JPH07115897B2 - コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 - Google Patents
コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤Info
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- JPH07115897B2 JPH07115897B2 JP3195359A JP19535991A JPH07115897B2 JP H07115897 B2 JPH07115897 B2 JP H07115897B2 JP 3195359 A JP3195359 A JP 3195359A JP 19535991 A JP19535991 A JP 19535991A JP H07115897 B2 JPH07115897 B2 JP H07115897B2
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B2103/0087—Ion-exchanging agents
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンクリート中のアルカ
リ金属イオンによるアルカリ骨材反応及び塩化物イオン
による鉄筋腐食を抑制してコンクリート構造物の劣化等
を抑制するためセメントに添加されるセメント混和剤に
係るものである。さらに言えば、無機質陽イオン交換体
と無機質陰イオン交換体とを有効成分として含むセメン
ト混和剤に関するものである。
リ金属イオンによるアルカリ骨材反応及び塩化物イオン
による鉄筋腐食を抑制してコンクリート構造物の劣化等
を抑制するためセメントに添加されるセメント混和剤に
係るものである。さらに言えば、無機質陽イオン交換体
と無機質陰イオン交換体とを有効成分として含むセメン
ト混和剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、コンクリートはその優れ
た機能性と大量生産に裏付けされた安価な素材の故に、
我々の生活環境を構成する欠くべからざるものとなって
いる。しかしながら、一般に恒久的なものとされていた
このコンクリート構造物も内外の各種要因に依拠する劣
化現象が生じ、しばしば社会問題となっている。
た機能性と大量生産に裏付けされた安価な素材の故に、
我々の生活環境を構成する欠くべからざるものとなって
いる。しかしながら、一般に恒久的なものとされていた
このコンクリート構造物も内外の各種要因に依拠する劣
化現象が生じ、しばしば社会問題となっている。
【０００３】コンクリート劣化の要因は種々あるけれど
も、とりわけ、塩害とアルカリ骨材反応が重大である。
これらにおいて、塩害とは塩化物イオンによるコンクリ
ート構造物中の鉄筋の腐食劣化である。
も、とりわけ、塩害とアルカリ骨材反応が重大である。
これらにおいて、塩害とは塩化物イオンによるコンクリ
ート構造物中の鉄筋の腐食劣化である。
【０００４】この劣化は骨材として使われてきた川砂や
山砂の資源的枯渇による海砂の使用、塩化カルシウム系
混和剤の大量使用などに起因するところが大きいと言わ
れている。他方、このような原料事情によって、塩化物
イオンがコンクリート中へ混入する内的要因のほかに、
積極的にかつ多量に侵入する場合として、例えば海水飛
沫の付着や道路凍結の防止や融雪のために塩化カルシウ
ム溶液を散布する等外的要因がある。
山砂の資源的枯渇による海砂の使用、塩化カルシウム系
混和剤の大量使用などに起因するところが大きいと言わ
れている。他方、このような原料事情によって、塩化物
イオンがコンクリート中へ混入する内的要因のほかに、
積極的にかつ多量に侵入する場合として、例えば海水飛
沫の付着や道路凍結の防止や融雪のために塩化カルシウ
ム溶液を散布する等外的要因がある。
【０００５】従来、このようなコンクリートの塩害に対
処する方法として亜硝酸カルシウムの如き防錆剤を使用
するとか、構造物を被覆したり、劣化後の補修など対処
療法的な処理が採られているにすぎない。もっとも、海
砂をよく洗浄したものを使用するなど、原料中に混入す
る塩化物イオンを極力避けることが望ましいが、これに
は限度があり、また、経済的でない場合も多い。
処する方法として亜硝酸カルシウムの如き防錆剤を使用
するとか、構造物を被覆したり、劣化後の補修など対処
療法的な処理が採られているにすぎない。もっとも、海
砂をよく洗浄したものを使用するなど、原料中に混入す
る塩化物イオンを極力避けることが望ましいが、これに
は限度があり、また、経済的でない場合も多い。
【０００６】次に、アルカリ骨材反応とは、コンクリー
ト中に存在するアルカリ金属イオンと骨材中の反応性鉱
物との反応を言うが、この反応生成物がコンクリートの
内部にあって膨張を引き起し、ひびわれ、そり、剥離等
の現象を示し、結果としてコンクリートを劣化させるも
のである。
ト中に存在するアルカリ金属イオンと骨材中の反応性鉱
物との反応を言うが、この反応生成物がコンクリートの
内部にあって膨張を引き起し、ひびわれ、そり、剥離等
