JP2003095715A

JP2003095715A - セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体

Info

Publication number: JP2003095715A
Application number: JP2001286262A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Nishikawa; 和之西川; Takehiro Inagaki; 竹裕稲垣; Tadashi Makiguchi; 直史牧口; Mitsuo Hosokawa; 光雄細川; Hiroshi Aida; 浩合田; Kunimitsu Shibuya; 邦光渋谷
Original assignee: SHITO SURBLAST Ltd; Sintokogio Ltd
Current assignee: SHITO SURBLAST Ltd; Sintokogio Ltd
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣
化抑止剤を、該薬剤の急激な作用によりセメントの水和
反応を阻害することなく内部に存在せしめた半永久的に
自癒作用を果たすセメント硬化体及び前記薬剤が半永久
的に徐放することにより効果を持続せしめるように仕組
まれたセメント硬化体用骨材を提供する。【解決手段】セメント硬化体用骨材に、セメント硬化
体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成す
る薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を混入させ
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、セメントコンクリ
−トあるいはセメントモルタル等（以下セメント硬化体
という）の劣化要因を自ら阻止すると共に損傷に対し自
ら治癒せしめる機能、即ち、自癒作用を有するセメント
硬化体及びセメント硬化体用骨材に関する。

【０００２】

【従来の技術】固化したセメント硬化体をそのままにし
ておいたり、セメント硬化体に亀裂等の欠陥が生じたま
ま放置しておくとセメント硬化体の表面やこの亀裂より
雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント硬化体内に浸透す
ることでセメント硬化体が本来持っているアルカリ性が
損なわれ、いわゆる中性化を起し、内部の鉄筋が錆びて
しまいその結果、鉄筋が膨張しセメント硬化体を内部よ
り破壊するといった不具合があった。この他、凍結融
解、アルカリ骨材反応、化学的腐食等を引き起こしセメ
ント硬化体の劣化を進めてしまうといった不具合もあっ
た。

【０００３】また雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント
硬化体内に浸透するのを防止するため表面に樹脂系塗料
を塗布していた。その他、セメント硬化体中の水酸化カ
ルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防
水剤・止水剤・劣化抑止剤（以下、特殊な反応性薬剤を
含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤という）をセメント硬
化体の表面や亀裂部に塗布し、すでに硬化したセメント
硬化体内の水酸化カルシウムと反応させ水不溶性の緻密
な結晶を亀裂内あるいはセメント硬化体内の微細な空
隙、クラック、セメントゲル空孔等内に成長させ、亀裂
や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等の内部へ
の雨水等の浸透を阻止する方法が特開平１−３２０２８
４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報並びに特開
平２−２２１５９号公報等に開示されているように公知
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記前者の樹脂
系塗料を塗布する方法は、初期的には問題ないが、経年
変化や外部損傷等により初期の効果を永続的に期待する
ことは困難である。一方、後者の特殊な反応性薬剤を含
む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を塗布する方法は、セメ
ント硬化体の表面に塗布するにもかかわらず、表面に開
口した亀裂のみならず表面よりかなり深部（３０〜５０
ｃｍ）に存在する微細な空隙、クラック、セメントゲル
空孔等へ析出する水酸化カルシウムと反応し、亀裂や微
細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等へ永続的に水
不溶性の緻密な結晶を増殖させることが期待できる。し
かし、亀裂の生じた後、その部位を探して個別に対応し
ていたのでは膨大な工数がかかるうえ、的確な時期にこ
れを見つけ出すことができず重大な不具合に至ってしま
う危険性があった。また予防のためセメント硬化体の表
面の全てに塗布することは効果が十分期待できるもの
の、経済的、納期的、立地条件等の面からその実現は極
めて困難であった。

【０００５】このため生コンクリ−ト、生モルタル等の
セメントに直接、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水
剤・劣化抑止剤を添加して混練することで、セメントが
硬化した後、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲ
ル空孔等の内部に析出した水酸化カルシウムと反応し、
水不溶性の緻密な結晶を成長させ、セメント硬化体内部
への雨水等の浸透を阻止しようとする試みが成された。

