JPH07102996B2

JPH07102996B2 - 高強度セメント成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH07102996B2
Application number: JP61110885A
Authority: JP
Inventors: 勉木田; 悦郎坂井
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1995-11-08
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPS62270475A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高強度セメント成形体の改良した製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来より、アルミナセメントは不定形耐火物や緊急工事
等に利用されて来た。しかしながらその他構造物として
利用する場合は、水和物の転化による強度低下を示すこ
とから、その利用は問題となつており、アルミナセメン
トの用途を限定する結果となつていた。特に30℃以上の
温度になるほど水和物の転化が急速に進むことから、20
℃以下の温度に保持することによつて抑制する方法など
が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、通常の成形体の使用において、20℃以下の条件
でのみ使うことは不可能であり、具体的な改善策とは言
い難いものであつた。

それ故、水和物の転化による強度低下のない高強度セメ
ント成形体の開発が望まれている。

本発明の目的は、上記した問題点のない高強度セメント
成形体の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は高強度セメント成形体の
製造方法に関する発明であつて、アルミナセメントと超
微粉を含有する水硬性セメント組成物を成形し、養生硬
化し、その後100℃以上の乾燥養生を行うことを特徴と
する。

以下、本発明について具体的に説明する。

本発明方法で原料として使用する水硬性セメント組成物
は、アルミナセメントと超微粉を含有する水硬性セメン
ト組成物である。すなわち、アルミナセメントと超微粉
との混合物、あるいはそれに必要な配合材を添加した組
成物でよい。

しかしながら、本発明方法により、その強度向上の効果
を最も良く発揮するのは、アルミナセメント、超微粉、
高性能減水剤、硬化調整剤及び水を主成分とする組成物
である。そこで、以下、そのような組成物を中心に説明
するが、本発明はそれに限定されるものではない。

本発明で使用されるアルミナセメントの例としてはCaO
をＣ、Al₂O₃をＡとすると、CA、CA₂、C₁₂A₇等と示され
るカルシウムアルミネートのうち少なくとも１種を主成
分とする水硬性セメントがある。組成鉱物中の微量成分
としてわずかのSiO₂、Fe₂O₃、TiO₂等の成分を含んだも
のであつても良く、水和活性のないAl₂O₃やSiO₂などの
無機材料を含んだものでも良い。これらの市販品として
は、電気化学工業（株）製商品名「デンカアルミナセメ
ント１号」、「デンカアルミナセメント１号Ｄ」、「デ
ンカアルミナセメント１号NEO」、「デンカアルミナセ
メント２号」、「デンカハイアルミナセメント」、「デ
ンカハイアルミナセメント＃80」、「デンカハイアルミ
ナセメントＤ」、「デンカハイアルミナセメントNE
O」、「デンカハイアルミナセメントＦ」、「デンカハ
イアルミナセメントスーパー」、「デンカハイアルミナ
セメントスーパー２」、「デンカハイアルミナセメント
スーパーＧ」、及び「デンカハイアルミナセメントスー
パーＦ」等のほか、日本セメント（株）製商品名「アサ
ノ１号」や「アサノ２号」、旭硝子（株）製商品名「ア
サヒ１号」や「アサヒフォンジュ」、アルコア社製商品
名「CA−14」、「CA−15」、「CA−25」、「CA−25
C」、「CA−25G」、並びに、ラファージュ社製商品名
「セカール80」、「セカール70」、「セカール71」、
「セカール50」、「セカール51」、「セカール41」、
「シマンフォンジュ」等が挙げられる。

本発明における超微粉とは、アルミナセメントの平均粒
径よりも、少なくとも１オーダー、好ましくは２オーダ
ー小さな平均粒径を有するものであり、１μｍ以下、好
ましくは0.5μｍ以下のものである。具体的にはフエロ
シリコンや金属シリコンなどの製造時に副生するシリカ
ダスト、あるいは高炉スラグ、フライアツシユ、アルミ
ナセメント、アルミナ及びシリカなどを粉砕・分級した
ものや、気相法や液相沈殿法などにより生成した無機質
の超微粉などである。

超微粉の使用量は、アルミナセメントに対し５〜50重量
％程度であり、５重量％未満では、混練物の流動性がダ
イラクタンテイツクになり、また50重量％を越えると流
動性を得ることが難しく、いずれの場合も流し込み成形
で面の美しい成形体を得ることは難しくなる。

本発明における高性能減水剤の例としては、ナフタレン
あるいはアルキルナフタレンのスルホン酸又はそれらの
塩のホルマリン縮合物やメラミン樹脂スルホン酸又はそ
の塩が挙げられ、その添加量はアルミナセメントと超微
粉の合計（以下、結合材という）に対し１〜５重量％程
度であり、好ましくは1.5〜３重量％である。１重量％
未満では流動性を得ることが難しく、５重量％を越える
と、水和反応の遅延が著しくなる。

また、硬化調整剤は、高性能減水剤により得られた流動
性を保持するために必要なものである。特に本発明にお
いては後術の真空脱泡処理を行う場合、その間に硬化反
応が生じないように硬化調整を行うことが好ましい。硬
化調整剤としては硫酸などの無機酸、アルカリ金属の硫
酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、クエン酸などの有機酸及び
リン酸エステルなどが挙げられる。その使用量は、結合
材に対し３重量％以下である。

本発明においてより少量の水を用いることが転化の抑制
及び高強度の面から好ましく、結合材に対し30重量部以
下が好ましく、25重量部以下がより好ましい。

更に、通常は骨材を併用する場合が大半である。骨材は
一般に土木建築分野でコンクリートを調合する際に使用
されているものが良いが、より硬質なもの、具体的に
は、モース硬度６以上好ましくは７以上、又はヌープ圧
子硬度700kg/mm²以上好ましくは800kg/mm²以上のいずれ
かの基準で選定されたものを用いると、強度を著しく向
上させることができるので好適である。この基準を満足
するものを例示すれば、けい石、エメリー、黄鉄鉱、磁
鉄鉱、黄玉、ローソン石、コランダム、フエナサイト、
スピネル、緑柱石、金緑石、電気石、花こう岩、紅柱
石、十字石、ジルコン、焼成ボーキサイト、重焼ばん土
けつ岩、炭化ほう素、炭化タングステン、フエロシリコ
ンナイトライド、窒化けい素、溶融シリカ、電融マグネ
シア、炭化けい素、立方晶窒化ほう素などが挙げられ
る。また機械加工可能な鉄粉、ステンレス粉及びフエロ
マンガン粉などの金属等も有用である。特に曲げ強度の
向上という点からは鉄粉やオーステナイト系ステンレス
粉及びフエロマンガン粉が好ましい。この理由は定かで
はないが、それ自身の強度が高いこととコンクリートマ
トリツクスへの付着性が優れているための推定される。

骨材の使用量は、通常、結合材に対して、５重量倍量以
内で選択使用される。但し、プレパツクドやポストパツ
クド工法などの特殊な成形方法の場合にはこの限りでな
い。

以上の配合材料の他に、各種繊維や網の併用も可能であ
る。繊維の例としては、鋳鉄のびびり切削法による繊
維、スチール繊維及びステンレス繊維などの金属繊維、
及び、石綿やアルミナ繊維などの各種天然又は合成鉱物
繊維、炭素繊維、ガラス繊維、更に、ポリプロピレン、
ビニロン、アクリロニトリル及びセルロースなどの天然
又は合成の有機繊維等が挙げられる。また、補強材とし
て従来より用いられている鋼棒やFRPロツドなどを用い
ることも可能であり、特に大型のものにはこれら補強材
が必要不可欠なものである。流動性を損なわないという
点からは、3mm程度の長さの金属短繊維や更にそれより
も短いウイスカーなどが好ましい。

以上の材料の混練方法は、特に限定されるものではない
が、充分に混練することが好ましい。本発明において
は、更に真空脱泡処理することが好ましい。具体的には
真空鋳込装置〔高木製作所（株）製〕、真空オムニミキ
サ（千代田技研工業（株）製〕及び真空混合機〔（株）
三栄製作所製〕などを用いたり、薄膜を形成して脱泡す
る方法などがあり、脱泡時にはかくはんの回転速度を低
下させることが好ましい。特に薄膜を形成して脱泡する
方法は、脱泡速度が早く効果が著しい。脱泡条件は、50
〜70mmHg程度の真空度とするのが、水分の蒸発等を考慮
した場合適当である。また、脱泡時間は特に限定される
ものではないが、通常５〜30分程度が好ましい。

以上のような脱泡処理を施したものを流し込み成形し、
養生を行い、成形体を得ることができる。

また、流し込み成形時に振動を与えながら脱泡処理を組
合せて行うこともできる。この方法も脱泡効率が高く、
より曲げ強度の高い、高強度セメント成形体を提供する
ことができる。

本発明方法においては、成形体の養生方法が重要な発明
構成の要件である。通常の常温養生、常圧蒸気養生、高
温高圧養生により硬化させた成形体を100℃以上におい
てより乾燥養生させることが必要である。低水結合材比
とし、かつ、乾燥により余分の水分を除去し、以後の水
和反応を抑制することで、水和物の転化を防止すること
ができる。

乾燥養生は、通常の養生後行うもので、その温度は100
℃以上で、100〜600℃が好ましい。乾燥養生を150℃以
上で行う場合は、あらかじめ110℃程度で予備乾燥して
おくことが好ましい。

乾燥養生は、形状、材質等により、その時間は限定でき
ないが、通常３日程度実施すれば充分である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１下記表−１示す配合の組成物を用いて、２×２×8cmの
試料を作製し、強度試験をJIS R 5201に準じて実施し
た。

練り混ぜは、真空オムニミキサ〔千代田技研工業（株）
製〕を使用し、10分間練り混ぜ後、低速にて10分間真空
脱泡処理を行つた。50℃温水中での７日間養生（養生
Ｉ）、及びその後110℃、３日間の乾燥養生（養生II）
を行い、各養生後の圧縮強度を測定した。その結果も表
−１に示す。

表−１に示したように、いずれのセメントを用いても、
本発明による乾燥養生（養生II）により圧縮強度が増大
する。

中でも、アルミナセメントを用いたものが強度上望まし
い。しかも、アルミナセメント単独の場合は、経時的に
強度低下が認められるが、実験番号３及び４のものを室
内で１年間放置したところ、強度低下は認められなかつ
た。

なお、使用材料は以下のとおりである。

（使用材料）白色セメント：秩父セメント（株）製アルミナセメント：「デンカハイアルミナセメント」
〔電気化学工業（株）製〕超微粉：シリカヒユーム〔日本重化学工業（株）製〕高性能減水剤：β−ナフタレンスルホン酸塩ホルムアル
デヒド縮合物系〔商品名「セルフロー110P」第一工業製
薬（株）製〕骨材：還元鉄粉「メタレツト」0.15mm下〔日本磁力選
（株）製〕繊維:SUS430、φ50μｍ×長さ2.5mmびびり切削法によ
る〔東京製鋼（株）製〕硬化調整剤:Na₂SO₄（試薬一級）実施例２下記表−２に示す配合（重量部）の組成物を用いて、実
施例１と同様の処理を行つた。強度試験はJIS R 5201に
準じて、供試体が室温まで冷却した後に実施した。

練り混ぜは、真空オムニミキサ〔千代田技研工業（株）
製〕を使用し、10分間練り混ぜ後、低速にて10分間真空
脱泡処理を行つた。50℃恒温箱中に密封状態で７日間養
生後、下記表−３に示す各種の乾燥養生条件で本発明に
よる乾燥養生を行い、強度を測定した。その結果を表−
３に示す。

実施例３実施例１の表−１で実験番号４で示す配合の組成物を用
いて実施例１と同様にして成形し、次いで下記表−４に
示す各種の養生条件で養生（養生Ｉ）を行い、その後、
本発明に従い、110℃で３日間の乾燥養生（養生II）を
行つた。それぞれについて圧縮強度を測定した。その結
果を表−４に示す。

表−４から明らかなように、いずれの通常の養生を行つ
た後でも、次に本発明による乾燥養生を行うと、強度向
上に有効である。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明方法によれば、高強
度で、かつ水和物の転化による強度低下のない高強度セ
メント成形体を提供することができる。

また、低水結合材比とすれば、外部からの水の浸透も防
止することができるので、通常のセメント系に比して溶
解度の高いカルシウムアルミネート水和物の溶出を抑え
ることができるという顕著な効果が奏せられる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナセメントと超微粉を含有する水硬
性セメント組成物を成形し、養生硬化し、その後100℃
以上の乾燥養生を行うことを特徴とする高強度セメント
成形体の製造方法。