JP2003146720A - コンクリート類 - Google Patents

コンクリート類

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JP2003146720A JP2001341773A JP2001341773A JP2003146720A JP 2003146720 A JP2003146720 A JP 2003146720A JP 2001341773 A JP2001341773 A JP 2001341773A JP 2001341773 A JP2001341773 A JP 2001341773A JP 2003146720 A JP2003146720 A JP 2003146720A
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桂史郎 入矢
Yoshiaki Kamigaki
義明 上垣
Yukinori Kubo
征則 久保
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 下水道施設に用いられる耐酸性の向上したモ
ルタルないしはコンクリートを提供する。 【解決手段】 下水道施設などの耐酸性が要求される部
位に用いられ、セメントを含むコンクリート類におい
て、シリカフューム,フライアッシュなどのポゾラン物
質を添加し、セメントの水和反応により発生する水酸化
カルシウムを、C(カルシウム)−S(シリカフュー
ム)−H系水和物に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、モルタルやコン
クリートを含むコンクリート類に関し、特に、その耐酸
性を改善する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】下水道施設では、イオウ酸化細菌により
硫酸が生成され、この種の施設の汚水導入路などに用い
られているコンクリート類は、この硫酸の化学的な浸食
作用を受けて、腐食,劣化することが知られている。
【0003】そこで、従来は、コンクリート躯体やモル
タル躯体の表面に、耐酸性樹脂を塗布して、防食を図っ
ていたが、このような方法には、以下に説明する課題が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、コンクリー
トないしはモルタルの表面に耐酸性樹脂を塗布する防食
手段では、耐久性に乏しいので、所定期間ごとに、定期
的な塗り替え作業が必要になる。この場合、塗布された
耐酸性樹脂の耐久性劣化は、必ずしも均一に進行しない
ので、その上に新たな樹脂を塗布しても、均一な耐酸性
を得ることが難しい。
【0005】また、特に、下水道施設は、連続した汚水
処理が要請されるので、施設を停止して、完全に補修す
ることが難しいという問題もあった。
【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、材
料自体に耐酸性を帯有させることで、耐酸性機能の回復
などのメンテナンスが不要になるコンクリート類を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、下水道施設などの耐酸性が要求される部
位に用いられ、セメントを含むコンクリート類におい
て、前記コンクリート類中に、シリカフューム,フライ
アッシュなどのポゾラン物質をセメント量よりも多く添
加し、前記セメントの水和反応により発生する水酸化カ
ルシウムを、C(カルシウム)−S(シリカフューム)
−H系水和物に変換するようにした。
【0008】このように構成したコンクリート類によれ
ば、後述する試験結果からも明らかなように、コンクリ
ート類自体の耐酸性が大幅に向上し、しかも、均一な耐
酸性が得られる。
【0009】ここで、本発明を案出するに至った経過
は、本発明者らが、下水道施設などに用いられているコ
ンクリート類が、硫酸により化学的に侵食劣化される作
用は、セメント水和物中に、水酸化カルシウムを作成す
るためであるとの知得に基づいていて、この知得から水
酸化カルシウムの生成をなくすことにより、コンクリー
ト類の耐酸性が大幅に向上するとの結論に至ったもので
ある。
【0010】前記ポゾラン物質中のシリカフュームは、
前記セメントと同量添加することができる。
【0011】この構成によれば、コンクリート類のセメ
ントに含まれているカルシウムの量が、不明であって、
セメントと同量のシリカフュームとセメント量より多く
のポラゾン物質を添加すれば、セメントの水和反応によ
り発生する水酸化カルシウムを、C(カルシウム)−S
(シリカフューム)−H系水和物に完全に変換すること
ができる。
【0012】このコンクリート類は、新規に施工する構
造物には、容易に適用されるが、表面が劣化した既設コ
ンクリートには、適応し難い。
【0013】このような表面のみを補修する際には、前
記コンクリート類に、エポキシ樹脂などの硬化性合成樹
脂ポリマーを添加することができる。
【0014】この構成によれば、ポリマーを添加するこ
とで、耐酸性を強化しつつ、付着強度を大きくすること
ができる。
【0015】前記コンクリート類に抗菌材を添加するこ
とができる。
【0016】この構成によれば、抗菌材を添加すること
で、耐酸性を強化しつつ、耐菌性を大きくすることがで
きる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、比較例とともに説明する。本発明の作用効果
を確認するために、以下の配合比率のモルタルを作製
し、曲げ強度,圧縮強度,長さ変化,付着強度,硫酸浸
漬試験を行った。
【0018】モルタルの配合は、以下の表1に示すよう
に、3ケースとした。この3ケースでは、ケース1が、
シリカフューム(SF),フライアッシュ(FA)など
のポゾラン物質を全く添加しない本発明の比較例であ
り、ケース2が、モルタルに含まれているセメント
(C)と同量のポゾラン物質としてシリカフューム(S
F)を添加した本発明の実施例1で、ケース3が、モル
タルに含まれているセメント(C)と同量のポゾラン物
質としてシリカフューム(SF)を添加するとともに、
これにポリマー(P)を添加した実施例2である。
【0019】
【表1】 この表1に示したモルタルの配合例では、以下の表2に
示すような構成材料を使用した。すなわち、セメント
(C)には、密度が3.16の普通ポルトランドセメン
トを用いた。
【0020】シリカフューム(SF)には、密度が2.
