JPH06211550A - Hydraulic material - Google Patents

Hydraulic material

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JPH06211550A
JPH06211550A JP2482193A JP2482193A JPH06211550A JP H06211550 A JPH06211550 A JP H06211550A JP 2482193 A JP2482193 A JP 2482193A JP 2482193 A JP2482193 A JP 2482193A JP H06211550 A JPH06211550 A JP H06211550A
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Japan
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cement
particles
silica fume
binder
hydraulic material
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Application number
JP2482193A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Yonezawa
敏男 米澤
Tateo Mitsui
健郎 三井
Kunio Yanagibashi
邦生 柳橋
Yosaku Ikeo
陽作 池尾
Toru Okuno
亨 奥野
Etsuro Asakura
悦郎 朝倉
Hisatsugu Yoshida
久嗣 吉田
Mitsuo Sato
光男 佐藤
Mitsuo Kinoshita
光男 木之下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Takenaka Komuten Co Ltd
Keihin Ryoko Concrete Kogyo Inc
Original Assignee
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Takenaka Komuten Co Ltd
Keihin Ryoko Concrete Kogyo Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06211550A publication Critical patent/JPH06211550A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1055Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/1066Oxides, Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146Silica fume
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

PURPOSE:To prepare a hydraulic material having sufficient flowability and small in water to binder ratio by using a usual cement and accordingly capable of obtaining a hardened body extremely improved in workability and application property and excellent in strength and durability. CONSTITUTION:This hydraulic material contains at least cement and silica fume as the binder, a water soluble vinyl copolymer of <1wt.% based on the binder as a dispersing material and 60wt.% water based on the binder. This hydraulic material contains a granule made by flocculating the silica fume <=0.5mum in the particle diameter of the primary particle on the all or partial surface of the cement particle as a main material and a binder wherein the volume ratio of content of the particles having <=1mum particle diameters in these having 0.1-35mum particle diameters is <=10%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水硬性材料に関する。コ
ンクリート、モルタル、グラウト等の水硬性材料は、ポ
ルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉ス
ラグセメント等の結合材、水、骨材及び微量の分散剤を
混合することにより調製される。かかる水硬性材料を硬
化させて得られる硬化体の強度や耐久性等は、一般に水
と結合材との比率に支配され、この比率が小さい程優れ
たものとなる。しかし、水と結合材の比率が小さくなる
程、水硬性材料の流動性が低下する。その結果、水と結
合材の比率を小さくして、水硬性材料の性能を向上させ
ようとしても、その成形可能性の限界以上には性能向上
を図ることができない。水硬性材料の性能向上と流動性
の向上とは相反する関係にあるのである。本発明はこの
ような水硬性材料の問題点を解決して、高強度モルタル
や高強度コンクリートの調製に適用できる、作業性や施
工性が著しく改善された高流動性の水硬性材料に関する
ものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to hydraulic materials. Hydraulic materials such as concrete, mortar and grout are prepared by mixing a binder such as Portland cement, fly ash cement and blast furnace slag cement, water, aggregate and a trace amount of a dispersant. The strength and durability of a cured product obtained by curing such a hydraulic material are generally governed by the ratio of water to the binder, and the smaller the ratio, the better. However, the smaller the ratio of water to the binder, the lower the fluidity of the hydraulic material. As a result, even if the ratio of water to the binder is reduced to improve the performance of the hydraulic material, the performance cannot be improved beyond the limit of moldability. There is a contradictory relationship between the performance improvement and the fluidity improvement of hydraulic materials. The present invention solves the problems of such a hydraulic material, and is applicable to the preparation of high-strength mortar and high-strength concrete, and relates to a highly fluid hydraulic material with significantly improved workability and workability. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水硬性材料として、多量の分散剤
を用い、セメントの粒子間に、この粒子よりも1オーダ
ー以上小さい微粒子を局所的な凝集のない均一な状態で
分散し、水硬性材料の流動性を向上させ、結果として水
硬性材料の強度や耐久性を向上させようとするものが提
案されている(特公昭60−59182号)。ところ
が、この従来提案には、セメントの粒子間に、この粒子
よりも1オーダー以上小さい微粒子を局所的な凝集のな
い均一な状態で分散するため、セメント粒子間の水の粘
性を見かけ上増大させる作用が強くなって、流動性の向
上作用が制限されるという欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a large amount of a dispersant has been used as a hydraulic material, and fine particles of one order or more smaller than the particles are dispersed between cement particles in a uniform state without local agglomeration. It has been proposed that the fluidity of the material be improved, and as a result, the strength and durability of the hydraulic material be improved (Japanese Patent Publication No. 60-59182). However, in this conventional proposal, fine particles smaller than one order of magnitude are dispersed between cement particles in a uniform state without local aggregation, so that the viscosity of water between cement particles is apparently increased. There is a drawback that the action becomes strong and the action of improving the fluidity is limited.

【0003】また従来、水硬性材料として、全表面にシ
リカヒュームを付着形成したカプセル型の球状化セメン
トを用いるものが提案されている(特開平2−1924
39)。ところが、この従来提案には、球状化セメント
それ自体のベアリング作用により水硬性材料の流動性を
向上させるものであるため、大前提として球状化セメン
トを作製しなければならないという欠点がある。
Further, conventionally, as a hydraulic material, one using a capsule-type spheroidized cement in which silica fume is adhered and formed on the entire surface has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 1924/1990).
39). However, this conventional proposal has a drawback that the spheroidized cement must be produced as a major premise because the fluidity of the hydraulic material is improved by the bearing action of the spheroidized cement itself.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来提案では通常のセメントを用いて硬化
体の強度や耐久性を向上させ得る水硬性材料を調製しよ
うとしても、充分な流動性が得られず、したがって作業
性や施工性が著しく悪いものしか得られないという点で
ある。
The problem to be solved by the present invention is that even if an attempt is made to prepare a hydraulic material capable of improving the strength and durability of a hardened body by using a conventional cement in the conventional proposal, it is sufficient. The point is that no fluidity can be obtained, and therefore only workability and workability that are extremely poor can be obtained.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記の課題を解決するべく鋭意研究した結果、セメント
粒子の表面に特定のシリカヒュームが凝集した粒体を主
材としており且つ粒子径が小さい特定の粒体が所定割合
以下の結合材、該結合材に対し所定割合以下の特定の分
散剤、及び該結合材に対し所定割合以下の水を含有する
水硬性材料が正しく好適であることを見出した。
However, the present inventors have
As a result of diligent research to solve the above problems, a specific particle having a specific silica fume agglomerated on the surface of cement particles as a main material and a specific particle having a small particle size is a binder at a predetermined ratio or less, the bond. It has been found that a hydraulic material containing a specific dispersant in a predetermined proportion or less relative to the material and water in a predetermined proportion or less relative to the binder is properly suitable.

【0006】すなわち本発明は、少なくとも、結合材と
してセメント及びシリカヒューム、分散剤として該結合
材に対し1重量%未満の水溶性ビニル共重合体、並びに
該結合材に対し60重量%以下の水を含有する水硬性材
料であって、セメント粒子の全表面又は部分表面に1次
粒子の粒子径が0.5μm以下であるシリカヒュームが
凝集した粒体を主材としており且つ粒子径が0.1〜3
5μmの粒体中に占める粒子径が1μm以下の粒体の体
積比率が10%以下である結合材を含有して成ることを
特徴とする水硬性材料に係る。
That is, the present invention is based on at least cement and silica fume as a binder, less than 1% by weight of a water-soluble vinyl copolymer as a dispersant with respect to the binder, and 60% by weight or less of water with respect to the binder. Which is a hydraulic material containing a main component is a particle in which silica fume having primary particles having a particle diameter of 0.5 μm or less is aggregated on the whole surface or a partial surface of cement particles and having a particle diameter of 0. 1-3
A hydraulic material comprising a binder having a volume ratio of particles having a particle diameter of 1 μm or less in particles having a diameter of 5 μm of 10% or less.

【0007】本発明で用いる結合材はセメント及びシリ
カヒュームである。セメントとしては、ポルトランドセ
メント、フライアッシュセメント、高炉スラグセメント
等が挙げられるが、ポルトランドセメントを20重量%
以上含むものが好ましく、30重量%以上含むものが更
に好ましい。これらのセメントは、通常その平均粒子径
が5〜50μmであり、また粒子径が1μm以下の粒体
を体積比率で5%程度含むものである。シリカヒューム
としてはその1次粒子の粒子径が0.5μm以下のもの
を用いるが、60重量%以上のガラス質シリカを含有し
ており且つその比表面積が5〜100m2/gのものを
用いるのが好ましく、10〜50m2/gのものを用い
るのが更に好ましい。結合材におけるシリカヒュームの
含有割合は、特には限定されないが、5〜35重量%と
するのが好ましく、10〜30重量%とするのが更に好
ましい。調製する水硬性材料により高い流動性を持た
せ、その硬化体により高い強度や耐久性を発現させるた
めである。
The binders used in the present invention are cement and silica fume. Examples of the cement include Portland cement, fly ash cement, blast furnace slag cement and the like, but Portland cement is 20% by weight.
The above content is preferable, and the one containing 30% by weight or more is more preferable. These cements usually have an average particle size of 5 to 50 μm, and contain about 5% by volume of particles having a particle size of 1 μm or less. As the silica fume, those having a primary particle diameter of 0.5 μm or less are used, but those containing 60% by weight or more of vitreous silica and having a specific surface area of 5 to 100 m 2 / g are used. It is preferable to use one having a viscosity of 10 to 50 m 2 / g. The content of silica fume in the binder is not particularly limited, but is preferably 5 to 35% by weight, and more preferably 10 to 30% by weight. This is because the hydraulic material to be prepared has higher fluidity, and the cured product exhibits higher strength and durability.

【0008】本発明では上記のような結合材に対し60
重量%以下の水を用いる。水の割合は、水硬性材料の混
練が可能な限り可及的に少ない方がよく、この意味で結
合材に対し20〜40重量%の範囲となるように用いる
のが好ましい。
According to the present invention, 60% of the above binder is used.
Use up to wt% water. The proportion of water is preferably as low as possible to knead the hydraulic material, and in this sense, it is preferably used in the range of 20 to 40% by weight relative to the binder.

【0009】本発明の骨子はセメント粒子の全表面又は
部分表面に1次粒子の粒子径が0.5μm以下であるシ
リカヒュームが凝集した粒体(以下、被覆粒体という)
を優先的に形成させる処にあり、そして該被覆粒体を主
材とし、且つ粒子径が0.1〜35μmの粒体中に占め
る粒子径が1μm以下の粒体(以下、微細粒体という)
の割合を10体積%以下とする処にある。
The gist of the present invention is a particle in which silica fume having a primary particle size of 0.5 μm or less is aggregated on the whole surface or a partial surface of cement particles (hereinafter referred to as a coated particle).
Particles having a particle diameter of 1 μm or less in the particles having a particle diameter of 0.1 to 35 μm as a main material and having the coated particles as a main material (hereinafter, referred to as fine particles). )
Is about 10% by volume or less.

【0010】微細粒体の内容を特定することは困難であ
るが、これには通常、シリカヒュームの1次粒子、該1
次粒子が凝集したシリカヒュームの2次粒子、セメント
中にわずかに混入しているところの粒子径が1μm以下
であるセメントの1次粒子、該1次粒子が凝集したセメ
ントの2次粒子、更にはかかるセメントの粒子とシリカ
ヒュームの粒子とが相互に凝集した複合粒子が含まれ
る。
Although it is difficult to specify the content of fine particles, it is usually the primary particles of silica fume.
Secondary particles of silica fume in which secondary particles are agglomerated, primary particles of cement having a particle diameter of 1 μm or less when slightly mixed in cement, secondary particles of cement in which primary particles are agglomerated, Includes composite particles in which such cement particles and silica fume particles are agglomerated with each other.

【0011】被覆粒体において、セメント粒子の表面の
シリカヒュームによる被覆割合は、セメント粒子の全表
面に対し平均的に50%以上であることが好ましく、7
5%以上であることが更に好ましい。かかる被覆割合は
被覆粒体の全平均を意味し、その数値の概算は後記する
レーザー顕微鏡写真及びSEM写真から知ることができ
る。該被覆粒体を優先的に形成させ且つ微細粒体を所定
割合以下にするには特定の分散剤を用いることが必要で
ある。
In the coated granule, the coverage of the surface of the cement particle with silica fume is preferably 50% or more on average with respect to the entire surface of the cement particle.
It is more preferably at least 5%. The coating ratio means the total average of the coated particles, and the numerical value can be roughly estimated from the laser microscope photograph and SEM photograph described later. It is necessary to use a specific dispersant in order to preferentially form the coated particles and reduce the fine particles to a predetermined ratio or less.

【0012】本発明で用いる分散剤は水溶性ビニル共重
合体であるが、なかでも親水基としてカルボン酸塩基、
スルホン酸塩基及びポリオキシアルキレングラフト鎖を
有する水溶性ビニル共重合体が好ましい。かかる水溶性
ビニル共重合体としては、特開平1−226757、特
開平4−209613に記載されたものが挙げられる。
分散剤として一般的に用いられるナフタレンスルホン酸
ホルマリン高縮合物の塩やリグニンスルホン酸の塩では
前記したような被覆粒体を形成させ且つ微細粒体を所定
割合以下にすることはできない。本発明において、分散
剤の含有割合は結合材に対し1重量%未満であるが、
0.05重量%以上1重量%未満が好ましく、0.2〜
0.8重量%が更に好ましい。分散剤の含有割合が1重
量%以上であると、特に2重量%を超すような多量であ
ると、微細粒体の含有割合が増加したり、更には骨材が
分離したりして、所望の流動性が得られなくなる。
The dispersant used in the present invention is a water-soluble vinyl copolymer. Among them, a carboxylate group as a hydrophilic group,
Water-soluble vinyl copolymers having sulfonate groups and polyoxyalkylene graft chains are preferred. Examples of such water-soluble vinyl copolymers include those described in JP-A-1-226757 and JP-A-4-209613.
A salt of a highly condensed naphthalene sulfonic acid formalin or a salt of lignin sulfonic acid, which is generally used as a dispersant, cannot form the above-mentioned coated particles and the fine particles cannot be reduced to a predetermined ratio or less. In the present invention, the content ratio of the dispersant is less than 1% by weight with respect to the binder,
It is preferably 0.05% by weight or more and less than 1% by weight, and 0.2 to
0.8% by weight is more preferable. When the content of the dispersant is 1% by weight or more, particularly when it is a large amount exceeding 2% by weight, the content of the fine particles increases, and further, the aggregate is separated. Liquidity is not obtained.

【0013】分散剤を結合材に対し1重量%以上用いる
と、特に2重量%を超すような多量に用いると、微細粒
体の割合が増加する理由は、主としてシリカヒュームや
セメントを水中で混練する際に、分散剤の作用、機械的
要因及び粒子の表面物性等によって、シリカヒュームの
1次粒子、凝集度の低いシリカヒュームの凝集粒子及び
わずかに混入している微細なセメントの1次粒子等が安
定な分散状態として維持されるため、セメント粒子の表
面にシリカヒュームが凝集した被覆粒体が形成され難い
ためである。粒子径が1μm以下の微細粒体はこれらの
間に存在する水の相の粘性を増大させ、流動性を低下さ
せる作用を有する。したがってかかる微細粒体の割合を
所定値以下に抑えることによって所望の流動性を得るこ
とができるのである。本発明におけるかかる微細粒体の
割合は粒子径が0.1〜35μmの粒体中において10
体積%以下とするが、8体積%以下とするのが好まし
い。
When the dispersant is used in an amount of 1% by weight or more with respect to the binder, especially when used in a large amount exceeding 2% by weight, the ratio of fine particles increases, mainly because silica fume or cement is kneaded in water. In doing so, due to the action of the dispersant, mechanical factors, surface physical properties of the particles, etc., the primary particles of silica fume, the agglomerated particles of silica fume with a low degree of agglomeration, and the primary particles of finely mixed fine cement This is because, etc. are maintained in a stable dispersed state, and thus it is difficult to form a coated particle in which silica fume is aggregated on the surface of the cement particle. The fine particles having a particle size of 1 μm or less have an effect of increasing the viscosity of the water phase existing between them and decreasing the fluidity. Therefore, it is possible to obtain a desired fluidity by suppressing the ratio of such fine particles to a predetermined value or less. The proportion of such fine particles in the present invention is 10 in a particle having a particle size of 0.1 to 35 μm.
It is preferably not more than 8% by volume, but not more than 8% by volume.

【0014】本発明では、粒子径が1μmを超えるよう
な比較的大きなシリカヒュームの凝集粒子の存在は、そ
れが更に凝集をおこし、セメント粒子よりも大きい粒体
となって、安定に分散しなくなるような状態にならない
限り、特に支障はない。これらは調製した水硬性材料の
剪断変形抵抗を減少させ、流動性を向上させるからであ
る。
In the present invention, the presence of relatively large silica fume agglomerated particles having a particle size of more than 1 μm causes further agglomeration, resulting in granules larger than the cement particles and not being stably dispersed. Unless there is a problem like this, there is no particular problem. This is because they reduce the shear deformation resistance of the prepared hydraulic material and improve the fluidity.

【0015】本発明の水硬性材料は、セメント、シリカ
ヒューム、分散剤及び水を混練することによって調製さ
れる。本発明はかかる調製の方法それ自体を特に制限す
るものではないが、予めシリカヒュームの水分散液を調
製しておき、これにセメントを加えて混練する方法が好
ましい。この場合、分散剤はシリカヒュームの水分散液
を調製する際、予め水に溶かしておいてもよく、またシ
リカヒュームの水分散液に後から加えてもよい。
The hydraulic material of the present invention is prepared by kneading cement, silica fume, a dispersant and water. Although the present invention does not particularly limit the preparation method itself, a method is preferred in which an aqueous dispersion of silica fume is prepared in advance, and cement is added thereto and kneading. In this case, the dispersant may be dissolved in water in advance when preparing the aqueous dispersion of silica fume, or may be added later to the aqueous dispersion of silica fume.

【0016】本発明において、上記のようなシリカヒュ
ームの水分散液としては、水に分散したシリカヒューム
の全粒子中に占める粒子径が1μm以下、好ましくは
0.5〜1μmの範囲の粒子の体積比率が30%以上の
ものが好ましく、50%以上のものが更に好ましい。か
かる粒子径分布を有するシリカヒュームの水分散液を調
製する方法について本発明は特に制限するものではない
が、超音波を併用した機械的分散方法が好ましく、この
際に前記した水溶性ビニル共重合体からなる分散剤を併
用するのが更に好ましい。
In the present invention, the above-mentioned aqueous dispersion of silica fume has a particle diameter of 1 μm or less, preferably 0.5 to 1 μm, in the total particles of silica fume dispersed in water. The volume ratio is preferably 30% or more, more preferably 50% or more. The present invention is not particularly limited to a method for preparing an aqueous dispersion of silica fume having such a particle size distribution, but a mechanical dispersion method using ultrasonic waves in combination is preferable, and the water-soluble vinyl copolymer It is more preferable to use a dispersant comprising a combination.

【0017】本発明の水硬性材料は、前記したような結
合材としてのセメント及びシリカヒューム、分散剤とし
ての水溶性ビニル共重合体、並びに水を含有するもので
あるが、更に砂、石、人工軽量骨材、無機発泡体、無機
焼結体等の骨材や各種の補強用繊維等を含有させて得ら
れるモルタル、コンクリート、補強コンクリート等を包
含するものである。
The hydraulic material of the present invention contains cement and silica fume as a binder, a water-soluble vinyl copolymer as a dispersant, and water as described above, and further contains sand, stone, It includes mortar, concrete, reinforced concrete, and the like obtained by containing aggregates such as artificial lightweight aggregates, inorganic foams, and inorganic sintered bodies, and various reinforcing fibers.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の構成及び効果を具体的にする
ため、実施例等を挙げる。尚、以下の実施例等で部は重
量部を、また%は空気量及び微細粒体の割合を除き重量
%を意味する。 試験区分1(コンクリートの調製及び評価) ・コンクリートの調製 表1に記載した3種類の調合条件で容量50リットルの
パン型強制ミキサーにセメント、シリカヒューム、細骨
材及び粗骨材を投入し、更に分散剤を水とともに投入し
て20℃で2分間練り混ぜ、コンクリートを調製した。
結合材中のシリカヒュームの割合並びに分散剤の種類及
び添加量は表2及び表3に示した。
EXAMPLES Examples and the like will be given below to concrete the constitution and effects of the present invention. In the following Examples and the like, "parts" means "parts by weight" and "%" means "% by weight excluding the amount of air and the proportion of fine particles". Test Category 1 (Preparation and Evaluation of Concrete) -Preparation of Concrete Under the three types of mixing conditions shown in Table 1, cement, silica fume, fine aggregate and coarse aggregate were put into a pan-type forced mixer having a capacity of 50 liters, Further, the dispersant was added together with water and kneaded at 20 ° C. for 2 minutes to prepare concrete.
The proportion of silica fume in the binder and the type and amount of the dispersant added are shown in Tables 2 and 3.

【0019】・評価 ・・スランプ、空気量及び圧縮強度の測定 調製した各コンクリートについて、スランプ、空気量、
材令28日後の圧縮強度をそれぞれJIS−A110
1、JIS−A1128、JIS−A1108にしたが
って測定した。スランプについては、練り混ぜ直後のも
のについて測定した。結果を表2及び表3に示した。ま
たコンクリートの粘性を評価するため、練り混ぜ直後に
Lフロー速度を測定した。Lフロー速度とは特開平1−
297528、特開平1−297529で提案されてい
るLフロー試験法で測定した値であり、Lフロー速度が
大きい程、コンクリートの粘性が低く、流動性がよいこ
とを示す。
-Evaluation-Measurement of slump, air content and compressive strength For each prepared concrete, slump, air content,
The compressive strength after 28 days is JIS-A110.
1, JIS-A1128, JIS-A1108 was measured. The slump was measured immediately after kneading. The results are shown in Tables 2 and 3. Further, in order to evaluate the viscosity of concrete, the L flow rate was measured immediately after mixing. What is the L flow rate?
297528 and the value measured by the L flow test method proposed in JP-A 1-297529, and the higher the L flow rate, the lower the viscosity of concrete and the better the fluidity.

【0020】・・微細粒体の割合の測定 練り混ぜ直後のコンクリートを2.5mmフルイでスクリ
ーニングした後、直ちにレーザー回析式粒度分布測定装
置を用いて粒子径が0.1〜35μmの範囲にある粒体
の粒度分布を測定し、1μm以下の粒子径を有する微細
粒体の体積率を算出した。結果を表2及び表3に示し
た。
..Measurement of proportion of fine particles Immediately after screening the concrete immediately after mixing with a 2.5 mm screen, the particle diameter is adjusted to a range of 0.1 to 35 .mu.m using a laser diffraction type particle size distribution measuring device. The particle size distribution of a certain particle was measured, and the volume ratio of the fine particle having a particle diameter of 1 μm or less was calculated. The results are shown in Tables 2 and 3.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】表1において、 結合材:セメント+シリカヒューム セメント:普通ポルトランドセメント シリカヒューム: 平均粒子径0.1μm、比重2.3
5、比表面積14.1m2/g、ガラス質シリカの含有
量93.8% 細骨材:比重2.61、吸水率1.53%の山砂 粗骨材:比重2.70、吸水率2.70%の石灰岩砕石
In Table 1, binder: cement + silica fume Cement: ordinary Portland cement silica fume: average particle size 0.1 μm, specific gravity 2.3
5, specific surface area 14.1 m 2 / g, vitreous silica content 93.8% Fine aggregate: specific gravity 2.61, sand absorption of 1.53% Coarse aggregate: specific gravity 2.70, water absorption 2.70% crushed limestone

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】表2及び表3において、 分散剤の添加量:結合材に対する固形分比率(%) A−1:メタクリル酸ナトリウム/メトキシポリエチレ
ングリコールメタクリレート/メタリルスルホン酸ナト
リウム=60/35/5(モル比)共重合体、平均分子
量5000(特開平1−226757に記載の水溶性ビ
ニル共重合体) R−1:ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物の塩 R−2:リグニンスルホン酸ナトリウム 比較例1,3:スラリー化せず、練り混ぜ不能であった 比較例6:骨材が分離したため、Lフロー速度及び圧縮
強度は測定しなかった
In Tables 2 and 3, the amount of the dispersant added: the solid content ratio to the binder (%) A-1: sodium methacrylate / methoxy polyethylene glycol methacrylate / sodium methallyl sulfonate = 60/35/5 ( Molar ratio) Copolymer, average molecular weight 5000 (water-soluble vinyl copolymer described in JP-A-1-226757) R-1: Salt of highly condensed formalin naphthalene sulfonate R-2: Sodium lignin sulfonate Comparative Example 1 , 3: No slurry was formed, and kneading was impossible. Comparative Example 6: L flow rate and compressive strength were not measured because the aggregate was separated.

【0026】試験区分2(シリカヒューム−セメントペ
ーストの調製及び評価) ・シリカヒューム−セメントペーストの調製 表4に記載した2種類の調合条件のシリカヒューム−セ
メントペーストを下記のA法及びB法によって調製し
た。使用した分散剤の種類及び添加量は表5に示した。
Test Category 2 (Preparation and Evaluation of Silica Fume-Cement Paste) Preparation of Silica Fume-Cement Paste Two types of silica fume-cement paste under the mixing conditions shown in Table 4 were subjected to the following methods A and B. Prepared. The types of dispersants used and the amounts added are shown in Table 5.

【0027】[0027]

【表4】 [Table 4]

【0028】A法:いずれも試験区分1に記載の材料を
用い、ホバートミキサーに、普通ポルトランドセメン
ト、シリカヒューム及び予め練り混ぜ水に溶解しておい
た分散剤を投入して5分間練り混ぜ、シリカヒューム−
セメントペーストを調製した。 B法:いずれも試験区分1に記載の材料を用い、超音波
分散槽に、予め練り混ぜ水に溶解しておいた分散剤とシ
リカヒュームとを入れ、周波数20KHzで超音波をか
けて、シリカヒュームの水分散液を調製した。ここで得
たシリカヒュームの水分散液の粒度分布を測定した。そ
してホバートミキサーに、普通ポルトランドセメント及
びシリカヒュームの水分散液を投入して5分間練り混
ぜ、シリカヒューム−セメントペーストを調製した。
Method A: In all cases, the materials described in Test Category 1 were used. In a Hobart mixer, ordinary Portland cement, silica fume and a dispersant previously dissolved in kneading water were charged and kneaded for 5 minutes. Silica fume
A cement paste was prepared. Method B: All of the materials described in Test Category 1 were used, a dispersant previously mixed and dissolved in water and silica fume were put into an ultrasonic dispersion tank, and ultrasonic waves were applied at a frequency of 20 KHz to obtain silica. An aqueous dispersion of fume was prepared. The particle size distribution of the silica fume aqueous dispersion obtained here was measured. Then, an aqueous dispersion of ordinary Portland cement and silica fume was put into a Hobart mixer and kneaded for 5 minutes to prepare a silica fume-cement paste.

【0029】・評価 ・・粒体の観察 調製したシリカヒューム−セメントペーストに水を加え
て懸濁液とした。この懸濁液についてレーザー顕微鏡写
真で分散粒子を観察した。またこの懸濁液を濾紙( No.
5C)を用いて濾過し、水洗した後、濾紙上の沈殿物を
SEM(凍結法)写真で観察した。結果を表5に示し
た。
-Evaluation-Observation of granules Water was added to the prepared silica fume-cement paste to prepare a suspension. Dispersed particles were observed with a laser microscope photograph for this suspension. Also, add this suspension to filter paper (No.
5C), and after washing with water, the precipitate on the filter paper was observed with an SEM (freezing method) photograph. The results are shown in Table 5.

【0030】・・微細粒体の割合の測定 練り混ぜ直後のシリカヒューム−セメントペーストを直
ちにレーザー回析式粒度分布測定装置を用いて粒子径が
0.1〜35μmの範囲にある粒体の粒度分布を測定
し、1μm以下の粒子径を有する微細粒体の体積率を算
出した。結果を表5に示した。
.. Measurement of proportion of fine particles Immediately after mixing the silica fume-cement paste with a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus, the particle size of the particles is in the range of 0.1 to 35 .mu.m. The distribution was measured and the volume ratio of fine particles having a particle diameter of 1 μm or less was calculated. The results are shown in Table 5.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】表5において、 *1:シリカヒュームの水分散液において、粒子径が
0.1〜35μmの範囲にある粒体中、粒子径が1μm
以下の粒体の体積比率(%) *2:シリカヒューム−セメントペーストにおいて、粒
子径が0.1〜35μmの範囲にある粒体中、粒子径が
1μm以下の粒体の体積比率(%) *3:レーザー顕微鏡写真によって観察されたセメント
粒子の状態 *4:SEM写真によって観察されたセメント粒子の状
態 a≧b;状態aとbからなり、aとbとがほぼ同量か又
はaがやや多い a>b;状態aとbからなり、aの方が多い a>>b;ほとんどが状態aでわずかにbを含む a;ほとんどが状態a d>>c;ほとんどが状態dでわずかにcを含む d;ほとんどが状態d 比較例7:スラリー化せず、練り混ぜ不能であった
In Table 5, * 1: In an aqueous dispersion of silica fume, the particle size is 1 μm in a particle having a particle size in the range of 0.1 to 35 μm.
Volume ratio (%) of the following particles * 2: In silica fume-cement paste, the volume ratio (%) of particles having a particle diameter of 1 µm or less among particles having a particle diameter of 0.1 to 35 µm. * 3: State of cement particles observed by laser microscope photograph * 4: State of cement particles observed by SEM photograph a ≧ b; consists of states a and b, where a and b are almost the same amount or a A little more a>b; consists of states a and b, and there are more a's a >>b; most of them are states a and a little b is included a; most of them are states a d >>c; C is included in d; most of the state is d. Comparative Example 7: Slurry was not formed and kneading was impossible.

【0033】尚、図1及び図2は実施例のセメント粒子
の状態を略示する図であり、また図3及び図4は比較例
のセメント粒子の状態を略示する図であって、図1はセ
メント粒子11,12の全表面にシリカヒューム21,
22が凝集した状態aを、また図2はセメント粒子1
3,14の50%以上の部分表面にシリカヒューム2
3,24が凝集した状態bを、更に図3はセメント粒子
15,16の表面に痕跡程度にシリカヒューム25,2
6が凝集した状態cを、そして図4はセメント粒子1
7,18の表面にシリカヒュームが凝集していない状態
dをそれぞれ略示している。
1 and 2 are schematic diagrams showing the state of the cement particles of the example, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams showing the state of the cement particles of the comparative example. 1 is silica fume 21 on all surfaces of cement particles 11 and 12,
22 shows an aggregated state a, and FIG. 2 shows cement particles 1
Silica fume 2 on the surface of 50% or more of 3,14
The state b in which 3, 24 are aggregated is further shown in FIG. 3 on the surface of the cement particles 15, 16 with silica fume 25, 2
6 shows an aggregated state c, and FIG. 4 shows cement particles 1
The states d in which silica fume is not aggregated on the surfaces of Nos. 7 and 18 are schematically shown.

【0034】[0034]

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、通常のセメントを用いて、充分な流動性を有す
る、水結合材比の小さい水硬性材料を調製することがで
き、したがって作業性や施工性を著しく改善し、しかも
強度や耐久性に優れた硬化体が得られるという効果があ
る。
As is apparent from the above, according to the present invention described above, it is possible to prepare a hydraulic material having a sufficient fluidity and a small water binder ratio by using ordinary cement. The workability and workability are remarkably improved, and a cured product excellent in strength and durability is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるセメント粒子の状態
を略示する図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a state of cement particles in an example of the present invention.

【図2】本発明の他の一実施例におけるセメント粒子の
状態を略示する図。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a state of cement particles according to another embodiment of the present invention.

【図3】従来の水硬性材料におけるセメント粒子の状態
を略示する図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state of cement particles in a conventional hydraulic material.

【図4】従来の他の水硬性材料におけるセメント粒子の
状態を略示する図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a state of cement particles in another conventional hydraulic material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜18・・・セメント粒子、21〜26・・・シリ
カヒューム
11-18 ... Cement particles, 21-26 ... Silica fume

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米澤 敏男 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 三井 健郎 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 柳橋 邦生 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 池尾 陽作 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 奥野 亨 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 朝倉 悦郎 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番 三菱マ テリアル株式会社セメント研究所内 (72)発明者 吉田 久嗣 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番 三菱マ テリアル株式会社セメント研究所内 (72)発明者 佐藤 光男 東京都港区港南五丁目8番20号 京浜菱光 コンクリート工業株式会社品川工場内 (72)発明者 木之下 光男 愛知県蒲郡市港町2番5号 竹本油脂株式 会社第三事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Yonezawa 2-5-14 Minamisuna, Koto-ku, Tokyo Inside Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Kenro Mitsui 2-chome, Minamisuna, Koto-ku, Tokyo No. 14 Incorporated Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Kunio Yanagibashi 2-5-14 Minamisuna, Koto-ku, Tokyo Incorporated Takenaka Industrial Engineering Laboratory (72) Inventor Yosaku Ikeo Koto-ku, Tokyo 2-5-14 Minamisuna Technical Research Institute, Takenaka Corp. (72) Inventor Toru Okuno 8-21-1, Ginza, Chuo-ku, Tokyo Incorporated Takenaka Corp. Tokyo Head Office (72) Inventor Etsuro Asakura 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Cement Research Institute, Mitsubishi Material Co., Ltd. (72) Kuji Yoshida, 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Omiya-shi, Saitama Real Co., Ltd. Cement Research Institute (72) Inventor Mitsuo Sato 5-8-20 Konan, Minato-ku, Tokyo Keihin Ryoko Concrete Industry Co., Ltd. Shinagawa Plant (72) Inventor Mitsuo Kinoshita 2-5 Minatomachi, Gamagori City, Aichi Prefecture Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、結合材としてセメント及び
シリカヒューム、分散剤として該結合材に対し1重量%
未満の水溶性ビニル共重合体、並びに該結合材に対し6
0重量%以下の水を含有する水硬性材料であって、セメ
ント粒子の全表面又は部分表面に1次粒子の粒子径が
0.5μm以下であるシリカヒュームが凝集した粒体を
主材としており且つ粒子径が0.1〜35μmの粒体中
に占める粒子径が1μm以下の粒体の体積比率が10%
以下である結合材を含有して成ることを特徴とする水硬
性材料。
1. At least cement and silica fume as a binder, and 1% by weight with respect to the binder as a dispersant.
Less than water-soluble vinyl copolymer, as well as 6 for the binder
A hydraulic material containing 0% by weight or less of water, which is mainly composed of aggregated particles of silica fume having a primary particle size of 0.5 μm or less on all or partial surfaces of cement particles. Further, the volume ratio of the particles having a particle diameter of 1 μm or less in the particles having a particle diameter of 0.1 to 35 μm is 10%.
A hydraulic material comprising the following binder.
【請求項2】 結合材中のシリカヒュームの含有割合が
5〜35重量%である請求項1記載の水硬性材料。
2. The hydraulic material according to claim 1, wherein the content of silica fume in the binder is 5 to 35% by weight.
【請求項3】 シリカヒュームが60重量%以上のガラ
ス質シリカを含有しており且つその比表面積が5〜10
0m2/gのものである請求項1又は2記載の水硬性材
料。
3. Silica fume contains 60% by weight or more of vitreous silica and has a specific surface area of 5-10.
The hydraulic material according to claim 1 or 2, which has a viscosity of 0 m 2 / g.
【請求項4】 シリカヒュームが水に分散した粒子であ
って、該分散した全粒子中に占める粒子径が1μm以下
の粒子の体積比率が30%以上のものである請求項1、
2又は3記載の水硬性材料。
4. A particle in which silica fume is dispersed in water, wherein a volume ratio of particles having a particle diameter of 1 μm or less in all the dispersed particles is 30% or more.
The hydraulic material according to 2 or 3.
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