JPS62216952A - 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〕 本発明は優れた機械的強度を有するセメント硬化体の新
規な製造方法に関する。

〔従来の技術および問題点〕

高い機械的強度を有するセメント硬化体（以下、高強度
セメント硬化体という）の開発は、単に構造物の軽量化
を図るのみでなく、セラミック代替材料、鋳鉄代替材料
などの新しい素材としてのセメント硬化体の用途を拡大
する上で重要な意義を（」する。

従来、かかる同強度セメント硬化体の装造方法としては
、水（決性セメントと水とを混練する除に、高性能減水
剤を添加して混練に必殊な水のはを可及的にＱ少させ、
余剰水によるセメント砂化体甲の空諒率を抑える方法が
知られて℃・ろ。（以下、この方法を湿式法ともいう）
しかしながら、上記の如き湿式法においては、セメント
硬化体の成形時に余剰水および混線時にかみ込まれる空
気泡を完全に排除することが困難であり、得られるセメ
ント硬化体中には１００〜１０００μ程度の細孔径を有
する空隙が多数存在する。そのため、かかるセメント硬
化体は、ある程度高い機械的強度を発揮するものの未だ
改良の余地がある。

〔間和点を解決するための手段〕

本発明者等は、高強度セメント硬化体の製造方法につい
て鋭意研究を亀ねた結果、水硬性セメントと粉状成形助
剤との混合粉体な乾式成形した後、得られる成形体に水
を含浸させて養生することにより、前記した余剰水およ
び空気泡に起因するセメント硬化体中への空隙の生成が
なく、従来の水硬性セメントと水とを予め混練して成形
する方法では発現できなかった高い機械的強度をイＪす
るセメント硬化体が得られることを見い出し本発明を完
成するに至った。

本発明は、水硬性セメントおよび粉状成形助剤よりなる
混合粉体を圧縮成形し、次いで得られる成形体に水を含
浸させて養生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。

本発明において、水硬性セメントは水和反応によって硬
化するセメントが特に制限なく使用される。例えば、ポ
ルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセ
メント、アルミナセメント、シリカセメント、カラーセ
メント等が一般的である。これらのうち、ポルトランド
セメントが特に好適である。上記の水硬性セメントは、
ブレーン値２５００〜２０００　ｏｄ乃。

好ましくは３　’５００〜２００００　ｄｌ＆　　の粒
度な有するものが得られるセメント硬化体中の空隙をよ
り減少させ、該セメント硬化体の機械的強度を一層向上
することができるため好適である。

また、粉状成形助剤は公知のものが特に制限なく使用さ
れる。例えは、ケイ酸カルシウム。

ヘントナイト、ジャモン岩等の無機物の粉状成形助剤、
メチルセルロース等の有機物の粉状成形助剤が一般に使
用される。上記の粉状成形助剤のうちケイ酸カルシウム
が成形性に優れ、得られろセメント硬化体の機械的強度
が特に高いため好適に使用される。特に、ジャイロライ
ト型結晶構造を雨し、ＳｉＯ□／ＣａＯのモル比が１６
〜３．２であり、長手方向の平均直径が０．１〜３０ミ
クロン、厚みが０．００５〜０．１ミクロンの花弁状の
薄片が集合した形態を有するケイ酸カルシウム（以下、
花弁状ケイ酸カルシウムという）が最も好適に使用され
る。か力・る花弁状ケイ酸カルシウムは特開昭５４−９
３６９８号に記載された方法によって製造することがで
きる。

本発明において、混合粉体中の水硬性セメントに対する
粉状成形助剤の割合が多い場合には得られるセメント硬
化体の機械的強度が低下し、逆に少ない場合には後述す
る圧縮成形が困難となる傾向がある。従って、混合粉体
中における粉状成形助剤の割合は水妙性七メン）１００
１１鼠部に対して１〜５０重社部、好なしくは３〜２０
３を置部とすることが好ましい。

