JP2003313064A

JP2003313064A - 表面被覆板

Info

Publication number: JP2003313064A
Application number: JP2002122880A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Hirayama; 達郎平山; Daisuke Mori; 大介森; Makoto Katagiri; 誠片桐
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】既存のコンクリート製品やコンクリート構造
物、金属製構造物などへの劣化要因物質（例えば、塩化
物イオン等）の遮断効果に優れ、機械的損傷等といった
欠陥が生じることがないセメント質の表面被覆板を提供
する。【解決手段】少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合
物の硬化体からなる表面被覆板。さらに、配合物に金属
繊維及び／又は有機質繊維、平均粒径3〜20μｍの無機
粉末、平均粒度1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を
含むことは、硬化体の曲げ強度や破壊強度、緻密性や靱
性等を高める観点から好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存のコンクリー
ト製品やコンクリート構造物、金属製構造物などの表面
を被覆するために用いるセメント質の表面被覆板に関
し、特に、既存のコンクリート製品やコンクリート構造
物、金属製構造物などへの劣化要因物質の遮断効果に優
れ、かつ、機械的損傷等といった欠陥が生じることがな
い表面被覆板に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート製品やコンクリート構造物
の塩害を抑制するため、従来より以下のような対策が講
じられている。ａ）コンクリート製品やコンクリート構造物の表面に、
塗料、防水材等の被覆材を施工し、塩分等を遮断する。ｂ）コンクリートのかぶり厚さを増すことによって、鉄
筋までの塩分等の侵入を送らせる。ｃ）コンクリート打設時の水／セメント比を小さくする
ことによって、コンクリートを密実にし、塩分等の侵入
を遅らせる。

【０００３】また、金属製構造物、例えば、杭桟橋、浮
体構造物、鋼矢板、鋼管杭、橋梁、橋脚等の防食工法と
しては、従来より以下のような方法が行われている。ｄ）金属製構造物の表面に、防錆塗料や一般の塗料を施
工し、塗膜を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンク
リート製品やコンクリート構造物の塩害を抑制するため
の上記ａ）〜ｃ）の方法では、以下のような問題があっ
た。即ちａ）の場合、塗料等を厚塗りできず形成される
塗膜の厚さが薄くなるため、施工不良によるピンホール
の発生や、塗膜のはがれや機械的損傷等といった塗膜の
欠陥を生じやすいという欠点がある。ｂ）とｃ）の方法
では、今後打設するコンクリートには有効な方法である
が、既設のコンクリート製品やコンクリート構造物には
適用することができないという欠点がある。また、金属
製構造物の防食工法である上記ｄ）の方法でも、以下の
ような問題があった。即ちｄ）の場合、塗料等を厚塗り
できず形成される塗膜の厚さが薄くなるため、施工不良
によるピンホールの発生や、塗膜のはがれや機械的損傷
等といった塗膜の欠陥を生じやすいという欠点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決し、既存のコンクリート製品やコンクリート構造
物、金属製構造物などへの劣化要因物質（例えば、塩化
物イオン等）を遮断することができる表面被覆板につい
て鋭意研究した結果、特定の材料を組み合わせたセメン
ト質の硬化体からなる表面被覆板であれば、該表面被覆
板自体に欠陥が生じることがなく、また、劣化要因物質
も遮断することができることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００６】即ち、本発明は、少なくとも、セメント、
ポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及
び水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とする表
面被覆板である（請求項１）。さらに、本発明において
は、配合物に、金属繊維及び／又は有機質繊維（請求項
２）、平均粒径3〜20μｍの無機粉末（請求項５）、平
均粒度1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子（請求項
６）を含むことが好ましいものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微
粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配
合物の硬化体からなる表面被覆板である。本発明におい
て、セメントの種類は限定するものではなく、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
シュセメント等の混合セメントを使用することができ
る。本発明において、硬化体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を使用すること
が好ましく、配合物の流動性を向上しようとする場合
は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセ
メントを使用することが好ましい。

【０００８】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、フライアッシュ、スラグ、火山灰、
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、その平均粒径は、1.0
μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明の
ポゾラン質微粉末として好適である。ポゾラン質微粉末
の配合量は、硬化体の強度発現性や緻密性から、セメン
ト100重量部に対して5〜50重量部が好ましい。ポゾラン
質微粉末が少ないと硬化体の強度発現性や緻密性が低下
し、劣化要因物質を遮断することが困難となるので好ま
しくない。ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位
水量が増大するのでやはり硬化体の強度発現性や緻密性
が低下し、劣化要因物質を遮断することが困難となるの
で好ましくない。

【０００９】本発明においては、粒径2mm以下の細骨材
が用いられる。ここで、本発明における細骨材の粒径と
は、85％重量累積粒径である。細骨材の粒径が2mmを超
えると、硬化体の緻密性が低下し、劣化要因物質を遮断
することが困難となるので好ましくない。なお、本発明
においては、硬化体の強度発現性や緻密性等から最大粒
径が2mm以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒
径が1.5mm以下の細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂又はこ
れらの混合物を使用することができる。細骨材の配合量
は、硬化体の緻密性や強度発現性、ひび割れ防止の観点
等から、セメント100重量部に対して50〜250重量部が好
ましく、80〜180重量部がより好ましい。

【００１０】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、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を
使用することができる。これらのうち、減水効果の大き
な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、セメント100重量部に対
して、固形分換算で0.1〜4.0重量部が好ましく、より好
ましくは固形分換算で0.3〜1.5重量部である。セメント
100重量部に対して、減水剤量（固形分換算）が0.1重量
部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流動
性が低く成形などの作業も困難となる。また、硬化体の
緻密性が低下し、劣化要因物質を遮断することが困難と
なるので好ましくない。セメント100重量部に対して、
減水剤量（固形分換算）が4.0重量部を超えると、硬化
体の緻密性や強度発現性が低下し、劣化要因物質を遮断
することが困難となるので好ましくない。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。

【００１１】水量は、セメント100重量部に対して10〜3
0重量部が好ましく、より好ましくは15〜25重量部であ
る。セメント100重量部に対して、水量が10重量部未満
では、混練が困難になるとともに、配合物の流動性が低
く成形などの作業も困難である。また、硬化体の緻密性
が低下し、劣化要因物質を遮断することが困難となるの
で好ましくない。セメント100重量部に対して、水量が3
0重量部を超えると、硬化体の緻密性や強度発現性が低
下し、劣化要因物質を遮断することが困難となるので好
ましくない。

【００１２】本発明においては、硬化体の曲げ強度や破
壊強度を大幅に高める観点から、前記配合物に金属繊維
及び／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。金属
繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられ
るが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや
入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維
は、長さが2mm以上で、長さ／直径比が20以上のものが
好ましく、長さ2〜30mmで、長さ／直径比が20〜200のも
のがより好ましい。長さが2mm未満では曲げ強度を向上
させる効果が低下するので好ましくない。長さが30mmを
超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくな
る。長さ／直径比が20未満では、同一配合量での本数が
少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下するので
好ましくない。長さ／直径比が200を越えると、繊維自
身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。
金属繊維の配合量は、配合物の体積の4％以下が好まし
く、より好ましくは3％以下である。金属繊維の配合量
が多くなると混練時の作業性等を確保するために単位水
量が増大して、硬化体の緻密性や強度発現性が低下し、
劣化要因物質を遮断することが困難となるので、金属繊
維の配合量は前記の量が好ましい。

【００１３】有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭
素繊維等が挙げられるが、中でもビニロン繊維及び／又
はポリプロピレン繊維は強度に優れており、またコスト
や入手のし易さの点からも好ましいものである。有機質
繊維は、長さが2mm以上で、長さ／直径比が20以上のも
のが好ましく、長さ2〜30mmで、長さ／直径比が20〜500
のものがより好ましい。長さが2mm未満では破壊強度を
向上させる効果が低下するので好ましくない。長さが30
mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすく
なる。長さ／直径比が20未満では、同一配合量での本数
が少なくなり、破壊強度を向上させる効果が低下するの
で好ましくない。長さ／直径比が500を越えると、繊維
自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくな
る。有機質繊維の配合量は、配合物の体積の10％未満が
好ましく、より好ましくは8％以下である。有機質繊維
の配合量が多くなると混練時の作業性等を確保するため
に単位水量が増大して、硬化体の緻密性や強度発現性が
低下し、劣化要因物質を遮断することが困難となるの
で、有機質繊維の配合量は前記の量が好ましい。なお、
本発明においては、金属繊維と有機質繊維を併用するこ
とは差し支えない。

