JP2626016B2 - Compounds for the production of heavy concrete and methods for producing heavy concrete - Google Patents
Compounds for the production of heavy concrete and methods for producing heavy concreteInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、比重が高く、化学的特性、機械的特性の優
れた重量コンクリートの製造用配合物及び重量コンクリ
ートの製造法に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a composition for the production of heavy concrete, which has a high specific gravity and is excellent in chemical and mechanical properties, and to a method for producing heavy concrete.
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 骨材に磁鉄鉱、チタン鉱、重晶石、かんらん石等の比
重が高い材料を用いたコンクリートは重量コンクリート
といわれ、消波ブロック、護岸堤等の海洋工事用コンク
リート、重量機械基盤用コンクリート、放射線遮へい用
コンクリート等として用いられている。(Problems to be solved by the prior art and the invention) Concrete using a material having a high specific gravity such as magnetite, titanium ore, barite, and olivine as an aggregate is referred to as heavy concrete, a wave breaking block, a seawall and a seawall. It is used as concrete for offshore construction, concrete for heavy machinery base, concrete for radiation shielding, etc.
しかし、重量コンクリートの製造に際しては、その生
コンクリートとしての運搬中、打設中、のた硬化途中に
おいて、高比重の骨材が沈降・分離し易く、均質な高比
重重量コンクリートを製造することが困難である。However, in the production of heavy concrete, it is easy to settle and separate high-specific-gravity aggregates during transportation as concrete, during casting, and during hardening. Have difficulty.
また、これを回避するために、生コンクリートの水／
セメント比を小さくすると、施工性が悪くなり、製品重
量コンクリートの化学的、機械的特性も劣化する。In order to avoid this, water /
When the cement ratio is reduced, the workability is deteriorated, and the chemical and mechanical properties of the product weight concrete are also deteriorated.
（課題を解決するための手段） 本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、生コ
ンクリートの運搬中、打設中、硬化途中等における高比
重骨材とセメントペーストとの比重差による分離を阻止
し、高比重、高強度で耐久性の向上した重量コンクリー
トを提供するものであって、すなわち、（１）粗骨材と
しての酸化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量70〜90
重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセメントペースト８
〜30重量％、シリカヒューム0.1〜３重量％（ただし、
シリカヒューム／セメント比2.5〜20％）及び有機ポリ
マーディスパージョン0.05〜３重量％（ただし、固形分
として）からなり、かつ前記有機ポリマー／セメント比
が２〜20％であり、シリカヒュームと有機ポリマーディ
スパージョンの総量が４重量％を越えないことを特徴と
する重量コンクリート製造用配合物と、（２）粗骨材と
しての酸化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量70〜90
重量％、水／セメント比0.3〜0.7のセメントペースト８
〜30重量％、シリカヒューム0.1〜３重量％（ただし、
シリカヒューム／セメント比2.5〜20％）、繊維長１〜1
0mmの炭素繊維0.05〜１重量％及び有機ポリマーディス
パージョン0.05〜３重量％（ただし、固形分として）か
らなり、かつ前記有機ポリマー／セメント比が２〜20％
であり、シリカヒュームと炭素繊維と有機ポリマーディ
スパージョンの総量が４重量％を越えないことを特徴と
する重量コンクリート製造用配合物と、（３）前記
（１）記載の重量コンクリートの製造用配合物を型枠内
に入れて養生・硬化せしめることを特徴とする重量コン
クリートの製造法及び（４）前記（２）記載の重量コン
クリートの製造用配合物を型枠内に入れて養生・硬化せ
しめることを特徴とする重量コンクリートの製造法であ
る。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above problems, and is based on a difference in specific gravity between a high-specific-gravity aggregate and a cement paste during transportation, placing, and hardening of ready-mixed concrete. It is intended to provide a heavy concrete with high specific gravity, high strength and improved durability, which prevents separation, that is, (1) the total amount of iron oxide ore as coarse aggregate and iron sand as fine aggregate is 70-70. 90
Cement paste 8 with weight%, water / cement ratio 0.3-0.7
~ 30% by weight, silica fume 0.1 ~ 3% by weight (However,
A silica fume / cement ratio of 2.5 to 20%) and an organic polymer dispersion of 0.05 to 3% by weight (as solid content), and the organic polymer / cement ratio of 2 to 20%; A composition for the production of heavy concrete, characterized in that the total amount of the dispersion does not exceed 4% by weight, and (2) the total amount of iron oxide ore as coarse aggregate and iron sand as fine aggregate 70-90.
Cement paste 8 with weight%, water / cement ratio 0.3-0.7
~ 30% by weight, silica fume 0.1 ~ 3% by weight (However,
Silica fume / cement ratio 2.5-20%), fiber length 1-1
0 to 1% by weight of carbon fiber and 0.05 to 3% by weight of organic polymer dispersion (as solid content), and the organic polymer / cement ratio is 2 to 20%.
Wherein the total amount of silica fume, carbon fiber and organic polymer dispersion does not exceed 4% by weight; and (3) the composition for producing heavy concrete according to (1). A method for producing heavy concrete, characterized in that the material is placed in a mold and cured and cured, and (4) the composition for producing heavy concrete described in (2) is cured and cured in a mold. A method for producing heavy concrete, characterized in that:
従来、重量コンクリートの製造において、かんらん
石、酸化鉄鉱石などの粗骨材に砂などの細骨材とセメン
ト、水とを混合して、これを打設施工していたが、粗骨
材の酸化鉄鉱石は比重が高いため、下方へ沈んでしまう
分離現象が生じ、その結果不均質な組成の機械的、化学
的特性の劣化した重量コンクリート製品となってしまう
問題があった。Conventionally, in the manufacture of heavy concrete, fine aggregates such as sand, cement, and water were mixed with coarse aggregates such as olivine and iron oxide ore, and this was cast and constructed. The iron oxide ore has a high specific gravity, which causes a separation phenomenon that sinks downward, resulting in a heavy concrete product having a heterogeneous composition and degraded mechanical and chemical properties.
本発明者は種々研究の結果、細骨材を比重の高い砂鉄
とすることにより、そして混和材としてシリカヒューム
と有機ポリマーディスパージョン又はシリカヒュームと
有機ポリマーディスパージョンと炭素繊維とを加えるこ
とにより、この分離現象の発生を十分に防止できること
を見出だした。As a result of various studies, the present inventor has made fine aggregate into iron sand having a high specific gravity, and by adding silica fume and organic polymer dispersion or silica fume, organic polymer dispersion and carbon fiber as an admixture, It has been found that the occurrence of this separation phenomenon can be sufficiently prevented.
細骨材に砂鉄を用いることによって、粗骨材、細骨材
の双方共に比重の高い材料とする一方、セメントと水か
らなるセメントペースト分は比重の低い材料となったの
で、比重差から粗、細骨材が沈降し、セメントペースト
分が上方に残って、分離が生じるものと予想されたけれ
ども、この予想を覆すことができた。さらに、粗骨材に
酸化酸化鉄鉱石を用いることにより、水、海水等の化学
環境に対する安定性を高めることができた。By using iron sand as the fine aggregate, both the coarse aggregate and the fine aggregate have a high specific gravity, while the cement paste composed of cement and water has a low specific gravity. This was reversed, although fine aggregate was settled and the cement paste remained above and expected to separate. Furthermore, by using iron oxide oxide ore as the coarse aggregate, the stability to chemical environments such as water and seawater could be improved.
骨材と水、海水との接触に際しては、骨材が硫化鉄で
あると、硫黄分が気、水中の酸素、水及びセメントから
生成する水酸化カルシウムと反応して、（１）硫化鉄＋
酸素＋水又は海水＋水酸化カルシウム ［膨張］：石膏＋水酸化鉄 （２）石膏＋アルミン酸カルシウム（セメント中の）＋
水 ［膨張］：エトリンガイト となり、組織内に膨張現象が生じる結果、重量コンクリ
ートの機械的強度が劣化し、化学的特性も劣化する。When the aggregate is in contact with water or seawater, if the aggregate is iron sulfide, the sulfur reacts with air, oxygen in the water, calcium hydroxide generated from water and cement, and (1) iron sulfide +
Oxygen + water or seawater + calcium hydroxide [expansion]: gypsum + iron hydroxide (2) gypsum + calcium aluminate (in cement) +
Water [Expansion]: It becomes ettringite, and as a result of an expansion phenomenon occurring in the structure, the mechanical strength of heavy concrete deteriorates and its chemical properties also deteriorate.
これに対して、本発明では粗骨材及び細骨材の両者に
酸化酸化鉄鉱石を用いるため、海水等の化学的環境下で
優れた安定性を有するものとなる。On the other hand, in the present invention, iron oxide oxide ore is used for both the coarse aggregate and the fine aggregate, so that it has excellent stability under a chemical environment such as seawater.
本発明では、このようにして粗、細骨材を共に高比重
の材料となすことによって、全体として高比重の重量コ
ンクリートを提供することができるのである。In the present invention, by using both the coarse and fine aggregates as materials having a high specific gravity in this way, it is possible to provide heavy concrete having a high specific gravity as a whole.
粗骨材の酸化鉄鉱石としては、赤鉄鉱、磁鉄鉱等があ
り、比重が約4.0〜5.0、粒度が粒径約５〜60mmのものが
好適に使用される。Iron oxide ores of coarse aggregate include hematite and magnetite, and those having a specific gravity of about 4.0 to 5.0 and a particle size of about 5 to 60 mm are preferably used.
細骨材の砂鉄としては、磁鉄鉱、赤鉄鉱、褐鉄鉱等を
主体し、比重が約4.0〜5.0、粒径が約5mm以下（50〜200
メッシュ程度）のものが使用される。Fine iron sand is mainly composed of magnetite, hematite, limonite, etc., with a specific gravity of about 4.0 to 5.0 and a particle size of about 5 mm or less (50 to 200 mm).
Mesh).
細骨材率は0.3〜0.5であり、0.3より少ないと製品コ
ンクリートが粗面化し、強度も不十分なものとなり、か
つ比重も低くなり、また施工に際し、セメントペースト
と粗骨材との分離現象が生じてしまう。0.5を越えると
コンクリート配合物の流動性がなくなり、ワーカビリテ
ィのよいものとならない。The fine aggregate ratio is 0.3 to 0.5, and if it is less than 0.3, the product concrete will be roughened, the strength will be insufficient, and the specific gravity will be low, and at the time of construction, the separation phenomenon of cement paste and coarse aggregate Will occur. If it exceeds 0.5, the fluidity of the concrete composition will be lost and the workability will not be good.
総骨材量は製品重量コンクリートの70〜90重量％であ
り、70重量％より少ないと製品の比重が低くなり、かつ
不経済なものとなり、90重量％を越えると施工性が悪化
する。The total aggregate amount is 70 to 90% by weight of the concrete by weight of the product, and if it is less than 70% by weight, the specific gravity of the product becomes low and uneconomical, and if it exceeds 90% by weight, the workability deteriorates.
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、高炉
セメントやフライアッシュセメント等の混合セメント、
アルミナセメント等が使用され、その配合量は1m3当た
り200〜450kgが好ましい。As cement, mixed cement such as ordinary Portland cement, blast furnace cement and fly ash cement,
Alumina cement or the like is used, the amount thereof 1 m 3 per 200~450kg are preferred.
200kgより少ないと製品重量コンクリートが弱強度の
ものとなり、450kgを越えると製品の比重が低くなって
好ましくない。If it is less than 200 kg, the product weight concrete will have low strength, and if it exceeds 450 kg, the specific gravity of the product will be low, which is not preferable.
本発明においては、混和材としてまずシリカヒューム
を加えるが、これは非晶質で球形の超微粒子SiO2で、一
般にフェロシリコンや金属珪素の製造時に副産物として
得られるものである。In the present invention, silica fume is first added as an admixture, which is an amorphous and spherical ultrafine particle SiO 2 , which is generally obtained as a by-product during the production of ferrosilicon or metallic silicon.
シリカヒュームは、セメントの水和反応によって生ず
る遊離の水酸化カルシウム（ポルトランダイト）と活発
なポゾラン反応を起こして珪酸カルシウムを生成し、コ
ンクリート中の含有水分のアルカリ濃度を低下してアル
カリ骨材反応を抑制すると同時に水和物の組織を緻密化
して高強度の硬化体となる。Silica fume generates an active pozzolanic reaction with free calcium hydroxide (portlandite) generated by the hydration reaction of cement to produce calcium silicate, and reduces the alkali concentration of the water content in concrete to reduce the alkali aggregate. At the same time as suppressing the reaction, the structure of the hydrate is densified to form a high-strength cured product.
またこの添加は、その球形微粒子のボールベアリング
的作用により細骨材等の動きを良好にするため、単位水
量が削減されブリージング抵抗性が増す。さらに、配合
物中でチクソトロピー性が発揮するため、高比重骨材と
セメントペーストとの比重差による分離を阻止する役割
を果たす。Further, this addition improves the movement of the fine aggregate and the like by the action of the spherical fine particles as a ball bearing, so that the amount of unit water is reduced and the breathing resistance is increased. Furthermore, since thixotropic properties are exhibited in the composition, it plays a role in preventing separation due to a specific gravity difference between the high specific gravity aggregate and the cement paste.
さらにまた、超微粒子であるため、コンクリート中の
セメントペーストのゲル空間と毛細管空間に侵入してそ
れら空間を埋めることができるので、コンクリートは緻
密質となり、機械的強度が増大し、透水性（耐水性）、
通気性も減少される。Furthermore, since it is ultra-fine particles, it can penetrate the gel space and the capillary space of the cement paste in the concrete and fill those spaces, so that the concrete becomes denser, the mechanical strength increases, and the water permeability (water resistance) increases. sex),
Breathability is also reduced.
この添加量は、0.1〜３重量％が好ましく、シリカヒ
ューム／セメント比、すなわちセメント重量に対するシ
リカヒュームの重量の割合は、2.5〜20％が好ましい。The addition amount is preferably 0.1 to 3% by weight, and the silica fume / cement ratio, that is, the ratio of the weight of silica fume to the weight of cement is preferably 2.5 to 20%.
2.5％より少ないと重量コンクリートの施工時に骨材
とセメントペーストとの沈降分離現象が生じ易くなり、
かつ製品重量コンクリートの機械的強度も低下し、20％
を越えると施工時のワーカビリティが悪くなり、かつ不
経済なものとなる。If it is less than 2.5%, the sedimentation and separation phenomenon of aggregate and cement paste tends to occur during construction of heavy concrete,
In addition, the mechanical strength of the product weight concrete also decreases, 20%
Exceeding the workability at the time of construction deteriorates and becomes uneconomical.
本発明においてはまた、有機ポリマーディスパージョ
ンを加えるが、これは水中に0.05〜１μｍ程度の有機ポ
リマーの微粒子が分散しているもの（固形分濃度:50％
前後）であり、有機ポリマーディスパージョンとして
は、スチレン・ブタジエンラテックス（SBR）、その変
性物（例えば、スチレンブタジエンをアクリルにて変性
したもののラテックス）、アクリルニトリル・ブタジエ
ンラテックス（NBR）、アクリルニトリル・ブタジエン
・スチレンラテックスのほか、メチルメタクリレート・
ブタジエンラテックス（MBR）、ポリクロロプレンラテ
ックス、エチレン・プロピレンラテックス等のラテック
ス類、その他ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニ
ル、塩化ビニル等のエマルジョン類が挙げられる。In the present invention, an organic polymer dispersion is also added, which is obtained by dispersing organic polymer fine particles of about 0.05 to 1 μm in water (solid content: 50%).
Styrene-butadiene latex (SBR), modified products thereof (for example, latex of styrene-butadiene modified with acrylic), acrylonitrile-butadiene latex (NBR), acrylonitrile Butadiene / styrene latex, methyl methacrylate /
Latexes such as butadiene latex (MBR), polychloroprene latex, ethylene / propylene latex, and emulsions such as polyacrylate, polyvinyl acetate, and vinyl chloride are also included.
この有機ポリマーディスパージョンの添加は、ポリマ
ー微粒子のボールベアリング的作用により細骨材等の動
きを良好にするため、単位水量が削減されブリージング
抵抗性が増すばかりでなく、高比重骨材とセメントペー
ストとの比重差による分離を阻止する役割を果たす。さ
らに、製品重量コンクリートの耐水性、凍結融解抵抗
性、機械的強度を高める。The addition of the organic polymer dispersion improves the movement of fine aggregate and the like by the action of polymer particles as a ball bearing, so that not only the unit water amount is reduced and the breathing resistance is increased, but also the high specific gravity aggregate and cement paste are added. And plays a role in preventing separation due to a difference in specific gravity. In addition, it increases the water resistance, freeze-thaw resistance, and mechanical strength of the product weight concrete.
この添加量は、固形分として0.05〜３重量％が好まし
く、ポリマー／セメント比、すなわちセメント重量に対
する有機ポリマー固形分の重量の割合（P/C（％））
は、２〜20％が好ましい。The addition amount is preferably 0.05 to 3% by weight as a solid content, and the polymer / cement ratio, that is, the ratio of the weight of the organic polymer solid content to the cement weight (P / C (%))
Is preferably 2 to 20%.
２％より少ないと製品重量コンクリートの凍結融解抵
抗性（耐久性）が低下し、20％を越えると施工時のワー
カビリティが悪くなり、かつ不経済なものとなる。If it is less than 2%, the freeze-thaw resistance (durability) of the product weight concrete decreases, and if it exceeds 20%, workability at the time of construction deteriorates and it becomes uneconomical.
本発明においてはさらに、炭素繊維を加えることも好
ましいが、これは繊維長が１〜10mm程度のものがよく、
良品の長炭素繊維製造時に副産する廃品であってもよ
い。長繊維は、セメントペーストと骨材等との混和が均
質化できないため好ましくなく、１〜10mmのものが均質
混和が達成できるので好ましい。炭素繊維は、直径８μ
ｍ前後、引張強度5,000kg/cm2以上もあり、スチール繊
維よりも強く、補強効果が大きい。また、耐熱性が極め
て良く、セメントとの結合性も良い。なお、炭素繊維と
しては、特にピッチ系のものが好ましい。In the present invention, it is also preferable to add carbon fiber, which is preferably about 1 to 10 mm in fiber length,
It may be a waste product by-produced during the production of a good long carbon fiber. The long fibers are not preferable because the mixing of the cement paste and the aggregate cannot be homogenized, and those having a length of 1 to 10 mm are preferable because the homogeneous mixing can be achieved. Carbon fiber is 8μ in diameter
m, tensile strength of 5,000 kg / cm 2 or more, stronger than steel fiber, and large reinforcing effect. In addition, the heat resistance is extremely good, and the bondability with cement is also good. In addition, as the carbon fiber, a pitch-based carbon fiber is particularly preferable.
一般に、コンクリートは圧縮強度が極めて高いもので
あるが、引張、曲げには弱い。そこで、炭素繊維を加配
することによって、引張、曲げ強度を高めようとするも
のであるが、さらに次のような格別な役割を果たすもの
である。すなわち、炭素繊維は、高比重骨材とセメント
ペーストとの間でそれらの移動を妨げるごとくジャング
ルジム状に介在して、それらの比重差による沈降分離を
十分に阻止する結果、均質な高強度の重量コンクリート
を提供することができるのである。この添加量は、0.05
〜１重量％が好ましく、炭素繊維／セメント比、すなわ
ちセメント重量に対する炭素繊維の重量の割合は、1.0
〜10％が好ましい。1.0％より少ないと重量コンクリー
トの施工時に骨材とセメントペーストとの沈降分離現象
が生じ易くなり、かつ製品重量コンクリートの機械的強
度も十分でなく、10％を越えると施工時のワーカビリテ
ィが悪くなり、かつ不経済なものとなる。Generally, concrete has extremely high compressive strength, but is weak in tension and bending. Then, the tensile and bending strengths are increased by arranging carbon fibers, but they further play a special role as follows. That is, the carbon fibers are interposed in the form of a jungle gym so as to hinder their movement between the high specific gravity aggregate and the cement paste, and sufficiently prevent sedimentation and separation due to their specific gravity difference, resulting in a homogeneous high strength. Heavy concrete can be provided. This addition amount is 0.05
１1% by weight is preferred, and the carbon fiber / cement ratio, that is, the ratio of the weight of carbon fiber to the weight of cement is 1.0
~ 10% is preferred. If it is less than 1.0%, sedimentation and separation of aggregate and cement paste is likely to occur during construction of heavy concrete, and the mechanical strength of the product heavy concrete is not sufficient. If it exceeds 10%, workability during construction is poor. And uneconomical.
ただし以上において、シリカヒュームと炭素繊維と有
機ポリマーディスバージョンの添加総量は４重量％を越
えないことが好ましい。However, in the above, it is preferable that the total added amount of silica fume, carbon fiber, and organic polymer dispersant does not exceed 4% by weight.
４重量％を越えると、施工時のワーカビィリティや経
済性の点で好ましくない。If it exceeds 4% by weight, it is not preferable in terms of workability and economy during construction.
以上のように、特にシリカヒュームと炭素繊維及び有
機ポリマーディスパージョンとを加配することにより、
それらの長所を十分に発揮させて、骨材とセメントペー
ストとの分離阻止、製品の強度、耐久性等の向上を図る
ことができる。As described above, particularly by distributing silica fume and carbon fiber and organic polymer dispersion,
By making full use of these advantages, it is possible to prevent separation of the aggregate and the cement paste and to improve the strength and durability of the product.
なお、一般の重量コンクリートの製造におけると同様
に、その他周知の混和剤を添加することを妨げるもので
はない。In addition, as in the production of general heavy-duty concrete, it does not prevent the addition of other well-known admixtures.
（実施例） 本発明は実施例によって、具体的に説明する。(Examples) The present invention will be specifically described by way of examples.
以下に示す材料を本例重量コンクリートの製造用に使
用した。The following materials were used for the production of heavy concrete in this example.
「粗骨材」 南アフリカ産の赤鉄鉱：平均粒径25mm、比重4.86、スリ
ヘリ減量14.7％、粗粒率7.33 「細骨材」 ニュージランド産の砂鉄（磁鉄鉱）：平均粒径0.15mm、
比重4.54 「セメント」 普通ボルトランドセメント：比重3.16 「シリカヒューム」 比重2.02、かさ密度320kg/m3 平均粒径0.1μｍ、 化学組成:SiO2含有量92〜94％、 Ｃ含有量３〜５％、Fe2O3含有量0.1〜0.5％、CaO含有
量0.1〜0.15％、 Al2O3含有量0.2〜0.3％、MgO含有量0.1〜0.2％。"Coarse aggregate" Hematite from South Africa: average particle size 25mm, specific gravity 4.86, weight loss 14.7%, coarse particle ratio 7.33 "fine aggregate" Sandstone (magnetite) from New Zealand: average particle size 0.15mm,
Specific gravity 4.54 "cement" ordinary bolts land Cement: specific gravity 3.16 "silica fume" specific gravity 2.02, bulk density 320 kg / m 3 the average particle diameter of 0.1 [mu] m, the chemical composition: SiO 2 content of 92 to 94%, C content 3-5% , Fe 2 O 3 content of 0.1 to 0.5%, CaO content 0.1~0.15%, Al 2 O 3 content of 0.2 to 0.3%, MgO content of 0.1 to 0.2%.
「炭素繊維」 比重1.8、直径８μｍ、繊維長3mm、引張強度10,000kg
/cm2、前躯体：ピッチ。"Carbon fiber" Specific gravity 1.8, diameter 8μm, fiber length 3mm, tensile strength 10,000kg
/ cm 2 , precursor: pitch.
「有機ポリマーディスパージョン」 “クロスレンCMX−02"（武田製薬工業（株）製 スチ
レン・ブタジエンラテックス）：外観−乳白濁色、固形
分45〜46％、粒度50CPS（25℃）以下、 「練り混ぜ用水」 上水道水 「混和剤」 “TO−20"（竹本油脂株式会社製、含窒素型スルホン
酸塩の高性能減水剤） 実施例1: 以上の原材料を第１表に示す割合で配合して供試体Ａ
及びＢとし、可傾式ミキサーを用いて、３分間攪拌した
後型枠に流し込み、脱型した後、そのまま湿空ないし気
中にて養生、あるいは水中にて養生を行った。"Organic polymer dispersion""CrosslenCMX-02" (styrene / butadiene latex manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.): Appearance-milky opaque color, solid content 45-46%, particle size 50 CPS (25 ° C) or less, “kneading and mixing” Water "Tap water" Admixture "" TO-20 "(manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., a high-performance water reducing agent for nitrogen-containing sulfonate) Example 1: Mixing the above raw materials in the ratios shown in Table 1 Specimen A
After stirring for 3 minutes using a tilting mixer, the mixture was poured into a mold, demolded, and then directly cured in wet air or air, or cured in water.
なお、比較のためシリカヒュームと有機ポリマーディ
スパージョンを加配しない配合物を供試体Ｃとし、同様
の処理を施した。For comparison, a mixture without silica fume and organic polymer dispersion was used as a sample C and subjected to the same treatment.
その結果、第１表に示すごとく、本発明実施例の供試
体Ａ及びＢは、単位水量が少なくてもスランプ値が十分
でかつ骨材とセメントペーストとの分離が殆どなく、施
工性も良いものであった。また製品重量コンクリート
は、圧縮強度等の機械的強度も高く、緻密質で透水性、
通気性も低く、耐海水性も改善されたものであった。さ
らに、凍結融解試験による相対弾性係数の低減も少な
く、耐久性の良いものであった。As a result, as shown in Table 1, the specimens A and B of the examples of the present invention had a sufficient slump value even with a small amount of water, hardly any separation of aggregate and cement paste, and had good workability. Was something. In addition, product weight concrete has high mechanical strength such as compressive strength, dense and water permeable,
The air permeability was low, and the seawater resistance was also improved. Furthermore, the relative elastic modulus was not significantly reduced by the freeze-thaw test, and the durability was good.
なお、耐摩耗試験は、スパイク式簡易ラベリング試験
（DB型）により行った。In addition, the abrasion resistance test was performed by a spike type simple labeling test (DB type).
試験供試体は12時間以上養生したもので、10cmφ、厚
さ４〜6cmのものを使用し、スパイク回転速度:90回／
分、テーブル回転速度:5回／分、軸荷重:25kg、試験回
転数:1000回、供試体表面：湿潤状態、の条件下で行っ
た。The test specimen was cured for 12 hours or more, and used a specimen with a diameter of 10 cm and a thickness of 4 to 6 cm. Spike rotation speed: 90 times /
Minutes, table rotation speed: 5 times / minute, axial load: 25 kg, test rotation speed: 1000 times, test specimen surface: wet condition.
本実施例においてシリカヒュームと有機ポリマーディ
スパージョンを加配することの有意義性は、単位水量
を減ずることができ、しかも骨材とセメントペーストの
分離が阻止され、ブリージング抵抗性も増すこと、有
機ポリマーディスパージョンの微粒子がセメントの水和
反応の進行や乾燥により固形の膜状ポリマーに変化し、
セメント粒子や砂鉄を被覆し、耐久性（凍結融解抵抗
性）の優れた重量コンクリートが得られたこと、そして
また、シリカヒュームの超微粒子が水に分散された状
態でチクソトロピー性を発揮し、さらに炭素繊維がジャ
ングルジム状に介在し、その結果高比重骨材とセメント
ペーストとの比重差による分離を阻止できること、シ
リカヒュームがセメント粒子や砂鉄に強く付着して被覆
し、機械的強度の優れた重量コンクリートが得られるこ
と、である。 The significance of adding silica fume and organic polymer dispersion in this example is that the unit water amount can be reduced, separation of aggregate and cement paste is prevented, and breathing resistance is increased. The fine particles of John change into a solid film polymer due to the progress and drying of the hydration reaction of the cement,
Heavy weight concrete with excellent durability (freezing and thawing resistance) was obtained by coating cement particles and iron sand, and also exhibited thixotropic properties in a state where ultrafine silica fume particles were dispersed in water. The carbon fiber intervenes in the form of a jungle gym, and as a result, the separation due to the specific gravity difference between the high specific gravity aggregate and the cement paste can be prevented, and silica fume strongly adheres to the cement particles and iron sand to coat, and has excellent mechanical strength To obtain heavy concrete.
実施例2: 原材料を第２表に示す割合で配合して供試体Ｄ及びＥ
とし、可傾式ミキサーを用いて、３分間攪拌した後型枠
に流し込み、脱型した後、そのまま湿空ないし気中にて
養生、あるいは水中にて養生を行った。Example 2: Specimens D and E prepared by mixing raw materials in the proportions shown in Table 2
After stirring for 3 minutes using a tilting mixer, the mixture was poured into a mold, demolded, and then cured as it was in wet air, in the air, or in water.
なお、比較のためシリカヒュームと有機ポリマーディ
スパージョン及び炭素繊維を加配しない配合物を供試体
Ｃとし、同様の処理を施した。For comparison, a mixture without silica fume, organic polymer dispersion and carbon fiber was used as sample C and subjected to the same treatment.
その結果、第２表に示すごとく、本発明実施例の供試
体Ｄ及びＥは、単位水量が少なくてもスランプ値が十分
でかつ骨材とセメントペーストとの分離が殆どなく、施
工性も良いものであった。また製品重量コンクリート
は、圧縮強度等の機械的強度も高く、緻密質で透水性、
通気性も低く、耐海水性も改善されたものであった。さ
らに、凍結融解試験による相対弾性係数の低減も少な
く、耐久性の良いものであった。As a result, as shown in Table 2, the specimens D and E of the examples of the present invention had a sufficient slump value even with a small amount of water, little separation of aggregate and cement paste, and good workability. Was something. In addition, product weight concrete has high mechanical strength such as compressive strength, dense and water permeable,
The air permeability was low, and the seawater resistance was also improved. Furthermore, the relative elastic modulus was not significantly reduced by the freeze-thaw test, and the durability was good.
本実施例においてシリカヒュームと炭素繊維及び有機
ポリマーディスパージョンを加配することの有意義性
は、これらの添加により、単位水量を減ずることがで
き、骨材とセメントペーストの分離が阻止され、ブリー
ジング抵抗性も増すこと、シリカヒュームの超微粒子
が水に分散された状態でチクソロトピー性を発揮し、さ
らに炭素繊維がジャングルジム状に介在し、その結果高
比重骨材とセメントペーストとの比重差による分離を阻
止できること、シリカヒュームがセメント粒子や砂鉄
に強く付着して被覆し、さらに炭素繊維が補強効果を奏
して、機械的強度の優れた重量コンクリートが得られる
こと、有機ポリマーディスパージョンの微粒子がセメ
ントの水和反応の進行や乾燥により固形の膜状ポリマー
に変化し、セメント粒子や砂鉄を被覆し、耐久性（凍結
融解抵抗性）の優れた重量コンクリートが得られるこ
と、である。 The significance of adding silica fume, carbon fiber, and organic polymer dispersion in this example is that the addition of these materials can reduce the unit water volume, prevent the separation of aggregate and cement paste, and increase the bleeding resistance. The silica fume ultra-fine particles exhibit chixolotopic properties in a state of being dispersed in water, and carbon fibers intervene in a jungle gym shape.As a result, the separation due to the specific gravity difference between the high specific gravity aggregate and the cement paste is increased. That silica fume strongly adheres to and coats cement particles and iron sand, and carbon fiber exerts a reinforcing effect to obtain heavy concrete with excellent mechanical strength. It changes into a solid film-like polymer due to the progress of hydration reaction and drying, and cement particles and iron sand Coated, the superior weight concrete durability (freeze-thaw resistance) is obtained, it is.
本発明により得られた重量コンクリートは、比重が3.
6〜4.0と非常に高く、かつ機械的強度が優れているた
め、砕波衝撃を受ける海洋構造物、例えば消波ブロック
（離岸堤）、防波堤の防護層、岸壁、魚礁等に好適に使
用される。The heavy concrete obtained by the present invention has a specific gravity of 3.
Because of its extremely high 6-4.0 and excellent mechanical strength, it is suitable for use in marine structures subject to breaking waves, such as wave-breaking blocks (breakwaters), breakwater protection layers, quays, and fish reefs. You.
（発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明によれば、施工時に、
高比重骨材とセメントペーストとの比重差による分離が
阻止でき、ブリージング抵抗性も増し、圧縮強度、引張
強度が高く、耐摩耗性の向上した高比重の重量コンクリ
ートが提供できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention,
Separation due to the specific gravity difference between the high specific gravity aggregate and the cement paste can be prevented, the breathing resistance can be increased, and high specific gravity concrete having high compressive strength and tensile strength and improved wear resistance can be provided.
また、凍結融解抵抗性にも優れ、耐久性の向上した重
量コンクリートが得られる。In addition, heavy concrete having excellent freeze-thaw resistance and improved durability can be obtained.
本発明により得られた重量コンクリートは、比重が3.
6〜4.0と非常に高く、かつ機械的強度、化学的特性も優
れているため、砕波衝撃を受ける消波ブロック（離岸
堤）などの海洋構造物に好適に適用できる。The heavy concrete obtained by the present invention has a specific gravity of 3.
Since it is extremely high at 6 to 4.0 and has excellent mechanical strength and chemical properties, it can be suitably applied to marine structures such as wave-dissipating blocks (offshore breakwaters) that are subjected to breaking waves.
Claims (8)
ての砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7
のセメントペースト８〜30重量％、シリカヒューム0.1
〜３重量％（ただし、シリカヒューム／セメント比2.5
〜20％）及び有機ポリマーディスパージョン0.05〜３重
量％（ただし、固形分として）からなり、かつ前記有機
ポリマー／セメント比が２〜20％であり、シリカヒュー
ムと有機ポリマーディスパージョンの総量が４重量％を
越えないことを特徴とする重量コンクリート製造用配合
物。1. A total amount of iron oxide ore as a coarse aggregate and iron sand as a fine aggregate of 70 to 90% by weight, and a water / cement ratio of 0.3 to 0.7.
8-30% by weight of cement paste, silica fume 0.1
~ 3% by weight (However, silica fume / cement ratio 2.5
-20%) and 0.05-3% by weight of organic polymer dispersion (as solid content), wherein the organic polymer / cement ratio is 2-20%, and the total amount of silica fume and organic polymer dispersion is 4%. A composition for the production of heavy concrete, characterized in that it does not exceed by weight.
ての砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7
のセメントペースト８〜30重量％、シリカヒューム0.1
〜３重量％（ただし、シリカヒューム／セメント比2.5
〜20％）、繊維長１〜10mmの炭素繊維0.05〜１重量％及
び有機ポリマーディスパージョン0.05〜３重量％（ただ
し、固形分として）からなり、かつ前記有機ポリマー／
セメント比が２〜20％であり、シリカヒュームと炭素繊
維と有機ポリマーディスパージョンの総量が４重量％を
越えないことを特徴とする重量コンクリート製造用配合
物。2. A total amount of iron oxide ore as a coarse aggregate and iron sand as a fine aggregate of 70 to 90% by weight, and a water / cement ratio of 0.3 to 0.7.
8-30% by weight of cement paste, silica fume 0.1
~ 3% by weight (However, silica fume / cement ratio 2.5
20 to 20%), 0.05 to 1% by weight of carbon fiber having a fiber length of 1 to 10 mm, and 0.05 to 3% by weight (as solid content) of the organic polymer dispersion.
A composition for the production of heavy concrete, characterized in that the cement ratio is between 2 and 20% and the total amount of silica fume, carbon fibers and organic polymer dispersion does not exceed 4% by weight.
ての砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7
のセメントペースト８〜30重量％、シリカヒューム0.1
〜３重量％（ただし、シリカヒューム／セメント比2.5
〜20％に調整）及び有機ポリマーディスパージョン0.05
〜３重量％（ただし、固形分として）からなり、かつ前
記有機ポリマー／セメント比が２〜20％であり、シリカ
ヒュームと有機ポリマーディスパージョンの総量が４重
量％を越えない配合物を型枠内に入れ養生・硬化せしめ
ることを特徴とする重量コンクリートの製造法。3. A total amount of iron oxide ore as a coarse aggregate and iron sand as a fine aggregate of 70 to 90% by weight, and a water / cement ratio of 0.3 to 0.7.
8-30% by weight of cement paste, silica fume 0.1
~ 3% by weight (However, silica fume / cement ratio 2.5
~ 20%) and organic polymer dispersion 0.05
A composition comprising at least 3% by weight (as solid content), wherein the organic polymer / cement ratio is 2-20%, and the total amount of silica fume and organic polymer dispersion does not exceed 4% by weight. A method for producing heavy concrete, characterized in that the concrete is cured and hardened.
ての砂鉄の総量70〜90重量％、水／セメント比0.3〜0.7
のセメントペースト８〜30重量％、シリカヒューム0.1
〜３重量％（ただし、シリカヒューム／セメント比2.5
〜20％に調整）、繊維長１〜10mmの炭素繊維0.05〜１重
量％及び有機ポリマーディスパージョン0.05〜３重量％
（ただし、固形分として）からなり、かつ前記有機ポリ
マー／セメント比が２〜20％であり、シリカヒュームと
炭素繊維と有機ポリマーディスパージョンの総量が４重
量％を越えない配合物を型枠内に入れ養生・硬化せしめ
ることを特徴とする重量コンクリートの製造法。4. A total amount of iron oxide ore as a coarse aggregate and iron sand as a fine aggregate of 70 to 90% by weight, and a water / cement ratio of 0.3 to 0.7.
8-30% by weight of cement paste, silica fume 0.1
~ 3% by weight (However, silica fume / cement ratio 2.5
~ 20%), 0.05-1% by weight of carbon fiber with 1-10mm fiber length and 0.05-3% by weight of organic polymer dispersion
(In terms of solid content), and the organic polymer / cement ratio is 2 to 20%, and the total amount of silica fume, carbon fiber and organic polymer dispersion does not exceed 4% by weight. A method for producing heavy concrete, characterized in that the concrete is cured and cured.
る請求項３又は４記載の重量コンクリートの製造法。5. The method for producing heavy concrete according to claim 3, wherein the fine aggregate ratio is 0.3 to 0.5.
ンブタジエンラテックスであることを特徴とする請求項
３ないし５のいずれかに記載の重量コンクリートの製造
法。6. The method for producing heavy concrete according to claim 3, wherein the organic polymer dispersion is styrene butadiene latex.
ニトリルブタジエンラテックスであることを特徴とする
請求項３ないし５のいずれかに記載の重量コンクリート
の製造法。7. The method for producing heavy concrete according to claim 3, wherein the organic polymer dispersion is acrylonitrile-butadiene latex.
25ないし60重量％であることを特徴とする請求項３ない
し７のいずれかに記載の重量コンクリートの製造法。8. The solid content of the organic polymer dispersion is as follows:
The method for producing heavy concrete according to any one of claims 3 to 7, wherein the content is 25 to 60% by weight.
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|---|---|---|---|
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| JP33504587 | 1987-12-31 | ||
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|---|---|---|---|---|
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1988
- 1988-12-29 JP JP33457088A patent/JP2626016B2/en not_active Expired - Fee Related
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