JP6606782B1 - Method for producing super dense cement composition - Google Patents

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Abstract

【課題】繊維が均一に分散されていて、かつ、通気性が低い、より緻密な超緻密性セメント組成物を製造することを可能とした超緻密性セメント組成物の製造方法を提案する。【解決手段】セメントと、シリカフュームと、石灰石フィラーと、補強用繊維と、水と、減水剤と、消泡剤とを混合してなる超緻密性セメント組成物の製造方法である。補強用繊維の半量、セメント、シリカフュームおよび石灰石フィラーを空練りして粉体混合物を生成する第一混合工程と、粉体混合物に水、減水剤および消泡剤を投入して練り混ぜてセメント系マトリックスを生成する第二混合工程と、セメント系マトリックスに補強用繊維の残量を添加して混合する第三混合工程とを順に行う。【選択図】図1The present invention proposes a method for producing a super dense cement composition in which fibers can be uniformly dispersed and a denser super dense cement composition having low air permeability can be produced. A method for producing a super dense cement composition comprising a mixture of cement, silica fume, limestone filler, reinforcing fiber, water, a water reducing agent, and an antifoaming agent. A first mixing process in which half of the reinforcing fiber, cement, silica fume and limestone filler are kneaded to form a powder mixture, and water, a water reducing agent and an antifoaming agent are added to the powder mixture and mixed to make a cement system A second mixing step for generating a matrix and a third mixing step for adding and mixing the remaining amount of reinforcing fibers to the cement-based matrix are sequentially performed. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、超緻密性セメント組成物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a super dense cement composition.

コンクリートやモルタルは、骨材をセメント等の結合材により凝固することで必要な強度および形状を有した硬化体を形成する。このうちコンクリートは、セメント等の結合材、水、粗骨材、細骨材および混和材等を混練してなる。一方、モルタルは、結合材、水、細骨材および混和材等を混練してなる。コンクリートおよびモルタルを構成する各材料の配合は、必要な強度やワーカビリティを確保できるように適宜決定する。
例えば、超高強度繊維補強コンクリート(Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete:UFC)は、高い強度、耐力およびじん性を確保することを目的として、水結合材比が低く、また、繊維を含有している(例えば、特許文献1参照)。超高強度繊維補強コンクリートまたは超高強度繊維補強モルタル(以下、単に「超緻密性セメント組成物」という)は、緻密で高い強度を発現することから、部材の小断面化を図ることが可能であるとともに止水性に優れた構造物を構築することができる。
Concrete and mortar form a hardened body having the necessary strength and shape by solidifying the aggregate with a binder such as cement. Among these, concrete is formed by kneading a binder such as cement, water, coarse aggregate, fine aggregate, admixture and the like. On the other hand, mortar is obtained by kneading a binder, water, fine aggregate, admixture and the like. The composition of each material constituting the concrete and mortar is appropriately determined so as to ensure the necessary strength and workability.
For example, Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete (UFC) has a low water binder ratio and contains fibers for the purpose of ensuring high strength, proof stress and toughness. (For example, refer to Patent Document 1). Ultra-high-strength fiber reinforced concrete or ultra-high-strength fiber reinforced mortar (hereinafter simply referred to as “ultra-dense cement composition”) is dense and exhibits high strength. In addition, it is possible to construct a structure excellent in water-stopping property.

特許文献1に記載の超緻密性セメント組成物は、蒸気熱養生を必要としていたため、現地製造、施工には採用し難く、工場生産等によるプレキャスト部材に使用されるのが一般的であった。一方、超緻密性セメント組成物を現地製造することができれば、耐久性に優れた構造物を構築することや、部材の薄肉化による軽量化を図ることができる。
そのため、特許文献2には、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、膨張材と、細骨材と、高張力繊維とを含むいわゆるモルタル組成物であって、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる超緻密性セメント組成物が開示されている。特許文献2のモルタル組成物は、まず、水、減水剤および高張力繊維以外の材料を混合した後、水および減水剤を添加してミキサーにより練り混ぜてモルタルを製造し、その後、製造されたモルタルに高張力繊維を添加してさらに練り混ぜることにより製造する。
Since the super dense cement composition described in Patent Document 1 requires steam heat curing, it is difficult to adopt for local production and construction, and is generally used for precast members by factory production or the like. . On the other hand, if an ultra-dense cement composition can be locally produced, it is possible to construct a structure having excellent durability and to reduce the weight by reducing the thickness of the member.
Therefore, Patent Document 2 discloses a so-called mortar composition containing cement, silica fume, water, water reducing agent, antifoaming agent, expansion material, fine aggregate, and high-tensile fiber, An ultra-compact cement composition that can express high compressive strength at an early stage by curing alone and that can reduce self-shrinkage strain is disclosed. The mortar composition of Patent Document 2 was manufactured by first mixing materials other than water, a water reducing agent and high-tensile fiber, then adding water and a water reducing agent, and kneading with a mixer to produce a mortar. Manufactured by adding high-strength fibers to mortar and further kneading.

