JP7076704B2 - Cement composition for centrifugal molding, manufacturing method of tubular molded body - Google Patents
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Description
本発明は、遠心成形に用いられる遠心成形用のセメント組成物に関する。また、該セメント組成物を用いた管状成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a cement composition for centrifugal molding used for centrifugal molding. The present invention also relates to a method for producing a tubular molded body using the cement composition.
従来から、セメントを含むセメント組成物を水と混練して混練物を形成し、該混練物を遠心成形することで、管状の成形体を形成する方法が知られている。例えば、セメントと細骨材と粗骨材とを含むセメント組成物を水と混練して混練物を作成し、該混練物を遠心成形用の型枠内に充填して遠心力で締め固めることで、遠心成形コンクリート管が製造されている。 Conventionally, a method of kneading a cement composition containing cement with water to form a kneaded product and centrifuging the kneaded product to form a tubular molded body has been known. For example, a cement composition containing cement, fine aggregate and coarse aggregate is kneaded with water to prepare a kneaded product, and the kneaded product is filled in a mold for centrifugal molding and compacted by centrifugal force. So, centrifugally formed concrete pipes are manufactured.
このような遠心成形コンクリート管は、種々の用途で使用される。例えば、下水道を形成するヒューム管として、遠心成形コンクリート管が使用される場合がある。斯かる場合、ヒューム管内を流通する水の水質によっては、ヒューム管内に発生した硫化水素に起因して、ヒューム管の内面に硫酸が生成される場合がある。 Such centrifugally formed concrete pipes are used for various purposes. For example, a centrifugally formed concrete pipe may be used as a Hume pipe forming a sewer. In such a case, depending on the quality of the water flowing in the Hume pipe, sulfuric acid may be generated on the inner surface of the Hume pipe due to the hydrogen sulfide generated in the Hume pipe.
このように、ヒューム管の内面に硫酸が生成されると、ヒューム管を構成する遠心成形コンクリート管が腐食されてヒューム管の耐久性が著しく低下する虞がある。そこで、ヒューム管の耐硫酸性を向上させる方法として、種々の方法が提案されている。例えば、セメントに代えて熱硬化性樹脂を結合材として用いたレジンコンクリート管でヒューム管を形成する方法（特許文献１参照）や、ヒューム管の内面を樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリウレア樹脂、ビニルエステル樹脂など）で覆う方法（特許文献２参照）などが提案されている。 As described above, when sulfuric acid is generated on the inner surface of the Hume pipe, the centrifugally formed concrete pipe constituting the Hume pipe may be corroded and the durability of the Hume pipe may be significantly lowered. Therefore, various methods have been proposed as methods for improving the sulfuric acid resistance of Hume pipes. For example, a method of forming a Hume pipe with a resin concrete pipe using a thermosetting resin as a binder instead of cement (see Patent Document 1), or a resin (for example, epoxy resin, polyurea resin, vinyl) on the inner surface of the Hume pipe. A method of covering with an ester resin or the like (see Patent Document 2) has been proposed.
しかしながら、レジンコンクリート管は、周囲の温度に依存して、強度や体積が大きく変化することに加え、クリープ変形も大きいことから、使用される環境によっては、ヒューム管として使用することが好ましくない場合がある。また、ヒューム管の内面を樹脂で覆う方法では、製造工程が長くなるため容易に製造を行うことができない。加えて、使用期間によっては樹脂の剥離が生じる虞があるため、長期間継続して使用することは好ましくない。 However, the resin concrete pipe has a large change in strength and volume depending on the ambient temperature and also has a large creep deformation. Therefore, it is not preferable to use the resin concrete pipe as a Hume pipe depending on the environment in which it is used. There is. Further, in the method of covering the inner surface of the Hume pipe with a resin, the manufacturing process becomes long, so that the manufacturing cannot be easily performed. In addition, it is not preferable to continue using the resin for a long period of time because the resin may peel off depending on the period of use.
そこで、本発明は、遠心成形によって得られる成形体の耐硫酸性を向上させることができるセメント組成物を提供することを課題とする。また、該セメント組成物を用いた管状成形体の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a cement composition capable of improving the sulfuric acid resistance of a molded product obtained by centrifugation. Another object of the present invention is to provide a method for producing a tubular molded product using the cement composition.
本発明に係る遠心成形用のセメント組成物は、セメントと、高炉スラグと、無機微粉末とからなる結合材を含み、水と混練された後、遠心成形されることで成形体を形成する。 The cement composition for centrifugal molding according to the present invention contains a binder composed of cement, blast furnace slag, and inorganic fine powder, and is kneaded with water and then centrifugally molded to form a molded body.
斯かる構成によれば、セメントと、高炉スラグと、無機微粉末とを含むことで、水と混練された後、遠心成形されて得られる成形体の耐硫酸性を向上させることができる。具体的には、成形体の表面に硫酸が生成した際に、成形体の表面が析出物の層（以下、被覆層とも記す）によって覆われるため、該被覆層によって成形体の表面と硫酸との接触が抑制される。これにより、成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 According to such a configuration, by containing cement, blast furnace slag, and inorganic fine powder, it is possible to improve the sulfuric acid resistance of the molded product obtained by kneading with water and then centrifuging. Specifically, when sulfuric acid is generated on the surface of the molded product, the surface of the molded product is covered with a layer of precipitates (hereinafter, also referred to as a coating layer). Contact is suppressed. This makes it possible to improve the sulfuric acid resistance of the molded product.
