JPS5930740A - 高強度コンクリ−ト部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気養生によりオートクレーブ養生の場合に
優るとも劣らぬ高強度を発現する高強度コンクリート部
材の製造方法に係るもので、その目的とするところは、
蒸気養生により一般のポルトランド系セメントでは得ら
れない高強度を発現するものを提供しようとするもので
ある。

即ち、第１の発明はセメントクリンカ−諸事がＨＭ＝２
．２０〜２．４０　、８Ｍ＝２．３〜３．０　、　Ｉ　
Ｍ＝１．５〜２．５の範囲内に入るものであって、６０
０重量以上の３０ａＯ＊５ｉ０２と、量比が１．０〜１
．６の３０ａ０１１ＡＬｚ　０３と４０ａ０１１人ｔ２
０３＊Ｆｅ！０３固溶体ヲ１５〜２０Ｍｆｊｋ％と、残
部が２０ａＯ＊５ｉ０１　とから成るクリンカーを焼成
し　このクリンカーをブレーン値３５００〜４０００ｃ
Ｉ／１／ｒに粉砕し、これにブレーン値ｉ　ｏ’ｏ　ｏ
〜３０００ｃｄ／ｌの不溶性無水せつこう全４〜９重浚
チ混合し、更に必要に応じて硫酸亜鉛を２％以下混合し
たセメント全使用し、セメント量４００〜６００　吟／
ｒｒｌ　、水セメント比２５〜３５％、細骨材率３５〜
５０チ、減水剤をセメント量の０．１〜２．０重量−の
割合で配合して成るコンクリートを蒸気養生することに
ょシ高強度が得られる高強度コンクリートの製造方法で
あシ、第２の発明はコンクリート原料としてセメント膨
張材全便う場合、セメント膨張材を使用セメントに対し
て５〜２０重量％混合するようにしたことを特徴とする
高強度コンクリート部材の製造方法である。

本発明において、上記のようにセメントクリンカ−の諸
車全ＨＭ＝２．２０〜２．４０　、　Ｓ　Ｍ＝　２．３
〜３．０　、　Ｉ　Ｍ＝　１．５〜２．５と規定した理
由は、蒸気養生してなるコンクリド部材が高強度を発現
するための制限からくるものである。

すなわち、焼成して得られるクリンカ・−の組成鉱物で
ある３　０ａＯｅ８ｉ０２　（以下０３Ｓと略記）がゼ
ーグ式よシ計算して６０％以上、　３０ａＯ−Ａｔ２０
３（以下０３Ａと略記〕と４０ａＯ・Ａｔ１０３　ｅ　
Ｐ　ｅｚ　０３固溶体（以下０４　ＡＦと略記）の量比
が１．０〜１．６そしてＯｓ　Ａ　＋　Ｏａ　ＡＰ　＝
１５〜２５％となることを目的としている。

次に本発明において０ｓＳｉ６０チ以上、ＯｓＡと０、
　ＡＰ　Ｉ）　量比ｋ　１．０〜１．６に規定した理由
は、蒸気養生において高強度を発現させるための要件で
あＪ）ｓｏｓｓの水利反応によるカルシウムシリケート
水和物の生成と同時に０３Ａの反応によるエトリンガイ
ト（３０ａＯＩＡｔ２０１　ｅ３０ａｓＯ４・３１〜３
２ＨｚＯ）の生成の強度発現性に重要な要因となってい
ることによる。

セメント鉱物中のａ３ｓ、ｃ２ｓ等は水と反応すること
により、カルシウムシリケート水和物を生成し、コンク
リート中の骨材全骨組として強固な硬化体を形成するが
、衆知のように微細な空隙を硬化組織中に残存しておシ
、この空隙と強度の相関性も知られている。エトリンガ
イドはこの微細な空隙を充填し、さらに一層の高強度を
発現させるものである。

ＯｓＡ量の多いセメント程強度発現性は一般によくなる
が、あまり多いとコンクリートの混線、成形時において
、ワーカビリチーが悪化したシ、水量をより多く必要と
すること、さらには急結等の原因となり易い。上記した
配合割合は試験研究の結果、作業性や強度発現性を考慮
して最適値を選んだものである。

本発明においてブレーン値３５００〜４０００ｃｒ／ｌ
／ｆに粉砕したセメントクリンカ−にブレーン値１００
０〜３０００ｍ／ｆの不溶性無水せつこうを添加、混合
した理由は以下のとおりである。

従来より蒸気養生用高強度セメントは、不溶性無水せつ
こう全一般のポルトランドセメントの８０３量（超早強
セメントの４．５％が最大）以上に添加する方法が取り
入れられているが、すべて、クリンカーとせつこうの同
時混合粉砕であった九あるいはせつこうのブレーン値が
３０００ｃｄ／ｆ以上であったりする。

すなわち、前者においてはクリンカーとせつこうを同時
に粉砕するために、より粉砕性のよいせつこうが先行し
て微粉砕化され、仕上がクセメントのブレーン値が例え
ば３０００ｄ／ｆと低い場合でもせつこう自身の粒度は
数１０００１−Ｉｌｌ／ｆと推定され、仕上がりで４０
００ｄ／ｙ位のセメントではせつこう粒度は１００００
ｄ／Ｖ前後に達することがある。

これは非常に重要な点であシ、従来見逃がされていたこ
とである。すなわち、従来よシ高強度セメントは所定の
高強度発現性を実験室段階で得られても工場現場では得
にくいことが多く、原因が明確でなかった。また、コン
クリート製品の遠心成形工程で水切りが悪く、成形体内
壁に発生する泥状物（通称ノロノが多かったりする。

コレらの諸因全検討の結果、せつこうのブレーン値が高
すぎることが主因であることが判明し。

３００Ｇｃ＋＋！／ｙ以下に押さえることが最も重要で
あることを見い出したのである。

逆にあまり粗すぎると未反応のまま残存したｐ。

強度発現が思わしくないのでブレーン値１０００ｄ／ｆ
以上は必要である。

また、クリンカーのブレーン値もちま）高すぎると同様
な理由で好ましくなく、逆に低いと強度発現が思わしく
ない。クリンカーのブレーン値は３５００〜４０００ｔ
ｙ／ｌ／ｌがよい。

せつこうの曜加量については１本発明におけるセメント
を用いて蒸気養生を行ない、コンクリート部材’ＫＭ造
するに適切な量は４〜９チがよく、これ以上では蒸気養
生直後の強度は大差ないが後養生における長期強度の伸
びが少なくなる。そしてこれ以下では初期及び長期強度
ともに高強度発現性が低下する。

硫酸亜鉛の添加は、特に蒸気養生直後の脱型時強度を増
すために行なうものである。硫酸亜鉛を添加しない場合
は本発明になるセメントに限らず。

一般に、冬期の低温下での現場前養生において目的の初
期強度が得られ難くなる。

しかし、硫酸亜鉛を少量、即ち０．１〜２．０％添加す
るようにすると大幅に初期強度を改善することが判明し
た。硫酸亜鉛２．０％以上では、初期強度発現効果が得
られないばかシでなく、長期強度低下を示す。

本発明にか＼る高強度セメントｖ使用して高強度コンク
リート部材全製造する場合の適正条件は次の通りである
。

先ずセメント量は４００〜６００１ｗ／−である。

これ以下では高強度が得られず、これ以上ではセメント
量増加の割合には強度増加が少なく、成形時における粘
性の増加によるワーカビリチーの低下、経済的メリット
の低下となる。

水セメント比は理論的に少ない程高強度が得られるが、
成形時におけるポンパビリチー等、作業性が悪くなり、
実用的には２５チが下限値であ九２５〜３５％の範囲が
適当である。

細骨材率は、スランプ、ワーカビリチー、強度等の面か
ら３５〜５０％が適当である。

減水剤はセメント量の０．１〜２．５％が適当であル、
これより少ないと減水剤全添加する効果が極端に少なく
、単位水量が増加して強度低下をまねく。これよシ多い
と粘性が異状に高くなシ、みかけの流動性向上とは逆に
作業性が低下し強度発現性も頭打ちとなり、高価な減水
剤を多量使用することによってコストアップをまねくだ
けである。

