント質の材料であり、天然のポゾラン(ローマンコンクリートで使用される火山灰など)、フライアッシュ、シリカフュームが含まれます。

それらは、ポルトランドセメント、または混合セメントと個別にまたは組み合わせて使用​​できます。

ASTMカテゴリー-コンクリート混和剤

ASTM C494は、7つの化学混和剤タイプの要件を指定しています。彼らです:

コンクリートのヤードはいくらですか
  • タイプA:減水剤
  • タイプB:混合物の遅延
  • タイプC:混合物の加速
  • タイプD:減水および遅延混合物
  • タイプE:減水および促進混合物
  • タイプF:減水、高範囲の混合物
  • タイプG:減水、高範囲、および遅延混合物

注:変更は、ASTMコンセンサスプロセスよりも早く混合業界で発生します。収縮低減混和剤(SRA)とミッドレンジ減水剤(MRWD)は、ASTMC494-98仕様が現在存在しない2つの領域です。


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コンクリートの専門家であるクリス・サリバンによる、コンクリートの剥離の原因についてのこのわかりやすい説明をご覧ください。

空気連行

水の削減

高強度コンクリート

腐食防止

加速度を設定する

遅延を設定する

流動性

仕上げエンハンサー

液体の埋め戻し-(CLSM)

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凍結融解サイクルから保護し、耐久性を向上させます

空気連行は、凍結融解サイクルに対する耐性を提供するのに特に効果的です。コンクリート内の水分が凍結すると、これらのエアセルは、凍結時に水が膨張するための微細なチャンバーを提供することにより、内圧を緩和します。

一部の空気連行混合物には、ポルトランドセメントをより迅速かつ完全に水和するための触媒が含まれています。

凍結中の損傷からコンクリートを保護するために、気泡は適切なサイズ、分布、および体積を持っている必要があります。 ASTM C 260は、空気連行混和剤の要件を指定しています。

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空気連行の利点は次のとおりです。

  • 厳しい凍結作用または凍結/解凍サイクルに対するコンクリートの耐性の向上
  • 湿潤と乾燥のサイクルに対する高い耐性
  • 高度な作業性
  • 高い耐久性

投与量:典型的な空気連行は、コンクリートの体積の5%から8%の範囲です。

混合物の水分減少

減水剤はコンクリートにおいて非常に重要になっているため、「5番目の」成分と見なすことができます。

これらは、(1)スランプの増加、(2)水セメント比の低下、または(3)セメント含有量の削減に使用できます。

減水剤には、低範囲、中範囲、および高範囲の高性能減水剤があります。十分に異なる混合物が利用可能であるため、特定のプロジェクトのニーズを満たすものを選択できます。それは、簡単にポンプできる混合物が必要な背の高い柱でも、仕上げが簡単で耐久性のある床スラブでもかまいません。

一般に、それらは混合物中のより少ない水で必要なスランプを提供し、セメントの量を増やすことなくより高い強度のコンクリートを提供することができます。

従来の減水剤

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最低5%の水削減を達成するために必要です。従来の減水剤は、水を追加しなくても、スランプを約1〜2インチ減らすことができます。

ミッドレンジ減水剤

水分含有量を少なくとも8%、最大15%削減できます。それらは、より広い温度範囲にわたって安定する傾向があり、より一貫した硬化時間を与える傾向があります。これらのレデューサーは、4〜5インチの範囲のスランプを持つように設計されたミックスで最も効果的に機能します。

  • 高い周囲温度とコンクリート温度の加速効果を打ち消すことにより、暑いコンクリートのコンクリートに特に役立ちます

  • コンクリートの凝結速度を遅くする

  • コンクリートの初期セットを遅らせる

  • 配置中にコンクリートを実行可能に保つ

ハイレンジ減水剤(高性能減水剤)

