JP4431432B2 - Manufacturing method of concrete molded product - Google Patents

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  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

本発明は、ポルトランドセメント、珪砂及び水を混練したスラリーを用いたコンクリー
ト成形品の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a concrete molded article using a slurry obtained by kneading Portland cement, silica sand and water.

従来より、建築・土木用資材等で軽量気泡コンクリート(ALC)、その他のコンクリート成形品が使用されている。
このコンクリート成形品を製造するため、一般に、ポルトランドセメント、珪砂としてのα-quartz(石英)、水、及び添加剤を混練してスラリーを製造し、このスラリーを型枠に流し込み、さらに、このスラリーを養生することで行われている。養生する工程としては、高温・高圧蒸気下で行うオートクレーブ養生が含まれる。
Conventionally, lightweight cellular concrete (ALC) and other concrete molded products have been used for construction and civil engineering materials.
In order to produce this concrete molded article, generally, Portland cement, α-quartz (quartz) as silica sand, water, and additives are kneaded to produce a slurry, which is then poured into a mold, and further this slurry It is done by curing. The curing process includes autoclave curing performed under high temperature and high pressure steam.

コンクリート成形品では、高強度で高耐熱性が要求されるが、この要求を満たすには、成形品に板状結晶性トバモライトが生成されることが必要である。
従来のコンクリート成形品では、珪砂としてα-quartzが使用されており、かつ、他に繊維等の添加剤も添加されているため、板状結晶性トバモライトが生成されるには、オートクレーブ養生の温度を180℃以上の高温としなければならない。
オートクレーブ養生を高温で行うには、エネルギー(燃料)を多く必要とするため、そのコストも高いものになっている。
A concrete molded product is required to have high strength and high heat resistance. In order to satisfy this requirement, it is necessary to produce plate-like crystalline tobermorite in the molded product.
In conventional concrete moldings, α-quartz is used as silica sand, and other additives such as fibers are also added. Therefore, the temperature of autoclave curing is required to produce plate-like crystalline tobermorite. Must be at a high temperature of 180 ° C. or higher.
In order to perform autoclave curing at a high temperature, a large amount of energy (fuel) is required, and the cost is also high.

本発明の目的は、低いエネルギーコストで高強度かつ高耐熱性を有するコンクリート成
形品の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a concrete molded article having high strength and high heat resistance at a low energy cost.

本発明の関連技術としてのコンクリート成形品の製造方法は、ポルトランドセメントと、石英及び溶融シリカを含む珪砂と、水とを混練してスラリーを製造し、このスラリーを型枠に流し込み、さらに、前記スラリーをオートクレーブ養生することを特徴とする。 A method for producing a concrete molded article as a related technique of the present invention is to produce a slurry by kneading Portland cement, quartz sand containing quartz and fused silica, and water, pouring the slurry into a mold, It is characterized by curing the slurry in an autoclave.

ここで、前記ポルトランドセメントと珪砂との混合比は、適宜な値とされるが、例えば、6:4である。
さらに、水と、ポルトランドセメント及び珪砂を含む粉体との混合比は、適宜な値とされるが、例えば、3:7〜5:5である。
この構成の発明では、成形品に板状結晶性トバモライトが生成されるために、珪砂として石英(例えば、α-quartz)だけでなく溶融シリカ(FS)を含むため、実験によれば、珪砂としてα-quartzのみ含む従来例が180℃以上の温度でオートクレーブ養生しなければならないのに対して、本発明では、170℃程度でのオートクレーブ養生で板状結晶性トバモライトの生成が可能となった。
そのため、従来に比べてオートクレーブ養生での温度が低くても、コンクリート成形品において板状結晶性トバモライトの生成が可能となるから、エネルギーコストを低いものにできる。
Here, the mixing ratio of the Portland cement and the silica sand is set to an appropriate value, for example, 6: 4.
Furthermore, although the mixing ratio of water and the powder containing Portland cement and silica sand is set to an appropriate value, it is, for example, 3: 7 to 5: 5.
In the invention of this configuration, since plate-like crystalline tobermorite is generated in the molded article, the silica sand contains not only quartz (for example, α-quartz) but also fused silica (FS). In contrast to the conventional example containing only α-quartz that must be autoclaved at a temperature of 180 ° C. or higher, in the present invention, plate-like crystalline tobermorite can be produced by autoclave curing at about 170 ° C.
Therefore, even if the temperature in the autoclave curing is lower than that in the past, it is possible to produce plate-like crystalline tobermorite in the concrete molded product, so that the energy cost can be reduced.

