JP3998121B2 - 即時脱型セメント製品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、即時脱型セメント製品の製造方法に関する。
尚、即時脱型で製造されるセメント製品としては、積みブロック、空洞コンクリートブロック、歩道用コンクリート平板、インターロッキングブロック、無筋コンクリート管 等が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
即時脱型セメント製品は、極めて少ない水量で混練したコンクリートを製品型枠に投入し、加圧振動締め固め後、直ちに脱型して養生することにより製造されたコンクリート製品であり、該方法は、流し込みによるセメント製品の製造に比べ、型枠費を低減出来ること、大量生産に適していること等の長所を持っている。しかし、脱型後の型崩れを防ぐために混練水量を極めて少なくすることから、充填性が悪く、一般に、緻密で高強度を示すセメント製品の製造は困難であり、適切なセメント組成物の利用を含め即時脱型を可能にするセメント製品製造方法の開発が要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、即時脱型を行うにも拘わらず、高強度且つ緻密なセメント製品を与えるセメント製品製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポルトランドセメント、特定範囲のフッ素量を含む無水せっこうおよび無機混和材とを特定の割合で含んで成るセメント成分を含むコンクリート混練物を使用する成型法が、即時脱型を行うにも拘わらず、高強度且つ緻密なセメント製品を与えることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、含フッ素量が１重量％以下の不溶性無水せっこう１〜３重量％および無機混和材１５〜４０重量％を含み、残部が早強ポルトランドセメントから構成されるセメント成分と、骨材、混練水及びＡＥ剤とを、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が３２〜３８％となるように添加・混練した混練物を型枠に投入して目標充填率の８７％〜９３％となるように加圧成形した後即脱型して、得られた成型品を養生して実施される、即時脱型セメント製品の製造方法に関する。以下に、本発明を詳細に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、セメント成分として、ポルトランドセメントと、含フッ素量が１重量％以下の不溶性無水せっこうと、高炉スラグ等の無機混和材との混合物を使用することを第一の特徴とする。ここで、ポルトランドセメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメントの品質規定」に記載されているものは何れも問題なく使用出来るが、初期強度の面から、早強ポルトランドセメントの使用が特に好ましい。
【０００６】
不溶性無水せっこう中に含まれるフッ素の量は１重量％以下とする。せっこう中の過剰のフッ素の存在は、初期強度発現性に悪い影響を与える。
また、不溶性無水せっこうの量は、水硬性成分全体の１〜３重量％とする。量が少ないと十分な添加効果が発現せず、多すぎると、硬化後成形体の圧縮強度低下に繋がる。
【０００７】
本発明に用いる無機混和材は、混和剤必要量の低減に効果があり、結果としてコスト低減に好ましい結果をもたらす。しかし、過剰の添加は強度、流動性に悪影響を及ぼすことから、その添加量は、セメントの１５〜４０重量％とする。
【０００８】
無機混和材としては、高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末、フライアッシュ等の公知のものが使用されるが、粒度的には、２０００〜１００００ｃｍ²／ｇのブレーン比表面積を有する微粉末を使用するのが、添加効果発現性の面から好ましい。
本発明においては、この、ポルトランドセメントとフッ素含量を規定したせっこうおよび無機混和材よりなるセメント成分をＳＣと呼ぶことにする。
【００１０】
本発明においては、ＳＣに、ＡＥ剤を加えたものに、一般のコンクリート同様、細骨材、粗骨材を適宜加え、更に混練水を加えて混練したコンクリート混練物として使用する。
【００１１】
骨材としては、通常のコンクリートの製造に使用されるものが何ら問題無く使用出来る。尚、骨材の粒度は、Ｆｕｌｌｅｒの分布に近い粒度分布を示すものの使用が好ましい。
【００１２】
混練物は、目的形状に応じた型枠に投入し成形される。この時、加圧振動成形処理を加えると、充填がより完全となり好ましい結果を得ることが出来る。加圧振動成形処理時間は、機械の出力、振動数等の条件にもよるが、数秒〜１分程度で十分である。充填・成型をした混練物は、直ちに脱型して成形体を得る。即時脱型後の成形体には、一般のセメント製品同様に養生処理を加え、即時脱型セメント製品を得る。
【００１３】
【実施例】
以下では、具体的例としてインターロッキングへの適用例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
（１）使用材料
次の材料を使用した。
▲１▼セメント
・ＳＣ［早強ポルトランドセメント：７４重量部＋不溶性無水せっこう（Ｆ含有量：０．５重量％）：１重量％＋無機混和材（高炉スラグ微粉末）：２５重量％、密度：３．０７ｇ／ｃｍ³、比表面積：４５６０ｃｍ²／ｇ］
・ＮＣ（普通ポルトランドセメント 密度：３．１５ｇ／ｃｍ³、比表面積：３３００ｃｍ²／ｇ）
▲２▼細骨材：海砂（密度：２．５９ｇ／ｍ³、吸水率：１．８０％、粗粒率：２．６０）
▲３▼粗骨材：硬質砂岩砕石（最大寸法：１０ｍｍ、密度：２．７１／ｃｍ³、吸水率：０．５４％）
▲４▼有機質系セメント混和剤：ＡＥ剤［アルキルエーテル型陰イオン界面活性剤（商品名：マイクロエア１０１，（株）エヌエムビー社製）］
【００１４】
（２）コンクリート配合
全材料を、パン型強制ミキサ（容量５０リットル）中で１．５分間混練してコンクリートを調整した。１バッチ当たり２５リットルとした。材料配合比を表１に示す。
【００１５】
（３）供試体成形方法
▲１▼成型機
加圧振動成型機 成形数：３連、設定圧力：５０ｋｇ／ｃｍ²、振動数：３６００ｖｐｍ、振幅：２ｍｍ
▲２▼供試体寸法
長さ２２８ｍｍ×幅１１０ｍｍ×高さ７５ｍｍ
▲３▼締固め方法
供試体仕上がり高さが７５ｍｍとなる様に装置を設定し、計算により求めた、所定の目標充填率（８７〜９３％）を与える量の試料を使用した。
先ず、試料の一部を型枠上面まで投入して無加圧で３秒間振動を与え、次いで残りの一部を型枠上面まで試料を投入して５秒間の加圧振動を与え、最後に、残り全部の試料を投入して上面を均した後更に５秒間の加圧振動を与えて、締固めを終了した。
▲４▼養生
２０℃恒温室内において材齢２日までビニールシートによる湿空養生を行った後、材齢７日まで２０℃、湿度８５％の室内で気中養生を行った。
【００１６】
（４）評価試験
▲１▼充填率
充填率（Ｆ）は、成形直後の供試体の寸法及び質量から求めた実測単位容積質量（Ｗｍ）と空隙を全く含まないとして計算で求めたコンクリートの単位容積質量（Ｗｔ）から、次式によって求めた。
Ｆ（％）＝（Ｗｍ／Ｗｔ）＊１００
▲２▼曲げ強度
材齢２日及び７日でＪＡＳＳ ７ メーソンリー工事「曲げ強度試験」に準拠した３点曲げ試験を行った。
【００１７】
コンクリートおよび成形体の特性評価結果を組成比と共に表１に示す。また、表１に示された特性評価結果の中、目標充填率と実測値の差異、充填率と曲げ強度の関係および水セメント比と曲げ強度の関係については、図１及び図２に図示し、セメント成分としてＳＣを用いる本発明の方法とＮＣを用いる従来法との対比を分かり易くした。
【００１８】
【表１】

