JP4285675B2 - セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 - Google Patents
セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4285675B2 JP4285675B2 JP2000291893A JP2000291893A JP4285675B2 JP 4285675 B2 JP4285675 B2 JP 4285675B2 JP 2000291893 A JP2000291893 A JP 2000291893A JP 2000291893 A JP2000291893 A JP 2000291893A JP 4285675 B2 JP4285675 B2 JP 4285675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- hardened
- aggregate
- water
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントコンクリ−トあるいはセメントモルタル等（以下セメント硬化体という）の劣化要因を自ら阻止すると共に損傷に対し自ら治癒せしめる機能、即ち、自癒作用を有するセメント硬化体及びセメント硬化体用骨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固化したセメント硬化体をそのままにしておいたり、セメント硬化体に亀裂等の欠陥が生じたまま放置しておくとセメント硬化体の表面やこの亀裂より雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント硬化体内に浸透することでセメント硬化体が本来持っているアルカリ性が損なわれ、いわゆる中性化を起し、内部の鉄筋が錆びてしまいその結果、鉄筋が膨張しセメント硬化体を内部より破壊するといった不具合があった。この他、凍結融解、アルカリ骨材反応、化学的腐食等を引き起こしセメント硬化体の劣化を進めてしまうといった不具合もあった。
【０００３】
また雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント硬化体内に浸透するのを防止するため表面に樹脂系塗料を塗布していた。その他、セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤（以下、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤という）をセメント硬化体の表面や亀裂部に塗布し、すでに硬化したセメント硬化体内の水酸化カルシウムと反応させ水不溶性の緻密な結晶を亀裂内あるいはセメント硬化体内の微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等内に成長させ、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等の内部への雨水等の浸透を阻止する方法が特開平１−３２０２８４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報並びに特開平２−２２１５９号公報等に開示されているように公知になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記前者の樹脂系塗料を塗布する方法は、初期的には問題ないが、経年変化や外部損傷等により初期の効果を永続的に期待することは困難である。
一方、後者の特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を塗布する方法は、セメント硬化体の表面に塗布するにもかかわらず、表面に開口した亀裂のみならず表面よりかなり深部（３０〜５０ｃｍ）に存在する微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等へ析出する水酸化カルシウムと反応し、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等へ永続的に水不溶性の緻密な結晶を増殖させることが期待できる。しかし、亀裂の生じた後、その部位を探して個別に対応していたのでは膨大な工数がかかるうえ、的確な時期にこれを見つけ出すことができず重大な不具合に至ってしまう危険性があった。
また予防のためセメント硬化体の表面の全てに塗布することは効果が十分期待できるものの、経済的、納期的、立地条件等の面からその実現は極めて困難であった。
【０００５】
このため生コンクリ−ト、生モルタル等のセメントに直接、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を添加して混練することで、セメントが硬化した後、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等の内部に析出した水酸化カルシウムと反応し、水不溶性の緻密な結晶を成長させ、セメント硬化体内部への雨水等の浸透を阻止しようとする試みが成された。
【０００６】
しかし、この方法では特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤がセメントの水和反応を阻害し、かえってセメント硬化体の硬化強度を低下させてしまうといった大きな問題点があることが明らかとなった。
さらに前述のように、生コンクリ−ト、生モルタル等のセメントに直接、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を添加して混練すると粘性が増大し、混練に使用した大型ミキサ−の清掃作業が著しく困難になってしまう問題も生じた。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、上記のような特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を、セメントの水和反応を阻害することなく内部に存在せしめた自癒作用のあるセメント硬化体及びこれに使用するセメント硬化体用骨材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明におけるセメント硬化体用骨材は、（イ）微細シリカと、水ガラスと、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及びシリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物と、を含む、若しくは（ロ）複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含む、若しくは（ハ）フマル酸やマレイン酸などの不飽和２価カルボン酸と、マグネシアと、を含む、セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする。
また、本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤と、ポルトランドセメントとを多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加して得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１１】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１２】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１３】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂とファイバ−を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１４】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記担体が、空孔径０．０１〜３ｍｍ、空孔率５〜６０Ｖｏｌ％、圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ２以上の多孔質体であることを特徴とする。
【００１５】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記硬化体が、押圧固化された後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする。
【００１６】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記硬化体が、吐出用ノズルにより押出し成形された連続体を切断し固化体とした後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする。
【００１７】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、セメントコンクリ−トに使用されるものであって、粒径が０．５〜４５ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、セメントモルタルに使用されるものであって、粒径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記押圧固化が、面圧５０ｋｇ／ｃｍ２以上あるいは線圧２００ｋｇ／ｃｍ以上の圧力で成されることを特徴とする。
【００２０】
また上記の目的を達成するために本発明におけるセメント硬化体は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材を含むことを特徴とする。
【００２１】
【作用】
本発明は上記のような解決手段を採用することにより、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を骨材内部に混入させ、該骨材とセメントとを混練するようにしたから、混練する際、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤の外部に接する面積（表面積）が極めて少なくなった。そのため、短時間で進行するセメントの水和反応を阻害することはなくなった。一方、長時間をかけて効果を徐々に、かつ永続的に発揮するセメント硬化体に対する自癒作用については、非粉体状をした表面積の小さい骨材内の特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤からある種の自癒作用物質が徐々に放出されて、主としてセメント成分の硬化後析出する水酸化カルシウムと永続的に反応するため初期の目的（水和反応の阻害、大型ミキサ−の汚染等を回避してセメント硬化体に自癒作用をもたせる）は達成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明で述べる「特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤」とは特開平１−３２０２８４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報並びに特開平２−２２１５９号公報等に開示されている即ち、必須要件として、（イ）微細シリカと、水ガラスと、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及びシリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物と、を含み、若しくは（ロ）複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含み、若しくは（ハ）フマル酸やマレイン酸などの不飽和２価カルボン酸と、マグネシアと、を含み、（イ）〜（ハ）のいずれかに必要に応じて普通ポルトランドセメントを含有するものである。そしてこれらの組成物は、セメント硬化体の防水剤・止水剤・劣化抑止剤として広く一般に市販されている物を適宜選定して使用することができる。
【００２３】
なお以下の実施例においてはフマル酸、微細オリビンサンド（ケイ酸マグネシウム鉱物）、ポゾラン（微細シリカ）、普通ポルトランドセメントを含むものを試料１とし、ポゾラン（微細シリカ）、水ガラス、マグネシア、ケイ弗化物、普通ポルトランドセメントを含むものを試料２として使用した。
【００２４】
本発明で述べる担体とは、表面からその内部に連通する空隙や空孔を有し、その空隙や空孔内に物質を担う事のできる固体をいう。また担荷とは担体に物質を担わせる事をいう。多孔質体よりなる担体としては、砂等の耐熱性のある粒子状無機物にホウロウ等のガラス質をバインダ−として加え、これを焼成することで得られる多孔質体や連泡性スポンジの表面にセラミックをコ−ティングした後、これを焼成して得られるスケルトン状物の他、砂等の粒子状無機物やフェノ−ル樹脂等の粒子状有機物に対しエポシキ樹脂あるいは不飽和ポリエステル樹脂をバインダ−として加え、これを硬化させることで得られる多孔質体等、水に対し容易に溶解しない多孔質体であればいずれも使用することが可能である。
【００２５】
なおファイバ−を加える理由は、セメント硬化体用骨材の強度を高めるためである。生コンクリ−ト等へ本発明によるセメント硬化体用骨材を加えて混練したり、打設時にポンプ輸送した際、本発明によるセメント硬化体用骨材の崩壊を防止するうえで重要である。さらに本発明によるセメント硬化体用骨材自体の強度を高めることで硬化したセメント硬化体の強度を維持するためにも重要である。
【００２６】
そして、ここで使用するファイバ−としては、ステンレス鋼、鉄等の材料を特殊な切削技術を用いて非直線状に作成した金属繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の合成樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を挙げることができる。
さらに、これらの繊維は、本発明によるセメント硬化体用骨材中にファイバ−ボ−ルができないように十分に分散し存在することが骨材補強の目的からして重要であり、粉体状の材料混合時予めファイバ−を十分に分散させた後、水を加え混練するのが適切である。
【００２７】
【実施例１】
３号相当（粒径１０００μｍ程度）のケイ砂１００部に対し、融点６５０℃のホウロウ３０部を加え混合した。この混合物１００部に対し１次バインダ−として硬化剤を含み焼成過程で蒸発する成分を含むエチルシリケ−ト加水分解物を２５部加え十分撹拌・混合した。
この混合物を成形しφ２０ｍｍ×長さ２０ｍｍの１次成形体を得た。この１次成形体を６００〜７００℃で５時間焼成し、２次成形体を得た。
ケイ砂粒子間で空孔を形成すると共に焼成することによりエチルシリケ−ト加水分解物中の蒸発成分が蒸発して空孔を生じる。
この２次成形体の物性は、空孔径０．５〜１．５ｍｍ、空孔率約３５Ｖｏｌ％、圧縮強度３００〜３５０ｋｇ／ｃｍ２であった。
上記２次成形体へ、水６０部に対し前記試料１を１００部分散・懸濁したスラリ−を含浸せしめた。
常温・大気中にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気で２７日間養生し試験用粗骨材１を得た。
【００２８】
次に試験用粗骨材１を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐（岐阜県土岐市）産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材１を１５０個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材１を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材１のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００２９】
試験の結果、前者の透水係数が２．１×１０−１０ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材１を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材１の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
前記試験用粗骨材１を使用した場合２８７ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材１を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材１を用いた場合には、試験用粗骨材１を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３０】
【実施例２】
土岐産の山砂を３部、試料１を１部、水を１部加えて十分混練し、試験用粗骨材２を作成するための混合材を調製した。
この粗骨材用混合材を用いφ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍ程度の試験用粗骨材２を作成した。
試験用粗骨材２は、常温にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気にて２７日間養生した。
ここで山砂（砂）を添加する目的は、試験用粗骨材２を加圧（後述の実施例４に示す加圧方法）することなしに作成するに当たり、試験用粗骨材２の強度を得るのに必要なためであるが、必ずしも不可欠なものではない。
【００３１】
次にこの試験用粗骨材２を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材２を１００個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材２を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材２のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００３２】
試験の結果、前者の透水係数が８．５×１０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材２を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材２の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。試験用粗骨材２を使用した場合２９７ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材２を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００３３】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材２を用いた場合には、試験用粗骨材２を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３４】
【実施例３】
ケイ砂を３部、試料２を１部、水を１部加えて十分混練し、試験用細骨材３を作成するための混合材を調製した。
この細骨材用混合材を用い粒径１．５〜２．５ｍｍ程度の試験用細骨材３を作成した。
試験用細骨材３は、常温にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気にて２７日間養生した。
【００３５】
次にこの試験用細骨材３を用いて自癒作用のあるセメントモルタルを作成する方法を説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）並びに水とを混合し生モルタルを調製した。なお本生モルタルの配合割合は、普通ポルトランドセメント１部、細骨材３部、水０．６部である。
その後、得られた生モルタル１ｋｇに対し試験用細骨材３を０．００４ｋｇを加え再度混練した。
このようにして得られた試験用細骨材３を含む生モルタルを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用細骨材３のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００３６】
試験の結果、前者の透水係数が３．５×１０−１２ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用細骨材３を使用しなかった後者の透水係数は５．９×１０−１１ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用細骨材３の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
試験用細骨材３を使用した場合２５３ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用細骨材３を使用しなかった比較例では２３０ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００３７】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材３を用いた場合には、試験用粗骨材３を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３８】
【実施例４】
試料１を１００部に対し水を５部加え十分撹拌して湿態状の試料を調製した。新東工業（株）製ブリケッティングマシン（型式：ＢＧＳ２５）を用い約１８ｍｍ×１３ｍｍの大きさの圧粉体を成形した。なお、この際の線圧は概ね１０００ｋｇ／ｃｍであった。この圧粉体を常温・１００％の湿度雰囲気にて２８日間養生し試験用粗骨材４を得た。圧粉成形した直後の成形体の圧壊強度は３ｋｇ程度しかなく、骨材として使用し得る限界であったが、２８日間養生し圧粉体中の普通ポルトランドセメントの水和反応を進行させることにより圧壊強度は２０ｋｇ程度となり、骨材として十分使用に耐えうるものとなった。
【００３９】
次にこの試験用粗骨材４を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材４を１００個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材４を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材４のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００４０】
試験の結果、前者の透水係数が５．８×１０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材４を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材４の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
試験用粗骨材４を使用した場合２９１ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材４を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００４１】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材４を用いた場合には、試験用粗骨材４を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００４２】
【実施例５】
前記実施例２で作成したのと同様にして圧縮用試験片を作成した。
加圧を行い、クラックの生じた時（破壊にいたる直前）の圧力Ｆ１を読み取り直ちに加圧を解除した。そのままの状態を保持しつつ、常温・１００％の湿度雰囲気にて２８日間放置した。その後、再び加圧し最高圧力Ｆ２を読み取った。
Ｆ１と比べＦ２が大きくなっていれば２８日間放置した間に自癒作用が働いたものと考えられる。
圧縮試験を行った結果、試験用粗骨材２を使用しなかった試験片はＦ２／Ｆ１＝０．９〜１．０であったのに対し、試験用粗骨材２を使用した試験片はＦ２／Ｆ１＝１．２〜１．４も有り２８日間放置した間に自癒作用が強く働いたものと考えられる。
【００４３】
本発明において、担体の空孔径を０．０１〜３ｍｍとしたのは、これより細い空孔内へは、ある種の自癒作用物質を徐々に放出する特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が極めて侵入しにくく、本発明の効果が期待できなくなるためであり、その上限を３ｍｍとしたのは、これ以上の大きさの連続した空孔径となると担体の強度が極端に低下し、本発明による骨材を生コンクリ−ト又は生モルタルと混練する際、該骨材が崩壊してしまう危険が有るためである。
また空孔率を５〜６０Ｖｏｌ％としたのは、これより空孔率が低いと前記自癒作用物質が担荷される量が少なすぎ、自癒作用が期待できないためであり、これより空孔率が高いと担体の強度が保てなくなり、前記と同様の欠点が生じるためである。
さらに圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ２以上としたのは、これより強度が低いと前記同様、生コンクリ−ト又は生モルタルと混練する際、骨材が崩壊してしまう危険が有るためである。また、この骨材を加えたセメント硬化体の強度を維持するためにも前記圧縮強度は３０ｋｇ／ｃｍ２以上必要である。
【００４４】
本発明において押圧固化時の押圧力を、面圧の場合５０ｋｇ／ｃｍ２以上、線圧の場合２００ｋｇ／ｃｍ以上としたのは、これ以下の押圧力では後工程（押圧固化した後、ポルトランドセメントの水和反応により完全に硬化するまでの間）での取り扱い時に押圧固化体が崩壊してしまう危険性が大きく、製品の歩留まりが極端に悪くなるためである。
【００４５】
また押圧固化した後、水和反応を行わせるようにしたのも、本発明による骨材が生コンクリ−ト又は生モルタルとの混練時に崩壊しない強度を得るためである。
【００４６】
なお上記実施例においてはブリケッティングマシンにより圧粉成形し、得られた固化体を養生することで水和反応を進行させ硬化するようにしているが、固化体を得るにあたっては、打錠機（圧縮造粒機）を用い錠剤のように成形することも可能であるし、土練機等の吐出ノズルより連続して押出した棒状体を適当な長さに切断して得ることも可能である。これらは、いずれの方法であっても本発明による骨材を極めて早く生産できる利点がある。
【００４７】
本発明において、セメントコンクリ−トに使用される骨材の粒径を０．５〜４５ｍｍとしたのは、これ以下の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以下の大きさの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な量、生コンクリ−トへ添加すると初期の問題点であったセメント硬化体の強度低下並びに生コンクリ−トの粘度増大による大型ミキサ−の清掃困難が生じてしまうためである。また、これ以上の大きさの骨材にすると、混練時や打設時、骨材の分離を生じやすくなり、さらには打設時にポンプ輸送することが困難になったり、型枠内に入りにくくなったりするので利用範囲が限定されてしまうためである。
そして、好ましくは粒径２〜２５ｍｍの骨材を使用するのが望ましい。
【００４８】
本発明においてセメントモルタルに使用される骨材の粒径を０．５〜５ｍｍとしたのは、これ以下の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以下の大きさの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な量、生モルタルへ添加すると初期の問題点であったセメント硬化体の強度低下並びに生モルタルの粘度増大によるミキサ−の清掃困難が生じてしまうためである。また、これ以上の大きさの骨材にすると、生モルタルを施工する際、滑らかな仕上げが困難となってしまうためである。
そして、好ましくは粒径１〜３ｍｍの骨材を使用するのが望ましい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、自癒作用のある特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体を骨材として含むセメント硬化体にしたから、セメントの水和反応を阻害することなしにセメント硬化体へ自癒作用を付与することができる等種々の効果がある。
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントコンクリ−トあるいはセメントモルタル等（以下セメント硬化体という）の劣化要因を自ら阻止すると共に損傷に対し自ら治癒せしめる機能、即ち、自癒作用を有するセメント硬化体及びセメント硬化体用骨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固化したセメント硬化体をそのままにしておいたり、セメント硬化体に亀裂等の欠陥が生じたまま放置しておくとセメント硬化体の表面やこの亀裂より雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント硬化体内に浸透することでセメント硬化体が本来持っているアルカリ性が損なわれ、いわゆる中性化を起し、内部の鉄筋が錆びてしまいその結果、鉄筋が膨張しセメント硬化体を内部より破壊するといった不具合があった。この他、凍結融解、アルカリ骨材反応、化学的腐食等を引き起こしセメント硬化体の劣化を進めてしまうといった不具合もあった。
【０００３】
また雨水、二酸化炭素、塩分等がセメント硬化体内に浸透するのを防止するため表面に樹脂系塗料を塗布していた。その他、セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤（以下、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤という）をセメント硬化体の表面や亀裂部に塗布し、すでに硬化したセメント硬化体内の水酸化カルシウムと反応させ水不溶性の緻密な結晶を亀裂内あるいはセメント硬化体内の微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等内に成長させ、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等の内部への雨水等の浸透を阻止する方法が特開平１−３２０２８４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報並びに特開平２−２２１５９号公報等に開示されているように公知になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記前者の樹脂系塗料を塗布する方法は、初期的には問題ないが、経年変化や外部損傷等により初期の効果を永続的に期待することは困難である。
一方、後者の特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を塗布する方法は、セメント硬化体の表面に塗布するにもかかわらず、表面に開口した亀裂のみならず表面よりかなり深部（３０〜５０ｃｍ）に存在する微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等へ析出する水酸化カルシウムと反応し、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等へ永続的に水不溶性の緻密な結晶を増殖させることが期待できる。しかし、亀裂の生じた後、その部位を探して個別に対応していたのでは膨大な工数がかかるうえ、的確な時期にこれを見つけ出すことができず重大な不具合に至ってしまう危険性があった。
また予防のためセメント硬化体の表面の全てに塗布することは効果が十分期待できるものの、経済的、納期的、立地条件等の面からその実現は極めて困難であった。
【０００５】
このため生コンクリ−ト、生モルタル等のセメントに直接、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を添加して混練することで、セメントが硬化した後、亀裂や微細な空隙、クラック、セメントゲル空孔等の内部に析出した水酸化カルシウムと反応し、水不溶性の緻密な結晶を成長させ、セメント硬化体内部への雨水等の浸透を阻止しようとする試みが成された。
【０００６】
しかし、この方法では特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤がセメントの水和反応を阻害し、かえってセメント硬化体の硬化強度を低下させてしまうといった大きな問題点があることが明らかとなった。
さらに前述のように、生コンクリ−ト、生モルタル等のセメントに直接、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を添加して混練すると粘性が増大し、混練に使用した大型ミキサ−の清掃作業が著しく困難になってしまう問題も生じた。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、上記のような特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を、セメントの水和反応を阻害することなく内部に存在せしめた自癒作用のあるセメント硬化体及びこれに使用するセメント硬化体用骨材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明におけるセメント硬化体用骨材は、（イ）微細シリカと、水ガラスと、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及びシリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物と、を含む、若しくは（ロ）複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含む、若しくは（ハ）フマル酸やマレイン酸などの不飽和２価カルボン酸と、マグネシアと、を含む、セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする。
また、本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤と、ポルトランドセメントとを多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加して得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１１】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１２】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１３】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂とファイバ−を加えて得られた硬化体であることを特徴とする。
【００１４】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記担体が、空孔径０．０１〜３ｍｍ、空孔率５〜６０Ｖｏｌ％、圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ２以上の多孔質体であることを特徴とする。
【００１５】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記硬化体が、押圧固化された後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする。
【００１６】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記硬化体が、吐出用ノズルにより押出し成形された連続体を切断し固化体とした後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする。
【００１７】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、セメントコンクリ−トに使用されるものであって、粒径が０．５〜４５ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、セメントモルタルに使用されるものであって、粒径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
加えて本発明におけるセメント硬化体用骨材は、前記押圧固化が、面圧５０ｋｇ／ｃｍ２以上あるいは線圧２００ｋｇ／ｃｍ以上の圧力で成されることを特徴とする。
【００２０】
また上記の目的を達成するために本発明におけるセメント硬化体は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材を含むことを特徴とする。
【００２１】
【作用】
本発明は上記のような解決手段を採用することにより、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を骨材内部に混入させ、該骨材とセメントとを混練するようにしたから、混練する際、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤の外部に接する面積（表面積）が極めて少なくなった。そのため、短時間で進行するセメントの水和反応を阻害することはなくなった。一方、長時間をかけて効果を徐々に、かつ永続的に発揮するセメント硬化体に対する自癒作用については、非粉体状をした表面積の小さい骨材内の特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤からある種の自癒作用物質が徐々に放出されて、主としてセメント成分の硬化後析出する水酸化カルシウムと永続的に反応するため初期の目的（水和反応の阻害、大型ミキサ−の汚染等を回避してセメント硬化体に自癒作用をもたせる）は達成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明で述べる「特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤」とは特開平１−３２０２８４号公報、特開昭６３−１８２２４５号公報並びに特開平２−２２１５９号公報等に開示されている即ち、必須要件として、（イ）微細シリカと、水ガラスと、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及びシリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物と、を含み、若しくは（ロ）複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含み、若しくは（ハ）フマル酸やマレイン酸などの不飽和２価カルボン酸と、マグネシアと、を含み、（イ）〜（ハ）のいずれかに必要に応じて普通ポルトランドセメントを含有するものである。そしてこれらの組成物は、セメント硬化体の防水剤・止水剤・劣化抑止剤として広く一般に市販されている物を適宜選定して使用することができる。
【００２３】
なお以下の実施例においてはフマル酸、微細オリビンサンド（ケイ酸マグネシウム鉱物）、ポゾラン（微細シリカ）、普通ポルトランドセメントを含むものを試料１とし、ポゾラン（微細シリカ）、水ガラス、マグネシア、ケイ弗化物、普通ポルトランドセメントを含むものを試料２として使用した。
【００２４】
本発明で述べる担体とは、表面からその内部に連通する空隙や空孔を有し、その空隙や空孔内に物質を担う事のできる固体をいう。また担荷とは担体に物質を担わせる事をいう。多孔質体よりなる担体としては、砂等の耐熱性のある粒子状無機物にホウロウ等のガラス質をバインダ−として加え、これを焼成することで得られる多孔質体や連泡性スポンジの表面にセラミックをコ−ティングした後、これを焼成して得られるスケルトン状物の他、砂等の粒子状無機物やフェノ−ル樹脂等の粒子状有機物に対しエポシキ樹脂あるいは不飽和ポリエステル樹脂をバインダ−として加え、これを硬化させることで得られる多孔質体等、水に対し容易に溶解しない多孔質体であればいずれも使用することが可能である。
【００２５】
なおファイバ−を加える理由は、セメント硬化体用骨材の強度を高めるためである。生コンクリ−ト等へ本発明によるセメント硬化体用骨材を加えて混練したり、打設時にポンプ輸送した際、本発明によるセメント硬化体用骨材の崩壊を防止するうえで重要である。さらに本発明によるセメント硬化体用骨材自体の強度を高めることで硬化したセメント硬化体の強度を維持するためにも重要である。
【００２６】
そして、ここで使用するファイバ−としては、ステンレス鋼、鉄等の材料を特殊な切削技術を用いて非直線状に作成した金属繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の合成樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を挙げることができる。
さらに、これらの繊維は、本発明によるセメント硬化体用骨材中にファイバ−ボ−ルができないように十分に分散し存在することが骨材補強の目的からして重要であり、粉体状の材料混合時予めファイバ−を十分に分散させた後、水を加え混練するのが適切である。
【００２７】
【実施例１】
３号相当（粒径１０００μｍ程度）のケイ砂１００部に対し、融点６５０℃のホウロウ３０部を加え混合した。この混合物１００部に対し１次バインダ−として硬化剤を含み焼成過程で蒸発する成分を含むエチルシリケ−ト加水分解物を２５部加え十分撹拌・混合した。
この混合物を成形しφ２０ｍｍ×長さ２０ｍｍの１次成形体を得た。この１次成形体を６００〜７００℃で５時間焼成し、２次成形体を得た。
ケイ砂粒子間で空孔を形成すると共に焼成することによりエチルシリケ−ト加水分解物中の蒸発成分が蒸発して空孔を生じる。
この２次成形体の物性は、空孔径０．５〜１．５ｍｍ、空孔率約３５Ｖｏｌ％、圧縮強度３００〜３５０ｋｇ／ｃｍ２であった。
上記２次成形体へ、水６０部に対し前記試料１を１００部分散・懸濁したスラリ−を含浸せしめた。
常温・大気中にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気で２７日間養生し試験用粗骨材１を得た。
【００２８】
次に試験用粗骨材１を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐（岐阜県土岐市）産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材１を１５０個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材１を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材１のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００２９】
試験の結果、前者の透水係数が２．１×１０−１０ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材１を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材１の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
前記試験用粗骨材１を使用した場合２８７ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材１を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材１を用いた場合には、試験用粗骨材１を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３０】
【実施例２】
土岐産の山砂を３部、試料１を１部、水を１部加えて十分混練し、試験用粗骨材２を作成するための混合材を調製した。
この粗骨材用混合材を用いφ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍ程度の試験用粗骨材２を作成した。
試験用粗骨材２は、常温にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気にて２７日間養生した。
ここで山砂（砂）を添加する目的は、試験用粗骨材２を加圧（後述の実施例４に示す加圧方法）することなしに作成するに当たり、試験用粗骨材２の強度を得るのに必要なためであるが、必ずしも不可欠なものではない。
【００３１】
次にこの試験用粗骨材２を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材２を１００個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材２を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材２のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００３２】
試験の結果、前者の透水係数が８．５×１０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材２を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材２の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。試験用粗骨材２を使用した場合２９７ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材２を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００３３】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材２を用いた場合には、試験用粗骨材２を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３４】
【実施例３】
ケイ砂を３部、試料２を１部、水を１部加えて十分混練し、試験用細骨材３を作成するための混合材を調製した。
この細骨材用混合材を用い粒径１．５〜２．５ｍｍ程度の試験用細骨材３を作成した。
試験用細骨材３は、常温にて１日間放置した後、常温・１００％の湿度雰囲気にて２７日間養生した。
【００３５】
次にこの試験用細骨材３を用いて自癒作用のあるセメントモルタルを作成する方法を説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）並びに水とを混合し生モルタルを調製した。なお本生モルタルの配合割合は、普通ポルトランドセメント１部、細骨材３部、水０．６部である。
その後、得られた生モルタル１ｋｇに対し試験用細骨材３を０．００４ｋｇを加え再度混練した。
このようにして得られた試験用細骨材３を含む生モルタルを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用細骨材３のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００３６】
試験の結果、前者の透水係数が３．５×１０−１２ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用細骨材３を使用しなかった後者の透水係数は５．９×１０−１１ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用細骨材３の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
試験用細骨材３を使用した場合２５３ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用細骨材３を使用しなかった比較例では２３０ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００３７】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材３を用いた場合には、試験用粗骨材３を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００３８】
【実施例４】
試料１を１００部に対し水を５部加え十分撹拌して湿態状の試料を調製した。新東工業（株）製ブリケッティングマシン（型式：ＢＧＳ２５）を用い約１８ｍｍ×１３ｍｍの大きさの圧粉体を成形した。なお、この際の線圧は概ね１０００ｋｇ／ｃｍであった。この圧粉体を常温・１００％の湿度雰囲気にて２８日間養生し試験用粗骨材４を得た。圧粉成形した直後の成形体の圧壊強度は３ｋｇ程度しかなく、骨材として使用し得る限界であったが、２８日間養生し圧粉体中の普通ポルトランドセメントの水和反応を進行させることにより圧壊強度は２０ｋｇ程度となり、骨材として十分使用に耐えうるものとなった。
【００３９】
次にこの試験用粗骨材４を用いて自癒作用のあるセメントコンクリ−トを作成する方法について説明する。
普通ポルトランドセメント、細骨材として土岐産山砂（粒の大きさ５ｍｍ）、粗骨材として土岐産砂利（粒の大きさ５〜２５ｍｍ）、混和剤としてＡＥ減水剤、並びに水とを混合し生コンクリ−トを調製した。なお本生コンクリ−トの配合割合は、水１５６ｋｇ／ｍ３、普通ポルトランドセメント２７４ｋｇ／ｍ３、細骨材７９１ｋｇ／ｍ３、粗骨材１０５２ｋｇ／ｍ３、混和剤０．５４８ｋｇ／ｍ３である。
その後、得られた生コンクリ−ト１ｍ３に対し試験用粗骨材４を１００個加え再度混練した。このようにして得られた試験用粗骨材４を含む生コンクリ−トを用い試験片を作成し、常温・１００％の湿度雰囲気で２８日間養生した後、円形の試料を切り出し、透水試験（アウトプット法）を行った。比較のため試験用粗骨材４のみを使用せず同様の試験片を作成し試験を行った。
【００４０】
試験の結果、前者の透水係数が５．８×１０−１１ｃｍ／ｓであったのに対し、試験用粗骨材４を使用しなかった後者の透水係数は１．９８×１０−９ｃｍ／ｓもあり、明らかに試験用粗骨材４の効果が認められた。
またφ１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行った。
試験用粗骨材４を使用した場合２９１ｋｇ／ｃｍ２であったのに対し、試験用粗骨材４を使用しなかった比較例では２４５ｋｇ／ｃｍ２であり、特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を本発明による形態で加えても強度の低下は認められず、かえって強度の増加が認められた。
【００４１】
これらの効果を検証するため透水試験に用いた試験片と圧縮試験に用いた試験片の破面を電子顕微鏡で精査したところ、共に、試験用粗骨材４を用いた場合には、試験用粗骨材４を用いなかった場合に空隙として認められた部分に、緻密な結晶が密に存在しているのが認められた。即ち、透水試験を行った後でも水に溶解せず残存している緻密な結晶がこれらの効果に寄与していることが分かる。
【００４２】
【実施例５】
前記実施例２で作成したのと同様にして圧縮用試験片を作成した。
加圧を行い、クラックの生じた時（破壊にいたる直前）の圧力Ｆ１を読み取り直ちに加圧を解除した。そのままの状態を保持しつつ、常温・１００％の湿度雰囲気にて２８日間放置した。その後、再び加圧し最高圧力Ｆ２を読み取った。
Ｆ１と比べＦ２が大きくなっていれば２８日間放置した間に自癒作用が働いたものと考えられる。
圧縮試験を行った結果、試験用粗骨材２を使用しなかった試験片はＦ２／Ｆ１＝０．９〜１．０であったのに対し、試験用粗骨材２を使用した試験片はＦ２／Ｆ１＝１．２〜１．４も有り２８日間放置した間に自癒作用が強く働いたものと考えられる。
【００４３】
本発明において、担体の空孔径を０．０１〜３ｍｍとしたのは、これより細い空孔内へは、ある種の自癒作用物質を徐々に放出する特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が極めて侵入しにくく、本発明の効果が期待できなくなるためであり、その上限を３ｍｍとしたのは、これ以上の大きさの連続した空孔径となると担体の強度が極端に低下し、本発明による骨材を生コンクリ−ト又は生モルタルと混練する際、該骨材が崩壊してしまう危険が有るためである。
また空孔率を５〜６０Ｖｏｌ％としたのは、これより空孔率が低いと前記自癒作用物質が担荷される量が少なすぎ、自癒作用が期待できないためであり、これより空孔率が高いと担体の強度が保てなくなり、前記と同様の欠点が生じるためである。
さらに圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ２以上としたのは、これより強度が低いと前記同様、生コンクリ−ト又は生モルタルと混練する際、骨材が崩壊してしまう危険が有るためである。また、この骨材を加えたセメント硬化体の強度を維持するためにも前記圧縮強度は３０ｋｇ／ｃｍ２以上必要である。
【００４４】
本発明において押圧固化時の押圧力を、面圧の場合５０ｋｇ／ｃｍ２以上、線圧の場合２００ｋｇ／ｃｍ以上としたのは、これ以下の押圧力では後工程（押圧固化した後、ポルトランドセメントの水和反応により完全に硬化するまでの間）での取り扱い時に押圧固化体が崩壊してしまう危険性が大きく、製品の歩留まりが極端に悪くなるためである。
【００４５】
また押圧固化した後、水和反応を行わせるようにしたのも、本発明による骨材が生コンクリ−ト又は生モルタルとの混練時に崩壊しない強度を得るためである。
【００４６】
なお上記実施例においてはブリケッティングマシンにより圧粉成形し、得られた固化体を養生することで水和反応を進行させ硬化するようにしているが、固化体を得るにあたっては、打錠機（圧縮造粒機）を用い錠剤のように成形することも可能であるし、土練機等の吐出ノズルより連続して押出した棒状体を適当な長さに切断して得ることも可能である。これらは、いずれの方法であっても本発明による骨材を極めて早く生産できる利点がある。
【００４７】
本発明において、セメントコンクリ−トに使用される骨材の粒径を０．５〜４５ｍｍとしたのは、これ以下の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以下の大きさの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な量、生コンクリ−トへ添加すると初期の問題点であったセメント硬化体の強度低下並びに生コンクリ−トの粘度増大による大型ミキサ−の清掃困難が生じてしまうためである。また、これ以上の大きさの骨材にすると、混練時や打設時、骨材の分離を生じやすくなり、さらには打設時にポンプ輸送することが困難になったり、型枠内に入りにくくなったりするので利用範囲が限定されてしまうためである。
そして、好ましくは粒径２〜２５ｍｍの骨材を使用するのが望ましい。
【００４８】
本発明においてセメントモルタルに使用される骨材の粒径を０．５〜５ｍｍとしたのは、これ以下の骨材を作成するのが困難であるうえ、これ以下の大きさの骨材を、自癒作用を発揮させるのに十分な量、生モルタルへ添加すると初期の問題点であったセメント硬化体の強度低下並びに生モルタルの粘度増大によるミキサ−の清掃困難が生じてしまうためである。また、これ以上の大きさの骨材にすると、生モルタルを施工する際、滑らかな仕上げが困難となってしまうためである。
そして、好ましくは粒径１〜３ｍｍの骨材を使用するのが望ましい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、自癒作用のある特殊な反応性薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体を骨材として含むセメント硬化体にしたから、セメントの水和反応を阻害することなしにセメント硬化体へ自癒作用を付与することができる等種々の効果がある。
Claims (15)
- （イ）微細シリカと、水ガラスと、ケイ弗化マグネシウム又は／及び、マグネシア及びシリカを含んだケイ弗化物、を含有する水溶性弗化物と、を含む、若しくは（ロ）複数のカルボキシル基を持つ有機酸又はその塩と、マグネシウムケイ酸塩を含む鉱物と、を含む、若しくは（ハ）フマル酸やマレイン酸の不飽和２価カルボン酸と、マグネシアと、を含む、セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤が混入された硬化体であることを特徴とするセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤を多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤と、ポルトランドセメントとを多孔質体より成る担体に担荷させたことを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加して得られた硬化体であることを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水を加えて得られた硬化体であることを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂を加えて得られた硬化体であることを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記セメント硬化体中の水酸化カルシウムと反応して水不溶性物を生成する薬剤を含む防水剤・止水剤・劣化抑止剤に、ポルトランドセメントを追加し、これに水と砂とファイバ−を加えて得られた硬化体であることを特徴とする請求項１記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記担体が、空孔径０．０１〜３ｍｍ、空孔率５〜６０Ｖｏｌ％、圧縮強度３０ｋｇ／ｃｍ２以上の多孔質体であることを特徴とする請求項２または３記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記硬化体が、押圧固化された後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする請求項１、４、５、６、７のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記硬化体が、吐出用ノズルにより押出し成形された連続体を切断し固化体とした後、ポルトランドセメントの水和反応により硬化したものであることを特徴とする請求項１、４、５、６、７のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記硬化体が、錠剤形状のものまたは棒状体の固化体を使用したものであることを特徴とする請求項１、４、５、６、８、９、１０のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材。
- セメントコンクリ−トに使用されるものであって、粒径が０．５〜４５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材。
- セメントモルタルに使用されるものであって、粒径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材。
- 前記押圧固化が、面圧５０ｋｇ／ｃｍ２以上あるいは線圧２００ｋｇ／ｃｍ以上の圧力で成されることを特徴とする請求項９記載のセメント硬化体用骨材。
- 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のセメント硬化体用骨材を含むことを特徴とするセメント硬化体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000291893A JP4285675B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000291893A JP4285675B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097045A JP2002097045A (ja) | 2002-04-02 |
| JP2002097045A5 JP2002097045A5 (ja) | 2006-04-13 |
| JP4285675B2 true JP4285675B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=18774912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000291893A Expired - Lifetime JP4285675B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4285675B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011057520A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | セメント混和材及びその製造方法、並びに該混和材を含むセメント組成物、モルタル及びコンクリート |
| JP5541776B2 (ja) * | 2009-12-16 | 2014-07-09 | 電気化学工業株式会社 | 自己治癒性セメント混和材及びセメント組成物 |
| JP5404496B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-01-29 | 鹿島建設株式会社 | スマートマテリアル化人工軽量骨材及びその製造法並びにコンクリート混練物 |
| JP2021147312A (ja) | 2020-03-17 | 2021-09-27 | 青木あすなろ建設株式会社 | セメント組成物及びその硬化物 |
| US20230146623A1 (en) | 2020-03-17 | 2023-05-11 | Dow Toray Co., Ltd. | Precast concrete molded body |
-
2000
- 2000-09-26 JP JP2000291893A patent/JP4285675B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002097045A (ja) | 2002-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100894934B1 (ko) | 미세하게 미립으로 덮힌 표면의 미립자 | |
| US11597685B2 (en) | Method for making carbonated precast concrete products with enhanced durability | |
| JPS60176978A (ja) | 高強度セメント製品の製法 | |
| JP2001302324A (ja) | 可塑性注入材 | |
| JP4285675B2 (ja) | セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 | |
| JP2009084092A (ja) | モルタル質修復材 | |
| CA2663806C (en) | The manufacturing method of construction materials using waterworks sludge | |
| CA3130238A1 (en) | Method for making carbonated precast concrete products with enhanced durability | |
| CN111548109A (zh) | 一种天然水镁石纤维改性石灰-偏高岭土复合砂浆的制备方法 | |
| JP2003095715A (ja) | セメント硬化体用骨材及びセメント硬化体 | |
| JP6764702B2 (ja) | 水硬性組成物 | |
| JP2009083413A (ja) | 気泡コンクリートの製造方法 | |
| JP2003171161A (ja) | 耐熱・高強度コンクリート及びその製造方法 | |
| JP3290171B2 (ja) | ポーラスコンクリートの製造方法 | |
| JPH0699170B2 (ja) | 耐火被覆材 | |
| JP3183429B2 (ja) | 自己充填用コンクリートの製造方法 | |
| KR101509668B1 (ko) | 황토블록 및 그 제조방법 | |
| JPH1045457A (ja) | 無収縮硬化性組成物及びその硬化物 | |
| JP3025401B2 (ja) | 水和硬化体の製造法 | |
| JP7569039B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP3026406B2 (ja) | 自己平滑性セメントモルタル組成物の製造方法および施工方法 | |
| JP2005187222A (ja) | 軽量気泡コンクリートの製造方法 | |
| JP2002012465A (ja) | 押出成形体及びその製造方法 | |
| JP2004010397A (ja) | ポーラスコンクリート用混和剤 | |
| JPH11314977A (ja) | 軽量コンクリート組成物及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20001023 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060215 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090206 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090319 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090319 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |