JPH0970811A - セメントペーストおよびモルタルまたはコンクリートの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動性が高く、その成形物の密度と強度が高
く、そして白華現象が起こりにくいモルタルまたはコン
クリートをうる。 【解決手段】 セメントと、好ましくはセメント重量の
２５〜８０％の重量の水とを混合したのち、または混合
しながら超音波を照射するセメントペーストおよび該セ
メントペーストからなるモルタルまたはコンクリートの
製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントペース
ト、モルタルまたはコンクリートの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モルタルおよびコンクリートの重要な特
性の例として、型枠内などへ注入する際の流動性がよい
こと、これを用いた成形物の強度が高いこと、またこの
成形物の外観が経時的にわるくならないことなどがあげ
られる。

【０００３】前記の流動性を向上させる方法として、セ
メントに対する水の割合（以下、水／セメント比という
こともある）を高くする方法、または流動化剤などのセ
メント混和材料を混合する方法などがあげられる。しか
しながら、水／セメント比を高くする方法によると、前
記流動性は改善されるもののえられるセメントペースト
中の水分量が多くなるため成形後のモルタルやコンクリ
ートに乾燥収縮によるひびわれが生じるなどの不具合が
ある。またセメント混和材料を用いる方法によると、こ
のセメント混和材料をセメントペーストに混合すること
により、セメントペーストの見掛粘度が低下して前記流
動性は改善される。しかしながら、このセメント混和材
料の混合は成形後のモルタルやコンクリートの強度およ
び密度に対してはマイナス要因となっていた。

【０００４】成形後のモルタルやコンクリートの強度を
向上させるためには、セメント粒子と水とを充分に反応
（水和反応）させる必要がある。セメントを完全に反応
させるのに必要な水の量は、理論上セメント粒子の３５
〜４０重量％であるといわれている。しかし、従来の方
法によれば、この程度の水の量では、実際にはセメント
と水との反応が充分に完結しにくく、未反応のセメント
粒子が大量に残ってしまう危険性が高い。またこの程度
の水量で、従来の混練方法により混練するばあい、モル
タルやコンクリートの流動性が確保しにくい。そのた
め、水／セメント比を５０〜７０重量％程度と高くし、
多量の水を混練して前記反応を充分なものとすることが
通常であった。しかしながら、この方法によれば前記反
応の余剰水がモルタル中やコンクリート中に残り、この
余剰水が成形後のモルタルやコンクリートから経時的に
蒸発し、そのため、成形物にマイクロクラックや空隙が
生じ、結果的に強度や密度の低下を招くという不具合が
あった。

【０００５】また、前記のように５０〜７０重量％程度
の水／セメント比としても、未反応のセメント粒子がセ
メントペースト中に残ることもある。未反応のセメント
粒子を多く含むセメントペーストを用いたモルタル成形
物またはコンクリート成形物に炭酸ガスなどを含む水が
接触すると、この炭酸ガスなどを含む水と未反応のセメ
ント粒子とが反応して白華現象（エフロレッセンス）が
生じ、前記成形物の外観がわるくなるという不具合があ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、型枠
内などへ注入する際の流動性がよく、成形物としたとき
その密度と強度が高く、またこの成形物中に未反応のセ
メント粒子が多く含まれず、外観が経時的にわるくなら
ないモルタルまたはコンクリートを製造することにあ
る。また、本発明の目的は前記モルタルまたはコンクリ
ートを製造するためのセメントペーストを製造すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、セメントと水
とを混合したのち、または混合しながら超音波を照射す
るセメントペーストの製法に関する。

【０００８】また、本発明は、セメントと水とを混合し
たのち、または混合しながら超音波を照射してえられる
セメントペーストに骨材を混合するモルタルまたはコン
クリートの製法に関する。

【０００９】セメントに混合する水の量はセメント重量
の２５〜８０重量％であるのが好ましい。

【００１０】また、本発明は、前記セメントペーストに
セメント混和材料を混合しないセメントペースト、モル
タルまたはコンクリートの製法に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のセメントペーストの製法
は、構造物用のモルタルまたはコンクリートに使用され
ているセメントであれば、いずれにも用いることがで
き、たとえば前記セメントとして普通・早強・超早強・
耐硫酸塩・中庸熱の各ポルトランドセメント、高炉・フ
ライアッシュの混合セメント、超速硬セメントなどがあ
げられる。

【００１２】本発明によれば、セメントと水とを混合し
たのち超音波を照射する、または混合しながら超音波を
照射することによりセメント粒子と水とが好適に水和反
応し、未反応セメント粒子を最小限化するセメントペー
ストを製造しうる。セメント粒子と水との水和反応が充
分に完結せず、未反応セメント粒子を多く含むばあい、
充分な強度を有するモルタル成形物またはコンクリート
成形物をうることができず、また白華現象が生じる原因
になる。しかしながら、本発明の製法によれば、その理
由は明らかではないが、超音波のエネルギーにより前記
水和反応を促進させることができるので、この水和反応
を容易に、また充分に完結させることができる。そのた
め、本発明の製法により製造したセメントペーストを用
いるモルタル成形物やコンクリート成形物は、密度およ
び強度が高く、また白華現象が生じにくいものである。

【００１３】また、このセメントペーストを含むモルタ
ルまたはコンクリートは、セメント粒子が細かく分散し
てゾル化しているため骨材同士の潤滑材としての機能が
高まる結果となり、流動性が高いという特徴を有するの
で、型枠内で流延しやすい。そのため、施工性がよいと
ともに、型枠などの隅の部分まで確実にこのモルタルま
たはコンクリートを充填することができる。

【００１４】本発明の特徴の１つは、超音波を照射する
ことによりセメントと完全に水和反応するために必要な
水の量が理論量に近い量ですむことである。添加する水
の量はセメント重量の２５〜８０重量％、好ましくは３
０〜５０重量％である。水の重量が前記の範囲より多い
ばあいは従来の技術で述べたように、成形後に余剰水が
蒸発し、マイクロクラックや空隙が生じ、強度や密度が
低下してしまう。一方、水の重量が前記の範囲より少な
いばあいは充分な混合と水和反応が生じにくい。

【００１５】前記の混合は平型ミキサーや工業用ミキサ
ーなどの装置を用い、常温状態でセメント粒子と水とが
充分なじみ合う程度の条件にて行なわれることが好まし
い。

【００１６】前記の超音波は、超音波ウェルダーなどの
装置を用い照射しうる。前記超音波の周波数は、通常１
０〜１００ＫＨｚであり、１５〜３０ＫＨｚであること
が好ましい。また、前記超音波の必要エネルギーレベル
は、セメントペースト１ｋｇあたり、通常５００〜３０
００Ｗであり、１０００〜２０００Ｗであることが好ま
しい。また、前記超音波の照射時間は、たとえば、２
８．５ＫＨｚの超音波発振機を用いるばあい、１０〜１
８０秒程度であり、６０〜１２０秒程度であることが好
ましい。

【００１７】超音波の周波数が前記の範囲より低いばあ
い、充分な水和反応が生じない傾向があり、一方前記の
範囲より高いばあい、撹拌効率が低下する傾向がある。

【００１８】超音波のエネルギーレベルが前記の範囲よ
り高いばあい、発熱などの阻害要因が発生する傾向があ
り、一方前記の範囲より低いばあい、充分な水和反応が
生じない傾向がある。

【００１９】前記のような超音波は０．１〜５ｋｗ程度
の超音波発振機で発生させうる。

【００２０】前記の超音波の照射は、セメントと水との
混合物の温度が５〜４０℃のもと、好ましくは１０〜３
０℃のもとで行なわれることが好ましい。

【００２１】前記のようにして製造したセメントペース
トにたとえば砂、砂利、砕砂、砕石または人工骨材など
の骨材を混合することによりモルタルまたはコンクリー
トがえられる。

【００２２】前記骨材としてはとくに限定することな
く、どの様な種類、形状または粒径のものを用いるばあ
いであっても本発明の効果を奏する。

【００２３】セメントペーストに混合する骨材の量は、
とくに限定されるものではないが、通常セメントペース
トの重量に対して１００〜８００重量％、とくに２００
〜８００重量％であることが好ましい。

【００２４】前記のセメントペーストと骨材との混合
は、従来より公知の方法で行ないうる。

【００２５】製造されたモルタルまたはコンクリートは
アジテータなどに投入されて保存または輸送される。

【００２６】前記のようにして製造したモルタルまたは
コンクリートは、従来の製法により同程度の水／セメン
ト比で製造したものに比べ、スランプ値が大きく、流動
性が高いものである。すなわち、本発明の製法は極めて
高い減水効果を奏するものである。

【００２７】また、本発明の製法によるモルタルまたは
コンクリートは、セメントと水との水和反応が充分であ
るセメントペーストが用いられているために、これらに
より成形された成形物の強度は従来のものに比べて高い
ものになりえ、またこの成形物は未反応のセメントが最
小限化されているので、この成形物に炭酸ガスなどを含
む水が接触しても白華現象が生じにくい。

【００２８】また、本発明の製法により製造されるセメ
ントペーストは余剰水の含有量が極めて少ないために、
このセメントペーストを用いるモルタルまたはコンクリ
ートからなる成形物はひび割れやマイクロクラックや空
隙などが生じにくい。

【００２９】本発明の製法はセメントやモルタルの製造
だけでなく、石膏、しっくい、ＦＲＣまたはＧＲＣなど
に適用でき、そのばあいにも良好な水和反応や混練状態
を生じ、好適な成形物をうることができる。

【００３０】

【実施例】

実施例１および２ 小野田セメント（株）製、普通ポルトランドセメント
と、このセメントの重量の７０重量％の水とを撹拌棒を
用いて手撹拌したのち、精電舎電子工業（株）製、超音
波ウェルダー（ソノペット１５０Ｂ、最大出力０．４Ｋ
Ｗ）のホーンを用いて、常温下で、２８．５ＫＨｚの条
件下で表１に記載の時間、超音波を照射することによ
り、２１２．５ｇのセメントペーストを作製した。

【００３１】つづいて、前記セメントペーストを作製の
のち直ちに、このセメントペーストに平均粒径が１．０
ｍｍの砂をセメントペーストに対し１１４重量％混合し
手撹拌することによりモルタルを作製した。

【００３２】このモルタルを内径５０ｍｍφ、長さ１０
０ｍｍの強度試験用シリンダーに充填し、２０℃の水中
で養生させ、４週間放置することによりモルタル成形物
を作製した。ＪＩＳ Ａ １１０８の方法に準じ、この
モルタル成形物の圧縮強度を測定した。結果を表１に示
す。なお、測定値は３個のモルタル成形物の圧縮試験結
果の平均値である。

【００３３】比較例１ 超音波を照射しなかったほかは実施例１と同じ方法によ
り、セメントペーストを作製し、実施例１と同じ方法に
よりモルタルを作製した。このモルタル成形物の圧縮強
度を実施例１と同じ方法により測定した。結果をそれぞ
れ表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例３ セメントの重量に対する水の重量を変量させ、そのほか
は実施例１と同じ方法によりセメントペーストを作製
し、実施例１と同じ方法によりモルタルを作製して、ス
ランプ値が１５ｃｍになるセメントに対する水の割合を
測定したところ、５５重量％であった。

【００３６】比較例２ セメントの重量に対する水の重量を変量させ、そのほか
は比較例１と同じ方法により、セメントペーストを作製
し、比較例１と同じ方法によりモルタルを作製して、ス
ランプ値が１５ｃｍになるセメントに対する水の割合を
測定したところ、６５重量％であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の製法によれば、著しくスランプ
値が大きく、流動性の高いモルタルまたはコンクリート
をうることができる。また、本発明の製法によれば、強
度の高いモルタル成形物またはコンクリート成形物をう
ることができる。また、本発明の製法によれば、モルタ
ル成形物またはコンクリート成形物の白華現象を著しく
抑制することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントと水とを混合したのち、または
   混合しながら超音波を照射するセメントペーストの製
   法。
2. 【請求項２】 セメントと水とを混合したのち、または
   混合しながら超音波を照射してえられるセメントペース
   トに骨材を混合するモルタルまたはコンクリートの製
   法。
3. 【請求項３】 混合する水の量がセメント重量の２５〜
   ８０重量％である請求項１または２記載の製法。
4. 【請求項４】 セメントペーストがセメント混和材料を
   混合しない請求項１、２または３記載の製法。