JP2008230892A - Cement admixture containing silica fume selected by characteristic evaluation method, cement composition, cement concrete and their manufacturing methods - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特性評価方法により選定したシリカフュームを含むセメント混和材、そのシリカフュームを含むセメント組成物、そのシリカフュームを含む流動性に優れたセメントコンクリート、及びそれらの製造方法に関する。
本発明におけるセメントコンクリートとは、モルタルやコンクリートを総称するものである。
The present invention relates to a cement admixture containing silica fume selected by a property evaluation method, a cement composition containing the silica fume, cement concrete excellent in fluidity containing the silica fume, and a method for producing the same.
The cement concrete in the present invention is a general term for mortar and concrete.
高強度のセメントコンクリートは、コンクリート構造物の部材断面の縮小や、部材の力学的な高性能化をもたらす。
また、硬化体組織の緻密化による、コンクリート構造物の耐久性向上の観点からも重要である。
High-strength cement concrete reduces the cross-section of a member of a concrete structure and improves the mechanical performance of the member.
It is also important from the viewpoint of improving the durability of the concrete structure by densifying the hardened body structure.
シリカフュームは、高いポゾラン活性を示し、空隙を充填する効果が大きく、高性能減水剤との併用により、所定の流動性を得るための水結合材比を低減できるため、高強度コンクリートに多く用いられる（特許文献１、非特許文献１参照）。
しかし、使用するシリカフュームによっては、所定の流動性を得るのに多量の水や減水剤を加えなければならず、流動性の良い高強度コンクリートが得られず、施工欠陥が起こりやすくなり、コンクリート構造物の耐久性を損なうという課題があった。そこで、シリカフュームをセメントコンクリートに混和したときの流動性の良否を判定できる、シリカフュームの特性評価方法が求められていた。
Silica fume is highly used for high-strength concrete because it exhibits high pozzolanic activity, has a large effect of filling voids, and can reduce the water binder ratio to obtain a predetermined fluidity when used in combination with a high-performance water reducing agent. (See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
However, depending on the silica fume used, it is necessary to add a large amount of water and water reducing agent to obtain the predetermined fluidity, and high strength concrete with good fluidity cannot be obtained. There was a problem of impairing durability of things. Therefore, there has been a demand for a method for evaluating the characteristics of silica fume, which can determine the quality of fluidity when silica fume is mixed with cement concrete.
本発明は、セメントコンクリートに混和したときの流動性の良否を判定できる特性評価方法により選定したシリカフュームを含有するセメント混和材、セメント組成物を用いて、流動性に優れ、施工欠陥を生じず、耐久性に優れた高強度のセメントコンクリートを提供することを課題とする。 The present invention uses a cement admixture containing a silica fume selected by a property evaluation method capable of determining the quality of fluidity when admixed with cement concrete, a cement composition, has excellent fluidity, does not cause construction defects, It is an object to provide a high-strength cement concrete excellent in durability.
本発明者は、前記課題を解決すべく、種々検討した結果、特性評価方法により選定したシリカフュームを含有するセメント混和材、セメント組成物を用いることにより、流動性に優れ、施工欠陥を生じず、耐久性に優れた高強度のセメントコンクリートが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has excellent fluidity by using a cement admixture containing a silica fume selected by a property evaluation method and a cement composition. The present inventors have found that high-strength cement concrete excellent in durability can be obtained, and have completed the present invention.
