JP2853898B2

JP2853898B2 - 遠心成形用セメント組成物

Info

Publication number: JP2853898B2
Application number: JP33408090A
Authority: JP
Inventors: 尚井ノ川; 弘幸 ▲榊▼原; 秀司吉田; 忍内畠; 清彦内田
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH04202035A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、特に遠心成形法によって製造されるコン
クリート製品の原料に好適な、セメント組成物に関す
る。

「従来の技術」従来よりコンクリート製品の製造方法としては、得ら
れる製品の強度が高く、また円柱状の製品を製造する際
の成形性に適していることなどから遠心成形法が広く採
用されている。この遠心成形法は、その成形用型枠の回
転による遠心力によって硬化前のコンクリートから水を
絞りだ出し、コンクリート製品の高強度化を達成すると
ともに、成形面の高い仕上がりをなし得たものである。

「発明が解決しようとする課題」しかしながらこの遠心成形法にあっては、製品製造量
の増加に伴って大量のスラッジを生じ、これによりスラ
ンジの処理費が増大するといった問題がある。ここでス
ラッジとは、遠心成形時に硬化前のコンクリートから絞
り出される水が、コンクリート中に微粉部分を同伴して
分離されたスラリーである。そして、工場等の現場では
このスラッジを埋め立て用土砂や産業廃棄物として処理
するため、多額の費用を費やしているのである。

このようなスラッジを生じるのを防ぐために、メチル
セルロースなどの高分子増粘剤や種々の凝集剤を添加し
て水の固形分に分離する方法などが提案されている。し
かし、増粘剤の使用は製品の強度低下を招くといった問
題があり、また凝集剤を使用する場合には凝集剤散布用
設備への多額の投資が必要となるとともに、凝集剤をコ
ンクリート練り混ぜ水に添加して用いると、スラッジ回
収水中に凝集剤が濃縮されることによってセメントの水
和が遅延し、結果として製品の製造コスト増を招くとい
った大きな欠点がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、増粘剤や凝集剤を用いることなく、
遠心成形によって生じるスラッジの固形分量を低減し得
るセメント組成物を提供することにある。

「課題を解決するための手段」この発明の遠心成形用セメント組成物では、粒径５μ
ｍ以下の粒子の体積割合が20％以下、粒径22μｍ以上の
粒子の体積割合が30％以下、粒径44μｍ以上の粒子の体
積割合が５％以下であるセメント100重量部に対し、粒
径５μｍ以上の粒子の体積割合が15％以下であり、かつ
比重が3.5以上の無機微粉末を0.1〜15重量部添加してな
ることを上記課題の解決手段とした。

すなわち、遠心成形によって生じるスラッジの固形分
は、コンクリートに配合されたセメントの微分部分（主
に５μｍ以下の微粒子）が大部分であり、この微粉部分
を除くことがスラッジ中の固形分の低減に大きな効果が
ある。しかし、上記微粉部分については、フレッシュコ
ンクリートの良好な作業性を保持し、また製品となる硬
化コンクリートの緻密性を確保するうえである程度の量
が必要であり、全部を削除するのは好ましくない。

そこで、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、上記微粉
部分の一部または全部を、特に比重の大きな無機微粉末
と置換することにより、得られたセメント組成物はフレ
ッシュコンクリートの作業性が良好で、かつ遠心成形時
において水が抜けやすく、しかもスラッジ中の固形分量
が極めて少ないといった優れた性状を呈することを見い
だし、本発明を完成した。

以下、この発明の遠心成形用セメント組成物を詳しく
説明する。

この発明の遠心成形用セメント組成物では、原材料と
なるセメントの粒度調整を行ない、微粒子部分を特定量
まで低減し、さらに比重の大きい無機微粉末を特定量添
加したものである。

上記原材料となるセメントとしては、普通ポルトラン
ド、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセ
メント等の公知のポルトランドセメントや、これらポル
トランドセメント等に高炉スラグ、フライアッシュ、珪
石、シリカフューム等のセメント用混和材を１種類もし
くは２種類以上添加混合して得られた混合セメントが用
いられる。

また、これら原材料セメントは、その粒度構成が、粒
径５μｍ以下の粒子の体積割合が20％以下、粒径22μｍ
以上の粒子の体積割合が30％以下、粒径44μｍ以上の粒
子の体積割合が５％以下となるように調整される。ここ
で粒度調整としては、分級により微粉粒子すなわち粒径
５μｍ以下の粒子と、粗粉粒子すなわち粒子44μｍ以上
の粒子とをそれぞれ除去して上記範囲となるよう調整す
る方法や、予め分級操作により粒度分布の幅（範囲）が
狭いものを何種類か作製しておき、これらを適宜ブレン
ドして上記範囲となるよう調整する方法などが採用され
る。なお、分級法としては、重力分級機、遠心分級機、
慣性分級機などによる方法が好適であるが、ふるいによ
う分級法なども採用可能であるのはもちろんである。

