JP2001213654A

JP2001213654A - 急硬性を有する超高強度モルタル又はコンクリート

Info

Publication number: JP2001213654A
Application number: JP2000021173A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hoshino; 清一星野; Yoji Ogawa; 洋二小川; Shigeru Matsuura; 茂松浦
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】早期のみならず長期においても高強度を発現
し、耐久性に優れるモルタル又はコンクリートを提供す
る。【解決手段】少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径２ｍｍ以下の骨材、減水剤及び急硬性混和材を
含む、急硬性を有する超高強度モルタル又はコンクリー
トを提供する。また、これに、金属繊維、有機質繊維、
無機粉末、繊維状粒子及び／又は薄片状粒子を含む、急
硬性を有する超高強度モルタル又はコンクリートをも提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木建築分野で使
用される、急硬性を有する超高強度モルタル又はコンク
リートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、緊急工事をはじめ打設後１日
程度までの早期に所定の強度を発現する構造物を製造す
る際、コンクリート等に急硬性混和材を添加した急硬性
コンクリートが使用される。しかし、一般に、急硬性混
和材を添加した急硬性コンクリートは、製造後の早期に
おいて高い強度が得られるものの、長期においては強度
発現が阻害される場合もあった。かかる長期強度発現の
阻害は、耐久性の低下という問題をも招来する。また、
最近、建設されている（超）高層建造物においては、更
なる高強度化が望まれているが、それと共に工期の短縮
による工賃の圧縮等の経済的利点も強く望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、本発
明は、早期のみならず長期においても高い強度を発現
し、耐久性に優れるモルタル又はコンクリートの提供を
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はセメント、ポゾ
ラン質微粉末、所定の粒径の骨材、減水剤及び急硬性混
和材を含むモルタル又はコンクリートが上記課題を解決
することを見出し、本発明を完成した。更に、本発明は
金属繊維及び／又は有機質繊維を含んでもよく、加え
て、無機粉末、繊維状粒子又は薄片状粒子を含むもので
もよい。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において用いられるセメントの種類は限定
されない。普通ポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルト
ランドセメント等の各種ポルトランドセメントや高炉セ
メント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使
用することができる。

【０００６】本発明において、コンクリートの早期強度
を向上しようとする場合は、早強ポルトランドセメント
を使用することが好ましく、コンクリートの流動性を向
上しようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや
低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

【０００７】ポゾラン質微粉末としては、シリカフュー
ム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、
シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリ
カフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、１．
０μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明
のポゾラン質微粉末として好適である。

【０００８】ポゾラン質微粉末を配合することにより、
そのマイクロフィラー効果およびセメント分散効果によ
りコンクリートが緻密化し、圧縮強度が向上する。一
方、ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位水量が
増大するので、ポゾラン質微粉末の添加量はセメント１
００重量部に対して５〜５０重量部が好ましい。

【０００９】本発明においては粒径２ｍｍ以下の骨材が
用いられる。ここで、骨材の粒径とは、８５％（重量）
累積粒径である（２ｍｍより大きい骨材が含まれていて
も良い）。骨材の粒径が２ｍｍを超えると、強度が低下
する。なお、コンクリートの分離抵抗性、硬化後の強度
等から、最大粒径が２ｍｍ以下の骨材を用いることが好
ましく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の骨材を用いること
がより好ましい。

【００１０】骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、
珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。骨材
の配合量は、コンクリートの作業性や分離抵抗性、硬化
後の強度やクラックに対する抵抗性等から、セメント１
００重量部に対して５０〜２５０重量部が好ましく、８
０〜１８０重量部がより好ましい。

【００１１】減水剤としては、リグニン系、ナフタレン
スルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を
使用することができる。それらの中でも、高性能減水剤
又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水
剤の添加量は、コンクリートの流動性や分離抵抗性、硬
化後の強度、さらにはコスト等から、セメント１００重
量部に対して、固形分換算で、０．５〜４．０重量部が
好ましい。

【００１２】本発明において、水／セメント比は、コン
クリートの流動性や分離抵抗性、硬化体の強度や耐久性
等から、１０〜３０％が好ましく、１５〜２５％がより
好ましい。

【００１３】本発明において用いられる急硬性混和材の
種類は限定されない。カルシウムアルミネート類、又は
カルシウムサルホアルミネート類等を主成分とし、これ
にクエン酸類等の凝結遅延剤、石こう類、アルカリ金属
の炭酸塩等を適宜組み合わせた急硬性混和材を使用する
ことができる。急硬性混和材の添加量はコンクリート又
はモルタルの流動性や硬化後の強度、さらにはコスト等
からセメント１００重量部に対し１〜３０重量部が好ま
しい。

【００１４】本発明においては、硬化体の曲げ強度を高
める観点から、配合物に金属繊維及び／又は有機質繊維
を含ませることが好ましい。金属繊維としては、鋼繊
維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維
は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点か
らも好ましいものである。金属繊維は、径０．０１〜
１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。径が
０．０１ｍｍ未満では繊維自身の強度が不足し、張力を
受けた際に切れやすくなる。径が１．０ｍｍを超える
と、同一配合量での本数が少なくなり、コンクリートの
曲げ強度が低下する。長さが３０ｍｍを超えると、混練
の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが２ｍｍ
未満ではマトリックスとの付着力が低下し曲げ強度が低
下する。

【００１５】金属繊維の配合量は凝結後のコンクリート
体積の４％未満が好ましく、より好ましくは３．５％未
満である。金属繊維の含有量は、流動性と硬化体の曲げ
強度の観点から定められる。一般に、金属繊維の含有量
が多くなると曲げ強度が向上するが、一方、流動性を確
保するために単位水量も増大するので、金属繊維の含有
量は前記の量が好ましい。

【００１６】有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭
素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径０．００５〜
１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。有機
質繊維の含有量は、凝結後のコンクリート体積の１０％
未満が好ましく、７％未満がより好ましい。なお、本発
明においては、金属繊維と有機質繊維を併用することは
差し支えない。

【００１７】本発明においては、硬化体の充填密度を高
める観点から、平均粒径３〜２０μｍ、より好ましくは
平均粒径４〜１０μｍの無機粉末を含ませることが好ま
しい。無機粉末の中でも、特に石英粉末が好ましい。石
英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール質やクリ
ストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。無機
粉末の配合量は、コンクリートの流動性、硬化体の強度
等から、セメント１００重量部に対して５０重量部以下
が好ましく、２０〜３５重量部がより好ましい。

【００１８】本発明においては、硬化体の靱性を高める
観点から、平均粒度が１ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄片
状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度
とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではそ
の長さ）である。繊維状粒子としては、ウォラストナイ
ト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子として
は、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライ
トフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。繊維状
粒子又は薄片状粒子の配合量は、コンクリートの流動
性、硬化体の強度や靱性等から、セメント１００重量部
に対して３５重量部以下が好ましく、１０〜２５重量部
がより好ましい。なお、繊維状粒子においては、硬化体
の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針
状度が３以上のものを用いるのが好ましい。

【００１９】本発明においては、コンクリートの混練方
法は特に限定するものではない。セメント、ポゾラン質
微粉末、粒径２ｍｍ以下の骨材、減水剤及び急硬性混和
材を予め混合して調整した配合物に、水を添加して混練
しても良く、また、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径
２ｍｍ以下の骨材及び減水剤の配合物に、水を添加して
混練した後に、急硬性混和材を添加して再度混練しても
良い。また、混練に用いる装置も特に限定するものでは
なく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、
傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。

【００２０】上記混練したコンクリートを成形し、養生
・硬化させることで、本発明の急硬性を有する超高強度
モルタル又はコンクリートを製造することができる。な
お、成形方法は特に限定するものではなく、流し込み成
形等慣用の成形方法で行うことができる。また、コンク
リートの養生方法も特に限定するものではなく、常温養
生や蒸気養生等を行えばよい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
尚、本実施例における本発明の目標とする物性は、高層
建造物等に使用するための基準として、圧縮強度では、
材齢１２時間において５ＭＰａ以上、材齢２８日におい
て１００ＭＰａ以上、また、曲げ強度では、材齢１２時
間において１ＭＰａ以上、材齢２８日において１５ＭＰ
ａ以上とした。本実施例で使用した材料１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径０．７μｍ）３）骨材；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品４）金属繊維；鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）有機繊維；ビニロン繊維（直径：０．６ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤６）水；水道水７）石英粉末（平均粒径７μｍ）８）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ０．３ｍｍ、長さ／直径の比４）９）急硬性混和材；商品名「アサノスーパーナトム」（株式会社アサノ製）１００重量部にクエン酸を１重量部添加した混和材

【００２２】実施例１（配合条件）低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部高性能ＡＥ減水剤；セメント１００重量部に対
して１．０重量部（固形分）水／セメント比；２２％急硬性混和材；１０重量部

【００２３】（試験方法及び結果）二軸練りミキサに、
まず低熱ポルトランドセメント、シリカフューム、骨
材、高性能ＡＥ減水剤及び水を一括投入し混練を行っ
た。３０分静置した後これに急硬性混和材を加え再度混
練を行った。その後、材齢１２時間及び２８日におけ
る、圧縮強度及び曲げ強度を測定し、その結果を表１に
示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２（配合条件）低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部高性能ＡＥ減水剤；セメント１００重量部に対
して１．０重量部（固形分）水／セメント比；２２％鋼繊維；コンクリート中の体積の２
％急硬性混和材：１０重量部

【００２６】（試験方法及び結果）二軸練りミキサに、
まず低熱ポルトランドセメント、シリカフューム、骨
材、高性能ＡＥ減水剤、鋼繊維及び急硬性混和材を予め
混合した配合物に水を添加し混練を行った。その後、材
齢１２時間及び２８日における、圧縮強度及び曲げ強度
を測定し、その結果を表２に示した。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例３（配合条件）低熱ポルトランドセメント；１００重量部シリカフューム；３２．５重量部骨材；１２０重量部石英粉末；３０重量部ウォラストナイト；２４重量部高性能ＡＥ減水剤；セメント１００重量部に対
して１．０重量部（固形分）水／セメント比；２２％鋼繊維；コンクリート中の体積の２
％急硬性混和材：１０重量部

【００２９】（試験方法及び結果）二軸練りミキサに、
まず低熱ポルトランドセメント、シリカフューム、骨
材、石英粉末、ウォラストナイト、高性能ＡＥ減水剤、
鋼繊維及び水を一括投入し混練を行った。３０分静置し
た後これに急硬性混和材を加え再度混練を行った。その
後、材齢１２時間及び２８日における、圧縮強度及び曲
げ強度を測定し、その結果を表３に示した。

【００３０】

【表３】

【００３１】上記の表１〜３から分かるように、全ての
実施例において、圧縮強度では、材齢１２時間において
５ＭＰａ以上、材齢２８日において１００ＭＰａ以上、
また、曲げ強度では、材齢１２時間において１ＭＰａ以
上、材齢２８日において１５ＭＰａ以上を満足してい
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、早期のみならず長期に
おいても高強度を発現し、耐久性に優れるモルタル又は
コンクリートを提供することが可能となる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 16/06 Ｃ０４Ｂ 16/06 Ｅ // Ｃ０４Ｂ 111:00 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径２ｍｍ以下の骨材、減水剤及び急硬性混和材を
含む、急硬性を有する超高強度モルタル又はコンクリー
ト。
【請求項２】金属繊維及び／又は有機質繊維を含む請
求項１に記載の、急硬性を有する超高強度モルタル又は
コンクリート。
【請求項３】金属繊維が、径０．０１〜１．０ｍｍ、
長さ２〜３０ｍｍの鋼繊維である請求項２に記載の、急
硬性を有する超高強度モルタル又はコンクリート。
【請求項４】有機質繊維が、径０．００５〜１．０ｍ
ｍ、長さ２〜３０ｍｍのビニロン繊維、ポリプロピレン
繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から
選ばれる一種以上の繊維である請求項２記載の、急硬性
を有する超高強度モルタル又はコンクリート。
【請求項５】平均粒径３〜２０μｍの無機粉末を含む
請求項１〜４のいずれかに記載の、急硬性を有する超高
強度モルタル又はコンクリート。
【請求項６】平均粒度１ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄
片状粒子を含む請求項１〜５のいずれかに記載の、急硬
性を有する超高強度モルタル又はコンクリート。