の現象を示し、結果としてコンクリートを劣化させるも
のである。
【０００７】従来、係るアルカリ骨材反応を抑制する方
法として、次のような対応が挙げられている： 反応性の高い骨材を使用しない； アルカリ含有量の低いセメントを使用する； 高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどの
ポラゾン効果のある混和剤を添加する； アルミニウム、亜鉛等の塩類を添加する； ゼオライト、粘土鉱物等の珪酸塩を添加する； 水分を遮断するための防水工事を施工する。
法として、次のような対応が挙げられている： 反応性の高い骨材を使用しない； アルカリ含有量の低いセメントを使用する； 高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどの
ポラゾン効果のある混和剤を添加する； アルミニウム、亜鉛等の塩類を添加する； ゼオライト、粘土鉱物等の珪酸塩を添加する； 水分を遮断するための防水工事を施工する。
【０００８】上記において、ゼオライトの添加によりア
ルカリ骨材反応を抑制させる試みにつき、これまで幾つ
かの提案がなされている。例えば、 ａ）ゼオライトを含む緑色凝灰岩や粘土鉱物を焼成し、
付着水及び結晶水を除いて活性化させた粉末及び顆粒を
１〜２０重量％コンクリートに混和させる方法(特開昭6
2−21739号公報、特開昭63−117939号公報、特開昭63−
117940号公報)； ｂ）カルシウムイオンまたはリチウムイオンを負荷させ
たクリノプチロライトの如き天然ゼオライトをコンクリ
ートに添加させる方法(特開昭63−274644号公報)、など
がある。
ルカリ骨材反応を抑制させる試みにつき、これまで幾つ
かの提案がなされている。例えば、 ａ）ゼオライトを含む緑色凝灰岩や粘土鉱物を焼成し、
付着水及び結晶水を除いて活性化させた粉末及び顆粒を
１〜２０重量％コンクリートに混和させる方法(特開昭6
2−21739号公報、特開昭63−117939号公報、特開昭63−
117940号公報)； ｂ）カルシウムイオンまたはリチウムイオンを負荷させ
たクリノプチロライトの如き天然ゼオライトをコンクリ
ートに添加させる方法(特開昭63−274644号公報)、など
がある。
【０００９】ところで、ハイドロカルマイトは２価−３
価金属複合水酸化物の一種で、Ｃａ−Ａｌ系複合水酸化
物の形をとる層状結晶性化合物であり、陰イオン交換性
のあることが知られている。このような化合物と同じカ
テゴリーに属するものとしてはＭｇ−Ａｌ系複合水酸化
物であるハイドロタルサイトがあり、樹脂添加剤として
使用されている。
価金属複合水酸化物の一種で、Ｃａ−Ａｌ系複合水酸化
物の形をとる層状結晶性化合物であり、陰イオン交換性
のあることが知られている。このような化合物と同じカ
テゴリーに属するものとしてはＭｇ−Ａｌ系複合水酸化
物であるハイドロタルサイトがあり、樹脂添加剤として
使用されている。
【００１０】一般に、ゼオライトは天然または合成のも
のに限らず、代表的無機質陽イオン交換体として周知で
あり、加えて選択的吸着作用もあって、洗剤ビルダー、
触媒、合成樹脂添加剤等の種々の分野で使用されてい
る。
のに限らず、代表的無機質陽イオン交換体として周知で
あり、加えて選択的吸着作用もあって、洗剤ビルダー、
触媒、合成樹脂添加剤等の種々の分野で使用されてい
る。
【００１１】ゼオライトの陽イオン交換作用により、ア
ルカリ金属イオンの捕集機能は当然有するものである
が、コンクリート劣化防止の目的のために効果的なアル
カリ金属イオン捕集剤としてのゼオライトについては意
外にも実用性のあるものは余り開発されてはいない。
ルカリ金属イオンの捕集機能は当然有するものである
が、コンクリート劣化防止の目的のために効果的なアル
カリ金属イオン捕集剤としてのゼオライトについては意
外にも実用性のあるものは余り開発されてはいない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】今日、コンクリート構
造物の各種要因に依拠する劣化防止や抑制あるいは劣化
後の修復は緊急かつ欠くべからざるものとなっている
が、まだ決定的といえるような対策は確立されていな
い。例えば、塩化物イオンを除去または封じ込めること
が必要であるが、技術的に可能であっても、多くの場
合、経済的に成り立たないことによる。
造物の各種要因に依拠する劣化防止や抑制あるいは劣化
後の修復は緊急かつ欠くべからざるものとなっている
が、まだ決定的といえるような対策は確立されていな
い。例えば、塩化物イオンを除去または封じ込めること
が必要であるが、技術的に可能であっても、多くの場
合、経済的に成り立たないことによる。
【００１３】本発明者らは、叙上の問題に鑑み、鋭意研
究したところ、ある種の無機質陽イオン交換体と陰イオ
ン交換体との配合物がコンクリート構造物の鉄筋腐食す
なわち塩害に対し著しい抵抗性があることを知見し、本
発明を完成した。
究したところ、ある種の無機質陽イオン交換体と陰イオ
ン交換体との配合物がコンクリート構造物の鉄筋腐食す
なわち塩害に対し著しい抵抗性があることを知見し、本
