JP2864830B2 - 水硬性配合物の混練方法 - Google Patents

水硬性配合物の混練方法

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JP2864830B2
JP2864830B2 JP3352852A JP35285291A JP2864830B2 JP 2864830 B2 JP2864830 B2 JP 2864830B2 JP 3352852 A JP3352852 A JP 3352852A JP 35285291 A JP35285291 A JP 35285291A JP 2864830 B2 JP2864830 B2 JP 2864830B2
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kneading
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cement
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low speed
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チャンドラ サティシュ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/003Methods for mixing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水硬性配合物の混練方法
に係り、特に水結合材比(以下、W/Cと略記する)が
16%前後という超低W/Cの水硬性配合物を、十分に
均質な状態に作製することができる水硬性配合物の混練
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】水硬性配合物は、セメント等の水硬性粉
体の粒子が水と水和反応して硬化することを利用した材
料である。代表的なセメント配合物には、セメント粒子
と水とから構成されるセメントペーストと、このセメン
トペーストに砂等の細骨材を加えたモルタルと、このモ
ルタルに砂利等の粗骨材を加えたコンクリートとがあ
る。セメントペーストは、通常、単独で使用されること
はなく、砂や砂利を結合させるバインダ、つまり、接着
剤として用いられる。
【0003】このようなセメント配合物における混練で
は、粒子径が小さいこともあって、静電引力の影響を受
け易く凝集し易い。そこでセメント粒子の分散を促進す
るために通常、界面活性剤を主成分とする減水剤が使用
されている。また、近年、低W/Cを実現する、より減
水率の高い高性能減水剤も採用されるようになってきて
いる。
【0004】他方、混練に使用される機械は、コンクリ
ートミキサと呼ばれ、傾胴型ミキサ、パン型強制練りミ
キサ、水平二軸強制練りミキサ等が代表的で、低W/C
を確保する場合には、練り混ぜエネルギが大きい強制練
りミキサが有効といわれている。
【0005】さらにセメント配合物の混練には、一般的
に行なわれている一括混練と、材料を分けて投入する分
割混練とがある。一括混練とは、文字どおり材料を一度
に投入し混練する方法で、大多数のレディミクスト・コ
ンクリートプラントでは、この混練方法が採用されてい
る。また、分割混練とは、材料を一時に投入せずにセメ
ント配合物の混練を行なう方法で、代表的なものとして
SEC(Sand Envelopped with Cement )とDM(Dual
Mixing )とがあり、より均質な混練が行なえること
で、同一W/Cにおいては、一括混練よりもブリージン
グが少なく、高強度が得られるといわれている。
【0006】このような水硬性配合物の混練において、
より強固な配合物を得るためには、水とセメントとの割
合(W/C)をでき得る限り小さくするとともに、混練
により粒子同士の均一な分散を確保することが必要であ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、W/Cが1
6%前後という、従来のW/Cをさらに下回る超低W/
Cの水硬性配合物を得るために、水硬性粉体に対して非
常に少量の水で混練を行なう場合には、上述した従来の
混練方法に従って高性能減水剤等を使用するだけでは、
粒子同士を分散させるために非常に多くの混練エネルギ
を必要とし、またそのために混練時間も長時間に亘り、
生産性の良くないものであった。
【0008】本発明は上述したような従来の課題に鑑み
て創案されたものであり、その目的は、超低W/Cの水
硬性配合物を製造するにあたり、分割混練を前提とし
て、水及び各材料の分割を最適化すると共に、混練操作
も最適化することで、短時間に均質な超低W/Cの水硬
性配合物を得ることができる水硬性配合物の混練方法を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水硬性配合
物の混練方法は、セメント等の水硬性粉体及び水和反応
に寄与する微細な混和材に対して、全投入水量の1/2
の水を加えて低速で混練し、次いでこの混練物に高性能
減水剤及び残りの水を加えて再度低速で混練した後静置
し、その後この混練物に対して骨材を加えて高速で混練
するようにしたことを特徴とする。
【0010】また、本発明に係る水硬性配合物の混練方
法は、セメント等の水硬性粉体,水和反応に寄与する微
細な混和材及び全投入骨材量の1/2の骨材に高性能減
水剤を加えて低速で混練し、次いでこの混練物に対して
全投入水量の1/2の水を加えて低速で混練した後静置
し、次いでこの混練物に対して全投入水量の2/5の水
を加えて高速で混練し、その後この混練物に対して残り
の水及び残りの骨材を加えて低速で混練するようにした
ことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明は、W/C(水結合材比)16%前後と
いう超低W/Cのセメント等の水硬性配合物を、より均
質な状態で得るために、これまでにない理論に基づく分
割混練を創案したもので、これが本発明の大きな特徴と
なっている。本発明において結合材とは、セメント等の
水硬性粉体および水和反応に寄与する微細な混和材(以
下、微細粉体という)を指す。
【0012】セメント粒子や微細粉体は、その粒径が数
10μm以下であるため、粉体の状態では凝集する性質
がある。この凝集を解消し、水と均一に混合するために
は、強力な混練エネルギを与えることができる混練機械
を使用すれば良いのであるが、セメント配合物において
は、セメント粒子の約千倍の粒径を有する骨材も混練の
対象となるため、このように広範囲な粒度分布を持つ配
合物に適合して高混練エネルギを与えることができる混
練機械は、現在のところ存在しない。従って、従前のコ
ンクリートミキサの使用を前提として本発明の混練方法
を適用することになる。
【0013】ここで、結合材(セメント等の水硬性粉体
及び微細粉体)と水との混合について身近な事象を取り
上げると、例えばホットケーキのように、結合材として
見做せる小麦粉と水とを練り混ぜる際に、必要な水を一
度で投入すると大きなダマ(粉体の団塊)が生じて、均
質に練り混ぜることが難しくなる。この大きなダマは、
粉体の団塊表層部に、表層部分の粉体と水とが結合した
緻密な不透水層が形成されるために生ずるもので、これ
を解消するためには、この大きなダマを破壊できるエネ
ルギが必要となる。
【0014】そこで、水を少量ずつ投入し、大きなダマ
が生じないように練り混ぜることが好ましいが、これを
混練過程として注目すると、小麦粉中に投入された少量
の水は小麦粉の粒子間に入り込み、微細なダマ(微細な
団塊)を生じているものと推定される。この微細なダマ
の大きさは、一挙に水を全量投入した場合よりも非常に
小さいため、上記の大きなダマと違い、毛細管作用によ
り中心部まで水が浸透していると考えられる。そして徐
々に水を足して練り混ぜていくと、このような微細なダ
マが次第に増加し、ついには小麦粉の大部分が微細なダ
マ、すなわち微細な団塊の集合状態となる。これは粉体
工学でいう、フュニキュラ(Funicular)の状態であ
り、さらに水を加えるとキャピラリ(Capillary )を経
てスラリ(Siurry)の状態に至り、練り混ぜが終了する
ことになる。
【0015】本発明における分割混練は、上述した練り
混ぜの原理を出発点として、つまり水を分割して投入す
ることを前提として、水及び各材料の分割を最適化する
と共に、混練操作をも最適化することで、微細な団塊の
形成からセメント等の水硬性粉体の分散を促進させるよ
うにしたものである。より具体的には、上記課題を解決
するための手段に記載した手法によるもので、分割の最
適化及び混練操作の最適化で、短時間に均質な超低W/
Cの水硬性配合物を得ることができる。
【0016】
【実施例】以下に本発明の好適実施例について、詳述す
る。 混練方法1 混練方法1では、セメントと微細粉体に対して、全投入
