JPS6042263A - セメント成型体の製造方法 - 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、セメント成型体を急速高温養生によって極め
て短時間（１〜３時間）で製造する方法に関するもので
ある。セメント成型体としては、石綿セメント板、パル
プセメント板、木毛セメント板、木片セメント板、ＧＲ
Ｃ，セメント瓦、モルタル板、テラゾーブロック、コン
クリート板、コンクリートパイル、ヒユーム管、Ｕ字溝
、コンクリートブロック、テトラポット、コンクリート
枕木、ＡＬＣ等の土木、建築用のセメント、モルタルコ
ンクリート製品があげられる。

製品によシ異々るが、従来、セメント成型体を製造する
には、ポルトランドセメント、水及び骨材を調合して混
練シし、型枠に充填後、常温（通常の気温）で２〜４時
間前養生する。ついで、水蒸気を用いて、１１〜ｂ 〜７０℃まで昇温し、該養生温度を４〜８時間保持した
後に蒸気を止め、６〜１２時間の自然冷却を待って脱型
している〔特開昭５５−２０２５２号、特開昭５７−２
２１５１号、特公昭５７−１７８７１号公報、日暮マス
タービルダーズ■の技術資料ＡＬ−００１″″蒸気養生
−ＡＣＩ５１７委員会報告”、１９６５年８月刊〕。

従来の方法では、セメント成型体の生産サイクルは１〜
３サイクル／日である。生産時間を単に短縮したのでは
コンクリートは十分に硬化しない。

また、従来の養生条件よシも、前養生時間を短縮し、昇
温速度及び養生温度を上昇させると、セメント成型体に
は膨張、発泡及び亀裂が発生し、健全な製品が得られ力
い。

かかる従来の蒸気養生法の成形サイクルが長いという欠
点を改良する目的で、普通ポルトランドセメントに早強
化セメント、即ち、カルシウムアルミネート、石灰と石
膏の混合物を５重量％以上必要によシ炭酸ソーダと有機
酸（例えばグルコン酸、クエン酸、酒石酸あるいはこれ
らのＮａ　ｐＫｏ鎖および発泡剤であるアルミ刑つム粉
、水、細骨材を配合した水硬性セメント配合物を、型枠
に打設し、１〜２時間前養生後、高温高圧蒸気養生（昇
温温度８０℃／時間、１８０℃、１０気圧）もしくは常
圧蒸気賛生（昇温温度４０℃／時間、６゜℃、１気圧）
シ、次いで室温まで４〜５時間かけて冷却して脱型し、
脱型直後の圧縮強度が８２〜９０　ｋＬ’ｔ１ｎ”の軽
量セメント成型品を製造する方法が提案された（特開昭
５０−１１０４２０号公報）。

この方法は、水硬性セメント配合物を型枠に打設後の昇
温速度を速めることによシ、成形サイクルを短縮させる
ものであるが、依然として相当時間の前養生が必要であ
シ、また、蒸気養生後、脱型する迄の放冷時間に５〜６
時間要するので、未だ成形サイクルの十分な短縮とは言
え々い。

本発明者等は、セメント混和剤を種々検討し、前養生の
必要性の有無、蒸気養生後の放冷の必要性の有無を検討
したところ、特定の硫酸塩をセメント混和剤として用い
る場合は開放式型枠でも、前養生を必要とせず、成型後
直ちに昇温速度４０℃／時間以上、かつ、養生温度８０
℃以上の急速高温養生を行うことができ、これによって
、養生時間１〜３時間で欠点のない健全なセメント成型
体が得られ、生産サイクルは１０サイクル７日以上可能
であることを見い出し、先に、水硬性セメントに対して
、リチウム、アルミニウム、ガリウム、タリウムの硫酸
塩およびそれらの金属を含む硫酸複塩の１種または２種
以上を０．１〜２０重量係重量台で添加した水硬性セメ
ント配合物を成型後、高温養生するどとを特徴とするセ
メント成型体の製造方法を出願した（昭和５８年７月１
２　日出ＮＡ）。

本発明はこの先願において、型枠への打設が容易な水硬
性セメント配合物を見い出したもので、前記硫酸塩の他
に、特定の他の混和剤を併用することによシ、水硬性セ
メント配合物が打設作業に適した流動性を保つ時間を必
要十分に長くすることを可能ならしめるものである。

即ち、本発明は、七メン）　１．　Ｏ０重量部、細骨材
Ｏ重量部〜適量、粗骨材Ｏ重量部〜適量、水適量および
下記の組成割合の混和剤１〜２０重量部（ａ）、リチウ
ム、アルミニウム、ガリウム、タリウムの硫酸塩または
それらの金属を含む硫酸複塩の１種または２種以上の硫
酸塩　１重量部（ｂ）、オキシカルボン酸またはその塩
０．０１〜０．７重量部 （Ｃ）、アルカリ金属の炭酸塩　０〜４重量部の割合で
配合された水硬性セメント配合物を型内に打設し、これ
を８０〜１１０℃の温度で高温養生することを特徴とす
るセメント成型体の製造方法を提供するものである。

本発明の実施において、水硬性セメントとしては、普通
月？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、耐硫酸塩４ルトランドセ
メント、白色チルトランドセメント、高炉セメント、シ
リカセメント、フライアッシュセメント等が挙げられる
。

細骨材としては川砂、砕砂、硼砂、人工軽量砂等が挙げ
られ、これらはセメント１００重量部に対し、０重量部
〜適量、モルタル、コンクリート製品の場合には１００
〜３００重量部の割合で用いる。粗骨材としては川砂利
、砕石が一般であ多、モルタル成型品を得る場合は配合
されないが、コンクリート成型品を製造する場合は２０
０〜４００重量部の割合で、また、細骨材率が２７〜４
５重量％となる割合で一般に利用される。水はセメント
の水利反応に必要な量であって、セメント配合物が型に
打設されやすい流動性を保つ量、配合される。コンクリ
ート成型品を目的とするときは、従来、表面が平滑な製
品を得るには、セメント配合物のスランプ値が５以上と
なるように水は配合されていたが、本発明においては特
定の混和剤が配合されておシ、セメント配合物はチキン
トロピック性に優れるので、スランプ値がＯであっても
、型枠に打設後、型枠に振動を与えれば、表面が平滑な
コンクリート成型品を得ることができる。

次にセメント混和剤成分について述べる。

（ａ）　成分の硫酸塩としては、Ａｔ、Ｌｉ、Ｔｔ、Ｇ
ａの硫酸塩、これらの複塩、例えばＮＨ４ｋＬＳ０４等
があげられる。これらの硫酸塩や硫酸複塩は、無水物あ
るいは有水物のいずれの形でも使用でき、粉末状あるい
は水溶液としても使用できる。

硫酸塩としては、ＣａＳＯ４、に２ＳＯ４ｐＮａ２ｓｏ
　４等もセメント混和剤としてよく使用されているが、
Ｃａｓｏ　４　＊Ｎａ２ＳＯ４を用いたときは脱型直後
の七メント成型品の圧縮強度が低い欠点があ’）　、Ｋ
２”０４を用いたときは圧縮強度の高い製品を得ること
ができるが、８０℃以上の蒸気養生条件ではひび割れた
製品しか得ることができ寿い。

次に、セメント配合物の流動性を改良する（ｂ）成分の
オキシカルがン酸またはその金属塩としては、グルコン
酸、クエン酸、酒石酸、サリチル酸またはこれらのＮａ
＝Ｌｌ　＋に＊Ｓｒ　、Ｃａ塩等があげられる。特に、
グルコン酸、クエン酸、酒石酸、サリチル酸またはこれ
らのＮａ塩、Ｋ塩は、コノ・り酸、す／ゾ酸、グリコー
ル酸、乳酸もしくはこれらの金属塩より特にセメント組
成物の流動性の改良効果が優れる。

（ｅ）　成分のアルカリ金属の炭酸塩としては、Ｎａ２
Ｃ０３ｓＫ２ＣＯ５ｐＬ１２ＣＯ５があげられる。この
炭酸塩の添加は、セメント成型品の圧縮強度とセメント
配合物の流動性の改良に役立つ。

混和剤の配合組成は、（ａ）成分の硫酸塩１重量部に対
し、（ｂ）成分のオキシカルＣン酸またはその塩カ０．
０１〜０．７重量部、（Ｃ）成分の炭酸塩は４重量部以
下の割合で用いる。また、混和剤は、セメント１００重
量部に対し、１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量
部の割合で用いる。混和剤の多量の使用は得られるセメ
ント成型品の機械的強度を低下させるので好ましくない
。