特開2006−298679号公報JP 2006-298679 A 特開2012−144404号公報JP 2012-144404 A

ところが、水結合材比が低い超緻密性セメント組成物中に骨材が含まれていると、水結合材比の管理が難しく、製造時の品質管理に手間がかかる。すなわち、骨材として乾燥した材料を使用すると、骨材が水分を吸収することでセメント系組成物中の水分が不足し、水和反応が不十分になるおそれがある。一方、骨材として、湿潤状態のものを使用すると、設計値よりも水分が増加することで必要な強度を確保できなくなるおそれがある。また、骨材が含まれていないセメントペースト中に繊維を添加すると、繊維が均等に分散されない恐れがある。そして、繊維の分散が不均一だと、緻密性が低下する恐れがある。   However, if the aggregate is contained in the ultra-dense cement composition having a low water binder ratio, it is difficult to manage the water binder ratio, and it takes time to control the quality during production. That is, when a dry material is used as the aggregate, the aggregate absorbs moisture, so that the moisture in the cement-based composition is insufficient, and the hydration reaction may be insufficient. On the other hand, when the aggregate is used in a wet state, there is a possibility that the required strength cannot be ensured due to an increase in moisture than the design value. Moreover, when fibers are added to a cement paste that does not contain aggregates, the fibers may not be evenly dispersed. If the fiber dispersion is not uniform, the denseness may be reduced.

このような観点から、本発明は、繊維が均一に分散されていて、かつ、通気性が低い、より緻密な超緻密性セメント組成物を製造することを可能とした超緻密性セメント組成物の製造方法を提案することを課題とする。   From such a point of view, the present invention provides an ultra-dense cement composition in which fibers can be uniformly dispersed and a more dense super-dense cement composition having low air permeability can be produced. It is an object to propose a manufacturing method.

前記課題を解決するための本発明は、1m当たり1000kg以上添加されたセメントと、1m当たり90kg以上添加されたシリカフュームと、1m当たり280kg以上添加された石灰石フィラーと、1m当たり300kg〜480kg添加された補強用繊維と、前記セメント、前記シリカフュームおよび前記石灰石フィラーを含む結合材100質量%に対して8質量%以上の割合で添加された水と、前記結合材100質量%に対して0.3質量%以上の割合で添加された減水剤と、前記結合材100質量%に対して0.1質量%以上の割合で添加された消泡剤とを混合してなる超緻密性セメント組成物の製造方法である。この超緻密性セメント組成物の製造方法は、前記補強用繊維の半量、前記セメント、前記シリカフュームおよび前記石灰石フィラーを空練りして粉体混合物を生成する第一混合工程と、前記粉体混合物に前記水、前記減水剤および前記消泡剤を投入して練り混ぜてセメント系マトリックスを生成する第二混合工程と、前記セメント系マトリックスに前記補強用繊維の残量を添加して混合する第三混合工程とを順に行う。 The present invention for solving the above problems, a cement which is added 1 m 3 per 1000kg or more, and silica fume was added 1 m 3 per 90kg or more, the limestone filler is added 1 m 3 per 280kg or more, 1 m 3 per 300kg~ 480 kg of reinforcing fiber added, water added at a ratio of 8% by mass or more with respect to 100% by mass of the binder including the cement, the silica fume and the limestone filler, and 100% by mass of the binder A super dense cement obtained by mixing a water reducing agent added at a rate of 0.3% by mass or more and an antifoaming agent added at a rate of 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of the binder. It is a manufacturing method of a composition. The method for producing the ultra-dense cement composition includes a first mixing step in which a half amount of the reinforcing fiber, the cement, the silica fume, and the limestone filler are kneaded to form a powder mixture, and the powder mixture A second mixing step in which the water, the water reducing agent, and the antifoaming agent are added and kneaded to form a cement-based matrix; and the remaining amount of the reinforcing fibers is added to and mixed with the cement-based matrix. A mixing process is performed in order.

なお、前記補強用繊維は、直径が0.05mm〜0.30mmの範囲内で、長さが0.05mm〜25mmの範囲内であるのが望ましい。かかる超緻密性セメント組成物の製造方法によれば、補強用繊維を2回に分けて供給するため、材料中に繊維を均一に分散させることができる。すなわち、第一混合工程において、粉体混合物中に補強用繊維の半量を均等に分散させることができるため、第三混合工程において補強用繊維が均等に分散されたセメント系マトリックスに残りの分の補強用繊維を添加することで、新たに添加された補強用繊維を均等に分散させることができる。その結果、セメント系マトリックスを生成した後に補強用繊維を添加する場合に比べて、通気性が低く、かつ、繊維が均一に分散されたセメント組成物を製造することが可能となる。   The reinforcing fiber preferably has a diameter in the range of 0.05 mm to 0.30 mm and a length in the range of 0.05 mm to 25 mm. According to such a method for producing an ultra-dense cement composition, the reinforcing fibers are supplied in two portions, so that the fibers can be uniformly dispersed in the material. That is, in the first mixing step, half of the reinforcing fibers can be evenly dispersed in the powder mixture. Therefore, the remaining amount is added to the cement-based matrix in which the reinforcing fibers are uniformly dispersed in the third mixing step. By adding the reinforcing fibers, the newly added reinforcing fibers can be evenly dispersed. As a result, it is possible to produce a cement composition having low air permeability and having the fibers uniformly dispersed as compared with the case where the reinforcing fibers are added after the cement matrix is formed.

本発明の超緻密性セメント組成物の製造方法によれば、より緻密な超緻密性セメント組成物を製造することを可能となる。   According to the method for producing a super dense cement composition of the present invention, it becomes possible to produce a denser super dense cement composition.

本実施形態の超緻密性セメント組成物の製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the ultra-dense cement composition of this embodiment. 透気性を調べる実験における試験体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the test body in the experiment which investigates air permeability. 透気性を調べる実験において試験体を成形するための型枠を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the formwork for shape | molding a test body in the experiment which investigates air permeability. 透気性を調べる実験において試験体を成形するための他の型枠を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other formwork for shape | molding a test body in the experiment which investigates air permeability. 分散性を調べる実験における供試体の断面を示す平面図である。It is a top view which shows the cross section of the test body in the experiment which investigates dispersibility. 分散性を調べる実験における撮影画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the picked-up image in the experiment which investigates dispersibility.

本発明の実施形態では、既設コンクリート構造物の補修工事(補強工事も含む)に使用するセメント系補修材(超緻密性セメント組成物)を製造するための、超緻密性セメント組成物の製造方法について説明する。   In an embodiment of the present invention, a method for producing an ultra-dense cement composition for producing a cement-based repair material (ultra-dense cement composition) used for repair work (including reinforcement work) of an existing concrete structure Will be described.

セメント系補修材は、少なくとも、セメント、シリカフューム、石灰石フィラーからなる結合材に、水、減水剤、消泡剤、チクソ剤および急硬材を添加したセメントペーストと、補強用繊維を混合してなる。すなわち、セメント系補修材は、骨材を含有しておらず、いわゆる繊維補強コンクリートや繊維補強モルタルではない。なお、セメントペーストには、必要に応じて、膨張材、凝結遅延剤、合成樹脂粉末、ポリマーエマルジョン、ポリマーディスパージョン等を添加してもよい。   The cement-based repair material is made by mixing at least a cement paste containing water, a water reducing agent, an antifoaming agent, a thixotropic agent, and a hardener to a binder made of cement, silica fume, and limestone filler, and reinforcing fibers. . That is, the cement-based repair material does not contain aggregate, and is not so-called fiber reinforced concrete or fiber reinforced mortar. In addition, you may add an expansion | swelling material, a setting retarder, a synthetic resin powder, a polymer emulsion, a polymer dispersion etc. to a cement paste as needed.

セメントには、普通ポルトランドセメントを使用する。なお、セメントは、普通ポルトランドセメントに限定されるものではない。例えば、早期の強度発現を求める場合には、早強ポルトランドセメントまたは超早強ポルトランドセメントを使用することができる。セメントは、混合体(セメント系補修材)1m当たり1000kg以上、好ましくは1000〜1400kgの範囲内、より好ましくは1100〜1350kgの範囲内、さらにより好ましくは1200〜1280kgの範囲内でセメントを添加する。セメントの添加量が、混合体1m当たり1000gk未満の場合は、十分な劣化因子の遮断性能を確保できなくなるおそれがある。 Ordinary Portland cement is used as the cement. The cement is not limited to ordinary Portland cement. For example, when early strength development is required, early-strength Portland cement or ultra-early-strength Portland cement can be used. The cement is added in an amount of 1000 kg or more per 1 m 3 of the mixture (cement-based repair material), preferably in the range of 1000 to 1400 kg, more preferably in the range of 1100 to 1350 kg, and even more preferably in the range of 1200 to 1280 kg. To do. When the added amount of cement is less than 1000 gk per 1 m 3 of the mixture, there is a possibility that sufficient blocking performance of deterioration factors cannot be secured.

