JPH10265249A

JPH10265249A - セメント混和材及びそれを使用したセメント組成物

Info

Publication number: JPH10265249A
Application number: JP9087213A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Watanabe; 芳春渡辺
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】スランプの経時低下量を改善し、作業性の
良いコンクリートの製造。養生方法に拘らず、初期及
び長期強度を高め、高強度を得る。と同時に屋外曝露
養生や、水中浸漬・加熱乾燥の過酷な状態でもひび割れ
の発生を低減する。〜の課題を解決する混和材及び
それを使用したセメント組成物を提供すること。【解決手段】高性能減水剤と、アルカリ金属の亜硫酸
塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ金属のピロ硫
酸塩、アルカリ金属のピロ亜硫酸塩、及び亜硫酸カルシ
ウムの１種又は２種以上と、石膏類を含有することを特
徴とするセメント混和材、及びこの混和材に更に、活性
シリカ及び／又はポゾラン物質を含有することを特徴と
するセメント混和材を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木建築構造物お
よびコンクリート二次製品に使用されるモルタル、コン
クリート用のセメント混和材及びそれを使用したセメン
ト組成物に関する。詳しくは、高性能減水剤を使用した
場合のモルタルフローやコンクリートスランプの経時低
下量の大きいのを改善し、加えて、強度及び耐久性を改
善するセメント混和材及びそれを使用したセメント組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、ポリアルキルアリルス
ルホン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩
系、芳香族アミノスルホン酸塩系高分子などの高性能減
水剤は、リグニンスルホン酸塩やポリオール系減水剤、
及びオキシカルボン酸塩系減水剤等の一般減水剤と比較
して、減水率が大きく、かつ、比較的多量に添加しても
セメントの異常凝結や過遅延を生じさせず、空気連行性
も少ないので土木建築構造物の高強度コンクリートの製
造や高強度コンクリート製品の製造に適している。

【０００３】しかしながら、これら高性能減水剤は、ス
ランプの経時低下量が大きく、現場施工において生コン
プラントでコンクリートを練混ぜてアジテーター車で運
搬して打設する場合は、安定したスランプのコンクリー
トを提供することはできなく、はなはだしい場合はスラ
ンプの経時低下量が大きすぎてアジテーター車からの排
出も不可能となるなどの課題を有していた。また、コン
クリート製品工場では、比較的作業に要する時間が３０
分程度以下と短いためにスランプの経時低下量が大きく
ても高強度コンクリート製品の製造に多用されるが、工
程にトラブルなどが発生し処理するまでの時間が長くな
った場合は廃棄しなければならないなどの課題を有して
いた。

【０００４】そして、基本的にコンクリートは、高強度
になるほど弾性係数が大きくなるために、温度の日較差
（夏場の日中は８０℃以上、夜間は３０℃以下となる場
合もある）や乾湿による膨張収縮の繰り返し応力を受け
た場合（耐候性）にひび割れが発生し易いなどの課題も
有していた。

【０００５】本発明者は、高性能減水剤を添加したコン
クリートのスランプの経時低下量の改善と屋外で曝露養
生された場合のひび割れを改善した高強度コンクリート
の製法として、クエン酸塩類とアルカリ金属の炭酸塩及
びII型無水石膏とシリカ質粉末（シリカフューム、高炉
スラグ、フライアッシュ、活性白土、ケイソウ土、オパ
ール質シリカ等）を併用する方法について提案した（特
公平１−53225 号公報）。しかしながら、この提案で
は、スランプなどの経時低下量の改善方法としてクエン
酸塩類等の強力な遅延成分を含むために、冬期の施工で
は凝結硬化が遅く、外気温によっては硬化までに２〜３
日を要し、工事が遅延するだけでなく、凝結開始までの
時間が長くなるのでその間にコンクリート表面から水分
が蒸発してプライチック収縮によるひび割れが多発する
などの課題を有していた。

