JP2887050B2 - 重量コンクリート - Google Patents
重量コンクリートInfo
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、重量コンクリート、特
に重量コンクリートの材料分離の阻止、品質の向上等を
図るための配合に関するものである。
に重量コンクリートの材料分離の阻止、品質の向上等を
図るための配合に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】重量コンクリートは、通常の骨材より比
重の大きい重量骨材を用いることにより、コンクリート
の単位容積重量を大きくしたコンクリートであり、放射
線遮蔽用コンクリート、消波ブロック、護岸堤用コンク
リート、重量機械の基礎用コンクリート等として用いら
れている。重量骨材としては、鉄等の人工重量骨材や、
より安価なものとして、磁鉄鉱、赤鉄鉱、砂鉄等の天然
産重量骨材が用いられている。重量コンクリートで課題
となるのが、材料分離であり、重量コンクリートの比重
を高めるため骨材に鉄鉱石等の高比重材料を用いると、
相対的に低比重であるセメントペーストの中で、骨材
が、その粒径、比重に応じて沈降し、材料分離現象を引
き起こす。これに対し、特開昭６３−２３９１４０号公
報には、有機ポリマーディスパージョンを所定量混入す
ることで、ワーカビリティーを損なうことなく単位水量
を削減し、ブリージングや材料分離を抑制する重量コン
クリートの配合が示されている。また、特開平１−３０
１５４９号公報や特開平１−３０１５５１号公報には、
粗骨材として酸化鉄鉱石、細骨材として砂鉄を用い、混
和剤として超微粒子のシリカヒュームを所定量混入する
ことで、材料分離を抑制しつつ、海水の化学作用等に対
する耐久性の向上を図った重量コンクリートの配合が示
されている。さらに、特開平１−３０１５４９号公報に
は、粗骨材として酸化鉄鉱石、細骨材として砂鉄を用
い、超微粉水砕スラグを所定量混入することで、同様の
効果を期待した重量コンクリートの配合が示されてい
る。
重の大きい重量骨材を用いることにより、コンクリート
の単位容積重量を大きくしたコンクリートであり、放射
線遮蔽用コンクリート、消波ブロック、護岸堤用コンク
リート、重量機械の基礎用コンクリート等として用いら
れている。重量骨材としては、鉄等の人工重量骨材や、
より安価なものとして、磁鉄鉱、赤鉄鉱、砂鉄等の天然
産重量骨材が用いられている。重量コンクリートで課題
となるのが、材料分離であり、重量コンクリートの比重
を高めるため骨材に鉄鉱石等の高比重材料を用いると、
相対的に低比重であるセメントペーストの中で、骨材
が、その粒径、比重に応じて沈降し、材料分離現象を引
き起こす。これに対し、特開昭６３−２３９１４０号公
報には、有機ポリマーディスパージョンを所定量混入す
ることで、ワーカビリティーを損なうことなく単位水量
を削減し、ブリージングや材料分離を抑制する重量コン
クリートの配合が示されている。また、特開平１−３０
１５４９号公報や特開平１−３０１５５１号公報には、
粗骨材として酸化鉄鉱石、細骨材として砂鉄を用い、混
和剤として超微粒子のシリカヒュームを所定量混入する
ことで、材料分離を抑制しつつ、海水の化学作用等に対
する耐久性の向上を図った重量コンクリートの配合が示
されている。さらに、特開平１−３０１５４９号公報に
は、粗骨材として酸化鉄鉱石、細骨材として砂鉄を用
い、超微粉水砕スラグを所定量混入することで、同様の
効果を期待した重量コンクリートの配合が示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】重量コンクリートにお
ける骨材分離を抑制する方法として、上述したようなシ
リカヒューム、スラグ微粉末等の超微粉末を用いて粘性
を向上させる方法や、セメント・水比を上昇させて粘性
を向上させる方法があるが、コストアップにつながる。
例えば、シリカヒュームは海洋コンクリート構造物等に
おいて長期強度を高める目的等で、従来から用いられて
いるが、それ自体コストが高い上に、ワーカビリティー
を確保するためには高性能減水剤や流動化剤を多量に併
用する必要がある。また、これらはセメントペーストの
比重増加にはつながらず、重量骨材とセメントペースト
の比重差は大きいままである。また、増粘剤を用いて粘
性を向上させる方法は、コンクリート硬化後の乾燥収縮
や耐久性低下の原因となり、コストアップにもつなが
る。本発明は、上述のような重量コンクリートにおける
課題の解決を図ったものであり、高比重で、材料分離が
少なく、施工性が良く、高品質で、低コストな重量コン
クリートを提供することを目的としている。
