[发明专利]超高强度纤维增强水泥组合物、超高强度纤维增强砂浆或混凝土以及超高强度水泥外加材料

说明书

技术领域

本发明涉及超高强度纤维增强水泥组合物、超高强度纤维增强砂浆或混凝土以及超高强度水泥外加材料。更详细地说，涉及含有以特定比率混合的硅灰、煤气化飞灰、石膏和金属纤维的超高强度纤维增强水泥组合物，进而涉及在该水泥组合物中含有细集料的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，以及用于这些的超高强度水泥外加材料。

背景技术

砂浆或混凝土的主要问题在于，与抗压强度相比其抗弯强度较小，即使提高抗压强度，抗弯强度也不见得提高多少。以往，为了提高抗弯强度，采用过利用PC钢材导入预应力的方法、利用膨胀材料导入化学法预加应力的方法、利用金属纤维增强的方法、以及形成在钢管中填充高强度砂浆或混凝土的复合结构的方法等。

有人曾提出过一种用金属纤维增强的显示超高强度、高弯曲的水泥组合物以及使用该水泥组合物的水泥系硬化体的技术方案，即，使用由水泥、平均粒径小于1.5μm的火山灰、平均粒径1.5～20μm的石英质粉末、骨材组成的水泥组合物和金属纤维，得到抗压强度1500kgf/cm²(147N/mm²)、抗弯强度150kgf/cm²(14.7N/mm²)以上的水泥系硬化体(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-130508号公报

另外，所谓煤气化飞灰是使用气化煤发电时作为副产物排出的物质，其球形粒子的平均粒径相比于通常的粉煤燃烧时的飞灰要小。另外，由于煤气化飞灰的球形粒子表面平滑，所以与通常的飞灰相比，滚珠轴承作用更优异，在低水粘合料比下可以用于高流动性的高强度砂浆或混凝土用途(参照专利文献2)。

专利文献2：日本特开2001-19527号公报

进而，石膏类与是否蒸气养护无关，经常用来作为高强度混合材料，通过与硅灰组合，成为可以获得更高的强度和耐久性的混合材料(参照专利文献3)。

专利文献3：日本特许第2581803号公报

但是，在专利文献1的场合，记载了火山灰质微粉即为硅灰或飞灰。硅灰的平均粒径为0.1μm，所以可以直接用来作为高强度用混合材料。另一方面，从粉煤燃烧火力发电厂副产的飞灰的最大粒径为100μm左右，所以不经过分级或粉碎分级的话就不能使用。另外，关于使用气化煤发电时作为副产物排出的煤气化飞灰没有明确的记载，由于该飞灰的最大粒径为5～10μm，所以仍然需要分级。因此，工业上使用时，需要增加分级或粉碎分级的工序。另外，对于最大粒径为1.5～20μm的石英质粉末，也同样存在需要粉碎调整的问题。此外，关于以特定比率并用硅灰和未分级的煤气化飞灰时的特异性作用效果，也没有任何记载和教导。

在专利文献2的场合，存在如下问题：煤气化飞灰的火山灰活性远远小于硅灰，即使进行蒸气养护，提高抗压强度的效果也不大，并且无法期待对抗弯强度的改善效果。进而，关于以特定比率并用硅灰和煤气化飞灰时的作用和效果，也没有任何记载和教导。

在专利文献3的场合，通过并用石膏类和火山灰物质(硅灰、飞灰等)，可以容易地发挥高强度，但还是存在相对于抗压强度的抗弯强度的比率没有增加，即无法期待抗弯强度提高这样的问题。进而，没有关于煤气化飞灰的记载，而且关于以特定比率并用硅灰和煤气化飞灰时的作用和效果也没有任何记载。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，提供一种通用性高的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，在提高流动性(作业性)的同时，提高不含金属纤维的砂浆的抗压强度的绝对值，并且提高抗弯强度相对于抗压强度的比率，从而用更少量的金属纤维就能获得高的抗弯强度，另外还可以在普通生混凝土中使用的细集料。通过使用将以往公知的硅灰或煤气化飞灰及石膏按特定范围组合的水泥外加材料，就可以协同地解决上述问题。

解决问题的技术方案

即，本发明为了解决上述问题采用了如下的技术方案。

(1)超高强度纤维增强水泥组合物，其特征在于，含有水泥、硅灰、煤气化飞灰、石膏和金属纤维，并且，硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份。

(2)根据上述(1)所述的超高强度纤维增强水泥组合物，其特征在于，相对于水泥100质量份，含有硅灰和煤气化飞灰总计5～40质量份，石膏0.5～8质量份。

(3)超高强度纤维增强砂浆或混凝土，其特征在于，含有水泥、硅灰、煤气化飞灰、石膏、细集料和金属纤维，并且，硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份。