JP7047634B2 - A method for producing an admixture for mortar / concrete, a cement composition containing the same, a mortar composition and a concrete composition, and a hardened mortar and a hardened concrete. - Google Patents
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Description
本発明は、モルタル・コンクリート用混和材、これを含むセメント組成物、モルタル組成物及びコンクリート組成物、並びに、モルタル硬化物及びコンクリート硬化物の製造方法に関する。 The present invention relates to an admixture for mortar and concrete, a cement composition containing the same, a mortar composition and a concrete composition, and a method for producing a hardened mortar and a hardened concrete.
近年、建設業界における就業者不足又は高齢化等の問題から、コンクリート製品の活用の検討が進みつつあり、将来的な需要の増加が予想される。需要の増加に伴い、製品製造時の効率化への要求は高まると予想され、特に型枠回転率の向上により、生産性を向上させることは重要な課題と考えられる。型枠回転率向上のため、早期脱型を可能とする技術としては、混和材の利用に加え、高温条件での養生によって短時間で脱型強度を実現する技術(特許文献1)や、早期強度発現に優れるセメントを活用する技術(特許文献2)がある。 In recent years, due to problems such as a shortage of workers or an aging population in the construction industry, the use of concrete products is being considered, and demand is expected to increase in the future. It is expected that the demand for efficiency improvement during product manufacturing will increase as the demand increases, and it is considered to be an important issue to improve the productivity by improving the formwork turnover rate in particular. As a technology that enables early mold removal in order to improve the formwork rotation rate, in addition to the use of admixtures, a technology that realizes mold removal strength in a short time by curing under high temperature conditions (Patent Document 1) and early There is a technique (Patent Document 2) that utilizes cement having excellent strength development.
短時間で脱型強度を実現するため、高い養生温度(例えば、80℃程度)を設定した場合、特に冬期ではこの温度を維持し続けることが技術的に困難であり、意図した脱型強度が得られないケースがある。混和材の添加によって早期に強度を得ようとする場合、流動性の経時的な変化が大きいため、流動性を制御するために多量の減水剤を使用する必要があることや、練混ぜ直後において過度に流動する状態とすることが必要となることがある。あるいは、早期強度発現に優れるセメントを活用することによって、早期に強度を得ることも考えられるが、設備上の問題からこのようなセメントを保管できない工場も多いため、その適用が制限される場合がある。 When a high curing temperature (for example, about 80 ° C.) is set in order to achieve the demolding strength in a short time, it is technically difficult to maintain this temperature, especially in winter, and the intended demolding strength is obtained. There are cases where it cannot be obtained. When strength is to be obtained at an early stage by adding an admixture, it is necessary to use a large amount of water reducing agent to control the fluidity because the fluidity changes significantly over time, and immediately after kneading. It may be necessary to have an excessive liquidity. Alternatively, it is conceivable to obtain strength at an early stage by utilizing cement having excellent early strength development, but its application may be restricted because many factories cannot store such cement due to equipment problems. be.
本発明は、モルタル・コンクリート用混和材であって、特殊なセメントを適用しなくても、蒸気養生において一般に適用される温度(例えば、50~70℃程度)の養生条件で早期に十分な脱型強度を得ることができるとともに、モルタル組成物及びコンクリート組成物の流動性の経時的変化に及ぼす影響が十分に小さい混和材を提供することを目的とする。また、本発明は、この混和材を含むセメント組成物、モルタル組成物及びコンクリート組成物、並びに、モルタル硬化物及びコンクリート硬化物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is an admixture for mortar and concrete, and is sufficiently removed at an early stage under curing conditions at a temperature generally applied in steam curing (for example, about 50 to 70 ° C.) without applying special cement. It is an object of the present invention to provide an admixture that can obtain mold strength and has a sufficiently small effect on changes in the fluidity of a mortar composition and a concrete composition over time. Another object of the present invention is to provide a cement composition, a mortar composition and a concrete composition containing the admixture, and a method for producing a hardened mortar and a hardened concrete.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、特定の材料を所定の組合せで混合して得た混和材が上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that an admixture obtained by mixing specific materials in a predetermined combination can solve the above problems, and have completed the following invention.
すなわち、本発明に係るモルタル・コンクリート用混和材は、早強ポルトランドセメントと、半水石膏及び無水石膏の少なくとも一方の石膏と、珪酸ナトリウムと、硫酸アルミニウムと、シリカフュームとを含み、当該混和材の全質量を基準として、早強ポルトランドセメントの含有率が0質量%超45質量%以下であり、上記石膏の含有率が30質量%以上65質量%以下であり、珪酸ナトリウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、硫酸アルミニウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、シリカフュームの含有率が20質量%以上70質量%以下である。 That is, the admixture for mortar / concrete according to the present invention contains early-strength Portland cement, at least one of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum, sodium silicate, aluminum sulfate, and silica fume. Based on the total mass, the content of early-strength Portland cement is more than 0% by mass and 45% by mass or less, the content of the above plaster is 30% by mass or more and 65% by mass or less, and the content of sodium silicate is 0% by mass. % More than 10% by mass, the content of aluminum sulfate is more than 0% by mass and less than 10% by mass, and the content of silica fumes is 20% by mass or more and 70% by mass or less.
早期強度発現性を向上すべきセメント(例えば、普通ポルトランドセメント)に対して適量の上記混和材を配合してモルタル組成物又はコンクリート組成物を調製することにより、蒸気養生において一般に適用される温度の養生条件で早期に十分な強度を有する硬化物を得ることができ、型枠回転率を向上することができる。 By blending an appropriate amount of the above admixture with cement for which early strength development should be improved (for example, ordinary Portland cement) to prepare a mortar composition or concrete composition, the temperature generally applied in steam curing is reached. A cured product having sufficient strength can be obtained at an early stage under curing conditions, and the mold turnover rate can be improved.
本発明に係るセメント組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して上記混和材の含有量が4~8質量部である。本発明に係るモルタル組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材と、細骨材と、水とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して混和材の含有量が4~8質量部であり且つ細骨材の含有量が150~250質量部であり、水セメント比が40~55質量%である。本発明に係るコンクリート組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材と、細骨材と、粗骨材と、水とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して混和材の含有量が4~8質量部であり、細骨材の含有量が150~300質量部であり且つ粗骨材の含有量が200~400質量部であり、水セメント比が40~65質量%である。 The cement composition according to the present invention contains ordinary Portland cement and the above admixture, and the content of the admixture is 4 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. The mortar composition according to the present invention contains ordinary Portland cement, the above admixture, fine aggregate and water, and the content of the admixture is 4 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. The content of fine aggregate is 150 to 250 parts by mass, and the water-cement ratio is 40 to 55% by mass. The concrete composition according to the present invention contains ordinary Portland cement, the above admixture, fine aggregate, coarse aggregate and water, and the content of the admixture is 4 with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. It is about 8 parts by mass, the content of fine aggregate is 150 to 300 parts by mass, the content of coarse aggregate is 200 to 400 parts by mass, and the water-cement ratio is 40 to 65% by mass.
