JP6148376B1 - クリンカー骨材、それを用いたセメントコンクリート - Google Patents
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Abstract
Description
塩害を抑制するための方法として、コンクリート構造物に塩化物イオン浸透抵抗性を与える種々の手法が知られている。例えば、コンクリート硬化体の水/セメント比を小さくする方法が知られている(非特許文献1参照)。
一方、セメント混和材を用いて塩化物イオン浸透抵抗性を向上させる方法が提案されている(特許文献1参照)。また、クリンカーを骨材として用いてコンクリートの耐久性を向上させる技術も知られている(特許文献2参照)。
しかしながら、水/セメント比を小さくする方法では、施工性が損なわれるだけでなく、抜本的な対策とはならないという課題があった。また、塩害抵抗性だけでなく、ひび割れ抵抗性にも優れたモルタルやコンクリートが求められていた。
なお、本発明で云う部や%は、特に規定のない限り質量基準である。
また、本発明で云うセメントコンクリートとは、モルタル、コンクリートを含むものである。
本発明のクリンカー骨材の主要な化合物としては、12CaO・7Al2O3、CaO・Al2O3、CaO・2Al2O3、CaO・6Al2O3などのカルシウムアルミネートや、MgAl2O4が挙げられる。
クリンカー骨材の空隙率が10体積%を超えると、コンクリートの流動性が低下し、曲げ強度の向上や塩化物イオンの浸透抑制効果が得られない場合がある。空隙率を小さくするには、クリンカー骨材を合成する際に溶融させ、密実な組織を形成させることが重要となる。
なお、本発明のクリンカー骨材は、各種金属精錬の際に副生するカルシウムアルミネートを主成分とするクリンカーを粉砕して、任意の大きさに調製することが出来る。
石灰石、ボーキサイトを原料に用いて、表1に示す化学成分となるように原料を調合し、電気炉を用いて1600℃で溶融して、カルシウムアルミネートクリンカーを合成した。一部、焼成温度を1400℃で合成したものや、金属精錬の過程で副生するカルシウムアルミネートを用いた。これらクリンカーを粉砕機で粒度調製し、粗粒率2.30とし、0.15mm以下の微粒分量を5%とした。市販の石灰石系、ケイ石系の骨材を比較とした。
これら骨材を細骨材としてモルタルを調製した。配合は、セメント100部に対して、細骨材225部、水50部を配合して練混ぜた。型枠に成型後、試験体の曲げ強度、塩水に浸漬した際の塩化物イオンの浸透深さを測定した。
石灰石:CaO:51.4%、Al2O3:0.9%、Fe2O3:0.8%、SiO2:2.7%、MgO:2.1%、強熱減量41.4%
ボーキサイト:CaO:1.7%、Al2O3:76.5%、Fe2O3:1.7%、SiO2:6.8%、MgO:0.9%、強熱減量41.4%
スラグ:バナジウム精錬過程で発生。CaO:31.3%、Al2O3:57.6%、MgO:3.94%、SiO2:4.4%、その他:2.76%。
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3,200 cm2/g、密度3.15g/cm3
骨材(1):珪砂、粗粒率2.83、密度2.67g/cm3
骨材(2):石灰砂、粗粒率2.25、密度2.70g/cm3
水:水道水
骨材の粗粒率:JIS A 1102 に準じて測定した。
骨材の微粒分:JIS A 1103 に準じて測定した。
骨材の化学成分:JIS R 5202 に準じて測定した。
骨材の空隙率:アルキメデス法で測定した。
モルタルフロー:JIS R 5201に準じて測定した。
曲げ強さ:JIS R 5201に準じて、材齢28日まで20℃の水中養生を行った供試体のフロー値を測定
塩化物イオンの浸透深さ:材齢28日まで20℃の水中養生を行った後、疑似海水(ダイゴ人工海水/日本製薬社製)に供試体を13週間浸漬し、塩化物イオンの浸透深さを硝酸銀−フルオロセイン法にて確認した。
実験No.1-5の骨材を用いて、骨材の粗粒率と0.15mm以下の微粒分量を変えたこと以外は、実験例1と同様に試験を行った。
Claims (3)
- 粗粒率が2.0〜3.5、0.15mm以下の微粒分が10%以下であり、CaO成分が15〜40質量%、Al2O3成分が55〜75質量%であるクリンカー骨材。
- 空隙率が10体積%以下である請求項1記載のクリンカー骨材。
- 請求項1または2記載のクリンカー骨材を用いてなるセメントコンクリート。
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