JP2017115048A - 固化材、その製造方法、及び固化材の評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水硬性粉体からなる固化材であって、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含む固化材。水分の含有量を調整する前の水硬性粉体に対して、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含むように、水分を付与する固化材の製造方法。水硬性粉体からなる固化材に対して、温度が88〜92℃の雰囲気下で5分間以上加熱した場合における質量の減少量を測定し、その測定結果に基いて、固化材の強度発現性を評価する固化材の評価方法。
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献1には、一軸圧縮強さに優れた固化改良土を得ることができるセメント系固化材として、リートベルト法で測定したC3S量が50質量%以上であるセメントと、石膏を含むセメント系固化材が記載されている。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[6]を提供するものである。
[1] 水硬性粉体からなる固化材であって、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、上記水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含むことを特徴とする固化材。
[2] 上記水硬性粉体が、高炉スラグ微粉末を含む前記[1]に記載の固化材。
[3] 上記水硬性粉体が、セメントおよび石膏を含む前記[1]又は[2]に記載の固化材。
[4] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載の固化材の製造方法であって、水分の含有量を調整する前の上記水硬性粉体に対して、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、上記水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含むように、水分を付与することを特徴とする固化材の製造方法。
[5] 上記水分の付与が、(a)水の噴霧、(b)温度が25℃以下でかつ相対湿度が90%以上となるように調整した雰囲気下への曝露、(c)温度が45℃以下でかつ平均相対湿度が35%以上の自然環境下での1ヶ月以上の曝露、および(d)温度が45℃以下でかつ平均相対湿度が80%以上の自然環境下での1週間以上の曝露、の中から選ばれる一種以上によるものである前記[4]に記載の固化材の製造方法。
[6] 水硬性粉体からなる固化材に対して、温度が88〜92℃の雰囲気下で5分間以上加熱した場合における質量の減少量を測定し、その測定結果に基いて、上記固化材の強度発現性を評価することを特徴とする固化材の評価方法。
本発明に用いられる水硬性粉体としては、水と混合することによって固化する粉体であれば特に限定されるものではないが、強度発現性(特に、初期(材齢1〜7日程度)強度発現性)の向上の観点から、高炉スラグ微粉末を含むものが好ましい。
高炉スラグ微粉末としては、例えば、高炉で銑鉄を製造する際に副生する溶融状態のスラグを、水で急冷・破砕して得られる水砕スラグの粉砕物や、徐冷・破砕して得られる徐冷スラグの粉砕物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメントとしては、例えば、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や、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、アルミナセメントや、エコセメント等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
固化材中のセメントの含有率は、好ましくは5〜95質量%、より好ましくは10〜80質量%、さらに好ましくは15〜75質量%、さらに好ましくは20〜70質量%、さらに好ましくは30〜70質量%、特に好ましくは50〜70質量%である。該含有率が5質量%以上であれば、固化材の強度発現性がより向上する。該含有率が95質量%以下であれば、固化材の材料のコストの増大を防ぐことができる。
固化材中の石膏の含有率は、SO3換算で、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは3〜30質量%、特に好ましくは5〜20質量%である。該含有率が1質量%以上であれば、固化材と土壌を混合する際の作業性(特に、十分に長い作業可能時間の確保)が向上する。該含有率が40質量%以下であれば、固化材の強度発現性が向上する。
固化材中の任意成分の含有率は、好ましくは25質量%以下、より好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。該量が25質量%以下であれば、固化材の強度発現性の低下を防ぐことができる。
なお、加熱を行う際の相対湿度によって、質量の減少量が変動することはない。
該減少量の下限値および上限値の各好ましい値は、上述のとおりである。
なお、一般に、固化材は、製造後、風化防止の観点から、通常5日以内に使用されており、長期(1週間以上)に亘って現場で保管されることは、風化への対策が必要となるため、望ましくないものとされる。
加熱温度は、88〜92℃、好ましくは89〜91℃、より好ましくは90℃である。該温度が88℃以上であれば、加熱時間を短くすることができ、かつ、測定結果にばらつきが少なくなるため、より正確な評価が可能である。該温度が92℃以下であれば、石膏の脱水の影響がなく、測定結果にばらつきが少なくなるため、より正確な評価が可能である。
加熱時間は、5分間以上、好ましくは5分間である。該時間が5分間以上(例えば、6分間)であれば、測定結果にばらつきが少なくなるため、より正確な評価が可能である。
加熱時間の上限値は特に限定されないが、測定の効率の観点から、好ましくは8分間である。
なお、加熱は、より正確な評価が可能となる観点から、無風状態の雰囲気下で行うことが好ましい。
土壌の改良における、土壌1m3当たりの固化材の添加量は、固化材を添加した土壌の一軸圧縮強さをより向上させる観点からは、好ましくは10kg以上、より好ましくは30kg以上である。該添加量は、コストの低減の観点からは、好ましくは800kg以下、より好ましくは700kg以下である。
[使用材料]
(1)水硬性粉体:高炉スラグ微粉末25質量%、セメント65質量%、石膏10質量%の混合物
(2)土壌:砂質土、含水比28%
上記水硬性粉体100質量部に対して、表1に示す量の水分を、噴霧器を用いて添加した後、混合して固化材を得た。得られた固化材を、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した。加熱前後の固化材の水分量を、水分計(ケツト科学研究所社製、商品名「FD−100」)を用いて測定し、得られた測定値から、固化材(水を添加した水硬性粉体からなるもの)100質量部に対する、質量の減少量(表1中、「90℃質量減少量」と表す。)を算出した。
水分計による測定は、水分計のセンサーを固化材中に差し込んだ後、水分計に表示された測定値が一定(平衡状態)となるまで、1〜5分間程度静置することで行った。
また、上記加熱において、固化材の質量の減少量は、全て水分の減少によるものであった。
得られた固化改良土の材齢7日における一軸圧縮強さを「JIS A 1216(土の一軸圧縮試験方法)」に準じて測定した。
表1中、一軸圧縮強さの数値は、比較例1の固化材を用いた固化改良土の一軸圧縮強さを100とする指数で表した。
また、固化材のハンドリング性の評価を行った。表1中、ハンドリング性の評価は、固化材中に強固なダマが生成されない場合を「○」とし、強固なダマが生成される場合を「×」とした。
表1に示す量の水分を添加する以外は、実施例1と同様にして、固化材を得た。
得られた固化材を用いて、実施例1と同様にして、質量の減少量の算出等を行った。
固化材として、水分を添加しない水硬性粉体を使用する以外は、実施例1と同様にして、質量の減少量の算出等を行った。なお、表1において、比較例1の一軸圧縮強さを100とした。
[比較例2〜4]
表1に示す量の水分を添加する以外は、実施例1と同様にして、固化材を得た。
得られた固化材を用いて、実施例1と同様にして、質量の減少量の算出等を行った。
結果を表1に示す。
Claims (6)
- 水硬性粉体からなる固化材であって、
温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、上記水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含むことを特徴とする固化材。 - 上記水硬性粉体が、高炉スラグ微粉末を含む請求項1に記載の固化材。
- 上記水硬性粉体が、セメントおよび石膏を含む請求項1又は2に記載の固化材。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の固化材の製造方法であって、
水分の含有量を調整する前の上記水硬性粉体に対して、温度が90℃であり、かつ、無風状態の雰囲気下で5分間加熱した場合における質量の減少量が、上記水硬性粉体100質量部に対して、0.28〜0.76質量部である量の水分を含むように、水分を付与することを特徴とする固化材の製造方法。 - 上記水分の付与が、(a)水の噴霧、(b)温度が25℃以下でかつ相対湿度が90%以上となるように調整した雰囲気下への曝露、(c)温度が45℃以下でかつ平均相対湿度が35%以上の自然環境下での1ヶ月以上の曝露、および(d)温度が45℃以下でかつ平均相対湿度が80%以上の自然環境下での1週間以上の曝露、の中から選ばれる一種以上によるものである請求項4に記載の固化材の製造方法。
- 水硬性粉体からなる固化材に対して、温度が88〜92℃の雰囲気下で5分間以上加熱した場合における質量の減少量を測定し、その測定結果に基いて、上記固化材の強度発現性を評価することを特徴とする固化材の評価方法。
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