本発明に係るセメント組成物等によれば、普通ポルトランドセメント100質量部に対して4~8質量部の上記混和材を添加することで、蒸気養生において一般に適用される温度の養生条件で早期に十分な強度を有する硬化物を得ることができ、型枠回転率を向上することができる。この混和材の添加量は、従来の混和材の添加量と同等レベルであり、実機プラントでの作業に適した量である。本発明に係るモルタル組成物及びコンクリート組成物は、混和材が添加しない組成物と比較して流動性の経時的変化が同等又は差があったとしても有意な差ではないため、この点でも実機プラントでの作業性に優れるという利点がある。 According to the cement composition and the like according to the present invention, by adding 4 to 8 parts by mass of the above admixture to 100 parts by mass of ordinary Portland cement, the temperature can be cured at an early stage under the curing conditions generally applied in steam curing. A cured product having sufficient strength can be obtained, and the mold rotation rate can be improved. The amount of the admixture added is at the same level as the amount of the conventional admixture added, and is an amount suitable for work in an actual plant. The mortar composition and the concrete composition according to the present invention are not significantly different even if the changes over time in fluidity are the same or different as compared with the composition to which the admixture is not added. It has the advantage of excellent workability in the plant.
本発明に係るモルタル硬化物又はコンクリート硬化物の製造方法は、温度50~70℃、養生時間3~4時間の条件で上記モルタル組成物又は上記コンクリート組成物を蒸気養生する工程を含む。この製造方法によれば、3~4時間の養生で十分な強度を有する硬化物を得ることができ、型枠回転率を向上することができる。 The method for producing a cured mortar or a cured concrete according to the present invention includes a step of steam curing the mortar composition or the concrete composition under the conditions of a temperature of 50 to 70 ° C. and a curing time of 3 to 4 hours. According to this manufacturing method, a cured product having sufficient strength can be obtained by curing for 3 to 4 hours, and the mold rotation rate can be improved.
本発明によれば、モルタル・コンクリート用混和材であって、特殊なセメントを適用しなくても、蒸気養生において一般に適用される温度の養生条件で早期に離型強度を得ることができるとともに、モルタル組成物及びコンクリート組成物の流動性の経時的変化に及ぼす影響が十分に小さい混和材が提供される。また、本発明によれば、この混和材を含むセメント組成物、モルタル組成物及びコンクリート組成物、並びに、モルタル硬化物及びコンクリート硬化物の製造方法が提供される。 According to the present invention, it is an admixture for mortar and concrete, and it is possible to obtain a mold release strength at an early stage under the curing conditions of a temperature generally applied in steam curing without applying a special cement. An admixture having a sufficiently small effect on the change in fluidity of the mortar composition and the concrete composition over time is provided. Further, according to the present invention, there is provided a cement composition, a mortar composition and a concrete composition containing the admixture, and a method for producing a mortar cured product and a concrete cured product.
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments.
<モルタル・コンクリート用混和材>
本実施形態に係るモルタル・コンクリート用混和材は、実施例の欄において詳細に説明する評価試験に基づくものである。本実施形態に係るモルタル・コンクリート用混和材は、以下の(A)~(E)の材料を含む。
(A)早強ポルトランドセメント
(B)半水石膏及び無水石膏の少なくとも一方の石膏
(C)珪酸ナトリウム
(D)硫酸アルミニウム
(E)シリカフューム
混和材の全質量を基準として、(A)早強ポルトランドセメントの含有率が0質量%超45質量%以下であり、(B)上記石膏の含有率が30質量%以上65質量%以下であり、(C)珪酸ナトリウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、(D)硫酸アルミニウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、(E)シリカフュームの含有率が20質量%以上70質量%以下である。
<Mortar / concrete admixture>
The admixture for mortar and concrete according to this embodiment is based on the evaluation test described in detail in the column of Examples. The admixture for mortar / concrete according to the present embodiment includes the following materials (A) to (E).
(A) Early-strength Portorand cement (B) At least one of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum (C) Sodium silicate (D) Aluminum sulfate (E) Silica fume Based on the total mass of the admixture, (A) Early-strength Portland semester The content of the gypsum is more than 0% by mass and 45% by mass or less, (B) the content of the gypsum is 30% by mass or more and 65% by mass or less, and (C) the content of sodium silicate is more than 0% by mass and 10%. It is less than mass%, (D) the content of aluminum sulfate is more than 0% by mass and less than 10% by mass, and (E) the content of silica fumes is 20% by mass or more and 70% by mass or less.
上記混和材は、上記五つの材料の合計質量20kgを基準として、早強ポルトランドセメントの含有量をAkg/20kg、上記石膏の含有量をBkg/20kg、珪酸ナトリウムの含有量をCkg/20kg、硫酸アルミニウムの含有量をDkg/20kg、シリカフュームの含有量をEkg/20kgとしたとき、(1)~(6)の不等式で表される全ての条件を満たすことが好ましい。
0.643×A+0.19×B+3.132×C-16.7518×D+0.6809×E+1.1142×B×D+5.2≧12…(1)
0<A≦9.0…(2)
6.0≦B≦13…(3)
0<C<2…(4)
0<D<2…(5)
4.0≦E≦14…(6)
Based on the total mass of 20 kg of the above five materials, the admixture has an early-strength Portland cement content of Akg / 20 kg, a gypsum content of B kg / 20 kg, a sodium silicate content of C kg / 20 kg, and aluminum sulfate. When the content of aluminum is Dkg / 20kg and the content of silica fume is Ekg / 20kg, it is preferable to satisfy all the conditions represented by the inequality of (1) to (6).
0.643 x A + 0.19 x B + 3.132 x C-16.7518 x D + 0.6809 x E + 1.1142 x B x D + 5.2 ≧ 12 ... (1)
0 <A ≤ 9.0 ... (2)
6.0 ≤ B ≤ 13 ... (3)
0 <C <2 ... (4)
0 <D <2 ... (5)
4.0 ≤ E ≤ 14 ... (6)
上記式(1)の左辺にA~Eの値を代入して算出される値は、所定の条件(温度及び時間)で蒸気養生した後のコンクリート組成物の硬化物の圧縮強度(脱型強度、単位:N/mm2)の推定値である。つまり、式(1)は脱型強度12N/mm2以上を達成できる混和材の組成に関する不等式である。なお、式(1)は、後述の実施例及び比較例に係る混和材を使用して調製したモルタル組成物(セメント:普通ポルトランドセメント、水セメント比:45質量%、高性能AE減水剤添加率:0.3質量%)を内容積196.25mLの型枠内に流し込み、これを20℃に設定された恒温室内で30分にわたって前置き養生を行った後、昇温過程を設けず、65℃の槽内で3時間にわたって蒸気養生した後に測定した圧縮強度(脱型強度)の結果に基づいて導出されたものである。 The value calculated by substituting the values A to E on the left side of the above formula (1) is the compressive strength (demolding strength) of the cured product of the concrete composition after steam curing under predetermined conditions (temperature and time). , Unit: N / mm 2 ) is an estimated value. That is, the formula (1) is an inequality regarding the composition of the admixture that can achieve a demolding strength of 12 N / mm 2 or more. The formula (1) is a mortar composition (cement: ordinary Portland cement, water-cement ratio: 45% by mass, high-performance AE water reducing agent addition rate) prepared by using the admixtures according to Examples and Comparative Examples described later. : 0.3% by mass) was poured into a mold having an internal volume of 196.25 mL, and this was pre-cured for 30 minutes in a constant temperature room set at 20 ° C. It was derived based on the result of compressive strength (demolding strength) measured after steam curing in the tank for 3 hours.
