JP2002241151A5

JP2002241151A5 -

Info

Publication number: JP2002241151A5
Application number: JP2001323736A
Authority: JP
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2021-10-22

Description

以上述べたように、単体で、常温強度と保水力を両立させた材料を製造するには、従来よりさまざまな制約があった。また、セメント系を利用するもう１つの技術として、アスファルト等との組み合わせを活用するものもある。その技術は、先に有孔表層をもつ舗装を事前に実施し、その空隙をセメント系充填材で埋めることによって、強度を事前舗装に、保水を充填材に割り当て、両特性を同時に得るものである。なお，舗装材に空隙をもたせ、その空隙に別種の材料を注入することは公知の技術であり、例えば、開粒度タイプ（骨材の粒度を調整した）のアスファルトにセメントミルクを注入すること等が、たわみ性と剛性とを両立させる工法として一般的に行われている。したがって、セメントミルクの代わりに、十分な流動性のある保水性材料を注入すれば、当初の目標を達成することができる。このような技術として、特開平１０−４６５１３号公報は、１５乃至３５％の空隙を有する透水性アスファルト混合物、透水性セメントコンクリート等の有孔表層に対して、前記シルト系充填材を充填することを特徴とした舗装体を提案している。また、そのシルト系充填材として、粒径が５乃至７５μｍのシルト分の含有量が５０重量％以上の粉末を２０乃至６０％、セメント系固化材を５乃至５０％、水が２５乃至５０％となる原材料を開示している。これによって、７日養生後強度が最大でおよそ２００ｋｇｆ／ｃｍ²のものが得られ、なおかつ、高い保水性が達成できるとしている。

本発明によれば、特別な製造装置を用いなくても、常温で高い保水力と一定の強度を兼ね備え、土木・建築用材料に有効な保水性固化体用水硬材及び保水性固化体を提供できるようになる。

自然界において、シルト系の土壌が高い保水力を保有していることは古くから知られている。これは、土の粒子の充填状態に依存するものである。したがって、このミクロな構造に類似した材料であれば高い保水力を持ち得ることは推定できる。そして、このミクロ構造を再現するため、土粒子に対応する骨材を用いて、さまざまな研究が過去から行われている。しかしながら、前記したように、得られる材料に一定の強度を発現させるには、骨材間の結合を点接触的に構成する必要があるので、原材料を焼成するのが一般的であった。常温で製造しようとすると、強度を高めることがほとんど期待できないか、強度を発生させるために保水力を犠牲にせざるを得なかったからである。そこで、本発明者らは、材料を常温で製造することに鋭意努力し、骨材の大きさの調整と、骨材間の結合条件を最適化することによって、保水力と強度を高いレベルで同時に発揮させ得ることを見出し、本発明を完成させたのである。

また、本発明では、前記したように、無機粉末と高炉スラグ微粉末との結合力を増加させるために、アルカリ刺激剤を添加する。そのアルカリ刺激剤は、高炉スラグ微粉末及び無機粉末に含有される非晶質ＳｉＯ₂の一部を溶解してゲル状態にし、結合を促進させる効果がある。アルカリ刺激剤の添加量は、強度に作用し始める量として無機粉末及び高炉スラグ微粉末の合計１００重量部に対し３重量部以上である。また、保水性固化体としての機能を確保するには、５０質量％以下であることが望ましい。このアルカリ刺激剤は、非晶質材料を溶解するものを使用すれば良いので、本発明では、その材質を限定しない。ただし、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムに代表されるアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等に代表されるアルカリ土類金属水酸化物系、ポルトランドセメントに代表されるセメント類をアルカリ刺激剤として用いると、容易にＳｉＯ₂類を溶解できるので好ましい。

ところで、材料の施工作業場所（現地）においては、シルト、土等を使用したい場合も発生する。その場合、反応性のある非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含む無機粉末を全量使用しなくても、ある程度の強度は確保できるので、混合使用をすれば良く、このことも本発明に加えることにした。ただし、無機粉末の５０重量部以上を置き換えてしまうと、固化体の強度の低下が大きくなるので、実用に際しては、互換比率を５０重量部未満とするのが良い。

なお、前記成形体の製造では、高炉スラグ微粉末、無機粉末及びアルカリ刺激剤を混合した粉末を１００重量部として、それに３０〜８０重量部の水を添加する。３０重量部より少ないと、均一な混練が難しいばかりでなく、適切なポゾラン反応が発現しなくなる可能性が高い。一方、水の添加量が１００重量部を超えると、型枠に流し込んで乾燥させる工程の所要時間が長くなる。したがって、水の添加量は３０〜１００重量部とする。このようにして型枠に流し込まれた粉体は、引き続き乾燥させる。その際、乾燥温度を高めることで、成形体の生産効率を向上できる。しかし、乾燥温度が８０℃を超えると、結合相となっているＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ｈ₂Ｏ、ＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｈ₂Ｏの水和相の構造が変化してしまうので、８０℃以下で乾燥し固化させるのが良い。ただし、乾燥をし過ぎると、上記結合相（水和物）の構造を壊すという意味で望ましくなく、乾燥を蒸気養生で行うのがより望ましい。