JP2015189628A - Method of producing crack-reduced cement product and crack-reduced cement product - Google Patents

Method of producing crack-reduced cement product and crack-reduced cement product Download PDF

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葵 亀島
Aoi Kameshima
葵 亀島
康範 鈴木
Yasunori Suzuki
康範 鈴木
昌夫 草野
Masao Kusano
昌夫 草野
齋藤 尚
Takashi Saito
尚 齋藤
Original Assignee
住友大阪セメント株式会社
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a crack-reduced cement product which allows suppressing cracking effectively by reducing dry shrinkage strain of a cement product through a simple method, and a crack-reduced cement product.SOLUTION: A method of producing a crack-reduced cement product comprises: carrying out steam curing of a cement composition which comprises a cement, water and a fiber and is free of expansive materials; and applying a surface modifier to the surface of the obtained cement product and/or curing the cement product in water.

Description

本発明は、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法及びひび割れ低減型セメント製品に関し、特に乾燥収縮によるひび割れ発生を抑制して低減することができる、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法及びひび割れ低減型セメント製品に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a crack-reducing cement product and a crack-reducing cement product, and in particular, a method for producing a crack-reducing cement product and a crack-reducing cement product that can suppress and reduce the occurrence of cracks due to drying shrinkage. About.
近年、鉄筋コンクリート構造物や鉄骨鉄筋コンクリート構造物等の建築構造物の分野においては、耐震性の向上等の観点から、耐久性のより高いものが要求されている。
かかるコンクリート構造物の高耐久化を図るためには、初期欠陥となるひび割れを防止しなければならず、ひび割れの発生主要因の一つに、乾燥収縮がある。
コンクリートは乾燥に伴ってその体積を減少させ、コンクリート構造物にかかる乾燥収縮が生じると、ひび割れは発生する。
従って、乾燥収縮に起因するひび割れを主として抑制もしくは防止する必要がある。
In recent years, in the field of building structures such as reinforced concrete structures and steel-framed reinforced concrete structures, higher durability is required from the viewpoint of improving earthquake resistance.
In order to increase the durability of such a concrete structure, it is necessary to prevent cracks, which are initial defects, and one of the main causes of cracks is drying shrinkage.
As concrete dries, its volume decreases, and cracking occurs when drying shrinkage occurs on concrete structures.
Therefore, it is necessary to mainly suppress or prevent cracks resulting from drying shrinkage.
モルタルやコンクリートの乾燥収縮によるひび割れ抵抗性を向上させるには、膨張材や石膏を添加する方法や乾燥収縮低減剤を用いる方法がこれまで提言されてきている。
例えば、乾燥収縮を低減させるために、「コンクリートの自己収縮研究委員会報告書」2002年9月、(社)日本コンクリート工学協会、p.207−210」(非特許文献1)には、膨張材や収縮低減剤が提案されている。
更に、「日本建築学会、膨張材・収縮低減剤を使用したコンクリートの技術の現状 2013年7月」(非特許文献2)には、乾燥収縮を低減させるには、膨張材や石膏、収縮低減剤をセメントに混和する方法が有効であることが提案されている。
In order to improve the cracking resistance due to drying shrinkage of mortar and concrete, a method of adding an expanding material and gypsum and a method of using a drying shrinkage reducing agent have been proposed so far.
For example, in order to reduce drying shrinkage, “Concrete Self-Shrinking Research Committee Report” September 2002, Japan Concrete Institute, p. 207-210 "(Non-Patent Document 1) proposes an expansion material and a shrinkage reducing agent.
Furthermore, “The Architectural Institute of Japan, Current Status of Concrete Technology Using Intumescent Material / Shrinkage Reducing Agents, July 2013” (Non-Patent Document 2) states that in order to reduce drying shrinkage, expansion material, plaster, shrinkage reduction It has been proposed that a method of mixing an agent with cement is effective.
特許第4822498号公報(特許文献1)には、膨張材、乾燥収縮低減剤及びアルカリ金属塩を含有し、膨張材100重量部に対して、乾燥収縮低減剤が2〜30重量部、アルカリ金属塩が0.01〜2.0重量部であり、膨張材がJIS A 6202「コンクリート用膨張材」に適合する石灰系膨張材又はエトリンガイト系膨張材であり、乾燥収縮低減剤が下記式(1)で表される化合物を有効成分とするものであり、アルカリ金属塩がアルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属硫酸塩から選ばれる一種又は二種以上であるセメント混和剤をセメントに混合して使用し、セメント硬化体のひび割れを低減させることが、特開2011−102201号公報(特許文献2)や特開2011−102202号公報(特許文献3)には、収縮低減剤をコンクリートに混合して使用することが開示されている。   Japanese Patent No. 482498 (Patent Document 1) contains an expanding material, a drying shrinkage reducing agent, and an alkali metal salt. The drying shrinkage reducing agent is 2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the expanding material. The salt is 0.01 to 2.0 parts by weight, and the expansion material is a lime-based expansion material or ettringite-based expansion material that conforms to JIS A 6202 “expansion material for concrete”. And a cement admixture in which the alkali metal salt is one or more selected from alkali metal aluminate, alkali metal carbonate and alkali metal sulfate. It is possible to mix and reduce cracks in the hardened cement body as disclosed in JP2011-102201A (Patent Document 2) and JP2011-102202A Permissible literature 3) discloses the use of a shrinkage reducing agent mixed with concrete.
