JP7653337B2 - Hardened cement and precast concrete panels - Google Patents
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Description
本発明は、セメント硬化体およびプレキャストコンクリート版に関する。 The present invention relates to hardened cement bodies and precast concrete slabs.
車道の舗装や、ゴムタイヤを備えた電車が走行する鉄道軌道などでは、タイヤの走行に伴う摩耗が問題となる。これらの舗装や軌道にコンクリートを用いた場合、特に、コンクリートが高強度であるほど摩耗に対する抵抗性が高くなり、長期にわたる供用が期待できる。このような観点から、特許文献1では、高い曲げ強度と耐摩耗性を有するコンクリート舗装が提案されている。 Wear caused by running tires is a problem for roadway pavements and railway tracks on which trains with rubber tires run. When concrete is used for these pavements and tracks, the higher the strength of the concrete, the higher the resistance to wear, and the longer the service life can be expected. From this perspective, Patent Document 1 proposes a concrete pavement with high bending strength and wear resistance.
ところで、舗装に用いられるセメント硬化体は、舗装用セメント硬化体として要求される条件を満たすだけでなく、セメント組成物の性質が施工に適していることが好ましい。特に、流動性は施工性および充填性に影響するため、セメント組成物の流動性が施工に適していることが好ましい。 The hardened cement product used for paving not only meets the requirements for a hardened cement product for paving, but also preferably has properties of the cement composition suitable for application. In particular, since fluidity affects application and filling properties, it is preferable that the fluidity of the cement composition is suitable for application.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性に優れるだけでなく、セメント組成物の流動性が施工に適しているセメント硬化体およびプレキャストコンクリート版を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a hardened cement body and a precast concrete slab that are not only highly resistant to wear, but also have a cement composition whose fluidity is suitable for construction.
(1)上記の目的を達成するため、本発明は、以下の手段を講じた。すなわち、本発明のセメント硬化体は、セメント、シリカフューム、無機粉末、細骨材、硬質砂、高性能減水剤、消泡剤、および水を少なくとも含むセメント組成物の硬化体であって、圧縮強度が300N/mm2以上であり、前記細骨材の最大粒径が1.2mm以下であり、前記硬質砂の硬度が前記細骨材の硬度よりも高く、前記硬質砂の粒径は、10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下であり、前記細骨材と前記硬質砂の全量に対する前記硬質砂の含有割合が30%以上70%以下であることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides the following means. That is, the cement hardened body of the present invention is a hardened body of a cement composition containing at least cement, silica fume, inorganic powder, fine aggregate, hard sand, a high performance water reducing agent, an antifoaming agent, and water, characterized in that the compressive strength is 300 N/ mm2 or more, the maximum particle size of the fine aggregate is 1.2 mm or less, the hardness of the hard sand is higher than that of the fine aggregate, the particle size of the hard sand is 1.2 mm or more in 10% cumulative particle size by weight and 5.0 mm or less in 90% cumulative particle size by weight, and the content of the hard sand in the total amount of the fine aggregate and the hard sand is 30% or more and 70% or less.
これにより、耐摩耗性に優れるだけでなく、セメント組成物の流動性が施工に適している。 This not only provides excellent abrasion resistance, but also makes the fluidity of the cement composition suitable for application.
(2)本発明のセメント硬化体において、最大粒径が2.5mmより大きく、20mm以下である粗骨材をさらに含むことを特徴としている。これにより、寸法安定性が向上する。 (2) The hardened cement product of the present invention is characterized by further containing coarse aggregate with a maximum particle size of more than 2.5 mm and not more than 20 mm. This improves dimensional stability.
(3)本発明のセメント硬化体において、前記硬質砂は、新モース硬度8以上であることを特徴としている。これにより、耐摩耗性が向上する。 (3) In the hardened cement product of the present invention, the hard sand has a new Mohs hardness of 8 or more. This improves abrasion resistance.
(4)本発明のセメント硬化体において、前記硬質砂が、石英、アルミナ、およびシリコンカーバイドから選ばれる1種類以上であることを特徴としている。これにより、セメント硬化体の作製時には十分なセメント組成物の流動性が得られる。また、舗装用セメント硬化体として要求される耐摩耗性を容易に達成できる。 (4) In the hardened cement body of the present invention, the hard sand is one or more selected from quartz, alumina, and silicon carbide. This ensures sufficient fluidity of the cement composition when the hardened cement body is produced. In addition, the abrasion resistance required for a hardened cement body for paving can be easily achieved.
(5)本発明のセメント硬化体において、前記セメントは、中庸熱ポルトランドセメントまたは低熱ポルトランドセメントを研磨処理した粒子を含み、前記研磨処理した粒子は、前記研磨処理した粒子の50%体積累積粒径が10~18μmであり、ブレーン比表面積が2100~2900cm2/gであることを特徴としている。 (5) In the hardened cement product of the present invention, the cement comprises particles of grinded moderate-heat Portland cement or low-heat Portland cement, and the ground particles have a 50% cumulative particle size by volume of 10 to 18 μm and a Blaine specific surface area of 2100 to 2900 cm 2 /g.
これにより、セメント組成物の流動性を向上させるだけでなく、セメント硬化体の強度および耐摩耗性についても向上させることができる。 This not only improves the fluidity of the cement composition, but also improves the strength and abrasion resistance of the hardened cement body.
(6)本発明のセメント硬化体において、金属繊維、有機繊維、および炭素繊維から選ばれる1種以上の繊維を含み、前記繊維の含有率が4体積%以下であることを特徴としている。これにより、セメント組成物の流動性や作業性を維持しつつ、セメント硬化体の強度や破壊エネルギーを向上させることができる。 (6) The hardened cement body of the present invention is characterized in that it contains one or more types of fibers selected from metal fibers, organic fibers, and carbon fibers, and the content of the fibers is 4 volume % or less. This makes it possible to improve the strength and fracture energy of the hardened cement body while maintaining the fluidity and workability of the cement composition.
(7)本発明のプレキャストコンクリート版は、上記(1)~(6)のいずれかに記載のセメント硬化体を備えることを特徴としている。このようなプレキャストコンクリート版の製造に際し、これを構成するセメント組成物は流動性に優れるため、当該プレキャストコンクリート版の作製に適する。また、当該プレキャストコンクリート版は耐摩耗性に優れる。 (7) The precast concrete slab of the present invention is characterized by comprising the hardened cement body described in any one of (1) to (6) above. When manufacturing such a precast concrete slab, the cement composition constituting it has excellent fluidity, making it suitable for producing the precast concrete slab. In addition, the precast concrete slab has excellent abrasion resistance.
このように、本発明によれば、耐摩耗性に優れるだけでなく、セメント組成物の流動性が施工に適する。そのため、セメントを施工する際に十分な施工性や充填性を有している。 As described above, according to the present invention, not only is the abrasion resistance excellent, but the fluidity of the cement composition is also suitable for application. Therefore, the cement has sufficient application and filling properties when applied.
本発明者らは、鋭意研究の結果、細骨材よりも硬度が高い硬質砂の粒径と含有割合を制御することで、耐摩耗性に優れるだけでなく、セメント組成物の流動性が施工に適しているセメント硬化体を発明した。以下に、本発明の実施形態について説明する。 As a result of intensive research, the inventors have invented a hardened cement body that not only has excellent abrasion resistance, but also has a fluidity of the cement composition suitable for construction by controlling the particle size and content of hard sand, which is harder than fine aggregate. The following describes an embodiment of the present invention.
[セメント硬化体の構成]
本発明のセメント硬化体は、セメント、シリカフューム、無機粉末、細骨材、硬質砂、高性能減水剤、消泡剤、および水を少なくとも含むセメント組成物の硬化体である。
[Configuration of hardened cement body]
The hardened cement product of the present invention is a hardened cement composition containing at least cement, silica fume, inorganic powder, fine aggregate, hard sand, a high-performance water reducing agent, a defoaming agent, and water.
(セメント)
本発明で用いるセメントは、特に限定されず、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、および低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。これらの中でも、セメント組成物の流動性が高いことから、好ましくは中庸熱ポルトランドセメント、または低熱ポルトランドセメントである。
(cement)
The cement used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include various types of Portland cement such as ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, ultra-high-early-strength Portland cement, moderate-heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, and low-heat Portland cement. Among these, moderate-heat Portland cement or low-heat Portland cement is preferred because the cement composition has high fluidity.
また、本発明で用いるセメントは、中庸熱ポルトランドセメント、または低熱ポルトランドセメントを研磨処理した粒子を含み、セメントの50%体積累積粒径が10~18μm、およびセメントのブレーン比表面積が2100~2900cm2/gであることが好ましい。研磨処理した粒子は、セメントの粒子の角張った表面部分が丸みを帯びた形状となり、粒径20μm以上の粗粒子、および、研磨処理によって生じた粒径20μm未満の微粒子を含むことがより好ましい。これにより、セメント組成物の流動性が高くなり、セメント硬化体の圧縮強度が高くなる。 The cement used in the present invention preferably contains particles of polished moderate-heat Portland cement or low-heat Portland cement, with the 50% volume cumulative particle size of the cement being 10-18 μm and the Blaine specific surface area of the cement being 2100-2900 cm 2 /g. More preferably, the polished particles have a rounded shape at the angular surface portions of the cement particles, and contain coarse particles with a particle size of 20 μm or more, and fine particles with a particle size of less than 20 μm produced by the polishing treatment. This increases the fluidity of the cement composition and increases the compressive strength of the hardened cement body.
粗粒子の粒径の上限は、特に限定されないが、研磨処理されたセメントの一般的な粒径を考慮すると、好ましくは200μm以下であり、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなることから、より好ましくは100μm以下である。 The upper limit of the particle size of the coarse particles is not particularly limited, but considering the general particle size of polished cement, it is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less, since this will increase the compressive strength of the hardened cement body.
また、微粒子の粒径の下限は、特に限定されないが、セメント組成物の流動性が高くなり、セメント硬化体を製造する際の作業性が高くなるため、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上である。 The lower limit of the particle size of the microparticles is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, since this increases the fluidity of the cement composition and improves workability when producing a hardened cement body.
研磨処理したセメントの50%体積累積粒径は、好ましくは10~18μm、より好ましくは12~16μmであり、そのブレーン比表面積は、好ましくは2100~2900cm2/g、より好ましくは2200~2700cm2/gである。 The 50% volume cumulative particle size of the ground cement is preferably 10 to 18 μm, more preferably 12 to 16 μm, and the Blaine specific surface area is preferably 2100 to 2900 cm 2 /g, more preferably 2200 to 2700 cm 2 /g.
50%体積累積粒径が10μm以上であるからセメント組成物の流動性は高くなり、18μm以下であるからセメント硬化体の圧縮強度がより高くなる。また、ブレーン比表面積が2100cm2/g以上であるから、セメント硬化体の圧縮強度はより高くなり、2900cm2/g以下であるから、セメント組成物の流動性が向上する。 The 50% volume cumulative particle size of 10 μm or more increases the fluidity of the cement composition, the 50% volume cumulative particle size of 18 μm or less increases the compressive strength of the hardened cement body, and the Blaine specific surface area of 2100 cm2 /g or more increases the compressive strength of the hardened cement body, while the 50% volume cumulative particle size of 10 μm or less increases the fluidity of the cement composition.
研磨処理は、中庸熱ポルトランドセメント、または低熱ポルトランドセメントを研磨できる公知の研磨処理装置を用いて行なうことができる。研磨処理装置は、例えば、高速気流撹拌装置を用いることができる。 The polishing process can be carried out using a known polishing device capable of polishing medium-heat Portland cement or low-heat Portland cement. The polishing device can be, for example, a high-speed airflow agitator.
以下、研磨処理装置として高速気流撹拌装置を用いた場合の研磨処理について図1を用いて詳細に説明する。 The polishing process using a high-speed airflow agitator as the polishing processing device will be described in detail below with reference to Figure 1.
本発明で用いるセメントを、研磨処理装置10の上部の投入口14から、開閉弁18を開いた状態で投入し、開閉弁18を閉じる。投入されたセメントは、循環回路13の途中に設けた開口部から循環回路13内に入り、その後、循環回路13の出口13bから、被処理物を収容する空間である衝突室17内に入る。 The cement used in the present invention is charged from the charge port 14 at the top of the polishing processing device 10 with the on-off valve 18 open, and then the on-off valve 18 is closed. The charged cement enters the circulation circuit 13 from an opening provided midway through the circulation circuit 13, and then enters the collision chamber 17, which is a space that contains the workpiece, from the outlet 13b of the circulation circuit 13.
セメントを投入した後、固定体であるステーター16の内部に配設されているローター(回転体)11を高速回転することにより、ローター11、およびローター11に固着されたブレード12によって高速気流が発生し、衝突室17内のセメントが撹拌される。この撹拌中、セメント粒子は、衝突室17内に設けた循環回路13の入口13aから、循環回路13内に入り、衝突室17の中央部分に設けた、循環回路13の出口13bから、再び衝突室17内に投入されて循環する。なお、図1中、点線で示す矢印は、セメント粒子、研磨処理によって生じた粗粒子、および微粒子の流れを示す。 After the cement is poured in, the rotor (rotating body) 11 arranged inside the stator 16, which is a fixed body, is rotated at high speed, generating a high-speed airflow by the rotor 11 and the blades 12 fixed to the rotor 11, which stirs the cement in the collision chamber 17. During this stirring, the cement particles enter the circulation circuit 13 from the inlet 13a of the circulation circuit 13 provided in the collision chamber 17, and are fed back into the collision chamber 17 from the outlet 13b of the circulation circuit 13 provided in the center of the collision chamber 17, where they circulate. Note that the dotted arrows in Figure 1 indicate the flow of cement particles, coarse particles generated by the polishing process, and fine particles.
撹拌によってセメント粒子が、衝突室17の内壁面、ローター11、およびブレード12と衝突するとともに、セメント粒子同士が衝突することによって、セメント粒子が研磨され、粒子表面の角張った部分が丸みを帯びた形状になった、粒径が20μm以上の粗粒子と、粒径が20μm未満の微粒子が生じる。 As the cement particles are stirred, they collide with the inner wall surface of the collision chamber 17, the rotor 11, and the blades 12, and also with each other, resulting in the cement particles being polished, with the angular parts of the particle surface becoming rounded, resulting in coarse particles with a particle size of 20 μm or more and fine particles with a particle size of less than 20 μm.
ローター11の回転速度は、好ましくは3000~4200rpm、より好ましくは3500~4000rpmである。ローター11の回転速度が3000rpm以上であるから、セメント組成物の流動性が向上し、4200rpmを超えると、セメント組成物の流動性の向上効果が飽和する。 The rotation speed of the rotor 11 is preferably 3000 to 4200 rpm, more preferably 3500 to 4000 rpm. When the rotation speed of the rotor 11 is 3000 rpm or more, the fluidity of the cement composition is improved, and when the rotation speed exceeds 4200 rpm, the effect of improving the fluidity of the cement composition becomes saturated.
研磨処理の時間は、好ましくは10~60分間、より好ましくは20~50分間、さらに好ましくは20~40分間、さらに好ましくは20~30分間である。研磨処理の時間が10分間以上であるからセメント組成物の流動性が向上し、60分間を超えると、セメント組成物の流動性の向上効果が飽和する。 The polishing time is preferably 10 to 60 minutes, more preferably 20 to 50 minutes, even more preferably 20 to 40 minutes, and even more preferably 20 to 30 minutes. When the polishing time is 10 minutes or more, the fluidity of the cement composition is improved, and when it exceeds 60 minutes, the effect of improving the fluidity of the cement composition becomes saturated.
最後に、得られた研磨処理物(粗粒子と微粒子の混合物)は、排出弁19を開いて排出口15から排出される。 Finally, the resulting polished product (a mixture of coarse and fine particles) is discharged from the discharge port 15 by opening the discharge valve 19.
(シリカフューム)
本発明で用いるシリカフュームのBET比表面積は、15~25m2/g、好ましくは17~23m2/g、より好ましくは18~22m2/gである。BET比表面積が15m2/g以上とすることで、セメント硬化体の圧縮強度を向上でき、25m2/g以下とすることで、セメント組成物の流動性の低下を抑制することができる。
(Silica fume)
The BET specific surface area of the silica fume used in the present invention is 15 to 25 m 2 /g, preferably 17 to 23 m 2 /g, and more preferably 18 to 22 m 2 /g. By making the BET specific surface area 15 m 2 /g or more, the compressive strength of the hardened cement body can be improved, and by making it 25 m 2 /g or less, a decrease in the fluidity of the cement composition can be suppressed.
(無機粉末)
無機粉末は、石英粉末(珪石末)、火山灰、スラグ粉末、石灰石粉末、長石類粉末、ムライト類粉末、アルミナ粉末、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末、および、分級または粉砕したフライアッシュの1種以上が挙げられる。無機粉末は、50%体積累積粒径が0.8~5μmであることが好ましい。
(Inorganic powder)
The inorganic powder may be one or more of quartz powder (silica powder), volcanic ash, slag powder, limestone powder, feldspar powder, mullite powder, alumina powder, silica sol, carbide powder, nitride powder, and classified or crushed fly ash. The inorganic powder preferably has a 50% cumulative volume particle size of 0.8 to 5 μm.
これらの中でも、セメント組成物の流動性が向上し、セメント硬化体の圧縮強度が高くなるから、好ましくは石英粉末またはフライアッシュである。なお、本明細書において、50%体積累積粒径が0.8~5μmの無機粉末は、セメントを含まない。 Among these, quartz powder or fly ash is preferable because it improves the fluidity of the cement composition and increases the compressive strength of the hardened cement body. In this specification, the inorganic powder with a 50% cumulative volume particle size of 0.8 to 5 μm does not include cement.
本発明で用いる無機粉末の50%体積累積粒径は、0.8~5μm、好ましくは1~5μm、より好ましくは1.1~3.5μm、さらに好ましくは1.2μm以上、3μm未満である。粒径が0.8μmよりも大きい場合では、セメント組成物の流動性が向上し、粒径が5μmよりも小さい場合にはセメント硬化体の圧縮強度が向上する。 The 50% volume cumulative particle size of the inorganic powder used in the present invention is 0.8 to 5 μm, preferably 1 to 5 μm, more preferably 1.1 to 3.5 μm, and even more preferably 1.2 μm or more and less than 3 μm. If the particle size is larger than 0.8 μm, the fluidity of the cement composition is improved, and if the particle size is smaller than 5 μm, the compressive strength of the hardened cement body is improved.
