JP2001049867A - 水硬性物質の水和反応促進方法及び水硬性物質を用いた成形体の促進養生方法 - Google Patents

水硬性物質の水和反応促進方法及び水硬性物質を用いた成形体の促進養生方法

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JP2001049867A
JP2001049867A JP11221928A JP22192899A JP2001049867A JP 2001049867 A JP2001049867 A JP 2001049867A JP 11221928 A JP11221928 A JP 11221928A JP 22192899 A JP22192899 A JP 22192899A JP 2001049867 A JP2001049867 A JP 2001049867A
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Koichi Ishibashi
孝一 石橋
Toshio Mihara
敏夫 三原
Makoto Kanda
誠 神田
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/0204Selection of the hardening environment making use of electric or wave energy or particle radiation
    • C04B40/0209Electric, magnetic or electromagnetic fields

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメント等の水硬性物質の水和反応を促進す
ることが可能であり、作業性を確保した後の水硬性物質
の強度を短期間で得ることができる、水硬性物質の水和
反応促進方法やその成形体の促進養生方法を提供するこ
と。 【解決手段】 水硬性物質を用いた成形体の内側又は外
側と、外側とに設置した電極間に電流を流す水硬性物質
の水和反応促進方法、水硬性物質を用いた成形体の内側
又は外側と、外側とに設置した電極間に電流を流す水硬
性物質を用いた成形体の促進養生方法を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水硬性物質の水和
反応促進方法及び水硬性物質を用いた成形体の促進養生
方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】セメントをはじめとする水硬
性物質は、土木・建築分野等で種々使用されている。特
に、セメントを用いた材料は、安価に大きな構造物を構
築することができる優れた材料であり、その硬化反応は
水との水和反応により長期にわたり進行するものであ
る。セメントを含有する材料を用いて短期間で所定の強
度を得るためには、早強ポルトランドセメントや超早強
ポルトランドセメントなどのセメントや、特別な混和材
を使用して反応を促進させることが行われている。ま
た、逆に、セメントが硬化する際の反応を遅らせ、水和
反応による発熱を防ぎ、水和発熱による熱膨張のひび割
れを防ぐために、低熱セメントや発熱抑制剤などの混和
材を使用してセメントの反応を抑制することも行われて
いる。なかでも、水和発熱量の少ないビ−ライトの含有
量を高めた低熱ポルトランドセメントを用いる方法は、
水和発熱量を著しく低減できるばかりでなく、流動性が
確保できるなどの作業性の面でも優れた性質を有してい
る。
【0003】しかしながら、材料を選定することのみに
より、セメントを含有する材料の作業性の確保と水和反
応の自由な制御を行うことは非常に多くの予備試験が必
要となり、実用の面で非常に多くの労力が必要であると
いう課題を有していた。
【0004】本発明は、前記課題を解決すべく、種々検
討を重ねた結果、水硬性物質を用いた成形体に電流を流
すことによりセメントの水和反応を促進させることが可
能であり、その成形体の養生を促進できるという知見を
得て本発明を完成するに至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、水硬性
物質を用いた成形体の内側又は外側と、外側とに設置し
た電極間に電流を流すことを特徴とする水硬性物質の水
和反応促進方法であり、該電極間に電流を流すことを特
徴とする水硬性物質を用いた成形体の促進養生方法であ
る。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明で使用する水硬性物質とは、セメン
トに代表されるように、水との反応である水和反応によ
り硬化する物質のことをいい、具体的には、ポルトラン
ドセメント、混合セメント、及びアルミナセメント等の
セメントや、石膏、並びに、高炉スラグ等の潜在水硬性
物質等が挙げられる。
【0008】本発明は、水硬性物質を用いた成形体の内
側又は外側と、外側とに電極を設置し、この電極間に電
流を流すものである。
【0009】本発明で、電極間に電流を流す時期は、打
設後6ヶ月以内が好ましく、特に、反応促進の面から、
打設後3ケ月以内がより好ましい。6ケ月を過ぎてから
通電しても通電による効果が期待できない。
【0010】本発明で通電する期間は、数日から数ケ月
が好ましく、3日〜8週間程度がより好ましい。通電す
る期間が短いと、処理効果が不充分であり、通電する期
間が長いと、水素脆性や鉄筋回りへの過剰なアルカリ金
属の集中などの弊害が生じる場合がある。
【0011】本発明では、使用する電流密度は、コンク
リート中に均一に電流が流れるだけの大きさが必要であ
り、さらに、コンクリート自身を対象としているため、
その値は、コンクリート表面積当たりの電流量が必要と
なる。通常は、コンクリートの表面積1m2当たり0.25A
以上であり、0.5A/m2以上が好ましく、0.75A/m2以上が
より好ましい。なお、一般の鉄筋コンクリートに用いら
れている鉄筋比(鉄筋/コンクリートの断面積比)は数
%であるため、その表面積の比は1/1〜1/5程度であると
考えられる。そのため、鉄筋表面積当たりの電流密度に
換算すると、最大でコンクリート表面積当たりの電流量
の5倍程度となる。本発明では、通電期間は、通常数日
から数カ月程度であるため、この程度の電流密度を用い
ても、水素脆性等、鋼材への弊害は起こらない。しか
し、通電期間が限定されているといえども、むやみに過
大な電流密度にすることは危険であり、必然的に上限は
決定されるものである。上限としては、コンクリート表
面積当たり10A/m2以下が好ましく、7.5A/m2以下がより
好ましく、5.0A/m2以下が最も好ましい。
【0012】一般に、セメントを使用した成形体は、水
分の存在下で水和反応により硬化し強度が増進する。そ
して、打設後数日の間はセメントの水和反応により消費
される水分も少なく、また、型枠の存在により外部へ逸
散する水分も少ないため成形体の内部には、飽和状態の
水酸化カルシウム(Ca(OH)2)水溶液である間隙水が存
在している。そのため、成形体に電圧をかけると、この
間隙水が電解質の役割をし、成形体自身が持つ抵抗と加
えた電圧に応じた電流が流れる。しかし、型枠を外した
成形体では、通常、外部への水分の逸散などにより成形
体内部の電解質であるCa(OH)2水溶液が減少し、特に、
長期にわたり大気にさらされると、表面部の水分量は極
端に少なくなり、電流を流すことがかなり困難になる。
そのため、電流を流すために、コンクリート表面に散水
程度の水の供給が必要であり、さらに、電解質の水溶液
(電解質溶液)を供給することが好ましい。
【0013】この電解質溶液は、コンクリートに電流を
流すことによって、徐々にコンクリート内部へと浸透し
ていく。ここで、電解質溶液としては、コンクリート表
面の酸あれなどを起こさないpHの電解質溶液が好まし
く、アルカリ溶液が好ましい。具体的には、例えば、ナ
トリウムやカリウムなどのアルカリ金属塩や、カルシウ
ムやマグネシウムなどのアルカリ土類金属塩等の水溶液
が挙げられるが、ナトリウムやカリウムの塩では、アル
カリ骨材反応を促進する可能性があるので好ましくな
く、カルシウム、リチウム、マグネシウム、及びアルミ
ニウム等の塩の水溶液が好ましい。
【0014】次に、本発明において、電解質溶液をコン
クリート表面に保持したり、供給する方法について説明
する。電解質溶液をコンクリートに供給する方法として
は、一般には、コンクリート表面に電解質溶液を保持す
る容器を設けて、その中に、電解質溶液を溜める方法が
考えられる。しかしながら、コンクリートの表面が水平
下向き面だけでなく、垂直面や天井面である場合もあ
り、液体である電解質溶液を漏らさずに溜める容器を設
けることは難しい場合がある。そのため、電解質溶液を
何らかの物質に吸着、もしくは、保持させた状態でコン
クリート表面に供給する方法が好ましい。この方法であ
れば、水平下向き面だけでなく、垂直面や天井面でも、
充分に電解質溶液をコンクリート表面に供給することが
可能である。
【0015】電解質溶液を吸着、もしくは、保持する材
料としては、パルプ、布や不織布などの繊維状物質又は
そのシート、ゼオライト、シラスバルーン、及び発泡ビ
ーズ等の無機や有機の多孔質材料、並びに、吸水性の有
機高分子等が挙げられ、それらを組み合わせたものの使
用が好ましい。
【0016】繊維状物質のシートは、コンクリート表面
に釘や角材などで固定するだけで、使用することができ
る。さらに、シート表面を加工することで、電解質溶液
の蒸発や凍結を防止することも可能となる。
【0017】繊維状物質や多孔質材料では、コンクリー
トの表面に電解質溶液保持材を設置する際に、水や電解
質溶液とともに吹き付けることによって保持層を形成で
きるので、コンクリートの表面形状に関わりなく、作業
をすることができる。なお、この場合、付着を良くする
ために、接着性や粘着性を改善する材料や増粘剤等を添
加することも可能である。
【0018】吸水性の有機高分子の例としては、ポリア
クリル酸系のものがあげられる。吸水性高分子の場合
は、繊維状物質や多孔質材料と同じように、吹き付ける
ことによってコンクリート表面に電解質溶液保持層を形
成したり、不織布等でシート状にしたりすることができ
る。さらに、工事期間中に電解質溶液から蒸発する水分
を計算しておいて、その量を予め余分に吸水させておく
ことも可能であり、それによって、工事中に水分を補給
する作業を軽減できる利点がある。
【0019】次ぎに、本発明で用いる電極について説明
する。本発明で使用する電極は、処理を行いたい範囲に
設置する必要があり、成形体の内側又は外側に一方の電
極を、さらに処理したい範囲の外側にもう一方の電極を
設置する。コンクリートに設置する電極のうち、プラス
イオンが集まっていく負(−)極側は電気的に防食され
るが、正(+)側には電気的な腐食作用が働く。本発明
では、電流を流す期間が数日から数ケ月と比較的短期な
ため、何れの極にも普通の鉄筋や金網なども使用可能で
あるが、資源の有効利用と再利用を考えると、正(+)
極には電気的な腐食に対する抵抗性が高いものが好まし
い。具体的には、チタン、チタン合金、及び白金又はそ
れらでメッキした金属、酸化ルテニウムや酸化ルビジュ
ウム等の貴金属でメッキした金属、炭素繊維や炭素棒な
どの炭素、並びに、体積電気抵抗率が103Ωcm以下の導
電性を有する有機高分子等が挙げられる。チタンや白金
は電気的な腐食に対して安定であり、炭素や有機高分子
もほぼ安定である。なお、通常のコンクリートの体積電
気抵抗率は103〜104Ωcm程度であるので、導電性を有す
る有機高分子としては、その値以下、即ち、103Ωcm以
下が好ましく、102Ωcm以下がより好ましく、10Ωcm以
下が最も好ましい。
【0020】
【実施例】以下、実験例に基づいて本発明を詳しく説明
する。
【0021】実験例1 JIS R5201に準じて、セメント900g、砂2,700g、及び水4
50gをモルタルミキサーで充分に練り混ぜ、直ちに40×4
0×160mmの3連型枠に詰めて供試体とし、型枠ごと湿気
箱に入れモルタル表面に触れないように濡れ布で覆い24
時間初期養生を行った。初期養生後の供試体の上下面
に、貴金属メッキのチタンメッシュをスポンジでサンド
イッチ状にした電極を設置した。スポンジには電解質溶
液として飽和水酸化カルシウム溶液を定期的に一定量含
浸させ、常に湿潤状態を保つようにした。また、モルタ
ルの左右には厚いゴム板を密着させ、左右面からの水分
の逸散がないようにした。モルタルの上方のチタンメッ
シュを正(+)極、下方のチタンメッシュを負(−)極
としてモルタルの表面積1m2当たり1Aの電流密度で、
4週間と8週間の通電処理を行い、圧縮強さの試験を行
った。結果を表1に示す。なお、通電処理を行わない供
試体に関しては、電気を流さないこと以外は、通電処理
を行う供試体と同様の処理を行った。また、普通ポルト
ランドセメントを用いた供試体で脱型後8週間経過した
供試体について通電処理を行ったものと、行わなかった
ものについて固体NMRにより測定をおこなったとこ
ろ、通電処理を行ったものは通電処理を行わなかったも
のと比較してSiO4 4-のピーク(Q0ピーク)に対するSiO
4 4-重合物(SiO4 4-nピーク(Q1とQ2)の量が増加し
ており、セメントの水和が促進されていることが確認さ
れた。固体NMRによる測定結果結果を図1に示す。
【0022】<使用材料> セメント:普通ポルトランドセメント(NPC)、電
気化学工業社製 セメント:低熱ポルトランドセメント(LHC)、秩
父小野田社製 骨材 :ISO標準砂 電解質溶液:水酸化カルシウム、和光純薬工業社製試
薬、一級
【0023】<測定方法> 圧縮強さ :JIS R5201 NMR :日本電子社製商品名「GX270」使用、
測定方法はMASGHD法、測定条件は30°パルス、待
ち時間10秒、積算8,000〜10,000、標準試料はポリジメ
チルシラン
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明法を使用することによって、セメ
ント等の水硬性物質の水和反応を促進することが可能で
あり、本発明の養生法により、作業性を確保した後の水
硬性物質の強度を短期間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の固体NMRの測定結果のチャ
ートである。(a)は脱型後8週間通電処理無しのもの
のチャートであり、(b)は脱型後8週間通電処理した
もののチャートである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水硬性物質を用いた成形体の内側又は外
    側と、外側とに設置した電極間に電流を流すことを特徴
    とする水硬性物質の水和反応促進方法。
  2. 【請求項2】 水硬性物質を用いた成形体の内側又は外
    側と、外側とに設置した電極間に電流を流すことを特徴
    とする水硬性物質を用いた成形体の促進養生方法。
JP11221928A 1999-08-05 1999-08-05 水硬性物質の水和反応促進方法及び水硬性物質を用いた成形体の促進養生方法 Pending JP2001049867A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006265041A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いてなるセメントモルタル
JP2006265040A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル
JP2006265039A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Denki Kagaku Kogyo Kk プライマー組成物およびそれを用いたプライマー処理方法
JP2006265038A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル
JP2006273605A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル
JP2006273604A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Denki Kagaku Kogyo Kk 防錆剤組成物およびその防錆処理方法
JP2006273603A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Denki Kagaku Kogyo Kk セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル

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