ケミカルプレストレストコンクリート部材、複合鋼管パ
イル等において膨張材をコンクリートに配合することは
従来より行なわれていることであるが、第２の発明はそ
のような用途の場合の配合を示すものであシ、コンクリ
ートの配合、プレストレス量、膨張材の種類等により多
少異なるが実用的に膨張材配分量はセメントに対し、５
〜２０重量％の範囲で十分に目的が達せられる。

次に１本発明におけるセメント鉱物組成の各鉱物の割合
並びに添加物の配合割合等の変化によって強度発現がど
のように変わるかを実施例により説明する。

なお、本発明は実施例に制限されるものではなく、各種
蒸気養生高強度コンクリート部材に広く適用できるもの
である。

実施例１ 高強度セメントにおける重要なセメント鉱物組成である
０、８量と強度発現性との関係を明らかと。

するため、この実施例ではセメント原料配合を種々変化
させてセメントクリンカ−諸事がＨＭ＝２．２０〜２．
４０　、８　Ｍ＝　：２．ａ〜３．０　、　ＩＭ＝１．
５〜２．５の範囲に入９且つ第１表に示すよりなＯｓ８
量のみを変化させたクリンカーＡ１〜Ａ４を作り。

第　　５　　表 実施例４ り１人ンカーのブレーン値と強度発現性の関係？明らか
とするため、この実施例では実施例３におけるクリンカ
ーを使用し、そのクリンカー全粉砕してブレーン値全種
々変えたものを作ｐ１それらに夫々ブレーン値２８００
ｄ／ｒの不溶性無水せつこう金７％混合して第６表に示
すような４種類のセメントラ作シ、第２表に示す製造条
件で川砂モルタル試料を作り夫々の圧縮さを測定した。

測定結果は第６表に示す通りである。

第６表 実施例５ 硫酸亜鉛添加量と強度発現性を明らかとするため、この
実施例では、０Ｓ８６２Ｌ％、　０３Ａ／　０４ＡＦの
量比が１．４１　、　ｆ　ｅＯａ０１％以下のセメント
クリンカ−全作り、これを粉砕してブレーン値４０００
−／２とし、ブレーン値２０００ｅＪ／ｒの不用性無水
せつこう全９チ及び硫酸亜鉛全種々量添加した８種類の
セメントを作ｐ１前記実施例と同様の川砂モルタルによ
る強度発現試験全行なった。試験結果は第７表に示す辿
りである。なお、川砂モルタルの作成条件は第２表に準
じ九が、前養生温度は２０℃と５℃の２水準とし、低温
度での影響も検討しておる。

第　　７　　表 実施例に の実施例はコンクリート配合が変わった時強度発現がど
う変わるかを明らかとするための実施例で、セメントと
してはＣ３８６３チ、（４Ａ／ＡＦの量比が１．４９　
、のクリンカーをブレーン値３９０〇−／２に粉砕し、
それにブレーン値２７００！／２の不溶性無水せつこう
を混合したものを使用した。

ａ）上記本発明における高強度セメント−骨材−減水剤
一水係配合例 コンクリートの配合、養生条件は第８表に示すとおりで
あシ、供試体寸法は１０φＸ　２０　Ｈ（ｃｒｎ）であ
シ、型枠振動詰めとした。

圧縮強度試験結果を第９表に示す。

第　　９　　表 ｂ）上記本発明高強度セメント−骨材−減水剤一水一膨
張材系配合例 使用セ、メントは上記ａ）の場合と同じものを使用し、
市販カルシウムサルホアルミネート系膨張材（以下膨張
討入と略記ン及び市販石灰系膨張材（以下膨張材Ｂと略
記）全周いて第１０表に示す配合のコンクリートを調製
し、１０ｘｌＯｘ３０α寸法の一軸拘束供試作を作成し
た。鉄筋比は１．９％である。これを前養生４ｈｒ、昇
温速度２０℃／ｈｒ、６５℃Ｘ　４　ｈｒ保持、以降自
然冷却の条件で蒸気養生を実施して２４　ｈｒ後説型し
、以降水中７日間養生してこの供試体の拘束曲げ強度及
び圧縮強度（曲げ強度測定供試体の一部を利用）全測定
した。結果は第１１表に示す通りである。

第１１表 手続補正書（自発） 昭和５７年９月２５日 特許庁長官　若　杉　和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年特　許願第１３８４００号 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　ｉ！Ｚ京都千代口」区丸の内−丁目４番６
号エ　お（あい、日本１盾を倶楽部内 余父セメント株式会社 ４、代理人 致します。

（１）　　明細側１１頁記載の第１我中、実施例Ｎａ２
の２８日圧縮強さｒ０５７」をｒ１０５７Ｊと訂正致し
ます。

（２）明細書第１２頁７行及び１２行の「±２」を削除
致します。

（３）　　明細書第１３頁記載の第３表中、実施何階５
の練込水量ｒ２８．６Ｊをｒ２８．ＩＪと訂正致します
。

（４）明細書第１７頁記載の第７表中、実施何階２４の
７日圧縮強さ「１１００」をｒｌ１６０Ｊと訂正致しま
す。

（５）　　明細書第１７頁最終行のｒ　Ｏｓ人／人Ｆ」
をｒｃ３Ａ／Ｃ４λＦ」と訂正致します。

（６）明細書第１８頁６行の「係」を「系」と訂正致し
ます。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントクリンカ−諸本がＨＭ＝２．２０〜２．
   ４０　、　Ｓ　Ｍ＝　２．３〜３．０　、　ＩＭ＝１．
   ５〜２．５の範囲内に入るものであって、６０重量％以
   上の３０ａＯｅＳｉ０２と、量比が１．０〜１．６の３
   ０　ａ　ＯｌｌＡｔ２０３と４０ａＯｅＡ／４０３　”
   Ｆｅ２０３固溶体全１５〜２０重量％と、残部が２０ａ
   Ｏ＊ＳｉＯ２とから成るクリンカー全焼成し、このクリ
   ンカー全ブレーン値３５００〜４０００ｉ／ｒに粉砕し
   、これにブレーン値ｉ　ｏ　ｏ　ｏ〜３０００ｄ　／　
   ｙの不溶性無水せつこう全４〜９重ｔ％混合し更に必要
   に応じて硫酸亜鉛全２％以下混合したセメント全使用し
   、セメント量４００〜６００　ｋｐ／ｉ　、水セメント
   比２５〜３５％。 細骨材率３５〜５０％、減水剤全セメント量の０．１〜
   ２．０重量％の割合で配合してなるコンクリート部材を
   蒸気養生したことを特徴とする高強度コンクリート部材
   の製造方法。
2. （２）セメントクリンカ−諸本がＨＭ＝２．２０〜２．
   ４０　、　Ｓ　Ｍ＝　２．３〜３．０　、　ＩＭ＝１．
   ５〜２．５であって、６０重量−以上の３０ａＯ＊５ｉ
   ０２と、量比が１．０〜１．６の３０ａＯ”Ａｔ２０３
   と４０ａＯ・Ａｔ２０３５Ｆｅ２０Ｂ　固溶体を１５〜
   ２０重量％と、残部が２０ａＯ＠５ｊ０２とから成るク
   リンカーをブレーン値３５００〜４０００ｃｔｌ／りに
   粉砕し、これにブレーン値１０００〜３０００　ｃａ／
   りの不溶性無水せつこう全４〜９重址チ混合し更に必要
   に応じて硫酸亜鉛を２チ以下で１６合したセメント全使
   用し、セメント量４００〜６００ｋｆ／ｌｔｔ’、水セ
   メント比２５〜３５％。 細骨材率３５〜５０％、減水剤全セメント量の０．１〜
   ２．０重量％、セメント膨張材全セメントに対して５〜
   ２０垂量チの各割合で配合してなるコンクリート部材全
   蒸気養生したことを特徴とする高強度コンクリート部材
   の製造方法。