JPH0848548A - ポルトランドセメント組成物及びこれを用いたコンクリートの製造方法 - Google Patents
ポルトランドセメント組成物及びこれを用いたコンクリートの製造方法Info
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- JPH0848548A JPH0848548A JP18439494A JP18439494A JPH0848548A JP H0848548 A JPH0848548 A JP H0848548A JP 18439494 A JP18439494 A JP 18439494A JP 18439494 A JP18439494 A JP 18439494A JP H0848548 A JPH0848548 A JP H0848548A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland cement
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 C2Sを40〜90重量%、C3A及びC4AFを2〜
14重量%含有し、下記式(1)で表わされる粒度分布
指数が0.6以下であるポルトランドセメント組成物及
びこれを用いたコンクリートの製造方法。 【数1】 【効果】 単位セメント量及び高性能減水剤が少なくと
も、成形が可能であり、従来以上の単位セメント量とす
れば、高強度混和材を用いることなしに、高強度コンク
リートを得ることができる。
14重量%含有し、下記式(1)で表わされる粒度分布
指数が0.6以下であるポルトランドセメント組成物及
びこれを用いたコンクリートの製造方法。 【数1】 【効果】 単位セメント量及び高性能減水剤が少なくと
も、成形が可能であり、従来以上の単位セメント量とす
れば、高強度混和材を用いることなしに、高強度コンク
リートを得ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、設計基準強度500kg
f/cm2以上の高強度コンクリート製品に適したポルトラ
ンドセメント組成物及びその蒸気養生コンクリートの製
造方法に関するものであり、詳細には、水のセメントに
対する重量比(以下、「水セメント比」という)が同じ
場合、従来のセメントに比べ、少ない単位セメント量及
び高性能減水剤使用量で練り混ぜ・成形を行うことが可
能であり、また、従来と同等以上の単位セメント量であ
れば高強度混和材を用いることなしに従来以上の高強度
を発現することのできるコンクリートとし得るセメント
及びこのセメントを用いたコンクリートの製造方法に関
するものである。
f/cm2以上の高強度コンクリート製品に適したポルトラ
ンドセメント組成物及びその蒸気養生コンクリートの製
造方法に関するものであり、詳細には、水のセメントに
対する重量比(以下、「水セメント比」という)が同じ
場合、従来のセメントに比べ、少ない単位セメント量及
び高性能減水剤使用量で練り混ぜ・成形を行うことが可
能であり、また、従来と同等以上の単位セメント量であ
れば高強度混和材を用いることなしに従来以上の高強度
を発現することのできるコンクリートとし得るセメント
及びこのセメントを用いたコンクリートの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】設計基準強度500kgf/cm2以上の高強
度の蒸気養生コンクリート製品にはセメントとして普通
ポルトランドセメントか又は早強ポルトランドセメン
ト、高炉セメント等の混合セメントが用いられるのが一
般的である。蒸気養生コンクリート製品の製造工程は、
通常、コンクリートの打ち込み後、数時間の前養生を施
し、次に、これを20℃/hr.以下の昇温速度で60〜
65℃に昇温し、この温度で約4時間保持し、その後、
翌日まで放冷して外気温度近辺まで降温して脱型し、そ
の後は設計基準強度を発現するまでストックヤードで気
中養生を行う場合と高圧蒸気養生を行う場合とがある。
このような高強度の蒸気養生コンクリート製品とするの
に必要なセメント量は一般的に400〜500kg/m3で
ある。
度の蒸気養生コンクリート製品にはセメントとして普通
ポルトランドセメントか又は早強ポルトランドセメン
ト、高炉セメント等の混合セメントが用いられるのが一
般的である。蒸気養生コンクリート製品の製造工程は、
通常、コンクリートの打ち込み後、数時間の前養生を施
し、次に、これを20℃/hr.以下の昇温速度で60〜
65℃に昇温し、この温度で約4時間保持し、その後、
翌日まで放冷して外気温度近辺まで降温して脱型し、そ
の後は設計基準強度を発現するまでストックヤードで気
中養生を行う場合と高圧蒸気養生を行う場合とがある。
このような高強度の蒸気養生コンクリート製品とするの
に必要なセメント量は一般的に400〜500kg/m3で
ある。
【0003】しかしながら、今後、更に高強度のコンク
リートが要求されることが予想される。この場合、より
低い水セメント比で施工性を確保するため、単位セメン
ト量は600kg/m3ないし700kg/m3というレベルま
で増大させる必要が生じてくる。しかし、単位セメント
量の増大は製品の製造原価に最も大きく影響する要因で
あり好ましくない。
リートが要求されることが予想される。この場合、より
低い水セメント比で施工性を確保するため、単位セメン
ト量は600kg/m3ないし700kg/m3というレベルま
で増大させる必要が生じてくる。しかし、単位セメント
量の増大は製品の製造原価に最も大きく影響する要因で
あり好ましくない。
【0004】また、従来のセメントでは、常圧蒸気養生
ないし常圧蒸気養生後に高圧蒸気養生を行った場合に得
られる最終強度は、20℃水中養生の場合の7〜9割程
度に過ぎないという問題があり、その分だけ水セメント
比は低く、単位セメント量は多くしなければ20℃水中
養生と同等の強度は得られないという問題がある。
ないし常圧蒸気養生後に高圧蒸気養生を行った場合に得
られる最終強度は、20℃水中養生の場合の7〜9割程
度に過ぎないという問題があり、その分だけ水セメント
比は低く、単位セメント量は多くしなければ20℃水中