含水率を12%から最大40%に減らすことができ、通常、8〜11インチのスランプを持つように設計されたコンクリートに使用されます。これらは、スランプを増加させる(4〜8インチ)か、暑い気候のコンクリート混合物の含水量を下げるために使用できます。流動性を高めるために使用されます。あなたも読むことができます よくある質問 フリッツパックのウェブサイトで超可塑剤について。

高強度コンクリート

マイクロシリカ(凝縮シリカフューム)を含む混合物は、高強度と低透過性の要件を満たすために使用されます。

利点には、透過性の低下、圧縮強度と曲げ強度の向上、耐久性の向上などがあります。

アプリケーションには、高強度の構造柱、透過性の低い駐車場デッキ、耐摩耗性の油圧構造などがあります。

シリカフュームは、現場の条件下で20,000psiに近い圧縮強度を生み出すためにコンクリートに使用できます。この混合物は、バッチ装置のニーズを満たす方のスラリーまたは乾燥形態で添加することができます。どちらの場合も、パフォーマンスは同じです。

強度強化

高性能コンクリートを与える低水/セメント比を生成するために高性能減水剤混合物を使用することにより、コンクリート強度の向上を達成することができます。

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これらの混和剤は、優れた作業性とポンプ性を提供しながら、高強度を達成する高スランプ、非常に流動性の高いコンクリートを促進します。

高範囲の減水剤は、プレキャスト/プレストレスト構造にも使用できます。プレキャスト/プレストレスト構造では、水/セメント比を最小限に抑えて、浸透性を低くし、初期強度を高くして、遅延を設定する必要があります。また、高初期強度を必要とするコンクリートにも使用されます。ストリッピング強度。

フライアッシュ-コンクリートをより強く、より耐久性があり、扱いやすくする

石炭の燃焼に由来するフライアッシュは、コンクリートをより強く、より耐久性があり、扱いやすくする貴重な添加剤です。

フライアッシュは、セメント質化合物の形成を助け、コンクリートの強度、不浸透性、耐久性を高めます。

フライアッシュの2つの主要なクラス、クラスFとクラスCがコンクリートで使用されます。

クラスF

プラスチックコンクリートのにじみや偏析を低減します。硬化コンクリートでは、極限強度を高め、乾燥収縮と浸透性を減らし、水和熱を下げ、クリープを減らします。

クラスC

独自の自己硬化特性を提供し、透過性を向上させます。プレストレストコンクリートや、高い初期強度が必要なその他の用途で特に役立ちます。土壌の安定化にも役立ちます。

シリカフューム:初期の強度と透過性の低下

シリカフュームは、コンクリートの初期強度に大きく貢献する可能性があります。 1ポンドのシリカフュームは1ポンドのポルトランドセメントとほぼ同じ量の熱を発生し、約3〜5倍の圧縮強度をもたらします。

シリカフュームは、基本的なポゾラン反応とマイクロフィラー効果の2つの方法でコンクリートを改善します。シリカフュームの添加は、コンクリート内の結合を改善し、浸透性を低下させるのに役立ちます。また、ポルトランドセメントの水和で生成される水酸化カルシウムと結合して、コンクリートの耐久性を向上させます。

マイクロフィラーとして、シリカフュームの極細性により、セメント粒子間の微細な空隙を埋めることができます。これにより、従来のコンクリートと比較して、透過性が大幅に低下し、得られるコンクリートのペーストと骨材の結合が向上します。

マイクロシリカとその利点の詳細については、以下をご覧ください。

投薬量:

8%から15% セメントの重量によるが、代替ではなく追加として
8%から10% 橋床や立体駐車場などの耐久性・低浸透性
10%から15% 高強度構造柱
最大10% フラットワーク

必要な量は、シリカフュームの投与量と水とセメント質の材料の比率に関連しています。シリカフュームはセメント系ですが、通常は に追加 既存のポルトランドセメントを置き換えるものではありません。

ヒント:使用するシリカフュームの割合が高いほど、必要な超可塑剤の量も多くなりますが、混合物は「粘着性」になる可能性があります。作業性を向上させるために、スーパー可塑剤の約3分の1をミッドレンジの減水剤に交換することを検討してください

