JP2010195613A - Cement admixture for steam curing and cement composition - Google Patents
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
【課題】 蒸気養生を行うコンクリート二次製品の脱型時の温度ひび割れの抑制に有効で、かつ、凝結遅延を伴わないために脱型強度に悪影響をおよぼさない蒸気養生用セメント混和材及びセメント組成物を提供する。
【解決手段】 芯物質である膨張物質とカプセル壁材とでカプセル化した膨張材と、カプセル化してない膨張材とを含有してなる蒸気養生用セメント混和材、膨張物質が、遊離石灰と無水セッコウとを含有してなる、また、遊離石灰と、アウイン、カルシウムシリケート、カルシウムフェライト、及びカルシウムアルミノフェライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上の水硬性化合物とを含有してなる、さらには、遊離石灰と、前記水硬性化合物と、無水セッコウとを含有してなる前記蒸気養生用セメント混和材、並びに、セメントと、前記蒸気養生用セメント混和材を含有するセメント組成物を構成とする。
【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam curing cement admixture that is effective in suppressing temperature cracking at the time of demolding of a concrete secondary product subjected to steam curing and does not adversely affect the demolding strength because it does not cause a setting delay. A cement composition is provided.
A steam curing cement admixture comprising an expansion material encapsulated with an expansion material that is a core material and a capsule wall material, and an unencapsulated expansion material, and the expansion material contains free lime and anhydrous Comprising gypsum, and containing free lime and one or more hydraulic compounds selected from the group consisting of auin, calcium silicate, calcium ferrite, and calcium aluminoferrite, and The steam curing cement admixture containing free lime, the hydraulic compound, and anhydrous gypsum, and the cement and the cement composition containing the steam curing cement admixture.
[Selection figure] None
Description
本発明は、主に、土木・建築業界において使用される蒸気養生用セメント混和材及びセメント組成物に関する。 The present invention mainly relates to a cement admixture and a cement composition for steam curing used in the civil engineering and construction industries.
ヒューム管やボックスカルバートなどのコンクリート二次製品は、蒸気養生を施して生産されている。
また、ヒューム管やボックスカルバートは、外圧強度を高めるために膨張材を使用してケミカルプレストレスを導入している。
Secondary concrete products such as fume tubes and box culverts are produced by steam curing.
Further, the fume tube and the box culvert introduce chemical prestress using an expanding material in order to increase the external pressure strength.
最近では、ケミカルプレストレスを導入して外圧強度を高める必要のないコンクリート二次製品、例えば、Ｕ字溝、Ｌ型擁壁、及びコンクリートセグメントなどにも、ひび割れ低減を目的として、膨張材の使用が検討されている。 Recently, concrete secondary products that do not require the introduction of chemical pre-stress to increase external pressure strength, such as U-shaped grooves, L-type retaining walls, and concrete segments, have been used to expand cracks. Is being considered.
膨張材としては、古くより数多くの提案があり、近年、新たな提案もなされている（特許文献１〜特許文献４）。
しかしながら、温度上昇が著しい蒸気養生の分野では、蒸気養生後に型枠を脱型した際の温度降下が急激なあまり、温度ひび割れが発生しやすく、その制御は極めて困難であった。
There have been many proposals for the intumescent material since ancient times, and new proposals have been made in recent years (Patent Documents 1 to 4).
However, in the field of steam curing where the temperature rise is remarkable, the temperature drop when the mold is removed after steam curing is so rapid that temperature cracks are likely to occur and its control is extremely difficult.
膨張材の使用でケミカルプレストレスを導入することはできるものの、このような急激な温度降下による温度ひび割れを制御することは困難であった。 Although chemical prestress can be introduced by using an expansion material, it is difficult to control temperature cracks due to such a rapid temperature drop.
一方、マスコンクリートの温度ひび割れを抑制する目的で、遅延剤をカプセル化してコンクリートに添加する方法が提案されている（特許文献５、特許文献６）。
これらの方法は水和熱を制御するうえで有効であるが、温度ひび割れを効果的に低減できるものではなかった。
On the other hand, methods for encapsulating a retarder and adding it to concrete have been proposed for the purpose of suppressing temperature cracks in mass concrete (Patent Documents 5 and 6).
Although these methods are effective in controlling the heat of hydration, they have not been able to effectively reduce temperature cracks.
これは、遅延剤が水和を阻害するために、セメント硬化体そのものがひび割れ抵抗性に劣る組織となり、水和熱を抑制したとしても、ひび割れ抑制にはそれほど大きな効果をもたらさないためと考えられる。
また、凝結遅延を伴うために、蒸気養生後に、要求される脱型強度を満たさないという課題があった。
This is thought to be because the retarding agent inhibits hydration, and the hardened cement body itself has a structure with inferior resistance to cracking, and even if the heat of hydration is suppressed, it does not have a significant effect on suppressing cracking. .
In addition, since there is a setting delay, there is a problem that the required demolding strength is not satisfied after steam curing.
コンクリート二次製品の脱型強度の目安は15N/mm2と言われており、これよりも脱型強度が小さいと、横持ちや、製品を持ち回るハンドリング作業の際の負荷で、製品の欠けや損傷が発生し、歩留まりが悪くなることが予想される。
このため、コンクリート二次製品の温度ひび割れを抑制するためには、遅延剤を用いることは有用でない。
When a measure of demolding strength of concrete secondary products is said to 15N / mm 2, which demolding strength is less than, held horizontally or, in the load during the handling operation around we have products, chipping of the product And damage is expected, and the yield is expected to deteriorate.
For this reason, in order to suppress the temperature crack of a concrete secondary product, it is not useful to use a retarder.
本発明者は、マイクロカプセル化技術によって、膨張材の一部の機能を制御することで、効果的に圧縮応力が導入でき、その結果として、曲げ耐力が向上し、蒸気養生を行うコンクリート二次製品のひび割れを抑止することを目的に検討を重ねた。
これは、単に、水和熱を制御するために、遅延剤をカプセル化する技術とは思想を異にするものである。
また、膨張材は凝結遅延を伴わないため、脱型強度に悪影響を与えるものではない。
The present inventor can introduce a compressive stress effectively by controlling a part of the function of the expansion material by the microencapsulation technology. As a result, the bending strength is improved and the concrete secondary is subjected to steam curing. The investigation was repeated for the purpose of suppressing cracking of the product.
This is different from the technique of simply encapsulating a retarder in order to control the heat of hydration.
Further, since the expansion material is not accompanied by a setting delay, it does not adversely affect the demolding strength.
1953年、アメリカのレジスターメーカーが、トラブルの多いインクリボンの代わりとなる「ノンカーボン複写紙」の発売を開始した。
これは無色染料液体をマイクロカプセル化し、発色剤と隔離し、筆圧等で、マイクロカプセルが壊れた部分だけ印字される仕組みで、マイクロカプセル技術が世界で初めて製品化されたものであり、今日では、マイクロカプセル技術により、各分野で様々な機能を生み出している。
In 1953, an American register maker started selling “non-carbon copying paper” as a substitute for trouble-free ink ribbons.
This is a mechanism in which a colorless dye liquid is microencapsulated, separated from the color former, and only the broken part of the microcapsule is printed by writing pressure, etc. Then, various functions are created in each field by microcapsule technology.
マイクロカプセルとは、カプセルに入れる内容物（芯物質）をミクロン単位の小さな粒子にし、特定の技術を使って、ごく薄い皮膜であるカプセル壁材の中に封入したりして、使いたい物質を、ごく小さなカプセルの中に閉じこめておき、加熱したり、物理的衝撃を与えることにより、芯物質をカプセル壁材から取り出すものである。
ここで、カプセル壁材とはカプセルの殻であり、芯物質とはカプセルの中に詰めるものをいう。
The microcapsule is a small particle in the micron unit of the content (core material) put in the capsule, and it is encapsulated in the capsule wall material, which is a very thin film, using a specific technique. The core material is taken out from the capsule wall material by confining it in a very small capsule and heating or applying a physical impact.
Here, the capsule wall material is a shell of the capsule, and the core substance is what is packed in the capsule.
しかしながら、マイクロカプセルの一般的な製法は、液中での製法が大多数を占めている。このため、水和反応を示すセメントや膨張材などは、マイクロカプセル化を施すことが困難な状態にあった。 However, the most common method for producing microcapsules is in a liquid. For this reason, cements and expansion materials that exhibit a hydration reaction have been in a difficult state to be microencapsulated.
本発明者は、カプセル化技術のうち、粉体を、直接、ワックスやフィルム溶剤等でコーティングし、冷却もしくは乾燥して、その表面をカプセル化する製法を採用することによって、水和反応を示すセメントや膨張材等もカプセル化することが可能としたもので、一般のマイクロカプセルに比べ、カプセル壁材であるコーティング材の含有量が少なくて済むものである。 The present inventor shows a hydration reaction by adopting a manufacturing method in which powder is directly coated with wax, a film solvent, etc., and cooled or dried, and the surface is encapsulated. Cement, expansion material, and the like can be encapsulated, and the content of the coating material, which is a capsule wall material, can be reduced as compared with general microcapsules.
本発明は、蒸気養生を行うコンクリート二次製品の脱型時の温度ひび割れの抑制に有効で、かつ、凝結遅延を伴わないために脱型強度に悪影響をおよぼさない蒸気養生用セメント混和材及びセメント組成物を提供する。 The present invention is effective for suppressing temperature cracking at the time of demolding of a concrete secondary product subjected to steam curing, and has no adverse effect on the demolding strength because it is not accompanied by a setting delay. And a cement composition.
