JP4551697B2 - Sulfuric acid resistant concrete - Google Patents
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Description
本発明は、硫酸や硫酸塩によって腐食が問題となる箇所での使用に適した耐硫酸性コンクリートに関する。 The present invention relates to a sulfate resistant concrete suitable for use in a place where corrosion is a problem due to sulfuric acid or sulfate.
下水道施設や温泉地における施設等の硫酸もしくは硫酸塩にさらされる箇所においては、従来から、硫酸や硫酸塩によるセメント硬化物等の耐硫酸性硬化物の腐食が問題となっている。即ち、下水や温泉水に含まれる硫酸イオンは、嫌気性環境下において硫酸塩還元細菌によって還元され硫化水素として放散される。そして、放散された硫化水素は、硫化水素を栄養源とするバクテリア(硫黄酸化細菌等)の活動によって、硫酸に変化する。即ち、硫黄酸化細菌等のバクテリアは、セメント硬化物(例えばコンクリート、以下、コンクリートと記す)の表面が大気中の炭酸ガス等にさらされて、アルカリ性から中性へ移行すると、活発に活動し、コンクリートの表面を硫酸酸性環境に変化させる。セメント硬化物は硫酸に長期間接触し続けると腐食が進み、表面に難溶性の石膏が形成されるとともに、ケイ酸塩やアルミナ等が溶出して、シリカゲルやアルミナゲルが生成する。さらには、シリカゲルやアルミナゲルも溶出して、コンクリートは崩れてしまう。 In places where exposed to sulfuric acid or sulfate, such as facilities in sewer facilities and hot springs, corrosion of sulfate-resistant hardened materials such as cement hardened materials by sulfuric acid or sulfate has been a problem. That is, sulfate ions contained in sewage and hot spring water are reduced by sulfate-reducing bacteria and released as hydrogen sulfide in an anaerobic environment. The diffused hydrogen sulfide is converted into sulfuric acid by the activity of bacteria (such as sulfur-oxidizing bacteria) that use hydrogen sulfide as a nutrient source. That is, bacteria such as sulfur-oxidizing bacteria are actively activated when the surface of cement hardened material (for example, concrete, hereinafter referred to as concrete) is exposed to carbon dioxide in the atmosphere and transitions from alkaline to neutral, Change concrete surface to sulfuric acid environment. When the hardened cement is kept in contact with sulfuric acid for a long period of time, corrosion progresses and hardly soluble gypsum is formed on the surface, and silicate and alumina are eluted to form silica gel and alumina gel. Furthermore, silica gel and alumina gel are also eluted, and the concrete collapses.
硫酸のコンクリートに対するこの作用は、当然、酸の濃度に依存する。pHが2以上の場合(硫酸濃度0.1質量%以下)には、コンクリートを緻密化させることが腐食要因物質の内部への浸透を抑制する点から効果がある。そのため、高性能AE減水剤等の使用により作業性を確保しながら水セメント比を低下させて、セメントの比率を高くすることにより耐食性を向上させることができる。一方、硫酸の濃度が高くなると対応が難しく、例えばpHが2より低くなると、水セメント比を低くして緻密化したために、硫酸によって生成する石膏の結晶成長膨脹圧を緩和できる細孔が少なくなるため、ひび割れを誘発し、硫酸が浸透しやすくなる。したがって、耐食性が逆に悪くなり、セメント素材自体の硫酸に対する抵抗性を高めることは困難である。
硫酸の生成に関与するバクテリア(硫黄酸化細菌)は、コンクリート表面のアルカリ性(pH12〜13)が保たれている場合には、活動が抑制されるが、表面のpHが10以下となると活動が可能となり、pHが下がるにつれて硫黄酸化細菌の種類もT.thioparus、T.versutus(pH約10〜約3.5)、T.intermedius、T.novellus(pH約9〜約2.5)、T.neaporitanus(pH約8.5〜約4.5)、T.ferrooxidans、T.thiooxidans(pH約5.5〜約0.5)のように増え、菌の活動により生成される硫酸によってコンクリートの表面は急速に酸性状態となり、硫酸による腐食が進行する。このことから、下水道施設や温泉地における施設等のコンクリートの耐久性を向上させるには、耐硫酸性のほかに、炭酸ガス等によるコンクリート表面の中性化を抑制し、バクテリアの活動を抑制することが重要であるが、耐硫酸性とともに耐中性化性能に着目した検討は殆ど行われてこなかった。 Bacteria involved in the production of sulfuric acid (sulfur-oxidizing bacteria) are inhibited when the alkalinity of the concrete surface (pH 12-13) is maintained, but can be activated when the surface pH is 10 or less. As the pH decreases, the types of sulfur oxidizing bacteria are T. thioparus, T. versutus (pH about 10 to about 3.5), T. intermedius, T. novelllus (pH about 9 to about 2.5), T. neaporitanus (pH about 8.5 to about 4.5), T.ferrooxidans, T.thiooxidans (pH about 5.5 to about 0.5), the surface of concrete rapidly becomes acidic due to the sulfuric acid produced by the activity of the fungus, and corrosion by sulfuric acid proceeds To do. Therefore, in order to improve the durability of concrete such as sewer facilities and hot springs, in addition to sulfuric acid resistance, the neutralization of the concrete surface by carbon dioxide gas, etc., is suppressed, and the activity of bacteria is suppressed. It is important, however, little studies have been conducted focusing on sulfuric acid resistance and neutralization performance.
そこで、本発明は、バクテリア(硫黄酸化細菌)に起因する硫酸腐食環境や通常の環境において、耐硫酸性に優れかつ中性化の遅い耐硫酸性コンクリートを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide sulfate-resistant concrete that is excellent in sulfuric acid resistance and slow in neutralization in a sulfuric acid corrosive environment caused by bacteria (sulfur-oxidizing bacteria) or in a normal environment.
本発明に係る耐硫酸性水硬性組成物は、3CaO・SiO2量がボーグ式算定で60質量%以上のポルトランドセメントと、ブレーン比表面積が2,000cm2/g以上の石灰石粉末とを含有し、ポルトランドセメントと石灰石粉末との質量部比率が30:70〜100:0である無機質粉体組成物と、該無機質粉体組成物100質量部に対して1〜10質量部含有されるナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と、増粘剤とを含むことを特徴とする。 The sulfuric acid resistant hydraulic composition according to the present invention contains Portland cement having a 3CaO · SiO 2 amount of 60 mass% or more calculated by the Borg formula, and a limestone powder having a Blaine specific surface area of 2,000 cm 2 / g or more, Inorganic powder composition having a mass part ratio of Portland cement and limestone powder of 30:70 to 100: 0, and 1 to 10 parts by mass of naphthalenesulfonic acid per 100 parts by mass of the inorganic powder composition Formalin condensate salt and a thickener.