また、得られる成形体は、レジンコンクリートよりも体積変化やクリープ変形を抑制することができる。 In addition, the obtained molded product can suppress volume change and creep deformation more than resin concrete.
前記結合材は、セメント１００質量部に対して、高炉スラグが６５質量部以上８０質量部以下であり、無機微粉末が９質量部以上２０質量部以下であることが好ましい。 The binder preferably contains 65 parts by mass or more and 80 parts by mass or less of blast furnace slag and 9 parts by mass or more and 20 parts by mass or less of inorganic fine powder with respect to 100 parts by mass of cement.
斯かる構成によれば、セメント１００質量部に対して、高炉スラグが６５質量部以上８０質量部以下であり、無機微粉末が９質量部以上２０質量部以下であることで、上述のようして得られる成形体の耐硫酸性をより向上させることができる。 According to such a configuration, the blast furnace slag is 65 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, and the inorganic fine powder is 9 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. The sulfuric acid resistance of the obtained molded product can be further improved.
前記無機微粉末は、フライアッシュ、石灰石微粉末、及び、シリカフュームからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。 The inorganic fine powder is preferably at least one selected from the group consisting of fly ash, limestone fine powder, and silica fume.
斯かる構成によれば、無機微粉末は、フライアッシュ、石灰石微粉末、及び、シリカフュームからなる群から選択される少なくとも一つであることで、上述のようして得られる成形体の耐硫酸性をより向上させることができる。 According to such a configuration, the inorganic fine powder is at least one selected from the group consisting of fly ash, limestone fine powder, and silica fume, so that the sulfuric acid resistance of the molded product obtained as described above is obtained. Can be further improved.
本発明に係る管状成形体の製造方法は、上記何れかの遠心成形用のセメント組成物が水と混練されてなる混練物を遠心成形することで、管状の成形体を形成する。 In the method for producing a tubular molded product according to the present invention, a tubular molded product is formed by centrifuging a kneaded product obtained by kneading any of the above cement compositions for centrifugal molding with water.
斯かる構成によれば、上記何れかの遠心成形用のセメント組成物が水と混練されてなる混練物を遠心成形して管状成形体を製造することで、管状成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 According to such a configuration, the sulfuric acid resistance of the tubular molded product is improved by centrifuging the kneaded product obtained by kneading the cement composition for centrifugal molding with water to produce a tubular molded product. Can be made to.
以上のように、本発明によれば、遠心成形によって得られる成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the sulfuric acid resistance of the molded product obtained by centrifugal molding can be improved.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本発明に係る遠心成形用のセメント組成物（以下、単に「セメント組成物」とも記す）は、水と混練された後、遠心成形されることで、成形体を形成するものである。成形体の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、管状のものが挙げられる。また、本発明に係る遠心成形用のセメント組成物は、セメントと、高炉スラグと、無機微粉末とからなる結合材を含むものである。 The cement composition for centrifugal molding according to the present invention (hereinafter, also simply referred to as “cement composition”) is kneaded with water and then centrifugally molded to form a molded product. The shape of the molded body is not particularly limited, and examples thereof include a tubular one. Further, the cement composition for centrifugal molding according to the present invention contains a binder composed of cement, blast furnace slag, and inorganic fine powder.
前記セメントとしては、特に限定されるものではなく、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、超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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、超速硬セメント、アルミナセメント等を用いることができる。特には、前記セメントとしては、普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。 The cement is not particularly limited, and is, for example, ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement and the like. Portland cement, ultrafast hard cement, alumina cement and the like can be used. In particular, it is preferable to use ordinary Portland cement as the cement.
セメント組成物の全体に対するセメントの割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、１３５ｋｇ／ｍ３以上４３５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。また、結合材中のセメントの割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、４５質量％以上６５質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。 The ratio of cement to the whole cement composition is not particularly limited, and is preferably, for example, 135 kg / m 3 or more and 435 kg / m 3 or less, and 150 kg / m 3 or more and 400 kg / m 3 or less. Is more preferable. The proportion of cement in the binder is not particularly limited, and is preferably, for example, 45% by mass or more and 65% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 60% by mass or less. ..
前記高炉スラグとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定されるもの等を用いることができる。具体的には、高炉スラグとしては、高炉スラグ微粉末３０００、高炉スラグ微粉末４０００、高炉スラグ微粉末６０００、高炉スラグ微粉末８０００等を用いることができる。 The blast furnace slag is not particularly limited, and for example, those specified in JIS A 6206 “Blast furnace slag fine powder for concrete” can be used. Specifically, as the blast furnace slag, blast furnace slag fine powder 3000, blast furnace slag fine powder 4000, blast furnace slag fine powder 6000, blast furnace slag fine powder 8000 and the like can be used.
