JP2000302500A - Active powder, cement composition and hardened cement - Google Patents

Active powder, cement composition and hardened cement

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JP2000302500A
JP2000302500A JP11242699A JP11242699A JP2000302500A JP 2000302500 A JP2000302500 A JP 2000302500A JP 11242699 A JP11242699 A JP 11242699A JP 11242699 A JP11242699 A JP 11242699A JP 2000302500 A JP2000302500 A JP 2000302500A
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cement
powder
aluminum
calcium carbonate
active powder
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Makoto Kitamura
真 北村
Takashi Sawara
敬 佐原
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • 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
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042Powdery mixtures
    • 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
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    • C04B2103/12Set accelerators

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide active powder having controlled solubility of calcium ion and aluminum ion in water, provide a cement composition having high hardening speed and giving a hardened product having excellent dimensional stability and durability and provide a hardened material produced from the composition. SOLUTION: The active powder is composed of (A) powder of an aluminum compound dissolving >=150 ppm of aluminum per 1 g of the powder when immersed in an alkaline aqueous solution of pH 12.5, (B) powder of a calcium compound soluble in water and (C) precipitated calcium carbonate light or (D) calcium carbonate whisker. The cement composition is produced by adding the active powder to a cement. The hardened material is produced from the cement composition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水へのカルシウム
イオン、アルミニウムイオンの溶解性が最適に制御され
た活性粉体及び、硬化速度が速く、得られる硬化体の耐
久性や寸法安定性に優れたセメント組成物及びセメント
硬化体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an active powder in which the solubility of calcium ions and aluminum ions in water is optimally controlled, a high curing speed, and an improvement in the durability and dimensional stability of the resulting cured product. The present invention relates to an excellent cement composition and a cured cement body.

【0002】[0002]

【従来の技術】セメントを用いて工事を行う場合におい
ては、工期の短縮や緊急工事等のために、硬化速度の速
いセメントが望まれている。また、セメントを用いた工
業製品の製造をする工場においては、出荷までの期間の
短縮、養生設備や養生設備の簡略化のために、硬化速度
の速いセメントが望まれている。硬化速度の速い速硬化
セメントとしては従来、超速硬性セメントが知られてお
り、このセメントは、例えばジェットセメントの商品名
で秩父小野田社から市販されておりエトリンガイトを早
期に形成することで硬化速度を速めている(特開昭47
−34519号公報)。
2. Description of the Related Art When a construction is performed using cement, a cement having a high curing speed is desired in order to shorten the construction period and urgent construction. Further, in a factory that manufactures industrial products using cement, cement having a high curing rate is desired in order to shorten the period until shipment and to simplify curing equipment and curing equipment. Conventionally, as a fast setting cement having a high setting speed, an ultra-fast setting cement is conventionally known.This cement is commercially available from Chichibu Onoda Co., Ltd. under the trade name of jet cement, for example, and the setting speed is increased by forming ettringite at an early stage. (Japanese Patent Laid-Open No. 47
-34519).

【0003】しかしこのエトリンガイトは、形成時に膨
張性を有すること、エトリンガイト中の結晶水が通常の
セメント水和物の結晶水よりも低温で脱離すること、未
水和のカルシウムアルミネートと反応して強度発現性の
低いモノサルフェート水和物に変化すること等の特性が
ある。従って、エトリンガイトを含むセメント硬化体は
耐久性や寸法安定性に問題があった。一方、エトリンガ
イトを形成しないで硬化速度を速める方法としては、例
えば、特開平8−91831号公報に、アルミニウムを
含有する粘土鉱物と消石灰とを混合し、この混合物に機
械的エネルギーを加えることにより得られるカルシウム
アルミネートをセメントに添加する方法が開示されてい
る。
However, this ettringite has a swelling property at the time of formation, water of crystallization in ettringite desorbs at a lower temperature than water of crystallization of ordinary cement hydrate, and reacts with unhydrated calcium aluminate. And changes to a monosulfate hydrate having low strength. Therefore, the cured cement containing ettringite has problems in durability and dimensional stability. On the other hand, as a method of increasing the curing rate without forming ettringite, for example, JP-A-8-91831 discloses a method of mixing a clay mineral containing aluminum and slaked lime and applying mechanical energy to the mixture. A method of adding a calcium aluminate to cement is disclosed.

【0004】しかしながら、上記セメントは凝結速度は
著しく速いが、硬化速度に関してはエトリンガイト系
(ジェットセメント)のものに較べて、かなり遅いとい
う問題点があった。
[0004] However, the above cement has a problem that the setting speed is remarkably high, but the setting speed is considerably lower than that of the ettringite type (jet cement).

【0005】ところで、セメントの硬化反応のような液
相中のカルシウムイオンやアルミニウムイオンを利用し
た固液反応においては、液相中のカルシウムイオンやア
ルミニウムイオンの量を最適に制御することで反応を促
進することができる。従って、セメントの硬化速度を大
きくする為には、カルシウムイオンやアルミニウムイオ
ンの溶解性が制御された活性粉体をセメントに添加する
ことが有効である。又、硬化体の耐久性、寸法安定性を
阻害しない為には、硬化過程でエトリンガイト水和物を
生成させずに、これに代わるカルシウムアルミネート系
水和物の生成が必要となる。
In a solid-liquid reaction utilizing calcium ions or aluminum ions in a liquid phase, such as a hardening reaction of cement, the reaction is controlled by optimally controlling the amount of calcium ions or aluminum ions in the liquid phase. Can be promoted. Therefore, in order to increase the setting speed of the cement, it is effective to add an active powder in which the solubility of calcium ions and aluminum ions is controlled to the cement. In order not to impair the durability and dimensional stability of the cured product, it is necessary to produce a calcium aluminate hydrate instead of ettringite hydrate during the curing process.