本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）減水剤と併用するシリカフュームを含むセメント混和材の製造方法において、シリカフュームを含有するセメントペーストを回転数7500rpm以上で遠心分離し、上澄み水の量を測定して自由水量を定量する、シリカフュームの特性評価方法により選定した自由水量が8%以上であるシリカフュームを用いることを特徴とするセメント混和材の製造方法である。
（２）前記減水剤が、ポリカルボン酸系高性能減水剤、又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤であることを特徴とする前記（１）のセメント混和材の製造方法である。
（３）前記（１）又は（２）の製造方法で製造されたことを特徴とするセメント混和材である。
（４）セメント、シリカフューム、及び減水剤を含むセメント組成物の製造方法において、シリカフュームを含有するセメントペーストを回転数7500rpm以上で遠心分離し、上澄み水の量を測定して自由水量を定量する、シリカフュームの特性評価方法により選定した自由水量が8%以上であるシリカフュームを用いることを特徴とするセメント組成物の製造方法である。
（５）前記減水剤が、ポリカルボン酸系高性能減水剤、又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤であることを特徴とする前記（４）のセメント組成物の製造方法である。
（６）前記（４）又は（５）の製造方法で製造されたことを特徴とするセメント組成物である。
（７）セメント、シリカフューム、及び減水剤を含むセメント組成物に骨材と水とを配合するセメントコンクリートの製造方法において、シリカフュームを含有するセメントペーストを回転数7500rpm以上で遠心分離し、上澄み水の量を測定して自由水量を定量する、シリカフュームの特性評価方法により選定した自由水量が8%以上であるシリカフュームを用いることを特徴とするセメントコンクリートの製造方法である。
（８）前記減水剤が、ポリカルボン酸系高性能減水剤、又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤であることを特徴とする前記（７）のセメントコンクリートの製造方法である。
（９）水結合材比が10〜30％であることを特徴とする前記（７）又は（８）のセメントコンクリートの製造方法である。
（１０）さらに、無水石膏を配合することを特徴とする前記（７）〜（９）のいずれか一項のセメントコンクリートの製造方法である。
（１１）前記（７）〜（１０）のいずれか一項の製造方法で製造されたことを特徴とするセメントコンクリートである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
(1) In a method for producing a cement admixture containing silica fume used in combination with a water reducing agent, the cement paste containing silica fume is centrifuged at a rotational speed of 7500 rpm or more, and the amount of free water is quantified by measuring the amount of supernatant water. This is a method for producing a cement admixture characterized by using silica fume having a free water amount of 8% or more selected by the above property evaluation method.
(2) The method for producing a cement admixture according to (1), wherein the water reducing agent is a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent.
(3) A cement admixture produced by the production method of (1) or (2).
(4) In the method for producing a cement composition containing cement, silica fume, and a water reducing agent, the cement paste containing silica fume is centrifuged at a rotational speed of 7500 rpm or more, and the amount of supernatant water is measured to quantify the amount of free water. A method for producing a cement composition comprising using a silica fume having a free water amount of 8% or more selected by a method for evaluating characteristics of silica fume.
(5) The method for producing a cement composition according to (4), wherein the water reducing agent is a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent.
(6) A cement composition produced by the production method of (4) or (5).
(7) In a method for producing cement concrete in which aggregate and water are mixed with a cement composition containing cement, silica fume, and a water reducing agent, the cement paste containing silica fume is centrifuged at a rotational speed of 7500 rpm or more to obtain supernatant water. This is a method for producing cement concrete, characterized by using a silica fume having a free water amount of 8% or more selected by a silica fume characteristic evaluation method, wherein the amount of free water is determined by measuring the amount.
(8) The method for producing cement concrete according to (7), wherein the water reducing agent is a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent.
(9) The method for producing cement concrete according to (7) or (8) above, wherein the water binder ratio is 10 to 30%.
(10) The method for producing cement concrete according to any one of (7) to (9) above, further comprising anhydrous gypsum.
(11) A cement concrete produced by the production method according to any one of (7) to (10).
本発明の、特性評価方法により選定したシリカフュームを含有するセメント混和材、又はセメント組成物を使用することで、空隙量が減少した、流動性に優れ、施工欠陥を生じない、耐久性に優れた高強度のセメントコンクリートを得ることができる。また、空隙量の減少に伴い、炭酸ガスや塩化物イオンなど、コンクリートの劣化要因となる物質の浸入を抑制でき、コンクリート構造物の耐久性を高めることができる。 By using the cement admixture containing the silica fume selected by the characteristic evaluation method of the present invention, or the cement composition, the void amount is reduced, the fluidity is excellent, the construction defect is not generated, and the durability is excellent. High strength cement concrete can be obtained. In addition, with the decrease in the amount of voids, it is possible to suppress the intrusion of substances that cause deterioration of concrete such as carbon dioxide and chloride ions, and the durability of the concrete structure can be enhanced.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り、質量基準で示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
本発明で使用するシリカフュームは、アーク式電気炉により金属シリコンやフェロシリコンを製造する際の排気ガス中のダストを、集塵装置により回収したものである。また、ジルコンサンドからジルコニアを製造する過程で副生するシリカフュームや、微粒子球状シリカも使用可能である。
シリカフュームの平均粒径は0.1μｍ程度、ＢＥＴ比表面積は20m2/g程度、密度は2.2g/cm3程度の球形の超微粉末である。主成分は非晶質のSiO2であり、微量成分としてFe2O3、Al2O3、CaO、MgO、SO3、Na2O、K2O、及びCなどを２〜20％程度含む。
The silica fume used in the present invention is obtained by collecting dust in exhaust gas when producing metallic silicon or ferrosilicon by an arc electric furnace with a dust collector. Silica fume by-produced in the process of producing zirconia from zircon sand and fine-particle spherical silica can also be used.
Silica fume is a spherical ultrafine powder having an average particle size of about 0.1 μm, a BET specific surface area of about 20 m 2 / g, and a density of about 2.2 g / cm 3 . The main component is amorphous SiO 2 and contains about 2 to 20% of Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, SO 3 , Na 2 O, K 2 O, and C as trace components. .
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末等や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、並びに、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆる、エコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が併用可能である。 As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, super early strength, low heat, and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing blast furnace slag and fly ash with these portland cements, and limestone powder Etc. and filler cement mixed with blast furnace slow-cooled slag fine powder, and environmentally friendly cement manufactured using various industrial waste as the main raw material, so-called eco-cement, etc., one or two of these The above can be used together.
本発明のシリカフュームの特性評価方法は、以下のようにして行うことが可能である。
シリカフュームとセメントを１：９で混合したものを結合材とし、水結合材比20％で練混ぜてシリカフュームを含有するセメントペーストを調製する。これを10000rpmで10分間遠心分離し、上澄み水を分取して自由水量を測定する。
通常、水結合材比が低いセメントペーストでは、結合材粒子が完全に分散せず、粒子間の引力と毛細管張力により、凝集体を形成する（団粒という）と考えられている。凝集体内部に取込まれた水は拘束水となり、ペーストの流動性には寄与しない。全ての水から拘束水を差引いたものが自由水となり、この量が多いほどペーストの流動性が高くなる。このため、ペーストの自由水量の測定により、シリカフュームを混和したセメントコンクリートの流動性の良否を判定できる。
The method for evaluating the characteristics of silica fume of the present invention can be performed as follows.
A cement paste containing silica fume is prepared by mixing silica fume and cement in a ratio of 1: 9 as a binder and kneading at a water binder ratio of 20%. This is centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes, and the supernatant water is collected and the amount of free water is measured.
Usually, in cement paste with a low water binder ratio, binder particles are not completely dispersed, and it is considered that aggregates are formed (called aggregates) due to the attractive force and capillary tension between the particles. The water taken into the agglomerates becomes constrained water and does not contribute to the paste fluidity. The water obtained by subtracting the constrained water from all the water becomes free water, and the greater the amount, the higher the fluidity of the paste. For this reason, the quality of the fluidity of cement concrete mixed with silica fume can be determined by measuring the amount of free water in the paste.
本発明の特性評価方法では、回転数7500rpm以上で遠心分離し、10000rpm以上が好ましい。7500rpm未満では、低水結合材比のセメントペーストの場合、拘束水を含む結合材と自由水が充分に分離せず（上澄み水が少なくなる）、自由水量が定量できない場合がある。
遠心分離する時間は特に制限されないが、拘束水を含む結合材と自由水を充分に分離させるのに10分以上が好ましい。
In the characteristic evaluation method of the present invention, centrifugation is performed at a rotational speed of 7500 rpm or higher, and preferably 10,000 rpm or higher. If it is less than 7500 rpm, in the case of cement paste with a low water binder ratio, the binder containing restrained water and free water are not sufficiently separated (the amount of supernatant water is reduced), and the amount of free water may not be quantified.
The time for centrifuging is not particularly limited, but is preferably 10 minutes or more in order to sufficiently separate the binding material containing restrained water and free water.
本発明でセメント混和材として使用するシリカフュームは、上記の特性評価方法により、自由水量が8%以上であり、10%以上がより好ましい。8%未満では、自由水量が少なく、減水剤を多量に加えても、流動性の良い高強度のセメントコンクリートが得られにくくなるおそれがある。
自由水量が8%以上となるシリカフュームは、集塵方法や捕集時の温度など、製造方法を調整することなどにより製造可能である。
The silica fume used as a cement admixture in the present invention has a free water amount of 8% or more, more preferably 10% or more, according to the above-described property evaluation method. If it is less than 8%, the amount of free water is small, and even if a large amount of water reducing agent is added, it may be difficult to obtain high-strength cement concrete with good fluidity.
Silica fume with a free water amount of 8% or more can be produced by adjusting the production method such as the dust collection method and the temperature at the time of collection.
本発明のセメント組成物は、セメントと特定のシリカフュームを含有するもので、シリカフュームは、上記の特性評価方法により、自由水量が8%以上であり、10%以上がより好ましい。8%未満では、自由水量が少なく、減水剤を多量に加えても、流動性の良い高強度のセメントコンクリートが得られにくくなる場合がある。
セメント組成物中のシリカフュームの配合量は特に限定されるものではないが、通常、セメント100部に対して、５〜50部が好ましい。５部未満では強度増加が充分でないおそれがあり、50部を超えてもさらなる強度増加が期待できない。
The cement composition of the present invention contains cement and specific silica fume, and the silica fume has a free water amount of 8% or more, more preferably 10% or more, according to the above-described property evaluation method. If it is less than 8%, the amount of free water is small, and even if a large amount of water reducing agent is added, it may be difficult to obtain high strength cement concrete with good fluidity.
Although the compounding quantity of the silica fume in a cement composition is not specifically limited, Usually, 5-50 parts is preferable with respect to 100 parts of cement. If it is less than 5 parts, the increase in strength may not be sufficient, and if it exceeds 50 parts, further increase in strength cannot be expected.
本発明で使用する減水剤としては、ナフタレン系減水剤、メラミン系減水剤、アミノスルホン酸系減水剤、及びポリカルボン酸系減水剤が挙げられる。例えば、ナフタレン系では、エヌエムビー社製商品名「レオビルドSP-9シリーズ」、花王社製商品名「マイティ2000シリーズ」、及び日本製紙社製商品名「サンフローHS-100」などが挙げられる。また、メラミン系としては、日本シーカ社製商品名「シーカメント1000シリーズ」や日本製紙社製商品名「サンフローHS-40」などが挙げられる。さらに、アミノスルホン酸系としては、フローリック社製商品名「FP-200シリーズ」などが挙げられる。そして、ポリカルボン酸系としては、エヌエムビー社製商品名「レオビルドSP-8シリーズ」、グレースケミカルズ社製商品名「スーパー1000Nシリーズ」、及び竹本油脂社製商品名「チューポールHP-8シリーズ」や「チューポールHP-11シリーズ」などが挙げられる。
また、減水剤は液状のものだけでなく粉末状のものも使用可能である。本発明ではこれら減水剤のうちの一種又は二種以上が使用可能であり、その使用量は特に限定されるものではない。
As a water reducing agent used by this invention, a naphthalene type water reducing agent, a melamine type water reducing agent, an aminosulfonic acid type water reducing agent, and a polycarboxylic acid type water reducing agent are mentioned. For example, in the case of naphthalene, the product name “Leobuild SP-9 series” manufactured by NMB, the product name “Mighty 2000 series” manufactured by Kao Corporation, and the product name “Sunflow HS-100” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd. may be mentioned. Examples of melamine-based products include “SEICAMENT 1000 series” manufactured by Nippon Seika Co., Ltd. and “Sunflow HS-40” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd. Furthermore, as an aminosulfonic acid type | system | group, the brand name made from Floric "FP-200 series" etc. are mentioned. And as polycarboxylic acid type, the product name “Leo Build SP-8 Series” manufactured by NMB Co., Ltd., the product name “Super 1000N Series” manufactured by Grace Chemicals, and the product name “Tupole HP-8 Series” manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. For example, “Tupole HP-11 Series”.
Further, the water reducing agent can be used not only in liquid form but also in powder form. In this invention, 1 type, or 2 or more types of these water reducing agents can be used, The usage-amount is not specifically limited.
本発明では、高い減水性能を示し、水結合材比を低減できる面から、ポリカルボン酸系高性能減水剤又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の使用が好ましい。本発明の特性評価方法により選定したシリカフュームを、これらの減水剤と併用したときに、流動性に優れた高強度のセメントコンクリートが得られる。 In the present invention, it is preferable to use a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a polycarboxylic acid-based high-performance AE water-reducing agent from the viewpoint of showing high water-reducing performance and reducing the water binder ratio. When the silica fume selected by the property evaluation method of the present invention is used in combination with these water reducing agents, high-strength cement concrete having excellent fluidity can be obtained.
本発明の高強度のセメントコンクリートは、一般に、圧縮強度が60N/mm2程度以上のものを指す。水結合材比の低減と、シリカフュームによる空隙の充填とポゾラン反応により、空隙量が減少し、高強度化される。空隙量の減少に伴い、炭酸ガスや塩化物イオンなど、コンクリートの劣化要因となる物質の浸入を抑制でき、コンクリート構造物の耐久性を高めることができる。 The high-strength cement concrete of the present invention generally refers to those having a compressive strength of about 60 N / mm 2 or more. By reducing the water binder ratio, filling the voids with silica fume and pozzolanic reaction, the void volume is reduced and the strength is increased. As the amount of voids decreases, the intrusion of substances that cause deterioration of concrete such as carbon dioxide and chloride ions can be suppressed, and the durability of the concrete structure can be enhanced.
ここで言う結合材とは、セメントやシリカフュームに加え、必要に応じて使用する潜在水硬性を示す高炉水砕スラグや、ポゾラン反応性を示すフライアッシュ、及び無水石膏を含む高強度混和材等を合わせたものをいう。 The binder mentioned here includes cement, silica fume, blast furnace granulated slag showing latent hydraulic properties used as necessary, fly ash showing pozzolanic reactivity, and high-strength admixtures containing anhydrous gypsum, etc. It is a combination.
本発明で使用する水の量は、水結合材比で10〜30％が好ましく、12〜25％が好ましく、15〜20％がさらに好ましい。10％未満では練混ぜが困難で、流動性が得られにくく、施工欠陥が生じやすくなるおそれがあり、30％を超えるとシリカフュームによる空隙充填効果が小さく、水結合材比が高くなり、高強度化しにくくなるおそれがある。 The amount of water used in the present invention is preferably 10 to 30%, preferably 12 to 25%, and more preferably 15 to 20% in terms of the water binder ratio. If it is less than 10%, kneading is difficult, fluidity is difficult to obtain, and construction defects may occur easily. If it exceeds 30%, the void filling effect by silica fume is small, the water binder ratio is high, and high strength There is a risk of becoming difficult.
本発明で使用する無水石膏としては、フッ酸製造時に副生する無水石膏や脱硫石膏、天然石膏等が挙げられ、併用により、強度がさらに増加する。
無水石膏のブレーン比表面積は、3,000〜10,000cm2/gが好ましく、4,000〜8,000cm2/gがより好ましい。3,000cm2/g未満では強度増加が充分でなくなるおそれがあり、10,000cm2/gを超えてもさらなる強度増加が期待できない。
Examples of the anhydrous gypsum used in the present invention include anhydrous gypsum, desulfurized gypsum, natural gypsum and the like that are by-produced during the production of hydrofluoric acid.
Blaine specific surface area of the anhydrite is preferably 3,000~10,000cm 2 / g, 4,000~8,000cm 2 / g is more preferable. If it is less than 3,000 cm 2 / g, the strength increase may not be sufficient, and if it exceeds 10,000 cm 2 / g, no further increase in strength can be expected.
本発明における無水石膏の使用量は、セメント100部に対し、１〜10部が好ましく、２〜５部がより好ましい。１部未満では強度増加が充分でなくなるおそれがあり、10部を超えてもさらなる強度増加が期待できない。 The amount of anhydrous gypsum used in the present invention is preferably 1 to 10 parts, more preferably 2 to 5 parts, per 100 parts of cement. If it is less than 1 part, the strength increase may not be sufficient, and if it exceeds 10 parts, further increase in strength cannot be expected.
本発明の高強度のセメントコンクリートで使用する骨材は特に限定されるものではない。具体例としては、例えば、ケイ砂、ケイ石、石灰石骨材、高炉水砕スラグ、及び再生骨材等の細骨材や粗骨材が挙げられる。
また、比重3.0g/cm3以上の重量骨材を使用することもでき、その具体例としては、例えば、人工骨材として、高炉徐冷スラグ、電気炉酸化期スラグ、フェロニッケルスラグ、フェロクロムスラグ、銅スラグ、亜鉛スラグ、及び鉛スラグなどを総称する非鉄精錬スラグなどが、また、天然骨材としては、橄欖岩（かんらん岩）系骨材、いわゆるオリビンサンドや、エメリー鉱等が挙げられる。本発明では、これらのうちの一種又は二種以上を併用できる。
The aggregate used in the high-strength cement concrete of the present invention is not particularly limited. Specific examples include fine aggregates and coarse aggregates such as quartz sand, quartzite, limestone aggregate, blast furnace granulated slag, and recycled aggregate.
Further, a heavy aggregate having a specific gravity of 3.0 g / cm 3 or more can be used. Specific examples thereof include, for example, an artificial aggregate such as a blast furnace annealed slag, an electric furnace oxidation period slag, a ferronickel slag, and a ferrochrome slag. Non-ferrous smelting slag, which is a general term for copper slag, zinc slag, lead slag, etc., and natural aggregates include peridotite aggregates, so-called olivine sand, emery ore, etc. . In the present invention, one or more of these can be used in combination.
本発明では、さらに必要に応じて、高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、パルプスラッジ焼却灰等の混和材料、凝結調整剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、スチールファイバー、ビニロンファイバー、炭素繊維、ワラストナイト繊維等の繊維物質、ポリマー、ベントナイトなどの粘土鉱物、並びに、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 In the present invention, blast furnace granulated slag fine powder, fly ash, limestone fine powder, blast furnace slow-cooled slag fine powder, sewage sludge incinerated ash and its molten slag, municipal waste incinerated ash and its molten slag, pulp, if necessary Admixtures such as sludge incineration ash, setting modifiers, antifoaming agents, thickeners, rust inhibitors, antifreeze agents, shrinkage reducing agents, fiber materials such as steel fibers, vinylon fibers, carbon fibers, wollastonite fibers, polymers One or two or more of clay minerals such as bentonite and anion exchangers such as hydrotalcite can be used as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。 In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance.
シリカフュームを混和したセメントペーストやセメントコンクリートを練混ぜる混合装置としては、既存の装置が使用可能である。例えば、水結合材比が小さいセメントペーストの場合には、自転・公転プロペラレス混合方式のミキサなどが、セメントコンクリートの場合には、ホバートミキサ、二軸ミキサ、オムニミキサ、パン型ミキサ、遊星型ミキサ、傾胴ミキサ、又はヘンシェルミキサなどが使用可能である。 An existing apparatus can be used as a mixing apparatus for mixing cement paste or cement concrete mixed with silica fume. For example, in the case of cement paste with a small water binder ratio, a rotating / revolving propeller-less mixing type mixer is used. In the case of cement concrete, a Hobart mixer, a biaxial mixer, an omni mixer, a pan mixer, a planetary mixer, etc. A tilting barrel mixer, a Henschel mixer, or the like can be used.
以下、本発明の実験例に基づいて、本発明をさらに説明する。 Hereinafter, the present invention will be further described based on experimental examples of the present invention.
実験例１
シリカフューム：セメント＝１：９で混合して結合材とし、水結合材比＝20%で、結合材に対して減水剤を0.3%添加してセメントペーストを練混ぜた。10000rpmで10分間遠心分離し、上澄み水を分取して自由水量を測定した。
また、セメントペーストと同じ水結合材比で、結合材に対して減水剤aを2.0%添加し、結合材：砂＝１：１のモルタルを練混ぜた。モルタルフロー値を測定し、φ5×10cmの供試体により、材齢56日における圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。
Experimental example 1
Silica fume: cement = 1: 9 was mixed to make a binder, water binder ratio = 20%, 0.3% of water reducing agent was added to the binder, and cement paste was kneaded. Centrifugation was performed at 10000 rpm for 10 minutes, and supernatant water was collected to measure the amount of free water.
Further, 2.0% of the water reducing agent a was added to the binder at the same water binder ratio as the cement paste, and mortar of binder: sand = 1: 1 was mixed. The mortar flow value was measured, and the compressive strength at a material age of 56 days was measured with a specimen of φ5 × 10 cm. The results are also shown in Table 1.
＜使用材料＞
セメント：低熱ポルトランドセメント、密度3.24g/cm3、ブレーン比表面積3300cm2/g
シリカフュームＡ：金属シリコン副生品、密度2.36g/cm3、ＢＥＴ比表面積20m2/g
シリカフュームＢ：フェロシリコン副生品、密度2.39g/cm3、ＢＥＴ比表面積21m2/g
シリカフュームＣ：フェロシリコン副生品、密度2.37g/cm3、ＢＥＴ比表面積20m2/g
シリカフュームＤ：フェロシリコン副生品、密度2.36g/cm3、ＢＥＴ比表面積19m2/g
シリカフュームＥ：金属シリコン副生品、密度2.45g/cm3、ＢＥＴ比表面積18m2/g
細骨材：JIS R 5201準拠の標準砂
減水剤a：ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品
<Materials used>
Cement: Low heat Portland cement, density 3.24g / cm 3 , Blaine specific surface area 3300cm 2 / g
Silica fume A: Metallic silicon by-product, density 2.36 g / cm 3 , BET specific surface area 20 m 2 / g
Silica fume B: Ferrosilicon by-product, density 2.39 g / cm 3 , BET specific surface area 21 m 2 / g
Silica fume C: Ferrosilicon by-product, density 2.37g / cm 3 , BET specific surface area 20m 2 / g
Silica fume D: Ferrosilicon by-product, density 2.36 g / cm 3 , BET specific surface area 19 m 2 / g
Silica fume E: Metallic silicon by-product, density 2.45g / cm 3 , BET specific surface area 18m 2 / g
Fine aggregate: Standard sand water reducing agent compliant with JIS R 5201 a: High performance water reducing agent based on polycarboxylic acid, commercial product
＜使用装置＞
セメントペーストの練混ぜ装置：THINKY製AR-250脱泡コンディショニングミキサー（自転・公転プロペラレス混合方式、公転速度2000rpm、自転速度800rpm）
遠心分離機：コクサン製H-1500FR
回転円筒型粘度計：HAAKE社製RT20Z41TI応力制御型回転二重円筒粘度計
モルタルの練混ぜ装置：ホバートミキサ、市販品
＜測定方法＞
モルタルフロー値：JIS R 5201に準拠した。
圧縮強度：JSCE-F506、JIS A 1108に準拠した。
<Device used>
Cement paste kneading equipment: THINKY AR-250 defoaming conditioning mixer (spinning / revolving propellerless mixing system, revolving speed 2000rpm, revolving speed 800rpm)
Centrifuge: Kokusan H-1500FR
Rotating cylindrical viscometer: RT20Z41TI made by HAAKE Co., Ltd. Stress control rotating double cylindrical viscometer Mortar mixing device: Hobart mixer, commercially available <Measurement method>
Mortar flow value: Conforms to JIS R 5201.
Compressive strength: Conforms to JSCE-F506, JIS A 1108.
表１より、シリカフュームを含有するセメントペーストの自由水量が多いほど、水結合材比が同じモルタルにおいてもモルタルフロー値が大きく、流動性の良い高強度モルタル（セメントコンクリート）が得られることが分かる。特に、自由水量が8%以上であるシリカフュームを用いることにより、モルタルフロー値が顕著に向上するから、流動性の良い高強度セメントコンクリートを製造するためには、自由水量が8%以上であるシリカフュームを選定して用いることが好ましい。 From Table 1, it can be seen that as the amount of free water in the cement paste containing silica fume increases, the mortar flow value increases even in mortars having the same water binder ratio, and high strength mortar (cement concrete) with good fluidity can be obtained. In particular, by using silica fume with a free water amount of 8% or more, the mortar flow value is remarkably improved. Therefore, in order to produce high strength cement concrete with good fluidity, the silica fume with a free water amount of 8% or more is used. It is preferable to select and use.
実験例２
シリカフュームＢを用い、表２のように減水剤の種類と水結合材比を変え、モルタルフロー値が250±20mmとなるように減水剤の使用量を調整したこと以外は実験例１と同様に行い、圧縮強度を測定した。結果を表２に併記する。
Experimental example 2
Same as Experimental Example 1 except that silica fume B was used, the amount of water reducing agent and the water binder ratio were changed as shown in Table 2, and the amount of water reducing agent was adjusted so that the mortar flow value was 250 ± 20 mm. And the compressive strength was measured. The results are also shown in Table 2.
＜使用材料＞
減水剤b：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、市販品
減水剤c：ナフタレン系高性能減水剤、市販品
減水剤d：メラミン系高性能減水剤、市販品
<Materials used>
Water reducing agent b: Polycarboxylic acid type high performance AE water reducing agent, commercial product water reducing agent c: Naphthalene type high performance water reducing agent, commercial product water reducing agent d: Melamine type high performance water reducing agent, commercial product
表２より、ポリカルボン酸高性能減水剤又はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を用いたときには、水結合材比を大幅に低減しつつ、流動性に優れた高強度コンクリートが得られることが分かる。ナフタレン系高性能減水剤やメラミン系高性能減水剤を用いたときには、減水剤の使用量を増やしても、水結合材比をこれよりさらに小さくするのが難しい。 From Table 2, when a polycarboxylic acid high-performance water reducing agent or a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent is used, a high-strength concrete excellent in fluidity can be obtained while greatly reducing the water binder ratio I understand. When a naphthalene-based high-performance water reducing agent or a melamine-based high-performance water reducing agent is used, it is difficult to further reduce the water binder ratio even if the amount of water reducing agent used is increased.
実験例３
シリカフュームＢを用い、表３のように無水石膏を配合したこと以外は実験例１と同様に行い、モルタルフロー値と圧縮強度を測定した。結果を表３に併記する。
Experimental example 3
Using silica fume B, it carried out similarly to Experimental Example 1 except having mix | blended the anhydrous gypsum as shown in Table 3, and measured the mortar flow value and the compressive strength. The results are also shown in Table 3.
＜使用材料＞
無水石膏 ：天然無水石膏、密度2.82g/cm3、ブレーン比表面積6,000cm2/g
<Materials used>
Anhydrous gypsum: natural anhydrous gypsum, density 2.82 g / cm 3 , Blaine specific surface area 6,000 cm 2 / g
表３より、無水石膏を配合することにより、さらに強度を高めることができることが分かる。 From Table 3, it is understood that the strength can be further increased by blending anhydrous gypsum.
本発明によれば、流動性に優れ、施工欠陥を生じず、耐久性に優れた高強度のセメントコンクリートが得られ、土木や建築用途に広範に利用できる。 According to the present invention, high-strength cement concrete having excellent fluidity, no construction defects, and excellent durability can be obtained, and can be widely used for civil engineering and architectural applications.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965064A (en) * | 2015-06-23 | 2015-10-07 | 徐州中联混凝土有限公司 | Method for identifying components of cement grinding aids |
| JP2019027889A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for quantifying silica fume included in silica fume containing cement composition, and method for manufacturing silica fume-containing cement composition |
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2007
- 2007-03-20 JP JP2007072116A patent/JP2008230892A/en active Pending
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