JPH0365548A - 耐塩性ポールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は耐塩性ポールの製造方法に関する。

〈従来技術とその課題〉 従来、ボールの製造を行う際に使用されるコンクリート
は、材令２８日の設計強度の５００ｋｇｆ／ｃｎ＋”が
得られるように、通常は６００〜６５０ｋｇｆ／ｃｒＡ
の強度が得られるように配合されており、具体的には、
単位セメント星が４００ｋｇ／ｍ３以上、水セメント比
が３５％程度のコンクリートが使用されている。

しかしながら、このようなコンクリートを使用して製造
されたボールを海岸沿いに設置した場合、波しぶきなど
により数年で浸食されてボロボロになったり、海水中の
塩素イオンの浸透により、鉄筋が発錆し、クラックが入
り、赤錆が吹き出す等耐久性に課題があった。

一方、従来より、高炉スラグは、高炉スラグセメントと
してセメントに多用され、高炉スラグの配合量によって
Ａ種、Ｂ種及び０種に分類されている。即ち、高炉スラ
グ混合量が３０％以下のＡ種、３０％を越え６０％以下
のＢ種及び６０％を超え７０％以下の０種である。そし
て、アルカリ骨材反応防止の面から高炉スラグの混合量
は４０％以上とすることが推奨されている。

しかしながら、高炉セメント用に通常使用される高炉ス
ラグの粒度は、ブレーン値で４．０００ｃｍ２／ｇ前後
、１２μ以下の粒子の量が５０％にも満たないものであ
り、このような粗い高炉スラグは、ＩＩ型無水セッコウ
と併用しても、■型態水セッコウの有する高強度発現能
力をむしろ損う傾向を示し、耐塩性についても、顕著な
改善効果が示されないものであった。

本発明者らは、前述の課題を解決すべく鋭意検討した結
果、特定の高炉スラグ粉と■型無水セッコウを、特定の
単位セメント量のコンクリートに併用することにより、
耐塩性が向上し、前述の課題が解決できる知見を得て本
発明を完成するに至った。

く課題を解決するための手段〉 即ち、本発明は、１２μ以下の粒子が６０％以上の高炉
スラグ粉１００重量部と■型無水セッコウｌＯ〜７５０
重量部とを主成分とするセメント混和材を、コンクリー
ト中のセメント１００重量部に対し、４〜３５重量部含
有し、水セメント比が３０〜５０％であるコンクリート
を遠心成形することを特徴とする耐塩性ポールの製造方
法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における高炉スラグ粉とは、１２μ以下の粒子が
６０％以上の高炉スラグである。

高炉スラグ粉は、高炉より副生ずる溶融スラグを急冷し
ガラス化したものを粉砕又は粉砕・分級して得られる微
粉末であり、その他、通常高炉セメント用に使用される
ものも使用可能である。

高炉スラグの潜在水硬性の度合いを表わすものとして示
される塩基度（ＣａＯ＋Ａ１ｚＯｔ＋ｌ＋ｇＯ）／５ｉ
Ｏｚは、本発明では、１．４以上が好ましく、１．７以
上がより好ましい。

また、高炉スラグ粉のガラス化率は５０％以上が好まし
く、９０％以上がより好ましい。

高炉スラグ粉の粒度は、１２μ以下の粒子が６０％以上
であり、８０％以上が好ましい。１２μ以下の粒子が６
０％未満では、■型無水セッコウと併用しても強度発現
効果が充分得られず、耐塩性を改善する効果も得られに
（い。

高炉スラグ粉は、粒度が細かければ細かい程良く、工業
的に、かつ、経済的に粉砕又は粉砕・分級されて得られ
る最小の高炉スラグ朽）宋の粒度は、通常、１０μ以下
でＤ５０の値が３μ程度であり、このような超微粉スラ
グの使用はより好ましい。

このような超微粉の高炉スラグ粉は■型無水セッコウと
併用した場合、高炉スラグ粉単独又は■型無水セッコウ
単独使用の場合より耐塩性が改善される。

このような相乗的効果を発現する理由は不明であるが、
高炉スラグが微粉化することにより、高炉スラグ中に多
量にあるＡＩ戒成分溶解速度が速くなり、■型無水セッ
コウの溶解速度とバランスして、■型無水セッコウとセ
メント中のアルミネート相との反応によって、液相中に
より効率的にエトリンガイト（３ＣａＯ・ＡｌｚＯ：＋
・３ＣａＳＯ４−３２ＬＯ）を生成し、コンクリート中
の空隙を充填し、密実化すること。また、それと同時に
、■型無水セッコウが高炉スラグ中のＡＩ戒成分）容出
量を高め、高炉スラグ粒子をポーラスにして、高炉スラ
グ全体の水和反応量を高め、徐々に深部に浸透してくる
塩素イオンを、高炉スラグ中のＡＩ戒成分より、フリー
デル塩（３ＣａＯ−ＡｌｚＯ：＋・ＣａＣ１ｚ４０１１
ｚＯ）の形で固定すること等により、塩素イオンの浸透
を低残し、耐塩性を改善するものと考えられる。

本発明における■型無水セッコウとはＸ線回折パターン
がＴｌ−ＣａＳＯ４の形態を示すものであり、三水、半
水及び■型無水セッコウなどを焼成して得られるものの
他、弗酸製造工程より副生ずるものや、天然無水セラコ
ラも使用可能である。また、■型無水セッコウは、天然
に又は工業的に含まれる不純物には制限されないもので
ある。

■型無水セソコウの粉末度は、ブレーン値で２、５００
ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、４，０００〜７．５００ｃ
ｍ２／ｇがより好ましい。ブレーン値が２．５００ｃｍ
２／ｇ未満では、蒸気養生を行なっても未反応で残り易
く、これが長期にわたって反応し、セメント威形体の安
定性を欠く傾向にあるので好ましくない。

■型無水センコウの使用量は、高炉スラグわ■００重早
部に対し、１０〜７５０重□部である。

高炉スラグ粉と■型無水セッコウを主成分とする本発明
のセメント混和材の使用量は、コンクリート中のセメン
ト１００重量部に対し、４〜３５重星部重量ましい。特
に、セメンｌ−１００重量部に対し、高炉スラグ粉が２
〜２０重量部、■型無水セノコウが２〜１５重量部とな
るように使用することはより好ましい。

高炉スラグ粉又はＩＩ型無水セッコウが２重量部未満で
は、強度発現性や耐久性を改善する効果は小さく、高炉
スラグ粉が２０重量部を越えるか、■型態水セ・ンコウ
が１５重量部を越えると、耐塩性の改善効果は期待でき
ない傾向にある。特に、高炉スラグ粉が２０重量部を超
えると、コンクリート硬化体中のポルトランダイト（Ｃ
ａ　（ＯＨ）　２）がなくなり、アルカリ度が低下する
ため、中性化の問題だけでなく、ボール中のｐｃ＠棒の
発錆が懸念されるようになり好ましくない。

高炉スラグ粉と■型態水セッコウのより好ましい使用量
は、セメント１００重量部に対し、高炉スラグ粉が５〜
１６重量部、■型態水セッコウが３〜１０重量部の範囲
で、このセメント混和材を、セメント１００重量部に対
し８〜２６重量部配合することである。

この時の高炉スラグ粉と■型態水セッコウの使用割合は
、高炉スラグ粉１００重量部に対し、■型態水セッコウ
１９〜２００重量部に相当する。

本発明に使用するセメントとは、普通・早強・超早強・
中庸熱・白色等の各種ポルトランドセメントなどである
。また、高炉セメントは中性化、酸化及び変色等の問題
があるので使用できないが、シリカセメントやフライア
ッシュセメントは使用できる。セメントは水硬性係数が
大きいものほど、また、粉末度が大きいはど耐塩性が向
上する。

本発明において、水セメント比は３０〜５０％である。

３０％未満では耐候性が悪くなり、ひびわれが発生する
ようになり、５０％を越えるとボールとしての設計強度
等の性能が得られず、耐塩性も著しく悪くなる傾向があ
る。

また、前述のセメント混和材を用いてセメント成形体を
製造するに当り、必要に応じ、減水剤、石灰類、アルカ
リ金属硫酸塩、促進剤及び遅延剤等の化学混和剤を併用
することができる。

特に、減水剤の併用は好ましく、その減水剤の中でも高
性能減水剤の併用はより好ましいものである。

高性能減水剤とは、多量に添加しても凝結の過遅延や過
度の空気連行を伴わない、分散能力の大きな界面活性剤
であって、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物の塩、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮金物の
塩、高分子量りゲニンスルホン酸塩及びポリカルボン酸
塩などを主成分とするものなどであり、具体的には、例
えば、花王■製商品名「マイティ１５０ｊ、電気化学工
業株装面品名ｒＦＴ−５００Ｊ、ホゾリス物産■装面品
名ｒＮＬ−４０００Ｊ等が挙げられる。

高性能減水剤の使用量は特に限定されるものではないが
、固形分換算でセメント１００重量部に対し０．２〜２
重量部程度が好ましい。

高炉スラグ粉と■型態水セッコウを併用し、さらに、高
性能減水剤を使用してボールを製造する際にコンクリー
トの締まりが悪くなり、固形分の多い、ドロドロのスラ
ッジが排出されることがある。この場合、石灰類及び／
又はアルカリ金属硫酸塩を使用することにより、締まり
を向上させ、固形分の分離を少なくし、脱水量を多くし
、より密実な、耐塩性の高いボールを製造することがで
きる。

ここで、石灰類とは、生石灰又は消石灰などであり、ア
ルカリ金属硫酸塩とは、ナトリウム、カリウム及びリチ
ウムの硫酸塩や重硫酸塩などである。

石灰類とアルカリ金属硫酸塩の使用量は、セメント１０
０重量部に対し０．０１〜１．０重量部の範囲である。

石灰類とアルカリ金属硫酸塩を併用することは好ましく
、セメンｌ−１００重量部に対し、各々０．０５〜０．
５重量部併用することはより好ましい。石灰類及び／又
はアルカリ金属硫酸塩が０．０１重量部未満では、使用
効果はほとんどなく、１．０重量部を越えて使用すると
、逆に耐塩性が損なわれる傾向がある。

本発明のセメント混和材とセメント、砂、砂利及び適量
の水、さらに、必要に応じ減水剤等を配合して、モルタ
ル又はコンクリートを混練し、ボールを製造するにあた
り、本発明のセメント混和材は、予じめセメントに混合
してセメント組成物としても良いし、混練時直接ミキサ
ーへ各々の或分を別々に混合しても良く、さらに、水に
分散させスラリー状で混合しても良い。

混練方法や成形方法については、特に制限されるもので
はなく、通常、ボールを製造する際に実施される方法が
利用できる。

また、本発明のセメント混和材を用いたポールの常圧蒸
気養生は４０〜１００°Ｃの範囲で行なわれ、５０〜８
０°Ｃの範囲がより好ましい。

〈実施例〉 以下、実施例にて本発明を説明する。

実施例１ 表−１に示すコンクリート配合りを用い、表２のように
、高炉スラグ粉の使用量を変化させ、■型態水セラコラ
との配合割合い及びセメントへのセメント混和材の添加
量を変えて、コンクリートを作製した。

水セメント比は、単に使用水量とセメント量の比（重量
％）であり、高炉スラグわ）と■型態水セラコラは砂と
容積で置き換えた。また、セメント混和材の量によって
目標スランプ外となるものは、多少、水量の加減でスラ
ンプを調節した。

なお、本発明のセメント混和材や減水剤などの添加量は
、全てセメント１００重量部に対しての重量部であり、
前置き養生を４時間行った後、１５°Ｃ／ｈの昇温速度
で、６５°Ｃまで昇温し、そのまま４時間保持し、常圧
蒸気養生した。その後、自然放冷し、翌朝蒸気養生槽よ
り取り出し各種試験を行なった。また、材令２８日圧縮
強度は２０±３°Ｃ，Ｒ１！６０±５％の養生後行った
。結果を表−２に併記する。

