JPH0225861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は周期的な凍結−融解下で、改良された
耐久性を有する硫黄コンクリートまたは硫黄モル
タルに関する。 硫黄が結合剤として作用するような、骨材と硫
黄との混合物は、使用する骨材の大きさなどによ
つて硫黄コンクリートまたは硫黄モルタルと呼ば
れている。 このような硫黄コンクリートの、法型によつて
製造され得る物品には、ポルトランドセメントの
ような水硬セメントと骨材と水と種々の添加剤と
の混合物を基礎とするセメントコンクリートから
通常製造される予備成形コンクリート物品が含ま
れる。かかる物品には、舗装用スラブ、構造部
材、縁石、側溝、パイプおよびその他の注型製品
が含まれている。 硫黄モルタルは、例えばパイプ、煉瓦、タイル
の接合に用いられ、また保護表面を与えるための
コーテイング組成物として用いられている。 このような硫黄コンクリートおよび硫黄モルタ
ルは、ポルトランドセメントコンクリートやモル
タルと比較して、幾つかの利点を有するがまた幾
つかの欠点も併せ持つている。 また、硫黄は石油工業に於ける製油および天然
ガス処理の副産物としても、また硫黄鉱床の採鉱
からも大量に入手できるものである。 ところで従来の硫黄コンクリートの特別な欠点
は、凍結−融解耐久性が悪いという点にあり、か
くしてカナダや米国北部の州で起るような、反復
の凍結−融解サイクルを受けるとき、抵抗性に欠
ける故に、破壊するようなことが、しばしば見ら
れた。 特に、硫黄コンクリートおよび硫黄モルタル
は、凍結融解寿命が80サイクルまでしかなく、し
ばしば僅か20〜40サイクルであるが、カナダおよ
び米国北部州の気候にさらされるコンクリートお
よびモルタルの、受容できる凍結融解耐久性とし
てASTM Ｃ 666に規定されている基準は、少
なくと300サイクルである。 既に硫黄コンクリートの凍結融解耐久性の悪い
ことは、よく知られている〔R.E.ルーブ（R.E.
Loov）著−硫黄コンクリート（Sulphur）。
Concrete）−1974年に於けるステート・オブ・
ジ・アート（State of the Art in 1974）〔研究
報告（Research Report）No.CE 75−２、カルガ
リー（Calgary）大学土木工学部、アルバータ
（Alberta）、1975年３月〕；V.M.マルホトラ（V.
M.Malhotra）著、硫黄コンクリートの鉱物特性
および耐凍結融解性（Mineral Properties and
Freeze−Thaw Resistance of Sulphur
Concrete）（カナダ国オンタリオ州オツタワ市、
エネルギー、鉱山、資源局、鉱山部研究報告IR
73−18、1973年１月）；J.J.ボードイン（J.J.
Beaudoin）他共著、硫黄コンクリートの凍結融
解耐久性（Freeze−Thaw Durability of
Sulphur Concrete）〔ビルデイングリサーチノー
ト（Building Research Note）No.92、カナダ
国、ナシヨナルリサーチカウンシル、ビルデイン
グリサーチ部、1974年６月〕；およびT.A.サリバ
ン（T.A.Sullivan）他共著、優れた硫黄コンクリ
ートの開発および試験（Development and
Testing of Superior Sulphur Concrete）、〔研
究報告（Report of Investigation）8160、米国
内務省、鉱山局、1976年〕に記載されている。 ポルトランドセメント技術に於ては、ポルトラ
ンドセメント中に空気を連行させて種々の性質を
改善することが知られている。かかる空気連行
は、米国特許第3615784号、第3782983号、第
4019916号、第4046582号に記載されている。 ポルトランドセメントコンクリートの凍結融解
耐久性の悪いのは、かかるセメントの構造内にあ
る固有の孔を通る水分の移動によつて生じる圧力
によるものと考えられていた。凍結融解サイクル