この耐硫酸性水硬性組成物によれば、ポルトランドセメントの組成物として3CaO・SiO2量が60質量%未満である場合に比べて、凝結も早く、ブリーディングも起こりにくい。また、石灰石粉末のブレーン比表面積が2000cm2/g未満である場合に比べて、硫酸や硫酸塩に対してバリヤとなる石膏が生成しやすく、石膏生成時の膨張が少ない。また、無機質粉体組成物における石灰石粉末の質量部比率が70以内であれば、無機質粉体組成物中のポルトランドセメント量は十分であるため、中性化に対する抵抗性の低下を十分防止することができる。さらに、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量が、無機質粉体組成物100質量部に対して固形分換算で1質量部未満である場合に比べて、減水性は十分発現し、耐硫酸性も十分発揮する。また、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量の増加とともに耐硫酸性は向上するが、10質量部を超えると改善効果が頭打ちとなるため、添加量は10質量部以下で十分である。また、増粘剤が添加されていることにより、作業性がよい。 According to this sulfuric acid resistant hydraulic composition, as compared with the case where the amount of 3CaO · SiO 2 is less than 60% by mass as the composition of Portland cement, the setting is faster and bleeding is less likely to occur. Moreover, compared with the case where the lane specific surface area of the limestone powder is less than 2000 cm 2 / g, gypsum serving as a barrier against sulfuric acid or sulfate is likely to be generated, and the expansion at the time of gypsum generation is small. Moreover, if the mass part ratio of the limestone powder in the inorganic powder composition is within 70, the amount of Portland cement in the inorganic powder composition is sufficient, so that the decrease in resistance to neutralization is sufficiently prevented. Can do. Further, compared to the case where the amount of the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid is less than 1 part by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder composition, water reduction is sufficiently exhibited and sulfuric acid resistance It also demonstrates its properties. In addition, the sulfuric acid resistance is improved with an increase in the amount of the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid. However, when the amount exceeds 10 parts by mass, the improvement effect reaches its peak, so that the amount added is not more than 10 parts by mass. Moreover, workability | operativity is good because the thickener is added.
また、石灰石粉末のブレーン比表面積は、8,000cm2/g以上であると良い。 The specific surface area of the limestone powder is preferably 8,000 cm 2 / g or more.
石灰石粉末がブレーン比表面積が8000cm2/g以上であれば、硫酸や硫酸塩に対してバリヤとなる石膏が生成しやすく、石膏生成時の膨張が少ない。さらには、増粘剤を用いなくとも、耐硫酸性と作業性に優れた耐硫酸性水硬性組成物を得ることができる。 If the limestone powder has a Blaine specific surface area of 8000 cm 2 / g or more, a gypsum serving as a barrier to sulfuric acid or sulfate is likely to be produced, and the expansion during gypsum production is small. Furthermore, a sulfuric acid resistant hydraulic composition excellent in sulfuric acid resistance and workability can be obtained without using a thickener.
また、上記の増粘剤は、セルロース系水溶性高分子、アクリル系水溶性高分子、バイオポリマー、グリコール系水溶性高分子及び無機増粘剤からなる群より選ばれる1種以上であると好ましい。このような増粘剤が添加されることにより、耐硫酸性水硬性組成物のワーカビリティーが良好となる。 The above thickener is preferably at least one selected from the group consisting of a cellulose-based water-soluble polymer, an acrylic water-soluble polymer, a biopolymer, a glycol-based water-soluble polymer, and an inorganic thickener. . By adding such a thickener, the workability of the sulfuric acid resistant hydraulic composition is improved.
また、耐硫酸性水硬性組成物において、無機質粉体組成物100質量部に対して増粘剤を0.005〜0.1質量部含むと好ましい。増粘剤が0.005質量部以上であれば、材料分離は発生し難く、充分な作業性が得られる。また、増粘剤が、0.1質量部以下であれば、粘性が高くなりすぎず作業性も維持され凝結に時間が長くかかりすぎることもない。 Moreover, in a sulfuric acid resistant hydraulic composition, it is preferable when a thickener is included 0.005-0.1 mass part with respect to 100 mass parts of inorganic powder compositions. If the thickener is 0.005 parts by mass or more, material separation hardly occurs and sufficient workability can be obtained. If the thickener is 0.1 part by mass or less, the viscosity does not become too high, the workability is maintained, and the setting does not take too long.
本発明に係る耐硫酸性硬化物は、上記の耐硫酸性水硬性組成物と骨材と水とが混和されて硬化されたことを特徴とする。この耐硫酸性硬化物によれば、中性化に対する抵抗性及び耐硫酸性に優れた耐硫酸性硬化物を得ることができる。ここで、骨材として石灰石骨材を使用すれば、耐硫酸性は更に向上すると共に、ポルトランドセメントの量を維持したままで石灰石量を増やすことができるので非常に好ましい。 The sulfuric acid resistant cured product according to the present invention is characterized in that the above sulfuric acid resistant hydraulic composition, aggregate and water are mixed and cured. According to this sulfuric acid resistant cured material, a sulfuric acid resistant cured material excellent in resistance to neutralization and sulfuric acid resistance can be obtained. Here, when limestone aggregate is used as the aggregate, the sulfuric acid resistance is further improved, and the amount of limestone can be increased while maintaining the amount of Portland cement, which is very preferable.
この耐硫酸性硬化物は、5質量%硫酸水溶液に20℃で56日間浸せきしたときの侵食深さが3mm以下であり、炭酸ガス濃度5体積%、20℃および相対湿度60%の環境下で26週間曝露した時の促進中性化深さが、ボーグ式算定で56質量%の3CaO・SiO2量を含有する普通ポルトランドセメントに減水剤を混和させて同一水セメント比で作成された基準コンクリートの促進中性化深さの0.7以下であると好適である。5質量%硫酸水溶液に20℃で56日間浸せきしたときの侵食深さが3mm以下であるので、硫酸や硫酸塩による侵食に対する抵抗性としては十分である。また、炭酸ガス濃度5体積%、20℃および相対湿度60%の環境下で26週間曝露した時の促進中性化深さが基準コンクリートの0.7以下であるので、酸による中性化に対する抵抗性としては十分であり、バクテリア(硫黄酸化細菌)の繁殖も抑えられる。 This sulfate-resistant cured product has an erosion depth of 3 mm or less when immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution at 20 ° C for 56 days, in an environment with a carbon dioxide concentration of 5% by volume, 20 ° C and a relative humidity of 60%. Accelerated neutralization depth when exposed for 26 weeks is standard concrete made by mixing a water reducing agent with ordinary Portland cement containing 56% by mass of 3CaO · SiO 2 by the Borg calculation. The acceleration neutralization depth is preferably 0.7 or less. Since the erosion depth is 3 mm or less when immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution at 20 ° C. for 56 days, it is sufficient as resistance to erosion by sulfuric acid or sulfate. In addition, the accelerated neutralization depth when exposed for 26 weeks in an environment with a carbon dioxide concentration of 5% by volume, 20 ° C and relative humidity of 60% is 0.7 or less that of standard concrete. Resistance is sufficient, and the growth of bacteria (sulfur-oxidizing bacteria) is also suppressed.
ここで、上記の耐硫酸性硬化物の用途は、下水道管、下水道処理場のコンクリート施設、又は温泉地のコンクリート施設であると好適である。硫酸や硫酸塩が発生しやすい下水道管や下水道処理場のコンクリート施設、温泉地のコンクリート施設にこの耐硫酸性硬化物を用いることで、腐食しにくくなる。 Here, it is preferable that the use of the above-mentioned sulfate-resistant cured product is a sewer pipe, a concrete facility of a sewerage treatment plant, or a concrete facility of a hot spring area. By using this sulfate-resistant hardened material in concrete facilities in sewer pipes, sewage treatment plants and hot springs where sulfuric acid and sulfates are likely to be generated, corrosion becomes difficult.
本発明に係る耐硫酸性水硬性組成物及び耐硫酸性水硬性硬化物によれば、耐硫酸性に優れ、中性化を遅延させることができる。 According to the sulfuric acid resistant hydraulic composition and the sulfuric acid resistant hydraulic cured product according to the present invention, the sulfuric acid resistant hydraulic composition is excellent in sulfuric acid resistance and can be neutralized.
以下、本発明に係る耐硫酸性水硬性組成物及び耐硫酸性硬化物の好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the sulfuric acid resistant hydraulic composition and the sulfuric acid resistant cured product according to the present invention will be described.
先ず、耐硫酸性水硬性組成物について説明する。耐硫酸性水硬性組成物は、ポルトランドセメント、石灰石粉末、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩、及び増粘剤により構成される。 First, the sulfuric acid resistant hydraulic composition will be described. The sulfuric acid resistant hydraulic composition is composed of Portland cement, limestone powder, a formalin condensate salt of naphthalenesulfonic acid, and a thickener.
ポルトランドセメントは、3CaO・SiO2量をボーグ式算定で60質量%以上含有する。ポルトランドセメントとしては、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等を挙げることができる。なお、ボーグ式による3CaO・SiO2量は、セメントの化学成分(JIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して分析)より、以下の式により計算される。 Portland cement contains 3CaO · SiO 2 in an amount of 60% by mass or more according to the Borg calculation. Examples of Portland cement include early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, and sulfate-resistant Portland cement. The amount of 3CaO · SiO 2 by the Borg formula is calculated by the following formula from the chemical component of the cement (analyzed in accordance with JIS R 5202 “Chemical analysis method of Portland cement”).
3CaO・SiO2(質量%)=
4.071×CaO(質量%)−7.6×SiO2(質量%)−6.718×Al2O3(質量%)
−1.43×Fe2O3−2.852×SO3(質量%)
3CaO · SiO 2 (mass%) =
4.071 × CaO (mass%) − 7.6 × SiO 2 (mass%) − 6.718 × Al 2 O 3 (mass%)
−1.43 × Fe 2 O 3 −2.852 × SO 3 (mass%)
一般に、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩や増粘剤のポルトランドセメントへの添加量が増すに従い、ポルトランドセメントの組成物の凝結が遅れることから、凝結の早い3CaO・SiO2量が64質量%以上存在する早強セメントや超早強セメントを用いることが好ましい。これらのセメントは粒径が小さく、ブリーディングが起こりにくい点でも好ましい。 In general, as the amount of formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid or thickener added to Portland cement increases, the setting of Portland cement composition delays, so the amount of 3CaO · SiO 2 that rapidly sets is 64 mass% or more. It is preferable to use an existing early strong cement or a very early strong cement. These cements are also preferable in that they have a small particle size and are difficult to cause bleeding.
また、石灰石粉末のブレーン比表面積(JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して測定)は、2000cm2/g以上である。石灰石粉末の耐硫酸性の発現機序は明確にされていないが、バリヤとなる石膏が生成しやすいこと、石膏生成時の膨張が少ないこと等が関係していると考えられる。なお、石灰石粉末は任意的な成分である。また、石灰石粉末として、ブレーン比表面積が8000cm2/g以上のより細かい石灰石粉末を用いると、増粘剤を用いることなく、耐硫酸性と作業性に優れたセメント組成物を得ることができる。このような組成物は、組成が単純になるという点で好ましい。 The specific surface area (measured according to JIS R 5201 “Physical testing method for cement”) of the limestone powder is 2000 cm 2 / g or more. Although the mechanism of expression of sulfuric acid resistance of limestone powder has not been clarified, it is thought that it is related to the fact that gypsum serving as a barrier is easily generated and that the expansion at the time of gypsum generation is small. Limestone powder is an optional component. Further, when a finer limestone powder having a Blaine specific surface area of 8000 cm 2 / g or more is used as the limestone powder, a cement composition excellent in sulfuric acid resistance and workability can be obtained without using a thickener. Such a composition is preferable in that the composition becomes simple.
また、ポルトランドセメント及び石灰石粉末で構成される無機質粉体組成物は、ポルトランドセメントと石灰石粉末との質量部比率を約30:70〜100:0として、混合されたものであることが好ましい。無機質粉体組成物における石灰石粉末の質量部比率が70以内であれば、無機質粉体組成物中のポルトランドセメント量は十分であるため、中性化に対する抵抗性の低下を十分防止することができる。なお、中性化に対する抵抗性を高めるには、無機質粉体組成物における石灰石粉末の質量部比率を60以下にするのが望ましい。すなわち、ポルトランドセメントと石灰石粉末との質量部比率を約40:60〜100:0とするのがより好ましい。 In addition, the inorganic powder composition composed of Portland cement and limestone powder is preferably a mixture of Portland cement and limestone powder with a mass part ratio of about 30:70 to 100: 0. If the mass part ratio of the limestone powder in the inorganic powder composition is within 70, since the amount of Portland cement in the inorganic powder composition is sufficient, it is possible to sufficiently prevent a decrease in resistance to neutralization. . In order to increase the resistance to neutralization, it is desirable that the mass part ratio of the limestone powder in the inorganic powder composition is 60 or less. That is, it is more preferable that the mass part ratio of Portland cement and limestone powder is about 40:60 to 100: 0.
ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量は、セメントと石灰石粉末の混合物である無機質粉体組成物100質量部に対して固形分換算で1〜10質量部とする。ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量が1質量部以上であれば、減水性は発現し、耐硫酸性も十分発揮する。また、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量とともに耐硫酸性は向上するが、10質量部以上では耐硫酸性の改善効果は頭打ちとなるため、添加量は10質量部で十分である。 The addition amount of the naphthalenesulfonic acid formalin condensate salt is 1 to 10 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder composition which is a mixture of cement and limestone powder. When the amount of the naphthalene sulfonic acid formalin condensate added is 1 part by mass or more, water reduction is exhibited and the sulfuric acid resistance is sufficiently exhibited. Further, although the sulfuric acid resistance is improved with the addition amount of the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid, the effect of improving the sulfuric acid resistance is peaked at 10 parts by mass or more, so the addition amount is 10 parts by mass.
ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩により耐硫酸性が向上する要因は明確ではないが、硫酸溶液に浸せきした硬化物のSEM観察において、表面に通常見られない石膏の緻密な層が認められることから、この石膏層がバリアとなって硫酸の浸透を抑制していることが考えられる。ポルトランドセメントの組成物は、硫酸溶液中で溶解し石膏を析出するが、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩によって石膏の析出機序が変化して、上記のような緻密な石膏層が形成されたものと推察される。 The reason why sulfuric acid resistance is improved by the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid is not clear, but the SEM observation of the cured product soaked in sulfuric acid solution shows a dense layer of gypsum that is not usually seen on the surface It is conceivable that this gypsum layer acts as a barrier to suppress the permeation of sulfuric acid. The composition of Portland cement dissolves in a sulfuric acid solution and precipitates gypsum, but the gypsum precipitation mechanism was changed by the formalin condensate salt of naphthalenesulfonic acid, and the above-mentioned dense gypsum layer was formed. Inferred.
ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩としては、例えば花王(株)から「マイティ100」あるいは「マイティ150」の商品名で、日産化学工業(株)から「アクセリート550」の商品名で、またサンフロー(株)から「サンフローPS」の商品名で夫々発売されている製品を使用することができる。なお、これらの製品は、コンクリート用の高性能減水剤として市販されている。 As the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid, for example, the trade name “Mighty 100” or “Mighty 150” from Kao Co., Ltd., the product name “Axelito 550” from Nissan Chemical Industries, Ltd. Products sold under the trade name "Sunflow PS" from Flow Corporation can be used. These products are commercially available as high performance water reducing agents for concrete.
なお、耐硫酸性水硬性組成物を構成するポルトランドセメント、石灰石粉末、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩、増粘剤などの材料は、セメント組成物あるいはセメント組成物ペーストにそれぞれ単独で添加して使用することができる。この場合、その一部あるいは全部を予め混合して用いることもできる。予め混合して用いる場合には、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩は粉体状のものを用いることが好ましい。予め混合して用いる方法は、添加量の少ない増粘剤やコンクリートミキサで混合し難い微粉末を均一に混合するのに適している。 In addition, materials such as Portland cement, limestone powder, formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid, thickener, etc. constituting the sulfuric acid resistant hydraulic composition are added to the cement composition or the cement composition paste, respectively. Can be used. In this case, some or all of them can be mixed and used in advance. When mixed and used in advance, it is preferable to use a powder of the formalin condensate salt of naphthalenesulfonic acid. The method of mixing and using in advance is suitable for uniformly mixing a thickener with a small amount of addition or fine powder that is difficult to mix with a concrete mixer.
また、増粘剤は、セルロース系水溶性高分子である。ここで、セルロース系水溶性高分子としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース等を例示することができる。このうち、好ましくは、ヒドロキシエチルセルロース系水溶性高分子が挙げられる。なお、これらの増粘剤は、高流動コンクリート製造あるいは左官用モルタルの作業性の改善に使用されている。 In addition, thickening agents, Ru Oh cellulose-based water-soluble polymer. Here, examples of the cellulose-based water-soluble polymer include alkyl celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, hydroxyalkylalkyl cellulose, and the like . Of this, preferably, a hydroxycarboxylic cellulose-based water-soluble polymers. These thickeners are used to improve the workability of high fluid concrete production or plastering mortar.
さらに、増粘剤は、無機質粉体組成物100質量部に対して好ましくは0.005〜0.1質量部、より好ましくは0.02〜0.07質量部の範囲の量にて使用するとよい。増粘剤が0.005質量部以上であれば、材料分離は発生し難く、充分な作業性が得られる。また、増粘剤が、0.1質量部以下であれば、粘性が高くなりすぎず作業性も維持され、凝結も長くかかりすぎることはない。 Furthermore, the thickener is preferably used in an amount in the range of 0.005 to 0.1 parts by mass, more preferably 0.02 to 0.07 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder composition. If the thickener is 0.005 parts by mass or more, material separation hardly occurs and sufficient workability can be obtained. Further, when the thickener is 0.1 part by mass or less, the viscosity does not become too high, workability is maintained, and the setting does not take too long.
通常のコンクリートの製造では、セメントと水とが分離するほどの量でナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩を添加することはないため、増粘剤のこのような使用方法は、上記の耐硫酸性水硬性組成物に特有の方法である。増粘剤の使用量が、高流動コンクリートにおける一般的な使用量と比べて少なくてよいのは、増粘剤のゲル化が生じて、粘性が上がるためであると推察される。なお、通常、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩とセルロース系の水溶性高分子とは、セルロース系の水溶性高分子がゲル化し相性が悪いと言われてはいるが、上記の耐硫酸性水硬性組成物における、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩に少量のセルロース系の水溶性高分子を加えたセメント組成物においては、両者の併用がなんら問題なく行える。 In normal concrete production, the use of a thickener for formalin condensate is not added in such an amount that the cement and water are separated. This is a method unique to hydraulic compositions. The reason why the use amount of the thickener may be smaller than the general use amount in the high fluidity concrete is presumed to be because the viscosity of the thickener increases due to gelation of the thickener. In general, the formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid and the cellulose-based water-soluble polymer are said to be incompatible with the cellulose-based water-soluble polymer, but the above-mentioned sulfuric acid-resistant water In a cement composition obtained by adding a small amount of a cellulose-based water-soluble polymer to a formalin condensate salt of naphthalenesulfonic acid in a hard composition, the combination of both can be performed without any problem.
また、水硬性組成物には、通常のセメント、モルタルおよびコンクリートで使用される高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム等の無機粉末を添加してもよい。さらに、モルタル用或いはコンクリート用の化学混和剤も用いることができる。 Moreover, you may add inorganic powders, such as fine powder of a blast furnace slag, a fly ash, a silica fume which are used with a normal cement, mortar, and concrete to a hydraulic composition. Furthermore, chemical admixtures for mortar or concrete can also be used.
また、このような耐硫酸性水硬性組成物に対し、骨材と水とを混和して硬化させることにより、コンクリートやモルタル等の耐硫酸性硬化物を作製することができる。この場合、骨材として石灰石骨材を使用すると耐硫酸性は更に向上する。これは、セメントに対する石灰石粉末の添加による効果と同じ要因と思われるが、骨材として石灰石を用いると、セメント量を維持したままで石灰石量を増やすことができるので非常に好ましい。 Moreover, a sulfate-resistant hardened material, such as concrete and mortar, can be produced by mixing aggregate and water with such a sulfate-resistant hydraulic composition and curing the mixture. In this case, when limestone aggregate is used as the aggregate, the sulfuric acid resistance is further improved. This seems to be the same factor as the effect of the addition of limestone powder to the cement, but using limestone as an aggregate is very preferable because the amount of limestone can be increased while maintaining the amount of cement.
ここで、耐硫酸性硬化物を形成させる際、耐硫酸性水硬性組成物中のセメント成分に対する添加水量を水/セメント比で30〜60質量%として、混錬するとよい。水/セメント比が30質量%より小さいと耐硫酸性が低下する傾向にあり、水/セメント比が60質量%を超えると、凝結が遅くなるとともに水密性が低下する傾向にある。また、混練の際の単位水量は120〜175kg/m3とするのが好ましい。水量が120kg/m3より少なくなると、コンクリート成形物の製造の作業性が低下しやすくなり、一方、175kg/m3を超えるとコンクリート中の骨材量は少なくなるため、コンクリートとしての特性が低下する傾向にある。なお、コンクリート1m3中の水とセメントの容積の合計量は160〜300Lであることが望ましい。 Here, when forming a sulfuric acid-resistant hardened | cured material, it is good to knead | mix the water amount with respect to the cement component in a sulfuric acid-resistant hydraulic composition as 30-60 mass% by water / cement ratio. If the water / cement ratio is less than 30% by mass, the sulfuric acid resistance tends to decrease. If the water / cement ratio exceeds 60% by mass, the setting tends to be slow and the water tightness tends to decrease. The unit water amount during kneading is preferably 120 to 175 kg / m 3 . When the amount of water is less than 120 kg / m 3 , the workability of the production of concrete molding tends to decrease, while when the amount exceeds 175 kg / m 3 , the amount of aggregate in the concrete decreases and the properties as concrete deteriorate. Tend to. The total amount of water and cement in 1 m 3 of concrete is preferably 160 to 300 L.
このように、耐硫酸性水硬性組成物を用い、骨材および水と混錬したのち成形し、養生することにより得られる耐硫酸性水硬性組成体は、5質量%硫酸水溶液(pH 約0.3)に20℃で56日間浸せきしたときの侵食深さが3mm以下であることが好ましい。より好ましくは侵食深さが2mm以下であると良い。 Thus, using a sulfuric acid resistant hydraulic composition, kneading with aggregate and water, molding and curing, the sulfuric acid resistant hydraulic composition is 5% by mass sulfuric acid aqueous solution (pH approximately 0.3). It is preferable that the depth of erosion when immersed in a glass for 20 days at 20 ° C. is 3 mm or less. More preferably, the erosion depth is 2 mm or less.
ここで、5質量%硫酸水溶液に浸せきした時の侵食深さの測定条件及び測定方法は、建材試験センター規格JSTM C 7401:1999 「溶液浸せきによるコンクリートの耐薬品性試験方法」[ 平成11年5月28日改正 財団法人建材試験センター発行 ]に準じた。すなわち、10cm×10cm×40cmの寸法の型枠に調整したコンクリートを打設し、材齢1日後、型枠から脱型し20℃の水中で材齢28日まで養生する。その後、20℃、相対湿度60%の恒温恒湿室内で1日乾燥させる。さらに、コンクリートの供試体の6面のうち、打設面に垂直な10cm×40cmの大きさの1面(曝露面)を残し、その他の5面は変形シリコーン樹脂を塗布する。そのシリコーン樹脂が硬化した後、供試体を5質量%硫酸水溶液に56日間浸せきする。さらに、供試体の表面を水洗いの後、コンクリートカッターで長軸方向に端面から約2cm幅で切断する。 Here, the measurement conditions and measurement method of the erosion depth when immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution are as follows. Building Material Testing Center Standard JSTM C 7401: 1999 “Testing method for chemical resistance of concrete by solution immersion” [1999 5 May 28, revised Building Materials Testing Center]. That is, the adjusted concrete is placed in a mold having a size of 10 cm × 10 cm × 40 cm, and after one day of material age, it is removed from the mold and cured in water at 20 ° C. until the material age is 28 days. Then, it is dried for one day in a constant temperature and humidity room at 20 ° C. and a relative humidity of 60%. Furthermore, of the 6 surfaces of the concrete specimen, one surface (exposed surface) of 10 cm × 40 cm perpendicular to the placement surface is left, and the other 5 surfaces are coated with deformed silicone resin. After the silicone resin is cured, the specimen is immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution for 56 days. Further, after washing the surface of the specimen with water, cut it with a concrete cutter in the long axis direction at a width of about 2 cm from the end face.
侵食深さは、次のように測定する。先ず、浸せき前のコンクリートにおける曝露面とその曝露面の裏面との距離(型枠における内寸法の一辺の長さ)をL(=10cm)とする。そして、侵食されていない領域を染色するため、浸せき後に切断した供試体の断面に、フェノールフタレイン溶液(JIS K 8001の4.4(指示薬)に規定するフェノールフタレイン溶液)を噴霧する。これにより、侵食されていない塩基性を示す領域は赤紫色に呈色される。そこで、赤紫色に呈色された領域における、曝露面に直交する方向の幅をノギスで測定し、その幅をL1(cm)とする。すると、侵食深さは、L−L1(cm)により求めることができ、L−L1(cm)分の深さだけ、硫酸水溶液によって侵食されたことがわかる。なお、侵食深さは3箇所(曝露面の中央および曝露面の両端部からそれぞれ1cm内側の位置)測定した結果の平均とする。 The erosion depth is measured as follows. First, let L (= 10 cm) be the distance between the exposed surface of the concrete before dipping and the back surface of the exposed surface (the length of one side of the inner dimensions of the mold). Then, in order to stain the non-eroded area, a phenolphthalein solution (phenolphthalein solution specified in 4.4 (indicator) of JIS K 8001) is sprayed on the cross section of the specimen cut after immersion. Thereby, the area | region which shows the basicity which is not eroded is colored magenta. Therefore, the width in the direction perpendicular to the exposed surface in the reddish purple region is measured with a caliper, and the width is defined as L1 (cm). Then, the erosion depth can be determined by L-L1 (cm), and it can be seen that the erosion depth is eroded by the sulfuric acid aqueous solution by the depth of L-L1 (cm). In addition, the erosion depth is the average of the results of measurements at three locations (the center of the exposed surface and the position 1 cm inside from each end of the exposed surface).
また、20℃において5体積%の炭酸ガス濃度、相対湿度60質量%の雰囲気で、上記の耐硫化性硬化物を26週間静置した時の促進中性化深さは、ボーグ式算定で56質量%の3CaO・SiO2量を含有する普通ポルトランドセメントに減水剤を混和させて同一水セメント比で作成された基準コンクリートの促進中性化深さに対して0.7倍以下である。促進中性化深さの比が0.7倍を超えるとバクテリア(硫黄酸化細菌)が繁殖するため好ましくない。 Further, the accelerated neutralization depth when the above-mentioned sulfidation-resistant cured product is allowed to stand for 26 weeks in an atmosphere of carbon dioxide gas concentration of 5% by volume at 20 ° C. and relative humidity of 60% by mass is calculated by the Borg calculation. It is 0.7 times or less of the accelerated neutralization depth of the reference concrete made by mixing a normal water-containing agent with ordinary Portland cement containing 3 % by mass of 3CaO · SiO 2 at the same water cement ratio. If the ratio of the accelerated neutralization depth exceeds 0.7 times, bacteria (sulfur-oxidizing bacteria) will propagate, which is not preferable.
