(57)【要約】【課題】  圧縮強度がポルトランドセメントのコンクリートに比べ大巾に高く、しかも固化した固化体の表面に白華がほとんどないセメント系固化材を提供する。【解決手段】  アルミナセメント１００重量部に対し、マイクロシリカを３．５〜４．３重量部及びジルコニアを１．２〜１．５重量部の割合で混合したセメント系固化材にある。この成分配合比率が異なる９種類のセメント系固化材１００重量部に対し、砂３００重量部及び水を５０重量部混入して混練して供試体を作製し、その白華の目視評価したらほとんど白華が認められなかった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメント１００重部に対し、マイクロシリカを３．５〜４．３重量部と、ジルコニアを１．２〜１．５重量部の割合で混入したことを特徴とする白華しにくいセメント系固化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築又は土木の構造体の躯体、壁体、基礎及びコンクリートブロック製品に使用されて、表面に白華をほとんど生起させず、しかも高い強度を保有できるセメント系固化材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポルトランドセメントを主体とするセメント固化材は、コンクリート建造物の躯体又は壁材、基礎材あるいは地中改良材・コンクリート製品として、広く建築又は土木建造物に使用されている。
【０００３】
しかしながら、従来のポルトランドセメントを主成分としたセメントに、所要の砂又は骨材と所要の水比の水を混練した製造されたコンクリート固化体又はモルタル固化体は固化するにつれ、その表面に白い液体を浸出し、粉状の白華を表面に付着させる。
【０００４】
白華現象について説明すると、セメント（主成分：酸化カルシウム（ＣａＯ））は水和反応の過程で水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を生成する。この水酸化カルシウムがセメントモルタル中に余分に存在している水分もしくは内部に侵入した水分によって溶解され、表面に移動したときに大気中の二酸化炭素ＣＯ２と反応して白色の結晶（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３））を形成する。この結晶が生成され表面に沈着したものを白華という。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３
【０００５】
このように従来のポルトランドセメントを主成分とするセメント系固化材では、固化したコンクリート体、モルタル表面には粉状の白華を生じるため、セメント肌のままで使用すると人の肌又は着物に粉が付着して、肌や着物を汚すものとなっていた。又美観上に問題があった。更に、この白華のあるコンクリート体、モルタル体の表面にペイント又は仕上げ材の塗布を行うと、これらペイントや塗布層がこの白華によって剥離し易くなるという欠点がある。
【０００６】
本出願人は、アルミナセメントを主成分にし、これにマイクロシリカとジルコニアを副成分として混合したセメント系固化材を所要の凹凸模様の型枠内に加圧充填することで、外形上の型枠模様の倣性が良好で、しかも高い強度のものができるとして特許出願し、その技術は特許文献１の如く公開されている。しかし、まだこの固化物表面は転写模様が強く出ていて白華しないという現象の知見はなされていなかった。
【０００７】
更に、緑化又は雑草抑制等の目的の為に、アルミナセメントとマイクロシリカとジルコニアのセメント系固化材に竹炭・木炭の炭片をセメント中に多量に混入しても、上記３成分が炭片を強く連結して多量の炭片をコンクリート体内に封入できることで、通水性があって緑化又は逆に雑草防止に使用できる技術が本出願人によって開示され、その技術は特許文献２，３で知られている。
しかし、これらの固化体が白華しないことを目的とするものでなく、又その機能について知見されていなかった。
【０００８】
更に、アルミナセメントとマイクロシリカとジルコニアに珪砂又はゼオライトを混入させて、調湿性・空気清浄力があって、六価クロムの溶出も少ないという技術も本出願人により開発され、その技術は特許文献４に開示されている。
いずれの特許文献２，３，４も、混入する炭片・珪砂・ゼオライトの特性を最大限に発揮させることを目的とし、これら炭・珪素が固化材表面に露出して固化材表面の特性が強く出させる技術である。この技術でも白華させない機能の知見はなされなかった。
本出願人は、上記のセメント系固化材の更なる研究によって、その固化体の表面に特定の成分配合で白華がきわめて少なくなる現象を発見した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３４５７０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２１０９号公報
【特許文献３】特開２００７−２９０４５号公報
【特許文献４】特開２００４−２０３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、セメント系固化材にあって、白華をほとんど生起させず固化材表面をそのまま固化生地のまま使用でき、又この表面にペイント又は仕上げ層を塗布しても剥離しにくいという高強度のセメント系固化材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  アルミナセメント１００重部に対し、マイクロシリカを３．５〜４．３重量部と、ジルコニアを１．２〜１．５重量部の割合で混入したことを特徴とする白華しにくいセメント系固化材
にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アルミナセメント１００重量部に対するマイクロシリアの混入する重量部と、ジルコニアの混入する重量部との割合を種々かえた混合割合が違う９混合例のセメント系固化材に同じ所定重量比の砂と水とを混練して小型のパネル枠に充填し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍで厚み１０ｍｍのパネル製品（試料品）を作製し、直ちに湿空養生して材齢７日まで静置したパネル製品を用いて、そのパネル表面の白華状態をコンクリート技術者の目視による評価を行った結果、マイクロシリカを３．５〜４．３重量部の範囲で且つジルコニアを１．２〜１．５重量部の割合で混入したセメント系固化材を使用したものの評価は、
レベル１：白華は見られない／レベル２：白華が少し見られる／レベル３：白華が見られる／レベル４：白華が強く見られる／レベル５：白華がかなり強く見られる、の５段階評価で、１の評価「白華は見られない。」が５６％で、１〜２の平均評価値の評価「白華が少し見られる。」の評価が４５％であり、３〜５の評価したものはなかった。
これから、上記範囲の混合比率の本発明のセメント系固化材はほとんど白華がないといえるものであった。
【００１３】
又、本発明の「マイクロシリカが３．９重量部でジルコニアが１．３７重量部」の白華しにくいセメント系固化材と、従来のポルトランドセメントのセメント系固化材を上記と同じ型枠を使用して製作したパネル製品（供試体）をＸ線回折試験した結果、本発明の固化体のパネル製品（供試体）のＸ線回折の炭酸カルシウムの強度は「３３４」に対し、上記の従来のポルトランドセメントのパネル製品（供試体）のＸ線回折の炭酸カルシウムの強度は「１２，８１４」であって、白華量は従来のポルトランドセメントのセメント系固化材に比べ、大巾に本発明白華量は低減していることが定量的に分った。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の９個の供試体のパネル製品のマイクロシリカとジルコニアの混合比率と、Ｘ線回折試験の供試体のパネル製品のマイクロシリカとジルコニアの混合比率と、これらの白華の目視評価価値を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施例のＸ線回折した供試体のＸ線回折結果を示すＸ線回折図である。
【図３】図３は、従来のポルトランドセメントを用いたモルタルの供試体のＸ線回折結果を示すＸ線回折図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明で、白華を強く抑えるにはジルコニアの混合比率（アルミナセメント１００重量部に対する重量割合）を「１．５」の値より低くすること及びマイクロシリカの混合比率を３．５１〜４．２９にすることがよい。
【００１６】
本発明のセメント系固化材の使用方法は、ポルトランドセメントと略同様である。本発明のセメント系固化材に所要量の砂及び所要セメント水比の水とを混練して、型枠又は空所に流し込んで養生して固化させる。必要ならば、粗骨材・鉄筋・補強材を混入することも可能で、その目的・機能に応じて適切なものが使用される。
あるいは、従来のポルトランドセメントの躯体の表面にのみ本発明の白華しにくいセメント系固化材を使用した固化表面層としての使用でもよい。
【実施例】
【００１７】
本発明のマイクロシリカの混合比率と、ジルコニアの混合比率との白華に対する影響を調べるため、アルミナセメント１００重量部に対しマイクロシリカの重量割合を「３．５１」，「３．９」，「４．２９」で、ジルコニアの重量割合を「１．２６」，「１．４」，「１．５４」のものの比率の混合割合の組み合せの９点の混合比率のセメント系固化材を作製し、この９点の各セメント系固化材に対し、砂を３００重量部混入し、水を５０重量部の割合で混入して混練し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍで厚み１０ｍｍの型枠内に塗付（充填）後直ちに湿空養生室（温度２０℃，湿度８０％以上）に入れて材齢７日まで静置して、混合割合が異なる１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１０ｍｍのパネル製品（供試体）を９個製作した。
又、同じ行程でＸ線回折用供試体として、アルミナセメント１００重量部に対しマイクロシリカ３．９重量部とジルコニア１．３７重量部の混合割合のセメント系固化材を作製し、このセメント系固化材の１００重量部に対し前記同様に３００重量部の砂と５０重量部の水とを混入して混練して固化体の供試体を作製した。このＸ線回折用供試体は図１の黒丸「・」でその配合位置を示している。
【００１８】
この９個のパネル製品（供試体）をコンクリート技術者５人（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）で下記表１の「１〜５」のレベルの目視評価基準で白華評価を評価した。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
この５人の９個のパネル製品（供試体）の評価は、下記表２に示す値であった。５人の評価者の評価値の平均値の小数点１位の数値の四捨五入した整数値を、図１に成分混合比率の９供試体番号の近くにその整数値を記入している。この表２及び図１から分るように９点の供試体の白華の視覚による評価は、「１」の「白華は見られない。」が多く、残りは「２」の「白華が少し見られる。」というものであり、３〜５のレベルの「白華が見られる。」の目視評価はなかった。これから、白華の目視評価はほとんど白華がみとめられない、きわめて良い評価であった。
【００２１】
上記図１からマイクロシリカとジルコニアの混合割合とその白華状態との間には特性の連続性があると判断されるので、評価値「１」の周辺は「１」か「２」の評価と推定でき、又評価値「２」の周辺は「２」に近い値と判断されるので、５段階評価のうち「１」及び「２」の評価で評価が「２」以上の良いレベルは白華がほとんどないという評価ができ、よって本発明では評価「２」，「１」となる範囲の混入割合範囲として、マイクロシリカの混合範囲を「３．５〜４．３重量部」とし、ジルコニアの混合割合範囲として「１．２〜１．５重量部」とした。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
上記の供試体５番に近いＸ線回折用の供試体（パネル製品）を作製した。そのマイクロシリカの混合割合は、アルミナセメント１００重量部に対して３．９重量部で、ジルコニアは１．３７重量部である。そのＸ線回折結果は、図２に示すように白華成分の炭酸カルシウムの強さのピーク値は「３３４」を示している。
一方、従来のポルトランドセメントのモルタルで作製した同じ寸法のパネル製品（供試体）のＸ線回折の炭酸カルシウムの強さのピーク値は図３に示すように「１２，８１４」値であった。上記本発明の供試体は炭酸カルシウム（白華）が大巾に低い値であることが定量的に証明できた。
このように、上記の人による白華の目視評価はＸ線回折から裏付けられた。
【００２４】
次に、本発明のセメント系固化材の品質試験として、曲げ強さ試験（最大荷重（ｋＮ）と曲げ強さ（Ｎ／ｍｍ２））の曲げ強さ試験を行った。又、圧縮強さ試験（最大荷重に対する圧縮強さ）を行った。
この供試体は、アルミナセメント１００重量部に対してマイクロシリカを３．９重量部、ジルコニア１．３７重量部を混入したセメント系固化材を使用した。
このセメント系固化材に砂と所要の量の水とで混練して、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの３本の供試体を作製して、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１の試験方法によって、曲げと圧縮の試験を行った。その結果、曲げ試験結果と圧縮強さ試験結果を表４に示している。表３は、その試験報告書である。表３，４中の「ユメハナ」は、上記供試体に使用した上記本発明のセメント系固化材の本出願人の商標名である。一方の試験対照のモルタルの供試体は、ポルトランドセメント１００重量部に砂３００重量部と水を所要量混入し混練したモルタルであり、同モルタルの固化体を対照の供試体とした。
【００２５】
【表３】
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【００２６】
【表４】
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【００２７】
表４から分るように、本発明の供試体の平均の曲げ強さは９．０Ｎ／ｍｍ２で、一方従来のポルトランドセメントのモルタルの供試体の平均の曲げ強さは８．２Ｎ／ｍｍ２に比べ、本発明の方がやや高い値を示している。
次に、圧縮強さは本発明の供試体の平均圧縮強さＮ／ｍｍ２は「９６．１」の値である。一方、従来のポルトランドセメントのモルタルの平均の圧縮強さは「５０．８」の値であり、本発明の方が１．８９倍高い値を示している。
【００２８】
以上の様に、本発明のセメント系固化材による固化体の表面にはほとんど白華が発生がみとめられず、又その圧縮強度は１．８倍の値を示し、きわめて高い圧縮強度を有している。
従って、コンクリート建造物ではそのコンクリート肌のままで使用できるし、その上にペイント又は仕上層を塗布しても白華によって剥離することが少ない。更に、コンクリート建造物としてきわめて高い圧縮強度を有するので、コンクリート厚みを薄くして強固な高い構造体を可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、高層のコンクリート構造物を可能とし、又コンクリート表面生地にペイント等を塗布して、長い年数剥離なくできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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