【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高強度コンクリート硬化体からなる防風柵に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、防風柵は、鋼材、木材、プラスチック等により構成され、季節風や台風等から、圃場、ハウス、植栽林等を保護するため、また、冬場の道路の地吹雪防止のため等に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記鋼製、木製、プラスチック製の防風柵では、発錆、腐蝕、劣化などが起こり、耐久性に劣るという課題がある。また、近年、コンクリートを使用した防風柵の開発が行われているが、非常に重量が大きくなり、施工に手間がかかる、防風柵が必要でない季節に取り外すことが困難になる等の課題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、軽量で耐久性に優れる防風柵を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の材料を含む配合物の硬化体からなる防風柵であれば、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とする防風柵である（請求項１）。このように構成した防風柵は、１３０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現する硬化体からなるので、その厚さを薄くすることができ軽量化を図ることができる。また、前記硬化体は、極めて緻密であるので、該硬化体からなる本発明の防風柵は、耐久性に優れる。また、本発明で用いる配合物は、流動性に優れるので、成形等を容易に行なうことができる。
上記防風柵は、配合物に、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子を含むことができる（請求項２）。このように配合物に無機粒子を含むことによって、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性を向上させることができる。
上記無機粒子は、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａと、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂとから構成することができる（請求項３）。このようにブレーン比表面積の異なる２種の無機粒子を用いることによって、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性をより一層向上させることができる。
上記防風柵は、配合物に、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含むことができる（請求項４）。このように金属繊維等を含むことによって、防風柵の曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用するセメントとしては、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が挙げられる。
本発明において、防風柵の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性を向上させようとする場合には、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。
【０００８】
セメントのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ２／ｇが好ましく、３０００〜４５００ｃｍ２／ｇがより好ましい。該値が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、水和反応が不活発になって、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点があり、５０００ｃｍ２／ｇを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、また、水量が多くなるため、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点がある。
【０００９】
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は、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇ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。
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ２／ｇが好ましく、８〜２５ｍ２／ｇがより好ましい。該値が５ｍ２／ｇ未満であると、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点があり、２５ｍ２／ｇを超えると、水量が多くなるため、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点がある。
ポゾラン質微粉末の配合量は、セメント１００質量部に対して５〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部である。配合量が５〜５０質量部の範囲外では、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点がある。
【００１０】
本発明においては、粒径２ｍｍ以下の細骨材が用いられる。ここで、細骨材の粒径とは、８５％質量累積粒径である。細骨材の粒径が２ｍｍを超えると、防風柵の強度や耐久性等が低下するので好ましくない。
なお、本発明においては、防風柵の強度や耐久性等から、最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の細骨材を用いることがより好ましい。また、配合物の流動性等から、７５μｍ以下の粒子の含有量が２．０質量％以下である細骨材を用いることが好ましく、７５μｍ以下の粒子の含有量が１．５質量％以下である細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。
細骨材の配合量は、防風柵の強度や耐久性等の観点から、セメント１００質量部に対して５０〜２５０質量部であることが好ましく、８０〜２００質量部であることがより好ましい。
【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。これらのうち、減水効果の大きな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く、特に、ポリカルボン酸系の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。
減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜４．０質量部が好ましく、０．１〜２．０質量部がより好ましい。配合量が０．１質量部未満では、混練が困難になるとともに、防風柵の製造に手間がかかる等の欠点がある。配合量が４．０質量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点がある。
なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。
【００１２】
水量は、セメント１００質量部に対して、１０〜３０質量部が好ましく、より好ましくは１２〜２５質量部である。水量が１０質量部未満では、混練が困難になるとともに、防風柵の製造に手間がかかる等の欠点がある。水量が３０質量部を超えると、防風柵の強度や耐久性が低下する等の欠点がある。
【００１３】
本発明においては、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性を向上させる観点から、前記配合物に、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子を含ませることが好ましい。無機粒子としては、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粒子は、ブレーン比表面積が好ましくは２５００〜３００００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４５００〜２００００ｃｍ２／ｇで、かつセメント粒子よりも大きなブレーン比表面積を有する。無機粒子のブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントとのブレーン比表面積の差が小さくなり、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性を向上させる効果が小さくなる。無機粒子のブレーン比表面積が３００００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなるうえ、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性を向上させる効果が小さくなる。
