JP3300993B2 - 水硬性材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート、モルタ
ル、グラウト等の主に建設材料として利用される水硬性
材料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート、モルタル、グラウト等の
建設用水硬性材料は、ポルトランドセメント、フライア
ッシュ、高炉スラグ微粉末等の水硬性粒体と水、骨材、
および微量の化学混和剤を混合撹拌した後、成形するこ
とにより製造されてきた。上記水硬性粒体は、粒子径１
〜１００μｍ程度の大きさであり、平均粒径は１０〜２
０μｍ程度である。

【０００３】この種の水硬性材料が硬化した後の力学的
性質や耐久性は、一般に水と水硬性粒体との比率に支配
され、この比率が小さい程優れたものとなる。また、こ
れに砂、石等の骨材を添加した場合、硬化後の性質は、
水と水硬性粒体との比率のみならず、水と水硬性粒体を
加えた量（ペースト量）と添加材の量の比率にも影響さ
れ、一般にはこの比率が小さい程性能的にも、経済性で
も有利となる。

【０００４】しかし、水と水硬性粒体の比率が小さくな
る程、またペースト量と添加材との量の比率が小さくな
る程、水硬性材料の流動性が低下する。その結果、水と
水硬性粒体の比率を小さくしたり、ペースト量と添加材
の量の比率を小さくして、水硬性材料の性能を向上させ
ようにしても、対象とする部材の成形可能性、言い換え
れば、水硬性材料の流動性の限界以上には、性能向上が
できないことになる。すなわち、水硬性材料の性能向上
と流動性の向上は、不可分の関係にある。このような水
硬性材料の問題点を解決するために、減水剤、ＡＥ減水
剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等のコンクリート
用混和材を用いて凝集したセメント粒子を分散し、水硬
性材料の流動性を向上させる技術が使われてきた。

【０００５】また、セメント等の水硬性粒体の粒子間
に、この粒子よりも１オーダー以上小さい微粒子を局所
的な凝集のない均一な状態で分散し、水硬性材料の流動
性を向上させ、結果として水硬性材料の強度や耐久性を
向上させる技術が提案されている（特公昭６０−５９１
８２号）。

【０００６】さらに、水硬性粒体の一つであるセメント
を高速気流中で衝突させセメントの角ばりを少なくした
球状化セメントを用いることにより、水硬性材料である
セメントの流動性を向上させる技術も提案されている
（特開平２−１９２４３９号）。

【０００７】尚、この球状化セメント技術では、セメン
トの反応性を活発にしたり、セメントとは異なった表面
反応性を備えることを目的に、球状化セメントを高速気
流中で製造する時に、シリカフューム等の微粒子も同時
に高速気流中に投入し微粒子でコーティングされた球状
化セメントの技術が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】叙上の従来の諸手段に
は次記する問題点がある。すなわち、水硬性材料の流動
性を向上させるうえで高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤
を用いて凝集した水硬性粒体を分散させる技術は、極め
て有効である。しかし、水硬性材料の流動性をさらに向
上させるためには、高性能減水剤の利用に加えて、さら
に別な技術が必要である。

【０００９】水硬性粒体の粒子間に、この粒子よりも１
オーダー以上小さい微粒子を局所的な凝集のない均一な
状態に分散する技術は、水硬性粒体の粒子が、せん断変
形する時、粒子と粒子の接触によるせん断抵抗を低減す
る効果を期待できるが、粒子間の水の粘性を見かけ上増
大させる作用もあり、流動性の向上作用が制限される。
さらに、水硬性流体の粒子間に、凝集することなく均一
に微粒子を分散させることは、著しく困難である。

