JP4959185B2 - シリカフュームスラリー - Google Patents
シリカフュームスラリー Download PDFInfo
- Publication number
- JP4959185B2 JP4959185B2 JP2005360233A JP2005360233A JP4959185B2 JP 4959185 B2 JP4959185 B2 JP 4959185B2 JP 2005360233 A JP2005360233 A JP 2005360233A JP 2005360233 A JP2005360233 A JP 2005360233A JP 4959185 B2 JP4959185 B2 JP 4959185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica fume
- slurry
- concrete
- fluidity
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 title claims description 71
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 69
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 16
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound O=C.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 4
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenoxy)-3,3-dimethyl-1-(1,2,4-triazol-1-yl)butan-2-one Chemical compound C1=NC=NN1C(C(=O)C(C)(C)C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N (2R)-2-hydroxy-2-phenylacetic acid Chemical compound O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1.O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1 QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N R-2-phenyl-2-hydroxyacetic acid Natural products OC(=O)C(O)C1=CC=CC=C1 IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229960004543 anhydrous citric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960002510 mandelic acid Drugs 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/146—Silica fume
- C04B18/147—Conditioning
- C04B18/148—Preparing silica fume slurries or suspensions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
本発明は、シリカフュームの輸送及び取扱いを容易にしたシリカフュームスラリー、特に高強度コンクリートの製造に好適なシリカフュームスラリー、及びそれを用いて製造したコンクリートに関する。
シリカフュームは、シリカ質の超微粒子材料であり、従来、ポゾラン反応、マイクロフィラー効果によるコンクリートの高強度化、低水結合材比のコンクリートの流動性改善などを目的にコンクリート混和材料として使用されている。また吹き付けコンクリートの使用時におけるはね返り量及び粉塵量の低減等、作業環境の改善の目的にも用いられている。
近年、構造物の高層化、トンネル工事の増加により、シリカフュームが使用された高強度コンクリート及び吹き付けコンクリートの使用量が増加傾向にある。シリカフュームをこれらコンクリートに配合する際、シリカフュームは粉状のまま直接配合されることが多かった。しかしながらこの場合、シリカフュームは、嵩密度が０．２〜０．３程度と著しく嵩高であるため、一度に大量輸送することが困難であり、また、作業時に粉塵が発生しやすく、取扱いが難しかった。さらにシリカフュームは、コンクリート中へ均一に混合され難く、局部的に凝集するという問題点を有していた。
このような問題を解決するものとして、シリカフュームをあらかじめ水でスラリー化したシリカフュームスラリーが提案されている。しかしながら、これら従来のシリカフュームスラリーは、シリカフュームスラリー濃度が５０重量％程度、すなわち、その約半分が水であったため、輸送コスト低減の観点から、シリカフュームスラリーの高濃度化が求められていた。