水量の1/2の水を加え、小団塊の形成を効率的に行な
える低速回転で混練を行なう。次いで、この混練物に高
性能減水剤と残りの水を加え、再度低速で混練を行な
う。この時点では、高性能減水剤は全体には行き渡って
いないため、小団塊中の水を媒体にして全体になじませ
るために、所定時間静置する。この後、この混練物に対
して骨材を加えて小団塊を崩壊させ、高性能減水剤の効
果を引き出すために高速で混練する。高性能減水剤の持
つ分散効果が発揮されて小団塊が崩壊することで、あた
かも粉体の状態に見えたセメント配合物は流動化するこ
ととなる。
【0017】混練方法2 混練方法2では、セメント、微細粉体及び全投入骨材量
の1/2の骨材に高性能減水剤を加えて所定時間低速で
混ぜ合わせる。ここでの低速混練の意義は、不用意に粉
体を飛散させないためと、混練エネルギを与え過ぎるこ
とによる粉体の凝集を防止するためである。この後、こ
の混練物に全投入水量の1/2の水を加え、混練方法1
と同様に小団塊を形成させるために低速で混練を行な
い、その後、混練方法1と同じく所定時間静置する。こ
の混練方法2では、最初から高性能減水剤を混入してあ
るため、小団塊中に高性能減水剤の粒子が存在してい
る。このため、小団塊は高性能減水剤の分散効果により
崩壊し易くなっており、かつ小団塊の崩壊の助けとなる
骨材も存在するため、静置終了後、全投入水量の4/1
0の水を加え、高速で混練し、流動化させる。この後、
この混練物に対して残りの水と骨材とを加え、低速で混
練する。ここで、最後に少量の水を加えるのは、最後に
加える骨材に付着する水量を考慮したものである。混練
方法1では、高性能減水剤の後添加効果により軟らかい
セメントペーストが得られ、骨材の投入による団塊の生
成は問題とならないが、混練方法2では骨材による団塊
の生成が懸念されるからである。また、低速で混練する
のは、大きな団塊の形成を防止するとともに、巻き込み
による空気の連行を阻止するためである。さらに、混練
方法2において骨材を分割して投入するのは、先に述べ
たように小団塊の崩壊の補助のためであるものの、骨材
を当初から全量投入すると、粒子が過多となってこれを
原因とする団塊が生じ得るためである。
【0018】ここで、表1に本発明における超低W/C
となる調合例(重量比)を示す。
【0019】
【表1】 上記表1中、W/Cはセメントモルタルで14.8%、
セメントコンクリートで16.3%である。セメントモ
ルタルの場合、表1で値が2となる砂(細骨材)セメン
ト比(S/C)をさらに小さくすれば、さらにW/Cを
低減させることができる。
【0020】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、水を分割
して投入することを前提として、水及び各材料の分割を
最適化すると共に、混練操作をも最適化することで、微
細な団塊の形成からセメント等の水硬性粉体の分散を促
進させることができ、短時間に均質な超低W/Cの水硬
性配合物を得ることができる。すなわち、水硬性粉体に
対して非常に少量の水で混練を行なうに際して、従来の
混練方法のように高性能減水剤等を使用するだけの場合
と異なり、粒子同士を分散させるための必要混練エネル
ギを小さくすることができ、且つまた混練時間を短縮化
させて生産性を向上することができる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント等の水硬性粉体及び水和反応に
    寄与する微細な混和材に対して、全投入水量の1/2の
    水を加えて低速で混練し、次いでこの混練物に高性能減
    水剤及び残りの水を加えて再度低速で混練した後静置
    し、その後この混練物に対して骨材を加えて高速で混練
    するようにしたことを特徴とする水硬性配合物の混練方
    法。
  2. 【請求項2】 セメント等の水硬性粉体,水和反応に寄
    与する微細な混和材及び全投入骨材量の1/2の骨材に
    高性能減水剤を加えて低速で混練し、次いでこの混練物
    に対して全投入水量の1/2の水を加えて低速で混練し
    た後静置し、次いでこの混練物に対して全投入水量の2
    /5の水を加えて高速で混練し、その後この混練物に対
    して残りの水及び残りの骨材を加えて低速で混練するよ
    うにしたことを特徴とする水硬性配合物の混練方法。
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