JP2017024968A - Manufacturing method of cement hardening body using cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント質硬化体の製造方法に関する。 The present invention relates to a cement composition and a method for producing a hardened cementitious body using the cement composition.
近年、硬化前には良好な流動性を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度を発現することのできるセメント組成物が種々提案されている。
例えば、特許文献1には、(A)セメント、(B)BET比表面積が5〜25m2/gの微粉末、(C)ブレーン比表面積が3,500〜10,000cm2/gの無機粉末、(D)細骨材、(E)減水剤、及び、(F)水、を含むセメント組成物であって、前記(D)細骨材が、2CaO・SiO2及び2CaO・Al2O3・SiO2を含有し、2CaO・SiO2100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2と4CaO・Al2O3・Fe2O3との合計量が10〜100質量部である焼成物を含むことを特徴とするセメント組成物が記載されている。
該セメント組成物は、上記細骨材に含まれる焼成物を絶乾状態で用いた場合、硬化前には施工可能な流動性を有し、硬化後には、250N/mm2を超えるような高い圧縮強度を発現し、上記細骨材に含まれる焼成物を表乾状態で用いた場合、硬化前には良好な流動性を有し、硬化後には、200N/mm2以上の高い圧縮強度を発現し、かつ、自己収縮率が小さいものである。
In recent years, various cement compositions have been proposed that have good fluidity before curing and can exhibit high compressive strength after curing.
For example, Patent Document 1 discloses (A) cement, (B) fine powder having a BET specific surface area of 5 to 25 m 2 / g, and (C) an inorganic powder having a brane specific surface area of 3,500 to 10,000 cm 2 / g. , (D) fine aggregate, (E) water reducing agent, and (F) water, wherein the (D) fine aggregate is 2CaO · SiO 2 and 2CaO · Al 2 O 3. · containing SiO 2, relative to 2CaO · SiO 2 100 parts by weight of a total amount of 2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 is 10 to 100 parts by weight A cement composition is described, characterized in that it contains a fired product.
The cement composition has fluidity that can be applied before curing when the fired product contained in the fine aggregate is used in an absolutely dry state, and is high enough to exceed 250 N / mm 2 after curing. When compressive strength is expressed and the fired product contained in the fine aggregate is used in a dry state, it has good fluidity before curing, and after curing has a high compressive strength of 200 N / mm 2 or more. It is expressed and has a low self-shrinkage rate.
特許文献1には、フロー値を「0打ち」で測定した実施例として、水と結合材の質量比(水/結合材の質量比)が0.135であり、0打ちフロー値が240〜242mmであり、圧縮強度が280N/mm2であるセメント組成物、および、水と結合材の質量比が0.135であり、0打ちフロー値が270〜275mmであり、圧縮強度が215N/mm2であるセメント組成物が記載されている。
本発明は、硬化前には高い流動性(例えば、0打ちフロー値が200mm以上)を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度(例えば、骨材として細骨材及び粗骨材を用いる場合に300N/mm2以上、骨材として細骨材のみを用いる場合に350N/mm2以上)を発現するセメント組成物(モルタルまたはコンクリート)を提供することを目的とする。
In Patent Document 1, as an example in which the flow value was measured by “0 strike”, the mass ratio of water to the binder (water / binder mass ratio) was 0.135, and the zero strike flow value was 240 to 240. 242 mm, compressive strength of 280 N / mm 2 cement composition, and water to binder mass ratio of 0.135, zero strike flow value of 270-275 mm, compressive strength of 215 N / mm A cement composition of 2 is described.
The present invention has a high fluidity (for example, a zero stroke flow value of 200 mm or more) before curing, and a high compressive strength after curing (for example, when fine aggregate and coarse aggregate are used as aggregates. 300N / mm 2 or more, and an object thereof is to provide a cement composition exhibiting a 350 N / mm 2 or more) in the case of using only the fine aggregate as aggregate (the mortar or concrete).
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメント、BET比表面積が15〜25m2/gのシリカフューム、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の各割合が特定の数値範囲内であるセメント組成物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
また、上記セメント組成物が、最大粒径が1.2mmを超え、13mm以下の骨材Bを含む場合であっても、300N/mm2以上の圧縮強度を発現できることを見出し、本発明を完成した。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm, maximum particle size Is a cement composition containing aggregate A having a diameter of 1.2 mm or less, a high-performance water reducing agent, an antifoaming agent, and water, wherein the cement, the silica fume, and the silica fume It has been found that the above object can be achieved by a cement composition in which each proportion of the inorganic powder is within a specific numerical range, and the present invention has been completed.
In addition, even when the cement composition includes aggregate B having a maximum particle size of more than 1.2 mm and not more than 13 mm, it has been found that a compressive strength of 300 N / mm 2 or more can be expressed, and the present invention has been completed. did.
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[18]を提供するものである。
[1] セメント、BET比表面積が15〜25m2/gのシリカフューム、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、上記セメントの割合が55〜65体積%、上記シリカフュームの割合が5〜25体積%、上記無機粉末の割合が15〜35体積%であることを特徴とするセメント組成物。
[2] 上記セメント組成物がガラス繊維を含まない前記[1]に記載のセメント組成物。
[3] 上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100質量部に対する上記水の量が、10〜20質量部である前記[1]又は[2]に記載のセメント組成物。
[4] 上記無機粉末が、石英粉末、火山灰及びフライアッシュからなる群より選ばれる一種以上からなる前記[1]〜[3]のいずれかに記載のセメント組成物。
[5] 上記セメント組成物が、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一種以上の繊維を含み、かつ上記セメント組成物中の上記繊維の割合が、3体積%以下である前記[1]〜[4]のいずれかに記載のセメント組成物。
[6] 上記セメント組成物中の上記骨材Aの割合が、20〜40体積%である前記[1]〜[5]のいずれかに記載のセメント組成物。
[7] 上記骨材Aの修正モース硬度が9以上である前記[1]〜[6]のいずれかに記載のセメント組成物。
[8] 硬化後の圧縮強度が、400N/mm2以上である前記[1]〜[7]のいずれかに記載のセメント組成物。
[9] 硬化前のフロー値が、「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回の落下運動を行わないで測定した値として、200mm以上である前記[1]〜[8]のいずれかに記載のセメント組成物。
[10] 上記セメント組成物が、最大粒径が1.2mmを超え、13mm以下の骨材Bを含む前記[1]〜[5]のいずれかに記載のセメント組成物。
[11] 上記セメント組成物中の骨材Aと骨材Bの合計量の割合が、25〜40体積%である前記[10]に記載のセメント組成物。
[12] 硬化後の圧縮強度が、300N/mm2以上である前記[10]又は[11]に記載のセメント組成物。
That is, the present invention provides the following [1] to [18].
[1] Cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm, aggregate A having a maximum particle size of 1.2 mm or less, and a high-performance water reducing agent A cement composition containing an antifoaming agent and water, wherein the cement content is 55 to 65% by volume and the silica fume content is 5 to 5% in a total amount of 100% by volume of the cement, the silica fume and the inorganic powder. Cement composition characterized by 25 volume% and the ratio of the said inorganic powder being 15-35 volume%.
[2] The cement composition according to [1], wherein the cement composition does not include glass fiber.
[3] The cement composition according to [1] or [2], wherein an amount of the water is 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement, the silica fume, and the inorganic powder.
[4] The cement composition according to any one of [1] to [3], wherein the inorganic powder is one or more selected from the group consisting of quartz powder, volcanic ash, and fly ash.
[5] The cement composition contains one or more fibers selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers, and the proportion of the fibers in the cement composition is 3% by volume or less. The cement composition according to any one of [1] to [4].
[6] The cement composition according to any one of [1] to [5], wherein the ratio of the aggregate A in the cement composition is 20 to 40% by volume.
[7] The cement composition according to any one of [1] to [6], wherein the aggregate A has a modified Mohs hardness of 9 or more.
[8] The cement composition according to any one of [1] to [7], wherein the compression strength after curing is 400 N / mm 2 or more.
[9] The flow value before curing is 200 mm or more as a value measured without performing 15 drop motions in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test”. The cement composition according to any one of [1] to [8].
[10] The cement composition according to any one of [1] to [5], wherein the cement composition includes an aggregate B having a maximum particle size of more than 1.2 mm and not more than 13 mm.
[11] The cement composition according to [10], wherein the ratio of the total amount of aggregate A and aggregate B in the cement composition is 25 to 40% by volume.
[12] The cement composition according to [10] or [11], wherein the compressive strength after curing is 300 N / mm 2 or more.
[13] 前記[1]〜[12]のいずれかに記載のセメント組成物からなるセメント質硬化体を製造するための方法であって、上記セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、上記未硬化の成形体を、10〜40℃で24時間以上、封緘養生または気中養生した後、上記型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、上記硬化した成形体について、70℃以上100℃未満で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、上記加熱養生後の硬化体を、150〜200℃で24時間以上、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。
[14] 上記常温養生工程と上記加熱養生工程の間に、上記硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含む前記[13]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[15] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を水中に浸漬させる前記[14]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[16] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる前記[15]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[17] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、成形体を浸漬させたまま水温を40℃以下に冷却する前記[15]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[18] 上記常温養生工程において、上記硬化した成形体が20〜100N/mm2の圧縮強度を発現した時に、上記硬化した成形体を上記型枠から脱型する前記[13]〜[17]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
[13] A method for producing a cementitious hardened body comprising the cement composition according to any one of [1] to [12], wherein the cement composition is placed in a mold, A molding step for obtaining an uncured molded body, and after curing the above-mentioned uncured molded body at 10 to 40 ° C. for 24 hours or more for sealing or aerating, the mold is removed from the mold and cured. About the room temperature curing process to be obtained and the cured molded body, either or both of steam curing or hot water curing at 70 ° C. or more and less than 100 ° C. for 1 hour or more and autoclave curing at 100 to 200 ° C. for 1 hour or more The above-mentioned cement is obtained by heating and curing the cured body after heating and curing, and heating the cured body after heating and curing at 150 to 200 ° C. for 24 hours or longer (excluding heating by autoclave curing). Hard A method for producing a cementitious hardened body comprising a high-temperature heating step for obtaining a chemicalized body.
[14] The method for producing a hardened cementitious material according to [13], further including a water absorption step for allowing the cured molded body to absorb water between the room temperature curing step and the heat curing step.
[15] The method for producing a cementitious cured body according to [14], wherein the cured molded body is immersed in water in the water absorption step.
[16] The method for producing a hardened cementitious body according to [15], wherein in the water absorption step, the cured molded body is immersed in water under reduced pressure.
[17] In the water absorption step, after the cured molded body is immersed in boiling water, the water temperature is cooled to 40 ° C. or less while the molded body is immersed. A method for producing a cementitious hardened body.
[18] In the normal temperature curing step, when the cured molded body expresses a compressive strength of 20 to 100 N / mm 2 , the cured molded body is demolded from the mold. A method for producing a hardened cementitious body according to any one of the above.
本発明のセメント組成物(モルタル)によれば、硬化前には高い流動性(例えば、0打ちフロー値が200mm以上)を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度(例えば、350N/mm2以上)を発現することができる。また、本発明のセメント組成物によれば、粗骨材を含むセメント組成物(コンクリート)であっても、硬化前には高い流動性を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度(例えば、300N/mm2以上)を発現することができる。 According to the cement composition (mortar) of the present invention, it has high fluidity (for example, zero-flow value is 200 mm or more) before curing, and high compressive strength (for example, 350 N / mm 2 or more) after curing. ) Can be expressed. Moreover, according to the cement composition of the present invention, even a cement composition (concrete) containing coarse aggregate has high fluidity before curing, and has high compressive strength (for example, 300 N) after curing. / Mm 2 or more).
本発明のセメント組成物は、セメント、BET比表面積が15〜25m2/gのシリカフューム(以下、「シリカフューム」と略すことがある。)、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末(以下、「無機粉末」と略すことがある。)、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量100体積%中、セメントの割合が55〜65体積%、シリカフュームの割合が5〜25体積%、無機粉末の割合が15〜35体積%のものである。 The cement composition of the present invention is a cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g (hereinafter sometimes abbreviated as “silica fume”), inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm. (Hereinafter, it may be abbreviated as “inorganic powder.”) A cement composition comprising aggregate A having a maximum particle size of 1.2 mm or less, a high-performance water reducing agent, an antifoaming agent, and water, and cement, silica fume And in the total amount of 100% by volume of inorganic powder, the proportion of cement is 55 to 65% by volume, the proportion of silica fume is 5 to 25% by volume, and the proportion of inorganic powder is 15 to 35% by volume.
セメントの種類は、特に限定されるものではなく、例えば、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、耐硫酸塩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を使用することができる。
中でも、セメント組成物の流動性を向上させる観点から、中庸熱ポルトランドセメントまたは低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
The type of cement is not particularly limited. For example, various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, and low heat Portland cement are used. Can be used.
Among these, from the viewpoint of improving the fluidity of the cement composition, it is preferable to use moderately hot Portland cement or low heat Portland cement.
シリカフュームのBET比表面積は、15〜25m2/g、好ましくは17〜23m2/g、特に好ましくは18〜22m2/gである。該比表面積が15m2/g未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。該比表面積が25m2/gを超える場合、硬化前のセメント組成物の流動性が低下する。 Silica fume has a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, preferably 17 to 23 m 2 / g, particularly preferably 18 to 22 m 2 / g. When the specific surface area is less than 15 m 2 / g, strength development of the cement composition decreases. When this specific surface area exceeds 25 m < 2 > / g, the fluidity | liquidity of the cement composition before hardening falls.
50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末としては、例えば、石英粉末(珪石粉末)、火山灰、フライアッシュ(分級または粉砕したもの)、スラグ粉末、石灰石粉末、長石類粉末、ムライト類粉末、アルミナ粉末、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末、エメリー砂(人工または天然)の粉砕物等が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、セメント組成物の流動性および強度発現性を向上させる観点から、石英粉末またはフライアッシュを使用することが好ましい。
なお、本明細書中、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末には、セメントは含まれないものとする。
Examples of the inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm include quartz powder (silica powder), volcanic ash, fly ash (classified or pulverized), slag powder, limestone powder, feldspar powder, mullite Examples thereof include powder, alumina powder, silica sol, carbide powder, nitride powder, and pulverized product of emery sand (artificial or natural).
These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
Of these, quartz powder or fly ash is preferably used from the viewpoint of improving the fluidity and strength development of the cement composition.
In the present specification, cement is not included in the inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm.
上記無機粉末の50%累積粒径は、0.8〜5μm、好ましくは1〜4μm、より好ましくは1.1〜3.5μm、特に好ましくは1.2μm以上、3μm未満である。該粒径が0.8μm未満の場合、セメント組成物の流動性が低下する。該粒径が5μmを超える場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。
なお、本明細書中、無機粉末の50%累積粒径は、体積基準である。
無機粉末の50%累積粒径は、市販の粒度分布測定装置(例えば、日機装社製、製品名「マイクロトラックHRA モデル9320−X100」)を用いて求めることができる。
具体的には、粒度分布測定装置を用いて、累積粒度曲線を作成し、該累積粒度曲線から50%累積粒径を求めることができる。この際、試料を分散させる溶媒であるエタノール20cm3に対して、試料0.06gを添加し、90秒間、超音波分散装置(例えば、日本精機製作所社製、製品名「US300」)を用いて超音波分散したものを測定する。
The 50% cumulative particle size of the inorganic powder is 0.8 to 5 μm, preferably 1 to 4 μm, more preferably 1.1 to 3.5 μm, particularly preferably 1.2 μm or more and less than 3 μm. When the particle size is less than 0.8 μm, the fluidity of the cement composition decreases. When the particle size exceeds 5 μm, the strength development of the cement composition is lowered.
In the present specification, the 50% cumulative particle size of the inorganic powder is based on volume.
The 50% cumulative particle size of the inorganic powder can be determined using a commercially available particle size distribution measuring device (for example, product name “Microtrac HRA Model 9320-X100” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
Specifically, a cumulative particle size curve can be created using a particle size distribution measuring apparatus, and a 50% cumulative particle size can be obtained from the cumulative particle size curve. At this time, 0.06 g of a sample is added to 20 cm 3 of ethanol, which is a solvent for dispersing the sample, and an ultrasonic dispersion apparatus (for example, product name “US300” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) is used for 90 seconds. Measure with ultrasonic dispersion.
上記無機粉末の最大粒径は、セメント組成物の強度発現性を向上させる観点から、好ましくは15μm以下、より好ましくは14μm以下、特に好ましくは13μm以下である。
上記無機粉末の95%累積粒径は、セメント組成物の強度発現性を向上させる観点から、好ましくは8μm以下、より好ましくは7μm以下、特に好ましくは6μm以下である。
The maximum particle size of the inorganic powder is preferably 15 μm or less, more preferably 14 μm or less, and particularly preferably 13 μm or less from the viewpoint of improving the strength development of the cement composition.
The 95% cumulative particle size of the inorganic powder is preferably 8 μm or less, more preferably 7 μm or less, and particularly preferably 6 μm or less from the viewpoint of improving the strength development of the cement composition.
上記無機粉末としては、SiO2を主成分とするものが好ましい。上記無機粉末中のSiO2の含有率が、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。 As the inorganic powder, as a main component SiO 2 is preferred. If the content of SiO 2 in the inorganic powder is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more, the strength development of the cement composition is further improved. Can do.
本発明のセメント組成物において、セメント、シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、セメントの割合は55〜65体積%(好ましくは、57〜63体積%)、シリカフュームの割合は5〜25体積%(好ましくは、7〜23体積%)、上記無機粉末の割合は15〜35体積%(好ましくは17〜33体積%)である。
セメントの割合が55体積%未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。セメントの割合が65体積%を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。
シリカフュームの割合が5体積%未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。シリカフュームの割合が25体積%を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。
上記無機粉末の割合が15体積%未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。上記無機粉末の割合が35体積%を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。
In the cement composition of the present invention, in the total amount of 100% by volume of cement, silica fume and the inorganic powder, the proportion of cement is 55 to 65% by volume (preferably 57 to 63% by volume), and the proportion of silica fume is 5 to 25. The volume percentage (preferably 7 to 23 volume%) and the proportion of the inorganic powder are 15 to 35 volume% (preferably 17 to 33 volume%).
When the proportion of cement is less than 55% by volume, the strength development of the cement composition decreases. When the proportion of cement exceeds 65% by volume, the fluidity of the cement composition decreases.
When the proportion of silica fume is less than 5% by volume, the strength development property of the cement composition is lowered. When the proportion of silica fume exceeds 25% by volume, the fluidity of the cement composition decreases.
When the proportion of the inorganic powder is less than 15% by volume, the strength development of the cement composition is lowered. When the proportion of the inorganic powder exceeds 35% by volume, the fluidity of the cement composition decreases.
骨材Aとしては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、人工細骨材(例えば、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材や、人工エメリー砂や、アルミナまたは炭化物(例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素)の粗砕物等)、再生細骨材またはこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Aの最大粒径は、1.2mm以下、好ましくは1.1mm以下、より好ましくは1.0mm以下である。該最大粒径が1.2mm以下であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができ、300N/mm2以上(好ましくは400N/mm2以上)の圧縮強度を発現することができる場合がある。
骨材Aの粒度分布は、セメント組成物の流動性および強度発現性を向上させる観点から、0.6mm以下の粒径の骨材の割合が、95質量%以上、0.3mm以下の粒径の骨材の割合が、40〜50質量%、及び、0.15mm以下の粒径の骨材の割合が、6質量%以下であることが好ましい。
セメント組成物中の骨材Aの割合は、好ましくは20〜40体積%、より好ましくは22〜39体積%、さらに好ましくは25〜38体積%、さらに好ましくは30〜37体積%、特に好ましくは32〜36体積%である。該割合が20体積%以上であれば、セメント組成物の流動性を向上させることができると共に、セメント組成物の発熱量が小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量が小さくなる。該割合が40体積%以下であれば、セメント組成物の強度発現性を向上させることができる。
As aggregate A, river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, quartz sand, natural emery sand, artificial fine aggregate (for example, slag fine aggregate, fired fine aggregate obtained by firing fly ash, etc. And artificial emery sand, alumina or carbide (for example, silicon carbide, boron carbide), etc.), recycled fine aggregate or a mixture thereof.
The maximum particle size of the aggregate A is 1.2 mm or less, preferably 1.1 mm or less, more preferably 1.0 mm or less. If the maximum particle size is 1.2 mm or less, the strength development of the cement composition can be further improved, and a compressive strength of 300 N / mm 2 or more (preferably 400 N / mm 2 or more) can be developed. There are cases where it is possible.
The particle size distribution of the aggregate A is such that the ratio of the aggregate having a particle size of 0.6 mm or less is 95% by mass or more and 0.3 mm or less from the viewpoint of improving the fluidity and strength development of the cement composition. The ratio of the aggregate is preferably 40 to 50% by mass, and the ratio of the aggregate having a particle size of 0.15 mm or less is preferably 6% by mass or less.
The ratio of the aggregate A in the cement composition is preferably 20 to 40% by volume, more preferably 22 to 39% by volume, further preferably 25 to 38% by volume, still more preferably 30 to 37% by volume, and particularly preferably. 32 to 36% by volume. When the ratio is 20% by volume or more, the fluidity of the cement composition can be improved, the calorific value of the cement composition is reduced, and the shrinkage of the cementitious hardened body is reduced. If this ratio is 40 volume% or less, the strength development property of a cement composition can be improved.
高性能減水剤としては、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高性能減水剤を使用することができる。中でも、セメント組成物の流動性及び強度発現性を向上させる観点から、ポリカルボン酸系の高性能減水剤が好ましい。
高性能減水剤の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量100質量部に対して、固形分換算で、好ましくは0.2〜1.5質量部であり、より好ましくは0.4〜1.2質量部である。該量が0.2質量部以上であれば、減水性能が向上し、セメント組成物の流動性が向上する。該量が1.5質量部以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。
As the high-performance water reducing agent, a high-performance water reducing agent such as naphthalene sulfonic acid, melamine, or polycarboxylic acid can be used. Among these, from the viewpoint of improving the fluidity and strength development of the cement composition, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent is preferable.
The compounding amount of the high-performance water reducing agent is preferably 0.2 to 1.5 parts by mass, more preferably 0.4, in terms of solid content, with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement, silica fume and inorganic powder. -1.2 parts by mass. When the amount is 0.2 parts by mass or more, the water reduction performance is improved and the fluidity of the cement composition is improved. When the amount is 1.5 parts by mass or less, strength development of the cement composition is improved.
消泡剤としては、市販品を使用することができる。
消泡剤の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量100質量部に対して、好ましくは0.001〜0.1質量部、より好ましくは0.01〜0.07質量部、特に好ましくは0.01〜0.05質量部である。該量が0.001質量部以上であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。該量が0.1質量部を超えると、セメント組成物の強度発現性の向上効果が頭打ちとなる。
A commercial item can be used as an antifoamer.
The blending amount of the antifoaming agent is preferably 0.001 to 0.1 parts by weight, more preferably 0.01 to 0.07 parts by weight, particularly 100 parts by weight of the total amount of cement, silica fume and inorganic powder. Preferably it is 0.01-0.05 mass part. When the amount is 0.001 part by mass or more, the strength development of the cement composition is improved. When the amount exceeds 0.1 parts by mass, the effect of improving the strength development of the cement composition reaches its peak.
本発明のセメント組成物は、長期強度の低下を避ける等の観点から、通常、ガラス繊維を含まない。
また、本発明のセメント組成物は、セメント組成物を硬化してなる硬化体(セメント質硬化体)の曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させる観点から、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一種以上の繊維を含んでもよい。セメント組成物中の繊維の割合は、好ましくは3体積%以下、より好ましくは0.3〜2.5体積%、さらに好ましくは0.4〜2.3体積%、特に好ましくは0.5〜2.0体積%である。該割合が3体積%以下であれば、セメント組成物の流動性や作業性を低下させることなく、硬化体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。
The cement composition of the present invention usually does not contain glass fibers from the viewpoint of avoiding a decrease in long-term strength.
In addition, the cement composition of the present invention is a group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers from the viewpoint of improving the bending strength, fracture energy, etc. of a cured body (cemented cured body) obtained by curing the cement composition. One or more fibers selected from the above may be included. The proportion of fibers in the cement composition is preferably 3% by volume or less, more preferably 0.3 to 2.5% by volume, still more preferably 0.4 to 2.3% by volume, and particularly preferably 0.5 to 2.0% by volume. When the ratio is 3% by volume or less, the bending strength and fracture energy of the cured body can be improved without reducing the fluidity and workability of the cement composition.
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観点から好適である。
金属繊維の寸法は、セメント組成物中における金属繊維の材料分離の防止や、硬化体の曲げ強度の向上の観点から、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。
さらに、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)であることが好ましい。螺旋状等の形状であれば、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、硬化体の曲げ強度が向上する。
Examples of metal fibers include steel fibers, stainless fibers, and amorphous fibers. Among these, steel fibers are excellent in strength, and are preferable from the viewpoints of cost and availability.
The dimensions of the metal fiber are 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 cement composition and improving the bending strength of the cured body. The diameter is preferably 0.05 to 0.5 mm, and the length is more preferably 5 to 25 mm. Further, the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the metal fiber is preferably 20 to 200, more preferably 40 to 150.
Furthermore, the shape of the metal fiber is preferably a shape that imparts some physical adhesion (for example, a spiral shape or a waveform) rather than a straight shape. In the case of a spiral shape or the like, the metal fiber and the matrix secure the stress while being pulled out, so that the bending strength of the cured body is improved.
有機繊維としては、後述する本発明のセメント質硬化体の製造方法における加熱に耐えうるものであればよく、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリート繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。
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、セメント組成物中におけるこれらの繊維の材料分離の防止や、硬化体の破壊エネルギーの向上の観点から、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、長さが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。
The organic fiber only needs to be able to withstand the heating in the method for producing a cementitious cured body of the present invention to be described later. For example, aramid fiber, polyparaphenylenebenzobisoxazole fiber, polyethylene fiber, polyaryt fiber, polypropylene fiber, etc. Is mentioned.
Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber.
The dimensions of the organic fibers and carbon fibers 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 cement composition and improving the fracture energy of the cured body. Preferably, the diameter is 0.01 to 0.5 mm, and the length is 5 to 25 mm. Moreover, the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the organic fiber and the carbon fiber is preferably 20 to 200, more preferably 30 to 150.
水としては、水道水等を使用することができる。
水の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量100質量部に対して、好ましくは10〜20質量部、より好ましくは12〜18質量部、特に好ましくは14〜16質量部である。該量が10質量部以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。該量が20質量部以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。
As water, tap water or the like can be used.
The amount of water is preferably 10 to 20 parts by mass, more preferably 12 to 18 parts by mass, and particularly preferably 14 to 16 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement, silica fume and inorganic powder. When the amount is 10 parts by mass or more, the fluidity of the cement composition is improved. When the amount is 20 parts by mass or less, the strength development of the cement composition is improved.
上記セメント組成物からなるモルタル(後述する骨材Bを含まないもの)の硬化前のフロー値は、「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回の落下運動を行わないで測定した値(以下、「0打ちフロー値」ともいう。)として、好ましくは200mm以上、より好ましくは210mm以上、特に好ましくは220mm以上である。
また、上記セメント組成物からなるモルタル(後述する骨材Bを含まないもの)を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは320N/mm2以上、より好ましくは350N/mm2以上、さらに好ましくは400N/mm2以上、特に好ましくは450N/mm2以上である。
なお、上記骨材Aとして、修正モース硬度が9以上(好ましくは9〜14、より好ましくは9〜13、さらに好ましくは10〜13、特に好ましくは11〜13)のもの(例えば、天然または人工(人造)のエメリー砂、アルミナや炭化物の粗砕物等)を使用したセメント組成物からなるモルタル(後述する骨材Bを含まないもの)によれば、450N/mm2以上(特に、エメリー砂を用いる場合、500N/mm2以上)の圧縮強度を発現させることが可能である。
The flow value before curing of the mortar composed of the above cement composition (without the aggregate B described later) is 15 times in the method described in “JIS R 5201 (physical test method for cement) 11. Flow test”. The value measured without performing the drop movement (hereinafter also referred to as “zero stroke flow value”) is preferably 200 mm or more, more preferably 210 mm or more, and particularly preferably 220 mm or more.
The compressive strength of the hardened cementitious material obtained by curing the mortar composed of the cement composition (not including the aggregate B described later) is preferably 320 N / mm 2 or more, more preferably 350 N / mm 2 or more. , even more preferably 400 N / mm 2 or more, and particularly preferably 450 N / mm 2 or more.
The aggregate A has a modified Mohs hardness of 9 or more (preferably 9 to 14, more preferably 9 to 13, still more preferably 10 to 13, particularly preferably 11 to 13) (for example, natural or artificial). According to a mortar (not including aggregate B, which will be described later) made of a cement composition using (manufactured) emery sand, alumina or carbide crushed material, etc., 450 N / mm 2 or more (especially emery sand) When used, it is possible to develop a compressive strength of 500 N / mm 2 or more.
本発明のセメント組成物は、最大粒径が1.2mmを超え、13mm以下の骨材Bを含むことができる。
骨材Bとしては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、人工細骨材(例えば、人工エメリー砂や、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材)、再生細骨材、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材(例えば、スラグ粗骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成粗骨材)、再生粗骨材またはこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Bの最大粒径は、13mm以下、好ましくは12mm以下、より好ましくは11mm以下、特に好ましくは10mm以下である。該最大粒径が13mm以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上し、例えば、300N/mm2以上の圧縮強度を発現することができる。
また、骨材Bの最大粒径は、コストの低減等の観点から、1.2mmを超える値であり、好ましくは3mm以上、より好ましくは5mm以上、特に好ましくは7mm以上である。
なお、本明細書中、骨材Bの最大粒径が5mm以上の場合における「最大粒径」とは、骨材B全体の90質量%以上が通るふるいのうち、最小寸法のふるいの呼び寸法で示される骨材Bの粒径(一般に、粗骨材の最大粒径の定義として知られているもの)をいう。
The cement composition of the present invention can include aggregate B having a maximum particle size of more than 1.2 mm and 13 mm or less.