無機粉末の50%体積累積粒径は、製品名「マイクロトラックHRA モデル9320-X100」(日機装社製)等の市販の粒度分布測定装置を用いて求めることができる。 The 50% volume cumulative particle size of inorganic powders can be determined using a commercially available particle size distribution measuring device such as the Microtrac HRA Model 9320-X100 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
50%体積累積粒径は、例えば、試料を分散する溶媒であるエタノール20cm3に、試料0.06gを添加し、90秒間、超音波分散装置(例えば、製品名「US300」、日本精機製作所製)を用いて超音波分散した後、粒度分布測定装置を用いて、分散液中の粒子の累積粒度曲線を作成して求める。 The 50% volume cumulative particle size is determined, for example, by adding 0.06 g of a sample to 20 cm3 of ethanol, which is a solvent for dispersing the sample, ultrasonically dispersing the sample for 90 seconds using an ultrasonic dispersing device (for example, product name "US300" manufactured by Nippon Seiki Seisakusho), and then creating a cumulative particle size curve of the particles in the dispersion using a particle size distribution measuring device.
無機粉末の最大粒径は、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなるから、好ましくは15μm以下、より好ましくは14μm以下、さらに好ましくは13μm以下である。また、無機粉末の95%体積累積粒径は、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなるから、好ましくは8μm以下、より好ましくは7μm以下、さらに好ましくは6μm以下である。 The maximum particle size of the inorganic powder is preferably 15 μm or less, more preferably 14 μm or less, and even more preferably 13 μm or less, since this increases the compressive strength of the hardened cement body. In addition, the 95% volume cumulative particle size of the inorganic powder is preferably 8 μm or less, more preferably 7 μm or less, and even more preferably 6 μm or less, since this increases the compressive strength of the hardened cement body.
本発明で用いる無機粉末は、好ましくは石英粉末等の、SiO2を主成分とする無機粉末である。無機粉末中のSiO2の含有率は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。無機粉末中のSiO2の含有率が50質量%以上であれば、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなる。 The inorganic powder used in the present invention is preferably an inorganic powder mainly composed of SiO 2 such as quartz powder. The content of SiO 2 in the inorganic powder is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more. If the content of SiO 2 in the inorganic powder is 50% by mass or more, the compressive strength of the hardened cement body is higher.
本発明で用いるセメント組成物中のセメントの含有率は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計を100体積%として、55~65体積%、好ましくは57~63体積%である。セメント組成物中のセメントの含有率が55体積%以上の場合、セメント硬化体の圧縮強度が向上し、65体積%以下であると、セメント組成物の流動性が向上するする。 The cement content in the cement composition used in the present invention is 55 to 65% by volume, preferably 57 to 63% by volume, with the total of cement, silica fume, and inorganic powder being 100% by volume. If the cement content in the cement composition is 55% by volume or more, the compressive strength of the cement hardened body is improved, and if it is 65% by volume or less, the fluidity of the cement composition is improved.
また、本発明で用いるセメント組成物中のシリカフュームの含有率は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計を100体積%として、5~25体積%、好ましくは7~25体積%である。含有率が5体積%以上の場合では、セメント硬化体の圧縮強度が向上し、25体積%以下の場合、セメント組成物の流動性が向上する。 The content of silica fume in the cement composition used in the present invention is 5 to 25 vol%, preferably 7 to 25 vol%, based on 100 vol% of the total of cement, silica fume, and inorganic powder. If the content is 5 vol% or more, the compressive strength of the hardened cement body is improved, and if it is 25 vol% or less, the fluidity of the cement composition is improved.
また、本発明で用いるセメント組成物中の無機粉末の含有率は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計を100体積%として、15~35体積%、好ましくは17~33体積%である。含有率が15体積%以上では、セメント硬化体の圧縮強度が向上し、35体積%以下の場合、セメント組成物の流動性が向上する。 The content of the inorganic powder in the cement composition used in the present invention is 15 to 35 vol%, preferably 17 to 33 vol%, based on 100 vol% of the total of the cement, silica fume, and inorganic powder. If the content is 15 vol% or more, the compressive strength of the hardened cement body is improved, and if it is 35 vol% or less, the fluidity of the cement composition is improved.
(細骨材)
本発明で用いる細骨材は、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、再生細骨材、および、スラグ細骨材またはフライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材等の人工細骨材から選ばれる1種以上が挙げられる。
(Fine aggregate)
The fine aggregate used in the present invention may be one or more selected from river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, recycled fine aggregate, and artificial fine aggregate such as slag fine aggregate or fired fine aggregate obtained by firing fly ash or the like.
細骨材の最大粒径は、1.2mm以下であり、好ましくは1.1mm以下、さらに好ましくは1.0mm以下である。最大粒径が1.2mm以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度が高くなる。 The maximum particle size of the fine aggregate is 1.2 mm or less, preferably 1.1 mm or less, and more preferably 1.0 mm or less. Because the maximum particle size is 1.2 mm or less, the compressive strength of the hardened cement body is high.
細骨材の粒度分布は、セメント組成物の流動性が向上し、セメント硬化体の圧縮強度が高くなるから、0.6mm以下の粒径の骨材の含有率は、好ましくは95質量%以上で、0.3mm以下の粒径の骨材の含有率は、好ましくは40~50質量%、および、0.15mm以下の粒径の骨材の含有率は、6質量%以下である。 The particle size distribution of the fine aggregate improves the fluidity of the cement composition and increases the compressive strength of the hardened cement body, so the content of aggregate with a particle size of 0.6 mm or less is preferably 95% by mass or more, the content of aggregate with a particle size of 0.3 mm or less is preferably 40 to 50% by mass, and the content of aggregate with a particle size of 0.15 mm or less is 6% by mass or less.
セメント組成物中の細骨材の含有率は、好ましくは20~40体積%、より好ましくは22~38体積%、さらに好ましくは30~37体積%、特に好ましくは32~36体積%である。セメント組成物中の細骨材の含有率が20体積%以上であるから、セメント組成物の発熱量が小さくなるとともに、セメント硬化体の収縮量が小さくなり、40体積%以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなる。 The content of fine aggregate in the cement composition is preferably 20 to 40% by volume, more preferably 22 to 38% by volume, even more preferably 30 to 37% by volume, and particularly preferably 32 to 36% by volume. When the content of fine aggregate in the cement composition is 20% by volume or more, the calorific value of the cement composition is reduced and the shrinkage of the hardened cement body is reduced, and when the content is 40% by volume or less, the compressive strength of the hardened cement body is increased.
(高性能減水剤)
本発明で用いる高性能減水剤は、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、およびポリカルボン酸系等の高性能減水剤から選ばれる1種以上である。これらの中でも、セメント組成物の流動性が向上し、セメント硬化体の圧縮強度が高くなるから、好ましくはポリカルボン酸系の高性能減水剤である。
(High performance water reducing agent)
The high performance water reducing agent used in the present invention is at least one selected from high performance water reducing agents such as naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, and polycarboxylic acid-based, etc. Among these, polycarboxylic acid-based high performance water reducing agents are preferred because they improve the fluidity of the cement composition and increase the compressive strength of the hardened cement body.
高性能減水剤の配合割合は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計100質量部に対し、固形分換算で、好ましくは0.2~1.5質量部、より好ましくは0.4~1.2質量部である。高性能減水剤の配合割合が0.2質量部以上であるから、減水性能が向上してセメント組成物の流動性が向上し、1.5質量部以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなる。 The mixing ratio of the high-performance water reducing agent is preferably 0.2 to 1.5 parts by mass, more preferably 0.4 to 1.2 parts by mass, calculated as solid content, per 100 parts by mass of the total of cement, silica fume, and inorganic powder. When the mixing ratio of the high-performance water reducing agent is 0.2 parts by mass or more, the water reducing performance is improved and the fluidity of the cement composition is improved, and when it is 1.5 parts by mass or less, the compressive strength of the hardened cement body is increased.
(消泡剤)
本発明で用いる消泡剤は市販品が使用でき、消泡剤の配合割合は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計100質量部に対し、好ましくは0.001~0.1質量部、より好ましくは0.01~0.07質量部、さらに好ましくは0.01~0.05質量部である。消泡剤の配合割合が0.001質量部以上であるから、セメント組成物の強度発現性が向上し、0.1質量部を超えると、セメント組成物の強度発現性の向上効果は飽和する。
(Antifoaming agent)
The defoaming agent used in the present invention may be a commercially available product, and the blending ratio of the defoaming agent is preferably 0.001 to 0.1 parts by mass, more preferably 0.01 to 0.07 parts by mass, and even more preferably 0.01 to 0.05 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of the cement, silica fume, and inorganic powder. Since the blending ratio of the defoaming agent is 0.001 parts by mass or more, the strength development of the cement composition is improved, and when it exceeds 0.1 parts by mass, the effect of improving the strength development of the cement composition is saturated.
(硬質砂)
本発明で用いる硬質砂は、細骨材よりも硬度が高く、10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下である。硬質砂の硬度は、新モース硬度8以上であることが好ましい。硬質砂は、石英、アルミナ、およびシリコンカーバイドから選ばれる1種類以上であることが好ましい。硬質砂は、10%重量累積粒径が1.2mm以上であるから、セメント組成物の流動性が施工に適しており、90%重量累積粒径が5.0mm以下であるから、舗装用セメント硬化体として要求される耐摩耗性を有する。
(Hard sand)
The hard sand used in the present invention is harder than the fine aggregate, with a 10% cumulative particle size of 1.2 mm or more and a 90% cumulative particle size of 5.0 mm or less. The hard sand preferably has a new Mohs hardness of 8 or more. The hard sand is preferably one or more types selected from quartz, alumina, and silicon carbide. Since the hard sand has a 10% cumulative particle size of 1.2 mm or more, the fluidity of the cement composition is suitable for application, and since the hard sand has a 90% cumulative particle size of 5.0 mm or less, it has the wear resistance required for a paving cement hardened body.