【００１９】
図１において、ＳＣは、常にＮＣより高く且つ充填率９０％までは目標値以上の充填率を示し、ＳＣを使用する本発明の方法は、型枠への充填の際、充填率を高くすることが可能なことが分かる。
また、図２より、同一充填率、同一材齢では、ＳＣを使用する本発明の方法は、ＮＣより高い曲げ強度を示す製品を与えることが分かる。
更に、図３の充填率９０％における水セメント比と曲げ強度の関係から、同一材齢において同一強度の製品を与える水セメント比は、ＳＣを使用する本発明の方法において常に大きくすることが可能なことが分かる。
【００２０】
【発明の効果】
セメント組成物ＳＣを使用する本発明の方法は、即時脱型を行うにも拘わらず、高密度且つ高強度のセメント製品を与えることから、即時脱型セメント製品の製造を可能にした。充填性にも優れた材料を使うことから、均質な成形体が容易に得られ、成形過程の不良率を低減できる。また、同一強度の成形体を与えるコンクリートの水セメント比がアップし、単位セメント量の低減も可能である。
本発明の方法は、各種ブロック、コンクリート管等、即時脱型の適用が可能な製品の製造に好適に使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】充填率の目標値と達成値の関係の一例を示す。
【図２】成形体充填率と曲げ強度の関係の一例を示す。
【図３】コンクリート水セメント比と成形体曲げ強度の関係の一例を示す。

Claims (1)

1. 含フッ素量が１重量％以下の不溶性無水せっこう１〜３重量％および無機混和材１５〜４０重量％を含み、残部が早強ポルトランドセメントから構成されるセメント成分と、骨材、混練水及びＡＥ剤とを、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が３２〜３８％となるように添加・混練した混練物を型枠に投入して目標充填率の８７％〜９３％となるように加圧振動成形した後即脱型して、得られた成型品を養生することを特徴とする、即時脱型セメント製品の製造方法。

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