JPH0569055B2

JPH0569055B2 -

Info

Publication number: JPH0569055B2
Application number: JP9012088A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ando; Ikuo Uesugi; Tetsuo Kobayashi
Original assignee: Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1993-09-30
Also published as: JPH01261254A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、セメント成形体の短時間製造方法に
関する。従来技術とその問題点セメント成形体（ボツクスカルバート、ヒユー
ム管、コンクリートパイル、セメント瓦、テラゾ
タイル、テラゾブロツク、コンクリートブロツ
ク、コンクリート板、コンクリート棚渠、Ｕ字
溝、フリユーム、カーテンウオールなど）の製造
に際しては、製品の種類によつても異なるが、通
常セメント混合物を形枠に充填し、成形し、ブリ
ージングの終了を待ち表面のコテ仕上げを行つた
後常温で２〜４時間前置養生し、常圧蒸気養生槽
において15〜25℃／時間の速度で60〜70℃まで昇
温させ、同温度に３〜５時間程度保持した後、自
然冷却させ、製品を脱型している。この様なセメント成形体の製造時間を短縮する
ためには、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）を低減させ
たり、ホツトミキシングを行つたり、前置中に熱
を供給するなどの手段により、前置時間の短縮を
図る試みがなされている。しかしながら、この様
な手段によつて製造方法の短縮を行う場合には、
コンクリート表面に発生するブリージングが原因
となつて成形体表面に剥離が発生したり、成形体
に亀裂が発生したり、長期強度の増進率が低くな
るなどの問題が発生する。また、速硬型のセメントを使用することも行わ
れているが、この場合には、コストが大巾に増大
するのみならず、セメント混合物の可使時間が短
くなるという問題を生ずる。さらにまた、特願昭60−21839号公報は、硫酸
アルミニウム、硫酸アルミニウム・アンモニウム
などの硫酸塩を短時間脱型用混和材として使用す
る技術を開示している。この方法によれば、セメ
ント混合物の打設後、前置することなく、昇温速
度40℃／時間以上で80℃以上に昇温し、好ましく
は90〜100℃で蒸気養生する。しかしながら、コ
ンクリート二次製品の製造工場においては、蒸気
養生槽の温度を90〜100℃に保持することは、養
生槽の能力的にも経済的にも、困難である。ま
た、これらの混和材をセメント混合物に配合する
場合には、液体の助剤を併用しなければ、反応熱
によるスランプロスを生じて可使時間が著しく低
下する。さらに、これらの混和材を配合したコン
クリートでは、材令28日以降の長期強度が低下す
る傾向が認められる。さらに、普通セメントに15％以上のアルミナセ
メントを添加し、前置時間の短縮を図る試みもな
されているが、この場合にも、コンクリートの長
期的な強度の増加がなく、かえつて低下する傾向
がある。問題点を解決するための手段本発明者は、上記従来技術の現状に鑑み、鋭意
研究を重ねた結果、(a)ポルトランドセメントに特
定量のアルミナセメントと石膏を配合し、且つ(b)
セメント混合物を一定のセメント／水比で混練・
成形した後に(c)常圧高温養生を行なう場合には、
セメント成形体の製造時間の短縮化と長期的な強
度の発現及び亀裂・剥離防止と同時に達成できる
ことを見出し、本発明を完成するに至つた。即ち、本発明は、下記のセメント成形体の製造
方法を提供するものである： (a) ポルトランドセメント100重量部 (b) アルミナセメント１〜10重量部及び (c) 石膏１〜20重量部を含むセメント混合物と水とを、セメント／水
