JPH04104929A - 超早強コンクリート用セメントおよびその超早強コンクリート - 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〕 本発明は超早強コンクリート用セメント、およびその超
早強コンクリートに関するものである。

更に詳しく述べるならば、本発明は、常圧蒸気養生の場
合材令４〜６時間において１５０ｋｇｆ／ｃＩ１１以上
の圧縮強度を示し、標準養生の場合材令２４時間におい
て３００ｋｇｆ／ｃｎｆ以上の強度を発現することので
きる超早強コンクリートを製造するのに有用なセメント
、およびこのセメントを用いて得られ、上記性能を発現
する超早強コンクリートに関するものである。

〔従来の技術〕

超早強コンクリートは、急速施工用コンクリート、舗装
用コンクリート、吹付はコンクリート、その他のコンク
リート二次製品などの早期供用を必要とする用途に用い
られるものである。例えば、従来の舗装コンクリートの
場合その供用開始の際に４５ｋｇｆ／ｃｎｆ以上の設計
基準曲げ強度を必要とする。このような強度を得るため
には通常の場合コンクリート打込みから、上記所要強度
を発現するときまで、数日間を要していた。

また、ボックスカルバートなどのようなコンクリート二
次製品の製造において、一般に、コンクリートの打込み
後、２〜３時間の前養生を施し、次に、これを２０℃／
時以下の昇温速度で６０〜６５℃に昇温し、この温度に
約４時間保持し、その後、翌日まで放冷して外気温度近
辺まで降温して脱型し、これをストックヤードに移送す
る方法が採用されている。この場合、移送可能な製品強
度として、約１５０ｋｇｆ／ａｍ！以上の圧縮強度が必
要とされている。

現在、コンクリート二次製品工場においては、普通ポル
トランドセメント、又は早強ポルトランドセメントを用
いたコンクリート配合を採用し、上記の製造工程により
コンクリート打設から脱型まで１日１サイクルの工程速
度で二次製品を製造している。一方、業界は昨今の慢性
的人手不足、又は労働人員確保の困難などの厳しい状況
下にあるが、しかし労働人員の増加および労働時間の延
長なしで、上記製品工程を１日１．５サイクノベ又は２
サイクルに生産速度を上げ、もって増産の実績を得たい
との要望が強い。しかしながら従来のセメントを用いた
コンクリート配合の場合、得られるコンクリートの材令
４〜６時間における圧縮強度はたかだか５０〜１００ｋ
ｇｆ　／　ｃ＋＋ｆであって、上記必要下限値１５０ｋ
ｇｆ／ｃｎｆにはるかに及ばず、従って上記要望の生産
速度の向上を達成することは極めて困難である。

更に、上記問題点を克服するために、従来のポルトラン
ドセメント系セメントを用いてコンクリートを製造する
場合、骨材の種類に拘らず、超早強性コンクリートの所
要強度を安定して確保するためには、セメントに対する
水の重量比（水セメント比）を３０％未満に下げる必要
がある。すると、それに伴って単位セメント量も５００
ｋｇｆ／ｍ”を越える大量を必要とするとされている（
依田彰彦他、「高強度コンクリートに関する一実験」、
セメント技術年報、第２２巻、第４表、１９６８）。し
かし、このような過大な単位セメント量を用いるコンク
リート配合では、コンクリートの水和発熱量、および乾
燥収縮量が増大し、得られるコンクリートの耐久性が低
下するなどの問題点を生じていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、コンクリート打込み後短時間内に供用に十分
な強度を発現することができ、従って急速施工および早
期供用を必要とする用途および工程サイクル速度を向上
するのに有用な超早強コンクリート用セメント、および
このセメントを用いる超早強コンクリートを提供しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段・作用〕

本発明の超早強コンクリート用セメントは、早強性セメ
ントクリンカ−と、その重量に対し、ｓ０３量に換算し
て３．０〜６．０％の石膏とを含む微粉末であって５．
５００〜７，００００ｄ／　ｇ　（Ｄ平均ブレーン比表
面積を有することを特徴とするものである。

また、本発明の超早強コンクリートは、上記超早強コン
クリート用セメントと、水と、細骨材と、粗骨材と、減
水剤とを含み、単位セメント量が３００〜５００ｋｇｆ
／ｍ’であり、水のセメントに対する重量比が３０〜４
８％であり、細骨材率が３５〜４５％であり、減水剤が
１２％以上の減水率を有するものであってその含有量が
、セメント重量に対し０．５〜３．０％であることを特
徴とするものである。