養生と同等の強度は得られないという問題がある。
【0005】一方、高強度のコンクリートを得るため、
シリカ質微粉末(シリカフューム等)や無水石膏を主成
分とする高強度混和材を用いる方法がある。この方法に
よれば、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランド
セメントを単独で用いた場合に比べ高強度を得やすい。
しかし、この方法は単位セメント量の減少には有効では
なく、更に余分な原材料費の増大を招き好ましくない。
シリカ質微粉末(シリカフューム等)や無水石膏を主成
分とする高強度混和材を用いる方法がある。この方法に
よれば、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランド
セメントを単独で用いた場合に比べ高強度を得やすい。
しかし、この方法は単位セメント量の減少には有効では
なく、更に余分な原材料費の増大を招き好ましくない。
【0006】更に、水セメント比が低くなる程、単位セ
メント量が多くなる程、高性能減水剤の使用量を増加し
なければならず、製造原価の上昇の原因となり、好まし
くない。
メント量が多くなる程、高性能減水剤の使用量を増加し
なければならず、製造原価の上昇の原因となり、好まし
くない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、水セメント比が同じ場合、従来のセメントに比べて
少ない単位セメント量及び高性能減水剤使用量で、練り
混ぜ・成形を行うことが可能であり、更に高強度混和材
を用いることなしに、従来以上の高強度コンクリートを
得ることができるセメント及びこのセメントを用いたコ
ンクリートの製造方法を提供することにある。
は、水セメント比が同じ場合、従来のセメントに比べて
少ない単位セメント量及び高性能減水剤使用量で、練り
混ぜ・成形を行うことが可能であり、更に高強度混和材
を用いることなしに、従来以上の高強度コンクリートを
得ることができるセメント及びこのセメントを用いたコ
ンクリート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】斯かる実情に鑑み本発明
者は鋭意研究を行ったところ、セメント原料成分の配合
量を特定の割合とし、更に下記の如く粒度分布指数(D
I値)を0.6以下としたセメント組成物が上記目的を
達成する優れたセメント組成物であることを見出し本発
明を完成した。
者は鋭意研究を行ったところ、セメント原料成分の配合
量を特定の割合とし、更に下記の如く粒度分布指数(D
I値)を0.6以下としたセメント組成物が上記目的を
達成する優れたセメント組成物であることを見出し本発
明を完成した。
【0009】すなわち本発明は、C2S(2CaO・SiO2)を4
0〜90重量%、C3A(3CaO・Al2O3)及びC4AF(4CaO・Al2
O3・Fe2O3)を合計で2〜14重量%含有し、次式(1)
0〜90重量%、C3A(3CaO・Al2O3)及びC4AF(4CaO・Al2
O3・Fe2O3)を合計で2〜14重量%含有し、次式(1)
【0010】
【数2】
【0011】で表わされる粒度分布指数(DI値)が
0.6以下であるポルトランドセメント組成物を提供す
るものである。
0.6以下であるポルトランドセメント組成物を提供す
るものである。
【0012】更に本発明は、(1)上記ポルトランドセ
メント組成物、(2)(1)の組成物に対して15〜4
0重量%の水、(3)細骨材、(4)粗骨材及び(5)
高性能AE減水剤又は高性能減水剤を練り混ぜ、成形し
た後、100℃以下の常圧蒸気養生を行うことを特徴と
する蒸気養生コンクリートの製造方法をも提供するもの
である。
メント組成物、(2)(1)の組成物に対して15〜4
0重量%の水、(3)細骨材、(4)粗骨材及び(5)
高性能AE減水剤又は高性能減水剤を練り混ぜ、成形し
た後、100℃以下の常圧蒸気養生を行うことを特徴と
する蒸気養生コンクリートの製造方法をも提供するもの
である。
【0013】本発明のセメント組成物において、C3AとC
4AFの合量を14重量%以下とし、なおかつ粒度分布指
数(DI値)を0.6以下、C2Sを40〜90重量%と
する理由の一つは、何れも流動性を向上させ従来よりも
少ない単位セメント量ないし低い水セメント比でコンク
リートを練り混ぜ、成形することを可能とするためであ
る。C3AとC4AFの合量を8〜12重量%とすれば流動性
が向上することは特開平6−80456号で既知であ
り、粒度分布指数(DI値)を0.5以下とすれば流動
性が向上することは特開平3−183646号で既知で
ある。しかし、本発明においては両者を組み合わせ、な
おかつC2Sを40〜90重量%とすることで、C3AとC4AF
の合量は12〜14重量%、粒度分布指数(DI値)は
0.5〜0.6という従来は流動性向上に不適当とされ
ていた範囲でも有効に流動性を向上させることができ、
その結果、従来よりも少ない単位セメント量ないし低い
水セメント比でコンクリートを練り混ぜ・成形すること
が可能となり、従来と同等以上の圧縮強度が得られる。
更に、C2Sを40〜90重量%にすることの別な効果と
して、常圧蒸気養生ないし高圧蒸気養生を行った際の2
0℃水中養生に対する強度低下が従来のセメント(普通
ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、そ
の他の混合セメント)に比べて小さいため、従来は困難
であった1000ないし1200kgf/m 2以上の超高強
度を容易に得ることができる。
4AFの合量を14重量%以下とし、なおかつ粒度分布指
数(DI値)を0.6以下、C2Sを40〜90重量%と
する理由の一つは、何れも流動性を向上させ従来よりも
少ない単位セメント量ないし低い水セメント比でコンク
リートを練り混ぜ、成形することを可能とするためであ
る。C3AとC4AFの合量を8〜12重量%とすれば流動性
が向上することは特開平6−80456号で既知であ
り、粒度分布指数(DI値)を0.5以下とすれば流動
性が向上することは特開平3−183646号で既知で
ある。しかし、本発明においては両者を組み合わせ、な
おかつC2Sを40〜90重量%とすることで、C3AとC4AF
