JP6513419B2 - Process for producing a molded article formed by molding a composition for concrete having improved scaling resistance using blast furnace slag - Google Patents
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Description
本発明は、高炉スラグを用いて耐スケーリング性を向上したモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品、ならびに補修材料および補修方法に関するものである。 The present invention relates to a mortar or concrete composition having improved scaling resistance using blast furnace slag, a molded article formed by molding the same, a repair material, and a repair method.
一般に、積雪寒冷地域に設置されるコンクリート構造物は、凍結融解作用による凍害劣化を受けやすい環境にある。特に、コンクリートの表面からモルタル片（あるいはセメントペースト、骨材）がフレーク状に剥がれ落ちるスケーリングの被害事例が多い。スケーリングは、時間の経過とともにコンクリート内部に進行してコンクリートの耐久性を低下させるとともに、コンクリート表面の美観を損なわせる要因となり得ることから、スケーリングの発生を抑制するために、従来はコンクリートに含まれる空気量を通常よりも多めにするなどの対策が採られてきた。 In general, concrete structures installed in a snowy region are in an environment susceptible to frost damage due to freezing and thawing. In particular, there are many cases of scaling damage in which mortar pieces (or cement paste, aggregate) peel off in the form of flakes from the surface of concrete. Scaling progresses inside the concrete with time and decreases the durability of the concrete, and can be a factor that impairs the appearance of the concrete surface, so it is conventionally included in concrete in order to suppress the occurrence of scaling. Measures have been taken such as increasing the air volume more than usual.
一方、高炉スラグからなる材料を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物および成形品として、例えば特許文献１〜３に示されるものが知られている。 On the other hand, what is shown, for example in patent documents 1-3 is known as a composition for mortar or concrete containing a material which consists of blast furnace slag, and a cast.
特許文献１は、非晶質な高炉スラグ細骨材、ならびに比表面積がブレーン値で２５００〜７０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末およびポルトランドセメントを含む結合材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、結合材に対するポルトランドセメントの質量比が０．３〜０．９のものである。このモルタルまたはコンクリート用組成物は、下水道施設等の硫酸性雰囲気に晒される環境で使用した場合に、表面に二水石こう層が形成されるので耐硫酸性に優れるという特長がある。 Patent Document 1 is a composition for mortar or concrete containing amorphous blast furnace slag fine aggregate, and a binder containing a blast furnace slag fine powder having a specific surface area of 2500 to 7000 cm 2 / g in Blaine value and Portland cement. The mass ratio of Portland cement to the binder is 0.3 to 0.9. When used in an environment exposed to a sulfuric acid atmosphere such as a sewerage system, this mortar or concrete composition has the feature of being excellent in sulfuric acid resistance since a dihydrate gypsum layer is formed on the surface.
特許文献２は、高炉スラグ細骨材、ならびに高炉スラグ微粉末およびポルトランドセメントを含む結合材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、全細骨材に対する高炉スラグ細骨材の含有率が質量比で６６．７％以上であるものである。このモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材に高炉スラグ細骨材を使用することによりモルタルまたはコンクリートが緻密化し、高強度となることで塩化物イオンの浸透を抑制するので、耐塩害性能に優れるという特長がある。 Patent Document 2 is a composition for mortar or concrete containing blast furnace slag fine aggregate, and a binder containing blast furnace slag fine powder and portland cement, wherein the content of blast furnace slag fine aggregate relative to the total fine aggregate is The mass ratio is 66.7% or more. In this mortar or concrete composition, the use of blast furnace slag fine aggregate as the fine aggregate densifies the mortar or concrete, and by controlling the penetration of chloride ions by becoming high strength, salt resistance performance It has the feature of being excellent.
特許文献３は、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記細骨材または前記結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含み、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載のＡ法に基づく凍結融解試験における凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が６０％以上であり、耐凍害性に優れるものである。このモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材または結合材の少なくとも一方に高炉スラグを使用することにより凍害および塩害による複合劣化に対する抵抗性に優れるという特長がある。 Patent Document 3 is a composition for mortar or concrete containing fine aggregate, a binder containing cement, and water, wherein at least one of the fine aggregate or the binder is a material comprising blast furnace slag. And 60% or more of a relative dynamic modulus in 300 cycles of freeze-thaw cycles in a freeze-thaw test based on the method A according to JIS A 1148 on a mortar or concrete specimen prepared from the composition for mortar or concrete, It is excellent in frost resistance. This mortar or concrete composition is characterized in that it is excellent in resistance to combined deterioration due to frost damage and salt damage by using blast furnace slag as at least one of the fine aggregate or the binder.
なお、本出願人は上記の特許文献１〜３以外にも、特願２０１３−２１３９７３号に示されるモルタルまたはコンクリート用組成物を既に提案している。これは、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、耐凍害性に優れるものである。 In addition, the applicant has already proposed the composition for mortar or concrete shown by Japanese Patent Application No. 2013-213973 besides said patent documents 1-3. This is a composition for mortar or concrete containing fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water, and the mortar or concrete made from the composition for mortar or concrete. The relative dynamic modulus or durability index in a predetermined freeze-thaw cycle in a freeze-thaw test based on the freeze-thaw test method according to JIS A 1148 for a test sample, a fine aggregate containing no blast furnace slag fine aggregate, and cement Is greater than the relative dynamic modulus or durability index in the given freeze-thaw cycle in the above-mentioned freeze-thaw test for mortar or concrete specimens made of a composition comprising water and a binder containing Excellent.
ところで、本発明者がコンクリートのスケーリングに対する抵抗性（耐スケーリング性）に関して鋭意研究したところ、骨材または結合材として高炉スラグを多く含有する組成物は、十分な耐スケーリング性を有していることが判明した。すなわち、高炉スラグを多く含む場合には空気量が少なくても耐スケーリング性が向上することが判明した。本発明者は以上のような知見に基づき、耐スケーリング性に優れた以下の本発明に至った。 By the way, as a result of intensive research conducted by the present inventor on the resistance to scaling (scaling resistance) of concrete, it is found that a composition containing a large amount of blast furnace slag as aggregate or binder has sufficient scaling resistance. There was found. That is, when a large amount of blast furnace slag is contained, it has been found that the scaling resistance is improved even if the amount of air is small. The inventors of the present invention have arrived at the following inventions excellent in scaling resistance based on the above findings.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高炉スラグを用いて耐スケーリング性を向上したモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品、ならびに補修材料および補修方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a composition for mortar or concrete having improved scaling resistance using blast furnace slag, a molded article formed by molding the same, a repair material, and a repair method. The purpose is to
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記細骨材または前記結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含み、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２に記載のスケーリングに対する抵抗性試験による凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が２００ｇ／ｍ２程度以下であり、スケーリングに対する抵抗性に優れることを特徴とする。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, the composition for mortar or concrete according to the present invention is a composition for mortar or concrete containing fine aggregate, a binder containing cement, and water. And wherein at least one of the fine aggregate or the binder contains a material comprising blast furnace slag, the scaling as described in JSCE-K 572-2012 for mortar or concrete specimens made from the mortar or concrete composition The cumulative scaling amount after 60 cycles of freezing and thawing in the resistance test is about 200 g / m 2 or less, and is characterized by having excellent resistance to scaling.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記高炉スラグからなる材料が高炉スラグ微粉末であることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the material comprising the blast furnace slag is ground granulated blast furnace slag.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記結合材に対する前記高炉スラグ微粉末の質量比が０．６であることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a mass ratio of the ground granulated blast furnace slag to the binder is 0.6.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記高炉スラグからなる材料が高炉スラグ細骨材であることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the material comprising blast furnace slag is blast furnace slag fine aggregate.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記細骨材に対する前記高炉スラグ細骨材の質量比が１．０であることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a mass ratio of the blast furnace slag fine aggregate to the fine aggregate is 1.0.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記結合材に対する水の質量比が０．２５〜０．３０であることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the mass ratio of water to the binder is 0.25 to 0.30.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、空気連行性を有する混和剤を含有しないことを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, it does not contain an admixture having air entrainment.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、含有する空気量を２．５％以下にしたことを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the amount of air contained is 2.5% or less.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品が、スケーリングに対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a molded product obtained by molding the mortar or concrete composition is excellent in resistance to scaling.
また、本発明に係る成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品である。 The molded article according to the present invention is a molded article formed by molding the above-described mortar or concrete composition.
また、本発明に係る他の成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物に、空気連行性を有する混和剤を添加しないでも得られる成形品であり、スケーリングに対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another molded article according to the present invention is a molded article obtained without adding an admixture having air entrainment to the composition for mortar or concrete described above, and is characterized by being excellent in resistance to scaling. Do.
また、本発明に係る他の成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を蒸気養生しても得られる成形品であり、スケーリングに対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another molded article according to the present invention is a molded article obtained by steam curing the above-described composition for mortar or concrete, and is characterized by having excellent resistance to scaling.
また、本発明に係る補修材料は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を含んで構成され、モルタル表面またはコンクリート表面の補修に用いられることを特徴とする。 The repair material according to the present invention is characterized by including the composition for mortar or concrete described above and used for repairing the surface of the mortar or the surface of the concrete.
また、本発明に係る補修材料は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を用いてモルタル表面またはコンクリート表面を補修することを特徴とする。 The repair material according to the present invention is characterized in that the mortar surface or the concrete surface is repaired using the above-mentioned mortar or concrete composition.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記細骨材または前記結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含み、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２に記載のスケーリングに対する抵抗性試験による凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が２００ｇ／ｍ２程度以下であり、スケーリングに対する抵抗性に優れている。したがって、耐スケーリング性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することができるという効果を奏する。 According to the composition for mortar or concrete according to the present invention, it is a composition for mortar or concrete containing a fine aggregate, a binder containing cement, and water, which comprises the fine aggregate or the binder Cumulative scaling after 60 cycles of freezing and thawing according to the resistance test against scaling described in JSCE-K 572-2012 for mortar or concrete specimens made of the above composition for mortar or concrete, containing at least one material consisting of blast furnace slag The amount is about 200 g / m 2 or less and excellent in resistance to scaling. Therefore, there is an effect that a composition for mortar or concrete excellent in scaling resistance and a molded product formed by molding the composition can be provided.
