JPH02137780A - 高強度軽量気泡コンクリート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気乾比重が１近くで圧縮強度が２００ｋｇ　ｆ
　／　ｃ−程度の従来にない高強度軽量気泡コンクリー
トに関する。その用途は、建築用プレキャスト部材やカ
ーテンウオール、その他のコンクリート製品など数多い
と考えられる。

〔従来の技術〕

モルタル・コンクリートの軽量化は、その用途に応じて
、より軽い、より強い特質を経済的に得るための検討が
行われ、現在、ＡＬＣで代表される気泡コンクリート、
１種、２種の人工軽量コンクリート等が実用化されてい
る。

これら軽量コンクリートの高強度化は、骨材の強度を増
す、気泡量を低減して空隙比を小さくする等の方法によ
って行われてきたが、軽量骨材は強度を増せば重量が増
加する傾向にあるし、また、コンクリートも空隙化を減
少させれば、緻密化して比重が高いものとなる。逆に軽
量化の方向は、相対的に強度の低い気泡や骨材を増加さ
せるため全体の強度を低下させる結果となり、軽量で高
強度のコンクリートの製造には限度があった。

一般に、軽量コンクリートの比重と圧縮強度との間には
直線的な関係があり、気乾比重１近くでは圧縮強度はＩ
　Ｑ　Ｏｋｇｆｌｃｄ程度、比重１．３では強度は２０
０ｋｇｆ／ｃ−に達するのが従来の技術的限界であった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の軽量気泡コンクリートではポルトランドセメント
を用いており、組繊を構成するペーストやモルタル部分
の強度が低い、また、粒径の大きい軽量骨材や気泡など
が含まれるため、負荷時に強度が小さいこの部分に、応
力が集中して部分的なひび割れを生じるなど強度低下の
原因となる。

更には硬化の過程で材料分離を生じやすく、分離した脆
弱部分の強度によってコンクリート強度が支配されるな
どの問題点がある。

（課題を解決するための手段〕 本発明は以上の点について種々の検討を行った結果、結
合材の成分、粒度を改良するとともに高性能減水剤を用
いて水結合相比を下げて強度の向上を計った。また、使
用する骨材の粒径を小さくし、導入空気泡の径を微細に
することで、これらの部分の安定、均質に分散させ脆弱
部の発生を抑制した。これにより、気乾比重１近くで圧
縮強度２００　ｋｇｆ／ｃ＋ｉ程度の従来にない高強度
軽量コンクリートを完成するに至った。

以下に本発明の物質構成について詳しく述べる。

結合材は、すでに特開昭６１−２８１０５７号公報に示
されているように、粒径１００　ｐｔｓ以下のセメント
と粒径１５−以下のスラグ微粉からなる。

セメントは、自ら水和硬化物を生成させ強度を担うとと
もにスラグ微粉の硬化反応を刺激する。スラグ微粉は、
微粉末化することで活性化度を高めたものであり水和時
に毛細管空隙の小さい緻密で強度の高い特許の水和鉱物
を生成させる。本発明による結合材は早期に高強度で発
現し長期にわたり強度増進と耐久性を付与するものであ
る。しかも＠粉末化しているため粘稠性が大きく、後記
する微細気泡や小粒径骨材の安定化、分離の防止に効果
が大きい。

骨材は、容重が０．２〜０．４ｋｇ／ｌの無ａｔ軽量発
泡体であり、粒径的には２．５　ｔｍ以下好ましくは１
、２−以下である１粒径の大きい発泡体は混練中に破壊
されやすく、また浮力が大きいため材料分離を生じ、更
には、硬化後に脆弱部分となって応力の集中を受けやす
いためである。材質的には膨張頁岩、黒曜石、真珠岩、
ひる石などを焼成発泡させた超軽量骨材と呼ばれるもの
で良い、これらは不透水性の皮膜で被われ、内部は独立
した多くの気孔を有した、吸水性の小さいものが好適で
ある。

本発明においてもコンクリート重責を軽減するために空
気泡を導入する。この空気泡も硬化後の負荷時の応力集
中を避けるためには極力小さ（、またまだ固まらないコ
ンクリート中では安定に分散されていることが必要であ
る。従って、気泡径０、３■以下の独立気泡が好ましい
、この気泡の形成は、起泡剤やコンクリート用ＡＥ剤を
用いることで行われ、特に起泡剤としては、アルキルス
ルフォン酸系、アルコール硫酸エステル系が良（、この
場合気泡の導入方法は、プレフォーム、Ｑツクスフオー
ム等にこだわらない。

高性能減水剤は、特許請求の範囲１項記載の結合材に含
まれるものであるが、微粒子を含む結合材の分散性を良
好にし、コンクリートの流動性を増加させて水結合相比
を低減させるので強度向上の効果は大きい、また、結合
材に粘稠性を与えるため、気泡や骨材を安定化し材料分
離を防止する。

