JPS63129050A - コンクリ−トやモルタルの劣化防止方法 - Google Patents

コンクリ−トやモルタルの劣化防止方法

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JPS63129050A
JPS63129050A JP27279486A JP27279486A JPS63129050A JP S63129050 A JPS63129050 A JP S63129050A JP 27279486 A JP27279486 A JP 27279486A JP 27279486 A JP27279486 A JP 27279486A JP S63129050 A JPS63129050 A JP S63129050A
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JP
Japan
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mortar
concrete
surfactant
cement
specimens
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JP27279486A
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English (en)
Inventor
宮澤 毅
勇 秋山
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Takata Corp
Original Assignee
Takata Corp
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Publication date
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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、コンクリートあるいはモルタルにおいて、骨
材成分とセメント成分との化学反応によって起こるコン
クリートやモルタルの劣化を防止する方法に関する。
(発明の背景〕 最近、骨材とセメント成分との化学反応によって、コン
クリートやモルタルが短い期間に劣化する現象が目立っ
ており、建設業界において大きな問題となっている。
例えば、骨材中にクリストバライト、トリジマイト、土
詰、オパール等のシリカ鉱物、波縞あるいは微細な絹雲
母、黒雲母、バーミキュライト、加水雲母等のシリケー
ト鉱物が含まれると、これらがセメント系アルカリと反
応して膨張し、コンクリートあるいはモルタルに亀裂を
生じさせたり、剥離あるいは、ポツプ・アウト現象を発
生させたりすることがある。
また、骨材中にモンモリロナイトが存在すると、モンモ
リロナイトとセメント系のカルシウムとの化学反応によ
っ°ζ、収縮現象を起こし、コンクリートあるいはモル
タルに亀裂を発生させたり、剥離現象を発生させる。
骨材中にローモンタイトが存在すると、ローモンタイト
とセメント系のカルシウムとの化学反応によって、コン
クリートあるいはモルタルに剥離、ポツプ・アウト、崩
壊等の現象が発生する。
骨材中に硫化鉱が存在する場合には、例えば黄鉄鉱は、
Ca (OH) zの存在する雰囲気において加水分解
し易い為、硫酸や硫酸鉄に変化膨張し、コンクリートあ
るいはモルタルに亀裂発生、爆裂、ポツプ・アウト現象
等が発生する。
セメントの硬化反応抑制剤は市販されているが、この種
の混和剤は、骨材とセメント系成分との化学反応を抑制
する効果はない。
か−る問題を解消しようとする方法の提案が、特開昭6
0−187512号公報に記載されている。この方法は
、コンクリートを調合する際、セメントを水洗、脱水処
理した後に用いて、セメント中のアルカリ成分を除くも
のである。
しかしこの方法にはセメントの水洗、脱水処理に多大な
費用が掛り且つ煩雑であるという欠点がある。
また建設省では、アルカリ骨材反応を問題視し、昭和6
1年lO月1日にアルカリ骨材反応対策暫定指針を出し
ている。しかしこの指針は、■アルカリ骨材反応を起こ
す可能性のある砂利を使わない■低アルカリセメントを
使う■一単位のコンクリートが含むアルカリ分を一定基
準以下にする■アルカリ骨材反応を抑制する効果のある
セメントを使う、という消極的なものであった。
〔発明の課題〕
本発明の課題は、コンクリートあるいはモルタルにおい
て、それの一般的な骨材に含まれるシリカ鉱物、波縞、
モンモリロナイト、ローモンタイト又は硫化鉱とセメン
ト系成分との化学的反応によって起こるコンクリートや
モルタルの膨張または収縮による体積変化、即ち、この
ことに基づく亀裂発生、剥離、爆裂、ポツプ・アウト現
象等を従来技術の如く多大な費用を掛けずに積極的に抑
制しそして劣化を防止することにある。
〔発明の構成〕
か−る課題は、コンクリートあるいはモルタルの混練調
整の際に、混線用水中に鉱油及び界面活性剤を混入する
ことによって達成できる。
本発明で用いる界面活性剤の量は、鉱油を基準として0
.01−10重量%であり、鉱油と界面活性剤との合計
量がセメントを基準として0.05〜5重量%である場
合が特に有利である。
本発明で用いる鉱油は、軽油、灯油、ガソリン、スピン
ドル油等である。界面活性剤は、鉱油を混練用水中に分
散し得るものであればよいのであるが、特にソルビタン
脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリ
グリセリンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエiチ
ル、アルキル燐酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル燐酸塩等である。
アルカリ骨材反応を起こす岩石は、各地に産するが、そ
の内、山形県南部に産する第三紀の安山岩は波縞とクリ
ストバライトとを併せて30χ程度含む。
また、他のアルカリ骨材反応を起こす砂利は、新潟県南
部に産する安山岩、粘板岩、砂岩を主体とする陸砂利で
、玉鎖と波縞を併せて30χ程度含む。
モンモリロナイトを含む岩石は各地で産するが、山形県
西部ではモンモリロナイトを35χ含む第三紀の玄武岩
が産出し、この岩石を通常のコンクリート骨材として使
用すると、コンクリートは数カ月内にセメント系カルシ
ウムとの化学反応によって収縮現象を起こし、亀裂が発
生する。
ローモタイトを含む岩石も各地に産し、群馬県南部には
、ローモタイトを10χ程度含む第三紀の安山岩が産出
する。この岩石を通常のコンクリート骨材として使用す
ると、セメント系カルシウムとの化学反応によって1年
以内にコンクリートが崩れだす。
黄鉄鉱を含む岩石も各地に多く、岐阜県中部では、黄鉄
鉱を4χ程度含む古生代の砂岩が産出する。この岩石を
通例のコンクリート骨材として使用すると、黄鉄鉱とセ
メント系のカルシウムと空気中の酸素とが反応し、膨張
反応が起こり、数カ月以内にコンクリートに亀裂が発生
したり、ポツプ・アウト現象が現れる。
アルカリ骨材反応を試験する方法としては、ASTM 
C227セメントー骨材の潜在性アルカリ反応試験方法
(モルタルバー法)が知られている。この試験は、モル
タルバー供試体を37゜8±1.7°C(100±3゛
F)の温度に保ち、定期的に長さ変化を測定して、骨材
とセメント系のアルカリとの膨張反応を調べることを目
的としている。この試験で材令3ケ月において膨張率0
.05%以上、6ケ月では0.1%以上の値を示した場
合には、有害なアルカリ骨材反応の潜在的可能性がある
と判断する。現在の日本国内では、この試験はセメント
のアルカリ量をNa、O換算で1.2χとして試験する
のが一般的である。
モンモリロナイトやローモンタイト、黄鉄鉱等を含む骨
材とセメント系成分との化学反応によるコンクリートや
モルタルの劣化を試験する方法は未だ定められたものは
ない、ただし、劣化変質現象は、材令数カ月以内に現れ
るので、コンクリート供試体やモルタル供試体を作製し
、野外暴露して変化を観察すればよい。
以下において本発明を比較例及び実施例によって更に説
明する。
ル較牲上 山形県南部に産する、波縞とクリストバライトを約30
χ含む第三紀の安山岩を破砕して砕砂を調製し、AST
M C227の試験の供試体作製方法に従って以下の供
試体を作製した。
破砕安山岩(5〜0.15mm)     675gセ
メント            300gフロー値  
        112 使用したセメントのアルカリ量(NagO換算)は、0
.81χであり、これに水酸化ナトリウムを加えてセメ
ント系のアルカリ量が1.2χになるように調整した。
モルタル供試体の大きさは、l ;:/X IJ:′X
11−1/2 z>のバーである。
供試体をASTM C227の養生方法に従って、37
.8±1.7°Cの温度で養生したところ、材令3ケ月
の膨張率は0.41χとなり、供試体に曲がりが生じて
、試験を継続できなくなった。
叉族勇」 上記の比較例1と同様の組成の供試体を作製する。但し
、モルタル混練時に混練用水に軽油と界面活性剤を混入
する。界面活性剤は分子量約800のモノオレイン酸ソ
ルビタン・エステルのポリエチレンオキサイド縮合体で
ある。界面活性剤の量は、軽油を基準とし、て0.5重
そχでありそして軽油と界面活性剤との合計混和量は、
セメントを基準として0.2重量%である。
この供試体を比較例と同様に養生したところ、材令3ケ
月の膨張率は0.155χであって比較例1に比べて明
らかに低い膨張率を示し、アルカリ骨材反応が軽油と界
面活性剤との混和によって抑制されたことが明瞭である
止較舅」 新潟県南部に産する安山岩、粘板岩、砂岩を主体とし、
土詰と波縞を併せて30χ程度含む陸砂利を破砕して砕
砂を調整し、ASTM C227の試験の供試体作製方
法に従って以下の供試体を作製した。
陸砂利破砕砂 (5〜0.15mm)    675B
セメント            300gフロー値 
          119使用したセメントは市販の
ポルトランドセメントで、アルカリ1i(NazO11
!!算)が0.81χであり、これに水酸化ナトリウム
を加えてセメント系のアルカリ量が1.2zになるよう
に調製した。
モルタル供試体の大きさは、l 1>xll:/X11
・1/21>のバーである。
供試体を^STM C227の養生方法に従って、37
.8±1.7°Cの温度で養生したところ、材令3ケ月
の膨張率は0.053χである。
災隻桝」 上記の比較例2と同様な組成の供試体を作製する。但し
、モルタル混練時に混練用水に軽油と界面活性剤を混入
する。界面活性剤は分子量約900のモノオレイン酸ソ
ルビタン・エステルのポリエチレンオキサイド縮合体で
ある。界面活性剤の量は、軽油を基準として1重量%で
あり、そして軽油と界面活性剤との合計混和量は、セメ
ントを基準として0.2重量%である。
この供試体を比較例2と同様に養生したところ、材令3
ケ月の膨張率は0.024χである。
比較例2に比べて極めて低い膨張率であり、アルカリ骨
材反応が軽油と界面活性剤との混和によって抑制された
ことは明瞭である。
止較贋」 山形県西部に産し、モンモリロナイトを約35χ含む第
三紀の玄武岩を破砕し、砕砂を調製し、モルタル供試体
を作製した。砕砂の粒度は、土木学会標準範囲に入るも
のである。
モルタルの配合は次の通りである。
砕砂(比重2.67 、吸水率3.77) 1,329
kg/m’セメント           480kg
/m’水                 185k
g/n+”空気量           7χ 供試体は、4cm X 4cm X 16cmの大きさ
のものをlO本作製した。これらの供試体を20″Cの
温度の水中で14日間養生した。これらの供試体を野外
暴露試験したところ、1週間で殆どの供試体に亀裂が生
じ、−年経過後では、全ての供試体に、角が欠けたり表
面剥離現象が認められた。
実斯I引J 上記の比較例3と同様な組成の供試体を10本作製する
。但しこの実施例では、モルタル混練時に、混練用水に
灯油と界面活性剤(分子i約650のモノオレイン酸ソ
ルビタン・エステルのポリエチレングリコール)を混和
する。界面活性剤の混和率は、灯油を基準として0.5
重litχであり、灯油と界面活性剤との合計混和量は
、セメントを基準として0.4施■2である。水中養生
後に野外暴露したが、−年間野外暴露した後も、全ての
モルタル供試体に何ら変化が認められなかった。骨材中
のモンモリロナイトとセメント系成分との化学反応が当
然予想されるにもかかわらず、この様な結果が得られた
のは、か−る劣化変質反応が灯油と界面活性剤によって
抑制されたことを意味する。
ル較拠」 群馬県南部に産するローモンタイトを10χ程度含む第
三紀の安山岩を破砕し、砕砂を調製し、モルタル供試体
を作製した。砕砂の粒度は、土木学会標準範囲に入るも
のである。
モルタルの配合は次の通りである。
砕砂(比重2.35 、吸水率7.74) 1.321
kg/m’セメント           480kg
/鋼3水                     
    1B4kg/m’空気置          
 8χ 供試体は、4c+mX 4c鴎X 16cmの大きさの
ものを10本作製した。脱型後に、これらの供試体を2
0℃の温度の水中で14日間養生した。これらの供試体
を野外暴露試験したところ、全ての供試体に3力月でポ
ツプ・アウト現象が現れ、6力月で微細な亀裂が生じ、
角が欠けた。
2施■」 上記の比較例4と同様な組成の供試体を10本作製する
。但しこの実施例では、モルタル混練時に、混練用水に
灯油と界面活性剤(ポリエチレングリコール400−ラ
ウレート)を混和する。界面活性剤の混和率は、灯油を
基準として1.5重量%であり、灯油と界面活性剤との
合計混和量は、セメントを基準として0.1重量%であ
る。水中養生後に野外暴露したが、−年間経過後も、全
てのモルタル供試体に何ら変化が認められなかった。骨
材中のローモンタイトとセメント系成分との化学反応が
当然予想されるにもかかわらず、この様な結果が得られ
たのは、灯油と界面活性剤によって劣化変質反応が抑制
されたことを意味する。
此l■生j 岐阜県中部に産する黄鉄鉱を4χ程度含む古生代の砂岩
を破砕し、砕砂を調製して、モルタル供試体を作製した
。砕砂の粒度は、土木学会標準範囲に入るものである。
モルタルの配合は次の通りである。
砕砂(比重2.72 、吸水率0.85) 1,311
kg/m3セメント          480kg/
m’水                 203kg
/m”空気量           7.7χ供試体は
、4cm X 4cm X 16cmの大きさのものを
10本作製した。脱型後に、これらの供試体を20°C
の温度の水中で14日間養生した。これらの供試体を野
外暴露試験したところ、全ての供試体に4力月経過した
頃から亀裂やポツプ・アウト現象、モルタル表面の褐色
の汚れが目立ち始め、角も欠けた。−年経過後、亀裂は
成長し、表面の剥離も著しく、劣化が目立った。
去施桝」 上記の比較例5と同様な組成の供試体を10本作製する
。但しこの実施例では、モルタル混練時に、混練用水に
軽油と界面活性剤(分子fl約500のモノオレイン酸
ソルビタン・エステルのポリエチレングリコール)を混
和する。界面活性剤の混和比率は、軽油を)IE′$と
して2重filχであり、軽油と界面活性剤との合計混
和量は、セメントを基準として0.2重量%である。水
中養生後に野外暴露したが、−年経過後も、全てのモル
タル供試体に目立った変化は認められなかった。骨材中
の黄鉄鉱とセメントのCa (OH) を並びに酸素と
の化学反応が当然予想されるにもかかわらず、この様な
結果が得られたのは、か\る反応を軽油と界面活性剤が
抑制したことを意味する。
〔発明の効果〕
上記の各比較例と各実施例との比較から判る様に、本発
明によれば、安価である鉱油と界面活性剤とを少量加え
ることによって、コンクリート又はモルタル中で起こる
骨材とセメント系成分との各種の悪い化学反応を著しく
抑制することができ、コンクリートあるいはモルタルの
劣化を多大な費用を掛けることなく防止できるので、そ
の経済的効果は絶大である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)コンクリートあるいはモルタルの混練調製時に、混
    練用水中に鉱油及び界面活性剤を混入することを特徴と
    する、骨材とセメント系成分との化学反応によって起こ
    るコンクリートやモルタルの劣化を防止する方法。 2)界面活性剤の量が鉱油を基準として0.01〜10
    重量%であり、鉱油と界面活性剤との合計量がセメント
    を基準として0.05〜5重量%である特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
JP27279486A 1986-11-18 1986-11-18 コンクリ−トやモルタルの劣化防止方法 Pending JPS63129050A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017031038A (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 松男 多田 油石

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JPS6051652A (ja) * 1983-07-28 1985-03-23 ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト 一成分−アルカリ珪酸塩−セメント組成物
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