JPS63222055A - セメント成型体の製造方法 - 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、セメント成型体を急速高温養生によって唖め
て短時間（１〜３時間）で製造する方法に関するもので
ある。セメント成型体としては、石綿セメント板、パル
プセメント板、木毛セメント板、木片セメント板、ＧＲ
Ｃ、セメント瓦、モルタル板、テラゾーブロック、コン
クリート板、コンクリートパイル、ヒユーム管、Ｕ字溝
、コンクリートブロック、テトラポット、コンクリート
枕木、ＡＬＣ等の土木、建築用のセメント、モルタル、
コンクリート製品があげられる。

〔従来の技術〕

従来、セメント成型体を製造するには、ポルトランドセ
メント、水及び骨材を調合して混練りし、型枠に充填後
、常温（通常の気温）で２〜４時間前養生する。ついで
、水蒸気を用いて、１１〜ｂ養生温度を４〜８時間保持
した後に蒸気を止め、６〜１２時間の自然冷却を持って
脱型している〔特公昭５７−１７８７１号公報、日曹マ
スタービルダーズ■の技術資料ＡＬＯＯＩ″″蒸気養生
−ＡＣＩ５１７委員会報告”、１９６３年８月刊〕。

従来の方法では、セメント成型体の生産サイクルは１〜
３サイクル／日である。生産時間を単に短縮したのでは
コンクリートは十分に硬化しない。

また、従来の養生条件よりも、前養生時間を短縮し、昇
温速度及び養生温度を上昇させると、セメント成型体に
は膨張、発泡及び亀裂が発生し、健全な製品が得られな
い。

本発明者等は、先に、セメント混和剤を種々検討し、前
養生の必要性の有無、蒸気養生後の放冷の必要性の有無
を検討したところ、特定の硫酸塩をセメント混和剤とし
て用いる場合は開放式型枠でも、前養生を必要とせず、
成型後直ちに昇温速度４０℃／時間以上、かつ、養生温
度８０℃以上の急速高温養生を行うことができ、これに
よって、養生時間１〜３時間で欠点のない健全なセメン
ト成型体が得られ、生産サイクルは１０サイクル／日以
上可能であることを見い出した（特開昭６１−１２２１
４６号、特願昭６０−１９３４０５号）。

この方法は強度の高いセメント成型体を１〜３時間で製
造できる利点を有するが、特定の硫酸塩を用いるので、
水硬性セメント配合物の凝結が急速であり、流動性の減
少が短時間に起抄、作業性が悪いので、ナフタレンスル
ホン酸塩ホルマリン縮合物やメラミン樹脂スルホン酸塩
等の減水剤を多量に添加する必要がめる。

しかし、このような減水剤を配合しても、３０〜４５分
間の可使時間は得られるが、それ以上は困難である。

〔問題点を解決する具体的な手段〕

本発明においては、特定の硫酸塩および減水剤、オキシ
カルボン酸またはその塩を含有するセメント混和剤を用
いることにより、可使時間を６０分間以上とすることが
でき、強度の高いセメント成型体を１〜３時間で製造す
ることを可能ならしめるものである。

即ち、本発明は、セメント１００電歇部に下記の組成割
合の混和剤 （ａ）、アルミニウムの硫酸塩またはアルミニウムの硫
酸複塩の１種または２種以上の硫酸塩１電縫部 （ｂ）、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物また
はメラミン樹脂スルホン酸塩 ０．１〜１重量部 （ｃ）　、オキシカルボン酸またはその塩０．００２〜
０．３重量部 （む粒径が１〜５０ミクロンの赤倉ボゾラン、粒径が５
ξクロン以下であり、Ｍ２Ｏ３・３ＳｉＯｚ、Ｚｒ５ｉ
Ｏ＋　、けいそう士、ベントナイト、珪砂、カオリン、
Ｃａ５１ダスト、シリカフューム、Ｎａ２Ｏ・５１０２
の中より選ばれたシリカ系化合物粒子　　　　　　　　
　　　０〜５重量部を２〜２０重量部の割合で配合され
た水硬性セメント組成物を型枠に打設し、これを８０〜
１１０℃の温度で高温養生することを特徴とするセメン
ト成型体の製造方法を提供するものである。

（セメント） 本発明の実施において、水硬性セメントとしては、普通
ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中
庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメ
ント、白色ポルトランドセメント、高炉セメント、シリ
カセメント、フライアッシュセメント膨張セメント等が
挙げラレる。

セメントには通常、水、細骨材、粗滑材が配合される。

水はセメント１００重量部に対し、３０〜４００重量部
の割合で用いられる。

細骨材としては川砂、砕砂、砕砂、人工軽量砂等が挙げ
られ、これらはセメント１００重量部に対し、０重量部
〜適量、モルタル、コンクリート製品の場合には１００
〜３００重量部の割合で用いる。粗骨材としては川砂利
、砕石が一般であり、モルタル成型品を得る場合は配合
され工いないが、コンクリート成型品を製造する場合は
２００〜４００重量部の割合で、また、細骨材率が２７
〜４５７〜４５重量部合で一般に利用される。

