JP4860278B2 - 超速硬・高流動セメント組成物及びそれを用いたモルタル又はコンクリート - Google Patents
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Description
ここで、結合材とは、ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ及び水酸化カルシウムからなるものである。
本発明で云う球形化とは、粒子表面の角がとれ、粒子形状の球形の度合いが増大することを意味する。球形化の度合いは、真円度で表すことができる。
真円度とは、(粒子の投影面積)/(粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の面積)で表されるものである。真円度の測定方法は特に限定されるものではないが、例えば、顕微鏡写真から、粒子の投影面積(A)と粒子の投影周囲長(PM)を測定することによって求めることができる(特開平11−60298号等参照)。粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ真円の面積を(B)とすると、真円度は、真円度=A/B=4πA/(PM)2(ただし真円度は0〜1の範囲内)と定義される。また、走査型電子顕微鏡や実体顕微鏡等で撮影した画像を、日本アビオニクス社製画像解析装置などの画像解析装置や画像解析ソフトウエア等で解析することが好ましい。本発明の球形化細骨材の真円度は0.8以上が好ましく、0.9以上がより好ましい。
細骨材は、その具体例としては、例えば、ケイ砂系、石灰石系、スラグ系、再生骨材系等に分類される。本発明では、真円度が高く流動性が良好となる観点からケイ砂系やスラグ系を選定することが好ましい。
粗骨材は特に限定されるものではないが、球形化したものが好ましい。球形化粗骨材でないと流動性が損なわれる場合がある。球形化粗骨材とは、粒子表面の角がとれ、粒子形状の球形の度合いが増大することを意味する。球形化の度合いは、球形化細骨材と同様に真円度で表すことができる。真円度0.8以上の粗骨材を使用することが好ましい。球形化粗骨材の最大径は、特に限定されるものではないが、通常、20mm以下が好ましく、15mm以下がより好ましい。球形化粗骨材の最大粒径が20mmを超えると、材料分離が生じたり、強度発現性が悪くなる場合がある。球形化粗骨材の配合割合は特に限定されるものではないが、通常、超速硬・高流動モルタルと球形化粗骨材からなるコンクリート組成物1m3あたり、1000kg以内の範囲で配合できる。球形化粗骨材の配合割合が1000kg/m3を超えると、流動性が損なわれる場合がある。
セメント:市販普通ポルトランドセメント
カルシウムアルミネートA:CaO/Al2O3モル比0.75、結晶質、CaO・Al2O3とCaO・2Al2O3が主成分、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートB:CaO/Al2O3モル比1.00、結晶質、CaO・Al2O3が主成分、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートC:CaO/Al2O3モル比1.50、結晶質、CaO・Al2O3と12CaO・7Al2O3が主成分、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートD:CaO/Al2O3モル比1.00、非晶質、カルシウムアルミネートBに、試薬1級のシリカを5%添加して、1650℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートE:CaO/Al2O3モル比1.50、非晶質、カルシウムアルミネートCに、試薬1級のシリカを3%添加して、1650℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートF:CaO/Al2O3モル比0.60、結晶質、CaO・Al2O3とCaO・2Al2O3が主成分、ブレーン比表面積5000cm2/g
カルシウムアルミネートG:CaO/Al2O3モル比1.60、結晶質、CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3が主成分、ブレーン比表面積5000cm2/g
無水セッコウ:II型無水セッコウ、pH3.0、ブレーン比表面積5000cm2/g
水酸化カルシウム:市販品、BET比表面積10m2/g
アルカリ金属アルミン酸塩A:市販のアルミン酸ナトリウム、無水物、Na2O/Al2O3モル比1.0
炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩(1):試薬1級炭酸カリウム
有機酸α:試薬1級クエン酸
流動化剤A:市販ナフタレン系
ガス発泡物質a:試薬過炭酸ナトリウム
水:水道水
細骨材イ:球形化した6号ケイ砂と7号ケイ砂の等量混合物、真円度0.8
流動性と可使時間:JSCEに準じて、J14ロート流下値を測定して評価した。なお、可使時間はJ14ロート流下値が20秒を超え、充分な流し込みが出来なくなった時点とした。
初期膨張率:土木学会「膨張コンクリート設計施工指針(案)」付録2.付属書「膨張材を用いた充填モルタルの施工要領(案)」に従い測定。ただし、表中の−は収縮側、+は膨張側を示す。
長さ変化率:JIS A 6202(B)に準じて測定した(測定材齢7日)。
圧縮強度:モルタルを型枠に詰めて4cm×4cm×16cmの成形体を作成し、材齢28日の圧縮強度をJIS R 5201に準じて測定した。
炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩(2):試薬1級炭酸ナトリウム
炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩(3):試薬1級炭酸水素ナトリウム
アルカリ金属アルミン酸塩B:アルミン酸ナトリウム(試作品)、無水物、Na2O/Al2O3モル比0.8
アルカリ金属アルミン酸塩C:アルミン酸ナトリウム(試作品)、無水物、Na2O/Al2O3モル比1.2
アルカリ金属アルミン酸塩D:試薬1級のアルミン酸ナトリウム、5水和物、Na2O/Al2O3モル比1.5
アルカリ金属アルミン酸塩E:試薬1級のアルミン酸カリウム、4水和物、K2O/Al2O3モル比1.3
有機酸β:試薬1級酒石酸
有機酸γ:試薬1級グルコン酸ナトリウム
温度上昇:モルタル200ccをポリスチレンカップに入れて、上面のみを開放状態として断熱体で覆い、熱電対を配設して最高到達温度を測定した。
ガス発泡物質b:市販コークス
ガス発泡物質c:試薬1級過ホウ酸ナトリウム
ガス発砲物質d:市販アルミ粉
繊維物質A:市販ビニロンファイバー、長さ6mm、径200μm
繊維物質B:市販スチールファイバー、長さ30mm、径600μm
繊維物質C:市販ワラストナイトファイバー、長さ600μm、径40μm
ひび割れ抵抗性:モルタルを50cm×50cmのコンクリート板上に厚さ1cmで塗りつけ、相対湿度60%、温度20℃の環境で乾燥した。塗りつけたモルタルに発生したひび割れ状況を観察した。◎ひび割れ全くなし、○ひび割れが2本以下、△ひび割れが3本〜5本、×ひび割れが5本を越えて多数発生。
細骨材ロ:6号ケイ砂と7号ケイ砂の等量混合物、真円度0.65
細骨材ハ:石灰砂0.6mm下と、石灰砂1.2〜0.6mmの等量混合物、真円度0.55
粗骨材イ:市販の玉砂利、ケイ石系、Gmax15mm、真円度0.8、密度2.65
粗骨材ロ:市販の砕石、ケイ石系、Gmax15mm、真円度0.65、密度2.65
コンクリートの流動性:JIS A 1150に準じてスランプフローを測定して評価した。
可使時間:熱電対によりコンクリート温度を測定し、練り上がり温度から2℃上昇した時点とした。
初期膨張率:土木学会「膨張コンクリート設計施工指針(案)」付録2.付属書「膨張材を用いた充填モルタルの施工要領(案)」に従い測定。ただし、表中の−は収縮側、+は膨張側を示す。
コンクリートの発熱量:φ10cm×高さ20cmの円筒型枠にコンクリートを充填し、供試体中心部温度を熱電対により測定し、最高到達温度を観測した。
圧縮強度:JIS A 1108に準じて測定した。
長さ変化率:JIS A 6202(B)に準じて測定した(測定材齢7日)。
Claims (9)
- ポルトランドセメントと、CaO/Al2O3モル比が1.0〜1.5の結晶質のカルシウムアルミネートと、無水セッコウと、水酸化カルシウムと、アルカリ金属アルミン酸塩と、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩である炭酸カリウム又は炭酸水素ナトリウムと、オキシカルボン酸及びそれらの塩である有機酸と、流動化剤と、ガス発泡物質とを含有してなり、ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ及び水酸化カルシウムの合計100部中、ポルトランドセメントが35〜55部、カルシウムアルミネートが20〜40部、無水セッコウが10〜25部、水酸化カルシウムが3〜10部であり、ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ及び水酸化カルシウムの合計100部に対して、アルカリ金属アルミン酸塩0.03〜0.1部、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩0.1〜1部、有機酸0.1〜0.5部、流動化剤0.1〜1.5部であり、無水セッコウが酸性無水セッコウであり、流動性に優れ、材料分離を抑制でき、充分な可使時間を確保しつつ、低温下の強度発現が良好な超速硬・高流動セメント組成物。
- 繊維物質を含有することを特徴とする請求項1に記載の超速硬・高流動セメント組成物。
- 請求項1又は2に記載の超速硬・高流動セメント組成物と細骨材とを含有してなるモルタル。
- 細骨材の真円度が0.8以上である請求項3に記載のモルタル。
- ポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ及び水酸化カルシウムの合計100部に対して細骨材150〜200部を含有してなる請求項3又は4に記載のモルタル。
- 水/結合材比が30〜43%となるように水を加えて調製され、J14ロート流下値が9±4秒であることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のモルタル。
- 10℃の低温下で材齢1時間の圧縮強度が20N/mm2以上である請求項3〜6のいずれか1項に記載のモルタル。
- 請求項3〜7のいずれか1項に記載のモルタルに粗骨材を配合してなるコンクリート。
- 粗骨材の真円度が0.8以上であることを特徴とする請求項8のコンクリート。
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