本発明の関連技術では、前記石英は粒径6000〜10000cm2/gである構成が好ましく、8000cm2/gが最も好ましい。
石英の粒径が6000cm2/g未満であると、板状結晶性トバモライトの生成が少なく、10000cm2/gを超えても、同様の結果になる。
さらに、前記石英及び溶融シリカとは重量比が略50%:50%である構成が好ましい。
In the related art of the present invention, the quartz preferably has a particle size of 600 to 10,000 cm 2 / g, and most preferably 8000 cm 2 / g.
When the particle size of the quartz is less than 6000 cm 2 / g, the generation of plate-like crystalline tobermorite is small, and the same result is obtained even when it exceeds 10000 cm 2 / g.
Further, a configuration in which the weight ratio of the quartz and the fused silica is approximately 50%: 50% is preferable.

また、本発明のコンクリート成形品の製造方法は、ポルトランドセメントと、シリカフュームともみ殻との少なくとも一方及び石英を含む珪砂と、水とをミキサーを用いて混練してスラリーを製造し、このスラリーを遊星ボールミルで湿式攪拌し、この湿式攪拌したスラリーを型枠に流し込み、さらに、前記スラリーを湿空養生した後にオートクレーブ養生することを特徴とする。
本発明では、前記石英とシリカフュームとの重量比は適宜設定されるが、例えば、90%:10%〜80%:20%が好ましく、87.5%:12.5%がより好ましい。
また、シリカフュームともみ殻とは、ともに粒度が小さく、主要構成化合物がSiO2系ガラスであるため、ほぼ同等に反応する。
Further, the method for producing a concrete molded article of the present invention is to produce a slurry by kneading Portland cement, silica sand containing at least one of silica fume and rice husk and quartz, and water using a mixer. The slurry is wet-stirred with a ball mill, the wet-stirred slurry is poured into a mold, and the slurry is wet-cured and then autoclaved.
In the present invention, the weight ratio between the quartz and the silica fume is appropriately set. For example, 90%: 10% to 80%: 20% is preferable, and 87.5%: 12.5% is more preferable.
Silica fume and rice husk both have a small particle size, and the main constituent compound is SiO 2 glass, so that they react almost equally.

ポルトランドセメント、石英及びシリカフューム(SF)を含む珪砂と、水とを混練してスラリーを製造した後に養生(湿空養生)すると、シリカフュームやもみ殻の溶解速度が速いため緻密なゲルを作製し、この状態でオートクレーブ養生すると、結晶生成を阻害してしまうが、本発明では、オートクレーブ養生前にスラリーを遊星ボールミルで湿式攪拌することで、低い温度でオートクレーブ養生しても板状結晶性トバモライトの生成が可能となるから、エネルギーコストを低いものにできる。   Silica sand containing Portland cement, quartz and silica fume (SF) and water are kneaded to produce a slurry and then cured (wet air curing) to produce a dense gel because the dissolution rate of silica fume and rice husk is fast, In this state, when autoclave curing is performed, crystal formation is inhibited, but in the present invention, the slurry is wet-stirred with a planetary ball mill before autoclave curing, so that plate crystalline tobermorite is generated even when autoclave curing is performed at a low temperature. Energy costs can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には第1実施形態のコンクリート成形品の製造方法を実施するための製造装置の概略構成が示されている。
図1において、製造装置10は、各材料(後述)を貯蔵し所定量だけ取り出すタンク(貯蔵装置)11と、このタンク11で計量された各材料を混練してなるスラリー1をコンクリート型枠2に打設するスラリーミキサ12と、コンクリートスラリーを湿空養生する湿空養生装置13と、この湿空養生されたコンクリートをオートクレーブ養生するオートクレーブ養生装置14とを備えて構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a manufacturing apparatus for carrying out the method for manufacturing a concrete molded product according to the first embodiment.
In FIG. 1, a manufacturing apparatus 10 includes a tank (storage device) 11 for storing each material (described later) and taking out a predetermined amount, and a slurry 1 obtained by kneading each material measured in the tank 11 with a concrete mold 2. The slurry mixer 12 to be placed on the surface, the wet air curing device 13 for curing the concrete slurry with wet air, and the autoclave curing device 14 for curing the wet air cured concrete with an autoclave are configured.

