JPH0794341B2 - High strength mortar concrete - Google Patents
High strength mortar concreteInfo
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- JPH0794341B2 JPH0794341B2 JP61050661A JP5066186A JPH0794341B2 JP H0794341 B2 JPH0794341 B2 JP H0794341B2 JP 61050661 A JP61050661 A JP 61050661A JP 5066186 A JP5066186 A JP 5066186A JP H0794341 B2 JPH0794341 B2 JP H0794341B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメント質物質と超微粉系水硬性組成物におい
て、骨材成分として高強度骨材と球形骨材を用いたこと
を特徴とする高強度モルタルコンクリートに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is characterized in that, in a cementitious substance and an ultrafine powder hydraulic composition, high-strength aggregate and spherical aggregate are used as aggregate components. High strength mortar concrete.
従来、モルタルやコンクリートの強度を向上させる方法
として、使用水量を極力抑制する方法、例えば減水剤を
用いて（水／セメント）比を低下させたり、水中あるい
は蒸気養生などの養生方法を採用したりあるいは、セメ
ント質物質の選択等が行なわれてきた。Conventionally, as a method for improving the strength of mortar and concrete, a method of suppressing the amount of water used as much as possible, for example, using a water reducing agent to reduce the (water / cement) ratio, or adopting a curing method such as water or steam curing Alternatively, selection of cementitious substances has been made.
しかしながら、セメント質物質の選択には限度があり、
養生を水中あるいは蒸気中で行なうには大きなモルタル
やコンクリート成形物においては困難が伴う。また（水
／セメント）比を低減させる方法においては、同時に流
動性が低下してしまい作業性を損う。この種の問題を解
決するために減水剤と超微粉をセメント質物質に配合す
ることが提唱されている（例えば、特表昭55−500863
号）。これにより作業性を大きく低下させることなく
（水／セメント）比を下げることが可能となるが、更に
低い（水／セメント）比を達成しようとすると流動性が
損われたり、練り混ぜが困難となってしまう欠点が生じ
る。However, the choice of cementitious material is limited,
Carrying out in water or steam involves difficulties with large mortars and concrete moldings. Further, in the method of reducing the (water / cement) ratio, the fluidity is reduced at the same time, and the workability is impaired. In order to solve this kind of problem, it has been proposed to mix a water reducing agent and ultrafine powder into a cementitious substance (for example, Japanese Patent Publication No. 55-500863).
issue). This makes it possible to lower the (water / cement) ratio without significantly lowering workability, but if an even lower (water / cement) ratio is attempted, the fluidity will be impaired and mixing will be difficult. There is a drawback that
本発明らは、低い（水／セメント）比の高強度モルタル
コンクリートを得る場合において強度を損うことなく、
かつ流動性を改善する方法を種々検討した結果、通常用
いられる高強度骨材に球状の骨材を加えると、顕著な効
果のあることを見い出し本発明を完成するに至った。The present inventors have made it possible to obtain high strength mortar concrete with a low (water / cement) ratio without impairing the strength.
As a result of various studies on methods for improving fluidity, it was found that adding a spherical aggregate to a commonly used high-strength aggregate has a remarkable effect, thereby completing the present invention.
この発明を概説すると、本発明は、セメント質物質、前
記セメント質物質の平均粒径よりも少なくとも１オーダ
小さい超微粉、減水剤、水、及び高強度骨材と球状骨材
との混合系の骨材、とから成ることを特徴とする高強度
と高流動性を発現する高強度モルタルコンクリートに関
するものである。When the present invention is outlined, the present invention relates to a cementitious material, ultrafine powder at least one order smaller than the average particle diameter of the cementitious material, a water reducing agent, water, and a mixed system of high-strength aggregate and spherical aggregate. The present invention relates to a high-strength mortar concrete exhibiting high strength and high fluidity, which comprises an aggregate.
以下、本発明に構成について詳しく説明する。Hereinafter, the structure of the present invention will be described in detail.
