JP3399199B2 - 高流動性セメント組成物 - Google Patents

高流動性セメント組成物

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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
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動性がよく材料
分離抵抗性に優れた高流動性セメント組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年コンクリート構造物の高層化と同時
に、施工方法の合理化、省力化、騒音防止、コンクリー
トの信頼性向上等に伴って、打設時にバイブレータや突
き棒による締固めを行わなくても、過密な配筋中や狭部
を有する型枠の細部にまで行き渡らせることができる高
流動性セメント組成物の開発が進められている。一般に
高流動コンクリートは、コンクリート1m3 あたり50
0kg/m3 程度の従来よりも多量のセメントを使用し
て材料分離抵抗性を確保し、高性能AE減水剤により高
流動性を付与することによって製造することができる。
この場合粉体としてセメントのみでは硬化体の強度が必
要以上に高く不経済なコンクリートになること、コンク
リートの粘性が高くなりすぎて練り混ぜやポンプ圧送な
どの施工性に問題を生ずること等の理由から、セメント
に比べて活性の低い高炉スラグ微粉末やフライアッシ
ュ、あるいはほとんど活性のない石灰石粉等の鉱物質微
粉末をセメントに置換して使用するのが一般的である。
【0003】しかしながら、現状では通常の普通強度の
コンクリートに比べて粉体量及び混和剤量が多いため、
コスト、材料供給体制、製造設備などの制約から、生コ
ン工場や2次製品工場への適用はほとんどなされておら
ず、大規模工事への適用に限られている。一方、粉体量
をやや少なくし、高分子系の増粘剤を使用することによ
り粘性を上げて材料分離性を付与し、高性能AE減水剤
と組み合わせて高流動性を付与したセメント組成物につ
いての提案がある。この場合には、フレッシュコンクリ
ート中に粗大気泡を巻き込み易く、それが硬化体の表面
状態を悪くするばかりか硬化体の耐久性の面でも問題を
生じさせる。また、凝結硬化が遅くなるという問題もあ
る。さらに増粘剤使用高流動コンクリートは、ミキサあ
るいはトラックアジテータへの付着コンクリート量が多
いとともに、洗い流しにくいため、洗浄に時間を要する
という難点もあるため、実際の適用はほとんどなされて
いない。また特開平5ー117004号公報には、微粉
末や高分子系の増粘剤あるいは分離低減材料を用いず、
直径0.1〜10μmで繊維長1〜100μmの無機微
細繊維を、単位セメント量に対し0.5〜1.5重量%
混入してなる高流動コンクリートについての提案があ
る。しかしながら、本発明者らの研究によると、例えば
無機微細繊維として、繊維状マグネシウムオキシサルフ
ェート単独を混入した場合は材料分離はないが流動性は
不良で、無機微細繊維でもゾノトライトやセピオライト
の場合は材料分離、流動性とも不良であり、またチタン
酸カリウム系ウイスカーの場合は前者と比較して価格が
極めて高いという難点があり流動性においても改良の余
地がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高流動で材
料分離抵抗性の優れた高流動性セメント組成物を提供す
ることを課題とする。また本発明は高粘性、材料分離、
流動性不良等従来の高流動性セメント組成物の難点を改
良できる高流動性セメント組成物を提供することを課題
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために高流動性セメント組成物について鋭意
研究した結果、特定量のシリカフュームと繊維状マグネ
シウムオキシサルフェートとシリカフュームとを選択し
組み合わせると、材料分離抵抗性と流動性の両者を大幅
に向上させることができ、前記課題を解決できることを
知見し、本発明に到った。
【0006】本発明は、セメント100重量部に対し
て、シリカフュームが1.0〜4.0重量部及び繊維状
マグネシウムオキシサルフェートが1.0〜3.5重量
部添加されている高流動性セメント組成物に関する。
【0007】本発明において、セメントは普通ポルトラ
ンドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトラ
ンドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント
等の混合セメントが使用できる。
【0008】本発明において添加されるシリカフューム
の量は、セメント100重量部に対して1.0〜4.0
重量部、好ましくは1.5〜3.0重量部である。シリ
カフュームはコンクリート又はモルタルの粘性に影響を
与えずに大きなフローを得るためには極めて効果的ある
が、シリカフューム単独添加では材料分離が激しく、繊
維状マグネシウムオキシサルフェートと併用してもその
量が少なすぎると流動性改良効果が十分に発現されず、
多すぎても流動性は低下する。シリカフュームとして
は、平均粒子径0.05〜0.2μmの球状のものが好
適に使用される。
【0009】また、繊維状マグネシウムオキシサルフェ
ートの量は、セメント100重量部に対して1.0〜
3.5重量部、好ましくは1.5〜3.0重量部であ
る。繊維状マグネシウムオキシサルフェートはコンクリ
ート又はモルタルの保水性及び材料分離抵抗性を高める
作用をするが、その量が多すぎると流動性が低下し、少
なすぎると所期の保水性及び材料分離抵抗性の改良効果
が得られない。繊維状マグネシウムオキシサルフェート
としては、繊維径0.5〜1μm、繊維長10〜50μ
mで、アスペクト比20〜50のものが好適に使用され
る。
【0010】本発明において、高粘性にならずに適度の
粘性を示し、材料分離抵抗性、流動性等を向上させるこ
とができるのは、繊維状マグネシウムオキシサルフェー
トがセメント粒子間に分散されて保水性及び材料分離抵
抗性を高め、シリカフュームが繊維状マグネシウムオキ
シサルフェートの分散性に寄与すると共に、ベアリング
の作用を果たして流動性を向上させているものと推察さ
れる。
【0011】本発明の高流動性セメント組成物において
は、混和剤として、ナフタリンスルホン酸系、リグニン
スルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸
系、アミノスルホン酸系等を主成分とする減水剤、AE
減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等を必要に応
じて適宜用いることができる。また必要に応じて高炉ス
ラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石粉等の混合材料を
適宜使用してもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
【実施例】各例において、0打フローが260mm以上
で、Jロート流下時間が35〜70秒で、材料分離のな
いものを「良」とし、この条件のいずれかをはずれた場
合は本発明の範囲外とした。また各表において、表中の
「MOS」は繊維状マグネシウムオキシサルフェートを
意味する。
【0013】実施例1 普通ポルトランドセメント(宇部興産株式会社製)10
0重量部、シリカフューム(エルケムジャパン社製、商
品名:マイクロシリカ940U、比重2.20、平均粒
子径0.15μm、比表面積200000cm2 /g、
球状)1.5重量部、繊維状マグネシウムオキシサルフ
ェート(宇部興産株式会社製、商品名:モスハイジ、比
重2.30、繊維径0.5〜1μm、繊維長10〜30
μm、アスペクト比35)1.5重量部、細骨材(山口
県美祢市産砕砂、表乾比重2.65、粗粒率2.92)
258.2重量部を、ダルトン型ミキサに投入し、低速
で30秒間空練りした後混練してミキサを停止した。ナ
フタレン系高性能AE減水剤(NMB社製、商品名:レ
オビルドSP−9N)3重量部を含む水55重量部をミ
キサに投入し、低速で30秒間混練して一旦ミキサを停
止した。ミキサ内壁に付着したモルタルをさじで20秒
間かきおとした後、さらに60秒間低速で混練した。練
り鉢をミキサから取り外し、練り上がったモルタルを素
早く、0打フロー試験、Jロート試験に供し、流動性、
材料分離抵抗性を評価した。評価結果は表1に示す。ま
た圧縮強度(材令28日)の評価結果は、55.5N/
mm2 であった。なお、水セメント比は0.55、細骨
材セメント比は2.582で、使用した普通ポルトラン
ドセメントの比表面積は3240cm2 /g、化学組成
はC3 S=57%、C2 S=17%、C3 A=9%、C
4 AF=8%である。
【0014】0打フロー試験 JIS R5201「セメントの物理試験方法」に規定
されているフローコーンを用いて、コーンを抜き去っ
て、打撃を与える前のフロー(0打フロー)を測定し
た。底板には平滑度の良好な板ガラスを使用した。
【0015】Jロート試験 土木学会「PCグラウト試験方法」に準拠して流下時間
(秒)を測定した。なお、PCグラウト試験方法では流
れの途切れるまでの時間を流下時間としているが、本試
験ではモルタルが全量流れ切るまでの時間を流下時間と
した。またモルタルが全量流れ切らなかった場合には
「閉塞」とした。
【0016】材料分離抵抗性 0打フロー測定時に目視により次の4段階で評価した。 なし:分離が全く認められない。 1 :モルタル上面に浮き水が認められる。 2 :流動したモルタル先端に水(ペースト層)が分離
して生じている。 3 :モルタル中央部に細骨材が流動せずに山状に残っ
ている。
【0017】圧縮強度は、JIS R 5201「セメ
ントの物理試験方法」に準じて成型、24時間、20°
C、90%RH以上で湿空養生し、脱型した後、材令2
8日で20°Cの水中養生を行って測定した。
【0018】実施例2〜6 シリカフューム又は繊維状マグネシウムオキシサルフェ
ートの使用量を表1に記載の量に変えたほかは、実施例
1と同様にしてモルタルを作製し、評価した。その結果
を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】比較例1 シリカフューム及び繊維状マグネシウムオキシサルフェ
ートを添加しなかったほかは、実施例1と同様にしてモ
ルタルを作製し、評価した。その結果を表2に示す。ま
た圧縮強度(材令28日)の評価結果は、52.0N/
mm2 であった。 比較例2〜11 シリカフューム及び繊維状マグネシウムオキシサルフェ
ートの使用量を表2に記載の量に変えたほかは、実施例
1と同様にしてモルタルを作製し、評価した。その結果
を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】比較例12〜22 表3記載の微粉末及び無機繊維を使用したほかは、実施
例1と同様にしてモルタルを作製し、評価した。その結
果を表3に示す。微粉末として、石灰石は、比重2.7
0、比表面積20000cm2 /gのものを、高炉スラ
グは、比重2.89、比表面積5800cm2 /gのも
のを使用し、シリカフュームは実施例1と同様のものを
使用した。また、無機繊維として、ゾノトライトは比重
2.48、比表面積25〜40万cm2 /g、繊維径
0.1〜0.5μm、繊維長2〜5μmのものを、セピ
オライトは比重2.60、繊維径0.1〜0.3μm、
繊維長2〜10μmのものを使用し、繊維状マグネシウ
ムオキシサルフェートは実施例1と同様のものを使用し
た。
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】本発明の高流動性セメント組成物は、表
1〜3からも明らかであるように、高粘性、材料分離、
流動性不良等、従来の高流動性セメント組成物の難点を
改良でき、高流動性で適度の粘性を有し、材料分離抵抗
性に優れたセメント組成物であることが分かる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメント100重量部に対して、シリカフ
    ュームが1.0〜4.0重量部及び繊維状マグネシウム
    オキシサルフェートが1.0〜3.5重量部添加されて
    いる高流動性セメント組成物。
  2. 【請求項2】繊維状マグネシウムオキシサルフェート
    が、繊維径0.5〜1μm、繊維長10〜50μmで、
    アスペクト比20〜50である請求項1に記載の高流動
    性セメント組成物。
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WO2016158943A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 宇部マテリアルズ株式会社 フィラー組成物及びポリオレフィン樹脂組成物
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