JP3137263B2 - 高曲げ強度セメント硬化体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は曲げ強度に優れたセメント系混練物による成
形体及びその製造方法に係り、圧縮強度と共に曲げ強度
において優れた特性値を示し、従って比較的薄層且つ軽
量なセメント系成形体によって所要の耐荷重部材を形成
することを可能ならしめ、新規な該製品の用途開発及び
有利な建築物や構築物などにおける利用をなすことので
きるモルタルまたはペーストおよびコンクリート製品並
びにその好ましい製造技術を提供しようとするものであ
る。

背景技術 セメント系混練物を用いて成形したセメントペースト
やモルタルまたはコンクリート製品は今日において各種
土木、建築目的に広く利用されている。即ちこのような
土木建築用資材としては金属質、木材質あるいは合成樹
脂質や硝子質など多様な材料が用いられているが、それ
らの資材の中でも前記モルタルやコンクリートによる成
形体は主要な地位を占め、各方面において不可欠的に利
用されている。

つまり、このセメントペーストやモルタルまたはコン
クリートによるセメント系製品は圧縮強度において優
れ、また耐食性などにおいても優れていることから基礎
施工、外壁施工あるいは屋根面などに広く採用され、他
の資材において求めることのできない特性を発揮してい
る。特にこのセメント系製品はセメント自体が他の金属
や合成樹脂などと比較して相当低コストに得られ、しか
もこれに天然産出物である砂、砂利と水によって簡易に
製造し得ることから低廉に得られる決定的メリットを有
している。

上記のようなモルタルまたはコンクリートによるセメ
ント系製品は低コストでしかも圧縮強度において優れて
いるという他の金属系資材などに求めることのできない
特性を有するが、曲げ強度または引張強度が低く、即ち
曲げ強度として一般的にペーストまたはモルタル製品で
あっても100kgf/cm²以下のように低いことからその利用
上に大きな制限を受けざるを得ないし所定の曲げ強度を
受ける条件下においては相当の厚さを必要とし、必然的
に大量の資材が必要で大重量の構造物となる。

従ってこのようなセメントペーストやモルタルまたは
コンクリートによるセメント系製品の強度を向上するこ
とについて種々の検討がなされており、近時における代
表的手法としては特公昭63−13956号公報がある。即
ち、この技術によるときは細骨材に対する附着液量（１
次水）を極く限られた範囲に制限した状態としてセメン
ト粉を混合することにより細骨材粒子表面に緻密なセメ
ント粉のまぶし状態を形成し、このものに更に混練水
（２次水）を添加して混練することにより混練物として
の流動成形性を得しめるようにしたもので細骨材粒子に
まぶされたセメント粉が混練水に遭遇することによって
すべり性に優れた粒子となって略緊密な接合状態で成形
されることからそれなりの強度が得られる。

然しこの手法によって得られる強度は圧縮強度であっ
て、その最高値としても該明細書の第８表などに示され
ているようにせいぜい800kgf/cm²であり、曲げ強度につ
いてはこれを向上し得る技術的事由は何も求められず、
具体的曲げ強度としては前記圧縮強度と共に示されてい
るように70〜115kgf/cm²であって、従来の一般的技術レ
ベルを出るものでない。

またこのようなセメント系製品の曲げ強度を向上する
手法としてはレジンコンクリートなどと称される合成樹
脂を混合する手法が知られていて曲げ強度が1000kgf/cm
²またはそれ以上にも達するようなことが発表されてい
るが、この技術において曲げ強度が向上するのは主とし
て配合された合成樹脂の質および量によることは当然で
あって、一般的セメント製品とは基本が異なる。しかも
このように合成樹脂を配合したものは高価となってセメ
ント製品の基本的特質が失われ、また斯かる合成樹脂配
合混練物は流動成形性に劣り、一般的セメント製品にお
ける如き好ましい製品を得ることが困難となる。

なおこのようなセメント系製品に関してオートクレー
ブ養生は種々に採用されており、このオートクレーブ養
生は100℃を超える高温高圧の飽和蒸気による養生で普
通180〜200℃（圧力は10〜15kgf/cm²）の範囲の温度
（即ちその圧力条件）で行なわれる。このオートクレー
ブ製品の主な材料はセメントと石灰および適量のシリカ
質材料が必要となる。これらの材料で構成された水硬性
混練物を100〜200℃で10〜15kgf/cm²の高圧オートクレ
ーブ養生すれば、石灰（CaO）とシリカ質材料のモル比
の大きさに応じて、CHS（１）の微結晶ゲル、トバモラ
イト、ダイカルシウムシリケートハイドレイト（C₂S
H），αC₂SH,Ca（OH）_２などのような、常圧の湿潤養生
で得られる水和生成物と異なった生成物が得られる。上
記のようなオートクレーブ養生による生成物は石灰（Ca
O）とシリカ（SiO₂）のモル比の大きさに応じて共存し
たり、独立して存在したりし、以下の如く推測される。

CaOがSiO₂の１〜２倍以上になれば、CaOがSiO₂より
も多くなるため石灰過剰となり、αC₂SHがCa（OH）_２あ
るいはトバモライトとそれぞれ共存したりして強度が低
下する。

CaOがSiO₂の0.7倍以下となると、シリカ過剰とな
り、安定なトバモライトも出来るが未反応のシリカがそ
のまま骨材として残る。

CaOがSiO₂の0.7〜１倍の範囲では、トバモライトの
みが生成して最も好ましい状態になる。

然しこのオートクレーブ養生によるものは一般に、普
通ポルトランドセメントを使用したコンクリートをオー
トクレーブ養生した場合には、略の場合に相当するた
め、αC₂SHやCa（OH）_２が多くなり、トバモライトの生
成が少ないので圧縮強度と共に曲げ強度の増加を期待す
ることができず、低下する場合もあることが本発明者等
の検討によって確認された。

また斯かるセメント系製品では曲げ強度の低いことか
ら上記のように鉄骨、鉄筋、溶接線材交叉物（メッシ
ュ）、金網、ラス網その他の補強材を併用することが不
可欠的であり、特に上記のような補強材を複合して採用
することが多く、そうした補強材の複合採用などは製造
工数を大とし、勿論材料コストを上昇せしめ、何れにし
てもセメント系製品における折角のメリットである低廉
性を大きく阻害する。更に混練物自体に鋼繊維その他の
補強繊維材やレジン系その他の補強材料を配合すること
が行なわれているが、これらのことは何れであるにしろ
同様にコストアップ、工数増大を招き、特に上記したよ
うな補強材料を２重、３重あるいはそれ以上にも複合し
て採用することが一般的であるから低コスト性の基本的
有利性を犠牲とせざるを得ないし、しかも成形性や緻密
性などを劣化する傾向も避け得ない。

なお前記のようなセメント系製品は、所定の曲げ強度
を得るために厚型且つ大重量とならざるを得ないことか
ら耐食性や低コスト性の如きにおいて卓越した有利性を
有することは知悉されていても、それが実際に適用され
る範囲は制限されることとなり、折角のメリットに拘わ
らず、広範囲に亘った利用を図り得ない不利がある。

また、所定の曲げ強度を得るために必要な断面積が大
となり、必然的に大量の資材を必要とし、また大重量且
つ大型部材とならざるを得ないのでこのようなセメント
系製品部材に相当の配筋または補強線材ないし補強繊維
材の配設または配合をなし低い曲げ強度を補強すること
が必要である。即ちこのような相当量の配筋ないし補強
線材の配設または補強繊維材の配合は当然に工数および
資材費を高め、また混練調整を困難とすると共に成形性
や充填性などを阻害し、更にはこのようなセメント系製
品における重要な特質である低コスト性を大幅に喪失せ
しめる。

更に上記のようなセメント系製品を工業的に得、コン
クリート建築物を建造するには型枠が必須であることは
周知の如くで、ベニヤ合板の如きを用いたコンクリート
型枠の如きが不可欠であり、近時における林産資源の枯
渇化と省資源化、工期短縮、省力化の如きの何れからし
ても不利とならざるを得ない。即ちこのような型枠を成
程採用すべきものとしてもベニヤ合板型枠に代えてモル
タルまたはコンクリート製の型枠の如きであればコンク
リートなどを充填したままで構造物となり、少なくとも
熟練作業者による脱型作業を不要として好ましいことは
明らかであるが、従来技術によるものはモルタル型枠と
したとしても厚型であって相当の重量とならざるを得
ず、事実上型枠としての使用に適しない。

また、このようなモルタルまたはコンクリートのよう
なセメント系製品は高熱に遭遇することによってその強
度特性が大幅に低下し、特に曲げ強度は半減ないし３分
の１にも低下し、圧縮強度や弾性係数についても半減化
することから、例えば釉薬を施すことにより美観性に優
れた製品を提供し得ることが知られていても、これを製
品化し得ないことは周知の如くである。

発明の開示 従って本発明は上記したようなセメント系製品におけ
る課題を適切に解決することを目的としたものであっ
て、本発明者らは、上記したようなセメント系成型体の
曲げ強度が低い欠点を解決するために鋭意研究を重ねて
きた結果、セメント水和生成物の中で特に硬化体の強度
発現と深い係わりのあるカルシウムシリケート水和物の
性質と生成時期に対しシリカ微粉末の添加と養生方法を
工夫することにより、曲げ強度200kgf/cm²以上の高曲げ
強度セメント硬化体を得ることができる知見を得、本発
明を完成させるに至ったものである。

なお、下記する本発明における曲げ強度および圧縮強
度は何れも１〜４週強度、場合によっては13週強度をい
うものであって、この種セメント硬化体は混練成型後の
経時によってその圧縮強度や曲げ強度は変化するが一般
的に斯かる製品の強度としては１〜４週強度、場合によ
っては13週強度が目標とされていることは周知の如く
で、建築物や構築物として利用する上においてもこのよ
うな経時による強度特性を以て充分とすべきである。例
えば２〜３年ないし数年以上も経過することにより曲げ
強度が通常この１〜４週強度より若干高められることが
普通であることは公知の如くであるが、本発明における
強度特性はこのような長期経過後のものでなくて一般的
商品ないし製品として求められる値としての１〜４週強
度または13週強度である。

また本発明においては強度特性を向上させるための合
成樹脂質、補強筋、補強線材、補強繊維のような補強材
を用いることなしにセメントのような水硬性粉末原料、
シリカフューム微粉末、砂のような細骨材、砂利のよう
な粗骨材と水による混合物で前記のような強度特性を得
ることに本質があり、これにせいぜい金属系物質の粉末
を触媒的に用いることによって後述するような強度特性
を得しめることに関するものである。然し本発明による
ものは上記したような樹脂質や補強材の使用を全く排斥
するものでないことも明らかで、適宜にこの樹脂質や補
強材を採用することが可能であり、この場合においては
後述するような強度特性に関して本発明で規定するとこ
ろは当該配合混練条件下でそれら樹脂質や補強材によっ
て得られる特性値を控除したものである。

1. 水硬性粉末原料とシリカフューム微粉末、水および
必要に応じて細骨材を用いた混練物による成形体硬化物
であって、該成形体硬化物の組織中に生成されたカルシ
ウムシリケート水和物中に３量体以上のケイ酸アニオン
を形成し、曲げ強度が200kgf/cm²以上であることを特徴
とした高曲げ強度セメント硬化体。

2. 成形体硬化物の組成中に生成されたカルシウムシリ
ケート水和物に３量体以上のケイ酸アニオンを形成する
と共に光輝性組成部が形成されたことを特徴とし、更に
該成形体硬化物の接摺ないし打撃時における音響が金属
質衝撃音化したことを特徴とした前記の高曲げ強度セメ
ント硬化体であり、更には成形体硬化物の組織中に生成
されたカルシウムシリケート水和物中の３量体以上のケ
イ酸アニオン生成量が当該成形体硬化物の配合組成およ
び混練調整条件下における常温養生硬化体の1.3倍以上
であることを特徴とした高曲げ強度セメント硬化体。

