JP4850747B2 - Hardened cementitious body - Google Patents
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Description
本発明は、打放しコンクリートに似た表面を有し、かつ、色調がほぼ均一である超高強度を発現するセメント質硬化体に関する。 The present invention relates to a hardened cementitious material that has a surface resembling that of exposed concrete and exhibits an ultra-high strength that is substantially uniform in color tone.
近年、高級感や重厚感に優れ、一般住宅やビル等の部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることができる超高強度を発現するセメント質硬化体が提案されている（特許文献１）。前記特許文献１に記載のセメント質硬化体は、セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材、水及び減水剤、さらには必要に応じて、金属繊維や無機粉末等を含む配合物の硬化体であり、その表面粗さ(Ｒy)が10μm以下のものである（特許文献１）。
上記超高強度セメント質硬化体は、通常のコンクリートに比べて単位セメント量が多いため、通常のコンクリートに比べて明度（Ｌ値）が小さく黒っぽいため、打放しコンクリートとは異なる印象の外観を有するものであった(後述実施例参照)。
一方、近年、打放しコンクリート意匠が、その素材の持つ自然の美しさや独特な外観等から多くの建築物に採用されており、超高強度セメント質硬化体においても、打放しコンクリートに似せた表面を有することが望まれている。
また、前記特許文献１に記載のセメント質硬化体は、セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材、水、減水剤、さらには必要に応じて、金属繊維や無機粉末等を含む配合物を成形し、一次養生し、脱型した後、該成形体を60〜90℃で3〜48時間程度蒸気養生(二次養生)して、製造されているが、該セメント質硬化体では、二次養生終了時にその表面に不均一に白華が発生し色むらが生じることがあるので、色調をほぼ均一にすることも望まれている。
The above ultra-high-strength hardened cementitious material has a larger amount of unit cement than ordinary concrete, so its lightness (L value) is smaller and darker than ordinary concrete, so it has an appearance that is different from that of exposed concrete (See Examples below).
On the other hand, in recent years, exposed concrete designs have been adopted in many buildings because of the natural beauty and unique appearance of the material. Even in ultra-high-strength hardened cementitious materials, the surface is similar to that of exposed concrete. It is desirable to have.
Further, the hardened cementitious material described in Patent Document 1 is formed from cement, pozzolanic fine powder, fine aggregate, water, water reducing agent, and, if necessary, a compound containing metal fiber, inorganic powder, and the like. After the primary curing and demolding, the molded product is produced by steam curing (secondary curing) at 60 to 90 ° C. for about 3 to 48 hours. At the end of curing, white surface may be unevenly generated and uneven color may occur. Therefore, it is also desired to make the color tone substantially uniform.
そこで、本発明は、打放しコンクリートに似た表面を有し、かつ、色調がほぼ均一である超高強度を発現するセメント質硬化体を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the cementitious hardened | cured material which has the surface similar to exposed concrete, and expresses the super-high intensity | strength which has a substantially uniform color tone.
本発明者らは、特定の組成を有する超高強度セメント質硬化体に、白色顔料として酸化チタンの表面をシリカ成分で被覆した粉末を特定量添加することにより、上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材、白色顔料、減水剤及び水を含む配合物を硬化させてなるセメント質硬化体であって、白色顔料が、酸化チタンの表面をシリカ成分で被覆した粉末であり、白色顔料の配合量がセメント100質量部に対して0.3質量部以上4.5質量部以下、ポゾラン質微粉末の配合量がセメント100質量部に対して5質量部以上50質量部以下、細骨材の配合量がセメント100質量部に対して50質量部以上250質量部以下、減水剤の配合量がセメント100質量部に対して固形物換算で0.1質量部以上4.0質量部以下、水／セメント比が10質量％以上30質量％以下であることを特徴とするセメント質硬化体である（請求項１）。
そして、上記配合物は、繊維類（金属繊維、有機質繊維、炭素繊維）や、平均粒径3〜２０μｍの無機粉末や、平均粒度1mm以下の繊維状粒子等を含むことができる（請求項２〜４）。
そして、上記セメント質硬化体は、表面粗さ(Ｒy)が１０μｍ以上であることが好ましい（請求項５）。
The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by adding a specific amount of a powder obtained by coating the surface of titanium oxide with a silica component as a white pigment to an ultra-high-strength cementitious cured body having a specific composition , The present invention has been completed.
That is, the present invention is a cementitious hardened body obtained by curing a composition containing cement, fine powder of pozzolanic material, fine aggregate, white pigment, water reducing agent and water, and the white pigment covers the surface of titanium oxide. Powder coated with silica component, white pigment content is 0.3 parts by weight or more and 4.5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of cement, pozzolanic fine powder content is 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of cement 50 parts by mass or less, the amount of fine aggregate is 50 parts by mass or more and 250 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement, and the amount of water reducing agent is 0.1 parts by mass or more and 4.0 parts by mass in terms of solids with respect to 100 parts by mass of cement. A cementitious hardened body characterized by having a water / cement ratio of 10 mass% or less and 30 mass% or less .
Their to, the formulation may include fibers (metal fibers, organic fibers, carbon fibers) and, and inorganic powder having an average particle diameter of 3 to 20 [mu] m, an average particle size of 1mm or less fibrous particles and the like (wherein claim 2 to 4).
Then, the cementitious cured product preferably has a surface roughness (Ry) is 10μm or more (claim 5).
本発明のセメント質硬化体は、打放しコンクリートに似せた表面を有し、かつ、色調がほぼ均一であるので、本発明のセメント質硬化体を使用することにより、打放しコンクリートに似せた表面を有するプレキャスト部材（壁材、床材、天井材等）を製造することができる。また、本発明のセメント質硬化体は、100N/mm2以上の圧縮強度を発現するので、本発明のセメント質硬化体を使用することにより、部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることで軽量化を図ることができ、プレキャスト部材においては施工を容易に行うことができる。従って、本発明のセメント質硬化体を使用することにより、打放しコンクリートに似た表面を有するコンクリート構造物を容易に構築することができる。 Since the hardened cementitious material of the present invention has a surface resembling that of concrete and has a substantially uniform color tone, the cementitious hardened material of the present invention has a surface resembling that of concrete that has been released. Precast members (wall materials, floor materials, ceiling materials, etc.) can be manufactured. In addition, since the hardened cementitious material of the present invention expresses a compressive strength of 100 N / mm 2 or more, by using the hardened cementitious material of the present invention, members (wall materials, floor materials, ceiling materials, etc.) The weight can be reduced by reducing the thickness, and the precast member can be easily constructed. Therefore, by using the cementitious hardened body of the present invention, it is possible to easily construct a concrete structure having a surface similar to exposed concrete.
以下、本発明について詳細に説明する。
セメント質硬化体用の材料及び好ましい配合割合について説明する。
セメントの種類としては、特に限定されることがなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、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を使用することができる。
本発明において、硬化体の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The material for cementitious hardened bodies and a preferable mixture ratio will be described.
The type of cement is not particularly limited. For example, various portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, medium heat portland cement, low heat portland cement, and mixed cements such as blast furnace cement and fly ash cement. Can be used.
In the present invention, when trying to improve the early strength of the cured body, it is preferable to use early-strength Portland cement, and when trying to improve the fluidity of the blend, It is preferred to use low heat Portland cement.
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストは、その平均粒径が１．０μｍ以下であり、粉砕等を行なう必要がないので、本発明のポゾラン質微粉末として好適である。
ポゾラン質微粉末を配合することによって、そのマイクロフィラー効果及びセメント分散効果が発揮されて、硬化体が緻密化し、圧縮強度が向上する。一方、ポゾラン質微粉末の添加量が多過ぎると、単位水量が増大し、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等が低下するので、ポゾラン質微粉末の添加量は、セメント100質量部に対して5〜50質量部であり、10〜40質量部が好ましい。
Examples of the pozzolanic fine powder include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, and precipitated silica.
In general, silica fume and silica dust have an average particle size of 1.0 μm or less and do not need to be pulverized, and therefore are suitable as the pozzolanic fine powder of the present invention.
By blending the pozzolanic fine powder, the micro filler effect and the cement dispersing effect are exhibited, the hardened body is densified, and the compressive strength is improved. On the other hand, if the amount of pozzolanic fine powder added is too large, the amount of unit water will increase and the strength, density and impact resistance after curing will decrease, so the amount of pozzolanic fine powder added will be 100 parts by weight of cement. 5-50 are parts by weight, the good preferable 10 to 40 parts by weight with respect to.
