JP4520067B2 - 水硬性組成物 - Google Patents
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スランプ０cmの超硬練りコンクリートが、即時脱型製品の製造に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
超硬練りコンクリートは、ゼロスランプのコンクリートであるがゆえに、流動性が極めて悪い。
そのため、従来の超硬練りコンクリートで即時脱型製品を製造した場合、充填性が悪い、という問題があった。
また、従来の超硬練りコンクリートで即時脱型製品を製造した場合、表面仕上がり性が悪く、製品表面の補修等の作業が必要になる、という問題もあった。
【０００４】
そこで、本発明では、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる水硬性組成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の粒径を有する材料を特定の割合で組み合わせた水硬性組成物であれば、静的条件下においてゼロスランプであっても、振動締固め時には流動性を高めることができる超硬練りコンクリートが得られ、上記目的を達成することができるとの知見を得、本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明は、静的条件下においてゼロスランプであっても、振動締固め時には流動性を有する超硬練りコンクリートを調製するための水硬性組成物であって、該水硬性組成物が、（Ａ）ブレーン比表面積が2500〜5000cm2/gのセメント100重量部と、（Ｂ）ブレーン比表面積が5500〜10000cm2/gの無機粒子Ａ15〜50重量部と、（ｃ）ブレーン比表面積が1000〜2000cm2/gの無機粒子Ｂ15〜50重量部とからのみなり、前記無機粒子Ａが高炉スラグ粉末で、無機粒子Ｂが珪石粉末及び／又は石灰石粉末であることを特徴とする水硬性組成物である（請求項１）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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。
【０００８】
セメントのブレーン比表面積は、2500〜5000cm2/g、好ましくは3000〜4500cm2/gである。セメントのブレーン比表面積が2500cm2/g未満であると、超硬練りコンクリートの強度発現性が低下するので好ましくない。セメントのブレーン比表面積が5000cm2/gを超えると、セメントの粉砕に手間がかかるので好ましくない。
【０００９】
本発明で使用する無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂとしては、高炉スラグ粉末、珪石粉末、石灰石粉末等が挙げられる。無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末を使用しても良いし、異なる種類の粉末を使用しても良い。
【００１０】
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が5500〜10000cm2/g、好ましくは6500〜8500cm2/gのものである。無機粒子Ａのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１１】
水硬性組成物中の無機粒子Ａの割合は、セメント100重量部に対して、15〜50重量部、好ましくは20〜45重量部である。水硬性組成物中の無機粒子Ａの割合が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１２】
無機粒子Ｂは、ブレーン比表面積が1000〜2000cm2/g、好ましくは1000〜1500cm2/gのものである。無機粒子Ｂのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１３】
水硬性組成物中の無機粒子Ｂの割合は、セメント100重量部に対して、15〜50重量部、好ましくは20〜45重量部である。水硬性組成物中の無機粒子Ｂの割合が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１４】
本発明においては、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性をより向上させるために、ブレーン比表面積が2500〜4000cm2/gで、円度が0.8以上の無機粉末Ｃを、前記セメント100重量部に対して100重量部以下配合することが好ましい。
無機粒子Ｃとしては、フライアッシュ等が挙げられる。
なお、円度は、電子顕微鏡により撮影した粒子の写真を用いて（(４π×面積)／周囲長2）で表される値であり、１に近いほど真球に近づくことを示すものである。無機粉末Ｃの円度が0.8未満では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性を向上させる効果がほとんどないので好ましくない。無機粉末Ｃの好ましい円度は0.85以上であり、より好ましい円度は0.9以上である。
【００１５】
無機粒子Ｃのブレーン比表面積は2500〜4000cm2/gである。無機粒子Ｃのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性を向上させる効果がほとんどないので好ましくない。
無機粒子Ｃの配合割合は、水硬性組成物中のセメント100重量部に対して、100重量部以下とすることが好ましく、より好ましくは５〜65重量部である。無機粒子Ｃの配合割合が、セメント100重量部に対して、100重量部を超えると、超硬練りコンクリートの強度発現性が低下するので好ましくない。
【００１６】
本発明の水硬性組成物で、超硬練りコンクリートを調製する場合、上記各材料に加えて、水、細骨材及び粗骨材を配合する。
細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、又はこれらの混合物が挙げられる。
粗骨材としては、砂利、砕石、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００１７】
なお、超硬練りコンクリートを調製する場合、減水剤を配合することもできる。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ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ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【００１８】
本発明の水硬性組成物を用いた超硬練りコンクリートの配合は、特に限定するものではなく、即時脱型製品の用途等に応じて適宜決めれば良い。
また、本発明の水硬性組成物を用いた超硬練りコンクリートの混練方法は、特に限定するものではない。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、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えば良い。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメント ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製、
ブレーン比表面積3300cm2/g）
２）無機粉末Ａ ；高炉スラグ粉末（ブレーン比表面積7020cm2/g）
３）無機粉末Ｂ ；珪石粉末（ブレーン比表面積1100cm2/g）
４）無機粉末Ｃ ；フライアッシュ（ブレーン比表面積2800cm2/g、円度0.91）
５）細骨材 ；青梅産砕砂
６）粗骨材 ；青梅産砕石
７）高性能減水剤；ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（マイティ150）
８）水 ；水道水
【００２０】
２．水硬性組成物の配合
上記セメント、無機粉末Ａ、Ｂ、Ｃを用いて表１の配合の水硬性組成物を調製した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
３．超硬練りコンクリートの調製
上記水硬性組成物、細骨材、粗骨材、減水剤及び水を揺動型ミキサ（10リットル）に投入し、100秒間混練して、超硬練りコンクリートを調製した。
超硬練りコンクリートの配合は、水硬性組成物の単位容積が111リットル/m3、単位水量が135kg/m3、高性能減水剤／水硬性組成物比（重量比）が0.012、細骨材率が50％である。
なお、調製した各超硬練りコンクリートのスランプは、０cmであった。
【００２３】
４．評価
下記１）〜３）のように、調製した超硬練りコンクリートの物性を測定し、評価した。
１）振動スランプ
振動フロー試験機を用い、各超硬練りコンクリートに回転数3000rpm、振動時間５秒間の条件で振動を加え、振動停止後のスランプ値を振動スランプとして測定した。
２）充填性
各超硬練りコンクリートを、テーブルバイブレータ上に設置したφ15×30cmの型枠に振動数3000Hzの振動を加えながら打込み、振動停止後のコンクリートの充填率を測定した。充填率は、実際に型枠に打込んだコンクリートの重量及び容積を測定することにより得られる単位容積重量を示方配合から得られる単位容積重量の理論値で除することにより算出した。
３）表面仕上がり性
脱型後のコンクリート表面を目視観察し、表面仕上がり性を「○；良」「×；悪い」で評価した。
結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】
表２に示すように、本発明の要件を満たす水硬性組成物を使用した実施例の超硬練りコンクリートでは、振動スランプ、充填率及び表面仕上がり性が良好であった。
また、円度が0.91であるフライアッシュを配合することにより、振動スランプ及び充填率が向上した。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水硬性組成物を使用することによって、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スランプ０cmの超硬練りコンクリートが、即時脱型製品の製造に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
超硬練りコンクリートは、ゼロスランプのコンクリートであるがゆえに、流動性が極めて悪い。
そのため、従来の超硬練りコンクリートで即時脱型製品を製造した場合、充填性が悪い、という問題があった。
また、従来の超硬練りコンクリートで即時脱型製品を製造した場合、表面仕上がり性が悪く、製品表面の補修等の作業が必要になる、という問題もあった。
【０００４】
そこで、本発明では、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる水硬性組成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の粒径を有する材料を特定の割合で組み合わせた水硬性組成物であれば、静的条件下においてゼロスランプであっても、振動締固め時には流動性を高めることができる超硬練りコンクリートが得られ、上記目的を達成することができるとの知見を得、本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明は、静的条件下においてゼロスランプであっても、振動締固め時には流動性を有する超硬練りコンクリートを調製するための水硬性組成物であって、該水硬性組成物が、（Ａ）ブレーン比表面積が2500〜5000cm2/gのセメント100重量部と、（Ｂ）ブレーン比表面積が5500〜10000cm2/gの無機粒子Ａ15〜50重量部と、（ｃ）ブレーン比表面積が1000〜2000cm2/gの無機粒子Ｂ15〜50重量部とからのみなり、前記無機粒子Ａが高炉スラグ粉末で、無機粒子Ｂが珪石粉末及び／又は石灰石粉末であることを特徴とする水硬性組成物である（請求項１）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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。
【０００８】
セメントのブレーン比表面積は、2500〜5000cm2/g、好ましくは3000〜4500cm2/gである。セメントのブレーン比表面積が2500cm2/g未満であると、超硬練りコンクリートの強度発現性が低下するので好ましくない。セメントのブレーン比表面積が5000cm2/gを超えると、セメントの粉砕に手間がかかるので好ましくない。
【０００９】
本発明で使用する無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂとしては、高炉スラグ粉末、珪石粉末、石灰石粉末等が挙げられる。無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末を使用しても良いし、異なる種類の粉末を使用しても良い。
【００１０】
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が5500〜10000cm2/g、好ましくは6500〜8500cm2/gのものである。無機粒子Ａのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１１】
水硬性組成物中の無機粒子Ａの割合は、セメント100重量部に対して、15〜50重量部、好ましくは20〜45重量部である。水硬性組成物中の無機粒子Ａの割合が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１２】
無機粒子Ｂは、ブレーン比表面積が1000〜2000cm2/g、好ましくは1000〜1500cm2/gのものである。無機粒子Ｂのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１３】
水硬性組成物中の無機粒子Ｂの割合は、セメント100重量部に対して、15〜50重量部、好ましくは20〜45重量部である。水硬性組成物中の無機粒子Ｂの割合が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性が低下するので好ましくない。
【００１４】
本発明においては、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性をより向上させるために、ブレーン比表面積が2500〜4000cm2/gで、円度が0.8以上の無機粉末Ｃを、前記セメント100重量部に対して100重量部以下配合することが好ましい。
無機粒子Ｃとしては、フライアッシュ等が挙げられる。
なお、円度は、電子顕微鏡により撮影した粒子の写真を用いて（(４π×面積)／周囲長2）で表される値であり、１に近いほど真球に近づくことを示すものである。無機粉末Ｃの円度が0.8未満では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性を向上させる効果がほとんどないので好ましくない。無機粉末Ｃの好ましい円度は0.85以上であり、より好ましい円度は0.9以上である。
【００１５】
無機粒子Ｃのブレーン比表面積は2500〜4000cm2/gである。無機粒子Ｃのブレーン比表面積が前記範囲外では、即時脱型製品の製造において、超硬練りコンクリートの充填性や表面仕上がり性を向上させる効果がほとんどないので好ましくない。
無機粒子Ｃの配合割合は、水硬性組成物中のセメント100重量部に対して、100重量部以下とすることが好ましく、より好ましくは５〜65重量部である。無機粒子Ｃの配合割合が、セメント100重量部に対して、100重量部を超えると、超硬練りコンクリートの強度発現性が低下するので好ましくない。
【００１６】
本発明の水硬性組成物で、超硬練りコンクリートを調製する場合、上記各材料に加えて、水、細骨材及び粗骨材を配合する。
細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、又はこれらの混合物が挙げられる。
粗骨材としては、砂利、砕石、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００１７】
なお、超硬練りコンクリートを調製する場合、減水剤を配合することもできる。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ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ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【００１８】
本発明の水硬性組成物を用いた超硬練りコンクリートの配合は、特に限定するものではなく、即時脱型製品の用途等に応じて適宜決めれば良い。
また、本発明の水硬性組成物を用いた超硬練りコンクリートの混練方法は、特に限定するものではない。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、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えば良い。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメント ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製、
ブレーン比表面積3300cm2/g）
２）無機粉末Ａ ；高炉スラグ粉末（ブレーン比表面積7020cm2/g）
３）無機粉末Ｂ ；珪石粉末（ブレーン比表面積1100cm2/g）
４）無機粉末Ｃ ；フライアッシュ（ブレーン比表面積2800cm2/g、円度0.91）
５）細骨材 ；青梅産砕砂
６）粗骨材 ；青梅産砕石
７）高性能減水剤；ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（マイティ150）
８）水 ；水道水
【００２０】
２．水硬性組成物の配合
上記セメント、無機粉末Ａ、Ｂ、Ｃを用いて表１の配合の水硬性組成物を調製した。
【００２１】
【表１】
３．超硬練りコンクリートの調製
上記水硬性組成物、細骨材、粗骨材、減水剤及び水を揺動型ミキサ（10リットル）に投入し、100秒間混練して、超硬練りコンクリートを調製した。
超硬練りコンクリートの配合は、水硬性組成物の単位容積が111リットル/m3、単位水量が135kg/m3、高性能減水剤／水硬性組成物比（重量比）が0.012、細骨材率が50％である。
なお、調製した各超硬練りコンクリートのスランプは、０cmであった。
【００２３】
４．評価
下記１）〜３）のように、調製した超硬練りコンクリートの物性を測定し、評価した。
１）振動スランプ
振動フロー試験機を用い、各超硬練りコンクリートに回転数3000rpm、振動時間５秒間の条件で振動を加え、振動停止後のスランプ値を振動スランプとして測定した。
２）充填性
各超硬練りコンクリートを、テーブルバイブレータ上に設置したφ15×30cmの型枠に振動数3000Hzの振動を加えながら打込み、振動停止後のコンクリートの充填率を測定した。充填率は、実際に型枠に打込んだコンクリートの重量及び容積を測定することにより得られる単位容積重量を示方配合から得られる単位容積重量の理論値で除することにより算出した。
３）表面仕上がり性
脱型後のコンクリート表面を目視観察し、表面仕上がり性を「○；良」「×；悪い」で評価した。
結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
表２に示すように、本発明の要件を満たす水硬性組成物を使用した実施例の超硬練りコンクリートでは、振動スランプ、充填率及び表面仕上がり性が良好であった。
また、円度が0.91であるフライアッシュを配合することにより、振動スランプ及び充填率が向上した。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水硬性組成物を使用することによって、即時脱型製品の製造において、充填性や表面仕上がり性が良好である超硬練りコンクリートを調製することができる。
Claims (2)
- 静的条件下においてゼロスランプであっても、振動締固め時には流動性を有する超硬練りコンクリートを調製するための水硬性組成物であって、
該水硬性組成物が、（Ａ）ブレーン比表面積が2500〜5000cm2/gのセメント100重量部と、（Ｂ）ブレーン比表面積が5500〜10000cm2/gの無機粒子Ａ15〜50重量部と、（ｃ）ブレーン比表面積が1000〜2000cm2/gの無機粒子Ｂ15〜50重量部とからのみなり、
前記無機粒子Ａが高炉スラグ粉末で、無機粒子Ｂが珪石粉末及び／又は石灰石粉末
であることを特徴とする水硬性組成物。 - ブレーン比表面積が2500〜4000cm2/gで、円度が0.8以上の無機粉末Ｃを含有し、該無機粉末Ｃの配合量が、上記セメント100重量部に対して、100重量部以下である請求項１記載の水硬性組成物。
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- 2001-03-30 JP JP2001100392A patent/JP4520067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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