JP2617421B2 - 土木建築用水硬性複合材料 - Google Patents

土木建築用水硬性複合材料

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JP2617421B2
JP2617421B2 JP9077994A JP9077994A JP2617421B2 JP 2617421 B2 JP2617421 B2 JP 2617421B2 JP 9077994 A JP9077994 A JP 9077994A JP 9077994 A JP9077994 A JP 9077994A JP 2617421 B2 JP2617421 B2 JP 2617421B2
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則雄 田頭
四郎 佐々木
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/48Clinker treatment
    • C04B7/52Grinding ; After-treatment of ground cement
    • C04B7/527Grinding ; After-treatment of ground cement obtaining cements characterised by fineness, e.g. by multi-modal particle size distribution

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に工場で製造後に、
ミキサ−車で工事現場に搬入して打設、硬化させる土木
建築用コンクリ−トに係わり、特に材令初期は高流動性
を保持し、以後は早期硬化して大きな圧縮強度を得るこ
とのできる水硬性複合材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、土木、建築工事の打設現場で良好
なワ−カビリティ(作業性)を得る流動性と、硬化後に
材令28日で実用的な所定圧縮強度280kgf/cm
2 以上を発揮するコンクリ−トが得られる土木建築用水
硬性複合材料(以下、水硬性複合材料という)が設計、
製造されてきた。すなわちコンクリ−ト製造工場では、
容量0.5m3 以上の原料を二軸ミキサ−等で攪拌、混
合し、ミキサ−運搬車によって打込み現場まで運搬し、
混練り開始から打設工事終了迄の約90分間は流動性を
保持可能な水硬性複合材料を供給して、コンクリ−トを
形成してきた。その流動性は、混合水量を決める水セメ
ント比(W/C。従来は重量基準で0.4〜0.6)
と、減水剤、AE剤から成る各種混和剤を加入混合して
得ていた。AE剤はコンクリ−ト中に空気量(通常、2
−7%)を分散、発生させた。その材令強度は、建築工
事の梁構造材として使用する場合には、材令最低21日
で実用圧縮強度が得られるように、型枠存置期間が設定
されてきた。なお、流動性と硬化後に決まるコンクリ−
ト圧縮強度とは、混和水が多ければその流動性は確保で
きても、強度低下をもたらすという相反関係にある。こ
こに水硬性複合材料とは、製造直後のゾル状態から任意
時間後にゲル化して非可逆的に固体となるまでの、一連
の材歴を有する材料を示し、全く流動性を失い一定形状
のゲル状態を保持、形成してしまったコンクリ−トと区
別する。
【0003】近年、コンクリ−ト強度を早期に得たいと
の社会的要請は高く、例えば既設道路L型工事におい
て、早期強度を得るために早強セメントを使用し、材令
約一週間で所要強度が得られるようになった。ここに早
強セメントは、その粒子の比表面積が4000cm2
g以上の微粉末であることが一特徴である。ちなみに普
通ポルトランドセメント(以下、普通セメントという)
は、粒子比表面積は3000cm2 /g前後である。そ
して技術向上の結果、水セメント比0.4に低下できる
表面活性剤をセメントに混和して混練水を減らし、前記
打設時の流動性を損なわずに材令3日から7日の日数で
所要強度を出せる水硬性複合材料が実施されるようにな
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし最近年になる
と、土木においては、道路用切下げ工事、鉄道工事、道
路用マンホ−ル築造工事、及び建築その他分野におい
て、地下タンク建造工事、機械台基礎工事などに、或い
は作業現場が休日中に作業開始とその完成を必要とする
工事種類を含め、緊急に完成を求める工事の頻度が多く
なるに従って、例えば材令1−3日での実用強度を求め
る声は増々高く、それに対し早強セメントの使用実績が
浅く、まだ対応できていない。その要請に対応できて、
もし1日で硬化して実用強度が得られれば、数日で変る
気象変化が水硬性複合材料のゲル化過程に及ぼしていた
影響をなくすことができ、さらにコンクリ−ト成形用型
枠の回転率が高くなり、工期及びコストが5分の1以上
短縮、削減できるといわれる。本発明は、上記社会的、
技術開発要請に対応できるよう、水セメント比を削減
