JP5650925B2 - High-strength cement composition and hardened cementitious hardened body - Google Patents
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Description
本発明は、高強度セメント組成物及び高強度セメント質硬化体に関するものである。 The present invention relates to a high-strength cement composition and a high-strength cementitious cured body.
近年、超高層建築構造物等の用途に用いられるコンクリートとして、圧縮強度８０〜１２０Ｎ／ｍｍ２又はそれ以上の超高強度コンクリートが実用化されている。このような超高強度コンクリートを製造するために、水結合材比を低下させるとともに、シリカフュームを混和材として使用してなるセメント組成物が提案されており（特許文献１参照）、これにより、ポゾラン反応を生じさせ、コンクリートの強度を向上させることができる。 In recent years, ultra-high-strength concrete having a compressive strength of 80 to 120 N / mm 2 or more has been put into practical use as concrete used for applications such as super high-rise building structures. In order to produce such ultra-high strength concrete, a cement composition is proposed in which the water binder ratio is reduced and silica fume is used as an admixture (see Patent Document 1). Reaction can be caused and the strength of concrete can be improved.
しかしながら、特許文献１に記載のセメント組成物では、混和材として使用されるシリカフュームが超微粒子であるため、二次凝集を起こしやすく、コンクリート中でのシリカフュームの分散性が悪いという問題があった。 However, in the cement composition described in Patent Document 1, since the silica fume used as an admixture is ultrafine particles, there is a problem that secondary aggregation is likely to occur and the dispersibility of the silica fume in concrete is poor.
また、コンクリートにおける水結合材比を２５％以下にすると、流動性が低下してしまい、汎用ミキサでの混練が困難であるという問題もあった。そこで、コンクリートの流動性を向上させるために減水剤の添加率を上昇させると、コストアップや凝結遅延を招くという問題もあった。 Moreover, when the water binder ratio in concrete is 25% or less, there is a problem that fluidity is lowered and kneading with a general-purpose mixer is difficult. Therefore, when the addition rate of the water reducing agent is increased in order to improve the fluidity of the concrete, there is a problem that the cost is increased and the setting is delayed.
このような問題を解決するために、従来、特定のポルトランドセメントと所定のシリカフュームとからなり、高強度かつ高ワーカビリティーを有するコンクリート等を簡便に製造することのできるセメント組成物が提案されている（特許文献２参照）。 In order to solve such a problem, conventionally, a cement composition has been proposed which can be produced easily from a specific Portland cement and a predetermined silica fume and which can easily produce concrete having high strength and high workability ( Patent Document 2).
上記特許文献２に記載のセメント組成物から得られるコンクリート等は、十分な圧縮強度を発現することができ、かつ十分な流動性を有するものであるものの、より優れた流動性及び強度発現性を有するセメント組成物が望まれている。 Concrete obtained from the cement composition described in Patent Document 2 can express sufficient compressive strength and has sufficient fluidity, but has better fluidity and strength development. It is desired to have a cement composition.
特に、都市部における超高層建築構造物等の用途に使用される超高強度セメント組成物としては、より優れた流動性及び強度発現性を有するものが望まれている現状がある。 In particular, as an ultra-high-strength cement composition used for applications such as an ultra-high-rise building structure in an urban area, there is a current situation in which a material having better fluidity and strength development is desired.
一般に、モルタルやコンクリートの強度を向上させるためには、水セメント比（水結合材比）を低下させることが考えられるが、上記特許文献２に記載のセメント組成物では、水セメント比を１５％以下にまで低下させると、コンクリートの粘性が上昇してしまい、流動性が低下してしまうという問題がある。流動性を向上させるために減水剤の添加量を増加させると、コストアップや凝結遅延が生じてしまい、上記特許文献１に記載のセメント組成物と同様の問題が生じてしまう。 In general, in order to improve the strength of mortar and concrete, it is conceivable to reduce the water cement ratio (water binder ratio). However, in the cement composition described in Patent Document 2, the water cement ratio is 15%. When it is lowered to the following, there is a problem that the viscosity of the concrete increases and the fluidity decreases. If the amount of the water reducing agent added is increased in order to improve the fluidity, the cost increases and the setting delay occurs, and the same problem as the cement composition described in Patent Document 1 occurs.
そこで、上記のような問題点に鑑みて、本発明は、水結合材比を極めて低下させたとしても、高い流動性及び強度発現性を発揮することのできる高強度セメント組成物及び当該高強度セメント組成物を硬化させてなる高強度セメント質硬化体を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a high-strength cement composition capable of exhibiting high fluidity and strength development even when the water binder ratio is extremely reduced, and the high strength. An object of the present invention is to provide a high-strength cementitious cured body obtained by curing a cement composition.
上記課題を解決するために、本発明は、２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメントと、ＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末と、石膏とを含むセメント組成物であって、前記組成物中に含まれる全石膏量が、ＳＯ３換算で３．５〜６質量％であることを特徴とする高強度セメント組成物を提供する（発明１）。 In order to solve the above problems, the present invention provides a Portland cement having a 2CaO · SiO 2 content of 30 to 60% by mass and a 3CaO · Al 2 O 3 content of 7% by mass or less, and a BET specific surface area. Is a cement composition containing 5 to 15 m 2 / g pozzolanic fine powder and gypsum, and the total amount of gypsum contained in the composition is 3.5 to 6% by mass in terms of SO 3 A high-strength cement composition is provided ( Invention 1).