As aggregate B, river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, quartz sand, natural emery sand, artificial fine aggregate (for example, artificial emery sand, slag fine aggregate, fly ash, etc. are fired. Fired fine aggregate), recycled fine aggregate, river gravel, mountain gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse aggregate (for example, fired coarse aggregate obtained by firing slag coarse aggregate, fly ash, etc.), Recycled coarse aggregate or a mixture thereof may be used.
The maximum particle size of the aggregate B is 13 mm or less, preferably 12 mm or less, more preferably 11 mm or less, and particularly preferably 10 mm or less. When the maximum particle size is 13 mm or less, the strength development of the cement composition is improved, and for example, a compressive strength of 300 N / mm 2 or more can be developed.
Further, the maximum particle diameter of the aggregate B is a value exceeding 1.2 mm from the viewpoint of cost reduction and the like, preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, and particularly preferably 7 mm or more.
In this specification, the “maximum particle size” when the maximum particle size of the aggregate B is 5 mm or more is the nominal size of the smallest size sieve among the sieves through which 90% by mass or more of the entire aggregate B passes. Is the particle size of the aggregate B (generally known as the definition of the maximum particle size of the coarse aggregate).
骨材Bの最小粒径は、好ましくは骨材Aの最大粒径を超える値であり、より好ましくは2mm以上、さらに好ましくは3mm以上、さらに好ましくは4mm以上、特に好ましくは5mm以上(この場合、粗骨材に該当する。)である。
なお、本明細書中、骨材Bの最小粒径とは、骨材Bの中の最も粒径が小さいものから粒径が大きなものに向かって累積していった場合において、骨材B全体の15質量%に達したときの骨材Bの粒径をいう。
The minimum particle size of the aggregate B is preferably a value exceeding the maximum particle size of the aggregate A, more preferably 2 mm or more, further preferably 3 mm or more, further preferably 4 mm or more, particularly preferably 5 mm or more (in this case) Corresponds to coarse aggregate).
In the present specification, the minimum particle size of the aggregate B is the aggregate B as a whole when accumulated from the smallest particle size of the aggregate B toward the largest particle size. The particle size of the aggregate B when it reaches 15% by mass.
本発明において、セメント組成物中の骨材Aと骨材Bの合計量の割合は、好ましくは25〜40体積%、より好ましくは30〜38体積%、特に好ましくは32〜36体積%である。該割合が25体積%以上であれば、セメント組成物の発熱量が小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量が小さくなる。該割合が40体積%以下であれば、セメント組成物の強度発現性を向上させることができる。
骨材Aと骨材Bの合計量に対する骨材Bの割合は、好ましくは40体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。該割合が40体積%以下であれば、セメント組成物の強度発現性(例えば、圧縮強度)を向上させることができる。
骨材Bを含むセメント組成物(例えば、コンクリート)を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは300N/mm2以上、より好ましくは320N/mm2以上、特に好ましくは340N/mm2以上である。
In the present invention, the ratio of the total amount of aggregate A and aggregate B in the cement composition is preferably 25 to 40% by volume, more preferably 30 to 38% by volume, and particularly preferably 32 to 36% by volume. . If this ratio is 25 volume% or more, the calorific value of a cement composition will become small and the shrinkage amount of a cementitious hardened body will become small. If this ratio is 40 volume% or less, the strength development property of a cement composition can be improved.
The ratio of the aggregate B to the total amount of the aggregate A and the aggregate B is preferably 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less. If this ratio is 40 volume% or less, the strength expression (for example, compressive strength) of a cement composition can be improved.
The compressive strength of the cementitious hardened body obtained by curing the cement composition (for example, concrete) containing the aggregate B is preferably 300 N / mm 2 or more, more preferably 320 N / mm 2 or more, and particularly preferably 340 N / mm. 2 or more.
以下、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の製造方法について詳しく説明する。
本発明のセメント質硬化体の製造方法の一例は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、未硬化の成形体を、10〜40℃で24時間以上、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、硬化した成形体について、70℃以上100℃未満で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、加熱養生後の硬化体を、150〜200℃で24時間以上、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、セメント質硬化体を得る高温加熱工程を含むものである。
Hereafter, the manufacturing method of the cementitious hardened body formed by hardening | curing the cement composition of this invention is demonstrated in detail.
An example of a method for producing a hardened cementitious material according to the present invention includes a molding step of placing a cement composition in a mold to obtain an uncured molded body, and an uncured molded body at 10 to 40 ° C. After a sealing curing or air curing for at least 24 hours, the room temperature curing process for removing the mold from the mold and obtaining a cured molded body, and the cured molded body at a temperature of 70 ° C. or higher and lower than 100 ° C. for 1 hour or longer Curing or warm water curing and autoclave curing at 100 to 200 ° C. for 1 hour or more, or both, a heating curing step for obtaining a cured body after heating curing, and a cured body after heating curing are performed at 150 to 200. It includes a high-temperature heating step of obtaining a cementitious hardened body by heating at 24 ° C. for 24 hours or longer (excluding heating by autoclave curing).
[成形工程]
本工程は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る工程である。
打設を行う前に、本発明のセメント組成物を混練する方法としては、特に限定されるものではない。また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。さらに、打設(成形)方法も特に限定されるものではない。
なお、本工程における未硬化の成形体は、セメント組成物中の気泡を低減又は除去したセメント組成物からなるものであってもよい。セメント組成物中の気泡を低減又は除去することで、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。
セメント組成物中の気泡を低減又は除去する方法としては、(1)セメント組成物の混練を減圧下で行う方法、(2)混練後のセメント組成物を、型枠内に打設する前に減圧して脱泡させる方法、(3)セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡させる方法等が挙げられる。
[Molding process]
In this step, the cement composition is placed in a mold to obtain an uncured molded body.
The method of kneading the cement composition of the present invention before placing is not particularly limited. Moreover, the apparatus used for kneading is not particularly limited, and a conventional mixer such as an omni mixer, a pan-type mixer, a biaxial kneading mixer, and a tilting mixer can be used. Further, the placing (molding) method is not particularly limited.
The uncured molded body in this step may be made of a cement composition in which bubbles in the cement composition are reduced or removed. By reducing or removing air bubbles in the cement composition, the strength development of the cement composition can be further improved.
As a method of reducing or removing bubbles in the cement composition, (1) a method of kneading the cement composition under reduced pressure, (2) before placing the cement composition after kneading into a mold Examples thereof include a method for defoaming under reduced pressure, and (3) a method for defoaming under reduced pressure after placing the cement composition in a mold.
[常温養生工程]
本工程は、未硬化の成形体を、10〜40℃(好ましくは15〜30℃)で24時間以上(好ましくは24〜72時間、より好ましくは24〜48時間)、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る工程である。
養生温度が10℃以上であれば、養生時間を短くすることができる。養生温度が40℃以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。
養生時間が24時間以上であれば、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。
また、本工程において、硬化した成形体が、好ましくは20〜100N/mm2、より好ましくは30〜80N/mm2の圧縮強度を発現した時に、硬化した成形体を型枠から脱型することが好ましい。該圧縮強度が20N/mm2以上であれば、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。該圧縮強度が100N/mm2以下であれば、後述する吸水工程において、少ない労力で、硬化した成形体に吸水させることができる。
[Normal temperature curing process]
In this step, the uncured molded body is sealed at 10 to 40 ° C. (preferably 15 to 30 ° C.) for 24 hours or longer (preferably 24 to 72 hours, more preferably 24 to 48 hours). Then, it is a step of removing the mold from the mold and obtaining a cured molded body.
If the curing temperature is 10 ° C. or higher, the curing time can be shortened. When the curing temperature is 40 ° C. or less, the compressive strength of the cementitious cured body can be improved.
If the curing time is 24 hours or more, defects such as chipping and cracking are less likely to occur in the cured molded body during demolding.
Further, in this step, when the cured molded body exhibits a compressive strength of preferably 20 to 100 N / mm 2 , more preferably 30 to 80 N / mm 2 , the cured molded body is removed from the mold. Is preferred. When the compressive strength is 20 N / mm 2 or more, defects such as chipping and cracking are less likely to occur in the cured molded body during demolding. If the compressive strength is 100 N / mm 2 or less, the cured molded body can absorb water with little effort in the water absorption step described later.
[加熱養生工程]
本工程は、前工程で得られた硬化した成形体について、70℃以上100℃未満(好ましくは75〜95℃、より好ましくは80〜92℃)で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃(好ましくは160〜190℃)で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。
本工程において、蒸気養生または温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは12時間以上、より好ましくは24〜96時間、特に好ましくは36〜72時間である。オートクレーブ養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは2時間以上、より好ましくは3〜60時間、特に好ましくは4〜48時間である。蒸気養生もしくは温水養生とオートクレーブ養生の両方を行う場合(例えば、蒸気養生もしくは温水養生を行った後、さらにオートクレーブ養生を行う場合)、蒸気養生もしくは温水養生における養生時間は、好ましくは1〜72時間、より好ましくは2〜48時間であり、オートクレーブ養生における養生時間は、好ましくは1〜24時間、より好ましくは2〜18時間である。
本工程において、養生温度が前記範囲内であれば、養生時間を短くすることができ、また、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。
また、本工程において、養生時間が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。
[Heat curing process]
In this step, the cured molded body obtained in the previous step is subjected to steam curing or hot water curing at 70 ° C. or more and less than 100 ° C. (preferably 75 to 95 ° C., more preferably 80 to 92 ° C.) for 1 hour or more. In this step, one or both of autoclave curing at 100 to 200 ° C. (preferably 160 to 190 ° C.) for 1 hour or more is performed to obtain a cured product after heat curing.
