JPH0920545A

JPH0920545A - セメント組成物、それを用いたセメント硬化体、及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0920545A
Application number: JP16994795A
Authority: JP
Inventors: Minoru Morioka; 実盛岡; Tamotsu Hokari; 保保刈; Tsumoru Ishida; 積石田; Toshio Mihara; 敏夫三原
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21
Anticipated expiration: 2015-07-05
Also published as: JP3382754B2

Abstract

(57)【要約】【目的】主に、土木・建築分野において使用されるセ
メント組成物、それを用いたセメント硬化体、及びその
製造方法を提供すること。【構成】 3CaO・SiO₂含有量60重量％以上のポルトラン
ドセメント、無水セッコウ、及びギ酸類、並びに、必要
に応じてシリカ微粉末を含有してなるセメント組成物で
あり、該セメント組成物を含有してなるコンクリートか
らなるセメント硬化体であり、その製造方法を構成とす
る。【効果】本発明のセメント組成物を使用することによ
り、蒸気養生を行わなくても初期の強度発現性が良好な
セメント硬化体が得られる等の効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、土木・建築
分野において使用されるセメント組成物、それを用いた
セメント硬化体、及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】セメントは、安価であり、し
かも、様々な形状の硬化体を造ることができることか
ら、土木・建築分野において、広範に使用されている。
本発明において、セメント硬化体とは、セメントペース
ト、モルタル、又はコンクリートから造られた、あるい
は、さらに、鉄筋等の鋼材と複合化したコンクリート二
次製品やコンクリート構造物を総称するものである。

【０００３】従来、例えば、コンクリ−ト管、パイル、
ポ−ル、及び鋼管コンクリ−ト複合体のような遠心力鉄
筋コンクリ−ト管に代表されるコンクリート二次製品の
製造は、一般に、普通ポルトランドセメントを主材料と
し、材齢１日程度で脱型可能とするため蒸気養生を行っ
ていた(コンクリ−ト工学ハンドブック朝倉書店、昭
和42年７月15日発行)。しかしながら、この方法では、
蒸気養生室の設置、養生室への搬入や搬出、ボイラ−の
保守管理、及び排ガス処理装置等が必要であり、そのた
め、コスト高となり、また、製造ラインが複雑化するな
どの課題があった。

【０００４】また、例えば、カルシウムアルミネートと
無機硫酸塩を主成分としたセメント急硬材を使用して蒸
気養生を不要とする方法も提案されたが、作業性が得ら
れない場合があり、また、コスト高でもあるなどの課題
があった(特開昭54−114532号公報、開昭62−3057号公
報)。

【０００５】本発明者は、前記課題を解決すべく種々努
力を重ねた結果、特定のセメント組成物を使用すること
により、蒸気養生なしでも初期に脱型が可能で、非常に
強度発現性が良好となるとの知見を得て本発明を完成す
るに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、3CaO・S
iO₂含有量60重量％以上のポルトランドセメント、無水
セッコウ、及びギ酸類、並びに、必要に応じてシリカ微
粉末を含有してなるセメント組成物であり、該セメント
組成物を含有してなるコンクリートからなるセメント硬
化体であり、その製造方法である。

【０００７】以下、本発明をさらに詳しく説明する。

【０００８】本発明のセメントは、3CaO・SiO₂(C₃S)含有
量が60重量％以上のものである。C₃S含有量が60重量％
未満では充分な初期強度が得られない。通常、市販の早
強ポルトランドセメントの使用が可能である。セメント
の粒度は、ブレーン値で3,500〜7,000cm²/gが好まし
い。3,500cm²/g未満では充分な初期強度が得られない場
合があり、7,000cm²/gを越えるとコンクリートのスラン
プロスが大きくなる場合がある。

【０００９】本発明で使用する無水セッコウは特に限定
されるものではなく、天然に産出する天然無水セッコ
ウ、半水セッコウや二水セッコウを熱処理して得られる
無水セッコウ、及び工業副産物として生成する無水セッ
コウ等の使用が可能である。無水セッコウの粒度は、ブ
レーン値で2,500cm²/g以上が好ましい。2,500cm²/g未満
では長期材齢において、未水和の残存セッコウにより膨
張破壊が起こる場合がある。無水セッコウの使用量は、
セメント100重量部に対して、１〜５重量部が好まし
く、３〜４重量部がより好ましい。１重量部未満では初
期強度の発現性が悪くなる場合があり、５重量部を越え
ると長期材齢において、未水和の残存セッコウにより膨
張破壊が起こる場合がある。

【００１０】本発明で使用するギ酸類は、一般に、オキ
シカルボン酸として総称される有機化合物に属するが、
例えば、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、及びグルコン
酸、又はそれらの塩のように、使用すると本発明の効果
を奏することができず、むしろ、強い遅延性を示す他の
オキシカルボン酸と効果を異にするものである。具体的
には、ギ酸、乳酸、及び酢酸、又はそれらの塩からなる
群のうちの一種又は二種以上で、塩としては、ナトリウ
ム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バ
リウム塩、アルミニウム塩、亜鉛塩、及びアンモニウム
塩等が挙げられる。ギ酸類の使用量は、セメント100重
量部に対して、0.1〜３重量部が好ましく、0.5〜２重量
部がより好ましい。0.1重量部未満では初期の強度発現
性が不充分な場合があり、３重量部を越えて使用しても
更なる効果の増進が期待できない。

【００１１】本発明で使用するシリカ微粉末とは、シリ
カ質を主成分とし潜在水硬性を有する物質の微粉末を総
称するものであり、特に限定されるものではないが、例
えば、シリカフューム、シリカダスト、珪藻土、珪酸白
土、フライアッシュ、及び高炉スラグ等の微粉末が挙げ
られ、本発明ではこれらのうちの一種又は二種以上を使
用することが可能である。シリカ微粉末の粒度は、ブレ
ーン値で4,000cm²/g以上であり、6,000cm²/g以上が好ま
しく、8,000cm²/g以上がより好ましい。4,000cm²/g未満
では充分な強度発現性が得られない場合がある。シリカ
微粉末の使用量は、セメント100重量部に対して、１〜1
0重量部が好ましく、３〜７重量部がより好ましい。シ
リカ微粉末の使用量が前記の範囲外では充分な強度増進
効果が得られない場合がある。

【００１２】本発明では、セメント組成物の他に凝結促
進材を併用することももちろん可能である。凝結促進材
としては、例えば、アルミン酸ナトリウムやアルミン酸
カリウムなどのアルカリ金属アルミン酸塩、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、及び重炭酸カ
リウム等のアルカリ金属炭酸塩、硝酸ナトリウム、硝酸
カリウム、硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸
カリウム、及び亜硝酸カルシウム等の硝酸塩類、硫酸ナ
トリウム、硫酸カリウム、二水セッコウ、半水セッコ
ウ、及び硫酸アルミニウム等の無水セッコウ以外の硫酸
塩、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、ミョウバン
類、チオシアン酸塩、チオ硫酸塩、並びに、トリエタノ
ールアミン等のアミノアルコール類等が挙げられ、これ
らのうちの一種又は二種以上を併用することは、本発明
の効果をさらに助長するものである。凝結促進材の使用
量は、セメント100重量部に対して、３重量部以下が好
ましく、0.1〜１重量部がより好ましい。３重量部を越
えて使用すると混練水の増加に伴い強度が低下したり作
業性が悪化する場合がある。

【００１３】本発明では、さらに、減水剤、ＡＥ減水
剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ剤、増粘
剤、砂や砂利などの骨材、セメント膨張材、防錆剤、防
凍剤、高分子エマルジョン、ベントナイトやモンモリロ
ナイトなどの粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイ
ト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、無機リ
ン酸塩、並びに、ホウ酸等のうちの一種又は二種以上を
本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用すること
が可能である。

【００１４】本発明の各材料を混練してセメント混練物
を製造する際に使用する混合装置としては、既存のいか
なる撹拌装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ
ー、オムニミキサー、Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサ
ー、又はナウターミキサー等が使用可能である。また、
混合は、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、
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。

【００１５】セメント、無水セッコウ、及びギ酸類、さ
らに、必要に応じてシリカ微粉末からなる結合材に対す
る本発明で使用する水量は、使用する材料の種類や配合
によって変化し、一義的に決定されるものではないが、
水／結合材比で25〜50重量％が好ましく、30〜40重量％
がより好ましい。25重量％未満では充分な作業性が得ら
れない場合があり、50重量％を越えると充分な強度発現
性が得られない場合がある。

【００１６】本発明において、セメント硬化体を製造す
る際のセメント混練物の成形方法は特に限定されるもの
ではなく、また、形状や大きさによっても異なるので一
義的に決定することができないが、例えば、ボックスカ
ルバ−トやＵ字型コンクリ−ト溝などを製造する場合
は、セメント混練物を型枠内にバイブレ−タ等により振
動締め固め充填を行ったり、あるいは、セメント混練物
自体を高流動化して流し込み、振動締固めを行わずに充
填したり、あるいは、微振動で締め固めを行うことによ
り成形される。また、ヒュ−ム管、ポ−ル、及びパイル
等は遠心力成形で製造している。本発明において、遠心
力成形条件は、セメント硬化体の種類により異なり一義
的に決定すことができないが、通常、３段階に分けて遠
心力をかけ、その重力加速度は１〜50Ｇ程度である。

【００１７】本発明のセメント硬化体は初期に脱型が可
能であり、材齢12時間程度から実用強度を発揮するが、
脱型前や脱型後、共に養生を管理することが品質の向上
や制御の面から好ましく、水中又は散水などのように水
分の涸渇を防止しながら養生することが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００１９】実施例１セメント100重量部、無水セッコウ４重量部、及びギ酸
類ａ１重量部からなる結合材を使用し、コンクリート中
の単位量を、結合材526kg/m³、水168kg/m³、細骨材551k
g/m³、及び粗骨材1,117kg/m³としたコンクリートを調製
し、そのコンクリ−トを22kg、内径200×外径300×長さ
500mmの鋼製遠心力成形型枠に投入し、ＧNo. 4.7(230rp
m)で２分とＧNo. 7.0(275rpm)で２分の低速、ＧNo. 12
(375rpm)の中速で４分、ＧNo. 25(525rpm)の高速で５分
の条件で遠心力成形を行い、遠心力成形体を作製し、そ
の圧縮強度と外圧強度の測定を行った。結果を表１に併
記する。

【００２０】＜使用材料＞セメントα：電気化学工業社製早強ポルトランドセメン
ト、C₃S含有量66重量％、ブレーン値4,460cm²/g セメントβ：セメントα／セメントγの重量比54／46の
混合品、C₃S含有量60重量％、ブレーン値3,8760cm²/g セメントγ：電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト、C₃S含有量53重量％、ブレーン値3,340cm²/g 無水セッコウ：天然無水セッコウ、ブレーン値4,120cm²
/g ギ酸類ａ：関東化学社製試薬１級ギ酸カルシウム細骨材：新潟県姫川産川砂粗骨材：新潟県姫川産川砂利水：水道水

【００２１】＜測定方法＞圧縮強度：JIS R 5201に準じて測定曲げ引張強度：遠心力成形体のひびわれ荷重から、σbt
＝Ｍ／20t²の式に従って算出する。ただし、Ｍ＝0.318
Ｐcr・ｒ＋0.238Ｗ・ｒで、Ｍは外圧試験荷重載荷時管
底部に生じる曲げモ−メント(kgf・cm)、ｔは管厚(cm)、
Ｐcrはひびわれ荷重(kgf/m)、Ｗは管自重(kgf/m)、ｒは
管厚中心までの半径(cm)である。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例２セメントαを使用し、セメントα100重量部に対して、
表２に示す無水セッコウを配合したこと以外は実施例１
と同様に行った。結果を表２に併記する。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例３セメントαを使用し、セメントα100重量部に対して、
表３に示すギ酸類を配合したこと以外は実施例１と同様
に行った。結果を表３に併記する。比較のため、クエン
酸を使用して同様に行った。結果を表３に併記する。

【００２６】＜使用材料＞ギ酸類ｂ：関東化学社製試薬１級ギ酸ギ酸類ｃ：関東化学社製試薬１級ギ酸ナトリウムギ酸類ｄ：関東化学社製試薬１級ギ酸カリウムギ酸類ｅ：関東化学社製試薬１級乳酸ギ酸類ｆ：関東化学社製試薬１級乳酸カルシウムギ酸類ｇ：関東化学社製試薬１級乳酸ナトリウムギ酸類ｈ：関東化学社製試薬１級乳酸カリウムギ酸類ｉ：関東化学社製試薬１級酢酸カルシウムギ酸類ｊ：ギ酸類ａとギ酸類ｆの等量混合物ギ酸類ｋ：ギ酸類ａ、ギ酸類ｆ、及びギ酸類ｉの等量
混合物クエン酸：関東化学社製試薬１級

【００２７】

【表３】

【００２８】実施例４セメントα100重量部、無水セッコウ４重量部、ギ酸類
１重量部、及び表４に示す凝結促進材を配合して結合材
としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４
に併記する。

【００２９】＜使用材料＞凝結促進材Ａ：水沢化学工業社製粉末硫酸アルミニウ
ム、Al₂O₃17重量％、含水率43％凝結促進材Ｂ：試薬１級アルミン酸ナトリウム凝結促進材Ｃ：試薬１級硝酸カルシウム凝結促進材Ｄ：試薬１級チオシアン酸カルシウム凝結促進材Ｅ：試薬１級トリエタノールアミン

【００３０】

【表４】

【００３１】実施例５セメント100重量部、無水セッコウ４重量部、ギ酸類ａ
１重量部、及びシリカ微粉末５重量部を配合して結合材
としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表５
に示す。

【００３２】＜使用材料＞シリカ微粉末イ：市販シリカフューム、ブレーン値9,13
0cm²/g

【００３３】

【表５】

【００３４】実施例６セメントαを使用し、セメントα100重量部に対して、
表６に示すシリカ微粉末を配合したこと以外は実施例１
と同様に行った。結果を表６に併記する。

【００３５】＜使用材料＞シリカ微粉末ロ：市販フライアッシュ、ブレーン値8,96
0cm²/g シリカ微粉末ハ：市販高炉スラグ、ブレーン値7,710cm²
/g シリカ微粉末ニ：市販珪藻土、ブレーン値8,330cm²/g

【００３６】

【表６】

【００３７】実施例７セメントαを使用し、セメントα100重量部に対して、
無水セッコウ４重量部、ギ酸類１重量部、シリカ微粉末
イ５重量部、及び表７に示す凝結促進材を配合したこと
以外は実施例１と同様に行った。結果を表７に併記す
る。

【００３８】

【表７】

【００３９】

【発明の効果】本発明のセメント組成物を使用すること
により、蒸気養生を行わなくても初期の強度発現性が良
好なセメント硬化体が得られる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:04 22:14） (72)発明者三原敏夫新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地電気化学工業株式会社青海工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 3CaO・SiO₂含有量60重量％以上のポルト
ランドセメント、無水セッコウ、及びギ酸類を含有して
なるセメント組成物。
【請求項２】 3CaO・SiO₂含有量60重量％以上のポルト
ランドセメント、無水セッコウ、ギ酸類、及びシリカ微
粉末を含有してなるセメント組成物。
【請求項３】請求項１又は２記載のセメント組成物を
含有するコンクリートからなるセメント硬化体。
【請求項４】請求項１又は２記載のセメント組成物を
含有するコンクリートを硬化することを特徴とするセメ
ント硬化体の製造方法。