JPH07267697A - 水硬性組成物 - Google Patents
水硬性組成物Info
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- JPH07267697A JPH07267697A JP8252194A JP8252194A JPH07267697A JP H07267697 A JPH07267697 A JP H07267697A JP 8252194 A JP8252194 A JP 8252194A JP 8252194 A JP8252194 A JP 8252194A JP H07267697 A JPH07267697 A JP H07267697A
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 フライアッシュを主体とする混和材およびセ
メントからなり、混和材の含有量が３０〜５０重量％
（内割）であり、かつ該混和材の一部が鉱物質微粉末で
ある水硬性組成物。 【効果】 多量のフライアッシュをセメントに混合して
使用してもコンクリート等の初期強度の大幅な低下を抑
制することができるので、フライアッシュの大量使用が
可能である。
メントからなり、混和材の含有量が３０〜５０重量％
（内割）であり、かつ該混和材の一部が鉱物質微粉末で
ある水硬性組成物。 【効果】 多量のフライアッシュをセメントに混合して
使用してもコンクリート等の初期強度の大幅な低下を抑
制することができるので、フライアッシュの大量使用が
可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多量のフライアッシュ
を含有しながら初期強度（材令３〜７日）の低下が少な
い水硬性組成物に関する。
を含有しながら初期強度（材令３〜７日）の低下が少な
い水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】フライアッシュは、それ自身は水硬性を有
しないが、セメントに混合して使用すると、水和過程で
生じた水酸化カルシウムと徐々に反応して安定なケイ酸
カルシウムなどの化合物を形成するポゾラン反応を示す
ため、従来からセメント混和材およびコンクリート用混
和材として使用されている。フライアッシュを適量混合
したものは、(1) フライアッシュが球状粒子であるため
に作業性が良く、コンクリートの単位水量を減少するこ
とができる、(2) 長期強度の向上、水密性および耐薬品
性が向上する、(3) コンクリートの発熱量が低減され、
硬化熱に起因する温度ひび割れに対する抵抗性が増大す
る、(4) アルカリ性骨材に対する反応抑制効果が大きい
などの利点を有している。
しないが、セメントに混合して使用すると、水和過程で
生じた水酸化カルシウムと徐々に反応して安定なケイ酸
カルシウムなどの化合物を形成するポゾラン反応を示す
ため、従来からセメント混和材およびコンクリート用混
和材として使用されている。フライアッシュを適量混合
したものは、(1) フライアッシュが球状粒子であるため
に作業性が良く、コンクリートの単位水量を減少するこ
とができる、(2) 長期強度の向上、水密性および耐薬品
性が向上する、(3) コンクリートの発熱量が低減され、
硬化熱に起因する温度ひび割れに対する抵抗性が増大す
る、(4) アルカリ性骨材に対する反応抑制効果が大きい
などの利点を有している。
【０００３】一方、フライアッシュの反応性は小さいた
めに、これをセメント中に多量に混合すると、(1) 凝結
が遅延する、(2) 初期強度が低下する、(3) 低温環境下
での強度発現が遅れるなどの問題があり、特に、初期強
度の低下はフライアッシュの大量使用に対する大きな障
害となっている。このためＪＩＳ規格において、フライ
アッシュセメントにおけるフライアッシュの混合量は最
大３０重量％（内割）に制限されている。
めに、これをセメント中に多量に混合すると、(1) 凝結
が遅延する、(2) 初期強度が低下する、(3) 低温環境下
での強度発現が遅れるなどの問題があり、特に、初期強
度の低下はフライアッシュの大量使用に対する大きな障
害となっている。このためＪＩＳ規格において、フライ
アッシュセメントにおけるフライアッシュの混合量は最
大３０重量％（内割）に制限されている。
【０００４】
【発明の解決課題】本発明は、従来の上記問題を解決す
るものであって、従来の限界量を大幅に上回る多量のフ
ライアッシュをセメントに混合しても、初期強度の低下
が少ない水硬性組成物を提供するものである。本発明に
よれば、近年、発電量の増大によって多量に排出される
フライアッシュを有効に活用することができる。
るものであって、従来の限界量を大幅に上回る多量のフ
ライアッシュをセメントに混合しても、初期強度の低下
が少ない水硬性組成物を提供するものである。本発明に
よれば、近年、発電量の増大によって多量に排出される
フライアッシュを有効に活用することができる。
【０００５】
【課題の解決手段】本発明によれば、以下の構成を有す
る水硬性組成物が提供される。 （１）フライアッシュを主体とする混和材およびセメン
トからなり、混和材の含有量が３０〜５０重量％（内
割）であり、かつ該混和材の一部が鉱物質微粉末である
水硬性組成物。 （２）鉱物質微粉末が、ブレーン比表面積１５００００
cm2 /g以上のシリカフューム、ブレーン比表面積４００
０cm2 /g以上の高炉スラグ粉末、ブレーン比表面積５０
００cm2 /g以上の石灰石粉末、または最大粒径２０μm
以下の分級フライアッシュであり、鉱物質微粉末の含有
量が混和材の２０重量％（内割）以下である上記(1) の
水硬性組成物。 （３）鉱物質微粉末がブレーン比表面積５０００cm2 /g
以上の石膏粉末であり、該石膏粉末の含有量が混和材の
６重量％（内割）以下である上記(1) の水硬性組成物。
る水硬性組成物が提供される。 （１）フライアッシュを主体とする混和材およびセメン
トからなり、混和材の含有量が３０〜５０重量％（内
割）であり、かつ該混和材の一部が鉱物質微粉末である
水硬性組成物。 （２）鉱物質微粉末が、ブレーン比表面積１５００００
cm2 /g以上のシリカフューム、ブレーン比表面積４００
０cm2 /g以上の高炉スラグ粉末、ブレーン比表面積５０
００cm2 /g以上の石灰石粉末、または最大粒径２０μm
以下の分級フライアッシュであり、鉱物質微粉末の含有
量が混和材の２０重量％（内割）以下である上記(1) の
水硬性組成物。 （３）鉱物質微粉末がブレーン比表面積５０００cm2 /g
以上の石膏粉末であり、該石膏粉末の含有量が混和材の
６重量％（内割）以下である上記(1) の水硬性組成物。
【０００６】本発明の水硬性組成物は、セメントおよび
フライアッシュを主体とする混和材からなる。セメント
の種類は制限されず、各種のポルトランドセメント等が
使用される。上記混和材の混合量（内割）の下限は３０
重量％であり、混合量の上限は５０重量％である。混和
材の混合量が３０重量％未満では従来のフライアッシュ
セメントと大差なく、フライアッシュの混合量を増加す
る目的に沿わない。また混合量が５０重量％を上回る
と、その一部を鉱物質微粉末で置換しても初期強度の低
下が大きくなるので好ましくない。
フライアッシュを主体とする混和材からなる。セメント
の種類は制限されず、各種のポルトランドセメント等が
使用される。上記混和材の混合量（内割）の下限は３０
重量％であり、混合量の上限は５０重量％である。混和
材の混合量が３０重量％未満では従来のフライアッシュ
セメントと大差なく、フライアッシュの混合量を増加す
る目的に沿わない。また混合量が５０重量％を上回る
と、その一部を鉱物質微粉末で置換しても初期強度の低
下が大きくなるので好ましくない。
【０００７】本発明の特徴は、上記混和材の主体である
フライアッシュの一部が鉱物質微粉末によって置換され
ていることである。フライアッシュと共に鉱物質微粉末
を所定量併用することにより、コンクリート等における
初期強度の低下を抑制することができ、水硬性組成物中
のフライアッシュの混合量を増すことができる。鉱物質
微粉末としては、シリカフューム、高炉スラグ粉末、石
灰石粉末、既存のフライアッシュを粒度調整した分級フ
ライアッシュ、または石膏粉末等を挙げることができ
る。これらの鉱物質微粉末は２種以上混合して使用して
も良い。これらの鉱物質微粉末は、フライアッシュと共
に使用することによりセメント自体の水和を促進する効
果を発揮する共にセメントとこれらの微粉末との間に種
々の水和物を形成し、これがフライアッシュ高混合量に
よる初期強度の低下を抑制する効果を与えるものと推察
される。例えば、分級フライアッシュの場合、セメント
あるいはコンクリート硬化体に入り込んで組織の緻密化
を促し、またセメント粒子のフロック構造に侵入して水