即ち、本発明は、芯物質である膨張物質とカプセル壁材とでカプセル化した膨張材と、カプセル化してない膨張材とを含有してなる蒸気養生用セメント混和材であり、前記膨張物質が、遊離石灰と無水セッコウとを含有してなる、また、遊離石灰と、アウイン、カルシウムシリケート、カルシウムフェライト、及びカルシウムアルミノフェライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上の水硬性化合物とを含有してなる、そして、さらに、無水セッコウを含有してなる前記蒸気養生用セメント混和材であり、前記カプセル化した膨張材と前記カプセル化してない膨張材の合計100質量部中、カプセル化した膨張材が５〜50質量部であり、カプセル化してない膨張材が95〜50質量部である前記蒸気養生用セメント混和材であり、前記カプセル壁材が、ろう、硬化油、及びパラフィンからなる群から選ばれる一種又は二種以上である前記蒸気養生用セメント混和材であり、前記芯物質が、前記芯物質と前記カプセル壁材の合計100質量部中、60〜98質量部である蒸気養生用セメント混和材であり、セメントと、前記蒸気養生用セメント混和材とを含有してなるセメント組成物であり、前記蒸気養生用セメント混和材が、セメント組成物100質量部中、１〜９質量部である前記セメント組成物である。 That is, the present invention is a steam curing cement admixture comprising an expansion material encapsulated with an expansion material that is a core material and a capsule wall material, and an expansion material that is not encapsulated. , Containing free lime and anhydrous gypsum, and also containing free lime and one or more hydraulic compounds selected from the group consisting of Auin, calcium silicate, calcium ferrite, and calcium aluminoferrite. Further, the steam curing cement admixture further containing anhydrous gypsum, and the encapsulated expansion material in a total of 100 parts by mass of the encapsulated expansion material and the non-encapsulated expansion material 5-50 parts by mass of the cement-curing material for steam curing, wherein the unencapsulated expansion material is 95-50 parts by mass, and the capsule wall material The steam curing cement admixture is one or more selected from the group consisting of wax, hardened oil, and paraffin, and the core substance is a total of 100 parts by mass of the core substance and the capsule wall material. 60 to 98 parts by mass of a steam curing cement admixture, a cement composition comprising cement and the steam curing cement admixture, wherein the steam curing cement admixture is a cement composition It is the said cement composition which is 1-9 mass parts in 100 mass parts of things.
本発明の蒸気養生用セメント混和材及びセメント組成物は、土木分野で用いられるコンクリート二次製品において、蒸気養生後の脱型時の温度ひび割れの抑制に有効で、かつ、凝結遅延を伴わないため、脱型強度に悪影響をおよぼさない。 The steam curing cement admixture and cement composition of the present invention are effective in suppressing temperature cracking during demolding after steam curing in a secondary concrete product used in the civil engineering field, and do not cause a setting delay. Does not adversely affect the demolding strength.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は、特に規定しない限り質量基準で示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
マイクロカプセルとは、大きさ約１μｍ〜１mm程度のごく小さな密閉容器のことであり、マイクロカプセル化技術としては、従来より、機械的方法、物理化学的方法、及び化学的方法等が知られ、具体的には、オリフィス法、界面重合法、in situ 重合法、コアセルベーション法、水中乾燥法や油中乾燥法の液中乾燥法、噴霧乾燥法（スプレードライング法）、融解分散冷却法、及び液中硬化皮膜法等があり、本発明では、そのうちの液中乾燥法や噴霧乾燥法によりカプセル化することが好ましい。 A microcapsule is a very small sealed container having a size of about 1 μm to 1 mm. As a microencapsulation technique, a mechanical method, a physicochemical method, a chemical method, and the like have been conventionally known. Specifically, the orifice method, interfacial polymerization method, in situ polymerization method, coacervation method, submerged drying method and submerged drying method in oil, spray drying method (spray drying method), melt dispersion cooling method, In the present invention, it is preferable to encapsulate by a submerged drying method or a spray drying method.
本発明では、液中乾燥法や噴霧乾燥法によりカプセル化することが好ましい。これは、粉体に、直接、カプセル壁材であるパラフィンなどをコーティングし、皮膜を形成し、冷却もしくは乾燥してカプセル化する製法である。そのため、水和反応を示すセメントや膨張材等もカプセル化することが可能である。本発明では、特に、コートマイクロカプセル化処理を行うことが好ましい。 In the present invention, it is preferable to encapsulate by a submerged drying method or a spray drying method. This is a manufacturing method in which a powder is directly coated with paraffin or the like as a capsule wall material, a film is formed, and the capsule is formed by cooling or drying. Therefore, it is possible to encapsulate cement, an expanding material or the like that exhibits a hydration reaction. In the present invention, it is particularly preferable to perform a coating microencapsulation treatment.
