WO2002096825A1

WO2002096825A1 - Composition hydraulique

Info

Publication number: WO2002096825A1
Application number: PCT/JP2002/005180
Authority: WO
Inventors: Masami Uzawa
Original assignee: Taiheiyo Cement Corporation; Hyodo, Tetsuro
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2002-12-05
Also published as: HK1065528A1; EP1413563A4; EP1413563A1; US7465350B2; US20040247846A1; CN1525947A; KR20040007616A; CN1275895C; KR100877026B1

Description

水硬性組成物技術分野

本発明は、硬化前には、自己充填性（優れた流動性及び材料分離抵抗性）を有し、施工性に優れるとともに、硬化後には、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れる水硬性組成明物に関する。

細

背景技術

従来より、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れるセメント系材料（コンクリート等）の開発が行なわれている。

例えば、特公昭 60—59182号公報の「請求の範囲」には、粒径 50 A〜 0.5 ζ ηιの無機固体粒子 A (例えば、シリ力ダスト粒子）と、粒径 0.5〜100 mかつ粒子 Aより少なくとも 1オーダ一大きい固体粒子 B (例えば、少なくとも 20 重量％がポルトランドセメントからなるもの）と、表面活性分散剤（例えば、高縮合ナフ夕レンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体等のコンクリ― 1、スーパープラスチサイザ一）と、追加の素材 C (砂、石、金属繊維等からなる群より選択されるもの）とを含む水硬性複合材料が開示されている。

この公報に記載の水硬性複合材料は、硬化後に lOOMPa以上の圧縮強度を有し、機械的特性に優れる（第 32頁の 63欄の第 1表）。

一般に、上記公報に記載されているような機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れるセメント系組成物（コンクリート等）は、次のような利点 ¾する。

(a) 現場打ちで建築物等を構築する場合には、コンクリート層の厚さをくすることができるので、コンクリートの打設量が少なくなり、労力の軽減、コストの削減、利用空間の増大等を図ることができる。

(b) プレキャスト部材を製造する場合には、該プレキャスト部材の厚さを薄くすることができるので、軽量化を図ることができ、運搬や施工が容易になる。

(c) 耐摩耗性や、中性化 · クリーブ等に対する耐久性が向上する。

上述の特公昭 60— 59182号公報に記載されている水硬性複合材料は、これらの利点（a)〜（c)に合致する点で、好ましく用い得るものである。

しかしながら、上述の公報に記載の水硬性複合材料の特性に加えて、更に、自己充填性を備えることが望まれている。，すなわち、現場打ちで建築物等を構築する場合や、プレキャスト部材を製造する場合においては、コンクリート等の水硬性組成物の打設時間の短縮化や、打設後のコンクリート等に加える振動の所要時間の短縮化等の観点から、流動性及び材料分離抵抗性に優れる水硬性組成物（いわゆる自己充填性を有する水硬性組成物）を用いることが有利である。

この点、前記特公昭 60— 59182号公報に閧示された水硬性複合材料では、硬化前における流動性及び材料分離抵抗性の向上と、硬化後の機械的特性 (圧縮強度、曲げ強度等）の向上を両立させることは、困難であった。例えば、 130MPaを超える圧縮強度を発現させようとした場合や、曲げ強度を向上させるために繊維を配合した場合には、水/結合材比を 0.20以下と極端に小さくする必要があるため、流動性が小さくなり、自己充填性が得られない。一方、自己充填性を確保しょうとすると、水/結合材比及び減水剤の量が大きくなり、 130MPaを超える圧縮強度を発現することは困難である。発明の開示本発明は、上述の問題点に鑑みて、硬化前には、流動性と材料分離抵抗性に優れ、自己充填性を有するとともに、硬化後には、 130MPaを超える圧縮強度を有する等、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れた水硬性組成物を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の水硬性組成物は、（A)ブレーン比表面積 2,500〜5,000cm²/g のセメント 100 重量部と、（B) B E T比表面積 5〜 25m²/g の微粒子 10〜40 重量部と、（C)ブレーン比表面積 2,500〜 30,000cm²/g で、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子 15〜55重量部とを含むことを特徴とする。

このように構成した水硬性組成物は、減水剤及び水と組み合わせて使用すれば、硬化前には、自己充填性（優れた流動性及び材料分離抵抗性）を有し、施工性に優れるとともに、硬化後には、 130MPaを超える圧縮強度を有する等、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れる。

