JPS5879863A

JPS5879863A - 耐海水性の大なるコンクリ−ト製品及びその製法

Info

Publication number: JPS5879863A
Application number: JP56177894A
Authority: JP
Inventors: 磯崎　啓; 勝秋山
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1981-11-06
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1983-05-13
Also published as: JPH0159224B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明、有利Ｃａ（ＯＨ）２の含有量が２重量％以下の
結合材を用いてなる密実で耐海水性の大なるコンクリー
ト製品（以下、海洋コンクリート製品という）及びその
製法に関するものである。

従来、海洋コンクリート製品には耐硫酸塩ポルトランド
セメントや高炉セメントが使用されているが、これらは
畳通ポルトランド七メントに比べて耐海水性は改良され
ているが充分なものでない。

すなわち、これらのセメントは水利の際に多量の遊離０
ａ（ＯＨ）Ｂ　Ｙ生成する。この遊離０ａ（０１１）２
は海水中のＭｇＪｉ１０４と反応し、Ｍｇ（ＯＨ）ａと
０ａ８０４・２Ｈ２０になり後者の一部はセメント中の
カルシウムアルミネートやその水和物と反応し、エトリ
ンガイト！１ＣａＯ・ム１２０ｒｓ−５０ａ８０４・３
２　ＨｚＯＹ形成する。また海水面近い部分のコンクリ
ートは乾燥と湿潤を繰り返し、海水濃度が高くなり侵食
性が強められるほか、結晶析出にともなういわゆる結晶
圧の作用！受けて劣化する。

海水による侵食作用は、先ず、各種イオンのコンクリー
ト内への侵入により始まる。特にコンクリート中に深く
侵入する海水成分はＯｌイオンのみであり、強度に影譬
ン及ぼすが、表面付近では前述したよ５にＳＯ３、Ｍｇ
勢のイオンも作用し表面セメントでは、表面劣化はする
が、強度低下は少ない。Ｏｊイオンが深く侵界する理由
′としてＯＨイオンはＢＯ４イオンなどに比較してイオ
ン半径が小さいために溶液中で移動し易いことおよびＯ
Ｈイオンと性質が似ているためＫＯＨイオンとＯｌイオ
ンの相互拡散または交換反応が起こり易いためである。

Ｏｊイオンの作用は７リ一デル氏塩（３０ａＯ・ムｊ１
０Ｂ・ｏａｏｊｌ・１０　Ｈ２Ｏ）　’ｔ’生成するこ
と、まりｃａ（ＯＨ）１　Ｙ溶解することが知られてい
る。ｃｌイオンはセメント硬化体の細孔量を変化させる
が、普通Ｉルトラン「セメントと高炉セメントまたはフ
ライアッシュセメントではその作用が異なり、前者では
細孔量を増加させ、後二者では減少させる傾向がある。

また、圧縮強度については普通メルトランｒセメントで
は供試体表面が侵されずに海水Ｖ吸収し、強度比などの
内部性状が低下するのに対し、混合セメント系では表面
が侵されているよ５にみえても強度比がさほど低下しな
い傾向にある。

本発明者等はこれらの現象に対応し得る海洋コンクリー
ト製品について種々研究した結果、微粉末の高炉水砕ス
ラグ及びアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属水酸
化物とアルカリ金属炭酸塩もしくはアルカリ金属炭酸水
素塩などのアルカリ刺激剤からなり、しかもその反応生
成物中の０ａ（ＯＨ）２量ｔ２重量％以下とした結合材
を、従来の普通ポルトランＰセメント又は混合セメント
のかわりに用いることにより、耐海水性の大なるコンク
リート製品、丁なわち、エトリンがイトの生成による表
面劣化やＯｊイオンの侵入による内部性状の低下もない
丁ぐれた海洋コンクリート製品及びその製法を提供しよ
うとするものである。

丁なわち、本発明の第１発明は、高炉水砕スラグとアル
カリ刺激剤との反応生成物中の０ａ（ＯＨ１２の含有量
が２重量−以下である結合材を用いてなる海洋コンクリ
ート製品であり、第２発明は、プレーン比表面積３００
０）、４以上の高炉水砕スラグ１００重量部、アルカリ
金属の水酸化物単独またはこれとアルカリ金属の炭酸塩
または炭酸水素塩との合計量で２〜１５重量部、有機酸
またはその塩もしくは糖１１１０．０１〜５重量部、水
２５〜５０重量部、及び骨材を混練成形した後、これを
硬化させることをＩ＃黴とする。

