(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルトランドセメント１００重量部、比表面積６，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ、白土、珪石及びフライアッシュから選ばれる微粉末１０〜４０重量部及び比表面積１００，０００〜４００，０００ｃｍ２／ｇのシリカ質微粉末２〜２０重量部を含有し、更に比表面積３，０００〜２０，０００ｃｍ２／ｇの石膏をＳＯ３換算で全水硬性材料の２〜５重量部となるように配合したことを特徴とする水硬性材料。
【請求項２】
更に高性能減水剤を請求項１記載の水硬性材料１００重量部に対して０．５〜４重量部含有することを特徴とする請求項１記載の水硬性材料。
【請求項３】
請求項１又は２記載の水硬性材料に当該水硬性材料１００重量部に対して１５〜３０重量部の水を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の水硬性材料に当該水硬性材料１００重量部に対して水１５〜３０重量部及び骨材５０〜４００重量部を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製造方法。
【請求項５】
養生が常圧蒸気養生である請求項３又は４記載の硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高層建築ＰＣ部材、永久型枠部材等に利用できる曲げ強度の高い硬化体の製造方法及びそれに使用する水硬性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンクリート構造物の多様化により高層建築では薄型ＰＣ部材が、土木分野では施工合理化のため永久型枠部材等圧縮強度及び曲げ強度の高いコンクリートの利用分野が拡大されている。
【０００３】
従来から特に曲げ強度の高い硬化体を得るため、セメント、超微粒子及び分散剤を使用して緻密な水和硬化体を形成させる方法が提案されている。これらは１，０００ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧縮強度を発現することは可能となっているが、曲げ強度については１００〜１２０ｋｇｆ／ｃｍ２程度がほぼ上限となっている。
【０００４】
これに対し、最近本発明者らは、硬化体において高圧縮強度及び高曲げ強度を発現させるためには、硬化体の空隙率を減少させればよいとの原理に基づき、密充填された粒径０．５〜１００μｍ  のセメント粒子の間の空隙に、粒径０．０１〜０．５μｍ  の無機固体粒子と粒径０．１〜１５μｍ  の連続粒度分布をもつ吸水性が大きくない粒子を充填させてコンクリート又はモルタルを強化する方法を見出し、特許出願した（特開平２−１０２１５２号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この水硬性材料は物理的な充填性が極めて向上し、高い圧縮強度及び曲げ強度を有する硬化体を得るのに有用であるが、更に曲げ強度の向上した硬化体の出現が望まれている。
従って、本発明の目的は圧縮強度だけでなく曲げ強度についてもより高い硬化体の製造方法及びこれに用いる水硬性材料を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは水和硬化体の強度、特に曲げ強度の向上を指標にして更に研究した結果、ポルトランドセメントに一定範囲の比表面積を有する微粉末及びシリカ質微粉末に加えて、特定の比表面積を有する石膏を配合した材料を用いれば、曲げ強度が更に飛躍的に向上した硬化体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明はポルトランドセメント１００重量部、比表面積６，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ、白土、珪石及びフライアッシュから選ばれる微粉末１０〜４０重量部及び比表面積１００，０００〜４００，０００ｃｍ２／ｇのシリカ質微粉末２〜２０重量部を含有し、更に比表面積３，０００〜２０，０００ｃｍ２／ｇの石膏をＳＯ３換算で全水硬性材料の２〜５重量部となるように配合したことを特徴とする水硬性材料を提供するものである。
また、本発明は上記水硬性材料に当該水硬性材料１００重量部に対して１５〜３０重量部の水を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製造方法を提供するものである。
更にまた、本発明は上記水硬性材料に当該水硬性材料１００重量部に対して水１５〜３０重量部及び骨材５０〜４００重量部を加えた混練物を養生することを特徴とする硬化体の製造方法を提供するものである。
【０００８】
本発明の水硬性材料に用いられるポルトランドセメントは、特に制限されず、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高ビーライト型高流動セメント等が挙げられるが、このうち普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、高ビーライト型高流動セメントが特に好ましい。また、これらのポルトランドセメントは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。
これらのポルトランドセメントの比表面積は特に制限されないが、例えば２，５００〜５，８００ｃｍ２／ｇが好ましい。
【０００９】
本発明に用いられる高炉スラグ、白土、珪石及びフライアッシュから選ばれる微粉末は、ポルトランドセメント粒子の空隙をうめる目的で配合されるものであり、このうち特に曲げ強度の増進には活性度の高い高炉スラグが好ましい。また、これらの微粉末の比表面積は、上記配合目的より６，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇであるが、特に８，０００〜１５，０００ｃｍ２／ｇが好ましい。また、これらの微粉末のポルトランドセメント１００重量部に対する添加量は１０〜４０重量部、好ましくは２０〜３０重量部であり、１０重量部未満であると微粉末の充填効果がみられない事と経済的なメリットが得られず、４０重量部を超えると逆に強度が低下する。
【００１０】
本発明に用いられるシリカ質微粉末は、ポルトランドセメントと上記微粉末との充填でも更に残存する空隙をうめるものであり、これらシリカ質微粉末としては例えばシリコンや含シリコン合金及びジルコニア等を製造する際の副生物であるシリカフュームやシリカ質ダストが特に好適に用いられるが、それ以外のものであっても比表面積を満足すれば用いることができる。これらのシリカ質微粉末の比表面積は、上記配合目的から１００，０００〜４００，０００ｃｍ２／ｇであるが、１５０，０００〜３００，０００ｃｍ２／ｇが特に好ましい。これらのシリカ質微粉末のポルトランドセメント１００重量部に対する添加量は２〜２０重量部、好ましくは８〜１５重量部である。２重量部未満であるとシリカ質微粉末の充填効果がみられず、２０重量部を超えると分散のために添加する高性能減水剤の添加量を著しく多くする必要がある。
【００１１】
本発明に用いられる石膏はポルトランドセメント、微粉末及びシリカ質微粉末の充填でも更に残存する空隙を水との反応により生成するカルシウムサルフォアルミネート水和物によってうめるものであり、この石膏の配合により水和硬化体の曲げ強度が大幅に向上する。かかる石膏としては、二水石膏、半水石膏及び無水石膏が挙げられ、これらを組み合せて用いるのが好ましい。石膏の比表面積は３，０００〜２０，０００ｃｍ２／ｇであるが、５，０００〜１５，０００ｃｍ２／
ｇが特に好ましい。また石膏の配合量はＳＯ３換算で全水硬性材料の２〜５重量部となる量である。ところでポルトランドセメントにはＳＯ３が含まれているので、ポルトランドセメントとして普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントを使用した場合の石膏の配合量はＳＯ３換算で２〜５重量部となる量が好ましく、一方早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高ビーライト型高流動セメントを用いた場合の石膏の配合量はＳＯ３換算で３〜５重量部となる量が好ましい。
【００１２】
更に、本発明の水硬性材料には、上記水硬性材料１００重量部に対して０．５〜５重量部の高性能減水剤を配合するのが、水硬性材料の分散による充填性や流動性を向上させるうえで好ましい。高性能減水剤の種類は目的にあったものであればいずれのものを用いてもよい。例えばメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩やアルキルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合の塩、あるいは高分子量リグニンスルホン酸塩及びポリカルボン酸塩等を主成分としたものなどを例として挙げることができる。
【００１３】
本発明においては前記した各種の粉体成分に対して更に適量の繊維を併用することができる。また、適量の石灰石粉を添加してもよい。
【００１４】
本発明の水硬性材料を用いて硬化体を製造するには、上記の水硬性材料１００重量部に対して１５〜３０重量部の水を加えて混練した後、当該混練物を養生することにより実施される。
【００１５】
また、本発明の硬化体においては、砂又は砂利等の骨材を加えることができる。この骨材としては強度面からモース硬度６以上の基準で選定される硬質骨材を使用することが好ましい。また骨材の配合量は上記水硬性材料１００重量部に対して５０〜４００重量部が好ましい。
【００１６】
養生方法としては、水中養生、常圧蒸気養生、オートクレーブ養生のいずれでもよいが、特に常圧蒸気養生が好ましい。常圧蒸気養生の条件としては１０〜３０℃で２〜６時間前置きした後６０〜８０℃で２〜２４時間蒸気養生するのが好ましい。
【００１７】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００１８】
実施例１〜５並びに比較例１及び２
表１記載の組成の水硬性材料を用いて硬化体を製造し、その曲げ強度及び圧縮強度を測定した。
硬化体の製造は、水硬性材料に表１に記載した量の水及び水硬性材料と同重量の粗粒率２．８０の川砂を混練した後、前置き２時間２０℃、最高温度６５℃３時間保持の常圧蒸気養生することにより行った。
材料として、普通ポルトランドセメント（秩父小野田社製、ブレーン比表面積３３４０ｃｍ２／ｇ）、高炉スラグ微粉末〔ファインセラメント１０Ａ（第一セメント社製）の粉砕調整品（ブレーン比表面積１０，３１０ｃｍ２／ｇ）〕、白土微粉末〔寄居白土の粉砕調整品（ブレーン比表面積１０，２９０ｃｍ２／ｇ）〕、珪石微粉末〔マッハ１００（敦賀セメント社製、ブレーン比表面積１０，５９０ｃｍ２／ｇ）〕、シリカ質微粉末〔マイクロシリカ９４０Ｕ（エルケムジャパン社より入手、ブレーン比表面積２４４，５００ｃｍ２／ｇ）〕、石膏〔二水石膏（新日鐡化学社より入手、ブレーン比表面積６，２１０ｃｍ２／ｇ）〕を用いた。なお、高性能減水剤としてマイティ１００（花王社製）を用いた。
フロー値が２５０となるように水量を調整したモルタルを常圧蒸気養生した後の曲げ強度と圧縮強度を表１に示す。
なお、曲げ強度及び圧縮強度はＪＩＳ  Ｒ５２０１に従って測定した。
【００１９】
【表１】
0003566385.tif 000002
【００２０】
表１から明らかなように、本発明の実施例は、比較例に比べ圧縮強度だけでなく曲げ強度の増加が大きいことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の水硬性材料を用いて製造した硬化体は、圧縮強度だけでなく曲げ強度が著しく向上し、高層建築ＰＣ部材、永久型枠部材等として有用である。