JP2018016510A - コンクリートの表面改質材およびそれを用いたコンクリートの表層品質を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、CaO・2Al2O3構造を持つカルシウムフェロアルミネート化合物をセメント混和材とする方法も提案されている(特許文献3参照)。これらの方法は、セメントコンクリートに特殊な混和材を一定量混和するため、経済的な負担が大きいものであった。
しかしながら、高炉水砕スラグ微粉末やポゾラン物質の反応は長期にわたって起こるため、初期強度の発現を阻害する傾向にあり、若材齢で海水に浸漬されると塩化物イオンの浸透抵抗性が低下し、コンクリートが劣化するという課題があった。
本発明で使用する部や%は特に規定のない限り質量基準である。
また、カルシウムアルミネートのブレーン比表面積が2000cm2/g未満では、塩害抵抗性が十分に発揮されず、カルシウムアルミネートのブレーン比表面積が6000cm2/gを超えても、塩害抵抗性の更なる向上が期待できないことに加え、コテによる表面仕上げ作業がやや困難になる。カルシウムアルミネートのブレーン比表面積は2500〜5000cm2/gが好ましく、3000〜4000cm2/gがより好ましい。
表1に示す種々のカルシウムアルミネートをコンクリートの表面改質材として用い、各種表面改質材の性能評価を行った。
表1に示す種々のカルシウムアルミネートは、試薬1級の炭酸カルシウムと試薬1級の酸化アルミニウムを所定の割合で配合し、電気炉で1650℃焼成した後、徐冷して合成した後、粉砕して得た。
まず、普通コンクリート(単位セメント量300kg/m3、水セメント比55%、s/a=40%、空気量4.5%)を2m×2m(4m2)に厚さ20cmで打設した。(始発時間:5時間)次いで、表面仕上げのタイミング(打設後4時間)で、コンクリートの表面改質材を1m2当たり750g振りまき、コテ仕上げにより万遍にいきわたらせた。仕上げ後、湿布養生を材齢5日まで行い、塩水養生試験およびひび割れ抵抗性試験を行った。結果を表1に併記した。
なお、比較のために、コンクリートの表面改質材として、普通ポルトランドセメントや高炉スラグ微粉末を用いた場合の結果も併記した。
カルシウムアルミネートA:CaO/Al2O3モル比が0.5、ブレーン比表面積3000cm2/g。
カルシウムアルミネートB:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積3000cm2/g。
カルシウムアルミネートC:CaO/Al2O3モル比が1.0、ブレーン比表面積3000cm2/g。
カルシウムアルミネートD:CaO/Al2O3モル比が0.3、ブレーン比表面積3000cm2/g。
カルシウムアルミネートE:CaO/Al2O3モル比が1.2、ブレーン比表面積3000cm2/g。
カルシウムアルミネートF:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積1500cm2/g。
カルシウムアルミネートG:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積2000cm2/g。
カルシウムアルミネートH:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積2500cm2/g。
カルシウムアルミネートI:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積4000cm2/g。
カルシウムアルミネートJ:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積5000cm2/g。
カルシウムアルミネートK:CaO/Al2O3モル比が0.75、ブレーン比表面積6000cm2/g。
普通ポルトランドセメント:市販品、ブレーン比表面積3200cm2/g。
高炉スラグ微粉末:市販品、ブレーン比表面積4000cm2/g。
凝結時間:JIS A 1147「コンクリートの凝結時間試験方法」に準拠。
塩水養生試験: 試験体の養生終了後、仕上げ面から上に10cmの高さまで型枠を設
置、繋ぎ目のシールを行い、ここに10%のNaCl水溶液を満たした。NaCl水
溶液の濃度は随時測定し10%を維持し、材齢28日後に上面からコア供試体を採取、
塩分の浸透深さを測定した。
ひび割れ抵抗性(プラスチックひび割れ):塩水養生試験とは別試験体を、表面仕上げ後送風機により風速1.5m/sの風を表面に当て養生、翌日目視によりプラスチックひび割れ発生の有無を確認した。
ひび割れ抵抗性(乾燥収縮ひび割れ):上記試験体を所定の養生終了後屋内で乾燥させ、養生終了から3ヵ月後にひび割れ幅の観察を行った。
<判定>
◎・・・ひび割れ発生せず。
○・・・幅0.05mm未満のひび割れが発生。
△・・・幅0.05mm以上0.2mm未満のひび割れが発生。
×・・・幅0.2mm以上のひび割れが発生。
コテ仕上げ作業性:5分未満でコテ仕上げが完了した場合を○、5分〜8分で完了した場合を△、8分を超えた場合や仕上げられなった場合を×とした。
カルシウムアルミネート存在深さ:硬化後の供試体を深さ方向に切断し、電子線マイクロアナライザ法(EPMA)によりカルシウムアルミネートの主成分である、CaやAlの元素濃度から存在深さを確認した。
カルシウムアルミネートBをコンクリートの表面改質材として用い、表面改質材の使用量を表2に示すようにしたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に示す。
カルシウムアルミネートBをコンクリートの表面改質材として用い、カルシウムアルミネート存在深さを表3に示すようにした(硬化後の分析と振りまき量の関係から存在深さを調整)こと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に示す。
カルシウムアルミネートBをコンクリートの表面改質材として用い、実験例1の普通ポルトランドセメントを使用して、セメントペースト(水セメント比40%)、およびモルタル(水セメント比40%、砂セメント比3)に混和(セメントペースト、モルタル100部に対して20部)したものを表面に塗布(厚み5mm)したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に示す。
カルシウムアルミネートBをコンクリートの表面改質材として用い、表面改質材を振りまくタイミングを変えたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表5に示す。
Claims (4)
- CaO/Al2O3モル比が0.5〜1.0で、ブレーン比表面積が2000〜6000cm2/gであるカルシウムアルミネートを含有してなるコンクリートの表面改質材。
- コンクリート1m2当たり請求項1に記載のコンクリートの表面改質材300g〜2000gをコンクリート表面層5mm以内に存在させることを特徴とするコンクリートの表層品質を改善する方法。
- コンクリート打設後、表面仕上げ時に、請求項1に記載のコンクリートの表面改質材を振りまき、コテによる表面仕上げ作業を行いながらコンクリート表面に分散させることを特徴とするコンクリートの表層品質を改善する方法。
- 表面仕上げが、コンクリートの凝結の始発前であることを特徴とする請求項3に記載のコンクリートの表層品質を改善する方法。
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