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JPH0159990B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0159990B2
JPH0159990B2 JP17938082A JP17938082A JPH0159990B2 JP H0159990 B2 JPH0159990 B2 JP H0159990B2 JP 17938082 A JP17938082 A JP 17938082A JP 17938082 A JP17938082 A JP 17938082A JP H0159990 B2 JPH0159990 B2 JP H0159990B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strength
cement
concrete
gypsum
added
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP17938082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5969455A (en
Inventor
Yoshiharu Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP17938082A priority Critical patent/JPS5969455A/en
Publication of JPS5969455A publication Critical patent/JPS5969455A/en
Publication of JPH0159990B2 publication Critical patent/JPH0159990B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高強度コンクリートの耐久性改善法
に関する。 本発明でいう高強度コンクリートとは、モルタ
ル、膠石コンクリート、コンクリートの総称であ
つて設計強度が600Kgf/cm2以上であるものを意
味する。 従来、高強度コンクリートを製造するには、高
性能減水剤と呼ばれる比較的多量に添加しても過
度の凝結遅延や空気連行などの副作用が小さく高
分散性を発揮することのできる分散剤を添加する
ことにより行なわれている。 しかしながら、高性能減水剤だけを添加した高
強度コンクリートは、場所打ちでそのまま養生さ
れ、乾燥を受けるような場合は、設計された強度
が得れないという欠点がある。 これを解決するために、本発明者は、各種石膏
類又は石膏類を主成分としてなる高強度混和材を
CaSO4分として少なくともJIS規格値以上に添加
すればよいことを認めたが、逆に屋外養生におい
ては、ひびわれが発生するようになり、とくに添
加量の増加と材令が長くなる程それが顕著になつ
て現われてくることを観察した。 本発明者は、このような高強度コンクリートの
耐久性を改善するには、オキシカルボン酸又はそ
の塩の少量のカルシウムアルミネートを併用添加
すればよいことを見い出し、本発明を完成したも
のである。 すなわち、本発明は、高性能減水剤と石膏類又
は石膏類を主成分としてなる高強度混和材を添加
して低水セメント比のコンクリートを混練する際
に、セメントと高強度混和材の合計量に対し、
0.01〜1重量%のオキシカルボン酸又はその塩と
多くても10重量%のカルシウムアルミネートを添
加することを特徴とする高強度コンクリートの耐
久性改善法である。 以下、詳しく本発明を説明する。 本発明における高性能減水剤とは、前記したよ
うな性質を有するものであつて、その主成分の化
学構造式からポリアルキルアリルスルホン酸塩系
とトリアジン誘導体の高縮合物系に大別され、そ
れらの市販品としては、いずれも商品名である
が、花王石鹸(株)「マイテイ100」、「マイテイ150」、
「マイテイHS」、竹本油脂(株)「ポールフアイン
510N」、山陽国策パルプ(株)「サンフローPS」、ポ
ゾリス物産(株)「NL−1450」、「NL−4000」、昭和
電工(株)「メルメント」などあげられ、600Kgf/
cm2以上の高強度コンクリートを製造する場合、そ
れらの有効成分(固型分)でセメントに対し0.5
重量%以上添加され、水セメント比で40%以下、
好ましくは35%以下に調節される。 高強度混和材は、2水石膏、半水石膏、無水石
膏(型又は型)の石膏類、又はこれらの石膏
類を主材に明バン、シリカ、硫酸アルミなどの1
種又は2種以上を添加してなるものである。その
粉末度は、ブレーン値で3000cm2/g以上であれば
よいが、好ましくは針状や六角板状の結晶が破壊
されているものであり、セメントに対する添加量
は、CaSO4分としてJIS規格値を超え20重量%ま
でとするのが好ましい。CaSO4分がJIS規格値以
下では、エトリンガイトの生成量が少なく高強度
化する効果は小さく、また、20重量%を超える
と、オキシカルボン酸又はその塩とカルシウムア
ルミネートを併用添加しても未反応石膏が残るの
で耐久性を改善することができない。高強度混和
材の市販品としては、電気化学工業(株)の商品名
「デンカΣ−1000」、小野田セメント(株)商品名「小
野田Σ−1000」、日本セメント(株)商品名「アサノ
スーパーミツクス」、昭和鉱業(株)商品名「ダイミ
ツクス」がある。 オキシカルボン酸又はその塩とは、クエン酸、
酒石酸、リンゴ酸とそれらのナトリウム、カリウ
ム、リチウム、亜鉛、鉛、銅、マグネシウム、ス
トロンチウム、カルシウムなどの塩類を指し、こ
れらはセメントと高強度混和材の合計量に対し
0.01〜1重量%添加される。性能、経済性、無毒
性の点から好ましいのはクエン酸、酒石酸とその
ナトリウム塩、カリウム塩である。オキシカルボ
ン酸又はその塩の作用は、高強度混和材とカルシ
ウムアルミネートとのエトリンガイト生成反応と
カルシウムシリケート相の水和反応をコントロー
ルして、屋外養生におけるひびわれ耐久性を改善
することにあつて、前記以外の添加量ではこの効
果は小さいか又は強度低下する。 すなわち、高強度混和材だけを添加した場合、
エトリンガイトの生成反応は、低水セメント比の
条件下ではゆつくり進行し、カルシウムシリケー
ト相の水和反応と併行して進むようになり、未反
応石膏類が残り易くなり、前述した耐久性が著し
く悪くなる。特にJIS規格値を超えて添加する程
ひびわれの発生が多くなる。しかし、これにオキ
シカルボン酸又はその塩を併用すると、シリケー
ト相の水和を遅延しその間にエトリンガイトの生
成を完了させることができるので、つまり、エト
リンガイト生成反応とシリケート相の反応を完全