【０００６】しかし、この方法では特殊な反応性薬剤を
含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が急激な反応によりセ
メントの水和反応を阻害し、かえってセメント硬化体の
硬化強度を低下させてしまうといった大きな問題点があ
ることが明らかとなった。さらに前述のように、生コン
クリ−ト、生モルタル等のセメントに直接、特殊な反応
性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を添加して混
練すると粘性が増大し、混練に使用した大型ミキサ−の
清掃作業が著しく困難になってしまう問題も生じた。

【０００７】本発明は上記の問題に鑑みて成されたもの
で、上記のような特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水
剤・劣化抑止剤を、天然の粗骨材・細骨材と同等の性能
を有したままで当該薬効を半永久的に徐放することによ
りセメントの水和反応を阻害することなく内部に存在せ
しめた自癒作用のあるセメント硬化体、すなわちインテ
リジェント・コンクリート及びこれに使用するセメント
硬化体用骨材を提供することを目的とする。ここで、
「同等の性能を有し」とは、少なくとも強度、透水性が
同等であることを意味する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明におけるセメント硬化体用骨材は、セメント
硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生
成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入さ
れた硬化体であり、天然の粗骨材・細骨材と同等の性能
を有し前記薬剤が徐放作用を呈することを特徴とする。

【０００９】また本発明におけるセメント硬化体用骨材
は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応し
て水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣
化抑止剤と、必要に応じポルトランドセメントとを多孔
質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする。

【００１０】さらに本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応
して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・
劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメントを追加
して得られた粒体で天然の粗骨材または細骨材と同等の
性能を有する硬化体であることを特徴とする。

【００１１】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応
して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・
劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメントを追加
し、これに水を加えて得られた粒体で天然の粗骨材また
は細骨材と同等の性能を有する硬化体であることを特徴
とする。

【００１２】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応
して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・
劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメントを追加
し、これに水と砂を加えて得られた粒体で天然の粗骨材
または細骨材と同等の性能を有する硬化体であることを
特徴とする。

【００１３】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応
して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・
劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメントを追加
し、これに水と砂とファイバ−を加えて得られた粒体で
天然の粗骨材または細骨材と同等の性能を有する硬化体
であることを特徴とする。

【００１４】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記担体が、空孔径０．０１〜３ｍｍ、空孔率５
〜６０Ｖｏｌ％、圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ^２以上の多孔
質体であることを特徴とする。

【００１５】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記硬化体が、押圧固化された後、ポルトランド
セメントの水和反応により硬化したものであることを特
徴とする。

【００１６】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記硬化体が、吐出用ノズルにより押出し成形さ
れた連続体を切断し固化体とした後、ポルトランドセメ
ントの水和反応により硬化したものであることを特徴と
する。

【００１７】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、セメントコンクリ−トに使用されるものであっ
て、粒径が０．５〜４５ｍｍであることを特徴とする。

【００１８】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、セメントモルタルに使用されるものであって、粒
径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする。

【００１９】加えて本発明におけるセメント硬化体用骨
材は、前記押圧固化が、面圧５０ｋｇ／ｃｍ^２以上ある
いは線圧２００ｋｇ／ｃｍ以上の圧力で成されることを
特徴とする。

【００２０】また上記の目的を達成するために本発明に
おけるセメント硬化体は、請求項１乃至１２のいずれか
１項に記載のセメント硬化体用骨材を含むことを特徴と
する。

