JP4516529B2 - 耐爆裂性セメント硬化体及びその製造方法 - Google Patents
耐爆裂性セメント硬化体及びその製造方法 Download PDFInfo
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Description
なお、本発明におけるセメント硬化体とは、ペースト硬化体、モルタル硬化体及びコンクリート硬化体を総称するものである。
また、有機繊維を利用する方法は、セメント硬化体の含水量によって爆裂抑制効果が大きく変動するという課題があった。つまり、セメント硬化体の含水率が高い場合には十分な爆裂抑制効果が得られない場合があった。さらに、従来の有機繊維は繊維長が5mm以上であり、このような繊維を用いた場合にはパス形成能力が充分でないことも明らかとなってきている。すなわち、本発明者らが、様々な実験を通して知見した実験結果によると、同じ添加率であっても、繊維長が5mm以上の長い繊維を用いた場合の繊維の連続性(パス形成能力)は、繊維長が5mm未満の短いものを使用した際のパス形成能力と比較して劣ることが明らかとなってきた。
(1)セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、潜在水硬性物質及び/又はポゾラン物質とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体である。
(2)セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、繊維長が3mm以下の有機繊維とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体である。
(3)セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、潜在水硬性物質及び/又はポゾラン物質と、繊維長が3mm以下の有機繊維とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体である。
(4)圧縮強度が30N/mm2以上であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項の耐爆裂性セメント硬化体である。
(5)セメントに、少なくとも水を配合してセメント混練物を調製し、これを型枠に流し込んで養生し、硬化後に脱型して得た成型体を強制炭酸化処理するセメント硬化体の製造方法において、前記セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法である。
(6)前記セメント混練物が、細骨材、又は細骨材と粗骨材を配合したものであることを特徴とする前記(5)の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法である。
(7)前記セメント混練物が、セメント混和剤を配合したものであることを特徴とする前記(5)又は(6)の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法である。
なお、本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。
カルシウムアルミネートを主成分としないポルトランドセメントのみを使用したセメント硬化体を炭酸化処理しても耐爆裂性の向上効果は充分でない。
カルシウムアルミネートを製造する際のCaO原料としては、例えば、石灰石や貝殻等の炭酸カルシウム、消石灰などの水酸化カルシウム、あるいは生石灰などの酸化カルシウムを挙げることができる。また、Al2O3原料としては、例えば、ボーキサイトやアルミ残灰と呼ばれる産業副産物のほか、アルミ粉などが挙げられる。
カルシウムアルミネートを工業的に得る場合、不純物が含まれることがある。その具体例としては、例えば、SiO2、Fe2O3、MgO、TiO2、MnO、Na2O、K2O、Li2O、S、P2O5、及びF等が挙げられる。これらの不純物の存在は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。具体的には、これらの不純物の合計が10%以下の範囲では特に問題とはならない。
なお、繊維の太さは、特に限定されるものではなく、通常、10〜750μmの範囲にある。
とした。得られたセメント硬化体の圧縮強度を測定するとともに、爆裂試験を実施した。結果を表1に併記する。
カルシウムアルミネートA:市販のアルミナセメント、CaO/Al2O3モル比が1.0、CaO・Al2O3を主体とするもの、比重2.96、ブレーン比表面積5000cm2/g。
カルシウムアルミネートB:市販のアルミナセメント、CaO/Al2O3モル比が0.75、CaO・2Al2O3とCaO・Al2O3を主体とするもの、比重2.75、ブレーン比表面積5000cm2/g。
カルシウムアルミネートC:市販のアルミナセメント、CaO/Al2O3モル比が1.25、12CaO・7Al2O3とCaO・Al2O3を主体とするもの、比重3.06、ブレーン比表面積5000cm2/g。
潜在水硬性物質:市販の高炉スラグ微粉末(BFS)、ブレーン比表面積4000cm2/g。
ポゾラン物質イ:市販のフライアッシュ(FA)、ブレーン比表面積4000cm2/g。
ポゾラン物質ロ:市販のシリカフューム(SF)、BET比表面積15m2/g。
水 :水道水
細骨材 :新潟県姫川産、砕砂、5mm下、FM2.82、比重2.64。
粗骨材 :新潟県姫川産、砕石、Gmax25mm、比重2.62。
ポリカルボン酸系高性能AE減水剤:花王社製商品名マイティ3000
圧縮強度 :JIS A 1108に準じて材齢91日に測定。
爆裂試験 :セメント硬化体を炉に入れて、1200℃まで1時間で昇温加熱し、爆裂の有無を観察した。12本の試験体のうち、9本以上に爆裂が認められた場合は×、6本以上で8本以下の場合は*、3本以上で5本以下の場合は△、1〜2本の場合は○、全く爆裂が認められない場合は◎とした。
また、実験No.1-5〜No.1-11に示されるように、一定量以上の潜在水硬性物質やポゾラン物質を含有させることにより、さらに耐爆裂性は向上する。
また、水/結合材比を60%以下とすることにより、圧縮強度30N/mm2以上のセメント硬化体が得られた。
有機繊維a:ビニロンファイバー、繊維長3mm、繊維径100μm。
有機繊維b:アクリルファイバー、繊維長3mm、繊維径100μm。
有機繊維c:セルロースファイバー、繊維長3mm、繊維径50μm。
有機繊維d:ポリプロピレンファイバー、繊維長3mm、繊維径100μm。
有機繊維e:ビニロンファイバー、繊維長6mm、繊維径100μm。
Claims (7)
- セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、潜在水硬性物質及び/又はポゾラン物質とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体。
- セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、繊維長が3mm以下の有機繊維とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体。
- セメント硬化体の一部あるいは全部を強制炭酸化処理したセメント硬化体において、セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、前記セメントと、潜在水硬性物質及び/又はポゾラン物質と、繊維長が3mm以下の有機繊維とを併用し、水/結合材比が40〜60%の範囲で調製されたセメント混練物を用いることを特徴とする耐爆裂性セメント硬化体。
- 圧縮強度が30N/mm2以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の耐爆裂性セメント硬化体。
- セメントに、少なくとも水を配合してセメント混練物を調製し、これを型枠に流し込んで養生し、硬化後に脱型して得た成型体を強制炭酸化処理するセメント硬化体の製造方法において、前記セメントがカルシウムアルミネートを主成分とするセメントであることを特徴とする前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法。
- 前記セメント混練物が、細骨材、又は細骨材と粗骨材を配合したものであることを特徴とする請求項5に記載の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法。
- 前記セメント混練物が、セメント混和剤を配合したものであることを特徴とする請求項5又は6に記載の耐爆裂性セメント硬化体の製造方法。
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