JPH08268736A - 水硬性材料及び硬化体の製造方法 - Google Patents

水硬性材料及び硬化体の製造方法

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JPH08268736A JP7297195A JP7297195A JPH08268736A JP H08268736 A JPH08268736 A JP H08268736A JP 7297195 A JP7297195 A JP 7297195A JP 7297195 A JP7297195 A JP 7297195A JP H08268736 A JPH08268736 A JP H08268736A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポルトランドセメント100重量部、比表面
積6,000〜30,000cm2/gの高炉スラグ、白
土、珪石及びフライアッシュから選ばれる微粉末10〜
40重量部及び比表面積100,000〜400,00
0cm2/gのシリカ質微粉末2〜20重量部を含有し、
更に比表面積3,000〜20,000cm2/gの石膏
をSO3換算で全水硬性材料の2〜5重量部となるよう
に配合した水硬性材料及びこれを用いる硬化体の製造方
法。 【効果】 この水硬性材料を用いて製造した硬化体は、
圧縮強度だけでなく曲げ強度が著しく向上し、高層建築
PC部材、永久型枠部材等として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高層建築PC部材、永久
型枠部材等に利用できる曲げ強度の高い硬化体の製造方
法及びそれに使用する水硬性材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、コンクリート構造物の多様化によ
り高層建築では薄型PC部材が、土木分野では施工合理
化のため永久型枠部材等圧縮強度及び曲げ強度の高いコ
ンクリートの利用分野が拡大されている。
【0003】従来から特に曲げ強度の高い硬化体を得る
ため、セメント、超微粒子及び分散剤を使用して緻密な
水和硬化体を形成させる方法が提案されている。これら
は1,000kgf/cm2程度の圧縮強度を発現することは
可能となっているが、曲げ強度については100〜12
0kgf/cm2程度がほぼ上限となっている。
【0004】これに対し、最近本発明者らは、硬化体に
おいて高圧縮強度及び高曲げ強度を発現させるために
は、硬化体の空隙率を減少させればよいとの原理に基づ
き、密充填された粒径0.5〜100μm のセメント粒
子の間の空隙に、粒径0.01〜0.5μm の無機固体
粒子と粒径0.1〜15μm の連続粒度分布をもつ吸水
性が大きくない粒子を充填させてコンクリート又はモル
タルを強化する方法を見出し、特許出願した(特開平2
−102152号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この水硬性材料は物理
的な充填性が極めて向上し、高い圧縮強度及び曲げ強度
を有する硬化体を得るのに有用であるが、更に曲げ強度
の向上した硬化体の出現が望まれている。従って、本発
明の目的は圧縮強度だけでなく曲げ強度についてもより
高い硬化体の製造方法及びこれに用いる水硬性材料を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは水和
硬化体の強度、特に曲げ強度の向上を指標にして更に研
究した結果、ポルトランドセメントに一定範囲の比表面
積を有する微粉末及びシリカ質微粉末に加えて、特定の
比表面積を有する石膏を配合した材料を用いれば、曲げ
強度が更に飛躍的に向上した硬化体が得られることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明はポルトランドセメント
100重量部、比表面積6,000〜30,000cm2
/gの高炉スラグ、白土、珪石及びフライアッシュから
選ばれる微粉末10〜40重量部及び比表面積100,
000〜400,000cm2/gのシリカ質微粉末2〜
20重量部を含有し、更に比表面積3,000〜20,
000cm2/gの石膏をSO3換算で全水硬性材料の2〜
5重量部となるように配合したことを特徴とする水硬性
材料を提供するものである。また、本発明は上記水硬性
材料に当該水硬性材料100重量部に対して15〜30
重量部の水を加えた混練物を養生することを特徴とする
硬化体の製造方法を提供するものである。更にまた、本
発明は上記水硬性材料に当該水硬性材料100重量部に
対して水15〜30重量部及び骨材50〜400重量部
