JP2022154941A - Evaluation method of silica fume for concrete, and method for producing cement composition containing silica fume - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート用シリカフュームの評価方法及びシリカフューム含有セメント組成物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating silica fume for concrete and a method for producing a cement composition containing silica fume.
セメントにプレミックスされている、あるいは高強度コンクリートの製造時に別添加されるシリカフュームは、コンクリートのフレッシュ性状に大きく影響する。そこで、コンクリートのフレッシュ性状の改善用として適切なシリカフュームを抽出するためのシリカフュームの評価方法が検討されている。シリカフュームの評価方法として、シリカフュームと減水剤とを含む試料スラリーの粘度を回転粘度計により測定する方法（特許文献１）、シリカフューム分散液に超音波を付与して粒度分布を測定する方法（特許文献２）が知られている。 Silica fume, which is premixed in cement or separately added during the production of high-strength concrete, greatly affects the freshness properties of concrete. Therefore, a silica fume evaluation method for extracting suitable silica fume for improving the freshness of concrete has been studied. As a method for evaluating silica fume, a method of measuring the viscosity of a sample slurry containing silica fume and a water reducing agent with a rotational viscometer (Patent Document 1), a method of applying ultrasonic waves to a silica fume dispersion to measure the particle size distribution (Patent Document 2) is known.
シリカフュームを添加したコンクリートのフレッシュ性状は、そのコンクリートに含まれるセメントや骨材などの組成によって異なることがある。しかしながら、従来のシリカフュームの評価方法では、シリカフュームを、セメントや骨材などを含まない水に分散させた状態で評価しているため、シリカフュームの評価方法で得られた評価結果と、そのシリカフュームを添加した実際のコンクリートのフレッシュ性状とが相関しない場合があった。 The fresh properties of silica fume-added concrete may vary depending on the composition of cement and aggregates contained in the concrete. However, in the conventional silica fume evaluation method, silica fume is evaluated in a state of being dispersed in water that does not contain cement or aggregate, so the evaluation results obtained by the silica fume evaluation method and the silica fume added In some cases, there was no correlation with the actual concrete freshness properties.
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、コンクリートのフレッシュ性状を改善させるのに有用なシリカフュームを精度よく抽出できるコンクリート用シリカフュームの評価方法を提供することを目的とする。また、この発明は、フレッシュ性状が改善されたシリカフューム含有セメント組成物の製造方法を提供することもその目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a method for evaluating silica fume for concrete that can accurately extract silica fume useful for improving the freshness of concrete. Another object of the present invention is to provide a method for producing a silica fume-containing cement composition with improved freshness.
上記の課題を解決するために、本発明のコンクリート用シリカフュームの評価方法は、中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームを含有する結合材と、細骨材と、水と、減水剤とを含み、前記結合材は、前記中庸熱ポルトランドセメントと前記シリカフュームとを９０：１０の質量比で含有し、前記細骨材の含有量は前記結合材１００質量部に対して３０質量部以上９０質量部以下の範囲内にあり、前記水の含有量は前記結合材１００質量部に対して１７質量部以上２０質量部以下の範囲内にあって、前記減水剤の含有量が前記結合材１００質量部に対して０．５質量部以上３．５質量部以下の範囲内にあり、０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内にある評価用モルタルを準備する評価用モルタル準備工程と、前記評価用モルタルの０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間とを測定し、前記０打フロー２００ｍｍ通過時間が１０秒以下であって、前記Ｊ１４漏斗流下時間が９５秒以下である場合に、前記評価用モルタルに含まれている前記シリカフュームを良品と判定する判定工程と、を含む。 In order to solve the above problems, the method for evaluating silica fume for concrete of the present invention includes a binder containing moderate heat Portland cement and silica fume, fine aggregate, water, and a water reducing agent, and the binder contains the moderate heat Portland cement and the silica fume at a mass ratio of 90:10, and the content of the fine aggregate is in the range of 30 parts by mass to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder The water content is in the range of 17 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binding material, and the content of the water reducing agent is 0 parts by mass with respect to 100 parts by weight of the binding material an evaluation mortar preparation step of preparing an evaluation mortar having a range of .5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less and a zero stroke flow value of 270 mm or more and 290 mm or less; Measure the blow flow 200 mm passage time and the J14 funnel flow down time, and when the 0 stroke flow 200 mm passage time is 10 seconds or less and the J14 funnel flow down time is 95 seconds or less, the evaluation mortar and a judgment step of judging that the silica fume contained in is a non-defective product.
このような構成とされた本発明のコンクリート用シリカフュームの評価方法によれば、シリカフュームを、中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームを含有する結合材と、水を含む評価用モルタルとして評価するので、実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。また、評価用モルタルは、細骨材を含むので、より実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。また、評価用モルタルは減水剤を含み、０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内とされているので、さらに実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。そして、その評価用モルタルの０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間とから評価用モルタルに含まれているシリカフュームを良品と判定するので、コンクリートのフレッシュ性状における流動性の改善に適切なシリカフュームを精度よく抽出できる。さらに、本発明のコンクリート用シリカフュームの評価方法では、評価用モルタルに対して超音波を付与するなどの分散処理を特に必要としないので、シリカフュームの一次粒子を粒状に成形した粒体についても精度よく評価することができる。 According to the method for evaluating silica fume for concrete of the present invention configured as described above, silica fume is evaluated as a binder containing moderate heat Portland cement and silica fume, and a mortar for evaluation containing water. Silica fume can be evaluated under conditions close to the composition of In addition, since the mortar for evaluation contains fine aggregate, silica fume can be evaluated under conditions closer to the actual composition of concrete. In addition, since the mortar for evaluation contains a water reducing agent and has a 0-stroke flow value within the range of 270 mm or more and 290 mm or less, silica fume can be evaluated under conditions closer to the composition of actual concrete. Then, since the silica fume contained in the evaluation mortar is judged to be a non-defective product from the 0 stroke flow 200 mm passage time and the J14 funnel flow time of the evaluation mortar, silica fume suitable for improving the fluidity in the fresh properties of concrete. can be extracted with high accuracy. Furthermore, the method for evaluating silica fume for concrete of the present invention does not particularly require dispersion treatment such as applying ultrasonic waves to the mortar for evaluation, so granules obtained by molding primary particles of silica fume into granules can be obtained with high accuracy. can be evaluated.
本発明のシリカフューム含有セメント組成物の製造方法は、前記シリカフューム準備工程で準備したシリカフュームと、セメントと、骨材とを混合する混合工程と、を含むシリカフューム含有セメント組成物の製造方法であって、前記シリカフューム準備工程は、上述のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたものを選択する選択工程を含むことを特徴とする。 The method for producing a silica fume-containing cement composition of the present invention is a method for producing a silica fume-containing cement composition comprising a mixing step of mixing silica fume prepared in the silica fume preparation step, cement, and aggregate, The silica fume preparation step is characterized by including a selection step of selecting non-defective silica fume for concrete by the above-described method for evaluating silica fume for concrete.
本発明のシリカフューム含有セメント組成物の製造方法によれば、シリカフューム準備工程において、上述のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたシリカフュームを選択し、その選択されたシリカフュームを用いてシリカフューム含有セメント組成物を製造するので、フレッシュ性状が改善されたシリカフューム含有セメント組成物を工業的に安定して製造することができる。また、得られたシリカフューム含有セメント組成物は、コンクリート用として有用である。 According to the method for producing a silica fume-containing cement composition of the present invention, in the silica fume preparation step, silica fume judged to be non-defective by the above-described method for evaluating silica fume for concrete is selected, and the selected silica fume is used to prepare a silica fume-containing cement composition. Therefore, it is possible to industrially stably produce a silica fume-containing cement composition with improved freshness. Moreover, the resulting silica fume-containing cement composition is useful for concrete.
本発明によれば、コンクリートのフレッシュ性状を改善させるのに有用なシリカフュームを精度よく抽出できるコンクリート用シリカフュームの評価方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、フレッシュ性状が改善されたシリカフューム含有セメント組成物の製造方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the evaluation method of the silica fume for concrete which can accurately extract the silica fume useful for improving the freshness property of concrete. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a silica fume-containing cement composition with improved freshness.
以下、本発明の一実施形態であるコンクリート用シリカフュームの評価方法及びシリカフューム含有セメント組成物の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for evaluating silica fume for concrete and a method for producing a silica fume-containing cement composition, which are one embodiment of the present invention, will be described.
［コンクリート用シリカフュームの評価方法］
本実施形態のコンクリート用シリカフュームの評価方法は、評価用モルタルを準備する評価用モルタル準備工程と、その評価用モルタルに含まれているシリカフュームを良品か否か判定する判定工程とを含む。
[Method for evaluating silica fume for concrete]
The method for evaluating silica fume for concrete according to the present embodiment includes an evaluation mortar preparation step of preparing evaluation mortar and a determination step of determining whether the silica fume contained in the evaluation mortar is a non-defective product.
（評価用モルタル準備工程）
評価用モルタル準備工程では、評価対象となる評価用モルタルを調製する。評価用モルタルは、中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームを含有する結合材と、細骨材と、減水剤と、水とを含む。また、評価用モルタルは０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内とされている。
(Evaluation mortar preparation process)
In the evaluation mortar preparation step, an evaluation mortar to be evaluated is prepared. The evaluation mortar comprises a binder containing moderate heat Portland cement and silica fume, fine aggregate, a water reducing agent, and water. Moreover, the mortar for evaluation has a 0-stroke flow value within the range of 270 mm or more and 290 mm or less.
中庸熱ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントに比べ、高強度領域で使用されることが多い。高強度コンクリートにおいても、水結合材比(フレッシュコンクリート中の水と結合材との質量比）が結合材１００質量部に対して２５質量部以下の領域については施工上の観点からコンクリートの粘性が高いことが問題となることが多い。この粘性を低減することを目的にシリカフュームの添加を適用する。また、中庸熱ポルトランドセメントは普通ポルトランドセメントと比較して初期水和率が小さい。このため、添加するシリカフュームの性状を適切に判断するために、中庸熱ポルトランドセメントを用いてシリカフュームを評価する。中庸熱ポルトランドセメントは、比表面積が２９００ｃｍ２／ｇ以上、けい酸三カルシウムの含有量が５０％以下、アルミン酸三カルシウムの含有量が８％以下であることが好ましい。 Moderate heat Portland cement is often used in high strength areas compared to ordinary Portland cement. Even in high-strength concrete, in the region where the water binder ratio (mass ratio of water and binder in fresh concrete) is 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of binder, the viscosity of concrete is reduced from the viewpoint of construction. Height is often a problem. The addition of silica fume is applied with the aim of reducing this viscosity. Also, moderate heat Portland cement has a lower initial hydration rate than ordinary Portland cement. Therefore, in order to appropriately determine the properties of the silica fume to be added, the silica fume is evaluated using moderate heat Portland cement. The moderate heat Portland cement preferably has a specific surface area of 2900 cm 2 /g or more, a tricalcium silicate content of 50% or less, and a tricalcium aluminate content of 8% or less.
シリカフュームは、評価対象となるシリカフュームである。シリカフュームの性状については特に制限はない。シリカフュームは、一次粒子であってもよいし、その一次粒子を粒状に成形した粒体のシリカフュームであってもよい。 Silica fume is silica fume to be evaluated. There are no particular restrictions on the properties of silica fume. The silica fume may be primary particles, or granular silica fume obtained by forming the primary particles into granules.