【００２１】

【作用】本発明は上記のような解決手段を採用すること
により、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化
抑止剤を骨材内部に混入させ、該骨材とセメントとを混
練するようにしたから、混練する際、特殊な反応性薬剤
を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤の外部に接する面積
（表面積）が極めて少なくなった。そのため、短時間で
進行するセメントの水和反応を阻害することはなくなっ
た。一方、長時間をかけて効果を徐々に、かつ永続的に
発揮するセメント硬化体に対する自癒作用については、
非粉体状をした表面積の小さい骨材内の特殊な反応性薬
剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤からある種の自癒
作用物質が徐々に放出されて、主としてセメント成分の
硬化後析出する水酸化カルシウムと永続的に反応するた
め初期の目的（水和反応の阻害、大型ミキサ−の汚染等
を回避してセメント硬化体に自癒作用をもたせる）は達
成できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明で述べる「特殊な反応性薬
剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤」とは特開平１−
３２０２８４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報
並びに特開平２−２２１５９号公報等に開示されている
即ち、必須要件として、（イ）微細シリカと、水ガラス
と、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及び
シリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物
と、を含み、若しくは（ロ）リンゴ酸などに代表される
複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグ
ネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含み、若しくは
（ハ）フマル酸やマレイン酸などの不飽和２価カルボン
酸と、マグネシアと、を含み、（イ）〜（ハ）のいずれ
かに必要に応じて普通ポルトランドセメントを含有する
ものである。そしてこれらの組成物は、セメント硬化体
の防水剤・止水剤・劣化抑止剤として広く一般に市販さ
れている物を適宜選定して使用することができる。

【００２３】なお以下の実施例においてはフマル酸、微
細オリビンサンド（ケイ酸マグネシウム鉱物）、ポゾラ
ン（微細シリカ）、普通ポルトランドセメントを含むも
のを試料１とし、ポゾラン（微細シリカ）、水ガラス、
マグネシア、ケイ弗化物、普通ポルトランドセメントを
含むものを試料２として使用した。

【００２４】本発明で述べる担体とは、表面からその内
部に連通する空隙や空孔を有し、その空隙や空孔内に物
質を担う事のできる固体をいう。また担荷とは担体に物
質を担わせる事をいう。多孔質体よりなる担体として
は、砂等の耐熱性のある粒子状無機物にホウロウ等のガ
ラス質をバインダ−として加え、これを焼成することで
得られる多孔質体や連泡性スポンジの表面にセラミック
をコ−ティングした後、これを焼成して得られるスケル
トン状物の他、砂等の粒子状無機物やフェノ−ル樹脂等
の粒子状有機物に対しエポシキ樹脂あるいは不飽和ポリ
エステル樹脂をバインダ−として加え、これを硬化させ
ることで得られる多孔質体等、水に対し容易に溶解しな
い多孔質体であればいずれも使用することが可能であ
る。

【００２５】なおファイバ−を加える理由は、セメント
硬化体用骨材の強度を高めるためである。生コンクリ−
ト等へ本発明によるセメント硬化体用骨材を加えて混練
したり、打設時にポンプ輸送した際、本発明によるセメ
ント硬化体用骨材の崩壊を防止するうえで重要である。
さらに本発明によるセメント硬化体用骨材自体の強度を
高めることで硬化したセメント硬化体の強度を維持する
ためにも重要である。

【００２６】そして、ここで使用するファイバ−として
は、ステンレス鋼、鉄等の材料を特殊な切削技術を用い
て非直線状に作成した金属繊維、ポリアクリロニトリル
繊維等の合成樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を挙げ
ることができる。さらに、これらの繊維は、本発明によ
るセメント硬化体用骨材中にファイバ−ボ−ルができな
いように十分に分散し存在することが骨材補強の目的か
らして重要であり、粉体状の材料混合時予めファイバ−
を十分に分散させた後、水を加え混練するのが適切であ
る。