【０００６】本発明者は、前記課題を解決するために、
すなわち、コンクリートスランプの経時低下量を低減す
るように改善しながら、初期強度の発現性を改善し、か
つ、温度の日較差や乾湿による膨張収縮の繰り返し応力
を受けた場合のひび割れ発生の低減、さらには、この繰
り返し応力と塩害を同時に受けるような場合のひび割れ
発生の低減などの総合的な観点から鋭意研究した結果、
特定の材料を使用することにより解決できることを知見
し、本発明を完成させるに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（１）高性能減水剤と、アルカリ金属の亜硫酸塩、アル
カリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ金属のピロ硫酸塩、ア
ルカリ金属のピロ亜硫酸塩、及び亜硫酸カルシウムの１
種又は２種以上と、石膏類を含有することを特徴とする
セメント混和材、（２）更に、活性シリカ及び／又はポ
ゾラン物質を含有することを特徴とする（１）記載のセ
メント混和材、（３）セメント１００重量部に対して、
高性能減水剤を固形分換算で０．４〜３．０重量部、ア
ルカリ金属の亜硫酸塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、ア
ルカリ金属のピロ硫酸塩、アルカリ金属のピロ亜硫酸
塩、及び亜硫酸カルシウムの１種又は２種以上を０．０
５〜２．０重量部と、石膏類をＣａＳＯ₄換算で１〜１
５重量部含有することを特徴とするセメント組成物、
（４）更に、セメント１００重量部に対して、活性シリ
カを１〜１５重量部、及び／又はポゾラン物質を２〜１
５重量部含有することを特徴とする（３）記載のセメン
ト組成物である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する高性能減水剤は、ポリアルキルアリル
スルホン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩
系、及び芳香族アミノスルホン酸塩系高分子のいずれか
を主成分とするものが挙げられる。そして、これらの混
合型もあるが、これらを単品で使用してもよく、更にこ
れら２種以上を任意に混合しても使用可能である。一般
に市販されている高性能減水剤の一部を例として示す
と、ポリアルキルアリルスルホン酸塩系の高性能減水剤
としては、メチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、及びアン
トラセンスルホン酸ホルマリン縮合物等の塩が挙げら
れ、その市販品としては、電気化学工業社製商品名「Ｆ
Ｔ−５００」、花王社製商品名「マイティー１００」、
「マイティー１５０」シリーズ等、第一工業製薬社製商
品名「セルフロー１１０Ｐ」等、竹本油脂社製商品名
「ポールファイン５１０Ｎ」等、並びに、日本製紙社製
商品名「サンフローＰＳ」、「サンフローＨＳ７００」
等が代表的なものである。また、芳香族アミノスルホン
酸塩系としては、藤沢薬品社性商品名「ＦＰ−２００」
シリーズがある。さらに、メラミンホルマリン樹脂スル
ホン酸塩系高性能減水剤の市販品としては、デンカグレ
ース社製商品名「ＦＴ−３Ｓ」、昭和電工社製商品名
「モルマスター１０」、「モルマスター２０」等が挙げ
られる。

【０００９】本発明で使用するアルカリ金属の亜硫酸
塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ金属のピロ硫
酸塩、アルカリ金属のピロ亜硫酸塩、及び亜硫酸カルシ
ウムとは、例えば、亜硫酸カリウム、亜硫酸ナトリウ
ム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸ナトリウム、ピロ硫酸
カリウム、ピロ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸カリウム、
ピロ亜硫酸ナトリウム及び亜硫酸カルシウム（以下、亜
硫酸塩類という）等が挙げられ、その１種又は２種以上
の混合使用も可能である。

【００１０】そして、高性能減水剤と亜硫酸塩類等を特
定量併用することにより、高性能減水剤の基本的な課題
であるコンクリートスランプの経時低下量が大きいこと
を改善する作用を有し、かつ、初期強度の発現性も改善
するという二律背反を達成するものである。