し、工事中の初期材令には実用的な流動性を、硬化後は
短時日の早期に実用強度が発揮できる水硬性複合材料を
提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水硬性複合
材料は、骨材に、粉体粒子が比表面積5000cm2
g以上の早強セメントと改質用混和剤、及び水を加えて
混和手段によって混合、製造する水硬性複合材料におい
て、早強セメントを主材とし、その他のセメントを混合
加入材として適宜に混合、組成したセメント量に対し
て、少なくともセメント重量基準当たり、水セメント比
範囲0.25〜0.4の水量と、純分換算2.0%以下
であるスランプ性能の高い表面活性剤をそれぞれ加えて
製造したことを特徴とするものである。
【0006】また本発明は、表面活性剤が、リグニンス
ルホン酸ソ−ダ、グリコン酸ソ−ダ、β−ナフタリンス
ルホン酸高縮合物ナトリュ−ム塩、メラミンスルホン酸
縮合物及び陰イオン活性剤をそれぞれ主成分とした減水
剤によって組成し、表面活性剤にAE剤を適宜に添加し
たことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】水セメント比を従来法より半分近く低減した水
量を使用し、その低減分を適正量の表面活性剤によって
補充して混和、製造した水硬性複合材料なので、初期材
令時間中の実用的な流動性を保持した上に、一旦ゲル化
した後は、遊離水を生じない、水密性の高い硬化物を生
成し、材令1日で実用圧縮強度に達し、かつ高耐久性お
よび高耐磨性のコンクリ−トを得た。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る水硬性複合材料を説明す
る。図1は、本水硬性複合材料の構成を説明するもの
で、原材料混合比を示すブロック図を示す。図1に示す
ように、砂利G、砂Aから成る骨材Sに、比表面積50
00cm2/g以上の無機固体粒子大きさを持つ早強セ
メント1を主材とし、その他のセメント2を混合加入材
として適宜に混合、組成したセメントCと、そのセメン
トCの単位重量当たり水セメント比W/C範囲0.25
〜0.4によって算出した混合水W量と、水硬性複合材
料の改質用混和剤として機能する表面活性剤3を、セメ
ントCの単位重量当たり混合比2.0%(純分換算)以
下の容量にて調剤し、その他として必要に応じて加える
AE剤ほかの混和改質剤と混和してゾル状態として、水
硬性複合材料10を構成する。ここにセメント2は、早
強セメント1以外の粒子が粗い比表面積5000cm2
/g以下もの、及び普通または中庸熱ポルトランドセメ
ントを指す。また純分換算とは、表面活性剤3が希釈液
で供給された場合にその成分百%に換算して得られた数
値を、成分百%が粉状により供給された場合には、乾燥
状態に置き換えその乾燥時の比重量を基準に得られた数
値を算出基準値とする事を意味する。表面活性剤3は、
特にリグニンスルホン酸ソ−ダ、グリコン酸ソ−ダ、β
−ナフタリンスルホン酸高縮合物ナトリュ−ム塩、メラ
ミンスルホン酸縮合物及び陰イオン活性剤をそれぞれ主
成分とし、高スランプ保持性能を有し、混合水を少なく
使用する機能を持つ減水剤Dによって組成したものであ
る。なお無機固体粒子が5000cm2 /g以上の早強
セメント1のみによって水硬性複合材料を製造すると流
動性保持時間が短くなるので、その他のセメント2を適
宜に混合加入するもので、その混合割合は全体の約20
%以内が望ましい。
【0009】次に本発明の実施例における、製造条件と
各種機能測定デ−タを説明する。表1に、その実施例と
比較例を示し、水硬性複合材料の原材料特性とその実施
結果を説明するもので、(A)は一部原材料の特性と使
用量を、(B)はその他原材料の特性と使用量、及びフ
レッシュコンクリ−トの経時変化を、(C)は製造した
コンクリ−ト圧縮強度の経時変化を示す。
【0010】
【表1】
【0011】実施例を得る混和手段に、通常の水硬性複
合材料生産用工場設備を使用し、二軸攪拌機で攪拌する
ミキサ−容器(定格容量1.5m3 )に1m3 になるよ
う各混合原料を調合して、本実施例Aと比較例Bについ
て実施した。その使用材料に、実施例Aには、本発明に
適用する比表面積を有する早強セメント1(製品名、
L.Dセメントまたは通称、超早強セメント、その比表
面積6110cm2 /g。大阪セメント(株)製)を用
い、実施例Bに、実施例Aと比較する早強セメント(製
品名、Hセメント、その比表面積4490cm2 /g。
大阪セメント(株)製)を使用した。またそれぞれに混
和した表面活性剤3の、a剤(製品名、チュ−ポ−ルH
P−11。竹本油脂(株)製)は陰イオン活性剤を主成
分とした減水剤D、b剤(製品名、パリックSA。藤沢
薬品(株)製)は同じく陰イオン活性剤を主成分とする
ものである。ここにa剤は、b剤よりスランプ保持性能
が高い。その他の構成原料は、実施例A、Bとも同種汎
用品、同種AE剤をそれぞれ使用し、同一条件によって
混合した。
【0012】 各実施例のその他の製造条件の主要特徴を