無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性の観点から、１０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子の配合量は、配合物の流動性や防風柵の強度や耐久性の観点から、セメント１００質量部に対して５５質量部以下が好ましく、１０〜５０質量部がより好ましい。
【００１４】
本発明においては、無機粒子として、異なる２種の無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂを併用することができる。
この場合、無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が５０００〜３００００ｃｍ２／ｇ、好ましくは６０００〜２００００ｃｍ２／ｇのものである。また、無機粒子Ａは、セメント及び無機粒子Ｂよりもブレーン比表面積が大きいものである。
無機粒子Ａのブレーン比表面積が５０００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントや無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、配合物の流動性を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が３００００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなる等の欠点がある。
無機粒子Ａとセメント及び無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子Ａと、セメントと無機粒子Ｂのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、配合物の流動性の観点から、１０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
【００１５】
無機粒子Ｂのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ２／ｇである。また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差は、配合物の流動性の観点から、１００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子Ｂのブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満であると、配合物の流動性を向上させる効果が小さくなる。５０００ｃｍ２／ｇを超えると、ブレーン比表面積の数値が無機粒子Ａに近づくため、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、流動性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が１００ｃｍ２／ｇ以上であることによって、配合物を構成する粒子の充填性が向上し、流動性等を向上することができる。
【００１６】
無機粒子Ａの配合量は、セメント１００質量部に対して５０質量部以下が好ましく、１０〜４０質量部がより好ましい。無機粒子Ｂの配合量は、セメント１００質量部に対して４０質量部以下が好ましく、５〜３５質量部がより好ましい。無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂの配合量が前記の数値範囲外では、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、配合物の流動性を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
なお、無機粒子Ａと無機粒子Ｂの合計量は、セメント１００質量部に対して５５質量部以下が好ましく、より好ましくは１０〜５０質量部である。
【００１７】
本発明においては、防風柵の曲げ強度や破壊強度等を大幅に高める観点から、配合物に、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を配合することが好ましい。
金属繊維は、防風柵の曲げ強度等を大幅に高める観点から、配合される。
金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。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。金属繊維の寸法は、配合物中における金属繊維の材料分離の防止や、防風柵の曲げ強度の向上の点から、直径が０．０１〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０である。
【００１８】
金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）が好ましい。螺旋状等の形状にすれば、金属繊維とマトリックスとが引き抜けながら応力を担保するため、曲げ強度が向上する。
金属繊維の好適な例としては、例えば、直径が０．５ｍｍ以下、引張強度が１〜３．５ＧＰａの鋼繊維からなり、かつ、１２０ＭＰａの圧縮強度を有するセメント系硬化体のマトリックスに対する界面付着強度（付着面の単位面積当たりの最大引張力）が３ＭＰａ以上であるものが挙げられる。本例において、金属繊維は、波形または螺旋形の形状に加工することができる。また、本例の金属繊維の周面上に、マトリックスに対する運動（長手方向の滑り）に抵抗するための溝または突起を付けることもできる。また、本例の金属繊維は、鋼繊維の表面に、鋼繊維のヤング係数よりも小さなヤング係数を有する金属層（例えば、亜鉛、錫、銅、アルミニウム等から選ばれる１種以上からなるもの）を設けたものとしてもよい。
【００１９】
金属繊維の配合量は、配合物中の体積百分率で、好ましくは４％以下、より好ましくは０．５〜３％、特に好ましくは１〜３％である。該配合量が４％を超えると、流動性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても金属繊維の補強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中でいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２０】
有機繊維及び炭素繊維は、防風柵の破壊エネルギー等を高める観点から、配合される。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及び／又はポリプロピレン繊維は、コストや入手のし易さの点で好ましく用いられる。
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機繊維及び炭素繊維の寸法は、配合物中におけるこれら繊維の材料分離の防止や、防風柵の破壊エネルギーの向上の点から、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１〜０．５ｍｍ、長さ５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。
【００２１】
有機繊維及び炭素繊維の配合量は、配合物中の体積百分率で好ましくは１０．０％以下、より好ましくは１．０〜９．０％、特に好ましくは２．０〜８．０％である。配合量が１０．０％を超えると、流動性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても繊維の増強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中にいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２２】
配合物の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（１）水、減水剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（２）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（３）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
【００２３】
混練後、配合物を所定の型枠に流し込んで成形し、その後、養生して本発明の防風柵を製造する。
養生は、蒸気養生や気中養生等を行なえばよい。
【００２４】