【００２７】

【実施例１】３号相当（粒径１０００μｍ程度）のケイ
砂１００部に対し、融点６５０℃のホウロウ３０部を加
え混合した。この混合物１００部に対し１次バインダ−
として硬化剤を含み焼成過程で蒸発する成分を含むエチ
ルシリケ−ト加水分解物を２５部加え十分撹拌・混合し
た。この混合物を成形しφ２０ｍｍ×長さ２０ｍｍの１
次成形体を得た。この１次成形体を６００〜７００℃で
５時間焼成し、２次成形体を得た。ケイ砂粒子間で空孔
を形成すると共に焼成することによりエチルシリケ−ト
加水分解物中の蒸発成分が蒸発して空孔を生じる。この
２次成形体の物性は、空孔径０．５〜１．５ｍｍ、空孔
率約３５Ｖｏｌ％、圧縮強度３００〜３５０ｋｇ／ｃｍ
^２であった。上記２次成形体へ、水６０部に対し前記試
料１を１００部分散・懸濁したスラリ−を含浸せしめ
た。常温・大気中にて１日間放置した後、常温・１００
％の湿度雰囲気で２７日間養生し試験用粗骨材１を得
た。

【００２８】次に試験用粗骨材１を用いて自癒作用のあ
るセメントコンクリ−トを作成する方法について説明す
る。普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐（岐
阜県土岐市）産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材とし
て土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤とし
てＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調
製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６
ｋｇ／ｍ^３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ
^３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ^３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ
^３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ^３である。その後、得ら
れた生コンクリ−ト１ｍ^３に対し試験用粗骨材１を１５
０個加え再度混練した。このようにして得られた試験用
粗骨材１を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、
常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円
形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行
った。比較のため試験用粗骨材１のみを使用せず同様の
試験片を作成し試験を行った。

【００２９】試験の結果、前者の透水係数が２．１×１
０−１０ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材１を
使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃ
ｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材１の効果が認めら
れた。またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作
成し圧縮試験を行った。前記試験用粗骨材１を使用した
場合２８７ｋｇ／ｃｍ^２であったのに対し、試験用粗骨
材１を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ^２で
あり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑
止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認めら
れず、かえって強度の増加が認められた。これらの効果
を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用
いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共
に、試験用粗骨材１を用いた場合には、試験用粗骨材１
を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻
密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透
水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な
結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。

【００３０】

【実施例２】土岐産の山砂を３部、試料１を１部、水を
１部加えて十分混練し、試験用粗骨材２を作成するため
の混合材を調製した。この粗骨材用混合材を用いφ１５
ｍｍ×長さ１５ｍｍ程度の試験用粗骨材２を作成した。
試験用粗骨材２は、常温にて１日間放置した後、常温・
１００％の湿度雰囲気にて２７日間養生した。ここで山
砂（砂）を添加する目的は、試験用粗骨材２を加圧（後
述の実施例４に示す加圧方法）することなしに作成する
に当たり、試験用粗骨材２の強度を得るのに必要なため
であるが、必ずしも不可欠なものではない。

【００３１】次にこの試験用粗骨材２を用いて自癒作用
のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説
明する普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産
山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利
（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水
剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。な
お本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／
ｍ^３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ^３、細
骨材７９１ｋｇ／ｍ^３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ^３、混
和剤０．５４８ｋｇ／ｍ^３である。その後、得られた生
コンクリ−ト１ｍ^３に対し試験用粗骨材２を１００個加
え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材
２を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・
１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試
料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。
比較のため試験用粗骨材２のみを使用せず同様の試験片
を作成し試験を行った。

【００３２】試験の結果、前者の透水係数が８．５×１
０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材２を
使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃ
ｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材２の効果が認めら
れた。またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作
成し圧縮試験を行った。試験用粗骨材２を使用した場合
２９７ｋｇ／ｃｍ^２であったのに対し、試験用粗骨材２
を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ^２であ
り、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止
剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められ
ず、かえって強度の増加が認められた。

【００３３】これらの効果を検証するため透水試験に用
いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微
鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材２を用いた場
合には、試験用粗骨材２を用いなかった場合に空隙とし
て認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているの
が認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解
せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与して
いることが分かる。

【００３４】

【実施例３】ケイ砂を３部、試料２を１部、水を１部加
えて十分混練し、試験用細骨材３を作成するための混合
材を調製した。この細骨材用混合材を用い粒径１．５〜
２．５ｍｍ程度の試験用細骨材３を作成した。試験用細
骨材３は、常温にて１日間放置した後、常温・１００％
の湿度雰囲気にて２７日間養生した。