下記に説明する。 1)本発明による実施例Aは、混合槽へ細骨材(砂)
A、セメントC、水Wの順に投入し、約20秒の第一回
混練り操作をした後、粗骨材(砂利)Gを投入し、第二
回混練り操作を約70秒間行った。前記処理した水硬性
複合材料は、1.0ないし6.0m3 容量を貯留、攪拌
し、ミキサ−運搬車の攪拌条件で攪拌を継続した後、貯
留槽から所定型枠内へ取り出し、その製造中と製造後
の、表1に示す各種試験を行った。なお表1に示すS
は、砂Aと砂利Gの合計で、骨材を示す。 2)同じく水セメント比AのW/Cは、トライアンドエ
ラ−によって所定時間ワ−カビリティ保持可能の数値3
3.0%を得た。
【0013】 3)比較実施例Bは、表1に示すように、
通常採用されている骨材料及び混合比等の条件で製造し
た。使用した表面活性剤bは汎用品であり、そのカタロ
グ使用条件に従って用いた。なお、同図(C)に示す1
2時間時の圧縮強度は、未硬化のため測定できなかっ
た。
【0014】 次に、本発明実施状況における測定デ−タ
について説明する。 1)主材の早強セメント1に混合加入材のセメント2を
約20%まで加入、混成したセメントCで構成する限
り、実施例Aの実施デ−タに比べ、また同じく高スラン
プ性能の表面活性剤3を用いる限り、表1に示す前記陰
イオン活性剤を主成分としたa剤混和時の実施デ−タに
比べ、それぞれ顕著な変化はなかった。 2)本発明の水硬性複合材料は、材令初期に90分間以
上のワ−カビリティを確保した上、材令1日前後の極め
て早期の内に実用圧縮強度330kgf/cm2が得ら
れるという有意性が認められた。 3)本発明の硬化後の水硬性複合材料は、その実用圧縮
強度発揮後における耐久性、ひび割れ、耐摩耗性及び発
熱量において、実施例Bと同等またはそれ以上の特性を
得た。
【0015】
【発明の効果】本発明による土木建築用水硬性複合材料
は、製造直後の所定実用時間中は適正な作業性が得られ
る流動性を確保し、それ以後はゲル化して良好なコンク
リ−ト材に変性する複合材料であって、高スランプ性を
保有したゾル状態が90分以上持続可能になると共に、
ゲル化した後は早期に超早強性、高圧縮強度、高耐久性
および高耐磨性を発揮する効果を示し、その結果、硬化
養生期間が短く、それに伴う諸経費の削減と工期を短縮
し、土木、建築工事の総コスト削減、交通規制をもたら
す道路工事期間の短時日化など、社会的損失機会の大幅
な低減が見込めるなど種々の特徴を有するので、本発明
の実施によって得られる技術上の直接的利益および工事
管理や社会生活に及ぼす間接的利益は著しく大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の土木建築用水硬性複合材料の構成を説
明するブロック図である。
【符号の説明】
1 早強セメント(主材) 2 その他のセメント(混合加入材) 3 表面活性剤 A 砂 C セメント D 減水剤 G 砂利 S 骨材 W 水、混合水 W/C 水セメント比
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 24:06 24:22 24:30) 103:32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨材(S)に、粉体粒子が比表面積50
    00cm2 /g以上の早強セメント(1)と改質用混和
    剤、及び水を加えて混和手段によって混合、製造する土
    木建築用水硬性複合材料において、早強セメント(1)
    を主材とし、その他のセメント(2)を混合加入材とし
    て適宜に混合、組成したセメント(C)量に対して、少
    なくともセメント重量基準当たり、水セメント比(W/
    C)範囲0.25〜0.4の水(W)量と、純分換算
    2.0%以下であるスランプ性能の高い表面活性剤
    (3)をそれぞれ加えて製造したことを特徴とする土木
    建築用水硬性複合材料。
  2. 【請求項2】 表面活性剤(3)が、リグニンスルホン
    酸ソ−ダ、グリコン酸ソ−ダ、β−ナフタリンスルホン
    酸高縮合物ナトリュ−ム塩、メラミンスルホン酸縮合物
    及び陰イオン活性剤をそれぞれ主成分とした減水剤
    (D)によって組成し、表面活性剤(3)にAE剤を適
    宜に添加したことを特徴とする請求項1記載の土木建築
    用水硬性複合材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101119678B1 (ko) * 2009-12-10 2012-03-07 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101119678B1 (ko) * 2009-12-10 2012-03-07 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조 방법

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