JPS6217083A - セメント硬化体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐凍結融解性が改善されると共に、圧縮強度も
高いセメント硬化体を製造し得る方法に関する。

［従来の技術］ セメント硬化体は主にコンクリート構造物やコンクリー
ト製品として用いられ、これらは寒暖の繰返しによる凍
結融解作用によって、劣化する場合がある。

従来、セメント硬化体の耐凍結融解性を改善する方法と
しては、セメント混合物にＡＥ剤を添加し、気泡を発生
させ、凍結水の膨張圧を気泡によって緩和する方法が一
般的である。

［発明が解決しようとする問題点］ セメント硬化体中の気泡は、セメント硬化体の耐凍結融
解性を改善するが、圧縮強度を低下させる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、セメント硬化体の耐凍結融解性を改
善し、かつ、圧縮強度を増加させることができるセメン
ト硬化体の製造方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段１ この目的を達成するために、本発明のセメント硬化体の
製造方法は、セメント硬化体製造用の原料に水を添加し
て練り混ぜ、その後硬化させるようにしたセメント硬化
体の製造方法において、細骨材の粒径範囲にある乾燥し
た発泡無機材料を硬化体中における体積比が１〜２０％
となる割合で混入して練り混ぜすることを特徴とするセ
メント硬化体の製造方法である。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明では、セメント、骨材等の通常のセメント硬化体
製造用の原料にさらに発泡無機材料を併用する。（なお
、セメント、骨材の他に、分散剤や、強度低下を殆ども
、たらさない範囲でＡＥ剤を添加、使用しても良い。） 発泡無機材料としては特に制限は無いが、特に膨張頁岩
等の１膨張粘土類を焼成したものや真珠岩、黒曜石等の
発泡性ガラス質の火成岩を焼成したものが、圧縮強度特
性に優れたセメント硬化体を製造することができるので
、極めて有利である。

本発明において、発泡無機材料は、細骨材の範囲にある
粒度のもの即ち粒径５ｍｍ以下のものが用いられるので
あるが、過度に細かいものは気孔の少ない粒子であるこ
と、また粒径の大きなものはセメント硬化体の強度を低
下させるおそれがあることから０．１２〜１．２ｍｍの
粒径のものを用いるのが好ましい。　本発明においては
、この発泡無機材料は、その表面を合成樹脂で被覆して
も良い、このように合成樹脂で被覆すれば、発泡無機材
料の粒子への吸水が少なくなるので、セメント硬化体の
耐凍結融解性に関して有利である。

なお、合成樹脂としては、特に制限は無いが、特に塩化
ビニルは発泡無機材料の表面に不透水膜を形成できるの
で１発泡熱機材料の吸水が無く、セメント硬化体の耐凍
結融解性を著しく向上させる。

表面被覆のない発泡無機材料を用いる場合、乾燥状態（
好ましくは絶乾状態）にあるものを用いる。これは、予
め含水ないし飽水さ、せた発泡無機材料をセメント粉末
等に添加すると、発泡無機材料中の空孔が水で満され、
凍結水の膨張圧を緩和する作用が低くなるからである。

本発明において１発泡熱機材料の混入率は、セメント混
合物の配合によっても異なるが、耐凍結融解性が向上し
、圧縮強度が増加する範囲とし、具体的にはセメント硬
化体の体積の１〜２０体植％となる混入率とする。なお
、望ましいこの混入率は、コンクリートの場合２〜８体
積％１モルタルの場合４〜１８体積％である。

本発明においては、通常、前記した通常のセメント硬化
体製造用原料とこのような発泡無機材料とをまず空練り
した後に水を加えて混練する。而して、合成樹脂による
表面被覆のない発泡無機材料を乾燥状態とし、セメント
混合物に混入する場合、発泡無機材料の吸水によってセ
メント混合物のコンシステンシーが低下するため、初期
目的のコンシステンシーに相当する水を余分に加えて、
所定のコンシステンシーを得るようにする。パネルやパ
イル等のいわゆる２次製品を製造する場合、セメント硬
化体の養生方法としては特に制限は無いが、蒸気養生を
行うことがセメント硬化体の耐凍結融解性に関して有利
である。

表面を合成樹脂材料により覆った発泡無機材料を、セメ
ント混合物に混入する場合、発泡無機材料の吸水は無く
、セメント混合物のコンシステンシーは低下しない、か
かる場合、セメント硬化体の養生方法として特に制限は
無い。

［作用］ セメント硬化体が凍結及び融解のサイクルを〈　　　　
　゛り返し受けると、セメント硬化体中に含まれる水　
　　　　１分の凍結時の膨張により、セメント硬化体に
大き　　　　□な内部応力が生じ、クラックが入ったり
する。これに対し上述の如く１発泡熱機材料を混入した
場合には、発泡無機材料の気孔部が、凍結水の膨張圧を
緩和するようになるので、凍結時の内部応力が緩和され
、セメント硬化体の耐凍結融解性が向上スる。また、本
発明によれば圧縮強度を増加させることもできる。

特に、本発明においては、セメント硬化体を蒸気養生す
ると、さらに耐凍結融解性が向上する。

また、表面を合成樹脂材料により表面被覆した発泡無機
材料をセメント混合物に混入した場合、セメント硬化体
は耐凍結融解性がさらに向上する。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。

実施例１〜５（コンクリートへの適用例）膨張頁岩を焼
成したものから成る粒径Ｏ，ｔＳ〜Ｌ、２ｍｍの発泡無
機材料を用い、これを絶乾状態とし、セメント混合物に
混入した６発泡熱機材料の混入率、セメント混合物の配
合、スランプ及び空気量を第１表の実施例１〜５に示す
、蒸気養生または水中養生を行った各々の配合のセメン
ト硬化体について、圧縮強度試験（ＪＩＳＡ　　１１０
ｇに準拠）及び急速凍結融解試験（ＡＳＴＭ　　Ｃ６６
６Ａにｉ！Ｉｉ拠）を行った。

試験結果の圧縮強度及び耐久性指数を第２表の実施例１
〜５に示す。いずれの養生を行った場合も、実施例３の
セメント硬化体は圧縮強度が特に高く、耐久性指数も高
い。

比較例Ｉ 発泡無機材料の混入の無いセメント混合物の配合、スラ
ンプ及び空気量を第１表の比較例１に示す、また実施例
１〜５と同様に圧縮強度試験及び急速融解試験を行った
結果を第２表の比較例１に示す、第２表より、この比較
例１は、実施例２〜５に比べて圧縮強度及び耐久性指数
が低いことが認められる。

比較例２ 耐凍結融解性を改善する方法として、従来のＡＥ剤を添
加する方法を用いて製造したセメント混合物の配合、ス
ランプ及び空気量を第１表の比較例２に示す。また、実
施例１〜５と同様に圧縮強度試験及び急速凍結融解試験
を行った結果を第２表の比較例２に示す、比較例２は、
比較例１に比べて耐久性指数は高いが、圧縮強度は低い
。

また、実施例１〜３は、特に蒸気養生を行った場合、比
較例２とほぼ同等の耐久性指数を示し、耐凍結融解性に
優れている。

したがって、絶乾状態の発泡無機材料をセメント混合物
に混入した場合においては、その後蒸気養生を行うこと
によって、特に優れた耐凍結融解性を示すことが認めら
れる。

実施例６（合成樹脂被覆した発泡無機材料を用いたコン
クリート） 実施例１〜５と同一の発泡無機材料の粒子表面を塩化ビ
ニルで覆い、これをセメント混合物に混入した。なお粒
子の被覆は、高速混合器中に無機発泡材料を入れ、有機
溶剤に溶かした塩化ビニルを添加してまぶし、その後乾
燥させて粒子表面に被膜を形成することにより行った。

発泡無機材料の混入率、セメント混合物の配合、スラン
プ及び空気量を第１表の実施例６に示す、また、実施例
１〜５と同様に圧縮強度試験及び急速凍結融解試験を行
った結果を第２表の実施例６に示す。

第２表より、実施例６は比較例１に比べて、圧縮強度及
び耐久性指数が高いことが認められる。

また、実施例６は比較例２に比べて、圧縮強度が高く、
耐久性指数が同等である。実施例６は実施例４と発泡無
機材料の混入率が同一であるが、実施例４に比べて圧縮
強度は低く、耐久性指数は高い。

したがって、粒子表面を塩化ビニルにより覆った発泡無
機材料をセメント混合物に混入した場合においては、塩
化ビニルで覆わない発泡無機材料を用いた場合に比べて
、圧縮強度の向上は小さいが、耐凍結融解性に特に優れ
ていることが認められる。

実施例７〜１０（モルタルへの適用例）実施例１〜５と
同一の発泡無機材料を用い、粗骨材混入の無いセメント
Ｗ合物にこれを混入した。発泡無機材料の混入率及びセ
メント混合物の配合及びフローを第１表の実施例７〜１
０に示す、また、実施例１〜６と同様に圧縮強度試験及
び急速凍結融解試験を行った結果を第２表の実施例７〜
１０に示す。

比較例３ 発泡無機材料の混入が無く、粗骨材の混入が無いセメン
ト混合物の配合を第１表の比較例３に示す、また、実施
例１−１０と同様に圧縮強度試験及び急速凍結融解試験
を行った結果を第２表の比較例３に示す。

実施例８〜１０は比較例３に比べて、圧縮強度及び耐久
性指数が高く、実施例７は、比較例３に比べて耐久性指
数は高いが、圧縮強度は同等である。

即ち、実施例１〜１０により、発泡無機材料の混入率を
１〜２０％程度とすれば、混入率ＯでＡＥ剤不使用のも
のに比べ、耐凍結融解性が向上することが確認された。

第１図及び第２図は、上記測定結果に係る圧縮強度と発
泡無機材料混入率との関係を示すグラフである。第１図
より、コンクリートの場合、混入率を２〜８％とするこ
とにより、高強度化できることが認められる。また、第
２図より、モルタルの場合、混入率を４〜１８％とする
ことにより高強度化できることが認められる。

参考例１ 実施例４と同一の発泡無機材料を十分に吸水させ、含水
率２２％程度とし、これをセメント混合物に混入した。

発泡無機材料の混入率、セメント混合物の配合、スラン
プ及び空気量を第１表の参考例１に示す。また、実施例
１−１０と同様に圧縮強度試験及び急速凍結融解試験を
行った結果を第２表の参考例１に示す。

参考例１は実施例４と比較して、圧縮強度は同等である
が、耐久性指数が低い、したがって１発泡無機材料は乾
燥状態で使用するのが好ましいことが認められる。

なお、凍結融解を繰り返し行ったときのセメント硬化体
の相対動弾性係数の変化の測定結果を第３図に示す、第
３図より、実施例６のものは、比較例２のもの（ＡＥ剤
使用）よりも優れた耐凍結融解性を有することが認めら
れる。また、他の実施例のものも、比較的優れた耐凍結
融解性を有するが１発泡無機材料の混入率が低い場合に
は、耐凍結融解性の向上は小さいことが認められる。

［効果］ 以」；詳述した通り、本発明のセメント硬化体の製造方
法によれば、まだ固まらないセメント混合物のコンシス
テンシーを損なうこと無く、耐凍結融解性に優れ、かつ
圧縮強度の高いセメント硬化体を製造することができる
。

したがって、本発明の方法によれば、耐凍結融解性、圧
縮強度の優れたコンクリート構造物あるいは、コンクリ
ート製品を得ることができ、工業的に極めて有利である
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は発泡無機材料の混入率とセメント硬
化体の圧縮強度との関係を示すグラフ、第３図は凍結融
解サイクルと相対動弾性係数との関係を示すグラフであ
る。 代理人　　　弁理士　　　　重　野　　剛第　　１　　
図 谷〕！泗機°恰勢表Ｘ中　姑１（％） ↑　　　　　　　　　　第　　２　　図＝ 手続補正書 昭和６０年８月２８日 ？　発明の名称 セメント硬化体の製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　三菱鉱業セメント株式会社４　代理人 住　　所　　東京都港区赤坂４丁目８番１９号〒１０７
　赤坂表町ビル５０２号 自　　　　発 ６　補正の対象 ７　補正の内容 （１）　明細書の特許請求の範囲を別紙の通りに訂正す
る。 （２）　明細書第６頁第４行に「初期目的の」とあるの
を１発泡無機材料無混入セメント混合物のＪと訂正する
。 （３）　同第８頁第１４行に「急速融解試験」とあるの
を「急速凍結融解試験Ｊと訂正する。 （４）　同第９頁第１７行〜１８行に「無機発泡材料」
とあるのを「乾燥した無機発泡材料１と訂正する。 以　　上 Ｖ７１１紙 特許請求の範囲 （１）　セメント硬化体製造用の原料に水を添加して練
り混ぜ、その後硬化させるようにしたセメント硬化体の
製造方法において、細骨材の粒径範囲にある乾燥した発
泡無機材料を硬化体中における体積比が１〜２０％とな
る割合で混入して練り混ぜすることを特徴とするセメン
ト硬化体の製造方法。 （２）　発泡無機材料の前記混入割合は、セメント硬化
体がコンクリートである場合２〜８体積％であり、セメ
ント硬化体がモルタルである場合４〜１８体積％である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセメン
ト硬化体の製造方法。 （３）　練り混ぜの際、　　無　　　無理　七メと上星
丘全９コンシステンシーに相当する水を余分に加えるこ
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
のセメント硬化体の製造方法。 （４）　前記発泡無機材料として、表面を合成樹脂によ
り覆った発泡無機材料を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載のセメント硬化体の製
造方法。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント硬化体製造用の原料に水を添加して練り
   混ぜ、その後硬化させるようにしたセメント硬化体の製
   造方法において、細骨材の粒径範囲にある乾燥した発泡
   無機材料を硬化体中における体積比が１〜２０％となる
   割合で混入して練り混ぜすることを特徴とするセメント
   硬化体の製造方法。
2. （２）発泡無機材料の前記混入割合は、セメント硬化体
   がコンクリートである場合２〜８体積％であり、セメン
   ト硬化体がモルタルである場合４〜１８体積％であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセメント
   硬化体の製造方法。
3. （３）練り混ぜの際、初期目的のコンシステンシーに相
   当する水を余分に加えることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載のセメント硬化体の製造方法
   。
4. （４）前記発泡無機材料として、表面を合成樹脂により
   覆った発泡無機材料を用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載のセメント硬化体の製造
   方法。