以下に、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品、ならびに補修材料および補修方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a composition for mortar or concrete according to the present invention, a molded product formed by molding the same, and a repair material and a repair method will be described in detail based on the drawings. The present invention is not limited by this embodiment.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記細骨材または前記結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含み、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する、公益社団法人土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２（けい酸塩系表面含浸材の試験方法（案））に記載の「スケーリングに対する抵抗性試験」による凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が２００ｇ／ｍ２程度以下であり、スケーリングに対する抵抗性（耐スケーリング性）に優れるものである。 The composition for mortar or concrete according to the present invention is a composition for mortar or concrete containing a fine aggregate, a binder containing cement, and water, which is at least one of the fine aggregate and the binder. JSCE-K 572-2012 (Test Methods for Silicate-Based Surface Impregnation Material) for Mortar or Concrete Specimens Containing a Material Consisting of Blast Furnace Slag and Made with the Composition for Mortar or Concrete The cumulative scaling amount after 60 cycles of freezing and thawing according to the “resistance test against scaling” described in the draft) is about 200 g / m 2 or less, and the resistance to scaling (scaling resistance) is excellent.
ここで、高炉スラグは、高炉で銑鉄を製造する際に副生されるものであり、その主成分はCaO、SiO2、Al2O3、MgOである。この高炉スラグは、高炉スラグ微粉末あるいは高炉スラグ細骨材の形態で用いることができる。この場合、高炉スラグ微粉末は結合材として、高炉スラグ細骨材は細骨材として用いる。 Here, blast furnace slag is by-produced when producing pig iron in a blast furnace, and its main components are CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO. This blast furnace slag can be used in the form of blast furnace slag fine powder or blast furnace slag fine aggregate. In this case, ground granulated blast furnace slag is used as a binder and ground granulated blast furnace slag is used as a fine aggregate.
高炉スラグ細骨材は、非晶質な高炉スラグ細骨材である。非晶質な高炉スラグ細骨材としては、例えば、高炉スラグを水で急冷した高炉水砕スラグを軽破砕し、固結防止剤を添加したものを用いることができる。高炉水砕スラグの製造において急冷される直前の溶融高炉スラグの温度は１４００度〜１５００度であり、急冷することにより結晶への原子配列が行われないまま固結してガラス質（非結晶）となる。高炉スラグ細骨材の品質は、JIS A 5011-1に規定されている。 Blast furnace slag fine aggregate is amorphous blast furnace slag fine aggregate. As the amorphous blast furnace slag fine aggregate, for example, those obtained by light crushing of blast furnace granulated slag obtained by quenching blast furnace slag with water and adding an anti-caking agent can be used. The temperature of the molten blast furnace slag just before being quenched in the production of blast furnace granulated slag is 1400 ° C. to 1500 ° C., and by quenching, it solidifies without atomic arrangement to the crystals being performed and vitreous (amorphous) It becomes. The quality of blast furnace slag fine aggregate is defined in JIS A 5011-1.
また、高炉スラグ細骨材は、例えば密度が２．５〜３．０ｇ／ｃｍ３のものである。このように、密度が２．５〜３．０ｇ／ｃｍ３の範囲にある高炉スラグ細骨材を用いることにより、得られるモルタルまたはコンクリートの耐スケーリング性が高められる。高炉スラグ細骨材の密度が２．５ｇ／ｃｍ３未満の場合、高炉スラグ細骨材が多孔質であるため、それを用いたモルタルおよびコンクリートの強度が低くなるおそれがあり、２．５５ｇ／ｃｍ３以上、２．９０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、２．８０ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましい。 The blast furnace slag fine aggregate is, for example, one having a density of 2.5 to 3.0 g / cm 3 . Thus, the scaling resistance of the resulting mortar or concrete is enhanced by using the blast furnace slag fine aggregate having a density in the range of 2.5 to 3.0 g / cm 3 . If the density of the blast furnace slag fine aggregate is less than 2.5 g / cm 3 , the blast furnace slag fine aggregate is porous, which may lower the strength of mortar and concrete using it, 2.55 g / cm 3 or more, preferably 2.90 g / cm 3 or less, more preferably 2.80 g / cm 3 or less.
高炉スラグ微粉末は、高炉スラグを水で急冷した高炉水砕スラグを乾燥・粉砕したものであり、比表面積がブレーン値で２５００〜７０００ｃｍ２／ｇのものである。このように、比表面積がブレーン値で２５００〜７０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末を用いることにより、耐スケーリング性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物が得られる。用いられる高炉スラグ微粉末の比表面積がブレーン値で２５００ｃｍ２／ｇ未満の場合、初期強度の発現性が悪くなるおそれがあり、比表面積はブレーン値で３０００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましく、３５００ｃｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。一方、比表面積がブレーン値で７０００ｃｍ２／ｇを超える場合、コストが高くなるとともに、水和熱が高くなり、乾燥収縮ひずみが大きくなる等、コンクリートに初期欠陥を生じさせるおそれがあり、比表面積がブレーン値で６５００ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、５０００ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。 The ground granulated blast furnace slag is obtained by drying and grinding ground granulated blast furnace slag obtained by quenching the ground blast furnace slag with water, and has a specific surface area of 2500 to 7000 cm 2 / g in terms of branes. Thus, a mortar or concrete composition excellent in scaling resistance can be obtained by using ground granulated blast furnace slag having a specific surface area of 2500 to 7000 cm 2 / g in terms of branes. When the specific surface area of the blast furnace slag used is less than 2500 cm 2 / g in Blaine value, there is a possibility that the expression of the early strength is deteriorated and the specific surface area is preferably 3000 cm 2 / g or more in Blaine value, More preferably, it is at least 3500 cm 2 / g. On the other hand, when the specific surface area exceeds 7,000 cm 2 / g in branes, the cost increases, the heat of hydration increases, and the drying shrinkage strain increases, which may cause initial defects in concrete, and the specific surface area There is preferably 6500 cm 2 / g or less in Blaine value, more preferably at most 5000 cm 2 / g.
また、本発明で用いられるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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が挙げられるが、中でも普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。 The cement used in the present invention may, for example, be ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low-heat Portland cement, etc., among which ordinary Portland cement is preferably used.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するものであるが、セメント（Ｃ）と結合材（Ｂ）との質量比（Ｃ／Ｂ）は０．３以上とするのが好ましく、０．３５以上であることがより好ましい。質量比（Ｃ／Ｂ）がこのような範囲にあることにより、得られるモルタルまたはコンクリートの耐スケーリング性が良好となる。 The composition for mortar or concrete according to the present invention contains fine aggregate, a binder containing cement, and water, and the mass ratio (C / C) of cement (C) to binder (B) B) is preferably 0.3 or more, more preferably 0.35 or more. When the mass ratio (C / B) is in such a range, the scaling resistance of the resulting mortar or concrete is improved.
また、細骨材として高炉スラグ細骨材を含む場合には、細骨材（Ｓ）に対する高炉スラグ細骨材（ＢＦＳ）の質量比（ＢＦＳ／Ｓ）は０．６〜１．０とするのが好ましい。 Moreover, when a blast furnace slag fine aggregate is included as a fine aggregate, the mass ratio (BFS / S) of the blast furnace slag fine aggregate (BFS) to the fine aggregate (S) shall be 0.6 to 1.0. Is preferred.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物のうち、コンクリート用組成物は通常さらに粗骨材を含むものであり、モルタルまたはコンクリート用組成物が硬化してモルタルまたはコンクリートが得られることとなる。ここで、モルタルまたはコンクリート用組成物における水の使用量（Ｗ）としては、結合材（Ｂ）に対する水（Ｗ）の質量比（Ｗ／Ｂ）が０．２５〜０．４０であること、つまり結合材（Ｂ）１００質量部に対して、水（Ｗ）が２５〜４０質量部であることが好ましい。また、コンクリート用組成物における粗骨材の使用量としては、結合材（Ｂ）１００質量部に対して、粗骨材が１００〜５００質量部であることが好ましい。また、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、さらにその他の成分を含有しても構わない。 Among the compositions for mortar or concrete of the present invention, the composition for concrete usually further contains a coarse aggregate, and the composition for mortar or concrete hardens to obtain mortar or concrete. Here, as a usage amount (W) of water in the composition for mortar or concrete, the mass ratio (W / B) of water (W) to the binder (B) is 0.25 to 0.40. That is, it is preferable that it is 25-40 mass parts of water (W) with respect to 100 mass parts of bonding materials (B). Moreover, as a usage-amount of the coarse aggregate in the composition for concrete, it is preferable that a coarse aggregate is 100-500 mass parts with respect to 100 mass parts of binding materials (B). The composition for mortar or concrete of the present invention may further contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、スケーリングに対する抵抗性、つまり凍害に対する抵抗性に優れるとともに、後述するように塩害に対する抵抗性にも優れている。したがって、耐スケーリング性、耐凍害性はもちろんのこと、耐塩害性が要求される建造物等の施工や、冬季に融雪剤が散布される山間部の高速道路等といった塩害と凍害が複合して生じ得る場所に対して特に有効である。また、こうした用途以外にも例えば、寒冷地域における海岸構造物、海洋構造物、水路構造物、道路構造物、擁壁構造物の耐凍害性と耐塩害性が要求される現場で好適に用いられる。このとき、予め本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物を成形し、成形品（プレキャストコンクリート製品）として施工してもよいし、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物を用いてモルタル表面またはコンクリート表面を補修する使用態様であっても構わない（本発明の補修方法）。ここで、本発明の補修材料としては上記のモルタルまたはコンクリート用組成物を含んで構成することができる。 The composition for mortar or concrete of the present invention is excellent in resistance to scaling, that is, resistance to frost damage, and also excellent in resistance to salt damage as described later. Therefore, not only scaling resistance and frost resistance, but also construction of buildings etc. which are required to be salt damage, and salt damage and frost damage such as expressways in mountainous areas where snow melting agents are dispersed in winter It is particularly effective for places where it can occur. In addition to these applications, for example, it can be suitably used in sites where frost resistance and salt resistance of coastal structures, marine structures, water channel structures, road structures, and retaining wall structures in cold regions are required. . At this time, the composition for mortar or concrete of the present invention may be formed in advance and applied as a molded article (precast concrete product), or the mortar surface or concrete surface may be formed using the composition for mortar or concrete of the present invention. It may be a use mode to repair (the repair method of the present invention). Here, as the repair material of the present invention, the composition for mortar or concrete described above can be included.