また、特開2012−254890号公報(特許文献4)には、予め練り混ぜられた硬練りのベースコンクリートに、該ベースコンクリート中のセメント100質量部当たり、収縮低減用流動化剤を0.1〜8.0質量部の割合となるよう添加して混合し、乾燥収縮低減性及び高流動性を同時に付与することを特徴とする低収縮AEコンクリートの調製方法が開示されており、特開2009−249228号公報(特許文献5)、特開2010−006626号公報(特許文献6)には、セメント、石膏、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、空気連行剤及びセメント分散剤を含有してなる低収縮AEコンクリート組成物の調製において、乾燥収縮低減剤として特定の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルを用い、更に空気連行剤として特定の有機リン酸エステル化合物を用いることが記載されている。   In addition, JP 2012-254890 A (Patent Document 4) describes 0.1% of a shrinkage-reducing fluidizing agent per 100 parts by mass of cement in a base concrete that has been kneaded in advance. A method for preparing low-shrinkage AE concrete is disclosed, characterized in that it is added and mixed so as to have a ratio of ˜8.0 parts by mass, and dry shrinkage-reducing properties and high fluidity are simultaneously imparted. -249228 (Patent Document 5) and JP 2010-006626 (Patent Document 6) include cement, gypsum, water, fine aggregate, coarse aggregate, dry shrinkage reducing agent, air entrainment agent, and cement dispersion. In the preparation of a low-shrinkage AE concrete composition containing an agent, a specific (poly) alkylene glycol monoalkyl ether is used as a drying shrinkage reducing agent, and air Is using a specific organic phosphoric acid ester compounds are described as a row material.
しかし、膨張材や石膏を添加する方法は、モルタルの練混ぜ時間が長くなること、モルタルの製造に時間がかかること、膨張材および石膏は比表面積が大きく空気中の水分と反応し、品質が変化し易いので取扱いが難しいこと、過剰混和による異常膨張によるひび割れ等の危険性を有していた。
また、乾燥収縮低減剤を用いる方法は、空気連行性を有するため、細骨材の粒度、練混時間等のモルタル製造時の影響を受けやすく、モルタルの空気量の調整に時間がかかるとともに、耐凍結融解抵抗性が劣る課題があった。
However, the method of adding an expanding material or gypsum is that the mixing time of the mortar becomes longer, the manufacturing time of the mortar takes longer, the expanding material and the gypsum have a large specific surface area, react with moisture in the air, and the quality is high. It was difficult to handle because it was easy to change, and there was a risk of cracks due to abnormal expansion due to overmixing.
In addition, since the method using a drying shrinkage reducing agent has air entrainment property, it is easily affected by mortar production such as fine aggregate particle size, kneading time, etc., and it takes time to adjust the amount of air in the mortar, There was a problem that the resistance to freezing and thawing was inferior.
特許第4822498号公報Japanese Patent No. 4822498 特開2011−102201号公報JP 2011-102201 A 特開2011−102202号公報JP 2011-102202 A 特開2012−254890号公報JP 2012-254890 A 特開2009−249228号公報JP 2009-249228 A 特開2010−006626号公報JP 2010-006626 A
本発明の目的は、上記課題を解決し、セメント製品の乾燥収縮ひずみを簡便な方法で有効に低減して、ひび割れ発生を有効に抑制することができる、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法及びひび割れ低減型セメント製品提供することである。
特に、蒸気養生を行うプレキャストモルタル部材の乾燥収縮ひずみを、より有効に低減させて、ひび割れ発生を抑制することができる、簡便なひび割れ低減型セメント製品の製造方法及びひび割れ低減型セメント製品を提供することである。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, effectively reduce the drying shrinkage strain of cement products by a simple method, and effectively suppress the occurrence of cracks, and a method for producing crack-reducing cement products and cracks. It is to provide reduced cement products.
In particular, the present invention provides a simple crack-reducing cement product manufacturing method and a crack-reducing cement product that can more effectively reduce drying shrinkage strain of a precast mortar member that performs steam curing and suppress the occurrence of cracks. That is.
請求項1記載の発明は、セメント組成物を蒸気養生し、得られたセメント製品の表面に、セメント用表面改質剤を塗布することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法である。
請求項2記載の発明は、セメント組成物を蒸気養生し、得られたセメント製品を水中養生することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法である。
請求項3記載の発明は、請求項2記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法において、水中養生後に得られたセメント製品の表面に、セメント用表面改質剤を塗布することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法である。
請求項4記載の発明は、請求項1又は3記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法において、セメント用表面改質剤は、シラン系セメント用表面改質剤であることを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法である。
The invention according to claim 1 is a method for producing a crack-reducing cement product characterized by steam curing the cement composition and applying a surface modifier for cement to the surface of the obtained cement product. .
The invention described in claim 2 is a method for producing a crack-reducing cement product, characterized in that the cement composition is steam-cured and the obtained cement product is cured in water.
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the method for producing a crack-reducing cement product according to claim 2, a cement surface modifier is applied to the surface of the cement product obtained after water curing. This is a method for producing a crack-reducing cement product.
The invention according to claim 4 is the method for producing a crack-reducing cement product according to claim 1 or 3, wherein the cement surface modifier is a silane-based cement surface modifier. This is a method for producing a reduced cement product.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4いずれかの項記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法により調製された、ひび割れ低減型セメント製品である。
なお、本発明において、「セメント製品」とは、骨材を含まないセメント部材のみならず、モルタル部材及びコンクリート部材を含むものを意味するものである。
Invention of Claim 5 is a crack reduction type cement product prepared by the manufacturing method of the crack reduction type cement product of any one of Claims 1-4.
In the present invention, the “cement product” means not only a cement member that does not contain aggregate but also a material that includes a mortar member and a concrete member.
本発明によれば、セメント製品の乾燥収縮ひずみを簡便な方法で有効に低減して、ひび割れ発生を有効に抑制することができ、特に、蒸気養生を行うプレキャストセメント製品の乾燥収縮ひずみの低減を、より有効に行うことができる。
また、蒸気養生を行うセメント製品の蒸気期間を短期にして乾燥収縮ひずみ低減効果を奏することができ、長期間の蒸気養生を実施した場合と、ほぼ同等の乾燥収縮ひずみの低減を図ることができる。従って、長期の蒸気養生を実施することがないため、大掛かりな装置の負担軽減につながり、製造コストが下がり、経済的に有利になる効果を有する。
According to the present invention, it is possible to effectively reduce the drying shrinkage strain of a cement product by a simple method and to effectively suppress the occurrence of cracks, and in particular, to reduce the drying shrinkage strain of a precast cement product that performs steam curing. Can be done more effectively.
Moreover, the steaming period of the cement product to be steam-cured can be shortened and the drying shrinkage strain can be reduced, and the drying shrinkage strain can be reduced to the same extent as when steam curing is performed for a long time. . Accordingly, since long-term steam curing is not performed, the burden on a large-scale apparatus is reduced, and the manufacturing cost is reduced, which is advantageous economically.
モルタル部材の乾燥収縮ひずみ値と乾燥材齢との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the drying shrinkage strain value of a mortar member, and dry material age.
本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のひび割れ低減型セメント製品の製造方法は、セメント組成物を蒸気養生し、得られたセメント製品を水中養生するか、あるいはセメント製品の表面にセメント用表面改質剤を塗布するか、またはセメント製品を水中養生しかつセメント用表面改質剤を塗布して、ひび割れ低減型セメント製品を製造する方法である。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
The method for producing a crack-reducing cement product according to the present invention comprises steam curing a cement composition and curing the resulting cement product in water, or applying a surface modifier for cement to the surface of the cement product, or This is a method for producing a crack-reducing cement product by curing a cement product in water and applying a cement surface modifier.
本発明に用いるセメント組成物には、少なくともセメントと水とを含有するセメントペースト、更に細骨材を含むモルタルや、細骨材及び粗骨材を含むコンクリート組成物が含有されるものとする。   The cement composition used in the present invention contains a cement paste containing at least cement and water, a mortar containing fine aggregate, and a concrete composition containing fine aggregate and coarse aggregate.
セメントとしては、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、耐硫酸性ポルトランドセメント等のJIS R 5210:2009に規定されるポルトランドセメント、JIS R 5211:2009に規定される高炉セメント、JIS R 5213:2009に規定されるフライアッシュセメント、JIS R 5212:2009に規定されるシリカセメント及びJIS R 5214:2009に規定されるエコセメント等を例示することができ、これらの単独で又は混合して用いることができる。
また、本発明で使用するセメントには、長期強度の向上、乾燥収縮の緩和のため、ポゾラン活性を有する材料である高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、I型及びII型及びIII型無水石膏等の混和材を、単独でもしくは併用して、適量配合することも可能である。
The cement is not particularly limited, and Portland cement as defined in JIS R 5210: 2009 such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strong Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, and sulfate-resistant Portland cement. Blast furnace cement specified in JIS R 5211: 2009, fly ash cement specified in JIS R 5213: 2009, silica cement specified in JIS R 5212: 2009, and eco-cement specified in JIS R 5214: 2009 Etc., and these can be used alone or in combination.
In addition, the cement used in the present invention includes a blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, limestone powder, quartz powder, dihydrate gypsum, which is a material having pozzolanic activity, in order to improve long-term strength and ease drying shrinkage. Adequate amounts of admixtures such as hemihydrate gypsum, type I, type II and type III anhydrous gypsum can be used alone or in combination.
また、本発明のセメント組成物の一形態であるモルタルには細骨材が、また本発明のセメント組成物の一形態であるコンクリートには、細骨材及び粗骨材が含有されるが、これらの粗骨材や細骨材の種類は、特に限定されるものではない。
粗骨材としては、例えば、粒径2.5〜40mmの砂利、砕石等の公知の粗骨材、これらの混合物や軽量骨材等が挙げられる。
また、細骨材としては、山砂、川砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂3〜7号等の比較的粒径の細かい細骨材、JIS A 5011:2003に記載される高炉スラグ骨材、フェロニッケルスラグ骨材、銅スラグ骨材、電気炉酸化スラグ骨材または珪砂粉、石灰石粉等の微粉末等の公知の細骨材を使用することができる。
The mortar which is one form of the cement composition of the present invention contains fine aggregates, and the concrete which is one form of the cement composition of the present invention contains fine aggregates and coarse aggregates, The types of these coarse aggregates and fine aggregates are not particularly limited.
Examples of the coarse aggregate include known coarse aggregates such as gravel having a particle diameter of 2.5 to 40 mm, crushed stone, a mixture thereof, a lightweight aggregate, and the like.
In addition, as fine aggregate, mountain sand, river sand, land sand, crushed sand, sea sand, silica sand No. 3-7 and other fine aggregate, blast furnace slag bone described in JIS A 5011: 2003 Known fine aggregates such as a fine powder such as a material, ferronickel slag aggregate, copper slag aggregate, electric furnace oxidation slag aggregate or silica sand powder, limestone powder can be used.