なお、中性化深さは、JIS A 1153「コンクリートの促進中性化試験方法」に準拠して測定する。すなわち、寸法10cm×10cm×40cmの型枠を用い、2日硬化を待ってコンクリートの供試体を作製する。そして、前養生段階では、供試体を型枠から取り外した後、材齢4週まで温度20℃の湿潤状態(水中又は相対湿度95%以上の雰囲気中)に置く。その後、相対湿度60%、温度20℃の恒温恒湿室に材齢8週まで静置する。なお、材齢7〜8週の間に、供試体の打ち込み面、底面、及び両端面を二酸化炭素を遮断するようにシールする。そのうえで、上記のように、温度20℃、相対湿度60%、二酸化炭素濃度5体積%の環境条件下で、26週間静置する。中性化深さの測定方法は、JIS A 1152 「コンクリートの中性化深さの測定方法」により、供試体を切断し、その切断面にJIS K 8001 の4.4(指示薬)に規定するフェノールフタレイン溶液を噴霧する。そして、赤紫色に呈色した領域と呈色しなかった領域を有する断面において、赤紫色に呈色しなかった領域を中性化された領域と評価し、供試体の表面からの中性化深さを測定する。 The neutralization depth is measured in accordance with JIS A 1153 “Accelerated neutralization test method for concrete”. That is, a concrete specimen is prepared by using a mold having dimensions of 10 cm × 10 cm × 40 cm and waiting for curing for two days. In the pre-curing stage, after removing the specimen from the mold, it is placed in a wet state (water or an atmosphere having a relative humidity of 95% or more) at a temperature of 20 ° C. until the age of 4 weeks. Then, it is allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber having a relative humidity of 60% and a temperature of 20 ° C. until the material age is 8 weeks. In addition, during the age of 7 to 8 weeks, the driving surface, bottom surface, and both end surfaces of the specimen are sealed so as to block carbon dioxide. Then, as described above, the sample is allowed to stand for 26 weeks under environmental conditions of a temperature of 20 ° C., a relative humidity of 60%, and a carbon dioxide concentration of 5% by volume. The neutralization depth is measured by cutting the specimen in accordance with JIS A 1152 “Measurement of neutralization depth of concrete” and applying the phenol cover specified in 4.4 (indicator) of JIS K 8001 to the cut surface. Spray the rain solution. Then, in the cross section having a region colored reddish purple and a region not colored, the region not colored reddish purple was evaluated as a neutralized region, and neutralized from the surface of the specimen. Measure depth.
ここで、中性化深さに及ぼすセメントの種類の影響としては、普通ポルトランドセメントと比べて早強ポルトランドセメントは約0.7倍程度の中性化速度となることがいわれている。しかしながら、上記のように3CaO・SiO2量が60質量%以上のポルトランドセメントに石灰石粉末とナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と増粘剤とを含むコンクリートにおいては対基準コンクリート比0.7以下の中性化速度に抑制できることを見出した。このような中性化を抑制する機序は明確にされていないが、このようなコンクリートは、普通ポルトランドセメントを用いて同一セメント比で作成した上記の基準コンクリートよりも強度発言が優れているためと推察される。 Here, as an influence of the type of cement on the neutralization depth, it is said that early strength Portland cement has a neutralization rate of about 0.7 times that of normal Portland cement. However, as described above, the concrete containing 0.7% by mass of 3CaO · SiO 2 in Portland cement containing limestone powder, formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid and thickener is neutral to 0.7 or less of the standard concrete ratio. It was found that it can be suppressed to the conversion rate. The mechanism to suppress such neutralization has not been clarified, but such concrete has a strength statement superior to the above-mentioned standard concrete made with ordinary Portland cement at the same cement ratio. It is guessed.
なお、促進中性化深さの比は、さらに好ましくは0.5倍以下であると良い。促進中性化深さが小さいほどコンクリート表面のアルカリが長期に保たれることから、表面におけるバクテリアの活動を抑制することが可能となる。 The ratio of accelerated neutralization depth is more preferably 0.5 times or less. The smaller the accelerated neutralization depth is, the longer the alkali on the concrete surface is kept, so that it is possible to suppress bacterial activity on the surface.
このような耐硫酸性水硬性組成物及び耐硫酸性硬化物は、優れた耐硫酸性が求められる下水道管、下水道処理場や管渠等の下水道関連施設、或いは温泉地、化学工場等で使用される構造物や二次製品、補修材として有利に適用できる。下水道処理関連のコンクリート施設においては、例えば、ポンプ場、沈殿池、分配槽、反応タンク、汚泥貯留槽、連絡水路、汚泥消化槽等に、上記の耐硫酸性水硬性組成物や耐硫酸性硬化物を利用することができる。また、温泉地のコンクリート施設としては、温泉施設の浴槽、浴室内装材、内部設備類の他、温泉水や温泉蒸気に影響を受ける温泉地の建築物の基礎や壁、地中ばり、コンクリートを利用したトンネル、電柱、舗装コンクリート等が挙げられる。 Such sulfuric acid-resistant hydraulic compositions and sulfuric acid-resistant cured products are used in sewer pipes, sewerage treatment plants, pipes and other sewer related facilities, hot springs, chemical factories, etc. that require excellent sulfuric acid resistance. It can be advantageously applied as a structure, secondary product, or repair material. In concrete facilities related to sewage treatment, for example, pumping stations, sedimentation tanks, distribution tanks, reaction tanks, sludge storage tanks, communication channels, sludge digestion tanks, etc. You can use things. In addition to the hot spring facility's bathtub, bathroom interior materials, and internal facilities, the hot spring resort's concrete facilities include the foundations and walls of hot springs that are affected by hot spring water and hot spring steam, underground beams, and concrete. Examples include used tunnels, utility poles, and paving concrete.
以下、実施例を用いて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[ 使用材料 ]
各例の実施に当たっては以下の材料を使用した。
(1)ポルトランドセメント(C)
(i) 普通ポルトランドセメント(N)
3CaO・SiO2量:56質量%(ボーグ式算定)
ブレーン比表面積:3250cm2/g
(ii) 早強ポルトランドセメント(H)
3CaO・SiO2量:67質量%(ボーグ式算定)
ブレーン比表面積:4500cm2/g
(2)石灰石粉末
石灰石粉末(LSP):比表面積6400cm2/g(ブレーン法で測定)
(3)混和剤
(i) ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩(NS)
(ii) リグニンスルホン酸系減水剤(LS)
(iii) 増粘剤:セルロース系水溶性高分子(CE)
(4)骨材
(i) 細骨材:
・海砂(S):密度2.59g/cm3、粗粒率2.57、福岡市博多産
(ii) 粗骨材:
・砕石(G)2005:密度2.69g/cm3、粗粒率6.68、山口市宮野産
(5)練混ぜ水:
・水道水(W)
[Materials used]
The following materials were used in carrying out each example.