中の水分の移動はポルトランドセメント構造内の
圧力増加をもたらし、この圧力がセメント内の裂
け目や割れ目の生成によつて開放され、その結
果、セメントおよびコンクリートの破壊が生じ
る。 ポルトランドセメント中の空隙の生成および空
気の連行を利用してポルトランドセメント構造内
全体にわたつて空間またはエアポケツトを与え、
ポルトランドセメント構造内の固有の水分が凍結
融解サイクル中にこの空間またはエアポケツト中
へ膨張できるようにすることが行われている。こ
の方法で、圧力増加は回避または減少されるの
で、裂け目や割れ目の発生は減少される。 硫黄コンクリートおよび硫黄モルタル構造に於
ては水分は固有なものではなく、かかる硫黄組成
物の凍結融解耐久性の悪いのは、構造中の硫黄結
晶の膨張、収縮によると業界では考えられてい
た。硫黄は、異常に高い熱膨張係数（55×
10^-6／℃）および低い熱伝導率（0.27W／MK）
を有する。従つて、硫黄コンクリート内の温度勾
配は高レベルの応力差を生じ、凍結融解条件下で
の硫黄コンクリートの破壊はこのことに帰せられ
ている。そこで、凍結融解耐久性を改良しようと
いう努力は、硫黄の可塑化および非結晶性無定形
構造または重合構造または硫黄結晶の粒度の小さ
い構造の生成に集中されて来た。温度変動に伴う
結晶の寸法変化または結晶構造の変化から生じる
硫黄セメントの特性および硫黄の結晶癖を変える
ためのオレフインポリスルフイドのような薬剤の
使用は、W.W.デツカー（W.W.Duecker）著、硫
黄セメントの性質を改良する混合物
（Admixtureimprove Properties of Sulphur
Cements）〔ケミカル・アンド・メタラージカ
ル・エンジニアリング（Chemical＆
Metallurgical Engineering）、1934年11月、583
−61頁〕に記載されている。 劣つた凍結融解耐久性を克服するため可塑化な
どによつて硫黄を変性する必要があることは、
B.R.カレル（B.R.Currel）、“新規の硫黄をベー
スとする被覆物（New Sulphur−based
Coatings）”〔ポリマーズ・ペイント・アンド・
カラー・ジヤーナル（Polymers Paint and
Colour Journal）、1978、674−８頁〕；T.A.サリ
バン（T.A.Sullivan）およびW.C.マクビー（W.
C.McBee）、サルフアー・インステイテユート・
ジヤーナル（Sulphur Institute Journal）、1976
年春、６−８頁；T.A.サリバン（T.A.Sullivan）
およびW.C.マクビー（W.C.McBee）、“特殊硫黄
コンクリートの開発（Development of
Specialized Sulphur Concrete）”（Proc.Int.
Conf.on Sulphur in Construction、Ottawa、
1978、vol.2、453−474頁）；サルフアー・リサー
チ・アンド・デベロプメント（Sulphur
Research and Development）vol.2、1979年、
２−17頁；V.M.マルホトラ（V.M.Malhotra）、
“硫黄コンクリートおよび硫黄溶浸コンクリー
ト：性質、用途および限界（Sulphur Concrete
and Sulphur Infiltrated Concrete：
Properties、Application and Limitations）”、
〔カンメツトリポート（Canmet Report）79−
28、エナジー、マインズ・アンド・リソーシズ・
カナダ（Energy、Mines and Resources
Canada）、1979年５月、）および２−11頁〕；
および米国特許第4058500号にも記載されている。
特に、サリバン（Sullivan）およびマクビー
（McBee）およびマルホトラ（Malhotra）は、
溶融硫黄を95.5℃以下に冷却するとき、単斜晶形
から、より高密度で、より小さい体積を占めかつ
熱的サイクルにより破壊を受けやすい斜方晶形に