結合材は、中庸熱ポルトランドセメントとシリカフュームとを９０：１０の質量比で含む。結合材の中庸熱ポルトランドセメントとシリカフュームの含有量を固定することによって、シリカフュームによるフレッシュ性状の改善効果を相対的に評価することができる。 The binder comprises moderate heat Portland cement and silica fume in a weight ratio of 90:10. By fixing the contents of moderate heat Portland cement and silica fume in the binding material, it is possible to relatively evaluate the effect of silica fume on improving the freshness properties.
細骨材としては、標準砂もしくはシリカフュームが添加されるコンクリートで使用する粗粒率が２．５０±０．３の範囲内にある細骨材を用いることが好ましい。
評価用モルタルの細骨材の含有量は、結合材１００質量部に対して３０質量部以上９０質量部以下の範囲内とされている。この細骨材の含有量は、通常のコンクリートに含まれる細骨材の含有量と同等の量である。評価用モルタルの細骨材の含有量は、シリカフュームが添加されるコンクリートに含まれる細骨材の含有量に合わせることが好ましい。
As the fine aggregate, it is preferable to use fine aggregate having a coarse particle ratio within the range of 2.50±0.3, which is used in concrete to which standard sand or silica fume is added.
The content of the fine aggregate in the mortar for evaluation is within the range of 30 parts by mass or more and 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder. The content of this fine aggregate is equivalent to the content of fine aggregate contained in ordinary concrete. The content of fine aggregate in the mortar for evaluation is preferably matched to the content of fine aggregate contained in concrete to which silica fume is added.
減水剤は、評価用モルタルの流動性を調整するための調整剤として作用する。減水剤としては、高性能減水剤を用いることができる。
評価用モルタルの減水剤の含有量が結合材１００質量部に対して０．５質量部以上３．５質量部以下の範囲内とされている。この減水剤の含有量は、通常のコンクリートに含まれる減水剤の含有量と同等の量である。評価用モルタルの減水剤の含有量は、シリカフュームが添加されるコンクリートに含まれる減水剤の含有量に合わせることが好ましい。
The water reducing agent acts as a modifier for adjusting the fluidity of the evaluation mortar. A high performance water reducing agent can be used as the water reducing agent.
The content of the water reducing agent in the mortar for evaluation is within the range of 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder. The content of this water-reducing agent is equivalent to the content of water-reducing agent contained in ordinary concrete. The content of the water reducing agent in the mortar for evaluation is preferably matched to the content of the water reducing agent contained in the concrete to which silica fume is added.
評価用モルタルの水の含有量は、結合材１００質量部に対して１７質量部以上２０質量部以下の範囲内とされている。この水の含有量は、通常のフレッシュコンクリート（モルタル）に含まれる水の含有量と同等の量である。評価用モルタルの水の含有量は、シリカフュームが添加されるフレッシュコンクリートに含まれる水の含有量に合わせることが好ましい。 The content of water in the mortar for evaluation is in the range of 17 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder. This water content is equivalent to the water content contained in normal fresh concrete (mortar). The water content of the mortar for evaluation is preferably adjusted to the water content of the fresh concrete to which silica fume is added.
評価用モルタルの０打フロー値は、日本建築学会ＪＡＳＳ ５Ｍ－７０１－２００５（高強度コンクリート用セメントの品質基準）に規定された方法に準拠して測定した値である。０打フロー値は２回測定し、その平均値を評価用モルタルの０打フロー値とする。０打フロー値は、一般に数値が大きいほど流動性が高い。一般にコンクリートのフレッシュ性状では、０打フロー値は２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内に調整されている。このため、本実施形態では、評価用モルタルの０打フロー値を２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内と設定している。 The 0-strike flow value of the mortar for evaluation is a value measured according to the method specified in JASS 5M-701-2005 (Quality Standards for Cement for High Strength Concrete), Architectural Institute of Japan. The 0-stroke flow value is measured twice, and the average value is taken as the 0-stroke flow value of the mortar for evaluation. In general, the higher the 0 stroke flow value, the higher the fluidity. In general, fresh properties of concrete are adjusted to have a 0-strike flow value within a range of 270 mm or more and 290 mm or less. Therefore, in the present embodiment, the 0-stroke flow value of the mortar for evaluation is set within the range of 270 mm or more and 290 mm or less.
（判定工程）
判定工程では、評価用モルタルの０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間とを測定し、その０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間とに基づいてシリカフュームの良否を判定する。０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間は共に評価用モルタルの流動性を指標する。０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間の２つの値を用いるのは、粘性の指標としてこれら２つの指標を使用することにより、シリカフュームの品質を厳密に評価するためである。
(Determination process)
In the judging step, the 0 stroke flow 200 mm passage time and J14 funnel flow time of the evaluation mortar are measured, and the quality of silica fume is judged based on the 0 stroke flow 200 mm passage time and J14 funnel flow time. Both the 0 stroke flow 200 mm transit time and the J14 funnel downtime are indicators of the flowability of the evaluation mortar. The reason for using two values, the 0 stroke flow 200 mm transit time and the J14 funnel down time, is that by using these two indicators as viscosity indicators, the silica fume quality can be rigorously evaluated.
