JP2000290054A - 水硬性組成物 - Google Patents

水硬性組成物

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JP2000290054A
JP2000290054A JP10250599A JP10250599A JP2000290054A JP 2000290054 A JP2000290054 A JP 2000290054A JP 10250599 A JP10250599 A JP 10250599A JP 10250599 A JP10250599 A JP 10250599A JP 2000290054 A JP2000290054 A JP 2000290054A
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JP
Japan
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cement
water
soluble salt
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hydraulic composition
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Hiroyoshi Kato
弘義 加藤
Kazuhiro Yoshioka
一弘 吉岡
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations

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Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた流動性を有し、かつ該流動性の経時的な
変化が小さく安定した流動性を有する水硬性組成物を得
ることを目的とする。 【解決手段】セメント、セメント分散剤、硫酸イオンと
不溶性塩を形成する金属イオンを有する水溶性塩及び水
よりなる水硬性組成物の水と混合時の硫酸イオン濃度を
上記水溶性塩により調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な水硬性組成
物に関する。詳しくは、セメントにセメント分散剤を配
合した水硬性組成物において、水と混合時の液相部分の
硫酸イオン濃度を調整することにより、優れた流動性を
有すると共に、水と練り混ぜ後の流動性の経時的な変化
が小さく、安定した流動性を有する水硬性組成物であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、セメントを使用した水硬性組成物
のうち、高流動、高強度のモルタルあるいはコンクリー
ト等の製造を目的として、高性能減水剤、高性能AE減水
剤等のセメント分散剤を添加することが行われている。
【0003】上記のセメント分散剤の化合物としては様
々なものが実用化されているが、近年では、低い水セメ
ント比においても高い分散効果を発揮するセメント分散
剤として、例えば、特開平1−226757号公報に示される
ように、ポリエチレングリコールのグラフト鎖を有する
ポリカルボン酸系のものが使用されるようになってき
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セメン
ト分散剤をセメントに配合した水硬性組成物において、
該セメント分散剤の効果は、使用するセメントの種類、
セメントの製造メーカー、さらには製造ロットの違いに
より異なり、その結果、該セメント分散剤を使用して得
られたモルタルおよびコンクリートを使用する場合に
は、使用するセメントによっては流動性が変化し、作業
内容の変更を余儀なくされたり、製品の品質の低下を招
く等の問題を有していた。
【0005】上記原因について報告された例はなく、上
記個々のセメントの組成によってもたらされる流動性の
変化に対しては、使用するセメント分散剤の添加量によ
って対応しているのが現状である。
【0006】しかし、セメント分散剤による流動性の制
御には限界があり、十分な対応を取ることが困難であ
る。例えば、流動性を向上せしめるためにセメント分散
剤の使用量を多くし過ぎると水硬物の耐久性の低下に繋
がる。
【0007】一方、特開平6−80456号、特開平9−86976
号公報には、セメント分散剤の添加による水硬性組成物
の、水と混合後の流動性を向上せしめる手段として、特
定の組成を有するセメントにセメント分散剤を配合した
水硬性組成物が提案されているが、前記した製造工場、
製造ロット等の違いによって生じる種々の組成を有する
セメントの全てに対して対応することができない。
【0008】従って、本発明の目的は、セメントにセメ
ント分散剤を配合した水硬性組成物において、セメント
の組成が変化した場合でも、水と混合時に優れた流動性
を維持しながら、流動性の経時的な変化を小さくでき、
安定した流動特性を達成することが可能な水硬性組成物
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を進めた結果、セメントにセメ
ント分散剤を配合した水硬性組成物の、水と混合後の流
動性およびその経時的な変化は、セメント組成中に硬化
遅延剤として含有される石膏等から液相部分に溶出する
硫酸イオンと密接な関係があるという知見を得た。かか
る知見に基づいて研究を続けた結果、上記水硬性組成物
の流動性の向上および該流動性の安定化には、硫酸イオ
ン量を特定の量まで低減させることが効果的であり、か
かる硫酸イオンの量の調整に該硫酸イオンと不溶性塩を
形成する金属イオンを有する水溶性塩を添加する手段が
極めて確実であることを見い出し、本発明を完成するに
至った。
【0010】即ち、本発明は、セメント、セメント分散
剤及び硫酸イオンと不溶性塩を形成する金属イオンを有
する水溶性塩(以下、単に「水溶性塩」という)からな
