JPS62105980A - 繊維補強セメント硬化体 - Google Patents

繊維補強セメント硬化体

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JPS62105980A
JPS62105980A JP24218585A JP24218585A JPS62105980A JP S62105980 A JPS62105980 A JP S62105980A JP 24218585 A JP24218585 A JP 24218585A JP 24218585 A JP24218585 A JP 24218585A JP S62105980 A JPS62105980 A JP S62105980A
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fiber
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strength
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丸一 俊雄
高田 博尾
忠彦 鈴木
義朗 石井
桜田 孝幸
卓郎 石井
小竹 和広
鈴木 脩
光男 田中
内田 郁夫
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Chichibu Cement Co Ltd
Shimizu Construction Co Ltd
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Chichibu Cement Co Ltd
Shimizu Construction Co Ltd
Nippon Sheet Glass 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
    • C04B28/06Aluminous cements
    • C04B28/065Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite

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] 本発明は繊維補強セメント硬化体に係り、特に強度、耐
久性1寸法安定性に潰れており、外壁材1間仕νJり材
などとして使用するに好適な繊維補強セメント硬化体に
関する。
[従来の技術1 セメント硬化体は、1°にコンクリート構造物やコンク
リートV品として用いられているが、近年、軽(11゜
で高強度な建築、L木用材料への要望が高まり、セメン
ト硬化体について、気泡を発生させて軽!11化すると
共に、#アルカリ性ガラス繊維(以ド、ARGというこ
とがある。)等を混合して強度の向上を図ることが提案
されている。
例えば、特公昭60−20351には、繊維補強気泡コ
ンクリートをSJ造するにあたり、セメント、水、AR
G、カチオン性界面活性剤を添加した蛋白質系発泡剤を
用いる方法が開示されている[発明が解決しようとする
問題点] しかしながら、特公昭60−20351に代表される従
来lノ:では、得られる硬化体は強111F、I#久性
に劣る。あるいは、収縮−((が大きく、くt法安定性
に劣るなどの問題があった。
即ち、従来の気泡含有セメント硬化体は、含イ1する気
泡の径がかなり大きく、それだけ強度の低いものとなら
ざるを得なかった。
また、従来において、硬化体のセメント原料として普通
ポルトランドセメント(以下、普通セメントということ
がある。)等のポルトランドセメントを使用しているが
、珪酸3石灰(3CaO・Sin;り、珪酸2石灰(2
CaO11SiO2)などのカルシウムシリケートを主
成分とするポルトランドセメントが、木と練りまぜられ
たのち凝結し硬化する過程において、主要生成物である
カルシウムシリケート永和物及び水酸化カルシウムを生
成する0例えば、珪酸3石灰(3CAO−5iO,りを
50重t4%、珪酸2石灰(2CaOe S i O−
)を25玉埴%含有するセメントにおいては元のセメン
トloO屯量部に対して水酸化カルシウムを化学に部上
30−J 75部生成することになる。このため硬化し
たセメントのpHは12.8〜13.2程度となり、セ
メント硬化体は強いアルカリ性となる。このため、セメ
ント硬化体に混合されたARGは、長期にわたってセメ
ントから生成する水酸化カルシウムの高アルカリ性雰囲
気中に保持されることとなり、1耐アルカリ性といえど
も経11′fにより侵食され、セメント硬化体の由っ張
り強度1曲げ強度、耐衝撃性等が低ドすることとなる。
また、一般に普通セメントは硬化収縮率が大きいことか
ら、従来の七メン!・硬化体では、収縮による寸法安定
性に劣る。
[問題点を解決するための手段及び作fTI ]本発明
はl−記従来の問題点を解決し、強度、耐久性、(j性
交定性に優れた繊維補強セメント硬化体を提供するもの
である。
本発明の!aIn補強セメント硬化体は、平均直径1.
0mm以下の微少気泡を含有し、エトリンガイト結晶を
25屯着%以−ヒ含むものである。
かかる未発11のta繊維補強セメント硬化体おいては
、気泡が微少であるので、強度が高い。また、エトリン
ガイト結晶を多植に含み、七の結晶成長時の膨張作用に
よりセメント硬化体の収縮率が微小なものとされるので
、寸法安定性が高い。
ざらに、セメント硬化反応に際して生じる水酸化カルシ
ウムのかなりの部分がエトリンガイト生成に消費される
ので、セメント硬化体のアルカリ度も低く抑えられ、カ
ラスH&雄等の補強繊維の劣化が回避され、1耐久性も
高められる。
以ド、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明のセメント硬化体が含有する気泡は、モ均直径が
1mm以下と微小なものである。第1図は、気泡径を変
えたこと以外は同様の条件で製造したガラス繊維強化セ
メント硬化体の気泡径と強1隻測定結果との関係を表す
グラフであるが、モ均気泡径が1mmを超えると、相当
急激に強度が低下することが認められる。また、モ均直
径が0.2mm以下になると、さらに高強度なものにな
ることも認められる。これらのことから1本発明におい
ては、気泡のF均直径は1mm以ド、好ましくは0.2
mm以ドとされる。
なお、気泡の11均直径は、小さい程、セメント硬化体
が高強度になるのであるが、過度に小さくなると、セメ
ント硬化体の曲げあるいは剪断に対する靭性が低下する
おそれかある。これは、マトリックス部分による補強繊
維のグリップ力が強ぐなり1曲げ荷重あるいは一シ断荷
重が負荷された際のセメント硬化体の変形が直に補強繊
維に伝播され、補強繊mlに局部的に大きな荷重が加え
られるようになるためであると推察される。
しかして、このような理由より、本発明においては、セ
メント硬化体に含まれる気泡の11均直径は0.05〜
0.2mmが特に好ましい。
このようなセメント硬化体は、例えば品分を界1n1活
性剤系起泡剤及び木を混合して得られたエアーミルクと
、珪酸カルシウム−アウイン−スラグ系低アルカリ性セ
メント、水及び減水剤を混合して得られたセメントペー
ストとを42合し、得られた混合物に補強繊維を添加混
練した後成形し1次いでh生ずることにより、容易に!
I!J造できる。
このV IJに際しては、起泡剤として高分子界面活性
剤系起泡剤を用い、この起8/’illと水とを混合し
てエアーミルクを調製するのが好ましい。11X1分子
界面活性剤系起泡剤としては、アルケニールコハク酸が
好ましく、その使用に際しては、エアーミルク調整時に
おいて石灰を添加し、アルケニールコハク酸をフルカリ
ケン化して用いるのが好ましい。
エアーミルクのiA整にあたり、起泡剤及び木の混合割
合は、起泡剤0.01〜2重縫部縫部して水20〜30
重量部、好ましくは起泡剤!玉量部に対して水22〜2
6重敬部である。また石灰を混合使用する場合には、そ
の71合は、−に記起泡剤及び木の穢に対して0.1〜
2重が部、とりわけ0.3〜1.0重に部とするのが好
ましい、なお、石灰はアルカリケン化のためのCa ”
イオン供給のために添加するものであるので、Ca2+
イオン供給物質であれば、例えば七ノット等で代替する
こともできる。
起泡剤、水及び必要に応じて石灰を混合して起泡させ、
エアーミルクを得るには、高速ミキサーを用いるパッチ
方式により良好に混合起泡させることができる。その他
、高圧空気を使用した連続起泡機等を使用することによ
り、より安定した気泡をイ1)ることができる。
なお、気泡の径は、起泡剤の種類、起泡機内詰込み粒−
r−径によって決まる0例えば、−1−記フルヶニール
コハク酸系のものは小径の気泡を発生させる。また、起
泡剤として公知である蛋白系のものは比較的大径の気泡
を発生させる。また、起泡機内への詰込み粒子径が1〜
2mmであると0.1〜0.2mm程度の直径の気泡が
生じ、詰込み粒子径が5〜10mm−c’あると、0.
2〜0.5mm程度の気泡が生じる。
前記のエアーミルクは、比重ρ=0.02〜o、io、
特にρ=0.04〜0.06であることが好ましい。
別に、珪酸カルシウム−アライン−スラグ系低アルカリ
セメント、水及び減水剤を混合して、セメントペースト
を調製する。
本発明において用いるセメント原料としては、珪酸カル
シウム−アウイン−スラグ系低アルカリ性セメントが好
適であり、例えば、珪1%73石灰(3CaO* S 
102)、珪m2石灰(2CaO・S i O、りなど
のカルシウムシリケートヲ主成分とするポルトランドセ
メントクリンカ−20〜70屯星%、カルシウムサルホ