く使用材料〉 セメント：電気化学工業■製、普通ポルトランドセメン
ト（比重３．１６） 水　　　：地下水 砂　　　：新潟県姫用度川砂（比重２．６５）砂利　　
：　　　　　　砕石（比重２．６８）高炉スラグ粉：用
鉄すバーメント社製高炉スラグセメント用スラグ（三水
セラコラなし、１２μ以下の粒子４８％）を振動ミル又
は振動ミルと分級装置を組み合わせ次のように再調整し
たもの、比重２．９５ α　：１２μ以下５３％、Ｄ５０が約１２μ弱β　　：
　　〃　　　６０　　　　〃　　　９μｒ　　　：　　
　／／　　　　８０　　　　　　　　６μδ　　：　　
〃　　１００　　　　　　　　３μ■型無水セソコウ：
新秋田化戒■製、弗酸発生副生センコラ、ブレーン値６
，０００　ｃｍ２／ｇ（ｌ。

シティ０．５）　　、　比重２．９３ 減水剤　：高性能減水剤、電気化学工業■製画品名ｒｐ
ｒ−５００Ｊ　（比重１．２０）主成分ナフタレンスル
ホン酸ホルマリン縮合物 く試験方法〉 （１）スラグ粒度の測定 シーラス社製レーザー回折式粉体粒度分析計グラニュロ
メーターＭｏｄｅｌ　７１５　（測定範囲０〜１９２　
ｕ　）を用いエタノールに分散させ行った。

（２）強度試験の測定 圧縮強度はφ１０１０Ｘ２０の振動詰めの円柱供試体を
用いて求め、引張り強度はφ１５Ｘ１５ｃｍの円柱供試
体を用いて、その割裂によって求めた。

（３）塩素イオンの浸透量の測定 φ１０１０Ｘ２０の円柱供試体を材令１日で脱型し、そ
の後２０’Ｃ±３、ｌ？Ｈ６０％±５にコントロールし
た養生箱で２８日間養生してから、３％ＮａＣ１水溶液
に浸漬し、９１日後に供試体中央部をφ１０Ｘ０．５ｃ
ｍの寸法で切り出し、３００°Ｃで２４時間乾燥したも
のを全量粉砕して、蛍光Ｘ線分析によって塩素の浸透量
を測定じた。

（４）中性化深さの測定 φ１０１０Ｘ２０の円柱供試体を、塩素イオンの浸透量
測定と同様に２８日間養生してから、Ｒ１１１００％、
ＣＯ２ガス濃度１８容量％の養生箱で１年間養生し、中
央部の円形切断面にフェノールフタレンを塗布し平均的
中性化深さを測定した。

表−２から明らかなように、高炉スラグ粉とＨ型態水セ
ッコウを適量使用した実施例は、塩素イオンの浸１が大
幅に減少しており、耐塩性を改善する効果が認められる
。

また、高炉スラグの粒度については、１２μ以下の粒子
が６０％以上のものと、■型態水セシコウとの組合わせ
で、強度や耐久性の改善効果は顕著となり、高炉スラグ
の粒度が細かいほど良いこともわかる。

反対に、本発明の範囲外では、耐塩性の改善効果が少な
いか、耐塩性の効果があっても、中性化の問題がある。

実施例２ 表−１の配合記号Ａ−Ｇのように、水セメント比を変化
させたコンクリート配合を用い、表−２の実験Ｎｏ、　
１−１２のセメント混和材を混合したコンクリートを用
い、実施例１と同様に、φ１０　Ｘ　２０ｃｍの供試体
を成形し、圧縮強度と塩素イオンの浸透量を測定した。

その結果を表−３に示す。

なお、翌朝脱型した供試体を屋外養生し、材令１年のひ
びわれを観察した。

表−３ 表−３から明らかなように、水セメント比が５０％を越
えるようになると、強度発現効果が低下し、変動係数や
安全率を考慮した実際のポールの強度６００〜６５０　
ｋｇ　ｆ　／　ｃ＋１１におよばず、３０％未満の低水
セメント比では耐候性が悪くなり、ひびわれが発生する
１頃向がある。

また、耐塩性は、水セメント比で３７％前後が最もよく
、それより水セメント比が小さくなると強度は大きくな
るが、徐々に塩素イオンの浸透量が多くなることが示さ
れる。このことは、水セメント比が小さくなるほど高炉
スラグの反応率が低下してくることに起因するものと推
察される。

なお、ひびわれの発生により耐塩性を悪くすることは容
易に推察される。

実施例３ 表−１の配合記号Ａ−Ｄのコンクリートを用い、表−２
の実験Ｎｏ、　１−１２のセメンｌ−混和材と、添加材
として、ガス焼き石灰炉で焼威し、８８μ以下に粉砕し
た生石灰（ａ）、さらにその生石灰に水を加え消化させ
たものを乾燥した消石灰（ｂ）、各々１級試薬の硫酸ナ
トリウム（ｃ）、硫酸カリウム（ｄ）、硫酸リチウム（
ｅ）及び重硫酸ナトリウム（ｆ）のセメソロ００重量部
に対する添加量を表−４のように変え、φ２０　Ｘ　５
　Ｘ　３０ｃｍの遠心力成形供試体を成形し、スラッジ
の発生量とそれを乾燥した固形分量、遠心力成形供試体
内面の締まらない部分の厚みであるノロ厚及び実施例１
と同様の蒸気養生後の１日圧縮強度を測定した。

さらに、材令１日で脱型し、２８日間２０±３°Ｃ，Ｒ
１（６０±５％の養生箱で養生した供試体を、３％Ｎａ
Ｃ１水溶液に浸漬し、９１日後に供試体の中央部をφ２
０×５ＸＱ、５ｃｍの輪切りにし、３００°Ｃで２４時
間乾燥したものを全量粉砕し、蛍光Ｘ線により、塩素イ
オンの測定と、屋外暴露養生による材令１年のひびわれ
を観察した。その結果を表−４に併記する。

なお、遠心力成形は３Ｇで２分、９Ｇで４分、３０Ｇで
３分収形し、コンクリートは１８ｋｇ一定量投入し、中
空部分は分離して来るスラッジが濡れないように蓋をし
た。

表−４かられかるように、本発明のセメント混和材を使
用して耐塩性ポールを製造する場合、石灰類及び／又は
アルカリ金属硫酸塩を併用することにより、その成形性
を向上させ、耐塩性を向上させる効果が得られる。

実施例４ 実施例１の配合記号りのコンクリート配合を用い、さら
に、表−２の実験Ｎα１−１２のセメント混和材を混合
したものと混合しないもので、長さ１３ｏ＋、未ロ径１
９０ｍｍ、設計ひびわれ荷重３５０ｋＪｆＯＡ型ボール
を遠心力成形した。実施例１と同様に、蒸気養生を行っ
た後、Ａ配合のポールは材令２８日、Ｂ配合のポールは
材令７日に曲げ強度試験を行い、初ひびわれまでの荷重
と、破壊荷重（設計値７００ｋｇｆ）を測定した。

さらに、そのポールのほぼ中央部を幅１０ｃｍに切断し
、端面及び内面をエポキシ樹脂でコーティングして３％
ＮａＣ１水溶液に９１日間浸漬したあと、中央部を幅１
．０ｃｍにスライスし、全量粉砕して、蛍光Ｘ線分析に
よって、塩素イオンの浸透量を測定した。さらに、鉄筋
の発錆状況も確認した。

なお、鉄筋は高周波熱線■製を用い、配筋は緊張用ＰＣ
鋼棒φ７．４ｎｕｍＸＢ本と補強鋼棒φ７．４ｍｍＸ４
本（ストレート筋）、スパイラル筋はφ３ｍｍの鉄線を
１０ｃｍ間隔で配置し、ＰＣ鋼棒の初ｊｔＪＪ緊張応力
度は１０．１５０ｋｇｆ／ｃ−となるようにした。その
結果を表−５に示す。

表−５ 〈発明の効果〉 実施例で示したように、本発明の耐塩性ボールの製造方
法を用いることにより、耐塩性の高い、ポールを製造す
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１２μ以下の粒子が６０％以上の高炉スラグ粉１
   ００重量部とII型無水セッコウ１０〜７５０重量部とを
   主成分とするセメント混和材を、コンクリート中のセメ
   ント１００重量部に対し、４〜３５重量部含有し、水セ
   メント比が３０〜５０％であるコンクリートを遠心成形
   することを特徴とする耐塩性ポールの製造方法。