る水硬性組成物であり、水セメント比を30%とした時
の液相部分の硫酸イオン濃度(以下、単に「硫酸イオン
濃度」という)が2〜12g/lとなるように上記水溶性
塩の配合量を調整したことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において、セメントは石膏
を含有する組成が特に制限なく使用できる。例えば、JI
S R 5210「ポルトランドセメント」に規定されているポ
ルトランドセメント、JIS R 5211「高炉セメント」に規
定されている高炉セメント、JIS R 5212「シリカセメン
ト」に規定されているシリカセメント、JIS R 5213「フ
ライアッシュセメント」に規定されているフライアッシ
ュセメント等が使用できる。中でも、ポルトランドセメ
ントに対して本発明は最も効果が顕著である。
【0012】上記セメントの硫酸イオン濃度は、セメン
トの種類、製造メーカーにおける組成あるいは製造ロッ
トの違いにより異なる場合が多い。例えば、普通ポルト
ランドセメントの場合、該硫酸イオン濃度は20g/lを
超えるものも存在し、かかる状態で使用した場合、得ら
れる水硬性組成物を水と混合した際の流動性に悪影響を
与える。
【0013】本発明において、セメント分散剤は、公知
のものが特に制限なく使用される。そのうち、高性能減
水剤、流動化剤、高性能AE減水剤として知られるセメ
ント分散剤に対して効果的であり、好適に使用される。
特に、ポリエチレングリコール鎖を有する化合物である
ポリカルボン酸系分散剤は、後で詳細に説明する硫酸イ
オンを調整することによる効果が顕著であり、本発明に
おいて好適に使用される。
【0014】本発明において、セメントに対する上記セ
メント分散剤の配合量は特に制限されるものではない。
好適な組成を例示すれば、セメント分散剤は、セメント
に対して0.1〜10.0重量%、好ましくは0.1〜
5.0重量%の割合で使用することが好ましい。
【0015】また、本発明において、水溶性塩は、硫酸
イオンと不溶性塩を形成する金属イオンを有するもので
あれば、特に制限無く使用できる。代表的な水溶性塩を
例示すれば、銀、バリウム、カルシウム、鉛等の金属の
水溶性塩が挙げられる。具体的には、AgNO3、BaCl2、Ca
Cl2、Ca(NO3)2、Pb(NO3)2等である。このうち、硝酸塩
が好適である。
【0016】本発明において、水溶性塩の配合量は、前
記硫酸イオン濃度が2〜13g/l、好ましくは5〜1
2g/lに調整されるように決定することが、優れた流
動性を安定して発揮するために重要である。かかる量
は、予め、使用するセメント毎に予備試験を実施し、上
記硫酸イオン濃度を満足するよう決定すればよい。
【0017】水硬性組成物の硫酸イオン濃度が2〜12
g/lとなるよう調整する。2g/lに満たない場合、硫酸
イオンによるポルトランドセメントに含まれる3CaO Al2
O3の反応抑制効果が低減するため流動性が低下する。ま
た、12g/lを超える場合、硫酸イオンによりセメント
分散剤によるセメントの分散効果が低減するため流動性
が低下する。
【0018】本発明の水硬性組成物の混練に使用される
水の量は、特に制限されるものではないが、流動性を目
的とする場合は、水/セメント比で15〜50%、好ま
しくは20〜45%が好適である。
【0019】本発明の水硬性組成物は、水との混合によ
り、優れた流動性を安定して発揮することができるが、
かかる流動性をさらに向上させるためには、石灰石微粉
末を配合することが効果的である。この石灰石微粉末
は、CaCO3の組成を有する、粉末度250〜100
0m2/kgの粉末が好適に使用される。好ましくは、
粉末度300〜700m2/kgの粉末が好適に使用さ
れる。
【0020】上記石灰石微粉末の配合比は、セメント1
00重量部に対して、1.0〜30重量部であることが
望ましい。1.0重量部に満たない場合、流動性の向上
効果が小さい。30重量部を超える場合、水硬性組成物
の強度発現性が損なわれるため好ましくない。
【0021】また、本発明の水硬性組成物においては、
本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、本発明の前記
成分以外に、骨材、空気量調製剤、凝結遅延剤、凝結促
進剤、防錆剤、分離低減剤、増粘剤、膨張材、鉱物質微
粉末等を添加配合しても構わない。例えば、セメントに
対して、1.0〜70重量%の高炉スラグ微粉末及び/
又はフライアッシュが好適に用いられる。
【0022】本発明の水硬組成物による施工方法は、特
に制限されるものではなく、各成分が水と混合して使用
する際に混合された状態で施工するものであればよい。
【0023】例えば、セメント、水溶性塩及びセメント
分散剤を混合した水硬性組成物を水と混合して施工する
方法、水溶性塩をセメントに所定の量となるよう予め混
合したものとセメント分散剤とに分けたものとを水と混
合して施工する方法、セメントとセメント分散剤とを所
定の量となるように混合したものと水溶性塩を予め水に
溶解させた水溶液とを混合して施工する方法、セメント
と水溶性塩を所定の量となるようにセメント分散剤と共
に水に溶解したものとを混合して施工する方法、セメン
ト、セメント分散剤及び水を予め混合したものに水溶性
塩を所定の量となるよう後添加して施工する方法、所定
量の水溶性塩の一部を水硬性組成物に添加して水と混合
後、残部を後添加して施工する方法等が挙げられる。
【0024】上記の混合には公知の混合機が特に制限無
く使用される。
【0025】
【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の水硬性組成物は、水との混合により優れた流動性を
有すると共に、セメントの品質のばらつきを原因とする
流動性の経時的な変化が小さく安定した流動性を有する
という、従来の水硬性組成物に無い、優れた特性を発揮
するものであり、その工業的価値は極めて高いものであ
る。
【0026】かかる水硬性組成物は、これに、骨材とし
て細骨材を添加して、セルフレベリング床材等のモルタ
ル、細骨材および粗骨材を用いた高流動コンクリート、
高強度コンクリート等のコンクリートなどを構成した場
合にも、前記の優れた特性を発揮し、それぞれの用途に
好適に使用することが出来る。
【0027】
【実施例】以下、実施例により本発明の構成および効果
を説明するが、本発明が実施例に限定されるというもの
ではない。
【0028】実施例1 普通ポルトランドセメントと、普通ポルトランドセメン
ト重量の0.2%のBaCl2とを用い、水セメント比が2
7%、ポリカルボン酸系セメント分散剤の添加量が普通
ポルトランドセメント重量の2.0重量%の組成物(セ
メントペースト)をモルタルミキサーにより練り混ぜ、
練り混ぜ直後から30分までの流動性の経時変化を測定
した。
【0029】尚、流動性は、JASS 15 M−103
「セルフレベリング材の品質基準」の流動性試験に基づ
きペーストフロー値を測定し評価した。
【0030】また、硫酸イオン濃度の測定は、水セメン
ト比を30%とし、他の条件は上記と同一のセメントペ
ーストを練り混ぜ、練り上がり直後に液相部分を分離し
て硫酸イオン濃度を測定した。液相部分の分離は、遠心
分離により上記セメントペーストより液相部分を抽出し
て行い、これをイオンクロマトグラフィーにより測定を
行った。
【0031】これらの試験結果を表1に併せて示す。
【0032】実施例2 水溶性塩をCaCl2とし、他の条件は実施例1と同一とし
て水硬性組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施
した。結果を表1に示す。
【0033】実施例3 水溶性塩をCa(NO3)2とし、他の条件は実施例1と同一と
して組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施し
た。結果を表1に示す。
【0034】実施例4 水溶性塩をAgNO3をポルトランドセメント重量の0.2
%添加し、他の条件は実施例1と同一として組成物を調
整し、実施例1と同様な試験を実施した。結果を表1に
示す。
【0035】実施例5 実施例1とは製造ロットの異なる普通ポルトランドセメ
ントを使用し、水溶性塩としてCaCl2をポルトランドセ
メント重量の0.4%添加し、他の条件は実施例1と同
一として組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施
した。結果を表1に示す。
【0036】比較例1 水溶性塩を使用せず、他の条件は実施例1と同一として
組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施した。結
果を表1に示す。
【0037】比較例2 水溶性塩をBaCl2とし、添加量を普通ポルトランドセメ
ント重量の2.5%とし他の条件は実施例1と同一とし
て組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施した。
結果を表1に示す。
【0038】比較例3 水溶性塩を使用せず、他の条件は実施例5と同一として
組成物を調整し、実施例1と同様な試験を実施した。結
果を表1に示す。
【0039】
【表1】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月14日(1999.4.1
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】本発明において、水溶性塩の配合量は、前
記硫酸イオン濃度が2〜12g/l、好ましくは5〜1
2g/lに調整されるように決定することが、優れた流
動性を安定して発揮するために重要である。かかる量
は、予め、使用するセメント毎に予備試験を実施し、上
記硫酸イオン濃度を満足するよう決定すればよい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】水硬性組成物の硫酸イオン濃度が2g/lに
満たない場合、硫酸イオンによるポルトランドセメント
に含まれる3CaO Al2O3の反応抑制効果が低減するため流
動性が低下する。また、12g/lを超える場合、硫酸イ
オンによりセメント分散剤によるセメントの分散効果が
低減するため流動性が低下する。
───────────────────────────────────────────────────── 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 24:26 14:28) 103:30 103:40 111:62

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、セメント分散剤及び硫酸イオ
    ンと不溶性塩を形成する金属イオンを有する水溶性塩よ
    りなり、水セメント比30%における液相部分の硫酸イ
    オン濃度が2〜12g/lとなるように上記水溶性塩の配
    合量を調整したことを特徴とする水硬性組成物。
  2. 【請求項2】 石灰石微粉末を含有する請求項1記載の
    水硬性組成物。
  3. 【請求項3】 石灰石微粉末をセメント100重量部に
    対して1〜30重量部の割合で含有する請求項2記載の
    水硬性組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003081671A (ja) * 2001-09-05 2003-03-19 A & A Material Corp ケイ酸カルシウム水和物スラリー
JP2003095727A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 A & A Material Corp 無機質耐力面材及びその製造方法

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