セメント組成物の全体に対する高炉スラグの割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、９０ｋｇ／ｍ３以上３３５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１１０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。また、結合材中の高炉スラグの割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、３０質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、３６質量％以上４５質量％以下であることがより好ましい。また、高炉スラグは、セメント１００質量部に対して、５５質量部以上９０質量部以下であることが好ましく、６５質量部以上８０質量部以下であることがより好ましい。 The ratio of the blast furnace slag to the whole cement composition is not particularly limited, and is preferably 90 kg / m 3 or more and 335 kg / m 3 or less, and 110 kg / m 3 or more and 300 kg / m 3 or less. It is more preferable to have. The ratio of the blast furnace slag in the binder is not particularly limited, and is preferably, for example, 30% by mass or more and 50% by mass or less, and 36% by mass or more and 45% by mass or less. preferable. The blast furnace slag is preferably 55 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and more preferably 65 parts by mass or more and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement.
前記無機微粉末としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＭｇＯの含有量が５．０質量％以下であることが好ましい。５．０質量％以下であることで、セメント組成物を用いて形成されるコンクリートの膨張を抑制することができる。また、無機微粉末としては、比表面積がブレーン値で３０００ｃｍ２／ｇ以上であってもよく、ＢＥＴ法で１０ｍ２／ｇ以上であってもよい。これにより、後述する被覆層が緻密なものとなるため、耐硫酸性をより向上させることができる。 The inorganic fine powder is not particularly limited, and for example, the content of MgO is preferably 5.0% by mass or less. When it is 5.0% by mass or less, the expansion of the concrete formed by using the cement composition can be suppressed. Further, the inorganic fine powder may have a specific surface area of 3000 cm 2 / g or more in terms of brain value, or 10 m 2 / g or more in the BET method. As a result, the coating layer described later becomes dense, so that the sulfuric acid resistance can be further improved.
セメント組成物の全体に対する無機微粉末の割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、５ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１５ｋｇ／ｍ３以上７０ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。また、結合材中の無機微粉末の割合としては、特に限定されるものではなく、例えば、２質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。また、無機微粉末は、セメント１００質量部に対して、５質量部以上２５質量部以下であることが好ましく、９質量部以上２０質量部以下であることがより好ましい。 The ratio of the inorganic fine powder to the entire cement composition is not particularly limited, and is preferably 5 kg / m 3 or more and 100 kg / m 3 or less, and 15 kg / m 3 or more and 70 kg / m 3 or less. Is more preferable. The proportion of the inorganic fine powder in the binder is not particularly limited, and is preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less, and 5% by mass or more and 10% by mass or less. More preferred. Further, the inorganic fine powder is preferably 5 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, and more preferably 9 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement.
前記無機微粉末は、フライアッシュ、石灰石微粉末、及び、シリカフュームからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。 The inorganic fine powder is preferably at least one selected from the group consisting of fly ash, limestone fine powder, and silica fume.
フライアッシュとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるもの等を用いることができる。このうち、汎用的に入手できる観点からは、フライアッシュＩ種、フライアッシュＩＩ種を使用することができる。 The fly ash is not particularly limited, and for example, those specified in JIS A 6201 “Fly ash for concrete” can be used. Of these, from the viewpoint of being universally available, fly ash type I and fly ash type II can be used.
石灰石微粉末としては、特に限定されるものではなく、例えば、比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ以上４５００ｃｍ２／ｇ以下であるものを用いることができる。比表面積とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１ セメントの物理試験方法に規定される方法で測定されるものである。また、石灰石微粉末としては、炭酸カルシウムの含有量が７０質量％以上９０質量％以下であるものが用いられ、７１質量％以上８９質量％以下であるものを用いることが好ましい。 The limestone fine powder is not particularly limited, and for example, one having a specific surface area of 3500 cm 2 / g or more and 4500 cm 2 / g or less can be used. The specific surface area is measured by the method specified in the physical test method for JIS R5201 cement. Further, as the limestone fine powder, those having a calcium carbonate content of 70% by mass or more and 90% by mass or less are used, and those having a calcium carbonate content of 71% by mass or more and 89% by mass or less are preferably used.
シリカフュームとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０７「コンクリート用シリカフューム」に規定されるもの等を用いることができる。 The silica fume is not particularly limited, and for example, those specified in JIS A 6207 “Silica fume for concrete” can be used.
本発明に係る遠心成形用のセメント組成物は、上記の材料以外に他の材料を含むものであってもよく、例えば、細骨材、粗骨材、減水剤、遅延剤、及び、分散剤等から選択される一つ以上が含まれてもよい。 The cement composition for centrifugal molding according to the present invention may contain other materials other than the above-mentioned materials, for example, fine aggregate, coarse aggregate, water reducing agent, retarding agent, and dispersant. Etc. may be included in one or more selected from the above.
そして、上記のようなセメント組成物を水と混練して混練物を形成し、該混練物を遠心成形用の型枠に充填して遠心成形することで、管状（具体的には、円管状）の成形体を形成することができる。斯かる管状成形体は、下水道等を構成するヒューム管として使用することができる。なお、混練物の水結合材比としては、２５％以上５５％以下であることが好ましく、３０％以上５０％以下であることがより好ましい。 Then, the cement composition as described above is kneaded with water to form a kneaded product, and the kneaded product is filled in a mold for centrifugal molding and centrifuged to form a tubular shape (specifically, a circular tubular shape). ) Can be formed. Such a tubular molded body can be used as a Hume pipe constituting a sewer or the like. The water-bonding material ratio of the kneaded product is preferably 25% or more and 55% or less, and more preferably 30% or more and 50% or less.
遠心成形の方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄筋を配した円筒形型枠に上記の混練物を充填して遠心力成形し、その後、常圧蒸気養生した後脱型し、更にその後、気中養生を行う方法が挙げられる。遠心成形の条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、低速（遠心力４～８Ｇ）、中速（遠心力１０～２５Ｇ）、高速（遠心力３０～５５Ｇ）の順に加速させて行うことができる。また、常圧蒸気養生の条件としては、常温で２時間以上保持し（前養生工程）、３０℃／時以下の速度で昇温し（昇温工程）、６５±１０℃で２時間以上保持し（温度保持工程）、その後降温する（降温工程）という温度条件を採用することができる。 The method of centrifugal molding is not particularly limited. For example, a cylindrical mold with reinforcing bars is filled with the above-mentioned kneaded material, centrifugally molded, and then steam-cured at normal pressure and then demolded. After that, there is a method of performing aerial curing. The conditions for centrifugal molding are not particularly limited, and for example, acceleration is performed in the order of low speed (centrifugal force 4 to 8 G), medium speed (centrifugal force 10 to 25 G), and high speed (centrifugal force 30 to 55 G). be able to. As conditions for normal pressure steam curing, the temperature is maintained at room temperature for 2 hours or more (pre-curing step), the temperature is raised at a rate of 30 ° C./hour or less (heating step), and the temperature is maintained at 65 ± 10 ° C. for 2 hours or more. It is possible to adopt a temperature condition of squeezing (temperature holding step) and then lowering the temperature (temperature lowering step).
以上のように、本発明に係る遠心成形用のセメント組成物、及び、管状成形体の製造方法は、遠心成形によって得られる成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 As described above, the cement composition for centrifugal molding and the method for producing a tubular molded product according to the present invention can improve the sulfuric acid resistance of the molded product obtained by centrifugal molding.
即ち、セメントと、高炉スラグと、無機微粉末とを含むことで、水と混練された後、遠心成形されて得られる成形体の耐硫酸性を向上させることができる。具体的には、成形体の表面に硫酸が生成した際に、成形体の表面に析出物の層（被覆層）が形成されるため、該被覆層によって成形体の表面と硫酸との接触が抑制される。これにより、成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 That is, by containing cement, blast furnace slag, and inorganic fine powder, it is possible to improve the sulfuric acid resistance of the molded product obtained by kneading with water and then centrifuging. Specifically, when sulfuric acid is generated on the surface of the molded body, a layer of precipitates (coating layer) is formed on the surface of the molded body, so that the coating layer causes contact between the surface of the molded body and sulfuric acid. It is suppressed. This makes it possible to improve the sulfuric acid resistance of the molded product.
また、得られる成形体は、レジンコンクリートよりも体積変化やクリープ変形を抑制することができる。 In addition, the obtained molded product can suppress volume change and creep deformation more than resin concrete.
また、セメント１００質量部に対して、高炉スラグが７２質量部以上８０質量部以下であり、無機微粉末が９質量部以上２０質量部以下であることで、上述のようして得られる成形体の耐硫酸性をより向上させることができる。 Further, the blast furnace slag is 72 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, and the inorganic fine powder is 9 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. Sulfuric acid resistance can be further improved.
また、無機微粉末は、フライアッシュ、石灰石微粉末、及び、シリカフュームからなる群から選択される少なくとも一つであることで、上述のようして得られる成形体の耐硫酸性をより向上させることができる。 Further, the inorganic fine powder is at least one selected from the group consisting of fly ash, limestone fine powder, and silica fume, thereby further improving the sulfuric acid resistance of the molded product obtained as described above. Can be done.
また、上記何れかの遠心成形用のセメント組成物が水と混練されてなる混練物を遠心成形して管状成形体を製造することで、管状成形体の耐硫酸性を向上させることができる。 Further, the sulfuric acid resistance of the tubular molded product can be improved by centrifuging the kneaded product obtained by kneading any of the above-mentioned cement compositions for centrifugal molding with water to produce a tubular molded product.
なお、本発明に係る遠心成形用のセメント組成物、及び、管状成形体の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよい（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよい）ことは勿論である。 The cement composition for centrifugal molding and the method for producing a tubular molded product according to the present invention are not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. be. Further, the configurations and methods of the plurality of embodiments described above may be arbitrarily adopted and combined (the configuration and method of one embodiment may be applied to the configurations and methods of another embodiment). Of course (good).
以下、実施例、及び、比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
＜使用材料＞
・セメント：普通ポルトランドセメント（略号：Ｃ，住友大阪セメント社製）
・水：上水道水（略号：Ｗ）
・高炉スラグ：高炉スラグ微粉末４０００（略号：ＢＦＳ，日鉄住金スラグ製品社製、ＭｇＯの含有量：５．９質量％、比表面積（ブレーン値）：４４５０ｃｍ２／ｇ）
・フライアッシュ：碧南火力発電所品（略号：ＦＡ，テクノ中部社製、ＭｇＯの含有量：１．２５質量％、比表面積（ブレーン値）：３３４０ｃｍ２／ｇ）
・石灰石微粉末：タンカル＃３２５（略号：ＬＳＰ，吉澤石灰工業社製、ＭｇＯの含有量：４．７５質量％、比表面積（ブレーン値）：５３３０ｃｍ２／ｇ）
・シリカフューム：ＥＦＡＣＯ（略号：ＳＦ，巴工業社製、ＭｇＯの含有量：０．５８質量％、比表面積（ＢＥＴ法）：１５ｍ２／ｇ）
・細骨材：硬質砂岩砕砂（略号：Ｓ，栃木県鹿沼市産）
・粗骨材：硬質砂岩砕石２００５（略号：Ｇ，栃木県鹿沼市産）
・高性能減水剤（混和剤）：スーパー３００ＣＦ（略号：ＳＰ，ＧＣＰケミカルズ社製）
<Material used>
・ Cement: Ordinary Portland cement (abbreviation: C, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
・ Water: Tap water (abbreviation: W)
-Blast furnace slag: Blast furnace slag fine powder 4000 (abbreviation: BFS, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Slag Products Co., Ltd., MgO content: 5.9% by mass, specific surface area (brain value): 4450 cm 2 / g)
・ Fly ash: Hekinan thermal power plant product (abbreviation: FA, manufactured by Techno Chubu Co., Ltd., MgO content: 1.25% by mass, specific surface area (brain value): 3340 cm 2 / g)
-Limestone fine powder: Tankal # 325 (abbreviation: LSP, manufactured by Yoshizawa Lime Industry Co., Ltd., MgO content: 4.75% by mass, specific surface area (brain value): 5330 cm 2 / g)
-Silica fume: EFACO (abbreviation: SF, manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd., MgO content: 0.58% by mass, specific surface area (BET method): 15 m 2 / g)
・ Fine aggregate: Hard sandstone crushed sand (abbreviation: S, produced in Kanuma City, Tochigi Prefecture)
・ Coarse aggregate: Hard sandstone crushed stone 2005 (abbreviation: G, produced in Kanuma City, Tochigi Prefecture)
・ High-performance water reducing agent (admixture): Super 300CF (abbreviation: SP, manufactured by GCP Chemicals)
＜試験１＞
＜遠心成形ではない成形体（モルタル成形体）の作製＞
下記表１に示す配合で、上記の各材料を混練して混練物を形成し、該混練物を型枠内で硬化させることで、各実施例、及び、各比較例のモルタル成形体を作製した。具体的には、温度２０±２℃の恒温室で、モルタルミキサーを用いて、結合材と細骨材を１５秒間空練りした後に、混和剤を含む水を加えて２分間練混ぜて混練物を形成した。そして、該混練物をφ５０×１００ｍｍの型枠に充填し、翌日まで蒸気養生を行った。蒸気養生は、２０℃で２時間保持し（前養生工程）、昇温速度２０℃／時で昇温し（昇温工程）、最高温度６５℃で２時間保持し（温度保持工程）、その後蒸気養生槽内で自然放冷させた（降温工程）。蒸気養生を行ったモルタル成形体は、材齢１日で脱型を行い、所定の材齢まで温度２０±２℃、相対湿度６０±５％の恒温恒湿室内で気中養生を行った。
<Test 1>
<Making a molded product (mortar molded product) that is not centrifugally molded>
In the formulation shown in Table 1 below, each of the above materials is kneaded to form a kneaded product, and the kneaded product is cured in a mold to prepare a mortar molded product of each Example and each Comparative Example. did. Specifically, in a constant temperature room at a temperature of 20 ± 2 ° C., the binder and the fine aggregate are kneaded for 15 seconds using a mortar mixer, then water containing an admixture is added and kneaded for 2 minutes. Formed. Then, the kneaded material was filled in a mold having a diameter of 50 × 100 mm, and steam curing was performed until the next day. The steam curing is held at 20 ° C. for 2 hours (pre-curing step), heated at a temperature rising rate of 20 ° C./hour (heating step), held at a maximum temperature of 65 ° C. for 2 hours (temperature holding step), and then. It was naturally allowed to cool in a steam curing tank (temperature lowering process). The steam-cured mortar molded product was demolded at a material age of 1 day, and air-cured in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 20 ± 2 ° C. and a relative humidity of 60 ± 5% until the material age.
上記の混練物に対して、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に従い、フロー試験を行った。また、ＪＩＳ Ａ １１５６「フレッシュコンクリートの温度測定方法」に従い、練上り温度の測定を行った。フロー試験の結果（モルタルフロー）、及び、練上がり温度は、下記表２に示す。 The above kneaded product was subjected to a flow test in accordance with JIS R 5201 “Physical test method for cement”. In addition, the kneading temperature was measured according to JIS A 1156 “Method for measuring the temperature of fresh concrete”. The results of the flow test (mortar flow) and the kneading temperature are shown in Table 2 below.
＜硫酸浸漬試験＞
「下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術マニュアル（発行：一般財団法人 下水道事業支援センター）」に従い、硫酸浸漬試験を行った。試験の概要としては、以下の通りである。まず初めに、材齢１４日経過したモルタル成形体の質量を測定する。次に、斯かるモルタル成形体を５％硫酸水溶液に２８日間浸漬する。その後、モルタル成形体の質量を再度測定する。そして、浸漬前後の質量から質量変化率を算出した。質量変化率については、下記表２に示す。
<Sulfuric acid immersion test>
A sulfuric acid immersion test was conducted in accordance with the "Corrosion Control Technology and Anticorrosion Technology Manual for Sewerage Concrete Structures (Published by: Sewerage Business Support Center)". The outline of the test is as follows. First, the mass of the mortar molded product after 14 days of age is measured. Next, the mortar molded product is immersed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 28 days. Then, the mass of the mortar molded product is measured again. Then, the mass change rate was calculated from the mass before and after immersion. The mass change rate is shown in Table 2 below.