(1) Portland cement (C)
(i) Ordinary Portland cement (N)
3CaO · SiO 2 content: 56% by mass (Borg calculation)
Blaine specific surface area: 3250cm 2 / g
(ii) Early strong Portland cement (H)
3CaO · SiO 2 content: 67% by mass (Borg calculation)
Blaine specific surface area: 4500cm 2 / g
(2) Limestone powder Limestone powder (LSP): Specific surface area 6400cm 2 / g (measured by the brain method)
(3) Admixture
(i) Naphthalenesulfonic acid formalin condensate salt (NS)
(ii) Lignin sulfonic acid water reducing agent (LS)
(iii) Thickener: Cellulosic water-soluble polymer (CE)
(4) Aggregate
(i) Fine aggregate:
・ Sea sand (S): density 2.59g / cm 3 , coarse grain ratio 2.57, produced in Hakata, Fukuoka
(ii) Coarse aggregate:
・ Crumbled stone (G) 2005: Density 2.69g / cm 3 , Coarse grain ratio 6.68, Product from Miyano, Yamaguchi City (5) Mixing water:
・ Tap water (W)
[ コンクリートの調整 ]
先ず、ポルトランドセメント、石灰石粉末および混和剤からなる水硬性組成物を、表1に示す割合で混合して作製した。すなわち、基準コンクリートとなる比較例1の水硬性組成物は、3CaO・SiO2量が56質量%である普通ポルトランドセメント100質量部に対し、リグニンスルホン酸系減水剤を0.25質量部混和したものであり、石灰石粉末は混入していない。比較例2の水硬性組成物は、3CaO・SiO2量が56質量%である普通ポルトランドセメント65質量部と石灰石粉末35質量部との混合物に、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩(NS)1.92質量部及びセルロース系水溶性高分子(CE)0.033質量部を混和したものである。実施例1の水硬性組成物は、3CaO・SiO2量が67質量%である早強ポルトランドセメント65重量部と石灰石粉末35質量部との混合物に、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩(NS)1.92質量部及びセルロース系水溶性高分子(CE)0.033質量部を混和したものである。
[Concrete adjustment]
First, a hydraulic composition composed of Portland cement, limestone powder, and an admixture was prepared by mixing at a ratio shown in Table 1. That is, the hydraulic composition of Comparative Example 1 serving as the reference concrete was mixed with 0.25 parts by mass of a lignin sulfonic acid-based water reducing agent with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement having an amount of 3CaO · SiO 2 of 56% by mass. The limestone powder is not mixed. The hydraulic composition of Comparative Example 2 was obtained by adding a formalin condensate salt (NS) 1 of naphthalenesulfonic acid to a mixture of 65 parts by mass of ordinary Portland cement having a 3CaO · SiO 2 content of 56% by mass and 35 parts by mass of limestone powder. .92 parts by mass and cellulose-based water-soluble polymer (CE) 0.033 parts by mass are mixed. The hydraulic composition of Example 1 was prepared by adding a formalin condensate salt (NS) of naphthalene sulfonic acid to a mixture of 65 parts by weight of early strength Portland cement having an amount of 3CaO · SiO 2 of 67% by mass and 35 parts by mass of limestone powder. 1.92 parts by mass and cellulose water-soluble polymer (CE) 0.033 parts by mass are mixed.
次いで、これらの水硬性組成物に、骨材および水を50Lのパン型強制練りミキサを用いて、コンクリートを調製した。練混ぜ量は1バッチ30Lとした。表2に、各比較例1,2及び実施例1について、コンクリートを作る際の水セメント比(W/C)、並びに、水、ポルトランドセメント、石灰石粉末(LSP)、海砂(S)、砕石(G)、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩(NS)、リグニンスルホン酸系減水剤(LS)、及びセルロース系水溶性高分子(CE)の単位量(kg/m3)を示す。また、スランプ試験により測定されたスランプも表2に示す。なお、コンクリートに混合する空気量は、JIS A 5308の普通コンクリートに準じて4.5%±1.5%に調整した。 Next, concrete was prepared from these hydraulic compositions by using a 50 L pan-type forced kneading mixer of aggregate and water. The amount of kneading was 30 L per batch. Table 2 shows the water cement ratio (W / C) when making concrete for each of Comparative Examples 1 and 2 and Example 1, and water, Portland cement, limestone powder (LSP), sea sand (S), and crushed stone. (G), unit amounts (kg / m 3 ) of formalin condensate salt (NS) of naphthalene sulfonic acid, lignin sulfonic acid-based water reducing agent (LS), and cellulose-based water-soluble polymer (CE). Table 2 also shows the slump measured by the slump test. The amount of air mixed into the concrete was adjusted to 4.5% ± 1.5% according to JIS A 5308 ordinary concrete.
なお、スランプ及び空気量の測定は以下の試験方法に準拠して測定した。
スランプの測定:JIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して行った。
The slump and the amount of air were measured according to the following test method.
Slump measurement: Measured in accordance with JIS A 1101 “Concrete slump test method”.
[ 硫酸浸せき試験 ]
5質量%硫酸水溶液に浸せきした時の侵食深さの測定条件及び測定方法は、上述の建材試験センター規格JSTM C 7401:1999 「溶液浸せきによるコンクリートの耐薬品性試験方法」に準じた。すなわち、上述のように、10cm×10cm×40cmの寸法の型枠に調製したコンクリートを打設し、20℃の水中で材齢28日まで養生した後、20℃、相対湿度60質量%の恒温恒湿室内で1日間乾燥させる。その後、コンクリートの供試体の6面のうち、打設面に垂直な10cm×40cmの大きさの1面(曝露面)を残して、その他の5面は変形シリコーン樹脂を塗布する。そして、そのシリコーン樹脂が硬化した後、供試体を5質量%硫酸水溶液に浸せきした。
[Sulfuric acid immersion test]
The measurement conditions and measurement method of the erosion depth when immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution were in accordance with the above-mentioned Building Material Testing Center Standard JSTM C 7401: 1999 “Testing method for chemical resistance of concrete by solution immersion”. That is, as described above, the concrete prepared in a mold having a size of 10 cm × 10 cm × 40 cm was placed, cured in water at 20 ° C. until the age of 28 days, and then kept at a constant temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60% by mass. Dry in a constant humidity room for 1 day. After that, among the 6 surfaces of the concrete specimen, leave one surface (exposed surface) 10 cm × 40 cm perpendicular to the placement surface, and apply the modified silicone resin to the other 5 surfaces. Then, after the silicone resin was cured, the specimen was immersed in a 5% by mass sulfuric acid aqueous solution.
浸せきして56日後(浸せき材齢56日)に供試体の表面を水洗いした後、コンクリートカッターで端面(10cm×10cm)から約2cmの厚さで切断し、フェノールフタレイン溶液を噴霧して侵食深さを測定した。残りの供試体は切断面を樹脂で保護して浸せき試験に戻し、浸せきして91日後(浸せき材齢91日)および364日後(浸せき材齢364日)にも同様にして侵食深さを測定した。 After 56 days of immersion (56 days of immersion material), the surface of the specimen was washed with water, then cut with a concrete cutter to a thickness of about 2 cm from the end face (10 cm x 10 cm), and eroded by spraying with a phenolphthalein solution. The depth was measured. For the remaining specimens, the cut surface was protected with resin and returned to the immersion test, and the erosion depth was measured in the same manner 91 days after immersion (immersion material age 91 days) and 364 days (immersion material age 364 days). did.