各タンク11は、普通ポルトランドセメントを貯蔵するセメントタンク11Aと、珪砂が貯蔵される珪砂タンク11Bと、各種添加剤が貯蔵されている添加剤タンク11Cと、吸いが貯蔵される貯水タンク11Dとを備えている。
セメントタンク11Aに貯蔵されるポルトランドセメントは、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、SO3、f.CaO、等の化学組成からなり、適宜な粒径(例えば、3000cm/g)を有する。このポルトランドセメントの鉱物組成は、C3S、C2S、C3A、C4AF、その他である。
珪砂タンク11Bに貯蔵される珪砂は、石英と、溶融シリカ(FS)とを含んでおり、その重量比は略50%:50%である。石英として粒径6000〜10000cm/gのα-quartzが用いられており、このα-quartzは、SiO2、Al2O3、Fe2O3等の成分からなる。なお、ポルトランドセメントと珪砂とは適宜な比(例えば、6:4)で構成される。
添加剤タンク11Cに貯蔵される添加剤としては、ポリオキシエチレンスルホン酸系気泡剤、ポリカルボン酸系減水剤(例えば、高性能AE減水剤)、有機酸およびその塩からなる遅延剤、中空状のフライアッシュ、耐熱性ポリプロピレン繊維からなる繊維材、カルシウムアルミネート系化合物からなる急硬材、その他の材料が含まれる。
Each tank 11 includes a cement tank 11A for storing ordinary Portland cement, a silica sand tank 11B for storing silica sand, an additive tank 11C for storing various additives, and a water storage tank 11D for storing suction. I have.
Portland cement stored in the cement tank 11A has a chemical composition such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, SO 3 , and f.CaO, and has an appropriate particle size (for example, 3000 cm 2 / g). The mineral composition of this Portland cement is C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF and others.
The silica sand stored in the silica sand tank 11B contains quartz and fused silica (FS), and the weight ratio thereof is approximately 50%: 50%. As the quartz, α-quartz having a particle size of 600 to 10,000 cm 2 / g is used, and this α-quartz is composed of components such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 and the like. Portland cement and silica sand are configured in an appropriate ratio (for example, 6: 4).
Additives stored in the additive tank 11C include polyoxyethylene sulfonic acid-based foaming agents, polycarboxylic acid-based water reducing agents (for example, high-performance AE water reducing agents), retarders composed of organic acids and salts thereof, hollow shapes Fly ash, fiber material made of heat-resistant polypropylene fiber, rapid hardening material made of calcium aluminate compound, and other materials.

湿空養生装置13はコンクリートスラリーを所定温度(例えば、40℃)及び所定の湿度(例えば、湿度100%)で所定時間(例えば、10時間)湿空養生する装置である。
オートクレーブ養生装置14は、空湿養生されたコンクリートを所定温度で所定時間(例えば、8時間)を水熱養生するものである。
The wet air curing device 13 is a device for curing the concrete slurry at a predetermined temperature (for example, 40 ° C.) and a predetermined humidity (for example, 100% humidity) for a predetermined time (for example, 10 hours).
The autoclave curing device 14 hydrothermally cures concrete subjected to air and humidity curing at a predetermined temperature for a predetermined time (for example, 8 hours).

次に、第1実施形態のコンクリート成形品を製造する方法について説明する。
まず、各タンク11からポルトランドセメント、α-quartz及び溶融シリカ(FS)を含む珪砂と、添加剤と、水とをスラリーミキサ12に供給し、これらの材料をミキサ12で混練してスラリー1を製造する。
このスラリー1を型枠2に流し込み、さらに、スラリー1を湿空養生装置13で所定時間湿空養生し、その後、オートクレーブ養生装置14で所定温度・所定時間でオートクレーブ養生する。これにより、コンクリート成形品が製造される。
Next, a method for producing the concrete molded product of the first embodiment will be described.
First, silica sand containing Portland cement, α-quartz and fused silica (FS), an additive, and water are supplied from each tank 11 to a slurry mixer 12, and these materials are kneaded by the mixer 12 to obtain slurry 1. To manufacture.
The slurry 1 is poured into the mold 2, and the slurry 1 is wet-cured for a predetermined time with the wet-air curing device 13, and then autoclaved with the autoclave curing device 14 at a predetermined temperature for a predetermined time. Thereby, a concrete molded product is manufactured.

従って、第1実施形態では、珪砂としてα-quartzだけでなく溶融シリカ(FS)を含むため、従来例に比べて低い温度でオートクレーブ養生しても、板状結晶性トバモライトの生成が可能となった。   Therefore, in the first embodiment, since silica sand includes not only α-quartz but also fused silica (FS), it is possible to generate plate-like crystalline tobermorite even if autoclave curing is performed at a lower temperature than the conventional example. It was.