【００１０】水硬性粒体の一つであるセメントを球状化
する技術は、有用であるが、球状化に要するエネルギー
コストが大きい。

【００１１】また、微粒子でコーティングした球状化セ
メントは、水硬性材料の流動性の向上にも有効である
が、球状化のコストにさらに微粒子の材料コストが付加
された水硬性材料となり、さらに経済性が低下する。ま
た、セメントが微粒子でコーティングされた状態を必要
とするのは、水と混合撹拌した時であるが、高速気流中
で形成された微粒子によるコーティング状態が、水と混
合撹拌した後も一般的に持続するのかは明らかでない。
本発明は、水硬性材料の上記諸問題を解決することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の水硬性材料の製造方法は、水中で混合撹拌
することによってセメント粒子の表面に凝集して当該セ
メント粒子をコーティングする性質を持つ該セメント粒
子の１／５かそれより小さい平均粒径を有するところの
６０重量％以上のガラス質シリカを含有し比表面積50,0
00〜1,000,000cm²／gであるシリカフュームの採用判定
を、一部採取のもとレーザー回折式粒度分布測定装置に
付属する出力１５０Ｗ、周波数２０KHzの超音波分散槽
に２５０ｍｌの蒸留水と０．２gのシリカフュームを入
れ１２分間超音波でまたはそれと同等の超音波エネルギ
ーで分散した時３０重量％以上が粒径１μｍ以下の粒子
またはその凝集塊に分散するもののみを選択するとし、
当該シリカフュームと少なくとも２０重量％のポルトラ
ンドセメントを含有した所定量の平均粒径５〜５０μｍ
のセメントとの配分を、セメント粒子の表面を全面的ま
たは部分的にシリカフューム粒子で少なくとも一層覆う
量以上とし、水の量を、両粒子の合計値の６０％以下と
して混練するとしたものである。

【００１３】

【作用】上記のようにして製造された水硬性材料では、
セメント等の固体粒子Ａとこの粒子の平均径よりも１／
５以上小さい固体粒子Ｂを水中で混合撹拌した時、適切
な固体粒子の組み合せの場合には、固体粒子Ｂが固体粒
子Ａの外表面に全面的又は部分的に凝集し、固体粒子Ｂ
でコーティングされた状態の固体粒子Ａが形成される。
このようなコーティングが形成されるかどうかは、水中
での固体表面の電荷、粒子間力等に定まるものであり、
ＡとＢの適切な組み合せを選択することが必要である。
固体粒子Ａが、セメントのような粉砕された粒子の場
合、粒子形状は角ばっているが、図１に示すように粒子
Ａを粒子Ｂでコーティングすると粒子の角ばりは見かけ
上少なくなり、流動性が向上する。また粒子Ａの表面の
粒子Ｂはボールベアリングのようなものであり、粒子Ａ
同士が接触した時のせん断抵抗を小さくする。粒子Ｂの
表面および拡散層の電荷によっては、電気的な反発力も
流動性の向上に寄与する。

【００１４】粒子Ｂのいわゆるボールベアリング作用や
電気的反発力によって生じる粒子Ａ同士が接触した時の
せん断抵抗減少作用は、図２に示すように、粒子Ｂが粒
子Ａの表面に不均一に凝集したり、粒子Ａの表面に部分
的に凝集して粒子Ａの一部に非コーティング部分が存在
する場合にも発生する。従って、粒子Ｂによる粒子Ａの
コーティングは全表面に均一に達成されることが望まし
いが、不均一であったり、又、部分的に非コーティング
部分が存在していても良い。

【００１５】粒子Ａを粒子Ｂでコーティングすることに
より流動性を向上させることを期待するためには、水硬
性材料の流動性が粒子と粒子の接触抵抗に支配されてい
ることが必要である。したがって、この作用は水の量が
ある量以下の水硬性材料で初めて期待できることにな
る。流動性のある水硬性材料の流動特性は、通常、降伏
値と塑性粘度で定まるが、降伏値を一定にしたときの塑
性粘度は、粒子Ａと粒子Ｂの重量の合計値に対して水の
量が６０％程度以下であれば、本発明の微粒子によるコ
ーティングの結果、低減し、流動性が向上する。本発明
による流動性向上作用は特に水の量が固体重量の４０％
以下になるような、水の少ない領域で著しい。ただし、
この作用が著しくなる水の量は、粒子Ａと粒子Ｂの組み
合せによって異なるのであり、最適な水の量は、目的に
応じて実験により定めることが必要である。

【００１６】このように、本発明では固体粒子Ａと固体
粒子Ｂとを適切に選択することにより、水中で混合撹拌
することのみによってＢでコーティングされたＡを作る
ものであり、その結果、この水硬性材料の流動性を向上
させ、さらに硬化した水硬性材料の性能を向上させるも
のである。