侵食深さは、各測定時材齢で切断した面により、浸せき前のコンクリートの寸法(L=10cm:型枠の内寸法の大きさ)から、フェノールフタレイン溶液(JIS K 8001の4.4(指示薬)に規定するフェノールフタレイン溶液)に呈色(赤紫色)した領域における曝露面に直交する方向の幅(L1)を差し引いた値(L−L1 )から求めた。なお、侵食深さは3箇所(曝露面の中央および曝露面の両端部からそれぞれ1cm内側の位置)の平均とした。硫酸試験結果を表3の「5%硫酸水溶液に浸せきした場合の侵食深さ(mm)」の欄に示す。 The erosion depth depends on the surface cut at the age of each measurement, from the size of the concrete before immersion (L = 10cm: the size of the inside dimensions of the formwork), phenolphthalein solution (JIS K 8001 4.4 (indicator) The phenolphthalein solution defined in (1)) was obtained from a value (L-L1) obtained by subtracting the width (L1) in the direction perpendicular to the exposed surface in the region colored (red purple). The erosion depth was the average of 3 locations (center of exposed surface and 1 cm inside from both ends of exposed surface). The results of the sulfuric acid test are shown in the column of “Erosion depth (mm) when immersed in 5% sulfuric acid aqueous solution” in Table 3.
表3に示すように、浸せき56日後の比較例1の侵食深さは、8.0mmと深く侵食されていることが分かった。一方、浸せき56日後の比較例2及び実施例1の侵食深さはそれぞれ、1.5mm、1.1mmと浅く、硫酸水溶液による侵食に対する抵抗性が高いことが分かった。 As shown in Table 3, it was found that the erosion depth of Comparative Example 1 after 56 days of immersion was deeply eroded to 8.0 mm. On the other hand, the erosion depths of Comparative Example 2 and Example 1 after 56 days of immersion were as shallow as 1.5 mm and 1.1 mm, respectively, and it was found that the resistance to erosion by the sulfuric acid aqueous solution was high.
[ 促進中性化試験 ]
中性化深さは、JIS A 1153「コンクリートの促進中性化試験方法」に準拠して測定した。即ち、上述のように、供試体の作製、前養生の後、20℃において5体積%の炭酸ガス濃度、相対湿度60質量%の雰囲気で供試体を養生し、26週間経過後の中性化深さを測定した。中性化促進試験装置は(株)大西熱学製ELH-10Sを用いた。中性化促進試験結果を表3の「基準コンクリートの促進中性化深さとの比」の欄に示す。ここで、比較例1における促進中性化深さを1とし、この比較例1における促進中性化深さに対する、比較例2及び実施例1における各促進中性化深さの比を「基準コンクリートの促進中性化深さとの比」の欄に示した。なお、基準コンクリートの促進中性化深さ(26週経過後)は、水セメント比が55質量%のときは約15mmであった。
[Accelerated neutralization test]
The neutralization depth was measured in accordance with JIS A 1153 “Concrete accelerated neutralization test method”. That is, as described above, after preparation and pre-curing of the specimen, the specimen is cured in an atmosphere having a carbon dioxide gas concentration of 5% by volume and a relative humidity of 60% by mass at 20 ° C., and neutralized after 26 weeks. The depth was measured. As a neutralization promotion test apparatus, ELH-10S manufactured by Onishi Thermal Engineering Co., Ltd. was used. The results of the neutralization promotion test are shown in the column “Ratio to the accelerated neutralization depth of the reference concrete” in Table 3. Here, the accelerated neutralization depth in Comparative Example 1 is set to 1, and the ratio of each of the accelerated neutralization depths in Comparative Example 2 and Example 1 to the accelerated neutralization depth in Comparative Example 1 is “reference”. It is shown in the column “Ratio to accelerated neutralization depth of concrete”. The accelerated neutralization depth of the reference concrete (after 26 weeks) was about 15 mm when the water-cement ratio was 55% by mass.
表3に示すように、比較例2の促進中性化深さの比は1であり、比較例1と同程度に中性化が進んでいることが分かった。一方、実施例1の促進中性化深さの比は0.4であり、比較例1に比べ、中性化に対する抵抗性は十分高いことが分かった。 As shown in Table 3, the ratio of accelerated neutralization depth of Comparative Example 2 was 1, and it was found that neutralization was progressing to the same extent as Comparative Example 1. On the other hand, the ratio of the accelerated neutralization depth of Example 1 was 0.4, and it was found that the resistance to neutralization was sufficiently high as compared with Comparative Example 1.
これら硫酸浸せき試験及び促進中性化試験の結果から、実施例1は、侵食深さが1.1mmと硫酸水溶液による侵食に対する抵抗性が高く、中性化に対する抵抗性も高いことが分かった。このように、硫酸や硫酸塩による侵食、及び炭酸による中性化に対する抵抗性が高いコンクリート等が、高濃度の硫酸や硫酸塩、乃至炭酸にさらされる下水道管、下水道処理場や管渠等の下水道関連施設、或いは温泉地、化学工場等で使用される構造物や二次製品、補修材に適していることが分かった。 From the results of the sulfuric acid immersion test and the accelerated neutralization test, it was found that Example 1 has a high erosion depth of 1.1 mm and high resistance to erosion by sulfuric acid aqueous solution, and high resistance to neutralization. In this way, concrete that is highly resistant to erosion by sulfuric acid and sulfate and neutralization by carbonic acid, such as sewer pipes, sewage treatment plants and pipes exposed to high concentrations of sulfuric acid and sulfate, or carbonic acid, etc. It was found that it is suitable for structures, secondary products and repair materials used in sewerage related facilities, hot springs, chemical factories, etc.
Claims (2)
細骨材と、
粗骨材と、
水と、を含む耐硫酸性コンクリートであって、
前記ポルトランドセメントと前記石灰石粉末との質量部比率が30:70〜100:0であり、
前記無機質粉体組成物100質量部に対して1〜10質量部のナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と、0.005〜0.1質量部のセルロース系水溶性高分子と、を含むことを特徴とする耐硫酸性コンクリート。 An inorganic powder composition containing a Portland cement having a 3CaO.SiO 2 amount of 60 mass% or more calculated by the Borg formula, and a limestone powder having a Blaine specific surface area of 2,000 cm 2 / g or more ;
Fine aggregate,
Coarse aggregate,
Sulfuric acid resistant concrete containing water,
The Portland cement and parts by weight ratio of the limestone powder 30: 70-100: 0 der is,
A formalin condensate salt of naphthalene sulfonic acid having from 1 to 10 parts by weight with respect to the inorganic powder to 100 parts by mass of the composition, to include a water-soluble, high molecular cellulose of 0.005 to 0.1 parts by weight Characteristic sulfuric acid resistant concrete .
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