以下本発ｖｉｔ詳しく説明する。

本発ＷＥＡにおいてはコンクリート中に生成する０ａ（
ＯＲ）１の量が重要であり、そのために高炉水砕スラグ
とアルカリ刺激剤からなるもの！結合材とし、しかもそ
の反応生成物中の０ａ（ＯＨ）２量が２〜０重量−１好
ましくは１〜０重量−となる結合材を用いる必要がある
。０ａ（ＯＨ）ｌ生成量が２重量％ｔこえるような結合
材では、従来の高炉セメント′と余り大差はなく表面劣
化が生じ易い。０ａ（ＯＨ）２の生成量は、示差走査熱
量計により定量することができる。　　　　　　　　　
　　　　　　−高炉水砕スラグの化学組成の一例ン示せ
ば、重量で８１０雪３２〜３６チ、Ａｊｓ＋Ｏｓ−”　
１２〜２０９Ｇ、０！ＬＯ５５〜４３１！、ＭｇＯＱ、
５〜１０１６、Ｔｉｅ、Ｑ、ｊ〜３−であり、その粉末
度はプレーン比表面積で３．０００　ｃｍ”／＆程度以
上のものを便用する。

アルカリ刺激剤としては、ナトリウム、カリウム、リチ
ウムなどのアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩
、アルカリ金属炭酸水素塩、ポルトランＰ七メント、消
石灰、硫酸カルシウムなどがあげられる。高炉水砕スラ
グに対するそれの割合は、その反応生成物中の０ａ（Ｏ
Ｈ）２生成量が２〜０重量−となるような割合であるこ
とが必要であり、それはアルカリ刺激剤の種類によって
異なるので一律の量を規定することはできない。しかし
、通常は１〜２０重量−程度使用する◎ 本弥明の海洋コンクリート製品は、以上の結合材で硬化
させた硬化体から構成したものである。

しかし、硬化体の細孔量によって耐海水性は変化し、そ
の細孔量は、硬化体の表層部、中間部、中心部や結合材
の種類によって異なるので、本発明では硬化体のモルタ
ルＳ分の７５〜７５０００Ａ細孔量％：　０．０５０　
ｔｘ　／Ｉ！以下としたものが望ましい。

細孔量は水銀圧入式ポロシメーターにより測定できる。

海洋コンクリート製品としては、（１）消波、根固めブ
ロック、即ちアクモン、アステロッＰ、ＢＰ型ブロック
、Ｍ型ブロック、合掌ゾロツク、ガンマエル、クリンガ
ー、クロスゾロツク、紗綾（さや）形ゾロツク、三脚ム
デロック、三脚Ｂゾロツク、三脚Ｏブロック、三基ブロ
ック、三柱ブロック、三方錐ブロック、二連ゾロツク、
四方錐ブロック、シェークゾロツク、Ｗｖブロック、中
空三角テロツク、テトンメツｒ、トリパー、−ロス、ビ
ーハイ−ｆ、ペンタコン、ホロースケヤー、マットブロ
ック、メタクロス、四速ゾロツク、六脚ブロック、コー
デンブロック、ジュゴン、（１）ｔＴＥ立消波ゾロツク
、即ちアングロック、イブルー、亀甲ゾロツク、クロス
ホロー、ダイヤ−、トライアン、パイロツク、パーホー
セル、ワーロック、タインゾロツク、（ｔｉｔ）防波堤
ゾロツク、（ＩＶ）ポンツーン、（Ｖ）魚礁用ブロック
等がある。

次に第２発明について説明する。この発明は、耐海′水
性を著しく高めた第１発明の海洋コンクリート製品の好
ましい製造法である。

この発明で使用する高炉水砕スラグは、例えば前記した
組成のものン使用し、粉末度はプレーン比表面積で３．
０００α２／１１以上を必要とする。粉末度が太き（な
るＫつれて強度発現も増大するが、初期材令の圧縮強度
はプレーン比表面積が３０００ｃｍ”／１１以上になる
と着しく増加し、コンクリートの密実性が高まり耐海水
性が向上する。経済性馨考慮した好ましいプレーン比表
面積は４５００〜７０００　ｃＲ”／１１である。

高炉水砕スラグの水和活性を高め結合材とするＫは前記
のアルカリ刺激剤が必要であり、その種類は、Ｏａ（Ｏ
Ｈ）ｇ生成量の点からアルカリ金属水酸化物、とくに水
酸化ナトリウムが最も好ましい。

その割合は高炉水砕スラグ１００重量部に対し２〜１５
重量部である。２重量部未満では強度発現効果は小さく
侵食されや丁くなるが、１５重量部を越えても耐海水性
は向上せず実用的ではない。

好ましい添加量は４〜１０重量部である。このアルカリ
金属水酸化物とす奈すウム、カリウム、リチウムなどの
アルカリ金属の炭酸塩もしくは炭酸水素塩を併用すると
、さらに耐海水性を高めることができる。アルカリ金属
の炭酸塩もしくは炭酸水素塩とアルカリ金属水酸化物の
割合は前者６０〜６００〜６０重量部０〜４０重量％と
するのが好ましい。

このような結合材を使用したモルタル又はコンクリート
は、流動性が悪いので、それＹ改善するために有機酸又
はその塩もしくは糖類を添加する。

その添加量はスラグ１００重量部に対し、０．０１〜５
重量部、好ましくは０．１〜０．５重量部である。

０．０１重量部未満ではペースト、モルタル、コンクリ
ートの充分な流動性は得られず、強度増進効果も少ない
。５重量部Ｙこえると凝結時間が著しく伸び利点はない
。これｔ使用することによって、流動性の改善ばかりで
な（圧縮強度ｔも画期的に増大させ、組織を密実にし、
耐海水性を向上させる利点がある。ここで有機酸又はそ
の塩とはグルコン酸、酒石蒙、フマール酸、リンゴ醗、
クエン酸などの有機カルがン酸およびナトリウムまたは
カリウム塩を言い、Ｉ＋！１類とはブドウ糖、果糖、シ
ョ糖、麦芽糖、乳糖などｔ指丁。これらはいずれも耐海
水性に害を及ぼさないものである。

さらに、普通ポルトラン−セメントの添加剤として使用
されている、例えば、硬化促進剤、Ａｍ剤、起泡剤、消
泡剤、セメント減水剤などと併用しても何等差支えない
。

以上、述べた材料に水と砂、砂利などの骨材を混合する
。水量は高炉水砕スラグ１００重量部に対し２５〜５０
重量部、作業性とコンクリートの密実性ン考慮して２８
〜４２重量部が好ましく、骨材は適切量、実用上１００
〜７００重量部程度配合置部。混練する際、アルカリ金
属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水
素塩、有機酸又はその塩、糖類、セメント減水剤などの
添加は溶液であっても固体粉末状であってもかまわない
。混線物ン賦形した後の養生は、通常のポルトランＶ系
セメン）Ｙ結合材とした成形体と同様に、気乾養生、水
中養生、加熱促進養生が採用される。

以上の本発明法によれば、結合材は早強性であるので、
従来のポルトランド系セメン）Ｙ結合材とするものより
も早（製造することができ、しかも、耐海水性を著しく
高めた海洋コンクリート製品が得られる。

以下、実施例ｔあげてさらに詳しく説明する。

実施例１プレーン比表面積５．６７０　ｃｙｎ”／ｌの高炉水砕
スラグ１００重量部に対し、！１ａＯＨ、ＮＩＪＩＣＯ
３、グルコン酸ソーダ及びリグニンスルホン酸カルシウ
ムを主成分とする市販の減水剤Ｙ第１表に示す割合とし
、スラグ４００　ｋｇ／ｖｎ３、細骨材率４０嗟、水／
結合材比４０憾のコンクＩＪ　−）　Ｙ混練した。

この混練物Ｖ１０１１Ｘ２０ｃｍの供試体く賦形し７日
間水中養生した後海水に１年浸漬し、結合材中に含まれ
るＯａ（ＯＨ）ｇ量とモルタル部分の細孔量Ｙｌｊ定し
た。その結果は第１表に示す通りであった。

なお、０ａ（ＯＲ）＠の定食は示差走査熱量法によって
行ない、試料は８８μｍ以下に粉砕されたものＶ２４時
間り一乾燥したものン用い、測定はアルビンガス雰囲気
で行なった。細孔径分布測定は水銀圧入式ポロシメータ
ーを使用し、コンクリート硬化体から採取したモルタル
部分の粒子Ｙ５．０〜１．７諺に揃え２４時間り一乾燥
したものを用い１９７５〜７５０００Ａの範囲の細孔量
を測定した。

以下余白次に、前記の混線物で供試体を成形し、７日間水中養生
した後海水に浸漬し、圧縮強度、長さ変化率及び０４含
有量を測定した。それらの結果を第２表に示す。

圧縮強度の測定は１ｏφＸ２０Ｃｍｌの供試体Ｙ使用し
た。長さ変化率は１０Ｘ１０Ｘ４０ｃＩＬの供試体を用
いホイットモア型ストレンｒ−ジン使用した。また、ｏ
ｌの定量は次の方法で行なった。すなわち、ビーカー（
２００ｍ）ＩｃＥ科１　、Ｆ）ｒはか’）とり、純水１
０ｉ１ｖ加えて数分間煮沸し、ろ紙（５０，１１，０ｃ
ＩＬ）Ｙ用いてろ過し、温水で洗浄する。ろ液は硝酸で
中和し、２５ｏ１メスフラスコに入れ、純水で標線まで
薄め、この一部を１００ｍｊのメスフラスコに分取し、
純水的７Ｑｙｓｌ、硫酸第二鉄アンモニウム溶液１ｏＩ
Ｉ／、メオシアン酸第二水鍜エチルアルコール溶液５ｍ
Ｖ加えたのち、標線まで純水を加える。液温を約２・Ｏ
’ＯＫ保って１０分放置したのち、空試験溶液を対照液
として波長４６０　ｎｍ付近でその吸光度を測定し、あ
らかじめ作成した検量線からＯＩ量讐求めた。なお、試
料のＩｌｌは１ｏφ×２０３供試体を使い、２倍濃度の
人工海水中で３０℃の促進養生（１年）を行なったもの
から採取した。

以下余白第１表と第２１！ｌから明らかな通り、高炉水砕スラグ
とアルカリ刺激剤７Ｍ合材としたものからなり、しかも
、その水和反応生成管中の０ａ（ＯＨ）ｚ量ン２〜０重
量憾とした本発明品（実験／１６１〜６）は、従来品（
実験／１６７〜１０）に比較して、％に初期強度発現が
大であるので生産性を高めることができ、しかも長さ変
化率が小さく、Ｏ１含有量も半分以下となっており、長
期材令での安定性！示している。

実施例２実験腐１〜１０に示した材料ｌ使用し、結合材：砂比１
：２、水Ｙ結合材１００重量部に対し３５〜５０重量Ｉ
ｎ’加りｊ　テア　ａ−値１８０±２０罰のモルタルを
混線どた。このモルタルで４×４×１６傷の供試体を成
形し、７日間標準養生後、乾燥６０℃、６時間してから
海水浸漬５０℃、６時間ｔ１サイクルとして耐海水性促
進試験７行なった。海水は２倍濃度の人工海水を用いた
。その結果を第３表に示ｊ。

第　　６　　表（注）匍は６００サイクルでは変化のないことを示す。

本発明品（腐１〜６）の耐海水性は他のセメントよりも
優れていることが示された。

特許出願人　電気化学工業株式会社手続補正書１、事件の表示昭和５６年特許願第１７７８９４号２、発明の名称耐海水性の大なるコンクリート製品及びその製法６、補
正をする者事件との関係　　特許出願人住所　東京都千代田区有楽町１丁目４番１号明細書の発
明の詳細な説明の欄５、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】１）高炉水砕スラグとアルカリ刺激剤との反応生成智中
の遊離Ｃａ（ＯＨ）２の含有量が２重量％以下でリート
製品。２）プレーン比表面積３０００♂、４以上の高炉水砕ス
ラグ１００重量部、アルカリ金属の水酸化物単独または
これとアルカリ金属の炭酸塩または炭酸水素塩との合計
量で２〜１５重量部、有機酸またはその−もしくは糖類
０．０１〜５重量部、水２５〜５０重量部、及び骨材ｖ
ｓ練底成形た後、これｔ硬化させることｔ４１像とする
耐海水性の大なるコンクリート製品の製法。