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂またはこれらの混合物を使用することができる。本発明においては、配合物の作業性や分離抵抗性、硬化後のクラック抵抗性等から、85％質量累積粒径が2mm以下の細骨材を用いることが好ましく、配合物の分離抵抗性や硬化後の強度発現性等から、最大粒径が2mm以下の細骨材を用いることがより好ましく、最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いることが特に好ましい。
細骨材の配合量は、配合物の作業性や分離抵抗性、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等の面から、セメント100質量部に対して50〜250質量部であり、80〜180質量部が好ましい。
As the fine aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand or a mixture thereof can be used. In the present invention, from the viewpoint of workability and separation resistance of the blend, crack resistance after curing, etc., it is preferable to use a fine aggregate having an 85% mass cumulative particle size of 2 mm or less. From the viewpoint of strength development after hardening, it is more preferable to use a fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less, and it is particularly preferable to use a fine aggregate having a maximum particle size of 1.5 mm or less.
The amount of the fine aggregate is 50 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in terms of workability and separation resistance of the compound, strength after curing, denseness, impact resistance, and the like. 180 parts by weight good preferable.
白色顔料としては、セメント質硬化体の明度や表面を打放しコンクリートに似せる効果や色調を均一にする効果等から、酸化チタンの表面をシリカ成分で被覆した粉末が使用される。
本発明においては、白色顔料の平均粒径は、１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。１０μｍ以下の平均粒径を有する白色顔料を配合することによって、配合物の流動性や強度発現性を低下させることなく、色調がほぼ均一で打放しコンクリートに似せた表面を有する超高強度を発現するセメント質硬化体を製造することができる。白色顔料の平均粒径が１０μｍを超えると、セメント質硬化体の明度や表面を打放しコンクリートに似せることが困難となるうえ、色調をほぼ均一にすることも困難となるので好ましくない。
白色顔料の配合量は、セメント100質量部に対して0.3質量部以上4.5質量部以下である。白色顔料の配合量がセメント100質量部に対して0.3質量部未満では、色調をほぼ均一にすることが困難となるうえ、セメント質硬化体の明度や表面を打放しコンクリートに似せることも困難となるので好ましくない。また、セメント質硬化体の表面を打放しコンクリートに似せる効果、色調を均一にする効果や、配合物の流動性、硬化体の緻密性や強度等から、白色顔料の配合量は、セメント100質量部に対して0.5〜4.5質量部とすることがより好ましく、1〜4質量部とすることが特に好ましい。
As the white pigment, the effect or the like to uniform the mimic effect and color to the concrete Uchihanashi brightness and surface of the cementitious hardened body, powder the surface of the titanium oxide coated with silica component is used.
In the present invention, the average particle diameter of the white pigment is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. By blending a white pigment having an average particle size of 10 μm or less, the color tone is almost uniform and a super-high strength with a surface resembling that of concrete is developed without reducing the fluidity and strength development of the blend. A cementitious hardened body can be produced. If the average particle diameter of the white pigment exceeds 10 μm, it is difficult to make the cementitious hardened body light and the surface is similar to concrete, and it is also difficult to make the color tone almost uniform.
The white pigment content is 0.3 parts by mass or more and 4.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. If the amount of white pigment is less than 0.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, it will be difficult to make the color tone almost uniform, and it will also be difficult to resemble the lightness and surface of the hardened cementitious body and resemble concrete Therefore, it is not preferable. In addition , the amount of white pigment added is 100 parts by weight of cement due to the effect of releasing the surface of the hardened cementitious body to resemble concrete, the effect of making the color uniform, the fluidity of the blend, the compactness and strength of the hardened body, etc. The amount is more preferably 0.5 to 4.5 parts by mass, and particularly preferably 1 to 4 parts by mass.
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。中でも、ポリカルボン酸系の高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水剤を配合することによって、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化後の緻密性や強度等が向上する。
減水剤の配合量は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化後の緻密性や強度、コスト等の面から、セメント100質量部に対して固形分換算で0.1〜4.0質量部であり、0.1〜1.0質量部が好ましい。
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, or polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. Among these, it is preferable to use a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent. By mix | blending a water reducing agent, the fluidity | liquidity and separation resistance of a compound, the denseness after hardening, intensity | strength, etc. improve.
The blending amount of the water reducing agent is 0.1 to 4.0 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of cement in terms of fluidity and separation resistance of the formulation, denseness and strength after curing, cost, etc. 0.1-1.0 parts by virtuous preferable.
水としては、水道水等を使用することができる。
本発明において、水／セメント比は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化体の強度、耐久性、緻密性や耐衝撃性等の面から、10〜30質量％であり、15〜25質量％が好ましい。
As water, tap water or the like can be used.
In the present invention, the water / cement ratio is 10 to 30% by mass from the viewpoint of fluidity and separation resistance of the blend, strength, durability, denseness and impact resistance of the cured product , and 15 to 25%. mass% virtuous preferable.
本発明においては、硬化後の曲げ強度や破壊エネルギーを向上するために、配合物に金属繊維、有機質繊維及び炭素繊維から選ばれる１種以上の繊維を含ませることが好ましい。金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径が0.01mm未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強度を向上させる効果が低下する。金属繊維の配合量は、配合物の体積の4％未満が好ましく、より好ましくは3％未満である。金属繊維の含有量が多くなると混練時の作業性等を確保するために単位水量も増大するので、金属繊維の配合量は前記の量が好ましい。 In the present invention, in order to improve the bending strength and fracture energy after curing, it is preferable to include one or more fibers selected from metal fibers, organic fibers and carbon fibers in the blend. Examples of the metal fibers include steel fibers and amorphous fibers, among which steel fibers are excellent in strength and are preferable from the viewpoint of cost and availability. The metal fiber preferably has a diameter of 0.01 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm. If the diameter is less than 0.01 mm, the strength of the fiber itself is insufficient, and it is easy to break when subjected to tension. When the diameter exceeds 1.0 mm, the number of the same compounding amount decreases, and the effect of improving the bending strength decreases. If the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to occur during kneading. If the length is less than 2 mm, the effect of improving the bending strength decreases. The blending amount of the metal fibers is preferably less than 4% of the blend volume, more preferably less than 3%. When the content of the metal fiber is increased, the unit water amount is also increased in order to ensure workability at the time of kneading. Therefore, the amount of the metal fiber is preferably the above amount.
有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等を使用することができる。中でも、強度、コスト、入手のし易さ等の面から、ビニロン繊維が好ましい。炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維を使用することができる。
有機質繊維又は炭素繊維は、直径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。直径が0.005mm未満では、繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れ易くなる。直径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、硬化体の破壊エネルギー等を向上する効果が低下する。長さが2mm未満では、マトリックスとの付着力が低下して、破壊エネルギー等を向上する効果が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際にファイバーボールが生じ易くなる。有機質繊維又は炭素繊維の配合量は、配合物の体積の10％以下が好ましく、1.0〜7.0％がより好ましい。繊維の配合量は、流動性と硬化体の破壊エネルギーの観点から定められる。すなわち、一般に、繊維の含有量が多くなると、破壊エネルギーが向上する反面、流動性を確保するために単位水量が増大する。そのため、有機質繊維又は炭素繊維の配合量は、前記の数値範囲内とするのが好ましい。
As the organic fiber, vinylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, or the like can be used. Among these, vinylon fibers are preferable from the viewpoint of strength, cost, availability, and the like. As the carbon fiber, a PAN-based carbon fiber or a pitch-based carbon fiber can be used.
The organic fiber or carbon fiber preferably has a diameter of 0.005 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm. If the diameter is less than 0.005 mm, the strength of the fiber itself is insufficient, and it is easy to break when subjected to tension. When the diameter exceeds 1.0 mm, the number of the same compounding amount decreases, and the effect of improving the breaking energy of the cured body is lowered. If the length is less than 2 mm, the adhesive force with the matrix is reduced, and the effect of improving the fracture energy and the like is reduced. If the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to occur during kneading. The amount of the organic fiber or carbon fiber is preferably 10% or less, more preferably 1.0 to 7.0% of the volume of the blend. The blending amount of the fiber is determined from the viewpoint of fluidity and breaking energy of the cured body. That is, in general, when the fiber content is increased, the breaking energy is improved, but the unit water amount is increased to ensure fluidity. Therefore, the blending amount of the organic fiber or carbon fiber is preferably within the above numerical range.