シリカフュームには、直径0.1〜0.2μm程度のガラス質シリカ球状の超微粒子粉末を使用する。なお、シリカフュームを構成する材料は限定されるものではない。シリカフュームは、硬化後のセメント系補修材の強度と耐久性の向上に寄与し、低水粉体比のコントロールにより、セメント系補修材の施工(混練時)の改善に有効である。シリカフュームは、混合体1m当たり90kg以上、好ましくは90〜280kgの範囲内、より好ましくは120〜250kgの範囲内、さらにより好ましくは130〜180kgの範囲内で添加する。なお、シリカフュームはセメント100質量%に対して5〜20質量%の範囲内で添加するのが望ましい。ここで、シリカフュームの添加量が、混合体1m当たり90kg未満だと、粘性および材料分離抵抗性が低下するとともに、所定の流動性が確保できなくなる。 As the silica fume, a glassy silica spherical ultrafine particle powder having a diameter of about 0.1 to 0.2 μm is used. In addition, the material which comprises a silica fume is not limited. Silica fume contributes to improving the strength and durability of the cement-based repair material after curing, and is effective in improving the construction (during kneading) of the cement-based repair material by controlling the low water powder ratio. Silica fume is added in an amount of 90 kg or more, preferably 90 to 280 kg, more preferably 120 to 250 kg, and still more preferably 130 to 180 kg per 1 m 3 of the mixture. Silica fume is preferably added within a range of 5 to 20% by mass with respect to 100% by mass of cement. Here, when the addition amount of silica fume is less than 90 kg per 1 m 3 of the mixture, the viscosity and material separation resistance are lowered, and predetermined fluidity cannot be secured.

石灰石フィラーには、密度が2.7〜2.8g/cm程度で、CaO(酸化カルシウム)成分が50%以上の石灰石粉末を使用する。石灰石フィラーを添加することにより、セメント系補修材中の空隙が充填されて緻密性が向上し、かつ水和反応の促進による初期強度が向上し、なおかつブリーディングを防止することでひび割れが発生し難くなる。なお、石灰石フィラーとして添加する材料は限定されるものではなく、例えば、純度95%以上で200メッシュ(74ミクロン)篩を85%以上通過する重質炭酸カルシウムを使用してもよい。石灰石フィラーは、混合体1m当たり280kg以上、好ましくは280〜580kgの範囲内、より好ましくは340〜520kgの範囲内、さらにより好ましくは400〜460kgの範囲内で添加する。石灰石粉末は形状が良好であり、セメントペーストの流動性を改善する効果がある。また、石灰石フィラーは、セメントとシリカフュームの合計の100質量%に対して28〜35質量%添加するのが望ましい。なお、石灰石フィラーの添加量が、混合体1m当たり280kg未満の場合は、打設時の適度な流動性を確保できないおそれがある。 As the limestone filler, limestone powder having a density of about 2.7 to 2.8 g / cm 3 and a CaO (calcium oxide) component of 50% or more is used. By adding limestone filler, the voids in the cement-based repair material are filled and the compactness is improved, the initial strength is improved by promoting the hydration reaction, and cracking is less likely to occur by preventing bleeding. Become. In addition, the material added as a limestone filler is not limited, For example, you may use the heavy calcium carbonate which passes a 200 mesh (74 micron) sieve 85% or more by purity 95% or more. The limestone filler is added in an amount of 280 kg or more per 1 m 3 of the mixture, preferably in the range of 280 to 580 kg, more preferably in the range of 340 to 520 kg, and still more preferably in the range of 400 to 460 kg. Limestone powder has a good shape and has the effect of improving the fluidity of the cement paste. The limestone filler is desirably added in an amount of 28 to 35% by mass with respect to 100% by mass of the total of cement and silica fume. In addition, when the addition amount of a limestone filler is less than 280 kg per 1 m 3 of the mixture, there is a possibility that appropriate fluidity at the time of placing cannot be ensured.

水には水道水を使用する。なお、水は水道水に限定されるものではなく、例えば、河川水や地下水等を浄化したものを使用してもよい。水/結合材比は、流動性や分離抵抗性、硬化後の強度や耐久性から8質量%以上、好ましくは8〜30質量%の範囲内とする。なお、水/結合材比が8質量%未満だと材料(セメント系補修材)を混練出来ないおそれがある。   Tap water is used for water. In addition, water is not limited to tap water, For example, you may use what purified river water, groundwater, etc. The water / binder ratio is 8% by mass or more, preferably 8-30% by mass, from the viewpoint of fluidity, separation resistance, strength after curing and durability. If the water / binder ratio is less than 8% by mass, the material (cement-based repair material) may not be kneaded.

減水剤には、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラニン系、ポリカルボン酸系、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤を用いることができる。減水剤の添加量は、流動性、分離抵抗性、硬化後の強度および緻密性を考慮して、セメント系補修材100質量%に対して、0.3質量%以上、好ましくは0.3〜8.0質量%の範囲内とする。   As the water reducing agent, lignin type, naphthalene sulfonic acid type, melanin type, polycarboxylic acid type, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, high performance AE water reducing agent can be used. The amount of water reducing agent added is 0.3% by mass or more, preferably 0.3 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the cement-based repair material in consideration of fluidity, separation resistance, strength after hardening, and compactness. It shall be in the range of 8.0 mass%.

