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「ポリカルボキシレート」という用語は実際には、化学者がコンクリート混合物に特別な性能を与えるために設計できる非常に大きなポリマー群に当てはまります。いわゆる汎用 PCE 減水剤の導入に続いて、高い初期強度とさまざまなレベルのスランプ保持を提供するだけでなく、コンクリート中の空気含有量を管理するためのさまざまな機能を提供するように特別に設計された新しい PCE 製品が開発されました。このような種類のポリカルボキシレートの 1 つは初期スランプにほとんど影響を与えませんが、PCE ポリマーに組み込まれた徐放機能により、コンクリートのスランプは一般に混合時間の関数として予測的に増加します。したがって、そのような製品は、作業条件（運搬時間、温度、排出前の遅延など）に応じてスランプ保持を調整するために、すでに混合されたコンクリートにさまざまな用量で添加できます。非常に多くの場合、減水剤は 2 つ以上の PCE のブレンドで配合され、初期強度と長いスランプ寿命の両方を組み合わせた性能を達成します。研究者は、絶えず変化する材料と構造の要件を満たすために、PCE ポリマー構造を積極的に操作し続けます。
空気の巻き込み: 基本的にすべて ポリカルボン酸塩系混和剤 PCE ポリマーに固有の不要な空気の同伴を制御するために消泡剤が配合されています。空気混入コンクリート用途と非空気混入コンクリート用途の両方で、通常、作業材料に最も適合する PCE ベースの減水剤製品を選択することで、空気含有量を効果的に管理できます。消泡剤の疎水性によりフライアッシュの炭素による吸着が起こるため、フライアッシュ中の炭素含有量が変化すると、空気含有量を一定にすることが困難になる可能性があります。一般に、ポリナフタレンスルホン酸ポリマー (PNS) ベースの減水剤と比較して、PCE ベースの製品は空気連行混和剤 (AEA) をより効率的にすることができます。これは、同じ空気含有量を達成するために必要な AEA の量を少なくできることを意味します。
粘土の影響: PNS 減水剤とは異なり、PCE ポリマーは、さまざまな骨材源に存在する可能性のある特定の粘土微粒子によって容易かつ不可逆的に吸着されます。図 2 は、メチレンブルー値 1.30 の粘土含有砂が、両立するスランプを達成するために PNS ベースと PCE ベースの減水剤の投与量に与える影響を示しています。通常、粘土を含まない砂や粘土の少ない砂では、PCE の量は PNS ベースの減水剤の約 3 分の 1 で、同等のスランプを実現します。ただし、特定の砂に粘土が存在する場合、PNS に対して PCE の用量が最大 50% 増加することが予想されます。したがって、PCE 減水剤の添加量が予期せず増加した場合は、供給骨材中の粘土微粒子のチェックを優先する必要があります。
柔軟な投与量: 繰り返しますが、常に遅延添加モード (つまり、セメントと水が混合し始めた後) で添加する必要がある PNS ベースの減水剤とは異なり、PCE は添加時間の影響を比較的受けにくいため、コンクリートのバッチ処理プロセスでより高い柔軟性が得られます。
PNS 減水剤との非相溶性: PCE と PNS ベースの製品を同じコンクリート混合物に使用すると、作業性が急速に失われます。したがって、PNS と PCE という 2 つの技術を同じコンクリート混合物に使用すべきではありません。
カルシウムベースの硬化促進剤との強度相乗効果: PCE ベースの減水剤を、カルシウム塩からなる硬化促進剤や腐食防止剤と一緒に使用すると、PNS ベースの製品と混合した同様のコンクリート混合物と比較して、予期せぬ強度の向上が観察されています。 PCE との強度向上におけるこの相乗効果は、亜硝酸カルシウムベースの腐食防止剤を含む混合物で初めて観察されました。表 1 にまとめたデータは、リグノスルホン酸塩ベースの ASTM C494 タイプ A 減水剤とタイプ G PNS/リグニンベースの減水剤を組み合わせてプレストレスパイルを製造していたコンクリート製造業者によって報告されたものです。
減水剤の種類を PNS からポリカルボキシレートに変更するだけで得られるこの顕著な強度の違いは、科学的研究によって検証されており、強度仕様を満たしながらセメント含有量を削減するのに役立ちます。興味深いことに、強度の違いは水和熱の増加とは関係していないようで、むしろカルシウムベースの促進または腐食防止混合剤とポリカルボン酸塩ベースの混合剤の組み合わせによって生成されるより緻密な微細構造に関係しているようです。
PCE 減水剤 PNS/リグニンとタイプ A 減水製品の両方を約 3 分の 1 の投与量で置き換えました。また、AEA 線量率が 50% 低下していることにも注目してください。 PCE混和コンクリート 同じ空気量を得るには。
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