このような問題を解決するものとして、シリカフュームをあらかじめ水でスラリー化したシリカフュームスラリーが提案されている。しかしながら、これら従来のシリカフュームスラリーは、シリカフュームスラリー濃度が５０重量％程度、すなわち、その約半分が水であったため、輸送コスト低減の観点から、シリカフュームスラリーの高濃度化が求められていた。
また、高強度コンクリートのように、単位水量を少なく抑えたコンクリートの製造時に従来のシリカフュームスラリーを添加すると、骨材の表面水率が高い場合には所定の単位水量を超えてしまう、あるいは所定量のシリカフュームが添加できない等の不具合が生じていた。そのため高強度コンクリートへの使用の観点からも、シリカフュームスラリーの高濃度化が強く望まれていた。
しかしながら、単に水を減らして従来のシリカフュームスラリーを高濃度化した場合、シリカフュームスラリーの粘度が高くなり過ぎるため、取扱いが著しく困難になり、また、コンクリート中の分散性も著しく低下するという問題があった。
しかしながら、単に水を減らして従来のシリカフュームスラリーを高濃度化した場合、シリカフュームスラリーの粘度が高くなり過ぎるため、取扱いが著しく困難になり、また、コンクリート中の分散性も著しく低下するという問題があった。
これらの問題を解決するものとして、シリカフュームにセメントコンクリート・モルタル用の高性能減水剤である分散剤と水を加えて高濃度のシリカフュームスラリーとする方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物系、リグニンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸塩系、ナフタレンスルホン酸とリグニンスルホン酸の共縮合物系、高縮合トリアジン系等が挙げられている。
また、特許文献２には、硫酸や炭酸ガスをｐＨ調整剤として加え、シリカフュームスラリーのｐＨを１．０〜５．８に調整することで粘性を下げることが提案されている。
さらに、特許文献３には、脂肪族（不飽和）スルホン酸と不飽和カルボン酸の共重合体、あるいは、ポリアクリル酸塩とナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等を組み合わせた分散剤とｐＨ調整剤とを併用することで、濃度４０〜６０重量％の低粘性シリカフュームスラリーを得ることが開示されている。
また、特許文献２には、硫酸や炭酸ガスをｐＨ調整剤として加え、シリカフュームスラリーのｐＨを１．０〜５．８に調整することで粘性を下げることが提案されている。
さらに、特許文献３には、脂肪族（不飽和）スルホン酸と不飽和カルボン酸の共重合体、あるいは、ポリアクリル酸塩とナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等を組み合わせた分散剤とｐＨ調整剤とを併用することで、濃度４０〜６０重量％の低粘性シリカフュームスラリーを得ることが開示されている。
しかしながら、ポリカルボン酸塩は、シリカフュームの分散性に優れていないため、得られるスラリーの流動性は悪く、５０重量％を超える高濃度のシリカフュームスラリーの製造には適していない。また、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩は、シリカフュームの分散性に優れているが、高強度コンクリートの製造に広く使用されているポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤と混合すると、フレッシュコンクリートの流動性を著しく低下させてしまうため、高強度コンクリートに所定の流動性を付加するには、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を過剰添加せざるを得ず、コンクリートの凝結遅延、強度発現の停滞等の問題が発生する。
また、ｐＨ調整によってシリカフュームスラリーの流動性を改善する場合、酸の種類あるいは添加量の多寡によっては、凝結異常、強度低下、異常膨張、鉄筋の発錆など高強度コンクリートの物性に悪影響を与えるという問題がある。
さらに、いずれの場合も長期間保存しておくとシリカフュームが沈降したり、ゲル化して流動性が失われるという大きな問題がある。
また、ｐＨ調整によってシリカフュームスラリーの流動性を改善する場合、酸の種類あるいは添加量の多寡によっては、凝結異常、強度低下、異常膨張、鉄筋の発錆など高強度コンクリートの物性に悪影響を与えるという問題がある。
さらに、いずれの場合も長期間保存しておくとシリカフュームが沈降したり、ゲル化して流動性が失われるという大きな問題がある。
本発明は、高濃度のシリカフュームスラリーであって、長期にわたって良好な流動性が維持され、かつ、コンクリートに配合した場合にコンクリートの物性に悪影響を及ぼさない、セメント混和用高濃度シリカフュームスラリーを提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討を行った結果、分散剤としてクエン酸を適量用いることで流動性の良好な高濃度のシリカフュームスラリーを得ることができ、さらに、製造したシリカフュームスラリーを撹拌装置を用いて継続的な機械的強制撹拌を施すことにより長期にわたって流動性の低下を防ぐことができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