In this step, when only steam curing or warm water curing is performed, the curing time is preferably 12 hours or more, more preferably 24 to 96 hours, and particularly preferably 36 to 72 hours. When performing only autoclave curing, the curing time is preferably 2 hours or more, more preferably 3 to 60 hours, and particularly preferably 4 to 48 hours. When both steam curing or warm water curing and autoclave curing are performed (for example, when performing autoclave curing after performing steam curing or warm water curing), the curing time in steam curing or warm water curing is preferably 1 to 72 hours. More preferably, it is 2 to 48 hours, and the curing time in the autoclave curing is preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 to 18 hours.
In this step, if the curing temperature is within the above range, the curing time can be shortened, and the compressive strength of the cementitious hardened body can be improved.
Further, in this step, when the curing time is within the above range, the compressive strength of the cementitious hardened body can be improved.
[高温加熱工程]
本工程は、加熱養生後の硬化体を、150〜200℃(好ましくは170〜190℃)で24時間以上(好ましくは24〜72時間、より好ましくは36〜48時間)、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、セメント質硬化体を得る工程である。
本工程における加熱は、通常、乾燥雰囲気下(換言すると、水や水蒸気を人為的に供給しない状態)で行われる。
加熱温度が150℃以上であれば、加熱時間を短くすることができる。加熱温度が200℃以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。
加熱時間が24時間以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。
[High temperature heating process]
In this step, the cured body after heat curing is heated at 150 to 200 ° C. (preferably 170 to 190 ° C.) for 24 hours or longer (preferably 24 to 72 hours, more preferably 36 to 48 hours), and heating (however, autoclave This is a process for obtaining a cementitious hardened body by excluding heating by curing.
The heating in this step is usually performed under a dry atmosphere (in other words, a state where water and water vapor are not artificially supplied).
If the heating temperature is 150 ° C. or higher, the heating time can be shortened. If heating temperature is 200 degrees C or less, the compressive strength of a cementitious hardened body can be improved.
When the heating time is 24 hours or more, the compressive strength of the cementitious cured body can be improved.
[吸水工程]
常温養生工程と加熱養生工程の間に、常温養生工程において得られた硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含んでもよい。
硬化した成形体に吸水させる方法としては、該成形体を水中に浸漬させる方法が挙げられる。また、該成形体を水中に浸漬させる方法において、短時間で吸水量を増やし、セメント質硬化体の圧縮強度を大きくする観点から、(1)該成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法、(2)該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を浸漬させたまま、水温を40℃以下に低下させる方法、(3)該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を沸騰している水から取り出して、次いで、40℃以下の水に浸漬させる方法、(4)該成形体を、加圧下の水の中に浸漬させる方法、又は(5)該成形体への水の浸透性を向上させる薬剤を溶解させた水溶液の中に、該成形体を浸漬させる方法、が好ましい。
[Water absorption process]
Between the room temperature curing process and the heat curing process, a water absorption process of absorbing water in the cured molded body obtained in the room temperature curing process may be included.
Examples of the method for causing the cured molded body to absorb water include a method for immersing the molded body in water. Further, in the method of immersing the molded body in water, from the viewpoint of increasing the amount of water absorption in a short time and increasing the compressive strength of the cementitious cured body, (1) immersing the molded body in water under reduced pressure. (2) A method of lowering the water temperature to 40 ° C. or lower while the molded body is immersed, after the molded body is immersed in boiling water, and (3) the molded body A method of immersing the molded body in boiling water and then removing the molded body from the boiling water and then immersing the molded body in water of 40 ° C. or lower; (4) the molded body under pressure A method of immersing the molded body in water or (5) a method of immersing the molded body in an aqueous solution in which a chemical that improves the water permeability to the molded body is dissolved is preferred.
上記成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法としては、真空ポンプや大型の減圧容器等の設備を利用する方法が挙げられる。
上記成形体を、沸騰している水の中に浸漬させる方法としては、高温高圧容器や熱温水水槽等の設備を利用する方法が挙げられる。
硬化した成形体を、減圧下の水または沸騰している水の中に浸漬させる時間は、吸水率を高くする観点から、好ましくは3分間以上、より好ましくは8分間以上、特に好ましくは20分間以上である。該時間の上限は、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くする観点から、好ましくは60分間、より好ましくは45分間である。
Examples of the method for immersing the molded body in water under reduced pressure include a method using equipment such as a vacuum pump and a large-sized vacuum container.
Examples of the method for immersing the molded body in boiling water include a method using facilities such as a high-temperature and high-pressure vessel and a hot and cold water tank.
The time for immersing the cured molded body in water under reduced pressure or boiling water is preferably 3 minutes or more, more preferably 8 minutes or more, particularly preferably 20 minutes, from the viewpoint of increasing the water absorption rate. That's it. The upper limit of the time is preferably 60 minutes, more preferably 45 minutes, from the viewpoint of increasing the compressive strength of the cementitious cured body.
吸水工程における吸水率は、セメント組成物が粗骨材を含まない場合(セメント組成物が骨材Bを含まない、あるいは、セメント組成物中の骨材Bが粗骨材に該当しない場合)、φ50×100mmの硬化した成形体100体積%に対する水の割合として、好ましくは0.2体積%以上、より好ましくは0.3〜2.0体積%、特に好ましくは0.35〜1.7体積%であり、セメント組成物が粗骨材を含む場合(セメント組成物中の骨材Bが粗骨材に該当する場合)、φ100×200mmの硬化した成形体100体積%に対する水の割合として、好ましくは0.2体積%以上、より好ましくは0.3〜2.0体積%、特に好ましくは0.35〜1.7体積%である。
これらの吸水率が0.2体積%以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度をより高めることができる。
The water absorption rate in the water absorption process is determined when the cement composition does not contain coarse aggregate (when the cement composition does not contain aggregate B, or when the aggregate B in the cement composition does not correspond to coarse aggregate). The ratio of water with respect to 100% by volume of the cured molded body having a diameter of 50 × 100 mm is preferably 0.2% by volume or more, more preferably 0.3 to 2.0% by volume, particularly preferably 0.35 to 1.7% by volume. %, And when the cement composition contains coarse aggregate (when aggregate B in the cement composition corresponds to coarse aggregate), the ratio of water to 100 volume% of a cured molded body of φ100 × 200 mm is as follows: Preferably it is 0.2 volume% or more, More preferably, it is 0.3-2.0 volume%, Most preferably, it is 0.35-1.7 volume%.
If these water absorption is 0.2 volume% or more, the compressive strength of a cementitious hardened body can be raised more.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[使用材料]
使用材料は、以下に示すとおりである。
(1)セメント:低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
(2)シリカフュームA:BET比表面積20m2/g
(3)シリカフュームB:BET比表面積17m2/g
(4)無機粉末A:珪石粉末、50%累積粒径2μm、最大粒径12μm、95%累積粒径5.8μm
(5)無機粉末B:珪石粉末、50%累積粒径7μm、最大粒径67μm、95%累積粒径27μm
(6)骨材A1(細骨材):珪砂(最大粒径1.0mm、0.6mm以下の粒径のもの:98質量%、0.3mm以下の粒径のもの:45質量%、0.15mm以下の粒径のもの:3質量%)
(7)骨材A2(細骨材):人工エメリー砂(宇治電化学工業社製、修正モース硬度:12)(最大粒径1.0mm、0.6mm以下の粒径のもの:96質量%、0.3mm以下の粒径のもの:46質量%、0.15mm以下の粒径のもの:1質量%、に粒度分布を調整したもの)
(8)ポリカルボン酸系高性能減水剤:固形分量27.4質量%、フローリック社製、商品名「フローリックSF500U」
(9)消泡剤:BASFジャパン社製、商品名「マスターエア404」
(10)水:水道水
(11)金属繊維:鋼繊維(直径:0.2mm、長さ:15mm)
(12)骨材B(粗骨材):硬質砂岩砕石1005(粒径:5〜10mm)
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Materials used]
The materials used are as shown below.
(1) Cement: Low heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
(2) Silica fume A: BET specific surface area of 20 m 2 / g
(3) Silica fume B: BET specific surface area of 17 m 2 / g
(4) Inorganic powder A: silica powder, 50% cumulative particle size 2 μm, maximum particle size 12 μm, 95% cumulative particle size 5.8 μm
(5) Inorganic powder B: silica powder, 50% cumulative particle size 7 μm, maximum particle size 67 μm, 95% cumulative particle size 27 μm
(6) Aggregate A1 (fine aggregate): Silica sand (maximum particle size 1.0 mm, particle size of 0.6 mm or less: 98% by mass, particle size of 0.3 mm or less: 45% by mass, 0 .15 mm or less particle size: 3% by mass)
(7) Aggregate A2 (fine aggregate): artificial emery sand (manufactured by Ujiden Chemical Co., Ltd., modified Mohs hardness: 12) (maximum particle size 1.0 mm, particle size of 0.6 mm or less: 96 mass% , With a particle size of 0.3 mm or less: 46% by mass, with a particle size of 0.15 mm or less: 1% by mass, with the particle size distribution adjusted)
(8) Polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent: solid content 27.4% by mass, manufactured by Floric, trade name “Floric SF500U”
(9) Antifoaming agent: BASF Japan, trade name “Master Air 404”
(10) Water: tap water (11) Metal fiber: Steel fiber (diameter: 0.2 mm, length: 15 mm)
(12) Aggregate B (coarse aggregate): hard sandstone crushed stone 1005 (particle size: 5-10 mm)
[実施例1]
セメント、シリカフュームA及び無機粉末Aを、粉体原料(セメント、シリカフューム及び無機粉末)の合計量100体積%中、セメント等の各割合が表1に示す割合となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材A1の割合が表1に示す割合となる量の骨材A1を、オムニミキサに投入して、15秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表1に示す量でオムニミキサに投入して、2分間混練した。
混練後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに4分間混練を行った。
混練後のセメント組成物のフロー値を、「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回の落下運動を行わないで測定した。なお、本明細書中、該フロー値を「0打ちフロー値」という。
[Example 1]
Cement, silica fume A, and inorganic powder A were mixed so that the proportions of cement and the like would be the proportions shown in Table 1 in a total amount of 100 vol% of the powder raw materials (cement, silica fume, and inorganic powder). The obtained mixture and the aggregate A1 in such an amount that the ratio of the aggregate A1 in the cement composition is the ratio shown in Table 1 were put into an omnimixer and air-kneaded for 15 seconds.
Next, water, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, and an antifoaming agent were added to the omni mixer in the amounts shown in Table 1, and kneaded for 2 minutes.
After kneading, the kneaded material adhering to the side wall in the omni mixer was scraped off and further kneaded for 4 minutes.
The flow value of the cement composition after kneading was measured in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test” without performing 15 drop motions. In the present specification, the flow value is referred to as a “zero hit flow value”.
得られた混練物を、φ50×100mmの円筒形の型枠に打設して、未硬化の成形体を得た。打設後、未硬化の成形体について、20℃で48時間、封緘養生を行い、次いで、脱型して、硬化した成形体を得た。脱型時の圧縮強度は50N/mm2であった。
この成形体を、表2に示す時間、減圧したデシケーター内で水に浸漬した(表2中、「減圧下」と記載した。)。なお、減圧は、アズワン社製の「アスピレーター(AS−01)」を使用して行った。浸漬前後の成形体の質量を測定し、得られた測定値から、吸水率を算出した。
浸漬後、この成形体を90℃で48時間蒸気養生を行い、次いで、20℃まで降温した後、水や水蒸気を人為的に供給せずに、180℃で48時間加熱を行った。
また、得られたセメント質硬化体の圧縮強度を、「JIS A 1108(コンクリートの圧縮強度試験方法)」に準じて測定した。なお、圧縮強度は、島津製作所社製の100t万能試験機(油圧式)を使用して測定した。
The obtained kneaded product was cast into a cylindrical mold having a diameter of 50 × 100 mm to obtain an uncured molded body. After casting, the uncured molded body was sealed and cured at 20 ° C. for 48 hours, and then demolded to obtain a cured molded body. The compressive strength at the time of demolding was 50 N / mm 2 .
The molded body was immersed in water in a reduced pressure desiccator for the time shown in Table 2 (described as “under reduced pressure” in Table 2). The pressure reduction was performed using “Aspirator (AS-01)” manufactured by ASONE. The mass of the molded body before and after the immersion was measured, and the water absorption was calculated from the obtained measured value.
After the immersion, the molded body was subjected to steam curing at 90 ° C. for 48 hours, and then cooled to 20 ° C., and then heated at 180 ° C. for 48 hours without artificially supplying water or water vapor.
Moreover, the compressive strength of the obtained cementitious hardened body was measured according to “JIS A 1108 (Method for testing compressive strength of concrete)”. The compressive strength was measured using a 100t universal testing machine (hydraulic) manufactured by Shimadzu Corporation.
[実施例2]
粉体原料100質量部当たりの水の配合量を、13質量部から15質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、セメント組成物の0打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は45N/mm2であった。
[Example 2]
A cement composition and its cured body (molded body) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water per 100 parts by weight of the powder raw material was changed from 13 parts by weight to 15 parts by weight.
In the same manner as in Example 1, the zero-flow value of the cement composition was measured. The compressive strength at the time of demolding was 45 N / mm 2 .
[実施例3]
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、沸騰している水(沸騰水)に、表2に示す時間浸漬した後、該成形体を水に浸漬させたまま、水温が25℃となるまで冷却した以外は、実施例1と同様にして、セメント組成物及びその硬化体を得た。
実施例1と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。
[実施例4]
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例3と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例2と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。
[Example 3]
Instead of immersing the molded body after demolding in water in a reduced-pressure desiccator, the molded body was immersed in boiling water (boiling water) for the time shown in Table 2, and then the molded body was immersed in water. A cement composition and a cured product thereof were obtained in the same manner as in Example 1 except that the water temperature was 25 ° C.
In the same manner as in Example 1, the water absorption rate was calculated and the compressive strength of the cementitious hardened body was measured.
[Example 4]
Instead of immersing the molded article after demolding in water in a reduced-pressure desiccator, the cement composition and the cement composition and The cured body (molded body) was obtained.
In the same manner as in Example 1, the water absorption rate was calculated and the compressive strength of the cementitious hardened body was measured.
[実施例5]
シリカフュームAの配合量を10体積%から20体積%に変更し、かつ、無機粉末Aの配合量を30体積%から20体積%に変更する以外は、実施例1と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、0打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の成形体の圧縮強度は、50N/mm2であった。
[実施例6]
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例3と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例5と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。
[Example 5]
Cement composition as in Example 1, except that the amount of silica fume A is changed from 10% by volume to 20% by volume and the amount of inorganic powder A is changed from 30% by volume to 20% by volume. And the hardening body (molded object) was obtained.
In the same manner as in Example 1, the measurement of the zero-flow value was performed. The compressive strength of the molded body at the time of demolding was 50 N / mm 2 .
[Example 6]
Instead of immersing the molded product after demolding in water in a reduced-pressure desiccator, the cement composition and the cement composition were obtained in the same manner as in Example 5 except that immersion in boiling water was performed in the same manner as in Example 3. The cured body (molded body) was obtained.
In the same manner as in Example 1, the water absorption rate was calculated and the compressive strength of the cementitious hardened body was measured.
[実施例7]
シリカフュームAの配合量を10体積%から20体積%に変更し、かつ、無機粉末Aの配合量を30体積%から20体積%に変更する以外は、実施例2と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、0打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の成形体の圧縮強度は、45N/mm2であった。
[実施例8]
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例3と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例7と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。
[Example 7]
Cement composition as in Example 2 except that the amount of silica fume A is changed from 10% by volume to 20% by volume and the amount of inorganic powder A is changed from 30% by volume to 20% by volume. And the hardening body (molded object) was obtained.
In the same manner as in Example 1, the measurement of the zero-flow value was performed. The compressive strength of the molded product at the time of demolding was 45 N / mm 2 .
[Example 8]
Instead of immersing the molded body after demolding in water in a reduced-pressure desiccator, the cement composition and the cement composition were obtained in the same manner as in Example 7 except that immersion in boiling water was performed in the same manner as in Example 3. The cured body (molded body) was obtained.
In the same manner as in Example 1, the water absorption rate was calculated and the compressive strength of the cementitious hardened body was measured.
[実施例9]
セメント、シリカフュームA及び無機粉末Aを、粉体原料(セメント、シリカフューム及び無機粉末)の合計量100体積%中、セメント等の各割合が表1に示す割合となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材A1の割合が表1に示す割合となる量の骨材A1を、オムニミキサに投入して、15秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表1に示す量でオムニミキサに投入して、2分間混練した。
混練後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに4分間混練を行った後、セメント組成物中の金属繊維の割合が表1に示す割合となる量の金属繊維を、オムニミキサに投入して、さらに2分間混練を行った。
得られたセメント組成物について、実施例1と同様にして、0打ちフロー値を測定した。
また、得られたセメント組成物を材料として用いて、実施例1と同様の方法で、セメント質硬化体(成形体)を得た。
得られたセメント質硬化体(成形体)について、実施例1と同様にして、吸水率及び圧縮強度を測定した。
さらに、得られたセメント質硬化体の曲げ強度を、「土木学会基準 JSCE−G 552−2010(鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法)」に準じて測定した。
[Example 9]
Cement, silica fume A, and inorganic powder A were mixed so that the proportions of cement and the like would be the proportions shown in Table 1 in a total amount of 100 vol% of the powder raw materials (cement, silica fume, and inorganic powder). The obtained mixture and the aggregate A1 in such an amount that the ratio of the aggregate A1 in the cement composition is the ratio shown in Table 1 were put into an omnimixer and air-kneaded for 15 seconds.
Next, water, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, and an antifoaming agent were added to the omni mixer in the amounts shown in Table 1, and kneaded for 2 minutes.
After kneading, the kneaded material adhering to the side wall in the omni mixer is scraped off, and further kneaded for 4 minutes, and then the amount of metal fibers in the cement composition in the proportion shown in Table 1 is added to the omni mixer. The mixture was added and kneaded for another 2 minutes.
About the obtained cement composition, it carried out similarly to Example 1, and measured the zero flow value.
Moreover, the cementitious hardened | cured material (molded object) was obtained by the method similar to Example 1 using the obtained cement composition as a material.
About the obtained cementitious hardened | cured material (molded object), it carried out similarly to Example 1, and measured the water absorption rate and the compressive strength.
Furthermore, the bending strength of the obtained cementitious hardened body was measured according to “Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-G 552-2010 (bending strength and bending toughness test method of steel fiber reinforced concrete)”.
[実施例10]
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例3と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例9と同様にして、セメント組成物及びその硬化体を得た。
セメント組成物及びその硬化体について、実施例9と同様にして、各種物性を測定した。
[Example 10]
Instead of immersing the molded body after demolding in water in a reduced-pressure desiccator, the cement composition and the cement composition were obtained in the same manner as in Example 9 except that immersion in boiling water was performed in the same manner as in Example 3. The cured product was obtained.
About a cement composition and its hardened | cured material, it carried out similarly to Example 9, and measured various physical properties.
[実施例11]
粉体原料100質量部当たりの水の配合量を、13質量部から11質量部に変更し、骨材A1の配合量を35.5体積%から30.0体積%に変更し、高性能減水剤の配合量を0.69質量部から0.76質量部に変更し、かつ、成形体を水に浸漬しなかった以外は、実施例1と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体を得た。
実施例1と同様にして、セメント組成物の0打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は54N/mm2であった。
[Example 11]
The amount of water per 100 parts by mass of the powder raw material is changed from 13 parts by mass to 11 parts by mass, and the amount of the aggregate A1 is changed from 35.5% by volume to 30.0% by volume. The cement composition and the hardened cementitious body in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the agent was changed from 0.69 parts by mass to 0.76 parts by mass and the molded body was not immersed in water. Got.
In the same manner as in Example 1, the zero-flow value of the cement composition was measured. The compressive strength at the time of demolding was 54 N / mm 2 .
[実施例12]
脱型後の成形体を、沸騰している水(沸騰水)に、表2に示す時間浸漬した後、該成形体を水に浸漬させたまま、水温が25℃となるまで冷却した以外は、実施例11と同様にして、セメント組成物及びその硬化体を得た。
実施例1と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度等の測定を行った。
[Example 12]
The molded body after demolding was immersed in boiling water (boiling water) for the time shown in Table 2, and then cooled until the water temperature reached 25 ° C. while the molded body was immersed in water. In the same manner as in Example 11, a cement composition and its cured body were obtained.