まず、本発明において低い（水／セメント）比のもとで
作業性、流動性の改善効果に大きく寄与する骨材成分、
即ち高強度骨材と球形骨材で構成される骨材成分につい
て説明する。First, in the present invention, an aggregate component that greatly contributes to the workability and fluidity improving effects under a low (water / cement) ratio,
That is, the aggregate component composed of the high-strength aggregate and the spherical aggregate will be described.
本発明でいう高強度骨材とは、通常のモルタルコンクリ
ートに使用されているものより硬質なものであって、高
強度モルタルコンクリートを得るためにはモース硬度６
以上、スープ圧子硬度700Kg/mm2以上のものが好まし
い。この基準を満足するものを例示すれば、硅石、エメ
リー、黄鉄鋼、磁鉄鋼、黄玉、ローソン石、ジルコン、
焼成ボーキサイト、重焼ばん土頁岩、炭化硼素、炭化タ
ングステン、アルミナ、溶融シリカ、炭化珪素、陶磁器
粉砕品などがあげられる。また、鉄、ステンレスなどの
金属材料等を用いても高強度モルタルコンクリートを得
ることが可能である。これらの高強度骨材として天然の
もの、人工のものを問わないが、セメント質物質（結合
材料）などとの付着性、経済性（価格面）、あるいは供
給の安定性などを考慮するとやや角ばった形状の人工骨
材が好ましい。一般に高強度骨材の形状は、不規則状、
角状、粒状、樹枝状、針状、海綿状、片状の形状のもの
が良く、後述する球形骨材とはその形状を大きく相異し
ている。The high-strength aggregate referred to in the present invention is harder than that used in ordinary mortar concrete, and in order to obtain high-strength mortar concrete, Mohs hardness 6
As described above, the soup indenter hardness of 700 kg / mm 2 or more is preferable. Examples that meet this standard include silica, emery, pyrite, magnetite, yellow jade, lawsonite, zircon,
Examples include calcined bauxite, heavily burned shale, boron carbide, tungsten carbide, alumina, fused silica, silicon carbide, and ground ceramics. It is also possible to obtain high-strength mortar concrete by using metal materials such as iron and stainless steel. These high-strength aggregates may be natural or artificial, but are slightly sloping due to their adhesiveness with cementitious substances (bonding materials), economic efficiency (price aspect), or supply stability. Artificial aggregates with a rough shape are preferred. Generally, the shape of high strength aggregate is irregular,
The shape is preferably angular, granular, dendritic, needle-like, sponge-like, or flaky, and the shape is greatly different from the spherical aggregate described later.
また、球状骨材とは、通常、金属やセラミックを熔融
後、気圧によって吹き飛散させ冷却して得られるもので
あり、前記高強度硬質骨材とあまり大きな比重差がない
ことが好ましい。その形状は丸味を帯びた球状あるいは
それに近いものであって、骨材を構成する成分的な制限
はないが、高強度のものが好ましい。Further, the spherical aggregate is generally obtained by melting metal or ceramic, then blowing and scattering with atmospheric pressure and cooling, and it is preferable that there is not much difference in specific gravity from the high-strength hard aggregate. Its shape is a rounded spherical shape or a shape close to it, and there is no limitation on the constituents of the aggregate, but a high strength is preferable.
この種の球状骨材としては、転炉スラグや高炉スラグの
急冷品（空気により冷却したもので風砕ともいう）、鉄
球、ステンレス球、ガラス球、アルミナやジルコンムラ
イトなどのセラミックス球などがある。特に高強度のも
のとしては転炉スラグの急冷品、金属球、セラミックス
球が好ましい。Examples of this kind of spherical aggregate include quenched products of converter slag and blast furnace slag (also cooled by air and also called blast), iron balls, stainless balls, glass balls, ceramic balls such as alumina and zircon mullite. is there. Particularly high-strength ones are preferably quenched converter slag, metal balls, and ceramic balls.
なお、前記した骨材成分は、一般に100μｍ以上の粒径
を有するものが使用されるが、流動性を損うことなく多
量に配合させるという観点から通常0.1〜1.0mmの粒径の
ものが好ましい。The above-mentioned aggregate component generally has a particle size of 100 μm or more, but a particle size of 0.1 to 1.0 mm is usually preferable from the viewpoint of adding a large amount without impairing the fluidity. .
