JPS61178462A - 高強度セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セメント質物質、超微粉高性能減水剤及び水
からなる、硬化収縮の改善された高強度セメント組成物
に関する。

［従来の技術〕 セメント質物質、超微粉としてフェロシリンコン製造時
に副生されるシリカヒユーム、高性能減水剤及び水を使
用し、通常の練シ混ぜ方法により水／（セメント＋超微
粉）比が１２．５〜２０チでも流動性を得ることが可能
であシ、水中養生で１００　ＭＰａ以上の圧縮強度が得
られ、さらに特殊な骨材との組み合せにより１７０〜２
００　ＭＰａの圧縮強度が可能であることが知られてい
る（特公表昭５５−５００８６３　、特公表昭５７−５
００６４５　）。

しかしながら、上記組成においては、硬化収縮が大きい
と云う欠点を有し、特に製品の製造に際しては、硬化収
縮に伴う寸法変形、ひびわれなどが問題となっている。

一方、高炉スラグ、フライアッシュなどは混和材として
広範に、例えばマスコンクリート及び水理構造物に利用
されているものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、上記高強度セメント組成物の硬化収縮の
大きい欠点を改善すべく種々検討を加えた結果、オパー
ル質珪石、高炉スラグ及びフライアッシュの微粉砕品を
用いることにより、硬化収縮が少なく高強度なセメント
を得ることが可能であることを見い出し本発明を完成す
るに到った。

〔問題点を解決する手段〕

即ち本発明はセメント質物質、超微粉高性能減水剤及び
水を主成分とする高強度セメント組成物において、超微
粉がオパール質珪石、高炉スラグもしくはフライアツシ
の粉砕品であることを特徴とする高強度セメント組成物
である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明でいうセメント質物質とは、普通早強、超早強白
色もしくは、耐硫酸塩等各種ポルトランドセメント、さ
らには高炉スラグ、フライアッシュ等を混合した混合セ
メントなどが一般に用いられる。但し、混合セメントに
おいては、一般的な養生方法では長期に亘って反応が継
続するため安定性と云う面では好ましくなく、反応を促
進させる高温養生等を併用すあ必要がある。また、さら
に膨張セメントを用いて収縮補償したり、急硬セメント
を用いて短時間に所要強度を発現させたり、石膏系の高
強度混和材を併用することもできる。

膨張セメントの膨張成分としては、エトリンガイト系の
もの、例えば電気化学工業（株）裂開品名ｒｃｓＡす２
０」、又は焼成ＣａＯが好ましく、焼成ＣａＯ中でも１
１００〜１３００℃で焼成され、平均結晶径が１０μ以
下のものが好ましい。

急硬セメントの急硬成分としてはカルシウムアルミネー
ト系のものがよく、例えばアルミナセメントやアルミナ
セメントと石膏の組み合せたものおよび電気化学工業（
株）裂開品名「デンカＱＴＪや小野田セメント（株）裂
開品名「ジェットセメント」などが用いられる。

また、高強度混和材は石膏系のものであり、例えば電気
化学工業（株）裂開品名「テン力Σ−１０００」、日本
セメント（株）裂開品名「アサノスパーミックス」、大
阪上メン）　（株）裂開品名「ノンクレープ」等が有効
である。

本発明で使用する超微粉は、セメント質物質（平均粒径
２０〜３０μ程度）の少なくとも１オーダー細かい平均
粒径を有するものであり、例えば、オパール質珪石、高
炉スラグ及びフライアッシュの微粉砕品が挙げられる。

なお、従来より粉砕にはボールミル、振動ミル等の各種
粉砕機が使用されているが、本発明の目的のためには好
ましくは、衝撃板にマツハ２．５以上の超音速流で連続
的かつ自動的に供給した粉体を衝突させる超音速ジェッ
トミルがよい。さらに、これに分級器を付属させること
により、セメント質物質の平均粒径より１オーダー〜２
オーダー細かいものを選択的に得ることが可能である。

また、前処理として通常の粉砕に用いられているボール
ミル、振動ミル等によってセメント質物質の粒子と同程
度の平均粒径としておくことが粉砕効率等の面から好ま
しい。

超微粉の使用量はセメント質物質６０〜９５重量部に対
して好ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくはセメ
ント質物質６５〜９０重量部に対し１０〜３５重量部で
ある。５重量部未満では高強度を得ることが不可能であ
シ、又４０重量部を越えると混線物の流動性が低下し、
成形することが困難であり、かつ強度発現も不充分とな
る。また、超微粉として７工ロシリコン製造時に副生ず
るシリカヒユームを上記超微粉に加えることも可能であ
り、オパール質珪石、フライアッシュ、高炉スラグの微
粉砕品１００重量部に対し、シリカヒュム０〜７５重量
部吃ある。オパール質珪石、フライアッシュおよび高デ
スラグに対するシリカヒユーム添加量が７５重量部より
大であると、硬化収縮の改善にはあまり効果がない。

本発明における高性能減水剤とはセメントに多量添加し
ても凝結の過遅延や過度の空気連行を伴なわない分散能
力の大きな界面活性剤であって、例えばナフタリンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮金物の塩、メラミンスルホン
酸ホルム７″ アルデヒド縮合物の塩、高分子量リガニンスルホン酸塩
、ポリカルボン酸塩等を主成分とするものがあげられる
。高性能減水剤の使用量は、従来、セメント質物質に対
し固形分として０．３〜１重量−が使用されているが、
本発明においては、それよりも多量に添加することが好
ましく、１〜５重量部が更に好ましい。高性能減水剤は
、混線物を低水／（セメント＋超微粉）比で得るために
必要なものであシ、１０重量部を超えると硬化反応にか
えって悪影響を与える。

このような高性能減水剤の使用量において、超微粉を組
み合せることによシ、水／１セメント＋超微粉）比が２
５−以下でも通常の方法により成形可能な流動性のある
混線物を得ることができる。

本発明で使用する水は成形上必要なものであり、高強度
硬化体を得るためにはできるだけ少量で良く、セメント
質物質と超微粉との混合物１００重量部に対し水１２．
５〜３０重量部が好ましく、１５〜２８重量部が更に好
ましい。水量が３０重量部より多いと高強度硬化体を得
ることが困難であり、１２．５重量部よシ少ないと通常
の流し込み等の成形が困難となる。なお、圧密成形等に
おいては、これに制限されるものではなく１２．５重量
部より少ない場合においても成形が可能となる。

骨材としては従来よシ一般のコンクリートを調合する際
に使用されているもので良いが、より硬質なものであっ
て、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７００ｇ！４〜以上さらに好ましくは８０〔躬−
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上で有効である。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、ローノン石、コランダム、ツェナサイト、ス
ピネル、緑柱石、全縁石、電気石、花岡岩、紅柱石、十
字石、ジルコン、焼成ボーキサイト、炭化硼素、炭化タ
ングステン、フェロシリコンナイトライド、窒化硅素、
溶融シリカ、電融マグネシア、炭化硅素、立方晶窒化硼
素等がある。

骨材の添加量は、セメント質物質１００重量部に対して
５００重量部程度までである。

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、スチール繊維、ステンレス繊維、石綿や
アルミナ繊維などの各種天然および合成鉱物繊維、炭素
繊維、ガラス繊維、及びポリプロピレン、ビニロン、ア
クリロニトリル、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、補強として従来よシ用いら
れている鋼棒やＦＲＰロッド棒を用いることも可能であ
り、特に大盤の組み立て定盤に・　おいてはなくてはな
らないものである。

また、他の機能、例えば摺動性を付与するものとして二
硫化モリブデン、六方晶窒化硼素などの、云わゆる固体
潤滑剤を配合することも可能であり、さらには油しみ込
み性のあるカーボンなどを用いることも可能である。

その他、熱伝導性、電気伝導性などの特殊な性能を付与
するものを配合させることも可能である。上記各材料の
混合および、混線方法は均一に混合及び混線できれば、
いずれの方法でも良く、添加順序にも特に制限されるも
のではない。

成形物の養生は各種の養生方法が可能であシ常温養生、
常圧蒸気養生、高温高圧養生、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
を行なって高強度硬化体を得ることもできる。

〔実施例〕

以下実施例にて詳細に説明する。

参考例 市販の高炉スラグ粉末、フライアッシュおよびオパール
質珪石を用い各々粉砕を行なった。

オパール質珪石については、ボールミルにてブレーン値
３．２００ｃｄ／ＩＩまで粉砕し、１０５℃にて乾燥し
たものを試料としたが、他のものについては市販品をそ
のｔま用いた。

使用した粉砕機は、粒子が衝突板へ超音速気流とともに
衝突する型のもので、超音速ジェットミル１式（日本ニ
ューマチツク工業製）を用い、さらに分級機（Ｄａ−Ｕ
Ｎ、日本ニューマチツク工業製）を組み合せたＩＤ５−
２型を使用した。比較のため粒子同志を衝突させ粉砕す
る超音速ジェット粉砕機（ＰＪＭ−１００、日本一ニー
マチック工業）を用いた。なお、レーザー光散乱法（マ
イクロトラック）により粒度分布を測定し、重量で５０
−に相当するｄｌｏをもって平均粒径とした。測定を時
々実施し目的の平均粒径となるまで粉砕を行なった。結
果を表−１に示す。

表　　−１ 〈使用材料〉 フライアッシュ：電源開発磯子発電所産オパール質珪石
：鹿児島県硫黄島産 高炉スラグ：名古屋エスメント製商品名「エスメント」 〔実施例１〕 参考例において粉砕したものを用い表−２の配合により
、真空オムニミキサーで混線を行なった。その時のテー
ブルフローおよヒ４Ｘ４Ｘ１６ａ＋ｓ−な流動性のある
混合物を得ることができたが、Ｎｉｌおよび２は流動性
が悪く、均一なものを得ることは難しい。結果を表−３
に示す。

表−２（重量部） 〈使用材料〉 セメント：白色ポルトランドセメント（秩父セメント製
） 骨材：５号珪砂モース硬度７．５ 高性能減水剤：β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
縮合塩系の商品名 ）セルフ０−１１０ＰＪ　（第一工業ａ薬製）表　　−
３ 〔実施例２〕 実施例１と同一の配合を用いて、真空オムニミキサーで
練り混ぜた後、φ１１０Ｘ２０のシリンダーに該モルｊ
ルを充てんし、上部にシリコーンオイル層を形成させ、
マイクロメーターで硬化収縮を経時的に測定し、１日後
の値の１０備に対する割合をもって硬化収縮量（チ）と
した。

また、圧縮強度は４★４Ｘ１６ｃＩｎの供試体を作製し
、ビニール袋で密封したものを５０℃で２４時間養生後
、さらに１８０℃で３ｈのオートクレーブ養生を実施し
測定した。なお、その際の昇温速度は６０℃／ｈ　とし
た。結果を表−４に示す。

表　　−４ 比較例１ 超微粉にシリカヒユームを使用したこと以外は実施例２
と同様に行った。結果を表−４に併記する。

〔実施例３〕 実施例２と同様の試験方法において、シリカヒユームと
参考例の超微粉を組み合せて超微粉として使用した。

結果を表−５に示す。

表　　−５ 〔実施例４〕 参考例における超微粉Ｎａ３を用い、表−６のように配
合し真空オムニミキサーで混練し、テーブルフローおよ
び４Ｘ４Ｘ１６ｃｆｒ１の供試体における材令２８日の
圧縮強度を測定した。なお硬化収縮は実施例２と同様の
方法により、φｌ　ＯＸ２　ＱｔｙＲのシリンダー中に
モルタルを充てんし、マイクロメータにより測定した。

表　　−６ 〔発明の効果〕 以上のごとく本発明のように、オパール質珪石、高炉ス
ラグ、フライアッシュ等の超微粉を用いることにより、
硬化収縮の少ない、高強度セメント硬化体の提供が可能
であり、従って各種工業機材等の製品を、この組成物に
より製造した場合には硬化収縮にともなう寸法変形、ひ
びわれ等の改善に極めて有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント質物質、超微粉、高性能減水剤及び水を主成分
   とする高強度セメント組成物において、超微粉がオパー
   ル質珪石、高ろスラグもしくはフライアッシュの粉砕品
   であることを特徴とする高強度セメント組成物。