JPH11278895A - 耐海水性セメント混和材及びそれを用いたセメント組成物 - Google Patents
耐海水性セメント混和材及びそれを用いたセメント組成物Info
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- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
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Abstract
シウムの生成を抑制させる。(2)硬化体の組織を密実
にすることで海水との化学作用を低減させる。(3)海
洋環境下で使用されるコンクリートの耐久性すなわち耐
海水性及び耐食性を向上させる。(1)〜(3)の課題
を解決する耐海水性セメント混和材及びそれを用いたセ
メント組成物を提供すること。 【解決手段】 (1)ジエチレングリコールを含有する
耐海水性セメント混和材であり、更に(2)石膏類、活
性シリカ、及びポゾラン物質の中から1種又は2種以上
を含有することを特徴とする(1)記載の耐海水性セメ
ント混和材を構成とする。
Description
るコンクリート構造物(海洋コンクリート)の耐久性す
なわち耐海水性及び耐食性の向上に関する。
する港湾構造物に使用されるコンクリートでは、海水に
含まれる塩素イオンが表面から浸透し、鉄筋が発錆、腐
食するという課題があった。
ンクリートの劣化を防止する対策としては、高炉セメン
ト(B種またはC種)やフライアッシュセメント(B種
またはC種)等の混合セメントを用いて、水セメント比
を小さくして水密性の高いコンクリートとし、かぶり厚
さを充分とって鉄筋を保護するということが行われてき
た。
塩素イオンの浸透抵抗性や水密性を高め、海水の化学作
用による劣化を低減させるという特徴があるものの、初
期強度が低いという欠点があり、充分に強度が発現しな
い段階で海水に接するとむしろ塩素イオン等の浸透をし
易くする結果となる。
較的少ない添加量で初期強度を低下させないで塩素イオ
ンの浸透抵抗性を向上させることができると言われてい
る。これらの高炉スラグやフライアッシュ、活性シリカ
に共通する事項はいずれもセメントの水和によって生成
する水酸化カルシウムをカルシウムシリケート水和物
(C-S-H 、C:CaO 、S:SiO2、H:H2O)あるいはカルシウム
アルミネート水和物(C-A-H、A:Al2O3)として固定し、セ
メント硬化体中の水酸化カルシウムを消費する作用があ
ることである(ポゾラン反応)。従って、これらの混和
材の塩素イオンの浸透を抑制する共通の理由の一つは、
セメント硬化体中の水酸化カルシウムの低減に関連し
て、水酸化カルシウムが海水中に溶脱した場合に生成す
る数十μm〜数百μmの空隙の生成を抑制していること
が考えられる。
もポゾラン反応は長期にわたって起こるため、若材齢で
海水に浸漬されると塩素イオンの浸透抵抗性が低下し、
コンクリートが劣化するという課題があった。そのた
め、耐久性すなわち耐海水性を向上させるにはセメント
硬化体中における水酸化カルシウムの生成を初期材齢の
うちからできるだけ抑制して海水の作用による溶脱を低
減する必要がある。
究した結果、従来からセメントの粉砕助剤として知られ
ている特定成分を更に添加することにより達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成させるに至った。
(1)ジエチレングリコールを含有する耐海水性セメン
ト混和材、(2)石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物
質の中から1種又は2種以上を含有することを特徴とす
る(1)記載の耐海水性セメント混和材、(3)セメン
ト100重量部に対して、ジエチレングリコールを0.
1〜10重量部含有することを特徴とするセメント組成
物、(4)更に、石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物
質の1種又は2種以上をそれぞれ1〜15重量部(Ca
SO4 換算)、1〜12重量部、2〜15重量部を含有
することを特徴とする(3)記載のセメント組成物であ
る。
本発明のジエチレングリコールを含有する混和材を添加
することによりセメント硬化体中における水酸化カルシ
ウムの生成が抑えられ、更に塩素イオンの浸透が低減さ
れて海洋環境下におけるコンクリートの耐久性すなわち
耐海水性及び耐食性が向上する。
は、セメントを製造する際に粉砕助剤として使用されて
いる。粉砕助剤として使用する場合には、セメントクリ
ンカー100重量部に対して0.02〜0.05重量部
添加することで粉砕が効率的に行われるようになるが、
本発明においてはセメント100重量部に対してジエチ
レングリコールを0.1〜10重量部添加する。
量添加した場合には水酸化カルシウムの生成を抑制する
効果は殆どなく、セメント100重量部に対して、0.