【００１１】高性能減水剤と亜硫酸塩類等の配合割合
は、セメント１００重量部に対して、高性能減水剤は固
形分換算で０．４〜３．０重量部、亜硫酸塩類等は無水
物換算で０．０５〜２．０重量部となるような範囲で配
合するものである。そして、高性能減水剤の配合量が少
ない場合は、亜硫酸塩類等の配合量を増加させることに
よりスランプの経時低下量を改善する効果は増大し、反
対に高性能減水剤の配合量が多い場合は亜硫酸塩類等の
配合量が少なくてもスランプなどの経時低下量の改善効
果を示すものである。配合割合は、セメント１００重量
部に対して、高性能減水剤は固形分換算で０．５〜２．
５重量部、亜硫酸塩類等は０．１〜１．５重量部となる
ような範囲で配合することが好ましく、高性能減水剤は
固形分換算で０．７〜２．０重量部、亜硫酸塩類等は
０．２〜１．０重量部となるような範囲で配合すること
が最も好ましい。

【００１２】また、セメント１００重量部に対して、高
性能減水剤が０．４重量部未満では亜硫酸塩類等の配合
量を多くしてもスランプなどの経時変化量の改善効果は
小さく、３．０重量部を超えるとブリージングなどが発
生し易くなり、強度や耐久性を害するようになるので好
ましくない。また、セメント１００重量部に対して、亜
硫酸塩類等は、０．０５重量部未満ではスランプの経時
低下量の改善効果や初期強度の改善効果は小さく、２．
０重量部を超えると凝結の促進作用が強くなりスランプ
などの経時低下量を改善する効果が小さくなり、かつ、
長期屋外曝露養生においてひび割れも発生し易くなるの
で好ましくない。

【００１３】亜硫酸塩類等は、高性能減水剤の減水性を
高める作用もあり、さらに種類によってはスランプの経
時低下量の改善効果などに若干差はあるが、その中でも
亜硫酸カリウムが好ましく、次いで、重亜硫酸ナトリウ
ムであり、その他は、ほぼ、同程度の改善効果を示す。

【００１４】尚、ポリカルボン酸塩を主成分とする高性
能ＡＥ減水剤を本発明で使用することは、それ自身で高
減水率とスランプ保持作用を有するが、本発明の亜硫酸
塩類等の併用は、逆に、減水率の低下やスランプ保持性
能を害する場合もあるので好ましくない。また、リグニ
ンスルホン酸塩を本発明で使用することは、リグニンス
ルホン酸塩などの一般減水剤に対しても亜硫酸塩類等は
促進剤としての作用しか示さなく、スランプの経時低下
量は大きくなるので好ましくない。

【００１５】本発明で使用する石膏類は、II型無水石
膏、二水石膏、半水石膏、及びIII 型無水石膏等の１種
又は２種以上の使用が可能である。石膏類は、スランプ
の経時低下量を改善する効果も助長するが、特に、II型
無水石膏は亜硫酸塩類等との併用において初期強度を増
大して長期的にも高強度化を図る作用を有するので最も
好ましい。

【００１６】本発明で使用する活性シリカとは、シリカ
フューム、ケイ化木の焼成灰、カオリン鉱物の焼成物で
あるメタカオリン、及びアエロジル等であり、いずれも
非晶質の酸化ケイ素又はアルミナケイ酸塩化合物であ
る。シリカフュームは、金属シリコンやシリコン合金を
電気炉で製造するときに発生するセメントよりも１オー
ダー小さい超微粉末であり、ケイ化木の焼成灰とは、稲
藁や籾殻、竹、葦などの焼成灰である。また、メタカオ
リンとは、カオリン鉱物であるカオリナイト、ディッカ
イト、ハロイサイト等を５００℃以上で焼成したもので
あり、アエロジルは合成された酸化ケイ素の超微粉であ
る。そして、これらは１種又は２種以上の使用が可能で
ある。

【００１７】活性シリカは、他のポゾラン物質と異なり
水和活性が高く、初期及び長期強度を増大し、温度の日
較差や乾湿の繰り返し応力によるひび割れ抵抗性を大き
く高め、かつ、亜硫酸塩類等の有するスランプの経時低
下量を改善する効果に対しても著しい悪影響を与えな
い。この中で、性能、経済性、安定供給なども考慮する
と、シリカフューム及びメタカオリンがより好ましい。