In the same manner as in Example 1, the water absorption rate was calculated and the compressive strength of the cementitious cured body was measured.
[実施例13]
骨材A1の配合量を、30.0体積%から24.0体積%に変更し、セメント組成物中の骨材Bの割合が6.0体積%となる量の骨材Bを使用した以外は実施例11のセメント組成物と同様の配合で、セメント組成物を製造した。
セメント組成物の製造は、実施例1と同様にして、各材料(粉体原料、骨材A1、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤)を混練した後、さらに骨材Bをオムニミキサに投入して、1分間混練することで行った。
得られたセメント組成物(混練物)を、φ100×200mmの円筒形の型枠に打設し、かつ、成形体を水に浸漬しなかった以外は実施例1と同様にして、セメント質硬化体を得た。
実施例1と同様にして、セメント質硬化体の圧縮強度を測定した。なお、脱型時の圧縮強度は43N/mm2であった。
[Example 13]
The amount of aggregate A1 is changed from 30.0% by volume to 24.0% by volume, and aggregate B is used in such an amount that the ratio of aggregate B in the cement composition is 6.0% by volume. Prepared a cement composition having the same composition as the cement composition of Example 11.
The cement composition was manufactured in the same manner as in Example 1, after kneading each material (powder raw material, aggregate A1, water, polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, and antifoaming agent), and further aggregate. B was put into an omni mixer and kneaded for 1 minute.
The obtained cement composition (kneaded material) was cast into a cylindrical mold of φ100 × 200 mm, and the cementitious hardening was performed in the same manner as in Example 1 except that the molded body was not immersed in water. Got the body.
The compressive strength of the cementitious cured body was measured in the same manner as in Example 1. The compressive strength at the time of demolding was 43 N / mm 2 .
[実施例14]
骨材A1の配合量を、35.5体積%から28.5体積%に変更し、セメント組成物中の骨材Bの割合が7.0体積%となる量の骨材Bを使用した以外は実施例8のセメント組成物と同様の配合で、セメント組成物を製造した。
セメント組成物の製造は、実施例1と同様にして、各材料(粉体原料、骨材A1、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤)を混練した後、さらに、骨材Bをオムニミキサに投入して、1分間混練することで行った。
得られたセメント組成物(混練物)を、φ100×200mmの円筒形の型枠に打設する以外は実施例8と同様にして、セメント質硬化体を得た。
実施例8と同様にして、吸水率の算出およびセメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。なお、脱型時の圧縮強度は37N/mm2であった。
[Example 14]
The amount of aggregate A1 was changed from 35.5% to 28.5% by volume, and aggregate B was used in such an amount that the ratio of aggregate B in the cement composition was 7.0% by volume. Prepared a cement composition having the same composition as the cement composition of Example 8.
The cement composition was manufactured in the same manner as in Example 1, after kneading each material (powder raw material, aggregate A1, water, polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, and antifoaming agent), The material B was put into an omni mixer and kneaded for 1 minute.
A hardened cementitious material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the obtained cement composition (kneaded material) was cast into a cylindrical mold with a diameter of 100 mm x 200 mm.
In the same manner as in Example 8, the water absorption was calculated and the compressive strength of the cementitious hardened body was measured. The compressive strength at the time of demolding was 37 N / mm 2 .
[実施例15]
骨材A1の代わりに骨材A2を使用した以外は、実施例4と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、セメント組成物の0打ちフロー値等の測定を行った。なお、脱型時の圧縮強度は47N/mm2であった。
[Example 15]
A cement composition and its cured body (molded body) were obtained in the same manner as in Example 4 except that the aggregate A2 was used instead of the aggregate A1.
In the same manner as in Example 1, measurements such as a zero strike flow value of the cement composition were performed. The compressive strength at the time of demolding was 47 N / mm 2 .
[実施例16]
骨材A1の代わりに骨材A2を使用した以外は、実施例12と同様にして、セメント組成物及びその硬化体(成形体)を得た。
実施例1と同様にして、セメント組成物の0打ちフロー値等の測定を行ったところ、圧縮強度は、測定値の測定限界(511N/mm2)を超えていた。なお、脱型時の圧縮強度は55N/mm2であった。
[Example 16]
A cement composition and its cured body (molded body) were obtained in the same manner as in Example 12 except that the aggregate A2 was used instead of the aggregate A1.
In the same manner as in Example 1, measurements of the zero-flow value and the like of the cement composition were performed. As a result, the compressive strength exceeded the measurement limit (511 N / mm 2 ). The compressive strength at the time of demolding was 55 N / mm 2 .
[比較例1]
セメント、シリカフュームB及び無機粉末Bを、粉体原料(セメント、シリカフューム及び無機粉末)の合計量100体積%中、セメント等の各割合が表1に示す割合となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材A1の割合が表1に示す割合となる量の骨材A1を、オムニミキサに投入して、15秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表1に示す量でオムニミキサに投入して、2分間混練した。
混練後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに4分間混練を行った。
得られた混練物を材料として用いて、実施例1と同様にして、セメント質硬化体を得た。得られた混練物(セメント組成物)及びその硬化体について、実施例1と同様にして、各種物性を測定した。
以上の結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
Cement, silica fume B, and inorganic powder B were mixed so that each ratio of cement and the like would be the ratio shown in Table 1 in a total amount of 100 vol% of the powder raw materials (cement, silica fume and inorganic powder). The obtained mixture and the aggregate A1 in such an amount that the ratio of the aggregate A1 in the cement composition is the ratio shown in Table 1 were put into an omnimixer and air-kneaded for 15 seconds.
Next, water, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, and an antifoaming agent were added to the omni mixer in the amounts shown in Table 1, and kneaded for 2 minutes.
After kneading, the kneaded material adhering to the side wall in the omni mixer was scraped off and further kneaded for 4 minutes.
Using the obtained kneaded material as a material, a cementitious cured body was obtained in the same manner as in Example 1. About the obtained kneaded material (cement composition) and its hardened | cured material, it carried out similarly to Example 1, and measured various physical properties.
The results are shown in Table 2.
表2から、本発明のセメント組成物(実施例1〜16)によれば、0打ちフロー値が217mm以上であることがわかる。また、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、350N/mm2以上であり、非常に大きいことがわかる。
また、金属繊維を含むセメント組成物(実施例9〜10)の曲げ強度は、40N/mm2以上であり、大きいことがわかる。
また、修正モース硬度が12である細骨材を用いたセメント組成物(実施例15〜16)の圧縮強度は、500N/mm2以上であり、極めて大きいことがわかる。
さらに、粗骨材を含むセメント組成物(実施例13〜14)を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、333N/mm2以上であり、大きいことがわかる。
一方、比較例1では、セメント質硬化体の圧縮強度は290N/mm2であり、実施例1〜16と比べて小さいことがわかる。
From Table 2, it can be seen that according to the cement composition of the present invention (Examples 1 to 16), the zero-flow value is 217 mm or more. Moreover, it turns out that the compressive strength of the cementitious hardened | cured material formed by hardening | curing the cement composition of this invention is 350 N / mm < 2 > or more, and is very large.
Moreover, it turns out that the bending strength of the cement composition (Examples 9-10) containing a metal fiber is 40 N / mm < 2 > or more, and is large.
Moreover, it turns out that the compressive strength of the cement composition (Examples 15-16) using the fine aggregate whose correction Mohs hardness is 12 is 500 N / mm < 2 > or more, and is extremely large.
Furthermore, it can be seen that the compressive strength of the cementitious hardened body obtained by hardening the cement composition containing coarse aggregate (Examples 13 to 14) is 333 N / mm 2 or more.
On the other hand, in the comparative example 1, it turns out that the compressive strength of a cementitious hardened body is 290 N / mm < 2 >, and is small compared with Examples 1-16.
特許文献1には、フロー値を「0打ち」で測定した実施例として、水と結合材の質量比(水/結合材の質量比)が0.135であり、0打ちフロー値が240〜242mmであり、圧縮強度が280N/mm2であるセメント組成物、および、水と結合材の質量比が0.135であり、0打ちフロー値が270〜275mmであり、圧縮強度が215N/mm2であるセメント組成物が記載されている。
本発明は、硬化前には高い流動性(例えば、0打ちフロー値が200mm以上)を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度(例えば、骨材として細骨材及び粗骨材を用いる場合に300N/mm2以上、骨材として細骨材のみを用いる場合に350N/mm2以上)を発現するセメント組成物(モルタルまたはコンクリート)からなるセメント質硬化体の製造方法を提供することを目的とする。
In Patent Document 1, as an example in which the flow value was measured by “0 strike”, the mass ratio of water to the binder (water / binder mass ratio) was 0.135, and the zero strike flow value was 240 to 240. 242 mm, compressive strength of 280 N / mm 2 cement composition, and water to binder mass ratio of 0.135, zero strike flow value of 270-275 mm, compressive strength of 215 N / mm A cement composition of 2 is described.
The present invention has a high fluidity (for example, a zero stroke flow value of 200 mm or more) before curing, and a high compressive strength after curing (for example, when fine aggregate and coarse aggregate are used as aggregates. It is an object to provide a method for producing a cementitious hardened body made of a cement composition (mortar or concrete) that expresses 300 N / mm 2 or more, and when using only a fine aggregate as an aggregate, 350 N / mm 2 or more. To do.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメント、BET比表面積が15〜25m2/gのシリカフューム、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の各割合が特定の数値範囲内であるセメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、上記未硬化の成形体を、特定の条件下で封緘養生または気中養生した後、脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、上記硬化した成形体について、特定の条件下で蒸気養生もしくは温水養生と、特定の条件下でオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、上記加熱養生後の硬化体を、特定の条件下で加熱して、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、を含むセメント質硬化体の製造方法によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
また、上記セメント組成物が、最大粒径が1.2mmを超え、13mm以下の骨材Bを含む場合であっても、300N/mm2以上の圧縮強度を発現できることを見出し、本発明を完成した。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm, maximum particle size Is a cement composition containing aggregate A having a diameter of 1.2 mm or less, a high-performance water reducing agent, an antifoaming agent, and water, wherein the cement, the silica fume, and the silica fume A molding step of placing a cement composition in which each proportion of the inorganic powder is within a specific numerical range in a mold to obtain an uncured molded body, and the uncured molded body under a specific condition A normal temperature curing process for obtaining a molded product that has been cured after sealing or in-air curing and then demolded, and for the cured product, steam curing or hot water curing under specific conditions, and autoclave under specific conditions A heat curing step for obtaining a cured product after heat curing by performing one or both of curing, and high-temperature heating for heating the cured product after the heat curing under specific conditions to obtain the cemented cured product According to the method for producing a hardened cementitious body comprising the steps, the inventors have found that the above object can be achieved and completed the present invention.
In addition, even when the cement composition includes aggregate B having a maximum particle size of more than 1.2 mm and not more than 13 mm, it has been found that a compressive strength of 300 N / mm 2 or more can be expressed, and the present invention has been completed. did.
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供するものである。 That is, the present invention provides the following [1] to [ 8 ].
[1] セメント、BET比表面積が15〜25m 2 /gのシリカフューム、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、上記セメントの割合が55〜65体積%、上記シリカフュームの割合が5〜25体積%、上記無機粉末の割合が15〜35体積%であるセメント組成物からなるセメント質硬化体を製造するための方法であって、上記セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、上記未硬化の成形体を、10〜40℃で24時間以上、封緘養生または気中養生した後、上記型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、上記硬化した成形体について、70℃以上100℃未満で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、上記加熱養生後の硬化体を、150〜200℃で24時間以上、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。
[2] 上記常温養生工程と上記加熱養生工程の間に、上記硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含む前記[1]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[3] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を水中に浸漬させる前記[2]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[4] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる前記[3]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[5] 上記吸水工程において、上記硬化した成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、成形体を浸漬させたまま水温を40℃以下に冷却する前記[3]に記載のセメント質硬化体の製造方法。
[6] 上記常温養生工程において、上記硬化した成形体が20〜100N/mm2の圧縮強度を発現した時に、上記硬化した成形体を上記型枠から脱型する前記[1]〜[5]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
[7] 上記セメント組成物が、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一種以上の繊維を含み、上記セメント組成物中の上記繊維の割合が、3体積%以下である前記[1]〜[6]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
[8] 上記セメント組成物中の上記骨材Aの割合が、20〜40体積%である前記[1]〜[7]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
[ 1 ] Cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, inorganic powder having a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm, aggregate A having a maximum particle size of 1.2 mm or less, and a high-performance water reducing agent A cement composition containing an antifoaming agent and water, wherein the cement content is 55 to 65% by volume and the silica fume content is 5 to 5% in a total amount of 100% by volume of the cement, the silica fume and the inorganic powder. 25% by volume, a method for producing a cementitious hardened body made of a cement composition having a proportion of the inorganic powder of 15 to 35% by volume, wherein the cement composition is placed in a mold, A molding step for obtaining an uncured molded body, and after curing the above-mentioned uncured molded body at 10 to 40 ° C. for 24 hours or more for sealing or aerating, the mold is removed from the mold and cured. Normal temperature curing process The cured molded body is subjected to one or both of steam curing or hot water curing at 70 ° C. or more and less than 100 ° C. for 1 hour or more and autoclave curing at 100 to 200 ° C. for 1 hour or more, and after heat curing Heat curing step for obtaining a cured product of the above and the cured product after the heat curing are heated at 150 to 200 ° C. for 24 hours or more (however, excluding heating by autoclave curing) to obtain the cementitious cured product. A method for producing a hardened cementitious body comprising a high-temperature heating step.
[ 2 ] The method for producing a cementitious cured body according to [ 1 ], further including a water absorption step for allowing the cured molded body to absorb water between the room temperature curing step and the heat curing step.
[ 3 ] The method for producing a cementitious cured body according to [ 2 ], wherein the cured molded body is immersed in water in the water absorption step.
[ 4 ] The method for producing a hardened cementitious material according to [ 3 ], wherein in the water absorption step, the cured molded body is immersed in water under reduced pressure.
[5] In the water absorbing process, the molded body above cured, after immersion in boiling water, according to [3] for cooling the temperature remains immersed the molded product 40 ° C. or less A method for producing a cementitious hardened body.
[ 6 ] In the normal temperature curing step, when the cured molded body expresses a compressive strength of 20 to 100 N / mm 2 , the cured molded body is demolded from the formwork. [ 1 ] to [ 5 ] A method for producing a hardened cementitious body according to any one of the above.
[7] The cement composition includes one or more fibers selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers, and the ratio of the fibers in the cement composition is 3% by volume or less. [1] A method for producing a hardened cementitious body according to any one of [6].
[8] The method for producing a hardened cementitious material according to any one of [1] to [7], wherein the ratio of the aggregate A in the cement composition is 20 to 40% by volume.
本発明のセメント質硬化体の製造方法によれば、セメント組成物(モルタル)であっても、硬化後には高い圧縮強度(例えば、350N/mm2以上)を発現することができる。また、本発明のセメント質硬化体の製造方法によれば、粗骨材を含むセメント組成物(コンクリート)であっても、硬化後には高い圧縮強度(例えば、300N/mm2以上)を発現することができる。 According to the production method of cementitious cured product of the present invention, even in a cement composition (mortar), it is possible to exhibit high compressive strength after curing (e.g., 350 N / mm 2 or higher). Further, according to the method of manufacturing cementitious cured product of the present invention, even in a cement composition comprising a coarse aggregate (concrete), exhibits high compressive strength after curing (e.g., 300N / mm 2 or higher) be able to.
本発明のセメント質硬化体の製造方法に用いられるセメント組成物(以下、「本発明のセメント組成物」ともいう。)は、セメント、BET比表面積が15〜25m2/gのシリカフューム(以下、「シリカフューム」と略すことがある。)、50%累積粒径が0.8〜5μmの無機粉末(以下、「無機粉末」と略すことがある。)、最大粒径が1.2mm以下の骨材A、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量100体積%中、セメントの割合が55〜65体積%、シリカフュームの割合が5〜25体積%、無機粉末の割合が15〜35体積%のものである。 The cement composition (hereinafter also referred to as “the cement composition of the present invention” ) used in the method for producing a hardened cementitious material of the present invention is cement, silica fume having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g (hereinafter referred to as “the cement composition of the present invention”). "Silica fume" may be abbreviated.), 50% cumulative particle size inorganic powder (hereinafter, may be abbreviated as "inorganic powder") 0.8 to 5 μm, and maximum particle size 1.2 mm or less bone A cement composition comprising material A, a high-performance water reducing agent, an antifoaming agent and water, wherein the proportion of cement is 55 to 65% by volume and the proportion of silica fume is 100% by volume of the total amount of cement, silica fume and inorganic powder. 5 to 25% by volume and the proportion of the inorganic powder is 15 to 35% by volume.
以下、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の製造方法について詳しく説明する。
本発明のセメント質硬化体の製造方法の一例は、上述した本発明のセメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、未硬化の成形体を、10〜40℃で24時間以上、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、硬化した成形体について、70℃以上100℃未満で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、加熱養生後の硬化体を、150〜200℃で24時間以上、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、セメント質硬化体を得る高温加熱工程を含むものである。
Hereafter, the manufacturing method of the cementitious hardened body formed by hardening | curing the cement composition of this invention is demonstrated in detail.
An example of a method for producing a hardened cementitious material of the present invention includes a molding step of placing the above-described cement composition of the present invention in a mold to obtain an uncured molded product, and an uncured molded product, After a sealing curing or aerial curing for 24 hours or more at 10 to 40 ° C., a room temperature curing process for removing the mold from the mold and obtaining a cured molded body, and for the cured molded body, 1 to 70 ° C. or more and less than 100 ° C. A heat curing process for obtaining a cured product after heat curing by performing either or both of steam curing or warm water curing for more than an hour and autoclave curing at 100 to 200 ° C. for one hour or more, and a cured product after heating curing Is heated at 150 to 200 ° C. for 24 hours or more (however, excluding heating by autoclave curing) to include a high-temperature heating step of obtaining a cementitious hardened body.
Claims (18)
上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量100体積%中、上記セメントの割合が55〜65体積%、上記シリカフュームの割合が5〜25体積%、上記無機粉末の割合が15〜35体積%であることを特徴とするセメント組成物。 Cement, silica fume with a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, inorganic powder with a 50% cumulative particle size of 0.8 to 5 μm, aggregate A with a maximum particle size of 1.2 mm or less, high-performance water reducing agent, antifoaming A cement composition comprising an agent and water,
In the total amount of 100% by volume of the cement, the silica fume and the inorganic powder, the proportion of the cement is 55 to 65% by volume, the proportion of the silica fume is 5 to 25% by volume, and the proportion of the inorganic powder is 15 to 35% by volume. Cement composition characterized by being.
上記セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、
上記未硬化の成形体を、10〜40℃で24時間以上、封緘養生または気中養生した後、上記型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、
上記硬化した成形体について、70℃以上100℃未満で1時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、100〜200℃で1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、
上記加熱養生後の硬化体を、150〜200℃で24時間以上、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、
を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。 A method for producing a cementitious hardened body comprising the cement composition according to any one of claims 1 to 12,
A molding step of placing the cement composition in a mold to obtain an uncured molded body,
Room temperature curing step of obtaining the cured molded body by removing the mold from the mold after curing the uncured molded body at 10 to 40 ° C. for 24 hours or more, or curing in the air,
The cured molded body is subjected to either or both of steam curing or hot water curing at 70 ° C. or more and less than 100 ° C. for 1 hour or more and autoclave curing at 100 to 200 ° C. for 1 hour or more, and after the heat curing A heat curing process to obtain a cured product;
A high-temperature heating step of heating the cured body after the heat curing at 150 to 200 ° C. for 24 hours or more (excluding heating by autoclave curing) to obtain the cementitious cured body,
A method for producing a hardened cementitious material, comprising:
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