を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製
造方法を提供するものである。
【0008】本発明の水硬性材料に用いられるポルトラ
ンドセメントは、特に制限されず、例えば普通ポルトラ
ンドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポル
トランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫
酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメン
ト、低熱ポルトランドセメント、高ビーライト型高流動
セメント等が挙げられるが、このうち普通ポルトランド
セメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトラ
ンドセメント、高ビーライト型高流動セメントが特に好
ましい。また、これらのポルトランドセメントは単独で
も2種以上を混合して用いてもよい。これらのポルトラ
ンドセメントの比表面積は特に制限されないが、例えば
2,500〜5,800cm2/gが好ましい。
【0009】本発明に用いられる高炉スラグ、白土、珪
石及びフライアッシュから選ばれる微粉末は、ポルトラ
ンドセメント粒子の空隙をうめる目的で配合されるもの
であり、このうち特に曲げ強度の増進には活性度の高い
高炉スラグが好ましい。また、これらの微粉末の比表面
積は、上記配合目的より6,000〜30,000cm 2
/gであるが、特に8,000〜15,000cm2/g
が好ましい。また、これらの微粉末のポルトランドセメ
ント100重量部に対する添加量は10〜40重量部、
好ましくは20〜30重量部であり、10重量部未満で
あると微粉末の充填効果がみられない事と経済的なメリ
ットが得られず、40重量部を超えると逆に強度が低下
する。
【0010】本発明に用いられるシリカ質微粉末は、ポ
ルトランドセメントと上記微粉末との充填でも更に残存
する空隙をうめるものであり、これらシリカ質微粉末と
しては例えばシリコンや含シリコン合金及びジルコニア
等を製造する際の副生物であるシリカフュームやシリカ
質ダストが特に好適に用いられるが、それ以外のもので
あっても比表面積を満足すれば用いることができる。こ
れらのシリカ質微粉末の比表面積は、上記配合目的から
100,000〜400,000cm2/gであるが、1
50,000〜300,000cm2/gが特に好まし
い。これらのシリカ質微粉末のポルトランドセメント1
00重量部に対する添加量は2〜20重量部、好ましく
は8〜15重量部である。2重量部未満であるとシリカ
質微粉末の充填効果がみられず、20重量部を超えると
分散のために添加する高性能減水剤の添加量を著しく多
くする必要がある。
【0011】本発明に用いられる石膏はポルトランドセ
メント、微粉末及びシリカ質微粉末の充填でも更に残存
する空隙を水との反応により生成するカルシウムサルフ
ォアルミネート水和物によってうめるものであり、この
石膏の配合により水和硬化体の曲げ強度が大幅に向上す
る。かかる石膏としては、二水石膏、半水石膏及び無水
石膏が挙げられ、これらを組み合せて用いるのが好まし
い。石膏の比表面積は3,000〜20,000cm2
gであるが、5,000〜15,000cm2/gが特に
好ましい。また石膏の配合量はSO3換算で全水硬性材
料の2〜5重量部となる量である。ところでポルトラン
ドセメントにはSO3が含まれているので、ポルトラン
ドセメントとして普通ポルトランドセメント、中庸熱ポ
ルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント又
は低熱ポルトランドセメントを使用した場合の石膏の配
合量はSO3換算で2〜5重量部となる量が好ましく、
一方早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセ
メント、白色ポルトランドセメント、高ビーライト型高
流動セメントを用いた場合の石膏の配合量はSO3換算
で3〜5重量部となる量が好ましい。
【0012】更に、本発明の水硬性材料には、上記水硬
性材料100重量部に対して0.5〜5重量部の高性能
減水剤を配合するのが、水硬性材料の分散による充填性
や流動性を向上させるうえで好ましい。高性能減水剤の
種類は目的にあったものであればいずれのものを用いて
もよい。例えばメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
合物の塩やアルキルナフタレンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド縮合の塩、あるいは高分子量リグニンスルホン酸塩
及びポリカルボン酸塩等を主成分としたものなどを例と
して挙げることができる。
【0013】本発明においては前記した各種の粉体成分
に対して更に適量の繊維を併用することができる。ま
た、適量の石灰石粉を添加してもよい。
【0014】本発明の水硬性材料を用いて硬化体を製造
するには、上記の水硬性材料100重量部に対して15
〜30重量部の水を加えて混練した後、当該混練物を養
生することにより実施される。
【0015】また、本発明の硬化体においては、砂又は
砂利等の骨材を加えることができる。この骨材としては
強度面からモース硬度6以上の基準で選定される硬質骨
材を使用することが好ましい。また骨材の配合量は上記
水硬性材料100重量部に対して50〜400重量部が
好ましい。
【0016】養生方法としては、水中養生、常圧蒸気養
生、オートクレーブ養生のいずれでもよいが、特に常圧
蒸気養生が好ましい。常圧蒸気養生の条件としては10
〜30℃で2〜6時間前置きした後60〜80℃で2〜
24時間蒸気養生するのが好ましい。
【0017】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではな
い。
【0018】実施例1〜5並びに比較例1及び2 表1記載の組成の水硬性材料を用いて硬化体を製造し、
その曲げ強度及び圧縮強度を測定した。硬化体の製造
は、水硬性材料に表1に記載した量の水及び水硬性材料
と同重量の粗粒率2.80の川砂を混練した後、前置き
2時間20℃、最高温度65℃3時間保持の常圧蒸気養
生することにより行った。材料として、普通ポルトラン
ドセメント(秩父小野田社製、ブレーン比表面積334
0cm2/g)、高炉スラグ微粉末〔ファインセラメント
10A(第一セメント社製)の粉砕調整品(ブレーン比
表面積10,310cm2/g)〕、白土微粉末〔寄居白
土の粉砕調整品(ブレーン比表面積10,290cm2
g)〕、珪石微粉末〔マッハ100(敦賀セメント社
製、ブレーン比表面積10,590cm 2/g)〕、シリ
カ質微粉末〔マイクロシリカ940U(エルケムジャパ
ン社より入手、ブレーン比表面積244,500cm2
g)〕、石膏〔二水石膏(新日鐡化学社より入手、ブレ
ーン比表面積6,210cm2/g)〕を用いた。なお、
高性能減水剤としてマイティ100(花王社製)を用い
た。フロー値が250となるように水量を調整したモル
タルを常圧蒸気養生した後の曲げ強度と圧縮強度を表1
に示す。なお、曲げ強度及び圧縮強度はJIS R52
01に従って測定した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、本発明の実施例
は、比較例に比べ圧縮強度だけでなく曲げ強度の増加が
大きいことがわかる。
【0021】
【発明の効果】本発明の水硬性材料を用いて製造した硬
化体は、圧縮強度だけでなく曲げ強度が著しく向上し、
高層建築PC部材、永久型枠部材等として有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポルトランドセメント100重量部、比
    表面積6,000〜30,000cm2/gの高炉スラ
    グ、白土、珪石及びフライアッシュから選ばれる微粉末
    10〜40重量部及び比表面積100,000〜40
    0,000cm2/gのシリカ質微粉末2〜20重量部を
    含有し、更に比表面積3,000〜20,000cm2
    gの石膏をSO3換算で全水硬性材料の2〜5重量部と
    なるように配合したことを特徴とする水硬性材料。
  2. 【請求項2】 更に高性能減水剤を請求項1記載の水硬
    性材料100重量部に対して0.5〜4重量部含有する
    ことを特徴とする請求項1記載の水硬性材料。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の水硬性材料に当該
    水硬性材料100重量部に対して15〜30重量部の水
    を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の水硬性材料に当該
    水硬性材料100重量部に対して水15〜30重量部及
    び骨材50〜400重量部を加えた混練物を養生するこ
    とを特徴とする硬化体の製造方法。
  5. 【請求項5】 養生が常圧蒸気養生である請求項3又は
    4記載の硬化体の製造方法。
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