【００３５】次にこの試験用細骨材３を用いて自癒作用
のあるセメントモルタルを作成する方法を説明する。普
通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒
の大きさ５ｍｍ）並びに水とを混合し生モルタルを調製
した。なお本生モルタルの配合割合は、普通ポルトラン
ドセメント１部、細骨材３部、水０．６部である。その
後、得られた生モルタル１ｋｇに対し試験用細骨材３を
０．００４ｋｇを加え再度混練した。このようにして得
られた試験用細骨材３を含む生モルタルを用い試験片を
作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生し
た後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット
法）を行った。比較のため試験用細骨材３のみを使用せ
ず同様の試験片を作成し試験を行った。

【００３６】試験の結果、前者の透水係数が３．５×１
０−１２ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用細骨材３を
使用しなかった後者の透水係数は５．９×１０−１１ｃ
ｍ／ｓもあり、明らかに試験用細骨材３の効果が認めら
れた。またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作
成し圧縮試験を行った。試験用細骨材３を使用した場合
２５３ｋｇ／ｃｍ^２であったのに対し、試験用細骨材３
を使用しなかった比較例では２３０ｋｇ／ｃｍ^２であ
り、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止
剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められ
ず、かえって強度の増加が認められた。

【００３７】これらの効果を検証するため透水試験に用
いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微
鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材３を用いた場
合には、試験用粗骨材３を用いなかった場合に空隙とし
て認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているの
が認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解
せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与して
いることが分かる。

【００３８】

【実施例４】試料１を１００部に対し水を５部加え十分
撹拌して湿態状の試料を調製した。新東工業（株）製ブ
リケッティングマシン（型式：ＢＧＳ２５）を用い約１
８ｍｍ×１３ｍｍの大きさの圧粉体を成形した。なお、
この際の線圧は概ね１０００ｋｇ／ｃｍであった。この
圧粉体を常温・１００％の湿度雰囲気にて２８日間養生
し試験用粗骨材４を得た。圧粉成形した直後の成形体の
圧壊強度は３ｋｇ程度しかなく、骨材として使用し得る
限界であったが、２８日間養生し圧粉体中の普通ポルト
ランドセメントの水和反応を進行させることにより圧壊
強度は２０ｋｇ程度となり、骨材として十分使用に耐え
うるものとなった。

【００３９】次にこの試験用粗骨材４を用いて自癒作用
のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説
明する。普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐
産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利
（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水
剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。な
お本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／
ｍ^３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ^３、細
骨材７９１ｋｇ／ｍ^３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ^３、混
和剤０．５４８ｋｇ／ｍ^３である。その後、得られた生
コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材４を１００個加
え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材
４を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・
１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試
料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。
比較のため試験用粗骨材４のみを使用せず同様の試験片
を作成し試験を行った。

【００４０】試験の結果、前者の透水係数が５．８×１
０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材４を
使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃ
ｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材４の効果が認めら
れた。またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作
成し圧縮試験を行った。試験用粗骨材４を使用した場合
２９１ｋｇ／ｃｍ^２であったのに対し、試験用粗骨材４
を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ^２であ
り、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止
剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められ
ず、かえって強度の増加が認められた。

【００４１】これらの効果を検証するため透水試験に用
いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微
鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材４を用いた場
合には、試験用粗骨材４を用いなかった場合に空隙とし
て認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているの
が認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解
せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与して
いることが分かる。