比2.25〜2.8で混練し、成形した後、常圧高温
養生することを特徴とするセメント成形体の短
時間製造方法。１重量部を超えない消泡剤、３重量部を超え
ない流動化剤及び５重量部を超えない凝結遅延
剤の少なくとも１種をさらに含むセメント混合
物を使用する上記第１項記載のセメント成形体
の短時間製造方法。本発明方法において使用するポルトランドセメ
ントとしては、特に限定されず、普通−、早強
−、超早強−、中庸熱−、耐硫酸塩−、白色−な
どのすべてのポルトランドセメントが挙げられ
る。本発明においては、ポルトランドセメント100
重量部に対して、アルミナセメント１〜10重量部
と石膏１〜20重量部とからなる混和材を使用する
ことを必須とする。アルミナセメントの量が１重
量部未満の場合には、打設２時間以内に目標強度
100Kgｆ／cm²を発現することができないのに対し、
10重量部を上回る場合には、経済的に不利とな
る。また、石膏の量は、アルミナセメント量の１
〜２倍量が適切であり、１〜20重量部とする。ア
ルミナセメントと石膏とからなる混和材は、予め
セメントに加えて混練しても良く、或いはセメン
ト混合物の混練時に加えても良い。上記セメント混合物と水との混練に際しては、
セメント／水比が2.25〜2.8となるような配合で
行なうことが必要である。特に、上記の比が2.25
未満の場合には、後記実施例における第１図から
明らかなように脱型直後の成形体圧縮強度が上記
目標強度である100Kgｆ／cm²を下回り、初期強度
の発現が望めなくなる。アルミナセメントとしても、特に限定されず、
広く市販品を使用することができる。この様な市
販品の具体例としては、“アサヒアルミナセメン
ト”（旭硝子(株)製）、“デンカアルミナセメント１
号”および“デンカアルミナセメント２号”（い
づれも電気化学工業(株)製）などが挙げられる。石膏としては、二水石膏及び無水石膏が使用さ
れ、その比表面積が2000cm²／ｇ以上の粉体を使用
することが好ましい。本発明においては、必要に応じ、ポルトランド
セメント100重量部に対し、１重量部を超えない
消泡剤（より好ましくは0.01〜0.5重量部）、３重
量部を超えない流動化剤（より好ましくは0.2〜
２重量部）および５重量部を超えない凝結遅延剤
（より好ましくは0.01〜５重量部）の少なくとも
一種を併用することができる。消泡剤としては、従来からセメント成形体の製
造に際し使用されている粉末状および液体状のも
のがそのまま使用可能であり、具体的には、シリ
コーン系、非イオン界面活性剤系などが例示され
る。これらの消泡剤としては、例えば、ポリエー
テル系として、旭電化工業(株)から商標名“アデカ
ノールLG145”として市販されているものが、シ
リコーン系として、“SN−Defoamer 14HP”、
“SN−Defoamer 28P”、“SN−Defoamer
24FP”（いずれもサンノプコ(株)製）、“アデカネー
トB107F”（旭電化工業(株)製）などの商標名の下
に粉体状のものが、また、“SN−Defoamer
305”、“Nopco 8034L“（いずれもサンノプコ(株)
製）などの商標名の下に液体状のものが市販され
ている。また、非イオン系界面活性剤として、オ
クチルアルコール、シクロヘキサノールなどの高
級アルコール系のものがある。消泡剤の使用量が
0.01重量部（ポルトランドセメント100重量部に
対する割合：以下同様）未満の場合には、添加に
よる効果が不十分であり、１重量部を上回る場合
には、効果のより一層の改善が認められない。流動化剤としては、ポリエチレングリコール
（PEG）、ポリアルキルアリルスルホン酸塩｛例
えば商標“セルフロー110P”、第一工業制約(株)製
など｝、スルホン化メラミン樹脂｛例えば商標
“ニツサンSMF”、日産化学工業(株)製など｝など
が挙げられるが、これらの中でも、PEGがより
好ましい。PEGとしては、分子量2000〜8000程
度のものが好ましい。分子量が、2000以下の場合
には、液状またはワツクス状となるため、使用し
難く、また8000を上回る場合には、水溶性が低下