消泡剤には、リン酸エステル系、シリコン系、ポリアルキレングリコール系、ポリオキシアルキレン系等が挙げられる。消泡材の添加量はセメント系補修材100質量%に対して0.1質量%以上、好ましくは0.1〜3.0質量%の範囲内とする。   Examples of the antifoaming agent include phosphoric ester, silicon, polyalkylene glycol, and polyoxyalkylene. The addition amount of the defoaming material is 0.1% by mass or more, preferably 0.1 to 3.0% by mass with respect to 100% by mass of the cement-based repair material.

チクソ剤には、セルロース系遅延剤を使用する。なお、チクソ剤を構成する材料は、セメント系補修材のチクソトロピック性を向上させる効果が得られる材料であれば限定されるものではなく、例えば、アクリル系増粘剤やバイオポリマー系増粘剤等の他の増粘剤や、繊維または粉体等を使用してもよい。チクソ剤は、セメントペーストの容積に対して30g/m以上、好ましくは30〜50g/mの割合で添加するのが望ましい。 As the thixotropic agent, a cellulosic retarder is used. The material constituting the thixotropic agent is not limited as long as it is a material that can improve the thixotropic property of the cement-based repair material. For example, an acrylic thickener or a biopolymer thickener Other thickeners such as fiber or powder may be used. Thixotropic agent, 30 g / m 3 or more with respect to the volume of the cement paste, preferably it is desirable to add at a rate of 30 to 50 g / m 3.

急硬材(急硬性混和剤)には、例えば、カルシウムアルミネート、石膏等を主材としたものを使用することができる。急硬材の添加量は、予定された硬化時間、気温、季節等に応じて、セメントペーストの容積に対して5kg/m以上、好ましくは5〜200kg/mの範囲内で適宜決定する。 As the rapid hardening material (quick hardening admixture), for example, a material mainly composed of calcium aluminate, gypsum, or the like can be used. The addition amount of the rapid hardwood, scheduled curing time, temperature, depending on the season or the like, 5 kg / m 3 or more with respect to the volume of the cement paste, preferably appropriately determined within a range of 5~200kg / m 3 .

補強用繊維には、直径が0.05〜0.3mmの範囲内、長さが0.05〜25mmの範囲内の鋼繊維を使用する。なお、補強用繊維は、鋼繊維に限定されるものではなく、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維、ビニロン繊維等を使用してもよい。なお、補強用繊維は、長さが0.5〜15mmの短繊維と、長さが10〜30mmの長繊維とを組み合わせて使用するなど、長さの異なる鋼繊維を組み合わせて使用してもよいし、同じ長さ(同等の長さ)の鋼繊維のみを使用してもよい。補強用繊維は、材料全体に対して、300〜480kg/mの範囲内で添加する。短繊維と長繊維とを組み合わせて使用する場合には、短繊維と長繊維との割合が1:1であるのが望ましいが、短繊維と長繊維との割合は限定されるものではない。 As the reinforcing fiber, a steel fiber having a diameter in the range of 0.05 to 0.3 mm and a length in the range of 0.05 to 25 mm is used. The reinforcing fibers are not limited to steel fibers, and for example, carbon fibers, aramid fibers, polyolefin fibers, vinylon fibers and the like may be used. The reinforcing fiber may be used in combination of steel fibers having different lengths, such as a combination of a short fiber having a length of 0.5 to 15 mm and a long fiber having a length of 10 to 30 mm. Alternatively, only steel fibers having the same length (equivalent length) may be used. The reinforcing fiber is added in the range of 300 to 480 kg / m 3 with respect to the entire material. When short fibers and long fibers are used in combination, the ratio of short fibers to long fibers is preferably 1: 1, but the ratio of short fibers to long fibers is not limited.

セメント系補修材は、施工現場の作業ヤード内に設置したミキサーを利用して、打設のタイミングに合わせて製造する。本実施形態のセメント系補修材の製造方法は、は、図1に示すように、第一混合工程S1、第二混合工程S2、第三混合工程S3を備えている。セメント系補修材は、まず、セメント、シリカフューム、石灰石フィラーからなる結合材と、補強用繊維の半量とを2分以上攪拌混合(空練り)する(第一混合工程S1)。なお、空練りの時間は限定されるものではないが、2〜5分程度行えばよい。次に、水および液状混和剤(減水剤、消泡剤、チクソ剤および急硬材)を加えて10分から20分間混練(本練り)する(第二混合工程S2)。そして、補強用繊維の残量(半量)を加えて2分間混練(仕上げ練り)する(第三混合工程S3)。なお、仕上げ練りの時間は限定されるものではないが、好ましくは2〜5分程度行えばよい。   The cement-based repair material is manufactured in accordance with the placement timing using a mixer installed in the work yard at the construction site. As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a cement-based repair material according to the present embodiment includes a first mixing step S1, a second mixing step S2, and a third mixing step S3. In the cement-based repair material, first, a binder composed of cement, silica fume, and limestone filler and half of the reinforcing fibers are stirred and mixed (empty kneaded) for 2 minutes or longer (first mixing step S1). In addition, although the time for emptying is not limited, it may be performed for about 2 to 5 minutes. Next, water and a liquid admixture (water reducing agent, antifoaming agent, thixotropic agent and rapid hardening material) are added and kneaded (main kneading) for 10 to 20 minutes (second mixing step S2). Then, the remaining amount (half amount) of the reinforcing fiber is added and kneaded (finished kneading) for 2 minutes (third mixing step S3). In addition, although the time of finishing kneading is not limited, Preferably it may carry out about 2 to 5 minutes.

以上、本実施形態のセメント系補修材は、補強用繊維の半量を加えて空練りするため、予め粉体混合物中に補強繊維が均等に分散された状態でセメントマトリックスを生成することができる。そして、セメントマトリックス中に補強用繊維の半量が均等に分散された状態で、補強用繊維の残量(残りの半分)を投入して混錬するため、補強用繊維が偏り難くなり、材料中の補強用繊維が均等に分散された状態で練り上げることができる。すなわち、水および液状混和剤の投入前と投入後の2回に分けて補強用繊維を投入することで、硬化後の透気係数が小さく、かつ、材料分離性に優れるセメント系材料を製造することができる。   As described above, since the cement-based repair material of the present embodiment is kneaded by adding half of the reinforcing fibers, the cement matrix can be generated in a state where the reinforcing fibers are uniformly dispersed in advance in the powder mixture. In addition, since half of the reinforcing fibers are evenly dispersed in the cement matrix and the remaining amount of the reinforcing fibers (the remaining half) are mixed and kneaded, the reinforcing fibers are less likely to be biased. These reinforcing fibers can be kneaded in a uniformly dispersed state. That is, a cement-based material having a small air permeability coefficient after curing and excellent material separability is produced by introducing reinforcing fibers in two steps before and after the addition of water and liquid admixture. be able to.

また、セメント系補修材は、骨材を含有していない、いわゆるセメントペーストであるため、水結合材比の管理がしやすい。そのため、現地において高品質に製造することができる。また、大掛かりなプラントを必要としないため、限られた作業スペースしか確保できない場所であっても、セメント系補修材の製造および打設が可能である。また、現地にて製造することで、外部から搬入する手間や費用を省略することができる。セメント系補修材は、骨材を含有していないため、補修材としての強度の管理(設計)がしやすい。すなわち、繊維補強コンクリートや繊維補強モルタルは、骨材部分とペースト部分で強度にばらつきが生じるおそれあるが、セメント系補修材は全体的に均一の品質を確保できる。また、骨材を含有していないため、狭隘部分であっても充填しやすい。   Further, since the cement-based repair material is a so-called cement paste that does not contain aggregates, it is easy to manage the water binder ratio. Therefore, it can be manufactured with high quality locally. Moreover, since a large-scale plant is not required, it is possible to manufacture and place a cement-based repair material even in a place where only a limited work space can be secured. Moreover, the labor and expense of carrying in from the outside can be omitted by manufacturing locally. Since cement-based repair materials do not contain aggregates, it is easy to manage (design) strength as repair materials. That is, fiber reinforced concrete and fiber reinforced mortar may cause variations in strength between the aggregate portion and the paste portion, but the cement-based repair material can ensure uniform quality as a whole. Moreover, since it does not contain aggregate, it is easy to fill even a narrow portion.

次に、本発明の超緻密性セメント組成物の製造方法により製造したセメント組成物の性能を確認するために実施した実験結果について説明する。実験は、粉体混合物を攪拌混合する空練り時に補強用繊維の半量を投入し、空練り後の材料に水や液状混和剤を添加して混錬する本練り後に補強用繊維の残量を投入して混錬したセメント組成物を利用する。セメント組成物により形成された硬化体の透気性およびセメント組成物中の補強用繊維の分散性について測定した。   Next, the experimental results carried out to confirm the performance of the cement composition produced by the method for producing an ultra-dense cement composition of the present invention will be described. In the experiment, half of the reinforcing fibers were added during the kneading to mix and mix the powder mixture, and the remaining amount of reinforcing fibers was added after the main kneading by adding water or a liquid admixture to the material after the kneading. A cement composition that has been added and kneaded is used. It measured about the air permeability of the hardening body formed with the cement composition, and the dispersibility of the reinforcing fiber in a cement composition.