転移するので、可塑化によるなどの変性が必要で
あることを述べている。 かくして、凍結融解サイクルのような温度変動
条件にさらされた硫黄コンクリートおよび同様な
硫黄／鉱物骨材組成物が示す不良耐久性は温度に
よる硫黄マトリツクスの結晶の変化によるもので
あることは当業者が一般に認めるところである。
特に硫黄結晶は、温度の上昇と共に膨張し、温度
の下降と共に収縮し、加えて分子構造は種々の結
晶形および非結晶形の間で変化する可能性があ
る。 凍結融解サイクル中に受ける収縮、膨張によつ
て、組成物中に、硫黄マトリツクス中および硫黄
マトリツクスと骨材粒子との間の両方に於て、応
力差が生じる。特に、温度上昇による結晶の体積
膨張およよ（または）形態学的変化およびその結
果生じる応力は、一般に、裂け目が割れ目の発生
の原因ならびにその結果生じる組成物の劣化およ
び破損の原因とされている。 北米大陸の北部気候に於ては、短期間に凍結融
解がしばしば起こる可能性があり、例えば夜間中
に凍結が昼間中に融解が１日基準で起こるという
ことを認めるべきである。 デツカー（Duecker）及びその他の文献によつ
て上記したように、かくして、かかる硫黄組成物
の不良な凍結融解耐久性の問題を克服しようとす
る試みは、固体状態の硫黄が取る構造を変化させ
ることに集中している。 連行空気を含む硫黄コンクリートおよび硫黄モ
ルタルは以前には提案されたことがないが、デー
ル（Dale）およびルドウイグ（Ludwig）は米国
特許第3337355号および第4022857号中で発泡硫黄
（foamed sulphur）を記載しており、デール
（Dale）およびルドウイグ（Ludwig）の発泡体
は、密度が0.48ｇ／cm³（30bs／ft³）以下であ
る。デール（Dale）およびルドウイグ
（Ludwig）は溶融硫黄中に安定剤と共に増粘剤を
用いる必要のあることを見いだし、増粘剤は溶融
硫黄中で安泡剤からの気泡を保持するために必要
でありかつ安定剤は気泡の合一を防ぐために必要
であると考えた。 本発明の１つの目的は、耐久性の硫黄コンクリ
ートおよび硫黄モルタルを提供することである。 本発明のもう１つの目的は、かかる硫黄コンク
リートおよびモルタルの製造方法を提供すること
である。 本発明者らは、骨材および硫黄を基礎とする硫
黄コンクリートや硫黄モルタルに空気を連行させ
ると、耐久性が顕著に改良されることを見出し
た。 本発明によれば、骨材と元素硫黄または変性硫
黄とからなる硫黄コンクリートおよび硫黄モルタ
ルに連行空気を含有させることにより凍結融解耐
久性が改良した硫黄コンクリートまたは硫黄モル
タルが提供される。 本発明のもう１つの面においては、骨材と元素
硫黄または変性硫黄から硫黄コンクリートまたは
硫黄モルタルを製造する方法において、界面活性
剤を混合することにより凍結融解耐久性が改良さ
れた硫黄コンクリートまたは硫黄モルタルの製造
方法が提供される。 (i) 連行空気、凍結融解耐久性 (a) 連行空気（entrained air） 連行空気とは、連行によつてコンクリート
またはモルタル中に積極的に導入形成され
た、小空間またはポケツトのことである。連
行空気は、ほぼ球形または少なくとも回転楕
円体の形状でありかつそのサイズが小さい。
かかる連行空気は、一般に形が不規則でかつ
閉じ込められた空気からなる空気ボイド
（air voids）すなわちエントラツプド・エア
とは区別される。 このボイドは、コンクリートやモルタルの
強度に悪影響を与えるという欠点を有し、そ
れ故最少に保つことが望ましい。ボイドの完
全に無いものを得ることは、工業的に実施不
可能であり、本発明の硫黄コンクリートに於
ても、典型的には、コンクリート体積の約１
〜５％のボイド体積を有している。 連行空気は、直径が0.01〜0.5mm、典型的
には0.05〜0.5mmであることが適当であり、
マトリツクス全体にわたつて分散させる。連
行空気は、ほぼ均一なサイズであることおよ
びマトリツクス全体にわたつて均一に分散さ
れていることが好ましい。 連行空気の体積および分布は、凍結融解耐