【００１４】本発明においては、硬化体の緻密性を高め
て、劣化要因物質を遮断する効果を向上させる観点か
ら、配合物に、平均粒径3〜20μｍ、より好ましくは平
均粒径4〜10μｍの無機粉末を含ませることが好まし
い。無機粉末としては、石英粉末、石灰石粉末、炭化
物、窒化物等が挙げられるが、なかでも石英粉末は、コ
ストの点や硬化体の品質安定性の点から好ましいもので
ある。石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール
質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられ
る。無機粉末の配合量は、硬化体の強度発現性や緻密性
等から、セメント100重量部に対して50重量部以下が好
ましく、20〜35重量部がより好ましい。

【００１５】本発明においては、硬化体の靱性を高める
観点から、配合物に、平均粒度が1mm以下の繊維状粒子
又は薄片状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒
子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒
子ではその長さ）である。繊維状粒子としては、ウォラ
ストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子
としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキ
ュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、硬化体の強度発
現性、緻密性や靱性から、セメント100重量部に対して3
5重量部以下が好ましく、10〜25重量部がより好まし
い。なお、繊維状粒子においては、硬化体の靱性を高め
る観点から、長さ／直径の比で表される針状度が3以上
のものを用いるのが好ましい。

【００１６】本発明において、配合物の混練方法は、特
に限定するものではなく、例えば、１)水、減水剤以外
の材料を予め混合しておき（プレミックス）、該プレミ
ックス、水、減水剤をミキサに投入し、混練する。２)
水以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、ただ
し減水剤は粉末タイプのものを使用する）、該プレミッ
クス、水をミキサに投入し、混練する。３)各材料を、
それぞれ個別にミキサに投入し、混練する。などの方法
が挙げられる。

【００１７】混練に用いるミキサは、通常のコンクリー
トの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例え
ば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ
等が用いられる。混練後、所定の型枠に配合物を投入し
て成形し、その後、養生して本発明の表面被覆板を製造
する。養生は、気中養生や蒸気養生等を行えば良い。

【００１８】本発明の配合物は、「JIS R 5201（セメン
トの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法
において、15回の落下運動を行わないで測定したフロー
値が、230mm以上と流動性に優れるものであり、型枠へ
の投入等の作業が容易である。また、本発明の配合物の
硬化体は、150MPa以上の圧縮強度と20MPa以上の曲げ強
度を発現するものであり、該硬化体からなる本発明の表
面被覆板は、機械的損傷等といった欠陥が生じることが
ない。また、本発明の配合物の硬化体は、極めて緻密な
ものであり、該硬化体からなる本発明の表面被覆板は、
既存のコンクリート製品やコンクリート構造物、金属製
構造物などへの劣化要因物質（例えば、塩化物イオン
等）の遮断効果にも優れている。

【００１９】本発明の表面被覆板の既存のコンクリート
製品やコンクリート構造物、金属製構造物などへの取付
け方法は、特に限定するものではなく、例えば、１）接着剤を用いて、コンクリート製品やコンクリート
構造物、金属製構造物などの表面に貼り付ける方法２）アンカ等を用いて、コンクリート製品やコンクリー
ト構造物、金属製構造物などの表面に固定する方法などが挙げられる。なお、２）の方法においては、コン
クリート製品やコンクリート構造物、金属製構造物と表
面被覆板との間に、グラウト等の充填材を充填すること
は差し支えない。

【００２０】本発明の表面被覆板は、該表面被覆板の耐
久性、劣化要因物質の遮断効果、さらには取扱い性等か
ら、厚さが10〜50mmであることが好ましく、15〜30mmで
あることがより好ましい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。１．使用材料以下に示す材料を使用した。１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメ
ント（株）製）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径0.7
μｍ）３）細骨材；珪砂５号４）金属繊維；鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）５）有機繊維；ビニロン繊維（直径：0.3mm、長さ：15m
m）６）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減
水剤７）水；水道水８）無機粉末；石英粉（平均粒径7μｍ）９）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ0.3mm、
長さ／直径の比4）

【００２２】実施例１低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部を二軸練
りミキサに投入し、混練した。該配合物のフロー値を、
「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試
験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わ
ないで測定した。その結果、フロー値は270mmであっ
た。また、前記配合物をφ50×100mmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は210MPaであっ
た。また、前記配合物を４×４×16cmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は25MPaであっ
た。また、前記配合物をφ50×100mmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体の透水係数を「地盤工学会基準JGS 0231（土の
透水試験方法）」の変水位透水試験方法で測定した。そ
の結果、水の浸透は認められず、透水係数は０であっ
た。また、前記配合物を10×10×40cmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体を人工海水に６ケ月間浸漬した。なお、人工海
水は表１に示す量の各試薬を蒸留水に溶解して調製し
た。浸漬後、硬化体中の塩化物イオンの濃度をＥＰＭＡ
（日本電子(株)製）により測定し、塩化物イオンの拡散
係数を算出した。その結果、塩化物イオンの拡散係数は
0.0085cm²/yearであった。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例２低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉
30重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミ
キサに投入し、混練した。該配合物のフロー値を実施例
１と同様に測定した。その結果、フロー値は250mmであ
った。また、圧縮強度と曲げ強度も実施例１と同様に測
定した。その結果、圧縮強度は230MPa、曲げ強度は47MP
aであった。また、透水係数を実施例１と同様に測定し
た。その結果、水の浸透は認められず、透水係数は０で
あった。また、塩化物イオンの拡散係数を実施例１と同
様に測定した。その結果、塩化物イオンの拡散係数は0.
0071cm²/yearであった。

【００２５】実施例３低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉
30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物
中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練し
た。該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定した。
その結果、フロー値は250mmであった。また、圧縮強度
と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結果、圧
縮強度は230MPa、曲げ強度は47MPaであった。また、透
水係数を実施例１と同様に測定した。その結果、水の浸
透は認められず、透水係数は０であった。また、塩化物
イオンの拡散係数を実施例１と同様に測定した。その結
果、塩化物イオンの拡散係数は0.0050cm²/yearであっ
た。

【００２６】実施例４低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉
30重量部、ウォラストナイト24重量部、ビニロン繊維
(配合物中の体積の４％)を二軸練りミキサに投入し、混
練した。該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定し
た。その結果、フロー値は240mmであった。また、圧縮
強度と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結
果、圧縮強度は155MPa、曲げ強度は26MPaであった。ま
た、透水係数を実施例１と同様に測定した。その結果、
水の浸透は認められず、透水係数は０であった。また、
塩化物イオンの拡散係数を実施例１と同様に測定した。
その結果、塩化物イオンの拡散係数は0.0122cm²/yearで
あった。

【００２７】比較例１低熱ポルトランドセメント100重量部、細骨材120重量
部、高性能ＡＥ減水剤0.4重量部（セメントに対する固
形分）、水30重量部を二軸練りミキサに投入し、混練し
た。該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定した。
その結果、フロー値は190mmであった。また、圧縮強度
を実施例１と同様に測定した。その結果、圧縮強度は90
MPaであった。また、塩化物イオンの拡散係数を実施例
１と同様に測定した。その結果、塩化物イオンの拡散係
数は0.3cm²/yearであった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面被覆
板は、流動性に優れる配合物を用いて製造するので、成
形などの作業が容易となる。また、本発明の配合物の硬
化体は、150MPa以上の圧縮強度と20MPa以上の曲げ強度
を発現するものであるので、本発明の表面被覆板は、機
械的損傷等といった欠陥が生じることがない。また、本
発明の配合物の硬化体は、極めて緻密なものであるの
で、本発明の表面被覆板は、既存のコンクリート製品や
コンクリート構造物、金属製構造物などへの劣化要因物
質（例えば、塩化物イオン等）の遮断効果にも優れてい
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 18:14 Ｃ０４Ｂ 20:00 Ｂ 20:00 14:48 Ｄ 14:48 16:06 Ｅ 16:06 14:38 Ｃ 14:38 24:26 Ｅ 24:26） 111:20 111:20 Ｆターム(参考） 2D018 BA00 2D059 BB39 GG23 4G012 PA03 PA04 PA07 PA08 PA11 PA15 PA19 PA20 PA24 PA27 PA29 PB04 PB31 PC02 PC03 PC04 PC11 PC13

Claims

【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2mm以下の細骨材、減水剤、及び
水を含む配合物の硬化体からなることを特徴とする表面
被覆板。
【請求項２】配合物に、金属繊維及び／又は有機質繊
維を含む請求項１に記載の表面被覆板。
【請求項３】金属繊維が、長さが2mm以上で、長さ／
直径比が20以上の鋼繊維である請求項２記載の表面被覆
板。
【請求項４】有機質繊維が、長さが2mm以上で、長さ
／直径比が20以上のビニロン繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選
ばれる１種以上の繊維である請求項２記載の表面被覆
板。
【請求項５】配合物に、平均粒径3〜20μｍの無機粉
末を含む請求項１〜４のいずれかに記載の表面被覆板。
【請求項６】配合物に、平均粒度1mm以下の繊維状粒
子又は薄片状粒子を含む請求項１〜５のいずれかに記載
の表面被覆板。