本発明の配合物の硬化体は、１３０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現するものであり、該硬化体からなる本発明の防風柵は、その厚さを薄くすることができ軽量化を図ることができる。また、前記硬化体は、極めて緻密であるので、該硬化体からなる本発明の防風柵は、耐久性に優れる。
また、本発明で用いる配合物は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した値（本明細書中において、「０打フロー値」ともいう。）が、２３０ｍｍ以上と流動性に優れ、自己充填性を有するので、防風柵の製造（特に、成形）を容易に行なうことができる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
［１．使用材料］
以下に示す材料を使用した。
【００２６】
実施例１
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末Ａ３９質量部、珪砂１２０質量部、高性能ＡＥ減水剤１．０質量部（セメントに対する固形分）、水２２質量部をニ軸ミキサに投入し、混練した。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は２１０ＭＰａであった。
また、前記配合物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は２５ＭＰａであった。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の透水係数を「地盤工学会規準ＪＧＳ ０２３１（土の透水試験法）」に準じて、変水位透水試験方法により測定した。その結果、水の浸透が全く認められず、浸透深さはゼロであった。
【００２７】
実施例２
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末Ａ２６質量部、石英粉末Ｂ１３質量部、珪砂１２０質量部、高性能ＡＥ減水剤１．０質量部（セメントに対する固形分）、水２２質量部をニ軸ミキサに投入し、混練した。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は２３０ＭＰａであった。
また、前記配合物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は２８ＭＰａであった。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の透水係数を「地盤工学会規準ＪＧＳ ０２３１（土の透水試験法）」に準じて、変水位透水試験方法により測定した。その結果、水の浸透が全く認められず、浸透深さはゼロであった。
【００２８】
実施例３
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末Ａ２６質量部、石英粉末Ｂ１３質量部、珪砂１２０質量部、高性能ＡＥ減水剤１．０質量部（セメントに対する固形分）、水２２質量部、鋼繊維（配合物中の体積の２％）をニ軸ミキサに投入し、混練した。
該配合物のフロー値を、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した。その結果、フロー値は２６５ｍｍであった。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は２３０ＭＰａであった。
また、前記配合物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は４７ＭＰａであった。
また、前記配合物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した。該硬化体の透水係数を「地盤工学会規準ＪＧＳ ０２３１（土の透水試験法）」に準じて、変水位透水試験方法により測定した。その結果、水の浸透が全く認められず、浸透深さはゼロであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の防風柵は、１３０ＭＰａ以上の圧縮強度と２０ＭＰａ以上の曲げ強度を発現する硬化体からなるので、その厚さを薄くすることができ軽量化を図ることができる。また、前記硬化体は、極めて緻密であるので、該硬化体からなる本発明の防風柵は、耐久性に優れる。
また、本発明で用いる配合物は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した値が、２３０ｍｍ以上と流動性に優れ、自己充填性を有するので、防風柵の製造（特に、成形）を容易に行なうことができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a windbreak fence made of an ultra-high-strength concrete hardened body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, windbreak fences are made of steel, wood, plastic, etc., and are used to protect fields, houses, planted forests, etc. from seasonal winds and typhoons, etc., and to prevent snowstorms on roads in winter. Have been.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the steel, wooden, and plastic windbreak fences have a problem that rust, corrosion, deterioration, and the like occur, resulting in poor durability. In recent years, windbreak fences using concrete have been developed. However, there are problems such as extremely heavy weight, time-consuming construction, and difficulty in removing windbreak fences when it is not necessary. .
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to provide a windproof fence that is lightweight and has excellent durability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, found that a windbreak fence made of a cured product of a compound containing a specific material can solve the above problems, and completed the present invention. did.
[0006]
That is, the present invention is a windbreak fence comprising at least a cement, a pozzolanic fine powder, a fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less, a water-reducing agent, and a cured product of a compound containing water (claim) Item 1). Since the windbreak fence configured as described above is made of a hardened body that exhibits a compressive strength of 130 MPa or more and a bending strength of 20 MPa or more, the thickness can be reduced and the weight can be reduced. Further, since the cured product is extremely dense, the windbreak fence made of the cured product of the present invention has excellent durability. Further, since the compound used in the present invention has excellent fluidity, molding and the like can be easily performed.
The windbreak fence can include, in the composition, inorganic particles having a Blaine specific surface area of 2500 to 30,000 cm 2 / g and a Blaine specific surface area larger than that of the cement (Claim 2). By including the inorganic particles in the composition, the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence can be improved.
The inorganic particles may be composed of inorganic particles A of Blaine specific surface area 5000~30000cm 2 / g, the Blaine specific surface area 2500~5000cm 2 / g and inorganic particles B (claim 3). By using two types of inorganic particles having different Blaine specific surface areas, the fluidity of the blend and the strength and durability of the windbreak fence can be further improved.
The windbreak fence may include, in the composition, at least one fiber selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers (claim 4). By including metal fibers and the like, the bending strength and breaking energy of the windbreak fence can be improved.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Examples of the cement used in the present invention include various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement.
In the present invention, when it is intended to improve the early strength of the windbreak fence, it is preferable to use early-strength Portland cement. It is preferred to use low heat Portland cement.
[0008]
Blaine specific surface area of the cement, preferably 2500~5000cm 2 / g, 3000~4500cm 2 / g is more preferable. If the value is less than 2500 cm 2 / g, the hydration reaction becomes inactive and the strength and durability of the windbreak fence are reduced. If the value exceeds 5000 cm 2 / g, cement crushing may occur. It takes time, and the amount of water increases, so that there are drawbacks such as a decrease in strength and durability of the windbreak fence.
[0009]
Examples of the pozzolanic fine powder include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, precipitated silica, and the like.
In general, silica fume and silica dust have a BET specific surface area of 5 to 25 m 2 / g and do not require pulverization or the like, and thus are suitable as the pozzolanic fine powder of the present invention.
BET specific surface area of the pozzolanic substance fine powder is preferably 5~25m 2 / g, 8~25m 2 / g is more preferable. When the value is less than 5 m 2 / g, there are disadvantages such as a decrease in strength and durability of the windbreak fence. When the value exceeds 25 m 2 / g, the amount of water increases, and the strength and durability of the windbreak fence are reduced. There are disadvantages such as lowering.
The compounding amount of the pozzolanic fine powder is 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. If the amount is outside the range of 5 to 50 parts by mass, there are drawbacks such as a decrease in the fluidity of the compound and the strength and durability of the windbreak fence.
[0010]
In the present invention, fine aggregate having a particle size of 2 mm or less is used. Here, the particle size of the fine aggregate is an 85% mass cumulative particle size. If the particle size of the fine aggregate exceeds 2 mm, the strength and durability of the windbreak fence are undesirably reduced.
In the present invention, it is preferable to use a fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less from the strength and durability of the windbreak fence, and it is more preferable to use a fine aggregate having a maximum particle size of 1.5 mm or less. preferable. In addition, from the viewpoint of the fluidity of the blend, it is preferable to use fine aggregate having a content of particles of 75 μm or less of 2.0% by mass or less, and a content of particles of 75 μm or less of 1.5% by mass or less. It is more preferable to use a certain fine aggregate.
As fine aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, and the like, or a mixture thereof can be used.
The amount of the fine aggregate is preferably 50 to 250 parts by mass, more preferably 80 to 200 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cement, from the viewpoint of the strength and durability of the windbreak fence.
[0011]
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalene-sulfonic acid-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent can be used. Among these, it is preferable to use a high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent having a large water-reducing effect, and it is particularly preferable to use a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent.
The compounding amount of the water reducing agent is preferably from 0.1 to 4.0 parts by mass, more preferably from 0.1 to 2.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement in terms of solid content. If the amount is less than 0.1 part by mass, kneading becomes difficult, and there are drawbacks in that the production of the windbreak fence requires time and effort. If the compounding amount exceeds 4.0 parts by mass, there are disadvantages such as separation of materials and remarkable setting delay, and reduction in strength and durability of the windbreak fence.
The water reducing agent can be used in either liquid or powder form.
