本發(fā)明涉及一種水泥組合物和使用該水泥組合物制造水泥質(zhì)固化體的方法。

背景技術(shù)：

近年來，提出了各種水泥組合物，其在固化前具有良好的流動(dòng)性，且能夠在固化后表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。

例如，專利文獻(xiàn)1中記載了一種水泥組合物，其為含有(a)水泥、(b)bet比表面積為5～25m²/g的微粉末、(c)勃氏比表面積為3,500～10,000cm²/g的無機(jī)粉末、(d)細(xì)骨料、(e)減水劑和(f)水的水泥組合物，其特征在于，上述(d)細(xì)骨料含有燒制物，所述燒制物含有2cao·sio2和2cao·al2o3·sio2，相對(duì)于2cao·sio2100質(zhì)量份，2cao·al2o3·sio2和4cao·al2o3·fe2o3的總量為10～100質(zhì)量份。

對(duì)于該水泥組合物，將上述細(xì)骨料所含有的燒制物在絕干狀態(tài)使用的情況下，在固化前具有可施工的流動(dòng)性，在固化后表現(xiàn)出超過250n/mm²那樣的高壓縮強(qiáng)度，將上述細(xì)骨料所含有的燒制物在表干狀態(tài)使用的情況下，在固化前具有良好的流動(dòng)性，在固化后表現(xiàn)出200n/mm²以上的高壓縮強(qiáng)度，且自收縮率小。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-227574號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

專利文獻(xiàn)1中記載了一種水泥組合物，其中，作為以“無跳動(dòng)(0跳動(dòng))”測(cè)定流動(dòng)度的實(shí)施例，水與結(jié)合材的質(zhì)量比(水/結(jié)合材的質(zhì)量比)為0.135，無跳動(dòng)流動(dòng)度為240～242mm，壓縮強(qiáng)度為280n/mm²；和一種水泥組合物，其中，水與結(jié)合材的質(zhì)量比為0.135，無跳動(dòng)流動(dòng)度為270～275mm，壓縮強(qiáng)度為215n/mm²。

本發(fā)明的目的在于提供一種水泥組合物，其在固化前具有高流動(dòng)性(例如無跳動(dòng)流動(dòng)度為200mm以上)，且在固化后表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度(例如320n/mm²以上)。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根據(jù)一種水泥組合物，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，從而完成了本發(fā)明，所述水泥組合物含有水泥、bet比表面積為10～25m²/g的硅灰、50％累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末、最大粒徑為1.2mm以下的細(xì)骨料、減水劑、消泡劑和水，上述水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100體積％中，水泥、硅灰和無機(jī)粉末的各比例在特定的數(shù)值范圍內(nèi)。

即，本發(fā)明提供以下的[1]～[10]。

[1]一種水泥組合物，其為含有水泥、bet比表面積為10～25m²/g的硅灰、50％累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末、最大粒徑為1.2mm以下的細(xì)骨料、減水劑、消泡劑和水的水泥組合物，其特征在于，上述水泥、上述硅灰和上述無機(jī)粉末的總量100體積％中，上述水泥的比例為55～65體積％，上述硅灰的比例為5～25體積％，上述無機(jī)粉末的比例為15～35體積％。

[2]如上述[1]所述的水泥組合物，其中，上述水泥為未進(jìn)行研磨處理的水泥，上述硅灰的bet比表面積為15～25m²/g。

[3]如上述[1]所述的水泥組合物，其中，上述水泥含有粒徑20μm以上的粗顆粒和粒徑小于20μm的微粒，50％重量累積粒徑為10～18μm，且勃氏比表面積為2,100～2,900cm²/g，所述粗顆粒是將構(gòu)成中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的顆粒研磨處理而成的，并且是使有棱角的表面部分變形為帶圓角的形狀而成的，所述微粒是利用上述研磨處理生成的。

[4]如上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物，其中，含有選自由金屬纖維、有機(jī)纖維和碳纖維組成的組中的一種以上的纖維，且上述水泥組合物中的上述纖維的比例為3體積％以下。

[5]如上述[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物，其中，固化后的壓縮強(qiáng)度為320n/mm²以上。

[6]一種水泥質(zhì)固化體的制造方法，其為用于制造由上述[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物構(gòu)成的水泥質(zhì)固化體的方法，其特征在于，該制造方法包括：成型工序，將上述水泥組合物澆筑至模板內(nèi)，得到未固化的成型體；常溫養(yǎng)護(hù)工序，將上述未固化的成型體在10～40℃進(jìn)行24小時(shí)以上的密封養(yǎng)護(hù)或氣中養(yǎng)護(hù)后，從上述模板內(nèi)脫模，得到固化的成型體；加熱養(yǎng)護(hù)工序，將上述固化的成型體在70～95℃進(jìn)行24小時(shí)以上的蒸汽養(yǎng)護(hù)或溫水養(yǎng)護(hù)，得到加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體；和高溫加熱工序，將上述加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體在150～200℃進(jìn)行24小時(shí)以上的加熱，得到上述水泥質(zhì)固化體。

[7]如上述[6]所述的水泥質(zhì)固化體的制造方法，其中，在上述常溫養(yǎng)護(hù)工序和上述加熱養(yǎng)護(hù)工序之間包括使上述固化的成型體吸水的吸水工序。

[8]如上述[7]所述的水泥質(zhì)固化體的制造方法，其中，在上述吸水工序中，使上述固化的成型體浸漬于減壓下的水中。

[9]如上述[7]所述的水泥質(zhì)固化體的制造方法，其中，在上述吸水工序中，使上述固化的成型體浸漬于沸騰的水中后，保持使上述固化的成型體浸漬的狀態(tài)，將水溫冷卻至40℃以下。

[10]如上述[6]～[9]中任一項(xiàng)所述的水泥質(zhì)固化體的制造方法，其中，在上述常溫養(yǎng)護(hù)工序中，在上述固化的成型體表現(xiàn)出20～100n/mm²的壓縮強(qiáng)度時(shí)，將上述固化的成型體從上述模板內(nèi)脫模。

此外，本發(fā)明提供以下的[11]～[19]。

[11]一種水泥組合物，其特征在于，其含有中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物和bet比表面積為10～25m²/g的硅灰。

[12]如上述[11]所述的水泥組合物，其中，含有50％重量累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末。

[13]如上述[11]或[12]所述的水泥組合物，其中，上述中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物含有粒徑20μm以上的粗顆粒和粒徑小于20μm的微粒，所述粗顆粒是將構(gòu)成中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的顆粒研磨處理而成的，并且是使有棱角的表面部分變形為帶圓角的形狀而成的，所述微粒是利用上述研磨處理生成的。

[14]如上述[11]～[13]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物，其中，上述中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物的50％重量累積粒徑為10～18μm，且勃氏比表面積為2,100～2,900cm²/g。

[15]如上述[11]～[14]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物，其中，上述水泥組合物含有選自由金屬纖維、有機(jī)纖維和碳纖維組成的組中的一種以上的纖維，且上述水泥組合物中的上述纖維的比例為3體積％以下。

[16]如上述[11]～[15]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物，其中，含有細(xì)骨料、減水劑和水。

[17]如上述[16]所述的水泥組合物，其中，固化后的壓縮強(qiáng)度為250n/mm²以上。

[18]如上述[16]或[17]所述的水泥組合物，其中，以“jisr5201(水泥的物理試驗(yàn)方法)11.流動(dòng)試驗(yàn)”中記載的方法中不進(jìn)行15次跳動(dòng)測(cè)定的值計(jì)，固化前的流動(dòng)度為250mm以上。

[19]一種水泥組合物的制造方法，其為用于制造上述[11]～[18]中任一項(xiàng)所述的水泥組合物的方法，其特征在于，該制造方法包括下述工序：在高速氣流攪拌裝置內(nèi)對(duì)中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥進(jìn)行研磨處理，得到上述中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的水泥組合物，其能夠在固化前具有高流動(dòng)性(例如無跳動(dòng)流動(dòng)度為200mm以上)，且在固化后表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度(例如330n/mm²以上)。

附圖說明

圖1為高速氣流攪拌裝置的一例的主視圖，該主視圖部分地含有相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在垂直方向切斷的截面。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的水泥組合物為含有水泥、bet比表面積為10～25m²/g的硅灰(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“硅灰”)、50％累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“無機(jī)粉末”)、最大粒徑為1.2mm以下的細(xì)骨料(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“細(xì)骨料”)、減水劑、消泡劑和水的水泥組合物，水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100體積％中，水泥的比例為55～65體積％，硅灰的比例為5～25體積％，無機(jī)粉末的比例為15～35體積％。

對(duì)于水泥的種類沒有特別限定，可以使用例如普通硅酸鹽水泥、早強(qiáng)硅酸鹽水泥、超早強(qiáng)硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、耐硫酸鹽硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥等各種硅酸鹽水泥。

其中，從提高水泥組合物的流動(dòng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥。

在本發(fā)明中，還可以使用水泥的研磨處理物作為水泥。

以下，分別對(duì)使用未研磨處理的水泥的情況和使用水泥的研磨處理物的情況進(jìn)行說明。

[a.使用未研磨處理的水泥的情況]

使用未研磨處理的水泥的情況下，水泥以外的材料等的優(yōu)選實(shí)施方式如下所述。

硅灰的bet比表面積為10～25m²/g，優(yōu)選為15～25m²/g，更優(yōu)選為17～23m²/g，特別優(yōu)選為18～22m²/g。該比表面積為15m²/g以上時(shí)，從水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)是優(yōu)選的。該比表面積超過25m²/g的情況下，固化前的水泥組合物的流動(dòng)性降低。

作為50％累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末，可以舉出例如石英粉末(硅石粉末)、火山灰和飛灰(粉煤灰，分級(jí)或粉碎的粉末)等。

這些可以單獨(dú)使用1種，也可以組合2種以上使用。

其中，從提高水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用石英粉末或飛灰。

需要說明的是，本說明書中，對(duì)于50％累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末而言，其為水泥中不含有的物質(zhì)。

無機(jī)粉末的50％累積粒徑為0.8～5μm，優(yōu)選為1～4μm，更優(yōu)選為1.1～3.5μm，特別優(yōu)選為1.2μm以上且小于3μm。該粒徑小于0.8μm的情況下，水泥組合物的流動(dòng)性降低。該粒徑超過5μm的情況下，水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性降低。

需要說明的是，本說明書中，無機(jī)粉末的50％累積粒徑為體積基準(zhǔn)。

可以使用市售的粒度分布測(cè)定裝置(例如日機(jī)裝社制、產(chǎn)品名“microtrackhramodel9320-x100”)求出無機(jī)粉末的50％累積粒徑。

具體而言，可以使用粒度分布測(cè)定裝置，制作累積粒度曲線，根據(jù)該累積粒度曲線求出50％累積粒徑。此時(shí)，對(duì)于作為使試樣分散的溶劑的乙醇20cm³添加試樣0.06g，使用超聲波分散裝置(例如日本精機(jī)制作所社制、產(chǎn)品名“us300”)進(jìn)行90秒的超聲波分散，對(duì)該超聲波分散后的溶液進(jìn)行測(cè)定。

從提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，無機(jī)粉末的最大粒徑優(yōu)選為15μm以下，更優(yōu)選為14μm以下，特別優(yōu)選為13μm以下。

從提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，無機(jī)粉末的95％累積粒徑優(yōu)選為8μm以下，更優(yōu)選為7μm以下，特別優(yōu)選為6μm以下。

作為無機(jī)粉末，優(yōu)選以sio2為主成分的無機(jī)粉末。若無機(jī)粉末中的sio2的含有率優(yōu)選為50質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為60質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選為70質(zhì)量％以上，則能夠進(jìn)一步提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性。

在本發(fā)明的水泥組合物中，水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100體積％中，水泥的比例為55～65體積％(優(yōu)選57～63體積％)，硅灰的比例為5～25體積％(優(yōu)選7～23體積％)，無機(jī)粉末的比例為15～35體積％(優(yōu)選為17～33體積％)。

水泥的比例小于55體積％的情況下，水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性降低。水泥的比例超過65體積％的情況下，水泥組合物的流動(dòng)性降低。

硅灰的比例小于5體積％的情況下，水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性降低。硅灰的比例超過25體積％的情況下，水泥組合物的流動(dòng)性降低。

無機(jī)粉末的比例小于15體積％的情況下，水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性降低。無機(jī)粉末的比例超過35體積％的情況下，水泥組合物的流動(dòng)性降低。

本說明書中，水泥、硅灰和無機(jī)粉末各自的體積比例是由質(zhì)量和真比重計(jì)算出的配方設(shè)計(jì)上的值。

例如水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100體積％中，水泥的體積比例(％)根據(jù)下式計(jì)算。

[水泥的體積比例](％)＝{[水泥的質(zhì)量]÷[水泥的真比重]}×100÷{[水泥的質(zhì)量]÷[水泥的真比重]+[硅灰的質(zhì)量]÷[硅灰的真比重]+[無機(jī)粉末的質(zhì)量]÷[無機(jī)粉末的真比重]}

作為細(xì)骨料，可以舉出河砂、山砂、陸砂、海砂、碎砂、硅砂或它們的混合物等。

細(xì)骨料的最大粒徑為1.2mm以下，優(yōu)選為1.0mm以下。若該最大粒徑為1.2mm以下，則能夠提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性。

對(duì)于細(xì)骨料的粒度分布，從提高水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選0.6mm以下的粒徑的細(xì)骨料的比例為95質(zhì)量％以上，0.3mm以下的粒徑的細(xì)骨料的比例為40～50質(zhì)量％和0.15mm以下的粒徑的細(xì)骨料的比例為6質(zhì)量％以下。

水泥組合物中的細(xì)骨料的比例優(yōu)選為30～40體積％，更優(yōu)選為32～38體積％。若該比例為30體積％以上，則能夠提高水泥組合物的流動(dòng)性，同時(shí)水泥組合物的放熱量減小，且水泥質(zhì)固化體的收縮量減小。若該比例為40體積％以下，則能夠提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性。

作為減水劑，可以使用萘磺酸系、三聚氰胺系、多元羧酸系等減水劑、ae減水劑、高性能減水劑或高性能ae減水劑。其中，從提高水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選高性能減水劑，更優(yōu)選多元羧酸系的高性能減水劑。

相對(duì)于水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100質(zhì)量份，減水劑的混配量以固形物換算，優(yōu)選為0.2～1.5質(zhì)量份，更優(yōu)選為0.4～1.2質(zhì)量份。若該量為0.2質(zhì)量份以上，則減水性能提高，水泥組合物的流動(dòng)性提高。若該量為1.5質(zhì)量份以下，則水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性提高。

作為消泡劑，可以使用市售品。

相對(duì)于水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100質(zhì)量份，消泡劑的混配量?jī)?yōu)選為0.001～0.1質(zhì)量份，更優(yōu)選為0.01～0.07質(zhì)量份，特別優(yōu)選為0.01～0.05質(zhì)量份。若該量為0.001質(zhì)量份以上，則水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性提高。若該量超過0.1質(zhì)量份，則水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的提高效果達(dá)到極限。

從提高將水泥組合物固化而成的固化體(水泥質(zhì)固化體)的彎曲強(qiáng)度、破壞能量等的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的水泥組合物可以含有選自由金屬纖維、有機(jī)纖維和碳纖維組成的組中的一種以上的纖維。水泥組合物中的纖維的比例優(yōu)選為3體積％以下，更優(yōu)選為0.3～2.5體積％，特別優(yōu)選為0.5～2.0體積％。若該比例為3體積％以下，則能夠不降低水泥組合物的流動(dòng)性、作業(yè)性，能夠提高固化體的彎曲強(qiáng)度、破壞能量等。

作為金屬纖維，可以舉出鋼纖維、不銹鋼纖維、無定形纖維等。其中，從強(qiáng)度優(yōu)異，且成本、獲得的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選鋼纖維。

對(duì)于金屬纖維的尺寸，從防止水泥組合物中的金屬纖維的材料分離、提高固化體的彎曲強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選直徑為0.01～1.0mm，長(zhǎng)度為2～30mm，更優(yōu)選直徑為0.05～0.5mm，長(zhǎng)度為5～25mm。此外，金屬纖維的長(zhǎng)徑比(纖維長(zhǎng)/纖維直徑)優(yōu)選為20～200，更優(yōu)選為40～150。

進(jìn)一步，對(duì)于金屬纖維的形狀，與直線狀相比，優(yōu)選賦予任何物理附著力的形狀(例如螺旋狀、波形)。若為螺旋狀等形狀，則金屬纖維和基體拉出時(shí)能確保應(yīng)力，因此固化體的彎曲強(qiáng)度提高。

作為有機(jī)纖維，只要為能夠耐受后述本發(fā)明的水泥質(zhì)固化體的制造方法中的加熱的有機(jī)纖維即可，可以舉出例如芳族聚酰胺纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙噁唑纖維、聚乙烯纖維、聚芳酯纖維等。

作為碳纖維，可以舉出pan系碳纖維、瀝青系碳纖維。

對(duì)于有機(jī)纖維和碳纖維的尺寸，從防止水泥組合物中的這些纖維的材料分離、提高固化體的破壞能量的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選直徑為0.005～1.0mm、長(zhǎng)度為2～30mm，更優(yōu)選為直徑為0.01～0.5mm、長(zhǎng)度為5～25mm。此外，有機(jī)纖維和碳纖維的長(zhǎng)徑比(纖維長(zhǎng)/纖維直徑)優(yōu)選為20～200，更優(yōu)選為30～150。

作為水，可以使用自來水等。

相對(duì)于水泥、硅灰和無機(jī)粉末的總量100質(zhì)量份，水的混配量?jī)?yōu)選為10～20質(zhì)量份，更優(yōu)選為12～18質(zhì)量份，特別優(yōu)選為14～16質(zhì)量份。若該量為10質(zhì)量份以上，則水泥組合物的流動(dòng)性提高。若該量為20質(zhì)量份以下，則水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性提高。

以“jisr5201(水泥的物理試驗(yàn)方法)11.流動(dòng)試驗(yàn)”中記載的方法中不進(jìn)行15次跳動(dòng)而測(cè)定的值(以下也稱為“無跳動(dòng)流動(dòng)度”)計(jì)，本發(fā)明的水泥組合物的固化前的流動(dòng)度優(yōu)選為200mm以上，更優(yōu)選為220mm以上。

此外，將本發(fā)明的水泥組合物固化而成的水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度優(yōu)選為320n/mm²以上，更優(yōu)選為330n/mm²以上，進(jìn)一步優(yōu)選為350n/mm²以上，特別優(yōu)選為400n/mm²以上。

[b.使用水泥的研磨處理物的情況]

使用水泥的研磨處理物的情況下，水泥的研磨處理物、水泥的研磨處理物以外的材料等詳細(xì)內(nèi)容如下所述。

在本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物的優(yōu)選一例含有粒徑20μm以上的粗顆粒和粒徑小于20μm的微粒，所述粗顆粒是將構(gòu)成中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的顆粒研磨處理而成的，使有棱角的表面部分變形為帶圓角的形狀，所述微粒是利用上述研磨處理生成的。

對(duì)于上述粗顆粒的粒徑的上限沒有特別限定，若考慮經(jīng)研磨處理的本發(fā)明中使用的水泥的普通粒徑，則通常為200μm以下，從在固化后表現(xiàn)出水泥組合物的高壓縮強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為100μm以下。

對(duì)于上述微粒的粒徑的下限沒有特別限定，從提高固化前的水泥組合物的流動(dòng)性和制造的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為0.1μm以上，更優(yōu)選為0.5μm以上。

在本發(fā)明中，使用含有上述粗顆粒和微粒的研磨處理物，由此固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。

對(duì)于上述研磨處理，使用能夠?qū)?gòu)成本發(fā)明中使用的水泥的顆粒進(jìn)行研磨的公知研磨處理裝置即可。作為研磨處理裝置，可以舉出市售的高速氣流攪拌裝置(例如奈良機(jī)械制作所社制、商品名“hybridizernhs-3型”)等。

以下，參照?qǐng)D1，對(duì)高速氣流攪拌裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明。

在打開開閉閥9的狀態(tài)下，作為原料的本發(fā)明中使用的水泥從高速氣流攪拌裝置1的上部的投入口5投入。投入后，關(guān)閉開閉閥9。

投入后的水泥從設(shè)置在循環(huán)回路4的途中的開口部進(jìn)入至循環(huán)回路4內(nèi)，之后，從循環(huán)回路4的出口4b進(jìn)入至作為容納被處理物的空間的碰撞室8內(nèi)。

投入原料(水泥)后，使配設(shè)在作為固定體的定子7內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)體)2高速旋轉(zhuǎn)，由此利用轉(zhuǎn)子2和固著在轉(zhuǎn)子2的葉片3，產(chǎn)生高速氣流，從而攪拌碰撞室8內(nèi)的水泥。攪拌中，構(gòu)成水泥的顆粒從設(shè)置在碰撞室8內(nèi)的循環(huán)回路4的入口4a進(jìn)入至循環(huán)回路4內(nèi)，從設(shè)置在碰撞室8的中央部分的循環(huán)回路4的出口4b再次投入碰撞室8內(nèi)，由此進(jìn)行循環(huán)。

需要說明的是，圖1中，以虛線表示的箭頭表示顆粒(包括構(gòu)成水泥的顆粒以及利用研磨處理生成的粗顆粒和微粒)的流動(dòng)。

利用攪拌，構(gòu)成水泥的顆粒與碰撞室8的內(nèi)壁面、轉(zhuǎn)子2和葉片3發(fā)生碰撞以及構(gòu)成水泥的顆粒之間發(fā)生碰撞，由此構(gòu)成水泥的顆粒被研磨，生成該顆粒表面的有棱角的部分變化為帶圓角的形狀的粗顆粒(粒徑為20μm以上的顆粒)和微粒(粒徑小于20μm的顆粒)。

轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為3,000～4,200rpm，更優(yōu)選為3,500～4,000rpm。若該轉(zhuǎn)速為3,000rpm以上，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。在該轉(zhuǎn)速超過4,200rpm的情況下，固化前的水泥組合物的流動(dòng)性的提高效果達(dá)到極限。此外，在高速氣流攪拌裝置的性能上，難以使轉(zhuǎn)速為4,200rpm以上。

研磨處理的時(shí)間優(yōu)選為10～60分鐘，更優(yōu)選為20～50分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選為20～40分鐘，特別優(yōu)選為20～30分鐘。若該時(shí)間為10分鐘以上，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。在該時(shí)間超過60分鐘的情況下，固化前的水泥組合物的流動(dòng)性的提高效果達(dá)到極限。

通過打開排出閥10，所得到的研磨處理物(粗顆粒與微粒的混合物)從排出口6排出。

對(duì)于本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物，50％重量累積粒徑優(yōu)選為10～18μm，更優(yōu)選為12～16μm，且勃氏比表面積優(yōu)選為2,100～2,900cm²/g，更優(yōu)選為2,200～2,700cm²/g。

若上述50％重量累積粒徑為10μm以上，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。若上述50％重量累積粒徑為18μm以下，則在固化后水泥組合物能夠表現(xiàn)出更高的壓縮強(qiáng)度。

若上述勃氏比表面積為2,100cm²/g以上，則在固化后水泥組合物能夠表現(xiàn)出更高的壓縮強(qiáng)度。若上述勃氏比表面積為2,900cm²/g以下，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。

硅灰的bet比表面積為10～25m²/g，優(yōu)選為12～23m²/g，更優(yōu)選為13～22m²/g。在該bet比表面積超過25m²/g的情況下，固化前的水泥組合物的流動(dòng)性降低。該bet比表面積小于10m²/g的硅灰難以獲得。

從水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的水泥組合物可以含有50％重量累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末。通過含有這樣的無機(jī)粉末，特別是使用低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物的水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性提高。

作為上述無機(jī)粉末，可以使用選自石英粉末(硅石粉末)、火山灰、飛灰(分級(jí)或粉碎的粉末)等的1種以上。其中，從水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用石英粉末或飛灰。

上述無機(jī)粉末的50％重量累積粒徑為0.8～5μm，優(yōu)選為1～4μm，更優(yōu)選為1.1～3.5μm，特別優(yōu)選為1.3～3μm。若該粒徑為0.8μm以上，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。若該粒徑為5μm以下，則水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性提高。

此外，從水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，上述無機(jī)粉末的最大粒徑優(yōu)選為15μm以下，更優(yōu)選為14μm以下，特別優(yōu)選為13μm以下，上述無機(jī)粉末的95％重量累積粒徑優(yōu)選為8μm以下，更優(yōu)選為7μm以下，特別優(yōu)選為6μm以下。

需要說明的是，本說明書中，上述無機(jī)粉末不含水泥(例如將水泥進(jìn)一步微粉碎而成的物質(zhì)等)。

在不含有上述無機(jī)粉末的情況下，硅灰與本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物和硅灰的總質(zhì)量比(硅灰/(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物+硅灰)的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.05～0.20，更優(yōu)選為0.07～0.18，特別優(yōu)選為0.09～0.16。若該比為0.05以上，則在固化后水泥組合物表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。若該比為0.20以下，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。

水泥組合物含有上述無機(jī)粉末的情況下，硅灰與構(gòu)成水泥組合物的粉體原料(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物、硅灰和上述無機(jī)粉末)的質(zhì)量比(硅灰/構(gòu)成水泥組合物的粉體原料的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.04～0.20，更優(yōu)選為0.05～0.18，進(jìn)一步優(yōu)選為0.06～0.17，特別優(yōu)選為0.06～0.16。若該比為0.04以上，則在固化后水泥組合物表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。若該比為0.20以下，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。

上述無機(jī)粉末與構(gòu)成水泥組合物的粉體原料(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物、硅灰和上述無機(jī)粉末)的質(zhì)量比(上述無機(jī)粉末/構(gòu)成水泥組合物的粉體原料的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.10～0.35，更優(yōu)選為0.13～0.32，特別優(yōu)選為0.16～0.30。若該比為0.10以上，則在固化后水泥組合物表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。若該比為0.35以下，則固化前的水泥組合物的流動(dòng)性提高。

對(duì)于上述無機(jī)粉末的50％重量累積粒徑、95％重量累積粒徑，如上述的“a.使用未研磨處理的水泥的情況”中所述，使用市售的粒度分布測(cè)定裝置(例如日機(jī)裝社制、產(chǎn)品名“microtrackhramodel9320-x100”)，利用與上述方法相同的方法能夠求出。

在本發(fā)明的水泥組合物中，水泥的研磨處理物、上述硅灰和上述無機(jī)粉末的總量100體積％中，水泥的研磨處理物的比例為55～65體積％(優(yōu)選57～63體積％)，硅灰的比例為5～25體積％(優(yōu)選7～23體積％)，無機(jī)粉末的比例為15～35體積％(優(yōu)選為17～33體積％)。

此處的體積比例的定義和體積比例的優(yōu)選范圍的理由與上述的“a.使用未研磨處理的水泥的情況”中的定義和理由相同。

除了水泥的研磨處理物、上述硅灰和上述無機(jī)粉末以外，作為可混配在本發(fā)明的水泥組合物的材料，可以舉出細(xì)骨料、粗骨料、減水劑、水和消泡劑(空氣量調(diào)整劑)等。

作為細(xì)骨料，可以使用河砂、山砂、陸砂、海砂、碎砂、硅砂或它們的混合物等。

其中，從水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用最大粒徑為1mm以下的硅砂。

細(xì)骨料的最大粒徑為1.2mm以下，優(yōu)選為1.0mm以下。若該最大粒徑為1.2mm以下，則能夠提高水泥組合物的強(qiáng)度表現(xiàn)性。

對(duì)于細(xì)骨料的粒度分布，從提高水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選0.6mm以下的粒徑的骨料的比例為95質(zhì)量％以上，0.3mm以下的粒徑的骨料的比例為40～50質(zhì)量％和0.15mm以下的粒徑的骨料的比例為6質(zhì)量％以下。

細(xì)骨料與構(gòu)成水泥組合物的粉體原料(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物、硅灰和上述無機(jī)粉末)的質(zhì)量比(細(xì)骨料/構(gòu)成水泥組合物的粉體原料的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.2～1.0，更優(yōu)選為0.25～0.9，特別優(yōu)選為0.3～0.8。若該比為0.2以上，則水泥組合物的放熱量減小，且固化后的水泥組合物的收縮量減小。若該比為1.0以下，則在固化后水泥組合物表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。

作為粗骨料，可以使用河砂礫、山砂礫、陸砂礫、碎石或它們的混合物等。

使用粗骨料的情況下，細(xì)骨料率優(yōu)選為30％以上。若細(xì)骨料率為30％以上，則水泥組合物的可操作性、成型的容易性提高。

作為減水劑，可以使用木質(zhì)素系、萘磺酸系、三聚氰胺系、多元羧酸系等減水劑、ae減水劑、高性能減水劑或高性能ae減水劑。其中，從提高水泥組合物的流動(dòng)性和強(qiáng)度表現(xiàn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選高性能減水劑，更優(yōu)選多元羧酸系的高性能減水劑。通過混配減水劑，能夠提高固化前的水泥組合物的流動(dòng)性、施工性、固化后的強(qiáng)度表現(xiàn)性、致密性等。

以固形物換算，減水劑與構(gòu)成水泥組合物的粉體原料(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物、上述硅灰和上述無機(jī)粉末)的質(zhì)量比(減水劑/構(gòu)成水泥組合物的粉體原料的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.001～0.04，更優(yōu)選為0.002～0.03，特別優(yōu)選為0.003～0.01。若該比為0.001以上，則水泥組合物的混煉容易。若該比為0.04以下，則不易引起固化延遲，且能夠降低成本。

本發(fā)明的水泥組合物與上述的“a.使用未研磨處理的水泥的情況”同樣地，可以混配選自由金屬纖維、有機(jī)纖維和碳纖維組成的組中的一種以上的纖維。

可混配的纖維的詳細(xì)內(nèi)容(材質(zhì)、混合量等)與上述的“a.使用未研磨處理的水泥的情況”同樣。

作為水，可以使用自來水等。

在本發(fā)明中，水與構(gòu)成水泥組合物的粉體原料(本發(fā)明中使用的水泥的研磨處理物、上述硅灰和上述無機(jī)粉末)的質(zhì)量比(水/構(gòu)成水泥組合物的粉體原料的質(zhì)量比)優(yōu)選為0.08～0.18，更優(yōu)選為0.09～0.16。若該比為0.08以上，則水泥組合物的混煉容易。若該比為0.18以下，則在固化后水泥組合物表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。

本發(fā)明的水泥組合物的制造方法包括下述工序，在高速氣流攪拌裝置內(nèi)對(duì)本發(fā)明中使用的水泥進(jìn)行研磨處理，得到該水泥的研磨處理物。

通過混合所得到的研磨處理物和上述硅灰等，能夠得到本發(fā)明的水泥組合物。作為混合(混煉)方法，對(duì)其沒有特別限定。此外，對(duì)于混合中所用的裝置也沒有特別限定，可以使用奧姆尼(omni)混合器、盤型混合器、雙螺桿攪拌混合器、傾斜滾筒混合器等慣用的混合器。

通過將上述水泥的研磨處理物、上述硅灰、上述無機(jī)粉末、細(xì)骨料、減水劑、水和任意混配的纖維混煉而得到的水泥組合物(灰漿、砂漿、膠砂)能夠在固化前具有高流動(dòng)性，且在固化后表現(xiàn)出高壓縮強(qiáng)度。

未混配上述無機(jī)粉末的情況下，上述灰漿固化后的壓縮強(qiáng)度優(yōu)選為250n/mm²以上，更優(yōu)選為255n/mm²以上，進(jìn)一步優(yōu)選為260n/mm²以上。

此外，混配上述無機(jī)粉末(50％重量累積粒徑為0.8～5μm的無機(jī)粉末)的情況下，上述灰漿固化后的壓縮強(qiáng)度為320n/mm²以上，優(yōu)選為360n/mm²以上，更優(yōu)選為380n/mm²以上，進(jìn)一步優(yōu)選為400n/mm²以上。

進(jìn)一步，以“jisr5201(水泥的物理試驗(yàn)方法)11.流動(dòng)試驗(yàn)”中記載的方法中不進(jìn)行15次跳動(dòng)測(cè)定的值(流動(dòng)度(無跳動(dòng)))計(jì)，上述灰漿固化前的流動(dòng)度優(yōu)選為250mm以上，更優(yōu)選為255mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為260mm以上，特別優(yōu)選為265mm以上。

需要說明的是，對(duì)于上述灰漿，從強(qiáng)度表現(xiàn)性等觀點(diǎn)出發(fā)，灰漿中的空氣量?jī)?yōu)選為2％左右。因此，可以使用消泡劑(空氣量調(diào)整劑)調(diào)整灰漿的空氣量。

[水泥質(zhì)固化體的制造方法]

接著，對(duì)將本發(fā)明的水泥組合物(含有未研磨處理的水泥的水泥組合物、或含有水泥的研磨處理物的水泥組合物)固化而成的水泥質(zhì)固化體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明的水泥質(zhì)固化體的制造方法的一例包括：成型工序，將水泥組合物澆筑于模板內(nèi)，得到未固化的成型體；常溫養(yǎng)護(hù)工序，將未固化的成型體在10～40℃進(jìn)行24小時(shí)以上的密封養(yǎng)護(hù)或氣中養(yǎng)護(hù)后，從模板內(nèi)脫模，得到固化的成型體；加熱養(yǎng)護(hù)工序，將固化的成型體在70～95℃進(jìn)行24小時(shí)以上的蒸汽養(yǎng)護(hù)或溫水養(yǎng)護(hù)，得到加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體；和高溫加熱工序，將加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體在150～200℃進(jìn)行24小時(shí)以上的加熱，得到水泥質(zhì)固化體。

[成型工序]

本工序是將水泥組合物澆筑于模板內(nèi)，得到未固化的成型體的工序。

作為進(jìn)行澆筑前對(duì)本發(fā)明的水泥組合物進(jìn)行混煉的方法，對(duì)其沒有特別限定。此外，對(duì)于混煉中使用的裝置也沒有特別限定，可以使用omni混合器、盤型混合器、雙螺桿攪拌混合器、傾斜滾筒混合器等慣用的混合器。進(jìn)一步，對(duì)于澆筑(成型)方法也沒有特別限定。

[常溫養(yǎng)護(hù)工序]

本工序是將未固化的成型體在10～40℃(優(yōu)選為15～30℃)進(jìn)行24小時(shí)以上(優(yōu)選為24～72小時(shí)、更優(yōu)選為24～48小時(shí))的密封養(yǎng)護(hù)或氣中養(yǎng)護(hù)后，從模板內(nèi)脫模，得到固化的成型體的工序。

若養(yǎng)護(hù)溫度為10℃以上，則能夠縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。若養(yǎng)護(hù)溫度為40℃以下，則能夠提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

若養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24小時(shí)以上，則脫模時(shí)，不易在固化的成型體上產(chǎn)生缺口、裂紋等缺陷。

此外，在本工序中，優(yōu)選在固化的成型體表現(xiàn)出優(yōu)選為20～100n/mm²、更優(yōu)選為30～80n/mm²的壓縮強(qiáng)度時(shí)，將固化的成型體從模板內(nèi)脫模。若該壓縮強(qiáng)度為20n/mm²以上，則脫模時(shí)不易在固化的成型體上產(chǎn)生缺口、裂紋等缺陷。若該壓縮強(qiáng)度為100n/mm²以下，則在后述的吸水工序中，能夠以較少的勞動(dòng)使固化的成型體吸水。

[加熱養(yǎng)護(hù)工序]

本工序是將前一工序中得到的固化的成型體在70～95℃(優(yōu)選75～92℃)進(jìn)行24小時(shí)以上(優(yōu)選為24～96小時(shí)、更優(yōu)選為36～72小時(shí))的蒸汽養(yǎng)護(hù)或溫水養(yǎng)護(hù)，得到加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體的工序。

若養(yǎng)護(hù)溫度為70℃以上，則能夠縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。若養(yǎng)護(hù)溫度為95℃以下，則能夠提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

若養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24小時(shí)以上，則能夠提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

[高溫加熱工序]

本工序是將加熱養(yǎng)護(hù)后的固化體在150～200℃(優(yōu)選為170～190℃)進(jìn)行24小時(shí)以上(優(yōu)選為24～72小時(shí)、更優(yōu)選為36～48小時(shí))的加熱，得到水泥質(zhì)固化體的工序。

若加熱溫度為150℃以上，則能夠縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。若加熱溫度為200℃以下，則能夠提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

若加熱時(shí)間為24小時(shí)以上，則能夠提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

[吸水工序]

在常溫養(yǎng)護(hù)工序與加熱養(yǎng)護(hù)工序之間，可以包括使在常溫養(yǎng)護(hù)工序中得到的固化的成型體吸水的吸水工序。

作為使固化的成型體吸水的方法，可以舉出將該成型體浸漬于水中的方法。此外，在將該成型體浸漬于水中的方法中，從在短時(shí)間增加吸水量、增大水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選(1)將該成型體浸漬于減壓下的水中的方法、(2)將該成型體浸漬于沸騰的水中后，使該成型體保持浸漬的狀態(tài)，將水溫降低至40℃以下的方法、或(3)將該成型體浸漬于沸騰的水中后，將該成型體從沸騰的水中取出，接著，浸漬于40℃以下的水中的方法。

作為將上述成型體浸漬于減壓下的水中的方法，可以舉出利用真空泵、大型的減壓容器等設(shè)備的方法。

作為將上述成型體浸漬于沸騰的水中的方法，可以舉出利用高溫高壓容器、熱溫水水槽等設(shè)備的方法。

從提高吸水率的觀點(diǎn)出發(fā)，將固化的成型體浸漬于減壓下的水或沸騰的水中的時(shí)間優(yōu)選為3分鐘以上，更優(yōu)選為8分鐘以上，特別優(yōu)選為20分鐘以上。從進(jìn)一步提高水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，該時(shí)間的上限優(yōu)選為60分鐘，更優(yōu)選為45分鐘。

以水相對(duì)于的固化的成型體100體積％的比例計(jì)，吸水率優(yōu)選為0.2體積％以上，更優(yōu)選為0.3～2.0體積％，特別優(yōu)選為0.35～1.7體積％。若該吸水率為0.2體積％以上，則能夠進(jìn)一步增大水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度。

實(shí)施例

以下，利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

[a.使用未研磨處理的水泥的實(shí)驗(yàn)例]

[使用材料]

使用材料如下所示。

(1)水泥：低熱硅酸鹽水泥(太平洋水泥社制)

(2)硅灰a：bet比表面積20m²/g

(3)硅灰b：bet比表面積17m²/g

(4)無機(jī)粉末a：硅石粉末、50％累積粒徑2μm、最大粒徑12μm、95％累積粒徑5.8μm

(5)無機(jī)粉末b：硅石粉末、50％累積粒徑7μm、最大粒徑67μm、95％累積粒徑27μm

(6)細(xì)骨料：硅砂(最大粒徑1.0mm、0.6mm以下的粒徑的硅砂：98質(zhì)量％、0.3mm以下的粒徑的硅砂：45質(zhì)量％、0.15mm以下的粒徑的硅砂：3質(zhì)量％)

(7)多元羧酸系高性能減水劑：固形物量27.4質(zhì)量％、flowric社制、商品名“flowricsf500u”

(8)消泡劑：basfjapan社制、商品名“masterair404”

(9)水：自來水

(10)金屬纖維：鋼纖維(直徑：0.2mm、長(zhǎng)度：15mm)

[實(shí)施例1]

混合水泥、硅灰a和無機(jī)粉末a使粉體原料(水泥、硅灰和無機(jī)粉末)的總量100體積％中水泥等的各比例成為表1所示的比例。將所得到的混合物和水泥組合物中的細(xì)骨料的比例成為表1所示的比例的量的細(xì)骨料投入omni混合器，進(jìn)行15秒的干拌。

接著，將水、多元羧酸系高性能減水劑和消泡劑以表1所示的量投入omni混合器，進(jìn)行2分鐘的混煉。

混煉后，將附著在omni混合器內(nèi)側(cè)壁的混煉物刮落，進(jìn)一步進(jìn)行4分鐘的混煉。

在“jisr5201(水泥的物理試驗(yàn)方法)11.流動(dòng)試驗(yàn)”中記載的方法中，不進(jìn)行15次跳動(dòng)，測(cè)定混煉后的水泥組合物的流動(dòng)度。如上所述，該流動(dòng)度稱為“無跳動(dòng)流動(dòng)度”。

將所得到的混煉物澆筑在的圓筒形的模板內(nèi)，得到未固化的成型體。澆筑后，對(duì)于未固化的成型體，在20℃下進(jìn)行48小時(shí)的密封養(yǎng)護(hù)，接著，進(jìn)行脫模，得到固化的成型體。脫模時(shí)的成型體的壓縮強(qiáng)度為50n/mm²。

將該成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中(表2中記載為“減壓下”)表2所示的時(shí)間。需要說明的是，減壓使用as-1社制的“抽吸裝置(as-01)”進(jìn)行。對(duì)浸漬前后的成型體的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，由所得到的測(cè)定值計(jì)算出吸水率。

浸漬后，將該成型體在90℃進(jìn)行48小時(shí)蒸汽養(yǎng)護(hù)，接著，降溫至20℃后，在180℃進(jìn)行48小時(shí)加熱。

按照“jisa1108(混凝土的壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法)”測(cè)定加熱后的成型體(水泥質(zhì)固化體)的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例2]

將水相對(duì)于粉體原料100質(zhì)量份的混配量從13質(zhì)量份變更為15質(zhì)量份，除此之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行水泥組合物的無跳動(dòng)流動(dòng)度的測(cè)定等。需要說明的是，脫模時(shí)的成型體的壓縮強(qiáng)度為45n/mm²。

[實(shí)施例3]

代替將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中，將其浸漬于沸騰的水(沸騰水)中表2所示的時(shí)間后，使該成型體保持浸漬于水中的狀態(tài)，水溫冷卻至25℃，除此之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行吸水率的計(jì)算和水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定。

[實(shí)施例4]

代替將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行浸漬于沸騰水中等，除此之外，與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行吸水率的計(jì)算和水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定。

[實(shí)施例5]

將硅灰a的混配量從10體積％變更為20體積％，且將無機(jī)粉末a的混配量從30體積％變更為20體積％，除此之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行無跳動(dòng)流動(dòng)度的測(cè)定等。需要說明的是，脫模時(shí)的成型體的壓縮強(qiáng)度為50n/mm²。

[實(shí)施例6]

代替將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行浸漬于沸騰水中等，除此之外，與實(shí)施例5同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行吸水率的計(jì)算和水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定。

[實(shí)施例7]

將硅灰a的混配量從10體積％變更為20體積％，且將無機(jī)粉末a的混配量從30體積％變更為20體積％，除此之外，與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行無跳動(dòng)流動(dòng)度的測(cè)定等。需要說明的是，脫模時(shí)的成型體的壓縮強(qiáng)度為45n/mm²。

[實(shí)施例8]

代替將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行浸漬于沸騰水中等，除此以外，與實(shí)施例7同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體(成型體)。

與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行吸水率的計(jì)算和水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定。

[實(shí)施例9]

混合水泥、硅灰a和無機(jī)粉末a使粉體原料(水泥、硅灰和無機(jī)粉末)的總量100體積％中水泥等的各比例成為表1所示的比例。將所得到的混合物和水泥組合物中的細(xì)骨料的比例為表1所示的比例的量的細(xì)骨料投入omni混合器中，進(jìn)行15秒的干拌。

接著，將水、多元羧酸系高性能減水劑和消泡劑以表1所示的量投入omni混合器，進(jìn)行2分鐘的混煉。

混煉后，將附著在omni混合器內(nèi)的側(cè)壁的混煉物刮落，進(jìn)一步進(jìn)行4分鐘的混煉后，將水泥組合物中的金屬纖維的比例成為表1所示的比例的量的金屬纖維投入omni混合器，進(jìn)一步進(jìn)行2分鐘的混煉。

對(duì)于得到的水泥組合物，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定無跳動(dòng)流動(dòng)度。

此外，使用所得到的水泥組合物作為材料，利用與實(shí)施例1相同的方法，得到水泥質(zhì)固化體(成型體)。

對(duì)于所得到的水泥質(zhì)固化體(成型體)，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定吸水率和壓縮強(qiáng)度。

進(jìn)一步，按照“土木學(xué)會(huì)基準(zhǔn)jsce-g552-2010(鋼纖維增強(qiáng)混凝土的彎曲強(qiáng)度和彎曲韌性試驗(yàn)方法)”測(cè)定所得到的水泥質(zhì)固化體的彎曲強(qiáng)度。

[實(shí)施例10]

代替將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行浸漬于沸騰水中等，除此以外，與實(shí)施例9同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物及其固化體。

對(duì)于水泥組合物及其固化體，與實(shí)施例9同樣地進(jìn)行，測(cè)定各種物性。

[比較例1]

混合水泥、硅灰b和無機(jī)粉末b使粉體原料(水泥、硅灰和無機(jī)粉末)的總量100體積％中水泥等的各比例成為表1所示的比例。將所得到的混合物和水泥組合物中的細(xì)骨料的比例為表1所示的比例的量的細(xì)骨料投入omni混合器，進(jìn)行15秒的干拌。

接著，將水、多元羧酸系高性能減水劑和消泡劑以表1所示的量投入omni混合器，進(jìn)行2分鐘的混煉。

混煉后，將附著在omni混合器內(nèi)的側(cè)壁的混煉物刮落，進(jìn)一步進(jìn)行4分鐘的混煉。

使用所得到的混煉物作為材料，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，得到水泥質(zhì)固化體。

對(duì)于所得到的混煉物(水泥組合物)及其固化體，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定各種物性。

將以上的結(jié)果列于表2。

【表2】

由表2可知，根據(jù)本發(fā)明的水泥組合物(實(shí)施例1～10)，無跳動(dòng)流動(dòng)度為230mm以上。此外可知，將本發(fā)明的水泥組合物固化而成的水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度非常大，為350n/mm²以上。

此外可知，含有金屬纖維的水泥組合物(實(shí)施例9～10)的彎曲強(qiáng)度大，為40n/mm²以上。

另一方面可知，在比較例1中，水泥質(zhì)固化體的壓縮強(qiáng)度為290n/mm²，小于實(shí)施例1～10。

[b.使用水泥的研磨處理物的實(shí)驗(yàn)例]

[使用材料]

使用材料如下所示。

(1)中熱硅酸鹽水泥：太平洋水泥社制

(2)低熱硅酸鹽水泥：太平洋水泥社制

(3)硅灰a：bet比表面積14m²/g

(4)硅灰b：bet比表面積20m²/g

(5)無機(jī)粉末：硅石粉末(50％重量累積粒徑：2.0μm；95％重量累積粒徑：5.8μm；最大粒徑：12μm以下

(6)細(xì)骨料a：掛川產(chǎn)山砂

(7)細(xì)骨料b：硅砂(最大粒徑：1.2mm以下；0.6mm以下的顆粒分?jǐn)?shù)：98質(zhì)量％；0.3mm以下的顆粒分?jǐn)?shù)：45質(zhì)量％；0.15mm以下的顆粒分?jǐn)?shù)：3質(zhì)量％)

(8)多元羧酸系高性能減水劑：固形物量27.4質(zhì)量％；flowric社制、商品名“flowricsf500u”

(9)消泡劑(空氣量調(diào)整劑)：basfjapan社制、商品名“masterair404”

(10)水：自來水

(11)金屬纖維：鋼纖維(直徑：0.2mm、長(zhǎng)度：15mm)

[中熱硅酸鹽水泥和低熱硅酸鹽水泥的各研磨處理物的制造]

使用高速氣流攪拌裝置(奈良機(jī)械制作所社制、商品名“hybridizernhs-3型”)將上述中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥在轉(zhuǎn)速4,000rpm的條件下進(jìn)行30分鐘的研磨處理。需要說明的是，在研磨處理中，中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的投料量每1批次為800g。對(duì)中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥以及中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物的50％重量累積粒徑和勃氏比表面積進(jìn)行測(cè)定。將結(jié)果列于表3。

此外，使用掃描型電子顯微鏡，觀察研磨處理物的二次電子像，結(jié)果與中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥的顆粒(研磨處理前的顆粒)相比，研磨處理物的粗顆粒(粒徑20μm以上的顆粒)中，有棱角的表面部分少，表面部分變形為帶圓角的形狀。此外，觀察到在粗顆粒與粗顆粒之間的空隙存在微粒(粒徑小于20μm的顆粒)的情況。

【表3】

[參考例1]

將上述中熱硅酸鹽水泥的研磨處理物、上述硅灰a、上述細(xì)骨料a、上述高性能減水劑和上述水以表4所示的配比一并投入霍巴特(hobart)混合器后，以低速進(jìn)行9分鐘的混煉，制備灰漿。此外，添加消泡劑(空氣量調(diào)整劑)，使所得到的灰漿中的空氣量為2體積％。

需要說明的是，將構(gòu)成粉體原料的水泥的研磨處理物和硅灰的各自的體積比例列于表5。表5的值基于表4的值和真密度計(jì)算得到。

在“jisr5201(水泥的物理試驗(yàn)方法)11.流動(dòng)試驗(yàn)”中記載的方法中，不進(jìn)行15次跳動(dòng)，測(cè)定混煉后的灰漿的流動(dòng)度。

此外，使用具有直徑50mm、高度100mm的圓筒形的內(nèi)部空間的模板內(nèi)進(jìn)行混煉后的灰漿的成型，在20℃靜置72小時(shí)。接著，進(jìn)行脫模，得到固化的成型體。

進(jìn)一步，在85℃進(jìn)行72小時(shí)蒸汽養(yǎng)護(hù)，按照“jisa1108(混凝土的壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法)”測(cè)定所得到的固化體的壓縮強(qiáng)度，結(jié)果為260n/mm²。

使用干燥爐將上述固化體進(jìn)一步在180℃加熱48小時(shí)。與加熱前的固化體同樣地進(jìn)行，測(cè)定加熱后的固化體的壓縮強(qiáng)度。需要說明的是，壓縮強(qiáng)度使用島津制作所社制的100t萬能試驗(yàn)機(jī)(油壓式)進(jìn)行測(cè)定。

將流動(dòng)度(無跳動(dòng))和加熱后的固化體的壓縮強(qiáng)度列于表6。

[參考例2]

使各材料的配比為表4所示的配比，且以低速進(jìn)行12分鐘的混煉，除此之外，與參考例1同樣地進(jìn)行，制備灰漿。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定混煉后的灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))。

使用混煉后的灰漿，與參考例1同樣地進(jìn)行，得到固化體后，測(cè)定該固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例11]

將上述低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物、上述硅灰b、上述硅石粉末、上述細(xì)骨料b、上述高性能減水劑和上述水以表4所示的配比進(jìn)行混煉。進(jìn)一步，添加上述消泡劑(空氣量調(diào)整劑)使所得到的灰漿中的空氣量的比例為2體積％。

具體而言，將粉體原料(低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物、硅灰b、硅石粉末)和細(xì)骨料b投入omni混合器，進(jìn)行15秒的干拌后，加入水、高性能減水劑和消泡劑(空氣量調(diào)整劑)進(jìn)行2分鐘的混煉，接著，將附著在omni混合器側(cè)壁的混煉物刮落后，進(jìn)一步進(jìn)行4分鐘的混煉。

需要說明的是，將構(gòu)成粉體原料的水泥的研磨處理物、硅灰和硅石粉末的各自的體積比例列于表5。表5的值基于表4的值和真密度計(jì)算得到。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定混煉后的灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))。

此外，使用具有直徑50mm、高度100mm的圓筒形的內(nèi)部空間的模板內(nèi)進(jìn)行混煉后的灰漿的成型，在20℃靜置72小時(shí)。接著，進(jìn)行脫模，得到固化的成型體。該成型體的脫模時(shí)的壓縮強(qiáng)度為52n/mm²。

進(jìn)一步，在90℃進(jìn)行48小時(shí)蒸汽養(yǎng)護(hù)，接著，降溫至20℃后，進(jìn)行脫模，得到固化體。使用干燥爐將所得到的固化體進(jìn)一步在180℃加熱48小時(shí)。與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定加熱后的固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例12]

使用中熱硅酸鹽水泥的研磨處理物代替低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到灰漿及其固化體。在固化體的制造中，脫模時(shí)的固化的成型體的壓縮強(qiáng)度為55n/mm²。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))和固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例13]

將水和粉體原料的質(zhì)量比(水/粉體原料)從0.12變更為0.15，除此之外，與實(shí)施例12同樣地進(jìn)行，得到灰漿和固化體。在固化體的制造中，脫模時(shí)的固化的成型體的壓縮強(qiáng)度為50n/mm²。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))和固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例14]

將脫模后的成型體浸漬于沸騰的水(沸騰水)中30分鐘后，使其保持浸漬于水中的狀態(tài)，將水溫冷卻至25℃，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到固化體。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定固化體的壓縮強(qiáng)度。需要說明的是，固化體的壓縮強(qiáng)度超過測(cè)定裝置的測(cè)定界限(511n/mm²)。

此外，測(cè)定浸漬前后的成型體的質(zhì)量，由所得到的測(cè)定值計(jì)算出吸水率。

[實(shí)施例15]

將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中30分鐘(表6中記載為“減壓下”)后，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到固化體。

與實(shí)施例14同樣地進(jìn)行固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定以及吸水率的計(jì)算。需要說明的是，固化體的壓縮強(qiáng)度超過測(cè)定裝置的測(cè)定界限(511n/mm²)。

[實(shí)施例16]

將上述材料以表4所示的配比進(jìn)行混煉，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到灰漿和固化體。在固化體的制造中，脫模時(shí)的固化的成型體的壓縮強(qiáng)度為51n/mm²。

與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，測(cè)定灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))和固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例17]

將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中30分鐘后，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，除此之外，與實(shí)施例16同樣地進(jìn)行，得到固化體。

與實(shí)施例14同樣地進(jìn)行固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定和吸水率的計(jì)算。需要說明的是，固化體的壓縮強(qiáng)度超過測(cè)定裝置的測(cè)定界限(511n/mm²)。

[實(shí)施例18]

將脫模后的成型體在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中30分鐘后，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，除此之外，與實(shí)施例13同樣地進(jìn)行，得到固化體。

與實(shí)施例14同樣地進(jìn)行固化體的壓縮強(qiáng)度的測(cè)定和吸水率的計(jì)算。

[實(shí)施例19]

將低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物、硅灰b、硅石粉末和細(xì)骨料b按照低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物等的各比例成為表4所示的比例的方式投入omni混合器，進(jìn)行15秒的干拌。

接著，將水、多元羧酸系高性能減水劑和消泡劑以表4所示的量投入omni混合器，進(jìn)行2分鐘的混煉。需要說明的是，添加消泡劑使所得到的水泥組合物中的空氣量的比例為2體積％。

混煉后，將附著在omni混合器內(nèi)的側(cè)壁的混煉物刮落，進(jìn)一步進(jìn)行4分鐘的混煉后，將水泥組合物中的金屬纖維的比例成為表4所示的比例的量的金屬纖維投入omni混合器，進(jìn)一步進(jìn)行2分鐘的混煉。使用所得到的水泥組合物作為材料，除此之外，與實(shí)施例14同樣地進(jìn)行，得到固化體。

與實(shí)施例14同樣地進(jìn)行水泥組合物的無跳動(dòng)流動(dòng)度的測(cè)定等。需要說明的是，固化體的壓縮強(qiáng)度超過測(cè)定裝置的測(cè)定界限(511n/mm²)。

此外，按照“土木學(xué)會(huì)基準(zhǔn)jsce-g552-2010(鋼纖維增強(qiáng)混凝土的彎曲強(qiáng)度和彎曲韌性試驗(yàn)方法)”測(cè)定所得到的水泥質(zhì)固化體的彎曲強(qiáng)度。

[實(shí)施例20]

代替將脫模后的成型體浸漬于沸騰的水中30分鐘，將其在減壓的干燥器內(nèi)浸漬于水中30分鐘后，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，除此之外，與實(shí)施例19同樣地進(jìn)行，得到水泥組合物和固化體。

與實(shí)施例19同樣地進(jìn)行，測(cè)定水泥組合物的流動(dòng)度(無跳動(dòng))等。需要說明的是，固化體的壓縮強(qiáng)度超過測(cè)定裝置的測(cè)定界限(511n/mm²)。

[比較例2]

想要將上述中熱硅酸鹽水泥的研磨處理物、上述細(xì)骨料a、上述高性能減水劑和上述水以表4所示的配比一并投入hobart混合器，制備灰漿，但無法進(jìn)行混煉。

[比較例3]

想要將上述中熱硅酸鹽水泥、上述硅灰a、上述細(xì)骨料a、上述高性能減水劑和上述水以表4所示的配比一并投入hobart混合器，制備灰漿，但無法進(jìn)行混煉。

[實(shí)施例21]

使用研磨處理前的低熱硅酸鹽水泥代替低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到灰漿和固化體。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))和固化體的壓縮強(qiáng)度。

[實(shí)施例22]

使用研磨處理前的中熱硅酸鹽水泥代替低熱硅酸鹽水泥的研磨處理物，除此之外，與實(shí)施例11同樣地進(jìn)行，得到灰漿和固化體。

與參考例1同樣地進(jìn)行，測(cè)定灰漿的流動(dòng)度(無跳動(dòng))和固化體的壓縮強(qiáng)度。

將以上的結(jié)果列于表6。

【表5】

【表6】

由實(shí)施例11～22可知，本發(fā)明的水泥組合物在固化前具有流動(dòng)度(無跳動(dòng))為225mm以上的高流動(dòng)性，且在固化后具有351n/mm²以上的高壓縮強(qiáng)度。

特別是，對(duì)于使用水泥的研磨處理物的情況進(jìn)行研究時(shí)可知，本發(fā)明的水泥組合物(實(shí)施例11～20)含有無機(jī)粉末，因此與不含有無機(jī)粉末的水泥組合物(參考例1～2)相比，在固化后具有更高的壓縮強(qiáng)度。特別是，在固化體的制造中，進(jìn)行將固化的成型體浸漬于減壓下的水或沸騰的水中的處理的情況下(實(shí)施例14～15、17～20)，該處理后的成型體具有特別高的壓縮強(qiáng)度。

進(jìn)一步可知，含有金屬纖維的水泥組合物(實(shí)施例19～20)在固化后壓縮強(qiáng)度超過511n/mm²，且彎曲強(qiáng)度為40n/mm²，具有高的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。

由比較例2～3可知，對(duì)于使用中熱硅酸鹽水泥的研磨處理物，但未使用硅灰和無機(jī)粉末的情況(比較例2)、使用硅灰，但使用未研磨處理的中熱硅酸鹽水泥代替中熱硅酸鹽水泥的研磨處理物，且未使用無機(jī)粉末的情況(比較例3)而言，無法進(jìn)行混煉。

符號(hào)說明

1高速氣流攪拌裝置

2轉(zhuǎn)子

3葉片

4循環(huán)回路

4a循環(huán)回路的入口

4b循環(huán)回路的出口

5投入口

6排出口

7定子

8碰撞室

9開閉閥

10排出閥