に分離して進行させることができるので、所期の
目的を達成することができる。 この他に、オキシカルボン酸又はその塩の効果
として、高性能減水剤を添加したコンクリートの
欠点であるスランプロスが大きいなどの作業性の
悪さの改善や、高強度混和材をセメントに多量に
添加した場合の偽凝結を押え、正常な凝結を超こ
させることができる。また、オキシカルボン酸又
はその塩のこれらの効果を助長させるために、ナ
トリウム、リチウム、カリウム炭酸塩又は重炭酸
塩を、セメントと高強度混和材の合計量に対し多
くても1重量%添加することが望ましい。 カルシウムアルミネートとしては、C3A、CA、
C12A7・C11A7・CaaF2、C3A3・CaF2、C4A3
(CはCaO、AはAl2O3、はSO3を表わす)など
とこれらの組成範囲で溶融して急冷し1部又はほ
とんどをガラス化したもの、さらにはアルミナセ
メントなどが使用される。C11A7・CaF2又は
C3A3・CaF2は、それ自体、カルシウムシリケー
トの水和を遅延する作用があるので、特に型無
水石膏又はそれを主成分として含有してなる高強
度混和材と併用する場合は、強度低下する恐れが
あるので、推奨することはできない。 セメント中にもC3Aは5〜10重量%程度含まれ
ているが、さらにカルシウムアルミネートを添加
することにより、エトリンガイトの生成をより速
くし、シリケート相の水和反応との分離を容易と
し、ひびわれ耐久性を向上させると同時に、初期
強度の発現を促がすものである。 カルシウムアルミネートは、セメントと高強度
混和材の合計量に対し多くても10重量%添加する
もので、添加量の増加に従い前記効果を発揮する
が、高強度混和材との量的バランスで10重量%を
超えて添加しても意味がない。カルシウムアルミ
ネートの粉末度は、セメントの粉末度と同程度以
上であればよく、CA2のように水和活性の小さい
ものは、粉末度を細かくするのが好ましい。 以上のように、本発明は、高性能減水剤と高強
度混和材を添加して低水セメント比の高強度コン
クリートと混練する際に、オキシカルボン酸又は
その塩とカルシウムアルミネートを併用添加する
ものである。本発明によれば、高強度コンクリー
トのひびわれ耐久性を改善することができ、さら
には初期強度発現の向上と作業性の改善も同時に
行うことができるという効果がある。 以下本発明を実施例にて説明する。 実施例 1 SO3が3重量%含む普通ポルトランドセメント
に、高強度混和材の種類と添加量をかえ石膏含有
量の異なるセメントを調整した。 これに、オキシカルボン酸又はその塩とカルシ
ウムアルミネートの種類及び添加量をかえ、第1
表に示されるコンクリート配合を用いてコンクリ
ートを混練し、10〓×20cmの供試体を作成して材
令1年6ケ月屋外養生しひびわれ観察をした。そ
の結果を第2表に示す。 高強度混和材は、セメント用の排煙脱硫による
2水石膏、それを150℃で熱処理した半水石膏、
さらに200℃で熱処理した可溶性石膏及びフツ酸
発生の副産石膏(・CaSO4)とし、・CaSO4
と2水石膏の粉末度は6000cm2/g、半水石膏と可
溶性無水石膏は10000cm2/g以上とした。 カルシウムアルミネートのC3AとCA、C4A3
は、純薬を使用し1450℃で、C11A7・CaF2は1250
℃でそれぞれ焼成して作つたものであり、
C12A7、C3A3・CaF2は生石灰とボーキサイト及
び螢石を原料調合し電気炉で1600℃で溶解し、急
冷又は徐冷したものを粉砕し、粉末度4000±200
cm2/gに調整した。アルミナセメントは市販品を
そのまま用いた。
The present invention relates to a method for improving the durability of high-strength concrete. The term "high-strength concrete" as used in the present invention is a general term for mortar, glue concrete, and concrete, and refers to concrete having a design strength of 600 Kgf/cm 2 or more. Conventionally, in order to produce high-strength concrete, a dispersant called a high-performance water reducer is added, which can exhibit high dispersibility without causing side effects such as excessive setting delay or air entrainment even when added in relatively large amounts. It is done by doing. However, high-strength concrete to which only a high-performance water reducing agent is added has the disadvantage that the designed strength cannot be obtained if it is cast in place, cured, and allowed to dry. In order to solve this problem, the present inventor developed various types of gypsum or high-strength admixtures mainly composed of gypsum.
It was confirmed that it is sufficient to add at least the JIS standard value for CaSO 4 minutes, but on the other hand, cracks begin to appear during outdoor curing, and this is especially noticeable as the amount added and the age of the wood increases. I observed that it appeared over time. The present inventor has discovered that in order to improve the durability of such high-strength concrete, it is sufficient to add a small amount of calcium aluminate of oxycarboxylic acid or its salt, and has completed the present invention. . That is, in the present invention, when mixing concrete with a low water-to-cement ratio by adding a high-performance water reducing agent and a gypsum or a high-strength admixture mainly composed of gypsum, the total amount of cement and high-strength admixture is reduced. For,
This is a method for improving the durability of high-strength concrete, which is characterized by adding 0.01 to 1% by weight of oxycarboxylic acid or its salt and at most 10% by weight of calcium aluminate. The present invention will be explained in detail below. The high-performance water reducing agent in the present invention has the above-mentioned properties and is broadly classified into polyalkylaryl sulfonate type and high condensate type of triazine derivative based on the chemical structural formula of its main component. These commercially available products include Kao Soap Co., Ltd.'s ``Mighty 100'' and ``Mighty 150'', all of which are trade names.
“Mighty HS”, Takemoto Yushi Co., Ltd. “Pole Huain”
510N'', Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.'s ``Sunflow PS'', Pozoris Bussan Co., Ltd.'s ``NL-1450'', ``NL-4000'', Showa Denko Co., Ltd.'s ``Melmento'', etc., and 600Kgf/
When producing high-strength concrete of cm 2 or more, their active ingredients (solid content) are 0.5
Added more than 40% by weight, water-cement ratio less than 40%,
Preferably it is adjusted to 35% or less. High-strength admixtures include gypsum such as dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, anhydrite (type or mold), or 1 such as alum, silica, aluminum sulfate, etc. based on these gypsums.
It is made by adding seeds or two or more kinds. The fineness of the powder should be 3000 cm 2 /g or more in Blaine value, but preferably the needle-shaped or hexagonal plate-shaped crystals are destroyed, and the amount added to the cement is according to the JIS standard as CaSO 4 minutes. It is preferable that the amount exceeds this value and is up to 20% by weight. When CaSO 4 min is below the JIS standard value, the amount of ettringite produced is small and the effect of increasing strength is small; when it exceeds 20% by weight, even if oxycarboxylic acid or its salt and calcium aluminate are added together, there is no effect. Durability cannot be improved because reactive gypsum remains. Commercially available high-strength admixtures include "Denka Σ-1000" by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., "Onoda Σ-1000" by Onoda Cement Co., Ltd., and "Asano Super" by Nippon Cement Co., Ltd. Mitsukus" and Showa Mining Co., Ltd.'s product name "Daimitsukus". Oxycarboxylic acid or its salt means citric acid,
Refers to tartaric acid, malic acid, and their salts such as sodium, potassium, lithium, zinc, lead, copper, magnesium, strontium, and calcium, which are based on the total amount of cement and high-strength admixtures.
It is added in an amount of 0.01 to 1% by weight. Citric acid, tartaric acid, and their sodium and potassium salts are preferred in terms of performance, economy, and non-toxicity. The action of oxycarboxylic acid or its salt is to control the ettringite production reaction between the high-strength admixture and calcium aluminate and the hydration reaction of the calcium silicate phase to improve crack durability during outdoor curing. If the amount added is other than the above, this effect will be small or the strength will be reduced. In other words, when only high-strength admixtures are added,
The formation reaction of ettringite proceeds slowly under conditions of a low water-to-cement ratio and proceeds in parallel with the hydration reaction of the calcium silicate phase, making it easy for unreacted gypsum to remain and significantly reducing the durability described above. Deteriorate. In particular, the more the amount added exceeds the JIS standard value, the more cracks will occur. However, if oxycarboxylic acid or its salt is used in combination with this, the hydration of the silicate phase can be delayed and the generation of ettringite can be completed during that time. In other words, the ettringite generation reaction and the reaction of the silicate phase can be completely separated. Since the process can be progressed in a consistent manner, the desired objective can be achieved. In addition, the effects of oxycarboxylic acids or their salts include improving poor workability, such as large slump loss, which is a drawback of concrete with high-performance water reducing agents added, and adding large amounts of high-strength admixtures to cement. It is possible to suppress false coagulation and increase normal coagulation. In addition, in order to promote these effects of the oxycarboxylic acid or its salt, sodium, lithium, potassium carbonate or bicarbonate is added in an amount of at most 1% by weight based on the total amount of cement and high-strength admixture. This is desirable. Calcium aluminates include C 3 A, CA,
C 12 A 7・C 11 A 7・CaaF 2 , C 3 A 3・CaF 2 , C 4 A 3
(C represents CaO, A represents Al 2 O 3 , SO 3 ), etc., which are melted in these composition ranges and rapidly cooled to vitrify a part or most of them, and furthermore, alumina cement, etc. are used. C 11 A 7・CaF 2 or
C 3 A 3 · CaF 2 itself has the effect of retarding the hydration of calcium silicate, so when used in combination with type anhydrite or a high-strength admixture containing it as a main component, This cannot be recommended as there is a risk of deterioration. C3A is contained in cement at a content of about 5 to 10% by weight, but by adding calcium aluminate, the formation of ettringite is made faster and separation from the hydration reaction of the silicate phase is facilitated. , which improves crack durability and at the same time promotes the development of initial strength. Calcium aluminate is added in an amount of at most 10% by weight based on the total amount of cement and high-strength admixture, and the above effect is exhibited as the amount added increases, but the quantitative balance with the high-strength admixture is 10% by weight. It is meaningless to add more than % by weight. The fineness of calcium aluminate may be at least the same level as that of cement, and it is preferable that the fineness of calcium aluminate is finer if the calcium aluminate has low hydration activity, such as CA 2 . As described above, the present invention combines oxycarboxylic acid or its salt and calcium aluminate when adding a high-performance water reducing agent and a high-strength admixture and kneading the mixture with high-strength concrete having a low water-to-cement ratio. It is something. According to the present invention, the cracking durability of high-strength concrete can be improved, and the initial strength development and workability can also be improved at the same time. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 Cement with different gypsum contents was prepared by changing the type and amount of high-strength admixtures to ordinary Portland cement containing 3% by weight of SO 3 . To this, the type and amount of oxycarboxylic acid or its salt and calcium aluminate were changed, and the first
Concrete was mixed using the concrete mix shown in the table, a 10 cm x 20 cm specimen was prepared, the material was cured outdoors for 1 year and 6 months, and cracks were observed. The results are shown in Table 2. High-strength admixtures include dihydrate gypsum made from flue gas desulfurization for cement, hemihydrate gypsum heat-treated at 150℃,
Furthermore, soluble gypsum heat-treated at 200°C and gypsum (・CaSO 4 ) generated by hydrofluoric acid generation, ・CaSO 4
The powder degree of gypsum and dihydrate was 6000 cm 2 /g, and the degree of fineness of gypsum hemihydrate and soluble anhydrite was 10000 cm 2 /g or more. Calcium aluminate C 3 A and CA, C 4 A 3
using pure chemicals at 1450℃, C 11 A 7・CaF 2 at 1250
They are made by firing each at ℃,
C 12 A 7 , C 3 A 3 / CaF 2 is made by mixing quicklime, bauxite and fluorite, melting it at 1600℃ in an electric furnace, cooling it rapidly or gradually, and then crushing it to a powder degree of 4000±200.
It was adjusted to cm 2 /g. A commercially available alumina cement was used as is.

【表】 高性能減水剤は、ポリアルキルアリルスルホン
酸塩系の花王石鹸(株)の商品名「マイテイ150」を
使用し、オキシカルボン酸又はその塩は水に溶解
して単に外割添加とし、カルシウムアルミネート
は砂と置きかえて外割添加とした。また、目標ス
ランプからはずれる場合は単に水を加え、スラン
プ調整しながらコンクリートを混練した。
[Table] The high-performance water reducing agent used is "Mighty 150," a polyalkylaryl sulfonate-based product manufactured by Kao Soap Co., Ltd., and the oxycarboxylic acid or its salt is dissolved in water and simply added as an external additive. , Calcium aluminate was added in place of sand. In addition, if the slump deviated from the target slump, water was simply added and the concrete was mixed while adjusting the slump.

【表】【table】

【表】 ○ オキシカルボン酸又はその塩とカルシウムア
ルミネートの添加量は、セメントと高強度混
和材の合計に対する割合である。
次に、実験No.1〜19までのコンクリートを15℃
で混練し10〓×20cmの供試体を作り、脱型後その
まま15℃の室内で養生し7日と28日の圧縮強度を
測定した。その結果を第3表に示す。
[Table] ○ The amount of oxycarboxylic acid or its salt and calcium aluminate added is the ratio to the total of cement and high-strength admixture.
Next, the concrete from Experiment Nos. 1 to 19 was heated to 15°C.
A specimen of 10 cm x 20 cm was prepared by kneading it, and after being demolded, it was left to cure in a room at 15°C, and its compressive strength was measured on 7 and 28 days. The results are shown in Table 3.

【表】 実施例 2 第1表のコンクリート配合において、高性能減
水剤をトリアジン誘導体の高縮合物系昭和電工(株)
商品名「メルメントF−10」にかえ5.76Kg/m3
加し、単位水量を144Kg/m3(水・セメント比30
%)とした。 そして、第2表の実験No..5のコンクリートを
用いて、セメントと高強度混和材の合計量に対し
アルカリ金属炭酸塩をさらに添加し、15℃の室内
におけるスランプの経時変化の測定と、10〓×20
cmのテストピースによる28日圧縮強度と、1年6
ケ月屋外養生したもののひびわれ観察を行つた。
その結果を第4表に示す。
[Table] Example 2 In the concrete formulation shown in Table 1, the high performance water reducing agent was a triazine derivative high condensate based Showa Denko K.K.
Added 5.76Kg/ m3 to the product name "Melment F-10", making the unit water volume 144Kg/ m3 (water/cement ratio 30).
%). And Experiment No. in Table 2. Using the concrete of No. 5, alkali metal carbonate was further added to the total amount of cement and high-strength admixture, and the change in slump over time was measured in a room at 15℃, and 10〓×20
28 days compressive strength with cm test piece and 1 year 6
We observed cracks in the specimens that had been cured outdoors for several months.
The results are shown in Table 4.

【表】 スの発生があつた。
[Table] There was an occurrence of scratches.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 高性能減水剤と石膏類又は石膏類を主成分と
してなる高強度混和剤を添加して低水セメント比
のコンクリートを混練する際に、セメントと高強
度混和材の合計量に対し、0.01〜1重量%のオキ
シカルボン酸又はその塩と多くても10重量%のカ
ルシウムアルミネートを添加することを特徴とす
る高強度コンクリートの耐久性改善法。
1. When mixing concrete with a low water-to-cement ratio by adding a high-performance water reducer and a gypsum or a high-strength admixture mainly composed of gypsum, the total amount of cement and high-strength admixture should be 0.01~ A method for improving the durability of high-strength concrete, characterized by adding 1% by weight of oxycarboxylic acid or its salt and at most 10% by weight of calcium aluminate.
JP17938082A 1982-10-13 1982-10-13 Endurability improvement for high strength concrete Granted JPS5969455A (en)

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JPS5969455A JPS5969455A (en) 1984-04-19
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