上記粒度構成において粒径５μｍ以下の粒子の体積割
合を20％以下としたのは、20％を越えるとセメント中に
含まれる微粉部分が多くなるため、遠心成形時における
スラッジ固形分の低減効果が小さくなるからである。ま
た、粒径22μｍ以上の粒子の体積割合を30％以下とした
のは、30％を越えると製品の強度低下を招くからであ
り、さらに粒径44μｍ以上の粒子の体積割合を５％以下
したのは、５％を越えるとやはり強度低下を招くからで
ある。なお、この粒度調整においては、粒径５μｍ以下
の粒子の体積割合を15％以下、粒径22μｍ以上の粒子の
体積割合を20％以下、粒径44μｍ以上の粒子の体積割合
を１％以下とするのが、スラッジ固形分の低減効果をよ
り図るうえで望ましい。

また、本発明においては、上記粒度調整がなされたセ
メント原材料100重量部に対し、粒径５μｍ以上の粒子
の体積割合が15％以下であり、かつ比重が3.5以上の無
機微粉末が0.1〜15重量部添加される。このような無機
微粉末としては、例えばアルミナ（Al₂O₃）、炭酸バリ
ウム（BaCO₃）、ジルコン（ZrSiO₄）などの単体または
これらの混合物で、比重が3.5以上に調整された粉体が
好適に用いられる。ここで、無機微粉末の比重を3.5以
上としたのは、3.5未満であると遠心成形中水に同伴さ
れてスラッジとして排出されやすく、逆にスラッジ中の
固形分量を増加させてしまうからである。また、その添
加量を0.1〜15重量部としたのは、0.1重量部未満では添
加した効果が十分得られず、一方15重量部を越えると、
コンクリート製法に際しての作業性が逆に大きく低下
し、同一スランプを得るために要する水量が増えて、遠
心成形によって得られたコンクリート製品の強度が大幅
に低下してしまうからである。なお、このような無機微
粉末の配合量については、５〜10重量部％とするのが、
コンクリート製造に際しての作業性がより向上し、かつ
該無機微粉末自身が水に同伴されてスラッジ中の固形分
となってしまう割合がより少なくなるため望ましい。

「実施例」以下、実施例によりこの発明をさらに具体的に説明す
る。

本発明のセメント組成物を用い、第１表中実施例1,2
に示す配合のコンクリート材料を得た。なお、これら材
料の配合は、コンクリートボード、コンクリートパイル
などのオートクレーブ養生を行なう遠心成形コンクリー
ト製品の広く用いられているものである。

ここで、実施例1,2のセメント組成物には、普通ポル
トランドセメント用クリンカーを粉末度が5000cm²/gに
なるまで粉砕し、さらに風力分級機を用いて粒径５μｍ
以下の粒子の体積割合が13〜14％、粒径22μｍ以上の粒
子の体積割合が19〜20％、粒径44μｍ以上の粒子の体積
割合が１％以下になるように粒度調整を行ない、さらに
この粒度調整後のセメントクリンカーに２水石膏（粉末
度5000cm²/g）をSO₃換算で２重量％添加したものを用い
た。

また、粗骨材としては岩瀬産砕石（最大寸法20mm）、
細骨材としては鹿島産陸砂、珪石粉としてはSiO₂含有率
92％の珪石粉（粉末度4000cm²/g）、高性能減水剤とし
てはマイティー150（商品名；花王株式株式会社製）、
比重の大きい無機微粉末として平均粒子径１〜２μｍの
ジルコン微粉末（比重4.1）をそれぞれ用いた。

このような配合物を用い、コンクリートのスランプが
６〜8cmになるように第１表に示す割合で配合し、120秒
間強制撹拌ミキサーで混練した。得られた混練物のスラ
ンプを測定し、その結果を第１表に併記する。

次いで、この混練物を内径200mm、長さ300mmの円筒状
の試験用遠心成形型枠に投入し、低速2Gで２分間、中速
10Gで３分間、高速30Gで６分間の遠心成形条件にて遠心
成形を行なった。

その後、成形終了時点で排出されたスラッジを採取
し、これを110℃で乾燥固化してスラッジ中の固形分量
を測定した。

また、遠心成形して得たコンクリートを、成形後20℃
の恒温室で３時間静置し、次いで65℃、４時間の蒸気養
生を行ない、さらに12時間自然放冷した後、脱型してそ
の成形体の圧縮強度を測定した。

排出されたスラッジ中の固形分量、および蒸気養生後
の圧縮強度を第１表に併記する。

また、比較のため、第１表に比較例1,2,3を併記し
た。ここで、比較例１は、セメント組成物として市販の
普通ポルトランドセメントを用いたものであり、比較例
２は実施例1,2に用いた粒度調整後のセメント組成物を
用い、かつ比重大の無機微粉末を添加していないもので
あり、また比較例３は本発明の範囲内に示す粒度調整を
行なったセメントを用い、比重大の無機微粉末を５〜15
重量部の範囲を越えて20重量部添加した例である。な
お、これら比較例1,2,3において第１表に示す各添加材
は、すべて実施例1,2と同一のものを用いた。また、各
測定値についても、実施例1,2と同一の試験によって得
た。

第１表より、比較例１では遠心成形後に排出されるス
ラッジ固形分量が成形されたコンクリート1m³に対して1
8.2kg、得られた成形体の圧縮強度が474kgf/cm²である
が、実施例1,2では排出されるスラッジ固形分量が5.2〜
8.9kg、圧縮強度が480〜513kgf/cm²と、比較例１に比べ
て排出スラッジ固形分量の低減率が51〜72％と極めて大
きく、また圧縮強度も大きいことが確認された。

さらに、実施例1,2は比較例２と比べてフレッシュコ
ンクリートの作業性がよく、また比較例３に比べても圧
縮強度に優れたものとなることが確認された。

また、本発明のセメント組成物を用い、第２表中実施
例３に示す配合のコンクリート材料を得た。なお、これ
ら材料の配合は、コンクリートヒューム管等の遠心成形
コンクリート製品に用いられているものである。

第２表において、実施例３に使用したセメント組成物
および各添加材は、第１表中の実施例1,2に用いたもの
とそれぞれ同一のものであり、また各測定値についても
第１表に示した測定値と同様にして得たものである。ま
た、比較例４は、上記比較例１と同様にセメント組成物
として市販の普通ポルトランドセメントを用いたもので
あり、比較例５は上記比較例２と同様に比重大の無機微
粉末を添加していないものである。

第２表より、比較例４のコンクリートヒューム管等の
遠心成形コンクリート製品製造に用いられる配合では、
遠心成形後に排出されるスラッジ固形分量はコンクリー
ト1m³に対して24.1kg、得られた成形体の圧縮強度が560
kgf/cm²であるが、実施例３では排出されるスラッジ固
形分量が1.6kg、圧縮強度が583kgf/cm²と、比較例４に
比べて排出スラッジ固形分量の低減率が95％と極めて大
きく、また圧縮強度も大きいことが確認された。また、
実施例３は比較例５と比べても、フレッシュコンクリー
トの作業性にきわめて優れていることが確認された。

「発明の効果」以上説明したようにこの発明の遠心成形用セメント組
成物は、セメント粒子の粒径を調整するとともに、該セ
メント粒子における微粉部分の一部または全部を、特に
比重の大きな無機微粉末と置換したものであるから、こ
のセメント組成物を用いてコンクリートの遠心成形を行
なった場合、従来の遠心成形用配合コンクリートと同様
の作業性を得ることができるとともに従来のもの以上の
強度を得ることができる。また、排出スラッジ中の固形
分量を大幅に低減することができることから、スラッジ
処理に費やす費用を大幅に削減して製造コストの低減を
図ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 14/26 Ｃ０４Ｂ 14/26 14/30 14/30 20/00 20/00 ＢＺ (72)発明者吉田秀司千葉県船橋市豊富町585番地住友セメント株式会社セメント・コンクリート技術開発センター内 (72)発明者内畠忍千葉県船橋市豊富町585番地住友セメント株式会社セメント・コンクリート技術開発センター内 (72)発明者内田清彦千葉県船橋市豊富町585番地住友セメント株式会社セメント・コンクリート技術開発センター内 (56)参考文献特開昭59−35050（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−205346（ＪＰ，Ａ) 特開平２−192439（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−28254（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−115046（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−9256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 7/02 C04B 28/04 B28B 1/20 B28B 21/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径５μｍ以下の粒子の体積割合が20％以
下、粒径22μｍ以上の粒子の体積割合が30％以下、粒径
44μｍ以上の粒子の体積割合が５％以下であるセメント
100重量部に対し、粒径５μｍ以上の粒子の体積割合が1
5％以下であり、かつ比重が3.5以上の無機微粉末を0.1
〜15重量部添加してなることを特徴とする遠心成形用セ
メント組成物。