前記高強度骨材と球状骨材とからなる骨材において、球
状骨材の配合比を0.05〜0.7（容量比）にすると低い
（水／セメント）比において流動性向上をまたらす。0.
7（容量比）を越えると結合材との付着性が低下するた
め、圧縮強度が100MPa程度より大きいモルタルコンクリ
ート成形品を得るためには好ましくなく、又、0.05（容
量比）より小さいと流動性の改善効果が見られない。In the aggregate composed of the high-strength aggregate and the spherical aggregate, if the compounding ratio of the spherical aggregate is set to 0.05 to 0.7 (volume ratio), the fluidity is improved even at a low (water / cement) ratio. 0.
If it exceeds 7 (volume ratio), the adhesiveness with the binder will decrease, so it is not desirable to obtain a mortar concrete molded product having a compressive strength of more than about 100 MPa, and if it is less than 0.05 (volume ratio), it has fluidity. The improvement effect of is not seen.
次に、本発明で使用される他の配合成分について説明す
る。Next, other compounding ingredients used in the present invention will be explained.
本発明で使用するセメント質物質とは、普通、早強、超
早強、白色もしくは耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメ
ント、さらには高炉セメント、フライアッシュセメント
などの混合セメントやエーライトやLD−Slagを原料とし
たエーライト、高炉スラグと刺激材の組合わせなどが一
般に用いられる。さらに、セメント質物質の一部を、そ
れとほぼ同等の粒径を有する不活性な無機材料や金属材
料で置き換えたものを用いることができる。また、膨脹
セメントを用いて収縮補償したり、急硬セメントを用い
て短時間に所要強度を発現させたり、石膏系の高強度混
和材を併用することもできる。Cementitious substances used in the present invention, normal, early strength, ultra early strength, various portland cement such as white or sulfate resistant, further blast furnace cement, mixed cement such as fly ash cement and alite or LD-Slag. Commonly used are alite, a combination of blast furnace slag and stimulant. Further, it is possible to use a material in which a part of the cementitious substance is replaced with an inert inorganic material or metal material having a particle diameter almost equal to that. It is also possible to use expansion cement to compensate for shrinkage, to use rapid hardening cement to develop the required strength in a short time, and to use a gypsum-based high-strength admixture together.
これらのセメント質物質は、通常10〜30μｍ粒径を有す
るものであり、これよりも小さいもの、あるいは大きい
粒径を有するものも使用できることはいうまでもない。
一般的に10〜20μｍ程度のものが使用される。It is needless to say that these cementitious substances usually have a particle size of 10 to 30 μm, and those having a particle size smaller or larger than this can be used.
Generally, those having a thickness of about 10 to 20 μm are used.
なお、これらセメント質物質に対して、通常、セメント
コンクリートにおいて用いられる急硬剤、高強度混和
剤、化学混和剤などの配合剤も使用することができる。For these cementitious substances, compounding agents such as rapid hardening agents, high-strength admixtures, and chemical admixtures usually used in cement concrete can also be used.
本発明で使用する超微粉とは、セメント質物質の平均粒
径10〜30μｍより少なくとも１オーダー小さいものであ
り、特に２オーダー小さいものが好ましい。超微粉は前
記セメント質物質と骨材成分の混合系の流動性や作業性
を改善したり、該混合系において形成される粒子間空隙
を充填、近似最密充填となして硬化体の強度を確保する
ために必須の成分である。The ultrafine powder used in the present invention is at least one order smaller than the average particle size of the cementitious substance of 10 to 30 μm, and particularly preferably two orders smaller. The ultrafine powder improves the fluidity and workability of the mixed system of the cementitious substance and the aggregate component, fills the interparticle voids formed in the mixed system, and makes the strength of the hardened body close to the closest packing. It is an essential ingredient for ensuring the product.
