JP6801748B1 - モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート - Google Patents
モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート Download PDFInfo
- Publication number
- JP6801748B1 JP6801748B1 JP2019123043A JP2019123043A JP6801748B1 JP 6801748 B1 JP6801748 B1 JP 6801748B1 JP 2019123043 A JP2019123043 A JP 2019123043A JP 2019123043 A JP2019123043 A JP 2019123043A JP 6801748 B1 JP6801748 B1 JP 6801748B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- concrete
- parts
- admixture
- metakaolin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
本実施形態に係るモルタル・コンクリート用混和材は、シリカフュームと、メタカオリンとを含む。
シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する、排ガス中のダストを集塵して得られる副産物である。シリカフュームの主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のSiO2であり、その含有率は90〜98質量%程度である。このようなシリカフュームを用いることで、モルタル及びコンクリートにおける高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を確保できる。
メタカオリンは、カオリン鉱物をか焼することによって得られる非晶質性の粉末である。メタカオリンの主成分は、SiO2及びAl2O3である。メタカオリンにおけるSiO2の含有率を特に限定するものではないが、好ましくは40〜60質量%であり、より好ましくは49〜54質量%である。メタカオリンにおけるAl2O3の含有率は好ましくは40〜50質量%であり、より好ましくは42〜47質量%である。メタカオリンはSiO2及びAl2O3以外の成分として、微量のFe2O3、TiO2などの微量成分を含有する。このようなメタカオリンを用いることで、モルタル及びコンクリートにおける高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を確保できる。
ムライト(Mullite)は、カオリン鉱物を高温焼成することで生成される結晶質鉱物である。ポゾラン反応性材料は、一般に結晶性が低いほど反応性が高く、硬化物の緻密化に貢献すると考えられる。優れた塩化物浸透抵抗性を得るためにはメタカオリン原料の焼成工程で生成する結晶性のムライト量が少ないことが効果的である。ただし、工業的にムライト量が0である必要はなく、少量含まれていてもよい。メタカオリン100質量部中のムライトの量は、5質量部以下であり、好ましくは0〜4.0質量部であり、より好ましくは0.1〜3.0質量部であり、更に好ましくは0.2〜2.0質量部である。
カオリナイト(Kaolinite)は、カオリン鉱物の1つであり、粘土鉱物の中では膨潤性の低い鉱物として知られている。カオリナイトの多くはメタカオリン原料の焼成工程でメタカオリンへと転移するが、コンクリート中に微量に含まれると、その膨潤性による硬化物の緻密化により、またそのイオン交換能により、塩化物浸透抵抗性の向上が期待できる。カオリナイト量が多過ぎると、反応性が低下するほか、コンクリートの流動性に悪影響を及ぼすと考えられる。メタカオリン100質量部中のカオリナイトの量は、0.1質量部以上であり、好ましくは0.2〜5.0質量部であり、より好ましくは0.3〜3.0質量部であり、更に好ましくは0.5〜1.0質量部である。
メタカオリン中に含まれていてもよいその他の鉱物としては、ルチル(Rutile)、クオーツ(Quartz)、γ−アルミナ(Alumina gamma)、マスコバイト(Muscovite)、アナターゼ(Anatase)等が挙げられる。塩化物浸透抵抗性の観点から、メタカオリン100質量部中のそれぞれの鉱物の量は、以下のとおりとすることができる。
ルチル:好ましくは0.05〜0.5質量部であり、より好ましくは0.1〜0.4質量部であり、更に好ましくは0.15〜0.3質量部である。
クオーツ:好ましくは0.3〜2.0質量部であり、より好ましくは0.3〜1.5質量部であり、更に好ましくは0.5〜1.3質量部である。
γ−アルミナ:好ましくは0〜5.0質量部であり、より好ましくは0〜3.0質量部であり、更に好ましくは0〜2.0質量部である。
マスコバイト:好ましくは0.3〜5.0質量部であり、より好ましくは0.5〜2.5質量部であり、更に好ましくは0.5〜2.3質量部である。
アナターゼ:好ましくは0.3〜2.0質量部であり、より好ましくは0.5〜1.5質量部であり、更に好ましくは0.6〜1.0質量部である。
非晶質とは、結晶のように原子や分子が規則正しい構造をもたず、不規則な配列をしている固体であり、アモルファスとも呼ばれる。一般に結晶性の高い物質は安定しており、化学反応性が低い。非晶質量が多ければ反応性が高く、硬化物の緻密化に貢献するため、優れた塩化物浸透抵抗性を得るためにはメタカオリン中の非晶質量が多いことが効果的である。メタカオリン100質量部中の非晶質の量は、80質量部以上であり、好ましくは85〜99質量部であり、より好ましくは90〜98質量部であり、更に好ましくは95〜97質量部である。
本実施形態に係る水硬性組成物は、上記のモルタル・コンクリート用混和材と、結合材とを含む。
結合材はセメントを含む。セメントとして、ポルトランドセメント、高炉セメントが挙げられる。ポルトランドセメントとしては、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、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及び耐硫酸塩ポルトランドセメントが挙げられる。これらのうち一種を単独で使用してもよく二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末等を適時セメントに加えて使用しても良い。
本実施形態に係るセメント組成物は、上記の水硬性組成物と、水と、細骨材と、化学混和剤とを含む。
水として、水道水、蒸留水又は脱イオン水などを使用すればよい。水と結合材の質量比(水/結合材)は好ましくは0.21〜0.70であり、より好ましくは0.23〜0.68であり、更に好ましくは0.25〜0.66であり、特に好ましくは0.27〜0.63である。この質量比が0.21未満であると、所定のフレッシュ性状(流動性、空気量等)や成形性の確保が難しくなる傾向にあり、0.70を超えると、圧縮強度や耐久性が低下する傾向にある。
