JP7083637B2 - Concrete and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to concrete and a method for producing the same.
緊急補修工事、例えば道路補修工事は道路解放をするために、短時間で強度発現性が得られるような水硬性組成物が使用されている。このような水硬性組成物には速硬性のあるセメントや混和材料として水硬性材料が使用されている。また、これらの材料にポリマーを加え、速硬性と遮水性、耐久性等を考慮した水硬性組成物も提案されている（特許文献１および２）。 In emergency repair work, for example, road repair work, a hydraulic composition that can obtain strength development in a short time is used in order to open the road. In such a hydraulic composition, a fast-curing cement or a hydraulic material is used as an admixture material. Further, a hydraulic composition in which a polymer is added to these materials and in consideration of quick-curing property, water-impervious property, durability and the like has also been proposed (Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、従来の速硬性の水硬性組成物は、低温環境下で用いた場合に、十分な硬化が得られていない段階や水和反応が遅延している状態で水と接触すると、膨張して強度低下を引き起こす可能性があった。特に、耐久性を考慮してセメント混和用ポリマーを混入すると凝結や水和が遅延する傾向にあり、上記のような現象が起こる可能性が高まるおそれがある。 However, when used in a low temperature environment, the conventional quick-curing hydraulic composition expands when it comes into contact with water at a stage where sufficient curing has not been obtained or when the hydration reaction is delayed. It could cause a decrease in strength. In particular, when a cement-mixing polymer is mixed in consideration of durability, condensation and hydration tend to be delayed, and the possibility of the above-mentioned phenomenon may increase.
したがって、本発明の課題は、セメント混和用ポリマーを含有しながらも、低温環境下においても膨張が抑制され、かつ硬化時に所要の強度を満足できるコンクリートを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a concrete that contains a polymer for cement admixture, suppresses expansion even in a low temperature environment, and can satisfy the required strength at the time of curing.
このような課題に対して、本発明者らは、今般、カルシウムアルミネート類および石膏を含み、かつＡｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量が所定の範囲の水硬性材料と、セメント混和用ポリマーと、凝結遅延剤と、骨材とを含むコンクリートを用いることによって、低温環境下においても膨張が抑制され、かつ所要の強度を満足できるコンクリートを得ることができるとの予想外の知見を得た。本発明は、係る知見に基づいてなされたものである。 To solve such problems, the present inventors have now used a water-hardening material containing calcium aluminates and gypsum and having an Al 2 O 3 content and a SO 3 content in a predetermined range for cement mixing. Unexpected findings have been obtained that by using concrete containing a polymer, a setting retarder, and an aggregate, it is possible to obtain concrete that can suppress expansion even in a low temperature environment and satisfy the required strength. rice field. The present invention has been made based on such findings.
すなわち本発明は以下のとおりである。
［１］水硬性材料、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤および骨材を含むコンクリートであって、
前記水硬性材料が、カルシウムアルミネート類および石膏を含み、かつ
前記水硬性材料において、前記水硬性材料の総質量基準で、
Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、
Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～３０質量％であり、かつ
ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である、コンクリート。
［２］前記水硬性材料が、ポルトランドセメントまたは混合セメントをさらに含む［１］に記載のコンクリート。
［３］前記セメント混和用ポリマーがスチレンブタジエン系ポリマーを含む、［１］または［２］に記載のコンクリート。
［４］［１］～［３］のいずれか１項に記載のコンクリートであって、５℃水中養生における材齢２８日の膨張ひずみが５００×１０－６以下である、コンクリート。
［５］材齢１５０分での圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上である、［４］に記載のコンクリート。
［６］コンクリートの製造方法であって、
（Ａ）カルシムアルミネート類および石膏を含む水硬性材料であって、
水硬性材料の総質量基準で、
Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、
Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～３０質量％であり、かつ
ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である、水硬性材料を用意することと、
（Ｂ）前記水硬性材料、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤、骨材および水を含む原料を混合してコンクリートを得ることと、を含むコンクリートの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] Concrete containing a hydraulic material, a polymer for cement admixture, a setting retarder and an aggregate.
The hydraulic material contains calcium aluminates and gypsum, and in the hydraulic material, based on the total mass of the hydraulic material.
The Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass.
The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12 to 30% by mass, and the mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content). Amount) is 0.6-1.1, concrete.
[2] The concrete according to [1], wherein the hydraulic material further contains Portland cement or mixed cement.
[3] The concrete according to [1] or [2], wherein the cement-mixing polymer contains a styrene-butadiene polymer.
[4] The concrete according to any one of [1] to [3], wherein the expansion strain of 28 days of age in 5 ° C. underwater curing is 500 × 10-6 or less.
[5] The concrete according to [4], wherein the compressive strength at a material age of 150 minutes is 20 N / mm 2 or more.
[6] A method for manufacturing concrete.