発明を完成した。
【００１４】すなわち、本発明はコンクリート構造物の
劣化防止または修復に有用なセメント混和剤を提供する
ことを目的とするものである。
劣化防止または修復に有用なセメント混和剤を提供する
ことを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明が提供しようとす
るコンクリートの劣化抑制用セメント混和剤は無機質の
陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有効成分とするこ
とを構成上の特徴としている。
るコンクリートの劣化抑制用セメント混和剤は無機質の
陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有効成分とするこ
とを構成上の特徴としている。
【００１６】本発明において、無機質陽イオン交換体と
は、コンクリート中のアルカリ金属イオンとイオン交換
または吸着担持する機能をもったものである。代表的な
ものとしては、例えば天然または合成ゼオライトのカル
シウムまたは亜鉛置換体がある。本発明では、カルシウ
ム置換合成ゼオライト中の残留ナトリウムが無水換算で
Ｎａ2Ｏとして２.０重量％以下であり、かつ該ゼオライ
トの１重量％水性スラリーの平衡ｐＨが２５℃において
７.５〜９.０の範囲にある高カルシウム置換合成ゼオラ
イトが特に好ましい。合成ゼオライトとしてはゼオライ
トＡやゼオライトＸまたはそれらの混合物が工業的に望
ましい。
は、コンクリート中のアルカリ金属イオンとイオン交換
または吸着担持する機能をもったものである。代表的な
ものとしては、例えば天然または合成ゼオライトのカル
シウムまたは亜鉛置換体がある。本発明では、カルシウ
ム置換合成ゼオライト中の残留ナトリウムが無水換算で
Ｎａ2Ｏとして２.０重量％以下であり、かつ該ゼオライ
トの１重量％水性スラリーの平衡ｐＨが２５℃において
７.５〜９.０の範囲にある高カルシウム置換合成ゼオラ
イトが特に好ましい。合成ゼオライトとしてはゼオライ
トＡやゼオライトＸまたはそれらの混合物が工業的に望
ましい。
【００１７】係る置換ゼオライトはコンクリートのアル
カリ骨材反応を抑制する機能を有する。それ自体が当然
のことながらアルカリ金属イオンを極力含まないもので
なければならない。置換ゼオライトはコンクリート中の
アルカリ金属イオンをイオン交換反応により捕集する
が、平衡反応であるために、逆にカルシウムイオンを捕
集してナトリウムイオンやカリウムイオンを放出するよ
うなものであってはならない。
カリ骨材反応を抑制する機能を有する。それ自体が当然
のことながらアルカリ金属イオンを極力含まないもので
なければならない。置換ゼオライトはコンクリート中の
アルカリ金属イオンをイオン交換反応により捕集する
が、平衡反応であるために、逆にカルシウムイオンを捕
集してナトリウムイオンやカリウムイオンを放出するよ
うなものであってはならない。
【００１８】このような基本的観点から、数多くの実験
を行った結果、アルカリ金属イオン捕集機能としては、
前記の物性をもつ高カルシウム置換ゼオライトが特に優
れている。
を行った結果、アルカリ金属イオン捕集機能としては、
前記の物性をもつ高カルシウム置換ゼオライトが特に優
れている。
【００１９】また、無機質陽イオン交換体は、望ましく
は、１０μｍ以上は含まない微粉末がよい。この理由
は、イオン交換反応が速やかに行われると同時にコンク
リート内での分散性がより改善されることによる。な
お、粒子形状は特に限定はない。
は、１０μｍ以上は含まない微粉末がよい。この理由
は、イオン交換反応が速やかに行われると同時にコンク
リート内での分散性がより改善されることによる。な
お、粒子形状は特に限定はない。
【００２０】次に、他方の有効成分である無機質陰イオ
ン交換体とは、コンクリート中の塩化物イオンをイオン
交換または吸着担持する機能をもっているものである。
無機質陰イオン交換体としては、例えばハイドロカルマ
イト、ハイドロタルサイト、ハイドロオキシアパタイト
などが挙げられる。これらのうち、次の一般式：３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2/m・ｎＨ2Ｏ(式中、Ｘは１価ま
たは２価の陰イオン、ｍは陰イオンの価数、ｎ≦２０を
表す)で示されるセメント成分と類似のハイドロカルマ
イトが特に好ましい。
ン交換体とは、コンクリート中の塩化物イオンをイオン
交換または吸着担持する機能をもっているものである。
無機質陰イオン交換体としては、例えばハイドロカルマ
イト、ハイドロタルサイト、ハイドロオキシアパタイト
などが挙げられる。これらのうち、次の一般式：３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2/m・ｎＨ2Ｏ(式中、Ｘは１価ま
たは２価の陰イオン、ｍは陰イオンの価数、ｎ≦２０を
表す)で示されるセメント成分と類似のハイドロカルマ
イトが特に好ましい。
【００２１】ハイドロカルマイトは製法やその物性によ
って多様であるが、Ｃａ／Ａｌのモル比はほぼ２であ
り、結晶水の量を示すｎは多くの場合、１５までである
