JP2014125420A - Mortar or concrete composition and molding of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モルタルまたはコンクリート組成物およびこれを成形してなる成形体に関するものである。 The present invention relates to a mortar or concrete composition and a molded body formed by molding the same.
近年、環境問題の一つとして都市部で問題となっているヒートアイランド現象を抑制する方法として、建造物を構成するモルタルまたはコンクリート組成物や構造物に保水性を持たせる技術が開示されている（特許文献１、２参照）。このような保水性を持った組成物や構造物は屋上高温化防止用にも使用される。 In recent years, as a method for suppressing the heat island phenomenon that is a problem in urban areas as one of the environmental problems, a technique for imparting water retention to a mortar or a concrete composition or structure constituting a building has been disclosed ( (See Patent Documents 1 and 2). Such water-retaining compositions and structures are also used for preventing high-temperature rooftops.
一方、石炭火力発電所等において、石炭を燃焼させた結果発生するフライアッシュやクリンカアッシュ等の石炭灰は、産業廃棄物として埋め立てられるものもあり、環境負荷低減の観点から、資源としての有効利用拡大が望まれる。このような観点から、近年では、石炭灰はセメントに混合してモルタルまたはコンクリート組成物としてリサイクルされる場合がある。たとえば、セメントにフライアッシュを混合することで、ポゾラン反応によって強度が増進するため、その成形体を利用して耐久性の高い構造物を実現できるという利点がある。 On the other hand, coal ash such as fly ash and clinker ash generated as a result of burning coal in coal-fired power plants, etc., is sometimes reclaimed as industrial waste and is effectively used as a resource from the viewpoint of reducing environmental impact. Expansion is desired. From such a viewpoint, in recent years, coal ash is sometimes mixed with cement and recycled as a mortar or a concrete composition. For example, when fly ash is mixed with cement, the strength is enhanced by the pozzolanic reaction, so that there is an advantage that a highly durable structure can be realized using the molded body.
ところで、さまざまな構造物に保水性を持たせるために、適度な保水性と強度とを併せ持つモルタルまたはコンクリート組成物が求められている。また、環境負荷の軽減の観点から、そのような組成物は、大量に発生する石炭灰を有効活用できるものであることが好ましい。 By the way, in order to give water retention to various structures, there is a demand for a mortar or concrete composition having both moderate water retention and strength. Moreover, it is preferable that such a composition can utilize the coal ash which generate | occur | produces in large quantities from a viewpoint of reduction of environmental impact.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、適度な保水性と強度とを併せ持つとともに、石炭灰を有効活用できるモルタルまたはコンクリート組成物およびこれを成形した成形体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and has an object to provide a mortar or concrete composition that has both moderate water retention and strength, and that can effectively utilize coal ash, and a molded body obtained by molding the same. And
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、セメントと、１０質量％以上の配合割合のフライアッシュと、植物繊維とを含み、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ保水量が０．１６ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the mortar or concrete composition according to the present invention includes cement, fly ash having a blending ratio of 10% by mass or more, and plant fiber, and has a compressive strength of 10N. / Mm 2 or more, bending strength is 4.0 N / mm 2 or more, and water retention is 0.16 g / cm 3 or more.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記発明において、前記フライアッシュの配合割合が４０質量％以上であることを特徴とする。 The mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the fly ash content is 40% by mass or more.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記発明において、前記植物繊維の配合割合は０．２質量％以上であることを特徴とする。 The mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the blending ratio of the plant fiber is 0.2% by mass or more.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記発明において、前記植物繊維は木質繊維であることを特徴とする。 The mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the plant fiber is a wood fiber.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記発明において、前記木質繊維の一部がナノファイバー化されていることを特徴とする。 The mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a part of the wood fiber is made into nanofibers.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記発明において、さらにクリンカアッシュを含むことを特徴とする。 Moreover, the mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that in the above-mentioned invention, clinker ash is further included.
また、本発明に係るモルタルまたはコンクリート成形体は、上記発明のモルタルまたはコンクリート組成物を成形してなることを特徴とする。 Moreover, the mortar or concrete molded body according to the present invention is formed by molding the mortar or concrete composition of the present invention.
本発明によれば、適度な保水性と強度とを併せ持つとともに、石炭灰を有効活用できるモルタルまたはコンクリート組成物およびその成形体を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a mortar or concrete composition capable of effectively utilizing coal ash and a molded body thereof can be realized while having appropriate water retention and strength.
以下に、図面を参照して本発明に係るモルタルまたはコンクリート組成物およびその成形体の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a mortar or concrete composition and a molded body thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明の実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、セメントと、１０質量％以上の配合割合のフライアッシュと、植物繊維とを含み、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ保水量が０．１６ｇ／ｃｍ３以上である。 The mortar or concrete composition according to the embodiment of the present invention includes cement, fly ash having a blending ratio of 10% by mass or more, and plant fiber, and has a compressive strength of 10 N / mm 2 or more and a bending strength of 4. 0 N / mm 2 or more and the water retention amount is 0.16 g / cm 3 or more.
本実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、上記組成を有することによって、以下に示し様々な効果を奏する。まず、フライアッシュの主成分であるシリカおよびアルミナが、セメントと混合することによって、セメントの水和の際に生成される水酸化カルシウムとポゾラン反応し、強度が増進するため、耐久性が高くなる。なお、ポゾラン反応に寄与しないフライアッシュは組成物中で砂の代替物として作用するが、砂よりも軽量であるため組成物の軽量化に寄与する。なお、植物繊維も軽量であり、組成物の軽量化に寄与する。 The mortar or concrete composition according to the present embodiment has various effects as described below by having the above composition. First, silica and alumina, which are the main components of fly ash, are mixed with cement to react with calcium hydroxide generated during cement hydration and pozzolanic, and the strength is increased, so durability is increased. . Although fly ash that does not contribute to pozzolanic reaction acts as a substitute for sand in the composition, it contributes to weight reduction of the composition because it is lighter than sand. In addition, plant fiber is also lightweight and contributes to weight reduction of a composition.
さらに、フライアッシュの空隙および植物繊維の保水性によって、モルタルまたはコンクリート組成物の保水性が高まる。また、空隙が多いフライアッシュ、および植物繊維によって、組成物の熱伝導率が低くなるため、断熱性が高まる。この高い保水性および断熱性を利用して、屋上高温防止パネルなどへの適用も期待される。 Further, the water retention of the mortar or concrete composition is enhanced by the fly ash voids and the water retention of the plant fibers. Moreover, since the thermal conductivity of a composition becomes low with the fly ash with many voids, and a vegetable fiber, heat insulation is improved. Utilizing this high water retention and heat insulation properties, application to rooftop high temperature prevention panels and the like is also expected.
また、植物繊維は、モルタルまたはコンクリート組成物に含まれる水分の凍結時の膨張圧を吸収するとともに、軽量なフライアッシュと、比重が大きいセメントとの分離を抑制する効果がある。植物繊維の配合割合は、０．２質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がさらに好ましい。植物繊維としては、竹、藁、または麻等のパルプ繊維や、針葉樹や広葉樹等の木質のパルプ繊維を使用できる。特に、木質繊維であれば、製紙に使用されるパルプ繊維が安価かつ安定して入手できるので好ましい。 Further, the plant fiber absorbs the expansion pressure at the time of freezing of water contained in the mortar or concrete composition, and has an effect of suppressing the separation of the light fly ash and the cement having a large specific gravity. The blending ratio of the plant fiber is preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. As plant fibers, pulp fibers such as bamboo, straw or hemp, and woody pulp fibers such as conifers and hardwoods can be used. In particular, wood fibers are preferable because pulp fibers used for papermaking can be obtained inexpensively and stably.
また、フライアッシュを使用することによって、産業廃棄物とされていた石炭灰を有効活用でき、環境への負荷を軽減できる。なお、フライアッシュの配合割合を高くすればするほど、リサイクル性が高く、環境負荷を軽減できるとともに、原料費の抑制にもつながり、結果として低コストのモルタルまたはコンクリート組成物となる。フライアッシュの配合割合としては、１０質量％以上であれば特に限定されないが、たとえば４０質量％以上と高くできる。 In addition, by using fly ash, coal ash, which has been regarded as industrial waste, can be used effectively, and the burden on the environment can be reduced. In addition, the higher the blending ratio of fly ash, the higher the recyclability, the less the environmental burden, and the lower the raw material cost, resulting in a low-cost mortar or concrete composition. The blending ratio of fly ash is not particularly limited as long as it is 10% by mass or more, but can be as high as 40% by mass or more, for example.
また、本実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ保水量が０．１６ｇ／ｃｍ３以上であるため、適度な保水性と強度とを併せ持つ。これによって、保水性を有するさまざまな構造物に適用することができる。また、上記のように軽量化されているため、たとえば成形して屋上緑化のための保水パネルとした場合にも、軽量であり使用や管理がしやすいものである。また、より高い強度が要求される歩道用の保水ブロックにも適用可能である。なお、本実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物において、圧縮強度を１５Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度を５．０Ｎ／ｍｍ２以上として、さらに高い強度を実現してもよいし、保水量を０．１８ｇ／ｃｍ３以上として、さらに高い保水性を実現してもよい。 In addition, the mortar or concrete composition according to the present embodiment has a compressive strength of 10 N / mm 2 or more, a bending strength of 4.0 N / mm 2 or more, and a water retention amount of 0.16 g / cm 3 or more. Combines moderate water retention and strength. This can be applied to various structures having water retention. Moreover, since it is reduced in weight as described above, for example, when it is molded to form a water retention panel for rooftop greening, it is lightweight and easy to use and manage. Moreover, it is applicable also to the water-retaining block for sidewalks where higher strength is required. Note that in the mortar or concrete composition according to the present embodiment, the compressive strength 15N / mm 2 or more, the flexural strength as 5.0 N / mm 2 or more, may be realized even higher strength, the water retention capacity Higher water retention may be realized as 0.18 g / cm 3 or more.
また、本実施の形態に係るコンクリート組成物は、さらに石炭灰であるクリンカアッシュを含めてもよい。クリンカアッシュを含めることによって、さらに石炭灰を有効活用できるとともに、クリンカアッシュの多孔質性により、保水性の向上、軽量化、低熱伝導化（高断熱化）を実現できる。さらには、クリンカアッシュは軽量な砂の代替物としても作用する。 Moreover, the concrete composition according to the present embodiment may further include clinker ash that is coal ash. By including clinker ash, coal ash can be used more effectively, and the porosity of clinker ash can improve water retention, reduce weight, and reduce thermal conductivity (high heat insulation). Furthermore, clinker ash also acts as a lightweight sand substitute.
また、本実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物は、たとえば細骨材としての砂を配合してもよいし、粗骨材としての石や砂利を配合してコンクリート組成物としてもよい。本実施の形態に係るモルタルまたはコンクリート組成物では、フライアッシュを砂の代替物として使用できるので、これらの骨材の配合量を削減することができ、軽量化が実現される。 In addition, the mortar or concrete composition according to the present embodiment may be blended with sand as fine aggregate, for example, or may be blended with stone or gravel as coarse aggregate to form a concrete composition. In the mortar or concrete composition according to the present embodiment, fly ash can be used as an alternative to sand, so that the amount of these aggregates can be reduced and weight reduction is realized.
つぎに、本発明の実施例および比較例として作製したモルタル成形体の組成およびその特性について説明する。図１は、実施例または比較例として作製したモルタル成形体の配合および配合割合を示す図である。なお、配合については単位量（Ｋｇ／ｍ３）で示している。 Next, the composition and characteristics of mortar molded bodies produced as examples and comparative examples of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing the blending and blending ratios of mortar molded bodies produced as examples or comparative examples. In addition, about mixing | blending, it has shown by the unit amount (Kg / m < 3 >).
図１において、「Ｗ」は水、「Ｃ」はセメント、「ＦＡ」はフライアッシュ、「ＣＡ」はクリンカアッシュ、「ＳＰ」は混和剤としての減水剤、「Ｆ１」は木質繊維、「Ｆ２」は合成繊維を示している。水としては地下水を用いた。セメントとしては太平洋セメント社の普通ポルトランドセメント（密度：３．１６ｇ／ｃｍ３）を用いた。フライアッシュおよびクリンカアッシュとしては北陸電力石炭火力発電所で発生したものを用いた。減水剤としてはＢＡＳＦポゾリス社のポリカルボン酸エーテル系の高性能減水剤を用いた。天然繊維である木質繊維としては中越パルプ工業社の針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を用いた。このパルプは、繊維長が約３ｍｍ、平均繊維直径が３０μｍのものである。また、合成繊維として密度が０．９１ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン製のものを用いた。この合成繊維は剥離、飛散防止用に配合したものである。なお、図１において、「ＳＰ」は「Ｗ」の内割であり、「Ｗ」に置き換えるため、配合割合の計算には入れていない。試料Ｎｏ．１を例にすると、「Ｗ」の１９．７％のうち、４．１％が「ＳＰ」である。また、各試料において、「ＣＡ」は水分（含水率２０％程度）を含む。 In FIG. 1, “W” is water, “C” is cement, “FA” is fly ash, “CA” is clinker ash, “SP” is a water reducing agent as an admixture, “F1” is wood fiber, “F2” "Indicates a synthetic fiber. Groundwater was used as water. As the cement, ordinary Portland cement (density: 3.16 g / cm 3 ) of Taiheiyo Cement was used. As fly ash and clinker ash, those generated at the Hokuriku Electric Power Plant were used. As the water reducing agent, a polycarboxylic acid ether type high performance water reducing agent manufactured by BASF Pozzolith was used. Softwood bleached kraft pulp (NBKP) from Chuetsu Pulp Industries Co., Ltd. was used as the wood fiber that is a natural fiber. This pulp has a fiber length of about 3 mm and an average fiber diameter of 30 μm. Further, a synthetic fiber made of polypropylene having a density of 0.91 g / cm 3 was used. This synthetic fiber is blended for preventing peeling and scattering. In FIG. 1, “SP” is an inner part of “W” and is not included in the calculation of the blending ratio because it is replaced with “W”. Sample No. Taking 1 as an example, out of 19.7% of “W”, 4.1% is “SP”. In each sample, “CA” includes moisture (water content of about 20%).
試料Ｎｏ．１、２、５は、木質繊維を含まないものである。また、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は、石炭灰としてはフライアッシュのみを含み、試料Ｎｏ．６、７はフライアッシュとクリンカアッシュとの両方を含むものである。また、試料Ｎｏ．４は合成繊維を含むものである。 Sample No. 1, 2, and 5 do not contain wood fiber. Sample No. 1-No. No. 5 contains only fly ash as coal ash. 6 and 7 include both fly ash and clinker ash. Sample No. 4 includes synthetic fibers.
図１に示した各材料をハンドミキサにて所定の手順で混練し、これを型枠に流し込んで打設した。そして、打設後は打設面をラップフィルムで覆って養生しながら乾燥し、成形体としての試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７を作製した。 Each material shown in FIG. 1 was kneaded by a hand mixer according to a predetermined procedure, poured into a mold and placed. After the casting, the casting surface is covered with a wrap film and dried while curing. 1-No. 7 was produced.
作製した試料の圧縮強度試験、曲げ強度試験、保水量の試験を行った。なお、曲げ強度については、各試料について、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍのサイズの供試体に、ＪＩＳ Ｒ５２０１ セメントの物性試験方法 １０．５測定に従う曲げ強度試験を行った。圧縮強度については、各試料について、曲げ試験後の４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍのサイズの供試体に、ＪＩＳ Ｒ５２０１ セメントの物性試験方法 １０．５測定に従う圧縮強度試験を行った。保水量については、各試料について、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍのサイズの供試体に、保水性舗装用インターロッキングブロック品質規格 ４．２保水性試験に従う保水量の試験を行った。また、圧縮強度試験、曲げ強度試験については、材齢１４日のものについて試験を行った。 The produced samples were subjected to a compressive strength test, a bending strength test, and a water retention amount test. In addition, about bending strength, the bending strength test according to the physical property test method 10.5 measurement of JIS R5201 cement was done to the test piece of the size of 40 mm x 40 mm x 160 mm about each sample. About compressive strength, the compressive strength test according to the physical-property test method 10.5 measurement of JISR5201 cement was done to the test piece of the size 40mmx40mmx160mm after a bending test about each sample. Regarding the water retention amount, for each sample, a test sample having a size of 40 mm × 40 mm × 160 mm was subjected to a water retention amount test according to a water retention pavement interlocking block quality standard 4.2 water retention test. Moreover, about the compressive strength test and the bending strength test, it tested about the thing of material age 14 days.
図２は、図１に示したモルタル成形体の強度および保水量を示す図である。図３は、図２に示した強度および保水量のグラフを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the strength and water retention amount of the mortar compact shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a graph of strength and water retention shown in FIG.
図２、３に示すように、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７のいずれにおいても、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ保水量が０．１８ｇ／ｃｍ３以上であり、曲げ強度についても、４．０Ｎ／ｍｍ２以上であった。 As shown in FIGS. 1-No. In all cases, the compressive strength was 10 N / mm 2 or more, the water retention amount was 0.18 g / cm 3 or more, and the bending strength was 4.0 N / mm 2 or more.
つぎに、試料Ｎｏ．２〜４、６のモルタル成形体について、凍結融解試験を行った。この凍結融解試験は、ＪＩＳ Ａ １４３５ ３．３気中凍結水中融解法に従うものである。まず、供試体として、幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ５０ｍｍのモルタル成形体の供試体を１条件につき５体用意した。そして、供試体を温度１０℃±２℃の水に４８時間だけ水中浸漬し、その後１サイクル４時間の凍結融解サイクルを与え、供試体の外観および質量変化率を調べた。なお、１サイクルは、温度−２０℃±２℃での気中凍結２．５時間と、温度１０℃±２℃での水中融解１．５時間とで構成した。また、凍結融解サイクルのサイクル数は０、２５、５０、７５、１００回とした。 Next, sample no. The freeze-thaw test was done about the 2-4, 6 mortar molded object. This freeze-thaw test is in accordance with JIS A 1435 3.3 in-fro frozen water thaw method. First, five specimens of a mortar molded body having a width of 100 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 50 mm were prepared as one specimen. Then, the specimen was immersed in water at a temperature of 10 ° C. ± 2 ° C. for 48 hours, followed by a freeze / thaw cycle of 4 hours per cycle, and the appearance and mass change rate of the specimen were examined. One cycle consisted of 2.5 hours of freezing in the air at a temperature of −20 ° C. ± 2 ° C. and 1.5 hours of thawing in water at a temperature of 10 ° C. ± 2 ° C. The number of freeze-thaw cycles was 0, 25, 50, 75, and 100.
図４は、凍結融解試験の結果を示す図である。図５は、図４に示したサイクル数に対する質量変化率のグラフを示す図である。なお、質量変化率については、水中浸漬による吸水直後の質量からの変化率を示している。図４、５に示すように、木質繊維を含まない試料Ｎｏ．２のモルタル成形体については、サイクル数が増加するにつれて質量変化率が低下していた。その他の木質繊維を含む試料Ｎｏ．３、４、６のモルタル成形体については、変化率は微増しているがほとんど変化がなく、良好な凍結融解性能を示した。 FIG. 4 is a diagram showing the results of a freeze-thaw test. FIG. 5 is a graph showing a mass change rate with respect to the number of cycles shown in FIG. In addition, about the mass change rate, the change rate from the mass immediately after water absorption by immersion in water is shown. As shown in Figs. For the mortar compact of 2, the mass change rate decreased as the number of cycles increased. Sample No. containing other wood fibers For the 3, 4, and 6 mortar compacts, the rate of change increased slightly, but there was almost no change, indicating good freeze-thaw performance.
図６は、試料Ｎｏ．２のモルタル成形体の１００サイクル後の状態の写真を示す図である。図６に示すように、試料Ｎｏ．２のコンクリート成形体は、特に縦打ち時の打設面側（上面側）のスケーリングが進行しており、打設面側の角部（矢印で示す）が２つとも丸みを帯びる状態となっていた。なお、他の試料Ｎｏ．３、４、６のコンクリート成形体ではこのようなスケーリングが発生しなかった。 FIG. It is a figure which shows the photograph of the state after 100 cycles of 2 mortar molded objects. As shown in FIG. In the concrete molded body No. 2, the scaling on the casting surface side (upper surface side) is progressing particularly in vertical driving, and both corners (indicated by arrows) on the casting surface side are rounded. It was. In addition, other sample No. Such scaling did not occur in the concrete molded bodies of 3, 4, and 6.
このように、特に打設面側でスケーリングに差異が生じる原因は以下のように推定される。 In this way, the cause of the difference in scaling particularly on the placement surface side is estimated as follows.
図７は、推定されるスケーリングの差異の原因を説明する模式図である。まず、上述ししたように、使用したセメントの表乾密度は３．１６ｇ／ｃｍ３であり、フライアッシュの表乾密度は２．２０ｇ／ｃｍ３であり、差異がある。そのため、図７（ａ）に示す試料Ｎｏ．２のモルタル成形体１０Ａでは、打設直後にはフライアッシュ粒子１１とセメント粒子１２とが均一に分散しているが、硬化中には密度が大きいセメント粒子１２は型枠ベット面側（打設面とは反対側）に沈降する。その結果、打設面側の領域Ａ１では水和反応やポゾラン反応に必要なセメントが十分な量存在しなくなり、領域Ａ１において強度が小さくなったため、スケーリングが進行したと考えられる。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the cause of the estimated scaling difference. First, as described above, the surface dry density of the cement used is 3.16 g / cm 3 , and the surface dry density of fly ash is 2.20 g / cm 3, which is different. Therefore, the sample No. shown in FIG. In the mortar compact 10A of No. 2, fly ash particles 11 and cement particles 12 are evenly dispersed immediately after placement, but the cement particles 12 having a high density are hardened on the mold bed surface side (setting). Sinks on the opposite side of the surface. As a result, a sufficient amount of cement required for the hydration reaction or pozzolanic reaction does not exist in the region A1 on the casting surface side, and the strength is reduced in the region A1, so that the scaling is considered to have progressed.
一方、図７（ｂ）に示す試料Ｎｏ．３、４、６のモルタル成形体１０では、木質繊維１３が配合されているため、木質繊維１３自体のスケーリング抑制効果と、木質繊維１３による、フライアッシュ粒子１１とセメント粒子１２とをつなぎとめて分離を防止する効果とが発揮されていると考えられる。これによって、硬化中もフライアッシュ粒子１１とセメント粒子１２とが均一に分散し、成形体全体で強度も一様になるので、打設面側の領域Ａ２でのスケーリングも防止されていると考えられる。 On the other hand, the sample No. shown in FIG. In the 3, 4, and 6 mortar molded body 10, since the wood fiber 13 is blended, the scaling suppression effect of the wood fiber 13 itself and the fly ash particles 11 and the cement particles 12 by the wood fiber 13 are joined and separated. It is thought that the effect which prevents is demonstrated. As a result, the fly ash particles 11 and the cement particles 12 are evenly dispersed during curing, and the strength is uniform throughout the molded body. Therefore, it is considered that scaling in the area A2 on the casting surface side is also prevented. It is done.
さらに、本発明者らの鋭意検討によれば、木質繊維を配合したコンクリート組成物およびその成形体においては、混練時に木質繊維の少なくとも一部がナノファイバー化し、組成物およびその成形体の補強効果を発揮していると考えられる。 Furthermore, according to the present inventors' earnest study, in the concrete composition blended with wood fiber and its molded body, at least a part of the wood fiber becomes nanofiber during kneading, and the reinforcing effect of the composition and the molded body It is considered that
図８は、試料Ｎｏ．６のモルタル成形体の表面の顕微鏡写真を示す図である。なお、顕微鏡の倍率は１０００倍である。ここで、Ｎｏ．６に配合した木質繊維は、その直径が数１０μｍ程度のものである。しかし、図８の顕微鏡写真が示すように、混練後の試料中には、直径が１０μｍの繊維以外に数μｍ程度の繊維がふくまれており、これは木質繊維の一部が剥離してより細かい繊維となったものと考えられる。特に直径が１００ｎｍ以下のナノファイバー化した木質繊維（セルロース）が、セメントやフライアッシュの各粒子間に無数の接合点を持ち、強力な結合力を発揮していると考えられる。なお、このような細かい繊維の存在は、試料Ｎｏ．３の顕微鏡写真でも確認された。 FIG. It is a figure which shows the microscope picture of the surface of the mortar molded object of 6. FIG. Note that the magnification of the microscope is 1000 times. Here, no. The wood fiber blended in 6 has a diameter of about several tens of μm. However, as shown in the micrograph of FIG. 8, the sample after kneading contains fibers of about several μm in addition to the fiber having a diameter of 10 μm, which is because some of the wood fibers are peeled off. It is thought that it became a fine fiber. In particular, it is considered that the wood fiber (cellulose) having a nanofiber with a diameter of 100 nm or less has numerous bonding points between cement and fly ash particles, and exhibits a strong bonding force. Note that the presence of such fine fibers is the result of sample no. 3 was also confirmed by a micrograph.
このように、本発明に係る、木質繊維を配合した組成物およびその成形体においては、混練時に木質繊維の少なくとも一部がナノファイバー化し、組成物およびその成形体の補強効果を発揮していると考えられる。 As described above, in the composition containing the wood fiber according to the present invention and the molded body thereof, at least a part of the wood fiber is converted into nanofibers during kneading, and the reinforcing effect of the composition and the molded body is exhibited. it is conceivable that.
なお、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
１０、１０Ａ モルタル成形体
１１ フライアッシュ粒子
１２ セメント粒子
１３ 木質繊維
Ａ１、Ａ２ 領域
10, 10A Mortar molded body 11 Fly ash particle 12 Cement particle 13 Wood fiber A1, A2 area
Claims (7)
圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度が４．０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ保水量が０．１６ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とするモルタルまたはコンクリート組成物。 Including cement, fly ash with a blending ratio of 10% by mass or more, and plant fiber,
A mortar or concrete composition having a compressive strength of 10 N / mm 2 or more, a bending strength of 4.0 N / mm 2 or more, and a water retention amount of 0.16 g / cm 3 or more.
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