JP5702608B2 - 高強度モルタル組成物 - Google Patents
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Description
実施例及び比較例のモルタル組成物を作製するために、以下に示す材料を準備した。
(1)セメント(C):
石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、銅ガラミ等の原料を調合し、キルンで焼成した後、石膏を加えて粉砕することにより、ポルトランドセメントを調製した。得られたセメントの化学成分を、JIS R 5202‐2010「セメントの化学分析方法」に従い測定し、鉱物組成を下記のボーグ式により算出した。得られたセメントの鉱物組成を表1に示す。
C2S量=(2.87×SiO2)−(0.754×C3S)
C3A量=(2.65×Al2O3)−(1.69×Fe2O3)
C4AF量=3.04×Fe2O3
シリカフュームの平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、商品名「LA−950V2」)を用いて測定した粒子径分布より、粒子径−通過分積算%曲線を算出し、粒子径−通過分積算%曲線より通過分積算が50体積%となる粒子径を求めた。試料分散媒は0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、測定前に出力600Wのホモジナイザーにて10分間分散処理した。粒度分布の演算はMie散乱理論に従った。粒子屈折率は1.45−0.00i、溶媒屈折率は1.333とした。各粒度の通過分積算(体積%)を表2に示す。
細骨材として、下記示す砕砂、珪砂及びフェロニッケルスラグを準備した。
(i)砕砂:安山岩砕砂、表乾密度2.62g/cm3、粗粒率2.80、吸水率2.5質量%
(ii)珪砂:絶乾密度2.63g/cm3、吸水率0.4質量%、平均粒子径100μm、モース硬さ7.0
(iii)フェロニッケルスラグ:絶乾密度3.10g/cm3、吸水率0.3質量%、平均粒子径104μm、モース硬さ7.5
(5)消泡剤:特殊非イオン配合型界面活性剤
図1は、上記消泡剤を重メタノールに溶解し、NMR測定装置(BRUKER製、商品名「AVANCE」)を用いて測定した1H−NMRスペクトルである。上記消泡剤の構造単位である、ポリオキシプロピレン(以下、「POP」と略記する)の構造単位、ポリオキシエチレン(以下、「POE」と略記する)の構造単位及びアルキル鎖の構造単位のモル比を、POP中のメチル基に由来するシグナルの積分値を基準に算出した。この内、POPに対するPOEのモル比を、3.5ppm付近に現れるPOPのメチル基以外の炭化水素基に由来するシグナル及びPOEの炭化水素基に由来するシグナルの積分値からPOPのメチル基以外の炭化水素基に由来するシグナルの積分値を差し引くことにより算出した。消泡剤中のPOP、POE及びアルキル鎖の構造単位のモル比を表4に示す。
(5)高張力繊維:鋼繊維、東京製綱株式会社製、商品名「CW9416」、密度:7.87g/cm3、繊維径0.16mm、繊維長13mm、アスペクト比81.25、引張強度2200N/mm2
(6)有機繊維:ポリプロピレン繊維、ダイワボウポリテック株式会社製、商品名「PZ」、繊度2.34dtex、引張強度3.11cN/dtex、伸度126.4%、繊維長10.0mm、水分率35.2%、密度:0.91g/cm3、アスペクト比588
(7)練混ぜ水(W):上水道水
モルタル組成物の作製を、表5の配合組成に基づき、以下の通りに行った。
*1:セメント及びシリカフュームの合計量100質量%に対する水の量
*2:セメント100質量%に対するシリカフュームの量
*3:セメント及びシリカフュームに対して外割りで添加した値。なお、減水剤中の水分は単位水量に含める。
*4:モルタル組成物に対して外割りで添加した値。
(1)フレッシュ性状
(試験方法)
実施例1〜2及び比較例1〜2で作製したモルタル組成物を用いて、0打フローを測定した。0打フローは、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に準じ、落下無しの条件で測定した。その際の鋼繊維の分散状態を目視により観察した。
JIS A 1132−2006「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて5cm×10cmの円柱供試体を作製し、JIS A 1108−2006「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて圧縮強度試験を行った。供試体は試験材齢まで20℃で水中養生した。
表6に、軟化までの練混ぜ時間、0打フロー試験、繊維の分散状態、圧縮強度試験の結果を示す。軟化までの練混ぜ時間とは、全ての材料を混合した後攪拌を開始した時点から、外力が作用しなくともJIS R 5201−1997に準じた、モルタルの0打フロー値が100mmに達するまでの練り混ぜ時間を意味する。また、図2は実施例1のモルタル組成物の0打フロー試験後の状態、図3は比較例1のモルタル組成物の0打フロー試験後の状態を撮影した写真である。図3中の矢印Aは繊維の塊がある部分である。繊維の分散状態は、以下の三段階で評価した。
◎:繊維が均一に分散している。
○:繊維がほぼ均一に分散している。
×:繊維が分離し不均一である。
Claims (10)
- セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、細骨材と、高張力繊維とを含むモルタル組成物であって、
前記セメントは、C3Sを40.0〜75.0質量%及びC3Aを2.7質量%未満含有し、かつ、45μmふるい残分が8.0質量%未満であり、
前記細骨材は、フェロニッケルスラグを含有し、
前記フェロニッケルスラグのモース硬さが7.2〜8.5、絶乾密度が2.7〜4.0g/cm 3 である、高強度モルタル組成物。 - 前記細骨材は、粒径0.15mm以下の粒群を70〜98質量%含有する、請求項1に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記細骨材は、粒径0.075mm以下の粒群を16〜80質量%含有する、請求項2に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記シリカフュームの平均粒子径が0.05〜2.0μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記セメントを基準として、前記シリカフュームを3〜30質量%含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記セメント及び前記シリカフュームの合計量100質量部に対して、前記水を10〜25質量部、前記減水剤を0.5〜6.0質量部含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記高張力繊維は、引張強度が100〜10000N/mm2、アスペクト比が40〜250であり、前記モルタル組成物に対する含有量が外割りで0.3〜5.0体積%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記高張力繊維は、金属繊維、炭素繊維及びアラミド繊維からなる群より選ばれる1種以上の繊維である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の高強度モルタル組成物。
- 有機繊維を更に含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の高強度モルタル組成物。
- 前記有機繊維は、繊度が1.0〜20dtex、アスペクト比が200〜900であり、前記モルタル組成物に対する含有量が外割りで0.05〜3体積%である、請求項9に記載の高強度モルタル組成物。
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