が、本発明では２０まで含みうる。
って多様であるが、Ｃａ／Ａｌのモル比はほぼ２であ
り、結晶水の量を示すｎは多くの場合、１５までである
が、本発明では２０まで含みうる。
【００２２】陰イオンとしては、Ｘが例えばＮＯ3 -、Ｎ
Ｏ2 -、ＯＨ-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＯ3 2-、ＳＯ4 2-が代表
的であるが、本発明では特にＮＯ3 -、ＮＯ2 -またはＯＨ
-の１価陰イオンが好ましく、それらは１種または２種
以上であっても差し支えない。従って、本発明では、こ
れらを硝酸型ハイドロカルマイト、亜硝酸型ハイドロカ
ルマイトまたは水酸型ハイドロカルマイトと称すること
にする。
Ｏ2 -、ＯＨ-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＯ3 2-、ＳＯ4 2-が代表
的であるが、本発明では特にＮＯ3 -、ＮＯ2 -またはＯＨ
-の１価陰イオンが好ましく、それらは１種または２種
以上であっても差し支えない。従って、本発明では、こ
れらを硝酸型ハイドロカルマイト、亜硝酸型ハイドロカ
ルマイトまたは水酸型ハイドロカルマイトと称すること
にする。
【００２３】ハイドロカルマイトは層状構造をもつ含水
結晶性化合物で、Ｘ線回折により容易に同定でき、結晶
水は３００℃程度の温度域で脱水する。
結晶性化合物で、Ｘ線回折により容易に同定でき、結晶
水は３００℃程度の温度域で脱水する。
【００２４】塩素型以外のハイドロカルマイト、特に前
記した硝酸型、亜硝酸型または水酸型のハイドロカルマ
イトは、塩化物イオンと接触すると陰イオン交換してＮ
Ｏ3 -、ＮＯ2 -、ＯＨ-を遊離し、Ｃｌ-を捕集する作用に
著しく優れている。
記した硝酸型、亜硝酸型または水酸型のハイドロカルマ
イトは、塩化物イオンと接触すると陰イオン交換してＮ
Ｏ3 -、ＮＯ2 -、ＯＨ-を遊離し、Ｃｌ-を捕集する作用に
著しく優れている。
【００２５】係るＣｌ-捕集能はモルタルやコンクリー
ト中であっても同様であり、捕集されたＣｌ-は遊離Ｃ
ｌ-と異なってハイドロカルマイト中に担持され、いわ
ば不活性となるため鉄筋腐食の誘発を阻止する消極的防
錆作用のみならず、ＮＯ2 -等の陰イオンが鉄筋の防錆に
積極的な作用を示す。
ト中であっても同様であり、捕集されたＣｌ-は遊離Ｃ
ｌ-と異なってハイドロカルマイト中に担持され、いわ
ば不活性となるため鉄筋腐食の誘発を阻止する消極的防
錆作用のみならず、ＮＯ2 -等の陰イオンが鉄筋の防錆に
積極的な作用を示す。
【００２６】なお、上記の如き無機質陰イオン交換体は
セメント粒子の粉末度以下、好ましくは平均粒子径が１
０μｍ以下の微粉末であるものがよく、陽イオン交換体
と同程度のものがよい。
セメント粒子の粉末度以下、好ましくは平均粒子径が１
０μｍ以下の微粉末であるものがよく、陽イオン交換体
と同程度のものがよい。
【００２７】本発明に係るセメント混和剤において、陽
イオン交換体と陰イオン交換体との配合割合は、それら
の物性やセメント組成またはコンクリートの実情に応じ
て適宜設定すべきで、特に限定する必要はない。
イオン交換体と陰イオン交換体との配合割合は、それら
の物性やセメント組成またはコンクリートの実情に応じ
て適宜設定すべきで、特に限定する必要はない。
【００２８】しかし、両方の併用使用がコンクリートの
劣化を多機能をもって阻止する上で不可欠であり、多く
の場合、０.１：０.９〜０.９：０.１の割合すなわちい
ずれかのイオン交換体が少なくとも１割以上配合された
ものであると言うことができる。
劣化を多機能をもって阻止する上で不可欠であり、多く
の場合、０.１：０.９〜０.９：０.１の割合すなわちい
ずれかのイオン交換体が少なくとも１割以上配合された
ものであると言うことができる。
【００２９】このように、本発明に係るセメント混和剤
は無機質の陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有効成
分とするものであるが、必要に応じて他のセメント混和
剤、例えば分散剤、減水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、
結露防止剤、有機ポリマーなどの結合剤、短繊維などの
補強材、防錆材、防錆顔料、着色剤、撥水剤または骨材
などの１種または２種以上を適宜配合することができ
る。
は無機質の陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有効成
分とするものであるが、必要に応じて他のセメント混和
剤、例えば分散剤、減水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、
結露防止剤、有機ポリマーなどの結合剤、短繊維などの
補強材、防錆材、防錆顔料、着色剤、撥水剤または骨材
などの１種または２種以上を適宜配合することができ
る。
【００３０】本発明に係るセメント混和剤は主としてコ
ンクリート構造物の劣化の防止または抑制の目的で使用
するものであるが、コンクリートの強度も向上させるも
のでもあるため、その使用の態様は多様である。例え
ば、次のようなことが代表的に挙げられる： セメント組成物中に当初から単独または他の添加剤と
共に配合せしめて事前にコンクリートの劣化を抑制す
る； 塩害により鉄筋の腐食が懸念されるコンクリート躯体
内に単独または他の添加剤と共に腐食劣化を防止するた
め注入材として用いる； 塩害により劣化して表面剥離したコンクリート躯体に
対し、単独または他の添加剤と共に断面修復材あるいは
表面修復材として用いる。
ンクリート構造物の劣化の防止または抑制の目的で使用
するものであるが、コンクリートの強度も向上させるも
のでもあるため、その使用の態様は多様である。例え
ば、次のようなことが代表的に挙げられる： セメント組成物中に当初から単独または他の添加剤と
共に配合せしめて事前にコンクリートの劣化を抑制す
る； 塩害により鉄筋の腐食が懸念されるコンクリート躯体
内に単独または他の添加剤と共に腐食劣化を防止するた
め注入材として用いる； 塩害により劣化して表面剥離したコンクリート躯体に
対し、単独または他の添加剤と共に断面修復材あるいは
表面修復材として用いる。
【００３１】
【作用】本発明に係るセメント混和剤は無機質の陽イオ
ン交換体と陰イオン交換体を有効成分として構成されて
いるものであるため、これをセメントに使用すると、コ
ンクリート中のアルカリ金属イオン及び塩化物イオンを
イオン交換反応により容易に捕集、担持して不活性にす
ることができるので、コンクリートのアルカリ骨材反応
や鉄筋の腐食を抑制させる。
ン交換体と陰イオン交換体を有効成分として構成されて
いるものであるため、これをセメントに使用すると、コ
ンクリート中のアルカリ金属イオン及び塩化物イオンを
イオン交換反応により容易に捕集、担持して不活性にす
ることができるので、コンクリートのアルカリ骨材反応
や鉄筋の腐食を抑制させる。
【００３２】また、Ｃｌ-捕集の結果、遊離するこれら
陰イオン、特に、ＮＯ2 -は鉄筋の腐食を積極的に抑制ま
たは阻止する作用がある。
陰イオン、特に、ＮＯ2 -は鉄筋の腐食を積極的に抑制ま
たは阻止する作用がある。
【００３３】このように本発明に係るセメント混和剤は
セメントに対する多機能性の故にアルカリ骨材反応及び
塩害によるコンクリートの劣化を効果的に防止または抑
制する作用を有する。
セメントに対する多機能性の故にアルカリ骨材反応及び
塩害によるコンクリートの劣化を効果的に防止または抑
制する作用を有する。
【００３４】
１．セメント混和剤原料の調製 (a)化合物Ａ(高カルシウム置換ゼオライト)の調製 ゼオライトＡ粉末［ゼオスター(登録商標)ＮＡ−１００
Ｐ：日本化学工業株式会社製］(Ｎａ2Ｏ：１７.０重量
％、Ａｌ2Ｏ3：２７.７重量％、ＳｉＯ2：３２.９重量
％、Ｈ2Ｏ：２２.５重量％)２０ｋｇを６０℃に保温し
た０.１規定の塩化カルシウム水溶液１００リットルに
入れ、撹拌しながら２時間イオン交換を行った。反応終
了後すみやかにブフナーロートで濾別し、濾過ケーキ全
量を再度６０℃に保温した０.１規定塩化カルシウム水
溶液１００リットルに加え２回目のイオン交換反応を行
った。濾過終了後、濾過ケーキに１００リットルのイオ
ン交換水を加え、リパルプ洗浄と濾過を同様に３回繰り
返し行った。洗浄後の濾過ケーキは８０℃で十分乾燥し
た後粉砕した。
Ｐ：日本化学工業株式会社製］(Ｎａ2Ｏ：１７.０重量
％、Ａｌ2Ｏ3：２７.７重量％、ＳｉＯ2：３２.９重量
％、Ｈ2Ｏ：２２.５重量％)２０ｋｇを６０℃に保温し
た０.１規定の塩化カルシウム水溶液１００リットルに
入れ、撹拌しながら２時間イオン交換を行った。反応終
了後すみやかにブフナーロートで濾別し、濾過ケーキ全
量を再度６０℃に保温した０.１規定塩化カルシウム水
溶液１００リットルに加え２回目のイオン交換反応を行
った。濾過終了後、濾過ケーキに１００リットルのイオ
ン交換水を加え、リパルプ洗浄と濾過を同様に３回繰り
返し行った。洗浄後の濾過ケーキは８０℃で十分乾燥し
た後粉砕した。
【００３５】この試料の化学組成はＮａ2Ｏ：１.５４重
量％、ＣａＯ：１５.６１重量％、Ａｌ2Ｏ3：２７.７１
重量％、ＳｉＯ2：３３.５９重量％、Ｈ2Ｏ：２１.５０
重量％、Ｃｌ：０.０５重量％であった。
量％、ＣａＯ：１５.６１重量％、Ａｌ2Ｏ3：２７.７１
重量％、ＳｉＯ2：３３.５９重量％、Ｈ2Ｏ：２１.５０
重量％、Ｃｌ：０.０５重量％であった。
【００３６】(b)化合物Ｂ(合成ハイドロカルマイト)の
調製 硝酸型ハイドロカルマイト(試料Ｂ−１) Ｃａ(ＮＯ3)2・４Ｈ2Ｏ５７ｋｇを水６０ｋｇで溶解
し、硝酸カルシウム溶液(Ａ液)を調製する。
調製 硝酸型ハイドロカルマイト(試料Ｂ−１) Ｃａ(ＮＯ3)2・４Ｈ2Ｏ５７ｋｇを水６０ｋｇで溶解
し、硝酸カルシウム溶液(Ａ液)を調製する。
【００３７】Ａｌ2Ｏ3：２５.６重量％、Ｎａ2Ｏ：２
１.１重量％のアルミン酸ナトリウム溶液２３.４ｋｇに
液体ＮａＯＨ液(４８％)１０.２ｋｇ及び水２９３.３ｋ
ｇを混合したアルミン酸ナトリウム溶液(Ｂ液)を調製す
る。
１.１重量％のアルミン酸ナトリウム溶液２３.４ｋｇに
液体ＮａＯＨ液(４８％)１０.２ｋｇ及び水２９３.３ｋ
ｇを混合したアルミン酸ナトリウム溶液(Ｂ液)を調製す
る。
【００３８】次いで、反応槽にＢ液を仕込み、撹拌下Ａ
液を定量ポンプを介して送液し、添加した。次いで、５
０℃に加温して４時間反応を続け、ゲルを結晶化させ
た。なお、原料出発物質のモル組成はＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3
＝４、Ｎａ2Ｏ／ＮＯ3 -＝０.３０であった。
液を定量ポンプを介して送液し、添加した。次いで、５
０℃に加温して４時間反応を続け、ゲルを結晶化させ
た。なお、原料出発物質のモル組成はＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3
＝４、Ｎａ2Ｏ／ＮＯ3 -＝０.３０であった。
【００３９】反応終了後、固液分離し、洗浄した後、５
０℃で２０時間乾燥させた。乾燥後、１５０メッシュま
で粉砕した(これを試料Ｂ−１とする)。
０℃で２０時間乾燥させた。乾燥後、１５０メッシュま
で粉砕した(これを試料Ｂ−１とする)。
【００４０】なお、試料Ｂ−１はＸ線回折、赤外吸収ス
ペクトル測定、ＴＧ−ＤＴＡ測定及び化学組成の分析に
より硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・
Ｃａ(ＮＯ3)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認められた。
ペクトル測定、ＴＧ−ＤＴＡ測定及び化学組成の分析に
より硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・
Ｃａ(ＮＯ3)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認められた。
【００４１】硝酸型ハイドロカルマイト(試料Ｂ−２) ８.２３重量％の消石灰スラリー３.６ｋｇに濃硝酸２７
０ｍｌ、アルミン酸ナトリウム(Ｎａ2Ｏ：２１.９重量
％、Ａｌ2Ｏ3：１５.０重量％)液０.６８ｋｇ及び水２
ｋｇを加えて５０℃で８時間撹拌下で反応させた。次い
で、前記ハイドロカルマイトの合成法と同様な後処理を
施して試料粉末を得た(これを試料Ｂ−２とする)。
０ｍｌ、アルミン酸ナトリウム(Ｎａ2Ｏ：２１.９重量
％、Ａｌ2Ｏ3：１５.０重量％)液０.６８ｋｇ及び水２
ｋｇを加えて５０℃で８時間撹拌下で反応させた。次い
で、前記ハイドロカルマイトの合成法と同様な後処理を
施して試料粉末を得た(これを試料Ｂ−２とする)。
【００４２】この試料Ｂ−２はＸＲＤ等の測定により結
晶度の高い硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ
2Ｏ3・Ｃａ(ＮＯ3)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認めら
れた。
晶度の高い硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ
2Ｏ3・Ｃａ(ＮＯ3)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認めら
れた。
【００４３】亜硝酸型ハイドロカルマイト(試料Ｂ−
３) ３０重量％の亜硝酸カルシウム溶液１.７６ｋｇに前記
と同じアルミン酸ナトリウム液０.６８ｋｇ及び水４ｋ
ｇを加え、５０℃で４時間撹拌下で反応させた。次い
で、同様の後処理を施して試料粉末を得た(これを試料
Ｂ−３とする)。
３) ３０重量％の亜硝酸カルシウム溶液１.７６ｋｇに前記
と同じアルミン酸ナトリウム液０.６８ｋｇ及び水４ｋ
ｇを加え、５０℃で４時間撹拌下で反応させた。次い
で、同様の後処理を施して試料粉末を得た(これを試料
Ｂ−３とする)。
【００４４】この試料Ｂ−３はＸＲＤ等の測定により亜
硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｃａ
(ＮＯ2)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認められた。
硝酸型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｃａ
(ＮＯ2)2・１１Ｈ2Ｏ］であることが認められた。
【００４５】硝酸−亜硝酸混合型ハイドロカルマイト
(試料Ｂ−４) ８.０８重量％消石灰スラリー１８４ｇに３０重量％の
亜硝酸カルシウム液８８ｇと濃硝酸１１ｍｌ及び水２０
０ｍｌを加える。次いで、このスラリーに前記と同じア
ルミン酸ナトリウム液６８ｇを５０℃で添加、４時間撹
拌下で反応させた。次いで、同様の後処理を施して試料
粉末を得た(これを試料Ｂ−４とする)。
(試料Ｂ−４) ８.０８重量％消石灰スラリー１８４ｇに３０重量％の
亜硝酸カルシウム液８８ｇと濃硝酸１１ｍｌ及び水２０
０ｍｌを加える。次いで、このスラリーに前記と同じア
ルミン酸ナトリウム液６８ｇを５０℃で添加、４時間撹
拌下で反応させた。次いで、同様の後処理を施して試料
粉末を得た(これを試料Ｂ−４とする)。
【００４６】この試料Ｂ−４はＸＲＤ等の測定により硝