本発明の超早強コンクリート用セメントは、早強性セメ
ントクリンカーに、石膏を、８０３量に換算して３．０
〜６．０％になるように添加した微粉末であって、その
粉末度として５，５００〜７，０００　ａｍ！／ｇのブ
レーン比表面積を有するものである。ここで、このセメ
ントについて詳しく説明すると、クリンカーは超早強性
の強度を得るために、Ｃ３Ｓの含有量の多い早強性クリ
ンカーを使用するが、その含有量は６５％以上であるこ
とが望ましい。石膏の添加および粉砕方法は、石膏とク
リンカーとを別々に粉砕し、そのべされらを混合する分
離混合方式、あるいは石膏とタリン力−を予め混合し、
この混合物を粉砕するいわゆる混合粉砕方式のどちらの
方法でも構わない。しかし、分離混合方式の場合のタリ
ン力−の粉末度は、安定した初期強度を得るために５．
０００ｃｎｆ／　ｇ以上のブレーン比表面積を有するこ
とが望ましい。石膏の粉末度は、それがセメントの凝結
に影響してくるので、正常な凝結時間を確保するために
、ブレーン比表面積の下限値は５．０００　ｃｍ　／　
ｇ　、上限値はセメントの過遅延や石膏による単位水量
の増大を起こさない範囲で２０．０００ｃｎｆ／　ｇと
し、クリンカーと混合しセメントとした時、その平均ブ
レーン比表面積が５．５００〜７，０００　ｃｒｌ／　
ｇになるよう調整する。石膏の種類は特に制限はないが
、三水または半水石膏を使用する場合は、粉砕時の粉砕
熱により脱水されて半水またはｍ型無水石膏になりやす
く、このようなセメントをコンクリートに使用すると偽
凝結を起しやすい。この場合は、低温粉砕などの方式を
用い半水またはｍ型無水石膏に変化しないように注意し
なければならない。セメント中の８０３量は、初期水和
活性を抑制し施工可能時間を確保すること、初期強度の
増進およびブレーンの高いセメントであるので乾燥収縮
量を低減させる必要があること、などの理由により、そ
の下限値を３．０％とした。Ｓ０３量の上限値は、その
添加量３．０〜９．０％の範囲では、得られるコンクリ
ートの圧縮強度が、添加量５．０％付近でピークを示し
、その後徐々に低下する傾向を示したので、セメントの
高粉末度および凝結の過遅延や異状膨張を起こさない範
囲をも考慮し、６．０％とした。セメントの粉末度（平
均ブレーン比表面積）については、その下限値を５．５
００ｃｎｆ／　ｇとした。５．５００ｃａｆ／　ｇ未満
であると得られるコンクリートの初期強度が劣り、１日
圧縮強度３００ｋｇｆ／ｃｉ以上の強度発現を安定して
得ることができない。安定した初期強度の発現を望むな
らば、平均ブレーン比表面積が６．０００ｃｎｆ／ｇ以
上であることが好ましい。また、平均ブレーン比表面積
の上限値は、７，０００ｃｎｆ／　ｇである。

その理由は、ブレーン値を必要以上に高くすると、コン
クリートとした場合に所用のコンシスチンシーを得るた
めに必要な単位水量が多くなること、またコンクリート
に粘りが生じて施工性に支障を来すこと、および粉砕の
経済性が低下することなどである。

本発明の超早強コンクリートは、上記のセメントを用い
て得られるものである。

本発明の超早強コンクリートは、通常−船釣に使用され
るコンクリート配合において超早強性の強度が得られる
ことに特徴がある。

本発明の超早強コンクリートにおいて、その水セメント
比は３０〜４８％であり、好ましくは３５〜４８％であ
る。水セメント比を３０％未満に下げると、得られるコ
ンクリートの粘性が大きくなり、施工が困難になり、ま
た単位セメント量も増大するので、得られるコンクリー
トの耐久性等を考慮すると望ましくない。上記の水セメ
ント比に対応し、単位セメント量は３００〜５００ｋｇ
ｆ／ｍ’となる。

このような単位セメント量を用いることにより、コンク
リートの乾燥収縮率が通常のコンクリートと同程度とな
り、十分な耐久性が確保される。

本発明の超早強コンクリートは、上記セメントおよび水
に加えて細骨材を含む骨材と、減水剤とを含むものであ
る。

本発明に用いられる細骨材率は、使用されるセメントの
粉末度が高く、かつ、単位セメント量が比較的多いこと
から、通常のコンクリートより若干小さくてもよいが、
減水剤を、上記範囲内で多量に添加した場合、コンクリ
ートが流動化し分離気味の状態を示すので、この場合は
細骨材率を若干太き（したほうが好ましい。これらの理
由により細骨材率を３５〜４５％とした。

減水剤の添加量は０．５％未満であるとスランプが出に
くくなり、このため単位水量を多く必要とし、従って単
位セメント量も多くなり、これが発熱量、乾燥収縮量等
の増加につながり耐久性に不利になる。また３％をこえ
ると、スランプが減水剤や単位水量の多少の変化に変動
しやすく、またコンクリートに粘りが生じやすくなり施
工が困難になる。従って減水剤の含有量を０．５〜３．
０％とした。減水剤の種類としては、減水率が１２％以
上のものなら特に制限はないが一般的に高性能減水剤ま
たは高性能ＡＥ減水剤と呼ばれているもの、例えば、 （１）ポリカルボン酸エーテル系、 （２）ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物等を主成
分とするもの、 などが挙げられる。これらの市販品としては、分類（１
）に対しては、日曹マスタービルダーズ■社製・商品名
（ＳＰ−８Ｎ）があり、分類（２）に対しては、花王■
社製・商品名（マイティ１５０）などがある。上記５Ｐ
−８Ｎは減水率が大きく、セメント量に対して１．０〜
１．５％程度添加すると施工可能時間も長く確保でき、
その凝結遅延性は標準養生の１日強度に何ら悪影響を及
ぼすことがない。

その用途としては、舗装用コンクリート等に適する。ま
た、上記マイティ１５０は、セメント量に対して、１．
０〜２．５％添加しても空気の連行性が小さく、またコ
ンクリートの凝結遅延作用もないので、蒸気養生を施す
場合の前養生時間の短縮がはかれ、早期に強度が必要な
場合のコンクリート二次製品の製造に適する。

本発明の超早強コンクリートは、コンクリート二次製品
の製造に用いられたとき、前養生２時間、昇温速度２０
℃／ｈｒで５５℃まで昇温し、その後すぐに降温して製
造されたとき、打込み後４時間３０分の脱型強度は１５
０ｋｇｆ　／　ａｍ！以上を示す。従って、１日２サイ
クルの製造工程が十分に可能になる。よって本発明の超
早強コンクリートを用いることにより、人件費を含めコ
ストの大幅な削減と、製品の増産というメリットを期待
することができる。

また、本発明の超早強コンクリートが急速施工、又は早
期供用を要する用途、例えば舗装コンクリートに用いら
れたとき、材令１日で圧縮強度３００ｋｇｆ／ｃｆｆ１
以上の発現があり、曲げ強度も４５　ｋｇｆ／ｃｎｔ以
上は確保できるので、材令１日の早期供用が可能である
。

〔実施例〕

本発明を、下記実施例によって更に説明する。

本実施例に使用されたセメントの化学組成および物理的
性質を、それぞれ第１表および第２表に示す。

以下余白 実施例１〜４および比較例１　（標準養生）実施例１〜
４および比較例１のそれぞれにおいて、第３表に記載さ
れている組成のコンクリート得られたコンクリートの強
度変化状況を第４表に示す。

実施例５　（常圧蒸気養生） 第５表に記載されている組成によりコンクリートを成形
型に打込み、これに第１図記載の工程により常圧蒸気養
生を施した。

第１図に示された材令４．５時間における脱型強度■は
１９３ｋｇｆ／ｃｆｌｌであり、材令６時間における脱
型強度■は３９２ｋｇｆ／ｃｄであった。

すなわち材令４〜６時間において１５０ｋｇｆ／ｃｄ以
上の圧縮強度を示した。

〔発明の効果〕

本発明のセメントを用い、通常の組成により得られる超
早強コンクリートは実施例１〜５により立証されている
ように、標準養生の場合材令２４時間で約３００ｋｇｆ
／ｃｊ以上の圧縮強度を示し、常圧蒸気養生の場合材令
４〜６時間で１５０ｋｇｆ　／　ｃｎｆ以上の圧縮強度
を示すことができる。

従って本発明は、急速施工、又は早期供用を必要とする
用途に適し、またコンクリート二次製品の生産速度を１
日２サイクル以上に向上させることを可能にするもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コンクリート二次製品に適用される本発明の
超早強コンクリートの製造工程の一例を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、早強性セメントクリンカーと、その重量に対し、Ｓ
   Ｏ＿３量に換算して３．０〜６．０％の石膏とを含む微
   粉末であって、５，５００〜７，０００ｃｍ＾２／ｇの
   平均ブレーン比表面積を有することを特徴とする超早強
   コンクリート用セメント。 ２、請求項１に記載の超早強コンクリート用セメントと
   、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤とを含み、単位セ
   メント量が３００〜５００ｋｇ／ｍ＾３であり、水のセ
   メントに対する重量比が３０〜４８％であり、細骨材率
   が３５〜４５％であり、減水剤が１２％以上の減水率を
   有するものであって、その含有量が、セメント重量に対
   し０．５〜３．０％であることを特徴とする超早強コン
   クリート。