(1)透気性
透気性の確認は、セメント組成物により形成した材齢3日の板状の試験体に対して、トレント法によるコンクリートの通気試験を行った。トレント法は、コンクリートの表面にチャンバーを設置して、チャンバー内を負圧にした際の内部の気圧の変化から透気係数を算出する試験法である。本実験では、図2に示すように、縦30cm×横30cm×厚2cmの試験体1を形成し、試験体1の5つの測定箇所(試験体1の中央1a、左上1b、右上1c、左下1dおよび右下1e)において、透気係数の測定を行った。試験は、図3に示すように、平置き状の型枠2(縦30cm×横30cm×深さ2cm)にセメント組成物を打設することより成形した試験体(実施例1−1)と、図4に示すように、縦置き状の型枠3(縦30cm×横2cm×深さ30cm)によりセメント組成物を打設することにより成形した試験体(実施例1−2)について、それぞれ行った。また、比較例として、空練り時に補強用繊維を投入せずに、本練りにより生成されたセメントマトリックスに補強用繊維を後から添加することにより製造されたセメント組成物に対して同様の試験(比較例1−1、比較例1−2)を行った。試験結果を表1に示す。
(1) Air permeability The air permeability was confirmed by conducting a concrete aeration test by a torrent method on a plate-shaped test piece of 3 days of age formed with a cement composition. The torrent method is a test method for calculating an air permeability coefficient from a change in internal atmospheric pressure when a chamber is installed on the surface of concrete and the inside of the chamber is set to a negative pressure. In this experiment, as shown in FIG. 2, a test body 1 having a length of 30 cm, a width of 30 cm, and a thickness of 2 cm was formed, and five measurement points of the test body 1 (the center 1a of the test body 1, the upper left 1b, the upper right 1c, the lower left) In 1d and lower right 1e), the air permeability coefficient was measured. As shown in FIG. 3, the test was performed by placing a cement composition on a flat-shaped mold 2 (length 30 cm × width 30 cm × depth 2 cm) (Example 1-1) and As shown in FIG. 4, each of the specimens (Examples 1-2) formed by placing the cement composition with a vertically placed mold 3 (length 30 cm × width 2 cm × depth 30 cm), respectively. went. In addition, as a comparative example, the same test was performed on a cement composition manufactured by adding a reinforcing fiber to a cement matrix generated by the main kneading without adding the reinforcing fiber during empty kneading ( Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2) were performed. The test results are shown in Table 1.

表1に示すように、平置き状の型枠2に対してセメント組成物を打設した場合の実施例1−1の平均値が0.0027×10−16に対して、比較例1−2の平均値は0.0051×10−16であった。また、縦置きの型枠3に対して打設した場合の実施例1−2の平均値が0.0056×10−16に対して、比較例1−2の平均値は0.0126×10−16であった。したがって、空練り時に補強用繊維の半量を投入し、本練り後に補強用繊維の残りの半量を添加することによって、通気性が低い緻密なセメント組成物を製造することができることが確認できた。 As shown in Table 1, the average value of Example 1-1 when a cement composition was placed on a flat-shaped mold 2 was 0.0027 × 10 −16 m 2 , a comparative example. The average value of 1-2 was 0.0051 × 10 −16 m 2 . Moreover, the average value of Example 1-2 at the time of placing with respect to the vertical formwork 3 is 0.0056 × 10 −16 m 2, whereas the average value of Comparative Example 1-2 is 0.0126. × 10 −16 m 2 . Therefore, it was confirmed that a dense cement composition having low air permeability could be produced by adding half of the reinforcing fibers during empty kneading and adding the remaining half of the reinforcing fibers after the main kneading.

(2)分散性
次に、本発明の超緻密性セメント組成物の製造方法により製造したセメント組成物からなる供試体の切断面4を写真撮影して、撮影された画像(図6参照)について、画像解析により補強用繊維が占める面積比率を算出した。本実験では、3つの供試体(実施例2−1,2−2,2−3)について、それぞれ分散性の測定を行った。また、分散性の測定(写真撮影)は、図5に示すように、各供試体の切断面4の5か所(左上4a、左下4b、右下4c、左上4d、中央4e)において行った。そして、各供試体の補強用繊維の面積の比率の平均値と標準偏差を算出した。また、比較例として、空練り時に補強用繊維を投入せずに、本練りにより生成されたセメントマトリックスに補強用繊維を後から添加することにより製造されたセメント組成物により三つの供試体(比較例2−1,2−2,2−3)を作成し、各供試体について、同様の試験を行った。試験結果を表2に示す。
(2) Dispersibility Next, a photograph of the cut surface 4 of the specimen made of the cement composition produced by the method for producing an ultra-dense cement composition of the present invention was taken, and the photographed image (see FIG. 6) Then, the area ratio occupied by the reinforcing fibers was calculated by image analysis. In this experiment, the dispersibility of each of the three specimens (Examples 2-1, 2-2, and 2-3) was measured. Further, the dispersibility measurement (photographing) was performed at five locations (upper left 4a, lower left 4b, lower right 4c, upper left 4d, center 4e) of the cut surface 4 of each specimen as shown in FIG. . And the average value and standard deviation of the ratio of the area of the reinforcing fiber of each specimen were calculated. In addition, as a comparative example, three specimens (compared with a cement composition manufactured by adding a reinforcing fiber later to a cement matrix produced by the main kneading without adding the reinforcing fiber at the time of empty kneading (comparison) Examples 2-1, 2-2, 2-3) were prepared, and the same test was performed on each specimen. The test results are shown in Table 2.

