JP6211758B2 - 高炉スラグ粉末、該高炉スラグ粉末を含むセメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents
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Description
本発明の高炉スラグ粉末は特定の粉末度と粒度分布を有するものであり、具体的には、ブレーン値が4000〜9000cm2/gであり、かつ、ロジン・ラムラー式におけるn値が1.00〜1.20のものである。この高炉スラグ粉末は、従来のセメント混和用高炉スラグ粉末と同様にして使うことができる。
上記本発明の高炉スラグ粉末は、これに無水石膏もしくは無水石膏とシリカフュームを配合してセメント混和材にすることもできる。これらのセメント混和材を用いれば、W/Cが30%以下の低水/結合材比のフレッシュモルタルやフレッシュコンクリートであってもダイラタンシー現象が発生し難い高強度のものが得られる。セメント混和材中における上記本発明の高炉スラグ粉末の含有量は、80〜95重量%が好ましい。
前記本発明の高炉スラグ粉末や前記本発明のセメント混和材は、予め、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、本発明者らが開発した高活性セメント等に配合して、セメント組成物として用いることができる。
<フレッシュモルタルによるダイラタンシー現象の抑制性能確認試験>
粒度分布の異なる高炉スラグ粉末を製造し、これらを配合したフレッシュモルタルにつき、練混ぜ時間測定とコーンフロー測定と小型L型フロー試験器によるフロー試験を行い、練混ぜ性能と流動性能の両面からの総合評価によりダイラタンシー現象の抑制性能確認試験を行った。測定試料における結合材(セメント組成物)は、1)普通ポルトランドセメント−高炉スラグ粉末、2)普通ポルトランドセメント−高炉スラグ粉末−無水石膏、3)普通ポルトランドセメント−高炉スラグ粉末−無水石膏−シリカフュームの3つの系のものを用いた。
・高炉スラグ(JFEスチール社製)
・無水石膏(市販品;デイ・シイ社製)
・シリカフューム(市販品;エルケム社製)
・普通ポルトランドセメント(市販品;太平洋セメント社製)
・砂(セメント協会標準砂)
・高性能AE減水剤(市販品;竹本油脂社製)
ボールミルにより高炉スラグを粉砕し、基準となるブレーン値4000cm2/g、ブレーン値6000cm2/g、ブレーン値8000cm2/gの3種類の高炉スラグ粉末を用意する。ただし、ブレーン値6000cm2/gおよびブレーン値8000cm2/gの2種類の高炉スラグ粉末は、ブレーン値4000cm2/gの高炉スラグ粉末からJIS Z 8801「試験用ふるい」の45μm、20μmを通過させて用意した。次に、n値及び90μm残分、45μm残分、10μm通過分の各調整用のものとして、前記用意した高炉スラグ粉末をそれぞれ90μmふるいと45μmふるいで90μm以上の高炉スラグ粉末、90〜45μmの高炉スラグ粉末を作製した。また、10μm通過分の高炉スラグ粉末は、JCAS K−03−2005「エア・ジェット式ふるい装置によるセメントの粉末度試験方法」に準拠した10μm篩通過分を回収した。
表1に示す各高炉スラグ粉末を用い、各試験に供する表2に示す配合の結合材を作製した。普通ポルトランドセメント−高炉スラグ粉末の系では、これらの材料を混合して結合材(セメント組成物)を作製した。
(a) 試験項目及び試験方法
1) 練混ぜ時間測定
測定試料は、ミキサーの羽根の撹拌による外力が作用してダイラタンシー現象が発
生しフレッシュモルタルが硬くなって流動し難くなるものとダイラタンシー現象が発
生していないものとでは、フレッシュモルタルになるまでの練混ぜ時間が異なる。
測定し、以後、30秒ごとに同様にしてコーンフロー値を測定し、コーンフロー値が
300mm以上(良好な流動性)となるまでの練混ぜ時間を測定した。そして、練混
ぜ時間が4分を経過してもコーンフロー値が300mm以上に達しないものは、混練
過程でダイラタンシー現象が発生するため混練性能が悪くなっていると判断した。
上記コーンフロー値の測定をJIS R 5201「セメントの物理試験方法」の
0打フローに準じて行った。ダイラタンシー現象の影響を受けないでモルタルが良好
に流動であると判断できる数値として、コーンフロー値300mm以上を良好な流動
性とした。
縦長の容器に入れた測定試料の下方部では、測定試料の自重による重力が外力とな
ってダイラタンシー現象が発生し、フレッシュモルタルが硬くなって流動性が悪くな
り、容器の下方部を開放しても容器から流出し難くなる。
水平部のゲートを開いてからの(鉛直部Aと水平部Bとの間を開放状態にしてから
の)、測定試料のゲート(水平部Bにおける鉛直部Aと水平部Bとの間の開口部)か
ら水平部B内をそれぞれ100mm、200mm、300mmまで流動するのに要し
た時間(L型フロー到達時間)を測定した。そして、100mmL型フロー到達時間
が4.0秒以上、200mmL型フロー到達時間が8.0秒以上、300mmL型フ
ロー到達時間が25秒以上となるものは、いずれも測定試料の材料構成に上記ダイラ
タンシー現象の発生が加わって流動性が悪くなっていると判断した。
部Aと水平部BがL型に連結した函体であり、測定開始時には縦長の鉛直部Aと横長
の水平部Bとが仕切板2により遮断された状態となっている。そして、仕切板2は、
上方に引き抜けるようになっている。また、水平部Bの上部は開口されており、測定
試料4の流動状況を観察できるようになっている。小型L型試験器1の各寸法は図1
に示す通りである(単位;mm)。材質はアクリル樹脂製である。
を自然落下させて鉛直部Aに充填した後、仕切板2を手で上方に引上げ、鉛直部Aと
水平部Bとの間を開放状態にする。すると、鉛直部Aに充填されていた測定試料は、
ダイラタンシー現象を起さないものであれば、自重により水平部Bに流れ出し水平部
Bを測定試料の流動性に応じて水平部Bを流動するが、ダイラタンシー現象を起して
いるものは、流動し難くなって水平部Bをスムーズに流動しなくなる。
達時間を測定することにより、ダイラタンシー現象の発生の有無を含む流動性の良否
を評価できる。
上記表2に示す結合材(セメント組成物)と砂とを1:1の割合で配合し、高性能
AE減水剤を結合材に対して2.0重量%添加し、水/結合材比0.2でホバートミ
キサーにより混練してフレッシュモルタルを作製した。ただし、シリカフュームを添
加した配合No.17〜No.19については、流動性を向上させるシリカフューム
を使用したため流動性を水/結合材比0.2のものと同程度にすべく、水/結合材比
0.17でフレッシュモルタルを作製した。
表3に、練混ぜ時間、練混ぜ終了時のコーンフロー値、小型L型フロー試験器での
L型フロー到達時間の各測定結果を示す。なお、コーンフロー測定においてコーンフ
ロー値が300mm以上に達せず練混ぜが未終了のものについては、練混ぜ時間10
分でのコーンフロー値を示した。また、各測定結果の評価を○、△、×で示した。
Claims (3)
- セメント混和用の高炉スラグ粉末であって、ブレーン値が4000〜9000cm2/gであり、かつ、ロジン・ラムラー式におけるn値が1.00〜1.20であり、90μm篩残分が0.5重量%以上、かつ、45μm篩残分が5〜15重量%、かつ、10μm篩通過分が40〜80重量%であり、粒度が45μm以上の粗粉と粒度が10μm未満の微粉を同時に多く併せ持つものであることを特徴とする高炉スラグ粉末。
- 請求項1に記載の高炉スラグ粉末に無水石膏もしくは無水石膏とシリカフュームを配合してなるセメント混和材。
- ポルトランドセメントに請求項1に記載の高炉スラグ粉末もしくは請求項2に記載のセメント混和材を配合してなるセメント組成物であって、該セメント組成物中の前記ポルトランドセメントの割合が、30〜90重量%であることを特徴とするセメント組成物。
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