これらの減水剤としては、ナフタリンスルフォン酸系、
アルキルナフタリンスルフォン酸系、ポリカルボン酸系
、メラニンスルフォン酸系のアルデヒド縮金物の塩など
の何れでも良い。

これらのコンクリート構成材料の配合量は、結合材は３
０〜８０重量部、骨材は７０〜２０重量部が適当である
。結合材が３０重量部以下では強度が著しく低下し、骨
材が２０重量部以下ではコンクリートの軽量性が損なわ
れるからである。水結合相比は２０〜５０重量％が望ま
しい、２０重量％以下では結合材の水和水層が不足し、
５０重量％以上では前記したような強度、材料安定性の
効果が充分でない、気泡量はでき上り容積に対して５〜
２０体積％が艮い、５％以下では軽量効果が小さいし、
２０％以上では空隙比が大きくなり過ぎて強度が小さい
。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 骨材として容重０．２３〜０．２７ｋｇ／ｐ、の黒曜石
系パーライト０〜５ＩＩＩｍをふるい分けして、０〜１
．２　ｍ、０〜２．５閣、０〜５ＩＩ１１の３粒群をつ
くった。結合材として特許請求の範囲１項記載の結合材
に該当する高性能減水剤をプレミックスしたＮＥＭ−Ｆ
　と比較のための普通ポルトランドセメント、およびア
ルキルスルフォン酸系の起泡剤とコンクリート用ＡＥ剤
ヴインソルＷを用意した。

これらを第１表に示すように配合し、容１２Ｎのモルタ
ルミキサーで混練した。但し、気泡の導入は、起泡剤を
用いた場合はプレフォームで、ＡＥ剤を用いた場合は混
練水中に混合して空気を連行させた。　ＪＩＳ　Ｒ５２
０１に拠ってフローの測定を行ない、４Ｘ４Ｘ１６Ｃ１
１の供試体を作製し、１６〜１Ｂ時間後に脱型した。以
後、２０±３℃、相対湿度８０％の気中養生、および前
置１０時間後に最高温度５５°Ｃでの蒸気養生を行い、
材令７日で圧縮強度を測定した。結果を第１表に付記し
た。

比較例Ａは、骨材粒度がＯ〜５Ｉｌａで結合材が普通ポ
ルトランドセメント、比較例Ｂは、結合材がＮＥＭ−Ｆ
のものである。Ａは、圧縮強度が１００ｋｇ　ｆ　／　
ｃ−前後、Ｂは１５０　ｋｇｆ／ｃｄ程度であった０本
発明による材料構成の実施例では１７０ｋｇｆ／ｃ−以
上で、特に骨材の粒度が小さいＥ、Ｆは２００ｋｇ　ｆ
　／　ｃｄ程度であった。このように結合材や骨材粒度
による強度改善効果が明らかである。なお、光学顕微鏡
による供試体の観察の結果、混練および成形時において
物理的に混入される比較的大きな気泡が認められるもの
の０，３−以下の微細気泡が著しく多く導入されている
のが確認された。

実施例２ 骨材として容重０．２５ｋｇ／ｌ、粒径０．６〜２．５
閣の軽量骨材υ−ライト２号と同じく容重０．３５　ｋ
ｇ　／　ｌ、粒径０．３〜１．２−のＵ−ライ）１号、
および細粒骨材として容重０．１５ｋｇ　／　ｌ　、粒
径０．０１〜０．３　ｍのショーバルーンを用い、結合
材をＮＥＭ−Ｆ　として、第２表に示すように配合し混
練した。養生、その他の試験方法を実施例１と同じにし
て材令７日の圧縮強度を測定した。

第２表に示すように、本発明では異なった種類の骨材を
用いても結果は良好であった。また、実施例に、Ｌに示
すように細粒骨材を加えると強度は更に増加することが
わかった。

（発明の効果〕 この発明は前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

気乾比重が１に近い軽量であって圧縮強度が２ρＯｋｇ
ｆ／ｃＩｉ程度の高強度軽量気泡コンクリートを容易に
得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径１００μｍ以下のセメント１５〜７０重量％
   、粒径１５μｍ以下の高炉急冷スラグ微粉末（以下、ス
   ラグ微粉と称する）８５〜３０重量％の割合からなる高
   性能減水剤を含む結合材と、骨材としての粒径２．５ｍ
   ｍ以下で容重が０．２〜０．４ｋｇ／ｌの無機質軽量発
   泡体、水および径０．３ｍｍ以下の気泡からなる高強度
   軽量気泡コンクリート。
2. （２）結合材が３０〜８０重量部、無機質軽量発泡体が
   ７０〜２０重量部、結合材に対して ２０〜５０重量％の水、でき上り容積に対して５〜２０
   体積％の気泡を含有することを特徴とする請求項１記載
   の高強度軽量気泡コンクリート。