上記発明（発明１）によれば、当該高強度セメント組成物から得られるモルタルやコンクリートの水結合材比（セメント組成物に対する水の質量比）を１７質量％以下、特に１５質量％以下としても、モルタルやコンクリートの粘性を上昇させることがなく、高い流動性を確保することができるため、ハンドリング性を優れたものとすることができ、かつ優れた強度発現性を発揮することができる。 According to the said invention ( invention 1), even if the water binder ratio (mass ratio of water with respect to cement composition) of mortar and concrete obtained from the said high-strength cement composition is 17 mass% or less, especially 15 mass% or less. In addition, since high fluidity can be secured without increasing the viscosity of mortar and concrete, the handling property can be made excellent and the excellent strength development property can be exhibited.
なお、本発明において「セメント組成物」には、例えば、細骨材及び粗骨材を含まないセメント組成物；少なくとも細骨材を含み、粗骨材を含まないモルタル組成物；少なくとも細骨材及び粗骨材を含むコンクリート組成物等が含まれる。 In the present invention, the “cement composition” includes, for example, a cement composition not containing fine aggregates and coarse aggregates; a mortar composition containing at least fine aggregates and no coarse aggregates; at least fine aggregates And a concrete composition containing coarse aggregate.
上記発明（発明１）においては、前記ポゾラン質微粉末の含有量が、１２〜２１質量％であるのが好ましい（発明２）。かかる発明（発明２）によれば、ポゾラン質微粉末の含有量が上記範囲内であることで、高強度セメント組成物から得られるモルタルやコンクリートの水セメント比を１７質量％以下、特に１５質量％以下としても、より高い流動性を確保することができるとともに、高い強度発現性を発揮することができる。 In the said invention ( invention 1), it is preferable that content of the said pozzolanic fine powder is 12-21 mass% ( invention 2). According to this invention ( invention 2), the content of the pozzolanic fine powder is within the above range, so that the water-cement ratio of mortar or concrete obtained from the high-strength cement composition is 17% by mass or less, particularly 15% by mass. Even if it is% or less, while being able to ensure higher fluidity, it is possible to exhibit high strength development.
上記発明（発明１，２）においては、前記組成物に対して９〜１７質量％の水が添加されてなるのが好ましい（発明３）。かかる発明（発明３）のように、水結合材比（セメント組成物に対する水の質量比）を極めて低下させることで、圧縮強度の極めて高いモルタルやコンクリート等を得ることができ、かつモルタルやコンクリート等の粘性を上昇させることがなく、高い流動性を確保することができる。 In the said invention ( invention 1 and 2), it is preferable that 9-17 mass% water is added with respect to the said composition ( invention 3). Like this invention ( invention 3), by extremely reducing the water binder ratio (mass ratio of water to cement composition), it is possible to obtain mortar, concrete or the like with extremely high compressive strength, and mortar or concrete. Therefore, high fluidity can be ensured without increasing the viscosity.
上記発明（発明１〜３）においては、前記高強度セメント組成物から得られるモルタル供試体における８５℃履歴養生後の圧縮強度が２１５Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましく（発明４）、前記高強度セメント組成物から得られるコンクリート供試体における８５℃履歴養生後の圧縮強度が２００Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましい（発明５）。 In the said invention ( invention 1-3), it is preferable that the compressive strength after 85 degreeC history curing in the mortar specimen obtained from the said high-strength cement composition is 215 N / mm < 2 > or more ( invention 4), It is preferable that the compressive strength after 85 ° C. history curing in a concrete specimen obtained from a strength cement composition is 200 N / mm 2 or more ( Invention 5).
上記発明（発明４，５）に係る高強度セメント組成物によれば、圧縮強度が極めて高く、流動性に優れたモルタルやコンクリート等を得ることができる。
According to the high-strength cement composition according to the above inventions (
なお、本発明において「８５℃履歴養生」とは、モルタル供試体又はコンクリート供試体の材齢初期（２４時間）における供試体温度を８５℃とし、実際のコンクリート構造物の内部温度と同様の温度履歴をモルタル供試体又はコンクリート供試体に与えて行う養生を意味する。 In the present invention, “85 ° C. history curing” refers to a temperature of 85 ° C. at the initial stage of the mortar specimen or concrete specimen (24 hours), and the same temperature as the internal temperature of the actual concrete structure. This refers to curing performed by giving a history to a mortar specimen or concrete specimen.
また、本発明は、上記発明（発明１〜５）に係る高強度セメント組成物を硬化させてなることを特徴とする高強度セメント質硬化体を提供する（発明６）。かかる発明（発明６）によれば、圧縮強度の極めて高いセメント質硬化体（モルタル硬化体、コンクリート硬化体等）を提供することができる。
The present invention also provides a high-strength cementitious hardened body obtained by curing the high-strength cement composition according to the above inventions ( Inventions 1 to 5) ( Invention 6). According to this invention ( invention 6), it is possible to provide a cementitious hardened body (mortar hardened body, concrete hardened body, etc.) with extremely high compressive strength.