和物が析出できる空間を形成するため、セメントの水和
硬化が促進する。また、シリカフューム、高炉スラグ粉
末、石灰石粉末および石膏粉末の場合は、これらの効果
に加えて微粉末とセメントとの間に種々の水和物が形成
されるのでこれらの相乗的な効果によりフライアッシュ
高混合量による初期強度の低下を抑制する。
フライアッシュの一部が鉱物質微粉末によって置換され
ていることである。フライアッシュと共に鉱物質微粉末
を所定量併用することにより、コンクリート等における
初期強度の低下を抑制することができ、水硬性組成物中
のフライアッシュの混合量を増すことができる。鉱物質
微粉末としては、シリカフューム、高炉スラグ粉末、石
灰石粉末、既存のフライアッシュを粒度調整した分級フ
ライアッシュ、または石膏粉末等を挙げることができ
る。これらの鉱物質微粉末は２種以上混合して使用して
も良い。これらの鉱物質微粉末は、フライアッシュと共
に使用することによりセメント自体の水和を促進する効
果を発揮する共にセメントとこれらの微粉末との間に種
々の水和物を形成し、これがフライアッシュ高混合量に
よる初期強度の低下を抑制する効果を与えるものと推察
される。例えば、分級フライアッシュの場合、セメント
あるいはコンクリート硬化体に入り込んで組織の緻密化
を促し、またセメント粒子のフロック構造に侵入して水
和物が析出できる空間を形成するため、セメントの水和
硬化が促進する。また、シリカフューム、高炉スラグ粉
末、石灰石粉末および石膏粉末の場合は、これらの効果
に加えて微粉末とセメントとの間に種々の水和物が形成
されるのでこれらの相乗的な効果によりフライアッシュ
高混合量による初期強度の低下を抑制する。
【０００８】混和材中の鉱物質微粉末の混合量（内割置
換率）は、その種類および粉末度によって異なり、具体
的には、後述の実施例に示すように、鉱物質微粉末がブ
レーン比表面積１５００００cm2 /g以上のシリカフュー
ム、ブレーン比表面積４０００cm2 /g以上の高炉スラグ
粉末、ブレーン比表面積５０００cm2 /g以上の石灰石粉
末、または最大粒径２０μm 以下の分級フライアッシュ
については、混和材の２０重量％（内割）以下が適当で
ある。またブレーン比表面積５０００cm2 /g以上の石膏
粉末については、混和材の６重量（内割）％以下が適当
である。
換率）は、その種類および粉末度によって異なり、具体
的には、後述の実施例に示すように、鉱物質微粉末がブ
レーン比表面積１５００００cm2 /g以上のシリカフュー
ム、ブレーン比表面積４０００cm2 /g以上の高炉スラグ
粉末、ブレーン比表面積５０００cm2 /g以上の石灰石粉
末、または最大粒径２０μm 以下の分級フライアッシュ
については、混和材の２０重量％（内割）以下が適当で
ある。またブレーン比表面積５０００cm2 /g以上の石膏
粉末については、混和材の６重量（内割）％以下が適当
である。
【０００９】シリカフュームの粒度は、一般に、平均粒
径０．１μm 前後、比表面積１５００００〜２５０００
０cm2 /gの超微粉末であり、市販のものを用いることが
できる。また、高炉スラグ粉末は使用目的により比表面
積４０００〜８０００cm2 /gのものがコンクリート混和
材として通常使用されているので、これを用いることが
できる。一方、フライアッシュについては、ＪＩＳ規格
の粉末度はブレーン比表面積２４００cm2 /g以上であ
り、混和材の主体としてはこれを分級せずに使用できる
が、鉱物質微粉末としては最大粒径２０μm 以下に分級
されたものを用いる。石灰石粉末および石膏粉末につい
ては上記粉末度にしたものを用いる。
径０．１μm 前後、比表面積１５００００〜２５０００
０cm2 /gの超微粉末であり、市販のものを用いることが
できる。また、高炉スラグ粉末は使用目的により比表面
積４０００〜８０００cm2 /gのものがコンクリート混和
材として通常使用されているので、これを用いることが
できる。一方、フライアッシュについては、ＪＩＳ規格
の粉末度はブレーン比表面積２４００cm2 /g以上であ
り、混和材の主体としてはこれを分級せずに使用できる
が、鉱物質微粉末としては最大粒径２０μm 以下に分級
されたものを用いる。石灰石粉末および石膏粉末につい
ては上記粉末度にしたものを用いる。
【００１０】鉱物質微粉末の粉末度が上記値から外れる
と微粉末としての効果が低く、初期強度の低下抑制効果
が不十分となるので好ましくない。またフライアッシュ
に対する鉱物質微粉末の内割置換率が上記範囲より高い
と相対的にフライアッシュの使用量が減少するので本発
明の目的に沿わず、またコスト高になるので好ましくな
い。上記水硬性組成物は、フライアッシュの混合量が多
いにもかかわらず、混和材中の鉱物質微粉末が初期強度
の低下を抑制し、セメントに対してフライアッシュを３
０重量％以上混合しても５０重量％以下であれば、実用
に適する初期強度を得ることができる。本発明の水硬性
組成物の使用態様は通常のセメントと同様であり、単位
水硬性組成物量、単位水量、水／水硬性組成物比、骨材
量などは通常のセメントを用いる場合と同様に定められ
る。
と微粉末としての効果が低く、初期強度の低下抑制効果
が不十分となるので好ましくない。またフライアッシュ
に対する鉱物質微粉末の内割置換率が上記範囲より高い
と相対的にフライアッシュの使用量が減少するので本発
明の目的に沿わず、またコスト高になるので好ましくな
い。上記水硬性組成物は、フライアッシュの混合量が多
いにもかかわらず、混和材中の鉱物質微粉末が初期強度
の低下を抑制し、セメントに対してフライアッシュを３
０重量％以上混合しても５０重量％以下であれば、実用
に適する初期強度を得ることができる。本発明の水硬性
組成物の使用態様は通常のセメントと同様であり、単位
水硬性組成物量、単位水量、水／水硬性組成物比、骨材
量などは通常のセメントを用いる場合と同様に定められ
る。
【００１１】
【実施例】表１および表２に示す配合量の水硬性組成物
を用い、コンクリートを調製し、常温で養生後、鉱物質
微粉末未使用の強度を１００として、材令３日、７日お
よび２８日の強度比（圧縮強度比）を求めた。この結果
を表３および表４に纏めて示した。表中、Ｃ：セメン
ト、ＦＡ：フライアッシュ、Ｍ：鉱物質微粉末であり、
セメント重量比：C/(C+M+FA)、混和材重量比：(FA+M)/
(C+M+FA) 、鉱物質微粉末の内割置換率：M/(FA+M)であ
る。なお、試料Ａ11〜Ａ56はＦＡ含有率３０％、試料Ｂ
11〜Ｂ56はＦＡ含有率４０％、試料Ｃ11〜Ｃ56はＦＡ含
有率５０％および試料Ｄ11〜Ｄ56はＦＡ含有率６０％で
ある。また表１、表２の数値は水硬性組成物３００kg中
のＣ，ＦＡ，Ｍの構成重量(kg)である。使用材料を以下
に示す。 セメント：小野田セメント社製 普通ポルトランドセメ
ント フライアッシュ： 比重２．２３、ブレーン比表面積２
７５０cm2 /g 細骨材：陸砂（静岡産） 比重２．５９、ＦＭ２．７５ 粗骨材：砕石（茨城産）最大寸法２０mm、比重２．６
４、ＦＭ６．６６ ＡＥ減水剤：エヌ・エム・ビー社製 ポゾリスＮｏ．７
０ ＡＥ調製剤：エヌ・エム・ビー社製 ３０３Ａ なお、コンクリートの単位量は何れの試料についても、
水硬性組成物３００Kg/m3 、水１６５Kg/m3 、粗骨材１
０４４Kg/m3 、水／水硬性組成物比５５％であり、細骨
材は水硬性組成物中の混和材が３０％、４０％、５０
％、６０％のとき各々７３２Kg/m3 、７２２Kg/m3 、７
１２Kg/m3 、７０２Kg/m3 である。
を用い、コンクリートを調製し、常温で養生後、鉱物質
微粉末未使用の強度を１００として、材令３日、７日お
よび２８日の強度比（圧縮強度比）を求めた。この結果
を表３および表４に纏めて示した。表中、Ｃ：セメン
ト、ＦＡ：フライアッシュ、Ｍ：鉱物質微粉末であり、
セメント重量比：C/(C+M+FA)、混和材重量比：(FA+M)/
(C+M+FA) 、鉱物質微粉末の内割置換率：M/(FA+M)であ
る。なお、試料Ａ11〜Ａ56はＦＡ含有率３０％、試料Ｂ
11〜Ｂ56はＦＡ含有率４０％、試料Ｃ11〜Ｃ56はＦＡ含
有率５０％および試料Ｄ11〜Ｄ56はＦＡ含有率６０％で
ある。また表１、表２の数値は水硬性組成物３００kg中
のＣ，ＦＡ，Ｍの構成重量(kg)である。使用材料を以下
に示す。 セメント：小野田セメント社製 普通ポルトランドセメ
ント フライアッシュ： 比重２．２３、ブレーン比表面積２
７５０cm2 /g 細骨材：陸砂（静岡産） 比重２．５９、ＦＭ２．７５ 粗骨材：砕石（茨城産）最大寸法２０mm、比重２．６
４、ＦＭ６．６６ ＡＥ減水剤：エヌ・エム・ビー社製 ポゾリスＮｏ．７
０ ＡＥ調製剤：エヌ・エム・ビー社製 ３０３Ａ なお、コンクリートの単位量は何れの試料についても、
水硬性組成物３００Kg/m3 、水１６５Kg/m3 、粗骨材１
０４４Kg/m3 、水／水硬性組成物比５５％であり、細骨
材は水硬性組成物中の混和材が３０％、４０％、５０
％、６０％のとき各々７３２Kg/m3 、７２２Kg/m3 、７
１２Kg/m3 、７０２Kg/m3 である。
【００１２】表３および表４の圧縮強度比に示すよう
に、水硬性組成物中の混和材含有量が３０〜５０重量％
において、フライアッシュの一部を鉱物質微粉末によっ
て置換したものは、フライアッシュの単独使用に比べて
初期強度の低下が少ない。具体的なフライアッシュに対
する内割置換率は鉱物質微粉末の種類によって異なり、
石膏粉末は６重量％以下が適当であり、その他の微粉末
は２０重量％以下が適当である。石膏粉末については置
換率が６重量％を越えると３日および７日の初期強度が
置換率０％（鉱物質微粉末未使用）の場合よりも低くな
り、初期強度の改善効果が認められない。その他の鉱物
質微粉末は、内割置換率が２０重量％以上でも、混合量
に比例して初期強度が向上するが、内割置換率が２０重
量％を越えると相対的にフライアッシュの含有量が低下
し、コスト高になると共にシリカフュームの場合は超微
粉末であるため混練作業が困難になるので好ましくな
い。何れの鉱物質微粉末についても１〜２％程度の置換
率でも効果が認められる。一方、水硬性組成物中の混和
材含有量が６０重量％のものは、鉱物質微粉末を置換し
ても初期強度が大幅に低下しており、実用に適う強度に
達しない。
に、水硬性組成物中の混和材含有量が３０〜５０重量％
において、フライアッシュの一部を鉱物質微粉末によっ
て置換したものは、フライアッシュの単独使用に比べて
初期強度の低下が少ない。具体的なフライアッシュに対
する内割置換率は鉱物質微粉末の種類によって異なり、
石膏粉末は６重量％以下が適当であり、その他の微粉末
は２０重量％以下が適当である。石膏粉末については置
換率が６重量％を越えると３日および７日の初期強度が
置換率０％（鉱物質微粉末未使用）の場合よりも低くな
り、初期強度の改善効果が認められない。その他の鉱物
質微粉末は、内割置換率が２０重量％以上でも、混合量
に比例して初期強度が向上するが、内割置換率が２０重
量％を越えると相対的にフライアッシュの含有量が低下
し、コスト高になると共にシリカフュームの場合は超微
粉末であるため混練作業が困難になるので好ましくな
い。何れの鉱物質微粉末についても１〜２％程度の置換
率でも効果が認められる。一方、水硬性組成物中の混和
材含有量が６０重量％のものは、鉱物質微粉末を置換し
ても初期強度が大幅に低下しており、実用に適う強度に
達しない。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、多量のフライアッシュ
をセメントに混合して使用してもコンクリート等の初期
強度の大幅な低下を抑制することができるので、フライ
アッシュの大量使用が可能である。
をセメントに混合して使用してもコンクリート等の初期
強度の大幅な低下を抑制することができるので、フライ
アッシュの大量使用が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 24:00 20:00） Ｂ 111:20 (72)発明者 加藤 将裕 千葉県佐倉市大作２丁目４番２号 小野田 セメント株式会社中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】フライアッシュを主体とする混和材および
セメントからなり、混和材の含有量が３０〜５０重量％
（内割）であり、かつ該混和材の一部が鉱物質微粉末で
ある水硬性組成物。 - 【請求項２】鉱物質微粉末が、ブレーン比表面積１５０
０００cm2 /g以上のシリカフューム、ブレーン比表面積
４０００cm2 /g以上の高炉スラグ粉末、ブレーン比表面
積５０００cm2 /g以上の石灰石粉末、または最大粒径２
０μm 以下の分級フライアッシュであり、鉱物質微粉末
の含有量が混和材の２０重量％（内割）以下である請求
項１記載の水硬性組成物。 - 【請求項３】鉱物質微粉末がブレーン比表面積５０００
cm2 /g以上の石膏粉末であり、該石膏粉末の含有量が混
和材の６重量％（内割）以下である請求項１記載の水硬
性組成物。
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