JPH042642A

JPH042642A - 水密性コンクリート用セメント組成物およびその製造方法

Info

Publication number: JPH042642A
Application number: JP2102233A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Ukita; 和明浮田; Mitsuhiro Ishikawa; 光裕石川; Yasuhiro Yamamoto; 康弘山本; Hideo Tanaka; 秀男田中
Original assignee: Taisei Corp; Shikoku Research Institute Inc
Current assignee: Taisei Corp; Shikoku Research Institute Inc
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1992-01-07
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2930215B2

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）この発明は、例えば地下部等に用いる。水密性コンクリ
ート用セメント組成物およびその製造方法に関するもの
である。

（従来の技術）コンクリートの水密性を高めるために、セメント等のコ
ンクリート材料として、シリカフニーム等の非晶質シリ
カ微粉末を添加することが行なわれている。

これによれば、非晶質シリカはセメントの水和からのア
ルカリ性条件の下で、混練水を取り込み、ゲルを形成す
ることにより、コンクリート中の微細空隙を充填し、コ
ンクリートの水密性が高められる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような非晶質シリカ微粉末は、微粉末で
あるのでコンクリート中に形成される間隙を充填するこ
とができるものであるが、同時に微粉末であることによ
り凝集しやすいものである。

そのため、セメント粒子や骨材等の間に形成された間隙
に均一に分散して充填するようにこれらの非晶質シリカ
微粉末を混練することは困難な作業であり、結果として
呈される。この種のセメント組成物による水密性能は十
分なものではない。

本願は、このような事情に鑑みてなされたもので、本願
の第１の発明はこの種の非晶質シリカ微粉末を有する水
密性コンクリートの水密性能を高めるとともに、良好な
混線を容易に行なうことのできろ水密性コンクリート用
セメント組成物を提供することを目的とする。

また、本願の第２の発明は、良好な水密性能を有するか
がろ水密性コンクリート用セメント組成物を容易に製造
することのできる製造方法を提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段）これらの目的を達成するために、本願の第１の発明は、
セメントと非晶質シリカ微粉末とを有する水密性コンク
リート用セメント組成物において、適量の減水剤と、石
炭燃焼時に排出されたフライアッシュを、破砕すること
なく、そのまま２０μｍ以下の粒径で分級し、この分級
で得られた細粒分とを添加したものである。

また、本願の第２の発明は、セメントと非晶質シリカ微
粉末とを有する水密性コンクリート用セメント組成物に
、適量の減水剤とフライアッシュとを添加し、該フライ
アッシュは石炭燃焼時に排出されたフライアッシュを、
破砕することなく、そのまま２０μｍ以下の粒径で分級
し、この分級で得られた細粒分とし、これらと骨材およ
び水とを混練するものである。

（作用）本願の第１の発明によれば、破砕することなく２０μｍ
以下の粒径で分級されたフライアッシュが、非晶質シリ
カ微粉末を有する水密性コンクリート用セメント組成物
に添加されているので、セメント粒子の間に形成された
間隙内には、前記フライアッシュ粒子が位置し、このフ
ライアッシュ粒子同士の間やフライアッシュ粒子とセメ
ント粒子との間の間隙に、前記非晶質シリカ微粉末が位
置することとなる。

このように分級フライアッシュが添加されていることに
よって、非晶質シリカ微粉末の充填されるべき間隙寸法
が小さくなり、非晶質シリカ微粉末の凝集が空間的に抑
制される。

そして、このセメント組成物には適量の減水剤が添加さ
れているので、前記非晶質シリカ微粉末の凝集が軽減し
、前記非晶質シリカ微粉末を前記の小さな間隙に良好に
分散して充填することができる。

したがって、セメント組成物の粒子の間隙が小さく、か
つこの間隙には非晶質シリカ微粉末が確実に充填される
ので、水密性能が改善される。

また、前記のようにきわめて粒径の小さい非晶質シリカ
微粉末の凝集のおそれが少なく、非晶質シリカ微粉末の
使用量も少ないので、良好な混練を容易に行なうことが
できる。

さらに、本願の第２の発明によれば、かかるセメント等
の混合物に所要の骨材と水とを添加して、単に混練する
ことによって、きわめて水密性の高いコンクリートを確
実に得ることができ、水密性コンクリート用セメント組
成物の製造が容易である。

（実施例）以下、実施例を説明する。

この実施例の水密性コンクリート用セメント組成物は、
セメントと、非晶質シリカ微粉末と、減水剤と、フライ
アッシュとからなる混合物に所要の骨材と水とを添加し
て混練したものである。

以下の実施例において、セメントは普通のポルトランド
セメント〜４０μｍである。

非晶質シリカ微粉末としては、シリカフニームであって
、平均粒径はおよそ０．１〜０．３μｍである。

なお、かかる粒径のシリカフニームを顆粒状に形成した
ものを用いても良く、またシリカフユムに限らずその他
の非晶質シリカ材料の微粉末を用いてもよい。

減水剤としては、いわゆる高性能減水剤であってアニオ
ン系界面活性剤であるが、普通の減水剤を用いることと
してもよい。

フライアッシュは、石炭燃焼時に排出されたフライアッ
シュを、破砕することなく、そのまま２０μｍの粒径で
分級し、この分級で得られた細粒分である（以下、分級
フライアッシュという）。

この分級フライアッシュの粒子のほとんどは、小さな球
形をなしており、そのブレーン値は５５０００ｍ２７ｇ
で、平均粒径はおよそ７．５μｍである。

なお、この分級フライアッシュの分級すべき粒径は前記
２０μｍに限らず、２０μｍ以下であれば適宜設定して
もよい。

これらの材料を用いて、これらの混合物に適宜の細骨材
、粗骨材および水を添加して混練し、硬化させることに
より、図面に示すごとき組織のコンクリートが形成され
る。

図面において、１はセメント粒子、２は分級フライアッ
シュ粒子、３はシリカフニームであり、４は細骨材であ
る。

このコンクリート組織は、前記のように各材料の粒径が
設定されているので、基本的には、太きな粒子である細
骨材４等の骨材とセメント粒子１との間の間隙Ｓ１内に
、つぎに粒径の大きな分級フライアッシュ粒子２が配置
され、最も粒径の小さいシリカフニーム３は、これらの
細骨材４．セメント粒子１および分級フライアッシュ粒
子２との間に形成された小さな間隙Ｓ２内に充填された
組織となる。

前記のセメント等の材料からなる混合物について、後述
の各種の配合を設定し、これらの配合ごとに適量の粗骨
材、細骨材および水を添加して混練することによりそれ
ぞれコンクリートを形成し、それぞれのコンクリートに
ついて物性を測定した。

その測定結果は、表、１および表、２のとおりである。

（以下余白）表、　１表、　２これらの表において、分級Ｆ／Ａは分級フライアッシュ
を意味し、試料番号４〜８は本発明にかかる実施例であ
り、試料番号１〜３は比較例である。

また、本願の解決すべき課題であるコンクリートの水密
性に関する各配合の性能の判断は、透水率試験と中性化
促進試験とにより行なうこととした。

なお、前記透水率試験は、ＪＩＳ　Ａ　１４０４に準じ
て行い、加圧透水試験器を使用して、１５ｋｇ／ｃｍ２
の水圧で２４時間、７２時間の透水試験を実施し、その
結果を容積％で表示した。また、中性化促進試験は、３
６℃、炭酸ガス濃度５％、　　湿度７０％の条件下で３
力月間養生したときの中性化深さを測定し、表示した。

表、　１および表、　２に示す結果から、これらのコン
クリートの水密性能については以下の事柄を読みとるこ
とができる。

（１）試料番号３および４と試料番号１および２との比
較において、試料番号３および４はいずれも透水率およ
び中性化深さの両方で優っており、シリカフニームの添
加により良好な水密性能を呈しているものと考えられる
。

そして、試料番号３と４との間では、高性能減水剤の有
無のみが相違するものであり、コンクリートの水密性能
の点ではほぼ同等である。

しかしながら、試料番号３の作成の際の混線作業が比較
的困難であったことから、高性能減水剤を使用すること
が工業的には現実的である。

（２）試料番号４と５の比較においては、分級フライア
ッシュとセメントの割合のみが相違し、その他は基本的
に同一である。

コンクリートの水密性能の点では、はぼ同様であるが、
７２時間での透水率において試料番号５が優れており、
長期にわたる水密性能が求められるコンクリートとして
は試料番号５がより好ましいと考えられる。

（３）試料番号５〜７は、非晶質シリカ微粉末の添加量
のみが相違するものであって、透水率および中性化深さ
の点からみて、非晶質シリカ微粉末の添加量が６％以上
であれば、各コンクリートは同等の水密性能を有するも
のと考えられる。

（４）試料番号８は、試料番号５の配合を基準として、
分級フライアッシュとセメントとの割合につき分級フラ
イアッシュの割合を増加させたもので、極めて優れた透
水率が測定され極めて良好な水密性を有する。

これらの測定結果から、この実施例の場合においては、
セメントを分級フライアッシュで内削１゜〜３０重量％
だけ置換し、これに外削で非晶質シリカ微粉末を３〜６
重量２添加するとともに、減水剤あるいは高性能減水剤
を添加して混練することによって、高水密性のコンクリ
ートを安定的に得ることができる。

コンクリートの水密性能についてかかる結果が得られた
理由としては、水密性コンクリート用セメント組成物の
前記の各材料が、各実施例においてそれぞれ以下のよう
に機能したことによるものと考えられる（以下、図面参
照）。

■　分級フライアッシュの機能および効果分級フライア
ッシュは、粒子形状が小径の球形に揃っているので、セ
メント粒子の間の間隙ｓ１に転がり込んで充填されやす
い。

分級フライアッシュが、セメント粒子間の間隙Ｓ１に入
ることにより、ここに存在した水分は押し出され、混練
水として機能するので、コンクリートの単位水量を低減
させることができる。

フライアッシュは、アルカリ条件下で、セメントのカル
シウムシリケート分と中和することによって、トバモラ
イトゲルが生成され、コンクリートの水密性を向上させ
るとともに、強度を増進する。

また、分級フライアッシュを用いることによって、セメ
ント粒子１間の間隙Ｓ１に分級フライアッシュ粒子２を
位置させ、その分級フライアッシュ粒子２により形成さ
れた微小な間隙Ｓ２をシリカフニーム３が充填するので
、シリカフニーム３の凝集が空間的に抑制される。

そして、分級フライアッシュを用いない場合と比べて、
高価なシリカフニーム３の使用量をおよそ数分の１程度
に低減することができ、混練作業の作業性が良好となる
。

■　シリカフニームの機能および効果非晶質シリカ微粉末であるシリカフニーム３を併用する
ことによって、セメント粒子１および分級フライアッシ
ュ粒子２醇との間に形成される微小な間隙Ｓ２にシリカ
フニーム３を充填させるので、この間隙Ｓ２に存在した
水分が追い出され、その分、減水効果も得られる。

また、微小な間隙Ｓ２にシリカフニーム３が充填され硬
化するので、コンクリートの組織を緻密化し、水密性お
よび強度が一層高められる。

そしてζかかるシリカフニーム３は、表面積が大きく、
水との反応性が高いので、水密性および強度の発現は迅
速に行なわれる。

■　高性能減水剤の機能および効果高性能減水剤を用いているので、非晶質シリカ微粉末で
あるシリカフニーム３の凝集を抑制し、前記のような微
小な間隙Ｓ２に充填することが容易となり混線作業性が
向上する。

施工厚さが３０ｃｍ以上となるコンクリートに水密性を
付与する場合、セメントの水利熱がコンクリートの内部
に蓄積されて、熱歪によってコンクリートにひび割れを
生じ、このひび割れによってコンクリートの水密性が破
壊されることがある。

しかし、本発明によれば、分級プライアッシュを添加し
ているので、セメントの使用量が少なく発生熱量が少な
い。

また、熱源となるセメント粒子１が分級フライアッシュ
粒子２の存在によって分散して配置され、セメントの局
部的な偏在による高温部分の形成が抑制されるので、熱
歪によるひび割れの発生を軽減することができる利点が
ある。

このようなセメント等の混合物を用いて水密性コンクリ
ート用セメント組成物を製造する場合、前述の混合物に
所要の骨材や水を添加し、通常の場合と同様に単に混練
することによってきわめて水密性の高いコンクリートを
確実に得ることができるので、水密性コンクリート用セ
メント組成物の製造が容易である。

（発明の効果）以上説明したように、本願の第１の発明によれば、破砕
することなく２０μｍ以下の粒径で分級されたフライア
ッシュが、非晶質シリカ微粉末を有する水密性コンクリ
ート用セメント組成物に添加されているので、セメント
粒子の間に形成された間隙内には、前記フライアッシュ
粒子が位置し、このフライアッシュ粒子同士の間やフラ
イアッシュ粒子とセメント粒子との間の間隙に、前記非
晶質シリカ微粉末が位置することとなる。

また、前記のようにきわめて粒径の小さい非晶質シリカ
微粉末の凝集のおそれが少なく、非晶質シリカ微粉末の
使用量も少ないので、良好な混線を容易に行なうことが
できる。

さらに、本願の第２の発明によれば、かがるセメント等
の混合物に所要の骨材と水とを添加して、単に混練する
ことによって、きわめて水密性の高いコンクリートを確
実に得ることができ、水密性コンクリート用セメント組
成物の製造が容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は、実施例のコンクリート組織の模型図である。１；セメント粒子、２；分級フライアッシュ粒子、３；
シリカフニーム（非晶質シリカ微粉末）、４；細骨材。出願人　株式会社　四国総合研究所図面の浄書（内容に変更なし）＋’ｆｊ１　　面２；伝搬うイアレシ江うｆｆｌ”’）３；シν力フユーＺ２４；詞？７￥手続補正書（自発）特許庁長官　殿　　　　　　平成２年８月３０日１、事
件の表示平成２年特許願第１０２２３３号２、発明の名称水密性コンクリート用セメント組成物およびその製造方
法３、補正をする者事件との関係　　　　出願人名　称　株式会社四国総合研究所（他１名）４、代　理
　人　　〒１３５電話０３−８２０−１８１１住　所　
東京都江東区門前仲町１−１４−３６゜補正の内容図面の浄書・別紙の通り補正する（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメントと非晶質シリカ微粉末とを有する水密性
コンクリート用セメント組成物において、適量の減水剤
と、石炭燃焼時に排出されたフライアッシュを、破砕す
ることなく、そのまま２０μｍ以下の粒径で分級し、こ
の分級で得られた細粒分とを添加したことを特徴とする
水密性コンクリート用セメント組成物。
（２）セメントと非晶質シリカ微粉末とを有する水密性
コンクリート用セメント組成物に、適量の減水剤とフラ
イアッシュとを添加し、該フライアッシュは石炭燃焼時
に排出されたフライアッシュを、破砕することなく、そ
のまま２０μｍ以下の粒径で分級し、この分級で得られ
た細粒分とし、これらと骨材および水とを混練すること
を特徴とする水密性コンクリート用セメント組成物の製
造方法。