次に、本発明の作用効果について、図１〜図７の試験概要および試験結果を用いて説明する。この試験では、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物が、スケーリング（凍害）および塩害に対する抵抗性、さらにはこれらの複合劣化に対する抵抗性に優れることを確認するために、上記のＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２（けい酸塩系表面含浸材の試験方法（案））に記載の「スケーリングに対する抵抗性試験」に基づいた試験を行っている。なお、以下においては、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物により作製したコンクリート供試体（以下、試験体という。）に対する試験結果について説明するが、コンクリートから粗骨材を除いて成るモルタルにおいても同様になると考えられる。 Next, the function and effect of the present invention will be described using the test outline and the test results of FIGS. 1 to 7. In this test, in order to confirm that the composition for mortar or concrete of the present invention is excellent in scaling (freezing damage) and resistance to salt damage, and further, resistance to these combined deteriorations, the above-mentioned JSCE-K 572- Tests based on the “resistance to scaling test” described in 2012 (Test method for silicate-based surface impregnation materials (draft)) are conducted. In addition, although the test result with respect to the concrete test body (henceforth a test body) produced with the composition for mortars or concretes concerning the present invention is explained below, also in the mortar which removes a coarse aggregate from concrete. It is considered to be similar.
この「スケーリングに対する抵抗性試験」で使用した試験体（試験体番号１〜５）の示方配合を表１に示す。ここで、試験体の養生方法は、蒸気養生後、気中養生としている。 Table 1 shows the composition of the test specimens (test specimen Nos. 1 to 5) used in this "resistance to scaling test". Here, the curing method of the test body is air curing after steam curing.
表１中、「Ｗ」は水を、「Ｃ」は普通ポルトランドセメントを、「ＢＰ」は高炉スラグ微粉末を、「ＢＦＳ」は高炉スラグ細骨材を、「Ｓ」は細骨材を、「Ｇ１５」は粗骨材を意味している。ここで、「Ｓ」の細骨材としては硬質砂岩砕砂を用い、粗骨材としては粒径１５ｍｍ級のものを使用している。また、「Ａｄ」は減水剤を、「ＡＥ」は空気量調整剤（ＡＥ剤）を、「Ｗ／Ｂ」は水結合材比（水量／結合材量）を、「Ａｉｒ」は空気量を意味している。ここで、「Ｂ」は結合材量であり、普通ポルトランドセメント量Ｃと高炉スラグ微粉末量ＢＰの和である。また、「ＡＥ」の欄において「＊１」と記載されているものは、所定量使用したことを示している。 In Table 1, "W" is water, "C" is ordinary Portland cement, "BP" is blast furnace slag fine powder, "BFS" is blast furnace slag fine aggregate, "S" is fine aggregate, "G15" means coarse aggregate. Here, hard sandstone crushed sand is used as the fine aggregate of "S", and a coarse aggregate having a particle diameter of 15 mm is used. In addition, “Ad” is a water reducing agent, “AE” is an air amount regulator (AE agent), “W / B” is a water binder ratio (water amount / binder amount), and “Air” is an air amount. I mean. Here, “B” is the amount of binder, which is the sum of the amount of ordinary Portland cement C and the amount of fine blast furnace slag powder BP. Moreover, what is described as "* 1" in the column of "AE" has shown having used predetermined amount.
上述したように、この試験は、ＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２（けい酸塩系表面含浸材の試験方法（案））に記載の「スケーリングに対する抵抗性試験」にしたがって実施している。以下に、この試験の概略的な手順について説明する。 As described above, this test is conducted according to the "resistance to scaling test" described in JSCE-K 572-2012 (Test Method for Silicate-based Surface Impregnation Material (Draft)). Below, the outline procedure of this test is demonstrated.
ａ）吸水工程
図１に示すように、試験体を試験容器の底面から１０ｍｍの位置に設置し、深さ５ｍｍ程度となるように試験液に浸漬させ、温度２０±２℃の条件下で含浸面（試験面）より７日間吸水させる。試験容器は、水の蒸発を防ぐために試験液表面をアルミホイル等で覆う。
a) Water absorption process As shown in FIG. 1, the test body is placed at a position of 10 mm from the bottom of the test container, immersed in the test solution to a depth of about 5 mm, and impregnated at a temperature of 20 ± 2 ° C. Absorb water for 7 days from the surface (test surface). The test container covers the surface of the test solution with aluminum foil or the like to prevent evaporation of water.
ｂ）試験液
濃度が（３．０±０．３）％の塩化ナトリウム水溶液とする。試験液は、ＪＩＳ Ｋ ８１５０の塩化ナトリウムを、ＪＩＳ Ｋ ００５０の７．３に規定する水に溶かして調製する。
b) Test solution Make up a sodium chloride aqueous solution with a concentration of (3.0 ± 0.3)%. The test solution is prepared by dissolving sodium chloride of JIS K 8150 in water specified in 7.3 of JIS K 0050.
ｃ）試験体の設置
試験容器内の試験体の浸漬深さが５ｍｍ程度となるように、試験液を調整し、凍結融解試験を開始する。
c) Installation of test sample Adjust the test solution so that the immersion depth of the test sample in the test container is about 5 mm, and start the freeze-thaw test.
ｄ）凍結融解サイクル
試験槽内の温度を±０．５℃の範囲で管理し、２０℃から−２０℃までの凍結工程を４時間（凍結速度：１０℃／時間）、−２０℃の温度保持を３時間、−２０℃から２０℃までの融解工程を４時間（融解速度：１０℃／時間）、２０℃の温度保持を１時間、計１２時間を１サイクルとする。このサイクルを６０サイクルまで繰り返す。なお、各工程は±１０分の範囲で管理し、１サイクルに要する時間は±３０分の範囲を超えてはならないものとする。
d) Freeze-thaw cycle The temperature in the test tank is controlled in the range of ± 0.5 ° C, the freezing process from 20 ° C to -20 ° C for 4 hours (freeze rate: 10 ° C / hour), the temperature of -20 ° C Holding is performed for 3 hours, a melting step from -20 ° C to 20 ° C for 4 hours (melting rate: 10 ° C / hour), temperature holding at 20 ° C for 1 hour, and 12 cycles in total. This cycle is repeated up to 60 cycles. Each step is managed within a range of ± 10 minutes, and the time required for one cycle shall not exceed the range of ± 30 minutes.
ｅ）スケーリング片の質量の測定
凍結融解６サイクル間隔で試験面より剥離したスケーリング片の質量を測定する。試験体を入れた容器を３分間超音波洗浄機で処理する。試験液をろ紙を用いて自然ろ過した後に、残ったスケーリング片とろ紙を一緒に温度１０５±５℃の恒温槽にて２４時間乾燥させる。そして、スケーリング片とろ紙を温度２０±２℃、相対湿度（６０±５）％の条件下で１時間±５分冷却させ、その質量を０．０１ｇまで測定する。
e) Measurement of mass of scaling piece The mass of the scaling piece peeled off from the test surface is measured at six cycle intervals of freeze-thaw. The container containing the test sample is treated with an ultrasonic cleaner for 3 minutes. After naturally filtering the test solution with filter paper, the remaining scaling pieces and the filter paper are dried together in a thermostat at a temperature of 105 ± 5 ° C. for 24 hours. Then, the scaling piece and the filter paper are cooled for 1 hour ± 5 minutes under the conditions of a temperature of 20 ± 2 ° C and a relative humidity (60 ± 5)%, and the mass is measured to 0.01 g.
ｆ）スケーリング量の算出
スケーリング量は、次式により四捨五入によって、小数点以下２けたの値に丸めて示す。
f) Calculation of scaling amount The scaling amount is shown by rounding off to two decimal places according to the following equation.
Ｓｎ＝（Σｍｎ）／Ａ S n = (Σ m n ) / A
ここに、Ｓｎ：凍結融解ｎサイクル後の累積のスケーリング量（ｇ／ｍ２）、ｍｎ：凍結融解ｎサイクル後に試験面より剥離したスケーリング片の累積の質量（ｇ）、Ａ：試験面の面積（ｍ２） Here, S n : cumulative scaling amount (g / m 2 ) after freeze thaw cycles, m n : cumulative weight of scale pieces exfoliated from the test surface after freeze thaw cycles (g), A: test surface Area of (m 2 )
上記の試験手順により得られた試験結果を表２に示す。また、表２の数値をプロットしたグラフを図２に、試験終了後（凍結融解６０サイクル後）の各試験体の試験面の状態を図３〜図７に示す。なお、図３〜図７では、各試験体番号について作製した３個の試験体（１）〜（３）の状態を一例として示している。 The test results obtained by the above test procedure are shown in Table 2. Moreover, the graph which plotted the numerical value of Table 2 is shown in FIG. 2, and the state of the test surface of each test body after test completion (after 60 cycles of freeze-thaw) is shown in FIGS. In addition, in FIGS. 3-7, the state of three test body (1)-(3) produced about each test body number is shown as an example.
試験体番号５は、表１の配合に示すように、従来のスケーリング抑制対策型のコンクリートに相当するものである。表２および図２に示すように、試験体番号５の凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量は、３４４（ｇ／ｍ２）であった。 The test sample No. 5 corresponds to the conventional anti-scaling suppression type concrete as shown in the composition of Table 1. As shown in Table 2 and FIG. 2, the cumulative scaling amount after 60 cycles of freeze-thaw of the test specimen No. 5 was 344 (g / m 2 ).
試験体番号４は、表１の配合に示すように、試験体番号５における細骨材の全てを高炉スラグ細骨材に置換したものに相当する。表２および図２に示すように、試験体番号４の凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量は、２７０（ｇ／ｍ２）であった。このように、Ｗ／Ｂ＝３０％、空気量４．５％の配合のものにおいて、高炉スラグ細骨材を１００％使用することで、累積スケーリング量が３４４から２７０（ｇ／ｍ２）に低下し、スケーリングに対する抵抗性が高まる。このため、試験体番号４は試験体番号５に比べて、凍害および塩害による複合劣化に対する抵抗性（耐複合劣化性能）に優れることがわかる。 As shown in the composition of Table 1, the test sample No. 4 corresponds to one in which all of the fine aggregate in the test sample No. 5 is replaced with blast furnace slag fine aggregate. As shown in Table 2 and FIG. 2, the cumulative scaling amount after 60 cycles of freeze-thaw of the test specimen No. 4 was 270 (g / m 2 ). Thus, with 100% blast furnace slag fine aggregate in W / B = 30% and air content 4.5%, the cumulative scaling amount is 344 to 270 (g / m 2 ) Decrease and increase resistance to scaling. For this reason, it is understood that the test sample No. 4 is superior to the test sample No. 5 in resistance to composite deterioration due to frost damage and salt damage (composite deterioration resistance performance).
試験体番号３は、表１の配合に示すように、試験体番号４の配合において空気量４．５％を２．５％に減らしたものに相当する。表２および図２に示すように、試験体番号３の凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量は、４０９（ｇ／ｍ２）であった。 The test sample No. 3 corresponds to the test sample No. 4 in which the air amount was reduced to 4.5% to 2.5% as shown in the composition of Table 1. As shown in Table 2 and FIG. 2, the cumulative scaling amount after 60 cycles of freeze-thaw of the test specimen No. 3 was 409 (g / m 2 ).
試験体番号２は、表１の配合に示すように、試験体番号３の配合において普通ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ微粉末に置換したものに相当する。表２および図２に示すように、試験体番号２の凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量は、２１３（ｇ／ｍ２）であった。このように、Ｗ／Ｂ＝３０％、空気量２．５％、高炉スラグ細骨材１００％の配合のものにおいて、高炉スラグ微粉末を使用することで、累積スケーリング量が４０９から２１３（ｇ／ｍ２）に大きく低下し、スケーリングに対する抵抗性が大きく改善する。このため、試験体番号２は試験体番号３に比べて、耐複合劣化性能に優れることがわかる。 As shown in the composition of Table 1, the test sample No. 2 corresponds to one obtained by replacing a part of ordinary portland cement with the ground granulated blast furnace slag in the composition of the test sample No. 3. As shown in Table 2 and FIG. 2, the cumulative scaling amount after 60 cycles of freeze-thaw of the test specimen No. 2 was 213 (g / m 2 ). As described above, in the composition of W / B = 30%, air content 2.5%, and blast furnace slag fine aggregate 100%, the cumulative scaling amount is 409 to 213 (g It greatly falls to / m 2 ), and the resistance to scaling is greatly improved. For this reason, it is understood that the test sample No. 2 is superior to the test sample No. 3 in the composite deterioration resistance performance.
試験体番号１は、表１の配合に示すように、試験体番号２の配合においてＷ／Ｂを３０％から２５％に減らしたものに相当する。表２および図２に示すように、試験体番号１の凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量は、１８６（ｇ／ｍ２）であった。このように、空気量２．５％、高炉スラグ微粉末使用、高炉スラグ細骨材１００％の配合のものにおいて、Ｗ／Ｂ＝２５％とすることで、累積スケーリング量が２１３から１８６（ｇ／ｍ２）に低下し、スケーリングに対する抵抗性がさらに改善する。このため、試験体番号１は試験体番号２に比べて、耐複合劣化性能により優れることがわかる。 The test sample No. 1 corresponds to the W / B reduced from 30% to 25% in the formulation of the test sample No. 2 as shown in the formulation of Table 1. As shown in Table 2 and FIG. 2, the cumulative scaling amount after 60 cycles of freeze-thaw of the test specimen No. 1 was 186 (g / m 2 ). As described above, the cumulative scaling amount is 213 to 186 (g) by setting W / B = 25% in the composition of air amount 2.5%, blast furnace slag fine powder use, and blast furnace slag fine aggregate 100%. / M 2 ), which further improves the resistance to scaling. For this reason, it is understood that the test sample No. 1 is superior to the test sample No. 2 in the composite deterioration resistance performance.
上記の試験結果によれば、試験体番号１および試験体番号２は、凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が概ね２００ｇ／ｍ２程度以下という非常に低い値であることから、スケーリングに対する抵抗性に非常に優れていることがわかる。したがって、これらは耐複合劣化性能についても非常に優れているといえる。 According to the above-mentioned test results, since the cumulative scaling amount after 60 cycles of freezing and thawing is a very low value of about 200 g / m 2 or less, the test sample No. 1 and the test sample No. 2 are resistant to scaling. It is clear that it is very good. Therefore, it can be said that these are also very excellent in composite degradation resistance performance.
以上より、モルタルまたはコンクリートの耐複合劣化性能を改善するためには、モルタルまたはコンクリート用組成物において、セメントの一部として高炉スラグ微粉末を使用するとともに、高炉スラグ細骨材を使用することが好適である。この場合、耐複合劣化性能をより高める上で、結合材に対する水の質量比（Ｗ／Ｂ）を０．２５〜０．３０とすることが好ましく、０．２５（Ｗ／Ｂ＝２５％）とするのがより好ましい。また、結合材に対する高炉スラグ微粉末の質量比が０．６のものが好ましく、細骨材に対する高炉スラグ細骨材の質量比が１．０であることが好ましい。 From the above, in order to improve the composite deterioration resistance performance of mortar or concrete, it is possible to use blast furnace slag fine powder as a part of cement and to use blast furnace slag fine aggregate in a composition for mortar or concrete It is suitable. In this case, in order to further improve the composite deterioration resistance performance, it is preferable to set the mass ratio (W / B) of water to the binder to 0.25 to 0.30, 0.25 (W / B = 25%) It is more preferable to The mass ratio of ground granulated blast furnace slag to the binder is preferably 0.6, and the mass ratio of ground granulated blast furnace slag to the fine aggregate is preferably 1.0.
したがって、本発明のうち、高炉スラグ微粉末および高炉スラグ細骨材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、特にスケーリングに対する抵抗性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物および成形品を提供することができる。また、ＡＥ剤などの空気連行性を有する混和剤を添加しないで得られた成形品も、蒸気養生を行って得られた成形品も、耐スケーリング性に優れていることから、本発明は、プレキャストコンクリート製品の耐スケーリング対策として有効である。 Therefore, according to the present invention, according to the composition for mortar or concrete containing blast furnace slag fine powder and blast furnace slag fine aggregate, a composition and molded article for mortar or concrete excellent in resistance to scaling in particular are provided. be able to. Further, the molded product obtained without adding an admixture having air entrainment such as an AE agent and the molded product obtained by performing steam curing are excellent in scaling resistance, and the present invention It is effective as an anti-scaling measure for precast concrete products.
また、本発明の成形品を用いたコンクリート製品によれば、耐スケーリング性すなわち耐凍害性はもちろんのこと耐塩害性をも有している。このため、例えば、本発明を寒冷地域の海岸・海洋構造物などの塩害を受ける可能性のある環境下の構造物に適用した場合、優れた耐スケーリング性能すなわち耐凍害性能および耐塩害性能が発揮されるので、普通モルタルやコンクリートで構成した場合に比べ構造物の耐用年数を延ばすことができる。 Moreover, according to the concrete product using the molded article of the present invention, it has not only scaling resistance, that is, freezing resistance, but also salt resistance. Therefore, for example, when the present invention is applied to a structure in an environment susceptible to salt damage such as a coastal area or marine structure in a cold area, excellent scaling resistance performance, ie, freeze resistance performance and salt resistance performance is exhibited. Therefore, the service life of the structure can be extended as compared with the case where it is composed of ordinary mortar or concrete.
以上説明したように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記細骨材または前記結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含み、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２に記載のスケーリングに対する抵抗性試験による凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が２００ｇ／ｍ２程度以下であり、スケーリングに対する抵抗性に優れている。したがって、耐スケーリング性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することができるという効果を奏する。 As described above, according to the composition for mortar or concrete according to the present invention, a composition for mortar or concrete containing fine aggregate, a binder containing cement, and water, which comprises Freeze-thaw according to the resistance test against scaling described in JSCE-K 572-2012 for mortar or concrete specimens made of the composition for mortar or concrete, containing materials consisting of blast furnace slag in at least one of the materials or the binder The cumulative scaling amount after 60 cycles is about 200 g / m 2 or less and excellent in resistance to scaling. Therefore, there is an effect that a composition for mortar or concrete excellent in scaling resistance and a molded product formed by molding the composition can be provided.
以上のように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品、ならびに補修材料および補修方法は、ＡＥ剤などの空気連行性を有する混和剤を用いない蒸気養生したモルタルやコンクリート製品に有用であり、特に、スケーリングに対する抵抗性に優れることから、塩害や凍害のおそれのある沿岸地域や寒冷地域で使用するモルタルやコンクリート製品に適している。 As described above, the composition for mortar or concrete according to the present invention, a molded article formed by molding the same, and a repair material and a repair method are steam cured without using an admixture having air entrainment such as an AE agent. It is useful for mortar and concrete products, and in particular, because it is excellent in resistance to scaling, it is suitable for mortar and concrete products used in coastal areas and cold areas where there is a risk of salt damage and frost damage.
Claims (1)
前記コンクリート用組成物は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、粗骨材と、セメントと高炉スラグ微粉末を含む結合材と、水とを含有するとともに、空気連行性を有する混和剤を含有しない組成物であり、
前記結合材に対する前記高炉スラグ微粉末の質量比が０．６であり、
前記細骨材に対する前記高炉スラグ細骨材の質量比が１．０であり、
前記結合材に対する水の質量比が０．２５〜０．３０であり、
前記粗骨材の最大寸法が１５ｍｍであり、
含有する空気量が２．５％以下であり、
前記コンクリート用組成物を蒸気養生後、気中養生して作製したコンクリート供試体に対するＪＳＣＥ−Ｋ ５７２−２０１２に記載のスケーリングに対する抵抗性試験による凍結融解６０サイクル後の累積スケーリング量が２００ｇ／ｍ２程度以下であり、
前記コンクリート用組成物を蒸気養生後、気中養生して、スケーリングに対する抵抗性に優れた成形品を製造することを特徴とする成形品の製造方法。 A concrete for concrete production with excellent resistance to scaling of the surface of the concrete composition molded article manufacturing method of the obtained by molding,
Before Kiko Nkurito composition includes a fine aggregate comprising a blast furnace slag fine aggregate, and coarse aggregate, a binder containing cement and blast furnace slag, along with containing water, an air entraining A composition that does not contain an admixture,
The mass ratio of the ground granulated blast furnace slag to the binder is 0.6,
The mass ratio of the blast furnace slag fine aggregate to the fine aggregate is 1.0,
The mass ratio of water to the binder is 0.25 to 0.30,
The largest dimension of said coarse aggregate is 15 mm,
The amount of air contained is 2.5% or less,
Before Kiko Nkurito composition for post steam curing, the cumulative scaling amount after freeze-thaw 60 cycles by resistance test for scaling according to JSCE-K 572-2012 for concrete specimens were prepared by curing in the air is 200 g / m 2 or less ,
A method for producing a molded article, comprising steam curing and air curing the composition for concrete to produce a molded article having excellent resistance to scaling.
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