JPS62241854A - 水硬性材料組成物 - 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〕 本発明は新規組成の水硬性材料組成物に関する。

さらに詳しくは、塩化物などの鋼材腐食成分を含む砂、
あるいは海水などを成形に際して用いた場合でも、共存
する鋼材を腐食させない水硬性材料組成物に関する。

〔従来の技術〕

セメント硬化体の補強材料として用いられる鉄筋等の鋼
材は、通常はセメント硬化体が強いアルカリ性を呈する
ために、その表面に形成された不動態被膜により腐食か
ら保護されている。しかしながら、セメント硬化体中に
塩化物などの腐食性物質が共存すると、塩素イオンなど
の作用によって、鋼材表面に形成された不動態被膜が破
壊されて鋼材の腐食が進行する。

コンクリート用の細骨材として川砂が使用される場合、
セメント硬化体中釦塩素化合物などの腐食性物質が混入
することは稀であり、セメント硬化体中の鋼材の防食に
対しては同等手当することを要しなかった。しかしなが
ら、昨今は、良質な川砂が不足するに至り、これに代わ
り海砂がコンクリート用の細骨材として使用されること
が多くなっている。この海砂の使用により、セメント硬
化体中には必然的に塩化物が混入し、この塩化物により
硬化体中の鋼材が腐食して、究極的に建造物などの寿命
が短くなるという問題がある。

このように海砂の使用によりセメント硬化体中に混入す
る塩化物などの腐食性物質に起因する鋼材の腐食は、最
近では重大な問題となっている。

また、腐食環境、特に海水と接触し、乾湿を繰り返す状
態にあるセメント硬化体中に埋設された鋼材は、セメン
ト硬化体中に侵入する腐食性成分によシ徐々に腐食する
という問題もある。

海砂を使用する場合に、セメント硬化体中に混入する塩
化物による鋼材腐食を防止する方法としては、海砂を水
洗することにより除塩する方法が知られている。しかし
、海砂の塩素イオンの濃度を水洗によって充分に低下さ
せるためには非常に多数の水を必要とする。従って、細
骨材の製造コストが高くなり、また海砂中の微粒粉が流
出し良好な細骨材を得ることができないという問題があ
る０ また、海水などの腐食環境との接触によるセメント硬化
体中の鋼材の腐食を防止する方法として、外部からの塩
化物などの腐食性物質の侵入を抑制するためにコンクリ
ートのかぶりを厚くしたり、表層を樹脂系塗料、タイル
等で仕上げる方法が知られている。この方法は、外部か
らの塩化物等の侵入に対しては有効な方法であるが、海
砂を使用したり、あるいは塩化カルシウムなどの腐食性
を有する混和剤を使用する場合のように、セメント硬化
体中に最初から腐食性物質が存在する場合には効果がな
い。

また、セメント硬化体中の鋼材の腐食を防止する方法と
して、下記の方法も知られて込る。

馨）表面を亜鉛メッキした鋼材を用いる方法。

（ロ）合成樹脂等で塗装した鋼材を用いる方法。

しかし、（イ）の方法は、高価であると共に、鋼材を作
業現場で溶接を行なった場合に溶接部分にメッキを施す
ことができず、この溶接部分に何等の手当を施さない場
合には、この部分から腐食が発生し１その腐食は亜鉛メ
ッキを施さないものよシ激しくなるという問題を有して
いる０（ロ）の方法はコスト高である上に、被覆した鋼
材とセメント硬化体との接着が良好でないという問題が
ある。

このように鋼材に防食性を付与する方法とは別に、セメ
ント硬化体に亜硝酸塩を添加し鋼材の腐食を制御する方
法が提案されている。この方法によってセメント硬化体
中の鋼材の腐食はある程度抑制されるものの、その効果
は充分であるとは言い惟い。特に配合量が不充分である
場合には、局部的な腐食（いわゆる孔食）が発生するお
それがある。

以上のような方法は、防食性、および価格の面などから
総合的に判断すると、いずれも満足できる方法であると
は言い難い。

〔発明により解決すべき問題点〕

本発明の目的は、新規組成を持った水硬性材料組成物を
提供することにある。

本発明の他の目的は、塩化物などの腐食成分を含む砂あ
るいは海水などを成形に際して用いた場合でも、あるい
はまた海水と乾湿を繰返して接触する場合でも、共存す
る鋼材を腐食させないセメント硬化体を与える水硬性材
料組成物を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、鋼材に対して上記の如く腐
食性を持たずしかもセメント水利の凝結時間が通常のセ
メントの場合と大差のない水硬性材料組成物を提供する
ことにある。

本発明のさらに他の目的は、鋼材を腐食させず、しかも
セメント硬化体の強度発現を遅延させることのない水硬
性材料組成物を提供することにある。

本発明のさらに他の目的及び利点は以下の説明から明ら
かとなろう。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明によれ
ば、本発明のかかる目的及び利点は、セメントに対し０
．０１〜２．０重数％の割合で平均粒径が少くとも２０
μｍの酸化亜鉛を含有していることを特徴とする水硬性
材料組成物によつて達成される。

本発明で用いられる酸化亜鉛は、少くとも２０μｍの平
均粒径を有する必要があり、好ましくは３０〜１０００
μｍ１特に好ましくは５０〜５００μｍの平均粒径を有
する。

また、酸化亜鉛はセメントに対し０．０１−４０重量％
で含有される必要があり、好ましくは０．０５〜０．５
重ｔＸである。

上記の如き、上記粒径を有する酸化亜鉛を上記割合で含
有することによって、本発明の組成物は鋼材が腐食する
のを防止し且つセメントに対して要求される基本的物性
例えば硬化特性を維持することができる。すなわち、少
くとも２０μｍの平均粒径の酸化亜鉛の含有率がセメン
トに対して０．０１重量％に満たない場合にはセメント
硬化体中の鋼材の腐食を十分に防止することができず、
−労咳粒径のｙｌｌ化亜鉛の含有率がセメントに対し２
、ｏｉｉｔ％を超える場合には鋼材の防食には好適であ
るが、平均粒径が約２０μｍのような比較的細かい酸化
亜鉛を加えた場合にセメントの水利が抑制され凝結時間
が長くなり、さらにセメント硬化体の強度発現が遅延さ
れるなどの問題が生ずる。

本発明で用いられるセメントとしては、例えば各種のポ
ルトランドセメント、高炉セメントおよびフライアッシ
ュセメントなどを挙げることができる。

本発明の組成物は、例えばセメントを酸化亜鉛とから成
る粉末状組成物、セメント、酸化亜鉛及び細骨材から成
るモルタル用組成物あるいはセメント、酸化亜鉛、細骨
材および粗骨材から成るコンクリート用組成物の形態に
あることができる。

また、本発明の組成物は、鋼材補強セメント硬化体を製
造するために、上記の如き組成物の組成にさらにセメン
トを硬化させるに十分な量の水を含有する湿潤混線物の
状態にあることもできる。

酸化亜鉛は、セメントに乾式混合することができ、ある
いはクリンカーを石膏と共に粉砕してセメントとする際
に添加して乾式混合することもできる。また、酸化亜鉛
は、通常使用されている混和剤（材）例えば減水剤、Ａ
Ｅ減水剤などと混合してセメントに添加することもでき
る。酸化亜鉛を含有するセメントを通常のセメントと混
合する方法によって本発明の組成物をＩｔｌｌ製するこ
ともできる。

さら忙、酸化亜鉛は、例えば生コンクリートプラントな
どにおけるコンクリートあるいはモルタルの型造工程で
添加することもできる。添加時期については混線中であ
れば特に制限はない。

本発明者の研究によれば、本発明に用いられる上記酸化
亜鉛としては、８００℃以上の温度において焼成を行っ
た際、該温度において熱分解を起して酸化亜鉛を与える
ことのできる化合物例えば塩基性炭酸亜鉛、しゆう酸亜
鉛を８００℃以上の温度で加熱して焼成するか、ある込
は酸化亜鉛を８００℃以上の温度で焼成することによっ
て得られた酸化亜鉛、特に平均粒径が２０μｍより小さ
い酸化亜鉛の微粒子を８００℃以上の温度で焼成して製
造される酸化亜鉛が上記の如き防食効果および硬化性の
点で極めて優れていることが明らかとなった。焼成は、
それ自体公知の方法に従って好ましくは電気炉、回転窯
等において行なわれる。

また、焼成に際しては酸化亜鉛に銅や鉛の酸化物を共存
させることもできる。そのような銅や鉛の酸化物の存在
は、平均粒径が少くとも２０μｍの酸化亜鉛の焼成を促
進するだけでなく、鋼材に対する防食にも有利に作用す
る。

モルタルあるいはコンクリートの製造に際して用いられ
る細骨材、粗骨材、添加剤としては、通常使用されてい
るものを用いることができることは熱論である。ただし
、本発明によれば、除塩されていない海砂あるいは塩化
物を含有する骨材などを使用することができる。また、
混線に使用する水も通常使用されているものの外、海水
も使用することができる。

すなわち、本発明の鋼材防食性モルタルあるいはコンク
リートを使用する限り１７１いては、通常の塩化物の含
有率であれば海砂を使用した場合でも、あるいは混練水
として海水を使用することによってもセメント硬化体中
の鋼材腐食を防止することができる。

以下、実施例、比較例および参考例を記載して本発明を
さらに詳述する。

〔実施例〕

実施例１〜３、比較例１および参考例１普通ぜルトラン
ドセメント：豊浦標準砂の重量比を１＝３、水セメント
比を０．８とし、混練水として海水を用い、さらに平均
粒径が５５μｍの酸化亜鉛粉末をセメントに対して第１
表記載の添加率となるように添加して、混線を行ないモ
ルタルを製造した。

４０Ｘ４０Ｘ１０ｍｍの合板製型枠中に、２０Ｘ２０Ｘ
１ｍの表面を研磨し脱脂した鋼板を入れ、この型枠中に
上記モルタルを充填して２０℃で２日間湿度９０％の湿
空中で養生したのち型枠を取シはずし供試体とした。

供試体の硬化の状態を目視によすｔｕ察した後、６５℃
の飽和水蒸気中で７日間、１４日間、２８日間、５６日
間、９１日間、それぞれ養生した後、圧縮試験機を用い
て割裂して鋼板を取シ出し、鋼板の発錆部分の面積率を
測定した。その結果を第２表に示した。

凝結試験はＪＩＳ　　Ｒ５２０１セメントの物理試験方
法に準じて行なった。

＠１表 実施例４〜６および比較例２ 実施例２において、平均粒径５５μｍの酸化亜鉛に替え
て、第３表に記載した平均粒径の酸化亜鉛粉末を用いた
他は、実施例２と全く同様に行った。結果を第４表に示
した。

第３表 実施例７〜９および比較例３．４ 平均粒径２μｍの酸化亜鉛を第５表に示した温度で、０
．５時間、電気炉中で焼成したのち粉砕し第５表に示し
た粒径の酸化亜鉛を製造した。これらの酸化亜鉛を実施
例２の酸化亜鉛に替え、その他は実施例２と全く同様に
行った。結果を第６表に記載した。

第５表 実施例１０．１１および比較例５．６ 市販の減水剤を併用した場合の実施例である。

実施例８の組成に、市販の減水剤Ａ（ＩＪゲニンスルホ
ン酸系）または減水剤Ｂ（アルキルアリルスルホン酸系
）を第７表に記載した割合で加え、水セメント比を０．
６０として試験した。結果を第８表に示した。

第７表 〔発明の効果〕 本発明の水硬性材料組成物を使用することにより、腐食
環境中におけるセメント硬化体中の鋼材の腐食を防止す
ることができる。

すなわち、細骨材として除塩されていない海砂を用いた
としても、また混練水として海水を使用したとしてもセ
メント硬化体中の鋼材の腐食を防止することができ、通
常の塩化物を含まない細骨材あるいは混練水を使用した
場合と何等変わることなく鉄筋コンクリート構造物を構
築することができる。

また、海洋コンクリート構造物のように外部からの塩化
物の侵入が発生しやすい構造物においても鋼材の腐食を
有効に防止できる。

さらに、塩化物を含有する混和剤を鉄筋コンクリートに
使用することが可能となる。さらにまた、従来の鋼材防
食技術に比し、安価に鋼材の防食が達成できる。

また、平均粒径が２０μｍ以上の酸化亜鉛はセメントの
凝結・硬化を遅延させるなどのセメント硬化体く対する
悪影響もない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメントに対し０．０１〜２．０重量％の割合で平
   均粒径が少くとも２０μｍの酸化亜鉛を含有しているこ
   とを特徴とする水硬性材料組成物。 ２、水硬性材料組成物がセメントと酸化亜鉛の他にさら
   に細骨材を含有する特許請求の範囲第１項に記載の組成
   物。 ３、水硬性材料組成物がセメントと酸化亜鉛の他にさら
   に細骨材と粗骨材とを含有する特許請求の範囲第１項に
   記載の組成物。 ４、水硬性材料組成物がセメントを硬化させるに十分な
   量の水をさらに含有する特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載の組成物。 ５、平均粒径が少くとも２０μｍの酸化亜鉛が平均粒径
   が２０μｍより小さい酸化亜鉛の微粒子を８００℃以上
   の温度で焼成して製造される特許請求の範囲第１項に記
   載の組成物。