酸と亜硝酸との混合型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・
Ａｌ2Ｏ3・Ｃａ(ＮＯ3，ＮＯ2)2・１１Ｈ2Ｏ］であるこ
とが認められた。
酸と亜硝酸との混合型ハイドロカルマイト［３ＣａＯ・
Ａｌ2Ｏ3・Ｃａ(ＮＯ3，ＮＯ2)2・１１Ｈ2Ｏ］であるこ
とが認められた。
【００４７】硝酸−亜硝酸混合型ハイドロカルマイト
(試料Ｂ−５) 先に調製した試料Ｂ−２の１.０ｋｇを３.０ｋｇの水に
入れスラリー状態とした。次いで、これに亜硝酸ナトリ
ウム(ＮａＮＯ2、一級試薬)３１０ｇを加えて、室温(１
３℃)で８時間陰イオン交換を行った。ブフナーロート
で固液分離した後、再度１０ｋｇのイオン交換水に懸濁
させリパルプ洗浄を行った。再度リパルプ洗浄を繰り返
したのち、６０℃で４８時間乾燥し、粉砕した(この試
料をＢ−５とする)。
(試料Ｂ−５) 先に調製した試料Ｂ−２の１.０ｋｇを３.０ｋｇの水に
入れスラリー状態とした。次いで、これに亜硝酸ナトリ
ウム(ＮａＮＯ2、一級試薬)３１０ｇを加えて、室温(１
３℃)で８時間陰イオン交換を行った。ブフナーロート
で固液分離した後、再度１０ｋｇのイオン交換水に懸濁
させリパルプ洗浄を行った。再度リパルプ洗浄を繰り返
したのち、６０℃で４８時間乾燥し、粉砕した(この試
料をＢ−５とする)。
【００４８】硝酸−亜硝酸混合型ハイドロカルマイト
(試料Ｂ−６) 陰イオン交換を２回繰り返した以外は試料Ｂ−５と同一
の条件で処理した(この試料をＢ−６とする)。
(試料Ｂ−６) 陰イオン交換を２回繰り返した以外は試料Ｂ−５と同一
の条件で処理した(この試料をＢ−６とする)。
【００４９】(c)本発明に係るセメント混和剤の調製 化合物Ａ及び化合物Ｂを組み合わせて、本発明に係るセ
メント混和剤を調製した。これらのうち、後の鉄筋入り
供試体モルタルの作製に使用した組成物は次の通りであ
る。
メント混和剤を調製した。これらのうち、後の鉄筋入り
供試体モルタルの作製に使用した組成物は次の通りであ
る。
【００５０】
【表１】 セメント混和剤 化合物Ａ 化合物Ｂ 実施例 種類 重量比 種類 重量比 １ Ａ−１ １００ Ｂ−２(ＮＯ3 -型) １００ ２ Ａ−１ １００ Ｂ−３(ＮＯ2 -型) １００ ３ Ａ−１ １００ Ｂ−５(ＮＯ2 -＜ＮＯ3 -) １００ ４ Ａ−１ １００ Ｂ−６(ＮＯ2 -＞ＮＯ3 -) １００
【００５１】本発明に係るセメント混和剤を用いて、モ
ルタル供試体を作製してアルカリ骨材反応及び塩害等の
抑制効果を評価した。その評価法と評価結果は次の通り
である。
ルタル供試体を作製してアルカリ骨材反応及び塩害等の
抑制効果を評価した。その評価法と評価結果は次の通り
である。
【００５２】(d)防腐効果の評価 鉄筋入モルタル供試体の作製 モルタル供試体はJIS A5308に準じて作製した。普通ポ
ルトランドセメント６００ｇ、細骨材［有明産砕石、比
重２.５４、吸水率０.８重量％、粗粒率３.１９、配合
比(４.７５〜２.８３mm：２.８３〜１.１６mm：１.１６
〜０.６mm：０.６〜０.３mm＝１０：２５：２５：１
５)］１３５０ｇ及びこれに本発明に係るセメント混和
剤１２０ｇ(前述の高カルシウム置換Ａ型ゼオライトと
合成ハイドロカルマイト試料の等量混合物：実施例２)
を加えたものを混練機にて３０秒間混練する。
ルトランドセメント６００ｇ、細骨材［有明産砕石、比
重２.５４、吸水率０.８重量％、粗粒率３.１９、配合
比(４.７５〜２.８３mm：２.８３〜１.１６mm：１.１６
〜０.６mm：０.６〜０.３mm＝１０：２５：２５：１
５)］１３５０ｇ及びこれに本発明に係るセメント混和
剤１２０ｇ(前述の高カルシウム置換Ａ型ゼオライトと
合成ハイドロカルマイト試料の等量混合物：実施例２)
を加えたものを混練機にて３０秒間混練する。
【００５３】次いで、１.５重量％または３.０重量％の
ＮａＣｌ水３３０ｇを添加して３０秒間混練し、２０秒
間休止した後、スプーンで２〜３回かきまぜる。
ＮａＣｌ水３３０ｇを添加して３０秒間混練し、２０秒
間休止した後、スプーンで２〜３回かきまぜる。
【００５４】次いで、１２０秒間混練した後、モルタル
を型枠(４０×４０×１６０mm)に充填し、２４時間後脱
型した供試体を２０℃±３℃で１日間恒温養生する。
を型枠(４０×４０×１６０mm)に充填し、２４時間後脱
型した供試体を２０℃±３℃で１日間恒温養生する。
【００５５】試験方法と評価 養生後の各供試体を中性化促進試験機中に静置して炭酸
ガス分圧下で炭酸化を促進させた。条件は次の通りであ
る。 炭酸ガス濃度ＣＯ2：２０体積％ 温度 ：３０℃ 湿度 ：４０％(相対湿度)Ｒ.Ｈ. 期間 ：２８日間 ＊前処理を施したＳＳ４１の鉄筋(φ１０×１００ｍｍ)
を挿入した。
ガス分圧下で炭酸化を促進させた。条件は次の通りであ
る。 炭酸ガス濃度ＣＯ2：２０体積％ 温度 ：３０℃ 湿度 ：４０％(相対湿度)Ｒ.Ｈ. 期間 ：２８日間 ＊前処理を施したＳＳ４１の鉄筋(φ１０×１００ｍｍ)
を挿入した。
【００５６】鉄筋入供試体モルタルを炭酸化促進試験機
中に２８日間静置して、その後更に乾湿の繰り返しを１