(A) A hydraulic material containing calsim aluminates and gypsum.
Based on the total mass of hydraulic materials,
The Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass.
The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12 to 30% by mass, and the mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content). Preparing a water-hardening material with an amount) of 0.6 to 1.1 and
(B) A method for producing concrete, which comprises mixing the hydraulic material, a polymer for cement admixture, a setting retarder, an aggregate and a raw material containing water to obtain concrete.
本発明によれば、セメント混和用ポリマーを含有しながらも、低温環境下においても膨張が抑制され、かつ硬化時に所要の強度を満足できるコンクリートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide concrete that contains a cement-mixing polymer, suppresses expansion even in a low temperature environment, and satisfies the required strength at the time of curing.
以下、本発明を詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施の形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施をすることができる。なお、本明細書において引用した全ての文献、および公開公報、特許公報その他の特許文献は、参照として本明細書に組み込むものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not intended to be limited to this embodiment alone. The present invention can be implemented in various forms as long as it does not deviate from the gist thereof. All documents cited in this specification, as well as published publications, patent publications and other patent documents shall be incorporated herein by reference.
＜コンクリート＞
本発明のコンクリートは、（Ａ）カルシウムアルミネート類および石膏を含み、かつＡｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量が所定の範囲の水硬性材料と、（Ｂ）セメント混和用ポリマーと、（Ｃ）凝結遅延剤と、（Ｄ）骨材とを含むことによって、低温環境下においても膨張が抑制され、かつ硬化時に所要の強度を満足することができる。そのため、本発明のコンクリートは、低温環境下であっても、緊急補修工事や短時間強度が必要な個所に好適に使用することができる。
<Concrete>
The concrete of the present invention contains (A) calcium aluminates and gypsum, and is a water-hardening material having an Al 2 O 3 content and a SO 3 content in a predetermined range, and (B) a polymer for cement admixture. By containing the C) setting retarder and the (D) aggregate, expansion can be suppressed even in a low temperature environment, and the required strength can be satisfied at the time of curing. Therefore, the concrete of the present invention can be suitably used for emergency repair work and places where short-time strength is required, even in a low temperature environment.
本発明のコンクリートは、上記のとおり、水硬性材料、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤および骨材を含む。各構成要素について、以下にそれぞれ説明する。なお、本明細書において、「単位量（ｋｇ／ｍ３）」とは、１ｍ３のコンクリートを作製するときに用いる各原料の使用量を意味する。また、本明細書において、「コンクリート」には「モルタル」も含まれる。 As described above, the concrete of the present invention contains a hydraulic material, a polymer for cement admixture, a setting retarder and an aggregate. Each component will be described below. In the present specification, the "unit amount (kg / m 3 )" means the amount of each raw material used when producing 1 m 3 of concrete. Further, in the present specification, "concrete" also includes "mortar".
［水硬性材料］
本発明に用いる水硬性材料は、カルシウムアルミネート類および石膏を含む。さらに、水硬性材料において、該水硬性材料の総質量基準で、Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～３０質量％であり、かつＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である。
[Hydraulic material]
The hydraulic material used in the present invention includes calcium aluminates and gypsum. Further, in the water-hard material, the Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass, and the total amount of the Al 2 O 3 content and the SO 3 content is 12 based on the total mass of the water-hard material. It is about 30% by mass, and the mass ratio of the Al 2 O 3 content to the SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content) is 0.6 to 1.1.
カルシウムアルミネート類としては、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を含む種々のものを使用することができる。例えば、カルシウムアルミネート類には、ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡで表示した場合、Ｃ３Ａ、Ｃ２Ａ、Ｃ１２Ａ７、Ｃ５Ａ３、ＣＡ、Ｃ３Ａ５またはＣＡ２等と表示される鉱物組成を有する結晶質のカルシウムアルミネートもしくは非晶質のカルシウムアルミネート、アルミナセメント、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶または置換したＣ１１Ａ７・ＣａＦ２と表示されるカルシウムフロロアルミネート等を含むカルシウムハロアルミネート、アウイン（Ｃ３Ａ３・ＣａＳＯ４）等のカルシウムサルホアルミネート、およびこれらにＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２ＯまたはＴｉＯ２等が固溶もしくは化合したもの等が含まれる。この中で、低温環境下での強度発現性の点から、結晶質または非晶質のカルシウムアルミネートが好ましい。 As the calcium aluminates , various substances including CaO and Al2O3 can be used. For example, for calcium aluminates, when CaO is indicated by C and Al 2 O 3 is indicated by A, C 3 A, C 2 A, C 12 A 7 , C 5 A 3 , CA, C 3 A 5 or CA. It is displayed as C11 A7 / CaF 2 in which halogen is dissolved or substituted in crystalline calcium aluminate or amorphous calcium aluminate, alumina cement, or calcium aluminate having a mineral composition labeled as 2nd grade. Calcium haloaluminate including calcium fluoroaluminate, calcium sulfoluminate such as Auin (C 3 A 3 , CaSO 4 ), and SiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO, K 2 O, Na 2 O, Includes those in which Li 2 O, TiO 2 and the like are solid-dissolved or combined. Among these, crystalline or amorphous calcium aluminate is preferable from the viewpoint of strength development in a low temperature environment.