０打フロー２００ｍｍ通過時間は、日本建築学会ＪＡＳＳ ５Ｍ－７０１－２００５（高強度コンクリート用セメントの品質基準）に規定された０打フロー値の測定方法に準拠して、フローテーブル上に評価用モルタルを広げさせたときに、フローコーンを垂直方向に取り去った時点から、評価用モルタルの直径が２００ｍｍを超えるまで広がるのに要した時間である。０打フロー２００ｍｍ通過時間は、一般に数値が小さいほど流動性が高い。本実施形態では、０打フロー２００ｍｍ通過時間が１０秒以下である場合、その評価用モルタルに含まれているシリカフュームを良品と判定する。０打フロー２００ｍｍ通過時間は８．０秒以下であることが好ましく、６．０秒以下であることが特に好ましい。また。０打フロー２００ｍｍ通過時間は２．０秒以上であってもよい。 The 0-stroke flow 200mm passage time is based on the method for measuring the 0-stroke flow value specified in the Architectural Institute of Japan JASS 5M-701-2005 (quality standard for cement for high-strength concrete), and the mortar for evaluation on the flow table is the time required for the evaluation mortar to expand to a diameter of more than 200 mm from the time the flow cone was removed vertically when the mortar was expanded. Generally, the smaller the 0 stroke flow 200 mm passing time, the higher the fluidity. In the present embodiment, when the 0 stroke flow 200 mm passing time is 10 seconds or less, the silica fume contained in the mortar for evaluation is judged to be non-defective. The 0 stroke flow 200 mm passage time is preferably 8.0 seconds or less, particularly preferably 6.0 seconds or less. Also. The 0 stroke flow 200 mm transit time may be 2.0 seconds or longer.
Ｊ１４漏斗流下時間は、土木学会規準ＪＳＣＥ－Ｆ５４１－１９９９（充填モルタルの流動性試験方法）に．に規定された方法に準拠して測定した流下時間である。Ｊ１４漏斗流下時間は、一般に数値が小さいほど流動性が高い。本実施形態では、Ｊ１４漏斗流下時間が９５秒以下である場合、その評価用モルタルに含まれているシリカフュームを良品と判定する。Ｊ１４漏斗流下時間は９０秒以下であることが好ましく、７０秒以下であることが特に好ましい。また、Ｊ１４漏斗流下時は２０秒以上であってもよい。 The J 14 funnel flow-down time is based on the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F541-1999 (fluidity test method for filled mortar). It is the flow time measured in accordance with the method specified in . Generally, the lower the J14 funnel run-down time, the higher the fluidity. In this embodiment, when the J14 funnel flow-down time is 95 seconds or less, the silica fume contained in the evaluation mortar is determined to be non-defective. The J14 funnel run-down time is preferably 90 seconds or less, particularly preferably 70 seconds or less. Also, it may be 20 seconds or more when the J14 funnel is flowing down.
判定工程で良品と判定されたシリカフュームを含むフレッシュコンクリート（モルタル）は、同一の水結合材比のシリカフュームを含まないフレッシュコンクリートと比較して、粘性が低減され、施工性に優れたものとなる。 Fresh concrete (mortar) containing silica fume, which has been determined to be non-defective in the determination process, has reduced viscosity and excellent workability compared to fresh concrete containing no silica fume with the same water-binder ratio.
以上のような構成とされた本実施形態のコンクリート用シリカフュームの評価方法によれば、シリカフュームを、中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームを含有する結合材と、水を含む評価用モルタルとして評価するので、実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。また、評価用モルタルは、細骨材を含むので、より実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。また、評価用モルタルは減水剤を含み、０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内とされているので、さらに実際のコンクリートの組成に近い条件でシリカフュームを評価することができる。そして、その評価用モルタルの０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間との値から評価用モルタルに含まれているシリカフュームを良品と判定するので、コンクリートのフレッシュ性状における流動性の改善に適切なシリカフュームを精度よく抽出できる。さらに、本実施形態のコンクリート用シリカフュームの評価方法では、評価用モルタルに対して超音波を付与するなどの分散処理を特に必要としないので、シリカフュームの一次粒子を粒状に成形した粒体についても精度よく評価することができる。 According to the method for evaluating silica fume for concrete of the present embodiment configured as described above, silica fume is evaluated as a binder containing moderate heat Portland cement and silica fume, and a mortar for evaluation containing water. Silica fume can be evaluated under conditions close to the composition of concrete. In addition, since the mortar for evaluation contains fine aggregate, silica fume can be evaluated under conditions closer to the actual composition of concrete. In addition, since the mortar for evaluation contains a water reducing agent and has a 0-stroke flow value within the range of 270 mm or more and 290 mm or less, silica fume can be evaluated under conditions closer to the composition of actual concrete. Then, the silica fume contained in the evaluation mortar is judged to be a non-defective product from the values of the 0-strike flow 200 mm passage time and the J14 funnel flow time of the evaluation mortar, so it is suitable for improving the fluidity in the fresh properties of concrete. Silica fume can be extracted with high accuracy. Furthermore, in the method for evaluating silica fume for concrete according to the present embodiment, dispersion treatment such as applying ultrasonic waves to the mortar for evaluation is not particularly required. can be well evaluated.
［シリカフューム含有セメント組成物の製造方法］
本実施形態のシリカフューム含有セメント組成物の製造方法は、シリカフュームを準備するシリカフューム準備工程と、準備工程で準備したシリカフュームと、セメントと、骨材とを混合する混合工程とを含む。
[Method for producing silica fume-containing cement composition]
The method for producing a silica fume-containing cement composition of the present embodiment includes a silica fume preparation step of preparing silica fume, and a mixing step of mixing the silica fume prepared in the preparation step, cement, and aggregate.
（シリカフューム準備工程）
シリカフューム準備工程では、セメント組成物の原料として用いるシリカフュームを準備する。シリカフューム準備工程では、シリカフューム含有セメント組成物のフレッシュ性状を改善させるのに有効なシリカフュームを準備する。このため、シリカフューム準備工程は、コンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたものを選択する選択工程を含む。
(Silica fume preparation process)
In the silica fume preparation step, silica fume to be used as a raw material for the cement composition is prepared. In the silica fume preparation step, silica fume effective for improving the freshness properties of the silica fume-containing cement composition is prepared. For this reason, the silica fume preparation step includes a selection step of selecting non-defective products according to the evaluation method for silica fume for concrete.
（混合工程）
混合工程では、準備工程で準備したシリカフュームと、セメントと、骨材とを混合する。混合工程では、シリカフューム、セメント及び骨材以外の混和剤をさらに混合してもよい。
(Mixing process)
In the mixing step, silica fume prepared in the preparation step, cement, and aggregate are mixed. In the mixing step, an admixture other than silica fume, cement and aggregate may be further mixed.
セメント組成物の原料として用いるセメントとしては、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、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどシリカフューム含有セメント組成物で利用されている各種のセメントを用いることができる。
セメント組成物のセメントとシリカフュームとの配合量は、例えば、質量比で９５：５～７０：３０の範囲内とすることができる。
As the cement used as a raw material of the cement composition, for example, various cements used in silica fume-containing cement compositions such as ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, low-heat Portland cement, and moderate-heat Portland cement can be used.
The blending amount of cement and silica fume in the cement composition can be, for example, within the range of 95:5 to 70:30 in mass ratio.
セメント組成物の原料として用いる骨材としては、細骨材及び粗骨材を用いることができる。細骨材及び粗骨材としては、シリカフューム含有セメント組成物で利用されている各種の細骨材及び粗骨材を用いることができる。 Fine aggregates and coarse aggregates can be used as the aggregates used as raw materials for the cement composition. As fine aggregates and coarse aggregates, various fine aggregates and coarse aggregates used in silica fume-containing cement compositions can be used.
他の混和剤として、減水剤を用いることができる。減水剤としては、高性能減水剤を用いることができる。
セメント組成物の減水剤の含有量は、例えば、結合材（セメントとシリカフュームの混合物）１００質量部に対して０．５質量部以上３．５質量部以下の範囲内としてもよい。
A water reducing agent can be used as another admixture. A high performance water reducing agent can be used as the water reducing agent.
The content of the water reducing agent in the cement composition may be, for example, within the range of 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder (mixture of cement and silica fume).
さらに、他の添加材として、短繊維、消泡剤、再乳化粉末樹脂、膨張材、保水剤、高炉スラグ微粉末、炭酸カルシウム粉末などを用いてもよい。 Further, as other additives, short fibers, antifoaming agents, re-emulsified powder resins, expanding agents, water retention agents, ground granulated blast furnace slag, calcium carbonate powders, and the like may be used.
混合工程によって得られたシリカフューム含有セメント組成物は、コンクリートの材料として用いることができる。 The silica fume-containing cement composition obtained by the mixing step can be used as a material for concrete.
以上のような構成とされた本発明のシリカフューム含有セメント組成物の製造方法によれば、シリカフューム準備工程において、上述のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたシリカフュームを選択し、その選択されたシリカフュームを用いてシリカフューム含有セメント組成物を製造するので、フレッシュ性状が改善されたシリカフューム含有セメント組成物を工業的に安定して製造することができる。 According to the method for producing a silica fume-containing cement composition of the present invention configured as described above, in the silica fume preparation step, silica fume that has been determined to be a non-defective product by the above-described method for evaluating silica fume for concrete is selected, and the selected silica fume is selected. Since silica fume is used to produce a silica fume-containing cement composition, a silica fume-containing cement composition with improved freshness properties can be industrially and stably produced.
以上、本発明の一実施形態であるコンクリート用シリカフュームの評価方法及びシリカフューム含有セメント組成物の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The method for evaluating silica fume for concrete and the method for producing a silica fume-containing cement composition, which are one embodiment of the present invention, have been described above, but the present invention is not limited to this and departs from the technical idea of the invention. It can be changed appropriately as long as it does not occur.
本発明の作用効果を、実施例により詳しく説明する。
本実施例において使用した材料の種類、名称、製造会社及び記号を下記の表１に示す。また、本実施例において使用したシリカフュームの産地及び物性を下記の表２に示す。
The effects of the present invention will be described in detail with reference to examples.
Table 1 below shows the types, names, manufacturers and symbols of the materials used in this example. Table 2 below shows the place of origin and physical properties of the silica fume used in this example.
表２において、分散性は、次のようにして測定した値である。
ビーカーに水とシリカフュームとを投入し、シリカフューム混合液を得た。また、シリカフューム混合液に超音波を２分３０秒照射してシリカフューム分散液（１）を、シリカフューム混合液に超音波を１２分３０秒照射してシリカフューム分散液（２）を得た。得られたシリカフューム混合液、シリカフューム分散液（１）、シリカフューム分散液（２）について、それぞれ粒度分布をレーザ回折散乱式粒度分布測定装置にて測定した。そして、シリカフューム分散液（１）とシリカフューム混合液の粒度分布を比較して分散性（分散処理時間：２分３０秒）を評価し、シリカフューム分散液（２）とシリカフューム混合液の粒度分布を比較して分散性（分散処理時間：１２分３０秒）を評価した。
In Table 2, dispersibility is a value measured as follows.
Water and silica fume were put into a beaker to obtain a silica fume mixture. Further, the silica fume mixture was irradiated with ultrasonic waves for 2 minutes and 30 seconds to obtain silica fume dispersion (1), and the silica fume mixture was irradiated with ultrasonic waves for 12 minutes and 30 seconds to obtain silica fume dispersion (2). The particle size distribution of each of the resulting silica fume mixture, silica fume dispersion (1), and silica fume dispersion (2) was measured with a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer. Then, the particle size distribution of the silica fume dispersion (1) and the silica fume mixture was compared to evaluate the dispersibility (dispersion treatment time: 2 minutes and 30 seconds), and the particle size distribution of the silica fume dispersion (2) and the silica fume mixture was compared. and dispersibility (dispersion treatment time: 12 minutes and 30 seconds).
［モルタルＮｏ．Ａ１～Ａ６の調製］
シリカフューム含有セメント（ＳＦＣ）と、細骨材（Ｓ１）と、高性能減水剤（ＳＰ）と、水（Ｗ）とを下記の表３Ａに示す配合量にて量り取り、モルタルミキサーを用いて混合して、モルタルＮｏ．Ａ１を調製した。
[Mortar No. Preparation of A1 to A6]
Silica fume-containing cement (SFC), fine aggregate (S1), high performance water reducing agent (SP), and water (W) are weighed in the amounts shown in Table 3A below, and mixed using a mortar mixer. Then, mortar No. A1 was prepared.
中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）と、シリカフューム（ＳＦ１、ＳＦ４、ＳＦ５、ＳＦ６）と、細骨材（Ｓ１）と、高性能減水剤（ＳＰ）と、水（Ｗ）とを下記の表３Ａに示す配合量にて量り取り、モルタルミキサーを用いて混合して、モルタルＮｏ．Ａ２～Ａ６を調製した。 Moderate heat Portland cement (M), silica fume (SF1, SF4, SF5, SF6), fine aggregate (S1), superplasticizer (SP), and water (W) are shown in Table 3A below. The compounded amount was weighed and mixed using a mortar mixer to form a mortar No. A2-A6 were prepared.
得られたモルタルＮｏ．Ａ１～Ａ６について、細骨材結合材比（Ｓ１／Ｂ）、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）を算出した。その結果を、下記の表３Ａに示す。 Mortar no. For A1 to A6, the fine aggregate binder ratio (S1/B), the water binder ratio (W/B), and the superplasticizer binder ratio (SP/B) were calculated. The results are shown in Table 3A below.
［評価］
モルタルＮｏ．Ａ１～Ａ６について、０打フロー値、０打フロー２００ｍｍ通過時間、フロー停止時間、Ｊ１４漏斗流下時間を、上述の方法により測定した。その結果を、下記の表３Ｂに示す。なお、フロー停止時間は、０打フロー値の測定方法において、フローテーブル上に評価用モルタルを広げさせたときに、フローコーンを垂直方向に取り去った時点から、評価用モルタルの広がりが停止するまでの時間である。
[evaluation]
Mortar no. For A1 to A6, the 0-stroke flow value, 0-stroke flow 200 mm passage time, flow stop time, and J14 funnel flow down time were measured by the methods described above. The results are shown in Table 3B below. The flow stop time is the time from when the flow cone is removed in the vertical direction when the mortar for evaluation is spread on the flow table to when the mortar for evaluation stops spreading. It's time for
表３Ｂに示すように、シリカフュームＳＦ１、ＳＦ４を本発明で規定する配合量で含み、０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内にあるモルタルＮｏ．Ａ２、Ａ３は、０打フロー２００ｍｍ通過時間が１０秒以下であって、Ｊ１４漏斗流下時間が９５秒以下であった。この結果から、シリカフュームＳＦ１とＳＦ４は良品であることが確認された。 As shown in Table 3B, mortar No. 1 containing silica fume SF1 and SF4 in the compounding amounts specified in the present invention and having a zero stroke flow value within the range of 270 mm or more and 290 mm or less. A2 and A3 had a 0 stroke flow 200 mm transit time of 10 seconds or less and a J14 funnel flow down time of 95 seconds or less. From this result, it was confirmed that silica fume SF1 and SF4 were non-defective products.
シリカフュームＳＦ５を含むモルタルＡ４は、高性能減水剤を、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）で３．５質量％含有するが、０打フロー値が１００ｍｍ程度であり、流動性が低い。このため、シリカフュームＳＦ５は、シリカフューム含有セメント組成物用として使用するのが難しいことがわかる。 Mortar A4 containing silica fume SF5 contains 3.5% by mass of high performance water reducing agent in terms of high performance water reducing agent binder ratio (SP/B), but has a zero stroke flow value of about 100 mm and low fluidity. . Therefore, it is difficult to use silica fume SF5 for silica fume-containing cement compositions.
シリカフュームＳＦ６を含むモルタルについては、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）が１．９５質量％の場合（モルタルＮｏ．Ａ５）は、打フロー値が１００ｍｍ程度であり、流動性が低かった。高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）が３．５０質量％の場合（モルタルＮｏ．Ａ６）は、打フロー値が２９０ｍｍを超えたが、２００ｍｍ通過時間は１０秒を超え、Ｊ１４漏斗流下時間も９５秒を超えており、流動性が不十分であった。よって、シリカフュームＳＦ６は、シリカフューム含有セメント組成物用として使用するのが難しいことがわかる。 Regarding the mortar containing silica fume SF6, when the superplasticizer binder ratio (SP/B) was 1.95% by mass (mortar No. A5), the blow flow value was about 100 mm and the fluidity was low. . When the superplasticizer binder ratio (SP/B) was 3.50% by mass (mortar No. A6), the blowing flow value exceeded 290 mm, but the 200 mm passage time exceeded 10 seconds, and J 14 funnel The flow-down time also exceeded 95 seconds, indicating insufficient fluidity. Therefore, it can be seen that silica fume SF6 is difficult to use for silica fume-containing cement compositions.
［モルタルＮｏ．Ｂ１～Ｂ７の調製］
シリカフューム含有セメント（ＳＦＣ）と、細骨材（Ｓ１）と、高性能減水剤（ＳＰ）と、水（Ｗ）とを下記の表４Ａに示す配合量にて量り取り、モルタルミキサーを用いて混合して、モルタルＮｏ．Ｂ１を調製した。
[Mortar No. Preparation of B1 to B7]
Silica fume-containing cement (SFC), fine aggregate (S1), superplasticizer (SP), and water (W) are weighed in the amounts shown in Table 4A below, and mixed using a mortar mixer. Then, mortar No. B1 was prepared.
中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）と、シリカフューム（ＳＦ１～ＳＦ６）と、細骨材（Ｓ１）と、水と、高性能減水剤（ＳＰ）とを下記の表４Ａに示す配合量にて量り取り、モルタルミキサーを用いて混合して、モルタルＮｏ．Ｂ２～Ｂ７を調製した。 Moderate heat Portland cement (M), silica fume (SF1 to SF6), fine aggregate (S1), water, and superplasticizer (SP) are weighed in the amounts shown in Table 4A below, Mortar no. B2-B7 were prepared.
得られたモルタルＮｏ．Ｂ１～Ｂ７について、細骨材結合材比（Ｓ１／Ｂ）、水結合材比（Ｗ／Ｂ）、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）を算出した。その結果を、下記の表４Ａに示す。 Mortar no. For B1 to B7, the fine aggregate binder ratio (S1/B), the water binder ratio (W/B), and the superplasticizer binder ratio (SP/B) were calculated. The results are shown in Table 4A below.
［評価］
モルタルＮｏ．Ｂ１～Ｂ７について、０打フロー値、０打フロー２００ｍｍ通過時間、フロー停止時間、Ｊ１４漏斗流下時間を、上述の方法により測定した。その結果を、下記の表４Ｂに示す。
[evaluation]
Mortar no. For B1 to B7, the 0-stroke flow value, 0-stroke flow 200 mm passage time, flow stop time, and J14 funnel flow down time were measured by the method described above. The results are shown in Table 4B below.
表４Ｂに示すように、シリカフュームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ４を本発明で規定する配合量で含み、０打フロー値が２７０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下の範囲内にあるモルタルＮｏ．Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５は、０打フロー２００ｍｍ通過時間が１０秒以下であって、Ｊ１４漏斗流下時間が９５秒以下であった。この結果から、シリカフュームＳＦ１とＳＦ２とＳＦ４は良品であることが確認された。 As shown in Table 4B, mortar No. 1 containing silica fume SF1, SF2, and SF4 in the compounding amounts specified in the present invention and having a zero stroke flow value within the range of 270 mm or more and 290 mm or less. B2, B3, and B5 had a 0 stroke flow 200 mm transit time of 10 seconds or less and a J14 funnel flow down time of 95 seconds or less. From this result, it was confirmed that silica fume SF1, SF2, and SF4 were non-defective products.
シリカフュームＳＦ３を含むモルタルＢ４は、高性能減水剤を、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）で３．５質量％含有するが、０打フロー値が１００ｍｍ程度であり、流動性が低い。このため、シリカフュームＳＦ３は、シリカフューム含有セメント組成物用として使用するのが難しいことがわかる。 Mortar B4 containing silica fume SF3 contains 3.5% by mass of high-performance water-reducing agent in terms of high-performance water-reducing agent binder ratio (SP/B), but has a zero-stroke flow value of about 100 mm and low fluidity. . Therefore, it is difficult to use silica fume SF3 for silica fume-containing cement compositions.
シリカフュームＳＦ５を含むモルタルＢ６及びシリカフュームＳＦ６を含むモルタルＢ７は、高性能減水剤を、高性能減水剤結合材比（ＳＰ／Ｂ）で３．０質量％含有するが、０打フロー値が１００ｍｍ程度であり、流動性が低い。このため、シリカフュームＳＦ５及びＳＦ６は、シリカフューム含有セメント組成物用として使用するのが難しいことがわかる。 Mortar B6 containing silica fume SF5 and mortar B7 containing silica fume SF6 contained 3.0% by mass of the high performance water reducing agent in terms of the high performance water reducing agent binder ratio (SP/B), but the zero stroke flow value was about 100 mm. and low liquidity. Therefore, silica fume SF5 and SF6 are found to be difficult to use for silica fume-containing cement compositions.
［本発明例１～３、比較例１～３］
中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）と、シリカフューム（ＳＦ１～ＳＦ６）と、粗骨材（Ｇ）と、細骨材（Ｓ２）と、高性能減水剤（ＳＰ）とを下記の表５Ａに示す配合量にて量り取り、混合機を用いて混合して、シリカフューム含有セメント組成物を得た。得られたシリカフューム含有セメント組成物に、水を下記の表５Ａに示す量にて加えて、モルタルミキサーを用いて混合して、フレッシュコンクリートを得た。
[Invention Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3]
Moderate heat Portland cement (M), silica fume (SF1 to SF6), coarse aggregate (G), fine aggregate (S2), and superplasticizer (SP) in the amounts shown in Table 5A below. and mixed using a mixer to obtain a silica fume-containing cement composition. Water was added to the obtained silica fume-containing cement composition in the amount shown in Table 5A below and mixed using a mortar mixer to obtain fresh concrete.
［参考例１］
中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）と、シリカフューム（ＳＦ１～ＳＦ６）の代わりに、シリカフューム含有セメント（ＳＦＣ）を用い、シリカフューム含有セメント（ＳＦＣ）と粗骨材（Ｇ）と、細骨材（Ｓ２）と、高性能減水剤（ＳＰ）とを下記の表５Ａに示す配合量にて量り取り、混合機を用いて混合して、シリカフューム含有セメント組成物を得た。得られたシリカフューム含有セメント組成物に、水を下記の表５Ａに示す量にて加えて、モルタルミキサーを用いて混合して、フレッシュコンクリートを得た。
[Reference example 1]
Instead of moderate heat Portland cement (M) and silica fume (SF1 to SF6), silica fume-containing cement (SFC) is used, and silica fume-containing cement (SFC), coarse aggregate (G), and fine aggregate (S2). , and superplasticizer (SP) were weighed out in the blending amounts shown in Table 5A below, and mixed using a mixer to obtain a silica fume-containing cement composition. Water was added to the obtained silica fume-containing cement composition in the amount shown in Table 5A below and mixed using a mortar mixer to obtain fresh concrete.
