JPH03197340A - 高強度耐久性軽量モルタル - 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〉 本発明による軽量モルタルは、気乾比重が１０１１後で
圧縮強度が３００ｍ１ｆｆ／Ｊ以上、繊維を配合するこ
とにより曲げ強度が１０（ｌｌｆ／Ｊ以上を得ることの
できる高強度軽量モルタルであり、かつ、高炉スラグ高
微粉末の粒麿特性および水和特性を利用することにより
、耐久性（凍結融解、塩分浸透、中性化）を向上させた
軽量モルタルを提供するものであり、仮、永久型枠、カ
ーテンウオール、版等の構造用部材とし゛〔のプレキャ
スト製品、および現場打設モルタル、補修モルタル等そ
の利用分野は広いと考えられる。

〈従来の技術〉 軽量モルタル、コンクリートはその用途に応じ、ＡＬＣ
，気泡モルタル、１種、２種の人工軽量コンクリート、
左官用軽量モルタルなどが広く実用化され°Ｃいる。

軽量モルタル、コンクリートは断熱性、耐火性および遮
音性に優れた特性はあるものの、強度、耐久性において
は難点が多く、現在もより軽い、より強い特性について
の研究が行なわれている。

軽量モルタルの高強度化は、強度の大きいセメントを使
用すること、空気泡を導入すること、より軽く強度の大
きい骨材を使用することが挙げられるが、具体的にはセ
メントの場合、骨材、空気泡を包むセメントペーストの
高強度化を計ることであり、早強ポルトランドセメント
に減水剤を組比重と圧縮強度の関係は２次関数的傾向を
示し、比重で強度は決・定すると言っても過言ではなく
、気乾比重１．０１ｆｆ後の圧縮強度はせいぜい１００
Ｋｇｒ／ｃＪ程度であり、構造部材とし°Ｃの適用が制
限されているのが実情である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の軽量モルタルは、一般にポルトランドセメントを
用い“Ｃおり、骨材の粒度および結合材となるセメント
の粒度、つまり充填効果を考慮し′〔・１） ″は微細独立気泡をモルタルマトリックスへ均一に分散
化させることが必要であり、起泡剤の選定、導入方法（
フレフオーム、ミックス７オーム、アフターフオーム）
の工夫が行なわれ°Ｃいる。骨材は蛙くて丈夫なものが
理想であるが、人工軽量骨材は焼成による発泡を利用し
た骨材であり、骨材の比重が小さければ強度が低いとい
う傾向を示し現在、骨材を選択する自由度は少ない。

軽量気泡モルタルは、一般のコンクリートに比べて空気
量が大きいために極端に強度が低下する。

低強度であり、耐久性も劣る。さらには、粒度の不約合
による空隙の存在と、空気泡を多量に導入することによ
る確率的な大空隙の存在等により、胞弱部を作り、低強
度に甘じている。

モルタルマトリックスを構成する材料粒子は小さければ
均一なモルタルが得られ、高強度が期待できるが、単に
、ポルトランドセメントを細かくするだけでは、初期水
和凝集による骨材との充填性の阻害、単位水量の増大お
よび作業性の確保が困難となり所要の強度が得られず、
耐久性においても好ましくないことが判明した。

本発明者らは、０３■以下の軽量骨材を用い゛〔、高炉
スラグ微粉末の粒度、水利特性を種々研究した結果、本
発明を開発するに至った。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、使用骨材に対する結合材の粒度なコントロー
ルし、高性能減水剤との併用による結合用ポルトランド
セメントの粒度（１００〜０μｍ）を有する反面、１０
μｍ以下の粒分が存在しない。

このことから本発明の主要素材である高炉スラグ高微粉
末を配合したｌＯ＃ｍ以下の結合材部分を補うことによ
り、骨材およびポルトランドセメント粒子間に密充填す
ることにより、少ない水量で流動性を得ることができ１
２モルタルの均一化が計れる。ポルトランドセメントに
おいてもｌｏ＃ｍ以下ノ 水利特性による作業性の確保、強度および耐久性の向上
を可能にしたものであり、空気の導入も特殊方法に頼る
ことなく、コンクリート用ＡＨ剤の使用で所要の品質を
満足することができる。