細骨材として、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石骨材、高炉スラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を併用することができる。細骨材は、モルタルスラリーの流動性の観点から、粒径0.15mm以下の粒群を、好ましくは70〜98質量%、より好ましくは72〜97質量%、更に好ましくは75〜96質量%含む。細骨材は、粒径0.15mm以下の粒群を上記範囲で含むとともに、粒径0.075mm以下の粒群を、好ましくは16〜80質量%、より好ましくは20〜75質量%、更に好ましくは25〜70質量%含む。なお、微粒分の調製方法は、特に限定されないが、例えば、2種類以上の粒度の異なる細骨材を混ぜ合わせることによって調製可能である。
化学混和剤としては、減水剤、AE剤、消泡剤、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤などが挙げられる。求められる性能に応じてこれらのうち、一種を単独で使用してもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。
本実施形態に係るコンクリートは、上記のセメント組成物と、粗骨材を含む。上記本実施形態に係るセメント組成物に、粗骨材を適量組み合わせることにより、コンクリートを調製することできる。組み合わせる粗骨材の量及び水の量は、目標圧縮強度、じん性、及び目標スランプに応じて適宜変えればよい。
粗骨材としては、例えば、砂利、砕石、石灰石骨材、高炉スラグ粗骨材、電気炉酸化スラグ粗骨材等を使用することができる。また、上記粗骨材は、5mmの篩いに85質量%以上残留する粒径を有することがより好ましい。
・結合材(好適にはポルトランドセメント):200〜700kg/m3
・水:130〜200kg/m3
・シリカフューム:5〜40kg/m3
・メタカオリン:5〜40kg/m3
・細骨材:500〜1500kg/m3
・粗骨材:500〜1500kg/m3
以下の表1及び表2に示す材料を使用した。
(1)粉末X線回折分析
表2に示したメタカオリンについて、粉末X線回折分析により鉱物組成を測定した。X線回折装置は、ブルカージャパン社製D2 PHASER 2nd Genを使用した。X線の測定条件は管電圧30kV、管電流10mA、ステップ間隔0.02°、計測時間0.5sとした。測定材料に対して内部標準物質(Al2O3)を9:1の割合で混合して、振動ミルにかけた試料について、リートベルト解析ソフトMDI JADE 6を用いて、検出物の定量を行った。結果を表3に示す。
(2)比表面積測定試験
表2に示したメタカオリンについて、BET法に準じた比表面積の測定を行った。比表面積測定装置は、日本ベル社製BELSORPを使用した。結果を表3に示す。
上記材料を用いた、コンクリートの配合を以下の表4に示す。シリカフュームとメタカオリンの比は1:1とした。目標空気量は、2.0%以下とした。目標空気量が得られるよう、空気量調整剤の量を調整した。
(1)コンクリートの練り混ぜ
表3に示した配合のコンクリートの練り混ぜは次の手順で行った。すなわち、水平二軸強制練りミキサ内に、細骨材、粗骨材、セメント及び混和材を投入して30秒間空練りした後、水(混和剤を含む)を加えて120秒間練り混ぜた。
(2)コンクリートのフレッシュ性状
フレッシュコンクリートの性状試験として、スランプ及び空気量を測定した。スランプ試験はJIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」、空気量の測定はJIS A 1128「コンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」に準じて実施した。
(3)コンクリート供試体の養生
コンクリート供試体の養生は、材齢初期に蒸気養生にて実施した。20℃で4時間の前置きの後、昇温速度10℃/hrにて昇温、60℃で3時間保持し、降温速度10℃/hrにて降温させた。材齢1日以降は20℃の恒温室で気中養生した。
(4)拡散係数測定試験
塩化物イオンの実効拡散係数の測定は、土木学会規準JSCE−G571−2010「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法(案)」に準拠して行った。直径10cm、高さ20cmの円柱供試体の中央部から5.0cmの円盤型供試体を切り出し、円周面をエポキシ樹脂でシーリングした後、真空飽和処理を行い、供試体を水で飽和させた。電気泳動セルに供試体を設置して直流定電圧15Vを電極間に印加し、陽極側(0.5mol/L・NaCl水溶液)および陰極側(0.3mol/L・NaOH水溶液)の塩化物イオン濃度等を経時的に測定して、実効拡散係数を算出した。
(5)圧縮強度試験
JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて行い、材齢28日での圧縮強度を測定した。
コンクリートのフレッシュ性状、材齢28日での圧縮強度及び塩化物イオン実効拡散係数を以下の表5に示す。塩化物イオン実効拡散係数の評価の基準は以下のとおりとした。
〇:塩化物イオン実効拡散係数が0.10(cm2/年)を下回る
×:塩化物イオン実効拡散係数が0.10(cm2/年)を上回る
No.2、6、7では、フレッシュ性状及び圧縮強度を損なうことなく、塩化物イオン実効拡散係数が0.10(cm2/年)を下回ることが分かった。X線回折分析の結果と共に考察すると、優れた塩化物浸透抵抗性を得るためには、ムライト及びカオリナイトの量が所定量である必要があることが分かった。その際、非晶質成分が一定量以上含まれていることが好ましいことが分かった。
Claims (5)
- シリカフューム及びメタカオリンを含むモルタル・コンクリート用混和材であって、
前記シリカフューム及び前記メタカオリンの質量比が3:7〜7:3であり、
前記メタカオリン100質量部中のムライトの含有量が5質量部以下であり、且つカオリナイトの含有量が0.1〜1.0質量部である、モルタル・コンクリート用混和材。 - 前記メタカオリン100質量部中の非晶質の含有量が80質量部以上である、請求項1に記載のモルタル・コンクリート用混和材。
- 請求項1又は2に記載のモルタル・コンクリート用混和材及び結合材を含む水硬性組成物であって、
前記結合材がセメントを含み、
前記結合材100質量部に対して、前記シリカフュームを1〜15質量部含み、且つ前記メタカオリンを1〜15質量部含む、水硬性組成物。 - 請求項3に記載の水硬性組成物、水、細骨材、及び化学混和剤を含むセメント組成物。
- 請求項4に記載のセメント組成物及び粗骨材を含むコンクリートであって、
前記コンクリート1m3中に、
前記結合材を200〜700kg、
前記水を130〜200kg、
前記シリカフュームを5〜40kg、
前記メタカオリンを5〜40kg、
前記細骨材を500〜1500kg、及び
前記粗骨材を500〜1500kg含む、コンクリート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019123043A JP6801748B1 (ja) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019123043A JP6801748B1 (ja) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6801748B1 true JP6801748B1 (ja) | 2020-12-16 |
JP2021008375A JP2021008375A (ja) | 2021-01-28 |
Family
ID=73741048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019123043A Active JP6801748B1 (ja) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6801748B1 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014073634A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | 株式会社柏木興産 | ポゾラン混和材 |
JP6639608B2 (ja) * | 2018-10-26 | 2020-02-05 | 宇部興産株式会社 | 高耐久性モルタル及び高耐久性コンクリート並びに高耐久性モルタルの製造方法 |
CN109502596B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-09-01 | 中国矿业大学 | 一种速降闪煅高岭土制备偏高岭土的方法 |
-
2019
- 2019-07-01 JP JP2019123043A patent/JP6801748B1/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021008375A (ja) | 2021-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6639608B2 (ja) | 高耐久性モルタル及び高耐久性コンクリート並びに高耐久性モルタルの製造方法 | |
CN105174854B (zh) | 一种陶瓷抛光粉粉末混凝土 | |
JP6521607B2 (ja) | 高耐久性モルタル及び高耐久性コンクリート | |
JP5139777B2 (ja) | 耐硫酸塩性遠心力成形コンクリート組成物 | |
Nas et al. | Mechanical, durability and microstructure properties of concrete containing natural zeolite | |
Yang et al. | An experimental investigation into the effects of Cr2O3 and ZnO2 nanoparticles on the mechanical properties and durability of self-compacting mortar | |
Vaasudevaa et al. | Performance evaluation of limestone-calcined clay (LC2) combination as a cement substitute in concrete systems subjected to short-term heat curing | |
Rashwan et al. | Effect of local metakaolin on properties of concrete and its sulphuric acid resistance | |
Mohamed et al. | Compressive strength, splitting tensile strength, and chloride penetration resistance of concrete with supplementary cementitious materials | |
Sivakumar et al. | Durability and mechanical characterization of concrete using alccofines | |
JP6521608B2 (ja) | 高耐久性コンクリート | |
WO2019142775A1 (ja) | 高強度グラウト材組成物及びそれを用いた高強度グラウトモルタル | |
JP6819740B1 (ja) | コンクリート | |
JP6911991B2 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
JP6911992B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材料、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
JP6801748B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
CN110950566A (zh) | 一种高抗蚀亚微米复合材料及其应用 | |
JP6825682B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
JP6838642B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
JP6806215B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
JP6856111B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
CN108821702A (zh) | 一种钢铁渣粉高强混凝土及其制备方法 | |
JP6923061B1 (ja) | モルタル・コンクリート用混和材料、水硬性組成物、セメント組成物及びコンクリート | |
Bakar et al. | Malaysian rice husk ash–improving the durability and corrosion resistance of concrete: Pre-review | |
Claudius et al. | Performance evaluation of calcined termite mound (CTM) concrete with sikament NN as superplasticizer and water reducing agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200428 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200428 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6801748 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |