JPH08217520A - コンクリート系製品およびその製造方法 - Google Patents

コンクリート系製品およびその製造方法

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JPH08217520A
JPH08217520A JP1395595A JP1395595A JPH08217520A JP H08217520 A JPH08217520 A JP H08217520A JP 1395595 A JP1395595 A JP 1395595A JP 1395595 A JP1395595 A JP 1395595A JP H08217520 A JPH08217520 A JP H08217520A
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JP
Japan
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concrete
furnace slag
blast furnace
water
product
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Withdrawn
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JP1395595A
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English (en)
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Masaharu Anezaki
正治 姉崎
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Nippon Steel Slag Products Co Ltd
Original Assignee
Sumikin Kashima Koka Co Ltd
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Publication date
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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
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/26Corrosion of reinforcement resistance
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高炉微粉末の配合率の高いコンクリート系製品
用組成物を用いて、初期強度、防錆効果が高いコンクリ
ート系製品を得る。 【構成】高炉スラグ微粉末70〜90%と、ポルトラン
ドセメント10〜30%と混合されてなり、混練水また
は水中養生水に嫌気性活性微生物が添加される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート製のブロ
ック、ボックスカルバート、平板等、あるいはセメント
系の外壁材、内装材を製造する際に用いるコンクリート
系製品およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のコンクリート製品の製造の際、
固化材としてポルトランドセメントが広く用いられてい
るが、近年においては、安価で入手できるとともに、資
源リサイクルにも役立つとの観点より、高炉スラグを微
粉末化してセメントと併用することにより、その有効利
用を図ることも行われている。
【0003】このために、高炉スラグ微粉末の配合率を
高め、具体的には少なくとも70%以上とすることがよ
り有効であり、その例としては以下のものがある。 (1) 高炉スラグ微粉末85%、セメント5%、石膏10
%からなるシリトールセメント。 (2) 微粉末90〜95%、アルカリ5〜10%からなる
スラグ建材。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記例として
挙げた組成物も含めて、高炉スラグ微粉末の配合率の高
い組成物においては、いずれも初期強度が低く、したが
って長期強度に主眼を置いたマスコンクリート用として
使用されるのが通例である。
【0005】また、無筋コンクリートとして用いられる
ことが多く、鉄筋を有するコンクリート製品としては、
鉄筋の発錆の問題があるため、使用されなかった。
【0006】従来の鉄筋コンクリート製品においては、
防錆効果を付与するために用いられる鉄筋防錆剤には、
亜硝酸塩を主成分とする物が多く、その他電気防食や塩
分固定などの方法も試みられている。しかし、前者では
コストと寿命補償の点で問題があり、後者の方法は未だ
実験段階であり、実用化には至っていない。
【0007】そこで、本発明の課題は、高炉スラグ微粉
末の配合率の高いコンクリート系製品において、初期強
度が高く、しかも防錆効果が高く、鉄筋コンクリート用
として好適なコンクリート系製品およびその製造方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明に係るコンクリート系製品は、高炉スラグ微粉末70
〜90%と、ポルトランドセメント10〜30%とから
なる、あるいは、さらに外数で5%以下の二水石膏を含
むコンクリート製品であって、前記製品中に嫌気性活性
微生物が含有されていることを特徴とするものである。
【0009】この場合、嫌気性活性微生物は、酸素固定
作用を有するが、さらに塩素固定作用をも有するを選択
するのが望ましい。
【0010】本発明の製品は鉄筋を内蔵する場合におい
て好適である。
【0011】他方で、かかるコンクリート系製品は、高
炉スラグ微粉末を70〜90%と、ポルトランドセメン
ト10〜30%と、あるいは、さらに外数で5%以下の
二水石膏とを、混練水中に嫌気性活性微生物を含有させ
て混練し、成形・固化することにより得ることができ
る。
【0012】また、高炉スラグ微粉末を70〜90%
と、ポルトランドセメント10〜30%と、あるいは、
さらに外数で5%以下の二水石膏とを、所定量の水を用
いて混練し、成形・固化した後、嫌気性活性微生物を含
有する水中に、3日以上浸漬養生させることにより得る
こともできる。
【0013】
【作用】高炉スラグ微粉末の配合率が高い、とりわけそ
の配合率が70%以上であるコンクリート製品用セメン
ト組成物において、初期強度が低い原因としては、セメ
ントの配合率が高い組成物と比較して水和反応速度が遅
いことが挙げられる。初期強度が低く、強度発現の遅れ
は、二次製品の生産性を上げるための障害となる。
【0014】微生物には、好気性菌、嫌気性菌、および
その中間の通性嫌気性菌がある。ここに、嫌気性活性微
生物は、コンクリートの混練物や水中のように、酸素を
遮断された環境下でも存在でき、かつコンクリート素材
中の無機質成分をエネルギー源とすることができる。こ
のため、化学的なポテンシャル勾配の存在する環境下で
は、嫌気性活性微生物は活発に揺動運動を起こし、か
つ、かかる環境下においても増殖し続けることができる
ので、増殖発熱反応が起こる。これら揺動運動および増
殖発熱反応により、コンクリート組成物の水和反応速度
を早めることができ、したがってその初期強度の発現を
早めることができる。
【0015】さらには、コンクリート製品の養生は一般
的に蒸気養生によるか、あるいはオートクレーブ養生に
よって行っていたが、本発明の水中養生により行う方法
によれば、養生水中での生命力によって、同等の効果を
奏するため、設備コストおよび運転コストの嵩む蒸気養
生やオートクレーブ養生を行う必要もなくなる。
【0016】他方、嫌気性活性微生物は一般に酸素固定
作用を有する。したがって、鉄筋を内蔵するコンクリー
ト系製品の場合、嫌気性活性微生物の働きによって酸素
が固定され、鉄筋の発錆を抑制することができる。
【0017】一般にコンクリート中の鉄筋の発錆は、コ
ンクリート素材中のClイオンに起因する。そこで、嫌
気性活性微生物として塩素固定作用をも有する嫌気性活
性微生物を用いることが好適である。塩素固定作用を有
する嫌気性活性微生物の働きにより、コンクリート素材
中のClイオンを固定するため、先の酸素固定作用と相
まって、両面から腐食を抑制し、もって鉄筋の発錆を効
果的に防止できる。
【0018】嫌気性活性微生物は、混練水に直接添加す
るか、別途水に添加して、これを混練水に添加すること
ができる。また、混練水に添加することなく、あるいは
混練水に添加しさらに、所定量の水を用いて混練し、成
形・固化した後、嫌気性活性微生物を含有する水中に、
3日以上浸漬養生させることもできる。
【0019】本発明では、前記の背景の下で、高炉スラ
グ微粉末70〜90%と、ポルトランドセメント10〜
30%とを組成とする。これにさらに外数で5%以下の
二水石膏を含有させることができる。また、本発明は固
化材の配合割合を規定するものであるから、最終的にコ
ンクリート製品を得るための粗骨材、たとえば砂利、お
よび細骨材、たとえば砂の種類および量については基本
的に限定されるものではない。さらに、必要により公知
のコンクリートまたはセメント組成物用の添加剤、たと
えば減水剤、膨張剤、AE剤、遅延剤、急結剤、その他
の混和剤を添加することができる。使用に好適な高炉
(水砕)スラグ微粉末のブレーン値は、4000〜10000 ブ
レーンである。混練水は、製品に応じて所定量使用する
が、そのW/Cとしては、20〜50程度が好適であ
る。
【0020】嫌気性活性微生物としては、特に酪酸菌な
どの菌類が用いられるが、培養や分離などの手法により
目的のものを得る。使用する菌類は複数または多数種を
併用できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の効果を、実施例により具体的
に説明する。セメント成分の水和機構の一例を図1に示
す。かかる水和機構において、セメントに対する高炉ス
ラグ微粉末の添加量に応じて、図2に示すように、圧縮
強度の経時的な変化を示す。この結果から、高炉スラグ
微粉末の添加量の増大に伴って28日までの圧縮強度は
低下する傾向があることが判る。しかしながら、長期強
度についてはむしろ増大する傾向がある。したがって、
初期強度の改善が図られれば生産性などにも優れたコン
クリート製品となる。
【0022】これに対して、酸素固定作用のみを有し塩
素固定作用を有しない嫌気性活性微生物の濃化水溶液
(以下A液という)を、混練水に対して0.3%および
5%添加した場合における7日後の断熱温度の上昇比率
を調べた結果を図4に示す。この結果によれば、高炉ス
ラグ微粉末を70%以上配合した場合における、その添
加により水和反応が促進されることが判る。
【0023】このA液の添加量の相違により、現実に、
7日強度は図5に示すように変化する。A液の添加量が
0.1%以上となったときに、7日強度が約180kg
/cmと高い数値を示すが、それ以上の添加はやや飽
和傾向にある。さらに、A液を5%添加した場合の下
で、図3に示すように、図2との対比から明らかなよう
に明確な初期強度の改善効果(長期強度については実質
的に相違はない)がみられる。なお、図3および図5に
結果を示す供試体の条件は、高炉スラグ微粉末を80
%、セメント20%、石膏を外数で2%添加した組成物
を使用し、20℃で3日間水中養生したものである。
【0024】他方、鉄筋は塩素の作用により発錆するこ
とは前述のとおりであるが、一般的な防錆対策は、たと
えば図6に示すように行われる。かかる対策において、
本発明においては、「コンクリートの製造工程」におけ
る「防錆剤の使用」に代わって、A液、または塩素固定
作用をも有する嫌気性活性微生物添加水溶液(以下、B
液という)を添加して防錆対策を図るものである。ある
いは、「硬化コンクリート」を得る際における「表面仕
上げ」に代わって、B液を添加した水に3日以上浸漬し
水中養生することにより防錆対策を図るものである。
【0025】Feの酸化速度に及ぼすA液、B液の添加
効果を示すべく、弱塩酸溶液(塩酸濃度50ppm )
中におけるA液またはB液の添加濃度と鉄の酸化速度比
を図7に示す。図7の結果、A液、B液とも添加率が増
えるとともに、鉄の酸化速度比が順次減少していくこと
が判る。また、B液を添加した場合の方が、A液による
場合より腐食速度がより遅くなることも判る。
【0026】さらに、防錆剤としての効果を示すべく、
混練水中にB液を5%添加した場合と、防錆剤を添加し
ない場合における腐食速度と材齢の関係を測定した。測
定条件としては、水酸化カルシウム飽和溶液中、塩分濃
度0.2%である。結果を示す図8からわかるように、
防錆剤を添加しない場合には、ごく初期において酸化被
膜が生成されるので腐食速度は低下するものの、その後
はその酸化被膜を通しての酸化が徐々に進行し、腐食が
進行する。これに対して、B液を添加した場合には、腐
食速度は経時的にも低い腐食速度を保持することが判
る。
【0027】また、混練水中へのA液またはB液の添加
量と鉄筋の腐食程度との相関を図9に示す。なお、腐食
条件は、Ca(OH)2 飽和溶液を用い、塩分濃度0.
2%の液中に365日浸漬したものである。
【0028】さらに、鉄筋コンクリートの成形、固化し
た後のB液での養生効果を知るべく、鉄筋の腐食程度と
水中養生の日数との関係を測定した。なお、水中養生は
20℃で行い、腐食条件は、Ca(OH)2 飽和溶液を
用い、塩分濃度0.2%液中に365日浸漬したもので
ある。結果を示す図10によれば、水中養生が約3日以
上となった時点で、鉄の腐食程度はほぼ皆無となった。
この結果より、本発明においては、水中養生の日数を3
日以上に限定した。
【0029】以上の系統的に実験結果を綜合すると、表
1の結果となる。なお、かかる実験においては、粗骨材
料として砂利を、細骨材料として砂をそれぞれ用いた。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、高炉スラグ微粉末の配合率の高いコンクリー
ト系製品において、初期強度が高く、しかも防錆効果が
高く、鉄筋コンクリート用として好適なコンクリート系
製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】セメント成分の水和機構の説明図である。
【図2】従来例における高炉スラグ微粉末の配合率と圧
縮強度との関係を経時変化として示すグラフである。
【図3】本発明に係る高炉スラグ微粉末の配合率と圧縮
強度との関係を経時変化として示すグラフである。
【図4】高炉スラグ微粉末コンクリートの断熱温度上昇
量と置換率との関係を示すグラフである。
【図5】本発明に係るコンクリート製品の7日強度を示
すグラフである。
【図6】一般的な防錆対策の説明図である。
【図7】A液またはB液の添加量と鉄の酸化速度比を示
すグラフである。
【図8】B液を添加した場合と、防錆剤を添加しない場
合における腐食速度と材齢の関係を示すグラフである。
【図9】鉄筋の腐食速度と、混練水に対するA液または
B液の添加量との関係を示すグラフである。
【図10】鉄筋の腐食程度と水中養生の日数との関係を
示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高炉スラグ微粉末70〜90%と、ポルト
    ランドセメント10〜30%とからなる、あるいは、さ
    らに外数で5%以下の二水石膏を含むコンクリート製品
    であって、 前記製品中に嫌気性活性微生物が含有されていることを
    特徴とするコンクリート系製品。
  2. 【請求項2】前記嫌気性活性微生物が、酸素固定作用の
    ほか、塩素固定作用をも有する請求項1記載のコンクリ
    ート系製品。
  3. 【請求項3】前記製品は鉄筋を内蔵する請求項1または
    2記載のコンクリート系製品。
  4. 【請求項4】高炉スラグ微粉末を70〜90%と、ポル
    トランドセメント10〜30%と、あるいは、さらに外
    数で5%以下の二水石膏とを、混練水中に嫌気性活性微
    生物を含有させて混練し、成形・固化することを特徴と
    するコンクリート系製品の製造方法。
  5. 【請求項5】高炉スラグ微粉末を70〜90%と、ポル
    トランドセメント10〜30%と、あるいは、さらに外
    数で5%以下の二水石膏とを、所定量の水を用いて混練
    し、成形・固化した後、嫌気性活性微生物を含有する水
    中に、3日以上浸漬養生させることを特徴とするコンク
    リート系製品の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010285764A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Takenaka Komuten Co Ltd 構造部材、及び構造部材を有する構造物
JP2016216302A (ja) * 2015-05-20 2016-12-22 株式会社安藤・間 コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法
JP2019147736A (ja) * 2019-04-11 2019-09-05 株式会社安藤・間 コンクリート、モルタルの湿潤養生水、及びこれを用いたコンクリート、モルタルの養生方法

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