JPH0967156A

JPH0967156A - セメント系水硬性組成物、その硬化物およびその製法

Info

Publication number: JPH0967156A
Application number: JP8142894A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yoshida; 一男吉田; Hiromi Yuzawa; 広美湯沢
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】セメント系水硬性組成物と、それから得られ
るセメント系硬化物およびその製法を提供すること。【解決手段】この組成物は、セメント１００重量部
と、それに対して比表面積３，６００〜２５，０００ｃ
ｍ²／ｇで平均粒子径が１〜２０μｍの結晶質珪石微粉
末１０〜１００重量部と、減水剤、骨材および水硬性セ
メントと結晶質珪石微粉末の和に対する重量割合を０．
１〜０．３に調整した水を配合したものである。そして
この組成物を混練し、遠心力または振動によって締め成
形して硬化することによりセメント系硬化物が得られ
る。【効果】シリカダストなどの高価な超微粒子を用いな
くても、小さい水／結合材比において混練後の高い流動
性を有する組成物が得られ、その組成物を使用すること
により、成形加工性が良く、なおかつ高い圧縮強度のセ
メント系硬化物となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメント系水硬性
組成物、それから得られる高い圧縮強度を有するセメン
ト系硬化物およびその製法に関するものである。外壁、
床、屋根、内装、型枠、机、テーブル、椅子、パイル、
ポール、ヒューム管、電柱等のコンクリート二次製品の
強度増強に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート製品またはモルタル製品の
ようなセメント系硬化物の圧縮強度は、その原料である
セメント系水硬性組成物の配合時における結合材に対す
る水の割合（水／結合材比）を小さくし、構成する粒子
を均一かつ緻密に充填することにより向上することが知
られている。しかしセメント系水硬性組成物の配合にお
いて、結合材に対する水の割合を小さくするほど、混練
後の流動性が低下し、セメント系水硬性組成物を構成す
る粒子を均一かつ緻密に充填することが困難になる。そ
こで、高圧縮強度のセメント系硬化物を得るためには、
従来からニーダーのような高せん断力を有する混練と加
圧などにより強制的に成形する手段を併用する方法が取
られている。

【０００３】ところが、高せん断力を有する混練や加圧
などの強制的な成形を行うには、高価な設備と多大のエ
ネルギー消費を必要とし、経済的なコンクリート製品の
製造方法としては問題がある。そこで、これら高いせん
断力を有する混練や加圧などの強制的加工を特に加えな
くても、小さい水／結合材比においてセメント系水硬性
組成物の高い混練後の流動性が得られ、そのために高圧
縮強度のセメント系硬化物が得られる水硬性材料の組成
が、特公昭６３−５９１８２号公報によって提案されて
いる。

【０００４】その組成は、粒径０．００５〜０．５μｍ
の無機固体粒子Ａ、例えばシリカダストと、粒径０．５
〜１００μｍのセメント粒子Ｂと、水および表面活性分
散材、例えばマイティ（登録商標）を含むものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報で使用
されるセメント系水硬性組成物において、シリカダスト
などの超微粒子は非常に高価であって、通常の商業的な
セメント系用途には使いにくい。また超微粉であるた
め、大量に使用する場合にハンドリングの問題があり、
さらに凝集を起こし易いために原料としての長期保存が
困難であるという問題もある。

【０００６】また、シリカダストを用いて遠心成形コン
クリートを作製すると、シリカダストが非常に超微粒子
であるため、保水性が高く、遠心成形を行っても余剰水
がスラリーとともに管内面に押し出されにくい。遠心成
形では、この余剰水がスラリーとともに押し出されるこ
とによって、コンクリート組成物中の水分が少なくな
り、保形性が出る。ところがシリカダストを用いた場
合、遠心成形を行っても、余剰水がスラリーとともに押
し出されにくいため、遠心成形後の保形性が悪く、遠心
成形の円柱中空部がゆがむという問題点がある。

【０００７】そこで本発明は、このようなシリカダスト
など高価な超微粒子を用いなくても、小さい水／結合材
比において混練後の高い流動性を有し、それを使用する
ことによって高いせん断力を有する混練や加圧などの強
制的加工を特に加えずとも、高圧縮強度のセメント系硬
化物の得られる水硬性組成物を提供することと、および
それを成形硬化して得られる高圧縮強度のセメント系硬
化物を提供することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のセメント系水硬性組成物は、セメント、結晶質珪石
微粉末、減水剤、骨材および水を含有する。そして比表
面積が３，６００〜２５，０００ｃｍ²／ｇで且つ平均
粒子径が１〜２０μｍの結晶質珪石微粉末をセメント１
００重量部に対して１０〜１００重量部配合し、さらに
セメントと結晶質珪石微粉末の和に対する水の重量割合
を０．１〜０．３として配合することを特徴とするもの
である。

【０００９】また、本発明のセメント系硬化物は、上記
セメント系水硬性組成物を遠心力または振動によって締
め固め成形し硬化して圧縮強度が１２５ＭＰａ以上とし
たものであり、好ましい応用例としては、例えば杭があ
げられる。一般にシリカ微粉末を除く殆どの無機質微粉
末の混和材は、セメントとのポゾラン反応性が悪く、高
強度化に寄与しないことが分った。さらにシリカ微粉末
の内、非結晶質のシリカはセメントとのポゾラン反応性
は良いが、シリカダスト以外の非結晶質のシリカを混和
した場合には、圧縮強度は混和しない場合と殆ど変わら
ず、高強度化に対しての効果は見られない。

【００１０】しかし本発明のように、セメント系水硬性
組成物に結晶質珪石微粉末を用いた場合においては、セ
メントとのポゾラン反応性も良く高圧縮強度のセメント
系硬化物を得ることができる。その理由は、非結晶質の
シリカ微粉末でも結晶質珪石でも比表面積が同程度であ
れば、セメントとの反応性は同程度であり、未反応のシ
リカ部分の強度が非晶質シリカでは弱く結晶質では強い
ためであると考えられる。非結晶質のシリカの内シリカ
ダストを混和した場合、結晶質珪石微粉末を混和したも
のと同等の圧縮強度が得られる。その理由は、シリカダ
ストの比表面積が本発明で使用した結晶質珪石微粉末に
比べかなり大きいため、セメントとのポゾラン反応性が
高く、硬化後に強度の弱い未反応の非晶質シリカが残っ
ていないためであると考えられる。

【００１１】しかしシリカダストを混和した場合には、
高価であり商業的なセメント系用途には使いにくいとい
う問題だけでなく、遠心締め固めした場合、締め固め後
の保形性が低下するという問題がある。パイルなどの杭
の製造工程では、横置きして回転させる型枠内にセメン
ト系水硬性組成物を投入し、該組成物の層をほぼ均一な
厚さにした後、高速回転によって締め固める作業を行
う。その際、遠心力の作用で、組成物中の余剰水がスラ
リーとともに管内面に押し出され、排出できるために、
仕込みの水／結合材比より小さい水／結合材比を有する
セメント系硬化物を得ることができる。このような遠心
力による余剰水の排出により、一般的には強度が向上す
る。

【００１２】なお特公昭６４−７０２４号公報に提案さ
れている活性白土やセメント工場の粉じんのような無機
微粉末を組成物中に添加すると、スラリーとともに遠心
力の作用で管内面に押し出される余剰水の排出が防止さ
れる。このような余剰水の排出防止は廃棄物処理を軽減
する目的では好ましいが、高強度化に対しては逆に好ま
しくない方向である。それに対して本発明における結晶
質珪石微粉末が組成物中の余剰水を有効に排出して硬化
物を得るのは、活性白土やセメント工場の粉じんに比べ
て結晶質珪石微粉末の保水性が少なく、遠心力により余
剰水が排出されやすいためと考えられる。

【００１３】遠心成形コンクリートでは、結合材と骨材
の遠心力のかかり方が異なるため、骨材と結合材の分離
が起こり易い。この骨材と結合材の分離は、主に粒子径
が違うと粒子移動速度が異なるため起こる。よって、粒
子径の差が大きい粗骨材と結合材の間で分離が甚だし
く、その分離により硬化物において、結合材と粗骨材の
間に隙間が観察される。この隙間は、圧縮強度低下の原
因になる。

【００１４】本発明で高い圧縮強度が得られる理由は、
粗骨材の大きさを小さくすることにより、遠心力によっ
てできる硬化物の結合材と粗骨材の間の隙間を小さくす
ることができるためと考えられる。通常の遠心コンクリ
ートの配合は、８０ｍｍのふるいを通過して１０ｍｍの
ふるいを通らない骨材の割合が３５〜５０重量％程度で
あるが、本発明では、８０ｍｍのふるいを通過して１０
ｍｍのふるいを通らない骨材の割合を１５重量％より少
なくすることにより、圧縮強度１４０ＭＰａ（１４２８
ｋｇ／ｃｍ²）以上のセメント系硬化物を得ることがで
きる。

【００１５】また、カルシウム・サルホ・アルミネート
を混和すれば、遠心コンクリートの廃棄物であるスラリ
ーが、低減できることを見いだした。カルシウム・サル
ホ・アルミネートを、セメントと結晶質珪石微粉末の和
に対して０．５〜５重量％添加することにより、圧縮強
度を低下させずに、スラリー量を約半減できる。これは
カルシウム・サルホ・アルミネートが水分を吸収して、
結晶水を含んだエトリンガイド系化合物になり易いた
め、これを添加することにより水分を多く含んだスラリ
ーが出にくいためと考えられる。通常、吸水剤を添加す
ると吸水剤自体の強度が弱いため、圧縮強度低下の原因
になるが、カルシウム・サルホ・アルミネートを添加し
た場合には、生成物のエトリンガイド系化合物の強度が
高いため、強度低下が抑えられる。

【００１６】配合物の混練機は、特に限定しないが、２
軸強制かくはんミキサー、アイリッヒミキサー、オムニ
ミキサーなどを用いることができる。以下、本発明の構
成を詳しく説明する。本発明のセメント系水硬性組成物
に使用されるセメントは、限定しないが普通ポルトラン
ドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルト
ランドセメント、中庸ポルトランドセメント、耐硫酸セ
メント、低熱セメントなどが好ましい。

【００１７】組成物におけるセメントの配合量は固形分
１００重量部に対して５〜６０重量部、好ましくは１０
〜４０重量部程度である。また、減水剤の種類は特に限
定しないが、一般にコンクリート用として市販されてい
るナフタレンスルホン酸系の減水剤（例えば商品名マイ
ティー１５０）、芳香族多環縮合物スルホン酸塩系の減
水剤（例えば商品名ポゾリス１４００）、ポリカルボン
酸系の減水剤（例えば商品名サンフローＨＳー７００）
などを使用することができる。組成物における減水剤の
配合量は結合材分１００重量部に対して０．５〜８重量
部、好ましくは２〜５重量部程度である。

【００１８】さらに骨材としては、従来のコンクルート
に使用されている砂岩砕砂、川砂のような細骨材、およ
び／または砂岩砕石、川砂利のような粗骨材を使用する
ことができる。組成物における骨材の配合量は一般に固
形分１００重量部に対して４０〜９５重量部が好まし
く、６０〜９０重量部がさらに好ましい。なお細骨材と
粗骨材の両者を使用する場合には、全骨材に対して細骨
材の配合量を２０〜９０重量％、好ましくは３５〜８０
重量％程度がよい。

【００１９】硬化物の圧縮強度１４０ＭＰａ以上の遠心
コンクリートを得るためには、８０ｍｍのふるいを通過
して１０ｍｍのふるいを通らない骨材の割合を１５重量
％より少なくすることが好ましく、８０ｍｍのふるいを
通過して１０ｍｍのふるいを通らない骨材の割合を８重
量％より少なくすることがより好ましい。ここで言う細
骨材とは、ＪＩＳＡ０２０３のコンクリート用語
で定義されている粗粒率が３．５より小さいものを言
い、ここで言う粗骨材とは、粗粒率が３．５以上のもの
を言う。

【００２０】さらに、組成物の水の配合割合を、セメン
トと結晶質珪石微粉末の和に対する重量割合で０．１〜
０．３とすることが好ましく、セメントと結晶質珪石微
粉末の和に対する重量割合で０．１５〜０．２５とする
ことがより好ましい。本発明において結晶質珪石微粉末
とは、結晶質酸化珪素（ＳｉＯ₂）の含有量が５０重量
％以上のもの言う。また、ここで結晶質酸化珪素とは、
最大粒径50ミクロンの試料に標準物質として最大粒径50
ミクロンのルチル型結晶の酸化チタンを内割りで１０％
混入してＸ線回折分析用試料を作り、Ｘ線回折分析を行
った場合に酸化珪素の結晶であるｑｕａｒｔｚの（１０
１）面に相当するｄ＝３．３４オングストロームと（１
００）面に相当するｄ＝４．２６オングストロームの両
方のピークの大きさが、ルチル型結晶の酸化チタンの
（１００）面に相当するｄ＝３．２５オングストローム
のピークの大きさより大きなものを言う。

【００２１】結晶質珪石微粉末の比表面積は、３，６０
０〜２５，０００ｃｍ²／ｇである必要があり、７，０
００〜２５，０００ｃｍ²／ｇが好ましい。また、平均
粒子径は、１〜２０μｍである必要があり、より好まし
くは１〜５μｍである。ここで言う比表面積は、ブレー
ン法で測定した比表面積である。測定は、ＪＩＳＲ
５２０１に準じる。

【００２２】ここで言う平均粒子径とは、通常用いられ
る粒子径分布測定装置で得られた体積相当径分布曲線を
もとにして求めたメジアン径をいう。ここで言う結合材
とは、水硬性セメントと比表面積が水硬性セメントより
小さいものを言う。ここで言うカルシウム・サルホ・ア
ルミネートとは、水酸化カルシウム（Ｃａ０）の含有量
が２０〜４０重量％、三酸化硫黄（ＳＯ₃）の含有量が
１０〜３０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の含
有量が５〜１０重量％の混合物または化合物を言う。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例および比較例を説明す
る。以下の実施例では、つぎのような仕様のセメント、
骨材、減水剤を使用した。（１）水硬性セメント：使用した化学組成の異なるＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの３種のセメントの物性と化学組成を表１に
示す。Ａは、普通ポルトランドセメント、Ｂは、耐硫酸
セメント、Ｃは、低熱セメント、Ｄは早強セメントであ
る。

【００２４】

【表１】

【００２５】（２）結晶質珪石微粉末：比表面積の異な
るＫ、Ｌ、Ｍ、Ｎの４種であり、それらの物性を表２
に、化学組成を表３に示す。表２における平均粒径は、
レーザー回折式粒度分布計を用いて、体積相当径分布を
測定し、その分布曲線より求めたメジアン径である。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】さらにこれら結晶質珪石微粉末のＸ線回折
分析による結果を表４に示す。使用したＸ線回折分析装
置は、（株）理学電機ＲＵ−２００Ｂである。Ｘ線回
折分析の試料は、最大粒径５０ミクロンに調整した結晶
質珪石微粉末試料に、標準物質として最大粒径５０ミク
ロンのルチル型結晶の酸化チタンを内割りで１０％混入
して作った。いずれの結晶質珪石微粉末のＸ線回折スペ
クトルも、酸化珪素の結晶であるｑｕａｒｔｚの（１０
１）面に相当するｄ＝３．３４オングストロームと（１
００）面に相当するｄ＝４．２６オングストロームの両
方のピークのカウント数の大きさが、ルチル型結晶の酸
化チタンの（１００）面に相当するｄ＝３．２５オング
ストロームのピークのカウント数の大きさより大きい。

【００２９】

【表４】

【００３０】（３）骨材：最大寸法５ｍｍ、比重２．６
２、粗粒率２．５３の川砂の細骨材および最大寸法２０
ｍｍ、比重２．６５、粗粒率６．８３の山砕石の粗骨材
を用いた。用いた粗骨材の８０ｍｍのふるいを通過して
１０ｍｍのふるいを通らない重量割合は、全粗骨材に対
して７６重量％である。（４）減水剤：花王株式会社製のマイティー１５０を用
いた。

【００３１】

【実施例１】実施例の材料を用いて配合したものを表
５、表６、表７、表８に示す。表５、表６、表７、表８
では、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのセメントを用いた配合
を示した。この配合物は強制撹はんミキサーにより混練
した。混練後のモルタルのワーカビリティー試験は、Ｊ
ＩＳＲ５２０１で規定されているモルタルのフロー
試験法に準じて行った。モルタルのフロー試験で、フロ
ー値１５０ｍｍから２３０ｍｍのものは、ワーカビリテ
ィーが良く、良い型枠成形性を得たため、フロー値を１
５０ｍｍから２３０ｍｍになるように、組成物の配合を
調整した。混練した組成物を寸法４０×４０×１６０ｍ
ｍの型枠中の２回に分けて詰め、振動台（振動数：６０
００ｒｐｍ、振幅：０．８ｍｍ）により２分間締め固め
て成形して試験体を作成した。

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】

【表７】

【００３５】

【表８】

【００３６】次に常温で２時間の前置きをした後、さら
に７５℃で５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃
で４時間のオートクレーブ養生を行った。硬化物の圧縮
強度試験はオートクレーブ養生直後にＪＩＳＲ５２
０１（セメントの物理試験方法）に従って行った。ワー
カビリティー試験の結果と圧縮強度の結果を表９、表１
０、表１１、表１２に示す。表９、１０、１１、１２で
は、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのセメントを用いた配合で
の結果を示す。表９、表１０、表１１、表１２に示した
圧縮強度は、同様の方法で試験体を６作成して、それぞ
れ圧縮強度試験を行った平均値である。

【００３７】

【表９】

【００３８】

【表１０】

【００３９】

【表１１】

【００４０】

【表１２】

【００４１】

【実施例２】実施例と同様の材料を用いて、表１３、表
１４、表１５、表１６に示す配合で実施例１と同様にし
て混練をした。表１３、表１４、表１５、表１６では、
それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのセメントを用いた配合を示し
た。

【００４２】

【表１３】

【００４３】

【表１４】

【００４４】

【表１５】

【００４５】

【表１６】

【００４６】混練後のモルタルのワーカビリティー試験
は、実施例１と同様に組成物フローを測定して行った。
フロー値が１２０ｍｍから２００ｍｍのものは、良い遠
心成形性が得られたため、フロー値を１２０ｍｍから２
００ｍｍになるように、組成物の配合を調整した。この
組成物を遠心成形し、外径２００ｍｍ、厚さ４０ｍｍ、
長さ３００ｍｍの成形体を作製した。遠心成形では、５
Ｇで２分、１０Ｇで２分、１５Ｇで２分、３０Ｇで６分
の各遠心工程を連続して行った。また、遠心成形直後
に、排出したスラリー重量を測定して、仕込み量に対す
る重量％で表したスラリー量を求めた。

【００４７】次いで常温で２時間の前置きをした後、７
５℃で５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４
時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養
生直後にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンクリ
ートの圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行っ
た。ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の結
果を表１７、表１８、表１９、表２０に示す。表１７、
表１８、表１９、表２０では、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
のセメントを用いた配合での結果を示した。表１７、表
１８、表１９、表２０に示した圧縮強度は、同様の方法
で試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験を行っ
た平均値である。

【００４８】

【表１７】

【００４９】

【表１８】

【００５０】

【表１９】

【００５１】

【表２０】

【００５２】

【実施例３】実施例と同様の材料を用いて、表２１に示
す配合で混練をした。なお混練には、細骨材、水硬性セ
メント、結晶質珪石微粉末、水および減水剤を予め混練
した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに粗骨材を添
加して混練した。混練後の組成物のワーカビリティー試
験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されているコンクリ
ートのスランプ試験法に準じて行った。

【００５３】

【表２１】

【００５４】この組成物をＪＩＳＡ１１３２（コン
クリートの強度試験体の作り方）によって成形して直径
１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱体を作製した。次いで常
温で２時間の前置きをし、さらに７５℃で５時間蒸気養
生をした後、脱型して１８０℃で４時間のオートクレー
ブ養生を行った。オートクレーブ養生直後にＪＩＳＡ
１１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）に従っ
て圧縮強度試験を行った。ワーカビリティー試験の結果
と圧縮強度の結果を表２２に示す。表２２に示した圧縮
強度は、同様の方法で試験体を３個作成して、それぞれ
圧縮強度試験を行った平均値である。

【００５５】

【表２２】

【００５６】

【実施例４】実施例と同様の材料を用いて、表２３に示
す配合で混練をした。この配合では、８０ｍｍのふるい
を通過して１０ｍｍのふるいを通らない骨材の割合が全
骨材に対して４２重量％である。細骨材、水硬性セメン
ト、結晶質珪石微粉末、水および減水剤からなる組成物
を予め混練した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに
粗骨材を添加して混練した。混練後のモルタルのワーカ
ビリティー試験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されて
いるコンクリートのスランプ試験法に準じて行った。

【００５７】

【表２３】

【００５８】この組成物を遠心成形し、外径２００ｍ
ｍ、厚さ４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの成形体を作製し
た。遠心成形は、５Ｇで２分、１０Ｇで２分、１５Ｇで
２分、３０Ｇで６分の各遠心工程を連続して行った。ま
た、遠心成形直後に、排出したスラリー重量を測定し
て、仕込み量に対する重量％で表したスラリー量を求め
た。次いで常温で２時間の前置きをし、さらに７５℃で
５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４時間の
オートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養生直後
にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンクリートの
圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行った。ワ
ーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の結果を表
２４に示す。表２４に示した圧縮強度は、同様の方法で
試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験を行った
平均値である。

【００５９】

【表２４】

【００６０】

【実施例５】粗骨材以外は実施例と同様の材料を用い
た。実施例５では小さいサイズの粗骨材を用いて、８０
ｍｍのふるいを通過して１０ｍｍのふるいを通らない骨
材の割合が全粗骨材に対して１５重量％より少なくなる
ようにした。使用したサイズの異なるＸ、Ｙの２種類の
粗骨材の物性を表２５に示す。表２５のＤ％とは、８０
ｍｍのふるいを通過して１０ｍｍのふるいを通らない粗
骨材の全粗骨材に対する重量％である。

【００６１】

【表２５】

【００６２】なお本実施例で使用したセメントの種類
は、実施例で使用したＡのセメントである。また、本実
施例で使用した結晶質珪石微粉末は、実施例で使用した
Ｌの結晶質珪石微粉末である。表２６に配合を示す。表
２６のＲ％は、８０ｍｍのふるいを通過して１０ｍｍの
ふるいを通らない骨材の全骨材に対する重量％である。

【００６３】

【表２６】

【００６４】混練では、細骨材、水硬性セメント、結晶
質珪石微粉末、水および減水剤からなる組成物を予め混
練した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに粗骨材を
添加して混練した。混練後のモルタルのワーカビリティ
ー試験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されているコン
クリートのスランプ試験法に準じて行った。この組成物
を遠心成形し、外径２００ｍｍ、厚さ４０ｍｍ、長さ３
００ｍｍの成形体を作製した。遠心成形は、５Ｇで２
分、１０Ｇで２分、１５Ｇで２分、３０Ｇで６分の各遠
心工程を連続して行った。また、遠心成形直後に、排出
したスラリー重量を測定して、仕込み量に対する重量％
で表したスラリー量を求めた。

【００６５】次いで常温で２時間の前置きをし、さらに
７５℃で５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で
４時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレーブ
養生直後にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンク
リートの圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行
った。ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の
結果を表２７に示す。表２７に示した圧縮強度は、同様
の方法で試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験
を行った平均値である。

【００６６】

【表２７】

【００６７】

【実施例６】カルシウム・サルホ・アルミネート（以後
ＣＳＡと記す）以外は実施例５と同様の材料を用いた。
ＣＳＡは、スラリー量を減少させる混和材として使用し
た。使用したＣＳＡの物性と化学組成を表２８に示す。

【００６８】

【表２８】

【００６９】なお本実施例で使用したセメントの種類
は、実施例で使用したＡのセメントである。また、本実
施例で使用した結晶質珪石微粉末は、実施例で使用した
Ｌの結晶質珪石微粉末である。本実施例で使用した粗骨
材は、実施例５で使用したＹの粗骨材である。本実施例
における実施例５に定義したＲ％は、１．４重量％であ
る。本実施例におけるＣＳＡ添加量は、セメントと結晶
質珪石微粉末の和に対して０．５〜５重量％である。表
２９に配合を示す。混練では、細骨材、水硬性セメン
ト、結晶質珪石微粉末、水および減水剤からなる組成物
を予め混練した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに
粗骨材を添加して混練した。混練後のモルタルのワーカ
ビリティー試験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されて
いるコンクリートのスランプ試験法に準じて行った。

【００７０】

【表２９】

【００７１】この組成物を遠心成形し、外径２００ｍ
ｍ、厚さ４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの成形体を作製し
た。遠心成形は、５Ｇで２分、１０Ｇで２分、１５Ｇで
２分、３０Ｇで６分の各遠心工程を連続して行った。ま
た、遠心成形直後に、排出したスラリー重量を測定し
て、仕込み量に対する重量％で表したスラリー量を求め
た。次いで常温で２時間の前置きをし、さらに７５℃で
５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４時間の
オートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養生直後
にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンクリートの
圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行った。ワ
ーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の結果を表
３０に示す。表３０に示した圧縮強度は、同様の方法で
試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験を行った
平均値である。表３０から分かるように、ＣＳＡを混和
することにより圧縮強度を大きく減少させずにスラリー
を少なくすることができる。

【００７２】

【表３０】

【００７３】

【比較例１】結晶質珪石微粉末の変わりに非晶質微粉末
である活性白土またはセメントダストを使用する以外は
実施例と同様の材料を使用して行った。表３１に使用し
た活性白土とセメントダストの物性と化学組成を示し、
これらの非晶質微粉末のＸ線回折分析による結果を表３
２に示す。表３２に示した結果は、実施例と同じＸ線回
折分析装置を用い、実施例と同様の方法でＸ線回折分析
用の試料を作成し、実施例と同様の方法で測定した結果
である。表３２から分かるようにこれらの非晶質微粉末
は結晶質のシリカを殆ど含んでいない。

【００７４】

【表３１】

【００７５】

【表３２】

【００７６】実施例４と同様の方法で表３３に示す配合
で混練をした。

【００７７】

【表３３】

【００７８】上記組成物を実施例４と同様の方法でワー
カビリティー試験、成形体の作製、スラリー量測定、養
生、圧縮強度試験を行った。ワーカビリティー試験、ス
ラリー量、圧縮強度試験の結果を表３４に示す。表３４
に示した圧縮強度は、同様の方法で試験体を３個作成し
て、それぞれ圧縮強度試験を行った平均値である。本比
較例で示したように、非晶質微粉末を添加しても圧縮強
度１２５ＭＰａ以上は得られない。

【００７９】

【表３４】

【００８０】

【比較例２】本比較例では、結晶質珪石微粉末を添加し
ない場合と、大きなサイズの結晶質珪石微粉末を添加し
た場合の振動成形モルタルについて示す。結晶質珪石微
粉末以外は、実施例と同様の材料を用いた。使用した結
晶質微粉末Ｊの物性を表３５に、化学組成を表３６に示
す。表３５における平均粒径は、実施例と同様に求めた
メジアン径である。

【００８１】

【表３５】

【００８２】

【表３６】

【００８３】さらに使用した結晶質珪石微粉末ＪのＸ線
回折分析による結果を表３７に示す。

【００８４】

【表３７】

【００８５】使用したＸ線回折分析装置は、実施例と同
じ（株）理学電機ＲＵ−２００Ｂである。Ｘ線回折分
析の試料は、実施例と同じ方法で作成し、実施例と同じ
方法でＸ線回折スペクトルを測定した。表３７の結晶質
珪石微粉末ＪのＸ線回折結果から分かるように、酸化珪
素の結晶であるｑｕａｒｔｚの（１０１）面に相当する
ｄ＝３．３４オングストロームと（１００）面に相当す
るｄ＝４．２６オングストロームの両方のピークのカウ
ント数の大きさが、ルチル型結晶の酸化チタンの（１０
０）面に相当するｄ＝３．２５オングストロームのピー
クのカウント数の大きさより大きい。

【００８６】表３８に示す配合で実施例１と同様にして
混練をした。混練後のモルタルのワーカビリティー試験
は、実施例１と同様に組成物フローを測定して行った。

【００８７】

【表３８】

【００８８】実施例１と同様に、混練した組成物を寸法
４０×４０×１６０ｍｍの型枠中の２回に分けて詰め、
振動台（振動数：６０００ｒｐｍ、振幅：０．８ｍｍ）
により２分間締め固めて成形して試験体を作成した。次
に常温で２時間の前置きをした後、さらに７５℃で５時
間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４時間のオー
トクレーブ養生を行った。

【００８９】硬化物の圧縮強度試験はオートクレーブ養
生直後にＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方
法）に従って行った。ワーカビリティー試験の結果と圧
縮強度の結果を表３９に示す。表３９に示した圧縮強度
は、同様の方法で試験体を６作成して、それぞれ圧縮強
度試験を行った平均値である。

【００９０】

【表３９】

【００９１】

【比較例３】本比較例では、結晶質珪石微粉末を添加し
ない場合と、大きなサイズの結晶質珪石微粉末を添加し
た場合の遠心成形モルタルについて示す。結晶質珪石微
粉末以外は、実施例と同様の材料を用いた。使用した結
晶質微粉末Ｊは比較例２と同様のものである。

【００９２】表４０に示す配合で実施例１と同様にして
混練をした。混練後のモルタルのワーカビリティー試験
は、実施例１と同様に組成物フローを測定して行った。
実施例２と同様に、フロー値が１２０ｍｍから２００ｍ
ｍになるように、組成物の配合を調整した。

【００９３】

【表４０】

【００９４】この組成物を遠心成形し、外径２００ｍ
ｍ、厚さ４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの成形体を作製し
た。遠心成形では、５Ｇで２分、１０Ｇで２分、１５Ｇ
で２分、３０Ｇで６分の各遠心工程を連続して行った。
また、遠心成形直後に、排出したスラリー重量を測定し
て、仕込み量に対する重量％で表したスラリー量を求め
た。

【００９５】次いで常温で２時間の前置きをした後、７
５℃で５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４
時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養
生直後にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンクリ
ートの圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行っ
た。ワーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の結
果を表４１に示す。表４１に示した圧縮強度は、同様の
方法で試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験を
行った平均値である。

【００９６】

【表４１】

【００９７】

【比較例４】本比較例では、結晶質珪石微粉末を添加し
ない場合と、大きなサイズの結晶質珪石微粉末を添加し
た場合の円柱体コンクリートについて示す。結晶質珪石
微粉末以外は、実施例と同様の材料を用いた。使用した
結晶質微粉末Ｊは比較例２と同様のものである。

【００９８】実施例と同様の材料を用いて、表４２に示
す配合で混練をした。なお混練には、細骨材、水硬性セ
メント、結晶質珪石微粉末、水および減水剤を予め混練
した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに粗骨材を添
加して混練した。混練後の組成物のワーカビリティー試
験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されているコンクリ
ートのスランプ試験法に準じて行った。

【００９９】

【表４２】

【０１００】この組成物をＪＩＳＡ１１３２（コン
クリートの強度試験体の作り方）によって成形して直径
１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱体を作製した。次いで常
温で２時間の前置きをし、さらに７５℃で５時間蒸気養
生をした後、脱型して１８０℃で４時間のオートクレー
ブ養生を行った。オートクレーブ養生直後にＪＩＳＡ
１１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）に従っ
て圧縮強度試験を行った。ワーカビリティー試験の結果
と圧縮強度の結果を表４３に示す。表４３に示した圧縮
強度は、同様の方法で試験体を３個作成して、それぞれ
圧縮強度試験を行った平均値である。

【０１０１】

【表４３】

【０１０２】

【比較例５】本比較例では、結晶質珪石微粉末を添加し
ない場合と、大きなサイズの結晶質珪石微粉末を添加し
た場合の遠心成形コンクリートについて示す。結晶質珪
石微粉末以外は、実施例と同様の材料を用いた。使用し
た結晶質微粉末Ｊは比較例２と同様のものである。

【０１０３】表４４に示す配合で混練をした。この配合
では、１０ｍｍのふるいを通過する骨材の割合が全骨材
に対して４２重量％である。細骨材、水硬性セメント、
結晶質珪石微粉末、水および減水剤からなる組成物を予
め混練した後、強制撹はんミキサーを用いてさらに粗骨
材を添加して混練した。混練後のモルタルのワーカビリ
ティー試験は、ＪＩＳＡ１１０１で規定されている
コンクリートのスランプ試験法に準じて行った。

【０１０４】

【表４４】

【０１０５】この組成物を遠心成形し、外径２００ｍ
ｍ、厚さ４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの成形体を作製し
た。遠心成形は、５Ｇで２分、１０Ｇで２分、１５Ｇで
２分、３０Ｇで６分の各遠心工程を連続して行った。ま
た、遠心成形直後に、排出したスラリー重量を測定し
て、仕込み量に対する重量％で表したスラリー量を求め
た。次いで常温で２時間の前置きをし、さらに７５℃で
５時間蒸気養生をした後、脱型して１８０℃で４時間の
オートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養生直後
にＪＩＳＡ１１３６（遠心力締固めコンクリートの
圧縮強度試験方法）に従って圧縮強度試験を行った。ワ
ーカビリティー試験、スラリー量、圧縮強度の結果を表
４５に示す。表４５に示した圧縮強度は、同様の方法で
試験体を３個作成して、それぞれ圧縮強度試験を行った
平均値である。

【０１０６】

【表４５】

【０１０７】

【発明の効果】以上のように構成した本発明によれば、
シリカダストなどの高価な超微粒子を用いなくても、小
さい水／結合材比において混練後の高い流動性を有する
セメント系の水硬性組成物が得られる。そしてこの組成
物を使用することにより、成形加工性が良く、なおかつ
高圧縮強度のセメント系硬化物を製造できる。本発明の
セメント系水硬性組成物を使用すると、圧縮強度１２５
ＭＰａ（１２７５kg/cm²）以上のセメント系硬化物を容
易に得ることができるため、今までコンクリート杭の設
計基準圧縮強度は８００ｋｇ／ｃｍ²が最高であった
が、本発明により杭の設計基準圧縮強度を１０００ｋｇ
／ｃｍ²以上にまで向上できる可能性がある。この強度
向上により、杭の耐震性能が向上する効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── 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 28/18 14:02 24:20 22:14） 103:30 103:46 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、結晶質珪石微粉末、減水剤、骨
材及び水を含有するセメント系水硬性組成物において、
比表面積３，６００〜２５，０００ｃｍ²／ｇで平均粒
子径が１〜２０μｍの結晶質珪石微粉末をセメント１０
０重量部に対して、１０〜１００重量部配合し、セメン
トと結晶質珪石微粉末の和に対する水の重量割合が０．
１〜０．３として配合してなるセメント系水硬性組成
物。
【請求項２】請求項１のセメント系水硬性組成物を遠心
力または振動によって締め固め成形し硬化した圧縮強度
が１２５ＭＰａ以上のセメント系硬化物。
【請求項３】請求項１のセメント系水硬性組成物を遠心
力または振動によって締め固め成形し硬化することを特
徴とする圧縮強度が１２５ＭＰａ以上のセメント系硬化
物の製法。
【請求項４】８０ｍｍのふるいを通過して１０ｍｍのふ
るいを通らない骨材の割合いが全骨材に対して１５重量
％より少ない骨材を配合して得られる請求項１のセメン
ト系水硬性組成物。
【請求項５】セメントと結晶質珪石微粉末の和に対し
て、カルシウム・サルホ・アルミネート系混和剤を０．
５〜５重量％添加して得られる請求項４のセメント系水
硬性組成物。
【請求項６】請求項４または請求項５のセメント系水硬
性組成物を遠心力によって締め固め成形し、硬化した圧
縮強度が１４０ＭＰａ以上のセメント系硬化物。
【請求項７】請求項４または請求項５のセメント系水硬
性組成物を遠心力によって締め固め成形し、硬化するこ
とを特徴とする圧縮強度が１４０ＭＰａ以上のセメント
系硬化物の製法。
【請求項８】硬化物がパイル、ポール、ヒューム管又は
中空電柱である請求項２又は請求項６のセメント系硬化
物。