(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントに少なくともシリカフュームを配合したセメント混合物において、カルシウムイオンと錯体を形成するアミノトリメチレンホスホン酸を、セメント量に対して、その０．４〜５．０ｗｔ％を有し、セメント量に対し少なくとも５wt％以上のシリカフュームを有し、水結合材比３０wt％以下の混練水が添加され、JIS：R５２０１のモルタルフロー試験（但し、テーブル落下は行わない）において、混練開始より、1時間経過後までの流動性が２７１ｍｍを越えることを特徴とするセメント混合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性に優れたフレッシュセメントが得られ、かつ高強度のコンクリートやモルタルを得ることができるセメント混合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高強度のコンクリートを得るためには、高性能ＡＥ減水剤などを用いて混練水量を減じ、水結合材比をできるだけ小さくすることが効果的である。しかし、水結合材比を小さくすると混練物の流動性が低下し、施工面で問題が起こる。そこで、これを解決する手段として、シリカフュームを添加することが一般に行われている。シリカフュームは平均粒径がサブミクロンの球形微粒子で、混練物中のセメントの粒子間に入り、そのボールベアリング効果(マイクロフィラー効果)によって流動性が向上すると云われている。
【０００３】
また、シリカフュームなどの鉱物質微粉末をセメントに添加すると、この粉末がセメント粒子の連鎖(フロック)の間に入り込み、セメント粒子を分散させるので水和し易い状態となり(セメント分散効果)、コンクリート強度を増大させる効果がある。このため、従来、圧縮強度８０MPa程度の高強度コンクリートにおいては、シリカフュームを混和材として用い、高性能ＡＥ減水剤を併用することにより、コンクリート強度を高めると共にフレッシュセメントの流動性を改善することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシリカフュームを混合したものも通常のコンクリートに比較すると、まだ粘性が高く流動性が低いため施工性に劣る。また、シリカフュームが水に分散した場合、多価金属イオンが存在すると、シリカフューム表面のζ電位が低下し、凝集して粘性が高くなる性質がある。一方、セメント混合物の混練水中には、セメント成分から溶出することに由来する多量のカルシウムイオンが存在しており、これがシリカフュームに作用して粘性を上げる原因になっている。このため、セメントにシリカフュームを添加しボールベアリング効果によって流動性を高めようとしても限界があり、流動性の良いセメント混合物を得るのが難しい。
【０００５】
本発明は、シリカフュームを含むセメント混合物において、従来の上記問題を解決したものであり、粘性が低くて流動性に優れたフレッシュセメントを得ることができ、かつコンクリート強度の高いセメント混合物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は以下の構成によって上記課題を解決したセメント混合物に関するものである。
（１）  セメントに少なくともシリカフュームを配合したセメント混合物において、カルシウムイオンを捕捉する物質を添加したことを特徴とするセメント混合物。
（２）  カルシウムイオンを捕捉する物質がアミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、クエン酸の１種または２種以上である上記(1)のセメント混合物。
（３）セメント重量に対し少なくとも５wt％以上のシリカフュームおよび０.２〜５wt％のカルシウムイオン捕捉物質を含有し、水結合材比３０wt％以下の混練水が添加される上記(1)または(2)のセメント混合物。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に即して具体的に説明する。
本発明は、セメントに少なくともシリカフュームを配合したセメント混合物において、カルシウムイオンを捕捉する物質を添加したことを特徴とするものである。
【０００８】
このカルシウムイオン捕捉物質は、例えば、カルシウムイオンと錯体を形成する化合物であり、各種のキレート剤を用いることができる。具体的には、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、クエン酸の１種または２種以上が挙げられる。セメント混合物に混練水を加えて水和反応を進行させ、コンクリートないしモルタルとする際に、カルシウムイオン捕捉物質はセメントスラリー中でカルシウムイオンと錯体を形成し、カルシウムイオンを水中に捕捉する。なお、カルシウムイオンと反応して沈殿物を生じるものは、沈殿化したカルシウムイオンを補うようにセメントから新たにカルシウムイオンが溶出するため、これを添加しても効果が乏しい。
【０００９】
カルシウムイオン捕捉物質の添加量はその種類に応じて定めれば良い。一般的にはセメント量に対して概ねその０.２〜５wt％であれば良い。添加量が少ないと所定の効果が得られず、一方、この添加量が多すぎるとセメントの凝結遅延が著しくなるので適当ではない。具体的には、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸では、セメント量に対して、その０.４〜５.０wt％程度が適当である。
【００１０】
本発明のセメント混合物における水結合材比、即ち、セメントとシリカフュームの合計量に対する混練水量Ｗ/(Ｐ＋Ｃ)は３０wt％以下が好ましい。３０wt％以上の水量では流動性を高めるためにカルシウムイオンを捕捉する添加剤を加える必要が乏しい。なお、水量が多いものは高強度のコンクリートが得られない。
【００１１】
なお、カルシウムイオン捕捉物質を添加すると、セメントの凝結が遅延されるが、シリカフュームを含む超高強度のコンクリートは主にコンクリート製品に用いられ、型枠に流し込み蒸気養生により水和を促して製造されるので、脱型が可能な程度まで凝結が進めばよく、この程度の凝結遅延は問題とならない。
【００１２】
【実施例】
以下に、実験例によって本発明を具体的に示す。なお、以下は例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１３】
(１)試験方法：本発明のセメント混合物を用いたモルタル(実験例：配合Ｂ,Ｃ,Ｄ)と、従来のセメント混合物を用いたモルタル(実験例、配合Ａ)とを製造し、その流動性を評価した。
(２)使用材料：原料として次表１に示す材料を使用した。
(３)モルタルの配合：次表２に示す配合とした、ここで、Ｗは水量、Ｃはセメント量、Ｐはシリカフューム量、Ｓは細骨材量である。
(４)混練方法：モルタルミキサ(丸東製作所製品)用い、５分間混練した。
【００１４】
0004132368.tif 000002
0004132368.tif 000003
【００１５】
0004132368.tif 000004
0004132368.tif 000005
【００１６】
(５)流動性の評価方法：流動性の評価は、JISフローコーン(JIS：R5201)にモルタルを詰め、コーンを引き上げたとき(テーブルの落下は行わない)の最終の最大径とその直角方向の怪を測定し、その平均値(単位mm)で表わした。測定は、混練開始より、７分後、１５分後、３０分後、１時間後の計４回行った。
(６)圧縮強度の評価方法：混練後のモルタルを型枠(φ50×100mm)に流し込み、テーブルバイブレータ上で締め固めた。２４時間後に脱型し、８０℃、湿度９５％で４８時間の蒸気養生を行った。試験前に載荷面を研磨し、規格(JIS A1108)に従って圧縮強度を測定した。
(７)試験結果：流動性と圧縮強度の測定結果を表３に示した。この結果に示すように、本発明の実験例(B,C,D)は何れも実験例Aを上回る流動性を示し、強度への影響も少ない。
【００１７】
表３
0004132368.tif 000006
【００１８】
以上の試験以外に、水結合材比３０wt％以上で同様の試験を行ったが、高性能ＡＥ減水剤のみで十分な流動性が得られたので、添加剤(カルシウムイオン捕捉物質)を加える必要はなかった。また、シリカフュームの添加量が５wt％以下のセメント混合物についても上記と同様の試験を行ったが、添加剤を加えても十分な流動性が得られなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセメント混合物は、セメント成分からの溶出に由来する多量のカルシウムイオンを捕捉する物質を含有するので、フレッシュセメントにおいて、シリカフュームの凝集に起因する粘性の増加が効果的に抑制され、従って、従来にない高い流動性を得ることができる。また、モルタルないしコンクリートの強度も高く維持できる。