本発明においては、配合物の流動性や硬化後の強度、緻密性等を向上するために、配合物に無機粉末を含ませることが好ましい。無機粉末としては、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましい。
無機粉末の平均粒径は、3〜20μmが好ましく、4〜10μmがより好ましい。この範囲内の平均粒径を有する無機粉末を配合することによって、配合物の流動性が向上し、硬化体がより緻密化する。無機粉末の平均粒径が前記範囲外では、配合物の流動性、硬化体の緻密性や強度等が低下するので好ましくない。
無機粉末の配合量は、配合物の流動性、硬化体の緻密性や強度等の面から、セメント100質量部に対して50質量部以下が好ましく、10〜40質量部がより好ましい。
In the present invention, in order to improve the fluidity of the blend, the strength after curing, the denseness, and the like, it is preferable to include an inorganic powder in the blend. Examples of the inorganic powder include slag, limestone powder, feldspar, mullite, alumina powder, quartz powder, fly ash, volcanic ash, silica sol, carbide powder, and nitride powder. Among these, slag, limestone powder, and quartz powder are preferable in terms of cost and quality stability after curing.
The average particle size of the inorganic powder is preferably 3 to 20 μm, more preferably 4 to 10 μm. By blending an inorganic powder having an average particle size within this range, the fluidity of the blend is improved, and the cured body becomes more dense. If the average particle diameter of the inorganic powder is outside the above range, the fluidity of the blend, the denseness and strength of the cured product, and the like are not preferable.
The blending amount of the inorganic powder is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement, from the viewpoint of fluidity of the formulation, denseness and strength of the cured product, and the like.
本発明においては、硬化後の靭性を向上するために、配合物に繊維状粒子もしくは薄片状粒子を含ませることが好ましい。繊維状粒子としては、例えば、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が挙げられ、薄片状粒子としては、例えば、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子もしくは薄片状粒子の平均粒度は1mm以下であることが好ましい。前記粒度の繊維状粒子もしくは薄片状粒子を配合することによって、硬化体の靭性が向上する。平均粒度が1mmを超えると、配合物の流動性や硬化体の強度等が低下するので好ましくない。なお、本発明における粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。
繊維状粒子もしくは薄片状粒子の配合量は、配合物の流動性、硬化後の強度や靭性等の面から、セメント100質量部に対して35質量部以下が好ましく、1〜25質量部がより好ましい。
なお、繊維状粒子においては、硬化後の靭性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が３以上のものを用いるのが好ましい。
In the present invention, in order to improve the toughness after curing, it is preferable to include fibrous particles or flaky particles in the blend. Examples of the fibrous particles include wollastonite, bauxite, and mullite, and examples of the flaky particles include mica flakes, talc flakes, vermiculite flakes, and alumina flakes.
The average particle size of the fibrous particles or flaky particles is preferably 1 mm or less. The toughness of the cured product is improved by blending fibrous particles or flaky particles having the above particle sizes. When the average particle size exceeds 1 mm, the fluidity of the blend, the strength of the cured product, and the like are not preferable. In addition, the particle size of the particle | grains in this invention is the magnitude | size of the maximum dimension (especially the length in fibrous particle | grains).
The blending amount of the fibrous particles or flaky particles is preferably 35 parts by weight or less, more preferably 1 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, from the viewpoint of fluidity of the blend, strength after hardening and toughness. preferable.
In addition, it is preferable to use a fibrous particle having a needle-like degree represented by a ratio of length / diameter of 3 or more from the viewpoint of increasing toughness after curing.
本発明においては、配合物の混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、
1)水、減水剤以外の材料を予め混合しておき（プレミックス）、該プレミックス、水、減水剤をミキサに投入し、混練する。
2)水以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、ただし減水剤は粉末タイプのもの を使用する）、該プレミックス、水をミキサに投入し、混練する。
3) 各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練する。
などの方法が挙げられる。
混練に用いる装置は特に限定するものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。
In the present invention, the kneading method of the formulation is not particularly limited, for example,
1) Materials other than water and water reducing agent are mixed in advance (premix), and the premix, water and water reducing agent are put into a mixer and kneaded.
2) Mix materials other than water in advance (premix, but use a powder-type water reducing agent), add the premix and water to the mixer and knead.
3) Put each material individually into a mixer and knead.
And the like.
The apparatus used for kneading is not particularly limited, and a conventional mixer such as an omni mixer, a pan-type mixer, a biaxial kneading mixer, and a tilting cylinder mixer can be used.
混練後、所定の型枠に配合物を投入して成形し、その後、養生して硬化させる。
養生は、気中養生や蒸気養生等を行えば良い。
After kneading, the composition is put into a predetermined mold and molded, and then cured and cured.
Curing may be performed in the air or steam.
本発明のセメント質硬化体の表面粗さ(以降、Ｒyと称す)は、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましい。表面粗さ(Ｒy)とは、測定対象物の表面の断面曲線の最大高さ（最高点と最低点の高低差）をいい、「JIS B 0601-1994」に準じて測定される。セメント質硬化体のＲyが10μm未満では、該セメント質硬化体に光沢が生じてしまい、該セメント質硬化体の設置場所によっては、打放しコンクリートと異なる(似ていない)との印象が強くなる可能性があるので好ましくない。
セメント質硬化体のＲyを10μm以上にするには、例えば、普通合板製の型枠を使用して成形する方法や、セメント質硬化体表面をショットブラスト処理する方法等が挙げられる。
なお、通常、打放しコンクリートは、平坦な面を有することが多いので、本発明のセメント質硬化体においては、Ｒyは、5mm以下であることが好ましく、3mm以下であることがより好ましい。セメント質硬化体のＲyが5mmを越えると、打放しコンクリートと異なる(似ていない)との印象が強くなる可能性があるので好ましくない。
The surface roughness (hereinafter referred to as Ry) of the hardened cementitious material of the present invention is preferably 10 μm or more, and more preferably 15 μm or more. The surface roughness (Ry) refers to the maximum height of the cross-sectional curve of the surface of the measurement object (the difference in height between the highest point and the lowest point), and is measured according to “JIS B 0601-1994”. If the Ry of the hardened cementitious material is less than 10 μm, the hardened cementitious material will be glossy, and depending on where the hardened cementitious material is installed, the impression that it is different from the exposed concrete (not similar) may be strong. This is not preferable because of its properties.
In order to increase the Ry of the cementitious hardened body to 10 μm or more, for example, a method of forming using a mold made of ordinary plywood, a method of shot blasting the surface of the hardened cementitious body, and the like can be mentioned.
In general, exposed concrete often has a flat surface. Therefore, in the cementitious hardened body of the present invention, Ry is preferably 5 mm or less, and more preferably 3 mm or less. If the Ry of the hardened cementitious material exceeds 5 mm, the impression that it is different from the exposed concrete (not similar) may become strong, which is not preferable.
本発明の配合物は、「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定したフロー値が、200mm以上と流動性に優れるものであり、型枠への投入等の作業が容易である。また、本発明の配合物の硬化体は、100N/mm2以上の圧縮強度と20N/mm2以上の曲げ強度を発現するので、本発明のセメント質硬化体を使用することにより部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることができる。 The composition of the present invention has a flow value of 200 mm or more measured without performing the falling motion 15 times in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test”. And is easy to perform operations such as loading into a mold. Further, the cured product of the formulation of the present invention, since express 100 N / mm 2 or more compression strength and 20 N / mm 2 or more bending strength, the use of cementitious cured product of the present invention member (wall material , Floor materials, ceiling materials, etc.) can be made thinner.
以下、実施例によって本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
(a)セメント：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント(株)製）
(b)ポゾラン質微粉末：シリカフューム（平均粒径：0.7μm）
(c)細骨材：珪砂５号
(d)減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤
(e)水：水道水
(f)白色顔料Ａ：酸化チタンの表面をシリカ成分で被覆した粉末（平均粒径：0.2μm）
(g)白色顔料Ｂ：酸化チタン粉末（平均粒径：0.3μm）
(h)金属繊維：鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）
(i)石英粉末（平均粒径：7μm）
(j)繊維状粒子：ウォラストナイト（平均長さ：0.3mm、長さ／直径の比：4）
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
1. Materials used The following materials were used.
(a) Cement: Low heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.)
(b) Pozzolanic fine powder: silica fume (average particle size: 0.7 μm)
(c) Fine aggregate: Silica sand No.5
(d) Water reducing agent: High performance water reducing agent based on polycarboxylic acid
(e) Water: Tap water
(f) White pigment A: powder in which the surface of titanium oxide is coated with a silica component (average particle diameter: 0.2 μm)
(g) White pigment B: titanium oxide powder (average particle size: 0.3 μm)
(h) Metal fiber: Steel fiber (diameter: 0.2mm, length: 15mm)
(i) Quartz powder (average particle size: 7μm)
(j) Fibrous particles: wollastonite (average length: 0.3 mm, length / diameter ratio: 4)
２．実施例１
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、細骨材120質量部、高性能減水剤0.7質量部（セメントに対する固形分）、水22質量部、石英粉末30質量部、ウォラストナイト4質量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)及び表１に示す量の白色顔料を二軸練りミキサに投入し、混練した。各配合物のフロー値を、「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。また、各配合物をφ50×100mmの型枠（鋼製）に流し込み、20℃で24時間前置きし90℃で48時間蒸気養生後、圧縮強度を測定した(３本)。また、各配合物を４×４×16cmの型枠（鋼製）に流し込み、20℃で24時間前置きし90℃で48時間蒸気養生後、曲げ強度を測定した(３本)。
その結果を表１に併記する。
2. Example 1
Low heat Portland cement 100 parts by weight, silica fume 30 parts by weight, fine aggregate 120 parts by weight, high-performance water reducing agent 0.7 parts by weight (solid content to cement), water 22 parts by weight, quartz powder 30 parts by weight, wollastonite 4 parts by weight Steel fiber (2% of the volume in the formulation) and the amount of white pigment shown in Table 1 were put into a biaxial kneader and kneaded. The flow value of each formulation was measured in the method described in “JIS R 5201 (Cement physical test method) 11. Flow test” without performing 15 drop motions. Moreover, each compound was poured into a φ50 × 100 mm formwork (made of steel), placed in advance at 20 ° C. for 24 hours, steam-cured at 90 ° C. for 48 hours, and then measured for compressive strength (three). In addition, each compound was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold (made of steel), placed at 20 ° C. for 24 hours in advance, and after steam curing at 90 ° C. for 48 hours, bending strength was measured (3 pieces).
The results are also shown in Table 1.
また、上記各配合物を30×30×1cmの型枠（普通合板製）に流し込み、20℃で24時間前置きし90℃で48時間蒸気養生して、30×30×1cmのセメント質硬化体をそれぞれ５枚ずつ製造した。該セメント質硬化体表面を目視観察し、(1)打放しコンクリートに似ているか否か、及び(2)色調を調べた。また、色差計（ミノルタ社製CR-210）を使用して、該セメント質硬化体表面の明度を測定した。また、該セメント質硬化体のＲyを「JIS B 0601-1994」に基づいて表面粗さ計を使用して測定した。
その結果を表２に示す。
Also, each of the above compounds is poured into a 30 x 30 x 1 cm formwork (made of ordinary plywood), pre-set at 20 ° C for 24 hours and steam-cured at 90 ° C for 48 hours, resulting in a 30 x 30 x 1 cm hardened cementitious body 5 pieces of each were manufactured. The surface of the hardened cementitious body was visually observed to determine (1) whether it was similar to cast-in concrete and (2) color tone. Moreover, the brightness of the cementitious hardened body surface was measured using a color difference meter (CR-210, manufactured by Minolta). Further, Ry of the hardened cementitious material was measured using a surface roughness meter based on “JIS B 0601-1994”.
The results are shown in Table 2.
表１〜２から、本発明のセメント質硬化体は、明度が普通コンクリートとほぼ同じであり、打放しコンクリートに似た表面を有する超高強度セメント質硬化体であった。また、色調もほぼ均一であった。なお、白色顔料の配合量がセメント100質量部に対して、7.5質量部と多いNo.10の硬化体は、打放しコンクリートに似た表面を有する硬化体であったが、配合物のフロー値は小さかった。
一方、白色顔料を含まないか、配合量が少ない硬化体(No.11、12)では、明度が普通コンクリートに比べて小さかった。また、目視観察の結果も、普通コンクリートに比べて黒っぽく、打放しコンクリートとは異なる(似ていない)ものであった。
From Tables 1-2, the cementitious hardened body of the present invention was an ultra-high-strength hardened cementitious body having a lightness almost the same as that of ordinary concrete and having a surface similar to that of exposed concrete. The color tone was almost uniform. The hardened body of No. 10 with a white pigment content of 7.5 parts by mass relative to 100 parts by mass of cement was a hardened body having a surface similar to that of exposed concrete, but the flow value of the compound was It was small.
On the other hand, in the cured bodies (No. 11 and 12) containing no white pigment or having a small amount of blending, the lightness was smaller than that of ordinary concrete. Moreover, the result of visual observation was also darker than ordinary concrete and was different (not similar) from exposed concrete.
３．実施例２
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、細骨材120質量部、白色顔料Ａ1.5質量部、高性能減水剤0.7質量部（セメントに対する固形分）、水22質量部を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を30×30×1cmの型枠（普通合板製）に流し込み、20℃で24時間前置きし90℃で48時間蒸気養生して、30×30×1cmのセメント質硬化体を５枚製造した。該セメント質硬化体表面を目視観察した。また、実施例１と同様に明度とＲyを測定した。
その結果、硬化体の明度は64、Ｒyは25μmであり、目視観察の結果も、色調は均一であり、打放しコンクリートに似ているものであった。
3. Example 2
Low-heat Portland cement 100 parts by mass, silica fume 30 parts by mass, fine aggregate 120 parts by mass, white pigment A 1.5 parts by mass, high-performance water reducing agent 0.7 parts by mass (solid content relative to cement), water 22 parts by mass And kneaded. The mixture is poured into a 30 × 30 × 1 cm formwork (made of ordinary plywood), pre-set at 20 ° C. for 24 hours and steam-cured at 90 ° C. for 48 hours, and 5 pieces of 30 × 30 × 1 cm hardened cementum Manufactured. The surface of the cementitious cured body was visually observed. Further, the brightness and Ry were measured in the same manner as in Example 1.
As a result, the lightness of the cured product was 64, and Ry was 25 μm. As a result of visual observation, the color tone was uniform and resembled that of concrete.
４．実施例３
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、細骨材120質量部、白色顔料Ａ1.5質量部、高性能減水剤0.7質量部（セメントに対する固形分）、水22質量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を30×30×1cmの型枠（普通合板製）に流し込み、20℃で24時間前置きし90℃で48時間蒸気養生して、30×30×1cmのセメント質硬化体を５枚製造した。該セメント質硬化体表面を目視観察した。また、実施例１と同様に明度とＲyを測定した。
その結果、硬化体の明度は64、Ｒyは25μmであり、目視観察の結果も、色調は均一であり、打放しコンクリートに似ているものであった。
4). Example 3
Low heat Portland cement 100 parts by weight, silica fume 30 parts by weight, fine aggregate 120 parts by weight, white pigment A 1.5 parts by weight, high performance water reducing agent 0.7 parts by weight (solid content with respect to cement), water 22 parts by weight, steel fiber (compounding) 2% of the volume in the product) was put into a biaxial mixer and kneaded. The mixture is poured into a 30 × 30 × 1 cm formwork (made of ordinary plywood), pre-set at 20 ° C. for 24 hours and steam-cured at 90 ° C. for 48 hours, and 5 pieces of 30 × 30 × 1 cm hardened cementum Manufactured. The surface of the cementitious cured body was visually observed. Further, the brightness and Ry were measured in the same manner as in Example 1.
As a result, the lightness of the cured product was 64, and Ry was 25 μm. As a result of visual observation, the color tone was uniform and resembled that of concrete.
Claims (5)
白色顔料が、酸化チタンの表面をシリカ成分で被覆した粉末であり、
白色顔料の配合量がセメント100質量部に対して0.3質量部以上4.5質量部以下、ポゾラン質微粉末の配合量がセメント100質量部に対して5質量部以上50質量部以下、細骨材の配合量がセメント100質量部に対して50質量部以上250質量部以下、減水剤の配合量がセメント100質量部に対して固形物換算で0.1質量部以上4.0質量部以下、水／セメント比が10質量％以上30質量％以下であることを特徴とするセメント質硬化体。 A hardened cementitious material obtained by curing a composition containing cement, pozzolanic fine powder, fine aggregate, white pigment, water reducing agent and water,
The white pigment is a powder obtained by coating the surface of titanium oxide with a silica component,
The amount of white pigment is 0.3 to 4.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, and the amount of pozzolanic fine powder is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. The blending amount is 50 parts by weight or more and 250 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of cement, and the blending amount of the water reducing agent is 0.1 parts by weight or more and 4.0 parts by weight or less in terms of solids with respect to 100 parts by weight of cement. A cementitious hardened body characterized by being 10 mass% or more and 30 mass% or less .
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