週間に２回単位で８週間施した供試体について、外観を
観察し、更に鉄筋の腐食面積・腐食重量等を測定した。
得られた結果を表２に記載する。なお、実施例に基づく
セメント混和剤を含有する供試体は含有しない供試体と
比較して明らかにひび割れは少なかった。
中に２８日間静置して、その後更に乾湿の繰り返しを１
週間に２回単位で８週間施した供試体について、外観を
観察し、更に鉄筋の腐食面積・腐食重量等を測定した。
得られた結果を表２に記載する。なお、実施例に基づく
セメント混和剤を含有する供試体は含有しない供試体と
比較して明らかにひび割れは少なかった。
【００５７】
【表２】
【００５８】
【発明の効果】以上述べてきた実施例の結果から見て明
らかなように、本発明に係るコンクリートの劣化抑制用
セメント混和剤はアルカリ骨材反応を抑制し、更に鉄筋
の腐食を抑制してコンクリート構造物の劣化を抑制する
ことができる。
らかなように、本発明に係るコンクリートの劣化抑制用
セメント混和剤はアルカリ骨材反応を抑制し、更に鉄筋
の腐食を抑制してコンクリート構造物の劣化を抑制する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 22/06 Ｚ 22/08 Ｂ 24/08 (72)発明者 輿水 仁 東京都江東区亀戸９丁目15番１号 日本化 学工業株式会社内 (72)発明者 森下 敏彦 大阪府大阪市西淀川区福町３丁目２番43号 日本化学工業株式会社西淀川工場内 (72)発明者 小瀧 秀樹 大阪府大阪市西淀川区福町３丁目２番43号 日本化学工業株式会社西淀川工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 無機質の陽イオン交換体及び陰イオン交
換体の混合粉末を有効成分とすることを特徴とするコン
クリートの劣化抑制用セメント混和剤。 - 【請求項２】 無機質陽イオン交換体は、陽イオン置換
率[Ｃａ2+／(Ｃａ2+＋２Ｎａ+)]が０.９以上のカルシウ
ムゼオライトである請求項１記載のコンクリートの劣化
抑制用セメント混和剤。 - 【請求項３】 無機質陰イオン交換体は一般式３ＣａＯ
・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2/m・ｎＨ2Ｏ(式中、Ｘは１価また
は２価の陰イオン、ｍはその価数、ｎ≦２０を表す)で
表されるハイドロカルマイトである請求項１記載のコン
クリートの劣化抑制用セメント混和剤。 - 【請求項４】 無機質陽イオン交換体と陰イオン交換体
の混合比が０.１：０.９〜０.９：０.１である請求項１
記載のコンクリートの劣化抑制用セメント混和剤。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195359A JPH07115897B2 (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
| US08/199,340 US5435846A (en) | 1991-08-05 | 1994-02-18 | Cement-additive for inhibiting concrete-deterioration |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3195359A JPH07115897B2 (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
| US08/199,340 US5435846A (en) | 1991-08-05 | 1994-02-18 | Cement-additive for inhibiting concrete-deterioration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543282A JPH0543282A (ja) | 1993-02-23 |
| JPH07115897B2 true JPH07115897B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=26509070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3195359A Expired - Fee Related JPH07115897B2 (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5435846A (ja) |
| JP (1) | JPH07115897B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2803754C1 (ru) * | 2023-03-07 | 2023-09-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Вяжущее для производства легкого бетона |
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