本賢明による結合材は、耐アルカリガラス繊維を用いた
場合でも耐久性のある結合材であり、曲げ強度、ひびわ
れ抵抗性を示すことが判明した。

以下、本発明の物質構成について説明する。

本発明に使用した軽量骨材は、３００〜ｌＯ＃ｍの粒度
な有する中空球形の骨材であり、本骨材は汎ノ く、微粒単一粒子としての扱いはできない。このような
ポルトランドセメントは増扱いが困難で実用化されてい
ない。微粒のポルドラ、ンドセメントの場合、所要の流
動性を得るだめの水比の低減は困難である。高炉スラグ
高微粉末は、微粒単一粒子としての考え方が可能であり
、初期水利は遅く安定していることから、本発明の特性
を見い出すに至った。

本発明の高炉スラグ高微粉末の最大粒径は！５声ｍ以下
で、好ましくは１０μｍ以下であり、結合材に含まれる
高炉スラグ高微粉末の量は４０〜９０重量部であるが、
°耐アルカリガラス繊維の使用、耐久性、強度の点で５
０〜７０重量部がさらに好ましい。高炉スラグ高微粉末
は特性を改善する目的で石膏を含むことが好ましく、そ
の量は１０〜１５重量部が良い。また混和材としてフラ
イアッシュ、シリカヒユームを用いることも可能である
。結合材に含まれるセメントはＪＩＳに定めるポルドラ
を使用できることも特徴である。耐アルカリガラス繊維
を使用す・る場合、結合材に含む高炉スラグ高微粉末の
配合量は６０重量部以上がより好ましい。

耐アルカリガラス繊維の劣化原因については、明確な見
解が得られていないが、以下の理由が考えられる。■ポ
ルトランドセメントでの高アルカリ雷囲気では、耐アル
カリであっても十分に抵抗できない。■ポルトランドセ
メントの水利により透気泡量はワーカビリチー、耐久性
改善の目的をした量で充分である。

水結合材比を大きくすれば、初期強度の低下が認められ
るが、水結合材比３０〜６０％の範囲では、所要の特性
が得ることができる。本発明による高強度モルタルをベ
ースに、さらに径の大きな骨材を適用することにより、
粒度範囲を広げ、充填効果を高めて、従来にない高強度
モルタル、コンクリートが容易に製造できることは明ら
かである。

本発明による結合材は、耐アルカリガラス繊維が強固に
なることによる延性、じん性の低下。

本発明による結合材はアルカリ度を下げ、水利による遊
離生成Ｃａ（ＯＨ）２が少なく、ポゾラン反応によりＣ
ａ（ＯＨ）ｚを消費すること、高炉スラグ高微粉末の初
期水利の緻密化によりアルカリの拡散を防く゛こと等の
利点を有する。また、モルタルの製造においては、耐ア
ルカリ繊維と高炉スラグ高微粉末を水で予めペーストを
造ることも一方法である。

本発明品では蒸気養生、気中養生においても所要の品質
が得られ、蒸気養生では高い脱型強度も得られブレキャ
ス・ト製品にも極め゛Ｃ有用である。

以下に本発明を実施例をあげて説明する。

実施例！ 軽量骨材は、０．３ｍ−１０μｍの粒度のシリカアルミ
ナ系骨材シツウバルーン８０（昭和電工製）、結合材と
し゛Ｃ１石膏を含む最大粒径１５μｍ以下の高炉スラグ
高微粉末５０重量部に早強ポルトランド８０％の条件で
行ない、蒸気養生は旧養生１０１５間、上Ｊｆｉｉ度１
５°ｃ／ｈ、最高温度６０’Ｃ，保時時間４時間とした
。

フローの測定結果および各養生条件による圧縮強度を示
すと第１図、第２表のとおりである。第１図から、結合
材の種類によってモルタルの流動性に与える効果は明ら
かに異なり、本発明の結合材はポルトランドセメントに
比べ、密充填効果に結合材に対し３．０ｗ１％とし、Ａ
Ｅ剤としてヴインゾールＷ（山系化学製）を用いた。比
較のだめの結合材には普通ポルトランドセメント（ＯＰ
Ｃ）、早強ポルトランドセメント（ＲＰ　Ｃ）を用いた
。

第−表に示す配合に基づいて、容量２ｅのモルタルミキ
サーで混練し、生比重１．０程度のモルタルを得た。Ａ
Ｅ剤は予め混練水に混ぜ°Ｃ使用した。

混練後、ＪＩＳＲ５２０１に準拠して、フローの測定、
４Ｘ４Ｘ１６ｃｍ＋の供試体を成形した。気中養生は１
６〜１８時間後に脱型したのち２０±３°Ｃ，ＲＨ材比
が小さいほうが強度が大きくなる傾向にあり、普通ポル
トランドセメントより早強ポルトランドセメントのほう
が好ましいが、本発明品に遥かに及ばない。本発明品は
水結合材比の影響も比較的少なく、気中養生の場合、材
令２８日で圧縮強度３００　ＫＦ／−以上、蒸気養生の
効果も顕著であり、脱型時において３００１’ｆｆ／Ｊ
の高強度を得ることが確認できた。