本発明の水硬性組成物は、上記無機粒子 (C)が、プレーン比表面積 5,000 〜30,000cm²/gの無機粒子 A 10〜50重量部と、ブレーン比表面積 2,500~ 5，000cm²/gの無機粒子 B 5〜35重量部とからなるものとして構成することができる。このようにブレーン比表面積の異なる 2種の無機粒子を用いることによつて、施工性及び強度発現性をより一層向上させることができる。本発明の水硬性組成物は、上記無機粒子 Aが、上記セメント及び上記無機粒子 Bよりも大きなブレーン比表面積を有し Tおり、上記セメントと上記無機粒子 Bのブレーン比表面積の差が、 100cm²/g以上であるものとして構成することができる。このように構成すれば、施工性及び強度発現性を更に向上させることができる。

また、本発明の水硬性組成物は、上記無機粒子 Aが、上記セメント粒子及び上記無機粒子 Bよりも l,000cm²/g 以上大きなブレーン比表面積を有するものとして構成することができる。このように構成すれば、施工性及び強度発現性を更に向上させることができる。

本発明の水硬性組成物は、セメント 100重量部に対して、粒径 2mm以下の骨材 (D)を 130重量部以下の配合量で含むことができる。

ここで、上記骨材 (D)は、 75 m 以下の粒子の含有量が 2.0 重量％以下であることが好ましい。このように構成すれば、流動性と材料分離抵抗性をより一層向上させることができる。

本発明の水硬性組成物は、更に、金属繊維を含むことができる。金属繊維を含むことによって、曲げ強度等を向上させることができる。

本発明の水硬性組成物は、更に、有機繊維及び/又は炭素繊維を含むことができる。有機繊維及び/又は炭素繊維を含むことによって、破壊エネルギ一等を向上させることができる。

本発明の水硬性組成物は、減水剤及び水を含むとともに、硬化前には、 230mm 以上のフロー値を有し、硬化後には、 130MPa 以上の圧縮強度、及び 15MPa以上の曲げ強度を有するものとして調製することができる。

また、本発明の水硬性組成物は、硬化後に、 10KJ/m²以上の破壊エネルギ一を有するものとして調製することができる。このように大きな破壊ェネルギーを発現させるためには、上述のように有機繊維及び/又は炭素繊維等を配合すればよい。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明について詳細に説明する

本発明で使用するセメント（A)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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。

本発明において、水硬性組成物の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、水硬性組成物の流動性を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

セメントのブレーン比表面積は、 2，500~ 5,000cm²/g、好ましくは 3，000 〜4，500cm²/gである。該値が 2,500cm²/g未満であると、水和反応が不活発になって、 130MPaを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、 5，000cm²/gを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、また、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、硬化後の収縮量が大きくなる等の欠点がある。

本発明で使用する微粒子 (B)としては、シリカフユ一ム、シリ力ダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。

一般に、シリカフユ一ムゃシリカダストは、その; B E T比表面積が 5〜 25m²/gであり、粉碎等をする必要がないので、本発明の微粒子として好適である。

微粒子の B E T比表面積は、 5〜25m²/g、好ましくは 8〜25m²/gである。該値が 5m²/g未満であると、組成物の粒子の充填性に緻密さを欠くため、 130MPaを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、 25m²/gを超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、 130MPaを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。

微粒子の配合量は、セメント 100重量部に対して 10〜40重量部、好ましくは 25〜40重量部である。配合量が 10〜40重量部の範囲外では、流動性が極端に低下する。

本発明で使用する無機粒子 (C)としては、セメント以外の無機粒子であり、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。

無機粒子（C)は、ブレーン比表面積が 2 ,500~ 30,000cm²/g、好ましくは 4，500〜20,000cm²/gで、かつセメント粒子よりも大きなプレーン比表面積を有する。

無機粒子のブレーン比表面積が 2,500cm²/g未満であると、セメン卜とのブレーン比表面積の差が小さくなり、自己充填性を確保することが困難になる等の欠点があり、 30,000cm²/gを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなつたり、所定の流動性が得られ難くなる等の欠点がある。 '

無機粒子がセメントよりも大きなプレーン比表面積を有することによつて、無機粒子が、セメントと微粒子との間隙を埋める粒度を有することになり、自己充填性等を確保することができる。

無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、硬化前の作業性（施ェ性）と硬化後の強度発現性の観点から、 l,000cm²/g 以上が好ましく、 2,000cm²/g以上がより好ましい。

無機粒子の配合量は、セメント 100重量部に対して 15〜55重量部、好ましくは 20〜50重量部である。配合量が 15〜55重量部の範囲外では、施ェ性が極端に低下する。

本発明においては、無機粒子として、異なる 2種の無機粒子 A及び無機粒子 Bを併用することができる。

この場合、無機粒子 Aと無機粒子 Bは、同じ種類の粉未（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。

無機粒子 Aは、ブレーン比表面積が 5,000〜30,000cm²/g、好ましくは 6，000〜20,000cm²/gのものである。また、無機粒子 Aは、セメント及び無機粒子 Bよりもブレーン比表面積が大きいものである。無機粒子 Aのプレーン比表面積が 5,000cm²/g未満であると、セメントゃ無機粒子 Bとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の 1種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、 2種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が 30,000cm²/gを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなつたり、所定の流動性が得られ難くなる等の欠点がある。

また、無機粒子 Aが、セメント及び無機粒子 Bよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子 Aが、セメント及び無機粒子 B と、微粒子との間隙を埋めるような粒度を有することになり、より優れた自己充填性等を確保することができる。

無機粒子 Aとセメント及び無機粒子 Bとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子 Aと、セメントと無機粒子 Bのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、硬化前の作業性（施工性）と硬化後の強度発現性の観点から、 l,000cm²/g 以上が好ましく、 2,000cm²/g 以上がより好ましい。

無機粒子 Bのプレーン比表面積は、 2，500〜5,000cm²/g である。また、セメントと無機粒子 Bとのブレーン比表面積の差は、 100cm²/g以上が好ましく、硬化前の作業性（施工性）と硬化後の強度発現性の観点から、 200cm²/g以上がより好ましい。

無機粒子 Bのブレーン比表面積が 2，500cm²/g未満であると、自己充填性が低下する等の欠点があり、 5,000cm²/gを超えると、プレーン比表面積の数値が無機粒子 Aに近づくため、前記の 1種の無機粒子を用いる場合と比ベて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、 2種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。また、セメントと無機粒子 Bとのブレーン比表面積の差が 100cm²/g以上であることによって、組成物を構成する粒子の充填性が向上し、より優れた自己充填性等を確保することができる。

無機粒子 Aの配合量は、セメント 100重量部に対して 10〜50重量部、好ましくは 15~ 40重量部である。無機粒子 Bの配合量は、セメント 100 重量部に対して 5〜35重量部、好ましくは 10〜30重量部である。無機粒子 A及び無機粒子 Bの配合量が前記の数値範囲外では、前記の 1種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、 2種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。

無機粒子 Aと無機粒子 Bの合計量は、セメント 100 重量部に対して 15

〜55重量部、好ましくは 25〜50重量部である。合計量が 15〜55重量部の範囲外では、施工性が極端に低下する。

本発明で使用する骨材 (D)としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。

骨材 (D)は、粒径 2mm以下のものを用いることが好ましい。ここで、骨材の粒径とは、 85 %重量累積粒径である。骨材の粒径が 2mmを超えると、硬化後の機械的特性が低下するので好ましくない。

また、骨材 (D)は、 75 m 以下の粒子の含有量が 2.0 重量％以下のものを用いることが好ましい。該含有量が 2.0重量％を超えると、水硬性組成物の流動性や作業性が極端に低下するので、好ましくない。

なお、本発明においては、硬化後の強度発現性から、最大粒径が 2mm 以下の骨材を用いることが好ましく、最大粒径が 1.5mm 以下の骨材を用いることがより好ましい。また、流動性や作業性の点から、 75 / m以下の粒子の含有量が 1.5重量％以下である骨材を用いることがより好ましい。骨材の配合量は、水硬性組成物の施工性や硬化後の機械的強度の観点から、セメント、微粒子、無機粒子の合計量 100重量部に対して 130重量部以下であることが好ましく、自己収縮や乾燥収縮の低減、水和発熱量の低減等の観点から、 30〜： 130重量部であることが更に好ましく、 40〜130重量部であることが特に好ましい。

本発明の水硬性組成物は、硬化後の曲げ強度等を大幅に高める観点から、金属繊維を含むことができる。

金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維の寸法は、水硬性組成物中における金属繊維の材料分離の防止や、硬化後の曲げ強度の向上の点から、直径が 0.01〜； l.0mm、長さが 2 ~ 30mmであることが好ましく、直径が 0.05〜0.5mm、長さが 5〜25mmであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長/繊維直径）は、好ましくは 20〜200、より好ましくは 40〜 150である。

金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）が好ましい。螺旋状等の形状にすれば、金属繊維とマトリックスとが引き抜けながら応力を担保するため、曲げ強度が向上する。