本発明によれば、水結合材比（セメント組成物に対する水の質量比）を極めて低下させたとしても、高い流動性及び強度発現性を発揮することのできる高強度セメント組成物及び当該高強度セメント組成物を硬化させてなる高強度セメント質硬化体を提供することができる。 According to the present invention, even if the water binder ratio (mass ratio of water to cement composition) is extremely reduced, the high strength cement composition capable of exhibiting high fluidity and strength development and the high strength It is possible to provide a high-strength cementitious cured body obtained by curing a cement composition.
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る高強度セメント組成物は、所定の低発熱型ポルトランドセメント、ポゾラン質微粉末及び石膏を含むものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
The high-strength cement composition according to the present embodiment includes predetermined low heat generation type Portland cement, pozzolanic fine powder and gypsum.
上記低発熱型ポルトランドセメントは、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、「Ｃ２Ｓ」という。）含有量が３０〜６０質量％のものである。Ｃ２Ｓ含有量が３０質量％未満であると、所望の流動性を確保するのが困難となってしまい、６０質量％を超えると、初期の強度発現性が低下してしまう。 The low heat generation Portland cement has a content of 2CaO · SiO 2 (hereinafter referred to as “C 2 S”) of 30 to 60% by mass. If the C 2 S content is less than 30% by mass, it will be difficult to ensure the desired fluidity, and if it exceeds 60% by mass, the initial strength development will be reduced.
また、上記低発熱型ポルトランドセメントは、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下、「Ｃ３Ａ」という。）含有量が７質量％以下、好ましくは５質量％以下のものである。Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下であることで、所望の流動性を確保することができる。 The low heat generation Portland cement has a content of 3CaO.Al 2 O 3 (hereinafter referred to as “C 3 A”) of 7% by mass or less, preferably 5% by mass or less. C 3 By A content of 7% by mass or less, it is possible to secure a desired flow properties.
さらに、上記低発熱型ポルトランドセメントにおける３ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ３Ｓ）含有量は特に限定されないが、５０質量％以下であるのが好ましい。 Furthermore, the content of 3CaO.SiO 2 (C 3 S) in the low heat generation Portland cement is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less.
なお、上記低発熱型ポルトランドセメントは、所定のポルトランドセメントクリンカと石膏との混合粉砕物であって、当該低発熱型ポルトランドセメントにおける石膏の含有量は、ＳＯ３換算で３質量％以下である。 The low heat generation Portland cement is a mixed pulverized product of predetermined Portland cement clinker and gypsum, and the content of gypsum in the low heat generation Portland cement is 3% by mass or less in terms of SO 3 .
本実施形態に係る高強度セメント組成物中に含まれるポゾラン質微粉末としては、例えば、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、高強度セメント組成物を調製するに際して粉砕等をする必要がなく、本実施形態におけるポゾラン質微粉末として好適に用いることができる。 Examples of the pozzolanic fine powder contained in the high-strength cement composition according to the present embodiment 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 when preparing a high-strength cement composition, and are preferably used as the pozzolanic fine powder in this embodiment. Can do.
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、５〜１５ｍ２／ｇであり、好ましくは７〜１３ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ未満であると、反応性が低下して初期強度発現が不十分になるおそれがあり、１５ｍ２／ｇを超えると、流動性の低下を招くおそれがある。 The BET specific surface area of the pozzolanic fine powder is 5 to 15 m 2 / g, preferably 7 to 13 m 2 / g. If the BET specific surface area is less than 5 m 2 / g, the reactivity may decrease and the initial strength may be insufficiently developed. If the BET specific surface area exceeds 15 m 2 / g, the fluidity may be decreased.
高強度セメント組成物中におけるポゾラン質微粉末の配合割合は、９〜２４質量％であるのが好ましく、１２〜２１質量％であるのがより好ましく、１５〜１８質量％であるのが特に好ましい。ポゾラン質微粉末の配合割合が９質量％未満であると、低水結合材比（セメント組成物に対する水の質量比、例えば、１７％以下、特に１５％以下）の配合条件においてモルタルやコンクリート等の粘性が上昇し、流動性が低下してしまうおそれがあり、２４質量％を超えると、モルタルやコンクリート等の強度発現性が低下してしまうおそれがある。 The blending ratio of the pozzolanic fine powder in the high-strength cement composition is preferably 9 to 24% by mass, more preferably 12 to 21% by mass, and particularly preferably 15 to 18% by mass. . When the blending ratio of the pozzolanic fine powder is less than 9% by mass, mortar, concrete or the like under the blending conditions of the low water binder ratio (mass ratio of water to cement composition, for example, 17% or less, particularly 15% or less) There is a possibility that the viscosity of the resin may increase and the fluidity may decrease, and if it exceeds 24% by mass, the strength development of mortar, concrete, or the like may decrease.
本実施形態に係る高強度セメント組成物に含まれる石膏としては、例えば、無水石膏、半水石膏、二水石膏等が挙げられる。 Examples of the gypsum contained in the high-strength cement composition according to the present embodiment include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, and the like.
高強度セメント組成物中における石膏の配合量は、高強度セメント組成物中の全石膏量がＳＯ３換算で３．５〜６質量％、好ましくは３．５〜５質量％になるように、適宜決定すればよい。高強度セメント組成物中の全石膏量がＳＯ３換算で３．５質量％未満では粘性が高くなり、また６質量％を超えると材料分離が生じやすくなる。その結果として、モルタルやコンクリート等の充填性が低下してしまう。 The blending amount of gypsum in the high-strength cement composition is such that the total gypsum amount in the high-strength cement composition is 3.5 to 6% by mass, preferably 3.5 to 5% by mass in terms of SO 3 . What is necessary is just to determine suitably. When the total gypsum content in the high-strength cement composition is less than 3.5% by mass in terms of SO 3 , the viscosity becomes high, and when it exceeds 6% by mass, material separation tends to occur. As a result, filling properties such as mortar and concrete are lowered.
高強度セメント組成物中に含まれる低発熱型ポルトランドセメントには、上述したように、ＳＯ３換算で３質量％以下の石膏が含まれる。したがって、高強度セメント組成物における低発熱型ポルトランドセメントの配合量に応じて、高強度セメント組成物中の全石膏量が上記範囲（ＳＯ３換算で３．５〜６質量％）になるように石膏を配合すればよい。言い換えれば、本実施形態に係る高強度セメント組成物中における低発熱型ポルトランドセメントに由来する石膏量と、添加する石膏量との合計含有量（ＳＯ３換算量）が、３．５〜６質量％であればよい。 As described above, the low heat generation Portland cement contained in the high-strength cement composition contains 3% by mass or less of gypsum in terms of SO 3 . Therefore, the total amount of gypsum in the high-strength cement composition is in the above range (3.5 to 6% by mass in terms of SO 3 ) according to the blending amount of the low heat generation Portland cement in the high-strength cement composition. What is necessary is just to mix | blend gypsum. In other words, the total content (SO 3 equivalent) of the amount of gypsum derived from the low heat generation Portland cement in the high-strength cement composition according to this embodiment and the amount of gypsum to be added is 3.5 to 6 mass. %.
本実施形態に係る高強度セメント組成物は、水及び細骨材、並びに所望により粗骨材や各種混和剤を配合して混練し、硬化させることで高強度セメント質硬化体を得ることができる。 The high-strength cement composition according to the present embodiment can obtain a high-strength cementitious hardened body by blending water, fine aggregate, and, if desired, coarse aggregate and various admixtures, kneading and curing. .
上記水の配合量（水結合材比）は、高強度セメント組成物の全量に対して９〜１７質量％であるのが好ましく、９．５〜１５質量％であるのがより好ましい。水結合材比が９質量％未満であると、所望の流動性を確保するために減水剤の添加率を増加させる必要があり、それによりコストアップや凝結遅延が生じるおそれがある。また、１７質量％を超えると、得られるセメント質硬化体の圧縮強度が低下するおそれがある。 The water content (water binder ratio) is preferably 9 to 17% by mass, more preferably 9.5 to 15% by mass, based on the total amount of the high-strength cement composition. If the water binder ratio is less than 9% by mass, it is necessary to increase the rate of addition of the water reducing agent in order to ensure the desired fluidity, which may cause an increase in cost and a delay in setting. Moreover, when it exceeds 17 mass%, there exists a possibility that the compressive strength of the obtained cementitious hardened body may fall.
本実施形態において使用し得る細骨材としては、特に限定されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等の砂系細骨材；各種スラグ細骨材；各種軽量細骨材；各種重量細骨材；再生細骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。 The fine aggregate that can be used in the present embodiment is not particularly limited, and sand-based fine aggregates such as river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, and quartz sand; various slag fine aggregates; various lightweight fine bones Various weight fine aggregates; recycled fine aggregates or a mixture thereof can be used.
本実施形態において所望により配合され得る粗骨材としては、特に限定されるものではなく、砂利、砕石、各種軽量粗骨材、各種重量粗骨材、各種スラグ粗骨材、再生粗骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。 The coarse aggregate that can be blended as desired in the present embodiment is not particularly limited, gravel, crushed stone, various lightweight coarse aggregates, various heavy coarse aggregates, various slag coarse aggregates, recycled coarse aggregates or Mixtures of these can be used.
また、本実施形態において所望により配合され得る各種混和剤としては、特に水の配合量を極めて少なくし（９〜１７質量％、特に９．５〜１５質量％）、かつ所定のフロー（モルタルフロー、スランプフロー等）を確保するために、減水剤を用いるのが好ましい。なお、減水剤の配合量は、所定のフローを確保し得るように適宜決定すればよい。 Moreover, as various admixtures that can be blended as desired in the present embodiment, the blending amount of water is extremely small (9 to 17% by mass, particularly 9.5 to 15% by mass), and a predetermined flow (mortar flow). , Slump flow, etc.) is preferably used. In addition, what is necessary is just to determine the compounding quantity of a water reducing agent suitably so that a predetermined | prescribed flow can be ensured.
当該減水剤としては、例えば、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、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the water reducing agent include, but are not limited to, lignin-based, naphthalene sulfonic acid-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based water reducing agents, AE water reducing agents, high-performance water reducing agents, and high-performance AE water reducing agents. Is not to be done.
本実施形態に係る高強度セメント組成物は、当該組成物から得られるモルタル供試体における８５℃履歴養生後の圧縮強度（ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して測定）が２１５Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましく、２２０Ｎ／ｍｍ２以上であるのがより好ましく、特に２２５Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましい。また、当該組成物から得られるコンクリート供試体における８５℃履歴養生後の圧縮強度（ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して測定）が２００Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましく、特に２１０Ｎ／ｍｍ２以上であるのが好ましい。このように、本実施形態に係る高強度セメント組成物であれば、得られるセメント質硬化体において優れた強度発現性を発揮することができる。 The high-strength cement composition according to the present embodiment has a compressive strength (measured in accordance with JIS-A1108) of 215 N / mm 2 or more after 85 ° C. history curing in a mortar specimen obtained from the composition. preferably, more preferably at 220 N / mm 2 or more, and particularly preferably between 225N / mm 2 or more. Further, the compressive strength of 85 ° C. history after curing in the concrete test specimen obtained from the composition (measured according to JIS-A1108) is 200 N / mm 2 or more is preferable, and 210N / mm 2 or more Is preferred. Thus, if it is the high intensity | strength cement composition which concerns on this embodiment, the outstanding strength expression can be exhibited in the cementitious hardened | cured material obtained.
また、本実施形態に係る高強度セメント組成物は、当該高強度セメント組成物から得られるモルタルのモルタルフロー２００ｍｍ到達時間が２．５〜３．５秒であり、優れた流動性を発揮することができる。
Further, the high strength cement composition according to the present embodiment has a
上述した本実施形態に係る高強度セメント組成物は、水の配合量を低下させたとしても（高強度セメント組成物に対して９〜１７質量％、特に９．５〜１５質量％）、減水剤の添加率を増加させることなく優れた流動性を発揮することができるとともに、当該高強度セメント組成物から得られるセメント質硬化体は、極めて優れた圧縮強度を発現することができる。したがって、本実施形態に係る高強度セメント組成物は、特に超高層建築構造物用コンクリート等として好適に用いることができる。 Even if the high-strength cement composition which concerns on this embodiment mentioned above reduces the compounding quantity of water (9-17 mass% with respect to a high-strength cement composition, especially 9.5-15 mass%), water reduction While exhibiting excellent fluidity without increasing the additive rate, the hardened cementitious material obtained from the high-strength cement composition can exhibit extremely excellent compressive strength. Therefore, the high-strength cement composition according to the present embodiment can be suitably used particularly as concrete for a super high-rise building structure.
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to the following Example etc. at all.
〔実施例１〜４，比較例１〜３〕
中庸熱ポルトランドセメントＣ（太平洋セメント社製，ブレーン比表面積：３．２１ｃｍ２／ｇ，Ｃ２Ｓ含有量：３６質量％，Ｃ３Ａ含有量：４質量％）、シリカフュームＳＦ（ＢＥＴ比表面積：１０．１ｍ２／ｇ）、無水石膏ＡＧ、細骨材Ｓ（砕砂，密度：２．５６ｇ／ｃｍ３、吸水率：１．３０％）、高性能減水剤ＳＰ（ＢＡＳＦポゾリス社製，製品名：ＳＰ−８ＨＵ）及び水Ｗ（水道水）を材料として用い、表１に示す配合に従って、モルタル組成物（実施例１〜４，比較例１〜３）を作製した。
[Examples 1-4, Comparative Examples 1-3]
Medium-heated Portland cement C (manufactured by Taiheiyo Cement, Blaine specific surface area: 3.21 cm 2 / g, C 2 S content: 36 mass%, C 3 A content: 4 mass%), silica fume SF (BET specific surface area: 10.1 m 2 / g), anhydrous gypsum AG, fine aggregate S (crushed sand, density: 2.56 g / cm 3 , water absorption: 1.30%), high-performance water reducing agent SP (manufactured by BASF Pozzolith, product name) : SP-8HU) and water W (tap water) were used as materials, and mortar compositions (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3) were prepared according to the formulation shown in Table 1.
なお、表１中、ＳＯ３量（質量％）は、セメント組成物Ｂ（中庸熱ポルトランドセメントＣ、シリカフュームＳＦ及び無水石膏ＡＧ）中における全石膏量（ＳＯ３換算）の質量比を表し、ＳＦ配合比（質量％）は、セメント組成物Ｂの質量に対するシリカフュームＳＦの質量比を表し、Ｗ／Ｂ（質量％）は、セメント組成物Ｂの質量に対する水Ｗの質量の比（水結合材比）を表すものである。また、各モルタル組成物（実施例１〜４，比較例１〜３）において、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠して測定されるモルタルフローが２８０ｍｍ±１０ｍｍになるように、高性能減水剤ＳＰの配合量を調整した。 In Table 1, the amount of SO 3 (% by mass) represents the mass ratio of the total amount of gypsum (in terms of SO 3 ) in the cement composition B (medium-heated Portland cement C, silica fume SF and anhydrous gypsum AG), and SF The blending ratio (mass%) represents the mass ratio of silica fume SF to the mass of the cement composition B, and W / B (mass%) is the ratio of the mass of water W to the mass of the cement composition B (water binder ratio). ). Moreover, in each mortar composition (Examples 1-4, Comparative Examples 1-3), the compounding quantity of high performance water reducing agent SP so that the mortar flow measured based on JIS-R5201 may be 280 mm ± 10 mm. Adjusted.
［２００ｍｍフロー到達時間の測定］
上述のようにして得られたモルタル組成物（実施例１〜４、比較例１〜３）について、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠してモルタルフローを測定するに際し、スランプコーンを完全に引き上げてから、モルタルフローが２００ｍｍに到達するまでの時間（２００ｍｍフロー到達時間（ｓｅｃ））を測定した。
結果を表２及び図１に示す。
[Measurement of 200mm flow arrival time]
For the mortar compositions (Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3) obtained as described above, when measuring the mortar flow in accordance with JIS-R5201, the slump cone is completely pulled up, and then the mortar. The time until the flow reached 200 mm (200 mm flow arrival time (sec)) was measured.
The results are shown in Table 2 and FIG.
表２及び図１に示すように、セメント組成物中の全石膏量（ＳＯ３換算量）が３．５〜６質量％となるように石膏を添加してなる実施例１〜４のモルタル組成物は、モルタルフローを同様に設定した比較例１〜３のモルタル組成物に比して２００ｍｍフロー到達時間が極めて短時間であり、流動性に優れることが判明した。 As shown in Table 2 and FIG. 1, the mortar compositions of Examples 1 to 4 are obtained by adding gypsum so that the total amount of gypsum in the cement composition (in terms of SO 3 ) is 3.5 to 6% by mass. The product was found to have an extremely short flow time of 200 mm compared to the mortar compositions of Comparative Examples 1 to 3 in which the mortar flow was set in the same manner, and was excellent in fluidity.
［圧縮強度の測定］
上述のようにして得られたモルタル組成物（実施例１〜４、比較例１〜３）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。なお、モルタル組成物の養生条件は、図２に示すような温度履歴を示す８５℃履歴養生により行った。
結果を表３及び図３に示す。
[Measurement of compressive strength]
About the mortar composition (Examples 1-4, Comparative Examples 1-3) obtained as mentioned above, compressive strength was measured based on JIS-A1108. The curing conditions for the mortar composition were 85 ° C. history curing showing a temperature history as shown in FIG.
The results are shown in Table 3 and FIG.
表３及び図３に示すように、実施例１〜４のモルタル組成物は、８５℃履歴養生後の圧縮強度が２３０Ｎ／ｍｍ２以上であり、比較例１〜３のモルタル組成物に比して優れた強度発現性を有することが判明した。このように、セメント組成物中の全石膏量がＳＯ３換算で３．５〜６質量％になるように石膏を配合することで、強度発現性及び流動性に優れたセメント組成物とすることができることが確認された。 As shown in Table 3 and FIG. 3, the mortar compositions of Examples 1 to 4 have a compressive strength after 85 ° C. history curing of 230 N / mm 2 or more, compared with the mortar compositions of Comparative Examples 1 to 3. It has been found that it has excellent strength development. In this manner, the total gypsum content of the cement composition is formulated gypsum to be 3.5 to 6 wt% converted to SO 3, it is an excellent cement composition strength development and fluidity It was confirmed that
〔実施例５〜１０〕
実施例１〜４及び比較例１〜３と同一の材料を用い、表４に示す配合に従って、モルタル組成物（実施例５〜１０）を作製した。各モルタル組成物（実施例５〜１０）における高性能減水剤ＳＰの配合量は、実施例２のモルタル組成物における高性能減水剤の配合量と同一にした。
[Examples 5 to 10]
Using the same materials as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, mortar compositions (Examples 5 to 10) were prepared according to the formulation shown in Table 4. The compounding amount of the high-performance water reducing agent SP in each mortar composition (Examples 5 to 10) was the same as the compounding amount of the high-performance water reducing agent in the mortar composition of Example 2.
なお、表４中、ＳＦ配合比（質量％）は、セメント組成物Ｂ（中庸熱ポルトランドセメントＣ、シリカフュームＳＦ及び無水石膏ＡＧ）の質量に対するシリカフュームＳＦの質量比を表し、ＳＯ３量（質量％）は、セメント組成物Ｂ中における全石膏量（ＳＯ３換算）の質量比を表し、Ｗ／Ｂ（質量％）は、セメント組成物Ｂの質量に対する水Ｗの質量の比（水結合材比）を表すものである。 In Table 4, the SF blending ratio (% by mass) represents the mass ratio of silica fume SF to the mass of the cement composition B (medium hot portland cement C, silica fume SF and anhydrous gypsum AG), and the amount of SO 3 (% by mass). ) Represents the mass ratio of the total gypsum amount (in terms of SO 3 ) in the cement composition B, and W / B (mass%) is the ratio of the mass of water W to the mass of the cement composition B (water binder ratio). ).
［圧縮強度の測定］
上述のようにして得られたモルタル組成物（実施例５〜１０）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。なお、モルタル組成物の養生条件は、図２に示すような温度履歴を示す８５℃履歴養生により行った。
結果を表５及び図４に示す。
[Measurement of compressive strength]
About the mortar composition (Examples 5-10) obtained as mentioned above, compressive strength was measured based on JIS-A1108. The curing conditions for the mortar composition were 85 ° C. history curing showing a temperature history as shown in FIG.
The results are shown in Table 5 and FIG.
表５及び図４に示すように、セメント組成物中のシリカフュームの配合比を９〜２４質量％とすることで、８５℃履歴養生後において高い圧縮強度を発現することができ、シリカフュームの配合比を１２〜２１質量％とすることで（実施例６〜９）、８５℃履歴養生後において２２０Ｎ／ｍｍ２以上と高い圧縮強度を発現し得ることが判明し、特にシリカフュームの配合比を１５〜１８質量％とすることで（実施例７，８）、８５℃履歴養生後において２２５Ｎ／ｍｍ２以上と極めて高い圧縮強度を発現し得ることが判明した。 As shown in Table 5 and FIG. 4, by setting the blending ratio of silica fume in the cement composition to 9 to 24% by mass, high compressive strength can be expressed after 85 ° C. history curing, and the blending ratio of silica fume Of 12 to 21% by mass (Examples 6 to 9), it was found that a compressive strength as high as 220 N / mm 2 or higher can be expressed after 85 ° C. history curing, and in particular, the mixing ratio of silica fume is 15 to 15%. It was found that by setting the content to 18% by mass (Examples 7 and 8), an extremely high compressive strength of 225 N / mm 2 or more can be expressed after 85 ° C. history curing.
〔実施例１１〜１８〕
実施例１〜４及び比較例１〜３と同一の材料を用い、表６に示す配合に従って、モルタル組成物（実施例１１〜１８）を作製した。各モルタル組成物（実施例１１〜１８）において、ＪＩＳ−Ｒ５２０１に準拠して測定されるモルタルフローが２８０ｍｍ±１０ｍｍになるように、高性能減水剤の配合量を調整した。
[Examples 11 to 18]
Using the same materials as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, mortar compositions (Examples 11 to 18) were prepared according to the formulation shown in Table 6. In each mortar composition (Examples 11 to 18), the blending amount of the high-performance water reducing agent was adjusted so that the mortar flow measured according to JIS-R5201 was 280 mm ± 10 mm.
なお、表６中、ＳＦ配合比（質量％）は、セメント組成物Ｂ（中庸熱ポルトランドセメントＣ、シリカフュームＳＦ及び無水石膏ＡＧ）の質量に対するシリカフュームＳＦの質量比を表し、ＳＯ３量（％）は、セメント組成物Ｂ中における全石膏量（ＳＯ３換算）の質量比を表し、Ｗ／Ｂ（質量％）は、セメント組成物Ｂの質量に対する水Ｗの質量の比（水結合材比）を表すものである。 In Table 6, the SF blending ratio (% by mass) represents the mass ratio of silica fume SF to the mass of the cement composition B (medium hot portland cement C, silica fume SF and anhydrous gypsum AG), and the amount of SO 3 (%) Represents the mass ratio of the total amount of gypsum (in terms of SO 3 ) in the cement composition B, and W / B (mass%) is the ratio of the mass of water W to the mass of the cement composition B (water binder ratio). Is expressed.
［圧縮強度の測定］
上述のようにして得られたモルタル組成物（実施例１１〜１８）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。なお、モルタル組成物の養生条件は、図２に示すような温度履歴を示す８５℃履歴養生により行った。
結果を表７及び図５に示す。
[Measurement of compressive strength]
About the mortar composition (Examples 11-18) obtained as mentioned above, compressive strength was measured based on JIS-A1108. The curing conditions for the mortar composition were 85 ° C. history curing showing a temperature history as shown in FIG.
The results are shown in Table 7 and FIG.
表７及び図５に示すように、水結合材比を９〜１７％とすることで、８５℃履歴養生後において２１５Ｎ／ｍｍ２以上の高い圧縮強度を発現し得ることが判明し、１０〜１５％（実施例１２〜１７）とすることで、２２０Ｎ／ｍｍ２以上の高い圧縮強度を発現し得ること、特に１１〜１４％（実施例１３〜１６）とすることで、極めて高い圧縮強度を発現し得ることが判明した。 As shown in Table 7 and FIG. 5, it was found that a high compressive strength of 215 N / mm 2 or more can be expressed after 85 ° C. history curing by setting the water binder ratio to 9 to 17%. By being 15% (Examples 12 to 17), it is possible to develop a high compressive strength of 220 N / mm 2 or more, and particularly by 11 to 14% (Examples 13 to 16), extremely high compressive strength. It was found that can be expressed.
以上の結果から、Ｃ２Ｓ含有量が３０〜６０質量％、Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント、シリカフューム等のポゾラン質微粉末及び石膏を含むセメント組成物中の全石膏量をＳＯ３換算で３．５〜６質量％とすることで、優れた流動性及び強度発現性を発揮することが判明した。また、シリカフューム等のポゾラン質微粉末の配合比をセメント組成物中１５〜１８質量％とすることで、特に優れた強度発現性を発揮し得ることが判明した。さらに、水結合材比を１０〜１５質量％とすることで、極めて優れた強度発現性を発揮し得ることが判明した。 From the above results, the total gypsum in the cement composition containing the pozzolanic fine powder such as Portland cement and silica fume having a C 2 S content of 30 to 60% by mass and a C 3 A content of 7% by mass or less and gypsum. It has been found that when the amount is 3.5 to 6% by mass in terms of SO 3 , excellent fluidity and strength development are exhibited. Moreover, it turned out that especially outstanding intensity | strength expression can be exhibited by the compounding ratio of pozzolanic fine powders, such as a silica fume, being 15-18 mass% in a cement composition. Furthermore, it has been found that when the water binder ratio is 10 to 15% by mass, extremely excellent strength development can be exhibited.
〔実施例１９〜２５〕
実施例１〜４及び比較例１〜３と同一の材料を用い、さらに粗骨材Ｇ（砕石，密度：２．６４ｇ／ｃｍ３，実績率：５９％，粗骨材最大粒径：１０ｍｍ）を用いて、表８に示す配合に従って、コンクリート組成物（実施例１９〜２５）を作製した。各コンクリート組成物（実施例１９〜２５）において、ＪＩＳ−Ａ１１５０に準拠して測定されるスランプフローが７２５ｍｍ±１００ｍｍになるように、高性能減水剤の配合量を調整した。
[Examples 19 to 25]
Using the same material as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, coarse aggregate G (crushed stone, density: 2.64 g / cm 3 , actual rate: 59%, coarse aggregate maximum particle size: 10 mm) The concrete compositions (Examples 19 to 25) were prepared according to the formulation shown in Table 8. In each concrete composition (Examples 19 to 25), the blending amount of the high-performance water reducing agent was adjusted so that the slump flow measured according to JIS-A1150 was 725 mm ± 100 mm.
なお、表８中、ＳＦ配合比（質量％）は、セメント組成物Ｂ（中庸熱ポルトランドセメントＣ、シリカフュームＳＦ及び無水石膏ＡＧ）の質量に対するシリカフュームＳＦの質量比を表し、ＳＯ３量（％）は、セメント組成物Ｂ中における全石膏量（ＳＯ３換算）の質量比を表し、Ｗ／Ｂ（質量％）は、セメント組成物Ｂの質量に対する水Ｗの質量の比（水結合材比）を表すものである。 In Table 8, the SF blending ratio (% by mass) represents the mass ratio of silica fume SF to the mass of the cement composition B (medium hot portland cement C, silica fume SF and anhydrous gypsum AG), and the amount of SO 3 (%) Represents the mass ratio of the total amount of gypsum (in terms of SO 3 ) in the cement composition B, and W / B (mass%) is the ratio of the mass of water W to the mass of the cement composition B (water binder ratio). Is expressed.
［圧縮強度の測定］
上述のようにして得られたコンクリート組成物（実施例１９〜２５）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。なお、コンクリート組成物の養生条件は、図２に示すような温度履歴を示す８５℃履歴養生により行った。
結果を表９及び図６に示す。
[Measurement of compressive strength]
About the concrete composition (Examples 19-25) obtained as mentioned above, compressive strength was measured based on JIS-A1108. The curing conditions for the concrete composition were 85 ° C. history curing showing a temperature history as shown in FIG.
The results are shown in Table 9 and FIG.
表９及び図６に示すように、水結合材比を９〜１３％とすることで、８５℃履歴養生後において２００Ｎ／ｍｍ２以上の高い圧縮強度を発現し得ることが判明し、特に９．５〜１２％（実施例２０〜２４）とすることで、極めて高い圧縮強度を発現し得ることが判明した。 As shown in Table 9 and FIG. 6, it was found that by setting the water binder ratio to 9 to 13%, a high compressive strength of 200 N / mm 2 or more can be expressed after 85 ° C. history curing, especially 9 It was found that an extremely high compressive strength can be expressed by setting the content to 5 to 12% (Examples 20 to 24).
本発明の高強度セメント組成物及び高強度セメント質硬化体は、超高層建築構造物用の超高強度コンクリート等として有用である。 The high-strength cement composition and the high-strength cementitious cured body of the present invention are useful as ultrahigh-strength concrete for high-rise building structures.
Claims (5)
前記組成物中に含まれる全石膏量が、ＳＯ３換算で４〜６質量％であり、前記ポゾラン質微粉末の含有量が、９〜２４質量％であることを特徴とする高強度セメント組成物。 Portland cement having a 2CaO · SiO 2 content of 30 to 60% by mass and a 3CaO · Al 2 O 3 content of 7% by mass or less, and a pozzolanic fine powder having a BET specific surface area of 5 to 13 m 2 / g And a high-strength cement composition comprising gypsum,
High strength cement total gypsum content in the composition, Ri 4-6% by mass converted to SO 3, the content of the end the pozzolanic fine powder is characterized in that it is a 9-24 wt% Composition.
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