JP2020128302A - Cement composite material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は速硬性を有するセメント複合材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cement composite material having rapid hardening property.
現在、国内の道路橋は老朽化が進んでおり，今後その数は急増すると言われている。そのため維持管理および補修，補強によって長寿命化させる必要がある。橋梁床版の補強工法の一例として床版上面増厚工法，補修工法の一例として断面修復工法が挙げられる。それらに用いるコンクリートは一般的に求められる性能として，早期道路開放のために速硬性、劣化因子への耐久性、既設コンクリートとの一体性等が挙げられる。 Currently, domestic road bridges are aging and it is said that the number will increase rapidly in the future. Therefore, it is necessary to extend the service life through maintenance, repair and reinforcement. As an example of the reinforcement method for the bridge deck, there is a thickening method for the floor slab top surface, and as an example of the repair method, a section restoration method. The properties that are generally required for the concrete used for them include rapid hardening for early road opening, durability against deterioration factors, and integrity with existing concrete.
短時間で強度発現性を得るために、速硬性のあるセメントや混和材料を添加した水硬性材料が使用されている。また、これらの材料にセメント混和用ポリマーを加え、速硬性と耐久性を考慮した水硬性組成物が提案されている（特許文献１、２等）。 In order to obtain strength development in a short time, a quick-setting cement or a hydraulic material to which an admixture is added is used. Further, a hydraulic composition in which a cement admixture polymer is added to these materials in consideration of rapid hardening and durability has been proposed (Patent Documents 1 and 2).
既設コンクリートとの一体性を高める方法には既設部と新設部の界面の付着性を上げるのが一般的だが、その他に同程度の静弾性係数を有する材料を用いることが挙げられる。既設部と新設部で静弾性係数が大きく異なる場合，荷重に対するひずみ量に両者の差が生じてしまい，界面での剥離が起こる原因になる。呼び強度が同等のコンクリートを使用することで、静弾性係数の過度な乖離が抑えられるが、速硬性や耐久性を満足することは難しくなる。速硬性や耐久性を付与すると水セメント比は低下する配合になり、圧縮強度の増加に伴い静弾性係数も増加してしまう。 As a method of increasing the integrity with the existing concrete, it is common to increase the adhesiveness at the interface between the existing part and the new part, but it is also possible to use a material having a similar static elastic modulus. If the static elasticity coefficient of the existing part differs greatly from that of the new part, the difference in the strain amount with respect to the load will occur, resulting in delamination at the interface. By using concrete having the same nominal strength, excessive deviation of the static elastic modulus can be suppressed, but it becomes difficult to satisfy the rapid hardening property and the durability. When quick-hardening and durability are imparted, the water-cement ratio decreases, and the static elastic modulus also increases as the compressive strength increases.
本発明者らは、速硬性を有したセメント複合材を検討するにあたり、骨材ならびにセメント混和用ポリマーを用いた配合を鋭意検討した結果、特定のコンクリート配合において、速硬性と耐久性を失わずに静弾性係数を低減させたセメント複合材が経済的に得られるとの知見を得た。本発明は、係る知見に基づいてなされたものである。
したがって、本発明は、速硬性と耐久性を有し、静弾性係数を低減させたセメント複合材を提供するものである。
The inventors of the present invention, when studying a cement composite material having a quick-setting property, as a result of earnestly examining a composition using an aggregate and a polymer for admixing cement, in a specific concrete composition, without losing the quick-setting property and durability. Moreover, it was found that a cement composite material having a reduced static elastic modulus can be economically obtained. The present invention has been made based on such findings.
Therefore, the present invention provides a cement composite material that has fast hardening and durability and has a reduced static elastic modulus.
すなわち、本発明は、次の〔１〕〜〔４〕を提供するものである。
〔１〕セメント、速硬性セメント混和材、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤及び骨材を含み、
前記骨材が、絶乾密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材及び３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の重量骨材を含み、かつ前記セメント混和用ポリマー（固形分）が、セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対して４〜１４質量部であるセメント複合材。
〔２〕前記骨材中の細骨材が、絶乾密度が１．５〜２．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材を含み、かつ前記骨材中の粗骨材が、絶乾密度が３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の重量骨材を含む〔１〕に記載のセメント複合材。
〔３〕前記骨材中の細骨材が、絶乾密度が３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の重量骨材を含み、前記骨材中の粗骨材が、絶乾密度が１．０〜１．６ｇ／ｃｍ３の軽量骨材を含む〔１〕に記載のセメント複合材。
〔４〕前記セメント複合材の単位容積質量が、１．９０〜３．２０ｔ／ｍ３である〔１〕〜〔３〕の何れかに記載のセメント複合材。
〔５〕コンクリート構造物の補修用として用いられる〔１〕〜〔４〕の何れかに記載のセメント複合材。
〔６〕コンクリート床版上面における断面修復用として用いられる〔１〕〜〔４〕の何れかに記載のセメント複合材。
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] Cement, quick-setting cement admixture, cement admixture polymer, setting retarder and aggregate,
The aggregate includes a lightweight aggregate having an absolute dry density of 1.0 to 2.0 g/cm 3 and a weight aggregate of 3.0 to 5.0 g/cm 3 , and the cement admixture polymer (solid content). ) Is 4 to 14 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of cement and the fast-setting cement admixture.
[2] The fine aggregate in the aggregate includes a lightweight aggregate having an absolute dry density of 1.5 to 2.0 g/cm 3 , and the coarse aggregate in the aggregate has an absolute dry density of 3 The cement composite material according to [1], which contains a weight aggregate of 0.0 to 5.0 g/cm 3 .
[3] The fine aggregate in the aggregate includes a weight aggregate having an absolute dry density of 3.0 to 5.0 g/cm 3 , and the coarse aggregate in the aggregate has an absolute dry density of 1. The cement composite material according to [1], which contains a lightweight aggregate of 0 to 1.6 g/cm 3 .
[4] The cement composite material according to any one of [1] to [3], wherein the unit volume mass of the cement composite material is 1.90 to 3.20 t/m 3 .
[5] The cement composite material according to any one of [1] to [4], which is used for repairing a concrete structure.
[6] The cement composite material according to any one of [1] to [4], which is used for repairing a cross section on the upper surface of a concrete floor slab.
速硬性と耐久性を損なわずに静弾性係数を低減させたセメント複合材が経済的に得られる。本発明の速硬性を有するセメント複合材は、既設のコンクリートとの静弾性係数の差が小さく、界面剥離が起きにくいことから、既設のコンクリート構造物の補修材として好適である。 It is possible to economically obtain a cement composite material having a reduced static elastic modulus without impairing quick-hardening property and durability. The cement composite material of the present invention having quick-hardening property is suitable as a repair material for an existing concrete structure because it has a small difference in static elastic modulus from existing concrete and hardly causes interfacial peeling.
本発明の実施形態が、以下、説明される。
本発明のセメント複合材は、セメント、速硬性セメント混和材、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤、絶乾密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材及び３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の重量骨材を含有する。
Embodiments of the present invention are described below.
The cement composite material of the present invention comprises cement, a quick-setting cement admixture, a cement admixture polymer, a setting retarder, a lightweight aggregate having an absolute dry density of 1.0 to 2.0 g/cm 3 , and 3.0 to 5. It contains 0 g/cm 3 of heavy aggregate.
本発明で用いられるセメントとしては、工業的に製造されるポルトランドセメントが使用できる。例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。また、前記ポルトランドセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等が混合された各種の混合セメントが挙げられる。これらセメントの一種であっても、二種以上のものであっても良い。 As the cement used in the present invention, industrially produced Portland cement can be used. For example, various portland cements such as ordinary, early strength, ultra-early strength, low heat and moderate heat are mentioned. Further, various kinds of mixed cement in which fly ash, blast furnace slag, silica fume, limestone fine powder or the like are mixed with the Portland cement can be mentioned. These cements may be one kind or two or more kinds.
本発明で用いられる速硬性セメント混和材は、セメントに添加することによって早期に硬化を促進する材料を指す。いわゆるセメント・コンクリート用の硬化促進剤と呼ばれるものであり、例えば硝酸塩、亜硝酸塩、アルミン酸塩系等の液体系のもの、カルシウムアルミネート類を有効成分として含む粉体系のものが挙げられる。特に短時間強度発現性の観点からは、カルシウムアルミネート類を含む、カルシウムアルミネート系の速硬性セメント混和材が好ましい。これらの速硬性セメント混和材はセメント１００質量部に対して５〜１００質量部添加される。 The quick-hardening cement admixture used in the present invention refers to a material that accelerates hardening early when added to cement. It is a so-called hardening accelerator for cement/concrete, and examples thereof include liquid compounds such as nitrates, nitrites and aluminates, and powder compounds containing calcium aluminates as an active ingredient. In particular, from the viewpoint of short-time strength development, a calcium aluminate-based fast-setting cement admixture containing calcium aluminates is preferable. These fast-setting cement admixtures are added in an amount of 5 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of cement.
