JPS61186255A

JPS61186255A - 超高強度セメント硬化体及びその製造方法

Info

Publication number: JPS61186255A
Application number: JP60025205A
Authority: JP
Inventors: 公伸芦田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1986-08-19
Also published as: JPH0522662B2

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、急硬性を有するセメント硬化体、特に超高強
度硬化体及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、超高強度セメント硬化体は、水セメント比を極端
に下げる目的で、多量の高性能減水剤を使用するために
、セメントの凝結時間が通常のセメント硬化体に比較し
て、遅れぎみであった。また、超高強度硬化体は、超高
強度なるがゆえに、極く初期の材令（打設後約２〜６時
間）で通常の作業が十分性なえるだけの強度、すなわち
、通常のコンクリートの２８日強度（約２００ｋｇ／ｃ
Ｉｎ２以上）が要求され、この様な要求を満たすために
急硬材を添加されているが、低水セメント比の超高強度
セメント混練物に急硬材を混ぜるだけでは、極く初期の
強度の発現はあるものの、凝結までの硬化時間（以下可
使時間という）が極端に短かく、実際上、作業するのが
困難となる。また、極く初期の強度を上げるためにアル
カリの炭酸塩または、重炭酸塩を加えることも考えられ
るが、その時はなお一層この可使時間が短かくなるとい
う欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは種々検討の結果、極く初期の材令において
、通常の作業が可能となる程度の強度を発現し、かつ、
最終強度（材令２８日）が超高強度となるセメント硬化
体の組成を見い出すとともに、十分な可使時間の取れる
混練り方法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、本発明の第１の発明はいセメント、急硬材及び超
微粉を含む水硬性物質とオキシカルボン酸類、アルカリ
塩及び高性能減水剤を含有する超高強度セメント硬化体
であり、第２の発明は、セメント、超微粉及び高性能減
水剤を含む混練物Ａと急硬材、オキシカルボン酸類及び
アルカリ塩を含む混練物Ｂを別々に混練し、その後−諸
に混練して超高強度セメント硬化体を製造する方法であ
り、第３の発明は、まずセメントと超微粉と高性能減水
剤を含む混練物を作り、次いでオキシカルボン酸及びア
ルカリ塩を添加して混練し、最後に急硬材を添加して練
り上げる超高強度セメント硬化体の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

セメントは、普通、早強、超早強および白色の各種ポル
トランドセメントが通常使用でき、その他のセメントも
使用できる。

急硬材としては、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩
の混合物が好適に使用される。急硬材の使用量はセメン
ト１００重量部に対して１０〜３０重量部であって、１
０：重量部未満では急硬性の効果を期待しがたく、たと
え急硬しても強度がでにくい。また、３０重量部を越え
て添加した場合、長期的に異常膨張を起す可能性があっ
て好ましくない。

超微粉は、平均粒径がセメントの平均粒径より小さい粉
末であり、成分的な制限は特にないが、水に易溶性のも
のは適当でない。本発明では、シリコン、含シリコン合
金及びジルコニアを製造する際に副生するシリカダスト
（シリカヒユーム）やシリカ質ダストが特に好適であり
、炭酸カルシウム、シリカゲル、オパール質珪石、酸化
チタン、酸化アルミニウムなども使用できる。混練物の
流動性や成形性から超微粉の好ましい量は、セメント１
００ｉｔ部に対して、３〜５０重量部であり、好ましく
は、５〜４０重量部である。５０重量部を越えると混練
物の流動性が著しく低下し、作業する事が困難となる。

また、３重量部未満では、強度アップの効果が期待しが
たい。

本発明でいう水硬性結合剤とは、セメント、超微粉及び
急硬材のことである。

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で分散力が犬である
界面活性剤であって、メラミンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド縮金物の塩、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒ
ド縮金物の塩、高分子量りゲニンスルホン酸塩、ポリカ
ルボン酸塩などを主成分とするものがあげられる。高性
能減水剤の標準使用量は、セメント１００重量部に対し
固形分で０．３〜１重量係であるが、本発明では、それ
よりも多量に添加することが望ましく、好ましくは１０
重量部以下さらに好ましくは、１〜５重量部である。

オキシカルボン酸類とはオキシカルボン酸またはその塩
で、急硬材による可使時間の短縮を緩めるために用いる
もので、例えば、クエン酸、酒石酸及びグルコン酸等ま
たはそれらの塩などが使用できる。使用量は水硬性物質
１００重量部に対して、０．１〜０．５重量部使用する
。０．５重置部を越えると強度発現が極端に遅くなり、
ひいては、強度不足の原因ともなり得る。０．１電縫部
未満では、可使時間を取る事がむづかしく、実質的に作
業が出来ない。

本発明でいうアルカリ塩とはアルカリ土類金属または重
炭酸塩であって、極く初期における強度を高めるために
用いる。例えば、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨｃｏ　３、Ｋ２
ＣＯ３、ＫＨＣＯ３などがある。使用量は、水硬性物質
１００重量部に対して、０．３〜１．５重量部である。

１．５重量部を越えると、混練物の流動性を阻なうのみ
ならず、可使時間が短縮することになり好しくない。ま
た、０．６重量部未満では、強度アップの効果が期待で
きない。

さらに必要に応じ、上記材料の他に骨材を添加すること
ができる。

骨材は、一般の砂、砂利でも可能ではあるが、モース硬
度６以上又はヌーゾ圧子硬度７００ｋｇ／朋２以上の規
準で選定された硬質骨材を使用すれば強度及び弾性率の
向上にきわめて有効である。

硬質骨材としてはモース硬度６以上好ましくは７以上又
はヌープ圧子硬度７００　ｋｇ／ｍｍ２以上のいずれか
の規準で選定されたものを用いる。この規準を満足する
ものを例示すれば、砂石、黄鉄鉱、赤鉄鉱、磁鉄鉱、黄
玉、ローソン石、コランダム、ツェナサイト、スピネル
、緑柱石、全縁石、電気石、花崗岩、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、炭化硅素等がある。

以上の材料の他に、発泡剤や起泡剤を加えて軽量化を計
ることもできる。

以上の材料に水を加えて混練物を得る。作業性の面から
添加水量は水硬性物質１００重量部に対して１３〜６５
重量部であり、好ましくは１５〜３０重量部である。

本発明セメント硬化体を混練りする方法を説明する。

通常の混練り方法、例えば、全材料を一括投入して練る
方法、粉体を空練りした後、水を投入して練る方法、混
練水にオキシカルボン酸またはその塩とアルカリの炭酸
塩または重炭酸塩を溶かした後、粉体を投入して練る方
法などでは、線上りから硬化開始までの可使時間が５分
以下、長くても１０分程度であるため、実用に適してい
なかった。従って、可使時間を長く取れる方法として、
２種類の方法がある。

即ち、セメントを含む混練物Ａと急硬材を含む混練物Ｂ
をそれぞれ別々に混練りした後に、混ぜ合わせることを
特徴とする混練方法である。混練物Ａを練る方法は、セ
メント、超微粉、高性能減水剤および任意量の骨材と混
練水を一括投入した後、混練する方法や、粉体膜人後、
空練りしてから水を投入して練る方法や、混練り水をか
き回しながら粉体を投入していく方法などがあり、混練
り方法には、何ら制限はない。次に混練物Ｂを練る方法
は、混練水にオキシカルボン酸類とアルカリ金属塩を溶
解してから急硬材を投入するか、または、それらを同時
に投入する方法が良い。

そして混練物Ａにおける超微粉の量はセメントｉ　ｏ　
０ｉｘｔ部に対して３〜５０重量部、又高性能減水剤の
量は同様に１〜５重量部であり、混練水は、セメントと
超微粉との合計量に対して１２〜３０重量部である。一
方混練物Ｂにおける急硬材の量は、混練物人中のセメン
ト１００重量部に対して１０〜３０重量部であり、オキ
シカルボン酸類とアルカリ金属塩の量は、混練物Ａ及び
Ｂ中のセメント超微粉及び急硬材の合計！１００重量部
に対して、各々０．１〜０．５型破部及び０．３〜１．
５１耽部である。

以上の方法をとれば、極＜初期における強度が非常に高
いものとなり、可使時間も十分にとれる。

さらに、この方法では、混練水Ａの水量を極力減らし、
その分をＢへ投入できるので、急硬材を含む混練物Ｂの
流動性が良くなり、取り扱いが容易になるという利点も
生まれてくる。

また別の製造方法として次の方法がある。即ち、セメン
ト、超微粉、高性能減水剤、水および任意　・量の骨材
を最初に混練りする。この時の混練り方法には、何ら制
限はない。次に、これにオキシカルボン酸類とアルカリ
金属塩を添加して混ぜた後、急硬材を加えて練る方法で
あって、この方法では、流動性の良い混練物ができるた
め、作業性が大変良くなる。

即ちセメント１００重量部に対して超微粉３〜５０重量
部、高性能減水剤１〜５重量部混練し、その後、セメン
トと超微粉と最後に添加する急硬材の合計量１００重量
部に対し、オキシカルボン酸類０．１〜０．５重量部、
アルカリ金属塩０．３〜［］、５重量部を添加し混練す
る。そして最後に、既に混練したセメント１００重量部
に対して１０〜３０重量部の急硬材を添加して練り上げ
るものである。ここでアルカリ金属塩を０．３〜０．５
重量部にしたのは、この範囲外では流動性が悪化するた
めである。

〔実施例〕

以下、実施例をあげて、更に詳しく説明する。

実施例１表−１に示す配合で実験を行ない、線上り後、６時間、
１日、７日、および２８日における圧縮強度と可使時間
を測定した。結果を表−１に併記する。混練り方法は、
第２の発明の方法とし、混練物Ａは、セメント、超微粉
、両性能減水剤、骨材を空練りした後、水を添加して練
り混ぜ、混練物Ｂは練り混ぜ水にオキシカルボン酸類と
アルカリ金属塩を溶解させてから、急硬材を加えて練り
混ぜた。

比較例１表−１実験腐１１及び１２の配合を用いたこと以外は実
施例１と同様に行った。結果を表−１に併記する。

（使用材料）Ｑセメント二電気化学工業＠）普通ポルトランドセメン
ト・急硬材：電気化学工業（株）部品名ｒＱ’ｒ−１５００ＪＯ超ｅｗニジリカフラワー（フェロシリコン製造時のシ
リカダスト）平均粒径０．１ μ ・細骨材二珪砂（最大粒径５　ｍｍ以下）・粗骨材：１
を梅産硬質砂岩砕石（最大粒径１５＋ｎｍ以下）・オキシカルボン酸類：クエン酸（試薬１級）・アルカ
リ金属塩：炭酸カリウム（試薬１級）・　　水　　二水
道水実施例２実施例１の／Ｉ６２　ｓよびＡｉ　８の配合を用いて、
混練り方法の違いによる可使時間の変化やテーブルフロ
ー値を調べた。／Ｉ６２の結果を表−２に、Ａ２Ｂの結
果を表−３に示す。

〔発明の効果〕

実施例１および実施例２より、本発明は極（初期材令で
作業に十分に必要な強度を発現し、なおかつ、長期的に
は１．０００　ｋｇ／　ｃｍ２近く、あるいは、それ以
上の超高強度を発現するセメント硬化体を提供できるこ
とがわかり、また、十分な可使時間をとり、実際の作業
の迅速化、効率の改善、安全性の向上等がはかれ、ひい
ては、工期の短縮、経費の削減ができるという効果があ
る。

本発明のセメント硬化体とその混練方法は、各種グラウ
ト、逆打ちモルタルやコンクリート、道路の床版・橋梁
・橋脚などの補修、構造物の打継部や接合部、機械や鉄
骨などの基礎、鉄道などの道床や枕木、プラットホーム
、海洋又は水中構造物、耐摩耗や重量物運搬などの床、
プレス機やその褒込め、タイルやボーＰ類、美術品など
の母材、機械ベッドや定盤、摺動面やベアリングなどの
滑り材等幅広い用途が開けている。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水硬性物質、オキシカルボン酸類、アルカリ金属
塩及び高性能減水剤からなる超高強度セメント硬化体で
あつて、該水硬性物質がセメント１００重量部に対し急
硬材１０〜３０重量部及び超微粉３〜５０重量部からな
ることを特徴とする超高強度セメント硬化体。
（２）セメント１００重量部に対して３〜５０重量部の
超微粉と１〜５重量部の高性能減水剤とを混合し、セメ
ントと超微粉の合計量１００重量部に対して水１２〜３
０重量部を添加して混練物Ａとし、又、セメント１００
重量部に対する急硬材１０〜３０重量部とオキシカルボ
ン酸類及びアルカリ金属塩とを混合して混練物Ｂとし、
各々別々に混練し、その後一つに混合することを特徴と
する超高強度セメント硬化体の製造方法。
（３）セメント１００重量部に対して超微粉３〜５０重
量部及び１〜５重量部の高性能減水剤からなる混合物を
混練し、その後オキシカルボン酸類及びアルカリ金属塩
を添加して混練し、最後にセメント１００重量部に対す
る急硬材１０〜３０重量部を添加して練り上げることを
特徴とする超高強度セメント硬化体の製造方法。