JPS61242942A - 高強度コンクリ−トおよび高強度モルタルの製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高炉水砕スラグ粉末を原料とする高強度コン
クリートおよび高強度モルタルの製造方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 粉砕スラグ粉末を原料として、高炉セメントで代表され
るスラグ系セメントが生産されている。高炉セメント中
に含まれている粉砕スラグ粉末の混合割合は、１０〜６
０％程度であり、粉砕スラグ粉末の粉末度は、３５００
〜４５００ｃ＋Ｊ／ｇ程度が普通である。

ここで、普通セメントの一部を、粉砕スラグ粉末で置換
した場合、これがコンクリートの圧縮強度に与える影響
について、文献（１）を引用して紹介する。コンクリー
トの配合を表−１に示す。

表−１コンクリートの配合 表−１に示すコンクリートの各配合に基づいて、それぞ
れ粉砕スラグ粉末の粉末度を、３０００゜３５００、４
０００ｃ＋Ｊ／ｇの各水準について、コンクリートの圧
縮強度試験を行っている。

普通セメント使用のコンクリートの圧縮強度を１００と
した場合の当該コンクリートの圧縮強度比を表−２に示
す。なお、文献（Ｄでは、圧縮強度比を図で示している
が、これを数値化して示したものが、表−２である。

表−２より、材令１週間程度では、粉砕スラグ粉末の置
換率、あるいは、水セメント比の大小にかかわらず、粉
砕スラグ粉末の粉末度の高いものほど、圧縮強度が大き
くなる傾向があることが分かるが、しかし、普通セメン
ト使用のコンクリート強度に比較して、５〜９割程度の
強度しか得られていない。

一方、長期材令においては、粉砕スラグ粉末の置換率が
５０％であるＮｏ、２．　Ｎｏ、５の配合の場合におい
ては、普通セメント使用のコンクリートより高強度とな
るが、粉砕スラグ粉末の粉末度が細かくなっても、強度
がそれほど増大せずに、粉末度３５００ｃ＋Ｊ／ｇ程度
で最大強度を示し、それ以上の粉末度にすると、強度が
低下する傾向が見られる。

また、水セメント比を４０％とした高強度コンクリート
の配合で、粉砕スラグ粉末の置換率が、７０％であるＮ
ｏ、３の配合の場合は、材令５２週でも、普通セメント
使用のコンクリートの強度におよばず、また、粉砕スラ
グの粉末度を細かくしても改善できないことを示唆して
いる。

なお、従来から、普通セメントを使用するよりも、粉砕
スラグ粉末の混合割合の多い高炉セメントを使用した方
が、耐海水性および耐透水性に優れたコンクリートある
いはモルタルが得られることが知られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 粉末度が、３５００〜４５００ｃｊ／ｇ程度の粉砕スラ
グ粉末で、セメントの一部を置換したコンクリートあ乞
いはモルタルの圧縮強度は、初期材令では、普通セメン
ト使用のコンクリートあるいはモルタルより低い強度と
なるが、粉末度を更に細かくすれば、初期強度は改善で
きる。しかしながら、高炉水砕スラグは、粉砕困難な物
質であるために、従来技術による粉砕工程のみでは、高
粉末度にするための粉砕動力費が膨大となり、経済的な
方法ではない。

また、水セメント比を小さくして、材令４週の圧縮強度
４００ｋｇ／ｃｄ以上であることを目標とする高強度コ
ンクリートあるいは高強度モルタルの領域では、耐海水
性および耐透水性を改善する目的で、粉砕スラグ粉末の
置換率を太き（すると、普通セメント使用の高強度コン
クリートあるいは高強度モルタルに比べて、圧縮強度が
低下するという欠点がある。この欠点は、従来技術によ
る粉砕工程のみでは、粉末度を更に細かくしても、改善
が困難であるという問題点を有している。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、乾燥した高炉水砕スラグを粉砕して得た粉末
から、分級手段によって生産されたブレーン法による比
表面積が５０００から１２０００ｃｄ／ｇである粉末で
、ポルトランドセメントの一部を置換した材料を用いる
ことによって、耐海水性および耐透水性を改善すること
を特徴とする高強度コンクリートおよび高強度モルタル
の製造方法である。