【００４２】

【実施例５】前記実施例２で作成したのと同様にして圧
縮用試験片を作成した。加圧を行い、クラックの生じた
時（破壊にいたる直前）の圧力Ｆ１を読み取り直ちに加
圧を解徐した。そのままの状態を保持しつつ、常温・１
００％の湿度雰囲気にて２８日間放置した。その後、再
び加圧し最高圧力Ｆ２を読み取った。Ｆ１と比べＦ２が
大きくなっていれば２８日間放置した間に自癒作用が働
いたものと考えられる。圧縮試験を行った結果、試験用
粗骨材２を使用しなかった試験片はＦ２／Ｆ１＝０．９
〜１．０であったのに対し、試験用粗骨材２を使用した
試験片はＦ２／Ｆ１＝１．２〜１．４も有り２８日間放
置した間に自癒作用が強く働いたものと考えられる。

【００４３】本発明において、担体の空孔径を０．０１
〜３ｍｍとしたのは、これより細い空孔内へは、ある種
の自癒作用物質を徐々に放出する特殊な反応性薬剤を含
む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が極めて侵入しにくく、
本発明の効果が期待できなくなるためであり、その上限
を３ｍｍとしたのは、これ以上の大きさの連続した空孔
径となると担体の強度が極端に低下し、本発明による骨
材を生コンクリ−ト又は生モルタルと混練する際、該骨
材が崩壊してしまう危険が有るためである。また空孔率
を５〜６０Ｖｏｌ％としたのは、これより空孔率が低い
と前記自癒作用物質が担荷される量が少なすぎ、自癒作
用が期待できないためであり、これより空孔率が高いと
担体の強度が保てなくなり、前記と同様の欠点が生じる
ためである。さらに圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ^２以上とし
たのは、これより強度が低いと前記同様、生コンクリ−
ト又は生モルタルと混練する際、骨材が崩壊してしまう
危険が有るためである。また、この骨材を加えたセメン
ト硬化体の強度を維持するためにも前記圧縮強度は３０
ｋｇ／ｃｍ^２以上必要である。

【００４４】本発明において押圧固化時の押圧力を、面
圧の場合５０ｋｇ／ｃｍ^２以上、線圧の場合２００ｋｇ
／ｃｍ以上としたのは、これ以下の押圧力では後工程
（押圧固化した後、ポルトランドセメントの水和反応に
より完全に硬化するまでの間）での取り扱い時に押圧固
化体が崩壊してしまう危険性が大きく、製品の歩留まり
が極端に悪くなるためである。

【００４５】また押圧固化した後、水和反応を行わせる
ようにしたのも、本発明による骨材が生コンクリ−ト又
は生モルタルとの混練時に崩壊しない強度を得るためで
ある。

【００４６】なお上記実施例においてはブリケッティン
グマシンにより圧粉成形し、得られた固化体を養生する
ことで水和反応を進行させ硬化するようにしているが、
固化体を得るにあたっては、打錠機（圧縮造粒機）を用
い錠剤のように成形することも可能であるし、土練機等
の吐出ノズルより連続して押出した棒状体を適当な長さ
に切断して得ることも可能である。これらは、いずれの
方法であっても本発明による骨材を極めて早く生産でき
る利点がある。

【００４７】本発明において、セメントコンクリ−トに
使用される骨材の粒径を０．５〜４５ｍｍとしたのは、
これ以下の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以
下の大きさの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な
量、生コンクリ−トへ添加すると初期の問題点であった
セメント硬化体の強度低下並びに生コンクリ−トの粘度
増大による大型ミキサ−の清掃困難が生じてしまうため
である。また、これ以上の大きさの骨材にすると、混練
時や打設時、骨材の分離を生じやすくなり、さらには打
設時にポンプ輸送することが困難になったり、型枠内に
入りにくくなったりするので利用範囲が限定されてしま
うためである。そして、好ましくは粒径２〜２５ｍｍの
骨材を使用するのが望ましい。