第１表 第１図 水／結合材（％） 実施例２ 実施例１で行なった配合より、比較例の記号Ａ１Ｄ５実
施例の記号Ｇ、Ｉの配合を選択し、耐久性試験を行なっ
た。凍結融解試験にはｌ’０ＸＩＯＸ４０ｃＩｌ。

中性化および塩分浸透試験にはｌｌｌｌＯＸ２０ｃｍの
試験体を作成し、蒸気養生７日後に各試験を行なった。

凍結融解試験は、ＡＳＴＭＣ６６６Ａ法、中性化試験は
、Ｃ０２ｉ！１度ｌＯ％、湿度６０％、温度４０℃の条
件による中性化深さを測定した。塩分の浸透性は、５％
の食塩溶液に浸漬させ、ＩＮＮ硝酸温溶液１０％クロム
酸カリウム溶液を塗布することにより塩分の浸透深さを
求めた。結果は第３表に示すとおりである。

本発明品は、凍結融解試験および塩分浸透性において著
しい耐久性の改善が認められる。また、中性化において
も、ポルトランドセメントに比較して、同等以上の耐久
性が得られることが確認できた。本発明品の結合材を用
いることにより、密充填で、低水比のモルタルが得られ
、スラグ高微粉末の特異的水和による緻密化により、高
耐久性が得られることも確認できた。

第３表 実施例３ 最大粒径１５μｍ以下の高炉スラグ高微粉末７０重量部
に早強ポルトランドセメント３０重量部を配合した結合
材（ＳＳＰ）と、耐アルカリガラス繊維（日東防製）は
径１０μｍ１長さ１３■のストランドを用い、減水剤（
マイティ１５０）の添加量は結合材に対し°（３，０ｗ
ｔ％とし、第４表に示す配合でＪＩＳＲ５２０１Ｋ準拠
し、モルタルを成形した。

ガラス繊維のモルタルへの投入は、混線終了１分Ｉｆｆ
に行なうた。モルタルは成型２４時間後に脱型し、気中
養生（ＲＨ６０％２０〜２３°Ｃ）および水酸化カルシ
ウム飽和液に漫消し、各材令毎に曲げ強度を測定した。

第４表の配合に示すとおり、ガラス繊維を用いた場合、
混線初期にガラス繊維が吸水することにより、所要の比
重およびフロー値を得るための水量、ＡＥ剤が増加する
。曲げ強度試験結果は第５幾に示すとおりで、本発明モ
ルタルはガラス繊維による曲げ強度の向上効果は顕著で
あり、ガラス繊維の添加量１．ＯＶｏｅ％で１００ＫＦ
ｆ／ｃＪ以上の高曲げ強度が得られることが判明した。

水酸化カルシウム飽和液中に浸漬したモルタルの曲げ強
度は、年経過後も低下が認められず、またＳＰＭによる
観察結果においても侵蝕は認められない。以上のことか
ら、本発明結合材はモルタルマトリックス中のアルカリ
の低減、水和緻密性、ガラス繊維との接着効果等により
耐アルカリガラス繊維使用に有効な結合材と判断できる
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）最大粒径１５μｍ以下（プレーン比表面積６，０
   ００〜１８，０００ｃｍ＾２／ｇ）の急冷高炉スラグ高
   微粉末４０〜９０重量部、最大粒径１００μｍ以下のポ
   ルトランドセメント１０〜６０重量部の割合からなる高
   性能減水剤を含む結合材と粒径が０．３ｍｍ以下、容量
   が０．４〜０．５ｋｇ／ｌの無機軽量骨材、水および気
   泡からなる高強度高耐久性を特徴とする軽量モルタル。
2. （２）結合材が１００重量部に対し、軽量骨材が１００
   〜４０重量部、結合材に対し水が３０〜６０重量％の水
   を含む、気乾比重１．０前後の特許請求の範囲１項記載
   の軽量モルタル。
3. （３）モルタル量に対し、繊維０．６〜２Ｖｏｌ％を含
   む、高曲げ強度を特徴とする特許請求の範囲１、２項記
   載の軽量モルタル。