超微粉としてはシリコン、含シリコン合金及びジルコニ
アを製造する際に副生するシリカダストやシリカ質ダス
トが好適であり、炭酸カルシウム、シリカゲル、オパー
ル質硅石、フライアッシュ、高炉スラグ、酸化チタン、
酸化アルミニウムなども使用できる。As ultrafine powder, silicon, silicon-containing alloys and silica dust and siliceous dust by-produced when producing zirconia are suitable, calcium carbonate, silica gel, opal silica, fly ash, blast furnace slag, titanium oxide,
Aluminum oxide or the like can also be used.
超微粉の使用量はセメント質物質60〜95重量部に対して
好ましくは５〜40量部、さらに好ましくはセメント質物
質65〜90重量部に対し、10〜35量部である。５重量部未
満では高強度を得ることは不可能であり、40重量部を越
えると流動性が低下する。The amount of the ultrafine powder used is preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 60 to 95 parts by weight of the cementitious substance, and more preferably 10 to 35 parts by weight with respect to 65 to 90 parts by weight of the cementitious substance. If it is less than 5 parts by weight, it is impossible to obtain high strength, and if it exceeds 40 parts by weight, the fluidity is lowered.
本発明で使用する減水剤とは、前記各種配合成分と水の
系において湿潤性や流動性を向上させるために用いるも
ので、セメントに多量添加しても凝結の過遅延や過度の
空気連行を伴わず、分散力の大きな界面活性剤を意味す
る。例えば、アルキルナフタリンスホン酸ホルムアルデ
ヒド縮合物の塩、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒ
ド縮合物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
合物の塩、高分子量リグニンスルホン酸塩、ポリカルボ
ン酸塩等を主成分とするものなどがあげられる。The water-reducing agent used in the present invention is used to improve the wettability and fluidity in the system of the above-mentioned various components and water, and even if a large amount is added to cement, excessive delay of setting or excessive air entrainment is caused. Without it, it means a surfactant having a large dispersive power. For example, salts of alkylnaphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, salts of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, salts of melamine sulfonic acid formaldehyde condensate, high molecular weight lignin sulfonate, polycarboxylic acid salts, etc. can give.
これら減水剤の使用量は、通常、セメントに対して0.3
〜１重量部が使用されているが、本発明ではそれより多
量に添加することが好ましく、セメント質物質と超微粉
の合計重量に対して１〜５重量部が好ましく、1.5〜３
重量部が更に好ましい。減水剤は混練物を低い（水／セ
メント）比にするために必要なものであるが、10重量部
を越えると硬化反応に悪影響を与える。The amount of these water reducing agents used is usually 0.3 with respect to cement.
Although 1 to 1 part by weight is used, it is preferable to add a larger amount in the present invention, preferably 1 to 5 parts by weight, and 1.5 to 3 parts by weight based on the total weight of the cementitious substance and the ultrafine powder.
More preferably parts by weight. The water reducing agent is necessary to make the kneaded product have a low (water / cement) ratio, but if it exceeds 10 parts by weight, the curing reaction is adversely affected.
本発明においては、前記減水剤と超微粉を組合わせるこ
とにより、水／（セメント質物質＋超微粉）が25％以下
でも通常の方法により成形可能な流動性を得ることがで
きる。In the present invention, by combining the water-reducing agent and the ultrafine powder, it is possible to obtain a fluidity that can be molded by a usual method even when the ratio of water / (cementitious substance + ultrafine powder) is 25% or less.
本発明で使用する水は成形上必要なものであるが、高強
度硬化体を得るためにはできるだけ少量が良く、セメン
ト質物質と超微粉との混合物100重量部に対し水10〜30
重量部が好ましく、12〜25重量部が更に好ましい。水量
が30重量部より多いと高強度硬化体を得ることが困難で
あり、10重量部より少ない場合においては、通常の流し
込み等の成形が困難になる。なお、圧密成形等において
はこれに制限されるものではなく、10重量部より少ない
場合においても成形が可能となる。The water used in the present invention is necessary for molding, but in order to obtain a high-strength cured body, it is preferable that the amount is as small as possible, and 10 to 30 parts of water per 100 parts by weight of the mixture of the cementitious substance and the ultrafine powder.