の合量は12〜14重量%、粒度分布指数(DI値)は
0.5〜0.6という従来は流動性向上に不適当とされ
ていた範囲でも有効に流動性を向上させることができ、
その結果、従来よりも少ない単位セメント量ないし低い
水セメント比でコンクリートを練り混ぜ・成形すること
が可能となり、従来と同等以上の圧縮強度が得られる。
更に、C2Sを40〜90重量%にすることの別な効果と
して、常圧蒸気養生ないし高圧蒸気養生を行った際の2
0℃水中養生に対する強度低下が従来のセメント(普通
ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、そ
の他の混合セメント)に比べて小さいため、従来は困難
であった1000ないし1200kgf/m 2以上の超高強
度を容易に得ることができる。
【0014】本発明のセメント組成物について以下詳細
に説明する。本発明のセメント組成物の成分であるC3A
とC4AFはセメントを構成する鉱物のうちで練り混ぜ直後
から最も活発に水和するものであり、流動性の面からは
その量は少ないほど好ましいが、本発明の手法によれば
14重量%以下とすることで十分(好ましくは12重量
%以下)である。但し、ここで規定するC2SとC3A及びC4
AF量は(2)式に示すR.H.Bogueの計算式を用
い、セメントの化学成分CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3及びS
O3(重量%)からC3S、C2S、C3A及びC4AFの合計が96
重量%になるように算出する。
に説明する。本発明のセメント組成物の成分であるC3A
とC4AFはセメントを構成する鉱物のうちで練り混ぜ直後
から最も活発に水和するものであり、流動性の面からは
その量は少ないほど好ましいが、本発明の手法によれば
14重量%以下とすることで十分(好ましくは12重量
%以下)である。但し、ここで規定するC2SとC3A及びC4
AF量は(2)式に示すR.H.Bogueの計算式を用
い、セメントの化学成分CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3及びS
O3(重量%)からC3S、C2S、C3A及びC4AFの合計が96
重量%になるように算出する。
【0015】
【数3】
【0016】一方、C3A及びC4AFの合量は2重量%以上
であるが、この量が2重量%未満であると焼成時の液相
量が少なくなりすぎて焼成が困難になるので好ましくな
い。
であるが、この量が2重量%未満であると焼成時の液相
量が少なくなりすぎて焼成が困難になるので好ましくな
い。
【0017】本発明においては、更にC3AとC4AFの合量
を2〜9重量%とし、かつC4AFの量を1〜7重量%とす
ることが、クリンカーの被粉砕性を良好とし、スランプ
ロスを少なくする上でより好ましい。これは次の理由に
よる。セメント中の少なくとも数%を占めるアルミネー
ト成分(C3A)は、セメントの水和初期において、他の
成分に比べていち早く溶解して水和物を形成し、初期の
流動性に大きな影響を与えることが知られている。しか
も、C3Aは有機混和剤(高性能減水剤等)の吸着量が多
く、C3Aの多いものほど、初期の流動性及びスランプロ
スに与える影響が大きいと言われている。一方、C4AFに
代表されるフェライト相及び鉄を含む間隙質の水和反応
過程は、C3Aと類似しているが、反応速度はC3Aとくらべ
て遅いので、ポルトランドセメントの流動性に及ぼす影
響は小さいと考えられていた。しかしながら、本発明者
等は、間隙質の適正量について鋭意検討を重ねた結果、
特にアルミネート成分が少ない場合は、C4AF等の及ぼす
影響は無視できるものではなく、C3A量と同時にC4AF等
も低減したときに始めて、水和直後の流動性の向上とと
もに、その後のスランプロスも少なくできることをつき
とめ、更に、この領域では焼結したクリンカーがポーラ
スとなり、クリンカーの粉砕が容易になることを見出し
た。従って、C3A及びC4AFの合量は、2〜9重量%と
し、C4AFの量を1〜7重量%とすることが好ましいが、
更に本発明者は詳細に間隙質の量を検討した結果、間隙
質を生成する成分であるAl2O3とFe2O3の重量比率(IM
=Al2O3/Fe2O3は、カルシウムシリケート中に固溶する
微量成分の種類や量に影響し、この範囲ではIMを1.
0以上と高めに設定することにより、カルシウムシリケ
ートの水和を促進し初期強度の増加に有効であることを
見出した。従って、この場合IMを1.0以上とするこ
とがより好ましい。
を2〜9重量%とし、かつC4AFの量を1〜7重量%とす
ることが、クリンカーの被粉砕性を良好とし、スランプ
ロスを少なくする上でより好ましい。これは次の理由に
よる。セメント中の少なくとも数%を占めるアルミネー
ト成分(C3A)は、セメントの水和初期において、他の
成分に比べていち早く溶解して水和物を形成し、初期の
流動性に大きな影響を与えることが知られている。しか
も、C3Aは有機混和剤(高性能減水剤等)の吸着量が多
く、C3Aの多いものほど、初期の流動性及びスランプロ
スに与える影響が大きいと言われている。一方、C4AFに
代表されるフェライト相及び鉄を含む間隙質の水和反応
過程は、C3Aと類似しているが、反応速度はC3Aとくらべ
て遅いので、ポルトランドセメントの流動性に及ぼす影
響は小さいと考えられていた。しかしながら、本発明者
等は、間隙質の適正量について鋭意検討を重ねた結果、
特にアルミネート成分が少ない場合は、C4AF等の及ぼす
影響は無視できるものではなく、C3A量と同時にC4AF等
も低減したときに始めて、水和直後の流動性の向上とと
もに、その後のスランプロスも少なくできることをつき
とめ、更に、この領域では焼結したクリンカーがポーラ
スとなり、クリンカーの粉砕が容易になることを見出し
た。従って、C3A及びC4AFの合量は、2〜9重量%と
し、C4AFの量を1〜7重量%とすることが好ましいが、
更に本発明者は詳細に間隙質の量を検討した結果、間隙
質を生成する成分であるAl2O3とFe2O3の重量比率(IM
=Al2O3/Fe2O3は、カルシウムシリケート中に固溶する
微量成分の種類や量に影響し、この範囲ではIMを1.