して、添加効果が減少する。流動化剤の量が、
0.1重量部未満の場合には、添加による効果が不
十分であり、３重量部を上回る場合には、セメン
ト混合物の粘度が増大して、作業性が低下する。凝結遅延剤としても、従来からセメント成形体
の製造に際し使用されているものが使用可能であ
り、ケイフツ化マグネシウム、酸化亜鉛、塩化亜
鉛、酸化鉛、酸化硼素、硼砂、リン酸塩などの無
機系凝結遅延剤および乳酸、酒石酸、クエン酸、
クエン酸ナトリウム、グルコース、シヨ糖などの
有機系凝結遅延剤が例示される。凝結遅延剤の使
用量が、0.01重量部未満の場合には、添加の効果
が不十分であるのに対し、５重量部を上回る場合
には、セメント混合物の凝結をかえつて促進する
ことがある。また、なお、セメント混合物を混練機器および成形機
の性能が優れている場合、或いはＷ／Ｃ比を上げ
てセメント混合物の流動性を高める場合には、特
に流動化剤および凝結遅延剤を使用する必要はな
い。さらに、本発明においては、セメント混合物の
調製に際して使用されている減水剤を併用するこ
とが出来る。減水剤としては、例えば、ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩として“マイ
テイー150”（花王(株)製）、ナフタリンスルホン酸
変性リグニン縮合物として“サンフロー”（サン
フロー(株)製）、トリアジン高縮合物として
“NL4000”（ポゾリス物産(株)製）の商標の下に販
売されている市販品などを使用することができ
る。本発明方法は、通常以下の様にして、実施され
る。すなわち、ポルトランドセメント、アルミナ
セメント、石膏および消泡剤からなる必須成分並
びに必要に応じて添加される添加成分に細骨材、
粗骨材および水を加え、均一に混練した後、常法
に従つて成形する。次いで、常温での前置養生に
供することなく、得られた成形体を高温養生に供
する。養生方法としては、特に限定されず、常圧
蒸気養生、高圧蒸気養生、電気養生、高周波加熱
養生、加熱空気養生、赤外線加熱養生などが採用
できる。養生条件は、昇温速度40〜120℃／時間
程度で60〜100℃の温度範囲に昇温し、0.5〜３時
間程度保持する。この養生温度が60〜80℃の範囲
内にある場合には、徐々に昇温を行う必要はな
く、成形体を直ちに養生温度にまで昇温させても
良い。なお、本発明セメント混合物を従来法と同様に
して前置養生した後、15〜25℃／時間の昇温速度
で60〜70℃まで昇温させ、３〜５時間程度保持し
ても差し支えない。養生を終えた成形体は、冷却することなく、脱
型される。脱型時の強度は、通常100Kgｆ／cm²以
上である。この脱型品を予熱することにより、短
時間内にその強度を増大させることもできる。この様にして得られた養生後のセメント成形体
の表面および内部には、剥離、膨脹、亀裂、発泡
などの欠陥は認められない。また、上記のセメント成形体は、１日後には出
荷可能となるまで強度が増大しており、３日以内
に設計強度が達成される。発明の効果本発明によれば、以下のような効果が得られ
る。 (1) 脱型直後の成形体圧縮強度が100Kgｆ／cm²以
上と初期強度の発現に優れているため、従来で
は必要とされていた前置養生が不要となり、全
養生時間が２時間程度という大幅な製造時間の
短縮化を図ることができる。 (2) 長期的な強度の発現が顕著であり、上記所定
の初期強度に達した後も、成形体の強度は上が
り続ける結果、一般の二次製品と同程度以上の
強度を達成することができる。しかも、成形体
表面に亀裂、剥離、変色等の異常も発生せず、
極めて良好な表面状況を維持することができ
る。 (3) 高温養生は60〜100℃という広い範囲で行な
うことができる。しかも、80℃までの温度で養
生を行なう場合には徐々に昇温を行なうことな
く、養生温度まで直接昇温することができる。
従つて、１日当たり数サイクルの成形体製造が
可能となる。 (4) セメント混合物の可使時間は成形に必要な時
間以上であり、型枠への打設に何ら支障はな
い。しかも、打設１日後には成形体が出荷可能
な程度の強度を発現し、３日以内には設計強度
を発現する。さらに、本発明により得られたセメント混合物
を型枠に打設した場合、ブリージングを生じない
ので、打設終了と同時に打設面の表面コテ仕上げ
が可能となる。また、ブリーシングを生じないこ
とから、蒸気養生終了後に表面の剥離が発生せ
ず、補修を必要としない。実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴とするとこ
ろをより一層明確にする。以下において、“部”
および“％”とあるのは、すべて“重量部”およ
び“重量％”を意味する。実施例１普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝
２部、消泡剤｛商標“SN−Defoamer 14HP”、
サンノプコ(株)製｝0.1部、および第１表に示す割
合のアルミナセメントと型無水石膏、ならびに
フロー値が210〜220mmとなる量の水を混練し、モ
ルタルを調製した。得られたモルタルを４cm×４
cm×16cmの型枠に注入し、成形体を製造した。

【表】次いで、得られた成形体を第２表に示す条件下
に蒸気養生を行つた。養生開始温度は、20℃であ
り、昇温時間および保持時間の合計は、２時間で
あつた。

【表】養生終了直後の圧縮強度（Kgｆ／cm²）を第３表
に示す。

【表】第３表に示す結果から明らかな様に、２時間養
生後の成形体圧縮強度を100Kgｆ／cm²以上とする
ためには、アルミナセメントと石膏との配合割合
に応じて、養生条件を選択することが好ましい。また、二次製品製造工場での実施を考慮すれ
ば、より好ましい養生条件は、昇温速度60℃／時
間程度、最高温度80℃程度、保持時間60分程度で
ある。上記いずれの配合および養生条件の場合にも、
脱型１時間以内では、１Kgｆ／cm²／分の割合で圧
縮強度の向上が認められた。さらに、無水石膏に変えて二水石膏を使用する
場合にも、ほぼ同等の圧縮強度が得られることが
明らかであり、むしろこの場合に安定した性能の
製品が得られている。なお、養生最高温度が100℃以上になると、セ
メント成形体に亀裂が発生する場合があることが
判明した。実施例２普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝
２部、消泡剤（実施例１で使用したものと同じ）
0.1部、アルミナセメント５部および型無水石
膏５部に所定量の水を加えて混練し、実施例１と
同様にして成形し、昇温速度60℃／時間で20℃か
ら80℃まで昇温し、同温度で60分間保持した後、
脱型し、得られた成形体の圧縮強度を測定した。第１図にセメント／水比（Ｃ／Ｗ）と圧縮強度
（Ａ＝脱型直後、Ｂ＝脱型１時間後）との関係を
示す。第１図に示す結果から、脱型直後の成形体圧縮
強度を100Kgｆ／cm²以上とするために、Ｃ／Ｗを
2.25以上とすることが望ましい。実施例３普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝
２部、消泡剤（実施例１で使用したものと同じ）
0.1部、PEG（分子量3000〜4000）0.3部、アルミ
ナセメント３部および所定量の型無水石膏に
Ｗ／Ｃ＝38.5となる水を加えて混練し、実施例１
と同様にして成形し、直ちに70℃の蒸気養生槽に
入れて２時間保持した後、脱型し、得られた成形
体の圧縮強度を測定した。第２図に型無水石膏（普通ポルトランドセメ
ント100部に対する配合割合）と圧縮強度（Ｃ＝
脱型直後、Ｄ＝脱型１時間後、Ｅ＝脱型22時間
後）との関係を示す。アルミナセメントの量が３部で、70℃で２時間
保持する場合には、無水石膏の量を１部であれ
ば、セメント成形体の脱型直後の圧縮強度が100
Kgｆ／cm²以上となつている。この場合、石膏配合量の増加とともに、圧縮強
度は次第に向上するが、約７部を上回ると、それ
以上の改善は認められない。実施例４第４表に示す割合（単位Kg／m³）で各成分を混
練したスランプ８±１cmのコンクリート混合物No.
１および２（いずれもさらにポリエチレングリコ
ール1.82Kg／m³、消泡剤0.36Kg／m³および減水剤
7.3Kg／m³を含む）を使用して、直径10cm×高さ
20cmの円柱体を成形し、直ちに昇温速度60℃／時
間で20℃から80℃まで昇温し、同温度で60分間保
持した後、直ちに脱型し、放冷し、20℃で所定時
間水中養生して、圧縮強度を測定した。混練開始から２時間後（脱型直後）、３時間後、
１日後、１週間後および４週間後の結果を第５表
に示す。なお、第４表における各記号は、下記の意味を
有する。Ｗ：水Ｃ：普通ポルトランドセメントＳ：細骨材（揖斐川産川砂、比重＝2.59、F.
M.2.80）Ｇ：粗骨材（高槻産砕石、比重＝2.69、最大径25
mm）ａ：Ｓ＋Ｇ AC：アルミナセメント AG：無水石膏

【表】

【表】 No.１およびNo.２のどちらの成形体も、脱型直後
に100Kgｆ／cm²の圧縮強度を達成していた。また、No.１およびNo.２のどちらの成形体も、１
週間後には、一般の二次製品の設計強度を十分に
満たしていた。さらに、どちらの成形体の表面状況も良好であ
つた。実施例５普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、アルミナセメント５部、型無水石膏５部お
よび減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝
２部をＷ／Ｃ＝40.5で、消泡剤（実施例１で使用
したものと同じ）の量を変化させた状態で混練
し、モルタルを調製した。得られたモルタルを４
cm×４cm×16cmの型枠に注入し、成形体を製造し
た。得られた成形体を直ちに昇温速度60℃／時間
で20℃から80℃まで昇温し、同温度で60分間保持
した後、直ちに脱型し、放冷し、20℃で所定時間
水中養生して、成形体の重量と圧縮強度を測定し
た。第３図に普通ポルトランドセメント100部に対
する消泡剤の配合量と成形体重量との関係を示
し、第４図に消泡剤の配合量と成形体圧縮強度
（Ｆ＝脱型直後、Ｇ＝脱型１時間後）との関係を
示す。第３図および第４図に示す結果から明らかな様
に、消泡剤の配合量が0.02％以上になると、強度
が著しく改善されること、および0.1％以上とな
つても、それ以上の明確な強度改善は認められな
いことが明らかである。実施例６普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、アルミナセメント５部、型無水石膏５部、
減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝２部
および消泡剤（実施例１で使用したものと同じ）
0.1部をＷ／Ｃ＝40.5で、凝結遅延剤の量を変化
させた状態で混練し、モルタルを調製した。得ら
れたモルタルを４cm×４cm×16cmの型枠に注入
し、成形体を製造した。得られた成形体を直ちに
昇温速度60℃／時間で20℃から80℃まで昇温し、
同温度で60分間保持した後、直ちに脱型し、放冷
し、20℃で所定時間水中養生して、成形体の圧縮
強度を測定した。第５図に普通ポルトランドセメント100部に対
する凝結遅延剤の配合量と成形体圧縮強度との関
係を示す。第５図において、各曲線は、下記の条件を示
す。Ｈ……クエン酸ナトリウムを凝結遅延剤とする脱
型直後の成形体Ｉ……クエン酸ナトリウムを凝結遅延剤とする脱
型１時間後の成形体Ｊ……クエン酸ナトリウムを凝結遅延剤とする脱
型22時間後の成形体Ｋ……ケイフツ化マグネシウムを凝結遅延剤とす
る脱型直後の成形体Ｌ……ケイフツ化マグネシウムを凝結遅延剤とす
る脱型１時間後の成形体Ｍ……ケイフツ化マグネシウムを凝結遅延剤とす
る脱型22時間後の成形体第５図に示す結果から、脱型直後に100Kgｆ／
cm²の圧縮強度を達成するためには、普通ポルトラ
ンドセメント100部に対する凝結遅延剤の配合量
を0.1部以下とする必要があることが明らかであ
る。実施例７普通ポルトランドセメント100部、細骨材190
部、減水剤｛商標“マイテイー150”、花王(株)製｝
２部、消泡剤（実施例１で使用したものと同じ）
0.1部、型無水石膏５部、アルミナセメント５
部および所定量のPEG（分子量3000〜4000）にモ
ルタルフロー値が220mmとなる水を加えて混練し、
実施例１と同様にして成形し、直ちに70℃の蒸気
養生槽に入れて２時間保持した後、脱型した。普通ポルトランドセメント100部に対するPEG
の配合量とＷ／Ｃの関係を第６図に示し、得られ
た成形体の圧縮強度とPEG配合量との関係を第
７図に示す。第６図および第７図から明らかな様に、PEG
配合量の増加とともに、Ｗ／Ｃを低減させること
が可能となり、その結果、成形体の圧縮強度が向
上する。しかしながら、PEGの配合量が３％を
超えると、セメント混合物の粘度が増大して、作
業性が低下する。実施例８第６図に示す割合（単位量：Kg／m³）で各成分
を練り混ぜたコンクリート混合物No.１および２を
使用してJIS Ａ 1123に従つてブリージング試験
を行つた。また、それぞれを練り混ぜ後直ちに直径10cm×
高さ20cmの円柱体を成形し、No.１のコンクリート
については、成形後直ちに昇温速度60℃／時間で
20℃から80℃まで昇温し、同温度で60分間保持し
た後、直ちに脱型し、圧縮強度を測定した。No.２
のプレーンコンクリートについては、成形後、20
℃で４時間前置き養生を行つた後、昇温速度20
℃／時間で70℃に昇温し、同温度で４時間保持し
た。その後、自然放冷し、翌日脱型し、圧縮強度
を測定した。さらに円柱体は、20℃の大気中で２
次養生を行い、長期強度を測定した。ブリージング試験の結果を第７表に、材令と圧
縮強度の関係を第８図に示す。なお、第６表における各記号は、実施例４と同
一の意味を有する。

【表】 Kg／m³含む。

【表】第７表に示すように、本発明で得られたNo.１の
コンクリートは、ブリージングを全く生じない。
これはスランプが20cm以上の状態で強い振動を加
えた場合にも同様であり、コンクリートが分離す
ることもない。これに対し、No.２に示すようなプレーンコンク
リートでは、コンクリート製品製造時に、コテ仕
上げを行うためにコンクリートの締め固め後、ブ
リージングが終了するまで数時間放置しなければ
ならない。No.１のコンクリートでは締め固め後、
直ちに表面のコテ仕上げが可能であり、かつ蒸気
養生後、表面剥離が生じない。また第８図に示すように本発明で得られたNo.１
のコンクリートは、長期的にも強度が増進し、プ
レーンコンクリートと比べて高強度を発現した。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は、本発明実施例の結果を
示すグラフである。すなわち、第１図は、Ｃ／Ｗ
比とセメント成形体の圧縮強度との関係を示すグ
ラフ、第２図は、無水石膏配合量とセメント成形
体の圧縮強度との関係を示すグラフ、第３図は、
消泡剤配合量とセメント成形体の重量との関係を
示すグラフ、第４図は、消泡剤とセメント成形体
の圧縮強度との関係を示すグラフ、第５図は、凝
結遅延剤配合量とセメント成形体の圧縮強度との
関係を示すグラフ、第６図は、PEG配合量とセ
メント混合物のＷ／Ｃとの関係を示すグラフ、第
７図は、PEG配合量とセメント成形体の圧縮強
度との関係を示すグラフである。第８図は、材令
と、セメント成形体圧縮強度との関係を示すグラ
フである。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) ポルトランドセメント100重量部 (b) アルミナセメント１〜10重量部及び (c) 石膏１〜20重量部を含むセメント混合物と水とを、セメント／水比
2.25〜2.8で混練し、成形した後、常圧高温養生
することを特徴とするセメント成形体の短時間製
造方法。２１重量部を超えない消泡剤、３重量部を超え
ない流動化剤及び５重量部を超えない凝結遅延剤
の少なくとも１種をさらに含むセメント混合物を
使用する請求項第１項記載のセメント成形体の短
時間製造方法。