次に、第1実施形態の効果を確認するための実施例1について説明する。
[実施例1]
(1-1)ポルトランドセメント
化学組成比率(%)
SiO2:21.6、Al2O3:5.08、Fe2O3:2.93、CaO:64.5、SO3:1.95、f.CaO:0.4
鉱物組成(Bogue式%)比率
C3S:52.81、C2S:22.19、C3A:8.50、C4AF:8.92、その他:7.58
粒径 3000cm/g
(1-2)珪砂
(1-2-1)α-quartz
化学組成比率(%)
SiO2:95.9、Al2O3:1.54、Fe2O3:0.99
粒径 8000cm/g
(1-2-2) 溶融シリカ(FS)
化学組成比率99.8%
粒径 10μm以下
(1-3)添加剤
減水剤として高性能AE減水剤使用。
(1-4)材料の比率
α-quartzと溶融シリカとの比は50%:50%
ポルトランドセメントと珪砂との比は6:4
水粉対比(W/P) 0.5と0.3の2例で実験した。
(1-5)成形手順
材料を3分間攪拌してスラリーを作製し、型に打設する。その後、40℃、湿度(RH)100%、10時間の湿空養生を行い、その後、170℃、160℃のそれぞれの設定温度でオートクレーブ養生をして試験体を作製した。
作製した試験片にトバモライトが生成されているか、カルシウム・シリケート系化合物(C-S-H)が生成されているかを調べた。
カルシウム・シリケート系化合物はゲル状の水和体であり、乾燥した場合に解離する結晶水の量が多く、それに伴う収縮量が大きいため、コンクリートにひび割れをもたらす要因となるものである。
実施例1の結果を表1に示す。
なお、表1を含む以下の表において、「◎」は非常に多い、「○」は確認できる、「△」は少ない、成長しかかっている、「−」はない、を示す。
Next, Example 1 for confirming the effect of the first embodiment will be described.
[Example 1]
(1-1) Portland cement chemical composition ratio (%)
SiO 2 : 21.6, Al 2 O 3 : 5.08, Fe 2 O 3 : 2.93, CaO: 64.5, SO 3 : 1.95, f.CaO: 0.4
Mineral composition (Bogue formula%) ratio
C 3 S: 52.81, C 2 S: 22.19, C 3 A: 8.50, C 4 AF: 8.92, Others: 7.58
Particle size 3000cm 2 / g
(1-2) Silica sand
(1-2-1) α-quartz
Chemical composition ratio (%)
SiO 2 : 95.9, Al 2 O 3 : 1.54, Fe 2 O 3 : 0.99
Particle size 8000cm 2 / g
(1-2-2) Fused silica (FS)
Chemical composition ratio 99.8%
Particle size 10μm or less
(1-3) Additives Use high-performance AE water reducing agent as water reducing agent.
(1-4) Ratio of material Ratio of α-quartz to fused silica is 50%: 50%
The ratio of Portland cement to quartz sand is 6: 4
Water powder contrast (W / P) It experimented in two cases of 0.5 and 0.3.
(1-5) Molding procedure The material is stirred for 3 minutes to produce a slurry, which is then placed in a mold. Thereafter, wet curing was performed for 10 hours at 40 ° C. and humidity (RH) 100%, and then autoclave curing was performed at each set temperature of 170 ° C. and 160 ° C. to prepare a test specimen.
It was investigated whether tobermorite was produced or calcium silicate compound (CSH) was produced in the prepared test piece.
Calcium silicate compounds are gel-like hydrates and have a large amount of crystal water that dissociates when dried, and the amount of shrinkage associated therewith is large, which causes cracks in concrete.
The results of Example 1 are shown in Table 1.
In the following tables including Table 1, “◎” is very large, “◯” is confirmed, “Δ” is small, growing, and “−” is not present.

Figure 0004431432
Figure 0004431432

表1によれば、オートクレーブ養生を170℃で行った場合、水粉対比(W/P)が0.5と0.3の2例において、板状結晶のトバモライトが非常に多く生成できることが確認できた。さらに、カルシウム・シリケート系化合物(C-S-H)が生成されていないことも確認できた。
これに対して、オートクレーブ養生を160℃で行った場合、水粉対比(W/P)が0.5と0.3の2例においも、板状結晶のトバモライトが生成できず、逆に、カルシウム・シリケート系化合物が生成されたことが確認できた。
According to Table 1, when autoclave curing was performed at 170 ° C., it was confirmed that a large amount of plate-like crystals of tobermorite could be produced in two cases where the water powder contrast (W / P) was 0.5 and 0.3. Furthermore, it was also confirmed that no calcium silicate compound (CSH) was produced.
On the other hand, when autoclave curing is performed at 160 ° C., tobermorite in the form of plate crystals cannot be produced even in two cases where the water powder contrast (W / P) is 0.5 and 0.3, and conversely, calcium silicate compounds It was confirmed that was generated.