本実施形態に係る混和材は、上記脱型強度が12~15N/mm2(より好ましくは12~13N/mm2)であることが好ましい。換言すれば、混和材の組成は、上記式(1)の左辺の値が12~15(より好ましくは12~13)の範囲であることが好ましい。脱型時の硬化物の強度が12N/mm2未満であると強度不足であり、他方、15N/mm2を越えると初期強度が出すぎであり、長期強度の伸びが不十分となる傾向にある。 The admixture according to the present embodiment preferably has a demolding strength of 12 to 15 N / mm 2 (more preferably 12 to 13 N / mm 2 ). In other words, the composition of the admixture preferably has a value on the left side of the above formula (1) in the range of 12 to 15 (more preferably 12 to 13). If the strength of the cured product at the time of demolding is less than 12 N / mm 2 , the strength is insufficient, while if it exceeds 15 N / mm 2 , the initial strength is too high, and the long-term strength tends to be insufficient. be.
所定量の上記混和材を、例えば、普通ポルトランドセメントに配合することで早期強度発現性が著しく向上する。すなわち、上記混和材を使用して調製したモルタル組成物又はコンクリート組成物は、温度50~70℃程度の温度条件で、3~4時間程度の短時間の蒸気養生を行うことで、脱型に十分な強度(12N/mm2以上)を得ることができる。以下、混和材を構成する各成分について説明する。 By blending a predetermined amount of the above admixture with, for example, ordinary Portland cement, the early strength development is significantly improved. That is, the mortar composition or concrete composition prepared by using the above admixture can be demolded by steam curing for a short time of about 3 to 4 hours under a temperature condition of about 50 to 70 ° C. Sufficient strength (12 N / mm 2 or more) can be obtained. Hereinafter, each component constituting the admixture will be described.
(早強ポルトランドセメント)
早期強度発現性向上の観点から、混和材は早強ポルトランドセメントを更に含むことが好ましい。早強ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントと比較して、初期強度の発現性に優れるC3Sの含有率が比較的高く、ブレーン比表面積が大きいセメントである。早強ポルトランドセメントを混和材の一成分とすることで、少量使用であっても脱型強度向上への優れた効果が期待できるため、他の成分の使用量を低減できるとともに、モルタル又はセメントの流動性の経時的な変化への影響を十分に抑制できる。
(Early strength Portland cement)
From the viewpoint of improving the early strength development, it is preferable that the admixture further contains early-strength Portland cement. Early-strength Portland cement is a cement having a relatively high content of C3S , which has excellent initial strength development, and a large brain specific surface area, as compared with ordinary Portland cement. By using early-strength Portland cement as one component of the admixture, excellent effects on improving demolding strength can be expected even when used in a small amount, so the amount of other components used can be reduced, and mortar or cement can be used. The effect of changes in fluidity over time can be sufficiently suppressed.
早強ポルトランドセメントのボーグ式で算出される鉱物組成は、例えば、以下の範囲であればよい。すなわち、C3S量は、54~69質量%であり、58~66質量%又は60~64質量%であってもよい。C2S量は、7~19質量%であり、8~17質量%又は9~14質量%であってもよい。C3A量は、7~12質量%であり、8~11質量%又は9~10質量%であってもよい。C4AF量は、7.5~10質量%であり、7.7~9.0質量%又は8.0~8.5質量%であってもよい。早強ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、例えば、3300cm2/g以上であり、好ましくは4000~5000cm2/gであり、より好ましくは4400~4700cm2/gである。なお、セメントのブレーン表面積はJIS R5201「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準拠して測定することができる。 The mineral composition calculated by the Borg formula of early-strength Portland cement may be, for example, in the following range. That is, the amount of C3S is 54 to 69% by mass, and may be 58 to 66% by mass or 60 to 64% by mass. The amount of C 2S is 7 to 19% by mass, and may be 8 to 17% by mass or 9 to 14% by mass. The amount of C3A is 7 to 12% by mass, and may be 8 to 11% by mass or 9 to 10% by mass. The C 4 AF amount is 7.5 to 10% by mass, and may be 7.7 to 9.0% by mass or 8.0 to 8.5% by mass. The brain specific surface area of early-strength Portland cement is, for example, 3300 cm 2 / g or more, preferably 4000 to 5000 cm 2 / g, and more preferably 4400 to 4700 cm 2 / g. The brain surface area of cement can be measured according to the method described in JIS R5201 “Physical test method for cement”.
早強ポルトランドセメントの含有率は、混和材の全質量を基準で、好ましくは0質量%超45質量%以下(0<A≦9)であり、より好ましくは2質量%以上40質量%以下(0.4≦A≦8)であり、更に好ましくは3.5質量%以上38質量%以下(0.7≦A≦7.6)である。早強ポルトランドセメントの含有率がこの範囲であることで、混和材をモルタル又はセメントに配合することによって得られる種々の効果(減水剤使用量の低減、スランプの経時的変化の抑制及び脱型強度)がバランスよく奏される。 The content of early-strength Portland cement is preferably more than 0% by mass and 45% by mass or less (0 <A≤9), more preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less (based on the total mass of the admixture). 0.4 ≦ A ≦ 8), and more preferably 3.5% by mass or more and 38% by mass or less (0.7 ≦ A ≦ 7.6). With the content of early-strength Portland cement in this range, various effects obtained by blending the admixture into mortar or cement (reduction of water reducing agent usage, suppression of slump change over time, and demolding strength). ) Is played in a well-balanced manner.
(石膏)
石膏は、半水石膏及び無水石膏のいずれであってもよく、これらを併用してもよい。これらの石膏を混和材の成分とすることで、脱型強度を向上することができる。石膏(半水石膏及び無水石膏の合計量)の含有率は、混和材の全質量を基準で、30質量%以上65質量%以下(6≦B≦13)であり、好ましくは30質量%以上50質量%(6≦B≦10)であり、より好ましくは30質量%以上40質量%以下(6≦B≦8)である。石膏の含有率がこの範囲であることで、残存石膏による遅れ膨脹破壊のリスクを回避して脱型強度の向上を図ることができる。なお、括弧内に記載のAの範囲は上記(A)~(D)の四つの材料の合計質量20kgを基準としたものである。以下、括弧内のB,C,Dの範囲についても同様である。
(plaster)
The gypsum may be either hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum, and these may be used in combination. By using these gypsum as a component of the admixture, the demolding strength can be improved. The content of gypsum (total amount of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum) is 30% by mass or more and 65% by mass or less (6 ≦ B ≦ 13), preferably 30% by mass or more, based on the total mass of the admixture. It is 50% by mass (6 ≦ B ≦ 10), more preferably 30% by mass or more and 40% by mass or less (6 ≦ B ≦ 8). When the content of gypsum is within this range, it is possible to avoid the risk of delayed expansion failure due to the residual gypsum and improve the demolding strength. The range of A described in parentheses is based on the total mass of the four materials (A) to (D) of 20 kg. Hereinafter, the same applies to the ranges B, C, and D in parentheses.
半水石膏及び無水石膏のブレーン比表面積は、早期強度発現性の観点から、好ましくは3000cm2/g以上であり、より好ましくは3500~10000cm2/gであり、更に好ましくは4000~8000cm2/gである。なお、石膏のブレーン表面積はJIS R5201に記載の方法に準拠して測定することができる。 The brain specific surface area of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum is preferably 3000 cm 2 / g or more, more preferably 3500 to 10000 cm 2 / g, and further preferably 4000 to 8000 cm 2 / g from the viewpoint of early strength development. g. The surface area of the gypsum brain can be measured according to the method described in JIS R5201.