0以上と高めに設定することにより、カルシウムシリケ
ートの水和を促進し初期強度の増加に有効であることを
見出した。従って、この場合IMを1.0以上とするこ
とがより好ましい。
【0018】一方、C2Sは多いほど流動性が向上し、常
圧蒸気養生ないし高圧蒸気養生を行った際の20℃水中
養生に対する強度低下が小さくなるので、40重量%以
上とする必要があるが、著しく多くすると初期の強度発
現性が損なわれるので90重量%以下とするのが好まし
い。更に、C2Sを50〜90重量%とすれば、流動性の
向上のほかに、低発熱性を付与することができる。ま
た、本発明の間隙質を減らす手法は、長期強度をもたら
すC2Sの量を確保しながら、C3Sの量を増やすことが可能
であり、特にC2S量の多い領域での初期強度発現性の改
善に有効である。
圧蒸気養生ないし高圧蒸気養生を行った際の20℃水中
養生に対する強度低下が小さくなるので、40重量%以
上とする必要があるが、著しく多くすると初期の強度発
現性が損なわれるので90重量%以下とするのが好まし
い。更に、C2Sを50〜90重量%とすれば、流動性の
向上のほかに、低発熱性を付与することができる。ま
た、本発明の間隙質を減らす手法は、長期強度をもたら
すC2Sの量を確保しながら、C3Sの量を増やすことが可能
であり、特にC2S量の多い領域での初期強度発現性の改
善に有効である。
【0019】本発明で用いる粒度分布指数(DI値)は
流動性に対する粒度分布の広がりの最適値からの偏りを
表わすもので、(1)式中の変数D90%は水和反応に大
きく影響するセメント粒子中の微粒部分の量を代表し、
変数D10%は骨材との相互作用により流動性に強く影響
する粗粒部分の量を代表する。DI値も流動性の面から
は小さいほど好ましいが、本発明の場合0.6以下とす
ることで十分である。但し、DI値を0.5以下、更に
好ましくは0.3以下とすれば、より一層流動性を向上
させることができ、単位セメント量の減少ないしは水セ
メント比の低減に対して極めて有効である。
流動性に対する粒度分布の広がりの最適値からの偏りを
表わすもので、(1)式中の変数D90%は水和反応に大
きく影響するセメント粒子中の微粒部分の量を代表し、
変数D10%は骨材との相互作用により流動性に強く影響
する粗粒部分の量を代表する。DI値も流動性の面から
は小さいほど好ましいが、本発明の場合0.6以下とす
ることで十分である。但し、DI値を0.5以下、更に
好ましくは0.3以下とすれば、より一層流動性を向上
させることができ、単位セメント量の減少ないしは水セ
メント比の低減に対して極めて有効である。
【0020】所望の粒度分布指数(DI値)を持つ組成
物とするためには、空気分級機等を用い粒度分布を調整
すればよい。
物とするためには、空気分級機等を用い粒度分布を調整
すればよい。
【0021】本発明によるDI値の算出には粒度分布の
測定データを用いるが、周知のように粒度分布の測定に
は様々な方法があり、得られるデータは測定法により大
きく異なる。近年、一般に広く普及しているレーザー回
折式の測定は、試料の分散条件や試料濃度、使用する溶
媒の種類等が大きく測定結果に影響するため、測定者間
及び試験所間の差が大きい。JIS規格による標準篩の
目開きの許容差は、例えば88μm 篩の場合で平均±6
μm 、最大目開きは123μm とされており、信頼性に
欠ける。これに対してエア・ジェット式篩装置(AJ
S:Air Jet Seive)の電蝕網篩(Ele
ctroformed Seive)の目開きの精度は
±1μm であり、しかも測定方法が単純であるために、
測定者の熟練度に影響されにくく、試験所間の差が小さ
い。以上のことから、本発明は粒度分布の測定にAJS
を使用し、これに基づいてDI値の範囲を上記のように
規定することにより達成される。AJSの測定点を上記
のように数多く設定するのはセメントの粒度分布をより
正確に表わすために不可欠だからである。
測定データを用いるが、周知のように粒度分布の測定に
は様々な方法があり、得られるデータは測定法により大
きく異なる。近年、一般に広く普及しているレーザー回
折式の測定は、試料の分散条件や試料濃度、使用する溶
媒の種類等が大きく測定結果に影響するため、測定者間
及び試験所間の差が大きい。JIS規格による標準篩の
目開きの許容差は、例えば88μm 篩の場合で平均±6
μm 、最大目開きは123μm とされており、信頼性に
欠ける。これに対してエア・ジェット式篩装置(AJ
S:Air Jet Seive)の電蝕網篩(Ele
ctroformed Seive)の目開きの精度は
±1μm であり、しかも測定方法が単純であるために、
測定者の熟練度に影響されにくく、試験所間の差が小さ
い。以上のことから、本発明は粒度分布の測定にAJS
を使用し、これに基づいてDI値の範囲を上記のように
規定することにより達成される。AJSの測定点を上記
のように数多く設定するのはセメントの粒度分布をより
正確に表わすために不可欠だからである。
【0022】本発明のポルトランドセメント組成物はブ
レーン比表面積を4000cm2/g以上に調整すること
も有効である。一般に、C2S量の多いセメントは初期材
令の強度発現性に劣るという欠点があり、本発明のポル
トランドセメント組成物も例外ではない。ブレーン比表
面積はポルトランドセメントの初期材令の水和反応性に
影響する要因として一般に知られているが、10〜30
℃程度の一般的な養生条件の場合、C2S量の多い領域で
はブレーン比表面積の増大は初期強度にほとんど寄与し
ない。しかし、本発明者らは、C2S量の多い領域でも、
蒸気養生を行えば、ブレーン比表面積の増大が初期強度
(特に脱型強度)の増大に大きく寄与することを見出し
た。従って、必要によりブレーン比表面積を4000cm
2/g以上にし、初期強度を増大させることができる。
レーン比表面積を4000cm2/g以上に調整すること
も有効である。一般に、C2S量の多いセメントは初期材
令の強度発現性に劣るという欠点があり、本発明のポル