[比較例1]
(1-1)ポルトランドセメント
実施例1と同じ
(1-2)珪砂
α-quartzのみ使用。
α-quartzの化学組成比率は実施例1と同じ。但し、粒径 3300cm/g
(1-3)材料の比率
実施例1と同じ
(1-4)成形手順
基本的に実施例1と同じ。
但し、オートクレーブ養生の設定温度が180℃、170℃、160℃であり、これらの条件での試験体を作製した。
実施例1と同様に、試験片にトバモライトが生成されているか、カルシウム・シリケート系化合物が生成されているかを調べた。その結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
(1-1) Portland cement Same as Example 1
(1-2) Only silica sand α-quartz is used.
The chemical composition ratio of α-quartz is the same as in Example 1. However, particle size 3300cm 2 / g
(1-3) Material ratio Same as Example 1
(1-4) Molding procedure Basically the same as Example 1.
However, the set temperatures of the autoclave curing were 180 ° C., 170 ° C., and 160 ° C., and test specimens were produced under these conditions.
In the same manner as in Example 1, it was examined whether tobermorite was produced on the test piece or whether a calcium silicate compound was produced. The results are shown in Table 2.

Figure 0004431432
Figure 0004431432

表2によれば、オートクレーブ養生を180℃で行い、かつ、水粉対比(W/P)が0.5の例において、板状結晶のトバモライトが非常に多く生成できることが確認できた。さらに、オートクレーブ養生を180℃で行った場合にはカルシウム・シリケート系化合物(C-S-H)が生成されていないことも確認できた。
これに対して、オートクレーブ養生を170℃で行い、かつ、水粉対比(W/P)が0.5の例では、板状結晶のトバモライトが生成できないまでも配向繊維のトバモライトの生成が確認できたが、カルシウム・シリケート系化合物が生成されたことも確認できた。他の場合には、板状結晶及び配向繊維のトバモライトの生成が確認できないばかりか、カルシウム・シリケート系化合物が生成されたことも確認できた。
According to Table 2, it was confirmed that the plate-shaped tobermorite can be produced in an extremely large amount in an example in which the autoclave curing is performed at 180 ° C. and the water powder comparison (W / P) is 0.5. Furthermore, it was also confirmed that no calcium silicate compound (CSH) was produced when autoclave curing was performed at 180 ° C.
On the other hand, the autoclave curing was performed at 170 ° C., and in the example where the water powder contrast (W / P) was 0.5, it was confirmed that the tobermorite of the oriented fiber was generated until the tobermorite of the plate crystal could not be generated. It was also confirmed that a calcium silicate compound was produced. In other cases, it was not only possible to confirm the generation of plate crystals and tobermorite of oriented fibers, but also the formation of calcium silicate compounds.

[比較例2]
比較例1と基本的な構成は同じであるが、比較例1とはα-quartzの粒径が8000cm/gである点で相違する。
実施例1及び比較例1と同様に、試験片にトバモライトが生成されているか、カルシウム・シリケート系化合物が生成されているかを調べた。その結果を表3に示す。
[Comparative Example 2]
The basic configuration is the same as that of Comparative Example 1, but is different from Comparative Example 1 in that the α-quartz particle size is 8000 cm 2 / g.
In the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1, it was examined whether tobermorite was produced on the test piece or whether a calcium silicate compound was produced. The results are shown in Table 3.

Figure 0004431432
Figure 0004431432

表3によれば、比較例1に比べて粒径を小さくした比較例2はトバモライトの生成において若干の向上が見受けられるが、最も重要な板状結晶のトバモライトが生成されておらず、逆に、カルシウム・シリケート系化合物が生成されている。   According to Table 3, Comparative Example 2 in which the particle size is smaller than Comparative Example 1 shows a slight improvement in the production of tobermorite, but the most important plate-like tobermorite has not been produced. Calcium silicate compounds have been produced.

[比較例3]
(1-1)ポルトランドセメント
実施例1と同じ
(1-2)珪砂
溶融シリカのみ使用。
粒径は実施例1と同じ。
(1-3)材料の比率
実施例1と同じ
(1-4)成形手順
実施例1と同じ。
実験結果を表4に示す。
[Comparative Example 3]
(1-1) Portland cement Same as Example 1
(1-2) Silica sand Use only fused silica.
The particle size is the same as in Example 1.
(1-3) Material ratio Same as Example 1
(1-4) Molding procedure Same as Example 1.
The experimental results are shown in Table 4.

Figure 0004431432
Figure 0004431432

表4によれば、比較例1で使用されているα-quartzに代えて溶融シリカを使用した比較例3は、トバモライトの生成において全く向上が見受けらない。カルシウム・シリケート系化合物も減少していない。   According to Table 4, Comparative Example 3 using fused silica instead of α-quartz used in Comparative Example 1 shows no improvement in the production of tobermorite. Calcium silicate compounds have not decreased.

[比較例4]
(1-1)ポルトランドセメント
実施例1と同じ
(1-2)珪砂
(1-2-1)α-quartz
実施例1と同じ
(1-2-2) シリカフューム(SF)
化学組成比率(%)
SiO2:98.7、Al2O3:0.12、Fe2O3:0.01、CaO:0.08、SO3:0.14
粒径 0.1μm以下
(1-3)添加剤
実施例1と同じ
(1-4)材料の比率
α-quartzとシリカフュームとの比は87.5%:12.5%
ポルトランドセメントと珪砂との比は6:4
水粉対比(W/P) 0.5と0.3の2例で実験した。
(1-5)成形手順
実施例1と同じ。
その結果を表5に示す。
[Comparative Example 4]
(1-1) Portland cement Same as Example 1
(1-2) Silica sand
(1-2-1) α-quartz
Same as Example 1
(1-2-2) Silica fume (SF)
Chemical composition ratio (%)
SiO 2 : 98.7, Al 2 O 3 : 0.12, Fe 2 O 3 : 0.01, CaO: 0.08, SO 3 : 0.14
Particle size 0.1μm or less
(1-3) Additive Same as Example 1
(1-4) Ratio of materials Ratio of α-quartz to silica fume is 87.5%: 12.5%
The ratio of Portland cement to quartz sand is 6: 4
Water powder contrast (W / P) It experimented in two cases of 0.5 and 0.3.
(1-5) Molding procedure Same as Example 1.
The results are shown in Table 5.

Figure 0004431432
Figure 0004431432

表5によれば、比較例4は比較例1に比べてトバモライトの生成において若干の向上が見受けられるが、最も重要な板状結晶のトバモライトが生成されておらず、逆に、カルシウム・シリケート系化合物が生成されている。   According to Table 5, Comparative Example 4 shows a slight improvement in the production of tobermorite compared to Comparative Example 1, but the most important plate-like crystal tobermorite has not been produced, and conversely, the calcium silicate system. A compound has been produced.

以上の通り、珪砂としてα-quartz及び溶融シリカを混合した実施例1がα-quartz単独の比較例1や溶融シリカ単独の比較例3に比べて板状結晶のトバモライトが低いオートクレーブ養生温度で生成される。
これは、図2に示されるグラフからも首肯し得る。図2は、オートクレーブ時間と反応比との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、α-quartzの反応率を見ると、その単独の反応率Q’より、溶融シリカとの混合の場合の反応率Qが高いのがわかり、同様に、溶融シリカの反応率を見ると、その単独の反応率Fs’より、α-quartzとの混合の場合の反応率Fsが高いのがわかる。このように、α-quartz及び溶融シリカを混合した場合が反応率が高くなるので、板状結晶のトバモライトが容易に生成されることになる。
As described above, Example 1 in which α-quartz and fused silica were mixed as silica sand produced plate-like tobermorite at a lower autoclave curing temperature than Comparative Example 1 in which α-quartz was alone or Comparative Example 3 in which fused silica was alone. Is done.
This can be confirmed from the graph shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between autoclave time and reaction ratio. In this graph, looking at the reaction rate of α-quartz, it can be seen that the reaction rate Q in the case of mixing with fused silica is higher than the single reaction rate Q ′. Similarly, the reaction rate of fused silica is seen. It can be seen that the reaction rate Fs in the case of mixing with α-quartz is higher than the single reaction rate Fs ′. As described above, when α-quartz and fused silica are mixed, the reaction rate becomes high, so that plate-like tobermorite is easily generated.

次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。ここで、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同様の構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。 図3において、第2実施形態では、珪砂タンク11Bに貯蔵される珪砂は、石英と、シリカフューム(SF)とを含んでおり、その重量比は、90%:10%〜80%:20%であり、好ましくは略87.5%:12.5%である。
スラリーミキサ12と湿空養生装置13との間には遊星ボールミル15が配置される。この遊星ボールミル15は公知のものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, in description of 2nd Embodiment, the component similar to 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits or simplifies description. In FIG. 3, in 2nd Embodiment, the silica sand stored in the silica sand tank 11B contains quartz and silica fume (SF), The weight ratio is 90%: 10% -80%: 20%. Yes, preferably about 87.5%: 12.5%.
A planetary ball mill 15 is disposed between the slurry mixer 12 and the wet air curing device 13. This planetary ball mill 15 is a known one.

次に、第2実施形態のコンクリート成形品を製造する方法について説明する。
まず、各タンク11からポルトランドセメント、α-quartz及びシリカフューム(SF)を含む珪砂と、添加剤と、水とをスラリーミキサ12に供給し、これらの材料をミキサ12で混練してスラリー1を製造する。
このスラリー1を遊星ボールミル15で湿式攪拌し、この湿式攪拌したスラリー1を型枠2に流し込み、さらに、第1実施形態と同様に、スラリー1を湿空養生装置13で所定時間湿空養生し、その後、オートクレーブ養生装置14で所定温度・所定時間でオートクレーブ養生する。これにより、コンクリート成形品が製造される。
Next, a method for producing the concrete molded product of the second embodiment will be described.
First, silica sand containing Portland cement, α-quartz and silica fume (SF), additives, and water are supplied from each tank 11 to the slurry mixer 12, and these materials are kneaded by the mixer 12 to produce slurry 1. To do.
The slurry 1 is wet-stirred by the planetary ball mill 15, the wet-stirred slurry 1 is poured into the mold 2, and the slurry 1 is wet-cured for a predetermined time by the wet-air curing device 13 as in the first embodiment. Thereafter, the autoclave curing device 14 performs autoclave curing at a predetermined temperature and a predetermined time. Thereby, a concrete molded product is manufactured.

従って、第2実施形態では、オートクレーブ養生前にスラリー1を遊星ボールミル15で湿式攪拌することで、低い温度でオートクレーブ養生しても板状結晶性トバモライトの生成が可能となる。そのため、エネルギーコストを低いものにできる。   Therefore, in the second embodiment, the slurry 1 is wet-stirred by the planetary ball mill 15 before the autoclave curing, so that plate-like crystalline tobermorite can be generated even when the autoclave is cured at a low temperature. Therefore, the energy cost can be reduced.

次に、第2実施形態の効果を確認するための実施例2について説明する。
[実施例2]
(1-1)ポルトランドセメント
実施例1と同じ。
(1-2)珪砂
(1-2-1)α-quartz
実施例1と同じ
(1-2-2) シリカフューム(SF)
化学組成比率(%)
SiO2:98.7、Al2O3:0.12、Fe2O3:0.01、CaO:0.08、SO3:0.14
粒径 0.1μm以下
(1-3)添加剤
実施例1と同じ
(1-4)材料の比率
α-quartzとシリカフュームとの比は87.5%:12.5%
ポルトランドセメントと珪砂との比は6:4
(1-5)成形手順
材料を3分間攪拌してスラリーを作製し、このスラリーを遊星ボールミル15で5時間にわたり湿式攪拌して型に打設する。その後、40℃、湿度(RH)100%、10時間の湿空養生を行い、その後、160℃の設定温度でオートクレーブ養生をして試験体を作製した。
Next, Example 2 for confirming the effect of the second embodiment will be described.
[Example 2]
(1-1) Portland cement Same as Example 1.
(1-2) Silica sand
(1-2-1) α-quartz
Same as Example 1
(1-2-2) Silica fume (SF)
Chemical composition ratio (%)
SiO 2 : 98.7, Al 2 O 3 : 0.12, Fe 2 O 3 : 0.01, CaO: 0.08, SO 3 : 0.14
Particle size 0.1μm or less
(1-3) Additive Same as Example 1
(1-4) Ratio of materials Ratio of α-quartz to silica fume is 87.5%: 12.5%
The ratio of Portland cement to quartz sand is 6: 4
(1-5) Molding procedure The material is stirred for 3 minutes to prepare a slurry, and this slurry is wet-stirred in a planetary ball mill 15 for 5 hours and placed in a mold. Thereafter, wet curing was performed for 10 hours at 40 ° C. and humidity (RH) 100%, and then autoclaving was performed at a set temperature of 160 ° C. to prepare a test specimen.