【００４８】本発明においてセメントモルタルに使用さ
れる骨材の粒径を０．５〜５ｍｍとしたのは、これ以下
の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以下の大き
さの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な量、生モ
ルタルへ添加すると初期の問題点であったセメント硬化
体の強度低下並びに生モルタルの粘度増大によるミキサ
−の清掃困難が生じてしまうためである。また、これ以
上の大きさの骨材にすると、生モルタルを施工する際滑
らかな仕上げが困難となってしまうためである。そし
て、好ましくは粒径１〜３ｍｍの骨材を使用するのが望
ましい。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、自癒作用のある特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止
水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体を骨材として含む
セメント硬化体にしたから、セメントの水和反応を阻害
することなしにセメント硬化体へ自癒作用を付与するこ
とができる等種々の効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧口直史愛知県豊川市穂ノ原三丁目１番地新東工業株式会社豊川製作所内 (72)発明者細川光雄愛知県豊川市穂ノ原三丁目１番地新東工業株式会社豊川製作所内 (72)発明者合田浩愛知県豊川市穂ノ原三丁目１番地新東工業株式会社豊川製作所内 (72)発明者渋谷邦光愛知県豊川市穂ノ原三丁目１番地新東サ− ブラスト株式会社内Ｆターム(参考） 4G012 PA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント硬化体中の水酸化カルシウムと
反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水
剤・劣化抑止剤が混入された硬化体であり、天然の粗骨
材・細骨材と同等の性能を有し前記薬剤が徐放作用を呈
することを特徴とするセメント硬化体用骨材。
【請求項２】前記セメント硬化体中の水酸化カルシウ
ムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・
止水剤・劣化抑止剤と、必要に応じポルトランドセメン
トとを多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴と
する請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
【請求項３】前記セメント硬化体中の水酸化カルシウ
ムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・
止水剤・劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメン
トを追加して得られた粒体で天然の粗骨材または細骨材
と同等の性能を有する硬化体であることを特徴とする請
求項１記載のセメント硬化体用骨材。
【請求項４】前記セメント硬化体中の水酸化カルシウ
ムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・
止水剤・劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメン
トを追加し、これに水を加えて得られた粒体で天然の粗
骨材または細骨材と同等の性能を有する硬化体であるこ
とを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
【請求項５】前記セメント硬化体中の水酸化カルシウ
ムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・
止水剤・劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメン
トを追加し、これに水と砂を加えて得られた粒体で天然
の粗骨材または細骨材と同等の性能を有する硬化体であ
ることを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨
材。
【請求項６】前記セメント硬化体中の水酸化カルシウ
ムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・
止水剤・劣化抑止剤に、必要に応じポルトランドセメン
トを追加し、これに水と砂とファイバ−を加えて得られ
た粒体で天然の粗骨材または細骨材と同等の性能を有す
る硬化体であることを特徴とする請求項１記載のセメン
ト硬化体用骨材。
【請求項７】前記担体が、空孔径０．０１〜３ｍｍ、
空孔率５〜６０Ｖｏｌ％、圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ^２以
上の多孔質体であることを特徴とする請求項２記載のセ
メント硬化体用骨材。
【請求項８】前記硬化体が、押圧固化された後、ポル
トランドセメントの水和反応により硬化したものである
ことを特徴とする請求項１、３、４、５、６のいずれか
１項に記載のセメント硬化体用骨材。
【請求項９】前記硬化体が、吐出用ノズルにより押出
し成形された連続体を切断し固化体とした後、ポルトラ
ンドセメントの水和反応により硬化したものであること
を特徴とする請求項１、３、４、５、６のいずれか１項
に記載のセメント硬化体用骨材。
【請求項１０】セメントコンクリ−トに使用されるも
のであって、粒径が０．５〜４５ｍｍであることを特徴
とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のセメント
硬化体用骨材。
【請求項１１】セメントモルタルに使用されるもので
あって、粒径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のセメント硬化体
用骨材。
【請求項１２】前記押圧固化が、面圧５０ｋｇ／ｃｍ
^２以上あるいは線圧２００ｋｇ／ｃｍ以上の圧力で成さ
れることを特徴とする請求項８記載のセメント硬化体用
骨材。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか１項に記
載のセメント硬化体用骨材を含むことを特徴とするセメ
ント硬化体。