(57)【要約】【課題】  ウォラストナイト等の特殊鉱物の特殊な微粒子を用いることなく、圧縮強度が１２０ＭＰａを超える超高強度高じん性複合材料を提供する。【解決手段】  一般に流通しているコンクリート用細骨材（最大寸法５ｍｍ以下）（Ｓ）、セメント（Ｃ）、シリカフュームおよび短繊維補強材（ＳＦ）から成り低水セメント比（２５％以下）のモルタルを例えばＣ＋Ｓの空練り１１、水（Ｗ）投入１２、Ｗ＋Ｃ＋Ｓの練混ぜ１３、短繊維（Ｗ）投入１４、及びＷ＋Ｃ＋Ｓ＋ＳＦの練混ぜ１５の工程を経て、安価な超高強度高じん性モルタルを製造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径５ｍｍ以下の細骨材、短繊維補強材、減水剤及び水を含むことを特徴とする超高強度高じん性モルタル。
【請求項２】
前記セメント及びポゾラン質微粉末が、シリカフュームをプレミックスした特殊ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項１記載の超高強度高じん性モルタル。
【請求項３】
さらに、充填材として石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末及びフライアッシュからなる群から選ばれた１又は２以上を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の超高強度高じん性モルタル。
【請求項４】
前記短繊維補強材は金属繊維、無機繊維及び有機繊維から成る群から選ばれた１又は２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超高強度高じん性モルタル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高強度高じん性モルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧縮強度が１００ＭＰａを上回る超高強度コンクリートが開発されている。コンクリートの強度は粗骨材の最大寸法の影響を受け、粗骨材の最大粒径が大きいほど強度が低下する傾向がある。さらに、粗骨材が存在することによりコンクリートの施工性も低下し、施工不良が発生する可能性もある。また、コンクリートは高強度になるほど脆性的に破壊する傾向にある。
【０００３】
このようなことから、近年、粗骨材を使用せず、代わりに短繊維補強材、特殊微粉末、及び又は特殊細骨材を使用することによって、強度、施工性およびじん性を改善する超高強度高じん性複合材料が開発されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２４６２５５号公報
【特許文献２】特開２００１−１８１００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の超高強度高じん性複合材料は、特殊な微粒子（例えば、ウォラストナイト等の特殊鉱物）や特殊な細骨材（例えば最大寸法２ｍｍ以下の細骨材）を使用するため、材料のコストが高騰する傾向にある。
【０００５】
そこで本発明は一般に流通しているコンクリート用細骨材等を用いた安価な超高強度高じん性複合材料（以降、超高強度高じん性モルタル）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とする。すなわち、本発明は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径５ｍｍ以下の細骨材、短繊維補強材、減水剤及び水を含むことを特徴とする超高強度高じん性モルタルである。
【０００７】
前記セメント及びポゾラン質微粉末が、シリカフュームをプレミックスした特殊ポルトランドセメントであるとより望ましい。
【０００８】
さらに、本発明の超高強度高じん性モルタルは充填材として石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末又はフライアッシュからなる群から選ばれた１又は２以上を含むものであってもよい。
【０００９】
また、前記短繊維補強材は、金属繊維、無機繊維及び有機繊維から成る群から選ばれた１又は２以上とすれば好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の超高強度高じん性モルタルは硬化後１２０ＭＰａ以上の圧縮強度を発現する。また、本発明によれば、ひび割れ抵抗性が大きく、破壊時の高じん性を有するモルタルを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、超高強度高じん性モルタルについて詳細に説明する。本発明の超高強度高じん性モルタルは、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径５ｍｍ以下の細骨材、短繊維補強材、減水剤および水を含むものである。
【００１２】
本発明で使用されるセメントの種類は限定されるものでなく、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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメントを使用することが出来る。また、セメント質量部の４０〜５０％がビーライトである高ビーライトセメントも使用することが出来る。なお、モルタルの早期強度を向上しようとする場合は早強ポルトランドセメントが望ましく、モルタルの流動性を向上しようとする場合は、高ビーライトセメントや中庸熱セメント又は低熱ポルトランドセメントを使用することが望ましい。シリカフュームをプレミックスしたセメントはシリカフュームの分散性がよく、優れた流動性と超高強度とが得られるため、さらに望ましい。
【００１３】
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、高炉スラグ、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般にシリカフュームやシリカダストではその平均粒径が１．０μｍ以下であり、粉砕等をする必要が無く、本発明のポゾラン質微粉末として好適である。ポゾラン質微粉末を配合することにより、そのマイクロフィラー効果およびボールベアリング効果によりモルタルが緻密化し、圧縮強度が向上する。シリカフュームの配合量は、効果とコストとを考慮して、セメント１００質量部に対し５〜２０質量部が望ましい。５質量部を下廻るとモルタルの緻密化が十分でなく圧縮強度向上効果も乏しい。一方２０質量部を越えると効果が飽和すると共にコストアップを招来するので２０質量部以下とするのがよい。
【００１４】
また、本発明においては、材料コストを考慮して、粒径５ｍｍ以下の一般コンクリート用の細骨材を用いる。粒径２ｍｍ以上の細骨材があることによりモルタルの粘性が低減し、充填性が向上するという効果もある。細骨材としては川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂またはこれらの混合物を使用することができる。細骨材の混合量は、モルタルの作業性や材料分離抵抗性、硬化後の強度や収縮低減効果の観点から、セメント１００質量部に対し、５０〜１５０質量部が好ましい。
【００１５】
細骨材に含まれる微粉分（１５０μｍ以下）が少ない場合、モルタルの材料分離や強度低下を起こすことがあるので、微粉分が少ない場合には、細骨材の一部を不活性な微粉末例えば、粉末度がセメントと同程度の石灰石微粉末（例えば、平均粒径１５μｍ程度のもの）で置換し、微粉分を補うと良好な材料分離抵抗性と高い圧縮強度が得られる。不活性な粉末を添加することによって、水和熱の抑制や温度ひび割れの防止にも効果がある。
【００１６】
短繊維補強材として、金属繊維、無機繊維及び有機繊維からなる群から選ばれた１又は２以上を用いる。これらを混入するとひび割れ抵抗性と靱性が向上する。添加量は、施工性、経済性を考慮して、モルタル全体に対して３ｖｏｌ％以下とするのが望ましい。
【００１７】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果が大きい高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水剤の配合量は、モルタルの流動性、材料分離抵抗性、凝結時間、硬化後の強度、さらにはコスト等に鑑み、セメント１００質量部に対し、０．１〜５．０質量部が望ましい。なお、減水剤は液状又は粉末状どちらでも使用可能である。また、強度を発現させるためにはモルタル中に過剰な空気が入ることは望ましくなく、消泡剤を混入することが望ましい。
【００１８】
収縮低減を目的として、石灰系またはカルシウムスルホアルミネート系の膨張剤や、アルミ粉などの発泡剤を添加しても良い。膨張剤はセメント１００質量部に対して３〜１５質量部、発泡剤はセメント１００質量部に対し、０．０００５〜０．００２５質量部とするのが好ましい。
【００１９】
本発明の超高強度高じん性モルタルの製造方法は、特に限定するものではなく、例えば次の（１）又は（２）の手段等を採用すればよい。
（１）全材料（水、混和剤、セメント、ポゾラン質微粉末、細骨材および短繊維補強材）を一度に練混ぜる。
（２）短繊維補強材以外の材料を練混ぜた後に、短繊維補強材を加え、再度練混ぜる。短繊維補強材はアジテータ車に添加しても良い。
【００２０】
練混ぜに用いるミキサは、通常のモルタルやコンクリートの練混ぜに用いられるものであれば、いずれのタイプでもよく、例えば、ホバートミキサ、ハンドミキサ、強制練りパン型ミキサ、強制練り水平二軸ミキサ等が用いられる。短繊維補強材の練混ぜにはアジテータ車を使用することもできる。
【００２１】
本発明において、モルタルの養生方法は特に限定するものではなく、常温養生、蒸気養生、加熱養生、断熱養生等を行えばよい。ただし、早期に強度を発現させ、初期ひび割れを防止又は低減させる目的で、蒸気養生、加熱養生、断熱養生などの促進養生を行うことが望ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例により本発明を説明する。
【００２３】
１）使用材料
実施例の使用材料及び配合は表１、２に示すとおりである。セメントは低熱ポルトランドセメントにシリカフュームがプレミックスされたシリカフュームセメントを用いた。細骨材は最大寸法５ｍｍの天然細骨材を用い、短繊維補強材として、径０．１６ｍｍ、長さ１３ｍｍ、引張強度２３４０ＭＰａの高張力スチールファイバーを用いた。また高性能ＡＥ減水剤としてポリカルボン酸系を用い、消泡剤としてマイクロエア４０４（ＮＭＢ社製）を用いた。これらを表２を示す示方配合で配合した。
【００２４】
２）練混ぜ方法
超高強度高じん性モルタルの練混ぜ方法を図１にフローチャートで示した。練混ぜには、通常のコンクリートミキサ（強制練り水平２軸ミキサ）を使用した。先ずセメント（Ｃ）と細骨材（Ｓ）を投入して６０秒間空練り（１１）し、水（Ｗ）投入（１２）の後、（Ｗ＋Ｃ＋Ｓ）の練混ぜ（１３）を９０秒行い、次いで短繊維補強材（ＳＦ）投入（１４）し、その後、（Ｗ＋Ｃ＋Ｓ＋ＳＦ）の練混ぜ（１５）を６０秒行った。
【００２５】
３）フレッシュ性状
実施例の超高強度高じん性モルタルのフレッシュ性状および硬化体性状をそれぞれ、表３および表４に示した。表４中に＊を付した養生方法は、最高温度（６０℃）を保持した日数を示すもので、前置き１日、温度上昇及び温度下降時間は含まないものである。蒸気養生したもの及び標準養生後長期経過後の圧縮強度はいずれも１５０ＭＰａを越えた強度を示し、曲げ強度も適正であった。また、蒸気養生後の長期乾燥収縮も１５０μｍと小さかった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
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【００２８】
【表３】
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【００２９】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例の超高強度高じん性材料の練混ぜ工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１１    空練り
１２    水投入
１３    練混ぜ
１４    短繊維投入
１５    練混ぜ
【図１】
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