[0012]
The amount of water is preferably from 10 to 30 parts by mass, more preferably from 12 to 25 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. If the amount of water is less than 10 parts by mass, kneading becomes difficult, and there are drawbacks in that the production of the windbreak fence requires time and effort. When the amount of water exceeds 30 parts by mass, there are disadvantages such as a decrease in strength and durability of the windbreak fence.
[0013]
In the present invention, from the viewpoint of improving the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence, the composition has a Blaine specific surface area of 2,500 to 30,000 cm 2 / g and a Blaine specific surface area larger than that of the cement. It is preferable to include inorganic particles having the following. Examples of the inorganic particles include slag, limestone powder, feldspar, mullite, alumina powder, quartz powder, fly ash, volcanic ash, silica sol, carbide powder, nitride powder and the like. Among them, slag, limestone powder and quartz powder are preferably used in terms of cost and quality stability after curing.
Inorganic particles, Blaine specific surface area of preferably 2500~30000cm 2 / g, more preferably at 4500~20000cm 2 / g, and has a large Blaine specific surface area than the cement particles. When the Blaine specific surface area of the inorganic particles is less than 2500 cm 2 / g, the difference in the Blaine specific surface area with the cement becomes small, and the effect of improving the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence decreases. When the Blaine specific surface area of the inorganic particles exceeds 30,000 cm 2 / g, it takes time and effort to pulverize the material, making it difficult to obtain the material, and the effect of improving the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence is reduced.
The difference in the specific surface area between the inorganic particles and the cement is preferably 1000 cm 2 / g or more, more preferably 2000 cm 2 / g or more, from the viewpoint of the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence.
The amount of the inorganic particles is preferably 55 parts by mass or less, more preferably 10 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cement, from the viewpoint of the fluidity of the composition and the strength and durability of the windbreak fence.
[0014]
In the present invention, two different types of inorganic particles A and inorganic particles B can be used in combination as the inorganic particles.
In this case, the inorganic particles A and the inorganic particles B may use the same type of powder (eg, limestone powder) or different types of powder (eg, limestone powder and quartz powder).
The inorganic particles A have a Blaine specific surface area of 5,000 to 30,000 cm 2 / g, preferably 6,000 to 20,000 cm 2 / g. The inorganic particles A have a larger Blaine specific surface area than the cement and the inorganic particles B.
When the Blaine specific surface area of the inorganic particles A is less than 5000 cm 2 / g, the difference in the Blaine specific surface area between the cement and the inorganic particles B becomes small, and the blending ratio of the blend is smaller than that in the case of using one kind of the inorganic particles. Not only is the effect of improving the fluidity small, but also because the use of two types of inorganic particles requires preparation of the material, which is not preferable. If the Blaine specific surface area exceeds 30,000 cm 2 / g, there is a drawback that the material is difficult to obtain because the pulverization takes time and effort.
The difference in the Blaine specific surface area between the inorganic particles A and the cement and the inorganic particles B (in other words, the difference in the Blaine specific surface area between the inorganic particles A and the cement and the inorganic particles B having the larger Blaine specific surface area) From the viewpoint of the fluidity of the material, it is preferably at least 1,000 cm 2 / g, more preferably at least 2,000 cm 2 / g.
[0015]
The Blaine specific surface area of the inorganic particles B is 2500 to 5000 cm 2 / g. Further, the difference in the specific surface area between the cement and the inorganic particles B is preferably 100 cm 2 / g or more, more preferably 200 cm 2 / g or more, from the viewpoint of the fluidity of the composition.
When the Blaine specific surface area of the inorganic particles B is less than 2500 cm 2 / g, the effect of improving the fluidity of the blend becomes small. If it exceeds 5000 cm 2 / g, the numerical value of the Blaine specific surface area approaches that of the inorganic particles A, so that not only the effect of improving the fluidity and the like but also the effect of improving the fluidity and the like becomes smaller as compared with the case of using one kind of the inorganic particles. It is not preferable because the preparation of the material is troublesome because the inorganic particles are used.
When the difference in the specific surface area between the cement and the inorganic particles B is 100 cm 2 / g or more, the filling properties of the particles constituting the composition are improved, and the fluidity and the like can be improved.