前記速硬性セメント混和材の有効成分として含まれるカルシウムアルミネート類としては、ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡ、Ｎａ２ＯをＮ、Ｆｅ２Ｏ３をＦで表示した場合、Ｃ３Ａ，Ｃ２Ａ，Ｃ１２Ａ７，Ｃ５Ａ３，ＣＡ，Ｃ３Ａ５又はＣＡ２等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、Ｃ２ＡＦ，Ｃ４ＡＦ等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶又は置換したＣ３Ａ３・ＣａＦ２やＣ１１Ａ７・ＣａＦ２等と表示されるカルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート、Ｃ８ＮＡ３やＣ３Ｎ２Ａ５等と表示されるカルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネート、アウイン（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４）等のカルシウムサルホアルミネート、アルミナセメント、並びにこれらにＳｉＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｆｅ２Ｏ３，ＴｉＯ２等が固溶又は化合したもの等が含まれる。特にカルシウムアルミネートを有効成分として含むものが好ましい。含まれるカルシウムアルミネート類は一種であっても、二種以上であっても良い。さらに、安定した強度発現性の観点からカルシウムアルミネート類に硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩が併用された速硬性セメント混和材が好ましい。カルシウムアルミネート類を有効成分として含むカルシウムアルミネート系の速硬性セメント混和材の添加量としては、セメント１００質量部に対して２０〜７０質量部が好ましい。 Calcium aluminates contained as an active ingredient of the rapid hardening cement admixture, if the CaO C, the Al 2 O 3 A, the Na 2 O N, the Fe 2 O 3 were displayed at F, C 3 A , C 2 A, C 12 A 7 , C 5 A 3 , CA, C 3 A 5 or CA 2 and the like, calcium aluminate having a mineral composition, C 2 AF, C 4 AF, etc. calcium Aluminoferrite, calcium haloaluminate containing calcium fluoroaluminate such as C 3 A 3 ·CaF 2 or C 11 A7·CaF 2 in which halogen is solid-solved or substituted in calcium aluminate, C 8 NA 3 or C Calcium sodium aluminate represented by 3 N 2 A 5, etc., calcium lithium aluminate, calcium sulfoaluminate such as hain (3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 ), alumina cement, and SiO 2 , K 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 and the like are included as solid solutions or compounds. Particularly, those containing calcium aluminate as an active ingredient are preferable. The calcium aluminates contained may be one kind or two or more kinds. Further, from the viewpoint of stable strength development, a quick-hardening cement admixture in which calcium aluminates are used in combination with sulfates such as sodium sulfate, potassium sulfate and calcium sulfate is preferable. The amount of the calcium aluminate-based fast-setting cement admixture containing calcium aluminate as an active ingredient is preferably 20 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
本発明で用いられるセメント混和用ポリマーは、一般にセメント混和用に使用されている何れのポリマーも使用することができるが、アクリル酸エステル系ポリマー、アクリルスチレン系ポリマー、スチレンブタジエン（ＳＢＲ）系ポリマー、酢酸ビニル系ポリマー、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニルエステル系ポリマー、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）系ポリマー、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル系ポリマー等が好ましい。これらのポリマーは、通常ポリマーディスパージョンの形態で市販されているもの、及び再乳化粉末樹脂として市販されているもののいずれでもよい。これらの中で、スチレンブタジエン系ポリマーが特に好ましい。 As the polymer for admixing cement used in the present invention, any polymer generally used for admixing cement can be used, but an acrylic ester polymer, an acrylic styrene polymer, a styrene butadiene (SBR) polymer, A vinyl acetate-based polymer, an ethylene vinyl acetate-based polymer, a vinyl acetate/versatic acid vinyl ester-based polymer, an ethylene vinyl alcohol (EVA)-based polymer, a vinyl acetate/vinyl versatate/acrylic acid ester-based polymer and the like are preferable. These polymers may be either commercially available in the form of polymer dispersion or commercially available as re-emulsified powder resin. Of these, styrene butadiene-based polymers are particularly preferable.
セメント混和用ポリマー（固形分）の配合量は、前記セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対して、４〜１４質量部である。当該量とすることで、材料分離のないセメント複合材の混練物が得られ、所定の強度発現性と静弾性係数を有するセメント複合材が得られる。４質量部未満の場合は、セメント複合材の混練物に材料分離が生じる虞があり、一方１４質量部を超えると、強度発現性及び耐久性の低下がみられる。好ましくは５〜１２質量部である。 The compounding amount of the cement admixture polymer (solid content) is 4 to 14 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the cement and the quick-hardening cement admixture. By setting the amount, a kneaded product of the cement composite material without material separation is obtained, and a cement composite material having a predetermined strength development property and a static elastic modulus is obtained. If the amount is less than 4 parts by mass, material separation may occur in the kneaded product of the cement composite material, while if it exceeds 14 parts by mass, strength development and durability are deteriorated. It is preferably 5 to 12 parts by mass.
本発明における凝結遅延剤はセメントの凝結に遅延作用を及ぼすものである。凝結遅延剤は、液状のもの、粉体状のものいずれでも構わないが、液状のものが好ましい。凝結遅延剤が液状のものを好ましいとしたのは、遅延効果が速やかに得られるからである。このような液状凝結遅延剤としては、例えばクエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、酒石酸などの有機酸、又はその塩、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、リン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等の無機塩、糖類などの群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む液状（例えば、水溶液、エマルジョン、懸濁液の形態）のものが挙げられる。中でも、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩、アルカリ金属炭酸塩の群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む水溶液が用いられると、セメント複合材の可使時間が長く、かつ、初期の強度発現が高いことから好ましい。 The setting retarder in the present invention has a retarding effect on the setting of cement. The setting retarder may be liquid or powder, but liquid is preferable. The reason why the setting retarder is liquid is preferable because the retarding effect can be quickly obtained. Examples of the liquid setting retarder include organic acids such as citric acid, gluconic acid, malic acid and tartaric acid, or salts thereof, boric acid, borate salts such as sodium borate, phosphates, sodium carbonate and carbonic acid. Examples include liquids (eg, aqueous solutions, emulsions, suspensions) containing one or more selected from the group consisting of inorganic salts such as potassium, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, and sugars. Among them, citric acid, citrate, tartaric acid, tartrate, when an aqueous solution containing one or more selected from the group of alkali metal carbonates is used, the pot life of the cement composite material is long, and It is preferable because the initial strength expression is high.
凝結遅延剤の配合量は、セメント複合材の可使時間や初期強度発現性の観点から、前記セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対して、０．０５〜２．０質量部が好ましい。セメント複合材の可使時間は、２０分以上確保することが好ましい。より好ましくは、３０分以上であり、更に好ましくは６０分以上である。打設現場における温度や施工状況を考慮の上、適切な施工性が確保されるよう、可使時間が設定され、凝結遅延剤の配合量が決定される。 The compounding amount of the setting retarder is 0.05 to 2.0 parts by mass with respect to the total amount of 100 parts by mass of the cement and the quick-hardening cement admixture, from the viewpoint of the pot life of the cement composite material and the initial strength development property. Parts are preferred. The pot life of the cement composite material is preferably 20 minutes or more. It is more preferably 30 minutes or longer, and further preferably 60 minutes or longer. The pot life is set and the compounding amount of the setting retarder is determined so as to ensure appropriate workability by taking into consideration the temperature and construction conditions at the casting site.
本発明のセメント複合材に用いる骨材は、軽量骨材と重量骨材を併用する。通常骨材ではなく、軽量骨材と重量骨材を組み合わせて使用することによって、初期における圧縮強度を損ねることなく、材齢２８日における圧縮強度及び静弾性係数を抑制することができる。
軽量骨材と重量骨材との組み合わせは、（１）軽量骨材を主に細骨材として使用し、重量骨材を主に粗骨材として使用する方法、（２）軽量骨材を主に粗骨材として、重量骨材を主に細骨材として使用する方法が挙げられる。何れの手法でも構わないが、それぞれがバランス良く配合され、単位容積質量が所定の範囲（１．９０〜３．２０ｔ／ｍ３）に設定されることが好ましい。
なお、軽量骨材及び重量骨材の使用とともに通常骨材を使用することを完全に否定するものではないが、通常骨材の使用が増えると静弾性係数が十分低下しなくなるため、通常骨材の使用はできる限り最小限度にとどめることが好ましい。具体的には全骨材中１０容積％以下が好ましく、５容積％以下がより好ましく、２容積％以下がさらに好ましい。
The aggregate used in the cement composite material of the present invention is a combination of lightweight aggregate and heavy aggregate. By using the lightweight aggregate and the heavy aggregate in combination instead of the normal aggregate, it is possible to suppress the compressive strength and the static elastic modulus at the age of 28 days without impairing the compressive strength in the initial stage.
The combination of the lightweight aggregate and the heavy aggregate is (1) a method in which the lightweight aggregate is mainly used as the fine aggregate and the heavy aggregate is mainly used as the coarse aggregate, and (2) the lightweight aggregate is mainly used. As the coarse aggregate, there is a method of using heavy aggregate mainly as fine aggregate. Although any method may be used, it is preferable that the respective components are blended in a well-balanced manner and the unit volume mass is set within a predetermined range (1.90 to 3.20 t/m 3 ).
It should be noted that although it is not absolutely denied that the normal aggregate is used together with the use of the lightweight aggregate and the heavy aggregate, since the static elastic modulus does not sufficiently decrease when the use of the normal aggregate increases, It is preferable that the use of is minimized as much as possible. Specifically, 10% by volume or less of the total aggregate is preferable, 5% by volume or less is more preferable, and 2% by volume or less is further preferable.
本発明に用いられる軽量骨材は、絶乾密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３である。この範囲の軽量骨材を使用することによって、所定の圧縮強度及び静弾性係数を満足するセメント複合材が得られる。さらに、細骨材として使用する場合は、絶乾密度が１．５〜２．０ｇ／ｃｍ３ある軽量骨材を使用することが好ましく、１．５〜１．８ｇ／ｃｍ３がより好ましい。また、粗骨材として使用する場合は、絶乾密度が１．０〜１．６ｇ／ｃｍ３ある軽量骨材を使用することが好ましく、１．０〜１．４ｇ／ｃｍ３がより好ましい。 The lightweight aggregate used in the present invention has an absolute dry density of 1.0 to 2.0 g/cm 3 . By using the lightweight aggregate in this range, a cement composite material satisfying the predetermined compressive strength and static elastic modulus can be obtained. Furthermore, when used as fine aggregate, it is preferred to use a lightweight aggregate absolute dry density is 1.5~2.0g / cm 3, 1.5~1.8g / cm 3 is more preferable. When used as a coarse aggregate is preferred to use a lightweight aggregate absolute dry density is 1.0~1.6g / cm 3, 1.0~1.4g / cm 3 is more preferable.
軽量骨材としては、火山性の礫等の天然骨材、スラグ等の精錬副産骨材、膨張頁岩や粘板岩を焼成して得た人工骨材のいずれかでも良いが、特に膨張頁岩を原料とする多孔性の人工軽量骨材が好適である。 The lightweight aggregate may be any of natural aggregates such as volcanic gravel, refined by-product aggregates such as slag, and artificial aggregates obtained by firing expanded shale or slate, but expanded shale is a raw material. A porous artificial lightweight aggregate having
軽量骨材の配合量は、所定の圧縮強度及び静弾性係数を得る観点から、３００〜１０００ｋｇ／ｍ３が好ましく、４００〜９００ｋｇ／ｍ３がより好ましい。 The amount of lightweight aggregate, from the viewpoint of obtaining a predetermined compression strength and static modulus of elasticity is preferably 300~1000kg / m 3, 400~900kg / m 3 and more preferably.
本発明に用いられる重量骨材は、絶乾密度が３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の骨材である。この範囲の骨材を使用することによって、所定の圧縮強度及び静弾性係数を満足するセメント複合材が得られる。さらに、細骨材として使用する場合は、絶乾密度が３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３ある重量骨材を使用することが好ましく、３．５〜４．５ｇ／ｃｍ３がより好ましい。また、粗骨材として使用する場合は、絶乾密度が３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３ある重量骨材を使用することが好ましく、 ３．５〜４．５ｇ／ｃｍ３がより好ましい。 The heavy aggregate used in the present invention has an absolute dry density of 3.0 to 5.0 g/cm 3 . By using the aggregate in this range, a cement composite material satisfying the predetermined compressive strength and static elastic modulus can be obtained. Furthermore, when used as fine aggregate is preferably absolute dry density uses 3.0~5.0g / cm 3 is weight aggregate, 3.5~4.5g / cm 3 is more preferable. When used as a coarse aggregate is preferably absolute dry density uses 3.0~5.0g / cm 3 is weight aggregate, 3.5~4.5g / cm 3 is more preferable.
前記重量骨材としては、鉄鉱石、重晶石等の天然骨材、電気炉酸化スラグ骨材、銅スラグ細骨材等の人工骨材が挙げられる。この中でも密度及び静弾性係数の観点から重晶石が好適である。 Examples of the heavy aggregate include natural aggregates such as iron ore and barite, artificial aggregates such as electric furnace oxidized slag aggregate, and copper slag fine aggregate. Among them, barite is preferable from the viewpoint of density and static elastic modulus.
重量骨材の配合量は、所定の圧縮強度及び静弾性係数を得る観点から、８００〜２０００ｋｇ／ｍ３が好ましい。また、９００〜１８００ｋｇ／ｍ３がより好ましい。 The blending amount of the heavy aggregate is preferably 800 to 2000 kg/m 3 from the viewpoint of obtaining a predetermined compressive strength and a static elastic modulus. Moreover, 900-1800 kg/m< 3 > is more preferable.
本発明において使用される水は、特に限定されるものではなく、水道水などを使用することができる。水の配合量（単位水量）は、フレッシュコンクリート性状、初期強度発現性、乾燥収縮性の観点から、１００〜２００ｋｇ／ｍ３とすることが好ましい。また、水の配合量は、前記セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対し、１５〜３５質量部とすることが好ましい。 The water used in the present invention is not particularly limited, and tap water or the like can be used. The amount of water (unit amount of water) is preferably 100 to 200 kg/m 3 from the viewpoint of fresh concrete properties, initial strength development, and drying shrinkage. The amount of water is preferably 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement and the quick-setting cement admixture.
本発明におけるセメント複合材には、上記以外の成分として、本発明の特長が損なわれない範囲で、各種添加材が併用されても良い。この種の添加材としては、例えば減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤等のセメント分散剤、発泡剤、起泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、撥水剤、白華防止剤、消泡剤、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石粉、シリカフューム、火山灰等が挙げられる。 As the components other than the above components, various additives may be used in combination in the cement composite material of the present invention as long as the features of the present invention are not impaired. Examples of additives of this type include water-reducing agents, AE water-reducing agents, high-performance water-reducing agents, high-performance AE water-reducing agents, cement dispersants such as superplasticizers, foaming agents, foaming agents, waterproofing agents, rust preventive agents, Examples include shrinkage reducing agents, thickening agents, water retention agents, pigments, water repellents, anti-whitening agents, antifoaming agents, blast furnace slag fine powder, fly ash, stone powder, silica fume, and volcanic ash.
セメント複合材の混練方法としては、特に限定されないが、製造量や均質な混練性の観点から、ミキサを用いる方法が好ましい。ミキサとしては、連続式ミキサやバッチ式ミキサが用いられる。例えば、パン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ等が挙げられる。混練時間は１２０秒〜３６０秒が好ましい。 The method for kneading the cement composite material is not particularly limited, but a method using a mixer is preferable from the viewpoint of production amount and uniform kneading property. As the mixer, a continuous mixer or a batch mixer is used. For example, a pan type concrete mixer, a pug mill type concrete mixer, a gravity type concrete mixer and the like can be mentioned. The kneading time is preferably 120 seconds to 360 seconds.
本発明のセメント複合材の単位容積質量は、１．９０〜３．２０ｔ／ｍ３に設定されることが好ましく、２．１１〜３．００ｔ／ｍ３に設定されることがより好ましく、２．３０〜２．８０ｔ／ｍ３に設定されることがさらに好ましい。
重量骨材だけを用いた場合は、単位容積質量が３．２０ｔ／ｍ３を超えて大きくなるため既設コンクリートと差異が大きくなり、特に補修材料として使用する場合に好ましくない。一方、軽量骨材だけを使用した場合は、単位容積質量が１．９０ｔ／ｍ３未満となり既設コンクリートと差異が大きくなり、また許容応力度が小さくなることから好ましくない。
Unit volume weight of the cement composite material of the present invention is preferably set to 1.90~3.20t / m 3, more preferably set in the 2.11~3.00t / m 3, 2 It is more preferable to set to 30 to 2.80 t/m 3 .
When only the weight aggregate is used, the unit volume mass becomes larger than 3.20 t/m 3 and the difference from the existing concrete becomes large, which is not preferable especially when it is used as a repair material. On the other hand, when only lightweight aggregate is used, the unit volume mass is less than 1.90 t/m 3 , the difference from existing concrete is large, and the allowable stress level is small, which is not preferable.
このようにして作製された本発明のセメント複合材は、速硬性を確保しつつ、材料分離がなく、通常のコンクリートの静弾性係数とほぼ同様の特性を付与することができる。具体的には、材齢２８日における静弾性係数を、２６．５±５ｋN／ｍｍ２に設定することができる。このため、静弾性係数の違いによる界面での剥離の心配がなく、既設コンクリート構造物の補修用（補修材）として好適である。特にコンクリート床版上面における断面修復用として有用である。 The cement composite material of the present invention produced in this manner can provide properties almost the same as the static elastic modulus of ordinary concrete while ensuring rapid hardening, without material separation. Specifically, the static elastic modulus at 28 days of age can be set to 26.5±5 kN/mm 2 . Therefore, there is no fear of peeling at the interface due to the difference in static elasticity coefficient, and it is suitable for repairing (repair material) of an existing concrete structure. Particularly, it is useful for repairing a cross section on the upper surface of a concrete slab.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
＜使用材料＞
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、密度；３．１６ｇ／ｃｍ３）
（２）速硬性セメント混和材：カルシウムアルミネート系急硬材（密度；２．９３ｇ／ｃｍ３）
（３）セメント混和用ポリマー：スチレンブタジエン系ポリマーエマルジョン（固形分４５％、密度；１．００ｇ／ｃｍ３）
（４）凝結遅延剤：クエン酸系遅延剤
（５）軽量骨材：ａ）軽量細骨材；人工軽量細骨材（絶乾密度１．７０ｇ／ｃｍ３）
ｂ）軽量粗骨材；人工軽量粗骨材（絶乾密度１．２５ｇ／ｃｍ３）
（６）重量骨材：ａ）重量細骨材；重晶石粒度調整品（絶乾密度３．９２ｇ／ｃｍ３）
ｂ）重量粗骨材；重晶石粒度調整品（絶乾密度４．１１ｇ／ｃｍ３）
（７）通常骨材：ａ）静岡県掛川産山砂（絶乾密度２．５１ｇ／ｃｍ３）
ｂ）茨城県桜川産砕石（絶乾密度２．６１ｇ／ｃｍ３）
（８）水：水道水
<Materials used>
(1) Cement: ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., density: 3.16 g/cm 3 ).
(2) Fast-setting cement admixture: calcium aluminate-based rapid hardening material (density: 2.93 g/cm 3 ).
(3) Cement admixture polymer: styrene-butadiene polymer emulsion (solid content 45%, density; 1.00 g/cm 3 ).
(4) Setting retarder: citric acid type retarder (5) Light weight aggregate: a) Light weight fine aggregate; Artificial light weight fine aggregate (extra-dry density 1.70 g/cm 3 ).
b) Light-weight coarse aggregate; artificial light-weight coarse aggregate (extra-dry density 1.25 g/cm 3 ).
(6) Heavy aggregate: a) Heavy fine aggregate; barite particle size-adjusted product (absolute dry density 3.92 g/cm 3 ).
b) Heavy coarse aggregate; barite particle size adjustment product (external dry density 4.11 g/cm 3 ).
(7) Normal aggregate: a) Mountain sand from Kakegawa, Shizuoka prefecture (2.51 g/cm 3 dry density)
b) Crushed stone from Sakuragawa, Ibaraki Prefecture (external dry density 2.61 g/cm 3 ).
(8) Water: Tap water
上記材料を使用して、２０℃環境下で評価試験を行った。そのときのセメント複合材の配合を表１に示す。単位はｋｇ／ｍ３である。なお、凝結遅延剤は、セメント複合材の可使時間が６０分以上となるよう、セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対して０．８質量部を、水に混ぜて添加した。 An evaluation test was carried out in an environment of 20° C. using the above materials. Table 1 shows the formulation of the cement composite material at that time. The unit is kg/m 3 . The set retarder is added by mixing 0.8 parts by mass of water with 100 parts by mass of the cement and the quick-setting cement admixture so that the pot life of the cement composite is 60 minutes or more. did.
＜評価試験＞
（１）単位容積質量
ＪＩＳ Ａ １１１６に準拠し、２０℃環境下でセメント複合材の単位容積質量を算出した。
（２）材料分離性
ＪＩＳ Ａ １１５０に準拠し、２０℃環境下でセメント複合材のスランプフローが３５０ｍｍ以内のものを「○」、３５０ｍｍを超えるものを「×」と判断した。
（３）圧縮強度
ＪＩＳ Ａ １１０８に準拠し、２０℃環境下でセメント複合材の供試体を作製し、材齢６時間及び材齢２８日における圧縮強度を測定した。
（４）静弾性係数
ＪＩＳ Ａ １１４９に準拠し、材齢２８日における静弾性係数を測定した。構造物施工管理要領に定められたコンクリート床版上面における断面修復の力学的性能を参考に、材齢２８日での静弾性係数は２６．５±５ｋN／ｍｍ２を良否基準とした。
<Evaluation test>
(1) Unit volume mass Based on JIS A 1116, the unit volume mass of the cement composite material was calculated in an environment of 20°C.
(2) Material Separability Based on JIS A 1150, a cement composite material having a slump flow of 350 mm or less under a 20° C. environment was judged as “◯”, and a material having a slump flow exceeding 350 mm was judged as “x”.
(3) Compressive Strength Based on JIS A 1108, a cement composite material specimen was prepared under an environment of 20° C., and the compressive strength at 6 hours and 28 days of age was measured.
(4) Static Elasticity Modulus The static elastic modulus at 28 days of age was measured according to JIS A 1149. The static elastic modulus at the age of 28 days was set to 26.5±5 kN/mm 2 as a pass/fail reference with reference to the mechanical performance of the cross-section restoration on the upper surface of the concrete slab specified in the structure construction management guidelines.
＜試験結果＞
試験結果を表２に示す。
所定の軽量骨材及び重量骨材を使用し、所定のポリマー量を配合した実施例では、良好な材料分離性及び強度発現性を示すとともに、通常骨材を使用した比較例１のセメント複合材に比較して、静弾性係数を低減させることができた。
一方、ポリマー量が低い配合（比較例２）では材料分離が生じ、ポリマー量が大きい配合（比較例３）では６時間強度が低く速硬性を付与することができなかった。
<Test results>
The test results are shown in Table 2.
In the examples in which the predetermined lightweight aggregate and the heavy aggregate are used and the predetermined polymer amount is blended, the cement composite material of Comparative Example 1 using the normal aggregate while exhibiting good material separation property and strength development property is obtained. It was possible to reduce the static elastic modulus as compared with.
On the other hand, in the compound having a low polymer amount (Comparative Example 2), material separation occurred, and in the compound having a large polymer amount (Comparative Example 3), the 6-hour strength was low and rapid hardening could not be imparted.
Claims (6)
前記骨材が、絶乾密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材及び３．０〜５．０ｇ／ｃｍ３の重量骨材を含み、
かつ前記セメント混和用ポリマー（固形分）が、セメントと速硬性セメント混和材の合量１００質量部に対して４〜１４質量部であることを特徴とするセメント複合材。 Cement, quick-setting cement admixture, cement admixture polymer, setting retarder and aggregate,
The aggregate includes a lightweight aggregate having an absolute dry density of 1.0 to 2.0 g/cm 3 and a heavy aggregate having a dry density of 3.0 to 5.0 g/cm 3 ,
A cement composite material, wherein the cement admixture polymer (solid content) is 4 to 14 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of cement and the quick-hardening cement admixture.
The cement composite material according to any one of claims 1 to 4, which is used for repairing a cross section on an upper surface of a concrete floor slab.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011042530A (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Taiheiyo Cement Corp | Flexible heavyweight concrete and flexible concrete structure |
| JP2015107893A (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 株式会社トクヤマエムテック | Concrete composition |
| JP2016179917A (en) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社トクヤマ | Fiber reinforced lightweight concrete composition |
| JP2017114734A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Super quick hardening cement mortar |
| JP2018203552A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 三菱マテリアル株式会社 | High-durable fast-curing concrete composition |
| JP2020093957A (en) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | ショーボンド建設株式会社 | Concrete, and method for repairing constructed concrete structure |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011042530A (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Taiheiyo Cement Corp | Flexible heavyweight concrete and flexible concrete structure |
| JP2015107893A (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 株式会社トクヤマエムテック | Concrete composition |
| JP2016179917A (en) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社トクヤマ | Fiber reinforced lightweight concrete composition |
| JP2017114734A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Super quick hardening cement mortar |
| JP2018203552A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 三菱マテリアル株式会社 | High-durable fast-curing concrete composition |
| JP2020093957A (en) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | ショーボンド建設株式会社 | Concrete, and method for repairing constructed concrete structure |
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