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JP6796743B2 - Acid-resistant concrete, precast concrete, and acid-resistant concrete manufacturing method - Google Patents
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Acid-resistant concrete, precast concrete, and acid-resistant concrete manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、耐酸性コンクリート、プレキャストコンクリート、及び耐酸性コンクリート製造方法に関する。 The present invention relates to acid-resistant concrete, precast concrete, and a method for producing acid-resistant concrete.

近年、耐用年数が50年を超えた下水道管の補修や、維持更新が行われている。また、耐用年数が50年に満たない下水道管であっても、管内が硫化水素によって腐食する「硫酸劣化」が深刻になっている。これが重度の場合には、道路陥没事故を引き起こした事例も報告されている。このため、耐用年数が100年を有する高耐久性の下水道管が要望され、新たな時代のニーズとして注目されるようになってきている。 In recent years, sewer pipes with a useful life of more than 50 years have been repaired and maintained and renewed. Further, even in a sewer pipe having a service life of less than 50 years, "sulfuric acid deterioration" in which the inside of the pipe is corroded by hydrogen sulfide is becoming serious. When this is severe, cases have been reported that caused road collapse accidents. For this reason, a highly durable sewer pipe having a service life of 100 years is required, and it is attracting attention as a need for a new era.

ここで、特許文献1によれば、コンクリートやモルタルを保護し得る、被覆モルタルであり、左官施工性、ポンプ圧送性、垂れ抵抗性、付着性、形状寸法安定性、及びひび割れ抵抗性に優れ、更に耐酸性に優れる耐食性モルタル組成物が記載されている。この耐食性モルタル組成物は、セメント用ポリマーを実質的に含まずに、(A)セメントと、(B)高炉スラグ微粉末と、(C)フライアッシュと、(D)膨張材と、(E)カルシウムとアルミニウムを化学成分として含む特定の骨材と、(F)増粘剤とを特定の割合でモルタル組成物に含有し、更に、(G)減水剤、(H)消泡剤、(I)炭酸アルカリ金属塩又は蟻酸塩から選ばれる1種以上の成分、(J)硫酸アルカリ金属塩、(K)有機繊維から選ばれる1種以上を含む。 Here, according to Patent Document 1, it is a coated mortar that can protect concrete and mortar, and is excellent in plastering workability, pumping property, sagging resistance, adhesiveness, shape-dimensional stability, and crack resistance. Further, a corrosion-resistant mortar composition having excellent acid resistance is described. This corrosion resistant mortar composition is substantially free of cement polymers, (A) cement, (B) blast furnace slag fine powder, (C) fly ash, (D) expansive material, and (E). A specific aggregate containing calcium and aluminum as chemical components and (F) a thickener are contained in the mortar composition in a specific ratio, and further, (G) a water reducing agent, (H) an antifoaming agent, and (I). ) Includes one or more components selected from alkali metal carbonate or aterate, (J) alkali metal sulfate, and (K) one or more selected from organic fibers.

特開2017−132667号公報JP-A-2017-132667

井手野下 敏明、鵜沢 正美、山口 晋、前田 正博、井川 秀樹、保坂 成司、「種々の養生条件による下水汚泥焼却灰混入モルタルの強度特性と微細構造変化、材料、Journal of Society of Materials Science, Japan、2017、Vol.66、No.10、p.752−757Toshiaki Idenoshita, Masami Uzawa, Shin Yamaguchi, Masahiro Maeda, Hideki Ikawa, Seiji Hosaka, "Strength characteristics and microstructural changes of mortar mixed with sewage sludge incineration ash under various curing conditions, materials, Journal of Science of Materials Science Japan, 2017, Vol.66, No.10, p.752-757

しかしながら、特許文献1の耐食性モルタル組成物は、形成されたコンクリート製品へ別途、塗布する必要があった。 However, the corrosion-resistant mortar composition of Patent Document 1 needs to be separately applied to the formed concrete product.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の問題を解消し、塗布等が必要ない耐酸性コンクリートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide acid-resistant concrete that does not require coating or the like.

本発明の耐酸性コンクリートは、ポルトランドセメントを含まず、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、前記アルカリ刺激材は、消石灰を含むことを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリートは、前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜200%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合することを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリートは、前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合することを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリートは、ポルトランドセメントを含まず、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合することを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリートは、前記産業副産物として、下水道汚泥焼却灰26kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記下水道汚泥焼却灰を200%までの割合で配合することを特徴とする。
本発明のプレキャストコンクリートは、前記耐酸性コンクリートで製造されたことを特徴とする。
本発明のプレキャストコンクリートは、下水道管であることを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリート製造方法は、ポルトランドセメントを含まず、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤を配合し、前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、遠心力成形で締め固める、振動成型する、又は、現場施工で打設することを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリート製造方法は、ポルトランドセメントを含まず、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、振動成型で製造され、前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合することを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリート製造方法は、成形後に蒸気養生され、該蒸気養生の前置時間が1.5時間以上であることを特徴とする。
本発明の耐酸性コンクリート製造方法は、ポルトランドセメントを含まず、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、現場施工で打設され、前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合され、前記産業副産物として、下水道汚泥焼却灰26kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記下水道汚泥焼却灰を200%までの割合で配合することを特徴とする。
Acid resistance concrete of the present invention are free of Portland cement, water, and industrial by-products, an alkaline stimulating member, an expansion member, and fine aggregate, and coarse aggregate, and a high performance water reducing agent is blended, the Industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, and the alkaline stimulant is characterized by containing slaked lime .
Acid resistance concrete of the present invention, the water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, wherein the expandable material 30kg / m 3, 639kg / m 3 the fine aggregate, the coarse aggregate 959kg / m 3, and 5.434kg / m 3 the superplasticizer as a standard formulation, By weight percent, 90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fumes, 50-200% of the decalcified lime, said expansion. The material is 60 to 130%, the fine aggregate is 80 to 125%, the coarse aggregate is 80 to 125%, and the high-performance water reducing agent is 50 to 150%.
Acid resistance concrete of the present invention, the water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, wherein the expandable material 30kg / m 3, 639kg / m 3 the fine aggregate, the coarse aggregate 959kg / m 3, and 5.434kg / m 3 the superplasticizer as a standard formulation, By weight percent, 90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fumes, 50-500% of the decalcified lime, said expansion. The material is 60 to 130%, the fine aggregate is 80 to 125%, the coarse aggregate is 80 to 125%, and the high-performance water reducing agent is 50 to 150%.
Acid resistance concrete of the present invention are free of Portland cement, water, and industrial by-products, an alkaline stimulating member, an expansion member, and fine aggregate, and coarse aggregate, and a high performance water reducing agent is blended, the Industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, and the alkaline stimulant contains slaked lime, 170 kg / m 3 of the water, 207 kg / m 3 of the fly ash, and the blast furnace slag fine powder. 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expansion member 30kg / m 3, the fine aggregate to 639kg / m 3, the coarse aggregate 959kg / m 3, And, with 5.434 kg / m 3 of the high-performance water reducing agent as a standard formulation, 90 to 105% of the water, 10 to 110% of the fly ash, and 90 to 190% of the blast furnace slag fine powder in weight percent. , 50-130% of the silica fumes, 50-500% of the fly ash, 60-130% of the slag, 80-125% of the fine aggregate, 80-125% of the coarse aggregate, and the high performance. It is characterized in that a water reducing agent is blended in a ratio of 50 to 150%.
The acid-resistant concrete of the present invention is characterized in that, as the industrial by-product, sewage sludge incineration ash 26 kg / m 3 is standardly blended, and the sewage sludge incineration ash is blended up to 200% by weight. ..
The precast concrete of the present invention is characterized by being manufactured from the acid resistant concrete.
The precast concrete of the present invention is characterized by being a sewer pipe.
The acid-resistant concrete manufacturing method of the present invention does not contain Portland cement and contains water, industrial by-products, an alkali stimulant, an expansion material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent. The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, and the alkaline stimulant contains slaked lime and is characterized by being compacted by centrifugal molding, vibration molded, or cast on site. And.
The acid-resistant concrete manufacturing method of the present invention does not contain Portland cement, and contains water, industrial by-products, an alkali stimulant, a slag material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent. , Manufactured by vibration molding, the industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, the alkali stimulant contains slaked lime, 170 kg / m 3 of water, 207 kg / m of fly ash. 3, wherein the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime the 20 kg / m 3, the expanding material to 30kg / m 3, the fine aggregate to 639kg / m 3, the coarse aggregate 959kg / m 3, and 5.434kg / m 3 the superplasticizer as a standard formulation, in weight percent, the water 90 to 105%, from 10 to 110% of the fly ash, the blast furnace 90-190% of slag fine powder, 50-130% of silica fumes, 50-500% of fly ash, 60-130% of swelling material, 80-125% of fine aggregate, 80 of coarse aggregate It is characterized by blending ~ 125% and the high-performance water reducing agent in a ratio of 50 to 150%.
The acid-resistant concrete manufacturing method of the present invention is characterized by being steam-cured after molding and having a pre-curing time of 1.5 hours or more.
The acid-resistant concrete manufacturing method of the present invention does not contain Portland cement, and contains water, industrial by-products, an alkali stimulant, a slag material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent. , The industrial by-products cast on-site, containing fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, the alkaline stimulant containing slaked lime, 170 kg / m 3 of water, 207 kg / m 3 of fly ash. m 3 , the blast furnace slag fine powder 207 kg / m 3 , the silica fume 30 kg / m 3 , the fly ash 20 kg / m 3 , the expansion material 30 kg / m 3 , the fine aggregate 639 kg / m 3 , the said the coarse aggregate 959kg / m 3, and the high performance water reducing agent as blended 5.434kg / m 3 of the standard, in weight percent, the water 90 to 105%, from 10 to 110% of the fly ash, the Blast furnace slag fine powder 90-190%, silica fume 50-130%, fly ash 50-500%, expansion material 60-130%, fine aggregate 80-125%, coarse aggregate 80-125% and the high-performance water reducing agent are blended in a ratio of 50-150%, and as the industrial by-product, the sewer slag incineration ash 26 kg / m 3 is standardly blended, and the sewer slag incineration ash in weight percent Is blended in a ratio of up to 200%.

本発明によれば、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、遠心力成形で締め固めて製造されることで、塗布等が必要なく、耐用年数が長い耐酸性コンクリートを提供することができる。 According to the present invention, water, an industrial by-product, an alkaline stimulant, an expansion material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent are blended and compacted by centrifugal molding. As a result, it is possible to provide acid-resistant concrete having a long service life without the need for coating or the like.

本発明の実施例1に係る本混合物のスランプフローを示す写真である。It is a photograph which shows the slump flow of this mixture which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る遠心硬化体の外観及び遠心成形の写真である。It is a photograph of the appearance and the centrifugal molding of the centrifugally cured body which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る本混合物の凝結時間を示すグラフである。It is a graph which shows the setting time of this mixture which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る振動成形の硬化体の圧縮強度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the compressive strength of the vibrating hardened body which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る遠心成形の硬化体の圧縮強度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the compressive strength of the centrifugally molded hardened body which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る遠心成形に対する振動成形の強度比率のグラフである。It is a graph of the strength ratio of vibration molding with respect to centrifugal molding which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る振動成形の硬化体の耐硫酸性試験後の写真である。It is a photograph after the sulfuric acid resistance test of the hardened body of the vibration molding which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る耐硫酸性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the sulfuric acid resistance test which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る遠心成形の硬化体の耐硫酸性試験後の写真である。It is a photograph after the sulfuric acid resistance test of the centrifugally molded hardened body which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る耐硫酸性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the sulfuric acid resistance test which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る本混合物の標準の配合について、添加率と圧縮強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the addition rate and the compressive strength about the standard compounding of this mixture which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る耐硫酸性試験後の写真である。It is a photograph after the sulfuric acid resistance test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る耐硫酸性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the sulfuric acid resistance test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る強度発現性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the strength expression test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る強度発現性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the strength expression test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る強度発現性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the strength expression test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る強度発現性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the strength expression test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る円柱硬化体と遠心硬化体の圧縮強度試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the compressive strength test of the columnar cured product and the centrifugal cured body which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る円柱硬化体と遠心硬化体の圧縮強度試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the compressive strength test of the columnar cured product and the centrifugal cured body which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る水酸化カルシウムの添加量による圧縮強度試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the compression strength test by the addition amount of calcium hydroxide which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る簡易促進中性化試験装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the simple promotion neutralization test apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る中性化抑制効果試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the neutralization suppression effect test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る中性化抑制効果試験の写真である。It is a photograph of the neutralization suppressing effect test which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る振動成形した円柱硬化体の実製品の圧縮強度試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the compressive strength test of the actual product of the vibrating molded cylindrical hardened body which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るヒューム管の製造工程を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the manufacturing process of the Hume pipe which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る遠心硬化体の実製品の外圧試験の写真である。It is a photograph of the external pressure test of the actual product of the centrifugally cured product according to Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2に係る外圧試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the external pressure test result which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る外圧試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the external pressure test result which concerns on Example 2 of this invention.

<第一実施形態>
本発明の発明者らは、耐硫酸性等の耐酸性に優れ、100年の耐用年数が期待できる、高耐久性の下水道管を目指して鋭意実験と開発を進め、本発明を完成させるに至った。本実施形態の耐酸性セメントは、ポルトランドセメントを全く使用せず、産業副産物を、遠心成形を利用した硬化体とし、高耐久性が要求されるコンクリート製品に適用することが可能となる。
<First Embodiment>
The inventors of the present invention have carried out diligent experiments and developments aiming at a highly durable sewer pipe having excellent acid resistance such as sulfuric acid resistance and a service life of 100 years, and have completed the present invention. It was. The acid-resistant cement of the present embodiment does not use Portland cement at all, and the industrial by-product is made into a cured product using centrifugal molding, and can be applied to concrete products that require high durability.

以下、本発明の耐酸性コンクリートの実施の形態について説明する。
本実施形態の耐酸性コンクリートは、水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、遠心力成形で締め固めて製造されることを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the acid-resistant concrete of the present invention will be described.
The acid-resistant concrete of the present embodiment contains water, an industrial by-product, an alkaline stimulant, an expansion material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent, and is compacted by centrifugal molding. It is characterized in that it is manufactured.

このうち、本実施形態の耐酸性コンクリートに用いる水は、特に制限されず、水道水であってもよい。本実施形態に係る水のpH等も任意である。 Of these, the water used for the acid-resistant concrete of the present embodiment is not particularly limited and may be tap water. The pH of water according to this embodiment is also arbitrary.

また、本実施形態の耐酸性コンクリートの産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含むことを特徴とする。 In addition, the industrial by-products of acid-resistant concrete of the present embodiment are characterized by containing fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume.

本実施形態に係るフライアッシュは、火力発電所において石炭の微粉炭燃焼の集塵機で捕集されるコンクリート用のポラゾン石炭灰(フライアッシュ)である。本実施形態に係るフライアッシュとして、例えば、JIS A 6201で規定された、フライアッシュII種又はこれらの類似品、密度2.20g/cm3程度のものであることが好適である。フライアッシュは、主成分がシリカとアルミナなので、アルカリ刺激材によりカルシウムシリケート水和物等を生成するポゾラン反応により硬化する。The fly ash according to the present embodiment is a polaron coal ash (fly ash) for concrete collected by a dust collector for pulverized coal combustion in a thermal power plant. As the fly ash according to the present embodiment, for example, fly ash type II or a similar product thereof specified in JIS A 6201, having a density of about 2.20 g / cm 3 is preferable. Since fly ash is mainly composed of silica and alumina, it is cured by a pozzolan reaction that produces calcium silicate hydrate and the like with an alkaline stimulant.

また、本実施形態に係る高炉スラグ微粉末は、銑鉄製造過程で副産される高炉スラグ微粉末である。この高炉スラグ微粉末は、例えば、JIS A 6206で規定された、粉末度4000の比表面積のもの等が好適である。また、密度が2.91g/cmg/cm3程度のものであることが好適である。高炉スラグ微粉末も、アルカリ刺激剤により、カルシウムシリケート水和物及びカルシウムアルミネート水和物を生成して硬化する「潜在水硬性」により硬化する。The blast furnace slag fine powder according to the present embodiment is a blast furnace slag fine powder produced as a by-product in the pig iron manufacturing process. As the blast furnace slag fine powder, for example, a blast furnace slag fine powder having a specific surface area of 4000 powder as specified in JIS A 6206 is suitable. Further, it is preferable that the density is about 2.91 g / cmg / cm 3 . Blast furnace slag fine powder is also cured by "latent hydraulic", which cures by producing calcium silicate hydrate and calcium aluminate hydrate with an alkaline stimulant.

また、本実施形態に係るシリカフュームは、アーク式電気炉から排ガス中のダストとして集塵される大部分が非晶質で球形のシリカ(SiO2)である。このシリカフュームは、JIS A 6207で規定された、密度2.30g/cm3程度のものを用いることが好適である。シリカフュームは、遠心後の硬化体の緻密化と強度向上のために用いることが好適である。Further, the silica fume according to the present embodiment is mostly amorphous and spherical silica (SiO 2 ) collected as dust in the exhaust gas from the arc type electric furnace. It is preferable to use this silica fume having a density of about 2.30 g / cm 3 specified in JIS A 6207. Silica fume is preferably used for densification and strength improvement of the cured product after centrifugation.

これに加えて、本実施形態の産業副産物は、下水道汚泥焼却灰を更に含んでいてもよい。この下水道汚泥焼却灰としては、非特許文献1に記載されているような、下水汚泥焼却灰を粒度調整した「スーパーアッシュ」を用いることが好適である。 In addition to this, the industrial by-products of the present embodiment may further contain sewer sludge incineration ash. As the sewage sludge incineration ash, it is preferable to use "super ash" in which the particle size of the sewage sludge incineration ash is adjusted as described in Non-Patent Document 1.

また、本実施形態の耐酸性コンクリートは、アルカリ刺激材として、消石灰を含むことが好適である。この消石灰は、例えば、JIS R9001特号に該当する水酸化カルシウム(Ca(OH)2)を用いることが好適である。また、消石灰の密度は、2.30g/cm3程度であることが好適である。このアルカリ刺激材により、従来のポルトランドセメントを全く使用しなくても、フライアッシュ及び高炉スラグ微粉末を硬化させることが可能となる。Further, the acid-resistant concrete of the present embodiment preferably contains slaked lime as an alkali stimulant. For this slaked lime, for example, it is preferable to use calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) corresponding to JIS R9001 special issue. The density of slaked lime is preferably about 2.30 g / cm 3 . This alkaline stimulant makes it possible to cure fly ash and blast furnace slag fine powder without using any conventional Portland cement.

また、本実施形態に係る膨張材は、粉体状で水分の供給によって膨張し、乾燥収縮によるひび割れを低減する性質の物質である。本実施形態の膨張材の例として、石灰系膨張材、エトリンガイト系(カルシウムサルフォアルミネート系)膨張材、エトリンガイト−生石灰複合系膨張材等が挙げられる。このうち、本実施形態においては、膨張材として、石灰系膨張材を用いることが好適である。また、膨張材は、例えば、日本工業規格JIS A 6202等で規定された品質に適合するものであることが好適である。 Further, the expanding material according to the present embodiment is a substance in the form of powder, which expands by supplying water and has a property of reducing cracks due to drying shrinkage. Examples of the expanding material of the present embodiment include a lime-based expanding material, an ettringite-based (calcium sulfate-based) expanding material, and an ettringite-quicklime composite-based expanding material. Of these, in the present embodiment, it is preferable to use a lime-based expanding material as the expanding material. Further, the expansion material is preferably one that conforms to the quality specified in, for example, Japanese Industrial Standard JIS A 6202.

また、本実施形態に係る細骨材は、一般的な砕砂等の細骨材を使用可能である。この細骨材は、JIS A 5005 砕砂(硬質砂岩)に該当するもので、密度が2.62 g/cm3程度であることが好適である。また、細骨材として、スラグ系骨材、例えば高炉の水砕スラグから製造した細骨材、電気炉酸化スラグ骨材等も用いることが可能である。Further, as the fine aggregate according to the present embodiment, a general fine aggregate such as crushed sand can be used. This fine aggregate corresponds to JIS A 5005 crushed sand (hard sandstone), and the density is preferably about 2.62 g / cm 3 . Further, as the fine aggregate, slag-based aggregate, for example, fine aggregate produced from granulated slag of a blast furnace, oxidized slag aggregate of an electric furnace, or the like can also be used.

また、本実施形態に係る粗骨材は、一般的な砂岩等の粗骨材を使用可能である。この粗骨材は、例えば、JIS A 5005 砕石2005(硬質砂岩)に該当するもので、密度が2.67g/cm3程度であることが好適である。Further, as the coarse aggregate according to the present embodiment, a coarse aggregate such as general sandstone can be used. This coarse aggregate corresponds to, for example, JIS A 5005 crushed stone 2005 (hard sandstone), and the density is preferably about 2.67 g / cm 3 .

また、本実施形態の高性能減水剤は、コンシステンシーに影響することなく単位水量を大幅に減少させる、又は単位水量に影響することなくスランプを大幅に増加させる化学混和剤である。本実施形態の高性能減水剤は、例えば、JIS A 6204に該当するもので、例えば、ポリカルボン酸系の密度1.00g/cm3程度のものを用いることが好適である。In addition, the high-performance water reducing agent of the present embodiment is a chemical admixture that significantly reduces the unit water amount without affecting the consistency, or significantly increases the slump without affecting the unit water amount. The high-performance water reducing agent of the present embodiment corresponds to, for example, JIS A 6204, and it is preferable to use, for example, a polycarboxylic acid-based agent having a density of about 1.00 g / cm 3 .

また、本実施形態の耐酸性コンクリートは、水170kg/m3、フライアッシュ207kg/m3、高炉スラグ微粉末207kg/m3、シリカフューム30kg/m3、消石灰20kg/m3、膨張材30kg/m3、細骨材639kg/m3、粗骨材959kg/m3、及び高性能減水剤5.434kg/m3を標準の配合とすることを特徴とする。Also, acid resistance concrete of this embodiment, water 170 kg / m 3, fly ash 207kg / m 3, blast furnace slag 207kg / m 3, silica fume 30kg / m 3, slaked lime 20 kg / m 3, expansive 30kg / m 3, fine aggregate 639kg / m 3, characterized by a coarse aggregate 959kg / m 3, and superplasticizer 5.434kg / m 3 standard formulation.

このうち、水は、標準の配合を100重量パーセントとして、90〜105%を配合することが好適である。つまり、150kg/m3〜175kg/m3の水を配合することが好適である。この配合であれば、スラッジ水の排出が良好となる。また、90%以下であると、ノンスラッジとなり、遠心成形性が低下し、コンクリート形成品の最終的な強度とが低下する。また、105%以上であると、スラッジ水が増して、強度が低下する。Of these, 90 to 105% of water is preferably blended, with the standard blending being 100% by weight. That is, it is preferable to blend water 150kg / m 3 ~175kg / m 3 . With this formulation, sludge water discharge is good. If it is 90% or less, it becomes non-sludge, the centrifugal formability is lowered, and the final strength of the concrete formed product is lowered. If it is 105% or more, sludge water increases and the strength decreases.

同様に、フライアッシュは、10〜110%の割合で配合することが好適である。このうち、配合量の減少に伴い徐々に強度は向上するものの、高炉スラグ微粉末の使用量が増加するため、10%程度までを下限とすることが好適である。また、110%以上配合すると、強度が低下するため好ましくない。
また、高炉スラグ微粉末は、90〜190%の割合で配合することが好適である。ここで、配合量を少なくすると、フライアッシュの量が増して強度が低下するため、90%程度を下限とすることが好適である。逆に、使用量の増加に伴い徐々に強度は向上するものの、フライアッシュの量が低下するため、190%程度までの配合を上限とすることが好適である。
また、スーパーアッシュは、0〜200%の割合で配合することが好適である。すなわち、無使用の0%でもよく、配合の割合を少なくすると、硬化体の強度が向上する。逆に、200%より多く配合すると、硬化体の強度低下が顕著になるため、好ましくない。
また、シリカフュームは、50〜130%の割合で配合することが好適である。この配合であれば、遠心後の硬化体の緻密化と強度向上とを実現可能となる。50%未満であると、内面の脆弱層は無くなるものの、緻密化と強度向上が実現しなくなる。また、130%より多く配合すると、硬化体の内面の脆弱層が増して、下水道管としての性能が低下し、強度も向上しない。
つまり、本実施形態の産業副産物の混合比率としては、フライアッシュ及び高炉スラグ微粉末を主成分として、シリカフュームを配合する。さらに、スーパーアッシュは、配合してもしなくてもよい。
Similarly, fly ash is preferably blended in a proportion of 10-110%. Of these, although the strength gradually increases as the blending amount decreases, the amount of blast furnace slag fine powder used increases, so it is preferable to set the lower limit to about 10%. Further, if 110% or more is blended, the strength is lowered, which is not preferable.
Further, the blast furnace slag fine powder is preferably blended in a ratio of 90 to 190%. Here, if the blending amount is reduced, the amount of fly ash increases and the strength decreases. Therefore, it is preferable to set the lower limit to about 90%. On the contrary, although the strength gradually increases as the amount used increases, the amount of fly ash decreases, so it is preferable to limit the blending to about 190%.
Further, it is preferable to blend Super Ash in a ratio of 0 to 200%. That is, it may be 0% that is not used, and if the mixing ratio is reduced, the strength of the cured product is improved. On the contrary, if it is blended in an amount of more than 200%, the strength of the cured product is significantly reduced, which is not preferable.
Further, the silica fume is preferably blended in a ratio of 50 to 130%. With this formulation, it is possible to realize densification and strength improvement of the cured product after centrifugation. If it is less than 50%, the fragile layer on the inner surface disappears, but densification and strength improvement cannot be realized. On the other hand, if more than 130% is blended, the fragile layer on the inner surface of the cured product increases, the performance as a sewer pipe deteriorates, and the strength does not improve.
That is, as the mixing ratio of the industrial by-products of the present embodiment, silica fume is blended with fly ash and blast furnace slag fine powder as main components. In addition, Super Ash may or may not be blended.

また、消石灰は、50〜200%の割合で配合することが好適である。50%未満の配合であると、強度が低下するため好ましくない。200%より多く配合しても、強度は向上しない。しかしながら、後述する第二実施形態に記載するように、消石灰を200%より多く配合すると、中性化抑制効果が得られる。
また、膨張材は、60〜130%の割合で配合することが好適である。60%未満であると、収縮ひび割れ防止効果が不十分となる。130%より多くても、収縮ひび割れ防止効果は向上しない。
また、細骨材は、80〜125%の割合で配合することが好適である。80%未満であると、細骨材が少なく粗骨材が過多であるため、硬化体の表面が粗々しくなり、強度が低下するため好ましくない。125%より多いと、細骨材と水とが増え、強度が低下するため好ましくない。
また、粗骨材は、80〜125%の割合で配合することが好適である。80%未満であると、細骨材と水とが増え、強度が低下するため好ましくない。125%より多いと、粗骨材が過多で細骨材が少なく、硬化体表面が粗々しくなり、強度が低下するため好ましくない。
また、高性能減水剤は、50〜150%の割合で配合することが好適である。50%未満であると、水が増えて製品の強度が低下するため好ましくない。150%より多いと過添加であり、流動性が過大となり、更に凝結遅延が生じ強度が低下し、コストも増大するため好ましくない。また、本実施形態においては、高性能減水剤は、水の内割り置き換えで用いることが好適である。
Further, slaked lime is preferably blended in a ratio of 50 to 200%. If the composition is less than 50%, the strength is lowered, which is not preferable. Even if more than 200% is blended, the strength is not improved. However, as described in the second embodiment described later, when slaked lime is blended in an amount of more than 200%, a neutralization suppressing effect can be obtained.
Further, the expansion material is preferably blended at a ratio of 60 to 130%. If it is less than 60%, the shrinkage crack prevention effect becomes insufficient. Even if it is more than 130%, the shrinkage crack prevention effect is not improved.
Further, it is preferable to blend the fine aggregate in a ratio of 80 to 125%. If it is less than 80%, the surface of the cured product becomes rough and the strength decreases because there is little fine aggregate and the amount of coarse aggregate is excessive, which is not preferable. If it is more than 125%, fine aggregate and water increase, and the strength decreases, which is not preferable.
Further, the coarse aggregate is preferably blended at a ratio of 80 to 125%. If it is less than 80%, fine aggregate and water increase and the strength decreases, which is not preferable. If it is more than 125%, the coarse aggregate is excessive and the fine aggregate is small, the surface of the cured product becomes rough, and the strength is lowered, which is not preferable.
Further, the high-performance water reducing agent is preferably blended at a ratio of 50 to 150%. If it is less than 50%, water increases and the strength of the product decreases, which is not preferable. If it is more than 150%, it is over-added, the fluidity becomes excessive, the setting delay occurs, the strength decreases, and the cost increases, which is not preferable. Further, in the present embodiment, it is preferable to use the high-performance water reducing agent as a replacement for the internal division of water.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートは、遠心力成形で締め固めることが好適である。この遠心力成形では、上述の割合で配合された水、産業副産物、アルカリ刺激材、膨張材、細骨材、粗骨材、及び高性能減水剤の混合物(以下、単に「混合物」という。)を遠心成形用型枠に充填し、同型枠を成形機の上で高速回転させ、遠心力を利用して最終的に30〜50G程度の加速度で締固め、余剰水をスラッジ水として排出する。この際、余剰水が適切に排水されて緻密に締固められるよう、数段階に加速度を大きくして締固めてもよい。この段階としては、例えば、5G、15G、35Gを、それぞれ、1分、1分、7分の割合で締固めする。このように遠心力成形の締固めで製造することで、本実施形態に係る耐酸性コンクリートにより、強度のみならず耐酸性を高めて、更に、蒸気養生の時間を短くし、高性能な下水道管を製造することが可能となる。 Further, the acid-resistant concrete according to the present embodiment is preferably compacted by centrifugal molding. In this centrifugal molding, a mixture of water, an industrial by-product, an alkaline stimulant, a swelling material, a fine aggregate, a coarse aggregate, and a high-performance water reducing agent mixed in the above ratio (hereinafter, simply referred to as "mixture"). Is filled in a mold for centrifugation, the mold is rotated at high speed on a molding machine, and finally compacted at an acceleration of about 30 to 50 G using centrifugal force, and excess water is discharged as sludge water. At this time, the acceleration may be increased in several steps to compact the surplus water so that the excess water is appropriately drained and compacted. In this stage, for example, 5G, 15G, and 35G are compacted at a ratio of 1 minute, 1 minute, and 7 minutes, respectively. By manufacturing by centrifugal molding compaction in this way, the acid-resistant concrete according to the present embodiment enhances not only strength but also acid resistance, further shortens the steam curing time, and has a high-performance sewer pipe. Can be manufactured.

また、本実施形態の耐酸性コンクリートは、成形後に蒸気養生され、該蒸気養生の前置時間が1.5時間以上であることを特徴とする。プレキャストコンクリートは、脱型までの時間を短縮して、生産効率を上げるために、蒸気養生を行うことがある。この場合、対象とする製品や配合条件などによって、前置時間、上昇温度(昇温)、最高温度、保持時間、除冷方法等の蒸気養生条件を調整することが好適である。このうち、前置時間は、注水から温度上昇を開始するまでの時間である。
本実施形態においては、例えば、前置時間を1.5〜4時間、昇温を15〜25℃/時間、60〜75℃で3〜5時間以上保持し、その後、試験室温度にて徐冷して、気中養生するといった条件を用いる。このような条件で蒸気養生することで、混合物の凝結や硬化(強度発現性)を早め、製造効率を高められる。
ここで、本実施形態の混合物の蒸気養生では、特に前置時間の影響が大きい。下記で説明するように、遠心力成形を行うことで、前置時間が1.5時間以上あれば、6時間未満であっても、十分な強度で耐酸性に優れたコンクリートを製造することが可能となる。
Further, the acid-resistant concrete of the present embodiment is steam-cured after molding, and the pre-curing time of the steam-curing is 1.5 hours or more. Precast concrete may be steam cured in order to shorten the time to demolding and increase production efficiency. In this case, it is preferable to adjust the steam curing conditions such as the pre-preparation time, the rising temperature (heating), the maximum temperature, the holding time, and the cooling method according to the target product and the compounding conditions. Of these, the preposition time is the time from water injection to the start of temperature rise.
In the present embodiment, for example, the preposition time is maintained at 1.5 to 4 hours, the temperature rise is maintained at 15 to 25 ° C./hour, 60 to 75 ° C. for 3 to 5 hours or more, and then gradually at the test room temperature. Use conditions such as cooling and curing in the air. By steam curing under such conditions, the condensation and curing (strength development) of the mixture can be accelerated, and the production efficiency can be improved.
Here, in the steam curing of the mixture of the present embodiment, the influence of the preposition time is particularly large. As explained below, by performing centrifugal molding, if the pre-preparation time is 1.5 hours or more, even if it is less than 6 hours, it is possible to produce concrete with sufficient strength and excellent acid resistance. It will be possible.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートのスランプフローは、650±50mm程度とすることが好適である。つまり、本実施形態の混合物のフレッシュ性状は、高流動タイプとなる。これにより、成形時における型枠内への充填性を高め、余剰水をスラッジ水として円滑に排水し、良好な締固め効果を得ることが可能となる。また、水と、混合物との重量比(以下、単に「水粉体比」という。)は、20〜60%程度になる。 Further, the slump flow of the acid-resistant concrete according to the present embodiment is preferably about 650 ± 50 mm. That is, the fresh property of the mixture of this embodiment is a high flow type. As a result, it is possible to improve the filling property in the mold during molding, smoothly drain the excess water as sludge water, and obtain a good compaction effect. The weight ratio of water to the mixture (hereinafter, simply referred to as "water powder ratio") is about 20 to 60%.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートの空気量は、2.0±1.5%、すなわち0.5〜3.5%であることが好適である。これにより、ワーカビリティーを向上させつつ、所望の強度を得ることができる。
また、本実施形態において、この空気量は、AE(Air Entraining)剤等の空気量調整剤により調整可能である。このAE剤の例として、陰イオン系、陽イオン系、非イオン系、及び両性系の各種界面活性剤が挙げられる。また、この陰イオン系の界面活性剤の例として、樹脂系、アルキルベンゼンスルホン酸系、高級アルコールエステル系等の界面活性剤が挙げられる。本実施形態においては、特に、変性ロジン酸化合物系陰イオン界面活性剤を用いることが好適である。なお、AE剤と減水剤との両方の性質をもつ、AE減水剤を用いることも可能である。
The amount of air in the acid-resistant concrete according to this embodiment is preferably 2.0 ± 1.5%, that is, 0.5 to 3.5%. As a result, the desired strength can be obtained while improving the workability.
Further, in the present embodiment, this air amount can be adjusted by an air amount adjusting agent such as an AE (Air Entraining) agent. Examples of this AE agent include various anionic, cationic, nonionic, and amphoteric surfactants. In addition, examples of this anionic surfactant include resin-based surfactants, alkylbenzene sulfonic acid-based surfactants, higher alcohol ester-based surfactants, and the like. In the present embodiment, it is particularly preferable to use a modified rosinic acid compound-based anionic surfactant. It is also possible to use an AE water reducing agent having the properties of both an AE agent and a water reducing agent.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートにおいては、繊維等を混入させてもよい。この繊維等の例としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維等の繊維状物質が挙げられる。また、他にも、ゼオライト、シリカ質微粉末、炭酸カルシウム、ベントナイト等の粘土鉱物、石膏、ケイ酸カルシウム等を適宜配合してもよい。 Further, in the acid-resistant concrete according to the present embodiment, fibers or the like may be mixed. Examples of such fibers include fibrous substances such as vinylon fibers, acrylic fibers, and carbon fibers. In addition, zeolite, silica fine powder, calcium carbonate, clay minerals such as bentonite, gypsum, calcium silicate and the like may be appropriately blended.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートにおいては、他にも、流動化剤、遅延剤、防水混和剤、防湿混和剤、発泡剤、増粘剤、防凍剤、着色剤、ワーカビリティー増進剤、防しょう剤、消泡剤、凝結調整剤、収縮低減剤、セメント急硬材、高分子エマルション等を適宜配合することが可能である。 In addition, in the acid-resistant concrete according to the present embodiment, in addition, a fluidizing agent, a retarding agent, a waterproof admixture, a moisture-proof admixture, a foaming agent, a thickener, an antifreeze agent, a coloring agent, a workability enhancer, and an anti-protection agent It is possible to appropriately add a syrup, an antifreeze agent, a coagulation adjuster, a shrinkage reducing agent, a cement hardening material, a polymer emulsion and the like.

また、本実施形態に係る耐酸性コンクリートは、プレキャストコンクリートの製造に用いることが好適である。このプレキャストコンクリートは、ヒューム管であることが好適である。また、このヒューム管の用途としては、高耐久性の下水道管として用いることが可能である。
上述のように構成することで、本実施形態に係る耐酸性コンクリートは、十分な耐酸性能力を発揮させることが可能である。また、専用工場においてコンクリート製品を製造する際の製造効率を高めることができる。このため、本実施形態に係る耐酸性コンクリートで、特に、下水道管を好適に製造することが可能である。
また、従来の下水道管には、ヒューム管、陶管、塩化ビニール管等があり、各々の下水道管には、使用用途が設定されていた。これに対して、本実施形態に係るプレキャストコンクリートは、耐久性が高いため、陶管等を用いる必要がある箇所についても使用することが可能である。
Further, the acid-resistant concrete according to the present embodiment is preferably used for producing precast concrete. The precast concrete is preferably a Hume pipe. Further, as a use of this Hume pipe, it can be used as a highly durable sewer pipe.
With the above-described configuration, the acid-resistant concrete according to the present embodiment can exhibit sufficient acid-resistant capacity. In addition, it is possible to improve the manufacturing efficiency when manufacturing concrete products in a dedicated factory. Therefore, it is possible to suitably manufacture a sewer pipe with the acid-resistant concrete according to the present embodiment.
In addition, conventional sewer pipes include hume pipes, ceramic pipes, vinyl chloride pipes, etc., and each sewer pipe has a set purpose of use. On the other hand, since the precast concrete according to the present embodiment has high durability, it can be used in places where it is necessary to use a ceramic pipe or the like.

以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来の下水道管は、ヒューム管と呼ばれる鉄筋コンクリート管が主体であった。このような鉄筋コンクリートやモルタルは、水、セメント、骨材から成り、水和反応により硬化する。このため、下水道管に用いると、管内が硫化水素によって腐食する「硫酸劣化」が深刻であり、補修に手間がかかっていた。ヒューム管の耐用年数は50年程度であり、近年では、昭和の高度成長期に、急速に普及した下水道管の維持更新が行われている。ヒューム管の耐用年数が50年に満たない場合でも、管内に発生する硫化水素によって下水道管が腐食劣化(硫酸劣化)し、これが重度の場合には道路陥没を引き起こした事例もあった。
しかしながら、この保守に特許文献1に記載のモルタルや、耐硫酸性普通ポルトランドセメントのようなものを塗布するとコストがかかっていた。このため、そもそも高耐酸性の硬化体である耐酸性コンクリートが求められていた。
これに対して、本実施形態の耐酸性コンクリートは、主にフライアッシュ及びと高炉スラグ微粉末を含む産業副産物と、アルカリ刺激剤とを含む混合物を用いることで、従来の耐硫酸性普通ポルトランドセメントよりも化学抵抗性が向上し、耐酸性を高めることができる。
具体的には、後述の実施例1で示すように、5%濃度の硫酸水溶液に28日間浸漬する耐硫酸性試験において、耐硫酸性普通ポルトランドセメントを振動成形した供試体の耐硫酸性(質量変化率)は−32%で、激しい硫酸劣化が生じた。これに対して、本実施形態の耐酸性コンクリートを振動成形した供試体は、硬化体は+1.2%で僅かな膨張が生じたが概ね健全な状態であった。
With the above configuration, the following effects can be obtained.
Conventional sewer pipes are mainly reinforced concrete pipes called Hume pipes. Such reinforced concrete and mortar are composed of water, cement and aggregate, and are hardened by a hydration reaction. Therefore, when it is used for a sewer pipe, "sulfuric acid deterioration" in which the inside of the pipe is corroded by hydrogen sulfide is serious, and it takes time and effort to repair it. The service life of Hume pipes is about 50 years, and in recent years, the sewer pipes that have spread rapidly have been maintained and renewed during the high growth period of the Showa era. Even when the useful life of the Hume pipe is less than 50 years, the sewer pipe is corroded and deteriorated (sulfuric acid deterioration) by hydrogen sulfide generated in the pipe, and in some cases, the road collapses when this is severe.
However, it is costly to apply the mortar described in Patent Document 1 or the sulfuric acid-resistant ordinary Portland cement to this maintenance. For this reason, acid-resistant concrete, which is a hardened body with high acid resistance, has been required in the first place.
On the other hand, the acid-resistant concrete of the present embodiment mainly uses a mixture containing an alkaline stimulant and an industrial by-product containing fly ash and blast furnace slag fine powder, so that conventional sulfuric acid-resistant ordinary Portland cement is used. Chemical resistance is improved and acid resistance can be increased.
Specifically, as shown in Example 1 described later, in a sulfuric acid resistance test in which the sample is immersed in a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 5% for 28 days, the sulfuric acid resistance (mass) of a test piece obtained by vibration-molding ordinary Portland cement. The rate of change) was −32%, and severe sulfuric acid deterioration occurred. On the other hand, in the test piece obtained by vibrating the acid-resistant concrete of the present embodiment, the hardened body was in a generally healthy state although a slight expansion occurred at + 1.2%.

また、本実施形態の耐酸性コンクリートは、遠心成形を行い、緻密化して拘束することで、振動成形のような膨張も生じなくなり、更に耐久性を高めることもできる。
この遠心成形の効果として、後述する実施例1で示すように、耐硫酸性普通ポルトランドセメントを遠心成形した硬化体は、−16%で激しい硫酸劣化と骨材露出が生じた。これに対して、本実施形態の耐酸性コンクリートを遠心成形した硬化体の耐硫酸性(質量変化率)は、−0.8%で概ね健全な状態であった。
つまり、遠心成形により締め固めて製造することで、耐硫酸性と高耐久性を備えた下水道管を製造可能となり、補修の手間を減らすことが可能となる。
また、本実施形態の耐酸性コンクリートは、遠心成形を行うことで、振動成形よりも蒸気養生時間(前置時間)を短縮でき、実用的な時間でプレキャストコンクリートの製品を製造することが可能となる。具体的には、圧縮強度は材齢28日で40N/mm2以上となる、優れた耐硫酸性を備えるヒューム管を製造可能である。
Further, the acid-resistant concrete of the present embodiment is subjected to centrifugal molding to be densified and restrained so that expansion unlike vibration molding does not occur, and the durability can be further improved.
As an effect of this centrifugation, as shown in Example 1 described later, the cured product obtained by centrifuging the sulfuric acid-resistant ordinary Portland cement had severe sulfuric acid deterioration and aggregate exposure at -16%. On the other hand, the sulfuric acid resistance (mass change rate) of the cured product obtained by centrifugally molding the acid-resistant concrete of the present embodiment was −0.8%, which was a generally healthy state.
That is, by compacting and manufacturing by centrifugal molding, it becomes possible to manufacture a sewer pipe having sulfuric acid resistance and high durability, and it is possible to reduce the labor of repair.
Further, the acid-resistant concrete of the present embodiment can be shortened in steam curing time (pre-preparation time) as compared with vibration molding by performing centrifugal molding, and it is possible to manufacture a precast concrete product in a practical time. Become. Specifically, it is possible to manufacture a Hume pipe having excellent sulfuric acid resistance, which has a compressive strength of 40 N / mm 2 or more at a material age of 28 days.

また、近年、地球温暖化対策が世界規模での共通課題として認識されるようになり、その深刻さが刻々と増している状況下にある。このため、各国では、CO2等の温室効果ガスの削減に向けて本格的な取組みを既に始めている。ヒューム管にはセメントが使用されているため、セメント製造時におけるCO2排出量が多い。
これに対して、本実施形態の耐酸性コンクリートは、ポルトランドセメントは全く使用せず、産業副産物を有効活用したエコロジカルな製品を提供することができる。
これにより、地球環境に配慮し、CO2排出量の抑制に貢献することもできる。
In recent years, global warming countermeasures have come to be recognized as a common issue on a global scale, and their seriousness is increasing every moment. For this reason, each country has already begun full-scale efforts to reduce greenhouse gases such as CO 2 . Since cement is used for Hume pipes, it emits a large amount of CO 2 during cement production.
On the other hand, the acid-resistant concrete of the present embodiment does not use Portland cement at all, and can provide an ecological product that effectively utilizes industrial by-products.
As a result, it is possible to consider the global environment and contribute to the reduction of CO 2 emissions.

なお、本実施形態に係る耐酸性コンクリートは、ヒューム管以外にも、遠心成形して製造するプレキャストコンクリートの用途に用いることが可能である。
たとえば、本実施形態に係る耐酸性コンクリートは、耐硫酸性のみならず、耐塩酸性等の他の酸に対しても耐久性を備えるため、発電所、工場、各種生産製造施設等においても用いることが可能である。
The acid-resistant concrete according to this embodiment can be used for precast concrete produced by centrifugal molding in addition to Hume pipes.
For example, the acid-resistant concrete according to the present embodiment is used not only in sulfuric acid resistance but also in resistance to other acids such as hydrochloric acid resistance, so that it is also used in power plants, factories, various production and manufacturing facilities, and the like. Is possible.

また、本実施形態の産業副産物として、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、下水道汚泥焼却灰、及びシリカフューム以外のものを用いることも可能である。たとえば、CaやSiや各種無機金属等を含む、バイオマス発電所の焼却灰、煤塵、鉱物精錬の残渣等も用いることが可能である。
また、アルカリ刺激材として、消石灰以外にも、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水和物、石膏等も用いることが可能である。
Further, as the industrial by-products of the present embodiment, those other than fly ash, blast furnace slag fine powder, sewer sludge incineration ash, and silica fume can be used. For example, incineration ash, soot dust, mineral refining residue, etc. of a biomass power plant containing Ca, Si, various inorganic metals, and the like can also be used.
In addition to slaked lime, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, alkali metal hydrates, gypsum and the like can also be used as the alkali stimulant.

<第二実施形態>
上述の第一実施形態では、Ca(OH)2(水酸化カルシウム、消石灰)は標準配合で20kg/m3使用し、これに対する含有量の範囲を重量パーセントで50〜200%の割合(10〜40kg/m3)で配合する例について記載した。
これに対して、本発明の第二実施形態に係る耐酸性コンクリートは、上述の第一実施形態の配合について、消石灰をより多く配合するものである。本実施形態において、消石灰は、50〜500%(10〜100kg/m3)の割合で配合することが好適である。
水酸化カルシウムの混入量が増すと硬化体の中性化深さが顕著に小さくなる。すなわち、水酸化カルシウムの添加量を増加させると、中性化抑制効果が得られる。この効果を、後述する実施例2の簡易促進中性化試験装置による中性化抑制効果試験の結果として示す。
<Second embodiment>
In the first embodiment described above, Ca (OH) 2 (calcium hydroxide, slaked lime) is used in a standard formulation of 20 kg / m 3 , and the content range is 50 to 200% by weight (10 to 10). An example of blending at 40 kg / m 3 ) was described.
On the other hand, the acid-resistant concrete according to the second embodiment of the present invention contains more slaked lime than the above-mentioned first embodiment. In the present embodiment, the slaked lime is preferably blended at a ratio of 50 to 500% (10 to 100 kg / m 3 ).
As the amount of calcium hydroxide mixed in increases, the neutralization depth of the cured product becomes significantly smaller. That is, when the amount of calcium hydroxide added is increased, the effect of suppressing neutralization can be obtained. This effect is shown as the result of the neutralization suppression effect test by the simple accelerated neutralization test apparatus of Example 2 described later.

さらに、本実施形態の耐酸性コンクリートは、上述の遠心成形の他に、振動形成されたプレキャストコンクリートとしてとしても用いることが可能である。
振動成形製品の対象としては、ボックスカルバートやマンホールなどが挙げられる。何れの製品も、ヒューム管等のプレキャストコンクリートの製造工程と同様の製造方法で製造可能である。すなわち、遠心成形を振動成形に変更するだけで製造することが可能である。したがって、本実施形態の混合物は、振動形成のプレキャストコンクリート製品の製造にも適用することが可能である。
Further, the acid-resistant concrete of the present embodiment can be used as a vibration-formed precast concrete in addition to the above-mentioned centrifugal molding.
Examples of vibration-molded products include box culverts and manholes. Both products can be manufactured by the same manufacturing method as the manufacturing process of precast concrete such as Hume pipe. That is, it can be manufactured only by changing the centrifugal molding to the vibration molding. Therefore, the mixture of the present embodiment can also be applied to the production of vibration-forming precast concrete products.

この際、本実施形態の耐酸性コンクリートは、適用する製品によっては、混合物の柔らかさに対する要求性能が異なる場合があり得る。この場合、コンクリートにおける水(W)とセメント(C)の割合(W/C)に相当する様に、混合物の水(W)と総粉体量(P)との割合(W/P)を微調整するだけで対応可能である。
また、必要に応じて細骨材率(S/a)や混和剤(Ad)添加量等も適宜調整して、混合物のフレッシュ性状(スランプ:SLや、空気量:Air)を、適用する製品の要求性能に合わせることが可能である。
本実施形態の混合物を実製品に適用する場合の配合例としては、後述する実施例2の表8に記載したような配合を用いることが好適である。表8では、本実施形態の混合物を遠心成形製品(ヒューム管)に適用する場合と、振動成形製品(ボックスカルバート)に適用する場合の配合例を示している。
なお、表8に示したように、適切な養生方法と温度管理を十分に行えば、本実施形態の混合物を用いて、現場で打設することも可能である。
At this time, the acid-resistant concrete of the present embodiment may have different required performance for the softness of the mixture depending on the product to which it is applied. In this case, the ratio (W / P) of the mixture water (W) and the total powder amount (P) is set so as to correspond to the ratio (W / C) of water (W) and cement (C) in concrete. It can be handled by just making fine adjustments.
In addition, a product to which the fresh properties of the mixture (slump: SL and air amount: Air) are applied by appropriately adjusting the fine aggregate ratio (S / a) and the amount of admixture (Ad) added as necessary. It is possible to match the required performance of.
As a formulation example when the mixture of this embodiment is applied to an actual product, it is preferable to use a formulation as shown in Table 8 of Example 2 described later. Table 8 shows compounding examples when the mixture of the present embodiment is applied to a centrifugal molded product (Hume pipe) and a vibration molded product (box culvert).
As shown in Table 8, if an appropriate curing method and temperature control are sufficiently performed, the mixture of the present embodiment can be used for casting on site.

次に図面に基づき本発明を実施例によりさらに説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。 Next, the present invention will be further described with reference to the drawings, but the following specific examples do not limit the present invention.

〔標準の配合における耐酸性〕
(概要)
本実施例の耐酸性コンクリートを製造するための混合物(以下、単に「本混合物」と称する。)を、本実施例の実験対象とした。本混合物を用いて、遠心成形と振動成形により作製した硬化体(以下、単に「硬化体」と称する。)では、蒸気養生条件を5水準に設定した供試体を製造して、その強度発現性を確認した。また、本混合物の凝結時間については、プロクター貫入抵抗試験によるモルタル凝結試験を行い、始発時間と終結時間を確認した。化学抵抗性については、本混合物を振動成形したモルタル硬化体や、遠心成形した硬化体から採取した輪切り状の試験片(供試体)を、5%濃度の硫酸水溶液に浸漬し、耐硫酸性を普通ポルトランドセメント(以下、「OPC」という。)製試験片(供試体)と比較した。
[Acid resistance in standard formulation]
(Overview)
A mixture for producing acid-resistant concrete of this example (hereinafter, simply referred to as "this mixture") was used as an experimental target of this example. In a cured product (hereinafter, simply referred to as "cured product") produced by centrifugation and vibration molding using this mixture, a specimen in which steam curing conditions are set to 5 levels is produced, and its strength development is exhibited. It was confirmed. Regarding the setting time of this mixture, a mortar setting test was conducted by a Proctor penetration resistance test to confirm the starting time and ending time. Regarding chemical resistance, a mortar cured product obtained by vibrating this mixture or a slice-shaped test piece (specimen) collected from a centrifugally molded cured product is immersed in a 5% aqueous sulfuric acid solution to improve the sulfuric acid resistance. It was compared with a test piece (specimen) made of ordinary Portland cement (hereinafter referred to as "OPC").

(使用材料)
本実施例における使用材料の種類と品質は、下記の表1に示すとおりである。使用材料は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、スーパーアッシュ、シリカフュームで構成される4種類の産業副産物と、アルカリ刺激剤としてJIS R9001特号に該当する水酸化カルシウム(消石灰)、収縮ひび割れ防止用としてJIS A6202に該当する膨張材の計6種類である。これに、骨材(粗骨材、細骨材)、水、高性能減水剤を練混ぜて本混合物を構成した。
(Material used)
The types and qualities of the materials used in this example are shown in Table 1 below. The materials used are four types of industrial by-products consisting of fly ash, blast furnace slag fine powder, super ash, and silica fume, calcium hydroxide (slaked lime) corresponding to JIS R9001 special issue as an alkali stimulant, and for preventing shrinkage cracks. There are a total of 6 types of expansion materials that correspond to JIS A6202. Aggregate (coarse aggregate, fine aggregate), water, and a high-performance water reducing agent were kneaded with this to form this mixture.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

(本混合物の配合)
本混合物のフレッシュ性状は、図1に示すようにスランプフローが650±50mmの高流動タイプとした。このことによって、振動成形との違いが顕著に表れることを想定した。
また、本混合物の空気量は試験練りを繰返した結果、フレッシュ時に得られた空気量の実測値から、2.0±1.5%を目標値として設定した。
本混合物の配合は、下記の表2に示すように、水粉体比(W/P)34.0%、細骨材率41.0%とした。なお、スーパーアッシュは、総粉体量の5%に相当する量を細骨材と置換して用いた。
(Mixing of this mixture)
As shown in FIG. 1, the fresh property of this mixture was a high flow type having a slump flow of 650 ± 50 mm. It was assumed that this would make a significant difference from vibration molding.
The amount of air in this mixture was set to 2.0 ± 1.5% as a target value from the measured value of the amount of air obtained at the time of freshness as a result of repeated test kneading.
As shown in Table 2 below, the composition of this mixture was a water powder ratio (W / P) of 34.0% and a fine aggregate ratio of 41.0%. In addition, Super Ash was used by substituting an amount corresponding to 5% of the total amount of powder with fine aggregate.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

(硬化体の成形方法)
本混合物を練混ぜた後、振動成形と遠心成形とにより、硬化体を作製した。
振動成形では、ブリキ製の円柱型枠(φ100×200mm)に、フレッシュ状態の本混合物を2層に分けて充填し、テーブルバイブレータ―で振動を与えながら、2層に分けて締固め、円柱硬化体を作製した。
遠心成形では、遠心成形用型枠(φ200×300mm)に、フレッシュ状態の本混合物を充填し、同型枠を成形機の上で高速回転させ、遠心力を利用して40Gに近い加速度で締固め、混合物の余剰水をスラッジ水として排出した。この際、下記の表3で示すような加速度と成形時間で、数段階で加速度を大きくして締固めて、遠心硬化体を作製した。
(Molding method of cured product)
After kneading the present mixture, a cured product was prepared by vibration molding and centrifugal molding.
In vibration molding, a tin columnar mold (φ100 x 200 mm) is filled with the present mixture in a fresh state in two layers, and the mixture is compacted in two layers while being vibrated by a table vibrator to cure the cylinder. The body was made.
In centrifugal molding, a mold for centrifugal molding (φ200 x 300 mm) is filled with the present mixture in a fresh state, the mold is rotated at high speed on a molding machine, and the mold is compacted at an acceleration close to 40 G using centrifugal force. , The excess water of the mixture was discharged as sludge water. At this time, a centrifugally cured product was prepared by increasing the acceleration and compacting in several steps with the acceleration and molding time as shown in Table 3 below.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

図2(a)(b)に、製造された遠心硬化体の外観性状を示す。図2(c)に、遠心成形の様子を示す。
遠心成形では、加速度Gにより本混合物の余剰水がスラッジ水として円滑に排水された。その結果、遠心硬化体内面の脆弱層の厚さは0mmで、良好な締固め性状が得られた。また、硬化体の外面は、遠心力によって非常に緻密な硬化体となった。
2 (a) and 2 (b) show the appearance properties of the manufactured centrifugally cured product. FIG. 2C shows the state of centrifugal molding.
In the centrifugal molding, the excess water of the present mixture was smoothly drained as sludge water by the acceleration G. As a result, the thickness of the fragile layer on the inner surface of the centrifugally cured body was 0 mm, and good compaction properties were obtained. In addition, the outer surface of the cured product became a very dense cured product due to centrifugal force.

(凝結時間)
本混合物の硬化反応は、自然状態では凝結時間がかかることが想定された。このため、凝結試験として、プロクター貫入抵抗試験で始発時間と終結時間を確認した。本凝結試験に用いた混合物のモルタルは、表2に示した本混合物の配合から、単に粗骨材を除いたものである。
図3に示すように、本混合物の凝結時間は、始発が約14時間、終結が約19時間であった。これは、ポゾラン反応と潜在水硬性によるものと考えられる。
(Condensation time)
It was assumed that the curing reaction of this mixture would take a long time to set in the natural state. Therefore, as a coagulation test, the start time and end time were confirmed in the Proctor penetration resistance test. The mortar of the mixture used in this coagulation test is simply the coarse aggregate removed from the composition of this mixture shown in Table 2.
As shown in FIG. 3, the setting time of this mixture was about 14 hours for the first train and about 19 hours for the last train. This is thought to be due to the pozzolan reaction and latent hydraulic limeness.

(蒸気養生条件)
凝結試験結果を踏まえて、硬化体の強度発現性に有効な蒸気養生条件(前置時間)を把握するため、蒸気養生における前置時間が本混合物の強度発現性に及ぼす影響を確認した。本実施例では、注水から温度上昇を開始するまでの時間である前置時間を4時間、上昇温度を20℃/h、最高温度を65℃、保持時間を4時間、除冷は自然降温の条件で行った。この際、前置時間を、下記の表4に示す5水準に振り分けた。すなわち、前置時間は、0.5時間(30分)、1.5時間、3.0時間、6.0時間、24.0時間であり、他の蒸気養生条件は同一条件で実行した。
(Steam curing condition)
Based on the results of the coagulation test, in order to understand the steam curing conditions (preposition time) effective for the strength development of the cured product, the effect of the preposition time in steam curing on the strength development of this mixture was confirmed. In this embodiment, the preamble time from water injection to the start of temperature rise is 4 hours, the rise temperature is 20 ° C / h, the maximum temperature is 65 ° C, the holding time is 4 hours, and the cooling is naturally lowered. I went under the conditions. At this time, the preposition time was divided into 5 levels shown in Table 4 below. That is, the preposition time was 0.5 hour (30 minutes), 1.5 hours, 3.0 hours, 6.0 hours, and 24.0 hours, and the other steam curing conditions were the same.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

(圧縮強度)
下記の表5に、硬化体の圧縮強度の試験結果を、振動成形及び遠心成形で区分し、前置時間及び材齢毎に示した。
(Compression strength)
Table 5 below shows the test results of the compressive strength of the cured product by vibration molding and centrifugal molding, and by pre-preparation time and age.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

図4に振動成形、図5に遠心成形について、この結果をグラフ化したものを示す。各グラフにおいて、横軸は前置時間、縦軸は圧縮強度(N/mm2)を示す。また、各バーのδは材齢(日)を示す。これにより、振動成形と遠心成形との違いを明確にした。
前置時間の影響を見ると、前置0.5時間は材齢14日までの初期材齢における圧縮強度が低く、特に振動成形の材齢1日では顕著である。これと同様な傾向にあるのが前置1.5時間と前置3.0時間であり、その差は僅少で、振動成形の材齢1日では圧縮強度が変動している。
これに対して、前置時間が6.0時間になると、これよりも前置時間が短いものに比べて、圧縮強度は概ね堅調に推移し、遠心成形では材齢28日で40N/mm2以上の圧縮強度が得られている。更に、前置時間が24.0時間では、圧縮強度が最も高い水準となった。これは、前述した凝結試験の結果を踏まえれば、本混合物の始発時間である14時間よりも前置時間を長く、十分に確保したことの効果であると推察された。
このように、遠心成形は振動成形ほど前置時間の影響を受けず、圧縮強度は振動成形よりも、総じて5N/mm2程度高い水準となった。
FIG. 4 shows a graph of the results of vibration molding and FIG. 5 shows centrifugal molding. In each graph, the horizontal axis shows the preposition time and the vertical axis shows the compression strength (N / mm 2 ). In addition, δ of each bar indicates the age (day). This clarified the difference between vibration molding and centrifugal molding.
Looking at the influence of the preposition time, the compression strength at the initial material age up to 14 days is low at the preposition of 0.5 hours, which is particularly remarkable at the material age of 1 day for vibration molding. There is a tendency similar to this between 1.5 hours in front and 3.0 hours in front, and the difference is small, and the compressive strength fluctuates with one day of vibration molding material age.
On the other hand, when the preposition time is 6.0 hours, the compressive strength is generally firmer than that of the one with a shorter preposition time, and in the centrifugal molding, the material age is 28 days and 40 N / mm 2 The above compression strength is obtained. Furthermore, when the preposition time was 24.0 hours, the compression strength was at the highest level. Based on the results of the coagulation test described above, it was presumed that this was due to the fact that the pre-occurrence time was longer than the starting time of 14 hours of this mixture and was sufficiently secured.
As described above, the centrifugal molding was not affected by the pre-preparation time as much as the vibration molding, and the compressive strength was generally about 5 N / mm 2 higher than that of the vibration molding.

次に、図6に、上述の結果を基に、遠心成形(100%)に対する振動成形の強度比率を、各々の条件で対比させたものを示す。
この強度比率で見ると、振動成形では前置時間に硬化体の圧縮強度が鋭敏に反応しており、0.5時間、1.5時間、3.0時間のように短い前置時間の場合には、概ね85%を中心とした強度比率であった。これに対して、6.0時間以上の前置時間では、材齢14日までの強度比率には90%を超えるものがあり、この段階までは遠心成形との差が小さくなった。
これらの結果によれば、遠心成形は、振動成形よりも、本混合物の前置時間を短縮することが可能であった。また、硬化体の圧縮強度は、振動成形よりも高い水準になった。
Next, FIG. 6 shows a comparison of the strength ratios of vibration molding to centrifugal molding (100%) under each condition based on the above results.
Looking at this strength ratio, in vibration molding, the compressive strength of the cured product reacts sensitively to the preposition time, and in the case of short preposition times such as 0.5 hours, 1.5 hours, and 3.0 hours. The strength ratio was about 85%. On the other hand, in the preposition time of 6.0 hours or more, the strength ratio up to 14 days of age exceeded 90%, and the difference from the centrifugation was small up to this stage.
According to these results, centrifugal molding was able to shorten the pre-preparation time of the present mixture as compared with vibration molding. In addition, the compressive strength of the cured product was higher than that of vibration molding.

(耐硫酸性)
(振動成形による硬化体の耐硫酸性)
耐硫酸性試験の比較対象として、OPCによるモルタル供試体(φ50×100mm)を、振動成形を作製した。
このモルタルは、下記の表6に示したコンクリート配合から、単に粗骨材を除いたものである。
(Sulfuric acid resistance)
(Sulfuric acid resistance of cured product by vibration molding)
As a comparison target of the sulfuric acid resistance test, a mortar specimen (φ50 × 100 mm) by OPC was prepared by vibration molding.
This mortar is obtained by simply removing the coarse aggregate from the concrete composition shown in Table 6 below.