＜圧縮強度試験＞
ＪＩＳ Ａ １１０８に準拠して、材齢１日、７日及び１４日に圧縮強度を測定した。なお、１材齢当たりの試験体数は３体とした。圧縮強度の測定結果については、下記表２に示す。
<Compressive strength test>
Compressive strength was measured on the 1st, 7th and 14th days of age according to JIS A 1108. The number of test bodies per material age was set to 3. The measurement results of the compressive strength are shown in Table 2 below.
上記の表２の質量変化率を見ると、各比較例では、マイナス値になるのに対し、各実施例では、マイナスの値にならないことが認められる。換言すれば、各実施例のモルタル成形体の方が、硫酸との接触による腐食が少ないことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも耐硫酸性に優れた成形体を形成することができる。 Looking at the mass change rates in Table 2 above, it is recognized that the values are negative in each comparative example, whereas they are not negative in each example. In other words, it is recognized that the mortar molded product of each example has less corrosion due to contact with sulfuric acid. That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the binder containing cement, it is possible to form a molded body having better sulfuric acid resistance than the case where the inorganic fine powder is not used.
＜試験２＞
＜遠心成形による成形体（コンクリート成形体）の作製＞
下記表３に示す配合で、上記の各材料を混練して混練物を形成し、該混練物を遠心成形用の型枠内で遠心成形することで、各実施例、及び、各比較例のコンクリート成形体を作製した。具体的には、プレキャストコンクリート製品の製造工場内で、パン型ミキサーを用いて、結合材と細骨材と粗骨材とを１５秒間空練りした後に、混和剤を含む水を加えて２分間練混ぜて混練物を形成した。そして、該混練物をφ２００×３００ｍｍの中空型枠（遠心成形用の型枠）に充填した（充填工程）。そして、低速（５Ｇ）２分間、中速（１５Ｇ）２分間、高速（４４Ｇ）７分間の順で遠心成形を行った（遠心成形工程）。遠心成形後のコンクリート成形体は、翌日まで蒸気養生を行った。蒸気養生は、常温で２時間保持し（前養生工程）、昇温速度３０℃／時以下で昇温し（昇温工程）、６５±１０℃で２時間以上保持し（温度保持工程）、その後降温した（降温工程）。蒸気養生を行ったコンクリート成形体は、材齢１日で脱型を行い、材齢２８日まで気中養生を行った。そして、得られたコンクリート成形体（円筒状のもの）を湿式コンクリートカッターで図１に示す寸法に切断し、各測定に用いる供試体を作製した。
<Test 2>
<Making a molded body (concrete molded body) by centrifugal molding>
In the formulation shown in Table 3 below, each of the above materials is kneaded to form a kneaded product, and the kneaded product is centrifuged in a mold for centrifugal molding to form each of the Examples and Comparative Examples. A concrete molded body was produced. Specifically, in a precast concrete product manufacturing plant, a pan-type mixer is used to knead the binder, fine aggregate, and coarse aggregate for 15 seconds, and then add water containing an admixture for 2 minutes. It was kneaded to form a kneaded product. Then, the kneaded product was filled in a hollow mold (form for centrifugal molding) having a diameter of 200 × 300 mm (filling step). Then, centrifugation was performed in the order of low speed (5G) for 2 minutes, medium speed (15G) for 2 minutes, and high speed (44G) for 7 minutes (centrifugal molding step). The concrete molded body after centrifugal molding was steam-cured until the next day. The steam curing is held at room temperature for 2 hours (pre-curing step), raised at a temperature rising rate of 30 ° C./hour or less (heating step), and held at 65 ± 10 ° C. for 2 hours or more (temperature holding step). After that, the temperature was lowered (temperature lowering step). The steam-cured concrete molded product was demolded at the age of 1 day and aerial-cured until the age of 28 days. Then, the obtained concrete molded body (cylindrical) was cut to the dimensions shown in FIG. 1 with a wet concrete cutter to prepare a test piece to be used for each measurement.
＜ノロ排出率＞
遠心成形によってコンクリート成形体から脱水されたノロ（スラリー）の質量を測定した。そして、該ノロの質量を中空型枠に投入したコンクリートの質量で除することでノロ排出率を算出した。ノロ排出率については、下記表４に示す。
<Noro emission rate>
The mass of the slurry dehydrated from the concrete molded body by centrifugation was measured. Then, the slag emission rate was calculated by dividing the mass of the slag by the mass of the concrete put into the hollow formwork. The slag emission rate is shown in Table 4 below.
＜硫酸浸漬試験＞
図１（ａ）に示す供試体の内面（筒状のコンクリート成形体の内周面の一部）及び外面（筒状のコンクリート成形体の外周面の一部）以外の４面をアクリロイル変性アクリル樹脂系接着剤でコーティングした。そして、斯かる供試体に対して、試験１と同じ条件で硫酸浸漬試験を行った。質量変化率については、下記表４に示す。
<Sulfuric acid immersion test>
Acryloyl-modified acrylic on four surfaces other than the inner surface (a part of the inner peripheral surface of the tubular concrete molded body) and the outer surface (a part of the outer peripheral surface of the tubular concrete molded body) shown in FIG. 1 (a). It was coated with a resin adhesive. Then, a sulfuric acid immersion test was performed on such a specimen under the same conditions as in Test 1. The mass change rate is shown in Table 4 below.
＜塩分浸漬試験＞
図１（ｂ）に示す供試体の内面（筒状のコンクリート成形体の内周面の一部）及び外面（筒状のコンクリート成形体の外周面の一部）以外の４面をエポキシ樹脂系接着剤でコーティングした。そして、ＪＳＣＥ－Ｇ ５７２「浸せきによるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法（案）（ＪＳＣＥ－Ｇ ５７２－２００３）」に従い、塩分浸漬試験を行った。試験の概要としては、以下の通りである。まず初めに、供試体を１０％塩化ナトリウム水溶液に９１日間浸漬した。その後、試験体を割裂して０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀水溶液を噴霧し、塩化物イオン浸透深さを測定した。測定結果は、下記表４に示す。
<Salt immersion test>
Epoxy resin-based four surfaces other than the inner surface (a part of the inner peripheral surface of the tubular concrete molded body) and the outer surface (a part of the outer peripheral surface of the tubular concrete molded body) shown in FIG. 1 (b). Coated with adhesive. Then, a salt immersion test was carried out in accordance with JSCE-G 572 “Appearance diffusion coefficient test method (draft) of chloride ions in concrete by immersion” (JSCE-G 572-2003). The outline of the test is as follows. First, the specimen was immersed in a 10% aqueous sodium chloride solution for 91 days. Then, the test piece was split and sprayed with a 0.1 mol / L silver nitrate aqueous solution, and the chloride ion penetration depth was measured. The measurement results are shown in Table 4 below.
＜凍結融解試験＞
図１（ｃ）に示す供試体の各面にコーティングは行わなかった。そして、ＪＩＳ Ａ １１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に従い、凍結融解試験を行った。試験の概要としては、３０サイクル毎に一次共鳴振動数を測定し、相対動弾性係数を求めた。そして、得られた相対動弾性係数から耐久性指数を算出した。耐久性指数は、下記表４に示す。
<Freeze-thaw test>
No coating was applied to each surface of the specimen shown in FIG. 1 (c). Then, a freeze-thaw test was conducted according to JIS A 1148 “Concrete freeze-thaw test method”. As an outline of the test, the primary resonance frequency was measured every 30 cycles and the relative dynamic elastic modulus was obtained. Then, the durability index was calculated from the obtained relative dynamic elastic modulus. The durability index is shown in Table 4 below.
上記の表４を見ると、各比較例よりも各実施例の方が質量変化率の絶対値が小さい（即ち、供試体の質量の減少が少ない）ことが認められる。換言すれば、各実施例のコンクリート成形体の方が、硫酸との接触による腐食が少ないことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも耐硫酸性に優れた成形体を形成することができる。 Looking at Table 4 above, it can be seen that the absolute value of the mass change rate is smaller in each example than in each comparative example (that is, the decrease in the mass of the specimen is small). In other words, it is recognized that the concrete molded product of each embodiment is less corroded by contact with sulfuric acid. That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the binder containing cement, it is possible to form a molded body having better sulfuric acid resistance than the case where the inorganic fine powder is not used.
また、上記の表４を見ると、各比較例よりも各実施例の方がノロ量が少ないことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりもノロ量が少なくなるため、ノロを廃棄物として処理する必要がなくなり、環境負荷低減に優れるという効果を有する成形体を形成することができる。 Further, looking at Table 4 above, it can be seen that the amount of slag in each example is smaller than that in each comparative example. In other words, by using blast furnace slag and inorganic fine powder together in the binder containing cement, the amount of slag is smaller than when the inorganic fine powder is not used, so it is not necessary to treat the slag as waste, which is an environmental load. It is possible to form a molded body having an effect of being excellent in reduction.
また、上記の表４を見ると、各比較例よりも各実施例の方が塩分浸透深さが少ないことが認められる。換言すれば、各実施例のコンクリート成形体の方が、塩化物イオン浸透に対する抵抗性が向上するという効果が認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも塩化物イオン浸透に対する抵抗性が向上するという効果を有する成形体を形成することができる。 Further, looking at Table 4 above, it can be seen that the salt penetration depth of each example is smaller than that of each comparative example. In other words, the concrete molded product of each embodiment has the effect of improving the resistance to chloride ion infiltration. That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the cement-containing binder, a molded body having the effect of improving the resistance to chloride ion infiltration is formed as compared with the case where the inorganic fine powder is not used. Can be done.
また、上記の表４の耐久性指数を見ると、各比較例よりも各実施例の方が耐久性指数が大きいことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも、寒冷地において良好な強度を維持できる成形体を形成することができる。 Further, looking at the durability index in Table 4 above, it is recognized that the durability index of each example is larger than that of each comparative example. That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the cement-containing binder, it is possible to form a molded body that can maintain good strength in cold regions as compared with the case where the inorganic fine powder is not used.
＜試験３＞
＜遠心成形を用いない成形体（コンクリート成形体）の作製＞
下記表５に示す配合で、試験２における遠心成形工程を行わなかったこと以外は、試験２と同一条件でコンクリート成形体を作製し、試験２と同一の方法で供試体を作製した。
<Test 3>
<Manufacturing of molded body (concrete molded body) without centrifugal molding>
A concrete molded product was prepared under the same conditions as in Test 2 except that the centrifugal molding step in Test 2 was not performed with the formulations shown in Table 5 below, and a specimen was prepared by the same method as in Test 2.
＜硫酸浸漬試験（質量変化率）＞
図１（ａ）に示す供試体の内面（筒状のコンクリート成形体の内周面の一部）及び外面（筒状のコンクリート成形体の外周面の一部）以外の４面をアクリロイル変性アクリル樹脂系接着剤でコーティングした。そして、斯かる供試体を５％硫酸水溶液に５２週間浸漬したこと以外は試験１と同じ条件で硫酸浸漬試験を行った。質量変化率については、下記表５に示す。
<Sulfuric acid immersion test (mass change rate)>
Acryloyl-modified acrylic on four surfaces other than the inner surface (a part of the inner peripheral surface of the tubular concrete molded body) and the outer surface (a part of the outer peripheral surface of the tubular concrete molded body) shown in FIG. 1 (a). It was coated with a resin adhesive. Then, the sulfuric acid immersion test was performed under the same conditions as in Test 1 except that the specimen was immersed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 52 weeks. The mass change rate is shown in Table 5 below.
＜硫酸浸漬試験（中性化深さ）＞
図１（ａ）に示す供試体の内面（筒状のコンクリート成形体の内周面の一部）及び外面（筒状のコンクリート成形体の外周面の一部）以外の４面をアクリロイル変性アクリル樹脂系接着剤でコーティングした。そして、斯かる供試体を５％硫酸水溶液に２６週間浸漬し、中性化深さを測定した。具体的には、試験体を割裂して１％フェノールフタレイン溶液を噴霧し、中性化深さを測定した。中性化深さについては、下記表６に示す。
<Sulfuric acid immersion test (neutralization depth)>
Acryloyl-modified acrylic on four surfaces other than the inner surface (a part of the inner peripheral surface of the tubular concrete molded body) and the outer surface (a part of the outer peripheral surface of the tubular concrete molded body) shown in FIG. 1 (a). It was coated with a resin adhesive. Then, the test piece was immersed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 26 weeks, and the neutralization depth was measured. Specifically, the test piece was split and sprayed with a 1% phenolphthalein solution, and the neutralization depth was measured. The neutralization depth is shown in Table 6 below.
上記の表５を見ると、各比較例よりも各実施例の方が質量変化率の絶対値が小さい（即ち、供試体の質量の減少が少ない）ことが認められる。換言すれば、各実施例のコンクリート成形体の方が、硫酸との接触による腐食が少ないことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも耐硫酸性に優れた成形体を形成することができる。
また、上記の表５の質量変化率について、各実施例における遠心成形の有無を比較すると、遠心成形で作製されたコンクリート成形体の方が質量変化率の絶対値が小さい（即ち、供試体の質量の減少が少ない）ことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも、遠心成形によって作製される成形体の耐硫酸性を向上させることができる。
Looking at Table 5 above, it can be seen that the absolute value of the mass change rate is smaller in each example than in each comparative example (that is, the decrease in the mass of the specimen is small). In other words, it is recognized that the concrete molded product of each embodiment is less corroded by contact with sulfuric acid. That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the binder containing cement, it is possible to form a molded body having better sulfuric acid resistance than the case where the inorganic fine powder is not used.
Further, when comparing the presence or absence of centrifugal molding in each example with respect to the mass change rate in Table 5 above, the concrete molded body produced by centrifugal molding has a smaller absolute value of the mass change rate (that is, the test piece). There is little loss of mass). That is, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder in combination in the cement-containing binder, the sulfuric acid resistance of the molded product produced by centrifugation can be improved as compared with the case where the inorganic fine powder is not used.
また、上記の表６の中性化深さについて、各実施例の内面における遠心成形の有無を比較すると、遠心成形で作製されたコンクリート成形体の方が中性化深さが浅いことが認められる。つまり、セメントを含む結合材において高炉スラグと無機微粉末とを併用することで、無機微粉末を使用ない場合よりも、遠心成形によって作製される成形体の中性化（硫酸との接触による中性化）を抑制することができる。 Further, when comparing the presence or absence of centrifugal molding on the inner surface of each example with respect to the neutralization depth in Table 6 above, it was found that the concrete molded body produced by centrifugal molding had a shallower neutralization depth. Be done. In other words, by using the blast furnace slag and the inorganic fine powder together in the cement-containing binder, the neutralization of the molded product produced by centrifugation (during contact with sulfuric acid) is possible compared to the case where the inorganic fine powder is not used. Sexualization) can be suppressed.
Claims (3)
前記セメントが、普通ポルトランドセメントからなり、
前記無機微粉末が、シリカフュームであり、
前記結合材中の前記高炉スラグの割合が、３６質量％以上３８質量％以下である遠心成形用のセメント組成物。 It contains a binder composed of cement, blast furnace slag, and inorganic fine powder, and after being kneaded with water, it is centrifuged to form a molded product.
The cement is usually made of Portland cement.
The inorganic fine powder is silica fume.
A cement composition for centrifugal molding in which the proportion of the blast furnace slag in the binder is 36% by mass or more and 38% by mass or less .
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