また、上記混合粉体に他の成分を飽加することは必要に
応じて実施することができろ。例え（工、カーホン繊維
、アラミド繊維、ビニロン繊維、金属繊維等の繊維状物
、ｆｆ１砂、川砂、砕砂等の骨材、微粉状シリカ等の微
粉状物、ｍ科等が挙げられる。繊維状物は得られるセメ
ント硬化体の曲げ強度の向上に特に効果的であり、混合
粉体１００本社部に対して１〜２０！ｌ！鑓部の割合で
使用すれはよい。また、骨材は一般に水硬性セメント１
００止ｉｔ部にス・１して５〜２００重社部の割合で使
用することができる。更に、微粉状物は、？Ｊられるセ
メントイＩψ化体甲の空隙を埋め、その機械的強度を向
上する効果を南し、混合粉体１００恵Ｍ部に対して５〜
２０車鼠部の割合で使用することが好ましい。

本発明にお・いて、Ｗ’＋＋記した混合粉体は一般に２
００〜１００００％、好ましくは５００〜４０００〜の
圧力で圧縮成形することにより所定の形状に成形されろ
。成形圧力が上記範囲より低い場合には、空隙が成形体
中に多数存在しするため、得られるセメント硬化体の機
械的強度をｆ分向上することが困姐となる。また、成形
圧力を上げるとイＪられるセメント硬化体の機械的強度
は向上するが、上記範囲を超えると効果は頭打ちとなる
ばかりでなく、技揄的にも困難となる。

混合粉体の圧縮成形は公知の方法が特に制限な〈実施さ
れる。例えは、金型ブレス成形機を用いた一軸加圧成形
法、アインスタティクプレス成形法等が挙げられる。上
記の一軸加圧成形法を実施する場合には、金型プレス成
形機の内壁に予めステアリン酸カルシウム、ステアリン
酸マグネンウム等の滑剤を塗布するか或いは混合粉体中
に上記滑剤を混合粉体に対して０．１〜０．５ｍｈｉ％
の割合で添加した後圧縮成形を行うことが、成形体の内
部まで均一に圧力を伝達することができ、より均一な密
度を有し、高い機械的強度を有するセメント硬化体を得
ることができ好ましく・。

本発明において、圧縮成形によって得られた成形体は水
硬性セメントの水和に必要な水を含浸させて１生ずるこ
とによりセメント硬化体が得られろ。

成形体に水を含浸させる方法は特に制限されないが、成
形体を水に浸漬する方法、成形体に水を散布する方法な
どが一般的である。また、上記した水として水溶性ポリ
マーを添加した水を使用することは得られるセメント硬
化体の機械的強度をより向上することができ好ましい。

水に対する水溶性ポリマーの添加割合は、１〜１５重社
％が好ましい。また、水を含浸させた後の成形体の養生
方法も特に制限されるものではなく、水中養生、湿空養
生、蒸気養生、オートクレーブ養生などが一般に採用さ
れる。これらの養生方法のうち、特にオートクレーブ養
生およびＡ気養生が水硬性セメントの水和促進に効果的
であり、得られるセメン１団化体の機械的強度を向上す
ることができ好ユしい。かかるオートクレーブ養生およ
び蒸気養生は圧力常圧２０〜．温度５０〜２１０℃の条
件下に行うことが望ましい。

〔作用および効果〕

以上の説明より理解されろように、本発明の方法は、水
硬性セメントを予め水と混練することなく粉体の状態で
乾式成形することにより、極めて緻密な構造を有する成
形体が得られ、これに水を含浸し養生しても上記ｍ造が
崩れないため、水硬性セメントの水和に必要な最少限の
水量に近い水量で、該水硬性セメントを硬化させること
ができる。

従って、従来の湿式法において問題となっていた余剰水
および水硬性セメントと水との混線により混入する空気
泡に起因するセメント硬化体中の粗大な空隙がほとんど
ないため、極めて高い機械的強度な有する高強度セメン
ト硬化体が得られる。因に、本発明の方法によって得ら
れるセメント硬化体は、従来の湿式法によって得られる
セメント硬化体に対して１５〜３倍の機械的強度を七し
、また湿鯛・乾燥による膨張。

収縮率も小さく、従来の湿式法によって７υられるセメ
ント［化体に対して長さ変化がｈ−兄という優れた寸法
安定性を有する。

〔実施例〕

以下、本発明を更に具体的に説明するため、実施例を示
すが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
。

なお、実施例および比較例におけろ曲げ強度は３点曲げ
法によりスパンを７傭、荷ｍＴｈ度を０、５　ｙ７６０
秒として測定した値である。また、圧縮強度は２Ｘ２α
の載荷盤にて測定した値である。さらに、乾燥収縮率は
養生後、試料を１度３０″ＣＩ湿度５０％の雰囲気下に
７２時間放置して測定した値である。

実施例１〜７ ｇ辿ポルトランドセメント１０１Ｍｍｔｙｌ（に対して
第１表に示す割合でケイ■カルシウム粉末（フローライ
トＲ（商品名）；徳ｌＪ］Ｉｉ！／達■社製）を粉状成
形助剤として混合した後、金型ブレス機により第】表に
示す圧力で圧縮成形を行い２αＸ　２　ｃｍ　Ｘ　約８
１の成形体を得た。次いで、この成形体に十分水を含浸
させた後、１８０℃。

１０気圧の条件で６時間オートクレーブ養生を行いセメ
ント硬化体を１ひた。得られたセメント硬化体の曲げ強
度、圧縮強度、および乾燥収縮率を第１表に併せて示す
。

以下ｒン、臼 実施例８〜１４ 実施例１〜７において、オートクレーブ養生を３日間の
水中養生に変えた以外は、同様にしてセメント硬化体を
イひた。得られたセメント硬化体の曲げ強度、圧縮強度
および乾燥収縮率を第２表に示す。

以下ｒ；白 比較例 普通ポルトランドセメント１００重量部に対して水２０
ｍ鷲部および高性能減水剤（マイティ１００　（商品名
）；化工石鹸−社製）を混練した後、２ｃｌｌＸ２儂Ｘ
８ｃｍの形状に成形した後、３日間水中養生を行ってセ
メント硬化体を得た。

得られたセメント硬化体の曲げ強度は１９２に９ｆ／ｃ
ｄ、圧縮強度は９９４に９ｆム、乾燥収縮率は９００Ｘ
１０−’であった。

実施例１５〜２０ 普通ポルトランドセメンｚｏｏｊＭＭ部に対して第３表
に示す割合でケイ酸カルシウム粉末（フローライ）Ｒ（
商品名）；徳山′Ｗ達■社製）を粉状成形助剤として混
合した混合粉体に、第３表に示す割合で滑剤（ステアリ
ン酸マダイ・シウム）を添加混合した後、金型プレス機
により第３表に示す圧力で圧縮成形を行い２ｃｍＸ２ｃ
ｍ×約８αの成形体を得た。次いで、この成形体に充分
水を＠浸させた後、１８０℃およびｌＯ気圧の条件で６
時間オートクレーブ！Ｉ生を行いセメント硬化体を得た
。得られたセメント硬化体の曲げ強度、圧縮強度および
乾燥収縮率を第３表に併せて示す。

以下？−，つ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水硬性セメントおよび粉状成形助剤よりなる混合粉
   体を圧縮成形し、次いで得られる成形体に水を含浸させ
   て養生することを特徴とするセメント硬化体の製造方法
   。 ２）水硬性セメントがポルトランドセメントである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３）成形体の養生を圧力常圧２０ｋｇ／ｃｍ＾２、温度
   ５０〜２１０℃で行う特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ４）水硬性セメントのプレーン値が２５００〜２０００
   ０ｃｍ＾２／ｇである特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ５）混合粉体中における粉状成形助剤の割合が水硬性セ
   メント１００重量部に対して１〜５０重量部である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ６）粉状成形剤がケイ酸カルシウムである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ７）２００〜１００００ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力で圧縮成
   形を行う特許請求の範囲第１項記載の方法。