用途:

  • コンクリートの浸透性を低下させる
  • コンクリート強度を高める
  • 耐食性を向上させます

ひび割れを制御するコンクリート混和剤
乾燥または収縮亀裂の低減

水和セメントペーストは、その非常に小さな細孔から水分を失うため、収縮します。これらの小さな細孔で水分が失われると、残りの水の表面張力が細孔を引き寄せる傾向があり、時間の経過とともに体積が失われます。

収縮低減混和剤(SRA)は、これらの細孔の表面張力を低下させることにより、乾燥収縮の影響を低減するように設計されています。

骨材の種類とセメントの特性自体が、発生する可能性のあるひび割れの量に影響を与える可能性があることに注意してください。したがって、収縮試験を行う場合は、地域のプロジェクト固有の材料を試験することが重要です。

硬化はひび割れにも影響します。スラブでは、上部が最初に乾燥して収縮する傾向がありますが、下部のセクションの水分含有量は依然として高くなります。この水分の違いは、収縮低減混和剤を使用することで変更できます。これにより、水がコンクリート内を移動する方法が変わり、より均一な水分プロファイルが得られます。

腐食防止

除氷塩や海洋環境にさらされる鉄筋コンクリートは、特に塩化物による腐食の影響を受けやすくなっています。

適切に設計された、耐久性のある低浸透性のコンクリート混合物は、塩化物によって引き起こされる鉄筋の腐食に対するある程度の保護を提供します。

腐食防止剤は、立体駐車場、橋、海洋環境で効果的です。腐食を減らす他の方法は、浸透性の表面シーラーを使用して、塩化物の浸透、エポキシでコーティングされた鉄筋、または混合物中のシリカフュームを防ぐことです。シリカフュームは耐久性を高め、透過性を低下させる可能性があります。

ASTM C494タイプCに準拠した非塩化物含有硬化促進剤混合物が利用可能です。

塩化カルシウムは、比較的安価で、一定の加速と早期の強度発現を提供するため、過去に使用されてきました。しかし、コンクリートを流し込んでから20年も経った今でも、塩化物の腐食作用が見られます。したがって、埋め込まれた鋼または応力がかかった鋼の潜在的な腐食を回避しなければならない場合に使用するために、塩化物を含まない混合物が開発されてきた。

他のすべての混和剤と同様に、他の混和剤および投与量と組み合わせて使用​​するための製造業者の指示は、効果的であるために従わなければなりません。

加速度を設定する

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加速器を設定する セメントの水和を促進することで機能します。これにより、特に低温で硬化時間が短縮され、初期強度が向上します。

それらは初期の強度発現率を高め、硬化と保護に必要な時間を短縮します

かつては、塩化カルシウムが主な促進混合物でした。しかし、現在では、長期的な具体的な問題の主な原因であると多くの人が考えています。ヨーロッパでは、一部の用途で塩化カルシウムの使用が禁止されています。塩化物は、コンクリートの補強材や埋め込まれた金属の腐食に寄与すると考えられています。次に、この腐食は、剥離、亀裂、結合の喪失に関連しており、修正せずに放置すると、関連する要素の最終的な故障を引き起こす可能性があります。

現在、他の化学物質に基づいて、塩化物を含まないセット加速器が利用可能です。これらの新しい混合物のいくつかは、ASTMC494タイプE減水剤としても機能します。

遅延を設定する

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セットリターダーは、十分な配置、振動、または圧縮時間を確保するためにセット時間の遅延が必要な場合に使用されます。

セットリターダーは、極限強度に悪影響を与えることなく、プレキャスト/プレストレストコンクリートの高温養生の適用を可能にします。

アプリケーション:

  • 長距離
  • 長い間待っているトラック-少量の注ぎでも
  • 無人配置クルー
  • 遅い注入速度
  • 暖かい天候でコンクリートを打ち抜く

考慮事項:

プロジェクトの場所-長距離または短距離

  • 注ぐサイズ
  • のレート
  • 配置方法

環境エクステリア、インテリア

厚い部分-(乾燥した風の強い条件の場合、下にあるコンクリートがまだ柔らかいうちに表面を早期に乾燥させると、仕上げが困難になり、表面が波打ったりひび割れたりする可能性があります

セットリターダーが不要な場合

  • 迅速な配置による短距離
  • 涼しく湿ったインテリアの場所
  • 住宅用または商業用地下室
  • 脾臓に速い

流動性

高性能減水剤(高範囲減水剤)は、低から通常のスランプコンクリートを、振動をほとんどまたはまったく発生させずに配置できる高スランプ流動コンクリートに変えることができます。ただし、スランプの変化は、ブランドや投与量にもよりますが、通常30分から60分程度しか続きません。

高範囲減水剤は、ASTMC494タイプFまたはタイプGのいずれかの分類に分類されます。いずれの場合も、それらを使用して、分離することなく非常に高いスランプを生成できます。これは、補強材が混雑しているために流動性を高める必要がある理想的な状況です。

高範囲減水剤の他の用途と利点は次のとおりです。

  • 難しい壁の配置
  • 狭い形
  • ブロックアウト、ペネトレーション、または埋め込みアイテムのあるセクション
  • 高い垂直距離をポンピング
  • コンクリートの迅速な配置
  • リフトの高さと自由落下距離の増加

注意: コンクリート混合物の薄さが増すということは、ひれや変色を引き起こす可能性のある小さな接合部からでも漏れを防ぐために、型枠をしっかりと締める必要があることを意味します。

タイプF高性能減水剤

現場に追加し、コンクリートを短期間流動させます。ある時点で、コンクリートはすぐにスランプを失います。

タイプG高性能減水剤

バッチ処理中または現場で追加できます。この混合物は硬化を遅らせますが、コンクリートがより長い時間流動可能になり、仕上げが遅れる可能性があります。運搬時間が特に長い場合は、タイプGをプラントに追加できます。ただし、配信の遅延が長すぎると、効果が低下する可能性があります。混合物の可塑性を取り戻すためにやり直すことが可能であり、メーカーの推奨事項に厳密に従う必要があります。

テキサス州ダラスのFritz-PakCorporation

仕上げエンハンサー

ミッドレンジの減水剤は、コンクリートの仕上げ促進剤として使用できます。特に、商業用および住宅用のフラットワークや成形コンクリートの用途に使用できます。

コンクリートの負荷はいくらですか

MRWRは、浸透性が低く、耐久性の高いコンクリートと、非常に初期の最終的な圧縮強度を備えたコンクリートを製造します。

寒冷地コンクリートノート

20滴またはFは、コンクリートの硬化にかかる時間を2倍にすることができます。 ASTMC494タイプC加速器または加速器と減水剤のタイプFの組み合わせが解決策になる場合があります。

暑い天気のコンクリートノート

原則として、各10または周囲温度がF上昇すると、スランプが約1フィート減少します。 30または混合温度をF上昇させると、硬化時間が半分に短縮され、必要な水量が増加し、28日間の圧縮強度が25%も低下する可能性があります。

ASTM C494タイプAからタイプDの減水および硬化遅延混合物への切り替えは、暑い天候のコンクリートの効果的な計画の一部である可能性があります。

流れやすく、セルフレベリングの流体埋め戻しを生成します

制御された低強度材料(CLSM)

この材料は、流れやすく、セルフレベリングする流体の埋め戻しを提供します。

乾燥した粒状材料よりもコストがかかりますが、リフトに配置し、広げて、各リフトの後に圧縮する必要はありません。

これは、ポルトランドセメント、水、細骨材、および/またはフライアッシュで作られた流体混合物であり、流動性を改善し、密度を下げ、分離と沈降を排除し、用途における強度発現を制御するための混合物を含めることができます 将来の発掘が必要な場所。

典型的な28日間の圧縮強度は50〜200 psiで、密度は115〜145pcfの範囲です。