JPH092861A - セメント系水硬性組成物とその硬化物およびその硬化物の製法 - Google Patents

セメント系水硬性組成物とその硬化物およびその硬化物の製法

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JPH092861A
JPH092861A JP15128195A JP15128195A JPH092861A JP H092861 A JPH092861 A JP H092861A JP 15128195 A JP15128195 A JP 15128195A JP 15128195 A JP15128195 A JP 15128195A JP H092861 A JPH092861 A JP H092861A
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JP15128195A
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Kazuo Yoshida
一男 吉田
Hiromi Yuzawa
広美 湯沢
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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
    • 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
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメント系水硬性組成物と、それにより得ら
れるセメント系硬化物を提供すること。 【構成】 この組成物は、アルミニウムの含有量が0.
5重量%〜2.5重量%であるセメントと、減水剤、骨
材および水を含有する。そしてこの組成物を混練し、遠
心力または振動によって締め固め成形し、養生すること
によりセメント系硬化物が得られる。 【効果】 この組成物はシリカダストなどの高価な超微
粒子を用いなくても、小さい水/結合材比において混練
後の高い流動性を得ることができる。そのため成形加工
性が良く、高い圧縮強度のセメント系硬化物を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメント系水硬性組成
物、それから得られる高い圧縮強度を有するセメント系
硬化物およびその製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート製品またはモルタル製品の
ようなセメント系硬化物の圧縮強度は、配合時の結合材
に対する水の割合(水/結合材比)を小さくして、セメ
ント系水硬性組成物を構成する粒子を均一かつ緻密に型
枠等に充填することにより向上することが知られてい
る。しかしセメント系水硬性組成物の配合において、結
合材に対する水の割合を小さくするほど混練後の流動性
が低下し、セメント系水硬性組成物を構成する粒子を均
一かつ緻密に充填することが困難になる。そこで、高圧
縮強度のセメント系硬化物を得るためには、従来から高
せん断力を有する混練と加圧などにより強制的に成形す
る手段を併用する方法が取られている。
【0003】ところが、高せん断力を有する混練や加圧
などの強制的な成形を行うには、高価な設備と多大のエ
ネルギー消費を必要とし、経済的なセメント系硬化物の
製造法としては問題がある。そこで、これら高せん断力
を有する混練や加圧などの強制的加工を特に加えなくて
も、小さい水/結合材比においてセメント系水硬性組成
物の高い混練後の流動性が得られ、そのために高圧縮強
度のセメント系硬化物が得られる水硬性材料の組成が、
特公昭63−59182号公報によって提案されてい
る。
【0004】その組成は、粒径0.005〜0.5μm
の無機固体粒子A、例えばシリカダストと、粒径0.5
〜100μmのセメント粒子Bと、水および表面活性分
散材、例えば周知のマイティ(登録商標)を含むもので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報で使用
されるセメント系水硬性組成物において、シリカダスト
などの超微粒子は非常に高価であって、通常の商業的な
セメント系硬化物の用途には使いにくい。またシリカダ
ストは超微粉であるため、大量に使用する場合のハンド
リングの問題があり、さらに凝集を起こし易いために原
料としての長期保存が困難であるという問題もある。
【0006】そこで本発明は、このようなシリカダスト
などの高価な超微粒子を用いずに、小さい水/結合材比
でも混練後の高い流動性を有し、それを使用することに
より高せん断力を有する混練や加圧などの強制的加工を
特に加えなくても、高圧縮強度のセメント系硬化物の得
られるセメント系水硬性組成物を提供すること、および
それを成形硬化して得られる高圧縮強度のセメント系硬
化物とその製法を提供することを課題とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明のセメント系水硬性組成物は、セメント、減水剤、骨
材および水を含有し、セメントがアルミニウム(金属)
を0.5重量%〜2.5重量%含むことを特徴とするも
のである。また、本発明のセメント系硬化物は、上記の
セメント系水硬性組成物を遠心力または振動によって締
め固め成形して得られ、圧縮強度が125MPa以上を
有するものである。そして好ましいセメント系硬化物は
上記のセメント系水硬性組成物を遠心成形することによ
り作られた杭である。
【0008】上記のようなセメント系水硬性組成物を使
用することにより、シリカダストなどの超微粒子を用い
なくても、小さい水/結合材比において充分な混練後の
流動性が得られ、それによって高せん断力を有する混練
や加圧などの強制的加工を特に加えなくても高圧縮強度
を有するセメント系硬化物が得られる。例えば、パイル
などの杭の製造工程では、横置きして回転させる型枠内
にセメント系水硬性組成物を投入し、該組成物の層をほ
ぼ均一な厚さにした後、高速回転によって締め固める作
業を行う。その際、遠心力の作用で、セメント系水硬性
組成物中の余剰水が管内面に押し出されて排出できるた
めに、仕込みの水/結合材比より小さい水/結合材比を
有するコンクリートまたはモルタル製品を得ることがで
きる。このような遠心力による余剰水の排出により、製
品の水/結合材比を下げ、一般的には強度が向上する。
そのため遠心力で成形する硬化物を高強度化するために
は、仕込みの水/結合材比を小さくし、なおかつ余剰水
の排出を行う組成が望ましい。
【0009】本発明のセメント系水硬性組成物を使用す
ることにより、セメント系硬化物の圧縮強度は125M
Pa(1275kg/cm2 )以上のものが容易に製造
できるので、従来はコンクリート杭の設計基準圧縮強度
は800kg/cm2 程度が最高であったが、本発明に
より杭の設計基準圧縮強度を少なくとも1000kg/
cm2 程度まで向上できる可能性があり、この強度向上
により杭の耐震性能も向上する効果がある。
【0010】以下、本発明の構成をさらに詳しく説明す
る。本発明のセメント系水硬性組成物に使用されるセメ
ントは、通常のポルトランドセメントが好ましく、アル
ミニウムの含有量が0.5重量%〜2.5重量%のもの
である。ポルトランドセメントには、普通、低熱、早強
あるいは超早強ポルトランドセメントなどがあるが、特
に制限はない。組成物におけるセメントの量は固形分1
00重量部に対して5〜60重量部、好ましくは10〜
40重量部程度である。
【0011】また、減水剤は特に制限しないが、一般に
コンクリート用として市販されているナフタレンスルホ
ン酸系の減水剤(例えば商品名マイティー150)、芳
香族多環縮合物スルホン酸塩系の減水剤(例えば商品名
ポゾリス1400)、ポリカルボン酸系の減水剤(例え
ば商品名サンフローHSー700)などを使用すること
ができる。組成物における減水剤の量はセメント分10
0重量部に対して0.5〜8重量部、好ましくは2〜5
重量部程度である。
【0012】さらに骨材としては、従来コンクルートに
使用されている砂岩砕砂、川砂のような細骨材、および
/または砂岩砕石、川砂利のような粗骨材を使用するこ
とができる。組成物における骨材の量は固形分100重
量部に対して40〜95重量部、好ましくは60〜90
重量部程度である。なお細骨材と粗骨材の両者を使用す
る場合は、全骨材に対して細骨材の使用量を20〜60
重量%、好ましくは35〜50重量%程度がよい。
【0013】本発明のセメント系水硬性組成物にはセメ
ント分100重量部に対して水を15〜60重量部、好
ましくは15〜30重量部程度配合する。そして好まし
水/セメント分比は0.15〜0.60、好ましくは
0.15〜0.30程度とされる。さらに上記セメント
系水硬性組成物には、シリカ粉末、高炉スラグ、フライ
アッシュ等のような成分を添加することができる。これ
らを添加することにより混練時の高流動化や硬化製品の
高強度化のような効果がある。
【0014】
【実施例】次に本発明の実施例および比較例を説明す
る。
【0015】
【実施例1】次のような仕様のセメント、骨材および減
水剤を使用した。 (1)セメント:使用した化学組成の異なるA、Bの2
種類のセメントの物性、化学組成を表1に示す。 (2)骨材:最大寸法5mm、比重2.62、粗粒率
2.53の川砂の細骨材および最大寸法20mm、比重
2.65、粗粒率6.83の山砕石の粗骨材を用いた。 (3)減水剤:花王株式会社製マイティー150 上記成分を使用したセメント系水硬性組成物の配合を表
2に示す。混練は強制撹はんミキサーを使用した。
【0016】なお、混練後のワーカビリティー試験は、
JIS R 5201で規程されているモルタルのフロ
ー試験法に準じて行った。組成物のフロー試験で、フロ
ー値150mmから230mmのものは、ワーカビリテ
ィーが良く、良い型枠成形性を得たため、フロー値を1
50mmから230mmになるように、組成物の配合を
調整した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】上記混練した組成物を40×40×160
mmの型枠中に2回に分けて詰め、振動台(振動数:6
000rpm、振幅:0.8mm)により2分間締め固
めて成形した。次いで常温で2時間の前置き養生をした
後、75℃で5時間の蒸気養生をし、脱型した後180
℃で4時間のオートクレーブ養生を行ってセメント系硬
化物の試験体を作製した。
【0020】成形体の圧縮強度試験は、JIS R 5
201(セメントの物理試験方法)に従ってオートクレ
ーブ養生直後に行った。ワーカビリティー試験の結果と
圧縮強度の結果を表3に示す。表3に示した圧縮強度
は、上記と同様の方法で試験体を6個作成して、それぞ
れ圧縮強度試験を行って得られた平均値である。
【0021】
【表3】
【0022】
【実施例2】実施例1と同様の材料を使用して表4に示
す配合とし、実施例1と同様に混練をした。混練後のワ
ーカビリティー試験は実施例1と同様に組成物のフロー
を測定して行い、そのフロー値が150mmから230
mmになるように配合を調整した。
【0023】この組成物を遠心成形し、外径200m
m、厚さ40mm、長さ300mmの成形体を作製し
た。遠心成形は5Gで2分、10Gで2分、15Gで2
分、30Gで6分の各遠心の工程を連続して行った。ま
た遠心成形直後に排出したスラリー重量を測定して、仕
込み量に対する重量%で表したスラリー量を求めた。次
いで常温で2時間の前置き養生をした後、75℃で5時
間蒸気養生をし、脱型した後180℃で4時間のオート
クレーブ養生を行った。オートクレーブ養生直後にJI
S A 1136 (遠心力締固めコンクリートの圧縮
強度試験方法)に従って圧縮強度試験を行った。
【0024】ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮
強度の結果を表5に示す。表5に示した圧縮強度は、同
様の方法で試験体を3個作成して、それぞれ圧縮強度試
験を行った平均値である。
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】
【実施例3】実施例1と同様の材料を用い、表6に示す
配合で混練をした。セメント、細骨材、水、減水剤から
なる組成物を予め混練した後、強制撹はんミキサーを用
いて粗骨材を加えてさらに混練した。混練後のワーカビ
リティー試験は、JIS A1101で規程されている
コンクリートのスランプ試験法に準じて行った。なお試
験体は直径10cm、高さ20cmの円柱体をJIS
A 1132(コンクリートの強度試験体の作り方)に
よって成形して作製した。
【0028】次いで常温で2時間の前置きを養生をした
後、75℃で5時間蒸気養生をし、脱型した後180℃
で4時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレー
ブ養生直後にJIS A 1108 (コンクリートの
圧縮強度試験方法)に従って圧縮強度試験を行った。ワ
ーカビリティー試験の結果と圧縮強度の結果を表7に示
す。表7に示した圧縮強度は、同様の方法で試験体を3
個作成して、それぞれ圧縮強度試験を行った平均値であ
る。
【0029】
【表6】
【0030】
【表7】
【0031】
【実施例4】実施例1と同様の材料を用いて、表8に示
す配合で実施例3と同様の方法により混練をした。混練
後のワーカビリティー試験は、JIS A 1101で
規程されているコンクリートのスランプ試験法に準じて
行った。外径200mm、厚さ40mm、長さ300m
mの試験体を遠心成形により作製した。遠心成形は5G
で2分、10Gで2分、15Gで2分、30Gで6分の
各遠心の工程を連続して行った。また、遠心成形直後に
排出したスラリー重量を測定して、仕込み量に対する重
量%で表したスラリー量を求めた。
【0032】次いで常温で2時間の前置き養生をした
後、75℃で5時間蒸気養生をし、脱型した後180℃
で4時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレー
ブ養生直後にJIS A 1136 (遠心力締固めコ
ンクリートの圧縮強度試験方法)に従って圧縮強度試験
を行った。ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強
度の結果を表9に示す。表9に示した圧縮強度は、同様
の方法で試験体を3個作成して、それぞれ圧縮強度試験
を行った平均値である。
【0033】
【表8】
【0034】
【表9】
【0035】
【比較例1】セメント以外は実施例1と同様の材料を用
いた。使用したセメントCの物性と化学組成を表10に
示す。この組成物を実施例1と同様の方法で表11に示
す配合で混練をした。さらに実施例1と同様の方法で、
ワーカビリティー試験、硬化物の作製、養生、圧縮強度
試験を行った。
【0036】ワーカビリティー試験と圧縮強度試験の結
果を表12に示す。表12に示した圧縮強度は、同様の
方法で試験体を6個作成して、それぞれ圧縮強度試験を
行った平均値である。
【0037】
【表10】
【0038】
【表11】
【0039】
【表12】
【0040】
【比較例2】セメント以外は実施例1と同様の材料を用
いた。使用したセメントCは比較例1と同様のものを用
いた。この組成物を実施例2と同様の方法で表13に示
す配合で混練をした。さらに実施例2と同様の方法で、
ワーカビリティー試験、モルタル成形体の作製、スラリ
ー量測定、養生、圧縮強度試験を行った。
【0041】ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮
強度試験の結果を表14に示す。表14に示した圧縮強
度は、同様の方法で試験体を3個作成して、それぞれ圧
縮強度試験を行った平均値である。
【0042】
【表13】
【0043】
【表14】
【0044】
【比較例3】セメント以外は実施例1と同様の材料を用
いた。使用したセメントCは比較例1と同様のものを用
いた。実施例3と同様の方法で表15に示す配合で混練
をした。実施例3と同様の方法で、ワーカビリティー試
験、成形体の作製、養生、圧縮強度試験を行った。この
組成物を実施例2と同様の方法で表13に示す配合で混
練をした。さらに実施例2と同様の方法で、ワーカビリ
ティー試験、圧縮強度試験の結果を表16に示す。表1
6に示した圧縮強度は、同様の方法で試験体を3個作成
して、それぞれ圧縮強度試験を行った平均値である。
【0045】
【表15】
【0046】
【表16】
【0047】
【比較例4】セメント以外は実施例1と同様の材料を用
いた。使用したセメントCは比較例1と同様のものを用
いた。この組成物を実施例4と同様の方法で表17に示
す配合で混練をした。さらに実施例4と同様の方法で、
ワーカビリティー試験、成形体の作製、スラリー量測
定、養生、圧縮強度試験を行った。
【0048】ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮
強度試験の結果を表18に示す。表18に示した圧縮強
度は、同様の方法で試験体を3個作成して、それぞれ圧
縮強度試験を行った平均値である。
【0049】
【表17】
【0050】
【表18】
【0051】
【発明の効果】以上のように構成した本発明によれば、
シリカダストなどの高価な超微粒子を用いなくても、小
さい水/結合材比において混練後の高い流動性を有する
セメント系組成物が得られる。そしてこの組成物を使用
することにより、成形加工性が良く、なおかつ高圧縮強
度のセメント系硬化物を製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、減水剤、骨材および水を含有
    するセメント系水硬性組成物において、セメントがアル
    ミニウムを0.5重量%〜2.5重量%含むことを特徴
    とするセメント系水硬性組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1のセメント系水硬性組成物を、
    遠心力または振動によって締め固め成形し硬化して得ら
    れる圧縮強度が125MPa以上のセメント系硬化物。
  3. 【請求項3】 杭からなる請求項2のセメント系硬化
    物。
  4. 【請求項4】 請求項1のセメント系水硬性組成物を遠
    心力または振動によって締め固め成形し硬化することを
    特徴とする圧縮強度が125MPa以上のセメント系硬
    化物の製法。
JP15128195A 1995-06-19 1995-06-19 セメント系水硬性組成物とその硬化物およびその硬化物の製法 Withdrawn JPH092861A (ja)

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