く実　施　例〉 実　　　験−１ 従来の技術による粉砕手段によって、粉末度が３７２０
ｃｄ／　ｇ　（ＣＲ１と記す）である粉砕スラグ粉末、
および、前記のＣＲＩから分級手段によって、粉末度が
４８００ｃｗｆ／ｇ　（ＰＭＩと記す）と、粉末度が８
１３０ｃｄ／ｇ　（ＰＭ２と記す）と、粉末度が１２２
５０ｔｉ／ｇ　（Ｐ　Ｍ３と記す）である３種類の分級
スラグ粉末を得た。普通セメント（ＮＣと記す）の４０
％を、これらのスラグ粉末で置換した材料を用いて、Ｊ
ＩＳ−Ｒ−２５０１に準じてモルタルの圧縮強度を測定
した。普通セメントモルタルの圧縮強度を１００とした
場合の当該モルタルの圧縮強度比を表−３に示す。

表−３モルタルの圧縮強度比 表−３より、ＣＲ１モルタルは、初期強度が低いが、材
令２８日から、普通セメントモルタルの圧縮強度を凌駕
する。

ＰＭ２モルタルにおいては、初期強度は普通セメントモ
ルタルの圧縮強度と同程度であり、材令２８日以降では
、普通セメントモルタルの圧縮強度の約１．５倍の強度
となる。

ＰＭ１モルタルにおいては、初期強度がＰＭ２モルタル
に劣るものの、材令２８日以降では、高強度を示した。

ＰＭ３モルタルにおいては、初期材令から高強度である
が、材令９１日の強度が低下する傾向が見られた。

以上の実験の結果から、普通セメントの４０％程度を置
換した場合において、良好な強度発現を得るための分級
スラグ粉末の粉末度は、ｓｏｏ。

〜１２０００ｃ＋ｊ／ｇ程度であり、好ましく　（ｔ、
８０００ｃｄ／ｇ前後であることが分かった。

実　　　験−２ 従来の技術による粉砕手段によって得た粉末度が３６４
０ｃｄ／ｇである粉砕スラグ粉末（以、降、ＣＲと記す
）、および、前記のＣＲがら分級手段によって得た粉末
度が７１５０ｃｄ／ｇである分級スラ　　□グ粉末（以
降、ＰＭと記す）を使用した高強度コンクリートの圧縮
強度を比較した。

コンクリートの配合を表−４に示し、圧縮強度の試験結
果を表−５に示す。

なお、本実験は、減水剤、空気連行剤、流動化剤を添加
した流動化コンクリートで試験したものである。

表−４コンクリートの配合 表−５圧縮強度の試験結果 表−５より、ＣＲ系コンクリートでは、従来の知見どお
り、いずれの材令においても、粉砕スラグ粉末の置換率
が増すほど強度が低下し、置換率７０％では、材令１３
週においても、スラグ置換率０％、即ち、普通セメント
使用コンクリートの７割程度の強度しか得られなかった
。

一方、ＰＭ系コンクリートは、分級スラグ粉末の置換率
を７０％にしても、材令１週で、普通セメント使用のコ
ンクリートと同等の強度が得られた。また、材令４週で
は、いずれの分級スラグ粉末置換率においても、普通セ
メント使用コンクリートより強度が強（なり、特に、材
令１３週においては、スラグ置換率４０〜７０％で、普
通セメント使用コンクリートに比べて、約２割の強度増
加が得られ、スラグ置換率が大きい方が、高強度になる
ことが分かった。このような特徴は、モルタル試験にお
いても、同様の結果が得られている。

実　　　験−３ スラグ置換率４０％の場合について、実験−２と同一の
配合のコンクリートで透水試験を行った。透水試験結果
を表−６に示す。

表−６透水試験結果 表−６より、普通セメント使用のコンクリートよりＣＲ
系コンクリートの方が拡散係数が小さく、耐透水性が改
善されていることが分かるが、ＰＭ系コンクリートの拡
散係数は前二者の約半分である。このことは、分級スラ
グ粉末を使用したＰＭ系コンクリートは、コンクリート
の組織が緻密化していることを示し、また、海水あるい
は雨水等の浸透が少ないために、耐久性の高いコンクリ
ートであることを示している。

本実験は、コンクリートの実験であるが、モルタルにお
いても、同様な結果が得られることは、容易に推測でき
る。

実験−４ 高強度コンクリートのモルタル部分を想定して、水セメ
ント比が４０％、砂セメント比が１５０％のモルタルを
海水浸漬して、塩素浸透試験を行った。海水浸漬の方法
は、材令１週まで２０℃で水中養生した、４ｘ　４Ｘ１
６ｃ＋ｓのモルタル供試体を６０℃で一昼夜乾燥し、翌
日海水に一昼夜浸漬し、これを１サイクルとして、７サ
イクルの乾湿海水養生を繰返した促進養生試験である。

モルタル供試体の表面からの深さで７〜１４ｍの間の部
分を分取して、乾燥および粉砕した試料の塩素イオンの
濃度を測定した。

表−７に、測定結果およびスラグ置換率　０％、即ち、
普通セメントを使用したモルタル中の塩素イオン濃度を
１００とした場合の当該モルタルの塩素イオン濃度比を
示す。

表−７より、分級スラグ粉末を使用したＰＭ系モルタル
の塩素浸透量は、普通セメントを使用したモルタルの約
１１５であり、ＣＲ系モルタルの約１／２である。

従来から、普通セメントを使用するよりも、粉砕スラグ
粉末が混合されている高炉セメントを使用した方が、耐
海水性に優れたコンクリートあるいはモルタルが得られ
ることが知られているが、本発明によるＰＭ系モルタル
は、ＣＲ系モルタルすなわち、高炉セメントモルタルよ
り、更に２．５倍の塩素浸透抵抗性があることが分かっ
た。

このことは、ＰＭ系コンクリートを海洋環境下のコンク
リート構造物に使用した場合、鉄筋に対する防蝕効果が
大きいことを示している。

〈発明の効果〉 以上のように、粉末度が５０００〜１２０００ｃｄ／ｇ
である分級スラグ粉末で、セメントの一部を置換した材
料を使用すれば、これまでのコンクリートあるいはモル
タルよりも、高強度で、かつ、耐海水性および耐透水性
が改善されたコンクリートあるいはモルタルが、経済的
に製造できる効果がある。

く参考文献〉 （Ｄ小林−輔、魚本健人、鴫文雄： ｒコンクリート混和材としての高炉水砕スラグ粉末の品
質がコンクリートの圧縮強度ならびに乾燥収縮に及ぼす
影響」 コンクリート工学、　Ｖｏｌ、１７．Ｎｏ、５．Ｍａｙ
１９７９特許出願人　第一セメント株式会社 外１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通常の手段によって粉砕された高炉水砕スラグ粉
   末から、分級手段によって生産された比表面積が５００
   ０〜１２０００ｃｍ＾２／ｇである高炉水砕スラグ粉末
   で、ポルトランドセメントの１０〜８０％を置換した材
   料を用いることによって、耐海水性および耐透水性を改
   善することを特徴とする高強度コンクリートおよび高強
   度モルタルの製造方法。
2. （２）上記の高強度コンクリートおよび高強度モルタル
   の水セメント比が２０〜５０％であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の高強度コンクリートお
   よび高強度モルタルの製造方法。