【００１８】さらに、本発明で使用するポゾラン物質と
は、酸性白土、活性白土、パイロフェライト、ゼオライ
ト、カオリン鉱物等のアルミナケイ酸質の粘土鉱物及び
その５００℃以上の焼成物（但し、メタカオリン除
く）、ケイソウ土とその焼成物、フライアッシュ、及び
高炉スラグであり、これらは１種又は２種以上の使用が
可能である。尚、ベントナイトは膨潤性があり少量の添
加でも単位水量が増大し、強度が低下するので好ましく
ない。

【００１９】ポゾラン物質は、活性シリカよりは水和活
性は小さいので初期強度や長期強度の増大効果は小さい
が、耐塩性及び日較差や乾湿の繰り返し応力によるひび
割れ抵抗性を高め、かつ、亜硫酸塩類等の有するスラン
プの経時低下量を低減する効果に対しては大きな影響を
与えない。さらに、亜硫酸塩類と石膏類の共存下におい
て、活性シリカとの併用において強度的にピークを示す
量的範囲があり、単にポゾラン物質と活性シリカの併用
による効果は加減の関係ではないものである。尚、ポゾ
ラン物質の中で、性能、経済性、供給安定性等を考慮す
ると、粘土鉱物を焼成して得られるもの（但し、メタカ
オリンを除く）と、フライアッシュがより好ましい。

【００２０】そして、石膏類、活性シリカ、ポゾラン物
質の中の２種以上の併用において、構成成分が多くなる
ほどそれぞれが単独で有する作用効果を相乗的に高め合
う。

【００２１】石膏類と活性シリカとの併用では、活性シ
リカはより少ない使用量で初期及び長期強度を増大して
高強度化を助長すると同時に、温度の日較差や乾湿の繰
り返し応力によるひびわれ抵抗性を大きく高め、亜硫酸
塩類などの有するスランプの経時低下量を改善する効果
に対しても悪影響も小さくなる。

【００２２】石膏類とポゾラン物質との併用では、活性
シリカとの併用の場合よりも各種効果の程度は低いが、
同様の作用効果を発揮する。

【００２３】活性シリカとポゾラン物質の併用では、前
記したように強度的にピークを示す量的範囲があり、そ
れぞれ単独使用の場合よりも高い強度が得られるもので
ある。

【００２４】さらに、石膏類（特に、II型無水石膏）と
活性シリカ、ポゾラン物質の３成分の併用は、より少な
い使用量で初期強度の増大と長期の高強度化を促すと同
時に、温度の日較差や乾湿の繰り返し応力によるひび割
れ抵抗性を発揮するようになる。

【００２５】そして、石膏類の配合割合は、セメント１
００重量部に対して、活性シリカ、ポゾラン物質を併用
する、しないに拘らず、ＣａＳＯ₄換算で１〜１５重量
部であり、スランプの経時低下量の改善を助長するには
１重量部以上用いなければならないが、強度的には、常
温養生では２〜１０重量部であり、４〜８重量部がより
好ましい。蒸気養生する場合は２〜１５重量部であり、
４〜１０重量部がより好ましい。そして、セメント１０
０重量部に対して、石膏類が１重量部未満ではスランプ
などの経時変化量の改善を助長する効果は小さく、１５
重量部を超えると蒸気養生を行ってもより一層の高強度
化を図ることはできないし、また、適量の高性能減水剤
と亜硫酸塩類等の存在下で長期屋外曝露養生を行うとひ
び割れが入り易くなる場合があり好ましくない。

【００２６】活性シリカの配合割合は、セメント１００
重量部に対して、１〜１５重量部であり、２〜１２重量
部が好ましく、４〜１０重量部が最も好ましい。添加量
が多くなるほど強度を増進し、セメント１００重量部に
対して、活性シリカが１重量部未満では石膏類と併用し
ても強度の増加量は小さいので好ましくなく、１５重量
部を超えて添加しても強度の伸びやひび割れを改善する
作用が停滞するので経済的にも好ましくない。

【００２７】ポゾラン物質の配合割合は、セメント１０
０重量部に対して、２〜１５重量部であり、４〜１２重
量部が好ましく、６〜１０重量部がより好ましい。セメ
ント１００重量部に対して、ポゾラン物質が１５重量部
を超えると未焼成の粘土鉱物は単位水量を著しく増加さ
せる場合もあるので好ましくなく、２重量部未満では石
膏類や活性シリカと併用しても添加効果は示されないも
のである。

【００２８】尚、活性シリカや、ポゾラン物質の群の中
の各々成分を組み合わせて使用する場合の使用量は、各
々成分の合量で前記した活性シリカ等やポゾラン物質の
使用量で良いものである。尚、本発明は、コンクリート
の配合条件には限定されないものである。すなわち、最
大骨材寸法、細骨材率、単位セメント量、及び水セメン
ト比は強度や耐久性に大きく影響を与える因子ではある
が、同一条件での無混和に対しての比較という観点か
ら、全く拘束を受けないものである。

【００２９】本発明で使用するセメントとしては、普
通、早強、超早強、白色、中庸熱、及び低発熱（ビーラ
イトセメント）等の各種ポルトランドセメント、これら
ポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシ
ュ、又はシリカ粉末を配合した各種混合セメント、並び
に、スラグをＪＩＳ規格値以上に配合したスラグ主体の
水硬性組成物等が挙げられる。尚、スラグをＪＩＳ規格
値以上に配合したスラグ主体の水硬性組成物とは高炉ス
ラグ粉末を７０重量部を超え、９８重量部とし残りはポ
ルトランドセメント、又は、セメントの一部を消石灰や
生石灰に置き換えたものである。

【００３０】本発明の混和材は、モルタル又はコンクリ
ートを練り混ぜるときに添加するものであり、その練り
混ぜ方法も特に制限されるものではなく、通常行われて
いる方法で良い、また、その添加方法も特に限定はされ
ない。従って、それぞれの成分を固体状、液状を問わず
モルタル又はコンクリートを練り混ぜるときに別々に添
加しても良く、粉末高性能減水剤を使用する場合は予め
粉末状態で他の成分と混合して添加しても良いし、液体
状の高性能減水剤等に亜硫酸塩類等を溶解して、他の固
体の成分とは別に添加しても良いし、さらに混和材全体
を練り混ぜ水の一部又は全量で懸濁してミキサーに添加
しても良いものである。同一スランプのコンクリートを
得るのに単位水量を減少させ、しかも強度的に良い影響
を与える観点から、全ての成分を混合（高性能減水剤も
粉末を使用）した混和材をモルタル又はコンクリートを
練り混ぜるとき添加する方法が最も好ましい。この理由
は明確でないが、粉末状の高性能減水剤や亜硫酸塩類等
の溶解速度が液状にした場合よりも遅いことに起因する
のかもしれない。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。表１の
コンクリートの基本配合を使用して、高性能減水剤、亜
硫酸塩類等、石膏類、活性シリカ、及びポゾラン物質の
種類を組み合わせ、セメント１００重量部に対する配合
量を変えてコンクリートに外割りで添加して練混ぜ、各
種試験を行った。尚、コンクリートの練混ぜは、遊星型
の容量１００リットルの強制練りミキサーを用いて３０
リットル分のコンクリートを練り混ぜた。材料の投入順
序は、砕石、砂、セメント（本実施例では本発明の混和
成分は粉末を使用しているために各々成分を一度混合し
て混和材としたものを、予めセメントに軽く混合して添
加）とし、１０秒間空練りしてから水を添加して９０秒
間練り混ぜた。また、セメントは普通ポルトランドセメ
ントを使用し、細骨材と砕石は新潟県姫川流域産を用い
た。

【００３２】

【表１】

【００３３】以下、実施例で使用した各種材料を一括し
て示す。〈使用材料〉セメント：電気化学工業社製、普通ポルトランドセメ
ント骨材：新潟県姫川産川砂、砕石水：地下水「高性能減水剤」Ａ：ポリアルキルアリルスルホン酸塩系、第一工業製薬
社製商品名「セルフロー１１０Ｐ」、粉末状Ｂ：メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系、昭和電工
社製商品名「モルマスター１０」、粉末状「亜硫酸塩類等」ａ：亜硫酸カリウム：工業用ｂ．重亜硫酸ナトリウム：工業用ｃ．重亜硫酸カリウム：工業用ｄ．亜硫酸ナトリウム：工業用ｅ．亜硫酸カルシウム：試薬１級ｆ．ピロ重亜硫酸ナトリウム：工業用ｇ．ピロ重亜硫酸カリウム：工業用ｈ．ピロ亜硫酸ナトリウム：工業用ｉ．ピロ亜硫酸カリウム：工業用「石膏類」イ．II型無水石膏（フッ酸発生副成石膏，ブレーン比表
面積６０００cm²/g) ロ．二水石膏：工業用（ブレーン比表面積６５００cm²/
g) ハ．半水石膏：ロを１４０℃で熱処理（ブレーン比表面
積１００００cm²/g 以上）ニ．III 型無水石膏：ハを２００℃で熱処理（ブレーン
比表面積１００００cm²/g 以上）「活性シリカ」 α．シリカフューム：エジプトエファコ社産、ＢＥＴ比
表面積１９．２m²/g β．ケイ化木（稲藁）の焼却灰：ＢＥＴ比表面積１．０
m²/g γ．メタカオリン：関東ベントナイト鉱業社製商品名
［ＳＥＭクレー］を７００℃で焼成しブレーン比表面積
８１５０cm²/g に粉砕したもの ε．アエロジル：日本アエロジル社製、ＢＥＴ比表面積
１６０ m²/g 「ポゾラン物質」Ｉ．カオリン：関東ベントナイト鉱業社製商品名［ＳＥ
Ｍクレー］をブレーン比表面積８０５０cm²/g に粉砕し
たもの II．酸性白土の熱処理品：関東ベントナイト鉱業社酸性
白土を１０００℃で焼成しブレーン比表面積５５００cm
²/g に粉砕したもの III ．ゼオライトの熱処理品：関東ベントナイト鉱業社
ゼオライトＧ３５品を１０００℃で焼成しブレーン比表
面積６５００cm²/g に粉砕したもの IV．ケイソウ土：関東ベントナイト鉱業社商品名［Celi
teＦＣ］をブレーン比表面積７０００cm²/g に粉砕した
ものＶ．フライアッシュ：東北発電社製、ブレーン比表面積
３５００cm²/g VI. 高炉スラグ：新日鉄化学社製、ブレーン比表面
積４５００cm²/g

【００３４】実施例１高性能減水剤、亜硫酸塩類等、及び石膏類の種類と使用
量を変えて練混ぜたコンクリートを２０±３℃の室内で
静置状態におけるスランプの経時変化と、φ１０×２０
ｃｍの円柱供試体の材齢１日、屋外曝露養生した２８
日、１年の圧縮強度を測定した。また、供試体のひび割
れも観察した。尚、コンクリートの練混ぜに際し、減水
剤量などやその他の成分によりスランプ変動する場合は
単位水量を加減してスランプが設計値の範囲に入るよう
にし、単位水量を記録した。その結果を表２〜表４に示
す。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】表２〜表４より、高性能減水剤単独ではス
ランプの経時低下量が大きく作業時間が得られない（実
験No.1- 1 〜実験No.1- 7)のに対して、亜硫酸塩類等を
使用した場合では、セメント１００重量部に対して、亜
硫酸塩類等０．０５〜２．０重量部の範囲で経時低下量
を改善できることが示される（実験No.1- 8 〜実験No.1
-16 ) 。さらに、石膏類をセメント１００重量部に対し
て、１重量部以上併用することによりスランプの経時低
下量はより改善できることが示される（実験No.1-12 と
実験No.1-26 比較）。また、強度に関しても、石膏類単
独添加よりも本発明の亜硫酸塩類等と併用することによ
り、スランプを保持しながら、初期強度を増進させ、単
位水量が下がることにも関連して高い強度が得られる
（実験No.1-34 と実験No.1-35 〜実験No.1-42)。常温で
は石膏添加量は強度的には、セメント１００重量部に対
して、２重量部から顕著に高くなり、４〜８重量部にピ
ークが生ずる。そして１２重量部以上では特に耐候性が
悪くなることが示めされる（実験No.1-26 と実験No.1-3
4)。

【００３９】実施例２実施例１の実験No．1-34、No.1-26 〜1-33のコンクリー
トをφ１０×２０ｃｍの円柱供試体に成形後、６時間前
置き後、３時間で７５℃まで昇温し、そのまま４時間保
持した後、蒸気バルブを止めて翌日まで養生槽の中で自
然放冷して脱型する蒸気養生の材齢１日の圧縮強度と、
φ１０×２０ｃｍの供試体を蒸気養生しないで屋外曝露
養生した材齢２８日と材齢１年の圧縮強度を測定し、さ
らに、供試体のひび割れも観察した。その結果を表５に
示す。

【００４０】

【表５】

【００４１】蒸気養生した場合は、石膏類を単独添加し
た場合よりも、本発明の亜硫酸塩等と併用することによ
り高い強度が得られる（実験No．2- 1と実験No．2- 4比
較)。そして、セメント１００重量部に対して、石膏類
２〜４重量部から顕著に強度が高くなり、添加量が多く
なるほど初期及び長期強度も増加するが、１０重量部以
上では伸びが鈍化し、１２重量部を超えると耐候性が悪
くなる傾向が示される。従って、亜硫酸塩類等と石膏類
の併用において、スランプの経時低下量の改善、常温や
蒸気養生での強度発現、及び耐候性の観点から総合する
と、セメント１００重量部に対して、石膏類１〜１５重
量部で効果を発揮し、常温では２〜１０重量部であり、
４〜８重量部がより好ましい。蒸気養生では特に、２〜
１２重量部が好ましく、４〜１０重量部が最も好まし
い。

【００４２】実施例３実施例１の実験No.1- 12、No.1-26 〜1-33、及びNo．1-
38のコンクリートを使用し、活性シリカの種類と使用量
を変えてコンクリートを練混ぜ、実施例１と同様にスラ
ンプの経時変化と、φ１０×２０ｃｍの円柱供試体の標
準養生した材齢１日と２８日の圧縮強度の測定、及び標
準養生した材齢２８日の供試体を水中浸漬・加熱乾燥を
繰り返した材齢１年の圧縮強度の測定と供試体表面のひ
びわれ観察を行った。その結果を表６及び表７に示す。
尚、水中浸漬・加熱乾燥の繰り返し試験は、３日間８０
℃で乾燥し、４日間水道水を流した状態の中で浸漬する
ものであり、これを１サイクルとして繰り返すもであ
る。よって、屋外暴露試験よりも苛酷な試験方法であ
り、材齢１年（３６５日）では５２サイクルの繰り返し
となる。

【００４３】

【表６】

【００４４】

【表７】

【００４５】表６及び表７より、本発明の高性能減水剤
と亜硫酸塩等と石膏類と活性シリカの併用した場合で
は、相乗的に初期及び長期強度を高め、ひび割れを改善
する。石膏添加量が少ない場合は活性シリカの添加量
が、セメント１００重量部に対して、１重量部で強度の
増加量も小さく、ひび割れも発生するようになる（実験
No.3- 2)が、石膏添加量を強度的に適量とすることによ
り、１重量部でも発生を少なくすることが示される（実
験No.3-21)。従って、好ましい活性シリカの使用量は、
セメント１００重量部に対して、１〜１５重量部であ
り、長期強度の伸びからすると１２重量部以下（〜２重
量部）がより好ましく、４〜１０重量部が最も好まし
い。

【００４６】実施例４実施例１の実験No．1-12、No．1-38及び実施例３の実験
No．3-22〜3-25のコンクリートを使用し、ポゾラン物質
の種類と使用量を変え、亜硫酸塩類等、石膏類、活性シ
リカ、石膏類と活性シリカと組み合わせて実施例３と同
様の試験項目の試験を行った。その結果を表８及び表９
に示す。

【００４７】

【表８】

【００４８】

【表９】

【００４９】表８及び表９より、ポゾラン物質と、亜硫
酸塩類等を併用した場合や石膏類を併用した場合は、ポ
ゾラン物質の代わりに活性シリカと併用した場合よりも
強度などの改善効果は大きくないが、シリカフュームの
場合と同様に、初期及び長期強度を増大させる（実験N
o．4- 2、実験No．4- 3〜実験No．4-10比較）。本発
明の高性能減水剤と亜硫酸塩類等と石膏類と活性シリカ
とポゾラン物質等併用した系にすると、それぞれの成分
がより少ない量の組み合わせで、初期及び長期強度がよ
り増大し、ひび割れも改善することが示される。

【００５０】実施例５実施例４の実験No．4-15〜実験No．4-18のコンクリート
を使用し、本混和材中の粉末高性能減水剤のみを取り出
して練り混ぜ水の全量に溶解し、他の成分は一度混合し
たものをセメントに混合して、砕石、砂、セメント（高
性能減水剤を除く、本混和材成分を含む）の順にミキサ
ーに投入して実施例１と同様にコンクリートを練り混
ぜ、実施例２と同様の同様の試験項目で試験を行った。
結果を表１０に示す。

【００５１】

【表１０】

【００５２】尚、設計スランプを得るのに、粉末高性能
減水剤で練り混ぜた実験No．4-15〜実験No．4-18の場合
よりも、いずれも単位水量は１０〜１５kg/m³増加する
ので、本混和材は粉末高性能減水剤を使用した混和材と
して用いた方が、より好ましいことが示された。しかし
ながら、表１０に示されるように、高性能減水剤を液状
として他の成分と分けて用いても、本混和材の基本的性
能は発揮され、蒸気養生後の脱型強度を高め、かつ、長
期強度の伸びと耐候性の良いコンクリートが製造できる
ことが示される。

【００５３】

【本発明の効果】以上より、スランプの経時低下量を
改善し、作業性の良いコンクリートの製造が可能とな
る。養生方法に拘らず、初期及び長期強度を高め、高
強度が得られる。と同時に屋外曝露養生や、水中浸漬
・加熱乾燥の過酷な状態でもひび割れの発生を低減す
る。ので、本発明の混和材及びそれを使用したセメント
組成物を用いることにより、耐久性の高い、かつ高強度
の構造物の建設やコンクリート製品の製造が可能とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ０４Ｂ 103:32 103:60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高性能減水剤と、アルカリ金属の亜硫酸
塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ金属のピロ硫
酸塩、アルカリ金属のピロ亜硫酸塩、及び亜硫酸カルシ
ウムの１種又は２種以上と、石膏類を含有することを特
徴とするセメント混和材。
【請求項２】更に、活性シリカ及び／又はポゾラン物
質を含有することを特徴とする請求項１記載のセメント
混和材。
【請求項３】セメント１００重量部に対して、高性能
減水剤を固形分換算で０．４〜３．０重量部、アルカリ
金属の亜硫酸塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ
金属のピロ硫酸塩、アルカリ金属のピロ亜硫酸塩、及び
亜硫酸カルシウムの１種又は２種以上を０．０５〜２．
０重量部と、石膏類をＣａＳＯ₄換算で１〜１５重量部
含有することを特徴とするセメント組成物。
【請求項４】更に、セメント１００重量部に対して、
活性シリカを１〜１５重量部及び／又はポゾラン物質を
２〜１５重量部含有することを特徴とする請求項３記載
のセメント組成物。