Figure 0006796743
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また、上述した凝結試験と同様に、表2に示した本混合物の配合から、単に粗骨材を除いたモルタル配合を用いて、振動成形で硬化体(φ50×100mm)を作製した。 Further, in the same manner as in the coagulation test described above, a cured product (φ50 × 100 mm) was prepared by vibration molding using a mortar formulation obtained by simply removing the coarse aggregate from the formulation of the present mixture shown in Table 2.

これら、OPC製の硬化体と、本混合物の硬化体とを「日本下水道事業団の断面修復用モルタルに関する品質試験方法」に準拠して、5%濃度の硫酸水溶液に28日間浸漬させ、質量変化や外観性状から耐硫酸性を評価した。
なお、5%濃度の硫酸水溶液量(容積)は、試験体1個当たり1.96Lとし、供試体の表面積と、液体の容積比率(個液比)を一定として、7日毎に新しい硫酸水溶液に全量を入れ換えた。
The cured product made by OPC and the cured product of this mixture are immersed in a 5% sulfuric acid aqueous solution for 28 days in accordance with the "Quality test method for cross-section repair mortar of Japan Sewage Works Agency" to change the mass. Sulfuric acid resistance was evaluated from the appearance and appearance.
The amount (volume) of the 5% concentrated sulfuric acid aqueous solution is 1.96 L per test piece, and the surface area of the test piece and the volume ratio of the liquid (individual liquid ratio) are kept constant, and a new sulfuric acid aqueous solution is added every 7 days. The whole amount was replaced.

図7に、この28日間浸漬後の各供試体の外観の様子を示す。図7(a)はOPC製の供試体、図7(b)は本混合物の硬化体の供試体である。
また、図8に試験結果を示す。これによると、OPC製の供試体は、浸漬日数の進行に伴って質量が減少し、28日間で質量変化率は−32%に達している。
これに対して、本混合物の硬化体は、微細なひび割れが僅かに生じていたものの、概ね健全な状態にあり、優れた耐酸性を示した。
しかし、28日間浸漬後の質量変化率は約1%プラス側に転じており、硬化体には僅かな膨張が確認された。この結果について、本混合物から成る硬化体についてX線回折法により、硬化体の膨張や質量増加に影響している鉱物を同定した。その結果、高炉スラグ微粉末から生成された二水石膏(CaSO4・2H2O)が主原因であることが推定された。
FIG. 7 shows the appearance of each specimen after being soaked for 28 days. FIG. 7 (a) is a specimen made of OPC, and FIG. 7 (b) is a specimen of a cured product of the present mixture.
The test results are shown in FIG. According to this, the mass of the OPC specimen decreased with the progress of the soaking days, and the mass change rate reached −32% in 28 days.
On the other hand, the cured product of this mixture was in a generally healthy state and showed excellent acid resistance, although slight cracks were generated.
However, the mass change rate after immersion for 28 days turned to the plus side by about 1%, and a slight expansion was confirmed in the cured product. Regarding this result, the minerals affecting the expansion and mass increase of the cured product of the cured product were identified by X-ray diffraction. As a result, gypsum produced from blast furnace slag (CaSO 4 · 2H 2 O) that is the main cause was estimated.

(遠心成形による硬化体の耐硫酸性)
前述したように、本混合物から成る硬化体の圧縮強度試験結果では、遠心成形が有効であることが分かった。
このことを踏まえて、上述の表6に示す配合のOPC製の遠心供試体と、本混合物を遠心成形した硬化体から輪切り状の試験片を採取して、耐硫酸性を評価した。
なお、この硫酸浸漬試験では、試験片の表面積と溶液との容積比率(個液比)を考慮せず、採取した試験片を5%濃度の硫酸水溶液中に28日間浸漬させた。
(Sulfuric acid resistance of cured product by centrifugation)
As described above, the results of the compressive strength test of the cured product composed of the present mixture showed that centrifugal molding was effective.
Based on this, a slice-shaped test piece was collected from the centrifugal specimen made of OPC having the formulation shown in Table 6 above and the cured product obtained by centrifuging the mixture, and the sulfuric acid resistance was evaluated.
In this sulfuric acid immersion test, the collected test piece was immersed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 28 days without considering the surface area of the test piece and the volume ratio (individual liquid ratio) of the solution.

図9に、この28日間浸漬後の各供試体の外観の様子を示す。図9(a)はOPC製の遠心供試体、図9(b)は本混合物の遠心供試体である。
また、図10に試験結果を示す。これによると、OPC製の遠心試験片(遠心OPC)では、浸漬28日間で−16%の質量減少と骨材の露出が確認され、激しい硫酸劣化が生じた。
一方、本混合物製の遠心供試体(遠心硬化体)では、浸漬28日間で−0.8%の質量減少が認められたものの、試験片の外観性状には殆ど変化が認められず、健全な状態であった。
また、振動成形で作製したモルタル硬化体に生じた、微細なひび割れや僅かな膨張は認められず、遠心成形で硬化体を締固めることの有効性が示された。
FIG. 9 shows the appearance of each specimen after being soaked for 28 days. FIG. 9 (a) is a centrifugal specimen made by OPC, and FIG. 9 (b) is a centrifugal specimen of the present mixture.
The test results are shown in FIG. According to this, in the centrifugal test piece (centrifugal OPC) manufactured by OPC, a mass reduction of -16% and exposure of aggregate were confirmed in 28 days of immersion, and severe sulfuric acid deterioration occurred.
On the other hand, in the centrifugal specimen (centrifugal cured product) made of this mixture, although a mass loss of -0.8% was observed in 28 days of immersion, almost no change was observed in the appearance properties of the test piece, and it was sound. It was in a state.
In addition, fine cracks and slight expansions that occurred in the cured mortar produced by vibration molding were not observed, demonstrating the effectiveness of compacting the cured product by centrifugal molding.

(まとめ)
本実施例では、高耐久性のコンクリート製品を創出するために、ポルトランドセメントを全く使用しない、主にフライアッシュと高炉スラグ微粉末によって構成される産業副産物を含む混合物を用いて、遠心成形によって硬化体とした。
本実施例では、以下のような結果が得られた:
(1)本混合物の硬化反応は、ポゾラン反応と潜在水硬性によるものであり、凝結時間は、始発が14時間、終結が19時間であった。
(2)振動成形の場合、強度発現性と強度の伸びが悪い。たとえば、前置6時間、材齢28日の圧縮強度は35.1N/mm2であった。これに対して、遠心成形は、強度発現性と強度の伸びがよい。たとえば、前置6時間、材齢28日の圧縮強度は40.7N/mm2である。
(3)凝結時間の遅延により、振動成形では蒸気養生の前置時間が3.0時間以下の場合、6.0時間以上に比べて圧縮強度が低い水準にある。しかし、遠心成形で前置時間前が3.0時間以下と6.0時間以上を比較すると、圧縮強度の差は振動成形の場合よりも小さい。
したがって、遠心成形を用いることにより、本混合物の凝結時間の遅延を相殺でき、実用的なヒューム管の製造に用いることができる。具体的には、1.5時間以下で用いることも可能である。
(4)振動成形によるモルタル硬化体と、OPC製モルタル供試体を対象にした5%硫酸浸漬試験の結果、OPC製モルタル供試体は質量変化率が−32%であったのに対し、モルタル硬化体は僅かな膨張が認められたものの、ほぼ健全な状態であった。
(5)遠心成形で作製した遠心硬化体と、OPC製の遠心供試体を対象にした5%硫酸浸漬試験の結果、OPC製の遠心供試体は質量減少が−16%であったのに対し、遠心硬化体では−0.8%の質量減少に留まり、外観性状は概ね健全な状態であった。
(Summary)
In this example, in order to create a highly durable concrete product, hardened by centrifugation using a mixture containing no Portland cement and an industrial by-product mainly composed of fly ash and blast furnace slag fine powder. It was a body.
In this example, the following results were obtained:
(1) The curing reaction of this mixture was due to the pozzolan reaction and the latent hydraulic limeness, and the setting time was 14 hours for the first train and 19 hours for the last train.
(2) In the case of vibration molding, strength development and strength elongation are poor. For example, the compressive strength at 6 hours in advance and 28 days after age was 35.1 N / mm 2 . On the other hand, centrifugal molding has good strength development and strength elongation. For example, the compression strength of 6 hours in advance and 28 days of age is 40.7 N / mm 2 .
(3) Due to the delay in the setting time, in the case of vibration molding, when the pre-curing time of steam curing is 3.0 hours or less, the compression strength is at a lower level than 6.0 hours or more. However, when comparing 3.0 hours or less and 6.0 hours or more before the preposition time in centrifugal molding, the difference in compressive strength is smaller than that in vibration molding.
Therefore, by using centrifugal molding, the delay in the setting time of the present mixture can be offset, and it can be used for producing a practical Hume pipe. Specifically, it can be used in 1.5 hours or less.
(4) As a result of a 5% sulfuric acid immersion test on a mortar cured product by vibration molding and an OPC mortar specimen, the mass change rate of the OPC mortar specimen was -32%, whereas the mortar curing was performed. The body was almost healthy, although slight swelling was observed.
(5) As a result of a 5% sulfuric acid immersion test targeting a centrifugally cured product prepared by centrifugation and a centrifugal specimen manufactured by OPC, the mass loss of the centrifugal specimen manufactured by OPC was -16%. In the centrifugally cured product, the mass was reduced by only -0.8%, and the appearance was generally in a healthy state.

〔配合の割合を変化させた場合における強度〕
上述の標準の配合について、各材料の添加率と圧縮強度の関係を調べた。つまり、各材料の配合割合を変化させた際の圧縮強度の変化についての試験を行った。この結果を下記の表7に示す。
[Strength when the mixing ratio is changed]
Regarding the above-mentioned standard formulation, the relationship between the addition rate of each material and the compressive strength was investigated. That is, a test was conducted on the change in the compressive strength when the blending ratio of each material was changed. The results are shown in Table 7 below.

Figure 0006796743
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また、図11に、この添加率と強度の関係グラフを示す。各グラフにおいて、横軸は標準の割合について、重量パーセントで示す添加率の割合(%)を示す。また、縦軸は圧縮強度(N/mm2)を示す。
結果として、標準の配合に対して、重量パーセントにおいて、W(水)90〜105%、FA(フライアッシュ)10〜110%、BFS(高炉スラグ微粉末)90〜190%、SF(シリカフューム)50〜130%、Ca(OH)2(水酸化カルシウム、消石灰)50〜200%、EX(膨張材)60〜130%、S(細骨材)80〜125%、G(粗骨材)80〜125%、及びAd(高性能減水剤)50〜150%の割合で配合することが好適であった。これらの効果については、上述の実施の形態で示した通りである。
Further, FIG. 11 shows a graph of the relationship between the addition rate and the strength. In each graph, the horizontal axis indicates the percentage of addition rate (%) in weight percent with respect to the standard percentage. The vertical axis indicates the compression strength (N / mm 2 ).
As a result, W (water) 90-105%, FA (fly ash) 10-110%, BFS (blast furnace slag fine powder) 90-190%, SF (silica fume) 50 in weight percent with respect to the standard formulation. ~ 130%, Ca (OH) 2 (calcium hydroxide, slaked lime) 50 ~ 200%, EX (expansion material) 60 ~ 130%, S (fine aggregate) 80 ~ 125%, G (coarse aggregate) 80 ~ It was preferable to mix in a ratio of 125% and Ad (high-performance water reducing agent) 50 to 150%. These effects are as shown in the above-described embodiment.

(硫酸浸漬試験:遠心硬化体、OPC、BB、FCの比較)
実施例1では、遠心硬化体と普通セメント(OPC)製遠心供試体を記載した。これに加えて、標準の高炉セメントB種(BB)製遠心供試体と、標準のフライアッシュセメントC種(FC)製遠心供試体とを用いた硫酸浸漬試験を、実施例1と同様に行った。
図12に、各種遠心供試体の劣化状況の外観を示す。図12(a)は、28日間浸漬後の高炉セメントB種(BB)製遠心供試体の写真、図12(b)は、28日間浸漬後のフライアッシュセメントC種(FC)製遠心供試体の写真である。いずれも、見た目の劣化が激しかった。
図13に、各種遠心供試体を5%濃度の硫酸水溶液に28日間浸漬させ、その劣化の程度を質量変化率で表したグラフを示す。
結果として、5%濃度の硫酸水溶液に各種遠心供試体を28日間浸漬した結果、質量変化率は遠心OPCと遠心FCが約−16%、遠心BBが約−10%であった。
これに対して、実施例1及び実施例2の遠心硬化体の質量変化率は、僅かに−0.8%であり、これらの実施例の硬化体の優れた耐硫酸性を確認することができた。
(Sulfuric acid immersion test: Comparison of centrifugal cured product, OPC, BB, FC)
In Example 1, a centrifugally cured product and a centrifugal specimen made of ordinary cement (OPC) were described. In addition to this, a sulfuric acid immersion test using a standard blast furnace cement type B (BB) centrifugal specimen and a standard fly ash cement type C (FC) centrifugal specimen was performed in the same manner as in Example 1. It was.
FIG. 12 shows the appearance of deterioration of various centrifugal specimens. FIG. 12 (a) is a photograph of a blast furnace cement type B (BB) centrifugal specimen after immersion for 28 days, and FIG. 12 (b) is a photograph of a fly ash cement type C (FC) centrifugal specimen after immersion for 28 days. It is a photograph of. In each case, the appearance was severely deteriorated.
FIG. 13 shows a graph showing the degree of deterioration of various centrifugal specimens by immersing them in a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 5% for 28 days.
As a result, as a result of immersing various centrifugal specimens in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 28 days, the mass change rate was about -16% for centrifugal OPC and centrifugal FC, and about -10% for centrifugal BB.
On the other hand, the mass change rate of the centrifugally cured products of Examples 1 and 2 was only -0.8%, and it was possible to confirm the excellent sulfuric acid resistance of the cured products of these examples. did it.

(W/P及びFAとBFSの混合比率による強度発現性)
次に、硬化体の主材であるフライアッシュ(FA)と高炉スラグ微粉末(BFS)の混合比率を、50%対50%と、40%対60%に変化させてモルタルとして用いて製造した硬化体(φ50×100mm)(モルタル硬化体)の強度発現性(モルタル強度)について、水粉体比(W/P)を変化させて比較した。
図14に、FAとBFSの混合比率を50%:50%とした場合の強度のグラフを示す。
図15に、図14の結果における、W/Pと強度の関係のグラフを示す。本図中のσは、材齢(日)を示す。
図16に、FAとBFSの混合比率を40%:60%とした場合の強度のグラフを示す。
図17に、図16の結果における、W/Pとモルタル強度の関係のグラフを示す。本図中のσは、材齢(日)を示す。
(Strength development by mixing ratio of W / P and FA and BFS)
Next, the mixing ratio of fly ash (FA), which is the main material of the cured product, and blast furnace slag fine powder (BFS) was changed to 50% to 50% and 40% to 60%, and the mixture was produced as a mortar. The strength development (mortar strength) of the cured product (φ50 × 100 mm) (mortar cured product) was compared by changing the water powder ratio (W / P).
FIG. 14 shows a graph of the strength when the mixing ratio of FA and BFS is 50%: 50%.
FIG. 15 shows a graph of the relationship between W / P and intensity in the result of FIG. Σ in this figure indicates the age (day) of the material.
FIG. 16 shows a graph of the strength when the mixing ratio of FA and BFS is 40%: 60%.
FIG. 17 shows a graph of the relationship between W / P and mortar strength in the result of FIG. Σ in this figure indicates the age (day) of the material.

結果として、硬化体のフライアッシュ(FA)と高炉スラグ微粉末(BFS)の混合比率を、50%対50%から40%対60%にすると圧縮強度(特に材齢14日までの初期強度)が向上した。また、W/Pを28%以下にすると、材齢28日の圧縮強度は概ね50N/mm2以上が得られることが分かった。As a result, when the mixing ratio of the hardened fly ash (FA) and the blast furnace slag fine powder (BFS) is changed from 50% to 50% to 40% to 60%, the compressive strength (especially the initial strength up to 14 days of age). Has improved. Further, it was found that when the W / P was 28% or less, the compressive strength at 28 days of age was approximately 50 N / mm 2 or more.

(円柱硬化体と遠心硬化体の圧縮強度)
硬化体の主材であるフライアッシュ(FA)と高炉スラグ微粉末(BFS)の混合比率を、50%対50%と、40%対60%に変化させ場合の圧縮強度について、実施例1と同様に成形した円柱硬化体(φ100×200mm)と遠心硬化体(φ200×300mm)とにおいて、水粉体比(W/P)を変化させて比較した。これらの硬化体のフレッシュ性状は、空気量1.8%、スランプ10.0cmであった。
(Compressive strength of columnar cured product and centrifugal cured product)
The compression strength when the mixing ratio of fly ash (FA), which is the main material of the cured product, and blast furnace slag fine powder (BFS) was changed to 50% to 50% and 40% to 60%, was described in Example 1 and The water powder ratio (W / P) was changed between the similarly molded cylindrical cured product (φ100 × 200 mm) and the centrifugal cured product (φ200 × 300 mm) for comparison. The fresh properties of these cured products were 1.8% air volume and 10.0 cm slump.

図18に、FAとBFSの混合比率を50%:50%とした場合の圧縮強度のグラフを示す。
図19に、FAとBFSの混合比率を40%:60%とした場合の圧縮強度のグラフを示す。
結果として、硬化体の水粉体比(W/P)が小さくなると、これに伴って圧縮強度が大きくなる傾向が、実施例1と同様であった。
また、振動成形で製造した円柱供試体よりも、遠心成形で製造した遠心供試体の方が圧縮強度は大きいことから、実施例1の結果と同様な傾向にあった。
FIG. 18 shows a graph of the compression strength when the mixing ratio of FA and BFS is 50%: 50%.
FIG. 19 shows a graph of the compression strength when the mixing ratio of FA and BFS is 40%: 60%.
As a result, as the water powder ratio (W / P) of the cured product became smaller, the compressive strength tended to increase accordingly, as in Example 1.
Further, since the centrifugal specimen manufactured by centrifugal molding had a higher compressive strength than the cylindrical specimen manufactured by vibration molding, the tendency was similar to the result of Example 1.

(水酸化カルシウムの効果)
硬化体のアルカリ刺激材(硬化促進剤)である水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の添加量を変化させて、モルタル硬化体(粗骨材を除く)の圧縮強度を比較した。
図20に、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の添加量と圧縮強度の関係のグラフを示す。ここでは、W/Pを30%、フラアッシュ40%、高炉スラグ微粉末60%の条件で、水酸化カルシウムの添加率を変えた実験を行った。
この結果から、圧縮強度の発現性を見ると水酸化カルシウムの最適混入量は20kg/m3であり、それ以下では強度レベルが低く、それ以上混入しても強度の増進は得られないことが分かった。
(Effect of calcium hydroxide)
The compressive strength of the cured mortar (excluding the coarse aggregate) was compared by changing the amount of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) added as an alkaline stimulant (curing accelerator) of the cured product.
FIG. 20 shows a graph of the relationship between the amount of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) added and the compressive strength. Here, an experiment was conducted in which the addition rate of calcium hydroxide was changed under the conditions of W / P of 30%, flaash of 40%, and blast furnace slag fine powder of 60%.
From this result, when looking at the expression of compressive strength, the optimum amount of calcium hydroxide mixed is 20 kg / m 3 , and if it is less than that, the strength level is low, and even if it is mixed more than that, the strength cannot be increased. Do you get it.

これに加え、本発明者らは、水酸化カルシウムの添加量の強度以外の観点として、中性化抑制効果について検討した。
図21に、中性化抑制効果試験に用いた簡易促進中性化試験装置の概要を示す。この装置は、デシケーター内に硬化体(供試体)を静置して蓋を閉め、炭酸ガス(濃度40%以上)を送って、硬化体の中性化を促進させる。
本実施例の中性化抑制効果試験においては、フライアッシュ40%及び高炉スラグ60%を配合した振動成形のモルタル硬化体(硬化体)を作成し、蒸気養生後、気中養生(気温20℃、湿度60%)を28日間、行ってから中性化を評価した。
中性化の判定は、硬化体を割裂した面にフェノールフタレイン(1%エタノール溶液)を噴霧し、赤紫色の呈色反応が生じない無色の部分を対象に、硬化体表面からの深さを10mm間隔で計測して平均値を求め、中性化深さとした。
In addition to this, the present inventors examined the neutralization inhibitory effect from a viewpoint other than the strength of the amount of calcium hydroxide added.
FIG. 21 shows an outline of the simple accelerated neutralization test apparatus used for the neutralization suppression effect test. In this device, the cured product (specimen) is allowed to stand in a desiccator, the lid is closed, and carbon dioxide gas (concentration 40% or more) is sent to promote the neutralization of the cured product.
In the neutralization suppression effect test of this example, a vibration-molded mortar cured product (cured product) containing 40% fly ash and 60% blast furnace slag was prepared, and after steam curing, air curing (temperature 20 ° C.). , Humidity 60%) for 28 days, and then neutralization was evaluated.
To determine neutralization, spray phenolphthalein (1% ethanol solution) on the split surface of the cured product, and target the colorless part where the reddish-purple color reaction does not occur, and the depth from the surface of the cured product. Was measured at intervals of 10 mm to obtain an average value, which was used as the neutralization depth.

図22に、中性化抑制効果試験における、水酸化カルシウム量と中性化深さの関係の実験結果のグラフを示す。
図23に、中性化抑制効果試験の結果として、蒸気養生後に28日間の気中養生を行った硬化体の呈色反応の写真を示す。図23(a)は、水酸化カルシウム20kg/m3を加えた硬化体の写真である。中性化深さは、7mmであった。図23(b)は、水酸化カルシウム40kg/m3を加えた硬化体の写真である。中性化深さは、2mmであった。図23(c)は、水酸化カルシウム60kg/m3を加えた硬化体の写真である。中性化深さは、0mmであった。
FIG. 22 shows a graph of the experimental results of the relationship between the amount of calcium hydroxide and the depth of neutralization in the neutralization inhibitory effect test.
FIG. 23 shows a photograph of the color reaction of the cured product subjected to aerial curing for 28 days after steam curing as a result of the neutralization suppressing effect test. FIG. 23 (a) is a photograph of a cured product to which 20 kg / m 3 of calcium hydroxide was added. The neutralization depth was 7 mm. FIG. 23 (b) is a photograph of a cured product to which 40 kg / m 3 of calcium hydroxide was added. The neutralization depth was 2 mm. FIG. 23 (c) is a photograph of a cured product to which 60 kg / m 3 of calcium hydroxide was added. The neutralization depth was 0 mm.

この簡易促進中性化試験装置による中性化抑制効果試験の結果として、水酸化カルシウムの混入量が増すと硬化体の中性化深さが顕著に小さくなることが分かった。すなわち、結果として、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の添加量を増加させると、中性化抑制効果が得られることが分かった。すなわち、Ca(OH)2(水酸化カルシウム、消石灰)は標準配合で20kg/m3使用し、これに対する含有量の範囲は50〜500%(10〜100kg/m3)とすることが好適である。As a result of the neutralization suppression effect test by this simple accelerated neutralization test apparatus, it was found that the neutralization depth of the cured product was remarkably reduced as the amount of calcium hydroxide mixed increased. That is, as a result, it was found that an effect of suppressing neutralization can be obtained by increasing the amount of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) added. That is, it is preferable to use 20 kg / m 3 of Ca (OH) 2 (calcium hydroxide, slaked lime) as a standard formulation, and the content range for this is 50 to 500% (10 to 100 kg / m 3 ). is there.

(実製品の製造時に採取した円柱硬化体の強度)
次に、実製品の製造時に採取した混合物の振動成形した円柱硬化体の圧縮強度を測定した。具体的には、コンクリート二次製品工場において、遠心硬化体の実製品(φ250×2000mm)を製造する際に、投入口から混合物を採取し、振動成形で作製した円柱硬化体(φ100×200mm)の圧縮強度を測定した。この硬化体のフレッシュ性状は、空気量1.9%、スランプ13.0cmであった。
図24に、この振動成形の円柱硬化体の圧縮強度を示す。
結果として、圧縮強度は材齢28日で41.5N/mm2が得られた。振動成形の円柱硬化体のスランプを大きくすると、より高い値を得られると考えられる。
(Strength of columnar cured product collected during the manufacture of the actual product)
Next, the compressive strength of the vibration-molded columnar cured product of the mixture collected during the production of the actual product was measured. Specifically, when manufacturing an actual product (φ250 × 2000 mm) of a centrifugally cured product in a secondary concrete product factory, a cylindrical cured product (φ100 × 200 mm) produced by vibrating molding by collecting a mixture from the inlet. The compression strength of was measured. The fresh properties of this cured product were an air volume of 1.9% and a slump of 13.0 cm.
FIG. 24 shows the compressive strength of this vibration-molded columnar cured product.
As a result, a compressive strength of 41.5 N / mm 2 was obtained at 28 days of age. It is considered that a higher value can be obtained by increasing the slump of the vibration-molded columnar cured product.

(ヒューム管の製造方法)
次に、本実施例の混合物によるプレキャストコンクリートの一例として、ヒューム管を遠心成形で製造する際の製造方法について説明する。
図25に、ヒューム管の製造工程を示す。ヒューム管の製造では、鉄筋を組合せて編成した鉄筋カゴを型枠内に設置する。次に、型枠を成形機の上で回転させながら、ミキサーで練混ぜたコンクリートを投入し、遠心力(低速、中速、高速)で締固めながら成形する。この時、ヒューム管の内面仕上げも同時に行う。その後、型枠ごと蒸気養生を行い、徐冷してから脱型し、養生期間を経て、ヒューム管の外観、寸法等を検査して出荷に至る。
本実施例において、硬化体を製造する場合には、セメントの代わりに上述の粉体材料を使用する。この様に、硬化体実製品を遠心成形によって製造する場合、このヒューム管の製造工程と同様にして行うことが可能である。
なお、振動成型の場合、図25の「遠心成形・内面仕上げ」工程の際に、振動成型を行うことで、同様にプレキャストコンクリートを製造可能である。
(Manufacturing method of Hume pipe)
Next, as an example of precast concrete using the mixture of this example, a manufacturing method for manufacturing a Hume pipe by centrifugal molding will be described.
FIG. 25 shows the manufacturing process of the Hume pipe. In the manufacture of Hume pipes, a reinforcing bar basket knitted by combining reinforcing bars is installed in the formwork. Next, while rotating the mold on the molding machine, concrete mixed with a mixer is put in, and molding is performed while compacting with centrifugal force (low speed, medium speed, high speed). At this time, the inner surface of the Hume pipe is also finished at the same time. After that, the mold is steam-cured, slowly cooled, then demolded, and after a curing period, the appearance, dimensions, etc. of the Hume pipe are inspected before shipment.
In this embodiment, when the cured product is produced, the above-mentioned powder material is used instead of cement. In this way, when the actual cured product is manufactured by centrifugation, it can be carried out in the same manner as the manufacturing process of this Hume pipe.
In the case of vibration molding, precast concrete can be similarly produced by performing vibration molding during the "centrifugal molding / inner surface finishing" step of FIG. 25.

(遠心硬化体の実製品の外圧試験)
遠心硬化体の実製品として、φ250×2000mmのものとφ300×2000mmのものとを製造した。
図26に、この遠心硬化体の実製品と試験状況とを示す。図26(a)は、φ300×2000mmで製造した遠心硬化体実製品の外観である。図26(b)は、遠心硬化体実製品の外圧試験状況を示す写真である。
(External pressure test of the actual product of the centrifugally cured product)
As actual products of the centrifugally cured product, one having a diameter of 250 × 2000 mm and one having a diameter of 300 × 2000 mm were manufactured.
FIG. 26 shows the actual product of this centrifugally cured product and the test status. FIG. 26A is an appearance of an actual centrifugally cured product manufactured with a diameter of 300 × 2000 mm. FIG. 26B is a photograph showing the external pressure test status of the actual product of the centrifugally cured product.

外圧試験はφ250×2000mmを対象とし、本実施例の遠心硬化体の実製品と、従来のヒューム管とを並行して行った。
図27に、本実施例の遠心硬化体実製品(φ250×2000mm)の外圧試験結果を示す。
図28に、従来のヒューム管(φ250×2000mm)の外圧試験結果(比較例)を示す。
外圧試験の結果、従来のヒューム管に比べて、本実施例の遠心硬化体の実製品は、ひび割れ規格荷重と破壊規格荷重を十分に満足していた。すなわち、良好な耐荷性を備えていることが確認できた。さらに、たわみがやや大きいため、脆性破壊しにくいことが考えられる。
The external pressure test was performed on a diameter of 250 × 2000 mm, and the actual product of the centrifugally cured product of this example and a conventional Hume pipe were performed in parallel.
FIG. 27 shows the results of an external pressure test of the actual product (φ250 × 2000 mm) of the centrifugally cured product of this example.
FIG. 28 shows the results (comparative example) of an external pressure test of a conventional Hume pipe (φ250 × 2000 mm).
As a result of the external pressure test, the actual product of the centrifugally cured product of this example fully satisfied the crack standard load and the fracture standard load as compared with the conventional Hume pipe. That is, it was confirmed that the product has good load bearing capacity. Furthermore, since the deflection is rather large, it is considered that brittle fracture is difficult.

(振動成形製品への適用)
次に、本発明者らは、上述の振動成形により実際のプレキャストコンクリート製品を製造し、振動成形製品の最適な配合割合について検討した。この対象としては、ボックスカルバートやマンホール等が挙げられる。
以下の表8に、本実施例の混合物を遠心成形の製品(ヒューム管等)に適用する場合と、振動成形の製品(ボックスカルバート等)に適用する場合の配合例を示す。さらに、表8の配合例に現場施工として示したように、適切な養生方法と温度管理を十分に行えば、混合物を現場で打設することも可能である。
(Application to vibration molded products)
Next, the present inventors manufactured an actual precast concrete product by the above-mentioned vibration molding, and examined the optimum blending ratio of the vibration molding product. Examples of this include box culverts and manholes.
Table 8 below shows compounding examples when the mixture of this example is applied to a centrifugal molded product (Hume pipe, etc.) and a vibration molded product (box culvert, etc.). Further, as shown in the formulation example of Table 8 as on-site construction, the mixture can be cast on-site if an appropriate curing method and temperature control are sufficiently performed.

Figure 0006796743
Figure 0006796743

表8において、Gmaxは粗骨材の最大寸法、SLはスランプフロー、Airは空気量、W/Pは水(W)と総粉体量(P)との割合、S/aは細骨材率、Sは細骨材、Gは粗骨材、Adは混和剤を示す。
ここで、いずれも、従来のセメントを使用した製品と同等以上の規格荷重等の品質を満たした上で、耐酸性を高めることができる。
In Table 8, Gmax is the maximum size of coarse aggregate, SL is slump flow, Air is the amount of air, W / P is the ratio of water (W) to total powder amount (P), and S / a is fine aggregate. Rate, S is fine aggregate, G is coarse aggregate, and Ad is admixture.
Here, in each case, the acid resistance can be enhanced while satisfying the quality such as the standard load equal to or higher than that of the product using the conventional cement.

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。 Needless to say, the configuration and operation of the above-described embodiment are examples, and can be appropriately modified and executed without departing from the spirit of the present invention.

Claims (11)

ポルトランドセメントを含まず、
水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、
前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、
前記アルカリ刺激材は、消石灰を含む
ことを特徴とする耐酸性コンクリート。
Does not contain Portland cement
Water, industrial by-products, alkaline stimulants, swelling materials, fine aggregates, coarse aggregates, and high-performance water reducing agents are blended.
The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume.
The alkali stimulant is acid-resistant concrete characterized by containing slaked lime .
前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、
重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜200%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合する
ことを特徴とする請求項に記載の耐酸性コンクリート。
The water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expanding material 30kg / m 3 , the fine aggregate at 639 kg / m 3 , the coarse aggregate at 959 kg / m 3 , and the high-performance water reducing agent at 5.434 kg / m 3 as standard formulations.
90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fume, 50-200% of the slaked lime, said expansion by weight percent. The claim is characterized in that the material is 60 to 130%, the fine aggregate is 80 to 125%, the coarse aggregate is 80 to 125%, and the high-performance water reducing agent is mixed in a ratio of 50 to 150%. acid-resistant concrete as described in 1.
前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、
重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合する
ことを特徴とする請求項2に記載の耐酸性コンクリート。
The water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expanding material 30kg / m 3 , the fine aggregate at 639 kg / m 3 , the coarse aggregate at 959 kg / m 3 , and the high-performance water reducing agent at 5.434 kg / m 3 as standard formulations.
In percent by weight, 90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fume, 50-500% of the slaked lime, said expansion. The claim is characterized in that the material is 60 to 130%, the fine aggregate is 80 to 125%, the coarse aggregate is 80 to 125%, and the high-performance water reducing agent is mixed in a ratio of 50 to 150%. The acid-resistant concrete according to 2.
ポルトランドセメントを含まず、
水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され
前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、
前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、
前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、
重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合する
ことを特徴とする耐酸性コンクリート。
Does not contain Portland cement
Water, industrial by-products, alkaline stimulants, swelling materials, fine aggregates, coarse aggregates, and high-performance water reducing agents are blended .
The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume.
The alkaline stimulant contains slaked lime and contains
The water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expanding material 30kg / m 3 , the fine aggregate at 639 kg / m 3 , the coarse aggregate at 959 kg / m 3 , and the high-performance water reducing agent at 5.434 kg / m 3 as standard formulations.
In percent by weight, 90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fume, 50-500% of the slaked lime, said expansion. The acid resistance is characterized by blending 60 to 130% of the material, 80 to 125% of the fine aggregate, 80 to 125% of the coarse aggregate, and 50 to 150% of the high-performance water reducing agent. concrete.
前記産業副産物として、
下水道汚泥焼却灰26kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記下水道汚泥焼却灰を200%までの割合で配合する
ことを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の耐酸性コンクリート。
As the industrial by-product
The invention according to any one of claims 2 to 4 , wherein 26 kg / m 3 of sewage sludge incineration ash is used as a standard compound, and the sewage sludge incineration ash is compounded in a proportion of up to 200% by weight. Acid resistant concrete.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の耐酸性コンクリートで製造された
ことを特徴とするプレキャストコンクリート。
A precast concrete produced from the acid-resistant concrete according to any one of claims 1 to 5 .
下水道管である
ことを特徴とする請求項に記載のプレキャストコンクリート。
The precast concrete according to claim 6 , wherein the precast concrete is a sewer pipe.
ポルトランドセメントを含まず、
水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤を配合し、
前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、
前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、
遠心力成形で締め固める、振動成型する、又は、現場施工で打設する
ことを特徴とする耐酸性コンクリート製造方法。
Does not contain Portland cement
A mixture of water, industrial by-products, alkaline stimulants, swelling materials, fine aggregates, coarse aggregates, and high-performance water reducing agents.
The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume.
The alkaline stimulant contains slaked lime and contains
An acid-resistant concrete manufacturing method characterized by compaction by centrifugal force molding, vibration molding, or casting by on-site construction.
ポルトランドセメントを含まず、
水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、
振動成型で製造され、
前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、 前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、
前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、
重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合する
ことを特徴とする耐酸性コンクリート製造方法
Does not contain Portland cement
Water, industrial by-products, alkaline stimulants, swelling materials, fine aggregates, coarse aggregates, and high-performance water reducing agents are blended.
Manufactured by vibration molding,
The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, and the alkaline stimulant contains slaked lime.
The water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expanding material 30kg / m 3 , the fine aggregate at 639 kg / m 3 , the coarse aggregate at 959 kg / m 3 , and the high-performance water reducing agent at 5.434 kg / m 3 as standard formulations.
90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fume, 50-500% of the slaked lime, said expansion by weight percent. The acid resistance is characterized by blending 60 to 130% of the material, 80 to 125% of the fine aggregate, 80 to 125% of the coarse aggregate, and 50 to 150% of the high-performance water reducing agent. Concrete manufacturing method .
成形後に蒸気養生され、該蒸気養生の前置時間が1.5時間以上である
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の耐酸性コンクリート製造方法
The acid-resistant concrete manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein the concrete is steam-cured after molding, and the pre-curing time of the steam-curing is 1.5 hours or more.
ポルトランドセメントを含まず、
水と、産業副産物と、アルカリ刺激材と、膨張材と、細骨材と、粗骨材と、高性能減水剤とが配合され、
現場施工で打設され、
前記産業副産物は、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、及びシリカフュームを含み、 前記アルカリ刺激材は、消石灰を含み、
前記水を170kg/m3、前記フライアッシュを207kg/m3、前記高炉スラグ微粉末を207kg/m3、前記シリカフュームを30kg/m3、前記消石灰を20kg/m3、前記膨張材を30kg/m3、前記細骨材を639kg/m3、前記粗骨材を959kg/m3、及び前記高性能減水剤を5.434kg/m3を標準の配合として、
重量パーセントにおいて、前記水を90〜105%、前記フライアッシュを10〜110%、前記高炉スラグ微粉末を90〜190%、前記シリカフュームを50〜130%、前記消石灰を50〜500%、前記膨張材を60〜130%、前記細骨材を80〜125%、前記粗骨材を80〜125%、及び前記高性能減水剤を50〜150%の割合で配合され、
前記産業副産物として、下水道汚泥焼却灰26kg/m3を標準の配合として、重量パーセントにおいて、前記下水道汚泥焼却灰を200%までの割合で配合する
ことを特徴とする耐酸性コンクリート製造方法
Does not contain Portland cement
Water, industrial by-products, alkaline stimulants, swelling materials, fine aggregates, coarse aggregates, and high-performance water reducing agents are blended.
It was cast on-site and
The industrial by-products include fly ash, blast furnace slag fine powder, and silica fume, and the alkaline stimulant contains slaked lime.
The water 170 kg / m 3, the fly ash to 207kg / m 3, the blast furnace slag to 207kg / m 3, the silica fume to 30kg / m 3, the slaked lime 20 kg / m 3, the expanding material 30kg / m 3 , the fine aggregate at 639 kg / m 3 , the coarse aggregate at 959 kg / m 3 , and the high-performance water reducing agent at 5.434 kg / m 3 as standard formulations.
90-105% of the water, 10-110% of the fly ash, 90-190% of the blast furnace slag fine powder, 50-130% of the silica fume, 50-500% of the slaked lime, said expansion by weight percent. 60-130% of the material, 80-125% of the fine aggregate, 80-125% of the coarse aggregate, and 50-150% of the high-performance water reducing agent.
A method for producing acid-resistant concrete, which comprises blending sewage sludge incineration ash 26 kg / m 3 as a standard blend as an industrial by-product, and blending the sewage sludge incineration ash in a proportion of up to 200% by weight.
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