22のシリカフューム、Microsilica Gr
ade983(Elken社製、商品名)を用いた。
【0021】フライアッシュ(FA)には、密度が2.
24のスーパーフローSF20(太平洋セメント社製、
商品名)を用いた。
【0022】細骨材(S)には、密度が2.60の小笠
産陸砂を用いた。モルタルに添加するポリマーには、塩
ビ系ポリマー(P)、ビニブラン705(信越ポリマー
製、商品名)を用いた。
【0023】流動性を改善するためのモルタルに添加す
る高性能AE減水剤(HS700)には、HS700
(サンフロー社製、商品名)を用いた。
【0024】
【表2】 硬化した各ケースのモルタルの上述した各種の試験は、
以下の表3に示す方法に準拠した。
【0025】
【表3】 以下に示した表4,5は、ケース1(比較例)とケース
2(実施例1)とについて、それぞれ材齢7日と28日
とに行った曲げ・圧縮強度試験の測定結果を示してい
る。
【0026】この試験は、JISR5201(セメント
の物理試験方法)準拠した。
【0027】また、曲げ強度試験は、ミハエリス試験機
を使用した。曲げ強度および圧縮強度は、以下の式によ
り算出した。 b=0.234×50×w×0.980665 ここで、b;曲げ強度(N/mm) w;散弾重量(g) c=(P/1600)×1000 ここで、c;圧縮強度(N/mm) P;最大荷重(KN)
【0028】
【表4】
【表5】 上記表4,5の結果から明らかなように、ケース2(実
施例1)の場合には、材齢7日,28日の曲げ・圧縮強
度は、ケース1(比較例)の場合よりもかなり低くなっ
ているが、例えば、下水施設の汚水導入路などのよう
に、比較的強度を要請されない場合や、また、強度を負
担する躯体の表面に本実施例のモルタル層を形成する場
合には、実用上問題がない程度の曲げ・圧縮強度が得ら
れることが判った。
【0029】以下に示した表6,7は、ケース1(比較
例)とケース2(実施例1)およびケース3(実施例
2)とについて、材齢7日を基長として、材齢14日,
21日,28日,35日後に、同じ部分の長さを測定し
た結果と、この結果から求めた長さの変化率との測定結
果を示している。
【0030】なお、この場合の長さ変化の試験は、JI
SA6202(コンクリート用膨張剤)付属書1(規
定)膨張剤のモルタルによる防地要請試験方法に準拠し
た。
【0031】
【表6】
【表7】 以下に示した表8,9は、ケース1(比較例)とケース
2(実施例1)およびケース3(実施例2)とについ
て、材齢7日を基長として、材齢14日,21日,28
日,35日後に、同じ部分の質量を測定した結果と、こ
の結果から求めた質量の変化率との測定結果を示してい
る。
【0032】
【表8】
【表9】 また、図1は、表7の長さ変化率をグラフ表示したもの
であり、図2は、表9の質量の変化率をグラフ化したも
のである。表7,9ないしは図1,2をみると明らかな
ように、ケース2(実施例1)およびケース3(実施例
2)は、ケース1(比較例)よりも長さおよび質量の変
化率が大きいことが判る。
【0033】以下に示した表10は、ケース1(比較
例)とケース2(実施例1)およびケース3(実施例
2)とについて、それぞれ行った付着強度試験の測定結
果を示している。
【0034】この試験は、建研式接着力試験機を使用し
た。試験の供試体は、図3に示すような形態に作成し
た。試験に用いるモルタルは、所定厚みの平板状の試験
用基板(C)とし、その上面に所定厚みのモルタル
(B)を積層形成し、モルタル(B)の上面に鋼製アタ
ッチメント(A)を接着固定した。
【0035】付着試験では、基板(C),モルタル
(B),アタッチメント(A)のそれぞれの界面での破
断、ないしは、基板(C)の破壊が起こるまでの値を求
めた。
【0036】
【表10】 この測定結果から明らかなように、ケース2(実施例
1)およびケース3(実施例2)は、ケース1(比較
例)よりも付着強度が劣るものの、ポリマー(P)を添
加すると、付着強度の改善効果が得られることを確認し
た。
【0037】以下に示す表11は、ケース1(比較例)
とケース2(実施例1)およびケース3(実施例2)と
について、それぞれ行った硫酸浸漬試験の測定結果を示
している。
【0038】この硫酸浸漬試験では、図4に示すような
寸法形状の、断面が中空な供試体をそれぞれ3個ずつ作
成し、5%濃度の硫酸溶液に、30日間浸漬した後に、
図4の〜に示した箇所の、変色部分の長さと、浸透
深さとを測定した。浸透深さは、中性化した深さをフェ
ノールフタレン法により測定して求めた。
【0039】
【表11】 この浸透試験結果から明らかなように、ケース2(実施
例1)およびケース3(実施例2)は、変色部分の長さ
と浸透深さがほぼケース1(比較例)と同じであり、硫
酸に対する浸透性に関しては、同等の性能を有している
ことが判る。
【0040】以下に示す表12は、ケース1(比較例)
とケース2(実施例1)およびケース3(実施例2)と
について、それぞれ行った硫酸浸漬試験における質量変
化率の測定結果を示している。
【表12】
【0041】この試験では、上記浸透試験と同じ寸法形
状の供試体を用い、28日水中養生した後の質量を基準
として、5%濃度の硫酸溶液に、30日間浸漬した後の
質量を測定して、その変化率を求めたものである。
【0042】表12に示した試験結果から明らかなよう
に、ケース2(実施例1)およびケース3(実施例2)
では、質量の変化率が非常に小さく、ケース1(比較
例)の約1/28程度になっていて、硫酸に対する侵食
劣化が非常に少なくなることが判る。
【0043】この理由は、モルタル中に、シリカフュー
ム(SF)からなるポゾラン物質を添加し、セメント
(C)の水和反応により発生する水酸化カルシウムを、
C(カルシウム)−S(シリカフューム)−H系水和物
に変換することで、耐酸性が低下する水酸化カルシウム
の生成がなくなり、これにより、モルタルの耐酸性が大
幅に向上すると推論している。
【0044】なお、上記実施例では、本発明をモルタル
に適用した場合を示したが、本発明は、これに限定され
ることはなく、モルタルに粗骨材を加えるコンクリート
に適用することもできる。
【0045】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるコンクリート類によれば、耐酸性を大場に向上さ
せることができ、しかも、この耐酸性は、材料自体に帯
有させるので、均一な耐酸性が得られるとともに、耐酸
性機能の回復などのメンテナンスが不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるコンクリート類の材齢日数に関
する長さ変化率を示すグラフである。
【図2】本発明にかかるコンクリート類の材齢日数に関
する質量変化率を示すグラフである。
【図3】本発明にかかるコンクリート類の付着強度試験
に用いる供試体の断面図である。
【図4】本発明にかかるコンクリート類の硫酸浸漬試験
に用いる供試体の断面図である。
【符号の説明】
A 鋼製アタッチメント B モルタル C 試験用基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 111:23 (72)発明者 久保 征則 東京都港区港南2丁目15番2号 株式会社 大林組本社内 Fターム(参考) 4G012 PA23 PA27 PA28

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下水道施設などの耐酸性が要求される部
    位に用いられ、セメントを含むコンクリート類におい
    て、 前記コンクリート類中に、シリカフューム,フライアッ
    シュなどのポゾラン物質をセメント量より多く添加し、 前記セメントの水和反応により発生する水酸化カルシウ
    ムを、C(カルシウム)−S(シリカフューム)−H系
    水和物に変換することを特徴とするコンクリート類。
  2. 【請求項2】 前記ポゾラン物質中のシリカフューム
    は、前記セメントと同量添加することを特徴とする請求
    項1記載のコンクリート類。
  3. 【請求項3】 前記コンクリート類に、エポキシ樹脂な
    どの硬化性合成樹脂ポリマーを添加することを特徴とす
    る請求項1または2記載のコンクリート類。
  4. 【請求項4】 前記コンクリート類に、抗菌材を添加す
    ることを特徴とする請求項1または2記載のコンクリー
    ト類。
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Cited By (4)

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