硬質砂の10%重量累積粒径が1.2mm以上であることは、硬質砂が1.2mmのふるい目を通過する硬質砂が10%未満であることから確認できる。また、硬質砂の90%重量累積粒径が5.0mm以下であることは、5.0mmのふるい目を通過する硬質砂が90%より多いことから確認できる。 The fact that the 10% cumulative particle size by weight of the hard sand is 1.2 mm or more can be confirmed by the fact that less than 10% of the hard sand passes through a 1.2 mm sieve. Also, the fact that the 90% cumulative particle size by weight of the hard sand is 5.0 mm or less can be confirmed by the fact that more than 90% of the hard sand passes through a 5.0 mm sieve.
また、硬質砂は、次のように粒径を調整する。まず、硬質砂を、JIS A 1102「骨材のふるい分け試験方法」に従って、5.0mmのふるい目を1分間に通過する硬質砂が硬質砂全体の0.1%以下となるまで、ふるい分けを行なう。5.0mmと同様に、2.5mm、1.2mmにおいても1分間に通過する硬質砂が硬質砂全体0.1%以下となるまで、ふるい分けを行なう。そして、ふるい分けしたものを10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下になるように混合する。 The particle size of the hard sand is adjusted as follows: First, the hard sand is sieved according to JIS A 1102 "Sieving test method for aggregates" until the amount of hard sand passing through the 5.0 mm sieve in one minute is 0.1% or less of the total hard sand. As with the 5.0 mm sieve, sieving is also performed for the 2.5 mm and 1.2 mm sieves until the amount of hard sand passing through the 2.5 mm and 1.2 mm sieves in one minute is 0.1% or less of the total hard sand. The sieved material is then mixed so that the 10% cumulative particle size by weight is 1.2 mm or more and the 90% cumulative particle size by weight is 5.0 mm or less.
本発明で用いる硬質砂の含有割合は、コンクリート中の細骨材と硬質砂の全量に対して、30%以上70%以下である。硬質砂の含有割合が30%以上であるから、舗装用セメント硬化体として要求される耐摩耗性を満たし、70%以下であるから、セメント組成物の流動性が施工に適している。 The content of hard sand used in the present invention is 30% or more and 70% or less of the total amount of fine aggregate and hard sand in the concrete. Because the content of hard sand is 30% or more, the abrasion resistance required for a hardened cement body for paving is satisfied, and because it is 70% or less, the fluidity of the cement composition is suitable for construction.
上記では、硬質砂は、10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下であり、細骨材と硬質砂の全量に対する硬質砂の含有割合が30%以上70%以下であるように構成されているが、ふるいを使って以下のような構成としてもよい。 In the above, the hard sand is configured so that the 10% weight cumulative particle size is 1.2 mm or more, the 90% weight cumulative particle size is 5.0 mm or less, and the hard sand content of the total amount of fine aggregate and hard sand is 30% to 70%, but it may also be configured as follows using a sieve.
細骨材の粒度分布が、10mmのふるい目を100%通過し、5.0mmのふるい目を90%~100%通過し、2.5mmのふるい目を80%~100%通過し、1.2mmのふるい目を50%~90%通過し、0.6mmのふるい目を25%~65%通過し、0.3mmのふるい目を10%~35%通過し、0.15mmのふるい目を2%~15%通過するものとしたとき、硬質砂は、1.2mm~5.0mmの部分に相当する細骨材と置き換わるように配合される。 When the particle size distribution of the fine aggregate is such that 100% passes through a 10 mm sieve, 90% to 100% passes through a 5.0 mm sieve, 80% to 100% passes through a 2.5 mm sieve, 50% to 90% passes through a 1.2 mm sieve, 25% to 65% passes through a 0.6 mm sieve, 10% to 35% passes through a 0.3 mm sieve, and 2% to 15% passes through a 0.15 mm sieve, the hard sand is mixed to replace the fine aggregate corresponding to the 1.2 mm to 5.0 mm portion.
(繊維)
本発明で用いるセメント組成物は、セメント硬化体の曲げ強度や破壊エネルギー等が向上するから、金属繊維、有機繊維、および炭素繊維から選ばれる1種以上の繊維を含んでもよい。セメント組成物中の繊維の含有率は、好ましくは4体積%以下、より好ましくは3体積%以下、さらに好ましくは0.3~2.5体積%、特に好ましくは0.5~2.3体積%である。セメント組成物中の繊維の含有率が4体積%以下であるから、セメント組成物の流動性や作業性が低下することなく、セメント硬化体の曲げ強度や破壊エネルギー等が向上する。
(fiber)
The cement composition used in the present invention may contain one or more types of fibers selected from metal fibers, organic fibers, and carbon fibers, since this improves the bending strength, fracture energy, etc. of the hardened cement body. The fiber content in the cement composition is preferably 4 vol% or less, more preferably 3 vol% or less, further preferably 0.3 to 2.5 vol%, and particularly preferably 0.5 to 2.3 vol%. Since the fiber content in the cement composition is 4 vol% or less, the bending strength, fracture energy, etc. of the hardened cement body are improved without decreasing the fluidity and workability of the cement composition.
金属繊維は、鋼繊維、ステンレス繊維、およびアモルファス繊維等が挙げられる。これらの中でも、鋼繊維は強度に優れ、また、コストや入手のし易さから好適である。 Metal fibers include steel fibers, stainless steel fibers, and amorphous fibers. Among these, steel fibers are preferred due to their excellent strength, cost, and ease of availability.
金属繊維の寸法は、セメント組成物中での金属繊維の材料分離を防止し、また、セメント硬化体の曲げ強度が向上するから、好ましくは直径が0.01~1.0mmm、長さが2~30mm、より好ましくは直径が0.05~0.5mm、長さが5~25mmである。また、金属繊維のアスペクト比(繊維の長さ/繊維の直径)は、好ましくは20~200、より好ましくは40~150である。 The dimensions of the metal fibers are preferably 0.01 to 1.0 mm in diameter and 2 to 30 mm in length, more preferably 0.05 to 0.5 mm in diameter and 5 to 25 mm in length, since this prevents separation of the metal fibers in the cement composition and improves the bending strength of the hardened cement body. The aspect ratio of the metal fibers (fiber length/fiber diameter) is preferably 20 to 200, more preferably 40 to 150.
さらに、金属繊維の形状は、好ましくは直線状よりも、物理的付着力を付与できる螺旋状や波形等である。螺旋状等の形状であれば、金属繊維とマトリックスが、引き抜けながら応力を担保するため、セメント硬化体の曲げ強度が向上する。 Furthermore, the shape of the metal fibers is preferably spiral or wavy, which can provide physical adhesion, rather than straight. If the shape is spiral or the like, the metal fibers and matrix maintain stress while being pulled out, improving the bending strength of the hardened cement body.
有機繊維は、後述する本発明のセメント硬化体の製造方法における加熱に耐えればよく、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリート繊維、およびポリプロピレン繊維等が挙げられる。 The organic fibers may be any fibers that can withstand the heating in the method for producing a hardened cement body of the present invention described below, and examples of such fibers include aramid fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, polyethylene fibers, polyallylate fibers, and polypropylene fibers.
炭素繊維は、PAN系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。 Examples of carbon fibers include PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers.
有機繊維および炭素繊維の寸法は、セメント組成物中での繊維の材料分離の防止や、セメント硬化体の破壊エネルギーの向上のため、好ましくは直径が0.005~1.0m、長さが2~30mmであり、より好ましくは直径が0.01~0.5mm、長さが5~25mmである。また、有機繊維および炭素繊維のアスペクト比(繊維の長さ/繊維の直径)は、好ましくは20~200、より好ましくは30~150である。 The dimensions of the organic fibers and carbon fibers are preferably 0.005 to 1.0 m in diameter and 2 to 30 mm in length, more preferably 0.01 to 0.5 mm in diameter and 5 to 25 mm in length, in order to prevent material separation of the fibers in the cement composition and to improve the fracture energy of the hardened cement body. The aspect ratio of the organic fibers and carbon fibers (fiber length/fiber diameter) is preferably 20 to 200, more preferably 30 to 150.
(水)
水は水道水等が使用でき、水の配合割合は、セメント、シリカフューム、および無機粉末の合計100質量部に対し、好ましくは10~20質量部、より好ましくは11~18質量部、さらに好ましくは14~16質量部である。水の配合割合が10質量部以上であるから、セメント組成物の流動性が向上し、20質量部以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度がより高くなる。
(water)
The mixing ratio of water is preferably 10 to 20 parts by mass, more preferably 11 to 18 parts by mass, and even more preferably 14 to 16 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of cement, silica fume, and inorganic powder. When the mixing ratio of water is 10 parts by mass or more, the fluidity of the cement composition is improved, and when it is 20 parts by mass or less, the compressive strength of the hardened cement body is increased.
(粗骨材)
本発明のセメント組成物は、最大粒径が2.5mmを超え、20mm以下の粗骨材を含むことができる。
(Coarse aggregate)
The cement composition of the present invention may contain coarse aggregate having a maximum particle size of more than 2.5 mm and not more than 20 mm.
粗骨材は、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、再生細骨材、および、スラグ細骨材やフライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材等の人工細骨材などの細骨材、並びに、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石、再生粗骨材、およびスラグ粗骨材やフライアッシュ等を焼成してなる焼成粗骨材等の人工粗骨材から選ばれる1種以上が挙げられる。 The coarse aggregate may be one or more selected from fine aggregates such as river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, recycled fine aggregate, and artificial fine aggregates such as fired fine aggregates made by firing slag fine aggregate, fly ash, etc., as well as river gravel, mountain gravel, land gravel, crushed stone, recycled coarse aggregate, and artificial coarse aggregates such as fired coarse aggregates made by firing slag coarse aggregate, fly ash, etc.
粗骨材の最大粒径は、好ましくは20mm以下、より好ましくは15mm以下である。粗骨材の最大粒径が20mm以下であるから、セメント組成物の強度発現性が向上し、例えば、300N/mm2以上の圧縮強度を発現できる。 The maximum particle size of the coarse aggregate is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less. Since the maximum particle size of the coarse aggregate is 20 mm or less, the strength development of the cement composition is improved, and for example, a compressive strength of 300 N/mm2 or more can be developed.
また、粗骨材の最大粒径は、好ましくは2.5mm超、より好ましくは5mm以上である。なお、本明細書において、粗骨材の「最大粒径」とは、粗骨材全体の90質量%以上が通るふるいのうち、最小寸法のふるいの呼び寸法で示される粗骨材の粒径をいう(これは、一般に、粗骨材の最大粒径の定義として公知である)。 The maximum particle size of the coarse aggregate is preferably more than 2.5 mm, and more preferably 5 mm or more. In this specification, the "maximum particle size" of the coarse aggregate refers to the particle size of the coarse aggregate indicated by the nominal size of the smallest sieve among those that pass 90% or more by mass of the entire coarse aggregate (this is generally known as the definition of the maximum particle size of coarse aggregate).
粗骨材の最小粒径は、好ましくは細骨材の最大粒径を超える値であり、より好ましくは2mm以上、さらに好ましくは3mm以上、特に好ましくは4mm以上、極めて好ましくは5mm以上である。なお、本明細書中、粗骨材の最小粒径とは、粗骨材の中の最小の粒径から最大の粒径に向かって累積した場合において、粗骨材全体の15質量%に達したときの粗骨材の粒径をいう。 The minimum particle size of the coarse aggregate is preferably a value that exceeds the maximum particle size of the fine aggregate, and is more preferably 2 mm or more, even more preferably 3 mm or more, particularly preferably 4 mm or more, and extremely preferably 5 mm or more. In this specification, the minimum particle size of the coarse aggregate refers to the particle size of the coarse aggregate when it reaches 15% by mass of the entire coarse aggregate when accumulated from the smallest particle size to the largest particle size of the coarse aggregate.
本発明において、セメント硬化体中の細骨材と粗骨材の合計の含有率は、好ましくは25~40体積%、より好ましくは28~38体積%、さらに好ましくは30~36体積%である。セメント硬化体中の細骨材と粗骨材の合計の含有率が25体積%以上であるから、セメント硬化体の発熱量と収縮量が小さくなり、40体積%以下であるから、セメント硬化体の強度発現性が向上する。 In the present invention, the total content of fine aggregate and coarse aggregate in the hardened cement body is preferably 25 to 40% by volume, more preferably 28 to 38% by volume, and even more preferably 30 to 36% by volume. When the total content of fine aggregate and coarse aggregate in the hardened cement body is 25% by volume or more, the heat generation and shrinkage of the hardened cement body are reduced, and when it is 40% by volume or less, the strength expression of the hardened cement body is improved.
また、細骨材と粗骨材の合計に対する粗骨材の含有率は、好ましくは40体積%以下、より好ましくは30体積%以下、さらに好ましくは25体積%以下である。細骨材と粗骨材の合計に対する粗骨材の含有率が40体積%以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度等の強度発現性が向上する。 The content of coarse aggregate in the total of fine aggregate and coarse aggregate is preferably 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, and even more preferably 25% by volume or less. Since the content of coarse aggregate in the total of fine aggregate and coarse aggregate is 40% by volume or less, the strength expression such as compressive strength of the hardened cement body is improved.
粗骨材を含むセメント組成物が硬化してなるセメント硬化体の圧縮強度は、好ましくは300N/mm2以上、より好ましくは320N/mm2以上、さらに好ましくは340N/mm2以上、特に好ましくは360N/mm2以上である。 The compressive strength of the hardened cement body obtained by hardening the cement composition containing coarse aggregate is preferably 300 N/ mm2 or more, more preferably 320 N/mm2 or more , even more preferably 340 N/ mm2 or more, and particularly preferably 360 N/ mm2 or more.
(セメント組成物(モルタル)とセメント硬化体の物性)
セメント組成物からなるモルタル(粗骨材を含まない。)の硬化前のフロー値は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」の「11.フロー試験」に記載する方法において、15回の落下運動を省略して測定した値(以下「0打ちフロー値」という。)は、好ましくは230mm以上、より好ましくは250mm以上である。フロー値が230mm以上で、セメント硬化体を製造する際の作業性が向上する。コンクリートのスランプフロー試験はJIS A 1150:2007に準拠して試験を行った。なお、セメント組成物に粗骨材を含む場合には、0打ちフロー値は、好ましくは450mm以上、より好ましくは500mm以上である。
(Physical properties of cement composition (mortar) and hardened cement body)
The flow value before hardening of mortar made of the cement composition (not including coarse aggregate) measured by the method described in "11. Flow test" of JIS R 5201 "Physical test method for cement" omitting 15 dropping motions (hereinafter referred to as "zero-pump flow value") is preferably 230 mm or more, more preferably 250 mm or more. A flow value of 230 mm or more improves the workability when producing a hardened cement body. The slump flow test of concrete was performed in accordance with JIS A 1150:2007. When the cement composition contains coarse aggregate, the zero-pump flow value is preferably 450 mm or more, more preferably 500 mm or more.
また、セメント硬化体の圧縮強度は、好ましくは300N/mm2以上、より好ましくは350N/mm2以上、さらに好ましくは400N/mm2以上である。なお、セメント組成物に粗骨材を含む場合には、セメント硬化体の圧縮強度は、好ましくは300N/mm2以上、より好ましくは320N/mm2以上、さらに好ましくは360N/mm2以上である。 The compressive strength of the hardened cement body is preferably 300 N/ mm2 or more, more preferably 350 N/ mm2 or more, and even more preferably 400 N/ mm2 or more. When the cement composition contains coarse aggregate, the compressive strength of the hardened cement body is preferably 300 N/ mm2 or more, more preferably 320 N/ mm2 or more, and even more preferably 360 N/ mm2 or more.
[プレキャストコンクリート版の構成]
本発明のプレキャストコンクリート版は、上述したセメント硬化体を少なくとも含む。また、プレキャストコンクリート版は、セメント硬化体のほかに、プレキャストコンクリート版同士を接合する接合構造を含んでもよい。
[Composition of precast concrete slab]
The precast concrete slab of the present invention includes at least the above-mentioned hardened cement body. In addition, the precast concrete slab may include a joint structure for joining the precast concrete slabs to each other, in addition to the hardened cement body.
[セメント硬化体の製造方法]
セメント硬化体の製造方法は、(A)成形工程、(B)常温養生工程、(C)加熱養生工程、および(D)高温加熱工程を経て、本発明のセメント硬化体を製造する方法である。
[Method of manufacturing hardened cement body]
The method for producing a hardened cement body of the present invention includes (A) a molding step, (B) a room temperature curing step, (C) a heat curing step, and (D) a high temperature heating step.
以下、セメント硬化体の製造方法について、(A)~(E)工程に分けて説明する。なお、(A)~(D)工程は本発明において必須の工程であり、(E)工程は任意の工程である。 The manufacturing method for hardened cement is explained below in steps (A) to (E). Note that steps (A) to (D) are essential in the present invention, and step (E) is an optional step.
(A)成形工程
成形工程は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る工程である。打設前のセメント組成物を混練する方法や、混練に用いる装置は特に限定されず、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、および傾胴ミキサ等を使用できる。さらに、打設や成形の方法も特に限定されない。なお、成形工程において、未硬化のセメント組成物中の気泡を低減または除去して硬化した、コンクリート構造物の強度発現性はより向上する。
(A) Molding process The molding process is a process of casting the cement composition into a formwork to obtain an unhardened molded body. The method of kneading the cement composition before casting and the device used for kneading are not particularly limited, and an omni mixer, a pan mixer, a biaxial mixer, a tilting mixer, etc. can be used. Furthermore, the method of casting and molding is also not particularly limited. In the molding process, the air bubbles in the unhardened cement composition are reduced or removed, and the strength development of the hardened concrete structure is further improved.
セメント組成物中の気泡を低減または除去する方法は、下記(i)~(iii)の方法がある。
(i)セメント組成物の混練を減圧下で行う方法
(ii)混練後のセメント組成物を、型枠内に打設する前に減圧して脱泡する方法
(iii)セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡させる方法
Methods for reducing or eliminating air bubbles in a cement composition include the following methods (i) to (iii).
(i) A method of kneading a cement composition under reduced pressure. (ii) A method of degassing the kneaded cement composition by reducing the pressure before pouring it into a formwork. (iii) A method of degassing the cement composition by reducing the pressure after pouring it into a formwork.
(B)常温養生工程
常温養生工程は、未硬化の成形体を10~40℃、好ましくは15~30℃で、24時間以上、より好ましくは24~72時間、さらに好ましくは24~48時間、封緘養生または気中養生した後に脱型し、硬化した成形体を得る工程である。
(B) Room temperature curing step The room temperature curing step is a step in which the uncured molded body is subjected to sealed curing or air curing at 10 to 40° C., preferably 15 to 30° C., for 24 hours or more, more preferably 24 to 72 hours, and even more preferably 24 to 48 hours, and then demolded to obtain a cured molded body.
養生温度が10℃以上であれば、養生時間をより短くできる。養生温度が40℃以下であるから、セメント硬化体の圧縮強度はより高くなる。また、養生時間が24時間以上であるから、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じ難くなる。 If the curing temperature is 10°C or higher, the curing time can be shortened. Since the curing temperature is 40°C or lower, the compressive strength of the hardened cement body is higher. Also, since the curing time is 24 hours or longer, defects such as chips and cracks are less likely to occur in the hardened molded body when it is removed from the mold.
また、常温養生工程では、硬化した成形体の圧縮強度が、好ましくは20~100N/mm2、より好ましくは30~80N/mm2のときに、硬化した成形体を脱型する。圧縮強度が20~100N/mm2以上であれば、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じ難くなる。圧縮強度が100N/mm2以下であるから、後述する吸水工程において、少ない労力で硬化した成形体に吸水できる。 In the room temperature curing step, the hardened molded body is demolded when the compressive strength of the hardened molded body is preferably 20 to 100 N/ mm2 , more preferably 30 to 80 N/ mm2 . If the compressive strength is 20 to 100 N/ mm2 or more, defects such as chips and cracks are unlikely to occur in the hardened molded body when demolded. Since the compressive strength is 100 N/mm2 or less , the hardened molded body can absorb water with little effort in the water absorption step described below.
(C)加熱養生工程
加熱養生工程は、前工程で得られた硬化した成形体に、好ましくは70℃以上100℃未満、より好ましくは75~95℃、より好ましくは80~92℃で、6時間以上の蒸気養生または温水養生と、好ましくは100~200℃、より好ましくは160~190℃で、1時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。
(C) Heat Curing Step The heat curing step is a step in which the hardened molded body obtained in the previous step is subjected to either or both of steam curing or hot water curing preferably at 70° C. or higher but lower than 100° C., more preferably 75 to 95° C., and more preferably 80 to 92° C., for 6 hours or more, and autoclave curing preferably at 100 to 200° C., more preferably 160 to 190° C., for 1 hour or more, to obtain a hardened body after heat curing.
加熱養生工程において、蒸気養生または温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは24時間以上、より好ましくは24~96時間、さらに好ましくは36~72時間である。また、オートクレーブ養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは8~60時間、より好ましくは12~48時間である。蒸気養生または温水養生とオートクレーブ養生の両方を行う場合(例えば、蒸気養生または温水養生を行った後に、さらにオートクレーブ養生を行う場合)、蒸気養生または温水養生における養生時間は、好ましくは6~72時間、より好ましくは12~48時間であり、オートクレーブ養生における養生時間は、好ましくは1~24時間、より好ましくは4~18時間である。 When only steam curing or hot water curing is performed in the heat curing step, the curing time is preferably 24 hours or more, more preferably 24 to 96 hours, and even more preferably 36 to 72 hours. When only autoclave curing is performed, the curing time is preferably 8 to 60 hours, and more preferably 12 to 48 hours. When both steam curing or hot water curing and autoclave curing are performed (for example, when steam curing or hot water curing is performed followed by autoclave curing), the curing time for steam curing or hot water curing is preferably 6 to 72 hours, and more preferably 12 to 48 hours, and the curing time for autoclave curing is preferably 1 to 24 hours, and more preferably 4 to 18 hours.
加熱養生工程において、養生温度および養生時間が前記範囲内であれば、養生時間を短縮できるとともに、セメント硬化体の圧縮強度が向上する。 In the heat curing process, if the curing temperature and curing time are within the above ranges, the curing time can be shortened and the compressive strength of the hardened cement body can be improved.
(D)高温加熱工程
高温加熱工程は、加熱養生後の硬化体を、好ましくは150~200℃、より好ましくは170~190℃で、24時間以上、好ましくは24~72時間、より好ましくは36~48時間、加熱(ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。)して、セメント硬化体を得る工程である。
(D) High-temperature heating step The high-temperature heating step is a step in which the hardened body after heat curing is heated preferably at 150 to 200°C, more preferably at 170 to 190°C, for 24 hours or more, preferably for 24 to 72 hours, more preferably for 36 to 48 hours (excluding heating due to autoclave curing) to obtain a hardened cement body.
高温加熱工程における加熱は、通常、乾燥雰囲気下、言い換えれば、水や水蒸気を人為的に供給しない状態で行われる。加熱温度が150℃以上で加熱時間をより短縮でき、200℃以下でセメント硬化体の圧縮強度がより向上する。また、加熱時間が24時間以上であるから、セメント硬化体の圧縮強度がより向上する。 The heating in the high-temperature heating process is usually carried out in a dry atmosphere, in other words, without the artificial supply of water or water vapor. A heating temperature of 150°C or higher allows the heating time to be shortened, while a heating temperature of 200°C or lower improves the compressive strength of the hardened cement body. In addition, a heating time of 24 hours or more improves the compressive strength of the hardened cement body.
(E)吸水工程
吸水工程は、常温養生工程と加熱養生工程の間に、常温養生工程で得た硬化した成形体に吸水させる任意の工程である。
(E) Water Absorption Step The water absorption step is an optional step between the room temperature curing step and the heat curing step in which the hardened molded body obtained in the room temperature curing step is allowed to absorb water.
そして、硬化した成形体に吸水させる方法は、下記(i)~(v)の方法がある。
(i)成形体を減圧下で水中に浸漬する方法
(ii)成形体を沸騰している水中に浸漬したまま、水温を40℃以下に低下する方法
(iii)成形体を沸騰水中に浸漬した後、成形体を沸騰水から取り出して、40℃以下の水に浸漬させる方法
(iv)成形体を加圧下で水中に浸漬する方法
(v)成形体への水の浸透性が向上する薬剤を溶かした水溶液中に、成形体を浸漬する方法
The method for making the cured molded body absorb water includes the following methods (i) to (v).
(i) A method of immersing a molded body in water under reduced pressure; (ii) A method of lowering the water temperature to 40°C or less while immersing the molded body in boiling water; (iii) A method of immersing the molded body in boiling water, removing the molded body from the boiling water, and immersing the molded body in water at 40°C or less; (iv) A method of immersing a molded body in water under pressure; (v) A method of immersing a molded body in an aqueous solution containing an agent that improves the water permeability of the molded body.
そして、上記(i)および(ii)について、
(i)成形体を減圧下で水中に浸漬する方法は、真空ポンプや大型の減圧容器等の設備を利用する方法があり、
(ii)成形体を沸騰している水中に浸漬する方法は、高温高圧容器や熱温水水槽等の設備を利用する方法がある。そして、成形体を減圧下の水または沸騰水中に浸漬する時間は、吸水を促進するため、好ましくは3分間以上、より好ましくは8分間以上、さらに好ましくは20分間以上である。浸漬時間の上限は、セメント硬化体の圧縮強度をより高くするため、好ましくは60分間、より好ましくは45分間である。
And, regarding (i) and (ii) above,
(i) The method of immersing a molded body in water under reduced pressure includes a method using equipment such as a vacuum pump or a large reduced pressure vessel,
(ii) The method of immersing the molded body in boiling water may utilize equipment such as a high-temperature, high-pressure container or a hot water tank. The time for immersing the molded body in reduced pressure water or boiling water is preferably 3 minutes or more, more preferably 8 minutes or more, and even more preferably 20 minutes or more in order to promote water absorption. The upper limit of the immersion time is preferably 60 minutes, more preferably 45 minutes in order to increase the compressive strength of the hardened cement body.
吸水工程における吸水率は、セメント組成物が粗骨材を含まない場合、直径50mm、高さ100mmの硬化した成形体を100体積%として、その中の水の含有率は、好ましくは0.2体積%以上、より好ましくは0.3~2.0体積%、さらに好ましくは0.35~1.7体積%である。また、セメント組成物が粗骨材を含む場合、直径100mm、高さ200mmの硬化した成形体を100体積%として、その中の水の含有率は、好ましくは0.2体積%以上、より好ましくは0.3~2.0体積%、さらに好ましくは0.35~1.7体積%である。 When the cement composition does not contain coarse aggregate, the water absorption rate in the water absorption step is preferably 0.2 vol% or more, more preferably 0.3 to 2.0 vol%, and even more preferably 0.35 to 1.7 vol%, assuming a hardened molded body with a diameter of 50 mm and a height of 100 mm as 100 vol%. When the cement composition contains coarse aggregate, the water content in the hardened molded body with a diameter of 100 mm and a height of 200 mm as 100 vol% is preferably 0.2 vol% or more, more preferably 0.3 to 2.0 vol%, and even more preferably 0.35 to 1.7 vol%.
