JPH0657617B2

JPH0657617B2 - 高強度セメント硬化体

Info

Publication number: JPH0657617B2
Application number: JP61104738A
Authority: JP
Inventors: 悦郎坂井; 勉木田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPS62265158A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、アルミナセメントを主成分とし、流し込み成
形により得られた、曲げ強度の高い高強度セメント硬化
体に関する。

＜従来の技術及び問題点＞従来、アルミナセメントは耐火物あるいは緊急工事用セ
メントとして、使用されているが、アルミナセメントの
水和物の転化により強度が著しく低下するため構造物や
成形体として使用されていない。一方、低水セメント比
とし、流し込み成形可能な高強度セメントは公知である
（特開昭６０−５９１８２号公報）が、硬度や曲げ強度
が低いと云う欠点を有している。

一方、曲げ強度が高いセメント硬化体としては、多量の
ポリビニルアルコールとアルミナセメントの複合材料で
あるマクロデイフオエクトフリーセメント（ＭＤＦセメ
ント）が公知である（特開昭５９−４３４３１号公報）
が、混練にツインロールを使用するような特殊な方法が
必要なこと、異形物ができないことなどの欠点を有して
いる。

本発明者らは、流し込み成形方法により得られた硬化体
の曲げ強度や硬度の改善を行なうべく種々検討を加えた
所、アルミナセメント、超微粉、高性能減水剤、硬化調
整剤及び従来用いられているより少量の水を主成分とし
て得られた混練物を真空脱泡処理し、流し込み成形によ
り得られた硬化体において、曲げ強度や、硬度が改善さ
れることを見い出し本発明を完成するに到つた。

＜問題点を解決するための手段＞即ち、本発明は、アルミナセメント、超微粉、高性能減
水剤、及び硬化調整剤に、アルミナセメントと超微粉の
合計100重量部に対して、30重量部以下の水を配合し、
真空脱泡処理により気泡を除去した高強度セメント硬化
体である。

本発明の目的は、アルミナセメント、超微粉、高性能減
水剤、硬化調整剤及び水を主成分とする混合物を混練、
成形、特に流し込み成形、硬化するに当り、真空脱泡処
理して曲げ強度や硬度の改善された、かつ転化による強
度低下のない高強セメント硬化体を提供することにあ
る。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。

本発明で使用されるアルミナセメントとはCaOをＣ、Al₂
O₃をＡとすると、CA、CA₂、C₁₂A₇等と示されるカルシウ
ムアルミネートのうち少なくとも１種を主成分とする水
硬性セメントである。又、組成鉱物中の微量成分として
わずかのSiO₂、Fe₂O₃、TiO₂等の成分を含んだものであ
つても良く、水和活性のないAl₂O₃やSiO₂などの無機材
料を含んだものでも良い。これらの市販品として「デン
カアルミナセメント１号」、「デンカアルミナセメント
２号」、「デンカハイアルミナセメント２号」（いずれ
も電気化学工業（株）製、商品名）、「アサノアルミナ
セメント」（日本セメント（株）製、商品名）「アサヒ
ホンジュ」（旭硝子（株）製、商品名）などがあげられ
る。

本発明における超微粉とは、アルミナセメントの平均粒
径の少なくとも１オーダー、好ましくは２オーダー小さ
な平均粒径を有するものであり、１μｍ以下、好ましく
は０．５μｍ以下のものである。具体的にはフエロシリ
コンや金属シリコンなどの製造時に副生するシリカダス
ト、あるいは高炉スラグ、フライアツシユ、アルミナセ
メント、アルミナ及びシリカなどを粉砕・分級したもの
や、気相法や液相沈殿法などにより生成した無機質の超
微粉などである。

超微粉の使用量は、アルミナセメント100重量部に対し
て、５〜50重量部程度であり、５重量部未満では、混練
物の流動性がダイラタンティックになり、また、50重量
部を越えると流動性を得ることが難しく、いずれの場合
も流し込み成形で面の美しい成形体を得ることは難しく
なる。

本発明における高性能減水剤としては、ナフタレンある
いはアルキルナフタレンスルホン酸又はそれらの塩のホ
ルマリン縮合物やメラミン樹脂スルホン酸又はその塩で
あり、添加量はアルミナセメントと超微粉の合計100重
量部に対して、１〜５重量部であり、１．５〜３重量部
が好ましい。１重量部未満では流動性を得ることが難し
く、５重量部を越えると、水和反応の遅延が著しくな
る。

また、硬化調整剤は、高性能減水剤により流動性を得た
モルタル又はコンクリートの流動性を保持するために必
要なものである。特に本発明においては後述の真空脱泡
処理を行なうことにより、その間に硬化反応が生じない
ように硬化調整を行なう必要がある。硬化調整剤として
は硫酸などの無機酸、アルカリ金属の硫酸塩、炭酸塩、
炭酸水素塩、クエン酸などの有機酸及びリン酸エステル
などが挙げられる。その使用量は、アルミナセメントと
超微粉の合計（以下結合材という）100重量部に対し
て、30重量部以下であり、25重量部以下が好ましい。

さらに、通常は骨材を併用する場合が大半である。骨材
は一般に土木建築分野でコンクリートを調合する際に使
用されているものが良いが、より硬質なもの、具体的に
は、モース硬度６以上好ましくは７以上、又はヌープ圧
子硬度７００kg／mm²以上好ましくは８００kg／mm²以上
のいずれかの基準で選定されたものを用いると、強度を
著しく向上させることができるので好適である。この基
準を満足するものを例示すれば、珪石、エメリー、黄鉄
鉱、磁鉄鉱、黄玉、ローソン石、コランダム、フエナサ
イト、スピネル、緑柱石、金緑石、電気石、花崗岩、紅
柱石、十字石、ジルコン、焼成ボーキサイト、重焼ばん
土けつ岩、炭化硼素、炭化タングステン、フエロシリコ
ンナイトライド、窒化珪素、溶融シリカ、電融マグネシ
ア、炭化珪素、立方晶窒化硼素などが挙げられる。また
機械加工可能な鉄粉、ステンレス粉及びフエロマンガン
粉などの金属等も有用である。特に曲げ強度の向上と云
う点からは鉄粉やオーステナイト系ステンレス粉及びフ
エロマンガン粉が好ましい。この理由は定かではない
が、それ自身の強度が高いこととセメントマトリツクス
との付着性が優れているためと思われる。

骨材の使用量は、通常、結合材に対して、５重量倍量以
内で選択使用される。但し、プレパツクドやポストパツ
クド工法などの特殊な成形方法の場合にはこの限りでな
い。

以上の配合の他に、各種繊維や網の配合も可能である。
繊維としては、鋳鉄のびびり切削法による繊維、スチー
ル繊維及びステンレス繊維などの金属繊維、及び、石綿
やアルミナ繊維などの各種天然又は合成鉱物繊維、炭素
繊維、ガラス繊維、更に、ポリプロピレン、ビニロン、
アクリロニトリル及び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ロツドなどを用いることも
可能であり、特に大型のものにはこれら補強材が必要不
可欠なものである。流動性を損なわないと云う点から
は、３mm程度の長さの金属短繊維やさらにそれよりも短
いウイスカーなどが好ましい。

材料の混練方法は、特に限定されるものではないが、充
分に混練することが好ましい。本発明においては、さら
に真空脱泡処理することが必要である。具体的には真空
鋳込装置（高木製作所（株）製）、真空オムニミキサ
（千代技研工業（株）製）及び真空混合機（（株）三英
製作所製）などを用いたり、薄膜を形成して脱泡する方
法などがあり、脱泡時には回転速度を低下させることが
好ましい。特に薄膜を形成して脱泡する方法は、脱泡速
度が早く効果が著しい。脱泡条件は、５０〜７０mmHg程
度の真空度とするのが、水分の蒸発等を考慮した場合適
当である。又、脱泡時間は特に限定されたものではない
が、通常５〜３０分程度が好ましい。

真空脱泡処理によって、ASTM C−185−59に準じて測定
した空気量が１〜２％程度以下になることが好ましく、
１％程度以下になることがさらに好ましい。

以上のような脱泡処理を施したものを流し込み成形し成
形体を得ることができる。

また、流し込み成形時に振動を与えながら脱泡処理を組
み合せて行うこともできる。この方法も脱泡効率が高
く、より曲げ強度の高い、高強度セメント硬化体を提供
することができる。

上記のように成形した成形物の養生は各種の養生方法が
可能であり常温養生、常圧蒸気養生、高温高圧養生及び
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、これらの組み合せを行なつて高強度セメント硬化
体を得ることができる。又、本発明の高強度セメント硬
化体は放射線の漏洩を防止することができるので放射性
廃棄物の固化にも利用できる。

＜実施例＞以下実施例に基づいて本発明を更に説明する。

実施例１表−１に示す配合を用いて、３０真空オムニミキサー
（千代田技研工業（株）製）にて１０分間練り混ぜ、５
０mmHgにて所定の時間真空脱泡を行い、流し込み成形に
て４×４×１６cmの供試体を作製し、ポリエチレンで封
間し５０℃で７日間養生を行なつた。その後ＪＩＳＲ
−５２０１に準じて曲げ及び圧縮強度試験を行ない、さ
らにロツクウエル及びモース硬度を測定した。結果を表
−１に併記する。

（材料）白色セメント：秩父セメント（株）製アルミナセメント：「デンカハイアルミナセメント」
（電気化学工業（株）製）超微粉：シリカヒユーム（日本重化学工業製）高性能減水剤：β−ナフタレンスルホン酸塩ホルムアル
デヒド縮合物系（商品名「セルフロ−１１０Ｐ」第一工業製薬
（株）製）骨材：還元鉄粉「メタレツト」０．１５mm下（日本磁
力線（株）製）繊維：ＳＵＳ４３０、φ５０μｍ×長さ２．５mm びびり切削法による（東京製鋼（株）製）硬化調整剤：Na₂SO₄（試薬）実施例表−２に示す配合を用いて、実施例１と同様の方法にお
いて混練を実施し、さらにステンレス繊維を混入し、そ
の後成形時にもバイブレーター上で振動を加えながら、
真空脱気を行ない注意深く４×４×１６cmの供試体を作
製した。その供試体を５０℃で７日間ポリエチレン袋で
封間し養生を行ない強度試験を実施した。

＜発明の効果＞本発明によつて、硬度や曲げ強度が改善された高強度セ
メント硬化体の提供が可能となつた。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:06 Ａ 2102−4Ｇ 24:22 Ａ 2102−4Ｇ 24:30）Ｂ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナセメント、超微粉、高性能減水
剤、及び硬化調整剤に、アルミナセメントと超微粉の合
計100重量部に対して、30重量部以下の水を配合し、真
空脱泡処理により気泡を除去した高強度セメント硬化
体。