［評価］
本発明例１～３、比較例１～３及び参考例１で得られたフレッシュコンクリートについて、スランプフロー値、５０ｃｍフロー通過時間、Ｌフロー初速度を下記の方法により測定した。その結果を、下記の表５Ｂに示す。
[evaluation]
For the fresh concrete obtained in Examples 1 to 3 of the present invention, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1, the slump flow value, 50 cm flow transit time, and L flow initial velocity were measured by the following methods. The results are shown in Table 5B below.
（スランプフロー値）
スランプフロー値は、日本産業規格ＪＩＳ Ａ １１５０（コンクリートのスランプフロー試験方法）に規定された方法に準拠して測定した。スランプフロー値は、平板上にスランプコーンに詰めたコンクリートを鉛直に引き上げた後に、広がりが最大と思われる直径とその直行する方向の直径を１ｍｍの範囲で測った平均値である。
(slump flow value)
The slump flow value was measured according to the method specified in Japanese Industrial Standard JIS A 1150 (concrete slump flow test method). The slump flow value is the average value obtained by measuring the diameter at which the maximum spread is assumed and the diameter in the direction perpendicular to the diameter within a range of 1 mm after the concrete packed in the slump cone is lifted vertically onto the flat plate.
（５０ｃｍフロー通過時間）
５０ｃｍフロー通過時間は、土木学会基準規準ＪＳＣＥ－Ｆ－５１６－２０１２（高流動コンクリートの５００ｍｍフロー到達試験方法（案））に規定された方法に準拠して測定した。５０ｃｍフロー通過時間は、上記スランプフロー値の測定において、スランプコーン引上げ開始から、平板に描いた直径５００ｍｍの円に最初に達した時までの時間をストップウォッチにて０．１秒単位で測った値である。
(50 cm flow passage time)
The 50 cm flow passage time was measured in accordance with the method specified in the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F-516-2012 (500 mm flow reach test method for high fluidity concrete (draft)). The 50 cm flow passing time is the time from the start of pulling up the slump cone to the first reaching a circle with a diameter of 500 mm drawn on a flat plate in the above measurement of the slump flow value. value.
（Ｌフロー初速度）
Ｌフロー初速度は、土木学会規準ＪＳＣＥ－Ｆ－５１４－２０１３（高流動コンクリートのＬフロー試験方法（案））に規定された方法に準拠して測定した。Ｌフロー初速度は、時間を測定する箇所のＬフロー（ｍｍ）を測定点まで到達した時間（秒）で除したコンクリートの平均流動速度で表した値である。
(L flow initial velocity)
The initial L-flow velocity was measured according to the method specified in the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F-514-2013 (L-flow test method for high fluidity concrete (draft)). The initial L-flow velocity is a value expressed by the average flow velocity of concrete obtained by dividing the L-flow (mm) at the location where the time is measured by the time (seconds) required to reach the measurement point.
本発明のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたシリカフューム（ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ４）を用いて製造した本発明例１～３のフレッシュコンクリートは、シリカフューム（ＳＦ３、ＳＦ５、ＳＦ６）を用いて製造した比較例１～３のフレッシュコンクリートと比較して、５０ｃｍフロー通過時間が短く、Ｌフロー初速度が速くなった。すなわち、本発明のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたシリカフュームを用いることによって、フレッシュ性状の流動性が向上したセメント組成物を製造することが可能となることが確認された。 The fresh concrete of Examples 1 to 3 of the present invention produced using silica fume (SF1, SF2, SF4) that was determined to be non-defective by the method for evaluating silica fume for concrete of the present invention was produced using silica fume (SF3, SF5, SF6). Compared to the fresh concrete of Comparative Examples 1 to 3, the 50 cm flow passage time was shorter and the L flow initial velocity was faster. That is, it was confirmed that it is possible to produce a cement composition having improved fluidity in a fresh state by using silica fume that has been determined as a non-defective product by the method for evaluating silica fume for concrete of the present invention.
Claims (2)
前記評価用モルタルの０打フロー２００ｍｍ通過時間とＪ１４漏斗流下時間とを測定し、前記０打フロー２００ｍｍ通過時間が１０秒以下であって、前記Ｊ１４漏斗流下時間が９５秒以下である場合に、前記評価用モルタルに含まれている前記シリカフュームを良品と判定する判定工程と、を含むコンクリート用シリカフュームの評価方法。 A binder containing moderate heat Portland cement and silica fume, a fine aggregate, water, and a water reducing agent, wherein the binder contains the moderate heat Portland cement and the silica fume at a mass ratio of 90:10. The content of the fine aggregate is in the range of 30 parts by mass or more and 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder, and the content of the water is 17 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. parts by mass or more and 20 parts by mass or less, the content of the water reducing agent is in the range of 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder, and the flow rate is 0 an evaluation mortar preparation step of preparing an evaluation mortar having a value in the range of 270 mm or more and 290 mm or less;
When the 0 stroke flow 200 mm passage time and the J14 funnel flow down time of the evaluation mortar are measured, and the 0 stroke flow 200 mm passage time is 10 seconds or less and the J14 funnel flow down time is 95 seconds or less and a judgment step of judging that the silica fume contained in the evaluation mortar is non-defective.
前記シリカフューム準備工程で準備したシリカフュームと、セメントと、骨材とを混合する混合工程と、を含むシリカフューム含有セメント組成物の製造方法であって、
前記シリカフューム準備工程は、請求項１のコンクリート用シリカフュームの評価方法により良品とされたものを選択する選択工程を含むことを特徴とするシリカフューム含有セメント組成物の製造方法。 A method for producing a silica fume-containing cement composition, comprising: a silica fume preparation step of preparing silica fume; and a mixing step of mixing the silica fume prepared in the silica fume preparation step, cement, and aggregate,
A method for producing a silica fume-containing cement composition, wherein the silica fume preparation step includes a selection step of selecting non-defective products according to the silica fume evaluation method for concrete according to claim 1.
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