これら混和剤の他に、セメント組成物に樹脂充填剤、顔
料、減水剤、空気連行剤（ＡＥ剤）、増粘剤等を必要に
より配合できる。

ＡＥ剤は従来コンクリートの空気量を増加させるので、
これまで高温養生には好ましくないと考えられていたが
、本発明の前記特定の硫酸塩や硫酸複塩と併用するとき
には、セメント成型体の表面及び内部組織に発泡や膨張
が見られず、良好力表面性状及び組織構造が得られた。

これは、養生初期の段階で骨格が形成され、該骨格が膨
張抑制方向に働くので、ＡＥ剤で連行された空気の熱膨
張が生じないものと推測される。いずれにせよ、本発明
方法では、ＡＥ剤を膨張現象の恐れなく使用でき、ＡＥ
剤本来の作用効果を充分に発揮させることができるので
、耐凍結融解性を向上させるシカルゴン酸塩に水及び骨
材（砂等の細骨材と砂利や砕石等の粗骨材の一方又は双
方）、更に必要によシ他の促進剤、遅延剤、減水剤、炭
酸塩等の混和剤を添加して混練シし、型枠に投入充填（
打設）シ、次いで４０℃／時間以上で８０℃以上に昇温
し、この水硬性セメント配合物を１〜３時間、大気圧下
に８０℃以上の温度で急速高温養生す４打設後、常温で
前置時間（前養生）を取ってもよいが、セメント成型体
の生産サイクルを増すため、打設終了後前養生なしに直
ちに急速な昇温か行われる。昇温速度は４０℃／時間以
上、好ましくは６０〜ｂ 度範囲では得られるセメント成型品に何等の悪影響も生
じない。養生温度は８０℃以上の高温、好ましくは９０
〜１１０℃の高温を１５〜６０分間保持すればよい。１
００℃を越える高温養生を行うときは、気密性のある養
生装置が必要である。

例えば成型体をシートで包み、加圧されたスチームを通
気すれば１００℃を越える高温養生ができる。

高温養生のための加熱媒体としては、一般の蒸気養生に
用いられている高温加圧水蒸気が適している。その他の
加熱養生方法、例えば電気養生、電熱養生、高周波養生
や加熱空気養生、赤外線加熱養生も何等の支障なく使用
できる。

セメント成型体は上記の高温養生後、直ちに脱型され、
全ての製造工程が終了する。養生の熱効率を上げるため
には、多少（１０分〜２時間）の自然放冷（ソーキング
）を行えば効果的である。

このようにして、養生時間１〜３時間で得られたセメン
ト成型体（セメント、モルタルあるいはコンクリート製
品）は製品の表面および内部組織に膨張、発泡、亀裂等
の欠点がなく、必要十分な脱型強度・（１００〜２００
ｋｇ／ｃｒｎ）があシ、脱型後の強度の増進も通常の蒸
気養生製品と同等である。

本発明の実施において、（ａ）成分の硫酸塩や硫酸複塩
が、水硬性セメント配合物の急速高温養生において、該
セメント配合物の膨張、発泡、亀裂を抑止して硬化を促
進する作用をなしているものと思われる。

本発明の方法によれば、水硬性セメント配合物のチキソ
トロピック性が優れるので型枠への打設が容易であシ、
また極めて短時間に脱型直後の圧縮強度として８０に９
／−以上が得られ、表面が平滑なセメント成型品を大気
圧下で開放式型枠を用いて製造できる利点を有する。ま
た、本発明法では従来の高温高圧養生法のように大きな
蒸気圧を隔室内に確保する必要がないので、養生用設備
に格別の圧力保持手段を付する必要が全くなく、従来の
常圧蒸気養生設備をそのまま使用することができる。型
枠も設備及び運転コストの高い閉鎖式型枠を使用する必
要がなく、通常の開放式型枠をそのまま使用することが
できる。

即ち、本発明によれば、急速高温養生を膨張現象の危惧
なく安全に行なえるので、早期強度発現や養生時間の短
縮、生産サイクルの増大という課題を、型枠や養生用装
置の設備費や運転コストの過大な増大を招かずに容易に
達成できるのでアセまた、成型体自体の品質面において
も、比較的大きい細孔半径における細孔容積を少なくし
たり、耐凍結融解性を向上させたシ、中性化を抑制する
等の改善効果があるのである。

次に、混和剤の種類、添加量、養生温度を種々変更して
、水硬性セメント配合物を蒸気養生した本発明の実施例
並びに比較例を、第１表乃至第５表に整理して示す。

実施例１ 普通ポルトランドセメント１００重量部、標準砂２００
重量部、水６０重量部に、表１に示す混和剤を同表に示
す割合で配合してセメント配合物を調製し、このセメン
ト配合物のフロー値の経時変化を測定した。結果を同表
に示す。

次いで、フロー値が１３０ａ＋以上であるうちにこれら
セメント配合物を開放式鋼製型枠内に充填し、振動を型
枠に与えて脱泡後、３０℃より９０℃まで１時間かけて
昇温を行ない、９０℃で蒸気養生を６０分行なった後、
蒸ネを止め、直にセメント成型品を脱型し、その外観を
調べた。外観の判定は、成型体全体について膨張、発泡
、亀裂の有無、大小、数を肉眼観察して行なった。

実施例２ 実施例１のＡ７において、セメント１００重量部に対す
る酒石酸ソーダとＮａ　２ｃｏ　３の配合量を表２のよ
うに変更して調製したセメント配合物のフロー値の経時
変化（５分後、２０分後、３０分後）を表２に示す。な
お、他の成分は次の通シである。

普通ポルトランドセメント　１００部 標準砂　２００部 水　６０部 Ａｔ２（Ｓ０４）３・１８Ｈ２０６部 実施例３ 実施例１の扁７において、セメント１００重量部に対す
る酒石酸ナトリウムと炭酸ナトリウムの配合量を表３の
ように変更して調整したセメント配合物（モルタル）の
フロー値の経時変化を表３に示す。なお、他の成分は次
の通シである。

普通ポルトランドセメント　１００部 標準砂　２００部 水　４８部 Ａｚ２（ｓｏ４）ｓ・１８Ｈ２０３部 実施例４ 普通Ｉシトランドセメント１００重量部、標準砂Ｚｏｏ
重量部、水４５重量部に対し、表４に示す混和剤を配合
してセメント配合物を調製し、これを混練後、１５分後
に開放鋼製型枠内に打設風以下、実施例１と同様に昇温
、蒸気養生して脱型し、セメント成型品を得た。

このセメント成型品の脱型直後の外観、圧縮強度、曲げ
強度を表４に示す。

実施例５ 普通ポルトラルドセメント１８ｋｇ、川砂ａ３ｋｇ。

砂利６１ｋｇ、水６．８　ｋｆｌに表５に示す混和剤を
、セメントに対し同表に示す割合で配合したセメント配
合物を調製し、混線後、１５分で開放鋼製型枠内に打設
し、６０℃／時間の昇温速度で９５℃迄昇温後、同温度
で６０分、蒸気養生し、蒸気を止めた。

ついで、１５分、放冷後、直にコンクリート成型品を脱
型し、外観と圧縮強度を測定した。

結果を表５に示す。

手続補正書 住所　東京都千代田区丸の内２丁目５番２号住所　東京
都港区赤坂１丁目１１番４１号７、ネ山′正の内容 明ホ田苔第１６互の会友１別系ｔめ孫−リネ由′正する
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、セメント１００重量部、細骨材Ｏ重量部〜適量、
   粗骨材Ｏ重量部〜適量、水適量および下記の組成割合の
   混和剤１〜２０重量部 （ａ）、リチウム、アルミニウム、ガリウム、タリウム
   の硫酸塩またはそれらの金属を含む硫酸複塩の１種また
   は２種以上の硫酸塩　１重量部（ｂ）、オキシカルがン
   酸またはその塩０．０１〜０．７重量部 （Ｃ）、アルカリ金属の炭酸塩　０〜４重量部の割合で
   配合された水硬性セメント配合物を型枠に打設し、これ
   を８０〜１１０℃の温度で高温養生することを特徴とす
   るセメント成型体の製造方法。 ２）、水硬性セメント配合物を型枠に打設した後８０〜
   １１０℃の養生温度に致らしめる昇温速度が４０℃／時
   間以上でちることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のセメント成型体の製造方法０ ３）、硫酸塩が硫酸アルミニウムの水和物であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセメント成型体
   の製造方法。 ４）、オキシカルがン酸またはその塩が、グルコン酸、
   酒石酸、クエン酸、サリチル酸またはこれら酸のアルカ
   リ金属塩であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のセメント成型体の製造方法。 ５）、水硬性セメント配合物を型枠に充填後、前養生な
   しで８０〜１１０℃の高温養生を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のセメント成型
   体の製造方法。 ６）、七メン）１００重量部に対する細骨材の配合割合
   が１００〜３００重量部で、粗骨材の配合割合が２００
   〜４００重量部であることを特徴とする特許請求の範、
   門弟１項記載のセメント成型体の製造方法。