また、カプセル化は、複合化しても何ら差し支えなく、目的に応じて適用可能である。ここで言う複合化とは、カプセル壁材を複数層にわたり重ねてコートする方法や、カプセル壁材を混合して用いる方法等を言う。例えば、カプセル壁材を重ねてコートする例としては、硬化油でコートした上に、さらにパラフィンをコートすることなどが挙げられる。また、カプセル壁材を混合して用いる例としては、硬化油とパラフィンを混合して用いることなどが挙げられる。このようなカプセル壁材の複合化により、より多機能・高性能な蒸気養生用セメント混和材を得ることも可能である。 Encapsulation can be combined in any way, and can be applied according to the purpose. The term “composite” as used herein refers to a method of coating capsule wall materials over a plurality of layers, a method of using a mixture of capsule wall materials, and the like. For example, as an example of coating capsule wall materials in layers, coating with hardened oil and further coating with paraffin may be mentioned. Moreover, as an example which mixes and uses a capsule wall material, mixing a hardened oil and paraffin, etc. are mentioned. By compounding such capsule wall materials, it is possible to obtain a cement admixture for multifunctional and high performance steam curing.
カプセル壁材としては、ゼラチン、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、及びポリウレア樹脂等の熱可塑性樹脂に加え、ろう、硬化油、パラフィン、油脂、脂肪酸、脂肪酸エステル、金属石鹸、及び高級アルコールなどが挙げられる。本発明では、脱型時の温度ひび割れを抑制できる面から、ろう、硬化油、又はパラフィンを使用することが好ましい。 Examples of capsule wall materials include gelatin, urea resin, melamine resin, urethane resin, and polyurea resin, as well as wax, hardened oil, paraffin, oil and fat, fatty acid, fatty acid ester, metal soap, and higher alcohol. Can be mentioned. In the present invention, it is preferable to use wax, hydrogenated oil, or paraffin from the viewpoint of suppressing temperature cracking during demolding.
ろう（蝋）とは、「ろうそく」を総称するものである。「ろうそく」には大別して、「和ろうそく」と「洋ろうそく」がある。「和ろうそく」は主に蜜蝋を主原料とし、「洋ろうそく」は動物性油（魚油）を主原料としている。しかしながら、現在では、パラフィンとステアリン酸から合成されるものが大量生産されている。 Wax (wax) is a general term for "candle". “Candles” are roughly classified into “Japanese candles” and “Western candles”. "Wa candle" mainly uses beeswax, and "Ya candle" mainly uses animal oil (fish oil). At present, however, those synthesized from paraffin and stearic acid are mass-produced.
硬化油とは、脂肪油に水素を化合させてつくった人造脂肪を総称するものである。大豆油、ナタネ油、鯨油、及び魚油等の脂肪油は、オレイン酸、リノール酸、及びリノレン酸等の液体脂肪酸を多く含み、常温で液体であるが、これらの脂肪酸に水素を化合させると、常温で固体の脂肪であるステアリン酸になる。これが硬化油である。 Hardened oil is a generic term for artificial fat made by combining hydrogen with fatty oil. Fatty oils such as soybean oil, rapeseed oil, whale oil, and fish oil contain a large amount of liquid fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid, and are liquid at room temperature, but when these fatty acids are combined with hydrogen, It becomes stearic acid, a solid fat at room temperature. This is hardened oil.
パラフィンとは、非揮発性の精製した飽和炭化水素の混合物の総称であり、炭化水素化合物の一種であり、炭素原子の数ｎが20以上のアルカン（alkane、アルカン族、一般式がCnH2n+2とあらわされる鎖式飽和炭化水素）を総称するものである。
通常、パラフィンは均一の物質ではなく「構成する炭素鎖」に、さまざまなものが混ざっている。
パラフィンのなかで、炭素鎖が長いものを多く含むものは、固体状で、「石油ワックス」と呼ばれる。一方、炭素鎖に短いものが多く含まれるものは、常温常圧で液状であり、「流動パラフィン」(liquid paraffin) と呼ばれる。本発明では、常温で固体状になるパラフィンを用いることが好ましい。
Paraffin is a general term for a mixture of non-volatile purified saturated hydrocarbons, a kind of hydrocarbon compound, alkane having a carbon atom number n of 20 or more (alkane, alkane group, general formula is C n H This is a general term for chain saturated hydrocarbons represented by 2n + 2 .
Normally, paraffin is not a uniform substance, but various substances are mixed in the “carbon chain”.
Among paraffins, those containing many carbon chains are solid and are called “petroleum wax”. On the other hand, those containing many short carbon chains are liquid at normal temperature and pressure, and are called “liquid paraffin”. In the present invention, it is preferable to use paraffin that becomes solid at room temperature.
本発明で芯物質として使用する膨張物質としては、遊離石灰や遊離マグネシウムを含むものが挙げられるが、長期安定性の面から、遊離石灰を含むものが好ましい。遊離石灰を含むものとしては、遊離石灰と無水セッコウとを含有する膨張物質、遊離石灰と、アウイン、カルシウムシリケート、カルシウムフェライト、及びカルシウムアルミノフェライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上の水硬性化合物とを含有する膨張物質、並びに、遊離石灰と、前記水硬性化合物、即ち、アウイン、カルシウムシリケート、カルシウムフェライト、及びカルシウムアルミノフェライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上の水硬性化合物と、無水セッコウとを含有する膨張物質が挙げられ、長期安定性が優れるものである。
本発明では、膨張性能が良好なことから、遊離石灰含有量が40％を超える膨張物質が好ましく、なかでも、遊離石灰−水硬性化合物系膨張物質又は遊離石灰−水硬性化合物−無水セッコウ系膨張物質を用いることがより好ましい。
このような膨張物質としては、市販の膨張材や静的破砕材が使用できる。
膨張材や静的破砕材は、多数市販されており、その代表例としては、電気化学工業社製、商品名「デンカＣＳＡ」や「デンカパワーＣＳＡ」、住友大阪セメント社製、商品名「サクス」、太平洋マテリアル社製、商品名「エクスパン」、「Ｎ-ＥＸ」、「ブライスター」、及び「太平洋ジプカル」などが挙げられる。
Examples of the expanding material used as the core material in the present invention include those containing free lime and free magnesium, but those containing free lime are preferred from the viewpoint of long-term stability. As for those containing free lime, one or two or more hydraulics selected from the group consisting of swelling materials containing free lime and anhydrous gypsum, free lime, Auin, calcium silicate, calcium ferrite, and calcium aluminoferrite A swelling material containing a compound, and free lime, and the hydraulic compound, that is, one or more hydraulic compounds selected from the group consisting of Auin, calcium silicate, calcium ferrite, and calcium aluminoferrite, Examples thereof include an expanded material containing anhydrous gypsum, which has excellent long-term stability.
In the present invention, since the expansion performance is good, an expansion material having a free lime content exceeding 40% is preferable. Among them, a free lime-hydraulic compound expansion material or a free lime-hydraulic compound-anhydrous gypsum expansion More preferably, the substance is used.
As such an expanding material, a commercially available expanding material or a static crushing material can be used.
A large number of inflatables and static crushed materials are commercially available, and representative examples thereof include those manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade names “Denka CSA” and “Denka Power CSA”, Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. ", Trade name" Expan "," N-EX "," Breister ", and" Pacific Gypcal "manufactured by Taiheiyo Material.
本発明の芯物質の粒度は特に限定されるものではないが、通常、長期安定性や膨張性が確保できる面から、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で2,000〜6,000cm2/gが好ましい。 The particle size of the core material of the present invention is not particularly limited, but usually, from the viewpoint of ensuring long-term stability and expandability, the specific surface area of the brain (hereinafter referred to as the brain value) is 2,000 to 6,000 cm 2 / g. Is preferred.
本発明における蒸気養生用セメント混和材中の芯物質である膨張物質と、カプセル壁材との配合割合は特に限定されるものではないが、カプセル化の効果が得られること、効果的な膨張と、それによるケミカルプレストレスの導入が得られること、膨張率やひび割れ抑制効果が得られることから、通常、芯物質とカプセル壁材の合計100部中、芯物質60〜98部で、カプセル壁材40〜２部が好ましく、芯物質80〜95部で、カプセル壁材20〜５部がより好ましい。 The blending ratio of the expansion material, which is the core material in the steam curing cement admixture according to the present invention, and the capsule wall material is not particularly limited, but the effect of encapsulation can be obtained, effective expansion and Because of the resulting introduction of chemical prestress and the effect of suppressing expansion and cracking, the capsule wall material is usually 60 to 98 parts of the core material out of a total of 100 parts of the core material and the capsule wall material. 40 to 2 parts are preferable, 80 to 95 parts of the core substance, and 20 to 5 parts of the capsule wall material are more preferable.
本発明における蒸気養生用セメント混和材中のカプセル化した膨張材とカプセル化してない膨張材の割合は特に限定されるものではないが、効果的な膨張作用を付与することや膨張率やケミカルプレストレス導入量を確保することなどから、通常、カプセル化した膨張材とカプセル化してない膨張材の合計100部中、カプセル化した膨張材５〜50部で、カプセル化してない膨張材95〜50部が好ましく、カプセル化した膨張材10〜40部で、カプセル化してない膨張材90〜60部がより好ましい。 The ratio of the encapsulated expansion material and the non-encapsulated expansion material in the steam curing cement admixture in the present invention is not particularly limited. In order to ensure the amount of stress introduced, etc., in general, encapsulated expansion material and unencapsulated expansion material in total 100 parts, encapsulated expansion material 5-50 parts, unencapsulated expansion material 95-50 Part is preferred, and 10 to 40 parts of encapsulated expansion material and 90 to 60 parts of unencapsulated expansion material are more preferred.
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末等や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆるエコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。 As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, very early strength, low heat, and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing blast furnace slag, fly ash, or silica with these portland cements, and , Limestone powder, etc., filler cement mixed with blast furnace slow-cooled slag fine powder, environmentally friendly cement manufactured using various industrial waste as main raw materials, so-called eco-cement, etc., one or two of these The above can be used.