[0016]
The mixing amount of the inorganic particles A is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. The mixing amount of the inorganic particles B is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 5 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. When the blending amount of the inorganic particles A and the inorganic particles B is out of the above-mentioned numerical range, the effect of improving the fluidity of the blend is reduced as compared with the case where the one kind of inorganic particles is used, and two kinds of inorganic particles are used. Since inorganic particles are used, it takes a lot of time to prepare materials, which is not preferable.
In addition, the total amount of the inorganic particles A and the inorganic particles B is preferably 55 parts by mass or less, more preferably 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement.
[0017]
In the present invention, it is preferable to mix one or more fibers selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers into the blend, from the viewpoint of significantly increasing the bending strength and breaking strength of the windbreak fence. .
Metal fibers are blended from the viewpoint of greatly increasing the bending strength and the like of the windbreak fence.
Examples of the metal fibers include steel fibers, stainless fibers, and amorphous fibers. Among them, steel fibers are excellent in strength, and are preferable in view of cost and availability. The size of the metal fiber is 0.01 to 1.0 mm in diameter and 2 to 30 mm in length from the viewpoint of preventing material separation of the metal fiber in the composition and improving the bending strength of the windbreak fence. More preferably, the diameter is 0.05 to 0.5 mm and the length is 5 to 25 mm. The aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the metal fiber is preferably 20 to 200, and more preferably 40 to 150.
[0018]
The shape of the metal fiber is preferably a shape (for example, a spiral shape or a waveform) that gives some physical adhesive force, rather than a linear shape. With a spiral shape or the like, the bending strength is improved because the metal fiber and the matrix pull out and secure the stress.
Preferable examples of the metal fiber include, for example, an interface adhesion strength to a matrix of a cement-based hardened body made of a steel fiber having a diameter of 0.5 mm or less and a tensile strength of 1 to 3.5 GPa and having a compressive strength of 120 MPa. One having a maximum tensile force per unit area of the adhered surface of 3 MPa or more is exemplified. In this example, the metal fibers can be processed into a corrugated or spiral shape. Further, a groove or a protrusion for resisting movement (slip in the longitudinal direction) with respect to the matrix can be provided on the peripheral surface of the metal fiber of the present example. In addition, the metal fiber of the present example has a metal layer having a Young's modulus smaller than the Young's modulus of the steel fiber on the surface of the steel fiber (for example, one or more kinds selected from zinc, tin, copper, aluminum, and the like). May be provided.
[0019]
The amount of the metal fibers is preferably 4% or less, more preferably 0.5 to 3%, and particularly preferably 1 to 3% by volume in the composition. If the compounding amount exceeds 4%, the unit water amount increases in order to secure fluidity and the like, and even if the compounding amount is increased, the reinforcing effect of the metal fiber is not improved, so that it is not economical. This is not preferable because a so-called fiber ball easily occurs in the film.
[0020]
Organic fibers and carbon fibers are blended from the viewpoint of increasing the breaking energy of the windbreak fence.
Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, and aramid fiber. Above all, vinylon fibers and / or polypropylene fibers are preferably used in view of cost and availability.
Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber.
The dimensions of the organic fiber and the carbon fiber are 0.005 to 1.0 mm in diameter and 2 to 30 mm in length from the viewpoint of preventing material separation of these fibers in the blend and improving the breaking energy of the windbreak fence. It is more preferable that the diameter is 0.01 to 0.5 mm and the length is 5 to 25 mm. Further, the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the organic fiber and the carbon fiber is preferably 20 to 200, and more preferably 30 to 150.
[0021]
The compounding amount of the organic fiber and the carbon fiber is preferably 10.0% or less, more preferably 1.0 to 9.0%, particularly preferably 2.0 to 8.0% by volume percentage in the composition. . If the blending amount exceeds 10.0%, the unit water amount increases to secure fluidity, etc., and even if the blending amount is increased, the fiber reinforcing effect is not improved, so that it is not economical, It is not preferable because a so-called fiber ball is easily generated therein.
[0022]
The method of kneading the compound is not particularly limited. For example, (1) materials other than water and a water reducing agent are preliminarily mixed to prepare a premix material, and the premix material, water and water reducing agent are prepared. (2) A powdery water reducing agent is prepared, materials other than water are mixed in advance to prepare a premix material, and the premix material and water are mixed. And kneading, and (3) a method in which each material is individually charged into a mixer and kneaded.