金属繊維の好適な例としては、例えば、直径が 0.5mm 以下、引張強度が l〜3.5GPaの鋼繊維からなり、かつ、 180MPaの圧縮強度を有するセメント質硬化体（モルタル等）に対する界面付着強度（付着面の単位面積当たりの最大引張力）が 3MPa以上であるものが挙げられる。本例において、金属繊維は、波形または螺旋形の形状に加工することができる。また、本例の金属繊維の周面上に、マトリックスに対する運動（長手方向の滑り）に抵抗するための溝または突起を付けることもできる。また、本例の金属繊維は、鋼繊維の表面に、鋼繊維のヤング係数よりも小さなヤング係数を有する金属層（例えば、亜鉛、錫、銅、アルミニウム等から選ばれる 1種以上からなるもの）を設けたものとしてもよい。

金属繊維の配合量は、水硬性組成物（例えば、セメント、微粒子、無機粒子、骨材、金属繊維、減水剤、水からなる組成物）中の体積百分率で、好ましくは 4%以下、より好ましくは 0.5〜3 %、特に好ましくは 1 ~ 3 %である。配合量が 4%を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても金属繊維の補強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中でいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。

本発明の水硬性組成物は、硬化後の破壊エネルギー等を高める観点から、有機繊維及び/又は炭素繊維を含むことができる。

本発明で使用する有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ァラミド繊維等が挙げられる。炭素繊維としては、 P A N系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及び Z又はポリプロピレン繊維は、コストゃ入手のし易さの点で好ましく用いられる。

有機繊維及び/又は炭素繊維の寸法は、水硬性組成物中における該繊維の材料分離の防止や、硬化後の破壊エネルギーの向上の点から、直径が 0.005〜1.0mm、長さ 2〜30mm であることが好ましく、直径が 0.01〜 0.5mm, 長さ 5〜25mmであることがより好ましい。また、有機繊維及び /又は炭素繊維のアスペクト比（繊維長/繊維直径）は、好ましくは 20 〜200、より好ましくは 30〜： 150である。

有機繊維及び/又は炭素繊維の配合量は、水硬性組成物（例えば、セメント、微粒子、無機粒子、骨材、有機繊維及びノ又は炭素繊維、減水剤、水からなる組成物）中の体積百分率で好ましくは 0.；!〜 10.0 %、より好ましくは 1.0〜9.0 %、特に好ましくは 2.0〜8.0 %である。配合量が 0.1 %未満では、硬化後の破壊ェネルギーを十分に向上させることができず、 10.0KJ/m²以上の破壊エネルギーが得られ難いので好ましくない。配合量が 10.0%を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても繊維の増強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中にいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。

なお、金属繊維と、有機繊維及び/又は炭素繊維を併用することは差し支えない。

前記各材料を用いてペースト又はモルタルを調製する場合、前記各材料に加えて、減水剤及び水が配合される。

減水剤としては、リグニン系、ナフ夕レンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、 A E減水剤、高性能減水剤又は高性能 A E減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能 A E減水剤を使用することが好ましく、特に、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能 A E減水剤を使用することが好ましい。減水剤の配合量は、前記各材料（セメント、微粒子、無機粒子）の合計量 100重量部に対して、固形分換算で 0.：！〜 4.0重量部が好ましく、 0.3〜 2.0 重量部がより好ましい。配合量が 0.1 重量部未満では、混練が困難になるとともに、流動性が低くなり、自己充填性が得られない。配合量が 4.0 重量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、硬化後の機械的特性が低下することもある。

なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。ペースト又はモルタルを調製する際の水の量は、前記各材料（セメン卜、微粒子、無機粒子）の合計量 100重量部に対して、好ましくは 10〜30重量部、より好ましくは 12~25重量部である。水の量が 10重量部未満では、混練が困難になるとともに、流動性が低下し、自己充填性が得られない。水の量が 30重量部を超えると、硬化後の機械的特性が低下する。硬化前のペースト又はモルタルのフロー値は、好ましくは 230mm以上、より好ましくは 240nmi以上である。

また、無機粒子として無機粒子 A及び無機粒子 Bを用いた場合、硬化前のペースト又はモルタルのフロー値は、好ましくは 240mm以上、より好ましくは 250mm以上である。特に、 75 z m以下の粒子の含有量が 2.0重量％以下である骨材を用いた場合には、該フ口一値は、好ましくは 250mm 以上、より好ましくは 265mm以上、特に好ましくは 280mm以上である。なお、本明細書中において、フロー値とは、「JIS R 5201 (セメントの物理試験方法） 11.フロー試験」に記載される方法において、 15 回の落下運動を行なわないで測定した値である。

また、前記フロー試験において、フロー値が 200mm に達する時間は、好ましくは 10.5秒以内、より好ましくは 10.0秒以内である。当該時間は、作業性と粘性を評価する尺度として用いられる。

硬化後のペースト又はモルタルの圧縮強度は、好ましくは 130MPa以上、より好ましくは 140MPa以上である。

硬化後のペースト又はモルタルの曲げ強度は、好ましくは 15MPa以上、より好ましくは 18MPa以上、特に好ましくは 20MPa以上である。特に、水硬性組成物が金属繊維を含む場合には、硬化後のモルタルの曲げ強度は、好ましくは 30MPa 以上、より好ましくは 32MPa 以上、特に好ましくは 35MPa以上である。

硬化後のペースト又はモルタルの破壊エネルギーは、例えば、有機繊維及び z又は炭素繊維や、金属繊維を配合した場合において、好ましくは

10KJ/m²以上、より好ましくは 20KJ/H1²以上である。

本発明の水硬性組成物からなるペースト又はモルタルの混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、（a)水、減水剤以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子、骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミヅクス材、水、減水剤をミキザに投入し、混練する方法、（b)粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子、骨材、減水剤）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミヅクス材及び水をミキザに投入し、混練する方法、（c)各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。

混練に用いるミキサは、通常のコンクリ一トの混練に用いられるどの夕イブのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。また、養生方法も特に限定するものではなく、気中養生や蒸気養生等を行なえばよい。

以下、実施例により本発明を説明する。

( A ) 1種の無機粒子を用い、かつ金属繊維を用いたか又は用いない例 [ 1 . 使用材料]

以下に示す材料を使用した。

( 1 ) セメント； A ：普通ポルトランドセメント (太平洋セメント社製

；ブレーン比表面積 3,300cm²/g)

B ：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積 3,200cm²/g)

( 2 ) 微粒子； A : シリカフユ一ム（B E T比表面積 10m²/g)

B ：シリカフユ一ム（B E T比表面積 22m²/g)

( 3 ) 無機粒子；スラグ粉末 A (プレーン比表面積 4，500cm²/g)

スラグ粉末 B (ブレーン比表面積 15，000cm²/g) 石英粉末（ブレーン比表面積 ⁷, 500cm²/g)

石灰石粉末（プレーン比表面積 8，000cm²/g)

( 4 ) 骨材；砂 A (珪砂；最大粒径 0.6mm、 75 i m以下の粒子の含有量

0.3重量％) 砂 B (珪砂；最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有量 1.5 重量％)

砂 C (粒径 3.5mm、最大粒径 4.0mm)

( 5 ) 金属繊維；鋼繊維（直径： 0.2mm、長さ： 13mm)

( 6 ) 有機繊維；ビニロン繊維（直径 0.3mm、長さ 13imn)

( 7 ) 減水剤；ポリカルボン酸系高性能 A E減水剤

( 8 ) 水；水道水

前記材料を用いた実施例 1〜 2 1、比較例 1 ~ 5の配合条件を表 1に示す。

[表 1 ]

減水剤の配合量は、固形分換算である。 *2 金属繊維の配合量の単位は、混練物中の体積％である,

*3 有機繊維の配合量の単位は、混練物中の体積％である,

[ 2 . モルタルの調製及び評価]

各材料を個別に二軸練りミキザに投入し、混練した。混練後、次のように硬化前及び硬化後の物性を測定し評価した。

( 1 ) フロー値

「JIS R 5201 (セメントの物理試験方法） 11.フロー試験」に記載される方法において、 15回の落下運動を行なわないで測定した。

( 2 ) 200mm到達時間

上記フロー試験において、フロー値が 200mm に達するまでの時間を測定した。

( 3 ) 圧縮強度

各混練物を 0 50 x 100mmの型枠内に流し込み、 20°Cで 48時間前置き後、 90°Cで 48時間蒸気養生して、硬化体（ 3本）を作製した後、「JIS A1108 (コンクリートの圧縮試験方法）」に準じて、該硬化体の圧縮強度を測定した。硬化体（ 3本）の測定値の平均値を圧縮強度とした。

( 4 ) 曲げ強度

各混練物を 4 x 4 x 16cmの型枠内に流し込み、 20°Cで 48時間前置き後、 90°Cで 48時間蒸気養生して、硬化体（ 3本）を作製した後、「JIS R 5201

(セメントの物理試験方法）」に準じて、該硬化体の曲げ強度を測定した。載荷条件は、下支点間距離 12cm、上支点間距離 4cmの 4点曲げとした。硬化体（ 3本）の測定値の平均値を曲げ強度とした。

( 5 ) 破壊エネルギー

破壊エネルギーは、上記曲げ強度試験において、荷重が最大荷重に達してから、最大荷重の 1 / 3に低下するまでの間の荷重—荷重点変位の積分値を、供試体断面積で除した値として算出した。なお、荷重点変位としては、曲げ試験機のクロスヘッド変位量を用いた。

結果を表 2に示す。 [表 2 ]

表 2に示すように、.本発明の水硬性組成物（実施例 1 ~ 2 1 ) では、自己充填性（良好なフロー値及び 200mm到達時間）と、優れた機械的特性 (圧縮強度及び曲げ強度）を得ている。これに対し、比較例 1 4では、フロー値等が劣り、自己充填性が得られていない。

(B) 2種の無機粒子を用い、かつ金属繊維を用いたか又は用いない例 [ 1. 使用材料]

以下に示す材料を使用した。 ( 1 ) セメント； A ：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製

；ブレーン比表面積 3,300cm²/g)

B ：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積 3,²00cm²/g)

( 2 ) 微粒子； A ：シリカフューム（B E T比表面積 llm²/g)

B : シリカフユ一ム（B E T比表面積 21m²/g)

( 3 ) 無機粒子 A ; スラグ粉末 A (ブレーン比表面積 6,000cni²/g)

スラグ粉末] B (ブレーン比表面積 15,000cm²/g) 石英粉末（ブレーン比表面積 8，000cm²/g)

石灰石粉末（ブレーン比表面積 10,000cm²/g)

( 4 ) 無機粒子 B ；スラグ粉末 A (ブレーン比表面積 4,500cm²/g)

石英粉末（ブレーン比表面積 4，000cm²/_g)

石灰石粉末 A (ブレーン比表面積 3，800cm²/g) 石灰石粉末 B (ブレーン比表面積 2，600cm²/g) ( 5 ) 骨材；珪砂 A (最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有量 0.35 重量％)

珪砂 B (最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有量 1.2重量⁰ /₀ )

珪砂 C (最大粒径 0.6mm、 75 m以下の粒子の含有量 2.9重量％)

( 6 ) 金属繊維；鋼繊維 '（直径： 0.2mm、長さ： 13mm)

( 7 ) 有機繊維；ビニロン繊維（直径 0.3mm、長さ 13mm)

( 8 ) 減水剤；ポリカルボン酸系高性能 A E減水剤

( 9 ) 水；水道水

前記材料を用いた実施例 2 2〜4 2の配合条件を表 3に示す。

[表 3 ] セメント微粒子無機 3好 A 無機粒子 B 珪砂減水剤水金属有機

A B A B スラク、、スラク、、石英石灰スラタ、' 石英石灰石灰 A B C *1 繊 is 繊維

A B 石石 A S B *2 *3

22 100 23 26 13 110 0.8 23 4

23 100 30 26 13 106 0.8 22 3

24 100 31.5 28 17 120 0.9 22 4

25 100 20 30 9Λ 110 0.8 22 4

26 100 20 23 22 ! 05 0.8 25 4 実 27 100 26 20 25 120 1.1 27 4

28 100 30 25 25 106 1.0 25 4 施 29 100 31.5 28 17 120 1.0 24 2

30 100 20 30 21 120 1.2 26 4 例 31 100 30 23 22 110 1.6 28 3

32 100 28 25 15 104 1.1 23 4

33 100 35 32 20 106 1.2 25 4

34 100 32.2 26 13 104 1.5 22.7

35 100 32.2 26 13 104 0.8 22

36 100 23 22 22 104 0.9 23

37 100 32.2 26 13 104 1.5 22.7 2

38 100 32.2 26 13 104 0.8 22 2

39 100 23 22 22 104 0.9 23.5 2

40 100 12.5 15 10 0.5 22.5

41 100 32.2 26 13 104 0.3 26 2

42 100 32.2 26 13 104 0.8 22 2 2 減氷剤の配合量は、固形分換算である。 *2 金属繊維の配合量の単位は、混練物中の体積％である ₍

有機繊維の配合量の単位は、混練物中の体積％である。

[ 2 . モルタルまたはペーストの調製及び評価]

各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、硬化前及び硬化後の水硬性組成物の物性を測定評価した。結果を表 4に示す。

[表 4 ] ·

表 4に示すように、本発明の要件を満たす実施例 2 2〜4 2では、流動性が良好で、自己充填性を有するとともに、優れた機械的強度（圧縮強度、曲げ強度等）を有することがわかる。

■ 特に、 75〃m以下の粒子の含有量が 2重量％以下である実施例 2 2〜 3 3、 3 5〜 3 6、 3 8〜 4 1では、極めて優れた流動性（270mm以上のフロー値）を得ている。 ( C) 1種の無機粒子を用い、かつ有機繊維及び/又は炭素繊維を用いた例

[ 1. 使用材料]

以下に示す材料を使用した。

( 1 ) セメント； A ：普通ポル卜ランドセメント（太平洋セメント社製

；ブレーン比表面積 3,300cm²/g)

B ：低熱ポル 1、ランドセメント (太平洋セメント社製；ブレーン比表面積 3，200cm²/g)

( 2 ) 微粒子； A ：シリカフューム（B E T比表面積 llm²/g)

B ：シリカフユ一ム（B E T比表面積 21m²/g)

( 3 ) 無機粒子；スラグ粉末 A (ブレーン比表面積 4,500«η²' )

スラグ粉末 Β (ブレーン比表面積 15,000cm²/g) 石灰石粉末（プレーン比表面積 8,000cin²/g)

石英粉末（ブレーン比表面積 ⁷,⁵00cm²/g)

( 4 ) 骨材；珪砂 A (最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有量 0.3 重量％)

珪砂 B (最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有量 1.5重量⁰ /₀)

珪砂 C (最大粒径 0.6mm、 75 m以下の粒子の含有量 2.6重量％)

( 5 ) 有機繊維；ビニ口ン繊維（直径： 0.3mm、長さ： 13mm)

ァラミド繊維（直径： 0.3mm、長さ： 13mm)

( 6 ) 減水剤；ポリカルボン酸系高性能 A E減水剤

( 7 ) 水；水道水

前記材料を用いた実施例 4 3〜 6 2の配合条件を表 5に示す。

[表 5 ] セメント微粒子無機粒子珪砂減フ kゝ吝 il フ k、有機繊維 *2

A A B スラク、、 A スラク、、 B 石央. 石灰石 A B C * 1丄二！]ンァラミド

100 25 30 115 0.9 25 4

44 100 28 36 126 1.2 27 4

45 100 23 26 104 0.8 23 4

46 100 30 26 110 1.2 23 3

47 100 31.5 28 106 0.9 22 4

48 100 26 20 106 1.1 26 4

室 49 100 30 25 120 1.0 25 4

50 100 28 39 104 1.2 26 4

施 51 100 20 30 120 0.8 23 3

100 20 23 110 0.9 ΔΔ 8 例 D 100 35 32 105 Ι.Δ ΔΌ 4

54 100 31.5 28 106 1.0 24 2

55 100 20 30 120 1.2 26 4

56 100 30 23 110 1.6 28 7

57 100 30 39 104 0.6 22 4

58 100 30 39 104 0.6 22 4

59 100 23 39 103 0.9 23 4

60 100 30 39 104 1.2 23 4

61 100 30 39 104 0Λ 26 4

62 100 26 104 0.5 26 4

*1 減水剤の配合量は、固形分換算である。 '

*2 有機繊維の配合量の単位は、混練物中の体積％である <

[ 2. モルタルの調製及び評価]

各材料を個別に二軸練りミキザに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、硬化前及び硬化後の水硬性組成物の物性を測定し評価した。結果を表 6に示す。

6 ]

表 6に示すように、本発明の水硬性組成物（実施例 4 3 ~ 6 2 ) では、自己充填性（良好なフロー値及び 200mm到達時間）と、優れた機械的特性（圧縮強度、 .曲げ強度、破壊エネルギー）を得ている。

(D) 2種の無機粒子を用い、かつ有機繊維及び Z又は炭素繊維を用いた例

[ 1. 使用材料]

以下に示す材料を使用した。 ·· ( 1 ) セメント； A ：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製

；ブレーン比表面積 3,300cm²/g)

B ：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積 3，200cm²/g)

( 2 ) 微粒子； A ：シリカフューム（B E T比表面積 llm²/g)

B ：シリカフユ一ム（B E T比表面積 21m²/g)

( 3 ) 無機粒子 A ；スラグ粉末 A (ブレーン比表面積 6,000cm²/g)

スラグ粉末 B (プレーン比表面積 15,000cm²/g) 石英粉末（プレーン比表面積 8,000cm²/g)

石灰石粉末（ブレーン比表面積 10,000cm²/g)

(4 ) 無機粒子 B ；スラグ粉末 A (ブレーン比表面積 4，500cm²/g)

石英粉末（プレーン比表面積 4,000cm²/g)

石灰石粉末 A (ブレーン比表面積 3,800cm²/g) 石灰石粉末 B (ブレーン比表面積 2,600cm²/g) ( 5 ) 骨材；珪砂 A (最大粒径 0.6mm、 75〃m以下の粒子の含有： 0.35 重量％)

珪砂 B (最大粒怪 0.6mm、 75〃in以下の粒子の含有 ί .2重量⁰ /₀)

珪砂 C (最大粒径 0.6mm、 75〃πι以下の粒子の含有量 2.9重量％)

( 6 ) 有機繊維； Α ：ビニロン繊維（直径： 0.3mm、長さ： 13mm)

B ：ァラミド繊維（直径： 0.25mm、長さ： 15mm)

( 7 ) 減水剤；ポリカルボン酸系高性能 AE減水剤

( 8 ) 水；水道水

前記材料を用いた実施例 6 3〜8 2の配合条件を表 7に示す。

[表 7 ] セメント微粒子無機粒子 A 無機粒子 B 珪砂減水剤水有機繊維 *2

A B A B スラタ、、スラク、、石英. 石灰スラク、、 · 石英石灰石灰 A B C *1 r二 irノァラミ

A B 石石 A S B

63 100 25 23 1 fi 0.9 25 4

64 \j i n u 1.1 27 4

65 o n o u 1.2 23

66 1 nnリ 0.8 23 3

67 uu ΰ 1 Π 0.9 24

実 68 uu on T i n u 0.8 23 Q

69 u on o 1.2 25 8 施 70 n 26 20 25 on 0.9 27 4

71 100 30 25 25 106 0.8 25 4 例 72 100 31.5 28 17 120 0.9 24 2

73 100 20 30 21 120 0.9 26 4

74 100 30 23 22 110 0.9 24 7

75 100 28 25 15 104 1.1 26 4

76 100 35 32 20 106 0.9 25 4

77 100 32.2 26 13 104 0.8 22 4

78 100 32.2 26 13 104 1.5 23 4

79 100 32.2 26 13 104 0.8 22 4

80 100 23 22 22 104 0.9 24 4

81 100 12.5 15 10 0.5 23 4

82 100 32.2 26 13 104 0.3 26 4

*1' 減水剤の配合量は、固形分換算である _t "2 有機繊維の配合量の単位は、混練物中の体積 ¾である _t

[ 2. モルタルまたはぺ一ストの調製及び評価]

各材料を個別に二軸練りミキザに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、硬化前及び硬化後の水硬性組成物の物性を測定し評価した。結果を表 8に示す。

[表 8 ]

表 8に示すように、実施例 6 3〜 8 2では、流動性が良好で、自己充填性を有するとともに、優れた機械的強度（圧縮強度、曲げ強度、破壊エネルギ一）を有す.る。

特に、 75 m以下の粒子の含有量が 2重量％以下である実施例 6 3〜 7 7、 7 9〜 8 2では、極めて優れた流動性（270mni以上のフロー値）を得ている。

Claims

請求の範囲

1 . (A)ブレーン比表面積 2>500〜5,000(；111² のセメント 100重量部と、 (B) B E T比表面積 5〜25m²/gの微粒子 10〜40重量部と、

(C)ブレーン比表面積 2,500〜30,000cm²/gで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子 15〜55重量部

とを含むことを特徴とする水硬性組成物。

2 . 上記無機粒子（C)が、ブレーン比表面積 5,000~ 30,000cm²/gの無機粒子 A 10〜50重量部と、ブレーン比表面積 2,500〜5,000cm²/gの無機粒子 B 5〜35重量部とからなる請求項 1記載の水硬性組成物。

3 . 上記無機粒子 Aが、上記セメント及び上記無機粒子 Bよりも大きなブレーン比表面積を有しており、上記セメントと上記無機粒子 Bのブレ一ン比表面積の差が、 100cm²/g以上である請求項 2記載の水硬性組成物。

4 . 上記無機粒子 Aが、上記セメント粒子及び上記無機粒子 Bよりも l,000cm²/g 以上大きなブレーン比表面積を有する請求項 3記載の水硬性組成物。

5 . (D)粒径 2mm以下の骨材を 130重量部以下の配合量で含む請求項 1

~ 4のいずれか 1項記載の水硬性組成物。

6 . 上記骨材 (D)は、 75 / m 以下の粒子の含有量が 2.0 重量％以下である請求項 5記載の水硬性組成物。

7 . 金属繊維を含む請求項 1〜 6のいずれか 1項記載の水硬性組成物。

8 . 有機繊維及び/又は炭素繊維を含む請求項 1〜 7のいずれか 1項記載の水硬性組成物。

9 . 減水剤及び水を含むとともに、硬化前には、 230mm 以上のフロー値を有し、硬化後には、 130MPa以上の圧縮強度、及び 15MPa以上の曲げ強度を有する請求項 1〜 8のいずれか 1項に記載の水硬性組成物。

1 0. 硬化後に、 10KJ/m²以上の破壊エネルギーを有する請求項 9記載の水硬性組成物。