（混和剤） 次にセメント混和剤成分について述べる。

（＆）成分の硫酸塩としては、μの硫酸塩、これらの複
塩、例えばＮＨ４Ａｔ（Ｓ　０４　）２等があげられる
。これらの硫酸塩や硫酸複塩は、無水物あるいは有水物
、例えばＡｔｚ（ＳＯ２）ａ・１４〜１８ＨｚＯのいず
れの形でも使用でき、粉末状あるいは水溶液としても使
用できる。

次に、セメント配合物の流動性を改良するの）成分の減
水剤としては、ナフタレンスルホン酸・ホルマリン縮合
物またはメラミン樹脂スルホン酸のＮａ１Ｃａ塩である
。

ナフタレンスルホン酸塩・ホルマリン縮合物については
、ナフタレンスルホン酸塩単独縮合物に限られるもので
はなく、ナフタレン、アルキルナフタレン、ビフェニル
、アントラセン等の多環芳香族化合物のスルホン酸塩ホ
ルマリン縮合物でもよい。

（ｅ）成分のオキシカルボン酸まだはその塩としては、
グルコン酸、クエン酸、酒石酸またはこれらのＮＨａ、
Ｎａ５ＫＸＣａ塩等があげられる。又、オキシカルボン
酸またはその塩以外で、アルケニルコハク酸またはその
塩も効果がおる。

（ｅ）成分のＡｔ２０３・３ＳｉＯ２、Ｚｒ５ｉＱ４、
けいそう土、ベントナイト、けい砂、カオリン、（：’
ａＳｉダスト、光合ボラゾン、ＮａｚＯ・５１０２、シ
リカフュームのシリカ系化合物の粉末は、セメント成型
品の圧縮強度の向上、外観（平滑性）の向上に寄与する
。

混和剤の配合組成は、（ａ）成分の硫酸塩１重量部に対
し、（ｂ）成分の減水剤が０．１〜１重量部、（ｃ）成
分のオキシカルボン酸またはその塩０．００２〜０．３
重量部、好ましくは０．００５〜０．２重量部、（ｄ）
成分のシリカ系化合物粉末を０〜５重量部、好ましくは
０．１〜３重吐部の割合で用いる。また、混和剤は、セ
メント１００重量部に対し、２〜２０重量部、好ましく
は３〜１０重量部の割合で用いる。

混和剤の多量の使用は得られるセメント成型品の機械的
強度を低下させるので好ましくない。

これら混和剤の他に、セメント組成物に樹脂充填剤、顔
料、減水剤、空気連行剤（ＡＥ剤）、増粘剤等を必要に
より配合できる。

ＡＥ剤は従来コンクリートの空気量を増加させるので、
これ壕で高温養生には好ましくないと考えられていだが
、本発明の前記特定の硫酸塩や硫酸複塩と併用するとき
には、セメント成型体の表面及び内部組織に発泡や膨張
が見られず、良好な表面性状及び組織構造が得られた。

これは、養生初期の段階で骨格が形成され、該骨格が膨
張抑制方向に働くので、ＡＥ剤で連行された空気の熱膨
張が生じないものと推測される。いずれにせよ、本発明
方法では、ＡＥ剤を膨張現象の恐れなく使用でき、ＡＥ
剤本来の作用効果を充分に発揮石せることかできるので
、耐凍結融解性を向上させることができる。

（セメント成型体の製造） 本発明の水硬性セメント組成物は、常温養生で硬化させ
ても、高速遠心成型してセメント成型体を製造してもよ
いが、成型サイクルの面からは、８０℃以上の温度で急
速高温養生して成型する方法が好ましい。

即ち、水硬性セメントと、特定の硫酸塩や硫酸複塩、ナ
フタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物又はメラミン樹
脂スルホン酸塩、オキシカルボン酸またはその塩、必要
により特定のシリカ系化合物に水及び骨材（砂等の細骨
材と砂利や砕石等の粗骨材の一方又は双方）、更に必要
により他の促進剤、遅延剤、減水剤等の混和剤を添加し
て混練りし、型枠に投入充填（打設）シ、次いで４０℃
／時間以上で８０℃以上に昇温し、との水硬性セメント
組成物を１〜３時間、大気圧下に８０℃以上の温度で急
速高温養生する。

打設後、常温で前置時間（前養生）を取ってもよいが、
セメント成型体の生産サイクルを増すため、打設終了後
前養生なしに直ちに急速な昇温か行われる。昇温速度は
４０℃／時間以上、好ましくは６０〜ｂ 度範囲では得られるセメント成型品に何等の悪影響も生
じない。養生温度は８０℃以上の高温、好ましくは９０
〜１１０℃の高温を１５〜６０分間保持すればよい。１
００℃を越える高温養生を行うときは、気密性のある養
生装置が必要である。

例えば成型体をシートで包み、加圧てれたスチームを通
気すれば１００℃を越える高温養生ができる。

高温養生のための加熱媒体としては、一般の蒸気養生に
用いられている高温加圧水蒸気が適している。その他の
加熱養生方法、例えば電気養生、電熱養生、高周波養生
や加熱空気養生、赤外線加熱養生も何等の支障なく使用
できる。

セメント成型体は上記の高温養生後、直ちに脱型され、
全ての製造工程が終了する。養生の熱効率を上げるため
には、多少（１０分〜２時間）の自然放冷（シーキング
）を行えば効果的である。

このようにして、養生時間１〜３時間で得られたセメン
ト成型体（セメント、モルタルあるいはコンクＩＪ−ト
製品）は製品の表面および内部組織に膨張、発泡、亀裂
等の欠点がなく、必要十分な脱型強度（１００〜２０　
ｏＨ／α）があり、脱型後の強度の増進も通常の蒸気養
生製品と同等である。

本発明の実施において、（ａ）成分の硫酸塩や硫酸複塩
が、水硬性セメント組成物の急速高温養生において、該
セメント配合物の膨張、発泡、亀裂を抑止して硬化を促
進する作用をなしているものと思われる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、水硬性セメント組成物の流動性
が優れるので型枠への打設が容易であし、また極めて短
時間に脱型直後の圧縮強度として１００ｋｇ／６ｉ以上
が得られ、表面が平滑なセメント成型品を大気圧下で開
放式型枠を用いて製造できる利点を有する。また、本発
明法では従来の高温高圧養生法のように大きな蒸気圧を
隔室内に確保する必要がないので、養生用設備に格別の
圧力保持手段を付する必要が全くなく、従来の常圧蒸気
養生設備をそのまま使用することができる。型枠も設備
及び運転コストの高い閉鎖式型枠を使用する必要がなく
、通常の開放式型枠をそのまま使用することができる。

即ち、本発明によれば、急速高温養生を膨張現象の危惧
なく安全に行なえるので、早期強度発現や養生時間の短
縮、生産サイクルの増大という課題を、型枠や養生用装
置の設備費や運転コストの過大な増大を招かずに容易に
達成できるのでありまた、成型体自体の品質面において
も、比較的大きい細孔半径における細孔容積を少なくし
たり、耐凍結融解性を向上させたり、中性化を抑制する
等の改善効果があるのである。

次に、混和剤の種類、添加量を種々変更して、水硬性セ
メント組成物を高温蒸気養生した本発明の実施例並びに
比較例を表−１乃至表−２に整理して示す。

実施例　ｌ 普通ポルトランドセメント１００重量部、標準砂２００
重量部および水５０重緻部に、表−１に示す各々混和剤
を同表に示す割合で配合し、これ製 を混線し、水硬性セメント組成物を調膳した。

セメント組成物のフロー値が１００＋ｍ以上であるうち
にこれらセメント組成物を開放式鋼製型枠内に充填した
。これを養生槽内で９０分で１００℃に昇温、同温度で
３０分養生した後、蒸気を止め直ちに型枠からセメント
硬化体を取り出し、その圧縮強度（ＪＩＳ　　Ｒ５２０
１）及び外観を調べた。

実施例　２ 普通ポルトランドセメン）１６岬、細骨材（七ケ宿産）
　２９．５　Ｉｃｙ、粗骨材（相馬量）４３．６＃、水
７．３６　＃に、表−２に示す混和剤をセメントに対し
て同表に示す割合で配合し、これを混練してコンクリー
ト組成物を得、これを、型枠に打設した。

以下、実施例１と同様に高温蒸気養生して脱型し、コン
クリート成型品を得た。その結果を表−２に示す。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セメント１００重量部に下記の組成割合の混和剤 （ａ）、アルミニウムの硫酸塩またはアルミニウムの硫
   酸複塩の１種または２種以上の硫酸 塩１重量部 （ｂ）、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物また
   はメラミン樹脂スルホン酸塩 ０．１〜１重量部 （ｃ）、オキシカルボン酸またはその塩 ０．００２〜０．３重量部 （ｄ）、粒径が１〜５０ミクロンの赤倉ボゾラン、粒径
   が５ミクロン以下であり、Ａｌ＿２Ｏ＿３・３ＳｉＯ＿
   ２、ＺｒＳｉＯ＿４、けいそう土、ベントナイト、珪砂
   、カオリン、ＣａＳｉダスト、シリカフューム、Ｎａ＿
   ２Ｏ・ＳｉＯ＿２の中より選ばれたシリカ系化合物粒子
   ０〜５重量部 を２〜２０重量部の割合で配合された水硬性セメント組
   成物を型枠に打設し、これを８０〜１１０℃の温度で高
   温養生することを特徴とするセメント成型体の製造方法
   。 ２）水硬性セメント組成物を型枠に打設した後、８０〜
   １１０℃の養生温度に致らしめる昇温速度が４０℃／時
   間以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のセメント成型体の製造方法。 ３）硫酸塩が硫酸アルミニウムの水和物であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のセメント成型体の
   製造方法。 ４）水硬性セメント組成物を型枠に充填後、前養生なし
   で８０〜１１０℃の高温養生を行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のセメント成型体の製造方法。