【００１７】本発明の適用対象となる固体粒子Ａの大き
さは、建設用水硬性材料の普通の大きさ、すなわち平均
径５〜５０μｍ程度のものである。固体粒子Ｂは、固体
粒子Ａの表面に凝集する必要がある。そのためにＢの粒
子はＡよりも少なくとも１／５以上、望ましくは１／１
０以上平均粒径の小さいものがよい。

【００１８】さらに、固体粒子Ｂの量は、Ａをコーティ
ングするのに要する最低量、すなわち、粒子Ａの全表面
が、又は表面が部分的に粒子Ｂによって一層おおわれる
のに要する量以上が必要である。例えば、粒子Ａが直径
２０μｍで単一粒度であり、粒子Ｂが直径０．２μｍで
同じく単一粒度であると仮定すると、粒子Ａの表面を一
様にＢ一層でコーティングするのに要する粒子Ｂの量
は、Ａの体積の３〜３．５％程度である。

【００１９】粒子Ｂが粒子Ａの全表面を均一にコーティ
ングしない場合でも、粒子Ｂのボールベアリング作用や
電気的反発力に基づく作用を期待するためには、粒子Ｂ
の量は一定以上必要である。この粒子Ｂの量を理論的に
求めるのは困難であるが、実験によれば、粒子Ａの全表
面を一層均一にコーティングする量のおよそ１／５前後
以上、望ましくはそれとほぼ等しい量が必要であること
がわかった。

【００２０】固体粒子ＡとＢとを水中で混合撹拌する方
法は、材料の性質に応じて通常のコンクリートミキサー
や、高速回転を行う特殊なミキサー等適切なものを使用
することが必要である。

【００２１】水に分散した固体粒子の粒子間に、この粒
子よりも小さい微粒子を分散させた場合、大きな粒子の
間隙に存在する微細な粒子は、大きな粒子のせん断変形
抵抗を減少させ流動性を向上させる作用と、大きな粒子
間の水の相の粘性を増大させ流動性を低下させる作用の
両方を有する。したがってせん断変形抵抗を減少させう
る範囲で微細な粒子を大きな粒子の間隙に分散させるこ
とは、水硬性流体の流動性の向上に有効である。したが
って、粒子Ａを粒子Ｂでコーティングするとともに、粒
子Ａの間隙に粒子Ｂを分散させることによって、さらに
流動性を向上させることができる。図３は、この状態の
水硬性材料を示す。

【００２２】粒子Ａ間の間隙に存在する微粒子Ｂは、均
一に分散しているものが望ましいが、流動性を有する限
り、ある程度、凝集しているものでも良い。粒子Ａ間の
間隙に分散する適量の粒子Ｂを理論的に定めるのは困難
であり、対象材料に応じて実験により適量を定めること
が必要である。実験によれば、粒子Ａの表面に凝集する
粒子Ｂの量と粒子Ａ間に分散する粒子Ｂの量の総量が、
粒子Ａの全表面を均一に一層覆うのに相当する量以上で
あれば、粒子Ｂによる粒子Ａの流動特性改善作用が期待
できる場合が多い。

【００２３】水硬性粒体の流動性を向上させるうえで、
凝集した粒子を分散させる作用を有する高性能減水剤
は、きわめて有効である。また高性能減水剤は、微粒子
Ｂでコーティングされた粒体Ａを形成する本発明におい
ても、きわめて有効である。高性能減水剤は、粒体Ａを
分散させると同時に、微粒子である粒体Ｂを分散し、分
散したＢが水中での混合撹拌によりＡの表面に凝集し、
ＢによるＡのコーティング状態を形成する作用を有す
る。微粒子である粒体Ｂが外力を加えても分散されず、
凝集したままの状態を保持すると、粒体Ｂと粒体Ａを水
中で混合撹拌してもＢによるＡのコーティングが難しく
なり、Ｂの凝集塊の大きさによっては、Ｂの添加によっ
てかえってＡの流動性が低下する。

【００２４】高性能減水剤の使用量を一般的な値として
定めるのは困難であるが、粒子Ａの分散と粒子Ｂの分散
および分散した粒子Ｂが粒子Ａの表面に凝集するのに要
する適正な量を水硬性材料の目的に応じた流動性を考慮
して実験により定めることが必要である。