久性の改良に於て重要である。連行空気間の
間隔が大きすぎると、凍結融解耐久性は改良
されない。一般に、ASTM Ｃ 457−71に
よる連行空気の間隔係数は約２mm以下であ
り、平均間隔係数は約0.01〜約1.5mm、典型
的には0.1〜約1.5mmであることが適当であ
る。間隔係数とはマトリツクス中の任意の点
の連行空気周囲からの最大距離に関係するイ
ンデツクスである。 連行空気は、一般にコンクリートやモルタ
ルの50容量％以下、好ましくは25容量％以
下、典型的には15容量％以下を占める。 典型的に、連行空気が15容量％以下を占め
るとき、組成物の残りの固体部分の中でマト
リツクスは約15容量％を占める。かくして、
本発明の組成物の硫黄成分マトリツクス中
で、連行空気が占める体積は、多くとも約50
％以下である。この場合のため、マトリツク
ス中の連行空気体積が約50％である硫黄コン
クリートでは、密度は典型的には約1.92〜
2.24ｇ／cm³（120〜140bs／ft³）であり、こ
れは前に挙げたデール（Dale）およびルド
ウイグ（Ludwig）の発泡体と明瞭に異なる。 連行空気は、約４〜約15容量％からなるこ
とが適当である。 (b) 凍結融解耐久性 既に述べたように、通常の硫黄コンクリー
トおよび硫黄モルタルは、典型的には80サイ
クルまでの凍結融解寿命を有する。本発明の
硫黄コンクリートまたはモルタルは、300サ
イクル以上の凍結融解耐久性を有し、かつ容
易に製造することができるものである。 既に概述した硫黄コンクリートおよび硫黄
モルタルの破損のメカニズムは、破損の唯一
のメカニズムではないと本発明者らは信じて
おり、従つて本発明は、一部分、従来より認
められているメカニズムが、唯一のメカニズ
ムではないという難識に立つものである。 本発明者らは、特定の理論によつて束縛さ
れたくはないが、水または水分は、特に融解
サイクル中に、硫黄組成物、例えば硫黄コン
クリートまたは硫黄モルタル中に浸透し、か
つかかる水はマトリツクス中を通つて移動す
るものと信じている。 マトリツクス中のこの水の移動は、凍結サ
イクル中および融解サイクル中の両方におい
て、促進される。 凍結サイクル中、マトリツクス内の水分と
コンクリートまたはモルタルの表面あるいは
大きいボイドまたは亀裂内の水（この水分ま
たは水は氷の形で存在する可能性がある）と
の間に蒸気圧差が生じる。マトリツクス内の
水は表面の水または氷より高エネルギー状態
にあり、表面の水または氷は低い自由エネル
ギーおよび蒸気圧を有し、その結果蒸気圧の
差または勾配を生じる。この蒸気圧の差また
は勾配は、マトリツクス内の水を表面または
マトリツクス内のキヤビテイへ向かつて移動
する駆動力を与える。 融解サイクル中、水はコンクリートまたは
モルタル中へ浸透し、マトリツクスおよび骨
材を飽和する傾向がある。空気ボイドが水で
満たされると、コンクリートは凍結作用を受
けやすくなる。 水の移動は、マトリツクス内に圧力増加を
生じ、その圧力がマトリツクスの強度が耐え
得る圧力以上になると、マトリツクス中また
はマトリツクス−骨材結合部位に割れ目また
は破損が生じる。加えて、キヤビテイ内での
水の凍結中、水が氷になる際の膨張によつて
も応力が生じ、かくて割れ目や破損をもたら
す可能性がある。 本発明に於ては、移動しつゝある水が連行
空気内に入り、圧力の低下、従つて移動力の
低下を生じ、この水または凍結して氷になる
際に、連行空気中へ膨張するので、連行空気
はマトリツクス全体にわたつて圧力除去点を
与える。 このような理論的メカニズムに束縛された
くはないが、この理論は連行空気の間隔が重
要である理由を説明する。すなわち、間隔が
大きい場合には、明らかに、マトリツクス内
の連行空気間を移動する水は圧力増加を生
じ、この移動水が圧力除去用連行空気に達す
る前に、割れ目や破損を生じるのである。 (ii) 硫黄 硫黄は、元素硫黄または変性硫黄である。変
性硫黄とは、可塑化された元素硫黄である。元
素硫黄の可塑剤は公知であり、可塑剤として
は、ジシクロペンタンジエン、スチレン、ビニ
ルトルエン、コールタール、テルペンポリスル
フイド、オレフイン系炭化水素重合体（米国特
許第4058500号記載、この記載は参照文として
本明細書に含まれるものとする）およびそれら
の混合物が含まれる。 変性硫黄は、元素硫黄を用いた硫黄コンクリ
ートよりも優れた延性を示す。 変性硫黄は、元素硫黄の重量に対して約１〜
10重量％の可塑剤を含むのが適当である。 硫黄は、結合剤として作用し、骨材粒子を結
合する。 また硫黄は、連行空気を保持する媒質として
も作用する。 硫黄は、コンクリートおよびモルタル全体の
５〜60重量％を占めるのが適当である。 (iii) 骨材 骨材には、粗骨材、細骨材および微粉が含ま
れる。 粗骨材には、粒径が少なくとも約4.75mm、特
に1.5〜４cmの砂利、砕石、スラグおよび他の
鉱物組成物材料が含まれる。 細骨材には、粒径が約150μｍ〜約4.75mmの砂
および他の鉱物組成物材料が含まれる。 微粉には、粒径が150μｍ未満のフライアツ
シユ、磁硫鉄鉱、粉砕頁岩、イライトおよびそ
の他の鉱物組成物材料などが含まれる。 硫黄モルタルは粗骨材を含まないが、硫黄コ
ンクリートは多量の粗骨材を含む。硫黄コンク
リートは、好適にはコンクリートの大部分の体
積を占めるようにできるだけ多量の粗骨材を含
み、それによつて所要の、より一層高価な硫黄
の量を減少すべきである。 (iv) 硫黄コンクリート、硫黄モルタル (a) 硫黄コンクリート 硫黄コンクリートは、粗骨材と細骨材と微
粉との混合物を骨材として用いるのが最適で
ある。好適には、10〜90重量％、好ましくは
15〜80重量％、より好ましくは25〜55重量％
の粗骨材と、５〜90重量％、好ましくは５〜
85重量％、より好ましくは30〜85重量％、最
も好ましくは35〜60重量％の細骨材と、０〜
30重量％、好ましくは０〜20重量％、より好
ましくは５〜15重量％の微粉とからなること
ができる。 骨材成分は、骨材の全重量に対して、全体
で100重量％になるまで上記範囲内で選ばれ
る。 硫横コンクリートは、重量％で、全体100
％に対して、５〜50％、好ましくは５〜30
％、より好ましくは５〜20％の硫黄と、50〜
95％、好ましくは70〜95％、より好ましくは
80〜95％の骨材を含むのが好適である。 一般に、微粉を含有することが好ましく、
硫黄コンクリートのように粗骨材が存在する
場合には、特に好ましい。該微粉は、より大
きい骨材粒子、特に粗骨材からの硫黄の偏析
の傾向を防ぐ。 微粉はまた結晶核部位を与え、凝固時の硫
黄の密度変化から生じる硫黄組成物の収縮に
よつて生じるキヤビテイの発生を減少させる
作用も有している。 細骨材および微粉の含量は作業性に影響を
及ぼす。たとえば細骨材および（または）微
粉の含量が大きすぎると、剛さが低下するの
で施工しにくくなる。 (b) 硫黄モルタル 硫黄モルタルは、最も好適には、モルタル
の重量に対して20〜60重量％、より好ましく
は35〜50重量％の硫黄と、40〜80重量％、よ
り好ましくは50〜75重量％の骨材とからな
る。 骨材は、細骨材と微粉とからなる。一般
に、骨材は、骨材の全重量に対して０〜100
重量％、好ましくは30〜70重量％の細骨材
と、０〜100重量％、好ましくは30〜70重量
％の微粉とからなり、全体で100重量％とす
る。 (v) 連行空気の生成 連行空気は、次の方法で硫黄コンクリートや
モルタルへ連行させることができる： 硫黄が溶融している状態にある硫黄コンクリ
ートやモルタルの撹拌中に、溶融硫黄の表面張
力を変化させて微細な気泡の生成を容易にする
界面活性剤からなる空気連行剤を使用する。 空気連行剤は、溶融硫黄を骨材と混合する前
に、溶融硫黄へ添加してもよく、あるいは溶融
硫黄を骨材へ添加した後に添加するのが適当で
ある。 混合は、通常のミキサー（例えばドラムミキ
サー）内で行うことができる。ドラムミキサー
を用いるとき、１〜３分間、好ましくは約２分
間混合することが適当である。 適当な界面活性剤には、飽和炭化水素スルホ
ン酸ナトリウム、ヒドロキシ官能性低分子量シ
リコーン、ポリイソシアナート、アミノアルキ
ル官能性シランが含まれるが、溶融硫黄の表面
張力を変化させて撹拌条件下で微細な泡を生成
させる界面活性剤であれば、たいがいの界面活
性剤を使用することができる。 通常、これらの界面活性剤は溶融硫黄と骨材
との混合物の粘度に明らかな影響を及ぼさない
が、表面張力を変化させると同時に粘度をも変
化させる界面活性剤は、適当なサイズおよ分布
範囲の連行気泡がそれにより生成されるかぎり
使用することができる。本発明に於て、ヒドロ
キシ官能性低分子量シリコーン、アミノアルキ
ル官能性シランの使用が最も好ましい。 硫黄コンクリート又はモルタルの製造は、公
知のいずれの方法も用いることができるが、骨
材を、溶融硫黄の温度に近い温度に加熱した
後、骨材と溶融硫黄とを混合するのが好まし
い。骨材中に存在する可能性のある水分を除去
するため、骨材は空気流中で長時間、例えば４
時間以上加熱することが望ましい。 加熱された骨材との混合は、硫黄を溶融状態
に保つのに有効な高温でかつ硫黄が重合して高
粘度物質になる温度より低い温度で行うのが適
当である。 かくして、混合は、一般に115℃〜約160℃の
温度で行われる。159℃を越える温度では硫黄
が重合し始め、また115℃未満では凝固が起こ
る。上記温度範囲内では、硫黄は低粘度の液体
であり、骨材と容易に混合させることができ
る。 １つの好ましい方法においては、骨材をまず
溶融硫黄の範囲の温度すなわち115℃〜160℃、
好ましくは159℃以下、より好ましくは約120℃
〜約140℃、最も好ましくは135℃に予熱する。
この予熱された骨材を、次に適当なミキサー
中、例えばコンクリートミキサー中で、溶融硫
黄と、ほぼ均一な混合物が得られるまで混合
し、混合中ずつとこの温度に保つ。得られた熱
混合物を、次に、硫黄コンクリートの場合に
は、所望の形に注型し、あるいはモルタルの場
合には直接使用することができる。しかし、硫
黄モルタルも成形して物品にすることができ
る。 骨材の予熱は、低温度の骨材との接触によつ
て溶融硫黄が凝固するのを防止するためおよび
混合時間を短縮させるために望ましい。 混合時間は臨界的でなく、混合装置の性質に
依存する。1/3馬力モータにより30サイクル／
分（0.5Hz）で駆動される、1.5ft³のモナーチミ
キサー（Monarch mixer）を用いるときには、
２分の最低混合時間を用いたが、より高速のミ
キサーでは、より短い最低混合時間を用いるこ
とができた。 熱混合物は、他の方法でもつくることができ
る。例えば、非溶融硫黄（例えば粉末状、破砕
状、フレーク状またはペレツト状の硫黄）を骨
材と混合した後、混合物を加熱して硫黄を溶融
することができる。 もう１つの通常の方法では、例えば非溶融硫
黄（例えば粉末状、破砕状、フレーク状または
ペレツト状の硫黄）を予熱された骨材と混合
し、硫黄を該骨材の熱でもつて溶融することが
できる。 これらの場合には、空気連行剤の添加は、硫
黄の添加の前または後および硫黄の溶融の前ま
たは後に行うことができる。 実施例 １（比較実施例） 20Kgの粗骨材と55Kgの細骨材とからなる骨材
を、強制空気炉中で、130℃で約４時間加熱した。
この加熱した骨材を0.0425m³（1.5ft³）のドラム
ミキサーへ移し、25Kgの微粉を添加した後、ミキ
サーの内容物を２分間混合した。18Kgの量の溶融
硫黄をこの混合物上に注ぎ、２分間混合を続行し
た。得られた硫黄コンクリートを鋼製金型中へ注
型し、注型中振動させ、１晩中かけて試料を室温
で冷却させた後、金型からはずした。 この方法で、7.62cm×15.2cm（3in×6in）の成
形シリンダー、7.62cm×7.62cm×38.1cm（3in×
3in×15in）および10.2cm×10.2cm×38.1cm（4in×
4in×15in）の成形プリズムを得た。シリンダー
は圧縮強さ試験用であり、7.62cm（3in）プリズ
ムは凍結用融解試験用であり、10.2cm（4in）プ
リズムは空気量分析用である。 粗骨材はカナダ国、アルバート州、エクスシヤ
ウ市、スチールブラザーズ（Steel Bros.）社製
の石灰石であり、細骨材はポウトリイグリツト
（poultry grit）であり、微粉はフライアツシユ
であつた。 実施例 ２ 実施例１の操作を繰返した。但し、ダウコーニ
ング社からDCZ−6018の商品名で市販されてい
る、ヒドロキシ官能性低分子量シリコーンである
界面活性剤3.6ｇを溶融硫黄に添加し、溶融硫黄
と約２分間混合した後、この溶融硫黄を骨材混合
物上へ注いだ。 実施例 ３ 実施例２の操作を繰返した。但し、36ｇの上記
界面活性剤を用い、溶融硫黄と界面活性剤との混
合時間は３分であつた。 実施例 ４ 実施例２の操作を繰返した。但し、180ｇの上
記界面活性剤を用い、溶融硫黄と界面活性剤との
混合時間は４分であつた。 実施例 ５ 実施例２の操作を繰返した。但し、360ｇの上
記界面活性剤を用い、溶融硫黄と界面活性剤との
混合時間は４〜５分であつた。 実施例 ６ 実施例２の操作を繰返した。但し、540ｇの上
記界面活性剤を用い、溶融硫黄と界面活性剤との
混合時間は５分であつた。 連行空気を含有しない実施例１（比較実施例）
に比較して、実施例２〜６で示される本発明例の
改良された凍結融解耐久性を示すために、実施例
１〜６の成形プリズムについて試験を行つた。尚
幾つかの実施例については、成形物品の連行空気
含量および間隔係数を測定した。 結果を下記の第１表に示した。

【表】 第１表記載のデータより、本発明例のものは、
凍結融解耐久性の顕著な改良を示していることが
明白であろう。 実施例 ７ 前記各実施例の、成形シリンダーについて圧縮
試験を行つた。結果を第２表に示した。 第２表 圧縮強さの比較実施例 圧縮強さ MPa(イ) ２ 45.6 ３ 44.7 ４ 38.3 ６ 34.6 (イ) 強さは直径7.62cm（3in）、長さ15.24cm（6in）
のシリンダーの圧縮試験から得られたものであ
る。 実施例 ８ ミキサー中で、粗石灰石20重量％と細石灰石55
重量％とフライアツシユ25重量％とからなる骨材
混合物を、骨材の重量に対して18％の溶融硫黄お
よび硫黄の重量に対して0.2％のダウコーニング
シラン6020と混合した。混合操作は実施例１およ
び２記載の通りである。 得られた硫黄コンクリートを鋼製金型中に、注
型中金型を振動させて注型し、試料を１晩中室温
で冷却させた後、型からはずした。 この方法で10.2cm×10.2cm×40.6cm（4in×4in
×16in）の成形プリズムを得た。 ３つの試料片１、２、３についてASTM C666
操作Ａの試験を行つた。 試料片１は487サイクル後に取り出したが、初
めの動的弾性率の60％を保持していた。 試料片２、３は、553サイクル後に取り出した
が、初めの動的弾性率の58％を保持していた。 細石灰石はカナダ国、アルバータ州、エクスシ
ヤウ（Exshaw）社から、フライアツシユはカナ
ダ国、アルバータ州、ウエスタン・フライ・アツ
シユ（Western Fly Ash）社から得たものであ
る。 また、ダウコーニングシラン6020は界面活性剤
アミノアルキル官能性シランの商品名である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 骨材と、元素硫黄または変性硫黄とからな
   る、硫黄コンクリートまたは硫黄モルタルにおい
   て、連行空気を有することを特徴とする耐久性硫
   黄コンクリートまたは硫黄モルタル。 ２ 連行空気が４〜15容量％である特許請求の範
   囲第１項記載の耐久性硫黄コンクリートまたは硫
   黄モルタル。 ３ 骨材と、元素硫黄または変性硫黄とから硫黄
   コンクリートまたは硫黄モルタルを製造する方法
   において、界面活性剤を用いて、連行空気を連行
   することを特徴とする耐久性硫黄コンクリートま
   たは硫黄モルタルの製造法。 ４ 界面活性剤がヒドロキシ官能性低分子量シリ
   コーンまたはアミノアルキル官能性シランである
   特許請求の範囲第３項記載の耐久性硫黄コンクリ
   ートまたは硫黄モルタルの製造法。