アルミネート3CaO・3Ai203 ・CaSO4を
主成分とするタリン力−10〜40ii%、無水石コウ
又はニー水石コラ10〜40重着%、高炉水砕スラグ又
はフライアッシュ20〜s o 屯r、>%の組成で、
かつ(3重文20]+1.5S 1o2)/(Ca O
−S O3)がモル比で1.0〜1.5であるものが好
ましい。
このようなセメントとしては、秩父セメント■製「チチ
ブGRCセメント」が市販されている。
チチブGRCセメントは、3CaO*SiO2,2Ca
O11S i02.3CaOs 3Alp 03 ・C
a S OI及び高炉水砕スラグを主成分とする高アル
ミナ低石灰型のセメントで、その化学成分とn通セメン
トの化学成分との比較は第1表に示す通りである。
また、減水剤としてはポリアルキルアリルスルホン酸系
減水剤が好ましく、特にナフタリンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物系減水剤が最適である。
セメントペースト調製に際し、低アルカリ性セメント、
水及び減水剤の混合割合は、セメントiooΦ、1.;
一部に対して、水25〜40玉tlS、部、好ましくは
30〜33屯t118部、減水剤0.2〜5屯jli部
、好ましくは0.5〜2屯j1シ部とするのが好適であ
る。セメントペーストは比重ρ=2程度のものが々fま
しい。
次に、:111記エアーミルクとセメンI・ペーストと
を混合し、軽ja−セメントペーストを調製するが、こ
の際、エアーミルクとセメントペーストとの混合11,
1合を調整することにより、得られるu +tiセメン
トペーストの比重ρ=1.0〜1.5となるようにする
のが好ましい。
次いで、この軽量セメントペーストに補mmmを添加し
、ミキサー等で十分に混練する。補強繊維としては、A
RG等のガラス繊維、アスベスト、カーボンHh維、そ
の他有機lik維等を用いることができる。補強繊維と
してガラス繊維を用いる場合、その繊In長さは3〜5
0mm、好ましくは12〜24mmであることが好まし
く、その添加H,+は軽1−+、セメントペーストに対
して2〜l Q 玉;1%、好ましくは3〜5玉星%と
するのが好ましい。用いるガラス繊維のm離反さが3m
m未満では補強効果が低く、50mmを超えると混合不
良か生し易い、また、カラス繊維の添加割合が2東、1
E%未満では補強効果が低く、10重量%を超えると混
合不良が生じ易い。
本発明においては、補強繊維としてガラス繊維を用いた
場合において、得られる硬化体の耐久性改y1効果が特
に顕著である。
P 、7セメントヘーストに補強tJ[を添加し、十分
に混練した後は、これを常法に従って成形し。
再生ずる。成形は所望の型枠に未硬化のガラス繊維添加
軽jaセメントペーストを打込み成形し、また、養生は
、温度10〜60℃、好ましくは30〜50℃、湿度6
0%以上で5時間以上行うのが好ましい。
再生により硬化したセメント成形体は、脱型した後更に
養生する。この場合の養生は、温度15°C以]−1湿
度60%以1−で711以に行うのが好ましい。これに
より軽量で強度、耐久性、寸法安定性に優れ、生産性が
良好で製造時に不快臭がない#j&維補強セメント製品
が得られる。
なお、本発明において、セメント原料のアルカリ性を更
に低下させるために、セメント原料の20 屯1.j%
以下の範囲で、セメント原料をシリカフニームに置換す
ることができる。シリカフニームの置換−1:が20重
縫部を超えると11)られるセメント硬化体の強度が低
下し、好ましくない。
本発明でセメント原料として珪酸カルシウム−7ウイン
ースラグ系低アルカリ性セメントを用いた場合には、セ
メント硬化過程で生成する水酸化カルシウムとアウイ7
 (3Ca O−3A l ;! O]・Ca S O
4)とが反応しエトリンガイトを生成するため、低アル
カリ性で乾燥による収縮率が小さく、シかも硬化速度が
速い。
このためセメントの補強M&雄としてガラス繊維を用い
た場合、セメントがガラス繊維を侵食することが殆どな
く、ガラス繊維の補強効果が持続しセメント硬化体の強
度等の機械的性質の経年変化は著しく少ないものとなる
。特に翻アルカリ性ガラス繊維を用いた場合に、その効
果は太きい、また・1゛法安定性に優れ、その生産性は
極めて高い。
更に、本発明のセメント硬化体を製造するに際して高分
子界面活性剤系起泡剤を用いると、減水’ l’ll+
との混合によっても消泡作用を起こすことはないため、
減水剤を使用してセメントペースト中の氷JJ’r品を
’sT+ ;眠゛k(1−人一幅(低ドせ1−島 ’/
; ′、W! H−石゛で高強度のセメント硬化体を得
ることが一11f能となる。
高分子界面活性剤系起泡剤が減水剤と混合しても消泡作
用を示さず安定であることの理由の詳細は明らかではな
いが、高分子界面活性剤系起泡剤の構成分子であるアル
ケニールコハク酸等は、分子−中に多数の親水〕、(を
右し1強い界面活性を示すと同111?に、これがセメ
ントペースト又は添加した石灰のCa ”イオンとの相
!f反応により不溶性のカルシラt、 fi4を生成し
、気泡が安定するためと考えられる。
[実施例] 以ドに実施例及び比較例を挙げて本発明をより共体的に
説明するが1本発明はその要旨を超えない限り、以ドの
実施例に限定されるものではない。
実施例1 アルケニールコハク酸系Jl剤(ファインフオームN)
、水及び石灰をミキサーにてdl!合発fuし、1tI
rI;0.05に調整したエアーミルク18.4g (
36,8cc)と、チチブGRCセメント(秩父セZン
ト■製)、水及び減水剤(花[己マイチー150)を混
合して、W/C=0.30、比i2.0に調整したセメ
ントペースト1kg(500cc)とを混合し、軽重セ
メントペーストを得た。
この軽量セメントペーストに、繊維長さ12mmのAR
Gを3重量%添加し、十分に混練した。これを型枠に打
込み、40℃、湿度100%で15時間養生した後説型
し、更に20℃、湿度80%で28日間養生して、比重
1.3.平均気泡直径0.1mm、エトリンガイト結晶
含有率30wt%のガラス繊維補強セメント硬化体を得
た。
この硬化体の曲げ強度を測定したころ、120k g 
/ c rrr’ テあった。また、収量−には020
6%であった・ 実施例2及び比較例1 起泡剤としては、実施例1で用いたアルケニールコハク
酸系のもの以外に、蛋白系のもの(フォーミックス)を
用い、起泡条件を調整しf均気泡径の異なるセメント硬
化体を製造した。その他の条件は実施例1と同様である
得られたセメント硬化体の比重は1.3である。また、
曲げ強度の測定結果は第1図に示す通りである。
第1図より、気泡の平均直径が1mm以下、とりわけ0
.2mm以下になると、曲げ強度が著しく増大すること
が明らかである。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の繊#補強セメント硬化体は
、気泡径が小さく強度が高い、また、エトリンガイトを
多量に含み、寸法安定性に優れると共に、低アルカリで
あり、補強繊維としてガラス繊維を用いても劣化が極め
て少なく、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は平均気泡径と曲げ強度との関係を示すグラフで
ある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)含有する気泡が平均直径1.0mm以下の微少気
    泡であり、25重量%以上のエトリンガイト結晶を含む
    繊維補強セメント硬化体。
  2. (2)珪酸カルシウム−アウイン−スラグ系低アルカリ
    性セメントの硬化体であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の繊維補強セメント硬化体。
  3. (3)比重が1.0〜1.5であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は第2項に記載の繊維補強セメン
    ト硬化体。
  4. (4)補強繊維はガラス繊維であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項に記載
    の繊維補強セメント硬化体。
JP24218585A 1985-10-29 1985-10-29 繊維補強セメント硬化体 Granted JPS62105980A (ja)

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JPH0566348B2 JPH0566348B2 (ja) 1993-09-21

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648863A (ja) * 1992-07-24 1994-02-22 Shimizu Corp ガラス繊維補強セメント軽量硬化体
WO1997043227A1 (de) * 1996-05-13 1997-11-20 Ytong Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von baustoffen

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WO1997043227A1 (de) * 1996-05-13 1997-11-20 Ytong Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von baustoffen

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