【００２５】本発明の水硬性材料の製造方法では、粒体
Ａと粒体Ｂを水中で混合撹拌するのみで、Ｂでコーティ
ングされた粒体Ａを作るものであるが、これにさらにＡ
よりも大きな材料Ｃを添加することによって、水硬性材
料の性能と経済性の向上を図ることができる。材料Ｃ
が、砂であれば水硬性材料はモルタルであり、砂と石で
あればコンクリートである。さらに、本発明による水硬
性材料の軽量化を図ったり、変形性能の向上を図るため
に前記の他の材料Ｃを添加することが有効である。

【００２６】ポルトランドセメントは、適切な微粒子Ｂ
を選択することにより、本発明によるＢでコーティング
された状態を形成する。すなわち、ポルトランドセメン
トは、本発明の固体粒子Ａとして機能する。ポルトラン
ドセメントを含有する限り、混合セメントも固体粒子Ａ
として機能する。ただし、ポルトランドセメントの量が
少なすぎると本発明の効果が十分に表われないこともあ
るので、ポルトランドセメントの含有量は、少なくとも
２０％以上、望ましくは３０％以上あることが必要であ
る。

【００２７】シリカフューム等のガラス質シリカを含有
する微粒子は、粒体Ａを適切に選択することにより、本
発明の固体粒子Ｂとして作用し、Ｂよりも５〜１０倍以
上大きい固体粒子Ａの表面に凝集してＡをコーティング
する。固体粒子Ｂが、ガラス質シリカを含有する微粒子
である場合、ポルトランドセメントは、この微粒子によ
ってコーティング可能な固体粒子Ａの一つである。

【００２８】ガラス質シリカの微粒子であるシリカフュ
ーム（固体粒子Ｂ）と、固体粒子Ａとしてのポルトラン
ドセメントを水中で混合撹拌するとセメントの表面は、
シリカフュームでコーティングされ、一部のシリカフュ
ームは、セメント粒子間に、均一または凝集して分散す
る。その結果、セメントとシリカフュームを含む水硬性
材料は、流動性の優れたものとなる。またシリカフュー
ムはセメントの水和によって生成するＣａ（ＯＨ）₂等
のアルカリと反応し、セメント水和物の間隙を充填する
ため、硬化したセメントの強度や耐久性を向上させる。
ただし、ＳｉＯ₂含有量が少なすぎるとシリカフューム
の強度向上作用は大きくない。したがってシリカフュー
ムの強度向上作用を維持するためには、ＳｉＯ₂含有量
が６０％以上、望ましくはＳｉＯ₂含有量が７０％以上
あることが必要である。

【００２９】粒子Ａをポルトランドセメントとした場
合、固体粒子Ｂであるシリカフュームの比表面積が大き
すぎると凝集したシリカフュームの分散が困難となり、
セメントをコーティングするのが難しくなる。また、比
表面積が小さすぎるとシリカフュームが分散してもセメ
ントの表面に凝集して、セメントをコーティングするの
が難しくなるし、セメント水和物と反応して、硬化した
セメントの性能を向上させる作用が低下する。したがっ
て、シリカフュームの比表面積は、適切な範囲にあるこ
とが必要である。その範囲としては、比表面積50,000〜
1,000,000cm²／g、望ましくは100,000cm²／g〜500,000c
m²／gであることが必要である。

【００３０】シリコンメタルやフェロシリコン製造時の
ようにＳｉＯ₂の気化と急冷のプロセスを経て製造され
るシリカフュームは、バッグフィルターで回収されるも
のであり、１次粒子は０．１〜０．５μｍ程度の粒子径
であるが、回収時までにすでに著しく凝集しており、平
均粒径は数１０μｍに達している。また、シリカフュー
ムの一部は、運送効率を向上させるためにさらに凝集度
を高め、か粒化を行っている。したがって、シリカフュ
ームが本発明の粒子Ｂとして効果的に作用するために
は、分散性が高く、分散した後、粒子Ａを効率よくコー
ティングできるものが望ましい。

【００３１】発明者らの研究によれば、シリカフューム
の分散性の良し悪しは、適切な強さの超音波をある時間
加えた時に、凝集塊が分散して１μｍ以下となる量によ
って判定することができる。ＣＩＬＡＳ社製レーザー回
析式粒度分布測定装置Ｍｏｄｅｌ７１５に付属する出力
１５０Ｗ、周波数２０ＫＨｚの超音波分散槽に２５０ｍ
ｌの蒸留水と０．２ｇのシリカフュームを入れ１２分間
超音波を加えた時、３０重量％以上、望ましくは５０重
量％以上が粒径１μｍ以下の凝集塊に分散するシリカフ
ュームは、比較的少ないエネルギーで分散が可能であ
り、本発明に用いる粒子Ｂに適している。

【００３２】

【実施例】以下、具体例によって本発明を説明する。た
だし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
固体粒子Ａとして普通ポルトランドセメントを用い、固
体粒子Ｂとして非か粒のシリカフュームを使用して、下
記表の調合のコンクリートを作り、シリカフュームによ
るセメントのコーティング状態を確認するとともに、シ
リカフュームでセメントをコーティングすることによる
コンクリートの流動性の向上と硬化した後の力学的性質
の向上作用を調べた。

【表１】

【００３３】シリカフューム（ＳＦ）は、セメント
（Ｃ）の重量比で添加した。シリカフューム置換率１０
％とはＳＦ／（Ｃ＋ＳＦ）の値が１０％であることを意
味する。シリカフューム置換によるペースト量の増大
は、骨材量で調整した。ただし、同じ水結合材比では、
細骨材率は不変とした。スランプ２３ｃｍは、高性能Ａ
Ｅ減水剤の添加量の調整により保持した。使用材料を以
下に示す。 セメント：フライアッシュセメントＢ種（比重２．９
７） 砂 ：比重２．６１、吸水率１．５３％の山砂 砕石 ：比重２．７０、吸水率０．３８％の石炭岩砕
石 水 ：水道水 高性能ＡＥ減水剤：特殊スルホン基カルボキシル基含有
多元ポリマーを主成分とするもの（竹本油脂株式会社
製、チューポールＨＰ−１１） シリカフューム：比重２．３５、比表面積１４．１ｍ²
／ｇ、ＳｉＯ₂含有量＝９３．８％、炭素量＝０．７８
％、含水率＝０．４０％、強熱減量＝２．７６％コンク
リートの練り混ぜには容量５０リットルのパン型強制練
りミキサーを用い、全材料をミキサーに投入した後２分
間撹拌した。

【００３４】図４は、本発明によるシリカフュームでコ
ーティングしたセメントを用いた水結合材比２３％、２
８％、３３％のコンクリートのＬフロー速度とシリカフ
ューム置換率の関係を示したものである。Ｌフロー速度
とは、本願出願人が特開平１−２９７５２８号、特開平
１−２９７５２９号にて提案のＬ型フロー試験法で測定
したものであり、Ｌフロー速度が大きい程、コンクリー
トの粘性が低いことを示す。図では、シリカフュームの
量が増加するとＬフロー速度が増大し、コンクリートの
粘性が低下していることを示している。すなわち、本発
明によるセメントとシリカフュームを用いることによ
り、コンクリートの流動性が向上することを示してい
る。

【００３５】図５は、シリカフュームでコーティングし
たセメントを用いたコンクリートとそうでないコンクリ
ートの圧縮強度と水結合比の関係を示したものである
が、本発明のセメントとシリカフュームを用いることに
より、圧縮強度も向上している。上記のように、セメン
トとシリカフュームを水中で混合撹拌して、セメントを
シリカフュームでコーティングすることにより、コンク
リートの流動性と力学的特性が向上する。

【００３６】次に、この例で述べたコンクリート中のセ
メントがシリカフュームでコーティングされていること
を実験で確認した。図６はシリカフューム単体０．１ｇ
を水１００ｃｃを入れた２００ｃｃビーカーに入れ、こ
れに６００ｗのホモジナイザー（周波数２０ＫＨｚ、チ
ップ先端の振幅３０μｍ、チップ径３６ｍｍ）で１分間
超音波を加えた後、レーザー回析式粒度分布測定装置
（測定レンジ、０．１〜３５μｍ）で粒度分布を調べた
ものである。０．７μｍにピークを有する。１０μｍ近
くの小さなピークは、１次粒子の一部が凝集しているこ
とを示していると考えられる。

【００３７】図の縦軸の分布密度は下式で定義される量
である。 分布密度＝ｄｖ／ｄ（１ｎＤ） ここで、ｖ：粒度Ｄ以下の粒子の量の体積比率 Ｄ：粒径 １ｎ：自然対数

【００３８】図７は、ビーカー中の水を水セメント比６
０％のペーストの上澄液に変えた場合であり、図６とほ
とんど変わらない。

【００３９】図８は、セメント０．１５ｇを水１００ｃ
ｃを入れた２００ｃｃビーカーに入れ、６００ｗホモジ
ナイザーで１分間超音波を加えた後、粒度分布を調べた
ものである。粒度は０．３〜３５μｍの範囲に分布して
いる。３５μｍは装置の測定上限であるが、別の測定に
よれば３５μｍを上回るものは、１０〜１５％であっ
た。

【００４０】図９は、セメントとシリカフューム７：３
の重量比率のもの計０．１５ｇを、先のビーカーに投入
し、同じく超音波を加えた後の粒度分布を示す。１μｍ
以下の粒子の量が若干増加しているが、これは図８と図
６を７：３の比率で混合したものの量よりは著しく少な
い。図９に示した破線は、図８と図６とから計算上で求
めたセメントとシリカフュームの７：３混合物の粒度を
示す。この粒度分布では、セメントの３５μｍ以上の量
の補正も行っている。

【００４１】セメントとシリカフュームが、各々単独で
存在する時と同様に分散しているとすれば、この７：３
混合物は、図９の破線の粒度分布を示すはずである。と
ころが、この混合物が実際には、図９の実線の粒度分布
を示すのは、シリカフュームがセメントの表面に凝集し
てセメントをコーティングしているか、シリカフューム
が凝集塊を形成し、見かけ上セメントと同様の大きさと
なっているかのいずれかである。しかし、この混合物に
はシリカフューム単独の粒度分布測定時と同様の超音波
を加えており、凝集塊は、単独の時と同じレベルに分散
するはずである。セメントとの混合物は、セメント抽出
液と同様の液相成分を有するが、図７に示したようにこ
の液相成分は、シリカフュームの分散に影響していな
い。したがって、セメントとシリカフューム混合物が図
９の実線の粒度分布を示すのは、シリカフュームがセメ
ント表面に凝集し、セメントをコーティングしているこ
とを示している。ただし、一部のシリカフュームは、セ
メント粒子間にある程度の凝集塊を含みつつ分散してい
る。

【００４２】図１０は表１に示したＮｏ．２の調合のコ
ンクリートでシリカヒューム置換率０％、１０％、３０
％の３種のコンクリートを先に記述した材料と方法で練
り混ぜ、練り混ぜ直後のコンクリートを２．５ｍｍフル
イでスクリーニングし、直ちに粒度分布を測定したもの
である。シリカフュームを添加したものは、無添加のも
のに比べて１μｍ以下の粒子が若干増加しているが、シ
リカフュームが分散した時に本来示す図６のピークは全
く示さない。また、置換率１０％と３０％で粒度分布は
変化しない。このシリカフュームを加えたものの粒度分
布は図９のセメントとシリカフュームの混合物の粒度分
布とほぼ同様である。図１１は、２．５ｍｍでふるった
モルタル０．４ｇを水１００ｃｃを含む２００ｃｃビー
カー中に投入してホモジナイザーで６００ｗの超音波を
１分加えた後の粒度分布と超音波を加えないものの粒度
分布を示すが、超音波の影響はあまり見られない。図１
１のコンクリートは、表１のＮｏ．２の調合であり、シ
リカフューム置換率は３０％である。これらの結果は、
コンクリート中においてもセメントがシリカフュームで
コーティングされており、本発明の水硬性材料特有の構
造となっていることを示している。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明製造方法にな
る水硬性材料は、水硬性粒体とこれの１／５以上小さい
微粒子を水中で混合撹半することによって、微粒子でコ
ーティングした水硬性材料を形成するものである。その
結果、セメントのような角ばった流体の表面にベアリン
グが付着したような構造が形成され、粒体がせん断変形
する時のせん断抵抗が小さくなり、水硬性材料の流動性
が向上する。その結果、水硬性材料の水と水硬性粒体の
比率を小さくしたり、ペースト量と添加材の比率を小さ
くすることが可能となり、水硬性材料の性能を向上させ
ることができる。この方法は、高性能減水剤によって低
減される水と水硬性粒体の比率をさらに小さくすること
が可能であり、球状化セメントのようにセメントを丸く
することなく、流動性を向上させるものであり、球状化
のような丸くするためのエネルギーが不要であること等
によってコストを低めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粒子Ａの全面が微粒子Ｂでコーティン
グされた状態を示す図である。

【図２】本発明の粒子Ａが部分的に微粒子Ｂでコーティ
ングされた状態を示す図である。

【図３】本発明の粒子Ａが微粒子Ｂでコーティングされ
るとともに、微粒子Ｂの一部が粒子間に凝集塊を含みつ
つ分散している状態を示す図である。

【図４】Ｌ型フロー試験で測定したＬフロー速度とシリ
カフューム置換率の関係を示す図である。

【図５】コンクリートの圧縮強度と水結合材比の関係を
示す図である。

【図６】シリカフューム単体の粒度分布を示す図であ
る。

【図７】セメント抽出液中で超音波を加えた後のシリカ
フューム単体の粒度分布図である。

【図８】セメント単体の粒度分布を示す図である。

【図９】セメントとシリカフュームを重量比７：３で混
合したものの粒度分布を示す図である。

【図１０】水結合材比２８％、シリカフューム置換率０
〜３０％のコンクリートを２．５ｍｍフルイでふるった
モルタルの粒度分布を示す図である。

【図１１】水結合材比２８％、シリカフューム置換率３
０％のコンクリートを２．５ｍｍフルイでふるったモル
タルの粒度分布とこれに超音波を加えたものの粒度分布
を示す図である。

【符号の説明】

Ａ 粒子 Ｂ 粒子

フロントページの続き (72)発明者 三井 健郎 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店 技術研究所内 (72)発明者 柳橋 邦生 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店 技術研究所内 (72)発明者 池尾 陽作 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店 技術研究所内 (72)発明者 奥野 亨 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中工務店 東京本店内 (72)発明者 朝倉 悦郎 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番 三菱 マテリアル株式会社 セメント研究所内 (72)発明者 吉田 久嗣 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番 三菱 マテリアル株式会社 セメント研究所内 (72)発明者 佐藤 光男 東京都港区港南五丁目８番20号 京浜菱 光コンクリート工業株式会社 品川工場 内 (72)発明者 木之下 光男 愛知県蒲郡市港町２番５号 竹本油脂株 式会社 第三事業部内 (56)参考文献 特開 平２−192439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−151266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288935（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−6016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−162601（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−284606（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42526（ＪＰ，Ａ) 特表 昭57−500645（ＪＰ，Ａ) 特表 昭55−500863（ＪＰ，Ａ) 笠井芳夫・小林正几編，セメント・コ ンクリート用混和材料，日本，技術書 院，1986年５月15日，ｐ．111−112 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 7/24 - 7/28 C04B 18/14 C04B 22/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）水中で混合撹拌することによってセ
   メント粒子の表面に凝集して当該セメント粒子をコーテ
   ィングする性質を持ち、 （２）該セメント粒子の１／５かそれより小さい平均粒
   径を有し、 （３）６０重量％以上のガラス質シリカを含有し、 （４）比表面積が50,000〜1,000,000 cm²／gである 上記（１）〜（４）の性質を有するシリカフュームの採
   用判定を下記の方法で行い、少なくとも２０重量％のポ
   ルトランドセメントを含有する平均粒径５〜５０μｍの
   セメントと、該シリカフュームとの配分について、シリ
   カフュームの比率を、セメント粒子の表面が全面的また
   は部分的にシリカフューム粒子で少なくとも一層覆われ
   る量以上とし、また、混練する際の水の量を、両粒子の
   合計値の６０％重量以下として混練することを特徴とす
   る水硬性材料の製造方法。シリカフュームの採用判定方
   法：シリカフュームを一部採取し、レーザー回折式粒度
   分布測定装置に付属する出力１５０Ｗ、周波数２０KHz
   の超音波分散槽に、２５０ｍｌの蒸留水と０．２gのシ
   リカフュームを入れ、１２分間超音波、またはそれと同
   等の超音波エネルギーで分散した時、シリカフューム粒
   子またはその凝集塊の３０重量％以上が、粒径１μｍ以
   下に分散するもののみを選択する。