JPH0780697B2 - コンクリート又はモルタルの強化方法並びに水硬性複合材料及び強化添加材 - Google Patents
コンクリート又はモルタルの強化方法並びに水硬性複合材料及び強化添加材Info
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- JPH0780697B2 JPH0780697B2 JP25085588A JP25085588A JPH0780697B2 JP H0780697 B2 JPH0780697 B2 JP H0780697B2 JP 25085588 A JP25085588 A JP 25085588A JP 25085588 A JP25085588 A JP 25085588A JP H0780697 B2 JPH0780697 B2 JP H0780697B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンクリート又はモルタルの強化方法並びに
水硬性複合材料及び強化添加材に関するものである。
水硬性複合材料及び強化添加材に関するものである。
コンクリート及びモルタルの機械的強度、化学抵抗性、
凍結抵抗性及び硬度は、コンクリート及びモルタルを構
成する粒子の充填の緻密さ及び均一性の程度に依存する
ことは古くから良く知られるところであり、従来から成
形時に振動を与えたり、加圧成形することによって可成
りの実績を上げている。
凍結抵抗性及び硬度は、コンクリート及びモルタルを構
成する粒子の充填の緻密さ及び均一性の程度に依存する
ことは古くから良く知られるところであり、従来から成
形時に振動を与えたり、加圧成形することによって可成
りの実績を上げている。
しかし、物理的な加工、例えば加圧では、日常的には甚
だ不便であることから、材料組成物を検討し、これら物
理的加工を特に加えないでも緻密化を達成する水硬性材
料の組成が特公昭60-59182号公報によって提案されてい
る。
だ不便であることから、材料組成物を検討し、これら物
理的加工を特に加えないでも緻密化を達成する水硬性材
料の組成が特公昭60-59182号公報によって提案されてい
る。
その組成は、粒径0.5〜100μｍのセメント粒子Ａ（以下
単に粒子Ａという）と、それより少なくとも１オーダー
小さい無機固体粒子Ｂ（以下単に粒子Ｂという）、例え
ばシリカダストと、水及び表面活性分散剤、例えば周知
のマイティ（登録商標）を含む水硬性複合材であって、 上記粒子Ｂの量を第１図に示すようにセメント粒子Ａが
上記複合材料中に実質的に変形されずに相互に実質的に
接触し、かつ橋かけ現象が実質的に存在しない状態で密
に充填されたときに、粒子Ａの間の空隙Ｈに理論的に充
填されうる量以下の量とし、 上記水の量を、上記複合材料中に粒子Ａが上記規定の如
く密に充填され、かつその密充填された粒子Ａの間の空
隙Ｈに粒子Ｂが均一に分布したときに、粒子Ａ及び粒子
Ｂの間に形成される空隙を丁度満たす量とし、 上記表面活性分散剤量は、上記複合材料を混合して上記
規定の如き粒子Ａの密な充填と上記規定の如き粒子Ｂの
均一な分布を達成するのに充分な量とした水硬性複合材
料である。
単に粒子Ａという）と、それより少なくとも１オーダー
小さい無機固体粒子Ｂ（以下単に粒子Ｂという）、例え
ばシリカダストと、水及び表面活性分散剤、例えば周知
のマイティ（登録商標）を含む水硬性複合材であって、 上記粒子Ｂの量を第１図に示すようにセメント粒子Ａが
上記複合材料中に実質的に変形されずに相互に実質的に
接触し、かつ橋かけ現象が実質的に存在しない状態で密
に充填されたときに、粒子Ａの間の空隙Ｈに理論的に充
填されうる量以下の量とし、 上記水の量を、上記複合材料中に粒子Ａが上記規定の如
く密に充填され、かつその密充填された粒子Ａの間の空
隙Ｈに粒子Ｂが均一に分布したときに、粒子Ａ及び粒子
Ｂの間に形成される空隙を丁度満たす量とし、 上記表面活性分散剤量は、上記複合材料を混合して上記
規定の如き粒子Ａの密な充填と上記規定の如き粒子Ｂの
均一な分布を達成するのに充分な量とした水硬性複合材
料である。
ところが、この発明の実施に使用するシリカダストは、
周知のように非常に高価であって通常の用途にはなかな
か使い切れる材料ではなく、しかも微粉であるため大量
に使用しようとうとするとハンドリングに問題がある。
周知のように非常に高価であって通常の用途にはなかな
か使い切れる材料ではなく、しかも微粉であるため大量
に使用しようとうとするとハンドリングに問題がある。
そこで本発明者等は上記先行技術から発想を転換して種
々の実験研究を重ねた結果、先行技術よりも高強度化、
高耐久性及び高密度化を達成することができ、しかも安
価で、ハンドリングを向上できる強化方法並びに水硬性
複合材料及び強化添加材を見出したので、こゝに提案し
ようとするものである。
々の実験研究を重ねた結果、先行技術よりも高強度化、
高耐久性及び高密度化を達成することができ、しかも安
価で、ハンドリングを向上できる強化方法並びに水硬性
複合材料及び強化添加材を見出したので、こゝに提案し
ようとするものである。
本発明にかゝる強化方法は上記の課題を解決するために
なされたもので、次の原理に基づくものである。
なされたもので、次の原理に基づくものである。
即ち、従来法は、第１図に示すように、セメント粒子Ａ
の間に形成される空隙Ｈに、セメント粒子Ａよりも１オ
ーダー小さい無機固体粒子Ｂ、即ち、シリカダスト（シ
リカヒュームともいう）を理論的に充填されうる量以下
の量を充填すると共に、複合材料中に粒子Ａが密に充填
され、かつその密充填された粒子Ａの間の空隙Ｈに粒子
Ｂが均一に分布したときに、形成される空隙を丁度満た
す量の水と、前記両粒子A,Bが均一な分布を達成するの
に必要な量の表面活性分散剤を混合するようにしたもの
であるが、空隙Ｈに充填された粒子Ｂの充填状態を見る
と、その拡大模式図である第２図に示すように、多くの
空隙ｈ（水隙）を持っている。
の間に形成される空隙Ｈに、セメント粒子Ａよりも１オ
ーダー小さい無機固体粒子Ｂ、即ち、シリカダスト（シ
リカヒュームともいう）を理論的に充填されうる量以下
の量を充填すると共に、複合材料中に粒子Ａが密に充填
され、かつその密充填された粒子Ａの間の空隙Ｈに粒子
Ｂが均一に分布したときに、形成される空隙を丁度満た
す量の水と、前記両粒子A,Bが均一な分布を達成するの
に必要な量の表面活性分散剤を混合するようにしたもの
であるが、空隙Ｈに充填された粒子Ｂの充填状態を見る
と、その拡大模式図である第２図に示すように、多くの
空隙ｈ（水隙）を持っている。
本発明はこの先行技術よりさらに緻密性を上げるため、
第３図の模式図に示すように、空隙Ｈに入れる粒子Ｂよ
り大きな中間粒子即ち、１〜15μｍの連続粒度分布をも
つ吸水性が大きくない粒子（以下粒子Ｃという）Ｃを用
い、前記空隙ｈの全容積の減少を図れば、その緻密性を
向上し得るという原理に基づくものである。
第３図の模式図に示すように、空隙Ｈに入れる粒子Ｂよ
り大きな中間粒子即ち、１〜15μｍの連続粒度分布をも
つ吸水性が大きくない粒子（以下粒子Ｃという）Ｃを用
い、前記空隙ｈの全容積の減少を図れば、その緻密性を
向上し得るという原理に基づくものである。
そしてその中間粒子Ｃは、実験の結果、微粉部、つまり
粒子Ｂの大きさまで実質的に連続的な粒度分布を持つも
のとすることにより、先行技術を上まわる高強度性、高
密度性を図ることに成功したものである。
粒子Ｂの大きさまで実質的に連続的な粒度分布を持つも
のとすることにより、先行技術を上まわる高強度性、高
密度性を図ることに成功したものである。
具体的粒子としては粒子Ａは0.5〜100μｍ、粒子Ｂは0.
01〜0.5μｍのもの、また中間粒子Ｃは0.1〜15μｍの連
続粒度分布をもつ材料とすることにより所期の高強度
性、高密度化を図ることができる。
01〜0.5μｍのもの、また中間粒子Ｃは0.1〜15μｍの連
続粒度分布をもつ材料とすることにより所期の高強度
性、高密度化を図ることができる。
粒子Ｂは鉱物性微粉末、例えばシリカヒューム、シリカ
フラワー等が適する。また中間粒子Ｃは、吸水性が大き
くない粒子、例えば、白土、高炉スラグ、ゼオライト、
フライアッシュ、石灰、ケイ石などの粉末が適するが、
潜在水硬性やポゾラン活性を有するものが望ましい。
フラワー等が適する。また中間粒子Ｃは、吸水性が大き
くない粒子、例えば、白土、高炉スラグ、ゼオライト、
フライアッシュ、石灰、ケイ石などの粉末が適するが、
潜在水硬性やポゾラン活性を有するものが望ましい。
なお、微粉の凝集を防ぐため、この種水硬性材料の配合
の際に一般に用いられている表面活性剤添加が有効であ
り、特にこの場合高性能分散剤の使用が望ましい。
の際に一般に用いられている表面活性剤添加が有効であ
り、特にこの場合高性能分散剤の使用が望ましい。
混合材中の粒子Ｂと粒子Ｃの割合は、粒子Ｂが25〜75wt
％、粒子Ｃが25〜75wt％が好ましい。
％、粒子Ｃが25〜75wt％が好ましい。
また、粒子Ａに対する強化混合材（Ｂ＋Ｃ）の添加範囲
は５〜35wt％（内割）が好ましい。
は５〜35wt％（内割）が好ましい。
更に、混合材中に表面活性剤を入れる場合は、高性能減
水剤（固形分として）を２〜15wt％使用することが好ま
しい。
水剤（固形分として）を２〜15wt％使用することが好ま
しい。
実施例１ （使用材料） 粒子A:普通ポルトランドセメント 粒子B:シリカヒューム 平均粒径0.2μｍ 粒子C:寄居白土 平均粒径 ２μｍ 高炉スラグ 〃 1.5μｍ モルデンフック石 〃 ５μｍ 骨材:4号、５号ケイ砂を1:1に混合したものを使用 表面活性剤：花王マイティ150 （配合） Ｂ＋C/A＋Ｂ＋Ｃ＝20wt％一定とし、粉体（Ａ＋Ｂ＋
Ｃ）：骨材＝1:1モルタルを作製した。
Ｃ）：骨材＝1:1モルタルを作製した。
表面活性剤は粉体に対して4wt％一定量となる様に添加
した。
した。
（混練） JIS R 5202に準じて行ない、水量はフロー値200となる
様に調整した。
様に調整した。
（成型・養生・強さ試験） JIS R 5202に準じて行ない、結果を示すと第４図〜第６
図に示す通りである。
図に示す通りである。
第４図〜第６図は作業性（モルタルフロー値200）を一
定とした場合の水量およびモルタル強さを表わしたもの
である。
定とした場合の水量およびモルタル強さを表わしたもの
である。
モルタル硬化体では、基本的に粒子Ａが作る空隙には水
が存在しているが、この水隙に微粒子を充填することで
水量を減ずることになる。したがって微粒子の充填性は
水量によって評価することができ、水量が少ないほど充
填性は高く緻密な組織となっていることを示している。
が存在しているが、この水隙に微粒子を充填することで
水量を減ずることになる。したがって微粒子の充填性は
水量によって評価することができ、水量が少ないほど充
填性は高く緻密な組織となっていることを示している。
第４図〜第６図では粒子Ｂ又は粒子Ｃが単独で混入され
た場合よりも粒子Ｂ＋粒子Ｃの混合物（粒径の異なった
ものを混合したもの）を使用した方が水量を減じ（充填
性高く）、また強度発現性がよい緻密な組織が得られる
ことが判る。
た場合よりも粒子Ｂ＋粒子Ｃの混合物（粒径の異なった
ものを混合したもの）を使用した方が水量を減じ（充填
性高く）、また強度発現性がよい緻密な組織が得られる
ことが判る。
このことから、セメント（粒子Ａ）とシリカヒューム
（粒子Ｂ）との中間の粒子を導入した方が、つまり従来
法より本発明にかゝるものの方が緻密性は高いことが明
らかである。
（粒子Ｂ）との中間の粒子を導入した方が、つまり従来
法より本発明にかゝるものの方が緻密性は高いことが明
らかである。
実施例２ （使用材料） 粒子A:普通ポルトランドセメント 粒子B:シリカヒューム 平均粒径0.2μｍ 粒子C:寄居白土 平均粒径 ２μｍ 骨材:4号、５号ケイ砂を1:1の混合砂 表面活性剤：花王マイティ150 （配合） 粉体（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）：骨材＝1:1 表面活性剤は粉体に対して6wt％一定量となる様に添加
した。
した。
（混練） JIS R 5202に準じて行ない、水量はフロー値が200とな
る様に調整した。
る様に調整した。
（成型・養生・強さ試験） JIS R 5202に準じて行ない、結果を示すと第７図〜第９
図に示す通りである。
図に示す通りである。
第７図〜第９図は、粒子Ｂと中間粒子Ｃとの混入量を変
えた場合のものであるが、第７図に示されているように
粒子Ｂ＋中間粒子Ｃの添加量が増えるに従い、水量は減
少し、緻密化されることが判かる。特に粒子Ｂを単独に
添加した場合（従来法）よりも緻密化の効果が大きいこ
とがうかがわれる。
えた場合のものであるが、第７図に示されているように
粒子Ｂ＋中間粒子Ｃの添加量が増えるに従い、水量は減
少し、緻密化されることが判かる。特に粒子Ｂを単独に
添加した場合（従来法）よりも緻密化の効果が大きいこ
とがうかがわれる。
そして、第８図及び第９図では緻密化にともなって強度
発現性がよくなることが見られるが、粒子Ｂ単独（従来
法）よりもはるかにその効果は大きい。しかし緻密化が
進んでも添加量20％程度を頂点に強度発現性は悪くな
る。これはB,Cのいずれの粒子についても見られること
であり、水硬性の早い普通セメントの割合が少なくなっ
て行くためであり、20％以上の割合には、強度発現は遅
くなるものと考えられる。
発現性がよくなることが見られるが、粒子Ｂ単独（従来
法）よりもはるかにその効果は大きい。しかし緻密化が
進んでも添加量20％程度を頂点に強度発現性は悪くな
る。これはB,Cのいずれの粒子についても見られること
であり、水硬性の早い普通セメントの割合が少なくなっ
て行くためであり、20％以上の割合には、強度発現は遅
くなるものと考えられる。
本発明は粒子Ａが緻密に充填された時形成される空隙Ｈ
を粒径が0.1μｍの粒子Ｂと、粒径が0.1〜15μｍの連続
粒度分布をもつ粒子Ｃとで充填するようにしたので、空
隙の総体積が従来法より減少して高密度化し、コンクリ
ート又はモルタルの機械的強度、化学抵抗性、凍結抵抗
性及び硬度を増すことができる効果がある。
を粒径が0.1μｍの粒子Ｂと、粒径が0.1〜15μｍの連続
粒度分布をもつ粒子Ｃとで充填するようにしたので、空
隙の総体積が従来法より減少して高密度化し、コンクリ
ート又はモルタルの機械的強度、化学抵抗性、凍結抵抗
性及び硬度を増すことができる効果がある。
第１図は従来法の構成を示す模式図、第２図は第１図に
おける空隙部の拡大模式図、第３図は本発明の構成を示
す模式図、第４図〜第９図はそれぞれ実施例の試験結果
を示すグラフである。 A:粒子Ａ B:粒子Ｂ C:粒子Ｃ H:空隙 h:空隙
おける空隙部の拡大模式図、第３図は本発明の構成を示
す模式図、第４図〜第９図はそれぞれ実施例の試験結果
を示すグラフである。 A:粒子Ａ B:粒子Ｂ C:粒子Ｃ H:空隙 h:空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 治義 埼玉県熊谷市月見町２丁目１番１号 秩父 セメント株式会社関連製品本部内 (56)参考文献 特開 昭56−84349（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−59182（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (5)
- 【請求項１】密充填された粒径0.5〜100μｍのセメント
粒子Ａの間の空隙Ｈに粒径0.01〜0.5μｍの無機固体粒
子Ｂと粒径0.1〜15μｍの連続粒度分布をもつ吸水性が
大きくない中間粒子Ｃを充填させることを特徴とするコ
ンクリート又はモルタルの強化方法。 - 【請求項２】粒径0.5〜100μｍのセメント粒子A65〜95w
t％に粒径0.01〜0.5μｍの無機固体粒子Ｂと粒径0.1〜1
5μｍの連続粒度分布をもつ吸水性が大きくない中間粒
子Ｃからなる添加強化材を５〜35wt％添加し、前記無機
固体粒子Ｂと中間粒子Ｃの割合は無機固体粒子Ｂが25〜
75wt％、中間粒子Ｃが25〜75wt％であることを特徴とす
る水硬性複合材料。 - 【請求項３】請求項２記載のものに更に適量の粉体高性
能減水剤を添加したことを特徴とする水硬性複合材料。 - 【請求項４】粒径0.01〜0.5μｍの無機固体粒子Ｂが25
〜75wt％、粒径0.1〜15μｍの連続粒度分布をもつ吸水
性が大きくない中間粒子Ｃが25〜75wt％から成るコンク
リート又はモルタルの強化添加剤。 - 【請求項５】請求項４記載のものに更に適量の粉体高性
能減水剤を添加したことを特徴とするコンクリート又は
モルタルの強化添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25085588A JPH0780697B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | コンクリート又はモルタルの強化方法並びに水硬性複合材料及び強化添加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25085588A JPH0780697B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | コンクリート又はモルタルの強化方法並びに水硬性複合材料及び強化添加材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102152A JPH02102152A (ja) | 1990-04-13 |
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