JPH0829967B2

JPH0829967B2 - 新規な水硬性組成物

Info

Publication number: JPH0829967B2
Application number: JP62153102A
Authority: JP
Inventors: 哲夫浜口; 利又松井; 伊男夏梅
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS63319238A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は新規な水硬性組成物に関し、更に詳しくは、
分散性に優れ、高強度のセメント製品を与える新規な水
硬性組成物に関する。

（従来の技術）モルタルやコンクリートなどのセメント製品は、土木
・建築構造物の材料として広く用いられているが、構造
物が長大化、高層化するに伴い、高強度のセメント製品
に対する要請が強まっている。

セメント製品の強度向上のための一つの方法として、
水／セメント比を下げることによってセメントペースト
の強度を高めることが考えられる。この水／セメント比
は、高性能減水剤を使用することにより、0.3程度にま
で低下させることが可能である。しかし、一方では、モ
ルタルあるいはコンクリートを練上げる際の混練性及び
作業性を保つために、モルタルあるいはコンクリートの
単位容積当り、一定の水量が必要とされる。したがっ
て、モルタルあるいはコンクリートの水／セメント比を
維持し、かつ、流動性を保つために、モルタルあるいは
コンクリートの単位容積当りのセメント量を増やすこと
が行なわれている。ところがこの方法では、セメント量
の増大に伴う発熱量増加のためにセメント製品のヒビ割
れが起こるという問題があり、また経済的にも不利であ
る。さらに、高性能減水剤を多量に用いるため、僅かの
水量の変化でスランプ値が大きく変動する、スランプ値
の経時変化が大きい、モルタル分の流動性がよいために
骨材分離が起こりやすいなど施工管理上の問題も多い。

また、セメント製品の強度向上のための他の方法とし
て、セメントに硫酸カルシウムや超微粉を混合してモル
タルあるいはコンクリートの空隙を少なくする方法が提
案されている（特開昭61−21953,同61−247651）。しか
し、この方法においても、モルタルあるいはコンクリー
トの単位容積あたりのセメント量を多くし、高性能減水
剤を使用せざるを得ないために、上述のセメント製品の
ヒビ割れ、経済性あるいは施工管理上の問題は解決され
ていない。

（発明が解決しようとする問題点）このため、モルタルあるいはコンクリートの単位容積
あたりのセメント量を増やすことなく、水／セメント比
を小さく保って、高強度のセメント製品を得る方法が求
められていた。

本発明者らは、この課題を達成すべく鋭意研究の結
果、使用水の供給源として有機含水ゲルを使用して、セ
メント、超微粉及び骨材を混合することにより、分散性
に優れた均一な混合物が得られ、これを成形、硬化する
ことにより高強度のモルタルまたはコンクリート製品が
得られることを見出し、この知見に基いて本発明を完成
するに至った。

（問題点を解決するための手段）かくして本発明によれば、セメント、セメント100重
量部に対して超微粉３〜40重量部、セメントと超微粉と
の合計100重量部に対して自重の５〜1000倍の水を含有
している有機物からなる有機含水ゲル３〜35重量部、さ
らに骨材を含有してなることを特徴とする新規な水硬性
組成物が提供される。

本発明において用いられるセメントは特に限定されな
いが、通常、普通セメント、早強セメント、超早強セメ
ント、もしくは白色セメントなどの各種ポルトランドセ
メントが用いられる。さらに、膨脹セメント、高炉スラ
グやフライアッシュなどを混合した混合セメントなども
用いることができる。

本発明における超微粉は、10μｍ以下、好ましくは１
μｍ以下の平均粒子径を有する、一種または二種以上の
金属酸化物を主構成成分とする粉末である。具体例とし
ては、フェロシリコンなどを製造する際に副生するシリ
カダスト（シリカヒューム）のようなシリカ質ダストが
特に好適であるが、炭酸カルシウム、シリカゲル、酸化
チタン、酸化アルミニウム、オパール質珪石などを微粉
砕したものを用いることもできる。

本発明における超微粉の添加量は、セメント100重量
部に対して３〜40重量部、好ましくは５〜35重量部であ
る。３重量部未満では強度を高める効果がなく、40重量
部を超えて混合しても、より高い効果を期待することは
できないし、経済的に不利である。

本発明における骨材は、通常、モルタルまたはコンク
リートに用いられているものであればよく、具体例とし
て通常の川砂、川砂利、山砂、山砂利、砕石、砕砂、海
砂などが挙げられる。特に高強度のセメントを必要とす
るときは、モース硬度６以上、好ましくは７以上の硬質
骨材を用いることが望ましい。

一方、本発明で用いられる有機含水ゲルは、多量の
水、例えば自重の５〜1000倍、好ましくは10〜800倍の
水を含有しているゲル状の有機物であればいずれでもよ
く、その具体例として、例えば、デンプン‐アクリロニ
トリルグラフト共重合体系、カルボキシメチルセルロー
ス系、ポリアクリロニトリル系、ビニルアルコール‐ア
クリル酸塩共重合体系、ポリアクリル酸塩系、オレフィ
ン‐無水マレイン酸共重合体系などのごとき高吸水性ポ
リマーに水を吸収させて得られる含水ゲル、ポリアクリ
ル酸塩やオレフィン‐無水マレイン酸共重合体塩などの
ごときポリカルボン酸塩を水の存在下に架橋剤と反応さ
せて得られる含水ゲルなどが例示される。

上記の高吸収性ポリマーの種類は格別制限されるもの
ではなく、一般に市販されているものであればいずれも
使用できる。

本発明において有機含水ゲルの混合量は、通常、使用
水量を供給しうる量であればよく、その量は目的物の要
求性能や用途などによって適宜選択されるが、セメント
と超微粉との合計100重量部に対して５〜35重量部、好
ましくは10〜30重量部である。また、含水ゲルを構成す
る有機分の量は、セメントと超微粉との合計100重量部
に対して５重量部以下に保つのが好ましい。

また、かかる有機含水ゲルの形状は粒状、板状、棒状
などがあり、使用方法などにより特に限定されないが、
混合の仕易さの点で粒状ゲルとして用いるのが好まし
い。

用いられる水は、特に制限されないが、通常、水道
水、地下水、海水などが用いられる。

本発明ではセメント、超微粉、骨材と有機含水ゲルの
他に必要に応じてスチールファイバー、グラスファイバ
ー、炭素繊維などの繊維性補強材を添加することができ
る。

さらに必要に応じて混和剤も配合することができる。
混和剤の具体例としては、減水剤、バインダー、分散
剤、空気連行剤、湿潤分散剤、膨張剤、防水剤、強度増
進剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、凝結促進剤、凝結遅延
剤、増粘剤等が例示される。かかる混和剤は予め高吸水
性樹脂に含有させることができる場合は、含有させて用
いる方が好ましい。

本発明における混合順序は、目的物の使用目的に応じ
て適宜選択することができる。その具体的な方法として
は、例えばセメント、超微粉と有機含水ゲルを混合した
後に、骨材、必要に応じて補強材などを混合する方法、
予め有機含水ゲルと骨材などを混合した後、セメント、
超微粉を混合する方法、全ての材料を同時に混合する方
法などが挙げられる。混合する際には、通常、ホバート
ミキサー、傾胴形ミキサー、強制練りミキサーなどが用
いられるが、特に限定されるものではない。

かくして得られる本発明の水硬性組成物は、水で流動
化した通常のスラリー状組成物と異なり、固体粒子同士
の混合物である。この組成物を硬化する方法はとくに限
定されるものではなく、例えば加圧成型、振動成型、遠
心成型などの方法が適用される。例えば加圧成型の場合
には、組成物を型枠に充填したのち加圧することにより
型取りが行われる。

締め固めには、通常、水硬性製品製造に用いられる方
法が用いられ、例えば、プレス、ローラー、ロールなど
を用いる加圧成型、振動機を使用する振動成型、遠心力
を利用する遠心成型などがある。これらの締め固め方法
は、適宜組合せてもよい。その例として、混合物を型枠
に充填し、振動を与えたのちに予備加圧し、更に再度振
動を与えたのちに加圧して成形する方法を示すことがで
きる。

締め固めに要する時間は型取り可能な時間であれば特
に限定されず、締め固め方法、組成などによって必ずし
も一定ではないが、通常30秒以上締め固めを継続するこ
とが好ましい。

型取りされた組成物は、必要に応じて型枠をとりはず
したのち、必要に応じて養生に供される。養生の方法は
格別制限されるものではなく、その具体例として水中養
生、湿空養生、スチーム養生、オートクレープ養生など
が例示される。

本発明の場合、養生の間に含水ゲル中の水分が徐々に
滲み出し、その水分によって硬化が進行するが、含水ゲ
ル中の水分量が硬化に必要な理論量よりも少ない場合に
は養生の段階で外部から水分をとり込むことによって硬
化が完全なものとなる。

このようにして得られる硬化物は種々の用途に使用し
うるが、とくにパネル、セメント瓦、敷石、スレート、
床材、ブロックなどのごとき二次製品として有用であ
る。

（発明の効果）かくして、本発明によれば、水の供給源として有機含
水ゲルを用いることによって、分散性がよく、低水分量
で硬化することができ、その結果として品質及び経済性
に優れた硬化物を与える水硬性組成物を得ることができ
る。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例、比較例及び参考例中の部はとくに断
りのないかぎり重量基準である。

参考例１第１表に示す各種高吸水性樹脂に所定量の水を吸収さ
せて含水ゲル（Ｉ）〜（III）を得た。得られた各含水
ゲルは粒径約1mmの粒状であった。

参考例２イソブチレン‐無水マレイン酸共重合体（クラレイソ
プレンケミカル（株）製、イソバン10）ナトリウム塩
（中和度0.78）の８％水溶液144部にポリエチレングリ
コールジグリシジルエーテル（共栄社油脂化学工業
（株）製、エポライト400E）８％水溶液73部を加え、均
一に混合した後、ステンレス製容器に流し込み水分が蒸
発しないよう密封し、60℃のオーブン中で２時間加熱し
架橋反応を行った。得られた含水ゲル（IV）は50×50×
10mm³の直方体であった。

実施例１セメント（アサノ普通ポルトランドセメント）1000
g、第２表に示す量のシリカヒューム（日本重化学社
製、平均粒径0.1μｍ）、珪砂（粒子径5mm以下）2000g
および第２表に示す量の水を含む含水ゲル（Ｉ）〜（I
V）を添加し、ホバート型モルタルミキサーで３分間混
練した。得られた混合物を、5cmφ×10cmのモルタル用
型枠に充填し、振動数3000rpm、振幅1mmの振動台上で１
分間振動したのち、面圧30kg/cm²で予備加圧し、さら
に、１分間振動を与えたのち、面圧100kg/cm²で加圧し
て成形品を作製した。このものを20℃湿空にて一晩養生
し、JIS A 1132に準じて成型品の上面仕上げを行なった
のち、脱型し20℃の水中で所定材令まで養生を行なっ
た。

得られた硬化物の圧縮強度をJIS A 1108に準じて測定
した。結果を第２表に示す。

また、比較のため、含水ゲルの代わりに水を用いた場
合についても、実施例１と同様に操作をし、得られた硬
化物の圧縮強度を測定した。結果を第２表に示す。

この結果から、本発明においては、有機含水ゲルを用
いることにより、低水分量で配合物を均一に分散させる
ことができ、強度が著しく硬度な硬化物が得られること
が分る。

実施例２第３表に示すコンクリート配合に従って配合したの
ち、傾胴型ミキサーで３分間混練した。得られたコンク
リートの15kgを遠心成形用型枠（200mm×300mm）に仕込
み、6Gで４分間、続いて20Gで５分間の遠心成形を行な
った。成形後４時間放置し、３時間かけて75℃に昇温
し、次いでこの温度で４時間放置したのち、一晩放冷
し、脱型した。得られた成形物を室温で養生し、材令７
日の圧縮強度を測定した。

また、比較のため、常法に従って高性能減水剤を使用
して第３表に示す配合でスラリー状配合物を調製した。
この配合物について同様に遠心成形、後処理を行なって
得られた成形物の圧縮強度を測定した。結果を合せて第
４表に示す。

この結果から、本発明においては、有機含水ゲルを用
いることにより、低水分量で配合物を均一に分散させる
ことができ、少ないセメント量で強度が著しく高度な硬
化物を得られることが分る。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−191551（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−186254（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−39304（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−11608（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、セメント100重量部に対して超
微粉３〜40重量部、セメントと超微粉との合計100重量
部に対して自重の５〜1000倍の水を含有している有機物
からなる有機含水ゲル３〜35重量部、さらに骨材を含有
してなることを特徴とする新規な水硬性組成物