（１）シリカフュームと水を主成分とし、クエン酸がシリカヒュームに対して０．０５〜０．２５重量％添加された、シリカフュームの濃度が６０〜７５重量％であるスラリーであって、低速連続式または高速間欠式の継続的な機械的強制撹拌を施すことによって、Ｐロート流下時間で１６秒以内であるスラリーの流動性が保持されているセメント混和用高濃度シリカフュームスラリー；
（２）上記（１）のシリカフュームスラリーを用いて製造することを特徴とするコンクリートの製造方法；
を提供するものである。
すなわち、本発明は、
（１）シリカフュームと水を主成分とし、クエン酸がシリカヒュームに対して０．０５〜０．２５重量％添加された、シリカフュームの濃度が６０〜７５重量％であるスラリーであって、低速連続式または高速間欠式の継続的な機械的強制撹拌を施すことによって、Ｐロート流下時間で１６秒以内であるスラリーの流動性が保持されているセメント混和用高濃度シリカフュームスラリー；
（２）上記（１）のシリカフュームスラリーを用いて製造することを特徴とするコンクリートの製造方法；
を提供するものである。
本発明によれば、流動性の良好なセメント混和用高濃度シリカフュームスラリーを得て、長期にわたってその流動性の低下を防ぐことができ、シリカフュームの輸送や取り扱いを容易とし、かつ、長期保存時のタンクや配管等の閉塞事故を回避することができる。また、本発明のシリカフュームスラリーをコンクリートに配合した場合にコンクリートの物性に悪影響を及ぼすことはない。
本発明のシリカフュームスラリーは、シリカフュームと水を主成分とし、分散剤として適量のオキシカルボン酸を加えて製造される。
本発明で使用されるシリカフュームは、シリカ質を主成分とする超微粒子材料であり、ＪＩＳ Ａ ６２０７に規定される「コンクリート用シリカフューム」、あるいはそれに準じた品質のものである。このようなシリカフュームとしては、例えば、シリコン、含シリコン合金、フェロシリコン等を製造する際に生成する超微粒子の副産物が挙げられる。
本発明で使用されるシリカフュームは、シリカ質を主成分とする超微粒子材料であり、ＪＩＳ Ａ ６２０７に規定される「コンクリート用シリカフューム」、あるいはそれに準じた品質のものである。このようなシリカフュームとしては、例えば、シリコン、含シリコン合金、フェロシリコン等を製造する際に生成する超微粒子の副産物が挙げられる。
本発明におけるシリカフュームのスラリー中の濃度は、６０〜７５重量％であることが好ましい。シリカフューム濃度が６０重量％未満では水の量が多くなり、シリカフュームスラリーの輸送コストが嵩み、また、高強度コンクリートへのシリカフュームスラリーの配合量が制限されてしまうおそれがある。一方、シリカフューム濃度が７５重量％を超えると、オキシカルボン酸の粘度低下作用も効果が及ばず、シリカフュームスラリーの粘度が高くなり過ぎて、撹拌や定量供給等の取扱いが困難となり、シリカフュームの分散性が不十分となるおそれがある。
本発明で使用されるオキシカルボン酸としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、グリセリン酸、マンデル酸等が挙げられるが、毒性や臭気の有無、取扱い、価格、コンクリートに与える悪影響が少ない点からクエン酸が特に好ましい。このクエン酸は無水塩、一水塩、水溶液のいずれも使用でき、安価な工業用グレードの利用が好ましい。
分散剤としてのオキシカルボン酸の添加量が少なすぎると十分に粘度低下されたシリカフュームスラリーを得られなくなるおそれがあり、多すぎると配合コンクリートの強度発現が不十分になるおそれがある。
オキシカルボン酸の添加量は無水物換算でシリカフュームに対して０．０５〜０．２５重量％であることが好ましい。
オキシカルボン酸の添加量は無水物換算でシリカフュームに対して０．０５〜０．２５重量％であることが好ましい。
本発明のシリカフュームスラリーの製造方法は、シリカフューム、水およびオキシカルボン酸を均一に混合できれば特に制限されない。通常、水にオキシカルボン酸を溶解させ、高速撹拌下シリカフュームを少しずつ投入しながら分散させてスラリー化するのが、本発明のシリカフュームスラリーを得る上で好適な方法である。
かくして製造された本発明のシリカフュームスラリーは使用あるいは輸送までの間、貯蔵タンクに貯蔵される。本発明のシリカフュームスラリーは、この貯蔵の間、継続的な機械的強制撹拌を施すことによってスラリーの流動性が保持されていることを特徴とする。
継続的な機械的強制撹拌とは、連続的もしくは断続的に機械的な強制撹拌を行うことを意味するが、消費電力の削減の観点から低速連続撹拌あるいは高速間欠撹拌であることが好ましい。
継続的な機械的強制撹拌とは、連続的もしくは断続的に機械的な強制撹拌を行うことを意味するが、消費電力の削減の観点から低速連続撹拌あるいは高速間欠撹拌であることが好ましい。
機械式撹拌装置は、高粘度用の一般的な回転数＝５〜３００ｒｐｍ、定格トルク＝０．５Ｎ・ｍ程度の能力を有する撹拌装置であれば特に限定されず、製造するシリカフュームスラリーの容量に合せて出力等が選択される。また、撹拌翼はエッジドタービン翼、プロペラ翼、タービン翼、パドル翼、アンカー翼、リボン翼等いずれも用いることができ、貯蔵タンク内のスラリーを均一に撹拌し、かつ長期間スラリーの流動性が保持できるのであれば、安価かつ簡易な装置が好ましい。
本発明のシリカフュームスラリーのセメント組成物への混和量は、使用対象となるコンクリート等セメント組成物に応じて、適宜定められるが、基本的には使用対象となるコンクリート等セメント組成物に所望のワーカビリティー、強度及び耐久性等の品質を付与する量であればよい。例えば、通常セメント組成物中に含まれるセメント重量に対して、濃度６０重量％のシリカフュームスラリーの場合、スラリーとして５〜３０重量％の割合で混和するのが適量である。
以下に本発明の実施例を挙げて、さらに詳しく本発明を説明する。
（１）高濃度シリカフュームスラリーの製造
［使用材料］
水：水道水
シリカフューム：９４０−Ｕ（エルケムジャパン株式会社、以下ＳＦと略記）
分散剤１：無水クエン酸（和光純薬株式会社、以下クエン酸と略記）
分散剤２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系減水剤「マイテイ１５０」（花王株式会社、以下マイテイと略記）
［高濃度ＳＦスラリーの製造］
２０℃恒温下で水道水８ｋｇを円筒型３０リットルポリエチレン容器に入れ、分散剤１または分散剤２を所定量添加して溶解させた後、ハンドミキサーで高速機械撹拌しながらＳＦ１２ｋｇを少しずつ投入し、５分間撹拌して濃度６０重量％のＳＦスラリーを得た。
表１にＳＦスラリーの混合割合を示す。
分散剤１／クエン酸の添加量は、ＳＦ重量に対して０％、０．０５％、０．１％、０．２５％、０．５％の５水準とし、比較用の分散剤２／マイテイの添加量は、ＳＦ重量に対して０．５％として、計６配合のＳＦスラリーを調製した。
（１）高濃度シリカフュームスラリーの製造
［使用材料］
水：水道水
シリカフューム：９４０−Ｕ（エルケムジャパン株式会社、以下ＳＦと略記）
分散剤１：無水クエン酸（和光純薬株式会社、以下クエン酸と略記）
分散剤２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系減水剤「マイテイ１５０」（花王株式会社、以下マイテイと略記）
［高濃度ＳＦスラリーの製造］
２０℃恒温下で水道水８ｋｇを円筒型３０リットルポリエチレン容器に入れ、分散剤１または分散剤２を所定量添加して溶解させた後、ハンドミキサーで高速機械撹拌しながらＳＦ１２ｋｇを少しずつ投入し、５分間撹拌して濃度６０重量％のＳＦスラリーを得た。
表１にＳＦスラリーの混合割合を示す。
分散剤１／クエン酸の添加量は、ＳＦ重量に対して０％、０．０５％、０．１％、０．２５％、０．５％の５水準とし、比較用の分散剤２／マイテイの添加量は、ＳＦ重量に対して０．５％として、計６配合のＳＦスラリーを調製した。
［スラリーの試験］
スラリーの流動性：２０℃恒温下でＰロートを用いてその流下時間を測定した。
［ＳＦスラリーの流動性及び安定性試験］
製造したＳＦスラリーをそれぞれ２個の円筒型２０リットルポリエチレン容器に均等に分け、２０℃恒温室内で密封保存した。本発明の実施例用ＳＦスラリーは、製造後１日１回ハンドミキサーで１分間高速機械撹拌を行った。一方、比較例用ＳＦスラリーは、比較例１を除き機械撹拌を一切行わなかった。
保存期間は最長５６日間とし、所定の保存期間ごとにスラリーの状態を目視で確認し、ＳＦスラリーの流動性をＰロートの流下時間で評価した。
表２に２０℃恒温におけるＳＦスラリーのＰロート流下時間（流動性）を示す。
スラリーの流動性：２０℃恒温下でＰロートを用いてその流下時間を測定した。
［ＳＦスラリーの流動性及び安定性試験］
製造したＳＦスラリーをそれぞれ２個の円筒型２０リットルポリエチレン容器に均等に分け、２０℃恒温室内で密封保存した。本発明の実施例用ＳＦスラリーは、製造後１日１回ハンドミキサーで１分間高速機械撹拌を行った。一方、比較例用ＳＦスラリーは、比較例１を除き機械撹拌を一切行わなかった。
保存期間は最長５６日間とし、所定の保存期間ごとにスラリーの状態を目視で確認し、ＳＦスラリーの流動性をＰロートの流下時間で評価した。
表２に２０℃恒温におけるＳＦスラリーのＰロート流下時間（流動性）を示す。
表２に示すように、実施例１〜３は、クエン酸添加及び機械撹拌を行うことによって製造後５６日間保存しても流動性が良好に保持された。
一方、比較例１は、クエン酸無添加で機械撹拌を行ったが、製造直後からスラリーの粘性が極めて高く、流動性は悪かった。比較例２は、クエン酸無添加の上、機械撹拌を行わなかったため流動性は悪く、製造後数日で材料分離及びゲル化してしまった。
比較例３〜６は、クエン酸を添加したが機械撹拌を行わなかったため、製造直後の流動性は良好であったが、製造翌日には粘性が増し、流動性が低下した。さらに保存期間が７日以降は材料分離及びゲル化してしまった。
比較例７は、従来技術としてＳＦの分散性に優れたマイテイを添加し機械撹拌を行わなかった場合で、製造直後から製造後２８日までの流動性は問題なかったが、製造後５６日で材料分離及びゲル化してしまった。
参考例１は、２０℃の水道水のみをＰロートで流下させた場合の流下時間を示した。この値に近いほどＳＦスラリーの流動性は優れていると判断できる。
一方、比較例１は、クエン酸無添加で機械撹拌を行ったが、製造直後からスラリーの粘性が極めて高く、流動性は悪かった。比較例２は、クエン酸無添加の上、機械撹拌を行わなかったため流動性は悪く、製造後数日で材料分離及びゲル化してしまった。
比較例３〜６は、クエン酸を添加したが機械撹拌を行わなかったため、製造直後の流動性は良好であったが、製造翌日には粘性が増し、流動性が低下した。さらに保存期間が７日以降は材料分離及びゲル化してしまった。
比較例７は、従来技術としてＳＦの分散性に優れたマイテイを添加し機械撹拌を行わなかった場合で、製造直後から製造後２８日までの流動性は問題なかったが、製造後５６日で材料分離及びゲル化してしまった。
参考例１は、２０℃の水道水のみをＰロートで流下させた場合の流下時間を示した。この値に近いほどＳＦスラリーの流動性は優れていると判断できる。
以上、クエン酸添加及び機械撹拌を行うことによってＳＦスラリーは、製造後５６日間保存しても流動性が良好に保持された。一方、クエン酸添加または機械撹拌を行わなかったＳＦスラリーは、製造後、材料分離及びゲル化して流動性が失われた。
（２）コンクリート試験
［使用材料］
水：水道水
セメント：低熱ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社）
ＳＦスラリー：表１の（２）〜（６）
細骨材：千葉県君津産山砂
粗骨材：茨城県岩瀬産硬質砂岩砕石
ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤：「シーカメント１２００Ｎ」（日本シーカ株式会社、以下ＳＰと略記）
消泡剤：「シーカアンチフォームＷ」（日本シーカ株式会社）
［使用材料］
水：水道水
セメント：低熱ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社）
ＳＦスラリー：表１の（２）〜（６）
細骨材：千葉県君津産山砂
粗骨材：茨城県岩瀬産硬質砂岩砕石
ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤：「シーカメント１２００Ｎ」（日本シーカ株式会社、以下ＳＰと略記）
消泡剤：「シーカアンチフォームＷ」（日本シーカ株式会社）
［高強度コンクリート配合試験］
表３の配合で高強度コンクリートの配合試験を実施した。１配合の練り混ぜ量は５５リットルとし、２０℃恒温室内で容量１００リットルのニ軸強制ミキサー（太平洋機工製）を用いた。
材料の投入及び練り混ぜ手順は、まず粗骨材と細骨材とセメントを投入して空練りを１０秒間行い、次にＳＦスラリーと水を投入して予備練りを２０秒間行った後、最後にＳＰと消泡剤を投入して４８０秒間の本練りを行った。
なお、ＳＦスラリーは、いずれも製造後７日間保存しておいたものを使用した。実施例５〜８のクエン酸を添加したＳＦスラリーは、保存中、毎日１分間高速機械撹拌を行い、比較例８、９のマイテイを添加したＳＦスラリーは、保存中、機械撹拌を一切行わなかった。
ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤ＳＰの添加量は実施例５〜８及び比較例８が結合材（セメント＋シリカフューム）質量に対して２．２％である。比較例９は、流動性を改善するため結合材質量に対して３．５％に増量した。また、消泡剤の添加量は、結合材質量に対して０．０１％一定とした。なお、ＳＰ及び消泡剤は、練り混ぜ水とみなして水量を補正した。
練り上がり後、直ちにコンクリート試験を実施し、圧縮強度測定用供試体を作成した。フレッシュコンクリートのスランプフローはＪＩＳ Ａ １１５０、空気量はＪＩＳ Ａ１１０１、コンクリートの圧縮強度はＪＩＳ Ａ１１０８に則して実施した。圧縮強度の材齢は７、２８、５６、９１日とした。
高強度コンクリートの配合試験結果を表４に示す。
表３の配合で高強度コンクリートの配合試験を実施した。１配合の練り混ぜ量は５５リットルとし、２０℃恒温室内で容量１００リットルのニ軸強制ミキサー（太平洋機工製）を用いた。
材料の投入及び練り混ぜ手順は、まず粗骨材と細骨材とセメントを投入して空練りを１０秒間行い、次にＳＦスラリーと水を投入して予備練りを２０秒間行った後、最後にＳＰと消泡剤を投入して４８０秒間の本練りを行った。
なお、ＳＦスラリーは、いずれも製造後７日間保存しておいたものを使用した。実施例５〜８のクエン酸を添加したＳＦスラリーは、保存中、毎日１分間高速機械撹拌を行い、比較例８、９のマイテイを添加したＳＦスラリーは、保存中、機械撹拌を一切行わなかった。
ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤ＳＰの添加量は実施例５〜８及び比較例８が結合材（セメント＋シリカフューム）質量に対して２．２％である。比較例９は、流動性を改善するため結合材質量に対して３．５％に増量した。また、消泡剤の添加量は、結合材質量に対して０．０１％一定とした。なお、ＳＰ及び消泡剤は、練り混ぜ水とみなして水量を補正した。
練り上がり後、直ちにコンクリート試験を実施し、圧縮強度測定用供試体を作成した。フレッシュコンクリートのスランプフローはＪＩＳ Ａ １１５０、空気量はＪＩＳ Ａ１１０１、コンクリートの圧縮強度はＪＩＳ Ａ１１０８に則して実施した。圧縮強度の材齢は７、２８、５６、９１日とした。
高強度コンクリートの配合試験結果を表４に示す。
表４に示すように、実施例５〜７は、コンクリートの流動性及び強度発現は良好であった。一方、参考例３は、コンクリートの流動性は良好であったが、強度発現は実施例５〜７より劣った。これはクエン酸の添加量が過剰であったためと考えられる。
また、比較例８、９は、従来技術としてＳＦの分散性に優れたマイテイを添加し機械撹拌を行わなかった場合であるが、ＳＦ用分散剤マイテイと高強度コンクリート用ＡＥ減水剤ＳＰの相性が悪く、コンクリートの流動性は悪かった。比較例９は、ＳＰの添加量を２．２％から３．５％まで増量しても流動性は改善されず、強度も若干低下してしまった。
また、比較例８、９は、従来技術としてＳＦの分散性に優れたマイテイを添加し機械撹拌を行わなかった場合であるが、ＳＦ用分散剤マイテイと高強度コンクリート用ＡＥ減水剤ＳＰの相性が悪く、コンクリートの流動性は悪かった。比較例９は、ＳＰの添加量を２．２％から３．５％まで増量しても流動性は改善されず、強度も若干低下してしまった。
以上、クエン酸をＳＦに対して０．０５〜０．２５重量％添加し、機械撹拌して保存したＳＦスラリーを用いた場合は、高強度コンクリートの流動性及び強度発現のいずれも良好であった。
Claims (2)
- シリカフュームと水を主成分とし、クエン酸がシリカヒュームに対して０．０５〜０．２５重量％添加された、シリカフュームの濃度が６０〜７５重量％であるスラリーであって、低速連続式または高速間欠式の継続的な機械的強制撹拌を施すことによって、Ｐロート流下時間で１６秒以内であるスラリーの流動性が保持されているセメント混和用高濃度シリカフュームスラリー。
- 請求項１に記載のシリカフュームスラリーを用いて製造することを特徴とするコンクリートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005360233A JP4959185B2 (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | シリカフュームスラリー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005360233A JP4959185B2 (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | シリカフュームスラリー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007161531A JP2007161531A (ja) | 2007-06-28 |
| JP4959185B2 true JP4959185B2 (ja) | 2012-06-20 |
Family
ID=38244851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005360233A Active JP4959185B2 (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | シリカフュームスラリー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4959185B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO342672B1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-06-25 | Elkem As | Microsilica slurry and method for producing such slurry |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0263606A3 (en) * | 1986-09-29 | 1988-08-31 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Silica fume slurry |
| JP2672004B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1997-11-05 | 電気化学工業株式会社 | シリカヒユームスラリー |
| JPH10315222A (ja) * | 1997-05-15 | 1998-12-02 | Nikko Co Ltd | 生コンクリート製造装置 |
| JP4420517B2 (ja) * | 2000-03-09 | 2010-02-24 | 太平洋セメント株式会社 | コンクリート用添加材 |
| JP3525099B2 (ja) * | 2000-07-17 | 2004-05-10 | 住友大阪セメント株式会社 | コンクリートの製造方法および製造装置 |
-
2005
- 2005-12-14 JP JP2005360233A patent/JP4959185B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007161531A (ja) | 2007-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2000032534A1 (fr) | Procede de production d'un dispersant pour composition hydraulique en poudre | |
| WO2009131240A1 (ja) | コンクリートまたはモルタル混和剤組成物 | |
| EP2467347A1 (en) | Robust air-detraining for cement milling | |
| JP4732122B2 (ja) | 吹付け材料及び吹付け工法 | |
| JP2018193280A (ja) | 早強性超高強度グラウト組成物 | |
| JP7092459B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP5432431B2 (ja) | 高強度グラウト材 | |
| US20240018046A1 (en) | Early strength slag-based cementitious binder | |
| JP4767093B2 (ja) | シリカフュームスラリー用分散剤、シリカフュームスラリー及びコンクリートの製造方法 | |
| JP2017081763A (ja) | シリカフューム含有セメント組成物 | |
| JP4428590B2 (ja) | 超早強セメント混和材及びセメント組成物 | |
| JP4959185B2 (ja) | シリカフュームスラリー | |
| JP6695798B2 (ja) | 無機結合材組成物のための空気連行剤 | |
| JP2672004B2 (ja) | シリカヒユームスラリー | |
| JP3451407B2 (ja) | セメント組成物用のシリカスラリー | |
| JP4837483B2 (ja) | 高強度コンクリート用シリカフュームスラリー | |
| JP2023018126A (ja) | セメント組成物 | |
| JP3806420B2 (ja) | シラスを用いた低強度モルタル充填材 | |
| JP6033664B2 (ja) | 液体急結剤およびその製造方法、それを用いたセメント組成物および吹付け工法 | |
| JP2011025426A (ja) | 生コンクリート組成物の配合補正装置 | |
| JP4028966B2 (ja) | セメント系組成物の製造方法 | |
| JP4514670B2 (ja) | 高減水率・高強度セメント組成物 | |
| JP2007197287A (ja) | セメント混和剤 | |
| JP2001206754A (ja) | 高流動コンクリート | |
| JP2008239439A (ja) | セメント添加材及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080729 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100914 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101115 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110920 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111216 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111219 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20120116 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120306 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120321 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150330 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4959185 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |