JP3200804B2 - 水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法 - Google Patents
水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法Info
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- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
材令28日の圧縮強度において超高強度を得ることがで
き、しかも通常生コンクリ−トの温度上昇が70℃程度
以下に抑制される水硬性複合材料と、それを用いた高層
RC造建築物、橋梁などに用いる高強度コンクリ−トの
製造方法に関するものである。
もに、高層RC造建築物、橋梁などの大型の高強度コン
クリ−ト部材が建設される傾向にあり、安定した高強度
コンクリ−トが期待されている。
は、コンクリ−ト及びモルタルを構成する粒子の充填の
緻密さ及び均一性の程度に依存することはよく知られて
いるところであり、従来から成型時に振動を与えたり、
加圧することによってかなりの成果を上げている。
日常的には甚だ不便であり、またこれら構造物の現場打
設では実質的に不可能と言ってよい。そこで、現在、こ
れら物理的な加工を特に加えないでも緻密化を達成する
方法として、一般には単位量当たり、多量のポルトラン
ドセメントを使用し、これに高性能減水剤を多量添加し
て緻密化を図っており、また一部にはこれにシリカフュ
−ムを更に添加し、一層の緻密化を図ったコンクリ−ト
としている。特に、後者の場合の考え方は、特公昭63
−59182号公報で、粒径0.5〜100μmのセメ
ント粒子Aとそれより少なくとも1オ−ダ小さい無機固
体粒子B(例えばシリカフュ−ム)と水及び表面活性分
散剤(例えば周知のマイティ(登録商標))を含み、セ
メント粒子Aの空隙に粒子Bの非常に水和活性の高いシ
リカフュ−ムを均一に分布して緻密化を意図しており、
前者を一歩進めたものと言える。
は確かに緻密化において限度があり、またシリカフュ−
ムを用いる場合には周知のように非常に高価であって、
通常の用途にはなかなか使い切れる材料ではなく、しか
も微粉であることから大量に使用しようとするとハンド
リングに問題がある。さらに大きな問題は、両者ともに
水和発熱量が大きく、一般にコンクリ−トで高強度を発
現しようとすると、単位量当たりのセメントあるいはセ
メントとシリカフュ−ムの使用量も多くする必要があ
り、コンクリ−トの部材が大きくなると水和発熱の為に
部材の温度が急激に上昇し、熱応力によるひびわれが発
生することであり、特にシリカフュ−ムを用いた場合に
は、非常に活性度が高く、またセメントの水和反応を促
進する効果があり、発熱量はセメント単独の場合と同等
以上となる。
上記従来技術から発想を転換して種々の実験研究を重ね
た結果、高強度コンクリ−トにおいて、従来技術よりも
材令28日における高強度化を図り、高耐久性化及び高
密度化を維持し、かつ低発熱化を達成することができ、
しかも安価でハンドリングを向上できる方法を見いだし
たので、ここに提案しようとするものである。
決するためになされたもので、次の2つの原理に基づく
ものである。すなわち、従来法よりも物理的に更に高密
度化を図り強度発現性を確保することと、中間粒子Cの
選択とこれを多量に有効利用することで低発熱化を図る
ものである。
カフュームを混入する方法にしてもセメント粒子Aが造
る空隙に単一粒度に近い粒子B(シリカフューム)が充
填されるが、シリカフュ−ムの充填状態になお多くの空
隙をもっている。本発明は特開平2−102152号公
報に示すように、この従来技術より更に緻密性を上げる
ため、セメント粒子Aが造る空隙に、粒子Bより大きな
中間粒子Cを用い、セメント粒子Aの造る空隙の減少を
図れば、粒子Bの分散性を助けるとともに、その緻密性
を向上させることができるという原理に基づくものであ
る。そして、その中間粒子Cは実験の結果、微粉部、つ
まり粒子Bの大きさまで実質的に連続的な粒度分布をも
つことにより、先行技術を上回る高密度化を図り、しか
も低発熱化に成功したものである。
5〜100μm、粒子Bは0.01〜0.5μmのも
の、また中間粒子Cは0.1〜15μmであり、0.0
1μmから100μmまで粒子A,B,Cを配すること
により、連続粒度分布をもつ材料とすることで所期の高
密度化を図ることができる。
鉱物性微粉末、例えばシリカフューム、シリカフラワー
等が適するが、中間粒子Cは適切に選択し、多量に用い
る必要がある。そのため粒子Cは吸水性が大きくない粒
子であり、白土、フライアッシュ、石灰石、けい石など
の、セメントやシリカフュ−ムより水和反応性が大きく
ない、すなわち活性度が低い微粉末が適している。
と、セメントと積極的に反応し、水和組織が緻密化して
高強度を得ることはできるが、結果的に水和発熱を抑え
ることができないことによるためであり、本発明は水和
反応性の比較的低い粒子を多量に混入して、物理的に充
填性を確保し、セメントとシリカフュ−ムの水和組織と
粒子Cが密着して緻密化すればよく、粒子C自体が十分
に水和反応する必要はない。なお、微粉の凝集を防ぐた
め、この種の水硬性材料の配合の際に一般に用いられて
いる表面活性剤添加が有効であり、特にこの場合には高
性能分散剤の使用が望ましく、混合剤に対して2〜10
wt%程度が望ましい。
Bが20〜50wt%、粒子Cが50〜80wt%が好
ましく、粒子Aに対する添加強化材(B+C)の添加範
囲は35wt%を越え60wt%以下が好ましい。
ンクリ−トに使用する際に、単位量当たりの水量が少な
い場合、すなわち水粉体比25%程度以下でその特性を
顕著に発揮する。しかし、単位量当たりの水量がこれよ
り大きい場合には、水が組織中に水隙となり、粒子の充
填性は生かされなくなり、十分な緻密化がはかれず、強
度発現性の有利さは少なくなる。
ので、第1の発明は、粒径0.5〜100μmのセメン
ト粒子A40〜65wt%未満に、シリカフューム等の
活性度の高い粒径0.01〜0.5μmの粒子Bと、フ
ライアッシュ等の活性度の低い粒径0.1〜15μm粒
子Cからなる添加強化材を35wt%を越え60wt%
添加し、前記粒子BとCの割合は粒子Bが20〜50w
t%、粒子Cが50〜75wt%であることを特徴とす
る水硬性複合材料である。
B及びCからなる添加強化材からなる第1の発明の水硬
性複合材料に更に適量の粉体高性能減水剤を添加したこ
とを特徴とする水硬性複合材料である。
の発明の水硬性複合材料を用い水粉体比25%以下で混
練することを特徴とする高強度コンクリ−トの製造法で
ある。
用いてコンクリ−トを製造すると高強度、低発熱のコン
クリ−トを製造することができ、また第2の発明による
と、充分なる強度発現性を期待することができ高強度コ
ンクリ−トが得られる。
(A+B+C)550kg/m3 一定、スランプ=25
cm、スランプフロ−630±20mm,細骨材率43
%とし、表面活性剤は粉体に対して6wt%一定量とな
るように添加した。 (混練) 20℃恒温室にて100リットル強制練りミキサ−を用
い、180秒練り混ぜを行った。 (成型、養成) 20℃にて10φ×20cmに成型し、20℃水中養成
を行った。
−を一定値内としたときの単位水量、コンクリ−ト圧縮
強度および断熱温度上昇をそれぞれ表したものである。
コンクリ−ト硬化体では、基本的にセメント粒子が造る
空隙には水が存在しているが、この水隙に微粒子を充填
することで水量を減ずることになる。したがって、微粒
子の充填性は水量によって評価することができ、水量が
少ないほど充填性は高く、緻密な組織となっていること
を示している。
入された場合よりもB+Cの混合物(粒径の異なったも
のを混合したもの)を使用した方が水量を減じ、充填性
は高くなり、また強度発現性がよい緻密な組織が得られ
ることが分かる。しかし、図3に示すように粒子BがB
+Cに対して50wt%以上となると、強度発現性は良
好なものの断熱温度上昇量は大きく、好ましくなく、一
方粒子Cが80wt%以上となると強度発現性が損なわ
れることになる。粒子Cの種類により強度発現特性など
に若干の相違はあるが、概して同様の傾向を示し、いず
れの粒子も有効である。
強度に対する水粉体比を設定し、スランプに対して水量
を設定することから、B+Cの混合物を使用することに
より単位水量、単位粉体量とも更に減ずることができる
ため、実施例1における断熱温度上昇量よりなお低減す
ることができる。
kg/m3 一定、スランプ=25cm,スランプフロ−
630±20mm、細骨材率43%とし、表面活性剤は
粉体に対して5wt%一定量となるように添加した。 (混練) 20℃恒温室にて100リットル強制練りミキサ−を用
い、120秒間練り混ぜを行った。 (成型、養成) 20℃にて10φ×20cmに成型し、20℃水中養成
を行った。
としたときの単位水量、圧縮強度および断熱温度上昇を
表したものである。
量は粒子B+Cを添加すると減少し、緻密化の硬化が大
きいことが認められ、添加量30%付近に極小値が見ら
れる。
度発現性は添加量30%程度のところに極大が見られ、
それ以上の添加量では徐々に強度発現性は低下する傾向
にあり、水硬性の早いポルトランドセメントの割合が少
なくなって行くため、緻密化、強度発現の進行は遅れる
ものと考えられる。しかし、図6に示す断熱温度上昇量
は粒子B+Cの添加量が30%以下では強度発現性は良
好なものの、温度上昇の抑制効果は大きくなく、また粒
子の無混入の場合は、強度発現性の割りに温度上昇は相
当に高いことが認められる。
60%とすることにより、圧縮強度900kg/cm2
を上回る高強度コンクリ−トを得ることができ、しかも
温度上昇を大幅に抑制することができる。
リ−ト又はモルタルの製造に用いた場合、セメント粒子
Aが密に充填されたときに形成される空隙を粒径0.0
1〜0.5μmの粒子Bと粒径が0.1〜15μmの粒
子Cとの実質的に連続粒度分布をもつ微粉末で充填され
るため、空隙の総体積が従来法より減少して高密度化す
る一方で、粒子Bは活性度の低いものを選択して多量に
用いることにより、粉体の水和発熱量を抑制し、コンク
リ−ト又はモルタルの物理特性、化学抵抗性および硬度
を効果した高強度でしかも低発熱のコンクリ−ト及びモ
ルタルを実現することができる。
る。
ある。
る。
る。
ある。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 粒径0.5〜100μmのセメント粒子
A40〜65wt%未満に、シリカフューム等の活性度
の高い粒径0.01〜0.5μmの粒子Bと、フライア
ッシュ等の活性度の低い粒径0.1〜15μmの粒子C
からなる添加強化材を35wt%を越え60wt%以下
添加し、前記粒子BとCの割合は粒子Bが20〜50w
t%、粒子Cが50〜80wt%であることを特徴とす
る水硬性複合材料。 - 【請求項2】 請求項1記載のものに更に適量の粉体高
性能減水剤を添加したことを特徴とする水硬性複合材
料。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のものを用い、水粉
体比25%以下で混練したことを特徴とする高強度コン
クリ−トの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15843092A JP3200804B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15843092A JP3200804B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05310459A JPH05310459A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3200804B2 true JP3200804B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=15671593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15843092A Expired - Lifetime JP3200804B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 水硬性複合材料とそれを用いた高強度コンクリ−トの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200804B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5531823A (en) * | 1995-02-06 | 1996-07-02 | Atomic Energy Of Canada Limited | Low-heat high-performance concrete |
| KR100877026B1 (ko) | 2001-05-29 | 2009-01-07 | 다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤 | 수경성 조성물 |
| US20050226947A1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-10-13 | Dale Kern | Agents for sequestering serum aging factors and uses therefore |
| JP3762780B1 (ja) | 2005-02-02 | 2006-04-05 | 大成建設株式会社 | 繊維補強コンクリートと繊維補強コンクリート部材の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-07 JP JP15843092A patent/JP3200804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05310459A (ja) | 1993-11-22 |
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