JPH08217520A

JPH08217520A - コンクリート系製品およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08217520A
Application number: JP1395595A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Anezaki; 正治姉崎
Original assignee: Sumikin Kashima Koka Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Slag Products Co Ltd
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高炉微粉末の配合率の高いコンクリート系製品
用組成物を用いて、初期強度、防錆効果が高いコンクリ
ート系製品を得る。【構成】高炉スラグ微粉末７０〜９０％と、ポルトラン
ドセメント１０〜３０％と混合されてなり、混練水また
は水中養生水に嫌気性活性微生物が添加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート製のブロ
ック、ボックスカルバート、平板等、あるいはセメント
系の外壁材、内装材を製造する際に用いるコンクリート
系製品およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のコンクリート製品の製造の際、
固化材としてポルトランドセメントが広く用いられてい
るが、近年においては、安価で入手できるとともに、資
源リサイクルにも役立つとの観点より、高炉スラグを微
粉末化してセメントと併用することにより、その有効利
用を図ることも行われている。

【０００３】このために、高炉スラグ微粉末の配合率を
高め、具体的には少なくとも７０％以上とすることがよ
り有効であり、その例としては以下のものがある。 (1) 高炉スラグ微粉末８５％、セメント５％、石膏１０
％からなるシリトールセメント。 (2) 微粉末９０〜９５％、アルカリ５〜１０％からなる
スラグ建材。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記例として
挙げた組成物も含めて、高炉スラグ微粉末の配合率の高
い組成物においては、いずれも初期強度が低く、したが
って長期強度に主眼を置いたマスコンクリート用として
使用されるのが通例である。

【０００５】また、無筋コンクリートとして用いられる
ことが多く、鉄筋を有するコンクリート製品としては、
鉄筋の発錆の問題があるため、使用されなかった。

【０００６】従来の鉄筋コンクリート製品においては、
防錆効果を付与するために用いられる鉄筋防錆剤には、
亜硝酸塩を主成分とする物が多く、その他電気防食や塩
分固定などの方法も試みられている。しかし、前者では
コストと寿命補償の点で問題があり、後者の方法は未だ
実験段階であり、実用化には至っていない。

【０００７】そこで、本発明の課題は、高炉スラグ微粉
末の配合率の高いコンクリート系製品において、初期強
度が高く、しかも防錆効果が高く、鉄筋コンクリート用
として好適なコンクリート系製品およびその製造方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明に係るコンクリート系製品は、高炉スラグ微粉末７０
〜９０％と、ポルトランドセメント１０〜３０％とから
なる、あるいは、さらに外数で５％以下の二水石膏を含
むコンクリート製品であって、前記製品中に嫌気性活性
微生物が含有されていることを特徴とするものである。

【０００９】この場合、嫌気性活性微生物は、酸素固定
作用を有するが、さらに塩素固定作用をも有するを選択
するのが望ましい。

【００１０】本発明の製品は鉄筋を内蔵する場合におい
て好適である。

【００１１】他方で、かかるコンクリート系製品は、高
炉スラグ微粉末を７０〜９０％と、ポルトランドセメン
ト１０〜３０％と、あるいは、さらに外数で５％以下の
二水石膏とを、混練水中に嫌気性活性微生物を含有させ
て混練し、成形・固化することにより得ることができ
る。

【００１２】また、高炉スラグ微粉末を７０〜９０％
と、ポルトランドセメント１０〜３０％と、あるいは、
さらに外数で５％以下の二水石膏とを、所定量の水を用
いて混練し、成形・固化した後、嫌気性活性微生物を含
有する水中に、３日以上浸漬養生させることにより得る
こともできる。

【００１３】

【作用】高炉スラグ微粉末の配合率が高い、とりわけそ
の配合率が７０％以上であるコンクリート製品用セメン
ト組成物において、初期強度が低い原因としては、セメ
ントの配合率が高い組成物と比較して水和反応速度が遅
いことが挙げられる。初期強度が低く、強度発現の遅れ
は、二次製品の生産性を上げるための障害となる。

【００１４】微生物には、好気性菌、嫌気性菌、および
その中間の通性嫌気性菌がある。ここに、嫌気性活性微
生物は、コンクリートの混練物や水中のように、酸素を
遮断された環境下でも存在でき、かつコンクリート素材
中の無機質成分をエネルギー源とすることができる。こ
のため、化学的なポテンシャル勾配の存在する環境下で
は、嫌気性活性微生物は活発に揺動運動を起こし、か
つ、かかる環境下においても増殖し続けることができる
ので、増殖発熱反応が起こる。これら揺動運動および増
殖発熱反応により、コンクリート組成物の水和反応速度
を早めることができ、したがってその初期強度の発現を
早めることができる。

【００１５】さらには、コンクリート製品の養生は一般
的に蒸気養生によるか、あるいはオートクレーブ養生に
よって行っていたが、本発明の水中養生により行う方法
によれば、養生水中での生命力によって、同等の効果を
奏するため、設備コストおよび運転コストの嵩む蒸気養
生やオートクレーブ養生を行う必要もなくなる。

【００１６】他方、嫌気性活性微生物は一般に酸素固定
作用を有する。したがって、鉄筋を内蔵するコンクリー
ト系製品の場合、嫌気性活性微生物の働きによって酸素
が固定され、鉄筋の発錆を抑制することができる。

【００１７】一般にコンクリート中の鉄筋の発錆は、コ
ンクリート素材中のＣｌイオンに起因する。そこで、嫌
気性活性微生物として塩素固定作用をも有する嫌気性活
性微生物を用いることが好適である。塩素固定作用を有
する嫌気性活性微生物の働きにより、コンクリート素材
中のＣｌイオンを固定するため、先の酸素固定作用と相
まって、両面から腐食を抑制し、もって鉄筋の発錆を効
果的に防止できる。

【００１８】嫌気性活性微生物は、混練水に直接添加す
るか、別途水に添加して、これを混練水に添加すること
ができる。また、混練水に添加することなく、あるいは
混練水に添加しさらに、所定量の水を用いて混練し、成
形・固化した後、嫌気性活性微生物を含有する水中に、
３日以上浸漬養生させることもできる。

【００１９】本発明では、前記の背景の下で、高炉スラ
グ微粉末７０〜９０％と、ポルトランドセメント１０〜
３０％とを組成とする。これにさらに外数で５％以下の
二水石膏を含有させることができる。また、本発明は固
化材の配合割合を規定するものであるから、最終的にコ
ンクリート製品を得るための粗骨材、たとえば砂利、お
よび細骨材、たとえば砂の種類および量については基本
的に限定されるものではない。さらに、必要により公知
のコンクリートまたはセメント組成物用の添加剤、たと
えば減水剤、膨張剤、ＡＥ剤、遅延剤、急結剤、その他
の混和剤を添加することができる。使用に好適な高炉
（水砕）スラグ微粉末のブレーン値は、4000〜10000 ブ
レーンである。混練水は、製品に応じて所定量使用する
が、そのＷ／Ｃとしては、２０〜５０程度が好適であ
る。

【００２０】嫌気性活性微生物としては、特に酪酸菌な
どの菌類が用いられるが、培養や分離などの手法により
目的のものを得る。使用する菌類は複数または多数種を
併用できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の効果を、実施例により具体的
に説明する。セメント成分の水和機構の一例を図１に示
す。かかる水和機構において、セメントに対する高炉ス
ラグ微粉末の添加量に応じて、図２に示すように、圧縮
強度の経時的な変化を示す。この結果から、高炉スラグ
微粉末の添加量の増大に伴って２８日までの圧縮強度は
低下する傾向があることが判る。しかしながら、長期強
度についてはむしろ増大する傾向がある。したがって、
初期強度の改善が図られれば生産性などにも優れたコン
クリート製品となる。

【００２２】これに対して、酸素固定作用のみを有し塩
素固定作用を有しない嫌気性活性微生物の濃化水溶液
（以下Ａ液という）を、混練水に対して０．３％および
５％添加した場合における７日後の断熱温度の上昇比率
を調べた結果を図４に示す。この結果によれば、高炉ス
ラグ微粉末を７０％以上配合した場合における、その添
加により水和反応が促進されることが判る。

【００２３】このＡ液の添加量の相違により、現実に、
７日強度は図５に示すように変化する。Ａ液の添加量が
０．１％以上となったときに、７日強度が約１８０ｋｇ
／ｃｍ^２と高い数値を示すが、それ以上の添加はやや飽
和傾向にある。さらに、Ａ液を５％添加した場合の下
で、図３に示すように、図２との対比から明らかなよう
に明確な初期強度の改善効果（長期強度については実質
的に相違はない）がみられる。なお、図３および図５に
結果を示す供試体の条件は、高炉スラグ微粉末を８０
％、セメント２０％、石膏を外数で２％添加した組成物
を使用し、２０℃で３日間水中養生したものである。

【００２４】他方、鉄筋は塩素の作用により発錆するこ
とは前述のとおりであるが、一般的な防錆対策は、たと
えば図６に示すように行われる。かかる対策において、
本発明においては、「コンクリートの製造工程」におけ
る「防錆剤の使用」に代わって、Ａ液、または塩素固定
作用をも有する嫌気性活性微生物添加水溶液（以下、Ｂ
液という）を添加して防錆対策を図るものである。ある
いは、「硬化コンクリート」を得る際における「表面仕
上げ」に代わって、Ｂ液を添加した水に３日以上浸漬し
水中養生することにより防錆対策を図るものである。

【００２５】Ｆｅの酸化速度に及ぼすＡ液、Ｂ液の添加
効果を示すべく、弱塩酸溶液（塩酸濃度５０ｐｐｍ）
中におけるＡ液またはＢ液の添加濃度と鉄の酸化速度比
を図７に示す。図７の結果、Ａ液、Ｂ液とも添加率が増
えるとともに、鉄の酸化速度比が順次減少していくこと
が判る。また、Ｂ液を添加した場合の方が、Ａ液による
場合より腐食速度がより遅くなることも判る。

【００２６】さらに、防錆剤としての効果を示すべく、
混練水中にＢ液を５％添加した場合と、防錆剤を添加し
ない場合における腐食速度と材齢の関係を測定した。測
定条件としては、水酸化カルシウム飽和溶液中、塩分濃
度０．２％である。結果を示す図８からわかるように、
防錆剤を添加しない場合には、ごく初期において酸化被
膜が生成されるので腐食速度は低下するものの、その後
はその酸化被膜を通しての酸化が徐々に進行し、腐食が
進行する。これに対して、Ｂ液を添加した場合には、腐
食速度は経時的にも低い腐食速度を保持することが判
る。

【００２７】また、混練水中へのＡ液またはＢ液の添加
量と鉄筋の腐食程度との相関を図９に示す。なお、腐食
条件は、Ｃａ（ＯＨ）₂飽和溶液を用い、塩分濃度０．
２％の液中に３６５日浸漬したものである。

【００２８】さらに、鉄筋コンクリートの成形、固化し
た後のＢ液での養生効果を知るべく、鉄筋の腐食程度と
水中養生の日数との関係を測定した。なお、水中養生は
２０℃で行い、腐食条件は、Ｃａ（ＯＨ）₂飽和溶液を
用い、塩分濃度０．２％液中に３６５日浸漬したもので
ある。結果を示す図１０によれば、水中養生が約３日以
上となった時点で、鉄の腐食程度はほぼ皆無となった。
この結果より、本発明においては、水中養生の日数を３
日以上に限定した。

【００２９】以上の系統的に実験結果を綜合すると、表
１の結果となる。なお、かかる実験においては、粗骨材
料として砂利を、細骨材料として砂をそれぞれ用いた。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、高炉スラグ微粉末の配合率の高いコンクリー
ト系製品において、初期強度が高く、しかも防錆効果が
高く、鉄筋コンクリート用として好適なコンクリート系
製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セメント成分の水和機構の説明図である。

【図２】従来例における高炉スラグ微粉末の配合率と圧
縮強度との関係を経時変化として示すグラフである。

【図３】本発明に係る高炉スラグ微粉末の配合率と圧縮
強度との関係を経時変化として示すグラフである。

【図４】高炉スラグ微粉末コンクリートの断熱温度上昇
量と置換率との関係を示すグラフである。

【図５】本発明に係るコンクリート製品の７日強度を示
すグラフである。

【図６】一般的な防錆対策の説明図である。

【図７】Ａ液またはＢ液の添加量と鉄の酸化速度比を示
すグラフである。

【図８】Ｂ液を添加した場合と、防錆剤を添加しない場
合における腐食速度と材齢の関係を示すグラフである。

【図９】鉄筋の腐食速度と、混練水に対するＡ液または
Ｂ液の添加量との関係を示すグラフである。

【図１０】鉄筋の腐食程度と水中養生の日数との関係を
示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉スラグ微粉末７０〜９０％と、ポルト
ランドセメント１０〜３０％とからなる、あるいは、さ
らに外数で５％以下の二水石膏を含むコンクリート製品
であって、前記製品中に嫌気性活性微生物が含有されていることを
特徴とするコンクリート系製品。
【請求項２】前記嫌気性活性微生物が、酸素固定作用の
ほか、塩素固定作用をも有する請求項１記載のコンクリ
ート系製品。
【請求項３】前記製品は鉄筋を内蔵する請求項１または
２記載のコンクリート系製品。
【請求項４】高炉スラグ微粉末を７０〜９０％と、ポル
トランドセメント１０〜３０％と、あるいは、さらに外
数で５％以下の二水石膏とを、混練水中に嫌気性活性微
生物を含有させて混練し、成形・固化することを特徴と
するコンクリート系製品の製造方法。
【請求項５】高炉スラグ微粉末を７０〜９０％と、ポル
トランドセメント１０〜３０％と、あるいは、さらに外
数で５％以下の二水石膏とを、所定量の水を用いて混練
し、成形・固化した後、嫌気性活性微生物を含有する水
中に、３日以上浸漬養生させることを特徴とするコンク
リート系製品の製造方法。