これらの吸水率が0.2体積%以上であれば、セメント硬化体の圧縮強度はより高い。 If these water absorption rates are 0.2% by volume or more, the compressive strength of the hardened cement paste will be higher.
(セメント硬化体の特徴)
上述した製造方法により得られた本発明のセメント硬化体は、高い圧縮強度を有するから、ひび割れ等が発生し難い。また、セメント硬化体は、部材の厚みを薄くするなどの部材の軽量化と、作業性の向上を図ることができる。
(Characteristics of hardened cement)
The hardened cement product of the present invention obtained by the above-mentioned manufacturing method has high compressive strength and is therefore less susceptible to cracks, etc. In addition, the hardened cement product can be used to reduce the weight of components, for example by reducing their thickness, and can also improve workability.
また、本発明のセメント硬化体は耐摩耗性に優れている。例えば、「ASTM C779」に準拠して測定した、60分経過後のセメント硬化体のすりへり深さは、好ましくは0.5mm以下、より好ましくは0.4mm以下、さらに好ましくは0.3mm以下である。セメント硬化体のすりへり深さが0.5mm以下であるから、舗装用セメント硬化体として要求される耐摩耗性を有する。 The hardened cement body of the present invention also has excellent abrasion resistance. For example, the abrasion depth of the hardened cement body after 60 minutes, measured in accordance with "ASTM C779," is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.4 mm or less, and even more preferably 0.3 mm or less. Since the abrasion depth of the hardened cement body is 0.5 mm or less, it has the abrasion resistance required for a hardened cement body for paving.
また、本発明のセメント硬化体は、遮水性、凍結融解抵抗性、および遮塩性に優れている。 The hardened cement body of the present invention also has excellent water impermeability, freeze-thaw resistance, and salt impermeability.
また、本発明のセメント硬化体は寸法安定性に優れている。例えば、JIS A 1129-2:2010「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法-第2部:コンタクトゲージ方法」に準拠して測定した、40×40×160mmの供試体を6カ月間保存した場合におけるセメント硬化体の収縮ひずみは、好ましくは10×10-6以下、より好ましくは8×10-6以下、さらに好ましくは6×10-6以下である。 The hardened cement product of the present invention also has excellent dimensional stability. For example, the shrinkage strain of a 40×40×160 mm test piece measured in accordance with JIS A 1129-2:2010 "Method for measuring change in length of mortar and concrete-Part 2: Contact gauge method" and stored for six months is preferably 10× 10-6 or less, more preferably 8× 10-6 or less, and even more preferably 6× 10-6 or less.
[実施例]
セメント硬化体の製造方法を用いた各実施例および各比較例について以下に説明する。ただし、本発明は、これら実施例によって限定されるものではない。
[Example]
Examples and comparative examples using the method for producing a hardened cement body will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(試験体の作製)
まず、打設前のセメント組成物を混練し、型枠内に打設して未硬化の成型体を得た。未硬化の成型体を養生した後に脱型し、硬化した成型体を得た。次に、硬化した成形体を、減圧したデシケーター内で、30分間水に浸漬した。なお、減圧には、アズワン社製の「アスピレーター(AS-01)」を使用した。浸漬後、加熱養生工程として、成形体を90℃で48時間蒸気養生を行なった。20℃まで降温した後、高温加熱工程として、180℃で48時間成型体を加熱した。このようにして、各実施例および各比較例の試験体を作製した。
(Preparation of test specimen)
First, the cement composition before casting was mixed and cast into a formwork to obtain an unhardened molded body. The unhardened molded body was cured and then demolded to obtain a hardened molded body. Next, the hardened molded body was immersed in water for 30 minutes in a depressurized desiccator. For the depressurization, an "Aspirator (AS-01)" manufactured by AS ONE Corporation was used. After immersion, the molded body was steam cured at 90°C for 48 hours as a heat curing process. After lowering the temperature to 20°C, the molded body was heated at 180°C for 48 hours as a high-temperature heating process. In this manner, test specimens for each example and each comparative example were prepared.
各実施例および各比較例におけるセメント組成物は、図2に示す通りである。なお、実施例10のセメントにて記載されている「球状化」については、研磨処理を施されたセメントであることを示している。研磨処理には、高速気流撹拌装置である、商品名「ハイブリタイザーNHS-3型」(奈良機械製作所製)を用いた。 The cement compositions in each Example and Comparative Example are as shown in Figure 2. The "spheroidized" description for the cement in Example 10 indicates that the cement has been polished. A high-speed airflow agitator, product name "Hybridizer NHS-3 Type" (manufactured by Nara Machinery Works, Ltd.), was used for the polishing process.
セメントには、低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)を用いた。研磨処理を行なわなかったセメントは、ブレーン比表面積が3320cm2/gであり、50%重量累積粒径が15.6μmであった。研磨処理を行なったセメントは、ブレーン比表面積が2350cm2/gであり、50%重量累積粒径が15.1μmであった。 The cement used was low-heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Corporation). The cement that was not polished had a Blaine specific surface area of 3320 cm2 /g and a 50% weight cumulative particle size of 15.6 μm. The cement that was polished had a Blaine specific surface area of 2350 cm2 /g and a 50% weight cumulative particle size of 15.1 μm.
シリカフュームは、BET比表面積が18m2/gであるものを用いた。
無機粉末には、珪石粉末を用いた。珪石粉末は、最大粒径が12μmであり、50%体積累積粒径が2μmであり、95%体積累積粒径が5.8μmであった。
The silica fume used had a BET specific surface area of 18 m 2 /g.
Silica powder was used as the inorganic powder. The silica powder had a maximum particle size of 12 μm, a 50% volume cumulative particle size of 2 μm, and a 95% volume cumulative particle size of 5.8 μm.
水は、水道水を用いた。
細骨材には、珪砂を用いた。珪砂は、最大粒径が1.0mmであり、0.6mm以下の粒径が98質量%であり、0.3mm以下の粒径が45質量%であり、0.15mm以下の粒径が3質量%であった。
Tap water was used.
The fine aggregate used was silica sand, which had a maximum particle size of 1.0 mm, 98% by mass of particles with a particle size of 0.6 mm or less, 45% by mass of particles with a particle size of 0.3 mm or less, and 3% by mass of particles with a particle size of 0.15 mm or less.
硬質砂としては、ガーネットサンド、石英、アルミナ、シリコンカーバイド、花崗岩を用いた。ガーネットサンドは、新モース硬度10であり、最大粒径が1.2mmであった。石英は、新モース硬度8であり、最大粒径が4.7mmであり、4.7-4.0mmの粒径が11.5%であり、4.0-3.35mmの粒径が17%であり、3.35-2.8mmの粒径が32%であり、2.8mm-2.36mmの粒径が28.2%であり、2.36-2.0mmの粒径が9.2%であった。アルミナは、新モース硬度12であり、最大粒径が3.3mmであり、3.3-2.4mmの粒径が20質量%以上であり、2.4-2.0mmの粒径が45質量%以上であり、2.4-1.7mmの粒径が70質量%以上であった。シリコンカーバイドは、新モース硬度13であり、最大粒径が4.0mmであり、4.0-2.8mmの粒径が20質量%以上であり、2.8-2.4mmの粒径が45質量%以上であり、2.4-2.0mmの粒径が70質量%以上であった。花崗岩は、新モース硬度7であり、JIS A5005「コンクリート用砕石及び砕砂」において、砕砂と規定される粒径を満たしていた。また、各硬質砂において、10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下であった。 The hard sands used were garnet sand, quartz, alumina, silicon carbide, and granite. The garnet sand had a new Mohs hardness of 10 and a maximum grain size of 1.2 mm. The quartz had a new Mohs hardness of 8 and a maximum grain size of 4.7 mm, with 11.5% of the grains being 4.7-4.0 mm, 17% being 4.0-3.35 mm, 32% being 3.35-2.8 mm, 28.2% being 2.8-2.36 mm, and 9.2% being 2.36-2.0 mm. The alumina had a new Mohs hardness of 12 and a maximum grain size of 3.3 mm, with 20% or more by mass being 3.3-2.4 mm, 45% or more by mass being 2.4-2.0 mm, and 70% or more by mass being 2.4-1.7 mm. The silicon carbide had a new Mohs hardness of 13, a maximum grain size of 4.0 mm, 20% or more by mass of grains between 4.0-2.8 mm, 45% or more by mass of grains between 2.8-2.4 mm, and 70% or more by mass of grains between 2.4-2.0 mm. The granite had a new Mohs hardness of 7, and met the grain size specified for crushed sand in JIS A5005 "Crushable stone and crushed sand for concrete." In addition, the 10% cumulative grain size by weight for each hard sand was 1.2 mm or more, and the 90% cumulative grain size by weight was 5.0 mm or less.
なお、本明細書における硬質砂の10%、90%重量累積粒径とは、粒径の小さな粒子から順に累積させていった場合における、粒子全体の10%、90重量%に達したときの粒径をいう。 In this specification, the 10% and 90% weight cumulative particle sizes of hard sand refer to the particle sizes at which the particles reach 10% and 90% by weight of the total particles when they are accumulated in order from the smallest particle size.
粗骨材には、砕石を用いた。最大粒径が20mmであった。
高性能減水剤には、ポリカルボン酸系高性能減水剤である商品名「フローリックSF500U」(フローリック社製)を用いた。ポリカルボン酸系高性能減水剤は、固形分量が27.4質量%であった。
Crushed stone was used as the coarse aggregate, with a maximum particle size of 20 mm.
The high-performance water reducing agent used was a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent with the trade name "Floric SF500U" (manufactured by Floric Co., Ltd.) The polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent had a solid content of 27.4 mass%.
消泡剤には、商品名「マスターエア404」(BASFジャパン社製)を用いた。
繊維には、直径が0.2mmであり、長さが15mmである鋼繊維を用いた。
The antifoaming agent used was "Master Air 404" (manufactured by BASF Japan).
The fibers used were steel fibers having a diameter of 0.2 mm and a length of 15 mm.
(試験)
各実施例および比較例に対して、フロー値、圧縮強度、すりへり深さ、収縮ひずみを計測した。
(test)
For each of the examples and comparative examples, the flow value, compressive strength, abrasion depth, and shrinkage strain were measured.
フロー値は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」の「11.フロー試験」に記載する方法において、15回の落下運動を省略して測定する0打ちフロー値を測定した。さらに、JIS A 1150:2007「コンクリートのスランプフロー試験方法」に記載する方法にて、コンクリートの動きが止まった後に広がりが最大と思われる直径と、その直行する方向の直径を測定した。 The flow value was measured using the method described in "11. Flow test" of JIS R 5201 "Physical test methods for cement", omitting the 15 drop motions, and was measured as a zero-shot flow value. In addition, using the method described in JIS A 1150:2007 "Slump flow test method for concrete", the diameter that was thought to be the largest after the concrete stopped moving and the diameter in the direction perpendicular to that were measured.
圧縮強度は、「JSCE G 505-2018(円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法(案))」に準拠して、養生後のモルタルの圧縮強さを測定した。 The compressive strength of the mortar after curing was measured in accordance with "JSCE G 505-2018 (Draft method for testing compressive strength of mortar or cement paste using cylindrical specimens)".
すりへり深さは、30×30×6cmの供試体を製造し、「ASTM C779」に準拠して、60分経過後のすりへり深さを測定した。 The abrasion depth was measured by manufacturing a test specimen measuring 30 x 30 x 6 cm and measuring the abrasion depth after 60 minutes in accordance with ASTM C779.
収縮ひずみは、40×40×160mmの供試体を製造し、日本コンクリート工学会の自己収縮試験方法(案)(超流動コンクリート研究委員会報告書(II),日本コンクリート工学会,1994)に準拠して、供試体の中心に埋込み型ひずみ計(東京測器研究所社 KM-30)および熱電対を埋設し、自己収縮ひずみを測定した。 To measure shrinkage strain, 40 x 40 x 160 mm test specimens were manufactured and an embedded strain gauge (Tokyo Measuring Instruments Laboratory KM-30) and a thermocouple were embedded in the center of the test specimen in accordance with the Autogenous Shrinkage Test Method (Draft) of the Japan Concrete Institute (Report of the Research Committee on Super-Fluid Concrete (II), Japan Concrete Institute, 1994) to measure autogenous shrinkage strain.
以下の表1に示す基準に沿って、各実施例および各比較例について評価した。また、きわめて良好(A)、良好(B)、合格(C)、不合格(E)と評価した。
各実施例および各比較例の各種測定結果について、以下の表2に示す。
実施例は、フロー値、圧縮強度、すりへり深さ、収縮ひずみのいずれにおいても、評価が合格(C)以上であった。また、細骨材と硬質砂の全量に対してシリコンカーバイドを70%配合した実施例7では、すりへり深さの評価がきわめて良好(A)であったことから、石英、アルミナ、シリコンカーバイドのなかでは、特にシリコンカーバイドが耐摩耗性をより向上させるといえる。 The examples were rated as pass (C) or better in terms of flow value, compressive strength, abrasion depth, and shrinkage strain. In addition, in example 7, which contained 70% silicon carbide relative to the total amount of fine aggregate and hard sand, the abrasion depth was rated as very good (A), which shows that among quartz, alumina, and silicon carbide, silicon carbide in particular improves wear resistance.
粗骨材を添加した実施例8および9では、収縮ひずみの評価がきわめて良好(A)であったことから、粗骨材の添加によって寸法安定性をより向上させるといえる。また、アルミナおよびシリコンカーバイドの2種類の硬質砂を用いた実施例10では、すりへり深さと収縮ひずみの評価もきわめて良好(A)であったことから、硬質砂を2種類以上使用することによって、耐摩耗性と寸法安定性をより向上させるといえる。 In Examples 8 and 9, where coarse aggregate was added, the shrinkage strain was evaluated as extremely good (A), which indicates that the addition of coarse aggregate further improves dimensional stability. In Example 10, where two types of hard sand, alumina and silicon carbide, were used, the abrasion depth and shrinkage strain were also evaluated as extremely good (A), which indicates that the use of two or more types of hard sand further improves abrasion resistance and dimensional stability.
また、セメントに研磨処理を施した実施例11では、圧縮強度およびすりへり深さの評価がきわめて良好(A)であったことから、セメントに研磨処理を行なうことにより、圧縮強度と耐摩耗性をより向上させるといえる。また、繊維を3%含有した実施例12では、圧縮強度およびすりへり深さの評価がきわめて良好(A)であった。繊維を4%含有した実施例13では、圧縮強度およびすりへり深さだけでなく、収縮ひずみの評価についてもきわめて良好(A)であった。そのため、繊維を含有することによって、圧縮強度、耐摩耗性、および寸法安定性についてより向上させるといえる。 In Example 11, where the cement was polished, the compressive strength and abrasion depth were rated as extremely good (A), which indicates that polishing the cement improves the compressive strength and abrasion resistance. In Example 12, where 3% fiber was included, the compressive strength and abrasion depth were rated as extremely good (A). In Example 13, where 4% fiber was included, not only the compressive strength and abrasion depth but also the shrinkage strain was rated as extremely good (A). Therefore, it can be said that the inclusion of fiber improves the compressive strength, abrasion resistance, and dimensional stability.
これに対して、比較例では、フロー値、圧縮強度、すりへり深さ、収縮ひずみのいずれかにおいて、不合格(E)と評価を受けた。 In contrast, the comparative example was rated as failing (E) in either flow value, compressive strength, wear depth, or shrinkage strain.
以上のことから、本発明のセメント硬化体は、舗装用セメント硬化体として要求される耐摩耗性を満たすだけでなく、セメント組成物の流動性が施工に適している。そのため、セメントを施工する際に十分な施工性および充填性を有している。 From the above, the hardened cement product of the present invention not only meets the abrasion resistance required for a hardened cement product for paving, but also has the fluidity of the cement composition suitable for application. Therefore, it has sufficient application and filling properties when applying the cement.
10 研磨処理装置
11 ローター
12 ブレード
13 循環回路
13a 循環回路の入口
13b 循環回路の出口
14 投入口
15 排出口
16 ステーター
17 衝突室
18 開閉弁
19 排出弁
REFERENCE SIGNS LIST 10 Polishing device 11 Rotor 12 Blade 13 Circulation circuit 13a Inlet of circulation circuit 13b Outlet of circulation circuit 14 Input port 15 Discharge port 16 Stator 17 Collision chamber 18 Opening/closing valve 19 Discharge valve
Claims (7)
圧縮強度が300N/mm2以上であり、
前記細骨材の最大粒径が1.2mm以下であり、
前記硬質砂の硬度が前記細骨材の硬度よりも高く、
前記硬質砂の粒径は、10%重量累積粒径が1.2mm以上、90%重量累積粒径が5.0mm以下であり、
前記細骨材と前記硬質砂の全量に対する前記硬質砂の含有割合が30%以上70%以下であることを特徴とするセメント硬化体。 A hardened product of a cement composition comprising at least cement, silica fume, an inorganic powder, a fine aggregate, hard sand, a high-performance water reducing agent, a defoaming agent, and water,
The compressive strength is 300 N/ mm2 or more,
The maximum particle size of the fine aggregate is 1.2 mm or less,
The hardness of the hard sand is higher than the hardness of the fine aggregate,
The grain size of the hard sand is such that the 10% weight cumulative grain size is 1.2 mm or more and the 90% weight cumulative grain size is 5.0 mm or less;
A hardened cement body, characterized in that the content of said hard sand relative to the total amount of said fine aggregate and said hard sand is 30% or more and 70% or less.
前記研磨処理した粒子は、前記研磨処理した粒子の50%体積累積粒径が10~18μmであり、
ブレーン比表面積が2100~2900cm2/gであることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のセメント硬化体。 The cement comprises ground particles of medium-heat or low-heat Portland cement;
The polished particles have a 50% cumulative particle size by volume of 10 to 18 μm;
5. The hardened cement product according to claim 1, characterized in that the Blaine specific surface area is 2100 to 2900 cm 2 /g.
A precast concrete slab comprising the hardened cement body according to any one of claims 1 to 6.
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004091305A (en) | 2002-07-12 | 2004-03-25 | Nippon Steel Corp | Fine aggregate, mortar and cement concrete |
| JP2017226547A (en) | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 太平洋セメント株式会社 | Road or railway protective member and method for manufacturing the same |
| JP2019172494A (en) | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 鹿島建設株式会社 | Mortar composition, spraying method, and manufacturing method of cured article |
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