表2に示すように、実施例の標準偏差が2.56に対し、比較例では1.34であった。そのため、空練り時に補強用繊維の半量を投入し、本練り後に補強用繊維の残りの半量を添加することによって、補強用繊維が分散されていることが確認できた。   As shown in Table 2, the standard deviation of the example was 2.56, while that of the comparative example was 1.34. Therefore, it was confirmed that the reinforcing fibers were dispersed by adding half of the reinforcing fibers during empty kneading and adding the remaining half of the reinforcing fibers after the main kneading.

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、本発明の超緻密性セメント組成物の製造方法により製造される材料はセメント系補修材に限定されるものではなく、例えば、新設の構造物の被覆材として使用してもよい。また、セメント系補修材の用途は限定されるものではなく、例えば、道路、橋梁、港湾構造物、河川構造物(護岸や桟橋等)、地下構造物(トンネルやボックスカルバート等)、ダム等の補修に使用してもよい。
The embodiment according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, the material produced by the method for producing an ultra-dense cement composition of the present invention is not limited to a cement-based repair material, and may be used, for example, as a covering material for a new structure. In addition, the use of cement-based repair materials is not limited. For example, roads, bridges, harbor structures, river structures (bank protection, piers, etc.), underground structures (tunnels, box culverts, etc.), dams, etc. It may be used for repair.

1 試験体
2,3 型枠
4 切断面
S1 第一混合工程
S2 第二混合工程
S3 第三混合工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test body 2,3 Formwork 4 Cut surface S1 1st mixing process S2 2nd mixing process S3 3rd mixing process

Claims (2)

1m当たり1000kg以上添加されたセメントと、
1m当たり90kg以上添加されたシリカフュームと、
1m当たり280kg以上添加された石灰石フィラーと、
1m当たり300kg〜480kg添加された補強用繊維と、
前記セメント、前記シリカフュームおよび前記石灰石フィラーを含む結合材100質量%に対して8質量%以上の割合で添加された水と、
前記結合材100質量%に対して0.3質量%以上の割合で添加された減水剤と、
前記結合材100質量%に対して0.1質量%以上の割合で添加された消泡剤と、を混合してなる超緻密性セメント組成物の製造方法であって、
前記補強用繊維の半量、前記セメント、前記シリカフュームおよび前記石灰石フィラーを空練りして粉体混合物を生成する第一混合工程と、
前記粉体混合物に前記水、前記減水剤および前記消泡剤を投入して練り混ぜてセメント系マトリックスを生成する第二混合工程と、
前記セメント系マトリックスに前記補強用繊維の残量を添加して混合する第三混合工程とを順に行うことを特徴とする、超緻密性セメント組成物の製造方法。
And cement which is added 1 m 3 per 1000kg or more,
And silica fume which is added 1 m 3 per 90kg or more,
A limestone filler was added 1 m 3 per 280kg or more,
A reinforcing fiber added with 300 kg to 480 kg per 1 m 3 ;
Water added at a ratio of 8% by mass or more with respect to 100% by mass of the binder containing the cement, the silica fume and the limestone filler;
A water reducing agent added at a ratio of 0.3% by mass or more with respect to 100% by mass of the binder;
An antifoaming agent added at a ratio of 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of the binder, and a method for producing a super dense cement composition,
A first mixing step in which a half amount of the reinforcing fiber, the cement, the silica fume, and the limestone filler are kneaded to form a powder mixture;
A second mixing step of adding the water, the water reducing agent and the antifoaming agent to the powder mixture and kneading to produce a cementitious matrix;
A method for producing an ultra-dense cement composition, comprising sequentially performing a third mixing step of adding and mixing the remaining amount of the reinforcing fibers to the cement matrix.
前記補強用繊維の直径が0.05mm〜0.30mmの範囲内で、当該補強用繊維の長さが0.05mm〜25mmの範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の超緻密性セメント組成物の製造方法。   The diameter of the reinforcing fiber is within a range of 0.05 mm to 0.30 mm, and the length of the reinforcing fiber is within a range of 0.05 mm to 25 mm. A method for producing a dense cement composition.
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