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技術 セメント成形体の養生方法

出願人 新日鐵住金株式会社日鉄ケミカル&マテリアル株式会社
発明者 平戸靖浩山田寛次
出願日 1994年4月21日 (25年10ヶ月経過) 出願番号 1994-105922
公開日 1995年11月7日 (24年4ヶ月経過) 公開番号 1995-291765
状態 未査定
技術分野 後処理、加工、供給、排出、その他の装置 セメント、コンクリート、人造石、その養正 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 強度向上率 最低強度 未水和セメント 樹脂補強 後養生 同一配合 たわみ性 加圧水蒸気
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年11月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

従来使用していた材料・成形方法等を変えることなく、経済的にセメント硬化体機械系強度を著しく向上させ得る、セメント成形体養生方法を提供する。

構成

オートクレーブ養生を終えたセメント成形体を、空気中で、60〜120℃の温度で60〜200時間、後養生する。

効果

オートクレーブ養生だけのセメント成形体よりも機械的強度に優れた、セメント成形体の製造が可能となる。

概要

背景

セメント材料における強度の向上は、あらゆる方向から取り組まれており、数々の論文等が出されている。これらを大きく分けると、材料・製造方法・養生方法の3つに分けられる。

材料に関しては、反応性の早い材料として粉末度の高いシリカヒューム微粉末スラグを使用する方法や、繊維強度を利用した繊維補強樹脂混入した樹脂補強などが知られている。製造方法では、プレス成形押出成形などでセメント硬化体をより緻密な状態にし、強度の向上を計る方法が知られている。

養生方法では、一般的に、水中養生気中養生蒸気養生などが知られているが、丸山武彦らの「シリカヒュームコンクリートの諸物性に関する実験的研究」(コンクリート工学年次論文報告集12巻第1号pp.105〜110)に見られるように、養生方法にオートクレーブ養生を用いることで、早期に水和反応を終了させ、強度を発揮させる方法が知られ、早期的に強度向上に関与する養生方法として、オートクレーブ養生が広く用いられている。しかし、材料や製造方法から強度向上を図る方法に比べ、養生方法に関する研究は、オートクレーブ養生以外にはあまり研究が進められていないが、いくつかの報告がある。例えば、特開平3−33079号公報には、オートクレーブ養生後の水中養生により、強度、たわみ性を向上させることが、特開平5−24952号公報には、オートクレーブ養生後に、CO2ガス雰囲気中で養生することにより強度を向上させることが記載されている。その他、軽量コンクリートに関しては特公昭48−37965号公報に見られるように、オートクレーブ養生後、加圧水蒸気中で再水蒸気養生を行うことで試験体の亀裂を抑制し、強度を向上させる方法が知られている。

概要

従来使用していた材料・成形方法等を変えることなく、経済的にセメント硬化体の機械系強度を著しく向上させ得る、セメント成形体の養生方法を提供する。

オートクレーブ養生を終えたセメント成形体を、空気中で、60〜120℃の温度で60〜200時間、後養生する。

オートクレーブ養生だけのセメント成形体よりも機械的強度に優れた、セメント成形体の製造が可能となる。

目的

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来使用していた材料・成形方法等を変えることなく、経済的にセメント硬化体の機械的強度を著しく向上させる養生方法を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
7件
牽制数
1件

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請求項1

オートクレーブ養生を終えたセメント成形体を、空気中で、60〜120℃の温度で60〜200時間、後養生することを特徴とするセメント成形体の養生方法

請求項2

セメント成形体が繊維強化セメント成形体である請求項1記載のセメント成形体の養生方法。

技術分野

0001

本発明は、オートクレーブ養生後後養生を行うことで、機械的強度を向上させ得る、コンクリート成形体養生方法に関するものである。

背景技術

0002

セメント材料における強度の向上は、あらゆる方向から取り組まれており、数々の論文等が出されている。これらを大きく分けると、材料・製造方法・養生方法の3つに分けられる。

0003

材料に関しては、反応性の早い材料として粉末度の高いシリカヒューム微粉末スラグを使用する方法や、繊維強度を利用した繊維補強樹脂混入した樹脂補強などが知られている。製造方法では、プレス成形押出成形などでセメント硬化体をより緻密な状態にし、強度の向上を計る方法が知られている。

0004

養生方法では、一般的に、水中養生気中養生蒸気養生などが知られているが、丸山武彦らの「シリカヒュームコンクリートの諸物性に関する実験的研究」(コンクリート工学年次論文報告集12巻第1号pp.105〜110)に見られるように、養生方法にオートクレーブ養生を用いることで、早期に水和反応を終了させ、強度を発揮させる方法が知られ、早期的に強度向上に関与する養生方法として、オートクレーブ養生が広く用いられている。しかし、材料や製造方法から強度向上を図る方法に比べ、養生方法に関する研究は、オートクレーブ養生以外にはあまり研究が進められていないが、いくつかの報告がある。例えば、特開平3−33079号公報には、オートクレーブ養生後の水中養生により、強度、たわみ性を向上させることが、特開平5−24952号公報には、オートクレーブ養生後に、CO2ガス雰囲気中で養生することにより強度を向上させることが記載されている。その他、軽量コンクリートに関しては特公昭48−37965号公報に見られるように、オートクレーブ養生後、加圧水蒸気中で再水蒸気養生を行うことで試験体の亀裂を抑制し、強度を向上させる方法が知られている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、特開平3−33079号の方法は、乾式法成形体を作成することが第一条件であるため特殊な成形体のみしか強度向上効果が得られず、一般的に普及している湿式法成形するものについては効果がない。また、特開平5−24952号の方法は、CO2ガス密室で5日間流し続けるため、設備やCO2 ガス等へのコストがかかりすぎる。特公昭48−3796号の方法は、ALC等の発泡コンクリートのようにマトリックス強度が弱いものについては、急激に炭酸化する際にマトリックス中に亀裂が入り強度が低下するため、再水蒸気養生により亀裂を抑制し強度を向上することができるが、通常の流し込み・プレス押出等で成形した物のように、マトリックス強度の強いものにはあまり効果を発揮しない。

0006

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来使用していた材料・成形方法等を変えることなく、経済的にセメント硬化体の機械的強度を著しく向上させる養生方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、オートクレーブ養生を終えたセメント成形体を、空気中で、60〜120℃の温度を60〜200時間与えることからなる後養生を行うことを特徴とするものである。本発明は、オートクレーブ養生後に、上記後養生を行うことで、セメント硬化体の機械的強度を向上させるものであるが、特に、セメント成形体が繊維強化セメント成形体の場合、この養生による強度向上の効果が大きい。

0008

セメントの成形体のオートクレーブ養生は、公知の方法を採用できるが、例えば130〜180℃の温度、2.5〜11kg/cm2 の圧力で、3〜12時間オートクレーブ養生する。オートクレーブ養生後、空気中で、60〜120℃の温度で、好ましくは90〜115℃の温度で、60〜200時間、好ましくは100〜180時間、後養生する。ここで、空気中ではなく、水蒸気飽和した雰囲気中で後養生を行うと、前記の問題が生じる。また、60℃未満では硬化体の強度向上に時間がかかり過ぎることと、強度向上の効果が減少するため好ましくなく、120℃を越える高温で長時間熱を加えると、セメント硬化体が熱による劣化を受け、機械的強度が低下するため好ましくない。60時間未満では強度向上にほとんど効果がなく、200時間を越えても強度向上の効果は飽和するため、経済的でない。

0009

本発明に用いるセメント成形体は、通常のセメントと珪石等の細骨材からなるモルタル等であり、これに繊維分押出助剤等の混和材を加えたものでもよい。但し、発泡コンクリートのような、比重1.0に満たない物は除く。また、珪石等の細骨材は10〜500μm程度の粉末であることが好ましい。

0010

後養生に用いる装置は、温度制御ができ、セメント硬化体中の水分を取り除く乾燥状態となるものであればよく、一般に用いられている乾燥器等でよい。また、湿度は5%以下に制御することがよい。

0011

後養生を行うことで、セメント硬化体は乾燥収縮し、より緻密なものとなる。さらに、繊維強化セメント成形体においては、セメント硬化体の乾燥収縮により、マトリックスと繊維との空隙部を埋め、補強に用いている繊維分との付着性を向上させるため、繊維の強度を十分に発揮でき、機械的強度が向上する。また、オートクレーブ養生後に残った未水和セメント分の水和も進行するため、セメント硬化体としての機械的強度向上は著しいものである。

0012

特に、押出成形などでよく用いられているパルプ繊維等を用いた場合、セメント硬化体の吸水率が高く、完全に乾燥させなければ強度が低いため、この後養生を行うことで、セメント硬化体の機械的強度向上は著しいものとなる。

0013

なお、繊維強化セメント成形体に用いる補強繊維はパルプ繊維の他に、炭素繊維ガラス繊維セラミック繊維等の無機繊維レーヨンビニロンポリプロピレン等の有機繊維などが挙げられる。これらの補強繊維は、単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。総粉体100重量部に対し、パルプ繊維0.1〜3.0重量部、その他の繊維を0.1〜5.0重量部配合することが、繊維強化セメント成形体の場合には、繊維の分散性・強度から最も好ましい。上記のような養生を行うことで、オートクレーブ養生のみのを行ったものよりも、はるかに高い機械的強度を有するセメント硬化体が得られる。

0014

以下、実施例および比較例に基づき本発明を更に詳細に説明する。

0015

表1に示す配合1〜3は、セメント、10〜200μmに粉砕した珪石の粉体合計量を100重量部(水、繊維分、混和材は除く)としたときの、全体配合を示している。ここで表1に示す有機繊維分は、パルプ繊維とポリプロピレン繊維を2:1の割合で混合して用いた。これらの配合を、ミキサーで3分間乾式混練した後、3分間湿式混練し、混練機ニーダ)により3分間混練し、小型の押出成形機にて押出成形したものを試験体とした。次に、この試験体を20℃、湿度60%で24時間静置した後に、150℃で6時間オートクレーブ養生して硬化させた。尚、24時間静置したのは、成形体の運搬等の作業可能な最低強度を持たせるためである。

0016

ID=000003HE=065 WI=098 LX=0560 LY=1350
表1中、各成分の配合料は重量部である。

0017

実施例1〜3は上記の方法で硬化させた配合1〜3を110℃で168時間、実施例4、5は配合2を60℃、120℃で168時間、後養生したものである。比較例1〜3は配合1〜3を110℃で48時間、比較例4、5は配合2を40℃、140℃で168時間、後養生したものである。比較例6〜8は配合1〜3をオートクレーブ養生しただけの、後養生なしのものである。

0018

こうして得られた試験体を厚さ15mm、幅40mm、長さ200mmに切断し、図1に示す4点曲げ試験により、曲げ強度の測定を行った。結果を表2に示す。図2は実施例と比較例の曲げ強度の関係を示したものである。図2からわかるように、同一配合において、後養生を110℃で168時間行った実施例1〜3は、比較例1〜3、6〜8に比べ優れた強度を有することがわかる。後養生を110℃で48時間行った比較例1〜3は、比較例6〜8よりも若干の強度向上が見られるが、実施例の効果に比べると強度向上率は大幅に低下している。図2の実施例1、2が、実施例3の効果より大きいことから、この後養生による強度向上は、繊維で補強したものの方が大きいことがわかる。図3は、実施例2、4、5および比較例4、5の、後養生温度と、曲げ強度とをプロットしたものである。図3から後養生の温度を60〜120℃にしたときの強度の向上が、他のものに比べ優れていることがわかる。

0019

発明の効果

0020

以上のごとく、本発明によれば、オートクレーブ養生だけのセメント成形体よりも機械的強度に優れた、セメント成形体の製造を可能とした。

図面の簡単な説明

0021

図1曲げ試験方法の説明図である。
図2実施例1〜3および比較例1〜3、6〜8の曲げ強度を示した図である。
図3後養生温度と曲げ強度の関係を示した図である。

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