JP2002137954A - 水硬性組成物及びそのペースト、モルタル、コンクリート - Google Patents
水硬性組成物及びそのペースト、モルタル、コンクリートInfo
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Abstract
部、(B)スラグ微粉末1〜40重量部及び(C)最大
粒径70μm以下のフライアッシュ1〜30重量部を含
有する水硬性組成物;並びにこれを用いたペースト、モ
ルタル又はコンクリートを提供するものである。 【効果】 本発明の耐酸性モルタル等は、施工性、耐酸
性、耐久性、強度発現性に優れる。従って、本発明の耐
酸性モルタル等を下水処理施設、化成品工場の排水ピッ
ト等の耐酸性、耐久性が要求される場所へ施工すること
により通常必要とされる防食塗装を省略することができ
る。また、下水汚泥溶融スラグ、都市ゴミスラグ等の廃
棄物溶融スラグを使用することも可能であるので、産業
廃棄物のリサイクルにも役立つ。
Description
強度発現性に優れた水硬性組成物、ペースト、モルタル
及びコンクリートに関する。
性、耐硫酸塩性、耐海水性を付与させる場合は高炉セメ
ント、高炉スラグを使用することが多い。すなわち、高
炉スラグの潜在水硬性を利用して硬化体の水密性を向上
させることにより、塩素イオン、硫酸イオンの浸透を低
減させるのである。また、高炉スラグ中のアルミニウム
化合物が、浸透してくる塩素イオン、硫酸イオンと反応
し、エトリンガイト、フリーデル氏塩の形で固定し、そ
れ以上の浸透を防止することは従来より知られている。
また、フライアッシュ、シリカフューム等のポゾラン反
応物質を混和することにより水酸化カルシウム量を低減
させ、硫酸イオン存在下での劣化を防ぐ方策も一般的に
知られている。
3程度の硫酸雰囲気にさらされている環境ではこれらの
方策では不十分である。下水処理施設、化成品工場等で
は酸により劣化したコンクリートを補修した際の防食塗
装は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステ
ル樹脂等で行っている。
乾燥状態であることが必要である。そのため、施工期間
中降雨があると施工はできなくなる。また、塗装面にピ
ンホール、巣穴等があると防食塗装は非常に時間のかか
る煩雑な作業となる。現在、下水処理施設のコンクリー
ト構造物の補修工事ではこのような防食塗装が標準仕様
になっている。
雰囲気に常時さらされるような環境では、コンクリー
ト、モルタルは表層部の水酸化カルシウムが硫酸イオン
と反応し2水石膏を生成、更に場合によりアルミン酸三
カルシウムと反応してエトリンガイトを生成し膨張破壊
を起こす。そのため、耐硫酸塩性、耐海水性等を付与さ
せる混和材料として一般に広く利用されている高炉スラ
グをポルトランドセメントに混和したモルタルが補修材
料として考案されているが完全なものとは言えない。
モルタルが以前から耐酸モルタルとして多数考案されて
いるが、硬化体はシリカゲルを生成するため耐酸性に優
れる反面、脱水縮合を起こし収縮が大きく耐水性にも問
題がある。また、水ガラスを使用するため粘性が通常の
モルタルよりも高く施工性に問題がある。
性、施工性、強度発現性に優れた水硬性組成物、ペース
ト、モルタル及びコンクリートを得ることである。
ミナセメント及びスラグ微粉末に加えて特定粒径のフラ
イアッシュを特定量配合すれば、塩酸や硫酸など酸に対
する耐酸性、コテ作業性や吹付け作業性などの施工性、
強度発現性に優れた水硬性組成物、ペースト、モルタル
及びコンクリートを得ることができること、更にこれに
アルカリ金属塩を配合すれば初期強度が向上することを
見出し、本発明を完成した。
ント40〜90重量部、(B)スラグ微粉末1〜40重
量部及び(C)最大粒径70μm以下のフライアッシュ
1〜30重量部を含有する水硬性組成物;並びにこれを
用いたペースト、モルタル又はコンクリートを提供する
ものである。また、本発明は、(A)アルミナセメント
40〜90重量部、(B)スラグ微粉末1〜40重量
部、(C)最大粒径70μm以下のフライアッシュ1〜
30重量部及び(D)アルカリ金属塩0.1〜6重量部
を含有する水硬性組成物;並びにこれを用いたペース
ト、モルタル又はコンクリートを提供するものである。
ント(A)としては、特に限定するものではなく市販の
もの、例えば、ラファージュ社製「セカール51BT
F」、「セカール71」、「セカール80」、「シマン
フォンデュ」、「カルコートRG」;太平洋セメント社
製「アサノアルミナセメント1号」、「アサノアルミナ
セメント2号」;電気化学工業社製「アルミナセメント
1号」、「アルミナセメント2号」、「ハイアルミナセ
メント」等が挙げられる。(A)成分の含有量は40〜
90重量部である。40重量部未満では早期の強度発現
性と耐酸性が失われる。90重量部を超えると施工性
(コテ作業性及びポンプ圧送性)が悪化する。
都市ゴミ等の廃棄物の焼却物に必要により粘土、石灰等
の1種又は2種以上を配合したものを高温で溶融し急冷
して得られたスラグ(下水汚泥溶融スラグ、都市ゴミ焼
却灰溶融スラグ等)、高炉スラグ、転炉スラグ、脱リン
スラグ等のスラグ微粉末を1種又は2種以上配合したも
のを用いることができる。(B)成分のCaO/SiO
2のモル比は、施工性及び耐酸性の点で0.20以上が
好ましく、更に好ましくは0.30以上であり、特に好
ましくは0.50以上である。(B)成分の粉末度は、
施工性及び耐酸性の点で比表面積で好ましくは2000
〜12000cm2/g、より好ましくは3000〜10
000cm2/g、特に好ましくは4000〜10000c
m2/gである。
あり、好ましくは10〜30重量部である。1重量部未
満では施工性と耐酸性が悪化し、40重量部を超えると
強度発現性が十分でなくなり、耐酸性が悪化する。
などで発生するフライアッシュを用いることができる。
(C)成分の粒度は、最大粒径70μm以下であり、好
ましくは20μm残留率が10重量%以下であり、更に
好ましくは、20μm残留率が5重量%以下である。最
大粒径70μmを超えたフライアッシュを用いると同程
度の軟度にするための水量が多くなり、強度及び耐酸性
が悪化する。
あり、好ましくは4〜20重量部である。30重量部を
超えると強度発現性と耐酸性は悪化し、1重量部未満で
は施工性、特にコテ作業性が悪化する。
〜(C)成分に加えて、アルカリ金属塩(D)を配合す
ることにより、初期強度が向上する。当該アルカリ金属
塩(D)としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属
炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物等が挙げられる。ア
ルカリ金属炭酸塩としてはLi2CO3、K2CO3、Na
2CO3等が挙げられ、アルカリ金属炭酸水素塩としては
LiHCO3、KHCO3、NaHCO3等が挙げられ、
アルカリ金属水酸化物としてはLiOH、KOH、Na
OH等が挙げられる。
施工性のバランスの点から0.1〜6重量部が好まし
く、より好ましくは0.1〜2重量部である。
(D)成分に加えて、本発明の効果を損ねない範囲で、
石膏、シリカヒューム、減水剤等の分散剤、保水剤、セ
メント用ポリマー、増粘剤、防錆剤、有機繊維、収縮低
減剤、発泡剤、消泡剤、防水剤、凝結調整剤、膨張材、
フィラー等の各種混和材(剤)の1種又は2種以上を配
合してもよい。
性、施工性及び強度発現性に優れたペースト、モルタル
及びコンクリートを得ることができる。かかるペース
ト、モルタル、コンクリートの調製にあたっては、骨
材、水、種々の混和材(剤)を配合することができる。
ここで、骨材としては、用途に応じて細骨材及び粗骨材
を用いることができる。細骨材の含有量は特に限定され
るものではないが、(A)〜(D)成分100重量部に
対して60〜400重量部の範囲で適宜決定すれば良
い。含有量が60重量部未満では、乾燥収縮によるひび
割れが発生する恐れがある。400重量部を超えると施
工性、強度発現性が悪化し耐酸性も悪くなる。また、骨
材の最大粒径と粒度は用途に合わせて決定すれば良い。
モルタルの場合、1回の施工厚さが15〜30mmであれ
ば、最大粒径は2.5〜3.0mmが好ましく、1回の施
工厚さが5〜15mmであれば、0.6mm程度で良い。1
回の施工厚さが5mm未満の場合は、最大粒径は0.15
〜0.3mmが好ましく施工厚さに合わせて決定すれば良
い。
下水、河川等の水を用いることができるが、アルミナセ
メント等の硬化に悪影響を及ぼす成分を含んでいないも
のが好ましく、「JIS A 5308 付属書9 レ
ディーミクストコンクリートの練混ぜに用いる水」に適
合する水を用いるのが好ましいが、混和材(剤)に含ま
れる水を用いることも可能である。水量は、特に限定す
るものではなく用途に合った範囲で決定すれば良いが、
モルタル等に含まれる(A)〜(D)成分100重量部
に対し25〜50重量部が耐酸性及び施工性の点で好ま
しい。25重量部未満では練混ぜが困難であり施工性が
悪化する。50重量部を超えると耐酸性が悪化し、材料
分離や乾燥収縮によるひび割れも発生し易くなる。
やコンクリート等で一般に用いられる、減水剤等の分散
剤、保水剤、セメント用ポリマー、増粘剤、防錆剤、有
機繊維、収縮低減剤、発泡剤、消泡剤、防水剤、凝結調
整剤、膨張材、フィラー等の各種混和材(剤)を1種又
は2種以上用いることもできる。
下の機序により発現すると考えられる。すなわち、アル
ミナセメントの水和により生成された水酸化アルミニウ
ムが硬化体表層部で硫酸イオンあるいは塩素イオン等と
反応し、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等となっ
て固定され、それ以上の浸透を防止する。また、アルミ
ナセメントにより強度発現性に優れ早期に密実な硬化体
を形成するとともにスラグ微粉末の水和反応により生成
されるC−S−Hゲルにより水密性は更に向上する。そ
の結果、硫酸イオン、塩素イオン等は浸透が困難になる
と考えられる。本発明においては、これに特定粒径のフ
ライアッシュが配合されたことにより、コテ作業性や吹
付け作業性などの施工性が向上するとともに耐酸性と強
度発現性が更に向上すると考えられる。
ートは優れた耐酸性を有するため、耐酸性付与が必要な
物の製造、特に建造物の施工に有用であり、目的とする
建造物等の製造物のコンクリートやモルタル部の全体を
本発明のコンクリートやモルタルで製造(施工)しても
よいが、その一部、特に表面に必要な厚さの本発明のペ
ースト、モルタル又はコンクリートからなる層を設けれ
ばその建造物等の製造物に充分な耐酸性を付与すること
ができる。また、既存のペースト製、モルタル製又はコ
ンクリート製製造物(建造物、コンクリート二次製品
等)の一部、特にその表面に本発明のペースト、モルタ
ル又はコンクリートからなる層を設ければその製造物
(建造物)に充分な耐酸性を付与することができる。ま
た、酸で侵食されたペースト製、モルタル製又はコンク
リート製製造物(建造物等)の侵食された部分を除去
し、その部分に本発明のペースト、モルタル又はコンク
リートからなる層を設けて、耐酸性を増すように補修す
ることも可能である。硬化した通常のペースト、モルタ
ル又はコンクリートの表面に本発明のペースト、モルタ
ル又はコンクリートからなる層を設ける前に、接着性向
上やドライアウト防止等の目的で、その表面に天然ゴ
ム、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル
・ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート・ブタジ
エン共重合体、ポリプロピレン、ポリクロロプレン、オ
ールアクリル共重合体、スチレン・アクリル共重合体、
酢酸ビニル・アクリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル
共重合体、エチレン・酢酸ビニル・塩化ビニル共重合
体、酢酸ビニルビニルバーサテート共重合体、アスファ
ルト、ゴムアスファルト、パラフィン、不飽和ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂等の有機高分子材料、珪酸塩、
シリコーン、アルコキシシラン及びシラン等のエマルシ
ョンもしくは溶液を塗布又は散布等して含浸させた方が
良い。
するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
てペースト及びモルタルを製造し、それらの特性を評価
した。得られた結果を表2〜表4に示す。
のフロー値を測定した。そして30分間隔でフロー値を
測定し、初期値−20mm以上を保持した時間を可使時間
とした。
cmの供試体を作製し、材齢1、28日で圧縮強度を測定
した。供試体の養生条件は24時間湿空養生(20℃,
90%RH以上)を行った後所定材齢まで20℃の水中
で養生を行った。
溶液又は5wt%硫酸溶液にそれぞれ30日間浸漬し、酸
の浸透深さと重量変化を測定した。なお、試験液は7日
毎に全量交換した。 <試験体の作製>φ7.5×15cmの型枠を用い20℃
の恒温室で成形した。供試体は24時間湿空養生(20
℃,90%RH以上)を行った後、20℃の水中で27
日間養生し試験に用いた。試験体は各溶液について3本
作製した。 <初期値の測定>28日間試験前の養生を行った後、試
験体の重量を測定し、試験体高さ方向の中央を含みその
上下1.5cm間隔で直径5箇所ノギスで測定しその平均
値を試験体直径の初期値とした。 <酸の浸透深さの測定>20℃の5wt%塩酸溶液又は5
wt%硫酸溶液にそれぞれ30日間浸漬し、酸の浸透深さ
を測定した。浸透深さの測定は試験終了後の供試体を切
断し、フェノールフタレインの非呈色域を浸透深さとし
た。すなわち、酸の浸透深さは次式により求めた。
色域を試験体高さ方向の中央を含みその上下1.5cm間
隔で5箇所測定し、(a)式により求められた数値の平
均値とした。 <重量変化率>20℃の5wt%塩酸溶液又は5wt%硫酸
溶液にそれぞれ30日間浸漬し、水道水で1分間試験体
全面を洗浄した後、重量を測定した。重量変化率は次式
により求めた。
作業性とひび割れ発生の有無を確認した。評価方法は次
のようにした。 <コテ作業性の評価方法> ◎:コテへの付着が少なく、コテ伸びも良い。 ○:コテへの付着が認められるが、塗り付けは可能。 ×:コテへの強い付着によりコンクリート面への塗り付
けが困難。 <厚付性の評価方法> ◎:塗布厚さ2cmに塗り付けてもダレない。 ○:塗布厚さ1cmに塗り付けてもダレないが、塗布厚さ
2cmに塗り付けるとダレが生じる。 ×:塗布厚さ1cmに塗り付けてもダレが生じる。
連続して吹付け、吹付け性状、ポンプ圧送性等の確認を
行った。試験に使用した施工装置及び吹付け性状の評価
は次の通りである。 <施工装置> (1)モルタルポンプ: スクイズ式 200V
3相 3.7kw (2)エアーコンプレッサー:200V 3相 0.7
5kw (3)圧送ホース: 内径40mm ホース長2
0m (4)スプレーガン: ノズル口径18mm <ポンプ圧送性の確認> ◎:ホース内圧の極度な上昇無く、順調に吹付けができ
た。 ○:ホース内圧の極度な上昇有るが、順調に吹付けがで
きた。 ×:ホース内圧が上昇し、ホースにモルタルが詰まって
