(57)【要約】【課題】コンクリート、モルタル、セメントペースト等の自己収縮及び乾燥収縮を、少なくとも収縮に起因するひび割れ発生を十分防ぐことができる程度に容易に低減でき、しかもコンクリートやモルタルの他の性状に過度の影響を及ぼさないような比較的少量の配合で収縮に起因するひび割れ発生を防ぐことができるセメント配合用収縮抑制剤を提供する。【解決手段】ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上且つＢＥＴ比表面積２．０ｍ２／ｇ未満であって、遊離生石灰を含有してなるセメント配合用収縮抑制材。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上且つＢＥＴ比表面積２．０ｍ２／ｇ未満であって、遊離生石灰を含有してなるセメント配合用収縮抑制材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、モルタル、セメントペーストの自己収縮及び乾燥収縮を抑制するためにセメントに配合する収縮抑制材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート、モルタル及びセメントペーストの自己収縮及び／又は乾燥収縮に起因するひび割れ発生を抑制するために、水和膨張性物質、発泡性物質、高分子系収縮低減剤等をセメントに配合し、収縮量を低減させてひび割れを防止することが行なわれている。このうち、水和膨張性物質によるひび割れ抑制効果は、セメントの凝結及び強度発現性と密接な関係があり、セメントの凝結が十分進んでいない段階で該膨張性物質の水和反応が完了すると、該膨張性物質による膨張作用がコンクリート等が流動可変性を呈している間に発現されるため、ひび割れ抑制には繋がり難い。またコンクリートやモルタル等の強度が十分高くなった段階で該膨張性物質の水和反応が進行しても、強固なコンクリート硬化体構造が膨張力の抵抗となって、十分な膨張性はまず発揮でない。従って、コンクリートやモルタルの配合に応じて最適な膨張発現時期を有する水和膨張性物質が必要になる。公知のセメント混和用膨張材の代表例としては、遊離生石灰を有効成分とするもの（例えば、特許文献１参照）の他、カルシウムサルホアルミネートやカルシウムアルミノフェライト等のエトリンガイト生成物質を有効成分とするもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。しかるに、遊離生石灰を有効成分とする水和膨張性物質は、最適とされる膨張発現時期よりは水和反応が速く、一方、エトリンガイト生成物質を有効成分とする水和膨張性物質は、最適とされる遅延成分膨張発現時期よりは水和反応が遅くなる傾向がある。オキシカルボン酸系などの遅延剤及び／又は硝酸カルシウムなどの刺激剤を水和反応調整成分として配合し、化学的に該水和膨張性物質の水和時期の遅延や早期化を図るのは、水和反応調整成分がセメントの水和反応にも影響を及ぼすため、反応時期の整合が容易には行えない。またエトリンガイト生成物質と比較的大量の遊離生石灰を併用したもの（例えば、特許文献３参照）では、反応時期の相互補完によって基体の収縮時期により適合し得るような膨張を発現できる可能性があるが、膨張が不要な期間でも膨張が発現されることがあって、膨張効率は高くなく、セメントに対する膨張有効成分の配合量を増大させないと収縮ひび割れ発生抑止効果が得難い。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５３−１３６５０号公報
【特許文献２】
特公昭４２−１９４７３号公報
【特許文献３】
特開２００２−２９７９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コンクリート、モルタル、セメントペースト等の収縮を、少なくとも収縮に起因するひび割れ発生を十分防ぐことができる程度に低減でき、しかも比較的少量の配合で収縮低減可能なセメント配合用収縮抑制剤の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題解決のため検討を重ねた結果、膨張発現性の高い遊離生石灰を有効成分として含む膨張性物質を用い、該膨張性物質を特定のＢＥＴ比表面積とすることによって、遊離生石灰の水和反応時期をセメントの硬化状況に応じた膨張性付与に最適な時期に整合させることができ、併せて特定のブレーン比表面積にすることで少ない配合量でもひび割れに繋がるような収縮を十分抑制できたことから本発明を完成させた。
【０００６】
即ち、本発明は、ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上且つＢＥＴ比表面積２．０ｍ２／ｇ未満であって、遊離生石灰を含有してなるセメント配合用収縮抑制材である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のセメント配合用収縮抑制材は、遊離生石灰（ＣａＯ結晶）を生成相として含む膨張性物質を主成分とするものであり、該遊離生石灰が水と反応し、高い膨張を生起する。本発明のセメント配合用収縮抑制材の遊離生石灰含有割合は特に限定されないが、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上とする。２０重量％未満では所望の収縮抑制効果が得難くなるため好ましくない。また、本発明のセメント配合用収縮抑制材は、本発明の効果を損なわない限り、遊離生石灰以外の成分の含有も許容され、例えばエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）等のカルシウムシリケートや無水石膏等が遊離生石灰と共に生成相として共存する膨張性物質や、例えば遊離生石灰（ＣａＯ結晶）を生成相として含む膨張性物質に無水石膏や他の水硬性物質、潜在水硬性物質等の粉末が加えられたものであっても良い。また、本発明のセメント配合用収縮抑制材では、遊離生石灰はカルシウムシリケート等の他の生成相に一部又は全てが内包された状態で存在しても、或いは全く内包されない状態で存在しても、その何れでも良い。
【０００８】
遊離生石灰（ＣａＯ結晶）を生成相として含む膨張性物質は、例えば炭酸カルシウム又はカルサイト等の石灰原料をおよそ１３５０〜１４５０℃で焼成して得られるが、焼成時間を長くするに連れ微細空隙が減少し、ＢＥＴ比表面積が相対的に小さいものとなる。ＢＥＴ比表面積が小さいものでは、セメントの水和特性にも影響を及ぼす水和反応調整成分を加えることなく、生石灰の早期・急激な水和反応を最適膨張発現時期に見合った時期の比較的長期の反応にすることが可能となる。本発明のセメント配合用収縮抑制材は、セメントの水和反応開始前後から硬化初期までの間、安定した膨張性を発現持続させるために、ＢＥＴ比表面積を２．０ｍ２／ｇ未満とする。ＢＥＴ比表面積が２．０ｍ２／ｇ以上では反応が早期に完結し、セメント水和反応中に膨張性の付与が十分行なわれないので好ましく無い。望ましくは、ＢＥＴ比表面積を１．７ｍ２／ｇ未満とする。
【０００９】
また、本発明のセメント配合用収縮抑制材は、ブレーン比表面積を２５００ｃｍ２／ｇ以上にする。ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ未満では、セメント配合時に本収縮抑制材の粒子数が相対的に少ないものとなり、本収縮抑制材粒子の分布が散在した状態（低分散密度）になるため、コンクリートやモルタル全体に生起膨張圧が有効に作用し難くなり、好ましくない。ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上のセメント配合用収縮抑制材にすることで、セメントに対する配合量を増大させることなくコンクリートやモルタル等の収縮抑止に繋がる膨張を全体にほぼ均一に付与することができる。又、比較的少量の配合で高い収縮低減効果が見られることから、膨張性混和材等の使用で見られる他性状への影響も軽減できる。
【００１０】
本発明のセメント配合用収縮抑制材は、何れのポルトランドセメントにも配合可能で、また高炉セメントやフライアッシュセメント等の混合セメントの類やエコセメントなどにも配合可能である。セメントへの配合量は特に限定されるものではないが、一般に従来の膨張性混和材よりは少ない添加量でひび割れ発生に繋がるような収縮を抑制できる。また、本セメント配合用収縮抑制材と共に、骨材や他の混和材・剤も本発明の効果を損なわない範囲で適宜配合することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
表１記載の遊離生石灰含有量が得られるような配合割合にした石灰石と珪石をボールミルで粉砕混合し、混合物を焼成時間を変えて約１４００℃で焼成した後、粉砕分級することによって、表１記載のＢＥＴ比表面積及び遊離生石灰生成量及びブレーン比表面積の粉末に調整した。
【００１２】
【表１】
2004299989.tif 000002
【００１３】
前記調整粉末、普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）及び細骨材（北九州市小倉南区産砕砂と壱岐郡郷ノ浦海砂を３：７の重量比で混合したもの）を表２記載の配合割合となるよう水を加えてホバートミキサーで１０分間混練し、モルタル混練物を得た。
【００１４】
【表２】
2004299989.tif 000003
【００１５】
得られた各モルタル混練物を内寸４０×４０×１６０ｍｍの型枠にそれぞれ充填し、１６時間後に脱型することでモルタル成形体を作製した。このモルタル成形体を約２０℃の水中で７日間養生し、ＪＩＳ  Ａ  １１２９の方法に準拠し、脱型直後の長さを基長とし、養生終了までの間の長さ変化を測定した。その結果を表２に併せて記す。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の膨張性混和材よりも少ない配合使用量でモルタル・コンクリート等のひび割れに繋がるような収縮を十分抑制することができると共に、自己収縮から乾燥収縮の広範囲に至るまで収縮抑制作用を付与できるため、モルタル・コンクリート等の形状・寸法の安定性も確保することができる。