(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要鉱物組成が、３ＣａＯ・ＳｉＯ2−２ＣａＯ・ＳｉＯ2−ＣａＯ−間隙物質を含み、かつＣａＯ結晶を５０〜９２重量％含有するクリンカ組成物と石膏の混合粉砕物からなるセメント混和材であって、クリンカ組成物１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合した早強性セメント混和材。
【請求項２】
主要鉱物組成が、３ＣａＯ・ＳｉＯ2−２ＣａＯ・ＳｉＯ2−ＣａＯ−間隙物質を含み、かつＣａＯ結晶を５０〜９２重量％含有するクリンカ組成物と生石灰および石膏の混合粉砕物からなるセメント混和材であって、クリンカ組成物と生石灰の合計１００重量部において、クリンカ組成物が２０重量部以上であり、クリンカ組成物と生石灰の合計１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合した早強性セメント混和材。
【請求項３】
ポルトランドセメントまたは混合セメント１００重量部に対して、請求項１または２に記載する早強性セメント混和材３〜３０重量部を混合したことを特徴とする早強性セメント組成物。
【請求項４】
請求項３に記載する早強性セメント組成物に、骨材と水、または骨材、水およびコンクリート用混和剤(材)を加えたものを混練してなることを特徴とするコンクリート。
【請求項５】
請求項４のコンクリートを型枠に流し込み、大気中で養生して硬化後、脱型して、これを大気中に放置するか、または水中養生して製造したことを特徴とするコンクリート製品。
【請求項６】
請求項４のコンクリートを型枠に流し込み、直ちに蒸気養生槽に入れるかまたは覆いを設けて水蒸気を送入することにより蒸気養生を行い、３０分〜１時間で５０〜８５℃に昇温した後に水蒸気の送入を停止し、コンクリートの強度が脱型強度に達してから脱型し、その後大気中に放置するかまたは水中養生して製造したことを特徴とするコンクリート製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、早強性セメント混和材およびこれを含むコンクリート並びにコンクリート製品に関する。より詳しくは、コンクリートに良好なワーカビリテイと早強性を付与する早強性セメント混和材およびその早強性セメント混和材を利用したコンクリートおよびコンクリート製品に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
従来、例えばコンクリート製品を短時間で製造するには、蒸気養生を利用して次のようにして行われている。即ち、セメントに細骨材および／または粗骨材、水、必要に応じて減水剤、流動化剤等の混和剤やシリカヒューム等の混合材を添加調合し、混練したコンクリートを型枠に流し込み、バイブレータなどで振動を与えながら成形する。次に、これを蒸気養生槽に移すかまたは適当な場所に設置してキャンバスで覆い、１〜５時間放置養生した後に水蒸気を送入し、２０℃／時間の昇温速度で６０〜８０℃まで昇温し、この温度を２〜３時間保持する。その後、水蒸気の供給を止めて自然冷却させ、脱型してコンクリート製品とする。
【０００３】
しかしながら、この従来の方法は、コンクリートの成形から脱型までに依然として長い時間がかかり、通常では１個の型枠での生産サイクルは１日に１サイクル程度であった。また、ヒューム管やコンクリート杭等の遠心成形コンクリート製品についても成形方法が異なる他は養生・脱型までに要する時間は通常のコンクリート製品の製造と実質的に変わらず、この場合も型枠１個あたりの生産量は１日に１回程度であり、このため型枠の回転効率を高めて生産性を向上することがコストの引き下げのためにも強く望まれていた。
【０００４】
そこで、製造効率を改善するため、セメントに対してリチウム、アルミニウム、ガリウム、タリウムの硫酸塩やこれらの金属を含む硫酸複塩を所定量添加したセメント配合物を用い、これを成形後、高温養生する方法が特開昭60-21839号公報に記載されている。この方法によれば、前養生をせず直接に蒸気養生を行い、昇温速度４０℃／時間以上で養生温度８０℃以上の急速高温養生を行うことができるので短時間に脱型でき、生産性を高めることができるといわれている。
【０００５】
この方法で前養生を必要としないのは、上記硫酸塩や硫酸複塩の作用でエトリンガイトが早期に生成するためであるとされているが、この方法ではエトリンガイトの生成が余りに短時間に起こるので、所望のワーカビリティーを得ることが困難であった。従って、このセメント配合物を用いて実際にコンクリート製品などを造るには、予め硫酸塩や硫酸複塩を添加しないコンクリートを先ず混練し、この混練物を型枠の設置場所に運び、型枠の近くに設置した別のミキサーに移し替え、ここで硫酸塩や硫酸複塩を添加して再度混練した後に短時間のうちに型枠への流し込みや打設をしなければならない。このようなミキサーヘの移し替え作業は生産性を著しく損ねるものであり、大最生産を行うこの種の作業では実用化が非常に難しい。なお、この場合、硫酸塩や硫酸複塩の使用量を少くすれば水和反応をそれなりに遅らせることはできるが、コンクリートの硬化も遅れるので短時間に脱型できず生産性を高めることができなくなる。因みに、上記問題はコンクリートに限らずモルタルについても全く同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のセメントないしコンクリートにおける上記問題を解決したものであり、コンクリートの打設終了までは良好なりワーカビリティーを有し、一方、型枠に打設した後は早期に硬化して高強度のコンクリートが得られる早強性セメント混和材とこれを含むセメント組成物、およびそのコンクリートないしコンクリート製品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、主要鉱物組成が、３ＣａＯ・ＳｉＯ2−２ＣａＯ・ＳｉＯ2−ＣａＯ−間隙物質を含み、かつＣａＯ結晶を５０〜９２重量％含有するクリンカ組成物と石膏の混合粉砕物、あるいは上記クリンカ組成物と生石灰および石膏との混合粉砕物からなることを特徴とする早強性セメント混和材に関する。
【０００８】
本発明の上記セメント混和材は、（１）上記クリンカ組成物と石膏の混合粉砕物からなるセメント混和材において、クリンカ組成物１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合したものである。
【０００９】
また本発明の上記セメント混和材は、（２）上記クリンカ組成物と生石灰および石膏の混合粉砕物からなるセメント混和材において、クリンカ組成物と生石灰の合計１００重量部において、クリンカ組成物が２０重量部以上であり、クリンカ組成物と生石灰の合計１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合したものである。
【００１０】
また本発明は、（３）ポルトランドセメントまたは混合セメント１００重量部に対して、上記（１）または（２）に記載する早強性セメント混和材３〜３０重量部を混合したことを特徴とする早強性セメント組成物に関する。
【００１１】
さらに本発明は上記セメント組成物からなる以下のコンクリートおよびコンクリート製品に関する。
（４）請求項３に記載する早強性セメント組成物に、骨材と水、または骨材、水およびコンクリート用混和剤(材)を加えたものを混練してなることを特徴とするコンクリート。
（５）上記（４）のコンクリートを型枠に流し込み、大気中で養生して硬化後、脱型して、これを大気中に放置するか、または水中養生して製造したことを特徴とするコンクリート製品。
（６）上記（４）のコンクリートを型枠に流し込み、直ちに蒸気養生槽に入れるかまたは覆いを設けて水蒸気を送入することにより蒸気養生を行い、３０分〜１時間で５０〜８５℃に昇温した後に水蒸気の送入を停止し、コンクリートの強度が脱型強度に達してから脱型し、その後大気中に放置するかまたは水中養生して製造したことを特徴とするコンクリート製品。
【００１２】
【発明実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。本発明の早強性セメント混和材に用いられるクリンカ組成物は、主要鉱物組成が、３ＣａＯ・ＳｉＯ2−２ＣａＯ・ＳｉＯ2−ＣａＯ−間隙物質を含み、かつＣａＯ結晶を５０〜９２重量％含有することを特徴とするものである。
【００１３】
上記間隙物質は、セメントクリンカー鉱物中のエーライトやビーライトの間を埋める鉱物に類するものであり、具体的には、例えば、２ＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3等のカルシウムフエライト鉱物、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3等のカルシウムアルミネート鉱物、あるいは６ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3、６ＣａＯ・２Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3等のカルシウムアルミノフェライト鉱物である。
【００１４】
主要鉱物組成として、少なくともＣａＯ結晶と上記間隙物質とを含むことによって、ＣａＯは水和時の発熱とその水和生成物がセメントの硬化を促進する役割を果たし、また、上記間隙物質はＣａＯに対してフラックスとして作用し、ＣａＯの水和速度を抑制する役割を果たし、両者が共存することによってワーカビリティを大幅に損なわずにセメント硬化を促進する効果が得られる。
【００１５】
上記クリンカ組成物に含まれるＣａＯ結晶の含有量は５０〜９２重量％が適当である。この含有量が５０％に満たないと所望の早強性が得られず、一方、この含有量が９２％を越えると相対的に上記間隙物質が少なくなり、やはり所望の性質を得ることが困難となるためである。
【００１６】
このクリンカ組成物はエーライト(3CaO・SiO2)やビーライト(2CaO・SiO2)を含むもので、これらを含むことによりＣａＯの水和速度を大幅に抑制され、またこれらの水和物がセメントの強度発現に貢献する。
【００１７】
上記クリンカ組成物は、石灰質原料、粘土原料、珪石、スラグ類、石膏などを上記組成になるように混合して原料混合物を調製し、この原料混合物をロータリーキルンなどで１３００〜１６００℃の温度で目標とするクリンカの鉱物組成が得られるまで充分に焼き締めて焼成することにより製造される。
【００１８】
なお、このクリンカ組成物を焼成する際に、鉱化剤(フラックス)を原料に添加して製造効率を高めることができる。鉱化剤としてはセメント系化合物を焼成する際に一般に使用されるものを用いることができる。具体的には、ＣａＳＯ4、ＣａＦ2、Ｆｅ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3等を含む化合物、例えば、石膏、蛍石、蛇紋岩などを原料中に１０重量％程度以下添加して焼成すればよい。
【００１９】
本発明のセメント混和材は、(イ)上記クリンカ組成物と石膏の混合粉砕物からなり、あるいは、(ロ)上記クリンカ組成物と生石灰および石膏との混合粉砕物からなるものである。
【００２０】
上記クリンカ組成物と石膏とを混合することによって、コンクリートの初期強度(簡易蒸気養生時の脱型強度)を高める効果がある。この石膏の効果は生石灰が配合されている場合にはその生石灰の活性度が高い(すなわち、焼成度が低い、４-N塩酸消費量が大きい)ほど顕著である。このような石膏ないし生石灰の効果が得られるのでアルカリ性の硬化促進剤を使用する必要がなく、従って、長期にわたるコンクリート強度の伸びがよく、また、コンクリートの長期耐久性が優れる。
【００２１】
本発明のセメント混和材に混合する石膏は市販されている一般的な石膏を使用することができる。石膏はその結晶形態により、無水石膏、半水石膏、二水石膏に分類されるが、本発明には何れの石膏も使用できる。なお、好ましくは二型無水石膏がよい。
【００２２】
本発明のセメント混和材における石膏の量は、(イ)セメント混和材がクリンカ組成物と石膏との二成分系である場合、クリンカ組成物１００重量部に対して石膏５〜５０重量部が適当である。また、(ロ)セメント混和材がクリンカ組成物と生石灰および石膏の三成分系である場合には、クリンカ組成物と生石灰の合計量１００重量部に対して石膏５〜５０重量部が適当である。
【００２３】
石膏の配合量が上記配合量の下限より少ないと石膏を添加した効果が殆どなく早期強度が発現しない。因みに、後述の試験データに示すように、石膏を添加しないものは注水から４時間で脱型する簡易蒸気養生強度が８N/mm2に満たない。一方、石膏の量が５０重量部を上回るとモルタルやコンクリートの膨張ひび割れによる強度低下を招く懸念がある。
【００２４】
本発明のセメント混和材は、上記クリンカ組成物と石膏からなる二成分系の混合物に限らず、上記クリンカ組成物および石膏と共に生石灰を混合した三成分系の混合物を含む。クリンカ組成物と生石灰は発熱源であり、生石灰を加えることによってセメント混和材全体の発熱量が高まり、強度の発現性がクリンカ組成物単独使用のときよりも向上する。また、クリンカ組成物と生石灰とを併用することにより、硬焼生石灰から軟焼生石灰まで幅広い生石灰を使用してもフレッシュな性状を維持したコンクリートやモルタルを製造できる混和材を得ることができる。さらに、硬焼生石灰から軟焼生石灰まで幅広い生石灰を使用することによってセメント混和材の単位量当たりの発熱量を制御することができる。早期強度発現性の原因になるコンクリートの発熱量は使用するセメントの種類、打設容積、単位セメント量などに依存するが、本発明のセメント混和材はクリンカ組成物−生石灰−石膏の混合割合を調整することによってセメント混和材の単位量当たりの発熱量を制御することができるので、種々の状況に応じたコンクリート配合に適用することができる。
【００２５】
本発明の混和材に添加する生石灰は市販されている生石灰を使用することができる。生石灰はその焼成度によって極軟焼生石灰、軟焼生石灰、中焼生石灰、硬焼生石灰、極硬焼生石灰に分類され、その評価方法としては一般に日本石灰協会の４Ｎ−塩酸による粗粒滴定試験法が使用されている。この粗粒滴定試験法によれば、生石灰の分類は滴定に使用した４Ｎ−塩酸の総量をもって表示され、極軟焼生石灰は８００ml以上、軟焼生石灰は８００〜６５０ml、中焼生石灰は６５０〜３００ml、硬焼生石灰は３００〜１３０ml、極硬焼生石灰は１３０ml以下である。
【００２６】
上記試験法によって示される生石灰の焼成度は、これを配合したコンクリートのワーカビリティに大きな影響を与える。すなわち、クリンカ組成物に対する混合割合が同一の場合、４Ｎ−塩酸による粗拉滴定試験値が高い(焼成度が低い)ものほどスランプの経時変化が大きい傾向にあり、暑中などコンクリートの打設に支障を来すことがある。
【００２７】
ただし、この傾向はクリンカ組成物に対する混合割合を調整することにより制御することができる。すなわち、クリンカ組成物の割合が大きい場合は４Ｎ−塩酸による粗粒滴定試験値が高い(焼成度が低い)生石灰を使用してもワーカビリティの低下がなく、また、クリンカ組成物の割合が低い場合は、４Ｎ−塩酸による粗粒滴定試験値が低い(焼成度が高い)生石灰を使用すればワーカビリティの低下を抑えることができる。なお、一般的にワーカビリティの良いコンクリートを作製するためには、４Ｎ−塩酸による粗粒滴定試験値が６５０ml以下、好ましくは４００ml以下(中程度の焼成度以下)の生石灰を用いるのが良い。
【００２８】
本発明のセメント混和材において、生石灰の含有量はクリンカ組成物１００重量部に対して４００重量部未満、すなわちクリンカ組成物と生石灰の合計量において生石灰８０重量％未満が適当である。生石灰の含有量がこれより少ないとその効果がなく、また、これより多いとコンクリートのワーカビリティが極端に低下したり、膨張が過大になるので好ましくない。なお、石膏の配合量は、既に述べたように、このクリンカ組成物と生石灰の合計量１００重量部に対して５〜５０重量部であればよい。
【００２９】
本発明のセメント混和材は上記クリンカ組成物、生石灰および石膏の混合粉砕物からなるものであるが、これらは個別に粉砕した後に混合したものでもよく、または混合した後に粉砕したものでもよい。粉砕には、ボールミル、ロールミルなどのセメントの粉砕に通常使用する粉砕機を用いることができる。粉砕物の粒径は、一般に粉末度が大きいほどセメント強度の発現が早く、かつ水和熟が高い傾向がある。この粉末度は、これを混合して使用するポルトランドセメントや混合セメントと同等かそれ以上のブレーン比表面積３０００〜６０００cm2/gであるのがよく、同等の比表面積(ブレーン)、例えば４０００〜５０００cm2/g程度が好ましい。
【００３０】
本発明の早強性セメント組成物は、ポルトランドセメントまたは混合セメントと上記セメント混和材からなる。これらの配合量は、ポルトランドセメントまたは混合セメント１００重量部に対して、上記セメント混和材３〜３０重量部が適当である。この量が３重量部に満たないと本発明の目的とする早強性が得られない。一方、セメント混和材の混合割合が３０重量部を上回ると、膨張が過大になり、コンクリートが破壊する危険があるので好ましくない。
【００３１】
ポルトランドセメントは普通ポルトランドセメント、早強性ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等である。また混合セメントは高炉セメント、フライアッシュ、シリカセメント等である。
【００３２】
本発明のコンクリートは、上記早強性セメント組成物に、骨材(細骨材および/または粗骨材)と水を加えたものを原料とし、必要に応じて、この原料にコンクリート用混和剤(材)を加えて混練したものである。これら骨材、水、混和剤(材)の配合量は通常のコンクリートの配合量範囲であれば良い。また、骨材および混和剤(材)の種類は通常のコンクリートに用いられるものであれば良い。
【００３３】
コンクリートの製造工程の一例を以下に示す。
(１)上記コンクリートを型枠に流し込み、大気中で養生して硬化後、脱型し、これを大気中に放置するか、または水中養生する。
(２)上記コンクリートを型枠に流し込み、直ちに蒸気養生槽に入れるか、または被いを設けて水蒸気を送入することによって蒸気養生を行い、３０分〜１時間で５０〜８５℃に昇温した後に水蒸気の送入を停止し、コンクリートの強度が１０MPa以上となった後に蒸気養生を終了し、脱型後、大気中に放置するかまたは水中養生する。
【００３４】
本発明のセメント混和材は、ナフタレン系高性能減水剤などの減水剤や、セメントコンクリート分野で一般的に使用される混和剤、メラミン系、リグニン系、ポリカルボン酸系減水剤、流動化剤、ＡＥ剤などと共に使用することができる。また、高炉スラグ、石灰石微粉末、フライアッシュ、シリカヒュームなどの混和材を併用することも可能である。
【００３５】
また、本発明のセメント混和材はセメント硬化促進物質と共に用いるとさらに顕著な効果を発揮する。すなわち、本発明の混和材とセメント硬化促進物質とを併用すると、それぞれを単独に添加した場合よりも高い相乗効果が発現され、コンクリートの硬化が著しく早くなり、具体的には、例えば、蒸気養生後２〜３時間の圧縮強度が１０MPa以上の高強度が得られる。従って、短時間にコンクリート製品を脱型でき、生産効率を高めることができる。
【００３６】
このセメント硬化促進物質としては無機物質や有機物質を使用することができる。無機物質系のセメント硬化促進物質としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、３価の金属塩などが挙げられる。具体的には、亜硫酸塩、硫酸塩、炭酸塩、ロダン塩、チオ硫酸塩、ギ酸塩などであり、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、炭酸ナトリウム等を用いることができる。また有機物質系のセメント硬化促進物質としては、例えばトリエタノールアミン、グリセリンなどがある。これらの１種または２種以上を用いることができる。また、これらのセメント硬化促進物質のうち、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄、またはトリエタノールアミンが好ましく、特に硫酸ナトリウムが良い。
【００３７】
上記セメント硬化促進物質の添加量は、ポルトランドセメントまたは混合セメントに対し無水物換算で１０重量％以下、好ましくは０.０５〜５重量％、より好ましくは０.１〜２重量％が良い。なお、１０重量％を超えて添加しても、その添加効果は少なく、むしろコンクリートの長期強度の低下を招く虞がある。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
実施例１［クリンカ組成物の調製］
石灰石、珪石、粘土、鉄原料、無水石膏を表１に示す割合で配合し、表２に示す組成になるように原料混合物を調製した。この原料をロータリーキルンで焼点温度１３００〜１６００℃、滞留時間６０〜１２０分で焼き締めてクリンカを製造し、これをブレーン値が５００±１００cm2/g程度になるまでポットミルで粉砕した。焼き締めの程度は日本石灰学会標準試験法に準じて４Ｎ塩酸消費量によって測定した。表２に示すように、得られたクリンカ組成物(No.1〜10)には、エーライト(3CaO・SiO2)およびビーライト(2CaO・SiO2)と共にＣａＯと間隙物質が含まれている。
【００３９】
【表１】
0004612134.tif 000002
【００４０】
【表２】
0004612134.tif 000003
【００４１】
実施例２[セメント混和材の調製]
実施例１のクリンカ組成物(表２)と、表３および表４に示す種類の生石灰と石膏を用いて表５のセメント混和材を製造した。このセメント混和材に使用したクリンカ組成物、生石灰および石膏の種類と量を表５に示した。なお、表５のクリンカーの種類は表２の記号によって示した。
【００４２】
生石灰は表３に示す３種類を使用した。また、石膏は表４に示す３種類を使用した。生石灰はその焼成度が高いほど、すなわち４Ｎ−塩酸消費量が低いほど、エネルギー単価が高くなりコスト増になる。また、特殊な製造方法を必要とするために入手源が限定される。このため現在市販されている生石灰は活性度(４Ｎ−塩酸消費量)の高い生石灰が大部分である。経済的に有利な、コストの安い生石灰としては４Ｎ−塩酸消費量が３００ml以上の生石灰である。本発明のセメント混和材は、４Ｎ−塩酸消費量が３００ml以上の生石灰を用いても、フレッシュコンクリートのワーカビリティを良好に維持することができるものである。
【００４３】
【表３】
0004612134.tif 000004
【００４４】
【表４】
0004612134.tif 000005
【００４５】
実施例３ [モルタルの調製]
実施例２で調製したセメント混和材(８０g)を用い、市販の普通ポルトランドセメント(１０００g)に、砂(１９１０g)、水(３８０g)、減水剤(１０g)と共に配合してモルタルを調製した。なお、セメント混和材として生石灰および石膏を含まないもの、すなわちクリンカ組成物単独のも(No.B1〜No.B10)、石膏を含まないもの(No.B11〜No.B16)をおのおの比較例として示した。また、普通ポルトランドセメントに上記混和材を配合しないもの(普通ポルトランドセメント:1000g、砂:2000g、水:380g、減水剤:10g)を比較例(No.B17)として示した。
なお、減水剤は市販のナフタレン系高性能減水剤を使用した。混和材の成分であるクリンカ組成物、生石灰、石膏は予め充分に混合粉砕してセメント混和材を調製した。このセメント混和材をセメントに添加し、十分に混合してから混練した。まず、セメント、セメント混和材、砂を練り鉢に入れ、練り混ぜ機を始動させて１５秒間空練りした。次の１５秒間で水を投入して引き続き６０秒間練り混ぜた。次に２０秒間練り混ぜを停止して掻き落としを行い、再度、練り混ぜを開始して１２０秒間練り混ぜてモルタルとした。
【００４６】
得られたモルタルの練り上がり直後のフロー値を表５に示した。表５に示すように本発明に係るセメント混和材を配合したモルタルはフロー値が１１８〜２５０mmであり、十分なワーカビリティが確保されていた。一方、比較例No.B13および比較例No.B14のフロー値はおのおの１１６mm、１０６mmと低く、混練直後から極度なこわばりを示し、練り上がったモルタルの成形が困難であった。
【００４７】
調製したモルタルについて標準養生、蒸気養生を施し、その強度を測定した。なお、各々の強度試験は次のように行った。何れも、圧縮強度の測定は規格(JIS-R-5201)に準じて行った。この結果を表５にまとめて示した。
(イ) 標準養生による強度試験：モルタルを型枠(4cm×4cm×16cm)に入れ、打設から約２時間後にキャッピングを行って２０℃の湿空箱中で養生し、モルタルの混練開始から２０時間後に脱型して圧縮強度を測定した。
(ロ) 蒸気養生による強度試験：モルタルを型枠(4cm×4cm×16cm)に打設して約３０分前養生(この間にキャッピングを行う)した後に蒸気養生し、この蒸気養生は１時間で６０℃まで昇温し、１時間６０℃に保持した後に放冷した、モルタルの混練開始から４時間後に脱型して直ちに圧縮強度を測定した。
【００４８】
表５に示すように、本発明のセメント混和材を使用したものは標準養生で２５N/mm2以上、蒸気養生で８N/mm2以上の圧縮強度を有している。一方、生石灰および石膏を配合せずクリンカ組成物単独のセメント混和材を用いた比較例(No.B1〜B10)はいずれもフロー値はある程度大きいが、蒸気養生および簡易養生のいずれの場合も圧縮強度は大幅に低下している。このように、本発明のセメント混和材を用いたものは、普通セメントのみを使用した比較例(No.B-17)に対して明らかに早期強度が増進しており、また石膏を使用しない比較例(No.B1〜No.B16)に比べても明らかに早期強度が増進していることがわかる。
【００４９】
【表５】
0004612134.tif 000006
【００５０】
【表６】
0004612134.tif 000007
【００５１】
【表７】
0004612134.tif 000008
【００５２】
【表８】
0004612134.tif 000009
【００５３】
【表９】
0004612134.tif 000010
【００５４】
実施例４ [生石灰の影響]
表３に示す焼成度の異なる生石灰を使用してセメント混和材を調製した。この混和材の配合を表６に示した。この混和材を使用し、実施例１と同様にしてモルタルを調製し、その標準養生および蒸気養生後の圧縮強度を測定した。この結果を表６にまとめて示した。なお、表６のNo.11-1,No.11-2,No.11-3は表５のNo.8-20,No.8-21,No.8-22と同一である。表６に示すように、本発明のセメント混和材を使用したものは何れも標準養生で２５N/mm2以上、蒸気養生で８N/mm2以上の圧縮強度を有しており、生石灰の焼成度に影響されないことが判る。
【００５５】
【表１０】
0004612134.tif 000011
【００５６】
実施例５ [石膏の影響]
表４に示す形態の異なる石膏を使用してセメント混和材を調製した。この混和材の配合を表７に示した。この混和材を使用し、実施例１と同様にしてモルタルを調製し、その標準養生および蒸気養生後の圧縮強度を測定した。この結果を表７にまとめて示した。表７に示すように、本発明のセメント混和材を使用したものは標準養生で２５N/mm2以上、蒸気養生で８N/mm2以上の圧縮強度を有し、石膏の種類に影響されないことが判る。
【００５７】
【表１１】
0004612134.tif 000012
【００５８】
実施例６ [コンクリートの調製]
実施例２で調製したセメント混和材(No.1-5,No.8-21)を用い、普通ポルトランドセメント、細骨材および粗骨材、水、および混和剤を表８に示す割合に配合したコンクリートを調製した。このコンクリートを練り混ぜ後、銅製型枠(径10cm×高さ20cm)に打設し、直ちに蒸気養生槽に入れて水蒸気を送入し、１時間で６０℃まで昇温し、その後水蒸気の送入を停止して放冷した。注水後４時間で蒸気養生槽より取り出して脱型後、直ちに圧緒強度を測定した。また、脱型後、室温に放置して１日、７日、１４日後に圧縮強度を測定した。この結果を図１、図３に示した。さらに、これらのコンクリートを練り混ぜ後、銅製型枠(径10cm×高さ20cm)に打設し、これを蒸気養生せずにそのまま２０℃の湿空恒温室中に放置し、１日、７日、および１４日後に圧縮強度を測定した。この結果を図２、図４に示した。混和材No.1-5について図１〜２、混和材No.8-21について図３〜４に示すように、いずれの場合も混和材を添加しないもの(No.30)に比べて、混和材を添加したものは初期強度(４時間)の立ち上がりが大きく、混和材の配合量に比例して圧縮強度が向上している。この傾向は１日〜１４日後の圧縮強度についても同様である。
【００５９】
【表１２】
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【００６０】
実施例７ [コンクリート製品の製造]
表９に示す配合のコンクリート材料をミキサーで練り混ぜ、スランプ１０cm、空気量２.５％のコンクリートを作製した。このコンクリートを図５に示す箱形鉄筋コンクリート製品用の型枠に充填し、棒状パイプレータで締め固めた後に直ちに上面をキャンバスで覆い、型枠とキャンバスの間に水蒸気を送入し、１時間で６０℃まで昇温した後に水蒸気の送入を停止した。水４時間後にキャンバスを取り除いて脱型し、予め取り付けたフックを使用してクレーンで吊り上げ、ヤードに移動したが、脱型および運搬を通じてコンクリート製品には全く異常が認められなかった。さらに、上記と同じコンクリートを用いて型枠(径10cm×高さ20cm)を成形し、成形物を上記コンクリート製品と同一条件で蒸気養生した供試体の４時間、１日後の圧縮強度を測定したところ、それぞれ１６.５MPa、３３.９MPaであった。
【００６１】
【表１３】
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【００６２】
【発明の効果】
本発明のセメント組成物によれば、コンクリート製品の成形やレディーミクストコンクリートの施工において、十分な施工時間を確保できる流動性を得ることができると共に、早期に必要な強皮を発現して脱型を早めることができる。特に、コンクリート製品製造に際して、蒸気養生を実施せずに早期に出荷強度を発現したり、僅かの蒸気養生で短時間に脱型できるので、型枠の使用効率を高めることができるなど、実用上の利点が大きい。特に、本発明のセメント混和材は、膨張の機能が付与しているので、収縮補償が必要なコンクリート製品もしくはケミカルプレストレス効果を期待するコンクリート製品、たとえばボックスカルパート、ヒューム管の製造などへ適用することが極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例６の簡易蒸気養生試験の結果(混和材No.1-5)を示すグラフ。
【図２】実施例６の気中養生試験の結果(混和材No.1-5)を示すグラフ。
【図３】実施例６の簡易蒸気養生試験の結果(混和材No.8-21)を示すグラフ。
【図４】実施例６の気中養生試験の結果(混和材No.8-21)を示すグラフ。
【図５】実施例７の型枠を示す外観斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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