[发明专利]水泥组合物及其硬化体

说明书

本发明是水泥组合物，其含有水泥、纤维素纳米纤维以及水，水与水泥的质量比为0.4以下。作为水泥，优选硅酸盐水泥。优选硅酸盐水泥是早强硅酸盐水泥，细骨料与早强硅酸盐水泥的质量比为2.0以下。作为该水泥组合物的纤维素纳米纤维的单位量，优选0.1kg/m³以上15kg/m³以下。另外，本发明是该水泥组合物的硬化体，空气养护的龄期91天的按照JIS‑A‑1113(2006)测定的劈裂抗拉强度与水中养护的龄期91天的按照JIS‑A‑1113(2006)测定的劈裂抗拉强度的比为0.90以上1.10以下。

技术领域

本发明涉及水泥浆、砂浆以及混凝土等水泥组合物及其硬化体。

背景技术

混凝土、砂浆等水泥系硬化体除了其压缩强度、耐久性、不燃性等优异的特性之外，价格便宜，所以在建筑、土木领域中被大量使用。近年，由于超高层建筑物、大型设施等的新建设，要求水泥系硬化体的强度及耐久性。

对此，研究了以往以来的水泥组合物的外加剂，例如提出了如下的一种技术方案：通过将膨胀剂、干燥收缩减少剂以及特定的无机盐添加到上述水泥组合物中来抑制干燥收缩导致的开裂的发生，提高水泥系硬化体的耐久性(例如参照日本专利公开公报特开2006-182619号)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2006-182619号

发明内容

本发明要解决的技术问题

作为水泥系硬化体破坏的原因之一，可以举出由于超出水泥系硬化体的抗拉强度的拉应力作用于水泥系硬化体而产生的开裂。因此，为了使水泥系硬化体具有优异的耐久性，要求能够提高水泥系硬化体的抗拉强度的水泥组合物。

本发明是基于以上这样的情况而做出的发明，本发明的目的在于提供一种能够得到可抑制开裂的发生且耐久性优异的硬化体的水泥组合物及其硬化体。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题而做出的发明是一种水泥组合物，其含有水泥、纤维素纳米纤维以及水，水与所述水泥的质量比为0.4以下。

作为混凝土等水泥组合物的硬化体破坏的原因之一，可以举出由于超过上述硬化体的抗拉强度的拉应力作用于上述硬化体而产生的开裂，但是该水泥组合物通过含有水泥以及纤维素纳米纤维并且采用使水与上述水泥的质量比为0.4以下的、所谓的水灰比(water-cement ratio)小的高强度混凝土的配合，由此能够得到可抑制开裂的发生且耐久性优异的硬化体。产生这样的效果的理由虽然还不确定，但是可以如下这样地考虑。

水泥组合物的硬化体的强度随着时间增强。在其水合反应中，水分的供给是重要的，因此混凝土结构物进行一定期间的湿养护。在湿养护不充分的情况下，当然，水泥组合物的硬化体的强度变小。因此可以推测，作为水泥组合物的硬化体在干燥环境下抗拉强度变小的原因之一，可以举出如果在水合反应进行中途干燥下放置则会导致硬化体表面附近的抗拉强度与内部相比变小。但是，该水泥组合物由于含有纤维素纳米纤维，所以可以认为能够适当地控制水合反应，能够抑制水泥组合物的硬化体的强度降低。

另外可以认为，作为水泥中的碱成分，存在Na₂O(氧化钠)、K₂O(氧化钾)，Na₂O通过含有水而生成NaOH(氢氧化钠)，NaOH与纤维素纳米纤维的纤维素反应，生成使该纤维素的6位的OH基变成钠盐的碱纤维素，这也引起了抗拉强度提高。此外，通过使水与上述水泥的质量比为0.4以下，能够提高对该水泥组合物干燥过程中的劈裂抗拉强度降低的抑制效果。另外，纤维素纳米纤维由于是天然材料，所以能够期待降低环境负荷。