Part by weight is preferable, and 12 to 25 parts by weight is more preferable. If the amount of water is more than 30 parts by weight, it is difficult to obtain a high-strength cured product, and if it is less than 10 parts by weight, ordinary molding such as pouring becomes difficult. It should be noted that the consolidation molding is not limited to this, and molding is possible even when the amount is less than 10 parts by weight.
以上のような配合成分の他に、本発明においては補強材
として各種繊維や網を使用することもできる。繊維とし
ては、スチール繊維、ステンレス繊維、石綿やアルミナ
繊維などの各種天然および合成鉱物繊維、炭素繊維、ガ
ラス繊維、ポリプロピレン、ビニロン、アクリロニトリ
ル、セルロースなどの天然又は合成の有機繊維等があげ
られる。また、補強材として従来より用いられている鋼
棒やFRPロッド棒を用いることも可能である。In addition to the above-mentioned compounding components, various fibers and nets can be used as a reinforcing material in the present invention. Examples of the fibers include various natural and synthetic mineral fibers such as steel fibers, stainless fibers, asbestos and alumina fibers, carbon fibers, glass fibers, natural or synthetic organic fibers such as polypropylene, vinylon, acrylonitrile and cellulose. It is also possible to use steel rods or FRP rod rods that have been conventionally used as a reinforcing material.
その他、機能材料、例えば摺動性を付与するものとして
二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素などのいわゆる固体
潤滑剤を配合することも可能であり、さらに、油浸み込
み性のあるカーボなどを用いることも可能である。ま
た、熱伝導性、電気伝導性などの特殊な性能を付与する
骨材、繊維、微粉等を配合させることも可能である。In addition, a functional material, for example, a so-called solid lubricant such as molybdenum disulfide or hexagonal boron nitride may be blended as a material that imparts slidability, and a carb that has oil-impregnating property may be used. It is also possible. It is also possible to mix an aggregate, a fiber, a fine powder or the like that imparts special properties such as thermal conductivity and electrical conductivity.
前記各配合成分の混合及び混練方法は均一に混合混練で
きればいずれの方法でも良く、配合成分の添加順序にも
特に制限されるものではない。The mixing and kneading methods of the respective mixing components may be any methods as long as they can be uniformly mixed and kneaded, and the order of adding the mixing components is not particularly limited.
混練物から成形して得られた成形品は養生されるが、養
生には各種の養生方法が適用可能であり、常温養生、常
圧蒸気養生、高温高圧養生、高温養生のいずれの方法も
採用することができ、必要ならば、これらの組合わせを
行なって高強度硬化体を得ることもできる。The molded product obtained by molding from the kneaded product is cured, but various curing methods can be applied, and any of normal temperature curing, normal pressure steam curing, high temperature high pressure curing, and high temperature curing is adopted. If desired, these combinations can be carried out to obtain a high strength cured product.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれら実施
例に何等制限されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples without departing from the technical idea of the present invention.
実施例−１ 市販の白色ポルトランドセメント（粒径10.5μｍ）81.7
重量部と、シリカヒューム（日本重化学工業（株））
製、粒径0.1μｍ）16.3重量部、ナフタレンスルホン酸
ホルムアルデヒド縮合物の塩、「セルフロー110P」（第
一工業製薬（株）製）２重量部から成る結合材部と、重
焼ばん土頁岩（粒径0.3〜1.0mm,中国長城焼き）とNKグ
リット（粒径0.3〜1.2mm鉄球、日本鋼管（株）製）を重
量比で1:1となるように混合した骨材部100重量部、およ
びこれら結合材部と骨材部との混合物に対し、10.5及び
9.5重量部の水を加えて２モルタルミキサーで混練
し、JIS−Ｒ−5201に従ってテーブルフローを測定し
た。また、これらの試料を用いて４×４×16cm供試体を
作成し20℃、１日後脱型、50℃で６日間養生してから圧
縮強度を測定した。Example-1 Commercially available white Portland cement (particle size 10.5 μm) 81.7
Parts by weight and silica fume (Japan Heavy Chemical Industry Co., Ltd.)
Manufactured, particle size 0.1 μm) 16.3 parts by weight, salt of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, "Cellflow 110P" (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 2 parts by weight, and heavy burned clay shale ( 100 parts by weight of aggregate, which is a mixture of particle size 0.3-1.0 mm, Great Wall of China) and NK grit (particle size 0.3-1.2 mm iron ball, manufactured by Nippon Kokan Co., Ltd.) in a weight ratio of 1: 1. , And for a mixture of these binder and aggregate parts, 10.5 and
9.5 parts by weight of water was added and kneaded with a 2 mortar mixer, and the table flow was measured according to JIS-R-5201. Also, 4 × 4 × 16 cm specimens were prepared using these samples, demolded after 20 ° C. for 1 day, and cured at 50 ° C. for 6 days, and then the compressive strength was measured.
なお、骨材中のNKグリットと重焼ばん土頁岩の比重はほ
ぼ等しく、重量部は体積部と考えられる。The specific gravity of NK grit in the aggregate and that of heavy shale shale are almost equal, and the weight part is considered to be the volume part.
結果を第１表に示す。The results are shown in Table 1.
第１表に示されるように、球形骨材と高強度骨材を組合
わせることにより、強度を損うことなく、流動性を著し
く改善できることがわかる。As shown in Table 1, it can be seen that by combining the spherical aggregate and the high-strength aggregate, the fluidity can be remarkably improved without impairing the strength.
実施例−２ 骨材として不規則状のステンレスとステンレス球（粒径
0.3〜1.0mm）のものを用いて実験した。配合割合は、結
合材部を白色ポルトランドセメント（秩父セメント）80
重量部、シリカヒューム20重量部、「セルフロー110P」
２重量部とし、骨材部をステンレス球と不規則ステレン
スの合計量で100重量部とした。あとは実施例−１に準
じた。結果を第２表に示す。（実験No.1と５は比較例で
ある。） 第２表からわかるように、球状のステンレスを配合する
ことにより強度を損うことなく流動性が著しく改善され
ることが明らかである。 Example-2 Irregular stainless steel and stainless spheres as aggregates (particle size
The experiment was carried out using one of 0.3 to 1.0 mm). As for the mixing ratio, the binder part is white Portland cement (Chichibu cement) 80
Parts by weight, 20 parts by weight of silica fume, "Cellflow 110P"
2 parts by weight, and the aggregate part was 100 parts by weight as the total amount of stainless steel balls and irregular stainless steel. The rest was the same as in Example-1. The results are shown in Table 2. (Experiments Nos. 1 and 5 are comparative examples.) As can be seen from Table 2, it is clear that the addition of spherical stainless steel significantly improves the fluidity without impairing the strength.
（発明の結果） 本発明により流動性に優れ、かつ硬化体の強度特性に優
れた高強度モルタルコンクリートが提供される。本発明
になる高強度モルタルコンクリートは金属やセラミック
スの代替物として、例えば成形型などへの利用が可能で
ある。 (Results of the Invention) According to the present invention, a high-strength mortar concrete having excellent fluidity and excellent strength characteristics of a cured product is provided. The high-strength mortar concrete according to the present invention can be used as a substitute for metals and ceramics, for example, in molds.
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Claims (2)
１オーダ小さい超微粉、 （３）減水剤、 （４）水、及び、 （５）高強度骨材と球状骨材との混合系の骨材、 とから成ることを特徴とする高強度モルタルコンクリー
ト。1. A cementitious substance, (2) an ultrafine powder which is at least one order smaller than the average particle size of the cementitious substance, (3) a water reducing agent, (4) water, and (5) high strength. A high-strength mortar concrete characterized by comprising a mixture of aggregate and spherical aggregate.
球形骨材が0.05〜0.7（容量比）である特許請求の範囲
第１項に記載の高強度モルタルコンクリート。2. A mixing ratio of high-strength aggregate and spherical aggregate,
The high-strength mortar concrete according to claim 1, wherein the spherical aggregate has a volume ratio of 0.05 to 0.7.
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