なお、一般的に圧縮強度が1000kgf/cm²以上であると
共に曲げ強度が200kgf/cm²以上であるが、４週の曲げ強
度で200kgf/cm²以上、圧縮強度が1200〜1600kgf/cm²で
１週または４週曲げ強度が300kgf/cm²にも達する。

更に本発明によるものは少なくとも表面の一部に釉薬
が塗布、焼成され、しかも曲げ強度が200kgf/cm²以上
で、圧縮強度が700kgf/cm²以上、好ましくは900kgf/cm²
以上の美化されたモルタルまたはコンクリート系製品を
提供する。

また本発明においては前記のような混練物に対し金属
また金属酸化物あるいは金属水酸化物の粉末を水硬性粉
末材料（セメントの0.1〜１％添加混合するものであ
り、更に水を添加混練してから１〜２時間静置しその後
に再び混合操作してから成形させたものに対し上記した
ようなカルシウムシリケート水和物を生成せしめ、更に
該成形体に対する加温養生を実施する。

なお本発明のものは、水硬性粉末材料と水および必要
に応じて骨材を配合混練した混練物を用いて成形体を形
成し硬化体とする方法であって、前記混練物に平均粒径
３μｍ以下のシリカフューム微粉末を添加混合し、該混
練物の成形体に対しカルシウムシリケート水和物を生成
するための前養生を施してから該カルシウムシリケート
水和物中の３量体以上のケイ酸アニオンを重合成形する
ための37〜95℃により加温養生することを特徴とする高
曲げ強度セメント硬化体の製造方法であり、あるいは水
硬性粉末材料としてのポルトランドセメント98〜80wt部
に対し平均粒径３μｍ以下のシリカフューム微粉末２〜
20wt部を添加すると共に水−水硬性材料比を15〜35wt％
となし、またカルシウムシリケート水和物を生成するた
めの前養生を８時間以上、好ましくはクリンカーの構成
鉱物であるアリットの活発な水和反応期間を経る１日以
上とし、更に前養生期間後にカルシウムシリケート水和
物を生成させた成形体を37〜95℃の温度条件下における
加温養生を１時間〜３日間行い、カルシウムシリケート
水和物中のケイ酸アニオンを重合させると共に硬化体部
分における全細孔量を0.13ml/ml以下とすることを特徴
とし、特に水セメント比が15〜28％に相当した水を砂セ
メント比が100〜200％とされた砂に添加し混合付着せし
めてからセメントを添加混練した混練物を用いることを
特徴としたものである。

更に本発明においては上記したような技術手法につい
て多くの実地検討を重ね、その曲げ強度あるいは圧縮強
度をより高度に確保することについて追求し、１週また
は４週曲げ強度を250kgf/cm²以上、場合によっては300k
gf/cm²を超えるような結果を得しめ、しかも圧縮強度に
ついても1200〜1600kgf/cm²のような高い結果を樹脂質
などを用いることなく低コストに入手し得る僅かな金属
系添加材による触媒的効果、あるいは製造操作上におけ
る若干の操作によって何れにしても有利に達成すること
をも特徴としたものである。

即ち、本発明によるものは水硬性粉末原料とシリカフ
ューム微粉末、水および必要に応じて細骨材を用いた混
練物による成形体硬化物であって、該成形体硬化物の組
織中にカルシウムシリケート水和物中における３量体以
上のケイ酸アニオンを旺盛に生成せしめ、硬化物組織中
に光輝性組成物が充分に確認し得るように形成されるこ
とによって該成形体の強度を向上し、前記成形体硬化物
の利用面を充分に改善せしめ薄層、軽量なセメント硬化
体を提供する。ペースト又はモルタルによる成形体硬化
物として圧縮強度1000kgf/cm²以上で且つ曲げ強度が200
kgf/cm²のような成形体を普通且つ適切に得しめる。

前記成形体硬化物の接摺ないし打撃時における音響が
金属質衝撃音化したことにより強度特性が有効に上昇せ
しめられ、前記したような圧縮強度1000kgf/cm²以上
で、曲げ強度200kgf/cm²以上のような特性値を充分に達
成し、薄層化と軽量化を共に図り、また補強筋や繊維な
どの使用を不要ないし大幅に縮減し、更には成形性を良
好とした有利な製品を得しめる。

成形体硬化物の組織中に生成されたカルシウムシリケ
ート水和物中の３量体以上のケイ酸アニオン生成量が当
該成形体硬化物の配合組成および混練調整条件下におけ
る常温養生硬化体の1.3倍以上であることによっても上
記したような強度特性の向上を有効に達成し、有利な製
品を得しめる。

３量体以上のケイ酸アニオン生成量が当該成形体硬化
物の配合組成および混練調整条件下における常温養生硬
化体の２倍以上であり、曲げ強度が200kgf/cm²以上であ
ると共に圧縮強度が1000kgf/cm²以上であることによっ
て前記したような強度特性が一層高められ、充分な薄層
化、配筋の縮減化、製品の軽量化が達せられる。

曲げ強度が200kgf/cm²以上であると共に圧縮強度が11
00kgf/cm²以上であることにより強度特性に優れた有利
なセメント製品を提供する。

セメント粉体のような水硬性粉末材料とシリカフュー
ム微粉末、水および細骨材と粗骨材とを用いた混練物に
よる成形体硬化物であって、該成形体硬化物の組織に生
成されたカルシウムシリケート水和物中における３量体
以上のケイ酸アニオン生成量が当該成形体硬化物の配合
組成および混練調整条件下における常温養生硬体より高
められ、曲げ強度が200kgf/cm²以上であると共に圧縮強
度が1000kgf/cm²以上であることにより適当な粗骨材を
用いた低コストなコンクリートにおいて好ましい強度特
性が得られ、カーテンウオールその他の般用部材におい
て薄層化、軽量化を有効に得しめる。

粗骨材を用いたコンクリートにおいても本発明で得ら
れる好ましい曲げ強度は一般的に200kgf/cm²以上であ
り、４週強度においては200kgf/cm²以上であっても適宜
に達成でき、有利な各種製品、特に従来のコンクリート
製品として予想できなかった製品を薄層状態として軽量
且つ低コストに得ることができる。

１週または４週曲げ強度が250kgf/cm²以上となること
により従来の一般的なセメント系硬化体における曲げ強
度の２倍以上、場合によっては３倍にも達する製品を得
しめ、その薄層化と軽量化ないし補強材の配合量低下を
最高状態に図った好ましい製品を得しめ、建築物や構造
物を有利に構成する。

水硬性粉末材料と水および必要に応じて骨材を配合混
練した混練物を用いて成形体を形成し硬化体とする方法
であって、前記混練物に平均粒径３μｍ以下のシリカフ
ューム微粉末を添加混合し、該混練物の成形体に対し８
時間以上、好ましくは24時間より長いか、プロクター貫
入試験値が4000Psi以上の前養生を施してからカルシウ
ムシリケート水和物中の３量体以上のケイ酸アニオンを
重合生成するための37〜95℃による加温養生することに
より同じ配合混練物であっても３量体以上のケイ酸アニ
オン生成量をその常温養生硬化体の場合に比し大幅に増
大し、好ましい強度、特に曲げ強度の充分な向上を図っ
て従来のセメント製品に求めることのできない特質性を
もった製品とする。

水硬性粉末材料としてのポルトランドセメント98〜80
wt部に対し平均粒径３μｍ以下のシリカフューム微粉末
２〜20wt部を添加すると共に水−水硬性材料比を18〜35
wt％とすることによって緻密な組織の成形体となし、カ
ルシウムシリケート水和物中の３量体以上のケイ酸アニ
オン重合生成による強度向上を充分に図って好ましい曲
げ強度その他の特性値をもった製品を適切に得しめる。

カルシウムシリケート水和物を生成するための前養生
を好ましくはクリンカーの構成鉱物であるアリットの活
発な水和反応期間を１日以上とすることによってカルシ
ウムシリケート水和物を充分に生成せしめ、従って３量
体以上のケイ酸アニオンの重合をも有効に図らしめる。

前養生期間にカルシウムシリケート水和物を生成させ
た成形体を37〜95℃の温度条件下における加温養生を１
時間〜３日間行い、カルシウムシリケート水和物中のケ
イ酸アニオンを重合させると共に硬化体部分における全
細孔量を0.13ml/ml以下とすることによって、成形体硬
化物の組織を有効に改質し、その曲げ強度などの強度特
性を有効に向上せしめる。

また、本発明においては上記したような本発明の作用
効果をより高度に達成することについて研究を重ね微量
の酸化物や水酸化物をも含む金属系粉末を添加すること
により、上述したような本発明の特質性をより明確且つ
効率的に得しめる。前記金属系粉末としては鉄系、アル
ミニウム系、マグネシウム系の如きが採用され、その量
は混練物中セメント粉の１％以下で充分であって、一般
的にはセメント量の0.1〜0.5％で好ましい結果が得られ
る。砂、砂利などがより大量に混入されることが明らか
で、また酸化物や水酸化物であってもよいことが確認さ
れている条件下において仮りに最大量でもセメント量の
１％であって、一般的には0.5％以下でよいことの明ら
かな、この金属系粉末は殊更にコストアップその他の不
利を来すものは何もなく、本発明の有利性を損なうもの
は何もない。

なおこのような金属系粉末が上記したような技術的条
件下、特に40〜80℃のような温度条件下でどのように機
能するかの仔細については必ずしも解明されていない
が、種々の実験結果からして触媒的に作用するものの如
く推定され、上述したような曲げ強度および曲げ強度と
共に圧縮強度の如きを十二分に向上し、曲げ強度が250k
gf/cm²以上、圧縮強度が1200kgf/cm²以上、場合によっ
ては圧縮強度が1500kgf/cm²以上のような結果を適切に
得しめることが可能である。粗骨材をも相当量配合した
コンクリートにおいても曲げ強度が200kgf/cm²を超え、
250kgf/cm²レベルに達し、圧縮強度も亦1200〜1300kgf/
cm²レベルに達し得る。

更に本発明では上述したような本発明の有利性を特別
な添加剤などを必要としないで、製造操作によっても効
率的に得しめる。即ち本発明によるものは具体的な製造
条件としてはセメント系混練物による成形体において８
時間以上の水和反応旺盛期を経しめる特定前養生後にお
いて37〜100℃のような温度条件でそれなりの時間の加
温養生するものであるが、このような加温養生時間を適
切に短縮せしめ、しかもその効果を高度に達成する手法
として前記混練物を混練調整後１〜２時間程度放置して
から再び混練することを併せて提案するものである。こ
のようにすることによって上述した加温養生時間を半減
状態に短縮し、しかもその曲げ強度および圧縮強度をよ
り高度に得しめる。曲げ強度はモルタル製品で300kgf/c
m²に達することができ、コンクリート製品でも200〜250
kgf/cm²に達し得る。

斯かる結果の得られる理由の仔細については充分に解
明し得ないとしても最初の混練調整によって一旦発生し
たセメント等の硬化が充分にスタートしない時点で再混
練され破壊されることにより一層細かい結晶が生成し、
細孔径の小さくなったこと、およびポゾラン反応による
SiO多量体の生成により、複合材の一体化が骨材界面を
含めて有効に発達生成し、骨材とペーストの付着強度、
セメント粒子間付着強度がより向上したことによるもの
と推定される。

上記したような本発明における技術的関係を更に説明
すると、本発明で使用する水硬性材料はJISあるいはAST
Mに規定されているポルトランドセメント、高炉セメン
トその他のセメント類を広く採用することができ、斯様
なセメント粉末にシリカフューム微粉末を混練前あるい
は混練時に添加混合したものである。即ち、このシリカ
フューム微粉末は一般的には平均粒径10μｍ以下である
が、ポルトランドセメントの平均粒径（15μｍ前後）よ
り１オーダー以上小さいような粒径のものが好ましく、
具体的には副生シリカダストによるシリカフュームや各
種フリット、アプライトなどが適している。またこのよ
うなシリカフューム微粉末や微細高炉スラグの添加量
は、ポルトランドセメント98〜80重量部に対して２〜20
重量部が好ましく、より好ましい範囲としてはセメント
粉末の５〜15重量％であって、それによって成形体組織
の緻密化と好ましい強度上昇をもたらすことができる。

また本発明によるものはその混練物調整時における水
−水硬性材料比を15〜35％とすることにより成形性を適
切に得しめながらセメント硬化体の組織を緻密に保つこ
とが可能であり、35％超では水隙部分が多くなり硬化体
組織が粗となる。また、水−水硬性材料比が15％未満で
は流動性が悪化し、混練時に巻き込まれる空気が硬化体
組織中に空隙をつくり強度低下をまねく。従って何れに
しても本発明の目的とする曲げ強度などの向上を適切に
図り得ないこととなる。

本発明によるものは上記したような材料およびこれに
一般的に採用されている砂、砂利を用いた配合を基本と
し、その成形後における養生過程を通じて高い曲げ強度
その他の特性をもったセメント硬化体を得るものであ
る。すなわち、本発明の最も特徴とするところは、セメ
ント硬化体中の空隙を少なくし組織が緻密な成形体を混
練成型しておき、次に強度発現性と関係の大きい水和物
であるカルシウムシリケート水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）のケ
イ酸アニオンの重合度を、適切に増大させＣ−Ｓ−Ｈ自
体の強度を増大させると共にケイ酸アニオンの重合と他
のＣ−Ｓ−Ｈの間で架橋されると共にＣ−Ｓ−Ｈと砂や
砂利のケイ酸質とも重合して架橋させ一体化したセメン
ト硬化体をつくることにある。重合を図る時点でＣ−Ｓ
−Ｈがある程度生成していないと、ケイ酸イオンの重合
を試みても効果が少ないことは当然であり、前置き養生
時間を長くとるか、あるいは組織が粗にならない程度に
Ｃ−Ｓ−Ｈの生成を促進させる手段を講じ、何れにして
もある程度のＣ−Ｓ−Ｈを生成した段階において養生温
度を37〜95℃（特に40〜80℃）となし、Ｃ−Ｓ−Ｈのケ
イ酸アニオンを脱水縮合させ重合させる。ここでいうＣ
−Ｓ−Ｈのケイ酸アニオンの重合方法は100℃未満の加
温養生による熱重合であり、設備的にも単なる温水養生
設備でもよく低コスト性を維持できる。

ケイ酸アニオンは、クリンカ中には単量体（SiO₄ ^4-）
として存在しているが、セメントの水和反応に伴い下記
のようにＣ−Ｓ−Ｈ水和物を生成し、２量体（Si
₂O₇ ^6-）からそれ以上の重合体と脱水縮合を繰り返して
重合度が大きくなる。

一般に無機有機材料の何れたるを問わず、分子の重合
度と機械的強度は比例するようであり、本発明における
Ｃ−Ｓ−Ｈにおいてもそれを構成するケイ酸アニオンSi
O^-の重合度が増大すると機械的強度も大きくなることが
確認され、好ましい特性をもった製品とすることができ
る。

本発明における高曲げ強度を得るために行った加温促
進養生によるケイ酸アニオンの重合度を確認するにあた
っては、水和生成物をトリメチルシリル化処理し、ゲル
パーミュエーションクロマトグラフィー（GPC）による
分析方法を用いた。トリメチルシリル化処理はケイ酸塩
のSi−Ｏ−金属イオンを酸処理し、下記のようにシラノ
ール基（Si−OH）を生成させ、その後シラノール基にト
リメチルシリル化剤（トリメチルクロロシラン）を反応
させる。生成する誘導体は有機溶媒可溶性のため、液体
クロマトグラフによる分子量分析が可能となる。

生成した誘導体の分子量分析はGPCのカラムを用いた
液体クロマトグラフであり、スタンダードとして分子量
既知のポリスチレンを用いている。

第１図にトリメチルシリル化誘導体のGPC測定例を示
すが、分子量の高い物質ほどカラム内を速く通過し、保
持時間（Retention time）が速いが、低分子の物質ほど
遅く通過する。そのため保持時間に差が生じ、図のよう
なクロマトグラフが得られる。ただし測定の検出器に
は、屈折率計を用いており、カラムの移動相である溶離
液と試料液との屈折率の関係で単量体と２量体のピーク
はベースラインの下側に、３量体以上の多量体のピーク
は上側に出現する。各ピークの面積は、存在量を相対的
に表しており保持時間の幅は分子量分布を示すものであ
る。

水セメント比が15〜28％に相当した水を砂セメント比
が100〜200％とされた砂に添加し混合付着せしめてから
セメントを添加混練した混練物を用いることにより得ら
れた成形硬化体の曲げ強度をより高めることができ、夫
々の配合条件下で得られる強度特性を最高状態として有
利な製品を提供する。より好ましい範囲は水セメント比
が17〜26％、砂セメント比が120〜180％である。

図面の簡単な説明 第１図は、トリメチルシリル化誘導体のゲルパーシュ
エーションクロマトグラフィー（GPC）測定例について
示した図表である。

第２図は、シリカ系微粉末混和材配合比の如何による
普通セメントと高炉セメントとの曲げ強度を要約して示
した図表である。

第３図は、第２図と同じ条件による圧縮強度を要約し
て示した図表である。

第４図は、シリカフューム添加セメントペースト硬化
物における養生温度20〜80℃の温度条件での細孔直径と
細孔量の関係を要約して示した図表である。

第５図は、養生加温温度60℃におけるシリカフューム
の添加有無による細孔直径と細孔量の関係を示した図表
である。

第６図は、本発明における加温養生の温度値とケイ酸
イオン誘導体の３量体以上多量体の生成量との関係を示
した図表である。

第７図は、前記加温養生温度とケイ酸イオン誘導体の
多量体の平均分子量との関係を示した図表である。

第８図は、上記加温養生温度と全細孔量との関係を示
した図表である。

第９図は、圧縮強度および曲げ強度と前記ケイ酸イオ
ン誘導体の多量体生成量相対値との関係を要約して示し
た図表である。

第10図は、同じく圧縮強度および曲げ強度と前記ケイ
酸イオン誘導体の平均分子量との関係を要約して示した
図表である。

第11図は、圧縮強度および曲げ強度と全細孔量との関
係を要約した図表である。

第12図は、本発明において得られた製品型枠板の１例
を示した部分切欠斜面図である。

第13図は、本発明による養生処理過程の１例を示した
図表である。

第14図は、第13図に示した処理過程で得られた成形硬
化体の曲げ強度を60℃の２次養生期間（日）との関係で
示した図表である。

第15図は、本発明の実施例13によるモルタルによる硬
化体の組織を75倍に拡大して示した組織図写真である。

第16図は、第15図に示したものと同じ配合で従来法に
よる硬化体の組織を75倍に拡大して示した組織図写真で
ある。

第17図は、練置き再混練したモルタルについての２次
養生効果を要約的に示した図表である。

第18図は、練置き再混練したコンクリートについての
２次養生効果を要約して示した図表である。

発明を実施するための最良の形態 本発明によるものの仔細について説明すると、本発明
者等は上述したようなセメントペースト、モルタルまた
はコンクリートによるセメント系製品において曲げ強度
が十分に得られない理由について検討を重ねた結果、上
記のようなセメント系製品においてはその構造ないし組
織的に空隙の発生を避け得ない。即ちこのような空隙解
消については従来から種々検討が重ねられているが、混
練時に取込まれるエントラップドエア、空気連行剤によ
って連行されるエントレイーンドエア、余剰水、毛細管
空隙、ゲル空隙などによりなお相当の微細空隙が発生す
ることについては各種論文などに発表されている通りで
あって、0.001〜1000μｍのように広い範囲に亘って多
様な孔径を有する空隙発生が確認され、その量は0.3〜1
8容量％にも達する。

なお上記したような空隙は前記混練物中に分布混入さ
れた骨材との境界部において遷移帯と称されるポーラス
層においても同様に空隙組織が形成されていて、何れに
しても斯うした空隙に対する措置がその強度、特に曲げ
強度を向上する上において枢要であることを知った。斯
かる本発明については、その具体的実験例をも含めて実
施例の仔細を説明すると従来、蒸気養生は一般にはコン
クリートの初期強度を早期に発現させ、コンクリートの
脱型時間を早くして生産性を向上するために行ってき
た。この関係は下記するような実験例の如くである。

〔実験例１〕 即ち、例えば水セメント比（W/C）が40％、砂セメン
ト（S/C）を1:1のモルタルでJIS規定による４×４×16
（cm）のモルタル試験体として作成したものを、20℃の
標準養生したものと、モルタルを打設した後３時間後に
１時間15℃の昇温速度で60℃に上昇させて養生したもの
の圧縮強度は次の第１表のとおりである。即ち、蒸気養
生によって初期強度は高くなるが、長期強度の増加は少
なく、４週以降においては特に曲げ強度において低下す
る傾向すら認められる。

〔実験例２〕 従来蒸気養生は前記のようにコンクリートの初期強度
を早期に発現させることを目的にして行っているが、例
えば前記した実験例１と同じ調合のモルタルを打設し、
２日間20℃の標準養生を行い圧縮強度が充分発現した後
（例えば100kgf/cm²程度）、60℃で３日間蒸気養生した
結果は次の第２表の如くであり、材齢４週での曲げ強度
は前記の場合よりやや大きくなったが顕著な差は認めら
れず、蒸気養生時間が長くなっても圧縮強度はより低下
する傾向となっている。

〔実験例３〕 次に、これら実験例１、２のものよりW/Cを低下してW
/Cが27％のモルタルを用意し（砂セメント比は1:1.
5）、打ち込み３時間後毎時15℃の割合で60℃に上昇さ
せて蒸気養生し、24時間後に脱型し、標準養生した。ま
た、同じ試験体を標準養生で２日間養生し強度が発現し
た後、60℃で３日間養生した結果は次の第３表の如くで
あり、４週強度では後者（強度発現後60℃×３日間養生
したもの）が圧縮強度においてやや大きい程度で大きな
差は認められなかった。

〔実験例４〕 そこで更に検討を進め、シリカフューム微粉末をも採
用することとして平均粒径が１μｍ程度のシリカフュー
ムを用い、実験例１の場合と同じにW/Cが40％で、S/Cが
1:1のモルタルに対し、そのセメント量の10％に相当し
たシリカフュームを添加した場合についてその一般的な
蒸気養生をした場合と、標準養生２日後３日間60℃で養
生したものの圧縮強度および曲げ強度を求めた結果は次
の第４表の如くで、前記した表１の場合より１週および
４週の各強度が何れも高められ、特に４週曲げ強度にお
ける低下傾向は認められない。

〔実験例５〕 更に前記したようなシリカフュームを用い、しかもW/
Cを低下した場合について実験し検討した。即ち、W/Cが
25％で、砂セメント比が1:1のモルタルにセメント量の1
0％に相当したシリカフュームを添加したものを打ち込
み３時間後に１時間15℃の割合で60℃まで上昇させて蒸
気養生し、24時間後に脱型し、標準養生した。また同じ
試験体を標準養生で２日間養生して強度が30kgf/cm²程
度発現したあと60℃で３日間養生した場合の材齢１週お
よび４週後の強度結果は次の第５表の如くであり、前者
の材齢１週の曲げ強度は約160kgf/cm²であって、４週曲
げ強度は約170kgf/cm²であったのに対し、後者の如く強
度発現後60℃で３日間養生したものは１週曲げ強度で23
4kgf/cm²、４週曲げ強度で253kgf/cm²であった。即ち、
W/Cを30％以下としシリカフュームなどの微細シリカを
セメントの10％程度添加し、さらに30〜100kgf/cm²程度
の強度が発現した後で60℃程度で３日程度蒸気養生した
ものは従来の蒸気養生の場合に比し40〜50％もの曲げ強
度が増加することが確認された。

即ち、この第５表に示された蒸気養生のもののように
曲げ強度が何れも150kgf/cm²以上であると共に１週およ
び４週の圧縮強度が何れも1000kgf/cm²を超えることは
従来のこの種セメント製品の強度値と比較した場合にお
いて著しい改善向上であることは明かであって、殊更に
補強筋や補強線材を用いることなしに充分な薄層、軽量
化を図ったセメント製品を簡易且つ低コストに製造し、
提供し得ることが明らかである。

〔実験例６〕「標準養生後の加熱養生温度」 水セメント比25％で、これにシリカフュームをセメン
トの10％添加したセメントペーストを練り混ぜ、これを
１日間標準養生した後、20℃、40℃、50℃、60℃、80℃
および90℃の温水でそれぞれ３日間養生した後、材令７
日で曲げ強度および圧縮強度を測定した結果および80℃
による一般的蒸気養生の結果は次の第６表のとおりであ
る。

即ち、前記のような養生温度で80℃が最も高い曲げ強
度が得られ、30〜40％高くなっており、これは14Åトバ
モライトの発生温度と一致する。なお、３時間の前置き
養生後直ちに80℃で一般の蒸気養生したものは圧縮強度
1083kgf/cm²、曲げ強度185kgf/cm²であり、前記した硬
化後の80℃養生の場合の方が40％以上も高い曲げ強度が
得られいる。また、前記した実験例４で示した如く、W/
Cが35％以上ではこれらの曲げ強度が50％以下であって
第６表のような増進効果は得られていないし、圧縮強度
も低い。

普通セメントと高炉セメントを用いた場合について、
水セメント比を25％とすると共に加温温度45℃とした場
合のシリカ系微粉混和配合量と得られた製品における曲
げ強度を測定した結果を要約しているのが第２図であ
り、シリカ系微粉混和材５％以上（但し一般的には後述
するように2.5％以上）で好ましい曲げ強度上昇が得ら
れ、殊に高炉セメントの場合において優れた結果を得る
ことができる。

また上記したような場合におけるシリカ系微粉混和材
配合量と圧縮強度の関係は別に第３図に示す如くであっ
て、同じくシリカ系微粉混和材５％以上で一般的に1000
kgf/cm²以上を得ることができ、この圧縮強度の場合に
おいては普通セメントと高炉セメントとが殆ど同様の結
果を得しめており、10％では低下している。

然して前記のような主としてトバモライト群と認めら
れるようなカルシウムシリケート水和物を効果的に生成
させるためにシリカフュームなどのシリカ質微粉混和材
を混合することが有効であって、前記シリカフュームは
平均粒径0.1μｍ程度の超微粉であるが、平均粒径が２
μｍ以下のようなシリカ質微粉末材を適宜採用する。斯
かる微粉シリカ質材は平均粒径が10μｍ前後のようなセ
メント粉末間にあってカルシウム分と適切に結合し前記
したようなカルシウムシリケート水和物の生成を促進す
るものと認められる。

前記シリカ質微粉混和材の添加量については、砂セメ
ント比（S/C）および水セメント比などの如何によって
も影響を受けるが、一般的に25％以上とすることにより
目的の効果を有効に得ることができ、一方上限について
は前記のように微粉であることから混練物中に一定の濃
度以上に均一状態で分布した程度であって10％前後が好
ましいが、場合によっては25％程度であっても200kgf/c
m²以上のような目的の曲げ強度を得しめることができる
ことを確認した。

成形体は常温下において一般的にセメント凝結が終結
した以後において加温養生処理することが効果的であ
り、更に好ましくは成形後１日以上、特に３日程度経過
して形成された組織を安定化せしめてから加温養生処理
する。このような期間を経過しない以前あるいは数カ月
のような極端に長時間を経過した後においては折角の養
生処理によっても目的のカルシウムシリケート水和物を
有効に得難いこととなる。

更に養生処理条件については単に常温水中養生したよ
うな場合には発生が不充分であり、37〜70℃、特に50〜
65℃の温水養生した場合において好ましいトバモライト
群のような水和物の発生が得られる。また、この場合の
養生時間は少なくとも１日以上とすることが有効であっ
て、７日〜10日程度まで実施することができ、より長期
に亘ることは上記のような温度を維持するためのエネル
ギー的に必ずしも好ましくない。

〔実験例７〕 実験例５におけるシリカフュームに代え、ポルトラン
ドセメントに対し、ほうろう引きに使用するフリットを
10μｍ以下で平均粒径4.5μｍ程度に粉砕したものを準
備し、このフリットを０％、15％、20％および25％と添
加量を変えた場合のモルタルについての本発明による高
曲げモルタルの曲げ強度の比較実験を行った。各モルタ
ルの砂セメント比、水セメント比、および減水剤の使用
量とその時のフロー値は次の第７表に示す通りである。

然して上記第７表に示されたような各モルタルを用
い、４×４×16（cm）のモルタル強度試験用供試体を作
成し、これを翌日脱型し20℃の湿空中で２日間養生した
後、供試体の一部はそのまま材齢１週、および４週まで
20℃の水中で標準養生（Ｓ）を行った。また、他の供試
体は打込み２日後（L2d）から60℃の温水中での４日間
の２次養生（L2dH4dS）を行った。これら各供試体の１
週および４週の強度試験の結果は前記第７表に併せて示
した通りであって、これらの結果から20℃の１次養生と
60℃の２次養生により、このフリットを添加したモルタ
ルにおいても曲げ強度の増大が適切に得られることが理
解され、また加温養生したものはいずれも200kgf/cm²レ
ベル以上（194〜267kgf/cm²以上）の曲げ強度が得られ
ている。

上記したような実験例4,5および７の結果からして本
発明のように高強度セメント硬化体を得る場合において
カルシウムシリケート微粉末を添加混合することの有利
性を確認でき、また上述した実験例１〜４をも通じて前
記セメント硬化体の組織中に生成されたカルシウムシリ
ケート水和物中における３量体以上のケイ酸アニオン生
成量が増加せしめられ適度に研削した場合に確認される
光輝性組成物を相当多量に確認する上において頗る有効
であることが知られた。

即ち、上記したような各実験例で得られた各硬化体に
ついてその仔細を検討したところによると、成形硬化体
の外観自体は一般的なセメント製品と同様であるが、こ
の成形硬化体を破砕して断面を検討したところ、微小な
光輝性組成物が肉眼観察によっても確認され、特にモル
タル成形体においては骨材（砂）との境界部分において
の発生が多いことを視認でき、勿論30倍以上に拡大した
視野においては明確であって、平面的に若干研削するこ
とにより、その全表面において斯かる光輝性組成物を確
認できる。つまり、このような光輝性組成物がどのよう
にして発生したものであるかの仔細については必ずしも
明かにできないが、上記したような配合組成、特にシリ
カフュームその他のSi系微粉体とセメント粉との存在下
における適当な加温養生を受けることによって３量体以
上のケイ酸アニオン生成などにより、これがケイ酸質と
重合し、その表面に付着したものであり、ガラス質ない
し少くともガラス状組成物を形成するものと推定され、
このような組成物が１次養生によって発生した空隙部に
生成することによって、本来は脆化部である微細空隙部
分の強度、特に曲げ強度を向上するものと推定される。

なお上述したようにして得られた本発明材、特に前記
光輝性組成物の存在が適切に確認された成形硬化体にあ
ってはこれを衝撃せしめ、あるいは平面的に接摺させた
場合において発生する音響が金属的衝撃音として感知さ
れ、このことによっても本発明材の特質を音響ないし音
波として確認できる。

然して前記したようなセメントペースト硬化物におけ
る温度条件と細孔直径ないし細孔量の関係については別
に第４図にシリカフューム添加試料についての測定結果
が示されており、加温温度が高くなることにより細孔直
径は一般的に小となり、また細孔量が低められるもので
ある。即ち全細孔量は20℃の常温養生の場合において0.
0756ml/gであるのに対し、60℃の場合は0.0510ml/gであ
って大幅に低減しており、80℃となると更に低減する。

なお、この第４図における60℃による加温養生条件の
場合についてシリカフュームを添加した場合と無添加の
場合についての細孔直径と細孔量の関係は第５図に示す
如くであって、シリカフュームを添加することにより細
孔直径が50〜100Åの範囲において適切に縮減されてお
り、一方細孔直径40Å以下においてはシリカフュームを
添加したものの方が多くなっていて細孔化が図られるこ
とは明かである。

前記したような平均粒径が１μｍ程度の如きシリカフ
ューム微粉末を添加したセメントペーストその他による
成形硬化体においては該硬化体中の細孔量（空隙部分）
の減少が明かであり、温度上昇とともにその傾向は大き
くなる。この現象は、水−水硬性材料比（W/C）の低下
とシリカフューム微粉末による細密充填効果であり、ま
た温度上昇に伴う水和の促進作用により、セメント硬化
体の空隙が早い時期に水和物で充填され、その結果とし
てセメント硬化体の全細孔容積が減少する。本発明にて
解析した結果においても20℃で養生した成型体のセメン
トペースト部分に比較して、40℃、60℃、80℃の高温に
て促進養生した硬化体のベースト部分の細孔容積は、き
わだった減少がみられることは上述した如くである。し
かし、ここで特筆すべきことは40℃、60℃、80℃と温度
を上昇させるにもかかわらず、全細孔容積には大きな向
上はみられない第４図のものに対し、成型体の曲げ強度
は、40℃、60℃、80℃と温度を上昇させるに従い、上昇
していることにある。これは、曲げ強度増進の最大の要
因が温度上昇に伴う水和促進によって空隙が充填された
ことによる全細孔容積の減少に起因するものの他に曲げ
強度を増進させる別の要因が機能していることを示すも
のである。

更に、本発明者等は３量体以上のケイ酸アニオンを重
合生成する加温養生の温度条件について検討した。即ち
前述したように強度発現が大きく認められる水セメント
比であるW/C＝25％とされたセメントペーストにシリカ
フュームをセメント量の10％添加したものを練り混ぜて
準備し、これを１日間標準養生してから20℃、37℃、40
℃、42℃、45℃、50℃、60℃、80℃および90℃の温水で
それぞれ３日間養生した後、材齢７日で曲げ強度および
圧縮強度を測定した結果を80℃の一般的な蒸気養生の場
合と共に示すと、次の第８表のとおりである。

即ち、シリカフュームをセメント量の10％添加した20
℃養生のものは曲げ強度において177kgf/cm²にも達して
いるが、圧縮強度は843kgf/cm²であるのに対し、養生温
度が37℃以上では圧縮強度が何れも1000kgf/cm²以上
で、しかも曲げ強度は190kgf/cm²以上であって80℃の一
般的蒸気養生のものより高い値を得しめており、有利な
セメント製品であることが確認された。

また、上記したような加温養生における具体的温度条
件と、ケイ酸イオンTMS誘導体の多量体（３量体以上）
についての生成量（ピーク面積）および平均分子量（M
n）の関係を検討した結果は次の第９表および第６図、
第７図に示す如くである。即ち第６図に示すように、Ｃ
−Ｓ−Ｈのケイ酸アニオンが重合してなるSiOの多量体
（三量体以上）のGPC分析における生成量（ピーク面
積）は、養生温度を20℃から40℃にすることにより約３
倍の値となり、また60℃では５倍の値となる。しかし60
℃から90℃にかけては大きな変化はみられない。

これに対し、多量体TMS誘導体の平均分子量（Mn）と
養生温度の関係については第７図に示すように、養生温
度の上昇に伴い平均分子量は上昇し、特に加温による重
合の促進が顕著にみられる。しかし、前記した多量体生
成量（多量体ピーク面積で相対的に表示）の場合と同様
に、60℃から80℃にかけては大きな差はみられない。ま
た、全細孔量と養生温度の関係は別に第８図として示す
如くで40℃付近までは急激に低下するがそれ以上での低
下は鈍化する。従ってこれら第６図〜第８図の結果から
して60℃を中心とした50〜80℃程度の養生温度を採用す
ることが最も効果的と言える。

第９図は硬化体の圧縮強度及び曲げ強度とＣ−Ｓ−Ｈ
のケイ酸アニオン多量体生成量（三量体以上のGPCによ
るピーク面積）との関係、第10図は多量体の平均分子量
との関係を示したものであるのに対し、第11図は硬化体
の圧縮強度及び曲げ強度と全細孔容積との関係を示して
いる。即ち第11図からも理解されるように硬化成形体の
圧縮強度については全細孔容積、即ち硬化体中の空隙率
との関係が非常に深く直線的な比例関係をなしている
が、曲げ強度については硬化体の全細孔量によるもので
はないことが理解される。つまり本発明において重視す
る曲げ強度は、第９図および第10図に示すようにＣ−Ｓ
−Ｈのケイ酸アニオン多量体生成量あるいはその平均分
子量と直線関係をなし、これらが曲げ強度増進の大きな
要因であることが解明された。また平均分子量が1800
（Mn）以上で曲げ強度は200kgf/cm²を示している。

本発明によるものの具体的実施例に関して説明する
と、先ず本発明者等が用いた原材料は一般的には次の第
10表に示す如くであり、またその混合方法については一
般的には第11表の如くであって、混合方法としては公知
と同じである（但し本発明の効果は後述するように砂に
所定範囲内の配合水を投入して混合してからセメントを
投入して練り上げることによってより高度に得られるこ
とは後述の如くである）。なお以下の実施例においては
シリカフュームを用いた場合を述べるが、本発明による
ものはその他のほうろう引きフリット、ガラス粉、硅酸
質岩石のアプライト、高炉微細スラグなどを用いても同
様の結果が得られることは前述した各実験例７において
明らかにされている如くである。

（参考例１） 低発熱セメントおよび普通セメントを採用し、水セメ
ント比が23〜30％で、シリカフュームを10％配合すると
共に砂セメント比（S/C）を1.5とした混練物による成形
体を２日間の標準養生後に60℃の温水中で３日間の養生
を行なったものの材令７日の強度は次の第12表の如くで
あった。

即ち、S/Cが1.5と骨材量の高い場合であるが、低発熱
セメントを用い、しかもW/Cを30％とした場合以外は何
れも曲げ強度が200kgf/cm²以上で、また圧縮強度は何れ
も1000kgf/cm²を超えるものであることが確認された。

（参考例２） 上記の参考例１の場合において、W/Cが25％で、シリ
カフューム（シリカ/C）が10％であり、砂セメント比
（S/C）が1.5の場合と同様の調合モルタルについて低発
熱セメントと普通ポルトランドセメントのモルタルを練
り調整し混ぜた。これらのモルタルにより４×４×16cm
の供試体を作成すると共に、これらのモルタルについて
次のようなプロクター貫入試験によるモルタルの凝結試
験を行なった。

即ち、モルタルを直径16cm、高さ15cmの容器に高さ14
cm程度まで充填した後、直径1.6cmの突き棒で25回程度
均等に突き均し、更に容器側面を突き棒で軽く叩いて試
料の表面を水平に均した。次にプロクター貫入試験部の
先端に貫入針（1,1/2,1/4,1/10,1/20,1/40in²）をモル
タルの硬化状態に応じて取替えながらモルタル試料中に
貫入させた。この場合の貫入速度は10秒間に1in深さま
で貫入させ、その時の力を測定し、これを針の指示面積
で除した値［貫入抵抗値（Psi）］を測定した。一般的
にはこれらの貫入抵抗値が500（Psi）の時を凝結の始発
を言い、4000（Psi）の時を凝結の終結とされているこ
とは公知の如くである。

上記のような試験においては、普通ポルトランドセメ
ントの場合は凝結の終結が10時間であり、低発熱セメン
トの場合は14時間であった。そこで、それらの普通およ
び低発熱セメントのそれぞれについてこの凝結が終結し
た直後から、供試体の蒸気による60℃の加熱養生を開始
し、３日間加熱養生を継続した。即ち、普通ポルトラン
ドセメントの場合は供試体の作成後10時間の標準養生後
に60℃の加熱養生を３日間行い、また、低発熱セメント
は14時間の標準養生後に60℃の加熱養生を３日間行なっ
た。更に比較用として貫入抵抗値が4000（Psi）未満の2
000（Psi）程度の時点から、即ち普通ポルトランドセメ
ントの場合には供試体作成後５時間程度から、また低発
熱セメントの場合には10時間程度からそれぞれ60℃の加
熱養生を開始し、３日間継続した。その結果は次の第13
表に示す通りであって、またこの第13表においては前記
実施例１における１日間の標準養生後加熱養生を実施し
た場合も併せて示した。

即ち、この第13表の結果によれば、本発明の効果は加
熱養生セメントの凝結の終結以後において、普通ポルト
ランドセメントでは10時間、低発熱セメントでは14時間
以上のようにそれなりに長期間行うことにより曲げ強度
200kgf/cm²以上を適宜に達成でき、強度向上を図り得る
ことが確認でき、一般的には凝結終結以後、好ましくは
１日の標準養生後に実施することが適切と言える。

（参考例３） 水セメント比27％でシリカフュームに代え高炉微細ス
ラグをセメント量の10％,15％および20％添加したもの
について前記した実施例１と同様に１日間の標準養生し
た後、50℃、60℃および80℃の温水中に浸漬して３日間
の温水養生をなした結果は何れも曲げ強度が200kgf/cm²
以上で、圧縮強度も1000kgf/cm²の好ましい製品であっ
た。

（参考例４） 普通セメントにシリカフューム10％を配合すると共に
S/Cが1.0であって、W/Cを18〜25％としたものを参考例
１、２と同様に２日間の標準養生をなしてから60℃の温
水中に浸漬して３日間の温水養生したものの曲げ強度お
よび圧縮強度は次の第14表に示す如くであった。

即ち、何れも曲げ強度が200kgf/cm²以上であり、圧縮
強度も1000kgf/cm²以上であって、W/Cが19％のものは結
晶成長が何等かの事情で阻害されたようではあるが、一
般的にはW/Cが18〜21％の範囲のものは高い曲げ強度と
圧縮強度を得しめるものと言うことができる。

（参考例５） 普通ポルトランドセメントに対し、砂をS/Cが1.5とな
るように配合すると共にシリカフューム10％添加し、W/
Cを21％として混練したモルタルにより図12に示す如き
厚さ8mmで幅で300mm、長さが1800mmの型枠板を製作し
た。即ち型枠板１の片面には幅が10mmで高さが5mmのリ
ブ（突条）２を３本配設し、また配筋３を配設したもの
で、該リブ２によって補強すると共に形成された型枠内
に充填されたコンクリートまたはモルタルとの結合性を
高めたものである。

製造は型内で成形したものを72時間の標準養生後に脱
型し、次いで60℃の温水養生を72時間実施したもので、
該型枠板１枚の重量は12kg程度であり、このものは取扱
操作によっても破損することがなく、曲げ強度は材令１
週で220kgf/cm²、材令４週で265kgf/cm²であって、これ
を組み合わせて建築物の型枠を形成し、コンクリートな
どを充填して脱型することなく、そのまま建築物に利用
し得るものであって、在来の木材や金属材による型枠を
完全に不要とした施工をセメント系部材ないし原料のみ
で達成し得るものであることが確認された。

即ち、原料としては建築物などを構成するセメント系
製品の原料であって、特別なものを必要とせず、該型枠
材がそのまま建築物に用いられることとなると共に脱型
操作などを必要としないので、頗る低コストとなること
は明らかである。

（参考例６） 上記したような実験結果によって確立された本発明に
ついて更に別の具体的な参考例をモルタルの場合につい
て説明すると、ポルトランドセメント（Ｃ）にシリカフ
ュームを10％添加した結合材を用意し、該結合材１重量
部に対して水を0.2重量部、砂を1.25重量部、減水剤を
0.04重量部を添加し、これをミキサーで約５分間練り混
ぜして、フロー値を測定したところ139mmであった。次
にこれらのモルタルを４×４×16（cm）のモルタル強度
試験用供試体に作成して20℃の湿空中で養生したあと翌
日脱型し直ちに20℃の水中で標準養生を行った。これら
の供試体の一部はそのまま材齢１週、および４週まで養
生して、標準養生における強度を測定した。

一方上記のようにして得られた供試体の残部は第13図
に示すように２日後から60℃の温水中に浸漬した２次養
生をなし、該２次養生１〜８日を実施し、その後は夫々
20℃の標準養生としたものについての測定結果は比較材
（L2dF）と共に次の第15表の如くであって、曲げ強度は
比較材である標準養生によるものが１週強度で143kgf/c
m²、４週強度が145kgf/cm²であったのに対し、本発明に
よるものは２次養生を１日実施しただけで１週曲げ強度
が200kgf/cm²,4週曲げ強度も略200kgf/cm²に高められて
いることを確認した。

また、上記のようにして得られたものについて２次養
生を３日実施したものの１週曲げ強度は211kgf/cm²で、
４週曲げ強度は231kgf/cm²であり、２次養生を４日実施
したものでは４週曲げ強度が270kgf/cm²に達し、それ以
上に５〜８日実施したものの４週曲げ強度は280〜285kg
f/cm²であり、１週曲げ強度においても270kgf/cm²レベ
ルであることが確認され、これらの関係は具体的には第
15図に示す如くであった。

（参考例７） 上記した参考例６におけると同じ結合材（シリカ/C＝
10％）１重量部に対する水の添加量を0.25重量部とする
と共に砂の添加量を1.5重量部となし、減水剤その他は
同じ条件として同様に同じミキサーで５分間練り混ぜ、
そのフロー値を測定したところ196mmであった。またこ
のようにして得られたモルタルを用いて４×４×16（c
m）のモルタル強度試験用供試体を成形して20℃の湿空
中で養生し24時間後に脱型してから直ちに20℃の水中で
標準養生した。このような標準養生によって得られた各
供試体の一部はそのまま材齢１週、および４週まで養生
して、標準養生に於ける強度を調べた。また大部分の残
部供試体は４群にわけ、前述したところと同様に打込み
２日後から60℃の温水中での養生を行い、２次の温水養
生の期間を３日間、４日間、５日間および６日間とし、
その後はそれぞれ20℃の標準養生としたところこれら各
供試体の１週および４週の強度試験結果は次の第16表の
如くであって、最適２次養生期間は４〜６日間であっ
た。

即ち、砂の添加量が結合材の1.5倍と前述参考例の場
合より大量で、水の添加量もより高いこの参考例の場合
においても１週および４週強度が圧縮強度で何れも1100
kgf/cm²以上であり、曲げ強度においても略200kgf/cm²
以上を示すもので好ましい強度特性を有することが確認
された。

（参考例８） コンクリートとして、細骨材率（S/A）が45％で、水
セメント比（W/C）が25％であり、シリカフュームをセ
メント量の10％添加し、空気量が２％で、単位水量185k
g/m³、セメントに対する骨材総量の割合を179％とし、
スランプが24cmの練り混ぜコンクリートを強制攪拌ミキ
サーを用い、５分間の攪拌によって得た。またこのよう
にして得られた生コンクリートは10φ×20cmの円柱型供
試体および10×10×40cmの角柱型供試体を得るための型
枠に打込み成形し、翌日脱型し、得られた成形体の一部
は20℃の水中による１日の１次標準養生（L1d）を行
い、残部については標準養生２日の後に、１〜４日の60
℃の温水による２次加温養生（H1d〜H4d）を各供試体グ
ループ毎に行い、その後再び20℃水中の標準養生した。

上記のようにして得られた各供試体についての材齢１
週強度は角柱体により、また材齢４週強度は円柱体によ
る供試体で試験測定したが、得られた測定結果は次の第
17表に示す如くであった。

即ち、前記のような２次養生を行うことにより、１日
でも１週圧縮強度で200kgf/cm²程度上昇されるが、曲げ
強度においては１週強度および４週強度の何れにおいて
も２倍近くに上昇せしめられ、以下２〜５日の２次養生
では何れも曲げ強度が上昇し、以下４〜８日においても
その最高状態と略同レベルを維持していてコンクリート
としての曲げ強度特性を２次養生のない場合の３倍程度
に向上し得ることを確認し、最適養生期間は５〜７日間
であった。

なおこの第17表に示したところと同じ配合調整による
コンクリートについて１次養生である20℃の標準養生期
間を２〜４日（L2d〜L4d）と長期化し、２次養生として
は上述したところと同じに60℃の温水による３日間の養
生処理を実施したものについて、その４週強度を測定し
た結果は次の第18表の如くであった。

即ちコンクリートにおいて、１次養生（20℃の標準養
生）期間を長くすることによっても４週の曲げ強度で15
0kgf/cm²程度を得ることができるが第18表の場合に比し
若干低目である。然しこの場合においては４週の圧縮強
度において1400kgf/cm²以上を得ており、第17表の場合
より200kgf/cm²以上も高いものであって、曲げ強度150k
gf/cm²レベルを確保しながら圧縮強度を向上するには20
℃の標準養生である１次養生を長目にすべきであること
が知られた。最適１次養生期間は３〜５日間である。

〔参考例９〕 更に本発明者等は強度的により優れた本発明によるコ
ンクリートを得ることについて検討し、ポルトランドセ
メントに対するシリカフュームの添加量を15％とすると
共に砂粗骨材比（S/A）を45％、W/Cを20％、減水剤を４
％として混練調整し、スランプを24とされたものによる
成形硬化体に対して20℃の標準養生である１次養生を１
〜４日間とし、60℃の温水による２次養生を夫々一定の
４日間とした後20℃の水中養生して得られた１週強度お
よび４週強度は次の第19表に示す如くであってこの場合
の最適２次養生期間は３〜４日間であった。

即ちこのコンクリートにおいては４週曲げ強度が何れ
も200kgf/cm²以上であり、圧縮強度も４週では1300kgf/
cm²〜1700kgf/cm²のような高い特性を得ており、低コス
トに得られるコンクリートとして頗る有用であることが
確認された。

〔参考例10〕 シリカフュームをセメント量の12％とし、水セメント
比を20％とすると共に減水剤を４％として調整されたモ
ルタルのフロー値は110cmであり、該モルタルによる成
形硬化体についての標準養生である１次養生を１〜３
日、２次の60℃温水養生を５日間の一定とし、その後20
℃の標準養生したものについての１週強度と４週強度の
測定結果は次の第20表に示す如くである。

即ちモルタルではあるが曲げ強度で何れも230kgf/cm²
レベル以上を得ており、圧縮強度においても1240kgf/cm
²〜1340kgf/cm²であって好ましいセメント系硬化体であ
ることが確認された。この場合の最適１次養生期間は２
日間であった。

〔参考例11〕 また本発明によるセメントペーストについての参考例
を説明すると、シリカフュームをセメントの10％とし、
W/Cを25％、減水剤を２％として調整されたセメントペ
ーストによって得られた成形体に関し、前記したような
１次養生を４〜６時間とし、60℃の温水による２次養生
を４日間実施し、次いで標準養生したものの１週強度お
よび４週強度を測定した結果は次の第21表の如くであっ
た。

即ち、このペーストの場合においても曲げ強度は１週
強度で220kgf/cm²を達成し、４週強度を含めても180〜2
50kgf/cm²で、圧縮強度は1000〜1250kgf/cm²レベルであ
って、ペースト製品として好ましい強度特性を有するこ
とが確認された。

〔参考例12〕 本発明により各種セメントを用いた調合例およびそれ
によって得られた曲げおよび圧縮強度の具体値を示すと
次の第22表の如くであって、夫々のセメントにシリカフ
ュームを10％添加した結合材を用意し、該結合材１重量
部に対して、別に準備された水0.2重量部、砂を1.25重
量部、減水剤0.04重量部をミキサーで約５分間練り混ぜ
してから前記結合材を添加混合したモルタルのフロー値
を測定したところ第22表の如く136〜182cmであって、こ
れらのモルタルで４×４×16（cm）のモルタル強度試験
用供試体を作製して20℃の湿空中で養生したあと翌日脱
型し直ちに20℃の水中で標準養生を行った。またその翌
日（打設より２日後）から60℃の温水中で４日間養生を
行い、その後それぞれ20℃の標準養生を行った。これら
は材齢１週間および材齢４週間で曲げ強度試験および圧
縮強度試験を行った結果が第22表に示す如くである。

即ち、材齢１週では曲げ強度は早強セメントや超早強
セメントが高い結果を示し、高炉セメントおよびフライ
アッシュセメントは材齢１週では普通セメントよりやや
低い曲げ強度を示すが、材齢４週では、セメントの種類
に余り関係無く何れも高い曲げ強度を示している。特に
早強セメントおよび超早強セメントの場合がやや高い曲
げ強度を示していて、４週の曲げ強度では何れも250kgf
/cm²を超え、超早強ポルトランドセメントにおいては１
週強度をも含めて曲げ強度が290kgf/cm²に達している。

なお前記した第22表の普通ポルトランドセメントによ
る供試体については別に同一の配合であるが、60℃の温
水中における４日間の養生を実施しない比較供試体を準
備し、これらの各供試体の表面を2mm前後研削した組織
を検討したところ本発明によるものは微細な光輝性組成
物が相当に生じていることを確認できた。即ちこれらの
供試体について倍率75倍に拡大した写真による図面は第
15図と第16図であって、第15図が本発明による供試体、
第16図が従来法による供試体である。

つまり、第15図の本発明による供試体においては相当
の微細光輝性組成物が確認されるのに対し、第16図の比
較供試体においては殆んどが光輝性組成物を確認し得な
い。またこの第15図のものにおいてはこれをコンクリー
ト床面に投てきすることにより金属質衝撃音を発するこ
とは上記の通りであるが、第16図のものにおいては従来
通りのモルタル成形体としての音響しか発しないもので
あって、両者の異質性は明らかである。

〔参考例13〕 本発明による早強セメントについてのモルタルの参考
例を説明すると第23表の如くであって、早強セメントに
シリカフュームを10％添加した結合材を用意し、該結合
材１重量部に対して、別に水0.2重量部、砂を1.25重量
部、減水剤0.04重量部を添加混合したものに上記結合材
を加えたものをミキサーで約５分間練り混ぜしてフロー
値を測定した結果は第23表の如く136cmであった。然し
てこれらのモルタルにより４×４×16（cm）のモルタル
強度試験用の供試体を作製して20℃の湿空中で養生した
あと翌日脱型した後、直ちに60℃の温水中で４日間養生
を行った後再び20℃の標準養生をした場合と、打設後２
日まで20℃の水中で標準養生を行ってから、前記と同様
60℃の温水養生を４日間行った場合、更に打設後３日ま
で標準養生を行った後、60℃の温水中で４日間養生を行
い、その後20℃の養生を行った。これらのものは材齢１
週間および材齢４週間で曲げ強度試験および圧縮強度試
験を行った結果は第23表に併せて示した通りであって、
材齢１週間で曲げ強度は早強セメントの場合は一次養生
が２〜３日が高い強度を示すが、材齢４週の曲げ強度で
１次養生は１日の場合が最も高い強度を示した。

また、上記供試体を、１次養生は１日間とし、次に60
℃の温水で、２、３、４日間の２次養生を行った場合の
結果は併せて第23表に示した通りである。即ちその結果
早強セメントの場合は２次養生時間は２日程度でも高い
曲げ強度が得られていることが確認された。

〔参考例14〕 更に本発明について各種の細骨材についてのモルタル
の参考例を説明すると、普通ポルトランドセメントにシ
リカフュームを10％添加した結合材を用意し、該結合材
１重量部に対して、水を0.2重量部、川砂および粒径を
異にした各砕砂を1.25重量部、減水剤を0.04重量部を添
加したものを別に混合してからこれらに上記結合材を添
加してミキサーで約５分間練り混ぜしてフロー値を測定
したところ第24表の如く136〜152cmであった。

然してこれらのモルタルから４×４×16（cm）のモル
タル強度試験用供試体を作製して20℃の湿空中で養生し
たあと翌日脱型し直ちに20℃の水中で標準養生を行っ
た。次いでその翌日（打設より２日後）から60℃の温水
中で４日間養生を行い、その後それぞれ20℃の標準養生
を行った。これらは材齢１週間および材齢４週間で曲げ
強度試験および圧縮強度試験を行った結果は第24表に併
せて示した通りであって、曲げ強度は川砂の場合よりも
砕砂の方が高い強度を示し、また、砕砂の粒形の小さい
方が高い曲げ強度を示した。即ち何れにしても250kgf/c
m²レベル以上であって、曲げ強度が従来技術の2.5倍以
上に向上していることが確認された。

（参考例15） 普通セメントを用いたコンクリートとして、細骨材率
（S/A）が45％で、水セメント比（W/C）が20％に相当し
た水と細骨材とを充分に混合してからシリカフュームを
セメントの10％添加し、粗骨材と共に空気量が２％で、
単位水量160kg/m³、セメントに対する骨材総量の割合を
166％とし、スランプが24cmの練り混ぜコンクリートを
強制攪拌ミキサーを用いて５分間の攪拌によって得た。
また同じ調合でセメントとして早強セメントを用いた場
合には攪拌によって得られたコンクリートのスランプは
23cmであった。これらのコンクリートは10φ×20cmの円
柱型供試体および10×10×40cmの角柱型供試体を得るた
めの型枠に打込み成形し、翌日脱型し、得られた供試体
の一部は20℃の水中による１日間の１次標準養生（L1
d）を行い、その後60℃の温水による２次加温養生を４
日間（H4d）行い、その後再び20℃の水中の標準養生
（Ｓ）を行った。また、早強セメントのコンクリートは
１次養生の期間を２日、３日の場合についても行った結
果は第25表にまとめて示す通りであって、早強セメント
は普通セメントのコンクリートより曲げ強度が高く、ま
た、１次養生は２日程度が最適の様である。

即ちコンクリートとして普通ポルトランドセメントを
用いたものにおいても１〜４週の圧縮強度は1000kgf/cm
²を充分に超え、曲げ強度も170kgf/cm²以上で、４週曲
げ強度は何れも200kgf/cm²に達しており、頗る高強度で
あることが確認された。

また早強セメントの場合においては同じくコンクリー
トとして１〜４週の圧縮強度が1200〜1500kgf/cm²以上
に達しており、曲げ強度においても180〜260kgf/cm²を
得ているものであって、頗る高い曲げ強度と圧縮強度を
備え、従来のコンクリート強度に比すると大きく異なっ
ていることが理解され、カーテンウオール部材などとし
た場合において卓越した有利性をもたらすことは明らか
である。

〔実施例１） 更に本発明者は上記したような本発明の特質をより高
めることについて検討し、１％以下の金属系粉末を添加
する例として先ず２〜30μｍの鉄粉を採用した２日間の
１次養生後標準養生したものと該１次養生後４日間の60
℃温水養生による２次養生した本発明例によるものにつ
いて、その調合および１週および４週の曲げおよび圧縮
強度を要約して示すと次の第26表の如くである。

即ち、シリカフュームおよび鉄粉の何れもが用いられ
ない場合においては曲げ強度が温水養生（60℃で４日
間）を行っても最高137kgf/cm²であって、150kgf/cm²に
も達しないのに対しシリカフュームを10％添加し20℃の
湿空養生を２日間実施することにより150kgf/cm²に達
し、これに60℃の温水養生を４日間実施した本発明のも
のは238kgf/cm²、258kgf/cm²であったが、このものに更
に鉄粉をセメントの0.3％配合したものは１週強度で282
kgf/cm²、４週強度で292kgf/cm²と更に40〜50kgf/cm²向
上していて、添加された鉄粉がシリカフュームの存在下
で有効な作用をなしていることが確認された。

（実施例２） 前記した実施例１のものにおける鉄粉に代えて酸化鉄
を採用し、その添加量としてはセメントの0.1％と実施
例16の場合の３分の１として実施した結果は次の第27表
に示す通りである。

〔実施例３〕 実施例１、２のものと同じ組成のモルタルに水酸化ア
ルミニウム粉末をセメント量の0.5％添加し、同様に実
施した結果は次の第28表に示す如くであって、この場合
においては１週および４週の曲げおよび圧縮強度が何れ
も実施例１、２より高いものであることが知られ、曲げ
強度が300kgf/cm²、圧縮強度が1600kgf/cm²レベルとす
べく、好ましいものであることが確認された。

〔実施例４〕 更に実施例１〜３と同じ配合のモルタルに２〜50μの
MgO粉末を添加した場合は次の第29表に示す如くであっ
て、セメントの0.25％の添加で曲げ強度が260〜280kgf/
cm²、圧縮強度が1300〜1500kgf/cm²を得しめることが知
られた。

〔実施例５〕 またシリカフュームを２〜10μの高炉微細スラグに代
え、S/C、W/Cおよび減水剤は実施例１〜４と同じとした
モルタルに２〜50μの酸化マグネシウム粉を添加したも
のを同様に実施した結果は次の第30表の如くであって、
250kgf/cm²レベルの曲げ強度を得しめていることは明ら
かである。

〔実施例６〕 高強度コンクリートの調合として水セメント比（W/
C）が25％で、細骨材率が45％、空気量が２％で、単位
水量185kg/m³、セメントに対する骨材総量の割合を179
％とし、スランプが21〜24cmで次の第31表のごとき調合
のコンクリートを練り混ぜた。この場合、プレーンコン
クリートおよびシリカフュームを10％添加したコンクリ
ートに対しさらに鉄粉をセメントの0.50％使用した。こ
れらのコンクリートの練り混ぜは強制攪拌ミキサーを用
い、５分間を要し、得られたコンクリートを10φ×20cm
の円筒型供試体および10×10×40cmの角柱型供試体を製
作するための型枠に打ち込み成形した。脱型は翌日行
い、その一部は20℃水中の標準養生を行うとともに、そ
の他は標準養生２日の後、５日間の加温養生（60℃、温
水）を各供試体グループ毎に行い、これらの養生後は再
び20℃の水中標準養生を行った。

これらの供試体についての材令１週および４週の曲げ
試験および圧縮強度試験を、前者は上記角柱体、後者は
円筒体を用いて実施した。この試験結果は上記第31表に
併せて示す如くで、鉄粉を添加したものは曲げ強度がそ
れなりに10％前後向上しており、シリカフュームを用い
ず、また本発明による温水養生を採用しないものに対し
ては３倍前後の曲げ強度が得られ、シリカフュームを用
い、また本発明による温水養生を採用することによって
曲げ強度200kgf/cm²が達成されていることを確認した。

〔実施例７〕 実施例６のものと同じ配合のコンクリートに対し、そ
の鉄粉に代え２〜30μｍの酸化鉄粉をセメントの0.3％
添加し、同様に処理すると共に強度測定した結果は次の
第32表に示す如くであって、１週および４週の曲げおよ
び圧縮強度は何れも鉄粉をセメントの0.5％用いた第31
表より高いものであることを知った。

〔実施例８〕 実施例６、７と同じ配合のコンクリートに水酸化アル
ミニウムをセメント量の0.60％添加し、その他は前記同
様の処理をなし、また得られた供試体についての強度を
測定した結果は次の第33表の如くであって、曲げ強度お
よび圧縮強度は第31表、第32表の場合より更に高められ
ていることが知られた。

〔実施例９〕 更に実施例６〜８のものと同じ配合および処理条件で
酸化マグネシウムをセメント量の0.55％添加したコンク
リートによる供試体の強度測定結果は次の第34表の如く
であって、実施例７のものと同然の強度向上が得られて
いることを知った。

〔実施例10〕 酸化マグネシウムの添加量をセメントの0.35％と、実
施例９の２分の１程度に減少して実施したコンクリート
の場合は次の第35表に示す如くで、第34表の場合より優
れた曲げ強度および圧縮強度を得しめており、MgOをセ
メントの0.5％以上も添加することは必ずしも好ましい
結果にならないことが知られた。

〔参考例16〕 ポルトラドセメントにシリカフュームを10％添加した
結合材を用意し、該結合材１重量部に対して水を0.20重
量部、砂を1.25重量部、減水剤を0.04重量部を添加し、
これをミキサーで約５分間練り混ぜしてフロー値を測定
したところ145mmであった（以下これを「普通練り」と
いう）。次にこれらのモルタルを４×４×16（cm）のモ
ルタル強度試験体作成用型枠に打設し20℃の湿空中で養
生したあと翌日脱型し、次の各種の養生を行った。ま
た、これとは別に、上記と同じような調合のモルタルを
練り混ぜた後、そのモルタルをミキサー内で１〜２時間
放置し、再び練り混ぜを１分間行った（以下これを「練
置き再混練」という）。これらのモルタルも前記と同様
に４×４×16（cm）のモルタル強度試験体作成用型枠に
打設して、20℃の湿空中で養生したあと翌日脱型し、次
の各種の養生を行った。

即ち、先の普通練りのモルタルと練置再混練のモルタ
ルをそれぞれ２日後から60℃の温水中に浸漬して２次養
生を成し、この２次養生期間を１日、２日、３日、およ
び４日間としたものについての圧縮強度と曲げ強度を調
べ、また、比較用として、２次養生をしないで普通の標
準養生のみの場合についても調べた結果は第36表および
図18に示した通りである。これによると、練り置き再混
練したモルタルは普通練りのものと比較して曲げ強度が
20〜30％も高くなっている。特に、二次養生時間が３〜
２時間の場合が最も高く、普通練りの場合には二次養生
は４時間程度以上必要であることから、最適養生時間は
図18のごとく、普通練りの場合の４日間程度から練り置
き再混練の場合には２〜３日間程度減少できる。これ
は、一度出来始めたセメントの結晶が、まだ硬化の始ま
らない時点で一旦取り壊されることにより一層細かい結
晶が生成し、細孔径が小さくなったことおよびポゾラン
反応によるSiの多量体の生成により、複合材の一体化が
骨材の界面を含めて発達生成し骨材とペーストの付着強
度さらにはセンメトの結晶間の付着強度が良好になった
ためと推定されるが、このように、曲げ強度が高いモル
タルの製造時間が短縮されることはこれらのモルタルを
工業的に製造する上で経済的効果が大きい。

〔参考例17〕 コンクリートとして、細骨材率（S/A）が45％で、水
セメント比（W/C）が20％であり、潜在水硬性微粉末と
してシリカフュームをセメントの10％添加し、空気量が
２％で、単位水量185kg/m³、セメントに対する骨材総量
の割合を179％とし、スランプが24cmのコンクリートを
強制攪拌ミキサーを用いて５分間の攪拌によって得た。
このコンクリートからは10φ×20cmの円筒型供試体およ
び10×10×40cmの角柱型供試体を型枠に打込み多数成形
し、翌日脱型して得られた成形体の一部は20℃の水中に
よる１次標準養生（L1d）を行い、残部については標準
養生２日の後に１〜４日の60℃温水による二次加温養生
（H1d,H2d,H3d,H4d）を各供試体グループ毎に行い、そ
の後再び、20℃水中の標準養生をした。

また、これとは別に、これと同様の調合のコンクリー
トを強制攪拌ミキサーを用いて５分間の攪拌によって得
られたコンクリートを１〜３時間そのままで静置してお
き、その後再び練り混ぜを行って、スランプ27cmを得
た。これらのコンクリートは前記と同様に10φ×20cmの
円筒型供試体および10×10×40cmの角柱型供試体を得る
ための型枠に打込み成形し翌日脱型し、得られた成形体
の一部は20℃の水中による１次標準養生（L1d）を行
い、残部については標準養生２日の後に１〜４日間の60
℃温水による二次加温養生（H1d,H2d,H3d,H4d）を各供
試体グループ毎に行い、その後再び、20℃水中の標準養
生をした。これらの強度試験の結果は次の第37表および
第19図に示す通りである。

即ち練置き再混練した潜在水硬性微粉末混入コンクリ
ートは普通練りのコンクリートに比べて曲げ強度が20％
程度高くなっている。特に二次養生時間が３日間程度の
所が最も高く、普通練りの場合が５日間程度必要であ
り、図18に示すごとく、最適二次養生時間は３日間に短
縮されることが明らかである。なお、これは練り置再混
練により、セメントの結晶生成物が緻密になって、細孔
径が小さくなり、またポゾラン反応によるSiの多量体の
生成により、複合材の一体化が骨材の界面を含めて発達
生成し骨材とペーストの付着強度さらにはセメントの結
晶間の付着強度が良好になったためと推定されることは
参考例16のものと同じであって、またこのように曲げ強
度が高いコンクリートの製造時間が短縮されることはこ
れらのモルタルを工業的に製造する上で経済的効果が大
きい。

〔実施例11〕 鉄粉を添加すると共に練置き再混練する複合手法を実
施した。即ち、セメント１重量部に対して、砂を1.25重
量部、水を0.20重量部に高性能AE減水剤を0.04部を計量
し、更にシリカフュームを0.10重量部と２〜30μの粒径
の鉄粉を0.003重量部計量して、まず砂に水を投入混練
して砂の表面の空気を取り除いた後、セメントにシリカ
フューム及び鉄粉を混合したものを投入して５分間練り
混ぜてから高性能AE減水剤を投入し更に１分間練り混ぜ
たところフロー値が139mmとなった。このモルタルの一
部は４×４×16cmの供試体を作り、これを20℃の水中養
生をしたところ、材齢１週で曲げ強度が117kgf/cm²、材
齢４週では178kgf/cm²であったが、これを２日間の標準
養生（20℃、水中）後、60℃の温水で４日間養生したと
ころ、次の第38表の如くで、材齢１週で281kgf/cm²、材
齢４週で295kgf/cm²となった。次に残りのモルタルは２
時間程度ミキサーに放置した後、高性能AE減水剤を添加
しながら、再び練り混ぜたところフロー値は146mmとな
った。これを20℃の標準養生したものの曲げ強度は材齢
１週で116kgf/cm²、材齢４週で171kgf/cm²となった。

更にこれを２日間標準養生した後５日間60℃の温水養
生したものの曲げ強度は同じく第40表の如くで、材齢１
週のもので282kgf/cm²、材齢４週で298kgf/cm²となっ
た。これにより、鉄粉がシリカフュームの反応に有効な
結果をもたらすと共に、練置き再混練により、生成する
結晶が緻密になり、セメントと砂およびセメントとセメ
ントとの間にSiの多量体が生成し、これら相互間の付着
が向上し曲げ強度が向上したものと認められる。

〔実施例12〕 前記実施例11と同様の調合で、次の第39表の如く、セ
メント１重量部に対し、シリカフューム0.1重量部と酸
化鉄の粉体（２〜20μ粒径）を0.001重量部添加して前
記と同じ方法で練り混ぜたところフロー値は137mmであ
った。この一部を同様に標準養生（20℃、水中）で養生
したものは材齢１週で曲げ強度129kgf/cm²、材齢４週で
165kgf/cm²の曲げ強度が得られたが、更にこれを２日間
標準養生した後４日間温水中で養生し、次いで標準養生
したものは材齢１週で272kgf/cm²、材齢４週で286kgf/c
m²の高い曲げ強度が得られた。次に、残りのモルタルは
２時間程度ミキサーに放置した後、高性能AE減水剤を添
加しながら再び練り混ぜたところフロー値は145mmとな
り、これを20℃の標準養生したものは材齢１週で116kgf
/cm²、材齢４週で171kgf/cm²であったが、更にこれらの
モルタルを本発明に従い、２日間の標準養生の後、60℃
の温水で５日間加熱養生したものは材齢１週で289kgf/c
m²、材齢４週で298kgf/cm²と前記の普通練りのものと比
べて更に高い曲げ強度が得られた。

即ち上記により、酸化鉄粉がシリカフュームの反応に
対しても有効な結果をもたらすと共に、練置き再混練に
より、生成する結晶が緻密になり、セメントと砂および
セメントの間にSiの多量体が生成し、これら相互間の付
着が向上し曲げ強度が向上したことが知られた。

〔実施例13〕 前記実施例11、12と同様の調合で、第40表の如く、シ
リカフュームを0.1重量部と水酸化アルミ粉を0.005重量
部添加し、上記したところと同じ方法で練り混ぜたとこ
ろフロー値は154cmであった。このようにして得られた
モルタルの一部を上記したところと同様に供試体を得、
これを標準養生（20℃、水中）したものは材齢１週で10
6kgf/cm²、材齢４週で166kgf/cm²の曲げ強度が得られ
た。更にこれを２日間標準養生した後、４日間温水中で
養生し、次いで標準養生したものは材齢１週で291kgf/c
m²、材齢４週で299kgf/cm²の高い曲げ強度が得られた。
これに対し、残部のモルタルは２時間程度ミキサーに放
置した後、高性能AE減水剤を添加しながら再び練り混ぜ
たところフロー値は158mmであり、これを20℃の標準養
生したものは材齢１週で111kgf/cm²、材齢４週で171kgf
/cm²であった。更にこれらのモルタルを本発明に従い、
２日間の標準養生の後、60℃の温水で５日間養生したも
のは材齢１週で298kgf/cm²、材齢４週で311kgf/cm²と前
記した普通練りのものと比べて更に高い曲げ強度が得ら
れた。

即ちこの場合においても水酸化アルミニウムがシリカ
フュームの反応に有効な結果をもたらすと共に、練置き
再混練により、生成する結晶が緻密になり、セメントと
砂およびセメントの間にSiの多量体が生成し、これら相
互間の付着が向上し曲げ強度が向上したものと推定され
る。

〔実施例14〕 酸化マグネシウム粉を用い、実施例11〜13と同様に練
置き再混練したときの調合およびその結果の１週、４週
曲げ強度と圧縮強度を比較例としての普通混練による結
果と併せて示すと次の第41表の如くであり、酸化マグネ
シウムをセメントの0.25％と僅かな添加であっても練置
き再混練で曲げ強度280kgf/cm²以上が得られており、上
述同様に練置き再混練により生成する結晶の緻密化、セ
メントと砂およびセメントの間にSiの多量体が充分に生
成し相互間の付着を向上し、曲げ強度の増大を得しめて
いることが理解される。

〔実施例15〕 高炉微細スラグと酸化マグネシウム粉を添加したモル
タルについて、前記したような実施例11〜14と同様に次
の第42表に示すような調合で普通混練と練置き再混練を
実施した結果を要約して示すと、この第42表の如くであ
り、この場合においても、曲げ強度としては温水養生で
250kgf/cm²レベルを確保し得るが練置き再混練で４週強
度は260kgf/cm²以上となり、実施例11〜14と同様の効果
を確認し得た。

〔参考例18〕 ポルトラドセメントにシリカフュームを10％添加した
結合材を用意し、該結合材１重量部に対して水0.20重量
部、砂1.25重量部、減水剤0.04重量部を添加し、これを
ミキサーで約５分間練り混ぜしてフロー値を測定したと
ころ145mmであった。次にこのモルタルを４×４×16（c
m）のモルタル強度試験体作成用型枠に打設し20℃の湿
空中で養生したあと翌日脱型し、そのまま標準養生（20
℃、水中養生）を７日間行った（S7シリーズ）のもの
と、１日間標準養生した後、４日間60℃の温水中に浸漬
して２次養生を行った（D7シリーズ）ものの２種類のモ
ルタル強度試験体について、圧縮強度と曲げ強度および
弾性係数をしらべた結果は次の第43表の基準養生後の試
験結果として示した如くである。

即ち、まず、S7シリーズでは、基準養生後の曲げ強度
は144kgf/cm²であり、圧縮強度は757kgf/cm²および弾性
係数で5.0×10⁵であったが、次にこれらを乾燥後、釉薬
を施し、電気炉で400℃/hrの昇温速度で約120分で850℃
として30分間加熱焼成し、その後自然冷却したモルタル
試験体の曲げ強度は78kgf/cm²程度に低下半減してい
る。また、このときの圧縮強度は658kgf/cm²、弾性係数
は1.0×10⁵kgf/cm²であった。これらの焼成モルタル試
験体を20℃の水中に７日間装入して養生したものの強度
は曲げ強度で91kgf/cm²、14日間の養生で118kgf/cm²ま
で回復した。これに対し、本発明に方法に従い、焼成し
たモルタル供試体を60℃の温水中に入れて７日間の養生
を行ったものは曲げ強度で143kgf/cm²、圧縮強度で867k
gf/cm²および弾性係数で4.9×10⁵kgf/cm²となった。さ
らに14日間60℃の温水養生したものは曲げ強度で203kgf
/cm²、圧縮強度で1011kgf/cm²、さらに弾性係数で5.1×
10⁵kgf/cm²となり、曲げ強度は焼成前の物性以上の値と
なり、圧縮強度や弾性強度はほぼ焼成前の値と同じとな
っていることが確認され、釉薬の施された美麗で強度的
にも好ましい製品を得ることができた。

次に、D7シリーズの場合には基準養生後の時点では、
曲げ強度262kgf/cm²、圧縮強度1158kgf/cm²および弾性
係数5.1×10⁵であった。次に、これらを乾燥後、電気炉
で400℃/hrの昇温速度で約120分で850℃として30分間加
熱焼成し、その後自然冷却したモルタルの曲げ強度は26
2kgf/cm²から91kgf/cm²に低下し、またこのものの圧縮
強度は662kgf/cm²、弾性係数は1.1×10⁶であった。然し
てこれらの焼成したモルタルを20℃の水中に７日間入れ
て養生した時の強度は曲げ強度123kgf/cm²、14日間の養
生で138kgf/cm²まで回復した。これとは別に、本発明に
従い60℃の温水中に入れて７日間の養生を行ったものは
曲げ強度156kgf/cm²、圧縮強度906kgf/cm²及び弾性係数
5.1×10⁵kgf/cm²となり、またさらに14日間温水養生し
たものは曲げ強度216kgf/cm²、圧縮強度が1013kgf/cm²
で、さらに弾性係数は5.1×10⁵kgf/cm²とほぼ焼成前の
物性に近い値に回復していることが確認された。即ち、
これらは高温度で破壊されたSiの多量体が、焼成後の温
水養生（60℃）で回復したためと判断され釉薬をモルタ
ル製品に施した後の物性回復処理として頗る有効である
ことが確認された。

産業上の利用分野 以上説明したような本発明によるときはモルタル、コ
ンクリートあるいはペーストによるこの種セメント系製
品において特別な補強材や繊維などの配合材を用いるこ
となく、またそれらの補強材等を用いてもその量を著し
く低減した条件下において好ましい強度特性、特に斯か
るセメント系製品の欠点的特性である曲げ強度を適切に
高く得しめることができ、それによって特異且つ新規な
セメント系製品を有利且つ低コストに提供し得るもので
あり、更には従来強度特性低下が不可避であることから
実施不可能とされている釉薬焼成による美麗なモルタル
またはコンクリート製品を好ましい曲げ強度、圧縮強度
および弾性係数の確保された製品として製造、提供し得
るなどの多くの優れた効果を有するものであるから工業
的にその効果の大きい発明である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:04 22:06） (72)発明者 遠山 雅一 神奈川県横浜市南区中里３丁目21番３号 401 (72)発明者 大沢 清八 東京都武蔵村山市三ツ藤１丁目50番15 (72)発明者 加藤 和巳 埼玉県熊谷市月見町２丁目１番１号 秩 父小野田株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−21951（ＪＰ，Ａ) 特表 昭57−500645（ＪＰ，Ａ) 荒井康夫著 セメントの材料化学 昭 和61年10月31日 大日本図書株式会社発 行 125−129頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/02 - 28/08 C04B 40/02 C04B 22/06 C04B 18/14 C04B 22/04 C04B 22:06 C04B 18:14 C04B 22:04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に水硬性粉末材料とシリカヒューム
   微粉末、金属または金属酸化物もしくは金属水酸化物粉
   末、水および細骨材と粗骨材を用いた混練物による成形
   体硬化物であって、該成形体硬化物の組織に生成された
   カルシウムシリケート水和物中の３量体以上のケイ酸ア
   ニオン生成量が当該成形体硬化物の配合組成および混練
   調整条件下における常温養生硬化体より高められ、圧縮
   強度が1000Kgf/cm²以上であると共に曲げ強度が200Kgf/
   cm²以上であることを特徴とした高曲げ強度セメント硬
   化体。
2. 【請求項２】圧縮強度が1100Kgf/cm²以上で、曲げ強度
   が200Kgf/cm²以上であることを特徴とした請求項１の高
   曲げ強度セメント硬化体。
3. 【請求項３】４週曲げ強度が200Kgf/cm²以上であること
   を特徴とした請求項２の高曲げ強度セメント硬化体。
4. 【請求項４】圧縮強度が1300〜1600Kgf/cm²で１週また
   は４週曲げ強度が200〜265Kgf/cm²であることを特徴と
   した請求項３の高曲げ強度セメント硬化体。