作製した試験片にトバモライトが生成されているか、カルシウム・シリケート系化合物(C-S-H)が生成されているかを調べた。
その結果、板状結晶のトバモライトが生成されたことが確認され、かつ、カルシウム・シリケート系化合物の生成は確認されなかった。
これは、珪砂の一部としてシリカフュームを置換し、スラリーを遊星ボールミルで湿式攪拌して粉砕水和することで珪砂全体の反応率が上昇することに起因する。
It was investigated whether tobermorite was produced or calcium silicate compound (CSH) was produced in the prepared test piece.
As a result, it was confirmed that plate-like crystals of tobermorite were generated, and formation of calcium silicate compounds was not confirmed.
This is because silica fume is replaced as a part of silica sand, and the slurry is wet-stirred with a planetary ball mill and pulverized and hydrated to increase the reaction rate of the entire silica sand.

図4は、オートクレーブ時間と反応比との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、α-quartzの反応率を見ると、実施例2における粉砕水和の反応率Q1が静置水和(遊星ボールミルで湿式攪拌しないで静置する)の反応率Q2に比べて高く、同様に、シリカフュームの反応率を見ると、実施例2における粉砕水和の反応率Sf1が静置水和の反応率Sf2に比べて高い。
珪砂全体の反応率が上昇することで、湿空養生後に粉砕水和で結晶性のメタジェナイト(C6S9H7)が生成され、これがオートクレーブ養生(水熱反応)におけるSiO2成分の反応を阻害したものと推測できる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between autoclave time and reaction ratio. In this graph, when looking at the reaction rate of α-quartz, the reaction rate Q1 of pulverization hydration in Example 2 is higher than the reaction rate Q2 of static hydration (which is left without wet stirring with a planetary ball mill). Similarly, looking at the reaction rate of silica fume, the reaction rate Sf1 of pulverized hydration in Example 2 is higher than the reaction rate Sf2 of stationary hydration.
By increasing the reaction rate of the entire silica sand, crystalline metagenite (C 6 S 9 H 7 ) is produced by pulverization and hydration after wet-air curing, which reacts with the SiO 2 component in autoclave curing (hydrothermal reaction). It can be inferred that it was inhibited.

なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第2実施形態では、珪砂として石英とシリカフューム(SF)とを用いたが、本発明では、シリカフュームに代え、あるいは、シリカフュームに加えてもみ殻を用いてもよい。つまり、本発明では、珪砂は、シリカフュームともみ殻との少なくとも一方及び石英を含むものであればよい。もみ殻はシリカフュームと同様の粒度、性質であるため、シリカフュームと同等の効果を奏することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the second embodiment, quartz and silica fume (SF) are used as silica sand. However, in the present invention, instead of silica fume, or in addition to silica fume, rice husk may be used. That is, in the present invention, the silica sand only needs to contain at least one of silica fume and rice husk and quartz. Rice husk has the same particle size and properties as silica fume, and therefore can provide the same effect as silica fume.

本発明は、建築や土木分野におけるコンクリート部材に広く利用可能である。   The present invention is widely applicable to concrete members in the field of architecture and civil engineering.

本発明の第1実施形態に係るコンクリート成形品の製造方法を実施するための製造装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of the concrete molded product which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態におけるオートクレーブ時間と反応比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between autoclave time and reaction ratio in 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係るコンクリート成形品の製造方法を実施するための製造装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of the concrete molded product which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態におけるオートクレーブ時間と反応比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between autoclave time and reaction ratio in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 スラリー
2 型枠
11 タンク
12 スラリーミキサ
13 湿空養生装置
14 オートクレーブ養生装置
15 遊星ボールミル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry 2 Formwork 11 Tank 12 Slurry mixer 13 Wet air curing device 14 Autoclave curing device 15 Planetary ball mill

Claims (1)

ポルトランドセメントと、シリカフュームともみ殻との少なくとも一方及び石英を含む珪砂と、水とをミキサーを用いて混練してスラリーを製造し、このスラリーを遊星ボールミルで湿式攪拌し、この湿式攪拌したスラリーを型枠に流し込み、さらに、前記スラリーを湿空養生した後にオートクレーブ養生することを特徴とするコンクリート成形品の製造方法。 Portland cement, silica sand containing at least one of silica fume and rice husk and quartz, and water are kneaded using a mixer to produce a slurry. The slurry is wet-stirred with a planetary ball mill, and the wet-stirred slurry is molded. A method for producing a concrete molded product, which is poured into a frame, and further subjected to autoclave curing after the slurry is wet-air cured .
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