トランドセメント組成物も例外ではない。ブレーン比表
面積はポルトランドセメントの初期材令の水和反応性に
影響する要因として一般に知られているが、10〜30
℃程度の一般的な養生条件の場合、C2S量の多い領域で
はブレーン比表面積の増大は初期強度にほとんど寄与し
ない。しかし、本発明者らは、C2S量の多い領域でも、
蒸気養生を行えば、ブレーン比表面積の増大が初期強度
(特に脱型強度)の増大に大きく寄与することを見出し
た。従って、必要によりブレーン比表面積を4000cm
2/g以上にし、初期強度を増大させることができる。
【0023】また、本発明のポルトランドセメント組成
物は、その一部を高炉スラグで置換して用いることが可
能である。高炉スラグは特に脱型時の強度の増大に効果
があり、その置換率は65重量%以下とするのが好まし
い。置換率が65重量%を超えると、脱型強度は逆に低
下し、本発明のセメントの良好な流動性を損なう。
物は、その一部を高炉スラグで置換して用いることが可
能である。高炉スラグは特に脱型時の強度の増大に効果
があり、その置換率は65重量%以下とするのが好まし
い。置換率が65重量%を超えると、脱型強度は逆に低
下し、本発明のセメントの良好な流動性を損なう。
【0024】本発明のセメント組成物を用いて、その特
徴を生かしたコンクリートを得るには、前記した如く、
本発明セメント組成物、特定量の水、細骨材、粗骨材及
び高性能(AE)減水剤を練り混ぜ、成形した後、10
0℃以下の常圧蒸気養生を行うことが好ましい。この配
合量は、本発明のポルトランドセメント組成物の特徴で
ある高流動性を生かすのに適したコンクリート配合であ
り、単位セメント量は300〜700kg/m3が適当であ
る。また、100℃以下の常圧蒸気養生を行うことによ
り、高ビーライトセメントの一般的な欠点である初期強
度発現性の不足の問題も軽減される。
徴を生かしたコンクリートを得るには、前記した如く、
本発明セメント組成物、特定量の水、細骨材、粗骨材及
び高性能(AE)減水剤を練り混ぜ、成形した後、10
0℃以下の常圧蒸気養生を行うことが好ましい。この配
合量は、本発明のポルトランドセメント組成物の特徴で
ある高流動性を生かすのに適したコンクリート配合であ
り、単位セメント量は300〜700kg/m3が適当であ
る。また、100℃以下の常圧蒸気養生を行うことによ
り、高ビーライトセメントの一般的な欠点である初期強
度発現性の不足の問題も軽減される。
【0025】上記の本発明方法において、水セメント比
は15〜40重量%であるが、この範囲の内、30〜4
0重量%程度の領域は、従来のセメントを使用したコン
クリートの配合として実際に採用されている値である
が、本発明においては、300〜450kg/m3程度とい
う従来よりも少ない単位セメント量で練り混ぜ・成形を
行うことができ、従来と同等以上の強度を得るのに適し
ている。一方、水セメント比15〜30重量%は、従来
のセメントを使用したコンクリートでは実質的に練り混
ぜ・成形が困難な範囲であるが、本発明においては、4
50〜700kg/m3程度という従来の同等以上の単位セ
メント量で練り混ぜ・成形を行い、1000kgf/cm2以
上の高強度を得るのに適した配合である。特に水セメン
ト比は15〜25重量%とするのが更に好ましく、この
場合、1200kgf/cm2以上の超高強度が得られる。
は15〜40重量%であるが、この範囲の内、30〜4
0重量%程度の領域は、従来のセメントを使用したコン
クリートの配合として実際に採用されている値である
が、本発明においては、300〜450kg/m3程度とい
う従来よりも少ない単位セメント量で練り混ぜ・成形を
行うことができ、従来と同等以上の強度を得るのに適し
ている。一方、水セメント比15〜30重量%は、従来
のセメントを使用したコンクリートでは実質的に練り混
ぜ・成形が困難な範囲であるが、本発明においては、4
50〜700kg/m3程度という従来の同等以上の単位セ
メント量で練り混ぜ・成形を行い、1000kgf/cm2以
上の高強度を得るのに適した配合である。特に水セメン
ト比は15〜25重量%とするのが更に好ましく、この
場合、1200kgf/cm2以上の超高強度が得られる。
【0026】本発明のコンクリート製造方法においては
100℃以下の常圧蒸気養生の後、更に100〜200
℃の高圧蒸気養生を行うことがより好ましい。従来のセ
メントの場合、常圧蒸気養生により得られる最終強度は
20℃水中養生の材令91日の強度に比べて低く、更
に、高圧蒸気養生により得られる最終強度は常圧蒸気養
生の場合に比べて低い。しかし、本発明のポルトランド
セメント組成物の場合には逆に、常圧蒸気養生を行った
材令7日の強度は20℃水中養生の材令91日の強度に
比べて高く、更に、高圧蒸気養生直後の強度は常圧蒸気
養生の場合に比べて高い。従って、本発明のポルトラン
ドセメント組成物は養生条件を高温にするほど容易に高
強度を得ることができ好ましい。
100℃以下の常圧蒸気養生の後、更に100〜200
℃の高圧蒸気養生を行うことがより好ましい。従来のセ
メントの場合、常圧蒸気養生により得られる最終強度は
20℃水中養生の材令91日の強度に比べて低く、更
に、高圧蒸気養生により得られる最終強度は常圧蒸気養
生の場合に比べて低い。しかし、本発明のポルトランド
セメント組成物の場合には逆に、常圧蒸気養生を行った
材令7日の強度は20℃水中養生の材令91日の強度に
比べて高く、更に、高圧蒸気養生直後の強度は常圧蒸気
養生の場合に比べて高い。従って、本発明のポルトラン
ドセメント組成物は養生条件を高温にするほど容易に高
強度を得ることができ好ましい。
【0027】本発明の蒸気養生コンクリートの製造方法
には、特に施工方法に関する制約はないが、水セメント
比を低くして高強度を得ることを目的にする場合には、
振動締め固めや遠心成形を行うほうが好ましい。また、
使用する細骨材及び粗骨材についても特に制約はなく、
一般のコンクリート用骨材(川砂、山砂、砕砂、川砂
利、砕石等)や人工軽量骨材等が使用可能である。
には、特に施工方法に関する制約はないが、水セメント
比を低くして高強度を得ることを目的にする場合には、
振動締め固めや遠心成形を行うほうが好ましい。また、
使用する細骨材及び粗骨材についても特に制約はなく、
一般のコンクリート用骨材(川砂、山砂、砕砂、川砂
利、砕石等)や人工軽量骨材等が使用可能である。
【0028】
【発明の効果】本発明のポルトランドセメント組成物及
びこれを用いたコンクリートの製造方法によれば、同じ
水セメント比の場合、従来のセメントと比べて単位セメ
ント量及び高性能減水剤を少なくしても練り混ぜ・成形
が可能である。一方、従来と同等以上の単位セメント量
とすれば、高強度混和材を用いることなしに、従来以上
の高強度を持つコンクリートを得ることができる。
びこれを用いたコンクリートの製造方法によれば、同じ
水セメント比の場合、従来のセメントと比べて単位セメ
ント量及び高性能減水剤を少なくしても練り混ぜ・成形
が可能である。一方、従来と同等以上の単位セメント量
とすれば、高強度混和材を用いることなしに、従来以上
の高強度を持つコンクリートを得ることができる。
【0029】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1〜11、比較例1〜3 本発明のポルトランドセメント組成物又は普通ポルトラ
ンドセメントを用いて蒸気養生コンクリートを製造し、
下記試験方法に従い試験した。セメント組成、コンクリ
ート配合及び試験結果を表1に示す。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1〜11、比較例1〜3 本発明のポルトランドセメント組成物又は普通ポルトラ
ンドセメントを用いて蒸気養生コンクリートを製造し、
下記試験方法に従い試験した。セメント組成、コンクリ
ート配合及び試験結果を表1に示す。
【0030】試験方法 本発明のポルトランドセメント組成物又は普通ポルトラ
ンドセメントを水(W)、細骨材(S)、粗骨材
(G)、高性能減水剤(SP)とともに、目標スランプ
4±1.5cmとなるように配合(但し、高性能減水剤の
使用量は、過剰添加によるセメント水和の遅延を避ける
ため、1.7重量%を上限とした。)し、容量50lの
強制パン型ミキサーで練り混ぜて各種配合のコンクリー
トを作り、そのスランプを測定し、更に、これらのコン
クリートをφ10×20cmの型枠に振動締め固めにより
成形した後、常圧蒸気養生(表1には蒸気養生と記載)
を行い、翌日に脱型(練り混ぜ後20時間)した。脱型
後は、一部の供試体については、20℃、相対湿度60
%の条件で気中養生を行い、練り混ぜ後3日及び14日
において圧縮強度試験を行った。残りの供試体について
は、脱型直後から高圧蒸気養生(表1にはオートクレー
ブと記載)を行い、高圧蒸気養生直後に圧縮強度試験を
行った。常圧蒸気養生及び高圧蒸気養生の条件は以下の
通りとした。
ンドセメントを水(W)、細骨材(S)、粗骨材
(G)、高性能減水剤(SP)とともに、目標スランプ
4±1.5cmとなるように配合(但し、高性能減水剤の
使用量は、過剰添加によるセメント水和の遅延を避ける
ため、1.7重量%を上限とした。)し、容量50lの
強制パン型ミキサーで練り混ぜて各種配合のコンクリー
トを作り、そのスランプを測定し、更に、これらのコン
クリートをφ10×20cmの型枠に振動締め固めにより
成形した後、常圧蒸気養生(表1には蒸気養生と記載)
を行い、翌日に脱型(練り混ぜ後20時間)した。脱型
後は、一部の供試体については、20℃、相対湿度60
%の条件で気中養生を行い、練り混ぜ後3日及び14日
において圧縮強度試験を行った。残りの供試体について
は、脱型直後から高圧蒸気養生(表1にはオートクレー
ブと記載)を行い、高圧蒸気養生直後に圧縮強度試験を
行った。常圧蒸気養生及び高圧蒸気養生の条件は以下の
通りとした。
【0031】常圧蒸気養生 20℃湿潤状態での前置き養生を4時間→常圧蒸気養生
開始→20℃/時間で65℃まで昇温→65℃で3時間
保持→室温まで放冷(約6時間)→常温で保持→脱型
(練り混ぜ後20時間)
開始→20℃/時間で65℃まで昇温→65℃で3時間
保持→室温まで放冷(約6時間)→常温で保持→脱型
(練り混ぜ後20時間)
【0032】高圧蒸気養生 脱型→高圧蒸気養生開始→60℃/時間で180℃、1
0気圧まで昇温・昇圧→180℃、10気圧で5時間保
持→20℃/時間で降温・降圧→常温・常圧に保持(約
5時間)→圧縮強度試験(練り混ぜ後2日)
0気圧まで昇温・昇圧→180℃、10気圧で5時間保
持→20℃/時間で降温・降圧→常温・常圧に保持(約
5時間)→圧縮強度試験(練り混ぜ後2日)
【0033】
【表1】
【0034】注)実1:実施例1、比1:比較例1 C2S(%):セメント中のC2Sの重量%(但しC3S+C2S+C3
A+C4AFを96%とする) C3A+C4AF(%):セメント中のC3A及びC4AFの重量%
(但し、C3S+C2S+C3A+C4AFを96%とする) ブレーン:ブレーン比表面積(cm2/g) 高炉スラグ(%):高炉スラグの置換率(重量%) 高性能減水剤:マイティー150 SP量(C*%):セメントに対する高性能減水剤の割
合(重量%) W/C:水セメント比(重量%) s/a:細骨材率(容積%)S/S+G W:単位水量(kg/m3) C:単位セメント量(kg/m3) S:単位細骨材量(kg/m3) G:単位粗骨材量(kg/m3)
A+C4AFを96%とする) C3A+C4AF(%):セメント中のC3A及びC4AFの重量%
(但し、C3S+C2S+C3A+C4AFを96%とする) ブレーン:ブレーン比表面積(cm2/g) 高炉スラグ(%):高炉スラグの置換率(重量%) 高性能減水剤:マイティー150 SP量(C*%):セメントに対する高性能減水剤の割
合(重量%) W/C:水セメント比(重量%) s/a:細骨材率(容積%)S/S+G W:単位水量(kg/m3) C:単位セメント量(kg/m3) S:単位細骨材量(kg/m3) G:単位粗骨材量(kg/m3)
【0035】実施例1〜3は、本発明のポルトランドセ
メント組成物のうち、C2S量はほぼ下限、C3AとC4AFの合
量及びDI値は共に上限という特徴を持つものについ
て、水セメント比(W/C)を変化させて試験したもの
である。一方、比較例1〜3は普通ポルトランドセメン
トについてW/Cを変化させて試験したものである。実
施例では、いずれのW/Cにおいてもほぼ目標スランプ
値を満足するコンクリートが得られ、容易に成形するこ
とができた。一方、比較例では、W/Cが30重量%及
び37重量%のときにはほぼ目標スランプ値を満足する
コンクリートが得られたが、W/Cが25重量%では高
性能減水剤を1.7重量%使用しても成形不能であっ
た。同一W/Cの実施例と比較例を比べると、実施例の
ほうが単位セメント量は30〜35kg/m3程度少なく、
高性能減水剤使用量は0.2%程度少なかった。また、
常圧蒸気養生の材令3日の圧縮強度は比較例に比べてや
や小さかったが、常圧蒸気養生の材令14日及び高圧蒸
気養生後の強度は、比較例に比べて大きかった。実施例
1〜3は、本発明のポルトランドセメント組成物のうち
では、最も流動性及び蒸気養生時の強度発現性に劣るも
のであるが、従来のセメントに比べると、少ない単位水
量での練り混ぜ・成形が可能であること、高性能減水剤
の必要量が少ないこと、蒸気養生時の強度発現性が良好
であること、低W/Cでの練り混ぜ・成形が可能で高強
度が容易に得られること等が明らかである。
メント組成物のうち、C2S量はほぼ下限、C3AとC4AFの合
量及びDI値は共に上限という特徴を持つものについ
て、水セメント比(W/C)を変化させて試験したもの
である。一方、比較例1〜3は普通ポルトランドセメン
トについてW/Cを変化させて試験したものである。実
施例では、いずれのW/Cにおいてもほぼ目標スランプ
値を満足するコンクリートが得られ、容易に成形するこ
とができた。一方、比較例では、W/Cが30重量%及
び37重量%のときにはほぼ目標スランプ値を満足する
コンクリートが得られたが、W/Cが25重量%では高
性能減水剤を1.7重量%使用しても成形不能であっ
た。同一W/Cの実施例と比較例を比べると、実施例の
ほうが単位セメント量は30〜35kg/m3程度少なく、
高性能減水剤使用量は0.2%程度少なかった。また、
常圧蒸気養生の材令3日の圧縮強度は比較例に比べてや
や小さかったが、常圧蒸気養生の材令14日及び高圧蒸
気養生後の強度は、比較例に比べて大きかった。実施例
1〜3は、本発明のポルトランドセメント組成物のうち
では、最も流動性及び蒸気養生時の強度発現性に劣るも
のであるが、従来のセメントに比べると、少ない単位水
量での練り混ぜ・成形が可能であること、高性能減水剤
の必要量が少ないこと、蒸気養生時の強度発現性が良好
であること、低W/Cでの練り混ぜ・成形が可能で高強
度が容易に得られること等が明らかである。
【0036】実施例4はDI値が0.5以下である本発
明のポルトランドセメント組成物であり、実施例5はC3
A+C4AFが2〜9重量%でかつC4AFが1〜7重量%であ
る本発明のポルトランドセメント組成物である。いずれ
も同一W/Cの実施例2に比べて、単位セメント量を更
に少なくすることができ、何れの養生条件においても大
差ない強度が得られた。
明のポルトランドセメント組成物であり、実施例5はC3
A+C4AFが2〜9重量%でかつC4AFが1〜7重量%であ
る本発明のポルトランドセメント組成物である。いずれ
も同一W/Cの実施例2に比べて、単位セメント量を更
に少なくすることができ、何れの養生条件においても大
差ない強度が得られた。
【0037】実施例6〜9は、C3A+C4AFが2〜9重量
%、C4AFが1〜7重量%、C2Sが50〜90重量%及び
DI値が0.5以下の条件を同時に満足する本発明のポ
ルトランドセメント組成物である。実施例1〜5に比べ
て、単位セメント量をより少なくすることが可能である
こと、何れの養生条件においても強度発現性が良好であ
ること、W/Cの低減により1500kgf/cm2を超える
超高強度が得られること等が明らかである。
%、C4AFが1〜7重量%、C2Sが50〜90重量%及び
DI値が0.5以下の条件を同時に満足する本発明のポ
ルトランドセメント組成物である。実施例1〜5に比べ
て、単位セメント量をより少なくすることが可能である
こと、何れの養生条件においても強度発現性が良好であ
ること、W/Cの低減により1500kgf/cm2を超える
超高強度が得られること等が明らかである。
【0038】実施例10はブレーン比表面積が4000
cm2/g以上である本発明のポルトランドセメント組成
物である。同一化学組成のポルトランドセメント組成物
を用いた実施例7に比べて、常圧蒸気養生の材令3日の
強度が大きく、ブレーン比表面積に増大による初期強度
改善の効果が認められる。
cm2/g以上である本発明のポルトランドセメント組成
物である。同一化学組成のポルトランドセメント組成物
を用いた実施例7に比べて、常圧蒸気養生の材令3日の
強度が大きく、ブレーン比表面積に増大による初期強度
改善の効果が認められる。
【0039】実施例11は実施例6〜9のポルトランド
セメント組成物の50重量%をブレーン比表面積435
0cm2/gの高炉スラグで置換したものであり、表1の
比重の項は高炉スラグ置換後の値を記載し、C2S量、C3A
とC4AFの合量、DI値及びブレーン比表面積の項には高
炉スラグ置換前の値を記載した。同一化学組成のポルト
ランドセメント組成物のみを用いた実施例7に比べて、
常圧蒸気養生の材令3日の強度が大きく、高炉スラグの
置換による初期強度改善の効果が認められる。
セメント組成物の50重量%をブレーン比表面積435
0cm2/gの高炉スラグで置換したものであり、表1の
比重の項は高炉スラグ置換後の値を記載し、C2S量、C3A
とC4AFの合量、DI値及びブレーン比表面積の項には高
炉スラグ置換前の値を記載した。同一化学組成のポルト
ランドセメント組成物のみを用いた実施例7に比べて、
常圧蒸気養生の材令3日の強度が大きく、高炉スラグの
置換による初期強度改善の効果が認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:02 Z 24:00) 103:32 111:20 (72)発明者 谷村 充 千葉県佐倉市大作2−4−2 小野田セメ ント株式会社中央研究所 (72)発明者 橋本 誠一 千葉県佐倉市大作2−4−2 小野田セメ ント株式会社中央研究所 (72)発明者 新沼 哲郎 千葉県佐倉市大作2−4−2 小野田セメ ント株式会社中央研究所
Claims (8)
- 【請求項1】 C2S(2CaO・SiO2)を40〜90重量%、C
3A(3CaO・Al2O3)及びC4AF(4CaO・Al2O3・Fe2O3)を合計
で2〜14重量%含有し、次式(1) 【数1】 で表わされる粒度分布指数(DI値)が0.6以下であ
るポルトランドセメント組成物。 - 【請求項2】 C3A及びC4AFの合計含有量が2〜9重量
%であり、かつC4AFの含有量が1〜7重量%である請求
項1記載の組成物。 - 【請求項3】 C2Sを50〜90重量%含有する請求項
1又は2記載の組成物。 - 【請求項4】 粒度分布指数(DI値)が0.5以下で
ある請求項1、2又は3記載の組成物。 - 【請求項5】 更に、ブレーン比表面積が4000cm2
/g以上である請求項1〜4のいずれかの項記載の組成
物。 - 【請求項6】 (1)請求項1〜5のいずれかの項記載
の組成物、(2)(1)の組成物に対して15〜40重
量%の水、(3)細骨材、(4)粗骨材及び(5)高性
能AE減水剤又は高性能減水剤を練り混ぜ、成形した
後、100℃以下の常圧蒸気養生を行うことを特徴とす
る蒸気養生コンクリートの製造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれかの項記載の組成
物に対しての水の量が15〜30重量%である請求項6
記載の蒸気養生コンクリートの製造方法。 - 【請求項8】 100℃以下の常圧蒸気養生を行った
後、更に100〜200℃の高圧蒸気養生を行うことを
特徴とする請求項6又は7記載の蒸気養生コンクリート
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18439494A JPH0848548A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | ポルトランドセメント組成物及びこれを用いたコンクリートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18439494A JPH0848548A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | ポルトランドセメント組成物及びこれを用いたコンクリートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0848548A true JPH0848548A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16152412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18439494A Pending JPH0848548A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | ポルトランドセメント組成物及びこれを用いたコンクリートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0848548A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223819A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Works Ltd | ビーライト混合セメントおよびそれを用いたコンクリート製品の製造方法 |
| JP2010037172A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Taiheiyo Cement Corp | セメントクリンカーおよびセメント |
| JP2014185041A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | セメント組成物 |
| CN104511972A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-15 | 平顶山市安泰华矿用安全设备制造有限公司 | 一种自动配比输送装置 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18439494A patent/JPH0848548A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223819A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Works Ltd | ビーライト混合セメントおよびそれを用いたコンクリート製品の製造方法 |
| JP2010037172A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Taiheiyo Cement Corp | セメントクリンカーおよびセメント |
| JP2014185041A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | セメント組成物 |
| CN104511972A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-15 | 平顶山市安泰华矿用安全设备制造有限公司 | 一种自动配比输送装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |