JPS635243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水硬性物質による生混練物の調整方法
に係り、セメント類や石膏などの水硬性物質粉末
を用いて生混練物を調整するに当つてブリージン
グ水の発生を防止し、強度的に優れた製品を得し
め、比較的貧配合のものにおいても好ましい性能
を発揮し得るようにしたものである。 ポルトランドセメント、早強セメント、超早強
セメント、高炉セメント、シリカセメント、アル
ミナセメント或いはゼツトセメント、混合セメン
トその他の各種セメント類や石膏、石灰などによ
る水硬性物質粉末を用いて各種成形体を得ること
は古くから一般的に行われているところである
が、斯かる場合には上記水硬性物質粉末に適宜細
骨材、粗骨材その他と水とを配合混練した生混練
物とすることが不可欠である。ところがこのよう
な混練物の調整に当つて該混練物から水が遊離し
ブリージング水が出て来ることは一般に知られて
いる通りであつて、これらが上部に浮上するとレ
イタンスとして残り蒸発乾燥後は体積減少を起す
と共に、上部に水が溜り、水／水硬性物質比が大
きくなり、これら水硬性混練物の固化後の強度が
低下する。又骨材や補強筋の下側に浮上水が溜
り、これらと水硬性混練物との付着強度が低下す
ることとなり、当然に好ましい強度を得ることが
できない。 本発明者等は従来一般のものの不利、欠点を解
消すべく種々の研究を多年に亘つて重ねた結果、
上記したような生配合物のブリージング、流動性
などに関する基本的技術関係を解明し、例えば特
願昭53−50060号（特開昭54−142823号）や特願
昭54−126587号（特開昭56−51317号）の如きを
開発した。即ちこの技術はセメント類や石膏など
の水硬性物質粉体に水を主体とした液体および砂
などの細骨材を加えた生モルタル又はこれらに対
し更に砂利その他の粗骨材をも加えた生コンクリ
ートのような生配合物を得るに当り、前記した細
骨材の実質的全般表面に上記液体を附着させた一
方の配合系を準備し、この一方の配合系と前記水
硬性物質粉体を主材とした他方の配合系を混合
し、前記細骨材粒子の実質的全般表面に上記液体
と粉体分との比率が略一定状態とされた外被造殻
層を形成せしめ、この外被造殻細骨材に対し更に
前記液体を混合して生配合物とするものであつ
て、前記外被造殻層の形成によつて前述したよう
なブリージング水の発生を抑制し、又強度発現に
寄与することができる。 なお特公昭54−38611号公報や特開昭55−85442
号公報においては水硬性物質中にアタパルジヤイ
ト、セピオライトの如きを混入することにより凝
結性を改善することが発表されているが単に沈降
分離性を改善し得ることが示されている程度であ
つて、グラウト工法などに適したものとされ、前
記した水硬性混練物による各種製品を得る場合の
特性が殆んど解明されていない。 本発明は前記のような本発明者等の先行技術に
関し更に改善を加えてその特質性を一段と高める
ことに成功した。即ち本発明においては上記した
ような外被造殻をもつた水硬性物質混練物の調製
に当つて特定手法により解砕されたホルマイト系
鉱物の解砕物を更に添加混合することを提案する
ものであつて、このホルマイト系鉱物としてはア
タパルジヤイト、セピオライト、パルゴスカイト
などがあり、これらのものは珪酸マグネシウム系
のような針状結晶の集合体であつて、このような
針状結晶を殆んど損傷しないように分離解砕した
繊維状解砕物を混入することにより前記のような
外被造殻の間に有効且つ均等状態に分布せしめら
れて上記目的を有利に達成し得る。特にこのもの
は好ましい揺変性（チクソトロフイ）を発揮する
ものであつて、比較性緩徐な相対運動条件下にお
いては高粘性を示すが比較的高い運動条件下では
該粘性が急激に低下するという特殊な性能を有
し、従つて圧送その他の運動条件下では抵抗が非
常に少いものであるのに対しこの運動条件が停止
した後においては安定した凝結性を示すことが確
認され、セメント量が比較的少く、水セメント比
（Ｗ／Ｃ）の比較的高い例えばＷ／Ｃが100％程度
のようなものであつてもブリージング水の発生や
骨材と分離を見ることがなく、しかも流動性が良
好で土木工事などにおける裏込め注入材や土質改
良材などとしても従来技術で予想し得ない特性を
発揮し得る。 斯かる本発明について更に説明すると、前記ホ
ルマイト系鉱物としてのアタパルジヤイト、セピ
オライト及びパリゴルスカイトについては一般的
に次の第１表に示すような化学組成を有するもの
として知られている。

【表】

【表】 然してこれらの鉱物は一般に径が0.01〜0.2μで
長さが0.5〜10μ程度の針状結晶の集合凝固体であ
るが、このような針状結晶をなるべく粉砕、損傷
しない条件で解砕する。即ち斯かる解砕条件とし
ては適当な水その他の液体存在下において叩解又
は〓和処理して細化を図るものであつて、水の存
在によつて解砕衝撃力が緩衝されると共に上記針
状結晶自体もそれなりに柔軟化し、又その凝結力
も小となること等の事情が総合されて何れにして
も結晶構造を損傷することが少く、しかも効率的
な解砕を図り得る。例えば上記したセピオライト
についてこのような水の存在下で解砕処理したも
のはその針状結晶が殆んど損壊せず、長さが3μ
以上（径は前記のように0.2μ以下）の繊維状解砕
物のよく分散されたものが主体をなしたものであ
ることが確認されている。然してこのように水の
存在下で針状結晶の実質的に損われない状態に解
砕されたものを前記したような外被造殻骨材と併
せて用いることが本発明における要件であつて、
このような繊維状解砕物を用いたものは水に対す
る吸着性が頗る良好で、例えば濃度３％程度の非
常に低濃度状態として水に分散した懸濁液の20時
間後における水との分離が皆無状態のような特性
が確認され、揺変性においても、比較的低速の流
動条件では数倍以上10倍近い粘性抵抗を示すもの
であるのにこの比較的低速流動条件と高速流動条
件における粘性変化の程度から求められる揺変比
においては７〜８倍又はそれ以上の高い結果が確
認されていて前記したような水硬性物質混練物の
調製に用いることにより好ましい結果を得しめる
ことができる。 上記したホルマイト系鉱物の解砕条件としては
水中に適当に粗砕された原石を投入し上下方向に
往復運動する杵搗き方式で又は水中でローラミル
により解砕し或いはその他の任意の解砕手段を採
用し得る。例えばスパイラル式押出し方式による
市販ナラ式粉砕機を用いそのスパイラルを
3000rpmで回転し乾式条件下で細化を図つたもの
とを顕微鏡的に観察すると水の存在下で解砕した
ものは殆んどの針状結晶が分散し、その長さも
3μ以上が主体をなしているのに対し、乾式条件
下で細化したものは繊維状に分散したものは５％
程度ないしそれ以下で、その長さも5μ以下であ
り、70％以上は数十ないし100個以上の針状結晶
がなお結合したままの集塊状態にあり、全般的に
は粉状であつて本発明における繊維状解砕物と
は、その実態が相当に異なることとなる。このよ
うに解砕処理を水中で行うかどうかにより得られ
る細化物の性状が甚だしく異なり、これらを具体
的にセメント１部に対し砂１部、水0.433部とし
たモルタルに各0.0007部宛添加混練したものの流
動性を測定した結果は次の第２表のように甚だし
く異つたものとなる。

【表】 なお前記のような水中解砕物と乾式解砕物につ
いてチクソトロフイ比を求めた結果は、前者が７
〜10であるのに対し後者は3.5〜4.5であつて、こ
のような結果と前記f₀値とは正比例としている。 上記したようなホルマイト系鉱物解砕物の添加
量については適宜に選ぶことができるが、一般的
にはセメント等の水硬性物質粉末の量に対して
0.01〜10％の範囲内で夫々の場合に応じて決定す
る。即ち0.01％未満では解砕物添加による効果が
殆んど認められず、又10％以上も添加することは
該混練物で成形される製品の強度を低下する傾向
が大となる。 添加の時期については上記外被造殻形成混練物
調製の如何なる時点でもよいが、好ましい態様と
しては外被造殻層中に用いる。然し外被造殻の形
成されたものに配合して混練物を調整してもよ
く、勿論それらを併用することができる。利用に
当つては混練水に対して充分に分散させたものと
してから骨材分、セメント分と混合する。前記解
砕物を添加混合した効果を効率的に得るためには
減水剤との併用をなすことが有利であり、即ち適
量の減水剤を併せて用いることにより上記解砕物
の添加量を相当に減少させても好ましいブリージ
ング水の発生防止、分離現象の回避を図り、又揺
変特性を発揮することができる。このような目的
で採用される減水剤としては従来から知られてい
るものが一般的に利用され、例えばポリアルキル
スルホン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系、ヒド
ロキシカルボン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂
スルホン酸塩系、高縮合トリアジン系、天然樹脂
酸塩などの何れもが用いてよい。勿論これらのも
のの２種以上を複合して使用することは何等支障
を来すものでない。 本発明で用いる解砕物の好ましい性状としては
太さ0.01〜0.2μで長さが0.5μ以上の針状結晶が少
くとも重量的に60％以上、一般的には70％以上
で、より好ましくは80％以上のものであり、この
ような解砕物は前記した水の存在下においての解
砕処理で比較的容易且つ能率的に得ることができ
る。 前記解砕物は繊維状物質であることから吸着力
が大きいため前記造殻形成時の骨材表面における
水分、即ち表面水で有効に付着され、又該造殻形
成のためのセメントに混入してセメント粒子の表
面張力を大となし、何れにしても強固な結合関係
を形成する。 上記したような本発明によるものは、セメント
に対して砂の量が多い場合に顕著であるが、砂な
どの形状や性質が悪い場合や、セメントの性質が
悪い場合にも一般にはブリージングが多くなるた
め、セメントに対して砂があまり多くない場合例
えばセメント１重量部に対して砂が１〜２重量部
程度の富配合の場合にも本発明の方法によりブリ
ージングが著しく低減され、何れにしてもポンプ
圧送性の優れた生混練物が得られる。 本発明によるものの具体的な実施例をその比較
例と共に示すと以下の如くである。 実施例 １ セメント１重量部に対し、砂が略４重量部、水
が0.66重量部、減水剤が0.008重量部で、前記し
たようなセピオライトの繊維状解砕物を0.01重量
部の配合を標準として調整した本発明によるもの
及び比較例（造殻の水セメント比０の場合）の各
混練調整混練物の性状を要約して示すと添附図面
第１図の通りである。 なおこの場合の繊維状解砕物はセメントに混入
し、又その混練方法は表面水を調整した砂に対し
て１次水を添加して30秒間混合操作してから高炉
セメントＢ種に解砕物を添加して２分間混練し、
次いで２次水を添加して１分間混練してから減水
剤を添加して更に１分間混練した。即ち前記した
ような外被造殻のＷ／Ｃが15〜40％、特に20〜30
％程度において好ましい結果が得られ、ブリージ
ング発生量を大幅に減少し得ると共に製品強度に
おいても優れたものが得られ、しかもスランプ値
などからして流動性も良好で好ましい成形性を有
するものであることが確認され、セメント量が
380Kg／m³以下の比較的貧配合のものにおいても
そのブリージング水を適切に僅少化し、しかも比
較的圧縮強度の高い有利な製品を得ることができ
た。 実施例 ２ 高炉セメント１重量部に対し砂を３重量部、水
を0.65重量部、減水剤0.01重量部の配合より成る
モルタルの調整に当つて、附着水の調整された砂
表面における外被造殻のＷ／Ｃを30％とし、上記
附着水に対して水中解砕のセピオライト繊維状解
砕物およびセピオライトの乾式解砕物を附着させ
てからセメントを投入して造殻混練する際に該解
砕物の添加量を変化させて調整した各種モルタル
の性状およびそれによる製品の強度は次の第３表
に示す通りである。 即ち水中解砕による繊維状解砕物の添加によつ
て流動性は若干変化するがブリージングは著しく
減少することが確認された。同じセピオライトで
あつても乾式条件下の解砕物においてはブリージ
ングの減少が僅かである。

【表】 実施例 ３ 高炉セメント、川砂、セピオライト繊維状解砕
物及び減水剤を用いて所定表面水とした川砂に対
しセメントを添加混合して外被造殻を形成させて
から２次混練水にセピオライト解砕物を混入して
目的の混練物とする手法に従い、本発明によるも
のと比較例とを各調整した。即ち各配合物の砂セ
メント比（Ｓ／Ｃ）を４、５、６とすると共に水
を300Kg／m³とした混練物の性状を造殻の形成さ
れていない従来技術によるもの及び本発明者等に
よる先駆技術と比較して示すと、次の第４表の通
りであり、又そのテーブルフローに関しては第２
図、ブリージング率については第３図、Ｂ型回転
粘度計による測定結果は第４図に示す通りであつ
て、これら第２〜４図においてＡはＳ／Ｃ＝４、
ＢはＳ／Ｃ＝５、ＣはＳ／Ｃ＝６の場合を夫々示
すものである。 なおこれらのものはダム用コンクリートとして
調整されたものであるが本発明によるも

【表】

【表】 のはその粗骨材を配合し打設して比較例のものよ
り優れた強度を有するコンクリートとして得るこ
とができた。 実施例 ４ シールド裏込注入材として本発明を実施した。
即ち普通ポルトランドセメント、山砂、セピオラ
イト解砕物、空気連行剤、急結剤（アルミン酸ソ
ーダ及び水ガラス３号）を用い、次の第５表に示
すような３種の混練物を調整した。 No.１が本発明によるもの（造殻のＷ／Ｃ＝30
％）、No.２が造殻処理されない比較例、No.３は従
来法による比較例である。 然してこれらの各モルタルについての性状及び
それによる製品強度を測定した結果は次の第６表
の如くであつて本発明によるものが好ましいモル
タル特性を有し、強度的にも優れたものであるこ
とが知られた。

【表】

【表】 蓋し別に高さが10ｍ、３ｍおよび１ｍの各塩化
ビニールパイプを準備して具体的に夫々のモルタ
ルを注入した場合のブリージング率に関しては次
の第７表の如くであつて本発明のNo.１のものが裏
込めモルタルとして好ましいことを確認した。 圧縮濃度については高さ１ｍ、５ｍ及び9.5ｍ
の位置でサンプリングし測定した結果が第８表に
示され、本発明のNo.１のものが強度的に優れ、し
かも上下部間のバラツキの少いことを確認した。

【表】

【表】 実施例 ５ 高炉セメントＢ種と細骨材（砂）、60mm以下及
び80mm以下の各砕石（粗骨材）を用い、本発明に
よるもの及び比較例として調整されたコンクリー
トの組成性状及び該コンクリートの４週強度を要
約して示すと次の第９表の通りである。なお造殻
は砂に添加された１次水に対しＷ／Ｃ＝30％とし
て形成した。 即ちNo.２のものとNo.３のものではＷ／Ｃが略同
じであり、セピオライト繊維状解砕物の有無に関
係なく強度はほぼ同じであるがブリージングはNo.
３の方が少い。同じことがNo.14とNo.15についても
言える。

【表】 以上説明したような本発明によるときはこの種
セメント等の水硬性物質粉末を用いた生混練物を
調製するに当つて、骨材に対して該水硬性物質に
よる外被造殻を形成すると共にホルマイト鉱物の
水中解砕による繊維状解砕物を混入することによ
りそのブリージング発生を有効に防止し、又製品
に好ましい強度を得しめ、更には成形性やポンプ
圧送に適した流動性などに優れた該生混練物を提
供し得るものであつて、工業的にその効果の大き
い発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は造殻の水セメント比とモルタル性状
及びそれによる製品強度の関係を示した図表、第
２図は本発明と比較例についてのテーブルフロ
ー、第３図はそのブリージング率、第４図はその
回転粘度計による測定結果を示す各図表であつ
て、これら第２〜第４図においてＡは砂対セメン
ト比が４、Ｂは砂対セメント比が５、Ｃは砂対セ
メント比が６の場合を夫々示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメント類や石膏などの水硬性物質粉体に水
   を主体とした液体および砂などの細骨材を加えた
   生モルタル又はこれらに対し更に砂利その他の粗
   骨材をも加え、前記した細骨材の実質的表面全般
   に前記液体を附着させた条件下で前記水硬性物質
   粉体を混合して該細骨材の実質的全般表面を上記
   液体分と粉体分との比率が略一定状態とされた外
   被造殻を形成せしめた生混練物を得るに当り、該
   生混練物にホルマイト系鉱物の水の存在下におけ
   る繊維状解砕物を添加混入したことを特徴とする
   水硬性物質による生混練物の調整方法。 ２ 細骨材表面に覆着形成された外被造殻層にホ
   ルマイト系鉱物の水の存在下における繊維状解砕
   物を混入せしめる特許請求の範囲第１項に記載の
   水硬性物質による生混練物の調整方法。 ３ 外被造殻層間のスラリー中にホルマイト系鉱
   物の水の存在下における繊維状解砕物を混入せし
   める特許請求の範囲第１項に記載の水硬性物質に
   よる生混練物の調整方法。