The mixer used for kneading may be any type used for kneading ordinary concrete, for example, an oscillating mixer, a pan-type mixer, a biaxial kneading mixer, or the like.
[0023]
After kneading, the compound is poured into a predetermined mold and molded, and then cured to produce the windbreak fence of the present invention.
Curing may be carried out by steam curing or aerial curing.
[0024]
The cured product of the composition of the present invention exhibits a compressive strength of 130 MPa or more and a bending strength of 20 MPa or more, and the windbreak fence of the present invention composed of the cured product can be reduced in thickness and light in weight. Can be achieved. Further, since the cured product is extremely dense, the windbreak fence made of the cured product of the present invention has excellent durability.
In addition, the composition used in the present invention is a value measured in the method described in “JIS R 5201 (Physical test method for cement) 11. Flow test” without performing 15 falling movements (in this specification). Has a flowability of 230 mm or more, which is excellent in fluidity and has a self-filling property, so that it is possible to easily manufacture (particularly, mold) a windbreak fence.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[1. Materials used]
The following materials were used.
[0026]
Example 1
100 parts by mass of low-heat Portland cement, 32 parts by mass of silica fume, 39 parts by mass of quartz powder A, 120 parts by mass of silica sand, 1.0 part by mass of a high-performance AE water reducing agent (solid content relative to cement), and 22 parts by mass of water are put into a twin-screw mixer And kneaded.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The compressive strength (average value of three strands) of the cured product was 210 MPa.
Further, the composition was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The bending strength (average value of three pieces) of the cured product was 25 MPa.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The water permeability of the cured product was measured by a variable water permeability test method according to “Geotechnical Society of Japan Standard JGS 0231 (Soil Permeability Test Method)”. As a result, no permeation of water was recognized, and the permeation depth was zero.
[0027]
Example 2
100 parts by mass of low heat Portland cement, 32 parts by mass of silica fume, 26 parts by mass of quartz powder A, 13 parts by mass of quartz powder B, 120 parts by mass of silica sand, 1.0 part by mass of high-performance AE water reducing agent (solid content relative to cement), 22 parts by mass of water Was charged into a twin-screw mixer and kneaded.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The compressive strength (average value of three strands) of the cured product was 230 MPa.
Further, the composition was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The bending strength (average value of three pieces) of the cured product was 28 MPa.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The water permeability of the cured product was measured by a variable water permeability test method according to “Geotechnical Society of Japan Standard JGS 0231 (Soil Permeability Test Method)”. As a result, no permeation of water was recognized, and the permeation depth was zero.
[0028]
Example 3
100 parts by mass of low heat Portland cement, 32 parts by mass of silica fume, 26 parts by mass of quartz powder A, 13 parts by mass of quartz powder B, 120 parts by mass of silica sand, 1.0 part by mass of high-performance AE water reducing agent (solid content relative to cement), 22 parts by mass of water , Steel fibers (2% of the volume in the blend) were charged into a twin-screw mixer and kneaded.
The flow value of the composition was measured without performing a dropping motion 15 times in the method described in “JIS R 5201 (Physical test method for cement) 11. Flow test”. As a result, the flow value was 265 mm.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The compressive strength (average value of three strands) of the cured product was 230 MPa.
Further, the composition was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The bending strength (average value of three pieces) of the cured product was 47 MPa.
Further, the composition was poured into a mold of φ50 × 100 mm, placed at 20 ° C. for 48 hours, and then steam-cured at 90 ° C. for 48 hours. The water permeability of the cured product was measured by a variable water permeability test method according to “Geotechnical Society of Japan Standard JGS 0231 (Soil Permeability Test Method)”. As a result, no permeation of water was recognized, and the permeation depth was zero.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, since the windbreak fence of the present invention is made of a cured body that exhibits a compressive strength of 130 MPa or more and a bending strength of 20 MPa or more, the thickness can be reduced and the weight can be reduced. Further, since the cured product is extremely dense, the windbreak fence made of the cured product of the present invention has excellent durability.
The composition used in the present invention has a value of 230 mm or more measured without performing a dropping motion 15 times in a method described in “JIS R 5201 (Physical test method of cement) 11. Flow test”. Since it is excellent in fluidity and has self-filling properties, it is possible to easily manufacture (particularly, form) a windbreak fence.