本発明の蒸気養生用セメント混和材の使用量は、ひび割れ抑制効果確保の面や、過膨張とならないように、セメントと蒸気養生用セメント混和材からなるセメント組成物100部中、１〜９部が好ましく、２〜７部がより好ましい。 The amount of the steam curing cement admixture of the present invention is 1 to 9 parts in 100 parts of a cement composition composed of cement and steam curing cement admixture so as not to cause cracking suppression and to prevent overexpansion. Is preferable, and 2 to 7 parts is more preferable.
水の使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメント組成物100部に対して、20〜70部が好ましく、30〜60部がより好ましい。20部未満では温度ひび割れの抑制効果が充分でない場合があり、70部を超えると凝結遅延性が顕在化する場合がある。 Although the usage-amount of water is not specifically limited, Usually, 20-70 parts are preferable with respect to 100 parts of cement compositions, and 30-60 parts are more preferable. If it is less than 20 parts, the effect of suppressing temperature cracking may not be sufficient, and if it exceeds 70 parts, the setting delay may be apparent.
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。 In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance.
混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、及びナウタミキサなどの使用が可能である。 Any existing apparatus can be used as the mixing apparatus, and for example, a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauta mixer can be used.
以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental examples, but the present invention is not limited thereto.
実験例１
表１に示すように膨張物質にカプセル壁材をコートマイクロカプセル化処理によって皮膜し、カプセル化した膨張材を調製した。
調製したカプセル化した膨張材30部と、カプセル化してない膨張材70部とを配合して蒸気養生用セメント混和材を調製した。
セメントと調製した蒸気養生用セメント混和材からなるセメント組成物100部中、蒸気養生用セメント混和材５部を使用し、単位セメント組成物量400kg/m3、単位水量165kg/m3、ｓ／ａ41％、空気量2.0±1.5％、スランプ３±1.5cmのコンクリートを調製した。
調製したコンクリートを型枠に充填し、２時間静置した後、昇温速度15℃／時間にて蒸気養生を開始し、65℃で２時間保持した後、冷却し、30分後に脱型した。
調製したコンクリートの蒸気養生後の脱型強度と長さ変化率を測定すると共に、コンクリート二次製品（ＲＣセグメント）の蒸気養生後の温度ひび割れの発生状況を確認した。結果を表１に併記する。
Experimental example 1
As shown in Table 1, the expansion material was coated with a capsule wall material by coating microencapsulation to prepare an encapsulated expansion material.
Cement admixture for steam curing was prepared by blending 30 parts of the encapsulated expansion material thus prepared and 70 parts of non-encapsulated expansion material.
Among 100 parts of cement composition consisting of cement and a steam curing cement admixture prepared, 5 parts of steam curing cement admixture were used, unit cement composition amount 400 kg / m 3 , unit water amount 165 kg / m 3 , s / a 41 %, Air volume 2.0 ± 1.5%, slump 3 ± 1.5 cm concrete was prepared.
Fill the prepared concrete into a mold and let stand for 2 hours, then start steam curing at a heating rate of 15 ° C / hour, hold at 65 ° C for 2 hours, cool, and demold after 30 minutes. .
The demolding strength and length change rate after steam curing of the prepared concrete were measured, and the occurrence of temperature cracking after steam curing of the concrete secondary product (RC segment) was confirmed. The results are also shown in Table 1.
＜使用材料＞
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント、市販品
芯物質Ａ ：膨張物質、遊離石灰−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量50％、無水セッコウ含有量50％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｂ ：膨張物質、遊離石灰−カルシウムシリケート（3CaO・SiO2）−カルシウムアルミノフェライト（4CaO・Al2O3・Fe2O3）系膨張物質、遊離石灰含有量60％、カルシウムシリケート含有量30％、及びカルシウムアルミノフェライト含有量10％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｃ ：膨張物質、遊離石灰−アウイン−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量50％、アウイン含有量20％、及び無水セッコウ含有量30％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｄ ：膨張物質、遊離石灰−アウイン−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量40％、アウイン含有量30％、無水セッコウ含有量30％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｅ ：膨張物質、遊離石灰−カルシウムシリケート−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量50％、カルシウムシリケート含有量20％、無水セッコウ含有量30％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｆ ：膨張物質、遊離石灰−カルシウムフェライト（2CaO・Fe2O3）−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量50％、カルシウムフェライト含有量20％、及び無水セッコウ含有量30％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｇ ：膨張物質、遊離石灰−カルシウムアルミノフェライト（4CaO・Al2O3・Fe2O3）−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量50％、カルシウムアルミノフェライト含有量20％、及び無水セッコウ含有量30％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｈ ：膨張物質、遊離石灰−カルシウムシリケート（3CaO・SiO2）−カルシウムアルミノフェライト（4CaO・Al2O3・Fe2O3）−カルシウムアルミネート（3CaO・Al2O3）−無水セッコウ系膨張物質、遊離石灰含有量55％、カルシウムシリケート含有量25％、カルシウムアルミノフェライト含有量５％、カルシウムアルミネート含有量５％、及び無水セッコウ含有量10％、ブレーン値3,000cm2/g
芯物質Ｉ ：遅延剤、市販の酒石酸
カプセル壁材イ：市販のパラフィンワックス、融点58℃
水 ：水道水
細骨材 ：新潟県姫川産、最大粒径５mm、比重2.62
粗骨材 ：新潟県姫川産、最大粒径25mm、比重2.64
<Materials used>
Portland cement: Ordinary Portland cement, commercial product core material A: expanded material, free lime-anhydrous gypsum-based expanded material, free lime content 50%, anhydrous gypsum content 50%, brain value 3,000cm 2 / g
Core material B: expansion material, free lime-calcium silicate (3CaO · SiO 2 ) -calcium aluminoferrite (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ) type expansion material, free lime content 60%, calcium silicate content 30%, calcium aluminoferrite content 10%, brain value 3,000cm 2 / g
Core material C: expansion material, free lime-auin-anhydrous gypsum-based expansion material, free lime content 50%, auin content 20%, and anhydrous gypsum content 30%, brain value 3,000 cm 2 / g
Core material D: expansion material, free lime-auin-anhydrous gypsum-based expansion material, free lime content 40%, auin content 30%, anhydrous gypsum content 30%, brain value 3,000 cm 2 / g
Core material E: expansion material, free lime-calcium silicate-anhydrous gypsum-based expansion material, free lime content 50%, calcium silicate content 20%, anhydrous gypsum content 30%, brain value 3,000 cm 2 / g
Core material F: expansion material, free lime-calcium ferrite (2CaO · Fe 2 O 3 ) -anhydrous gypsum-based expansion material, free lime content 50%, calcium ferrite content 20%, and anhydrous gypsum content 30%, brain Value 3,000cm 2 / g
Core substance G: inflation material, free lime - calcium alumino ferrite (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) - anhydrous gypsum-based inflation material, free lime content of 50% calcium alumino ferrite content of 20% and anhydrous Gypsum content 30%, Brain value 3,000cm 2 / g
Core material H: inflation material, free lime - calcium silicate (3CaO · SiO 2) - Calcium aluminosilicate ferrite (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) - Calcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3) - anhydrous gypsum System expansion material, free lime content 55%, calcium silicate content 25%, calcium aluminoferrite content 5%, calcium aluminate content 5%, and anhydrous gypsum content 10%, brain value 3,000cm 2 / g
Core material I: retarder, commercially available tartaric acid capsule wall material a: commercially available paraffin wax, melting point 58 ° C.
Water: Tap water fine aggregate: Himekawa, Niigata Prefecture, maximum particle size 5mm, specific gravity 2.62
Coarse aggregate: Niigata prefecture Himekawa, maximum particle size 25mm, specific gravity 2.64
＜測定方法＞
圧縮強度 ：JIS A 1108に準じて測定した。
長さ変化率：JIS A 6204（Ｂ）に準じて材齢７日の膨張率を測定した。ただし、蒸気養生を行いコンクリート二次製品と同じ温度履歴を与えた。
ひび割れ発生状況：蒸気養生後に脱型したＲＣセグメントの背面に発生するひび割れを観察した。ひび割れが３本以上発生した場合や、ひび割れの本数は２本以下でも、ひび割れ幅が0.02mm以上のひび割れが発生した場合は不可、ひび割れ幅が0.02mm未満のひび割れが発生した場合は可、ひび割れが認められない場合は良。
<Measurement method>
Compressive strength: Measured according to JIS A 1108.
Length change rate: An expansion rate of 7 days of age was measured according to JIS A 6204 (B). However, steam curing was performed and the same temperature history as the concrete secondary product was given.
Crack generation status: The cracks generated on the back surface of the RC segment demolded after steam curing were observed. If 3 or more cracks occur, or if the number of cracks is 2 or less, a crack with a crack width of 0.02 mm or more is not possible. If a crack with a crack width of less than 0.02 mm occurs, it is possible. Good if no
表１から、本発明によれば、コンクリートの脱型強度は15N/mm2以上であり、長さ変化率はプラス側で大きく、ひび割れの発生がほとんど無いことが分かる。
一方、従来技術に該当する遅延剤を芯物質とした場合には、脱型強度が15N/mm2を大きく下回り、ひび割れ低減効果も全くないことがわかる。
From Table 1, it can be seen that according to the present invention, the demolding strength of concrete is 15 N / mm 2 or more, the rate of change in length is large on the plus side, and there is almost no cracking.
On the other hand, when the retarder corresponding to the prior art is used as the core material, the demolding strength is significantly lower than 15 N / mm 2, and it is understood that there is no crack reduction effect.
実験例２
芯物質として膨張物質Ｃを使用し、表２に示すカプセル壁材と芯物質を配合したこと以外は実験例１と同様に行った。
なお、カプセル化した膨張材とカプセル化してない膨張材の割合は30部対70部である。結果を表２に併記する。
Experimental example 2
The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that the expansion material C was used as the core material and the capsule wall material shown in Table 2 and the core material were blended.
The ratio of the encapsulated expansion material to the non-encapsulated expansion material is 30 parts to 70 parts. The results are also shown in Table 2.
＜使用材料＞
カプセル壁材ロ：市販の硬化油、融点54℃
カプセル壁材ハ：市販のろう、融点65℃
<Materials used>
Capsule wall material B: Commercially available hardened oil, melting point 54 ° C
Capsule wall material C: Commercially available wax, melting point 65 ° C
表２から、本発明によれば、コンクリートの脱型強度は15N/mm2以上であり、長さ変化率はプラス側で大きく、ひび割れの発生がほとんど無いことが分かる。また、カプセル化してない膨張材と比べて膨張性能に優れることがわかる。
一方、カプセル化した膨張材の代わりにカプセル壁材だけを用いた場合には、脱型強度に悪影響が見られ、15N/mm2以上の圧縮強度を得ることができなかった。
From Table 2, it can be seen that according to the present invention, the demolding strength of the concrete is 15 N / mm 2 or more, the rate of change in length is large on the plus side, and there is almost no cracking. Moreover, it turns out that it is excellent in expansion | swelling performance compared with the expansion material which is not encapsulated.
On the other hand, when only the capsule wall material was used instead of the encapsulated expansion material, the demolding strength was adversely affected, and a compressive strength of 15 N / mm 2 or more could not be obtained.
実験例３
芯物質の膨張物質Ｃ93部と、カプセル壁材７部でカプセル化した膨張材を調製し、それと、カプセル化してない膨張材を表３に示す割合で配合して蒸気養生用セメント混和材を調製したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
Experimental example 3
Prepare an expansion material encapsulated in the core material expansion material C93 part and capsule wall material 7 parts, and blend the unencapsulated expansion material in the proportions shown in Table 3 to prepare a steam curing cement admixture. The same procedure as in Experimental Example 1 was performed except that. The results are also shown in Table 3.
表３から、本発明によれば、コンクリートの脱型強度は15N/mm2以上で、長さ変化率はプラス側で大きく、ひび割れの発生がほとんど無いことが分かる。また、カプセル化した膨張材だけを使った場合や、カプセル化してない膨張材だけを使った場合と比べて、カプセル化した膨張材を適量配合すると、脱型強度や膨張率が大きくなる傾向にあり、ひび割れ抵抗性も良好になることがわかる。 From Table 3, it can be seen that according to the present invention, the demolding strength of concrete is 15 N / mm 2 or more, the rate of change in length is large on the plus side, and there is almost no cracking. Also, compared to using only encapsulated expansion material or using only unencapsulated expansion material, blending an appropriate amount of encapsulated expansion material tends to increase demolding strength and expansion rate. It can be seen that the crack resistance is also improved.
実験例４
芯物質の膨張物質Ｃ93部と、カプセル壁材７部でカプセル化した膨張材を使用し、カプセル化した膨張材30部とカプセル化してない膨張材70部を配合して蒸気養生用セメント混和材を調製した。セメント組成物100部中の、蒸気養生用セメント混和材の使用量を表４に示すように変化したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
Experimental Example 4
Cement admixture for steam curing by using C93 part of expansion material of core material and expansion material encapsulated by 7 parts of capsule wall material, and mixing 30 parts of encapsulated expansion material and 70 parts of non-encapsulated expansion material Was prepared. The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that the amount of the steam curing cement admixture in 100 parts of the cement composition was changed as shown in Table 4. The results are also shown in Table 4.
表４から、本発明によれば、コンクリートの脱型強度は15N/mm2以上で、長さ変化率はプラス側で大きく、ひび割れの発生が殆ど無いことが分かる。
なお、蒸気養生用セメント混和材が、セメント組成物100部中、９部と多くなると、長さ変化率は大きすぎとなる。
From Table 4, it can be seen that according to the present invention, the demolding strength of the concrete is 15 N / mm 2 or more, the rate of change in length is large on the plus side, and there is almost no cracking.
In addition, when the cement admixture for steam curing increases to 9 parts in 100 parts of the cement composition, the rate of change in length becomes too large.
本発明の蒸気養生用セメント混和材及びセメント組成物は、蒸気養生を行うコンクリート二次製品の脱型時の温度ひび割れの抑制に有効で、かつ、凝結遅延を伴わないために脱型強度に悪影響をおよぼさないなどの効果を奏する。 The steam curing cement admixture and cement composition of the present invention are effective in suppressing temperature cracking during demolding of a concrete secondary product subjected to steam curing, and have no adverse effect on demolding strength because it does not cause a setting delay. The effect is not exerted.
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