また、セメント組成物には、各種添加剤を必要に応じて、配合することができる。
各種添加剤としては、セメント組成物を調製する際に添加される公知の添加剤であれば、用途に応じて添加することができ、例えば、無機混和材、AE剤、減水剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、消泡剤、防錆剤、防凍剤、着色剤、空気連行剤等の混和材や、耐久性を向上させるための炭素繊維や鋼繊維や化学繊維等の補強材を、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。
減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等の液状または粉末状のいずれの公知の減水剤も使用できる。
Moreover, various additives can be mix | blended with a cement composition as needed.
As various additives, any known additive that is added when preparing a cement composition can be added depending on the application, for example, an inorganic admixture, an AE agent, a water reducing agent, a setting retarder. Admixtures such as curing accelerators, antifoaming agents, rust inhibitors, antifreeze agents, colorants, air entraining agents, and reinforcing materials such as carbon fibers, steel fibers, and chemical fibers to improve durability. The present invention can be used as long as the object of the invention is not substantially inhibited.
Examples of the water reducing agent include liquid or powdered water reducing agents such as lignin, naphthalene sulfonic acid, melamine, and polycarboxylic acid, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, and high performance AE water reducing agent. A known water reducing agent can also be used.
セメント組成物に含有される無機混和剤としては、以下のものを好適に用いることができる。
無機混和剤としては、特に、珪酸質系鉱物質微粉末、炭酸リチウム、及び、膨張材または早強ポルトランドセメントから成り、当該珪酸質系鉱物質微粉末を84.5〜91.5質量%、炭酸リチウムを1.0〜3.0質量%、膨張材または早強ポルトランドセメントを7.5〜12.5質量%で含む、塩化物イオン浸透抑制無機混和材を好適に用いることができる。
As the inorganic admixture contained in the cement composition, the following can be suitably used.
As the inorganic admixture, in particular, composed of siliceous mineral fine powder, lithium carbonate, and expansion material or early strong Portland cement, the siliceous mineral fine powder is 84.5-91.5% by mass, A chloride ion permeation suppression inorganic admixture containing 1.0 to 3.0 mass% lithium carbonate and 7.5 to 12.5 mass% expansion material or early strong Portland cement can be suitably used.
当該塩化物イオン浸透抑制無機混和材に含まれる珪酸質系鉱物質微粉末としては、SiOを55〜65質量%含む鉱物微粉末を好適に使用することができる。特に珪酸質系鉱物質微粉末は、微粉末とすることが塩化物イオン浸透性を抑制する点から望ましく、ブレーン比表面積は5050〜5850cm/gであること望ましい。
更に、該珪酸質系鉱物質微粉末は、湿分が約0.2質量%以下、強熱減量が約2.4質量%以下、密度が2.35〜2.45g/cmであるものがより望ましく例示される。
As the siliceous mineral fine powder contained in the chloride ion permeation suppression inorganic admixture, a mineral fine powder containing 55 to 65% by mass of SiO 2 can be suitably used. In particular, the siliceous mineral fine powder is desirably fine powder from the viewpoint of suppressing chloride ion permeability, and the brane specific surface area is desirably 5050 to 5850 cm 2 / g.
Further, the siliceous mineral fine powder has a moisture content of about 0.2% by mass or less, a loss on ignition of about 2.4% by mass or less, and a density of 2.35 to 2.45 g / cm 3. Is more desirably exemplified.
また塩化物イオン浸透抑制無機混和材に含まれる膨張材としては、カルシウムサルホアルミネート系膨張材、石灰石膨張材及びエトリンガイト−石灰複合系膨張材等を例示することができる。特に、カルシウムサルホアルミネート系膨張材を、好適に用いることができる。
例えばカルシウムサルホアルミネート系膨張材は、ブレーン比表面積が2550〜3350cm/g、強熱減量が1.6質量%以下、MgOが1.0〜2.0質量%を含むものを好適に例示することができる。
また、例えばエトリンガイト−石灰複合系膨張材は、遊離石灰を約50質量%、アーウイン(3CaO・Al・CaSO)を約20質量%、無水石膏を約30質量%、MgOを0.9〜2.0質量%含み、ブレーン比表面積が2900〜3300cm/g、強熱減量が1.6質量%以下のものを好適に例示することができる。
Examples of the expansion material contained in the chloride ion permeation suppression inorganic admixture include calcium sulfoaluminate-based expansion material, limestone expansion material, ettringite-lime composite expansion material, and the like. In particular, a calcium sulfoaluminate-based expansion material can be suitably used.
For example, the calcium sulfoaluminate-based expansion material preferably has a Blaine specific surface area of 2550 to 3350 cm 2 / g, a loss on ignition of 1.6% by mass or less, and MgO containing 1.0 to 2.0% by mass. can do.
Further, for example, the ettringite-lime composite expansion material is about 50% by mass of free lime, about 20% by mass of Irwin (3CaO.Al 2 O 3 .CaSO 4 ), about 30% by mass of anhydrous gypsum, and 0.1% of MgO. Preferred examples include 9 to 2.0% by mass, a Blaine specific surface area of 2900 to 3300 cm 2 / g, and an ignition loss of 1.6% by mass or less.
更に、塩化物イオン浸透抑制無機混和材に含まれる早強ポルトランドセメントは、CSが60〜68質量%、CSが6〜14質量%、間隙室(CA+CAF)が15.5〜18質量%、ブレーン比表面積が4400〜7000cm/gのものを好適に例示することができる。 Furthermore, the early strong Portland cement contained in the chloride ion permeation suppression inorganic admixture has a C 3 S of 60 to 68 mass%, a C 2 S of 6 to 14 mass%, and a gap chamber (C 3 A + C 4 AF) of 15. Suitable examples include those having a specific surface area of 4400 to 7000 cm 2 / g.
また、塩化物イオン浸透抑制無機混和材に含まれる炭酸リチウムは、LiCOを95質量%以上含み、レーザー回折・散乱式粒度分析計(日機装(株)製マイクロトラック)によって測定した10%通過粒径が3〜8μm、50%通過粒径が7〜20μm、90%通過粒径が12〜150μmとなる粒度分布を有するものを好適に例示することができる。 Further, the lithium carbonate contained in the chloride ion permeation suppression inorganic admixture contains 95% by mass or more of Li 2 CO 3 and is 10% measured by a laser diffraction / scattering particle size analyzer (Microtrack manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Suitable examples include those having a particle size distribution in which the passing particle size is 3 to 8 μm, the 50% passing particle size is 7 to 20 μm, and the 90% passing particle size is 12 to 150 μm.
かかる塩化物イオン浸透抑制無機混和材に用いる珪酸質系鉱物質微粉末は、上記珪酸質系鉱物質微粉末と、炭酸リチウムと、膨張材又は早強ポルトランドセメントとを均一に混合することにより得られ、これらの材料が均一に混合されればその混合方法は特に限定されない。   The siliceous mineral fine powder used for such chloride ion permeation suppression inorganic admixture is obtained by uniformly mixing the above siliceous mineral fine powder, lithium carbonate, and an expansion material or early strength Portland cement. If these materials are uniformly mixed, the mixing method is not particularly limited.
かかる塩化物イオン浸透抑制無機混和材は、セメント組成物に配合添加することで、得られるセメント組成物に、良好な強度発現性と塩化物イオン浸透抵抗性を付与することが可能となる。   Such a chloride ion permeation suppression inorganic admixture can be imparted with good strength development and chloride ion permeation resistance to the resulting cement composition by being added to the cement composition.
塩化物イオン浸透抑制無機混和材は、セメント組成物のセメント及び塩化物イオン浸透抑制無機混和材からなる結合材100質量部中、塩化物イオン浸透抑制無機混和材が15〜30質量部、望ましくは20〜30質量部含有される。
塩化物イオン浸透無機混和材は、特にプレキャストコンクリート製品に用いるセメント組成物に有行に配合して用いることができる。
The chloride ion permeation suppression inorganic admixture is 15 to 30 parts by mass of the chloride ion permeation suppression inorganic admixture in 100 parts by mass of the cement composition cement and the chloride ion permeation suppression inorganic admixture. 20-30 mass parts is contained.
The chloride ion-penetrating inorganic admixture can be used in combination with a cement composition used for precast concrete products.
本発明のセメント組成物の製造方法は、セメント及び水、必要に応じて添加配合される細骨材、粗骨材、例えば上記塩化物イオン浸透抑制無機混和材等の無機混和材、繊維等の補強材を所定量配合して、混合練り混ぜて調製することができる。
また、混練方法は、特に限定されず、水以外の材料を予め混合して、これに水を配合しても、全ての原材料を一度に混合しても均一に混練できる方法であれば特に限定されない。
セメント組成物中の水/セメント質量比は限定されず、水の量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができる。
The method for producing a cement composition of the present invention includes cement and water, fine aggregates added and blended as necessary, coarse aggregates, for example, inorganic admixtures such as the above-mentioned chloride ion permeation suppression inorganic admixtures, fibers, etc. A predetermined amount of a reinforcing material can be blended and mixed and kneaded.
In addition, the kneading method is not particularly limited as long as it is a method that can be uniformly kneaded even if materials other than water are mixed in advance and water is added thereto or all raw materials are mixed at once. Not.
The water / cement mass ratio in the cement composition is not limited, and the amount of water can be changed depending on the type and composition of the material used.
セメント組成物を製造する混練装置としては、任意の公知の装置を使用することが可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、V型ミキサ等を例示することができる。   As a kneading apparatus for producing the cement composition, any known apparatus can be used, and examples thereof include a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, and a V-type mixer.
このようにして調製したセメント組成物を打設して製造したセメント製品に蒸気養生を実施する。
蒸気養生方法としては、公知の任意の蒸気養生方法を適用することができ、例えば、20℃で4時間前養生を行い、その後40〜50℃で3〜5時間蒸気養生を行うことができる。
Steam curing is carried out on the cement product produced by placing the cement composition thus prepared.
As the steam curing method, any known steam curing method can be applied. For example, precuring can be performed at 20 ° C. for 4 hours, and then steam curing can be performed at 40 to 50 ° C. for 3 to 5 hours.
蒸気養生を実施したセメント製品の表面に、セメント用表面改質剤を塗布する。セメント用表面改質剤としては、シラン系セメント用表面改質剤が好ましく、例えば、リフレパセットA1000(住友大阪セメント株式会社製)、リフレパセットD70(住友大阪セメント株式会社製)、アクアシール1400(大同塗料株式会社製)等を例示することができる。
かかるセメント用表面改質剤、特にシラン系セメント用表面改質剤をセメント製品表面1mあたり100g〜300g塗布することが望ましい。かかる塗布量により、セメント製品の乾燥収縮ひずみの発生を抑制することが可能となる。
A cement surface modifier is applied to the surface of the cement product that has undergone steam curing. As the surface modifier for cement, a surface modifier for silane-based cement is preferable. For example, Referator Set A1000 (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), Referator Set D70 (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), Aqua Seal Examples thereof include 1400 (manufactured by Daido Paint Co., Ltd.).
It is desirable to apply 100 g to 300 g of such a surface modifier for cement, in particular, a surface modifier for silane cement per 1 m 3 of the cement product surface. With such an application amount, it is possible to suppress the occurrence of drying shrinkage strain of the cement product.
または、蒸気養生を実施したセメント製品を、水中養生する。例えば、水中養生条件としては、20℃±2℃の水中で7日以上の水中養生を実施することで、セメント製品の乾燥収縮ひずみの発生を抑制することが可能となる。
更に、かかる水中養生を実施した後に、前記セメント系表面改質剤をセメント製品の表面に塗布してもよく、この工程により、更に有効にセメント製品の乾燥収縮ひずみの発生を抑制することが可能となる。
Alternatively, the cement product that has been steam-cured is cured underwater. For example, as an underwater curing condition, it is possible to suppress the occurrence of drying shrinkage strain of cement products by performing underwater curing for 7 days or longer in water at 20 ° C. ± 2 ° C.
Furthermore, after carrying out such water curing, the cement-based surface modifier may be applied to the surface of the cement product, and this process can more effectively suppress the occurrence of drying shrinkage strain of the cement product. It becomes.
このように製造したひび割れ低減型セメント製品は、例えば、蒸気養生を5時間実施して水中養生及び/又は表面改質剤の塗布を行った場合に、蒸気養生を24時間実施した場合のセメント製品の最終乾燥収縮ひずみと比較して、得られる最終乾燥収縮ひずみをほぼ同等とすることができ、良好な耐ひび割れ低減性を有することとなり、耐久性を向上することができる。   The crack-reducing cement product produced in this way is, for example, a cement product when steam curing is performed for 24 hours and steam curing is performed for 24 hours when steam curing is performed and / or a surface modifier is applied. Compared to the final dry shrinkage strain, the obtained final dry shrinkage strain can be made substantially equal, and it has good crack resistance reduction, and durability can be improved.
本発明を具体的な実施例及び試験例により詳述する。
(使用材料)
以下の使用材料を用いて、下記実施例、比較例及び試験例を実施した。
・普通ポルトランドセメント(C):住友大阪セメント株式会社製
・細骨材(S):砕砂
・無機混和材(AD):下記表1に示す配合の無機混和材
・膨張材(EX):エトリンガイト系膨張材 商品名「SACS」、住友大阪セメント株式会社製
・ビニロン繊維(Vf):商品名RF4000、クラレ製
・高性能減水剤(SP):商品名マスターグレニウム8000P、SFジャパン製
・AE剤(AE):商品名マスターエア202、BASFジャパン製
・水(W):水道水
The present invention will be described in detail by way of specific examples and test examples.
(Materials used)
The following examples, comparative examples and test examples were carried out using the following materials.
-Ordinary Portland cement (C): manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.-Fine aggregate (S): Crushed sand-Inorganic admixture (AD): Inorganic admixture with composition shown in Table 1 below-Expanding material (EX): Ettlingite Expansion material Product name “SACS”, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd./Vinylon fiber (Vf): Product name RF4000, Kuraray / High performance water reducing agent (SP): Product name Master Glenium 8000P, SF Japan / AE agent ( AE): Product name Master Air 202, manufactured by BASF Japan, Water (W): Tap water
(実施例1〜4及び比較例1〜4)
上記の各材料を用いて、以下の表2に示す配合割合で混合して、モルタル組成物を調製した。
なお、表2中、高性能減水剤及びAE剤の配合量は、結合材B(普通ポルトランドセメント(C)+混和材(AD))に対して、外割質量%で示したもので、高性能減水剤は1.0質量%、AE剤は0.001質量%である。
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4)
Using each of the above materials, mixing was performed at a blending ratio shown in Table 2 below to prepare a mortar composition.
In Table 2, the blending amounts of the high-performance water reducing agent and the AE agent are shown by the outer percent by mass with respect to the binder B (ordinary Portland cement (C) + admixture (AD)). The performance water reducing agent is 1.0% by mass, and the AE agent is 0.001% by mass.
具体的には、モルタル組成物の調製は温度20℃の恒温室で行い、練混量は35Lとし、モルタルの練混ぜ時間は、セメント、混和材、細骨材を15秒間空練りした後に、水を投入して120秒間練り混ぜ、かき落としを行い、さらに120秒練り混ぜ、ビニロン繊維を投入後、60秒練り混ぜて調製した。   Specifically, the preparation of the mortar composition is performed in a thermostatic chamber at a temperature of 20 ° C., the kneading amount is 35 L, and the kneading time of the mortar is after kneading the cement, the admixture, and the fine aggregate for 15 seconds, Water was added and kneaded for 120 seconds, scraped off, and further kneaded for 120 seconds. After adding vinylon fiber, kneaded for 60 seconds to prepare.
次いで、各モルタル組成物を10cm×10cm×40cmの角柱の型枠に打ち込み、角柱の供試体の中央に埋め込みひずみ計(KM−1000BT、東京測器研究所製)を埋込んで、温度20℃、湿度60%の環境下で前養生を実施した。次いで、下記表3に示す蒸気養生条件にて蒸気養生を行い、次いで、表3に示す蒸気養生後の処理を行って、10cm×10cm×40cm角柱のモルタル試験供試体を製造した。   Next, each mortar composition was driven into a 10 cm × 10 cm × 40 cm prismatic mold, an embedded strain gauge (KM-1000BT, manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo) was embedded in the center of the prism specimen, and the temperature was 20 ° C. Pre-curing was performed in an environment with a humidity of 60%. Next, steam curing was performed under the steam curing conditions shown in Table 3 below, and then the treatment after the steam curing shown in Table 3 was performed to produce a 10 cm × 10 cm × 40 cm prism mortar test specimen.
各モルタル試験供試体の乾燥収縮ひずみを、各試験供試体の中央に埋め込んだ前記ひずみ計(KM−1000BT、東京測器研究所製)により測定した。
その結果を図1に示す。
なお、乾燥収縮ひずみ値は、乾燥を開始した時点から測定を開始した。
The dry shrinkage strain of each mortar test specimen was measured with the strain gauge (KM-1000BT, manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd.) embedded in the center of each test specimen.
The result is shown in FIG.
The drying shrinkage strain value was measured from the time when drying was started.
得られた乾燥収縮ひずみ値から、日本建築学会「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針(案)」の下記式(1)を用いて、各モルタル試験供試体の最終乾燥収縮ひずみ推定値を求めた。
なお、セメント製品の乾燥収縮ひずみ発現は、長期に亘り最終値に漸近するといった特性上、下記式(1)の関数式で近似して推定しているものである。
上記式(1)より求めた各モルタル試験供試体の最終乾燥収縮ひずみ推定値の結果を表4に示す。
Estimating the final dry shrinkage strain of each mortar test specimen from the obtained dry shrinkage strain value using the following formula (1) of the Architectural Institute of Japan “Control Design for Shrinkage Cracks and Construction Guidelines (Draft) of Reinforced Concrete Buildings” The value was determined.
The expression of the drying shrinkage strain of the cement product is estimated by approximating with the functional expression of the following formula (1) due to the characteristic that it gradually approaches the final value over a long period of time.
Table 4 shows the results of the estimated final dry shrinkage strain of each mortar test specimen obtained from the above formula (1).
ここで上記式中、ε(t)は乾燥収縮開始材齢t日の乾燥収縮ひずみ((×10−6)、ε(t)は乾燥収縮開始材齢t日の乾燥収縮ひずみ(×10−6)、εは乾燥収縮ひずみの最終値(×10−6)、α、βは実験定数である。 Here, in the above formula, ε (t 0 ) is the drying shrinkage strain at the drying shrinkage starting material age t 0 ((× 10 −6 )), and ε (t) is the drying shrinkage strain at the drying shrinkage starting material age t (x ×). 10 −6 ) and ε are the final values of drying shrinkage strain (× 10 −6 ), and α and β are experimental constants.
上記式(1)の近似式に、上記モルタル試験供試体の任意の短期材齢(t)日における乾燥収縮ひずみの具体的測定データ(ε(t)(×10−6))を代入し、乾燥収縮ひずみの最終値(ε)を求めることによって長期的な乾燥収縮ひずみ(ε(t)(×10−6))を推定している。
なお、コンクリートの乾燥収縮ひずみを測定するJIS A 1129に規定される長さ変化試験により、乾燥収縮ひずみの規制値は材齢6ヶ月が対象となっている。
Substituting into the approximate expression of the above formula (1) the specific measurement data (ε (t E ) (× 10 −6 )) of the drying shrinkage strain of the mortar test specimen on an arbitrary short-term age (t E ) day. The long-term drying shrinkage strain (ε (t L ) (× 10 −6 )) is estimated by obtaining the final value (ε ) of the drying shrinkage strain.
In addition, according to the length change test prescribed | regulated to JIS A1129 which measures the drying shrinkage | contraction strain of concrete, the regulation value of a drying shrinkage strain is for the age of 6 months.
上記式(1)は日本建築学会「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針(案)」が採用しているものであり、乾燥収縮ひずみの膨大なデータに基づき、α=0.16(V/S)1.8(Vはコンクリート試験体の容積(mm)、Sは試験体の表面積(mm)と規定しており、またJIS規格(JIS A 1129)で定められた乾燥収縮ひずみを測定する長さ変化試験ではV/S=22.2mmのため、α=42.4となる)、β=1.4(V/S)−0.18(β=0.8)と定めている。 The above formula (1) is adopted by the Architectural Institute of Japan “Control Guidelines for Shrinkage Cracking of Reinforced Concrete Buildings and Construction Guidelines (Draft)”, and α = 0.16 based on a huge amount of drying shrinkage strain data. (V / S) 1.8 (V is the volume of the concrete specimen (mm 3 ), S is the surface area (mm 2 ) of the specimen, and the drying is defined by JIS standard (JIS A 1129) In the length change test for measuring the shrinkage strain, α = 42.4 because V / S = 22.2 mm), β = 1.4 (V / S) −0.18 (β = 0.8) It stipulates.
上記表4の結果より、表面改質剤「リフレパセットA1000」をモルタル部材の表面に塗布した実施例2の場合は、表面改質剤「リフレパセットA1000」によりモルタル試験体表面からの乾燥が抑えられ、従来養生方法の比較例1に比べ、最終乾燥収縮ひずみが約100×10−6小さくなっていることがわかる。
また、蒸気養生後に水中養生を実施した実施例3及び4の場合には、水中養生によってモルタルの緻密化が進むため、水中養生期間28日(実施例3)では最終乾燥収縮ひずみが約250×10−6、7日(実施例4)では約220×10−6小さくなっていることがわかる。水中養生期間7日と28日では、最終乾燥収縮ひずみの低減量が同程度であるため、7日以上の水中養生を行うことによって、乾燥収縮ひずみを低減できると考えられる。
From the results of Table 4 above, in the case of Example 2 in which the surface modifier “Reflector Set A1000” was applied to the surface of the mortar member, the surface modifier “Reflector Set A1000” was dried from the surface of the mortar specimen. It can be seen that the final drying shrinkage strain is reduced by about 100 × 10 −6 as compared with Comparative Example 1 of the conventional curing method.
In the case of Examples 3 and 4 where underwater curing was performed after steam curing, mortar densification progressed by underwater curing, so that the final dry shrinkage strain was about 250 × in the underwater curing period of 28 days (Example 3). It turns out that it is about 220 * 10 <-6> small in 10 <-6> , 7th (Example 4). In the underwater curing period of 7 days and 28 days, since the amount of reduction in the final dry shrinkage strain is about the same, it is considered that the dry shrinkage strain can be reduced by performing underwater curing for 7 days or more.
蒸気養生後、水中養生を28日間実施し、更に表面改質剤「リフレパセットA1000」を塗布した実施例1の場合は、水中養生と表面改質剤との相乗効果により最終収縮ひずみは約300×10−6小さくなり、比較例1と比べて75%程度の乾燥収縮ひずみを低減できたことが明らかである。 In the case of Example 1 in which water curing was carried out for 28 days after steam curing and the surface modifier “Reflepa Set A1000” was applied, the final shrinkage strain was reduced by the synergistic effect of the water curing and the surface modifier. It is apparent that the drying shrinkage strain was reduced by about 75% as compared with Comparative Example 1 by 300 × 10 −6 .
蒸気養生の最高温度保持時間を24時間実施した比較例3の場合の最終乾燥収縮ひずみは、モルタルが緻密化するため、水中養生を実施した場合とほぼ同程度の最終乾燥収縮ひずみとなった。
しかし、蒸気養生の最高時間を24時間保持することは、実際の工場設備では実現が難しく、燃料費が高くなるという問題があるが、本発明の実施例のモルタル部材は、蒸気養生を長時間実施した比較例3と同程度の最終乾燥収縮ひずみ値を得ることができるため、本発明の方法は、簡便で経済的な、ひび割れ抑制方法であることが明確である。
The final drying shrinkage strain in the case of Comparative Example 3 in which the maximum temperature holding time of steam curing was carried out for 24 hours was almost the same as that in the case of underwater curing because the mortar was densified.
However, maintaining the maximum time of steam curing for 24 hours is difficult to realize with actual factory equipment, and there is a problem that the fuel cost becomes high. However, the mortar member of the embodiment of the present invention can perform steam curing for a long time. Since a final dry shrinkage strain value similar to that of Comparative Example 3 can be obtained, it is clear that the method of the present invention is a simple and economical crack suppression method.
また、比較例4では、一般に、乾燥収縮ひずみ低減効果があると知られている膨張材を用いたモルタル部材であるが、比較例1と同等の最終乾燥収縮ひずみ値となり、乾燥収縮ひずみ低減効果は認められなかった。これは、ビニロン繊維の剛性が小さいため、十分なケミカルプレストレス効果を付与することができなかったためと考えられる。   In Comparative Example 4, the mortar member is generally a mortar member using an expansion material that is known to have a dry shrinkage strain reducing effect. However, the final dry shrinkage strain value is the same as that of Comparative Example 1, and the dry shrinkage strain reducing effect is obtained. Was not recognized. This is presumably because a sufficient chemical prestressing effect could not be imparted because the rigidity of the vinylon fiber was small.
本発明は、特に蒸気養生を行うプレキャストモルタル部材等のセメント製品の乾燥収縮によるひび割れ抵抗性を改善するのに有効に適用することができる。   The present invention can be effectively applied to improve crack resistance due to drying shrinkage of cement products such as precast mortar members that perform steam curing.

Claims (5)

  1. セメント組成物を蒸気養生し、得られたセメント製品の表面に、セメント用表面改質剤を塗布することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法。   A method for producing a crack-reducing cement product, characterized by steam curing a cement composition and applying a surface modifier for cement to the surface of the obtained cement product.
  2. セメント組成物を蒸気養生し、得られたセメント製品を水中養生することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法。   A method for producing a crack-reducing cement product, comprising steam curing a cement composition and curing the obtained cement product in water.
  3. 請求項2記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法において、水中養生後に得られたセメント製品の表面に、セメント用表面改質剤を塗布することを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法。   The method for producing a crack-reducing cement product according to claim 2, wherein a surface modifier for cement is applied to the surface of the cement product obtained after underwater curing. .
  4. 請求項1又は3記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法において、セメント用表面改質剤は、シラン系セメント用表面改質剤であることを特徴とする、ひび割れ低減型セメント製品の製造方法。   4. The method for producing a crack reducing cement product according to claim 1, wherein the surface modifying agent for cement is a surface modifying agent for silane based cement.
  5. 請求項1〜4いずれかの項記載のひび割れ低減型セメント製品の製造方法により調製された、ひび割れ低減型セメント製品。   A crack-reducing cement product prepared by the method for producing a crack-reducing cement product according to any one of claims 1 to 4.
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