しまった。 <付着性の確認> ◎:吹付け厚さ2cmに吹付けてもダレない。 ○:吹付け厚さ1cmに吹付けてもダレないが、吹付け厚
さ2cmに吹付けるとダレが生じる。 ×:吹付け厚さ1cmに吹付けてもダレが生じる。又は吹
付けが行えない。
ージュ社) (2)スラグ微粉末 1)スラグ微粉末1 混合スラグ:CaO/SiO2モ
ル比0.80 比表面積6000cm2/g 下水溶融スラグ(CaO/SiO2モル比0.54)と
高炉スラグ(CaO/SiO2モル比1.36)をCa
O/SiO2モル比0.80 比表面積6000cm2/g
になるようにボールミルで混合粉砕した。 2)スラグ微粉末2 高炉スラグ:CaO/SiO2モ
ル比1.34 比表面積15000cm2/g 3)スラグ微粉末3 高炉スラグ:CaO/SiO2モ
ル比1.36 比表面積8000cm2/g 4)スラグ微粉末4 下水溶融スラグ:CaO/SiO
2モル比0.21 比表面積4500cm2/g 5)スラグ微粉末5 下水溶融スラグ:CaO/SiO
2モル比0.51 比表面積2500cm2/g (3)フライアッシュ1 最大粒径36μm 平均粒径
6.4μm 20μm残留率4.4% (4)フライアッシュ2 最大粒径147μm 平均粒
径19.3μm 20μm残留率50.5% (5)アルカリ金属塩 炭酸カリウム(関東化学(株)
1級試薬) 水酸化ナトリウム(関東化学(株)1級試薬) (6)水ガラス1号 58珪酸ソーダ1号(日本化学工
業(株)) (7)細骨材 混合珪砂 粗粒率2.59 (8)減水剤 ナフタレン系減水剤:マイティ100
(花王(株))
水硬性組成物を用いたペースト、モルタル及びコンクリ
ートは、優れた耐酸性、強度を有するだけでなくコテ作
業性、吹付け作業性などの施工性においても極めて良好
である。
耐酸性、耐久性、強度発現性に優れる。従って、本発明
の耐酸性モルタル等を下水処理施設、化成品工場の排水
ピット等の耐酸性、耐久性が要求される場所へ施工する
ことにより通常必要とされる防食塗装を省略することが
できる。また、下水汚泥溶融スラグ、都市ゴミスラグ等
の廃棄物溶融スラグを使用することも可能であるので、
産業廃棄物のリサイクルにも役立つ。
Claims (5)
- 【請求項1】 (A)アルミナセメント40〜90重量
部、(B)スラグ微粉末1〜40重量部及び(C)最大
粒径70μm以下のフライアッシュ1〜30重量部を含
有する水硬性組成物。 - 【請求項2】 (A)アルミナセメント40〜90重量
部、(B)スラグ微粉末1〜40重量部、(C)最大粒
径70μm以下のフライアッシュ1〜30重量部及び
(D)アルカリ金属塩0.1〜6重量部を含有する水硬
性組成物。 - 【請求項3】 成分(B)が、比表面積2000〜12
000cm2/gのスラグ微粉末である請求項1又は2記
載の水硬性組成物。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載の水硬
性組成物を用いて得られたペースト、モルタル又はコン
クリート。 - 【請求項5】 表面に請求項4記載のペースト、モルタ
ル又はコンクリートからなる層を有するペースト、モル
タル又はコンクリート。
Priority Applications (1)
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JP2000326667A JP4647767B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 水硬性組成物及びそのペースト、モルタル、コンクリート |
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JP4647767B2 JP4647767B2 (ja) | 2011-03-09 |
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