石膏としては、特に限定されないが、二水石膏、半水石膏、無水石膏等の各種石膏を用いることができる。この中で、無水石膏が好ましい。石膏は、粉末にしたものを膨張性焼成物の粉砕物とミキサ等で混合してもよいし、石膏と膨張焼成物を混合粉砕してもよい。石膏は硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）を主成分とする鉱物であるため、石膏の含有量を調整することで、水硬性材料におけるＳＯ３含有量を調製することができる。 The gypsum is not particularly limited, but various types of gypsum such as dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum can be used. Among these, anhydrous gypsum is preferable. As the gypsum, a powdered product may be mixed with a pulverized product of an expandable calcined product and a mixer or the like, or a gypsum and an expanded calcined product may be mixed and pulverized. Since gypsum is a mineral containing calcium sulfate (CaSO 4 ) as a main component, the SO 3 content in hydraulic materials can be adjusted by adjusting the content of gypsum.
上記のカルシムアルミネート類および石膏以外に水硬性材料に含まれる原料としては、ポルトランドセメントや混合セメント等が挙げられる。ポルトランドセメントは、ケイ酸三カルシウム（3CaO・SiO2）、ケイ酸二カルシウム（2CaO・SiO2）、カルシウムアルミネート（3CaO・Al2O3）、カルシウムアルミノフェライト（4CaO・Al2O3・Fe2O3）、および硫酸カルシウム（CaSO4・2H2O）を含む。混合セメントは、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、ケイ酸質混合材をポルトランドセメントに混合したセメントである。本発明に用いることができるポルトランドセメントとしては、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などが挙げられ、混合セメントとしては、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメントなどが挙げられる。これらのカルシムアルミネート類および石膏以外に水硬性材料に含まれる原料は、他の構成要素を混合する前に水硬性材料に添加してもよいし、カルシムアルミネート類および石膏を含む水硬性材料を他の構成要素と混合した後に別途添加してもよい。 Examples of raw materials contained in hydraulic materials other than the above-mentioned calsim aluminates and gypsum include Portland cement and mixed cement. Portoland cement includes tricalcium sulphate (3CaO ・ SiO 2 ), dicalcium sulphate (2CaO ・ SiO 2 ), calcium aluminate (3CaO ・ Al 2 O 3 ), and calcium aluminoferrite (4CaO ・ Al 2 O 3・ Fe). Contains 2 O 3 ) and calcium sulfate (CaSO 4.2H 2 O). Mixed cement is cement obtained by mixing blast furnace granulated slag, fly ash, and silicic acid mixture with Portland cement. Examples of Portland cement that can be used in the present invention include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, and examples of mixed cement include blast furnace cement, fly ash cement, and silica cement. Can be mentioned. In addition to these calsimaluminates and gypsum, the raw materials contained in the hydraulic material may be added to the hydraulic material before mixing other components, or the hydraulic material containing calsimaluminate and gypsum. May be added separately after mixing with other components.
本発明における水硬性材料は、水硬性材料の総質量基準で、Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～３０質量％であり、かつＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である。このように組成範囲とすることで、本発明における水硬性材料を含むコンクリートは、低温環境下においても、硬化時に所要の特性を確保することができる。 The water-hard material in the present invention has an Al 2 O 3 content of 7% by mass to 25% by mass, and the total amount of the Al 2 O 3 content and the SO 3 content is 12 based on the total mass of the water-hard material. It is about 30% by mass, and the mass ratio of the Al 2 O 3 content to the SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content) is 0.6 to 1.1. By setting the composition range in this way, the concrete containing the hydraulic material in the present invention can secure the required characteristics at the time of curing even in a low temperature environment.
水硬性材料におけるＡｌ２Ｏ３含有量は、主にカルシウムアルミネート類、ポルトランドセメント等のＡｌ２Ｏ３含有原料の配合量によって調整することができる。Ａｌ２Ｏ３含有量は、水硬性材料の総質量基準で、７質量％～２５質量％である。含有量を７質量％以上とすることで、初期強度発現性が十分に確保することができ、含有量を２５質量％以下とすることで、可使時間を好適な範囲にコントロールすることができる。さらに、Ａｌ２Ｏ３含有量は、８質量％～１４質量％が好ましく、１０質量％～１４質量％がより好ましい。 The Al 2 O 3 content in the hydraulic material can be adjusted mainly by the blending amount of the Al 2 O 3 containing raw materials such as calcium aluminates and Portland cement. The Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass based on the total mass of the hydraulic material. By setting the content to 7% by mass or more, the initial strength development can be sufficiently ensured, and by setting the content to 25% by mass or less, the pot life can be controlled within a suitable range. .. Further, the Al 2 O 3 content is preferably 8% by mass to 14% by mass, more preferably 10% by mass to 14% by mass.
水硬性材料におけるＡｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量は、カルシウムアルミネート類、石膏およびポルトランドセメント等の配合量によって調整することができ、水硬性材料の総質量基準で１２～３０質量％である。Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２質量％以上であれば、コンクリートの強度発現性が低下することを好適に防止することができ、かつ、ひび割れを補償するための膨張量も十分に確保することができる。また、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量を３０質量％以下とすることで、膨張量が大きくなりすぎたり、低温環境下でコンクリートの異常膨張（遅れ膨張）を起こしたりすることを好適に防止することができる。Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量の下限値は、１５質量％以上が好ましく、１７質量％以上がより好ましい。また、上限値は２８質量％以下が好ましく、２７質量％以下がより好ましい。なお、水硬性材料における、Ａｌ２Ｏ３とＳＯ３以外の成分としては、カルシウムアルミネート類、石膏およびセメント由来のＣａＯや、セメント由来のＳｉＯ２等が挙げられる。 The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content in the hydraulic material can be adjusted by the blending amount of calcium aluminum, gypsum, Portland cement, etc., and is 12 to 12 based on the total mass of the hydraulic material. It is 30% by mass. When the total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12% by mass or more, it is possible to suitably prevent the concrete from decreasing in strength development, and expansion for compensating for cracks. A sufficient amount can be secured. Further, by setting the total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content to 30% by mass or less, the expansion amount becomes too large, or abnormal expansion (delayed expansion) of concrete occurs in a low temperature environment. This can be suitably prevented. The lower limit of the total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is preferably 15% by mass or more, more preferably 17% by mass or more. The upper limit is preferably 28% by mass or less, more preferably 27% by mass or less. Examples of the components other than Al 2 O 3 and SO 3 in the hydraulic material include calcium aluminates, gypsum and cement-derived CaO, and cement-derived SiO 2 .
水硬性材料におけるＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）は、カルシウムアルミネート類、石膏およびポルトランドセメント等の配合量によって調整することができ、０．６～１．１である。ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比が０．６以上であれば、ひび割れを補償するためのコンクリートの膨張量を十分に確保することができる。また、１．１以下であれば、低温環境下でのコンクリート膨張量が大きくなりすぎることを防止することができる。ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比の下限値は、０．６５以上が好ましく、０．７以上がより好ましい。また、ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比の上限値は、１．０以下が好ましく、０．９５以下がより好ましい。 The mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content in the water-hard material (SO 3 content / Al 2 O 3 content) is adjusted by the blending amount of calcium aluminates, gypsum, Portland cement, etc. It can be 0.6 to 1.1. When the mass ratio of the Al 2 O 3 content to the SO 3 content is 0.6 or more, the expansion amount of the concrete for compensating for the crack can be sufficiently secured. Further, if it is 1.1 or less, it is possible to prevent the concrete expansion amount from becoming too large in a low temperature environment. The lower limit of the mass ratio of the Al 2 O 3 content to the SO 3 content is preferably 0.65 or more, more preferably 0.7 or more. The upper limit of the mass ratio of the Al 2 O 3 content to the SO 3 content is preferably 1.0 or less, more preferably 0.95 or less.
［セメント混和用ポリマー］
本発明のコンクリートは、セメント混和用ポリマーを含む。ここでセメント混和用ポリマーは、セメントモルタルおよびコンクリートの改質を目的に、それらに混和して用いるポリマーディスパージョンおよび再乳化形粉末樹脂の総称をいい、ＪＩＳ Ａ ６２０３によって規定されている。具体的には、セメント混和用ポリマーとしては、アクリル酸エステル系ポリマー、アクリルスチレン系ポリマー、スチレンブタジエン（ＳＢＲ）系ポリマー、酢酸ビニル系ポリマー、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニルエステル系ポリマー、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）系ポリマー、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル系ポリマーを用いることができるが、これらに限定されるものではない。これらのセメント混和用ポリマーは、通常ポリマーディスパージョンの形態で市販されているもの、および再乳化粉末樹脂として市販されているもののいずれでもよい。これらの中で、スチレンブタジエン系ポリマーが特に好ましい。セメント混和用ポリマーの含有量は、曲げ強度や付着強度の確保等の点から、水硬性材料１００質量部に対し２～２０質量部が好ましく、４～１６質量部がより好ましい。
[Polymer for cement admixture]
The concrete of the present invention contains a polymer for cement admixture. Here, the polymer for cement miscibility is a general term for polymer dispersions and re-emulsified powder resins used by mixing them for the purpose of reforming cement mortar and concrete, and is defined by JIS A 6203. Specifically, the polymers for cement admixture include acrylic acid ester-based polymers, acrylic styrene-based polymers, styrene butadiene (SBR) -based polymers, vinyl acetate-based polymers, ethylene vinyl acetate-based polymers, and vinyl acetate / versatic acid vinyl ester-based polymers. Polymers, ethylene vinyl alcohol (EVA) -based polymers, vinyl acetate / vinyl acetate / acrylic acid ester-based polymers can be used, but are not limited thereto. These cement-mixing polymers may be either commercially available in the form of polymer dispersions or commercially available as re-emulsified powder resins. Of these, styrene-butadiene polymers are particularly preferred. The content of the cement-mixing polymer is preferably 2 to 20 parts by mass and more preferably 4 to 16 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydraulic material from the viewpoint of ensuring bending strength and adhesion strength.
［凝結遅延剤］
本発明のコンクリートは、凝結遅延剤を含む。凝結遅延剤としては、モルタルやコンクリートの凝結遅延剤として用いられるものであれば特に限定されず、例えばクエン酸、酒石酸、グルコン酸、ヘプトン酸等のオキシカルボン酸またはその塩、リン酸塩、硼酸またはその塩等が挙げられる。遅延剤の含有量は、可使時間の確保と強度発現遅れ防止の点から、水硬性材料１００質量部に対し０．０５～２．０質量部が好ましく、さらに０．１～１．５質量部が好ましい。
[Condensation retarder]
The concrete of the present invention contains a setting retarder. The setting retarder is not particularly limited as long as it is used as a setting retarder for mortar or concrete, and for example, oxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, gluconic acid, and heptonic acid or salts thereof, phosphates, and boric acids. Or the salt or the like. The content of the retarder is preferably 0.05 to 2.0 parts by mass, more preferably 0.1 to 1.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the hydraulic material from the viewpoint of ensuring the pot life and preventing the delay in developing strength. The unit is preferable.
［骨材］
本発明のコンクリートは骨材を含む。骨材は、特に限定されるものではなく、通常のモルタルやコンクリートの製造に使用される細骨材および粗骨材をいずれも使用することができる。細骨材および粗骨材の例としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、石灰砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、石灰石骨材、人工粗骨材、スラグ粗骨材および再生粗骨材等が挙げられる。
[aggregate]
The concrete of the present invention contains an aggregate. The aggregate is not particularly limited, and any of fine aggregate and coarse aggregate used in the production of ordinary mortar and concrete can be used. Examples of fine and coarse aggregates include river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, lime sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, silica sand, river gravel, land gravel, crushed stone, etc. Examples thereof include limestone aggregate, artificial coarse aggregate, slag coarse aggregate and regenerated coarse aggregate.
［その他の構成要素］
本発明のコンクリートは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて各種混和材（剤）を含んでもよい。混和材（剤）としては、例えば、減水剤、ＡＥ剤、消泡剤、発泡剤、防水剤、防錆剤、膨張材、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、撥水剤、白華防止剤、繊維、無機微粉末等が挙げられる。
[Other components]
The concrete of the present invention may contain various admixtures (agents), if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the admixture (agent) include a water reducing agent, an AE agent, a defoaming agent, a foaming agent, a waterproofing agent, a rust inhibitor, a swelling agent, a shrinkage reducing agent, a thickener, a water retaining agent, a pigment, and a water repellent agent. Examples include anti-whitening agents, fibers, and fine inorganic powders.
［単位量（ｋｇ／ｍ３）基準の配合量］
本発明のコンクリートの単位量基準の配合量は、好ましくは、水硬性材料が３００～６００ｋｇ／ｍ３であり、水が１００～２００ｋｇ／ｍ３であり、セメント混和用ポリマーが２０～６０ｋｇ／ｍ３（固形分）であり、細骨材が７００～９００ｋｇ／ｍ３であり、粗骨材が８００～１０００ｋｇ／ｍ３である。その他所望により、上記の混和材（剤）等の任意の構成要素を加えてもよい。
[Unit amount (kg / m 3 ) standard compounding amount]
The compounding amount of the concrete of the present invention based on the unit amount is preferably 300 to 600 kg / m 3 for the water-hardening material, 100 to 200 kg / m 3 for water, and 20 to 60 kg / m for the cement admixture polymer. 3 (solid content), the fine aggregate is 700 to 900 kg / m 3 , and the coarse aggregate is 800 to 1000 kg / m 3 . If desired, any component such as the above-mentioned admixture (agent) may be added.
［コンクリートの特性］
本発明のコンクリートは、５℃水中養生における材齢２８日の膨張ひずみが５００×１０－６以下であることが好ましい。これによって低温環境下においても、異常膨張により強度低下を引き起こすことがなく、良好なコンクリートが得られる。膨張歪みは、ＪＩＳ Ａ １１２９に準拠して測定することができる。
[Characteristics of concrete]
The concrete of the present invention preferably has an expansion strain of 500 × 10-6 or less at a material age of 28 days in a 5 ° C. underwater curing. As a result, even in a low temperature environment, good concrete can be obtained without causing a decrease in strength due to abnormal expansion. Expansion strain can be measured according to JIS A 1129.
さらに、本発明のコンクリートは、材齢１５０分での圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。これにより、初期強度に優れる速硬コンクリートが得られる。圧縮強度はＪＩＳ Ａ １１０８に準拠して測定することができる。 Further, the concrete of the present invention preferably has a compressive strength of 20 N / mm 2 or more at a material age of 150 minutes. As a result, quick-hardening concrete with excellent initial strength can be obtained. Compressive strength can be measured according to JIS A 1108.
本発明のコンクリートの可使時間は、３０分以上であることが好ましい。コンクリートの施工時間を確保する観点から可使時間は長い方が好ましいが、材齢１５０分で２０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を得るには９０分以下とすることが好ましい。なお、可使時間とは、コンクリートを混練し始めてから打設可能な状況までの時間をいい、ＪＩＳ Ａ １１０１のコンクリートのスランプ試験方法によりスランプの経時変化を確認することによって測定することができる。可使時間を３０分以上とすることで、十分な施工時間を確保できる。コンクリートの可使時間は、混合する凝結遅延剤の添加量を調節することで調節することができる。 The usable time of the concrete of the present invention is preferably 30 minutes or more. From the viewpoint of securing the concrete construction time, it is preferable that the pot life is long, but it is preferably 90 minutes or less in order to obtain a compressive strength of 20 N / mm 2 or more at a material age of 150 minutes. The pot life is the time from the start of kneading the concrete to the state in which it can be cast, and can be measured by confirming the change over time of the slump by the concrete slump test method of JIS A 1101. Sufficient construction time can be secured by setting the pot life to 30 minutes or more. The pot life of concrete can be adjusted by adjusting the amount of the setting retarder to be mixed.
本発明のコンクリートは、低温環境下での膨張ひずみを抑制することができることから、膨張による強度低下を抑制することができ、低温環境下においても初期強度発現性の良好なコンクリートを得ることができる。そのため、本発明のコンクリートは、低温環境下用の速硬性コンクリートとして用いることができる。本明細書において、「低温環境下用」とは、例えば１０℃以下等の低温環境下でも十分な凝結時間、初期強度発現性を示し、かつ膨張ひずみを抑制することができるものを指す。具体的には、５℃環境下におけるコンクリートの可使時間が３０分以上を示し、コンクリート（養生条件：５℃）の圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）が、１５０分材齢で２０Ｎ／ｍｍ２以上を示す。さらに、５℃水中養生における材齢２８日の膨張ひずみが５００×１０－６以下であることを示す。 Since the concrete of the present invention can suppress expansion strain in a low temperature environment, it is possible to suppress a decrease in strength due to expansion, and it is possible to obtain concrete having good initial strength development even in a low temperature environment. .. Therefore, the concrete of the present invention can be used as a quick-hardening concrete for a low temperature environment. As used herein, the term "for use in a low temperature environment" refers to a material that exhibits sufficient setting time and initial strength development even in a low temperature environment such as 10 ° C. or lower, and can suppress expansion strain. Specifically, the usable time of concrete in a 5 ° C environment is 30 minutes or more, and the compressive strength (N / mm 2 ) of concrete (curing condition: 5 ° C) is 20 N / mm 2 at the age of 150 minutes. The above is shown. Further, it is shown that the expansion strain at the age of 28 days in the 5 ° C. underwater curing is 500 × 10-6 or less.
本発明のコンクリートを用いることによって、良好な速硬性コンクリートが得られることから、本発明のコンクリートを道路等の緊急補修工事などに用いることができる。 Since good quick-hardening concrete can be obtained by using the concrete of the present invention, the concrete of the present invention can be used for emergency repair work such as roads.
本発明のコンクリートの硬化は任意の方法によって行うことができるが、例えば、上記コンクリートの構成材料を混練し、その混練物を型枠等に流し込んだ後に養生することで硬化させてもよい。 The concrete of the present invention can be hardened by any method, but for example, it may be hardened by kneading the constituent materials of the concrete, pouring the kneaded material into a mold or the like, and then curing the concrete.
＜コンクリートの製造方法＞
本発明のコンクリートは、（Ａ）カルシムアルミネート類および石膏を含む水硬性材料であって、水硬性材料の総質量基準で、Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～３０質量％であり、かつＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である、水硬性材料を用意することと、（Ｂ）前記水硬性材料、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤、骨材および水を含む原料を混合（混練）してコンクリートを得ることと、を含む方法によって製造することができる。混合方法は特に制限されるものではなく、例えば、傾動ミキサ、パン型ミキサ、２軸ミキサ、グラウトミキサ、ホバートミキサ、オムニミキサなど汎用的なミキサを用いることができる。モルタルやコンクリートを調製する際にも、これらの混合方法を用いることができる。水硬性材料は、他の構成要素を混合する前に上記の組成となるように用意してもよいし、他の構成要素と混合する際にカルシムアルミネート類および石膏以外の原料を添加することで用意してもよい。
<Concrete manufacturing method>
The concrete of the present invention is (A) a water-hard material containing calsimaluminates and gypsum, and has an Al 2 O 3 content of 7% by mass to 25% by mass based on the total mass of the water-hard material. The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12 to 30% by mass, and the mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content). A water-hard material having an amount) of 0.6 to 1.1 is prepared, and (B) a raw material containing the water-hard material, a cement-mixing polymer, a setting retarder, an aggregate and water is mixed (kneaded). ) To obtain concrete, and can be manufactured by methods including. The mixing method is not particularly limited, and for example, a general-purpose mixer such as a tilting mixer, a pan-type mixer, a biaxial mixer, a grout mixer, a Hobart mixer, or an omni mixer can be used. These mixing methods can also be used when preparing mortar and concrete. The hydraulic material may be prepared to have the above composition before mixing with other components, or raw materials other than calsimaluminates and gypsum may be added when mixing with other components. You may prepare it at.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明が実施例により限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.
（水硬性材料の調製）
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）、カルシウムアルミネート類（試製品）、石膏（セントラル硝子社製）を用いて、表１に示す化学成分となるよう水硬性材料を調製した。その際、各原料中のＡｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量をＪＩＳ Ｒ ５２０４に規定されたセメントの蛍光Ｘ線分析方法に準拠した方法によって測定し（蛍光Ｘ線分析装置：リガク社製）、得られた値を基に表１に示す化学成分となるように各原料の配合量を調節した。なお普通ポルトランドセメントとカルシウムアルミネート類および石膏とは、質量比が概ね７：３になるよう調製した。カルシウムアルミネート類としては、配合Ｎｏ.１ではカルシウムサルホアルミネート（ＣＳＡ）を、Ｎｏ.２ではカルシウムフロロアルミネート（ＣＦＡ）を、それ以外の配合ではカルシウムアルミネートを主成分とするカルシウムアルミネート（ＣＡ）使用した。各カルシウムアルミネート類はいずれも結晶質のものであり、そのＡｌ２Ｏ３含有量およびＳＯ３含有量は、それぞれ、ＣＳＡが５５質量％および１３質量％、ＣＦＡが４７質量％および０．４質量％、ＣＡが５３質量％および０．３質量％であった。石膏は無水石膏を使用した。
A hydraulic material was prepared so as to have the chemical composition shown in Table 1 using ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement), calcium aluminates (test product), and gypsum (manufactured by Central Glass Co., Ltd.). At that time, the Al 2 O 3 content and SO 3 content in each raw material were measured by a method based on the fluorescent X-ray analysis method of cement specified in JIS R 5204 (fluorescent X-ray analyzer: manufactured by Rigaku Co., Ltd.). ), The blending amount of each raw material was adjusted so as to have the chemical components shown in Table 1 based on the obtained values. Ordinary Portland cement was prepared so that the mass ratio of calcium aluminates and gypsum was approximately 7: 3. As calcium aluminates, calcium sulfoluminate (CSA) is used in the formulation No. 1, calcium fluoroaluminate (CFA) is used in the formulation No. 2, and calcium aluminate containing calcium aluminate as the main component is used in other formulations. (CA) Used. Each calcium aluminate is crystalline, and its Al 2 O 3 content and SO 3 content are 55% by mass and 13% by mass for CSA and 47% by mass and 0.4 for CFA, respectively. The mass% and CA were 53% by mass and 0.3% by mass. Anhydrous gypsum was used as the gypsum.
（コンクリートの調製）
配合Ｎｏ．１～１４で得た水硬性材料と、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤および骨材（細骨材、粗骨材）を表２の配合となるよう調製し、コンクリートミキサを用いて水と混練し、各配合のコンクリートを製造した。
(Preparation of concrete)
Formulation No. The hydraulic materials obtained in 1 to 14 and the cement admixture polymer, condensation retarder and aggregate (fine aggregate, coarse aggregate) were prepared so as to have the composition shown in Table 2, and kneaded with water using a concrete mixer. Then, concrete of each composition was manufactured.
セメント混和用ポリマーとしてはスチレンブタジエンゴム系ポリマーエマルジョン（固形分４５％：表１は固形分量を記載、太平洋マテリアル社製）を使用した。凝結遅延剤としてはクエン酸系遅延剤を用いた。凝結遅延剤は、水硬性材料に対して０．１２質量％の量で添加し、可使時間が３０分以上となるように調整した。細骨材は掛川産細砂（密度：２．５４ｇ／ｃｍ３）、粗骨材は桜川産骨材（密度：２．６５ｇ／ｃｍ３）を使用した。
（評価試験）
得られた各種のコンクリートの圧縮強度および膨張ひずみを評価した。具体的な評価は下記の方法で行った。
（１）圧縮強度
圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １１０８に準拠し、５℃環境下でコンクリート供試体を養生し、材齢１５０分は５℃封かん養生、材齢２８日は５℃水中養生における強度を測定した。
（２）膨張ひずみ
膨張ひずみは、脱型は材齢２４時間で実施し，基長の測定を材齢７日から２４時間に変更した以外はＪＩＳ Ａ １１２９に準拠してひずみを測定した。その後、得られたコンクリート供試体を５℃水中で養生しながら膨張ひずみを測定した。
(Evaluation test)
The compressive strength and expansion strain of the obtained various concretes were evaluated. The specific evaluation was performed by the following method.
(1) Compressive strength The compressive strength conforms to JIS A 1108, and the concrete specimen is cured in a 5 ° C environment. It was measured.
(2) Expansion strain For expansion strain, demolding was carried out at the age of 24 hours, and the strain was measured according to JIS A 1129 except that the measurement of the base length was changed from 7 days to 24 hours. Then, the expansion strain was measured while curing the obtained concrete specimen in water at 5 ° C.
（評価試験結果）
評価試験結果を表３に示す。水硬性材料の化学成分が所定の範囲に入る実施例（Ｎｏ.１～６）においては、５℃における材齢２８日の膨張ひずみが５００×１０－６以下であり、低温環境下でも膨張量が抑制されており、かつ材齢１５０分における圧縮強度は２０Ｎ／ｍｍ２以上であり良好な初期強度発現性を有するコンクリートが得られることが分かった。
(Evaluation test results)
The evaluation test results are shown in Table 3. In the examples (No. 1 to 6) in which the chemical composition of the water-hard material falls within a predetermined range, the expansion strain at 5 ° C. on 28 days of age is 500 × 10-6 or less, and the expansion amount even in a low temperature environment. It was found that the concrete was suppressed and the compressive strength at 150 minutes of age was 20 N / mm 2 or more, and concrete having good initial strength development could be obtained.
一方、Ａｌ２Ｏ３含有量、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量、ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比のうち少なくとも一つが規定の範囲を外れる配合（Ｎｏ.７～１４）では、材齢１５０分の圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２に達しないか、もしくは材齢２８日の膨張ひずみが５００×１０－６以上と大きくなった。
Claims (6)
前記水硬性材料が、カルシウムアルミネート類および石膏を含み、かつ
前記水硬性材料において、前記水硬性材料の総質量基準で、
Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、
Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～２７質量％であり、かつ
ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である、コンクリート（ただし、アルカリ金属アルミン酸塩を含むコンクリートを除く）。 Concrete containing hydraulic materials, cement admixture polymers, setting retarders and aggregates.
The hydraulic material contains calcium aluminates and gypsum, and in the hydraulic material, based on the total mass of the hydraulic material.
The Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass.
The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12 to 27% by mass, and the mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content). Amount) is 0.6 to 1.1, concrete (excluding concrete containing alkali metal aluminate) .
（Ａ）カルシムアルミネート類および石膏を含む水硬性材料であって、
水硬性材料の総質量基準で、
Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％～２５質量％であり、
Ａｌ２Ｏ３含有量とＳＯ３含有量の合計量が１２～２７質量％であり、かつ
ＳＯ３含有量とのＡｌ２Ｏ３含有量の質量比（ＳＯ３含有量／Ａｌ２Ｏ３含有量）が０．６～１．１である、水硬性材料を用意することと、
（Ｂ）前記水硬性材料、セメント混和用ポリマー、凝結遅延剤、骨材および水を含む原料を混合してコンクリートを得ることと、を含むコンクリート（ただし、アルカリ金属アルミン酸塩を含むコンクリートを除く）の製造方法。
It ’s a concrete manufacturing method.
(A) A hydraulic material containing calsim aluminates and gypsum.
Based on the total mass of hydraulic materials,
The Al 2 O 3 content is 7% by mass to 25% by mass.
The total amount of Al 2 O 3 content and SO 3 content is 12 to 27% by mass, and the mass ratio of Al 2 O 3 content to SO 3 content (SO 3 content / Al 2 O 3 content). Preparing a water-hardening material with an amount) of 0.6 to 1.1 and
(B) Concrete containing the water-hardening material, a cement admixture polymer, a setting retarder, an aggregate and a raw material containing water to obtain concrete, and concrete containing (excluding concrete containing an alkali metal aluminate). ) Manufacturing method.
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