1重量部以上用いたときに効果が現れる。好ましくは
0.5〜9重量部であり、より好ましくは3〜8重量部
である。配合量が多くなるにつれて効果は増大するが、
10重量部を超えて配合しても水酸化カルシウムの生成
を抑制する効果が頭打ちとなるばかりでなく、強度の低
下が大きくなり塩素イオンの浸透抵抗性が低下するよう
になるため好ましくない。
III 型無水石膏、II型無水石膏等を指し、特定量配合す
ることにより強度の増大作用を示し、硬化体の組織を密
実にすることによりジエチレングリコール配合による水
酸化カルシウム生成抑制作用と相乗して塩素イオンの浸
透を低減することができる。
カやポゾラン物質の1種又は2種以上と併用する場合に
も、セメント100重量部に対してCaSO4 換算で1
〜15重量部の範囲で強度を増大させ、2〜7重量部が
より好ましい。1重量部未満では強度を増大させる効果
は小さく、15重量部を超えて配合しても強度の伸びが
停滞し、従って塩素イオンの浸透を低減する助長作用も
停滞し、経済的にも好ましくない。
ューム、ケイ化木の焼成灰、メタカオリン及びアエロジ
ル等のシリカ質超微粉末を指す。シリカフュームは金属
シリコンやシリコン合金を電気炉で製造するときに発生
する超微粉の非晶質SiO2であり、ケイ化木の焼成灰
とは葦、竹等のケイ化木を焼成したあとに残る灰であ
り、メタカオリンはカオリナイト、ディッカイト、ハロ
イサイト等のカオリン鉱物を焼成した非晶質アルミノケ
イ酸化合物、アエロジルは人工的に合成された超微粉の
非晶質SiO2 であり、通常のポゾラン物質よりも活性
が高い。
合も、石膏類やポゾラン物質の1種又は2種以上と併用
する場合にも、セメント100重量部に対して1〜12
重量部の範囲で添加され、活性シリカは強度の向上と
中、長期において水酸化カルシウムをC-S-H として固定
するので塩素イオンの浸透を低減する。好ましくは2〜
10重量部である。1重量部未満では塩素イオンの浸透
を低減する効果が小さく、12重量部を超えて添加して
も効果が頭打ちになって停滞するため好ましくない。
酸性白土や活性白土、パイロフィライト、ゼオライト、
カオリン鉱物等のアルミノケイ酸質の粘土鉱物(但しベ
ントナイトを除く)、それらの焼成物(メタカオリンを
除き、ベントナイト焼成物を含む)、ケイソウ土等を指
し、これらを添加することで長期において塩素イオンの
浸透抵抗性を高め、より高い強度が得られるようにな
る。
場合も、石膏類や活性シリカの1種又は2種以上と併用
する場合であっても、セメント100重量部に対して2
〜15重量部であり、好ましくは3〜10重量部であ
る。2重量部未満では効果が小さく、15重量部を超え
て添加してもそれ以上の塩素イオンの浸透低減効果の増
大は見られず経済的にも好ましくない。
ントに石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物質をそれぞ
れ単独で添加した場合に得られる塩素イオンの浸透抵抗
性に対して、これらを任意に併用した場合には相乗的に
より高い効果が得られるようになる。特に、ジエチレン
グリコールと併用して活性シリカを単独で添加した場合
に対して、石膏類と活性シリカ、活性シリカとポゾラン
物質、石膏類と活性シリカとポゾラン物質を併用した場
合には相乗的により高い効果が得られる。
強、超早強、中庸熱、白色、及び低発熱(ビーライトセ
メント)等の各種ポルトランドセメント、更にこれらに
高炉スラグ、フライアッシュ、シリカ粉末等を配合した
各種混合セメント等が挙げられ、急硬性セメント等も使
用可能である。
限定されず、液体成分をセメントの製造時に添加して粉
砕してもよく、本混和材の粉体成分と予め混合しておい
てもよい。また、モルタルやコンクリートを混練する際
にそれぞれの成分を別々に、又は混合して添加してもよ
い。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に
実施例で使用した各種材料を一括して示す。
面積6000cm2/g b. 二水石膏 :工業用、ブレーン比表面積6500
cm2/g c. 半水石膏 :bを140℃で熱処理、ブレーン比
表面積10000cm2/g以上 d. III 型無水石膏(可溶性):cを200℃で熱処
理、ブレーン比表面積10000cm2/g 以上 「活性シリカ」 . シリカフューム:エジプト産エファコ社製、BET
比表面積19.2m2/g . ケイ化木の焼成灰:BET比表面積1.0m2/g . メタカオリン :関東ベントナイト鉱業社製商品
名「SEMクレー」をブレーン比表面積8050cm2/g
に粉砕したもの . アエロジル :日本アエロジル社製、BET比
表面積160m2/g 「ポゾラン物質」 イ. 酸性白土:関東ベントナイト鉱業社製酸性白土を1
000℃で焼成し、ブレーン比表面積5500cm2/g に
粉砕したもの ロ. ゼオライト:関東ベントナイト鉱業社製ゼオライト
G35品を1000℃で焼成し、ブレーン比表面積65
00cm2/g に粉砕したもの ハ. カオリン:関東ベントナイト鉱業社製商品名「SE
Mクレー」をブレーン比表面積8050cm2/g に粉砕し
たもの ニ. ケイソウ土:関東ベントナイト鉱業社製「Celite F
C 」をブレーン比表面積7000m2/gに粉砕したもの
リコールの添加量を変えてセメントペーストの混練を行
った。この際、ジエチレングリコールは練混ぜ水と置き
換えて添加した。混練したペーストを4×4×16cm
に成型し、硬化後に脱型して標準養生を行い、材齢7日
の圧縮強度を測定した。測定後、硬化したセメントペー