(珪酸ナトリウム)
珪酸ナトリウム(「ケイ酸ソーダ」とも称される。)は、モルタル組成物等に急結作用を付与するため、その水溶液(水ガラス)が使用されることはあるが、モルタル又はコンクリート用の混和材としては通常使用されない。すなわち、モルタル又はコンクリートに珪酸ナトリウムを多量に配合すると、モルタル又はコンクリート中のアルカリ総量が著しく増加することから、アルカリシリカ反応発生の懸念が高まる。このため、モルタル・コンクリート用混和材の一成分として使用することは通常想定されていない。しかし、本発明者らの後述の評価試験によれば、添加量が少量であれば、脱型強度の改善に非常に効果的である。
(Sodium silicate)
Sodium silicate (also referred to as "sodium silicate") may be mixed with an aqueous solution (water glass) for mortar or concrete in order to impart a rapid binding action to a mortar composition or the like. It is not normally used as a material. That is, when a large amount of sodium silicate is added to the mortar or concrete, the total amount of alkali in the mortar or concrete increases remarkably, so that there is a growing concern about the occurrence of an alkali-silica reaction. For this reason, it is not normally expected to be used as a component of admixtures for mortar and concrete. However, according to the evaluation test described later by the present inventors, if the addition amount is small, it is very effective in improving the demolding strength.
珪酸ナトリウムの含有率は、混和材の全質量を基準で、0質量%超10質量%未満(0<C<2)であり、好ましくは2質量%以上10質量%未満(0.4≦C<2)であり、より好ましくは2質量%以上5質量%以下(0.4≦C≦1)である。珪酸ナトリウムの含有率がこの範囲であることで、アルカリ量を過度に増やすことなく、脱型強度の向上を図ることができる。 The content of sodium silicate is more than 0% by mass and less than 10% by mass (0 <C <2), preferably 2% by mass or more and less than 10% by mass (0.4 ≦ C), based on the total mass of the admixture. <2), more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less (0.4 ≦ C ≦ 1). When the content of sodium silicate is in this range, the demolding strength can be improved without excessively increasing the amount of alkali.
珪酸ナトリウムは、混和材の商品形態及び作業性の観点から、粉末であることが好ましく、その平均粒径は1~300μm程度であればよく、1~200μm又は1~100μmであってよい。珪酸ナトリウムの平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置によって測定することができる。珪酸ナトリウムを構成するSiO2とNa2Oの比(SiO2/Na2O)は、早期強度発現性の観点から、1~3であることが好ましく、1.5~2.5又は2.0~2.5であってもよい。 The sodium silicate is preferably a powder from the viewpoint of the commercial form and workability of the admixture, and the average particle size thereof may be about 1 to 300 μm, and may be 1 to 200 μm or 1 to 100 μm. The average particle size of sodium silicate can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The ratio of SiO 2 to Na 2 O (SiO 2 / Na 2 O) constituting the sodium silicate is preferably 1 to 3 from the viewpoint of early strength development, and is preferably 1.5 to 2.5 or 2. It may be 0 to 2.5.
(硫酸アルミニウム)
硫酸アルミニウムは、凝結促進効果があり、多量の使用によって練混ぜ後の流動性の保持が困難となる場合がある。流動性が著しく低下した状態で型枠への打込みを行った場合には、未充填部が生じる等によって、強度の低下や製品の美観性が損なわれる等の問題につながる場合がある。よって、硫酸アルミニウムは早期強度の付与に効果が得られる範囲内で添加量はなるべく少量とすることが好ましい。
(Aluminum sulfate)
Aluminum sulfate has a condensation promoting effect, and it may be difficult to maintain fluidity after kneading when used in a large amount. If the product is driven into the mold with the fluidity significantly reduced, it may lead to problems such as a decrease in strength and a loss in the aesthetic appearance of the product due to the occurrence of an unfilled portion or the like. Therefore, it is preferable that the amount of aluminum sulfate added is as small as possible within the range in which the effect of imparting early strength can be obtained.
硫酸アルミニウムの含有率は、混和材の全質量を基準で、0質量%超10質量%未満(0<D<2)であり、好ましくは2質量%以上10質量%未満(0.4≦D<2)であり、より好ましくは2質量%以上5質量%以下(0.4≦D≦1)である。珪酸ナトリウムの含有率がこの範囲であることで、添加したモルタル・コンクリートの流動性を極端に低下させることなく、脱型強度の向上を図ることができる。 The content of aluminum sulfate is more than 0% by mass and less than 10% by mass (0 <D <2), preferably 2% by mass or more and less than 10% by mass (0.4 ≦ D), based on the total mass of the admixture. <2), more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less (0.4 ≦ D ≦ 1). When the content of sodium silicate is in this range, the demolding strength can be improved without significantly reducing the fluidity of the added mortar / concrete.
硫酸アルミニウムは、混和材の商品形態及び作業性の観点から、粉末であることが好ましく、その平均粒径は30μm以下であることが好ましく、8~24μm又は12~16μmであってよい。硫酸アルミニウムの平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置によって測定することができる。硫酸アルミニウムの比表面積は、早期強度発現性の観点から、好ましくは10m2/g以下であり、より好ましくは1~8m2/gであり、更に好ましくは3~6m2/gである。なお、硫酸アルミニウムの表面積はJIS R5201に記載の方法に準拠して測定することができる。 Aluminum sulfate is preferably a powder from the viewpoint of the commercial form and workability of the admixture, and the average particle size thereof is preferably 30 μm or less, and may be 8 to 24 μm or 12 to 16 μm. The average particle size of aluminum sulfate can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The specific surface area of aluminum sulfate is preferably 10 m 2 / g or less, more preferably 1 to 8 m 2 / g, and further preferably 3 to 6 m 2 / g from the viewpoint of early strength development. The surface area of aluminum sulfate can be measured according to the method described in JIS R5201.
(シリカフューム)
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り、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のSiO2である。シリカフュームは、モルタル組成物及びコンクリート組成物の流動性を向上させるとともに、これらの硬化物の圧縮強度を向上させる。これに加え、シリカフュームは、ポゾラン反応の発生により、OH-の減少やアルカリイオンの移動速度の低下による、アルカリシリカ反応の抑制効果があり、珪酸ナトリウムと併用することで、アルカリシリカ反応に対するリスクの低減を図ることができる。
(Silica fume)
Silica fume is a by-product obtained by collecting dust in exhaust gas generated during the production of metallic silicon, ferrosilicon, fused zirconia, etc., and its main component is an amorphous SiO that dissolves in an alkaline solution. It is 2 . Silica fume improves the fluidity of the mortar composition and the concrete composition, and also improves the compressive strength of these cured products. In addition to this, silica fume has the effect of suppressing the alkali silica reaction by reducing OH − and reducing the movement rate of alkaline ions due to the occurrence of the pozzolan reaction, and when used in combination with sodium silicate, it poses a risk to the alkali silica reaction. It can be reduced.
シリカフュームの含有率は、混和材の全質量を基準で、20質量%以上70質量%以下(4≦E≦14)であり、好ましくは20質量%以上60質量%以下(4≦E≦12)であり、より好ましくは40質量%以上60質量%以下(8≦E≦12)である。シリカフュームの含有率がこの範囲であることで、アルカリシリカ反応に対するリスクを高めることなく、脱型強度の向上を図ることができる。 The content of silica fume is 20% by mass or more and 70% by mass or less (4 ≦ E ≦ 14), preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less (4 ≦ E ≦ 12), based on the total mass of the admixture. It is more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less (8 ≦ E ≦ 12). When the content of silica fume is in this range, the demolding strength can be improved without increasing the risk of the alkali silica reaction.
シリカフュームは、混和材の商品形態及び作業性の観点から、粉末であることが好ましく、その平均粒子径は、好ましくは1.5μm以下であり、より好ましくは0.10~1.5μm、更に好ましくは0.18~0.28μmである。シリカフュームの平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置によって測定することができる。シリカフュームの比表面積は、早期強度発現性の観点から、好ましくは15m2/g以上であり、より好ましくは15~30m2/gであり、更に好ましくは15~25m2/gである。なお、シリカフュームの比表面積はJIS R5201に記載の方法に準拠して測定することができる。 The silica fume is preferably a powder from the viewpoint of the commercial form and workability of the admixture, and the average particle size thereof is preferably 1.5 μm or less, more preferably 0.10 to 1.5 μm, still more preferable. Is 0.18 to 0.28 μm. The average particle size of the silica fume can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The specific surface area of silica fume is preferably 15 m 2 / g or more, more preferably 15 to 30 m 2 / g, and further preferably 15 to 25 m 2 / g from the viewpoint of early strength development. The specific surface area of silica fume can be measured according to the method described in JIS R5201.
<セメント組成物>
実施形態に係るセメント組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して上記混和材の含有量が4~8質量部である。このセメント組成物等によれば、普通ポルトランドセメント100質量部に対して4~8質量部の上記混和材を添加することで、蒸気養生において一般に適用される温度の養生条件で早期に離型強度を得ることができる。この混和材の添加量は、従来の混和材の添加量と同等レベルであり、実機プラントでの作業に適した量である。
<Cement composition>
The cement composition according to the embodiment contains ordinary Portland cement and the above admixture, and the content of the admixture is 4 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. According to this cement composition or the like, by adding 4 to 8 parts by mass of the above admixture to 100 parts by mass of ordinary Portland cement, the mold release strength is set at an early stage under the curing conditions of the temperature generally applied in steam curing. Can be obtained. The amount of the admixture added is at the same level as the amount of the conventional admixture added, and is an amount suitable for work in an actual plant.
普通ポルトランドセメントのボーグ式で算出される鉱物組成は、例えば、以下の範囲であればよい。すなわち、C3S量は、42~62質量%であり、50~61質量%又は55~60質量%であってもよい。C2S量は、14~37質量%であり、13~25質量%又は12~18質量%であってもよい。C3A量は、7~11質量%であり、8~10.5質量%又は9~10質量%であってもよい。C4AF量は、7~13質量%であり、8~11質量%又は8.5~10質量%であってもよい。普通ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、例えば、3000cm2/g以上であり、好ましくは3100~3500cm2/gであり、より好ましくは3200~3350cm2/gである。 The mineral composition calculated by the Borg formula of ordinary Portland cement may be, for example, in the following range. That is, the amount of C 3S is 42 to 62% by mass, and may be 50 to 61% by mass or 55 to 60% by mass. The amount of C 2S is 14 to 37% by mass, and may be 13 to 25% by mass or 12 to 18% by mass. The amount of C3A is 7 to 11% by mass, and may be 8 to 10.5% by mass or 9 to 10% by mass. The C 4 AF amount is 7 to 13% by mass, and may be 8 to 11% by mass or 8.5 to 10% by mass. The brain specific surface area of ordinary Portland cement is, for example, 3000 cm 2 / g or more, preferably 3100 to 3500 cm 2 / g, and more preferably 3200 to 3350 cm 2 / g.
なお、本実施形態に係る混和材の適用対象は、普通ポルトランドセメントに限られず、例えば、高炉セメント、フライアッシュセメント、耐硫酸塩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に対して適用してもよい。 The application target of the admixture according to this embodiment is not limited to ordinary Portland cement, and is applied to, for example, blast furnace cement, fly ash cement, sulfate-resistant Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement. May be good.
<モルタル組成物及びコンクリート組成物> <Mortar composition and concrete composition>
本実施形態に係るモルタル組成物は、上記セメント組成物に細骨材及び水を混合したものである。すなわち、本実施形態に係るモルタル組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材と、細骨材と、水とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して混和材の含有量が4~8質量部であり且つ細骨材の含有量が150~300質量部(より好ましくは180~250質量部)であり、水セメント比が40~65質量%(より好ましくは45~55質量%)である。 The mortar composition according to the present embodiment is a mixture of the cement composition with fine aggregate and water. That is, the mortar composition according to the present embodiment contains ordinary Portland cement, the above admixture, fine aggregate, and water, and the content of the admixture is 4 to 8 with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. It is by mass and the content of fine aggregate is 150 to 300 parts by mass (more preferably 180 to 250 parts by mass), and the water cement ratio is 40 to 65% by mass (more preferably 45 to 55% by mass). be.
本実施形態に係るコンクリート組成物は、上記セメント組成物に細骨材、粗骨材及び水を混合したものである。すなわち、本実施形態に係るコンクリート組成物は、普通ポルトランドセメントと、上記混和材と、細骨材と、粗骨材と、水とを含み、普通ポルトランドセメント100質量部に対して混和材の含有量が4~8質量部であり、細骨材の含有量が150~300質量部(より好ましくは180~250質量部)であり且つ粗骨材の含有量が200~400質量部(より好ましくは250~350質量部)であり、水セメント比が40~65質量%(より好ましくは45~55質量%)である。 The concrete composition according to the present embodiment is a mixture of the cement composition with fine aggregate, coarse aggregate and water. That is, the concrete composition according to the present embodiment contains ordinary Portland cement, the above admixture, fine aggregate, coarse aggregate, and water, and contains the admixture with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. The amount is 4 to 8 parts by mass, the content of fine aggregate is 150 to 300 parts by mass (more preferably 180 to 250 parts by mass), and the content of coarse aggregate is 200 to 400 parts by mass (more preferably). Is 250 to 350 parts by mass), and the water-cement ratio is 40 to 65% by mass (more preferably 45 to 55% by mass).
本実施形態に係るモルタル硬化物又はコンクリート硬化物の製造方法は、温度50~70℃、養生時間3~4時間の条件で上記モルタル組成物又は上記コンクリート組成物を蒸気養生する工程を含む。この製造方法によれば、3~4時間の養生で十分な強度を有する硬化物を得ることができ、型枠回転率を向上することができる。 The method for producing a cured mortar or a cured concrete according to the present embodiment includes a step of steam curing the mortar composition or the concrete composition under the conditions of a temperature of 50 to 70 ° C. and a curing time of 3 to 4 hours. According to this manufacturing method, a cured product having sufficient strength can be obtained by curing for 3 to 4 hours, and the mold rotation rate can be improved.
実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The contents of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.
[使用材料の準備]
評価試験に供するモルタル又はコンクリートを作製するため、表1及び表2に示す材料を準備した。
[Preparation of materials to be used]
The materials shown in Tables 1 and 2 were prepared to prepare mortar or concrete for evaluation test.
1.混和材配合材料候補を単独添加した場合の効果確認
表3に示したモルタル配合によって、表2に示した候補材料を配合したモルタルの流動性及び養生後の圧縮強度について評価を行った。20℃の恒温室内で30分前置き養生を行った後、昇温過程を設けず、65℃に温度設定された槽内で3時間にわたって蒸気養生を行った。なお、表3に示すモルタル配合は、表4に示すコンクリート配合のスクリーニング配合に相当する。
1. 1. Confirmation of the effect when the candidate material for miscible material was added alone The fluidity and compressive strength of the mortar containing the candidate material shown in Table 2 were evaluated by the mortar compounding shown in Table 3. After pre-curing for 30 minutes in a constant temperature room at 20 ° C., steam curing was performed for 3 hours in a tank set to a temperature of 65 ° C. without any temperature raising process. The mortar formulation shown in Table 3 corresponds to the screening formulation of the concrete formulation shown in Table 4.
表5に各候補材料をモルタル組成物に配合した場合の試験結果を示す。候補材料の使用量を4~11kg/m3、減水剤の添加率を0.3%として試験を行い、無添加の場合との比較によって評価結果を判定した。試験の結果、珪酸ナトリウムのみ単一の添加によって、目標とする脱型強度を得られる可能性があることがわかった。 Table 5 shows the test results when each candidate material was blended into the mortar composition. The test was conducted with the amount of the candidate material used being 4 to 11 kg / m 3 and the addition rate of the water reducing agent being 0.3%, and the evaluation results were judged by comparison with the case without the addition. As a result of the test, it was found that the target demolding strength may be obtained by adding only sodium silicate alone.
珪酸ナトリウムは、その添加量が少量であれば、脱型強度の改善に非常に効果的である。具体的には、単位セメント量380kg程度を想定した場合には、珪酸ナトリウムの単位量は2.0kg/m3未満(混和材における珪酸ナトリウムの含有量:2.0kg/20kg未満)であることが好ましい。なお、混和材は、粉体製品として紙袋で供給されることから、珪酸ナトリウムを混和材の一成分として使用する場合には、粉体の珪酸ナトリウムを使用することが好ましい。 Sodium silicate is very effective in improving the demolding strength if the amount added is small. Specifically, assuming a unit cement amount of about 380 kg, the unit amount of sodium silicate should be less than 2.0 kg / m 3 (sodium silicate content in the admixture: less than 2.0 kg / 20 kg). Is preferable. Since the admixture is supplied as a powder product in a paper bag, when sodium silicate is used as one component of the admixture, it is preferable to use powdered sodium silicate.
硫酸アルミニウムは早期強度の付与に効果が得られる範囲内で添加量はなるべく少量とすることが好ましい。具体的には、単位セメント量380kg程度を想定した場合には、硫酸アルミニウムの単位量は2.0kg/m3未満(混和材における硫酸アルミニウムの含有量:2.0kg/20kg未満)であることが好ましい。また、他の材料と混合してモルタル・コンクリートに添加する場合、粉体製品として紙袋で供給されるため、無水物の硫酸アルミニウムを使用することが好ましい。 The amount of aluminum sulfate added is preferably as small as possible within the range in which the effect of imparting early strength can be obtained. Specifically, assuming a unit cement amount of about 380 kg, the unit amount of aluminum sulfate should be less than 2.0 kg / m 3 (aluminum sulfate content in the admixture: less than 2.0 kg / 20 kg). Is preferable. Further, when it is mixed with other materials and added to mortar / concrete, it is supplied in a paper bag as a powder product, so that it is preferable to use anhydrous aluminum sulfate.
珪酸ナトリウムや硫酸アルミニウムの使用量を制限した場合、無水石膏の使用量は最大で16kg程度となる。無水石膏を多量に添加した場合、モルタル・コンクリート中に未反応で石膏が残存した場合には、遅れ膨脹破壊が生じる懸念がある。このため、コンクリート中の全SO3量を17kg/m3未満とするのがよい。具体的には、単位セメント量380kg程度を想定した場合、無水石膏の使用量は16kg/m3未満であることが望ましい。 When the amount of sodium silicate or aluminum sulfate used is limited, the maximum amount of anhydrous gypsum used is about 16 kg. When a large amount of anhydrous gypsum is added, if the gypsum remains unreacted in the mortar / concrete, there is a concern that delayed swelling fracture may occur. Therefore , it is preferable that the total amount of SO3 in the concrete is less than 17 kg / m3. Specifically, assuming a unit cement amount of about 380 kg, it is desirable that the amount of anhydrous gypsum used is less than 16 kg / m 3 .
2.選定した混和材配合材料を混合添加した場合の効果確認
珪酸ナトリウム、硫酸アルミニウム及び無水石膏の使用量に上限を設けた上で、表2に示す各材料との最適な組合せを検討することが望ましいと判断した。そこで、表3に示すモルタル配合に対して、総量20kg/m3となる各種組合せの混和材をこれに添加し、15打フローと脱型強度を確認した。なお、高性能AE減水剤は、無添加の場合と15打フローが同等となるように添加量を調整した。試験結果を表6に示す。
2. 2. Confirmation of the effect when the selected admixture compounding material is mixed and added It is desirable to consider the optimum combination with each material shown in Table 2 after setting an upper limit on the amount of sodium silicate, aluminum sulfate and anhydrous gypsum used. I decided. Therefore, with respect to the mortar formulation shown in Table 3, various combinations of admixtures having a total amount of 20 kg / m 3 were added thereto, and the flow of 15 strokes and the demolding strength were confirmed. The amount of the high-performance AE water reducing agent added was adjusted so that the flow of 15 strokes would be the same as that in the case of no addition. The test results are shown in Table 6.
表6に示したとおり、減水剤添加率を極端に増やさなくとも(減水剤添加量1.2倍以下)、15打フローが166mm以上(無添加の場合の90%以上)であり且つ脱型強度が12N/mm2以上となる水準はNo.13~15、20、21、23であった。ただし、No.13~15は無水石膏が16kg以上であることから、モルタル・コンクリート中に未反応で石膏が残存した場合には、遅れ膨脹破壊を生じる懸念があるため、好ましくない。よって、早強ポルトランドセメント、無水石膏、珪酸ナトリウム、硫酸アルミニウム及びシリカフュームの5種からなるNo.20、21と、無水石膏、珪酸ナトリウム、硫酸アルミニウム及びシリカフュームの4種からなるNo.23の混和材が好ましい。 As shown in Table 6, even if the water reducing agent addition rate is not extremely increased (water reducing agent addition amount is 1.2 times or less), the 15-stroke flow is 166 mm or more (90% or more when no water is added) and the mold is removed. The levels at which the strength was 12 N / mm 2 or more were Nos. 13 to 15, 20, 21, and 23. However, Nos. 13 to 15 are not preferable because the amount of anhydrous gypsum is 16 kg or more, and if the gypsum remains unreacted in the mortar / concrete, delayed swelling fracture may occur. Therefore, No. 20 and 21 consisting of 5 types of early-strength Portland cement, anhydrous gypsum, sodium silicate, aluminum sulfate and silica fume, and No. 23 consisting of 4 types of anhydrous gypsum, sodium silicate, aluminum sulfate and silica fume. Is preferable.
また、モルタルやコンクリート添加時には使用材料が少ないことほうが生産効率が高いこと、シリカフュームの添加量が増えるとOH-溶出量は低下することをふまえると、無水石膏、珪酸ナトリウム、硫酸アルミニウム及びシリカフュームの4種からなるNo.23の混和材がより好ましい。 In addition, considering that the production efficiency is higher when less material is used when adding mortar or concrete, and that the amount of OH - elution decreases as the amount of silica fume added increases, anhydrous gypsum, sodium silicate, aluminum sulfate, and silica fume 4 The No. 23 admixture made of seeds is more preferable.
上記モルタルでの評価試験結果を活用し、統計解析ソフトJMP(登録商標、SAS Institute Japan製)を用いて回帰分析を行った。すなわち、表6に示す混和材を構成する五つの材料(早強セメント、無水石膏、珪酸ナトリウム、硫酸アルミニウム及びシリカフューム)の合計質量20kgを基準とした場合、早強セメントの含有量をAkg/20kg、無水石膏の含有量をBkg/20kg、珪酸ナトリウムの含有量をCkg/20kg、硫酸アルミニウムの含有量をDkg/20kg、シリカフュームの含有量をEkg/20kgとし、目標とする脱型強度(12N/mm2以上)が得られる材料の組合せを、おおよそ予測するための以下の式(1)を得た。なお、A+B+C+D+Eの値は上述のとおり20(kg)である。
0.643×A+0.19×B+3.132×C-16.7518×D+0.6809×E+1.1142×B×D+5.2≧12…(1)
Regression analysis was performed using the statistical analysis software JMP (registered trademark, manufactured by SAS Institute Japan) using the evaluation test results of the above mortar. That is, based on the total mass of 20 kg of the five materials (early strength cement, anhydrous anhydrite, sodium silicate, aluminum sulfate and silica fume) constituting the admixture shown in Table 6, the content of the early strength cement is A kg / 20 kg. , The content of anhydrous anhydrite is Bkg / 20kg, the content of sodium silicate is Ckg / 20kg, the content of aluminum sulfate is Dkg / 20kg, the content of silica fume is Ekg / 20kg, and the target demolding strength (12N / The following formula (1) was obtained for roughly predicting the combination of materials from which mm 2 or more) can be obtained. The value of A + B + C + D + E is 20 (kg) as described above.
0.643 x A + 0.19 x B + 3.132 x C-16.7518 x D + 0.6809 x E + 1.1142 x B x D + 5.2 ≧ 12 ... (1)
上記五つの材料は、実機プラント等での投入作業や物性への影響から、式(2)~(6)の不等式でそれぞれ表される条件を満たすべきである。
0<A≦9.0…(2)
6.0≦B≦13…(3)
0<C<2…(4)
0<D<2…(5)
4.0≦E≦14…(6)
The above five materials should satisfy the conditions represented by the inequalities of the formulas (2) to (6), respectively, in consideration of the input work in the actual machine plant and the influence on the physical characteristics.
0 <A ≤ 9.0 ... (2)
6.0 ≤ B ≤ 13 ... (3)
0 <C <2 ... (4)
0 <D <2 ... (5)
4.0 ≤ E ≤ 14 ... (6)
表6に式(1)の左辺の値、並びに、実施例及び比較例の区別を記載した。 Table 6 shows the values on the left side of the equation (1) and the distinction between Examples and Comparative Examples.
※混和材が無添加の試験(No.0)において、セメントと混和材の合計質量100%に対する減水剤の添加量0.3%を基準とした比率
* In the test (No. 0) with no admixture added, the ratio based on the amount of water reducing agent added 0.3% to the total mass of cement and admixture 100%.
[シリカフュームによるOH-溶出量低減効果について]
No.0、22、23の混和材について、OH-溶出量を測定した。OH-溶出量は各試験例の混和材を添加して練混ぜたペースト試料15gを30℃の温水300mLに加え、3時間攪拌した後、吸引ろ過して得たろ過溶液のOH-量をイオンクロマトグラフィーを使用して測定した。表7に示す結果から、珪酸ナトリウムとシリカフュームを併用することで、珪酸ナトリウムの配合に起因するOH-溶出量の増加を抑制できることがわかった。
[OH - Elution reduction effect of silica fume]
No. The OH - elution amount was measured for the 0, 22, and 23 admixtures. For the OH - elution amount, add 15 g of the paste sample to which the admixture of each test example was added and kneaded to 300 mL of warm water at 30 ° C., stir for 3 hours, and then suction-filter the obtained filtered solution to ionize the OH - amount. Measured using chromatography. From the results shown in Table 7, it was found that the combined use of sodium silicate and silica fume can suppress the increase in the amount of OH - elution caused by the formulation of sodium silicate.
3.石膏種類の影響確認
石膏を無水と半水とした場合の比較を行った結果を表8に示す。減水剤の添加率は、練混ぜ後の0打フロー、15打フローが一定となるように調整し、脱型強度の比較を行った。無水石膏については、特に銘柄の影響が認められず、流動性と脱型強度はほぼ同等であった。また、半水石膏はブレーン比表面積が9000cm2/gを超えるが、本検討の使用範囲では流動性に大きな影響は認められなかった。石膏種類の比較の結果によれば、その影響は大きくないと判断される。なお、石膏のブレーン比表面積は、小さすぎると未水和粒子が残存して遅れ膨脹が生じる可能性があるため、3000cm2/g以上が好ましいと判断される。
3. 3. Confirmation of the effect of gypsum type Table 8 shows the results of comparison between the cases where gypsum is anhydrous and semi-water. The addition rate of the water reducing agent was adjusted so that the 0-stroke flow and the 15-stroke flow after kneading were constant, and the demolding strength was compared. Regarding anhydrous gypsum, no particular influence of the brand was observed, and the fluidity and demolding strength were almost the same. In addition, although the brain specific surface area of hemihydrate gypsum exceeds 9000 cm 2 / g, no significant effect on fluidity was observed within the range of use in this study. According to the result of comparison of gypsum types, it is judged that the influence is not large. If the specific surface area of gypsum is too small, unhydrated particles may remain and delayed swelling may occur. Therefore, it is judged that 3000 cm 2 / g or more is preferable.
※混和材が無添加の試験(No.0)において、セメントと混和材の合計質量100%に対する減水剤の添加量0.3%を基準とした比率
* In the test (No. 0) with no admixture added, the ratio based on the amount of water reducing agent added 0.3% to the total mass of cement and admixture 100%.
4.珪酸ナトリウムの銘柄比較
珪酸ナトリウムの銘柄が異なった場合の比較を行った。減水剤の添加率は、練混ぜ後の0打フロー、15打フローが一定となるように調整し、脱型強度の比較を行った。評価結果を表9に示す。珪酸ナトリウムa及びbについては、特に銘柄の影響は認められなかった。ただし、珪酸ナトリウムc号を使用した場合には、脱型強度がやや低くなる傾向が認められた。これは、珪酸ナトリウムのSiO2/Na2Oが影響していると考えられる。12N/mm2程度の強度を得るためには、SiO2/Na2Oが2.0~2.5の珪酸ナトリウム(珪酸ナトリウムa又はb)を使用することが好ましいと判断される。
4. Comparison of Sodium Sirate Brands A comparison was made when different sodium silicate brands were used. The addition rate of the water reducing agent was adjusted so that the 0-stroke flow and the 15-stroke flow after kneading were constant, and the demolding strength was compared. The evaluation results are shown in Table 9. No particular effect of the brand was observed on sodium silicates a and b. However, when sodium silicate c was used, the demolding strength tended to be slightly lower. It is considered that this is influenced by SiO 2 / Na 2 O of sodium silicate. In order to obtain a strength of about 12 N / mm 2 , it is judged that it is preferable to use sodium silicate (sodium silicate a or b) having SiO 2 / Na 2 O of 2.0 to 2.5.
※混和材が無添加の試験(No.0)において、セメントと混和材の合計質量100%に対する減水剤の添加量0.3%を基準とした比率
* In the test (No. 0) with no admixture added, the ratio based on the amount of water reducing agent added 0.3% to the total mass of cement and admixture 100%.
以上より、混和材の総量を20kgとすると、早強ポルトランドセメントが0~9kg(15~45質量部)、石膏(半水石膏及び/又は無水石膏の合計量)が6~13kg(30~65質量部)、珪酸ナトリウムが0~2.0kg(0~10質量部)、硫酸アルミニウムが0~2.0kg(0~10質量部)、シリカフュームが4~14kg(20~70質量%)、の範囲であることが好ましい。 From the above, assuming that the total amount of admixture is 20 kg, early-strength Portland cement is 0 to 9 kg (15 to 45 parts by mass), and gypsum (total amount of hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum) is 6 to 13 kg (30 to 65). (By mass), sodium silicate 0 to 2.0 kg (0 to 10 parts by mass), aluminum sulfate 0 to 2.0 kg (0 to 10 parts by mass), silica fume 4 to 14 kg (20 to 70% by mass). It is preferably in the range.
一袋の混和材の総量を25kgまでとすると、珪酸ナトリウムと硫酸アルミニウムは増量することが困難であるが、無水石膏は8~16kg(30~65質量%)、シリカフュームは5~17kg(20~70質量%)の範囲で調整が可能である。 If the total amount of admixture in one bag is up to 25 kg, it is difficult to increase the amount of sodium silicate and aluminum sulfate, but the amount of anhydrous gypsum is 8 to 16 kg (30 to 65% by mass), and the amount of silica fume is 5 to 17 kg (20 to 20 to). It can be adjusted in the range of 70% by mass).
また、汎用的な二次製品に適用されるモルタルやコンクリートの配合としては、水セメント比が40~65質量%程度が多く、単位セメント量としては300~450kg程度が多いため、セメント100質量部に対しての添加量は4~8質量部程度となる。 In addition, as a composition of mortar and concrete applied to general-purpose secondary products, the water-cement ratio is often about 40 to 65% by mass, and the unit cement amount is about 300 to 450 kg, so 100 parts by mass of cement. The amount to be added is about 4 to 8 parts by mass.
Claims (11)
早強ポルトランドセメントと、
半水石膏及び無水石膏の少なくとも一方の石膏と、
珪酸ナトリウムと、
硫酸アルミニウムと、
シリカフュームと、
を含み、
当該混和材の全質量を基準として、早強ポルトランドセメントの含有率が0質量%超45質量%以下であり、前記石膏の含有率が30質量%以上65質量%以下であり、珪酸ナトリウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、硫酸アルミニウムの含有率が0質量%超10質量%未満であり、シリカフュームの含有率が20質量%以上60質量%以下である、モルタル・コンクリート用混和材。 It is an admixture for mortar and concrete.
With early-strength Portland cement,
With at least one of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum,
Sodium silicate and
With aluminum sulphate
Silica fume and
Including
Based on the total mass of the admixture, the content of early-strength Portorand cement is more than 0% by mass and 45% by mass or less, the content of the gypsum is 30% by mass or more and 65% by mass or less, and the content of sodium silicate is contained. For mortar and concrete, the ratio is more than 0% by mass and less than 10% by mass, the content of aluminum sulfate is more than 0% by mass and less than 10% by mass, and the content of silica fumes is 20% by mass or more and 60 % by mass or less. Admixture.
前記早強ポルトランドセメントの含有量をAkg/20kg、
前記石膏の含有量をBkg/20kg、
前記珪酸ナトリウムの含有量をCkg/20kg、
硫酸アルミニウムの含有量をDkg/20kg、
シリカフュームの含有量をEkg/20kgとしたとき、
以下の(1)~(6)の不等式で表される全ての条件を満たす、請求項1~5のいずれか一項に記載の混和材。
0.643×A+0.19×B+3.132×C-16.7518×D+0.6809×E+1.1142×B×D+5.2≧12…(1)
0<A≦9.0…(2)
6.0≦B≦13…(3)
0<C<2…(4)
0<D<2…(5)
4.0≦E≦12…(6) Based on the total mass of 20 kg of the above-mentioned early-strength Portland cement, gypsum, sodium silicate, aluminum sulfate and silica fume,
The content of the early-strength Portland cement is Akg / 20kg,
The content of the gypsum is Bkg / 20kg,
The content of the sodium silicate is Ckg / 20kg,
The content of aluminum sulfate is Dkg / 20kg,
When the content of silica fume is Ekg / 20kg,
The admixture according to any one of claims 1 to 5, which satisfies all the conditions represented by the following inequalities (1) to (6).
0.643 x A + 0.19 x B + 3.132 x C-16.7518 x D + 0.6809 x E + 1.1142 x B x D + 5.2 ≧ 12 ... (1)
0 <A ≤ 9.0 ... (2)
6.0 ≤ B ≤ 13 ... (3)
0 <C <2 ... (4)
0 <D <2 ... (5)
4.0 ≤ E ≤ 12 ... (6)
請求項1~6のいずれか一項に記載の混和材と、
を含み、
普通ポルトランドセメント100質量部に対し、前記混和材の含有量が4~8質量部であるセメント組成物。 Ordinary Portland cement and
The admixture according to any one of claims 1 to 6 and the admixture.
Including
A cement composition in which the content of the admixture is 4 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement.
請求項1~6のいずれか一項に記載の混和材と、
細骨材と、
水と、
を含み、
普通ポルトランドセメント100質量部に対し、前記混和材の含有量が4~8質量部であり、細骨材の含有量が150~250質量部であり、
水セメント比が40~65質量%である、モルタル組成物。 Ordinary Portland cement and
The admixture according to any one of claims 1 to 6 and the admixture.
With fine aggregate,
water and,
Including
The content of the admixture is 4 to 8 parts by mass and the content of fine aggregate is 150 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement.
A mortar composition having a water-cement ratio of 40 to 65% by mass.
請求項1~6のいずれか一項に記載の混和材と、
細骨材と、
粗骨材と、
水と、
を含み、
普通ポルトランドセメント100質量部に対し、前記混和材の含有量が4~8質量部であり、細骨材の含有量が150~300質量部であり、粗骨材の含有量が200~400質量部であり、
水セメント比が40~65質量%である、コンクリート組成物。 Ordinary Portland cement and
The admixture according to any one of claims 1 to 6 and the admixture.
With fine aggregate,
With coarse aggregate,
water and,
Including
The content of the admixture is 4 to 8 parts by mass, the content of fine aggregate is 150 to 300 parts by mass, and the content of coarse aggregate is 200 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary Portland cement. It is a department
A concrete composition having a water-cement ratio of 40 to 65% by mass.
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