ける骨材分離を抑制する方法として、上述したようなシ
リカヒューム、スラグ微粉末等の超微粉末を用いて粘性
を向上させる方法や、セメント・水比を上昇させて粘性
を向上させる方法があるが、コストアップにつながる。
例えば、シリカヒュームは海洋コンクリート構造物等に
おいて長期強度を高める目的等で、従来から用いられて
いるが、それ自体コストが高い上に、ワーカビリティー
を確保するためには高性能減水剤や流動化剤を多量に併
用する必要がある。また、これらはセメントペーストの
比重増加にはつながらず、重量骨材とセメントペースト
の比重差は大きいままである。また、増粘剤を用いて粘
性を向上させる方法は、コンクリート硬化後の乾燥収縮
や耐久性低下の原因となり、コストアップにもつなが
る。本発明は、上述のような重量コンクリートにおける
課題の解決を図ったものであり、高比重で、材料分離が
少なく、施工性が良く、高品質で、低コストな重量コン
クリートを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の重量コンクリー
トは、その配合において、重量骨材として鉄鉱石を用
い、また鉄鉱石中に含まれる最大粒径が７４μ以下、平
均粒径が０．５〜１０μの超微粉末を、コンクリート１
ｍ3 中に２０〜６０ｋｇ配合することで、セメントペー
ストの粘性を向上させるとともに、比重の大きい超微粉
末の混入によりセメントペースト自体の比重も上げ、材
料分離を抑制しつつ、高比重、高品質（耐久性、高強
度）を実現したものである。なお、ここでいう平均粒径
は、５０％通過率における粒径として求まるものであ
る。
トは、その配合において、重量骨材として鉄鉱石を用
い、また鉄鉱石中に含まれる最大粒径が７４μ以下、平
均粒径が０．５〜１０μの超微粉末を、コンクリート１
ｍ3 中に２０〜６０ｋｇ配合することで、セメントペー
ストの粘性を向上させるとともに、比重の大きい超微粉
末の混入によりセメントペースト自体の比重も上げ、材
料分離を抑制しつつ、高比重、高品質（耐久性、高強
度）を実現したものである。なお、ここでいう平均粒径
は、５０％通過率における粒径として求まるものであ
る。
【０００５】鉄鉱石中に含まれる超微粉末は、比重も母
材である鉄鉱石とほぼ同一（母材の比重４〜５に対し、
超微粉末の比重は３〜４程度）で重く、コンクリート中
に配合することでセメントペーストと一体になり、粘性
を向上させ、またセメントペーストの比重を増加させ
る。このことにより、重量骨材としての高比重、大粒径
の鉄鉱石のコンクリート中での沈降が阻止され、材料分
離のない、高品質の重量コンクリートの製造が可能とな
る。一方、入手可能な超微粉末としては、自然界には粘
土、ベントナイト、人工的には従来の技術の項で述べた
シリカヒューム等があるが、前者は強度、耐久性の低下
を引き起こし、後者は前述したようにコストアップとな
り、また比重の増加にはつながらない。本発明で用いる
超微粉末に関しては、鉄鉱石から分離して調整すること
もできるが、例えばイスコール産等の赤鉄鉱石中には、
２μ以下の超微粉末分が１％以上も含まれている。
材である鉄鉱石とほぼ同一（母材の比重４〜５に対し、
超微粉末の比重は３〜４程度）で重く、コンクリート中
に配合することでセメントペーストと一体になり、粘性
を向上させ、またセメントペーストの比重を増加させ
る。このことにより、重量骨材としての高比重、大粒径
の鉄鉱石のコンクリート中での沈降が阻止され、材料分
離のない、高品質の重量コンクリートの製造が可能とな
る。一方、入手可能な超微粉末としては、自然界には粘
土、ベントナイト、人工的には従来の技術の項で述べた
シリカヒューム等があるが、前者は強度、耐久性の低下
を引き起こし、後者は前述したようにコストアップとな
り、また比重の増加にはつながらない。本発明で用いる
超微粉末に関しては、鉄鉱石から分離して調整すること
もできるが、例えばイスコール産等の赤鉄鉱石中には、
２μ以下の超微粉末分が１％以上も含まれている。
【０００６】図１はイスコール産の赤鉄鉱石中に含まれ
る超微粉末を１０００倍に拡大した顕微鏡写真である。
また、図３はイスコール産の赤鉄鉱石について、洗いに
より得られた超微粉末の粒度分布（重量）を示したもの
である。なお、この洗いにより得られた粒径７４μ以下
の超微粉末分の重量は、原石状態の重量に対し、約２．
１８％であった。図３の横軸は粒径（単位μ）を対数目
盛でとったものであり、縦軸については右端の目盛が超
微粉末の全重量に対する各粒径毎の割合（％）を示し、
左端の目盛が各粒径までの累積（％）を示している。従
って、特定の産地、銘柄等を選定（超微粉末を所定量混
入させるため、複数の産地、銘柄のものを混合すること
等も含む）し、配合設計を行うことで、重量骨材を構成
する粗骨材に付着したままミキサー等に投入し、本発明
の重量コンクリートを製造することも可能である。ま
た、細骨材には、必要に応じ、形状が球状の砂鉄を併用
することで、ベアリング効果による流動性改善の長所を
損なわずに、砂鉄の欠点（材料分離性）をカバーして、
高比重、高品質の重量コンクリートとすることができ
る。図２はタハロア産の砂鉄を１００倍に拡大した顕微
鏡写真である。
る超微粉末を１０００倍に拡大した顕微鏡写真である。
また、図３はイスコール産の赤鉄鉱石について、洗いに
より得られた超微粉末の粒度分布（重量）を示したもの
である。なお、この洗いにより得られた粒径７４μ以下
の超微粉末分の重量は、原石状態の重量に対し、約２．
１８％であった。図３の横軸は粒径（単位μ）を対数目
盛でとったものであり、縦軸については右端の目盛が超
微粉末の全重量に対する各粒径毎の割合（％）を示し、
左端の目盛が各粒径までの累積（％）を示している。従
って、特定の産地、銘柄等を選定（超微粉末を所定量混
入させるため、複数の産地、銘柄のものを混合すること
等も含む）し、配合設計を行うことで、重量骨材を構成
する粗骨材に付着したままミキサー等に投入し、本発明
の重量コンクリートを製造することも可能である。ま
た、細骨材には、必要に応じ、形状が球状の砂鉄を併用
することで、ベアリング効果による流動性改善の長所を
損なわずに、砂鉄の欠点（材料分離性）をカバーして、
高比重、高品質の重量コンクリートとすることができ
る。図２はタハロア産の砂鉄を１００倍に拡大した顕微
鏡写真である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を表１〜５を用いて説
明する。表１（粗骨材として重量骨材である鉄鉱石を用
いた場合）および表２（粗骨材として砕石を用いた場
合）は、本発明の実施例および比較例を、ケース１〜８
として、その配合を示したもので、表３はケース１〜８
の比較結果を示したものである。また、表４はケース１
〜８で用いた粉鉱石（リオドセ産）、砂鉄（タハロア
産）、塊鉱石（イスコール産）の骨材試験結果、表５は
フルイ分け試験結果（粉鉱石および塊鉱石については、
微粉末、超微粉末を除いたもの）を示したものである。
なお、ケース１〜８のうち、ケース２，４，６，８が本
発明の実施例に相当し、ケース１，３，５，７はそれぞ
れケース２，４，６，８に対する比較例である。
明する。表１（粗骨材として重量骨材である鉄鉱石を用
いた場合）および表２（粗骨材として砕石を用いた場
合）は、本発明の実施例および比較例を、ケース１〜８
として、その配合を示したもので、表３はケース１〜８
の比較結果を示したものである。また、表４はケース１
〜８で用いた粉鉱石（リオドセ産）、砂鉄（タハロア
産）、塊鉱石（イスコール産）の骨材試験結果、表５は
フルイ分け試験結果（粉鉱石および塊鉱石については、
微粉末、超微粉末を除いたもの）を示したものである。
なお、ケース１〜８のうち、ケース２，４，６，８が本
発明の実施例に相当し、ケース１，３，５，７はそれぞ
れケース２，４，６，８に対する比較例である。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【０００８】ケース１，２では、表１に示すように、共
に粗骨材としてイスコール産の塊鉱石を用い、細骨材と
して山砂を用いた。ケース１は鉄鉱石から超微粉末分を
洗い流したものを用いた場合、ケース２は重量にして
２．１８％に相当する超微粉末分を含んだ鉄鉱石を用い
た場合である。超微粉末分の粒度分布は前述した図３の
通りである。ケース２では材料分離が少なく、良好な結
果が得られたのに対し、超微粉末を含まないケース１で
はコンクリートの粘性低下と、鉄鉱石の沈降が顕在化し
た。
に粗骨材としてイスコール産の塊鉱石を用い、細骨材と
して山砂を用いた。ケース１は鉄鉱石から超微粉末分を
洗い流したものを用いた場合、ケース２は重量にして
２．１８％に相当する超微粉末分を含んだ鉄鉱石を用い
た場合である。超微粉末分の粒度分布は前述した図３の
通りである。ケース２では材料分離が少なく、良好な結
果が得られたのに対し、超微粉末を含まないケース１で
はコンクリートの粘性低下と、鉄鉱石の沈降が顕在化し
た。
【０００９】ケース４は、上述したケース２に対して、
細骨材として山砂の一部をタハロア産の砂鉄に置き換え
たものに相当し、その分、コンクリートの比重を上げる
ことができた。しかし、粗骨材を天然砕石に置き換えた
ケース３では、単位水量の増加と材料分離傾向が現れ
た。
細骨材として山砂の一部をタハロア産の砂鉄に置き換え
たものに相当し、その分、コンクリートの比重を上げる
ことができた。しかし、粗骨材を天然砕石に置き換えた
ケース３では、単位水量の増加と材料分離傾向が現れ
た。
【００１０】ケース６−１〜３は、超微粉末を含む鉄鉱
石を用いた場合について、細骨材としてタハロア産の砂
鉄とリオドセ産の粉鉱石（粉鉱石に含まれる微粉末分に
ついての粒度分布を図４に示す）を用いた場合であり、
この場合も材料分離が少なく、良好な結果が得られてい
る。しかし、同様に粗骨材を天然砕石に置き換えたケー
ス５−１〜８では材料分離傾向が現れている。ここで、
注目できることは、粉鉱石は、洗い損失量２８．００％
に相当する７４μ以下の微粉末を大量に含んでいたが、
図４の粒度分布図に示されるように２μ前後の超微粉末
は少なく、効果が出なかったものと考えられる。
石を用いた場合について、細骨材としてタハロア産の砂
鉄とリオドセ産の粉鉱石（粉鉱石に含まれる微粉末分に
ついての粒度分布を図４に示す）を用いた場合であり、
この場合も材料分離が少なく、良好な結果が得られてい
る。しかし、同様に粗骨材を天然砕石に置き換えたケー
ス５−１〜８では材料分離傾向が現れている。ここで、
注目できることは、粉鉱石は、洗い損失量２８．００％
に相当する７４μ以下の微粉末を大量に含んでいたが、
図４の粒度分布図に示されるように２μ前後の超微粉末
は少なく、効果が出なかったものと考えられる。
【００１１】次に、ケース８では、細骨材に砂鉄のみを
用いたが、この場合は粒度上の限界から必ずしも良好な
結果が出ていない。しかし、ケース８の超微粉末を含む
鉄鉱石に置き換えて天然砕石を用いたケース７はさらに
悪い結果を示している。以上のことから、本発明におい
ては、鉄鉱石中に含まれる超微粉末が重量コンクリート
のセメントペーストの物性を大幅に改善し、比重の大き
い鉄鉱石の材料分離を劇的に改善していることが結果付
けられる。特に、球形をした砂鉄との組み合わせでは、
コンクリートの単位水量低減、比重増加も含め、大きな
結果となっている。
用いたが、この場合は粒度上の限界から必ずしも良好な
結果が出ていない。しかし、ケース８の超微粉末を含む
鉄鉱石に置き換えて天然砕石を用いたケース７はさらに
悪い結果を示している。以上のことから、本発明におい
ては、鉄鉱石中に含まれる超微粉末が重量コンクリート
のセメントペーストの物性を大幅に改善し、比重の大き
い鉄鉱石の材料分離を劇的に改善していることが結果付
けられる。特に、球形をした砂鉄との組み合わせでは、
コンクリートの単位水量低減、比重増加も含め、大きな
結果となっている。
【００１２】
【発明の効果】 高比重の超微粉末分がセメントペーストと一体とな
り、高比重、高粘性のセメントペーストとして、粗骨材
としての鉄鉱石の沈降等、材料分離を阻止し、強度、耐
久性に優れた高品質の重量コンクリートの製造を可能と
する。 砂鉄との組み合わせで、さらにコンクリートの単位
水量低減、比重増加等が図れる。 本発明で用いる超微粉末は、自然の鉄鉱石に含まれ
るものであり、人工的に製造される超微粉末に比べ、高
比重のものを容易に入手することができる。 特定の産地あるいは銘柄の鉄骨石中に含まれる超微
粉末を利用し、配合設計においてその混入量を調整する
ことで、所望の品質を有する重量コンクリートを低コス
トで製造することができる。
り、高比重、高粘性のセメントペーストとして、粗骨材
としての鉄鉱石の沈降等、材料分離を阻止し、強度、耐
久性に優れた高品質の重量コンクリートの製造を可能と
する。 砂鉄との組み合わせで、さらにコンクリートの単位
水量低減、比重増加等が図れる。 本発明で用いる超微粉末は、自然の鉄鉱石に含まれ
るものであり、人工的に製造される超微粉末に比べ、高
比重のものを容易に入手することができる。 特定の産地あるいは銘柄の鉄骨石中に含まれる超微
粉末を利用し、配合設計においてその混入量を調整する
ことで、所望の品質を有する重量コンクリートを低コス
トで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】塊鉱石（イスコール産）に含まれる超微粉末の
顕微鏡写真（１０００倍）である。
顕微鏡写真（１０００倍）である。
【図２】砂鉄（タハロア産）の顕微鏡写真（１００倍）
である。
である。
【図３】塊鉱石（イスコール産）から採取した超微粉末
サンプルの粒度分布を示したグラフである。
サンプルの粒度分布を示したグラフである。
【図４】粉鉱石（リオドセ産）から採取した微粉末サン
プルの粒度分布を示したグラフである。
プルの粒度分布を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−84822（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−122538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−71661（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−319880（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301549（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301551（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 14/34 C04B 14/30
Claims (2)
- 【請求項１】 重量骨材として鉄鉱石を用いた重量コン
クリートにおいて、鉄鉱石中に含まれる最大粒径が７４
μ以下、平均粒径が０．５〜１０μの超微粉末を、コン
クリート１ｍ3 中に２０〜６０ｋｇ配合したことを特徴
とする重量コンクリート。 - 【請求項２】 細骨材として所定量の砂鉄を混入した請
求項１の重量コンクリート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19180993A JP2887050B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 重量コンクリート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19180993A JP2887050B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 重量コンクリート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0725654A JPH0725654A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2887050B2 true JP2887050B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=16280889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19180993A Expired - Fee Related JP2887050B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 重量コンクリート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887050B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW318308B (ja) * | 1994-08-29 | 1997-10-21 | Murata Manufacturing Co | |
| KR100403207B1 (ko) * | 2001-06-14 | 2003-10-23 | 부양산업 주식회사 | 철관 코팅재 제조방법 |
| JP4535737B2 (ja) * | 2004-01-28 | 2010-09-01 | 中国電力株式会社 | 硬化体の製造方法、及びその製造方法により得られる硬化体 |
| JP2006273654A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Taiheiyo Cement Corp | 重量コンクリート |
| JP5130359B2 (ja) | 2008-05-23 | 2013-01-30 | 太平洋セメント株式会社 | カウンタウェイト |
| JP6241780B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2017-12-06 | 日本ヒューム株式会社 | 重量コンクリートによるプレキャストコンクリート製品の製造方法 |
| JP6184442B2 (ja) * | 2014-12-24 | 2017-08-23 | Ｊｆｅシビル株式会社 | 重量モルタルの乾式吹き付け工法 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP19180993A patent/JP2887050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0725654A (ja) | 1995-01-27 |
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