ストを乳鉢でよく粉砕し、示差熱重量分析(TG-DTA)によ
りセメント硬化体中における水酸化カルシウムの定量を
行った。440℃付近におけるCa(OH)2 → CaO + H2Oの
熱分解に伴う重量減少から水酸化カルシウムの量を算出
した。また、混練したペーストを別途10×10×10
cm供試体に成型し、翌日脱型して材齢7日まで標準養
生を行った後、海水に浸し、半年間浸漬試験を行った。
供試体切断面に0.1N硝酸銀を塗布して塩素イオンの
浸透深さを確認した。その結果を表1に示す。
含有する混和材を添加することでセメント硬化体中にお
ける水酸化カルシウムの生成が抑制されていることがわ
かる。セメント100重量部に対して添加量が0.1重
量部以上で効果が現れ始め、添加量が多くなるにつれて
水酸化カルシウムの量が少なくなるが、10重量部を超
えて添加しても水酸化カルシウムの生成を抑制する効果
が頭打ちとなるばかりでなく、強度低下が著しくなり逆
に塩素イオン浸透深さが増加するため10重量部以下で
使用するのが好ましい。より好ましくは0.5〜9重量
部であり、さらにより好ましくは3〜8重量部である。
部、ジエチレングリコール1重量部のモルタル基本配合
を用いて石膏類、活性シリカ、ポゾラン物質を任意に組
み合わせて、その種類と添加量を変えてセメント100
重量部に対して外割りで添加した。この際、石膏類、活
性シリカ、及びポゾラン物質は砂と置き換えて添加し
た。混練したモルタルを10×10×10cm供試体に
成型し、翌日脱型して材齢7日まで標準養生を行った
後、海水に浸し、半年間浸漬試験を行った。供試体断面
に0.1N硝酸銀を塗布して塩素イオンの浸透深さを確
認した。その結果を表2及び表3に示す。
して石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物質を適量添加
することにより硬化体の組織が密実になり、ジエチレン
グリコール添加による水酸化カルシウム生成抑制作用と
相乗して塩素イオンがさらに浸透し難くなることがわか
る。また、ジエチレングリコールと併用してセメントに
石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物質をそれぞれ単独
で添加した場合に得られる塩素イオンの浸透抵抗性に対
して、これらを任意に併用した場合には相乗的により高
い効果が得られることがわかる。特に、ジエチレングリ
コールと併用して活性シリカを単独で添加した場合に対
して、石膏類と活性シリカ、活性シリカとポゾラン物
質、石膏類と活性シリカとポゾラン物質を併用した場合
の方が相乗的により高い効果が得られることがわかる。
れを使用したセメント組成物を用いることにより、セメ
ント硬化体中における水酸化カルシウムの生成を抑制
し、硬化体の組織を密実にすることで海水との化学作用
を低減し、海洋環境下で使用されるコンクリートの耐久
性すなわち耐海水性及び耐食性を向上させることが可能
となる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ジエチレングリコールを含有する耐海水
性セメント混和材。 - 【請求項2】 石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物質
の中から1種又は2種以上を含有することを特徴とする
請求項1記載の耐海水性セメント混和材。 - 【請求項3】 セメント100重量部に対して、ジエチ
レングリコールを0.1〜10重量部含有することを特
徴とするセメント組成物。 - 【請求項4】 更に、石膏類、活性シリカ、及びポゾラ
ン物質の1種又は2種以上をそれぞれ1〜15重量部
(CaSO4 換算)、1〜12重量部、2〜15重量部
を含有することを特徴とする請求項3記載のセメント組
成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8369998A JP4233627B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 耐海水性セメント混和材及びそれを用いたセメント組成物 |
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JPH11278895A true JPH11278895A (ja) | 1999-10-12 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010100468A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント混和材及びセメント組成物 |
JP2012206884A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 表面改質無水石膏、該無水石膏を用いたセメント組成物及び該セメント組成物の製造方法 |
JP2015178439A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-10-08 | 太平洋セメント株式会社 | コンクリートの製造方法 |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP8369998A patent/JP4233627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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