【0006】エトリンガイト水和物以外のカルシウムア
ルミネート系水和物としては、例えば、Inorgan
ic Materials,Vol.2,No.25
8,375−382(1995)に、モノカーボネート
水和物の生成が報告されているが、速硬化性や硬化体の
耐久性に関する記載は見当たらない。
[0006] Examples of calcium aluminate hydrates other than ettringite hydrate include, for example, Inorganan
ic Materials, Vol. 2, No. 25
8, 375-382 (1995), reports on the formation of monocarbonate hydrate, but there is no description regarding the fast-curing property and durability of the cured product.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題点を解決するためになされたもので、水へのカル
カルシウムイオン及びアルミニウムイオンの溶解性が制
御された活性粉体、及び、硬化速度が速く、得られる硬
化体の寸法安定性及び耐久性に優れた硬化速度の速いセ
メント組成物、硬化体を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an active powder in which the solubility of calcalcium ion and aluminum ion in water is controlled, and It is an object of the present invention to provide a cement composition having a high curing rate, a high curing rate, and excellent dimensional stability and durability of the obtained cured product and a high curing rate.

【0008】[0008]

【課題を解決する手段】上記目的を達成するために、請
求項1記載の本発明(以下、本発明1という)は、pH
12. 5のアルカリ水溶液に浸漬した時のアルミニウム
溶解量が150ppm/粉体1g、以上であるアルミニ
ウム化合物よりなる粉体(A)と水へ可溶なカルシウム
化合物よりなる粉体(B)と軽質炭酸カルシウム(C)
からなることを特徴とする活性粉体を提供する。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention according to claim 1 (hereinafter referred to as the present invention 1) has a pH
The powder (A) composed of an aluminum compound and the powder (B) composed of a water-soluble calcium compound having an aluminum dissolution amount of 150 ppm / g of powder when immersed in an alkaline aqueous solution of 12.5 are lighter. Calcium carbonate (C)
An active powder characterized by comprising:

【0009】請求項2記載の本発明(以下、本発明2と
いう)は、pH12. 5のアルカリ水溶液に浸漬した時
のアルミニウム溶解量が150ppm/粉体1g以上で
あるアルミニウム化合物よりなる粉体(A)と水へ可溶
なカルシウム化合物よりなる粉体(B)とウイスカー状
炭酸カルシウム(D)からなることを特徴とする活性粉
体を提供する。
The present invention according to claim 2 (hereinafter referred to as "invention 2") provides a powder comprising an aluminum compound having an aluminum solubility of 150 ppm / g or more when immersed in an alkaline aqueous solution having a pH of 12.5. The present invention provides an active powder comprising: a powder (A), a powder (B) comprising a water-soluble calcium compound; and a whisker-like calcium carbonate (D).

【0010】請求項3記載の本発明(以下、本発明3と
いう)は、アルミニウム化合物が水酸化アルミニウムに
0.5 〜30kWh/kgの機械的エネルギーを作用させたもので
あることを特徴とする請求項1又は2記載の活性粉体を
提供する。請求項4記載の本発明(以下、本発明4とい
う)は、アルミニウム化合物がアルミナセメント又は水
硬性アルミナであることを特徴とする請求項1又は2記
載の活性粉体を提供する。
[0010] The present invention described in claim 3 (hereinafter referred to as the present invention 3) is characterized in that the aluminum compound is converted to aluminum hydroxide.
The active powder according to claim 1 or 2, wherein mechanical energy of 0.5 to 30 kWh / kg is applied. The present invention according to claim 4 (hereinafter referred to as present invention 4) provides the active powder according to claim 1 or 2, wherein the aluminum compound is alumina cement or hydraulic alumina.

【0011】請求項5記載の本発明(以下、本発明5と
いう)は、(ポルトランド)セメントに、請求項1又は
2記載の活性粉体を添加してなることを特徴とするセメ
ント組成物を提供する。請求項6記載の本発明(以下、
本発明6という)は、請求項5から得られる硬化体であ
って、該硬化体中にモノカーボネート水和物が形成され
ていることを特徴とするセメント硬化体を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cement composition comprising the (Portland) cement and the active powder of the first or second aspect added thereto. I will provide a. The present invention according to claim 6 (hereinafter, referred to as
The present invention 6) provides a cured product obtained from claim 5, wherein a monocarbonate hydrate is formed in the cured product.

【0012】第1発明〜第4発明は、粉体(A)、
(B)及び(C)もしくは(D)からなる活性粉体に関
するもので、第5発明は、第1発明又は第2発明の活性
粉体とセメントからなるセメント組成物であり、第6発
明は、第5発明のセメント組成物を用いて作製された硬
化体に関するものである。以下、本発明を更に詳細に説
明する。
The first to fourth inventions are characterized in that the powder (A)
The present invention relates to an active powder comprising (B) and (C) or (D), wherein the fifth invention is a cement composition comprising the active powder of the first invention or the second invention and cement, and the sixth invention is And a cured product produced using the cement composition of the fifth invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0013】上記粉体(A)は、常温下でpH12. 5
のアルカリ水溶液に浸漬したときに、粉体1gあたり1
50ppm以上のアルミニウムが溶解することが必要
で、好ましくは300ppm以上である。アルミニウム
の溶解量がこの値よりも少ないと、セメントへ添加した
場合に、速硬化性(特に硬化速度)が不充分となる。ア
ルミニウム溶解量が多いほど、硬化速度が速くなるた
め、アルミニウム溶解量の上限は無いが、あえて有効な
範囲を示すなら150ppm〜3000ppmである。
The powder (A) has a pH of 12.5 at room temperature.
When immersed in an alkaline aqueous solution of
It is necessary that 50 ppm or more of aluminum is dissolved, preferably 300 ppm or more. If the amount of aluminum dissolved is less than this value, the fast-curing property (particularly the curing speed) becomes insufficient when added to cement. The higher the amount of aluminum dissolution, the faster the curing rate. Therefore, there is no upper limit for the amount of aluminum dissolution, but the effective range is 150 ppm to 3000 ppm.

【0014】この際のアルミニウム溶解量は、常温下で
pH12. 5のアルカリ水溶液50gに対してアルミニ
ウム化合物粉体1gの割合で浸漬し、5分間撹拌した後
に、残渣と濾液に分離し、濾液中に存在するアルミニウ
ム濃度をICPにより定量し、この値をアルミニウム溶
解量と定義するものである。この際に用いるアルカリ水
溶液はpHが12. 5を示す水溶液であれば特に限定さ
れず、具体的にはNaOH、KOHなどのアルカリ金属
塩を水に溶かしpHが12. 5となる様に調製した水溶
液が好適に用いられる。
At this time, the amount of aluminum dissolved was as follows: at room temperature, 50 g of an aqueous alkaline solution having a pH of 12.5 was immersed at a ratio of 1 g of aluminum compound powder, and after stirring for 5 minutes, separated into a residue and a filtrate; Is determined by ICP, and this value is defined as the amount of aluminum dissolved. The aqueous alkaline solution used at this time is not particularly limited as long as the aqueous solution shows a pH of 12.5. Specifically, an alkaline metal salt such as NaOH, KOH or the like is dissolved in water and the pH is adjusted to 12.5. An aqueous solution is preferably used.

【0015】高いアルミニウム溶解性を示す上記粉体
(A)を得る具体的な方法としては、特に限定されない
が、例えばアルミニウム化合物に機械的なエネルギーを
加える方法が挙げられる。アルミニウム化合物としては
水酸化アルミニウム、酸化アルミニウムや、例えばカオ
リナイト、モンモリロナイト、ハロサイト、ギプサイ
ト、パイロフィライト等のアルミニウムを含有する粘土
鉱物が挙げられ、小さな機械的エネルギーの供給により
アルミニウムの溶解性が向上する水酸化アルミニウム及
びカオリナイトが好ましい。
A specific method for obtaining the powder (A) having high aluminum solubility is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying mechanical energy to an aluminum compound. Examples of the aluminum compound include aluminum hydroxide, aluminum oxide, and clay minerals containing aluminum such as kaolinite, montmorillonite, halothite, gypsite, and pyrophyllite.The solubility of aluminum is reduced by supplying small mechanical energy. Enhanced aluminum hydroxide and kaolinite are preferred.

【0016】上記アルミニウム化合物は、通常、未処理
ではアルミニウム溶解性が低いが、機械的エネルギーを
加えることによって、表面積が増大しさらに結晶構造に
乱れが生じ、アルミニウム溶解性が急増する。従って、
水酸化アルミニウムやカオリナイト等のアルミニウム化
合物に、機械的エネルギーを加えることにより、上記所
定(pH12. 5のアルカリ水溶液に浸漬した時のアル
ミニウム溶解量が150ppm/粉体1g以上)の溶解
性を付与することができる。機械的エネルギーとして
は、たとえば、圧縮力、剪断力、衝撃力、摩擦力等によ
るエネルギーが挙げられる。
The above aluminum compound usually has low aluminum solubility when untreated, but the surface area is increased by applying mechanical energy, and further the crystal structure is disturbed, so that the aluminum solubility is rapidly increased. Therefore,
By applying mechanical energy to aluminum compounds such as aluminum hydroxide and kaolinite, the above-mentioned predetermined solubility (amount of aluminum dissolved when immersed in an alkaline aqueous solution having a pH of 12.5 is 150 ppm / g powder 1 g or more) is imparted. can do. Examples of the mechanical energy include energy due to compression force, shear force, impact force, friction force, and the like.

【0017】上記機械的エネルギーを加える方法として
は特に限定されず、例えば、粉砕を目的として一般に使
用されている粉砕装置を用いて行うことが出来る。この
ような粉砕装置としては、例えば、衝撃、摩擦、圧縮、
剪断等が複合したボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒
体撹拌型ミル等のボール媒体型ミル;ローラーミル;乳
鉢等が挙げられる。また、衝撃、摩砕が主であるジェッ
ト粉砕装置を使用することも可能である。これらのう
ち、機構的に粉体に対し有効に機械的エネルギーを付与
することが可能であり、短時間で結晶構造に乱れを生じ
させることが可能であるので、ボール媒体型のミルが好
ましい。加える機械的エネルギーの程度は、低過ぎると
アルミニウム溶解性が低くなり従って速硬性が不十分と
なり、一方、高すぎても必ずしもそれに伴ってアルミニ
ウム溶解性が高くなる訳ではなく逆にハード面の磨耗が
激しくなり好ましくない点から、請求項3記載の如く、
0.5 〜30kWh/kg程度が好ましい。
The method for applying the above-mentioned mechanical energy is not particularly limited. For example, the method can be carried out by using a pulverizer generally used for the purpose of pulverization. Such crushing devices include, for example, impact, friction, compression,
Ball mills such as ball mills, vibration mills, planetary mills, and media stirring mills that combine shearing and the like; roller mills; mortars, and the like. In addition, it is also possible to use a jet pulverizing apparatus mainly for impact and attrition. Among them, a ball-medium mill is preferable because mechanical energy can be effectively applied to the powder mechanically and the crystal structure can be disordered in a short time. If the amount of applied mechanical energy is too low, the solubility of aluminum is low, and thus the rapid hardening is insufficient. Becomes intense, which is not preferable.
It is preferably about 0.5 to 30 kWh / kg.

【0018】又、上記粉体(A)としては、工業製品で
あるアルミナセメント等のカルシウムアルミネート化合
物や、水硬性アルミナなどもとから可溶性を示すアルミ
ニウム化合物をそのまま特に処理せずに用いることも出
来る。アルミナセメントとはC12A7 、CA、CA2 よ
りなるカルシウムアルミネート化合物が主成分となるよ
うに製造されたセメントであり、水和物の相転移にとも
なう体積変化が問題となるため耐火物などに用途が限定
されているものである。上記粉体(B)としては、水に
可溶なカルシウム化合物であれば特に限定されないが、
例えば水酸化カルシウム(消石灰)、酸化カルシウム
(生石灰)、カルシウムシリケート、セメント等が挙げ
られる。
As the powder (A), a calcium aluminate compound such as alumina cement, which is an industrial product, or an aluminum compound which is naturally soluble such as hydraulic alumina can be used without any particular treatment. I can do it. Alumina cement is a cement manufactured so that the calcium aluminate compound consisting of C12A7, CA, and CA2 is the main component, and its volume change due to the phase transition of hydrates is a problem. It is limited. The powder (B) is not particularly limited as long as it is a calcium compound soluble in water,
Examples include calcium hydroxide (slaked lime), calcium oxide (quick lime), calcium silicate, cement and the like.

【0019】尚、上記粉体(A)、(B)には硫酸アル
ミニウム(硫酸バンド)や硫酸カルシウム(石膏)など
の水に可溶性の硫酸化合物を用いることは出来ない。組
成物中に水溶性の硫酸化合物を含有すると、水へのイオ
ウの溶解が生じ、エトリンガイト水和物形成により硬化
体の耐久性や寸法安定性が問題となるからである
Incidentally, water-soluble sulfate compounds such as aluminum sulfate (sulfate band) and calcium sulfate (gypsum) cannot be used for the powders (A) and (B). When a water-soluble sulfate compound is contained in the composition, sulfur is dissolved in water, and durability and dimensional stability of the cured product become a problem due to ettringite hydrate formation.

【0020】本発明1における上記粉体(C)として
は、炭酸カルシウムのうち軽質炭酸カルシウムに限定さ
れる。炭酸カルシウムはその製造方法により、一般に、
石灰石を粉砕して得られる重質炭酸カルシウムと、石灰
石を一旦焼成した後に炭酸ガス処理により炭酸化して得
られる軽質炭酸カルシウムとに分類される。この内、軽
質炭酸カルシウムの方が同時に添加するアルミニウム化
合物粉体(A)やカルシウム化合物粉体(B)との反応
性が高く、モノカーボネート水和物の生成反応が速やか
で硬化体の耐久性や寸法安定性に優れる。一方、重質炭
酸カルシウムを用いた場合、反応性が低く、このためモ
ノカーボネート水和物は生成するが、これ以外のカルシ
ウムナルミネート水和物(例えば、3CaO・ Al2 O
3・6H2 O)も生成するため、硬化体の耐久性や寸法安
定性が低下するのである。
The powder (C) in the present invention 1 is limited to light calcium carbonate among calcium carbonates. Calcium carbonate is generally produced according to its manufacturing method.
It is classified into heavy calcium carbonate obtained by pulverizing limestone and light calcium carbonate obtained by calcining limestone and then carbonating it by carbon dioxide gas treatment. Among them, the light calcium carbonate has higher reactivity with the aluminum compound powder (A) and the calcium compound powder (B) to be added at the same time, the generation reaction of monocarbonate hydrate is quicker, and the durability of the cured body is higher. And excellent dimensional stability. On the other hand, when heavy calcium carbonate is used, the reactivity is low and monocarbonate hydrate is generated. However, other calcium hydrates such as 3CaO.Al2O
Since 3.6H2 O) is also produced, the durability and dimensional stability of the cured product are reduced.

【0021】粉体の比表面積は特に限定されないが、セ
メントへ添加したときの分散性、反応性の観点から、2
〜40m2/gが好ましい。本発明2における上記粉体
(D)としては、炭酸カルシウムのうちウイスカー形状
の炭酸カルシウムに限定される。
Although the specific surface area of the powder is not particularly limited, from the viewpoint of dispersibility and reactivity when added to cement,
~ 40 m2 / g is preferred. The powder (D) in the present invention 2 is limited to whisker-shaped calcium carbonate among calcium carbonate.

【0022】炭酸カルシウムは上述の如く軽質炭酸カル
シウムと重質炭酸カルシウムに分類され、重質炭酸カル
シウムも軽質炭酸カルシウムも通常は、カルサイト型の
結晶構造を有するのが一般的でその形状も結晶系を反映
するため球状を呈することが一般的であるが、この様な
炭酸カルシウムを出発原料とした場合、得られるモノカ
ーボネート水和物の形状が板状となるため、硬化体の寸
法安定性には優れるが、形状による補強効果が十分では
ないのが現状であるので、本発明2においては、上記軽
質炭酸カルシウムの内のウイスカー形状を有するものを
用いるのである。
As described above, calcium carbonate is classified into light calcium carbonate and heavy calcium carbonate. Both heavy calcium carbonate and light calcium carbonate generally have a calcite-type crystal structure, and the shape of the calcium carbonate is generally crystalline. It is common to exhibit a spherical shape to reflect the system, but when such a calcium carbonate is used as a starting material, the resulting monocarbonate hydrate has a plate shape, so that the dimensional stability of the cured product is obtained. However, in the present invention, the light calcium carbonate having a whisker shape is used in the present invention 2, since the reinforcing effect of the shape is not sufficient.

【0023】このウイスカー状炭酸カルシウムは、例え
ば、『石膏と石灰』No.216(1988)等に記載されており、
これは長径30〜50μm、短径1〜2μm程度の針状粒子
のような特徴を有するものである。ウイスカー状炭酸カ
ルシウム(D)は、通常の軽質炭酸カルシウムを製造す
る際に、石灰石を一旦焼成した後の炭酸ガス処理条件を
適宜制御することにより、アラゴナイト型の結晶構造を
有する炭酸カルシウムとして成長させて、得ることが出
来る。
This whisker-like calcium carbonate is described, for example, in "Gypsum and Lime" No. 216 (1988).
This has characteristics such as acicular particles having a major axis of about 30 to 50 μm and a minor axis of about 1 to 2 μm. Whisker-like calcium carbonate (D) is grown as calcium carbonate having an aragonite-type crystal structure by appropriately controlling the conditions of carbon dioxide gas treatment after calcining limestone when producing ordinary light calcium carbonate. You can get it.

【0024】即ち、結晶構造で言えば、本発明1におけ
る軽質炭酸カルシウム(C)は、カルサイト型の結晶構
造から球状を呈する場合が多いものの、特にこれに限定
されないが、本発明2においては、アラゴナイト型の結
晶構造をもち炭酸カルシウムはウイスカー形状を有して
おり、この様な形状の炭酸カルシウムを出発原料とする
ことにより繊維状のモノカーボネート水和物が生成さ
れ、その結果、結晶構造が安定(モノカーボネート型)
でしかも補強効果の高い繊維状の形状に成長させること
ができるので、セメント硬化体の寸法安定性と曲げ強度
の両立が可能となったのである。ウイスカー状炭酸カル
シウム(D)の市販品としては、例えば奥多摩工業
(株)社のTP-123が挙げられる。
That is, in terms of the crystal structure, the light calcium carbonate (C) in the present invention 1 often exhibits a spherical shape from the calcite type crystal structure, but is not particularly limited thereto. Calcium carbonate has an aragonite-type crystal structure and has a whisker shape. By using calcium carbonate having such a shape as a starting material, a fibrous monocarbonate hydrate is produced. Is stable (monocarbonate type)
In addition, since it can be grown into a fibrous shape having a high reinforcing effect, it is possible to achieve both dimensional stability and bending strength of the cured cement body. Examples of commercially available whisker-like calcium carbonate (D) include TP-123 manufactured by Okutama Industry Co., Ltd.

【0025】粉体(A)、(B)、(C)もしくは
(D)の混合割合としては、特に限定されないが、良好
な硬化速度を得るためには、〔粉体(B)に含まれるカ
ルシウム原子数/(A)に含まれるアルミニウム原子
数〕が、0.1 〜10であることが好ましく、より好ましく
は、0.5 〜2.0 の範囲である。また良好な硬化体耐久性
を得るためには、〔粉体(C)もしくは(D)に含まれ
る塩素の原子数/(A)に含まれるアルミニウム原子
数〕が、0.1 〜5.0 であることが好ましく、より好まし
くは、0.2 〜2.0 の範囲である。粉体(A)、(B)、
(C)もしくは(D)を混合する方法としては、特に限
定されず、例えばオムニミキサーやアイリッヒミキサー
等のミキサー類が好適に使用できる。この場合、上記粉
体(A)は機械的エネルギーを印加させることによって
活性化された粉体であるので、これらを混合する際には
積極的に機械的エネルギーを作用させなくても良い。
The mixing ratio of the powders (A), (B), (C) and (D) is not particularly limited. [The number of calcium atoms / the number of aluminum atoms contained in (A)] is preferably from 0.1 to 10, more preferably from 0.5 to 2.0. In order to obtain good durability of the cured product, [the number of chlorine atoms contained in powder (C) or (D) / the number of aluminum atoms contained in (A)] should be 0.1 to 5.0. Preferably, it is more preferably in the range of 0.2 to 2.0. Powder (A), (B),
The method of mixing (C) or (D) is not particularly limited, and for example, mixers such as an omni mixer and an Erich mixer can be suitably used. In this case, since the powder (A) is a powder activated by applying mechanical energy, it is not necessary to actively apply mechanical energy when mixing them.

【0026】本発明5は、セメントに、本発明1又は2
の活性粉体を添加してなるセメント組成物である。上記
セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超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、耐硫酸塩ポルト
ランドセメント等のポルトランドセメント;高炉セメン
ト、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合
セメント;白色ポルトランドセメント、セメント系固化
材等が挙げられるが、このうち安価で品質が安定してい
る普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメン
トを好適に用いることが出来る。
The present invention 5 relates to a method of the present invention 1 or 2 for cement.
Is a cement composition obtained by adding an active powder. As the above cement, for example, Portland cement such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-high-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, etc .; mixed cement such as blast furnace cement, silica cement, fly ash cement White portland cement, cement-based solidifying material, etc., of which ordinary portland cement and early-strength portland cement, which are inexpensive and stable in quality, can be suitably used.

【0027】本発明5のセメント組成物においては、本
発明の活性粉体の添加量は特に限定されないが、セメン
ト100 重量部に対して1 〜100 重量部であることが好ま
しい。1 重量部未満であると、添加の効果が発現され難
く、十分な凝結速度及び硬化速度を得ることは出来な
い。一方、100 重量部を超えると、ポットライフが短す
ぎて十分に作業をしていない内に硬化が始まる。好まし
くは、3 〜50重量部である。上記セメントに活性粉体を
添加する方法としては、セメント中へ活性粉体を均一に
分散できる方法であれば特に限定されず、例えばアイリ
ッヒミキサーやオムニミキサー等のミキサー類を好適に
用いることが出来る。
In the cement composition of the fifth aspect of the present invention, the amount of the active powder of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of the addition is hardly exhibited, and sufficient setting speed and hardening speed cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the pot life will be too short and curing will begin before sufficient work is performed. Preferably, it is 3 to 50 parts by weight. The method for adding the active powder to the cement is not particularly limited as long as the active powder can be uniformly dispersed in the cement.For example, mixers such as an Erich mixer or an omni mixer can be suitably used. I can do it.

【0028】本発明6は、本発明5のセメント組成物が
水と反応して得られるセメント硬化体であって、硬化体
中にモノカーボネート水和物が形成されている。硬化初
期の段階で、モノカーボネート水和物(3CaO・ Al
2 O3・CaCl2・10H2 O)が急速に生成するために
硬化が促進され、またこの水和物は、従来の速硬化セメ
ント中に含まれるエトリンガイト水和物(3CaO・ A
l2 O3・3CaSO4・32H2 O)に比べて、化学的
に安定であると考えられるため、硬化体の耐久性に優れ
ている。
[0028] The present invention 6 is a cured cement obtained by reacting the cement composition of the present invention 5 with water, wherein a monocarbonate hydrate is formed in the cured product. At the early stage of curing, monocarbonate hydrate (3CaO.Al
The rapid formation of 2O3.CaCl2.10H2O promotes hardening, and this hydrate is composed of ettringite hydrate (3CaO.A) contained in conventional fast-setting cement.
It is considered to be chemically more stable than (l2O3.3CaSO4.32H2O), so that the cured product has excellent durability.

【0029】本発明6の硬化体は、本発明5のセメント
組成物及びその他の配合物との混合物を水と混合、混練
し所定の形状に成形し、養生することによって得られ
る。上記配合物としては骨材(砂利、珪砂)、補強繊維
(ガラス繊維、炭素繊維、ワラストナイト、ビニロ
ン)、充填剤(フライアッシュ、シリカヒューム)など
が挙げられる。また作業性を確保するために凝結遅延
剤、減水剤、流動化剤等の各種セメント混和材を用いて
も良い。セメント硬化体の成形方法は特に限定されず、
注型、プレス、押し出し等が挙げられる。養生方法は、
特に限定されず常温または加熱雰囲気、加熱加湿雰囲気
等で保持する方法が挙げられる。
The cured product of the present invention 6 can be obtained by mixing and kneading a mixture of the cement composition of the present invention 5 and other components with water, kneading the mixture, molding into a predetermined shape, and curing. Examples of the above-mentioned compounds include aggregates (gravel, silica sand), reinforcing fibers (glass fibers, carbon fibers, wollastonite, vinylon), fillers (fly ash, silica fume) and the like. In addition, various cement admixtures such as a setting retarder, a water reducing agent, and a fluidizing agent may be used to ensure workability. The molding method of the cement hardened body is not particularly limited,
Casting, pressing, extrusion and the like can be mentioned. The curing method is
There is no particular limitation, and examples thereof include a method in which the film is held at room temperature, in a heated atmosphere, or in a heated and humidified atmosphere.

【0030】(作用)本発明1又は2の活性粉体は、粉
体(A)、(B)及び(C)もしくは(D)からなり、
水へのアルミニウムイオン、カルシウムイオンの溶解特
性が十分に制御されているので、液相中のアルミニウム
やカルシウムを利用した固液反応に有効に利用すること
ができる。特に炭酸カルシウム粉体(C)又は(D)が
添加されていることにより、水との反応の硬化初期段階
で、モノカーボネート水和物が急速に生成されて、硬化
が促進され、粉体(A)、(B)のみからなる活性粉体
よりも硬化が速くなる。
(Action) The active powder of the present invention 1 or 2 comprises powders (A), (B) and (C) or (D),
Since the dissolution characteristics of aluminum ions and calcium ions in water are sufficiently controlled, they can be effectively used for a solid-liquid reaction utilizing aluminum and calcium in a liquid phase. In particular, by adding the calcium carbonate powder (C) or (D), monocarbonate hydrate is rapidly generated in the initial stage of curing of the reaction with water, and the curing is accelerated, and the powder ( The curing speed is faster than that of the active powder consisting of only A) and (B).

【0031】本発明2においては、モノカーボネート水
和物の出発原料である炭酸カルシウムにウイスカー形状
のものを用いることによって、水和物の形状が繊維状で
あるモノカーボネート水和物を生成できるので、硬化体
の曲げ強度も従来のエトリンガイト系のものと同レベル
のものが得られる。本発明3においては、アルミニウム
化合物よりなる粉体粉体(A)として水酸化アルミニウ
ムに0.5 〜30kWh/kg、好ましくは、2〜10kWh/kgの機
械的エネルギーを加えた粉体を用いるので、粉体(A)
のアルカリ水溶液浸漬時のアルミニウム溶解量を好適な
範囲として上記本発明の目的をより確実に達成し得る。
本発明4においては、粉体(A)として、アルカリ水溶
液浸漬時に既に或る程度のアルミニウム溶解量を示す、
アルミナセメント又は水硬性アルミナを用いるので、特
に機械的エネルギーを加えずに用いることが出来る。
In the present invention 2, whisker-shaped monocarbonate hydrate can be produced as the starting material of monocarbonate hydrate by using calcium carbonate having a whisker shape. The bending strength of the cured product is the same level as that of the conventional ettringite-based one. In the present invention 3, a powder obtained by adding mechanical energy of 0.5 to 30 kWh / kg, preferably 2 to 10 kWh / kg to aluminum hydroxide is used as the powder (A) made of an aluminum compound. Body (A)
The above-mentioned object of the present invention can be more reliably achieved by setting the amount of aluminum dissolved when dipping in an alkaline aqueous solution to a suitable range.
In the present invention 4, as the powder (A), a certain amount of aluminum is already dissolved when immersed in an alkaline aqueous solution.
Since alumina cement or hydraulic alumina is used, it can be used without particularly applying mechanical energy.

【0032】本発明5のセメント組成物は、セメントに
上記活性粉体が添加されてなり、凝結速度と硬化速度が
共に速いセメント組成物であり、本発明5に水を反応さ
せて得られる硬化体である本発明6のセメント硬化体
は、硬化体中に化学的安定性の低い水和物であるエトリ
ンガイトの代わりに化学的に安定な水和物であると考え
られるモノカーボネート水和物を含有するため、硬化体
の寸法安定性や耐久性に優れている。
The cement composition according to the fifth aspect of the present invention is a cement composition obtained by adding the above-mentioned active powder to cement and having a high setting speed and a high curing speed. The hardened cement of the present invention, which is a body, comprises a monocarbonate hydrate which is considered to be a chemically stable hydrate in place of ettringite which is a hydrate having low chemical stability in the hardened body. Since it contains, the cured product is excellent in dimensional stability and durability.

【0033】[0033]

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。 (実施例1〜3及び比較例2、3)
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. (Examples 1-3 and Comparative Examples 2, 3)

【0034】粉体(A) 水酸化アルミニウム(住友化学製、C-31)を用意し、ウ
ルトラファインミル(三菱重工業社製、AT-20 )によ
り、それぞれ表1に示す機械的エネルギーを印加させた
ものを粉体(A)として用いた。機械的エネルギーを印
加させる際には、、ボール媒体として10mmφのジルコ
ニアボールを使用した。またジルコニアボールの投入量
は520kg とし、水酸化アルミニウムの投入量は20kgと
し、各々のアルミニウム化合物に対し粉砕助剤としてエ
タノールを100g添加した。
Powder (A) Aluminum hydroxide (C-31, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was prepared, and the mechanical energy shown in Table 1 was applied thereto using an ultrafine mill (AT-20, manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.). Was used as powder (A). When applying mechanical energy, a zirconia ball of 10 mmφ was used as a ball medium. The input amount of zirconia balls was 520 kg, the input amount of aluminum hydroxide was 20 kg, and 100 g of ethanol was added to each aluminum compound as a grinding aid.

【0035】水酸化アルミニウムに印加させた機械的エ
ネルギーは、平均エネルギー密度(1時間当たりの平均
エネルギーであり、下式で求められる化合物に印加させ
た機械的エネルギーを処理時間で割った値をいう)が、
約0.5kWh/kg となる運転条件で処理時間を変化させるこ
とにより、表1に示す機械的エネルギーとした。 印加させた機械的エネルギー(kWh/kg)={アルミニウム
化合物処理時の運転で消費した電力量(kWh)−アルミニ
ウム化合物投入前の空運転時に消費した電力量(kWh
)}÷処理化合物量(kg) 尚、粉体(A)のアルミニウム溶解量を以下の方法で求
め表1に示した。
The mechanical energy applied to the aluminum hydroxide is an average energy density (an average energy per hour, and is a value obtained by dividing the mechanical energy applied to the compound obtained by the following formula by the processing time. )But,
The mechanical energy shown in Table 1 was obtained by changing the treatment time under operating conditions of about 0.5 kWh / kg. Applied mechanical energy (kWh / kg) = 電力 Amount of power consumed during operation during aluminum compound treatment (kWh)-Amount of power consumed during idle operation before input of aluminum compound (kWh)
)} ÷ Amount of treated compound (kg) The amount of aluminum dissolved in powder (A) was determined by the following method and is shown in Table 1.

【0036】粉体(B)、(C) 粉体(B)として消石灰(河合石灰工業社製)を用い
た。粉体(C)にはそれぞれ表1に示す製造メーカー、
品名、形状、結晶構造を持つ炭酸カルシウムを用いた。
Powder (B), (C) Slaked lime (manufactured by Kawai Lime Industry Co., Ltd.) was used as powder (B). The powder (C) has the manufacturer shown in Table 1, respectively.
Calcium carbonate having a product name, shape and crystal structure was used.

【0037】活性粉体及びセメント組成物の調製 上述の粉体(A)、(B)及び(C)を、(A):
(B):(C)が重量比で表1になるよう計量し、オム
ニミキサーにより均一に混合して各種の活性粉体を得
た。上記活性粉体を、普通ポルトランドセメント(秩父
小野田社製)100重量部に対して20重量部になるよ
うに添加したのち、オムニミキサーにより混合し、セメ
ント組成物を調製した。セメント硬化体の作製及び評価方法 得られたセメント組成物の速硬化性、及びセメント硬化
体の水和物構造、寸法安定性について、以下の方法で評
価し、結果を表1に示した。
Preparation of Active Powder and Cement Composition The above-mentioned powders (A), (B) and (C) were converted into (A):
(B): (C) was weighed so that the weight ratio was as shown in Table 1, and uniformly mixed with an omni mixer to obtain various active powders. The active powder was added in an amount of 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of ordinary Portland cement (manufactured by Chichibu Onoda), and then mixed with an omni mixer to prepare a cement composition. Preparation and evaluation method of hardened cement body The rapid hardening property of the obtained cement composition and the hydrate structure and dimensional stability of the hardened cement body were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

【0038】〔評価方法〕 (1)アルミニウム溶解量 表1に示した粉体(A)1gを常温下で、pH12. 5
となるように調製した水酸化ナトリウム水溶液(具体的
には0. 17重量%のNaOH水溶液)50gに浸漬
し、5分間撹拌した後に遠心分離器(国産遠心器社製H1
08NA)により濾液と残渣を大まかに分離し、更に濾紙
(アドバンテックトーヨー社製4A110mm )により再度
分離を行った。最終的に得られた濾液中のアルミニウム
濃度をICP(誘導結合プラズマ発光分析)により定量
化しアルミニウム溶解量とした。
[Evaluation Method] (1) Amount of Aluminum Dissolved 1 g of the powder (A) shown in Table 1 was subjected to pH 12.5 at room temperature.
Immersed in 50 g of an aqueous sodium hydroxide solution (specifically, a 0.17% by weight aqueous NaOH solution), stirred for 5 minutes, and then centrifuged (H1 manufactured by Domestic Centrifuge Co., Ltd.).
08NA), the filtrate and the residue were roughly separated, and further separated again using filter paper (4A110 mm manufactured by Advantech Toyo). The aluminum concentration in the finally obtained filtrate was quantified by ICP (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry) to determine the amount of aluminum dissolved.

【0039】(2)速硬化性 ・凝結速度 得られたセメント組成物100 重量部に対して、水35重量
部を注水、混練し、セメントペーストを調製した。得ら
れたセメントペーストについて、JIS R5201
(セメントの物理試験法7.凝結試験)に準じて凝結試
験を行い、凝結の始発と終結を測定し、この差を凝結速
度の指標とした。凝結試験機としては、自動凝結試験機
(MIC-308-1、圓井製作所社製)を用いた。 ・硬化速度 上記セメントペーストを直径5cm、高さ5cmの円筒
形状になるよう注型成形し、注水から3時間経過した時
点で、この硬化体の圧縮強度を測定し、これを硬化速度
の指標とした。
(2) Rapid curing property / setting speed 35 parts by weight of water was injected and kneaded with 100 parts by weight of the obtained cement composition to prepare a cement paste. Regarding the obtained cement paste, JIS R5201
A setting test was performed according to (Physical Testing Method for Cement 7. Setting Test) to determine the start and end of setting, and the difference was used as an index of setting speed. As a setting tester, an automatic setting tester (MIC-308-1, manufactured by Enai Seisakusho) was used.・ Curing speed The above-mentioned cement paste was cast into a cylindrical shape having a diameter of 5 cm and a height of 5 cm, and after 3 hours from the water injection, the compressive strength of the cured body was measured. did.

【0040】(3)寸法安定性(耐硫酸塩) 得られたセメント組成物100 重量部、8号珪砂(六呂屋
鉱業社製)50重量部、及び水40重量部を混練し、得られ
た混練物を50mm×150mm ×10mmのダンベル形状に注型成
形した。この後室温下で7 日間養生を行い、セメント硬
化体を得た。得られた硬化体を、2重量%の硫酸マグネ
シウム水溶液に20日間浸漬し、試験前後での長手方向
の寸法をマイクロメーターにより測定し、以下の式によ
り寸法変化率を求めた。寸法測定は試験前後ともに60
℃で1日乾燥した後放冷したものを測定した。 寸法変化率(%)=(試験後飽水寸法−初期寸法)/初
期寸法×100 寸法安定性の評価は寸法変化率が0. 2以下のものを
○、0. 2を超えるものを×とした。
(3) Dimensional stability (sulfate resistance) 100 parts by weight of the obtained cement composition, 50 parts by weight of No. 8 silica sand (manufactured by Rokuriya Mining Co., Ltd.), and 40 parts by weight of water are kneaded and obtained. The kneaded material was cast into a dumbbell shape of 50 mm × 150 mm × 10 mm. Thereafter, curing was performed at room temperature for 7 days to obtain a hardened cement. The obtained cured product was immersed in a 2% by weight aqueous magnesium sulfate solution for 20 days, and the longitudinal dimension before and after the test was measured with a micrometer, and the dimensional change was determined by the following equation. Dimension measurement is 60 before and after the test
After drying at a temperature of 1 day for 1 day, the temperature was measured. Dimensional change rate (%) = (saturated size after test-initial size) / initial size x 100 The dimensional stability was evaluated as "good" when the dimensional change rate was 0.2 or less, and as "x" when the dimensional change rate exceeded 0.2. did.

【0041】(4)硬化体の曲げ強度 上記寸法変化の測定と同条件で作製した硬化体の室温7
日養生時の3点曲げ強度をスパン120mmで行った結果
を表1に示した。 (5)硬化体中に生成する水和物の結晶構造の同定 得られたセメント組成物100 重量部に対して、水35重量
部を注水・混練し、セメントペーストを調製した。注水
より3時間後にアセトン中で粉砕し60℃で1日乾燥を行
った。得られた試料を粉末X線回折法により測定を行い
生成した水和物の結晶構造を同定した。具体的にはX線
回折装置には理学社製のRINT1000を使用し、Cu管球によ
る2θ/θスキャンで5°〜60°の回折ピークを得てJC
PDS カードにより生成する水和物の結晶構造を同定し
た。
(4) Flexural strength of the cured product Room temperature of the cured product prepared under the same conditions as the measurement of the dimensional change described above.
Table 1 shows the results of a three-point bending strength test performed at a span of 120 mm during day curing. (5) Identification of Crystal Structure of Hydrate Generated in Cured Body 35 parts by weight of water was injected and kneaded with 100 parts by weight of the obtained cement composition to prepare a cement paste. After 3 hours from the water injection, the mixture was pulverized in acetone and dried at 60 ° C. for 1 day. The obtained sample was measured by the powder X-ray diffraction method, and the crystal structure of the formed hydrate was identified. Specifically, RINT1000 manufactured by Rigaku Corporation was used for the X-ray diffractometer, and a diffraction peak of 5 ° to 60 ° was obtained by 2θ / θ scan using a Cu tube to obtain JC.
The crystal structure of the hydrate formed by the PDS card was identified.

【0042】(実施例5及び6)粉体(A)としてアル
ミナセメント(電気化学工業製、デンカ2号)及び水硬
性アルミナ(住友化学製、BK-112)を未処理の状態で用
いた以外は、実施例1と同様にして活性粉体及びセメン
ト組成物を調製し、セメント硬化体を作製してその評価
を行った。
(Examples 5 and 6) Except that alumina cement (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, Denka No. 2) and hydraulic alumina (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., BK-112) were used in an untreated state as powder (A). In the same manner as in Example 1, an active powder and a cement composition were prepared, a hardened cement body was prepared, and the evaluation was performed.

【0043】(比較例1)セメントとしてジェットセメ
ント(秩父小野田社製)を用いて、そのまま、活性粉体
を添加しないものを、セメント組成物とした。但し、作
業性を向上させるために凝結遅延剤としてジェットセッ
ター(ジェットセッター、秩父小野田社製)を混練水中
に予め1重量部(セメント100 重量部に対する添加部
数)だけ添加して特性の評価を行った。このセメント組
成物の速硬化性、及びセメント硬化体の水和物構造、寸
法安定性について実施例と同様に評価を行った。アルミ
ニウムの溶解量については粉体(A)のかわりにジェッ
トセメントそのもので同様に評価した。結果を表1に示
した。
(Comparative Example 1) A cement composition was prepared by using jet cement (manufactured by Chichibu Onoda Co., Ltd.) without adding active powder. However, in order to improve the workability, a jet setter (Jet Setter, manufactured by Chichibu Onoda) was added as a setting retarder only 1 part by weight (the number of parts added to 100 parts by weight of cement) to the kneading water in advance to evaluate the properties. Was. The quick-setting properties of this cement composition and the hydrate structure and dimensional stability of the cured cement were evaluated in the same manner as in the examples. The dissolution amount of aluminum was similarly evaluated using jet cement itself instead of powder (A). The results are shown in Table 1.

【0044】(実施例7〜11及び比較例4)粉体
(D)としてそれぞれ表1に示す製造メーカー、品名、
形状、結晶構造を持つ炭酸カルシウムを用いた以外は、
実施例1と同様にして、活性粉体及びセメント組成物を
調製し、セメント硬化体を作製した。評価方法として、
硬化体中に生成した水和物の同定を行い、更に結晶構造
の形状観察を行った以外は、実施例1と同様に評価しそ
の結果を表1に示した。水和物の結晶構造の形状観察
は、走査型電子顕微鏡(日本電子(株)社JSM-5800LV)
を用いて行い、板状か繊維状かを判断した。実施例9で
用いたアラゴナイト型の結晶構造のウイスカー形状炭酸
カルシウムと、比較例4で用いたカルサイト型の結晶構
造の球状炭酸カルシウムの上記走査型電子顕微鏡(SE
M)写真と、これらの炭酸カルシウムを用いて得た硬化
体中に生成した水和物の結晶構造の写真と、更に、硬化
体中に生成した水和物のX線回折ピークを示すチャート
とを提示した。
(Examples 7 to 11 and Comparative Example 4) Manufacturers, product names,
Except for using calcium carbonate with shape and crystal structure,
In the same manner as in Example 1, an active powder and a cement composition were prepared, and a hardened cement was produced. As an evaluation method,
A hydrate formed in the cured product was identified, and the same evaluation as in Example 1 was conducted except that the shape of the crystal structure was observed, and the results are shown in Table 1. Observation of the crystal structure of the hydrate can be performed with a scanning electron microscope (JSM-5800LV, JEOL Ltd.)
Was used to determine whether it was plate-like or fibrous. The scanning electron microscope (SE) of the whisker-shaped calcium carbonate having the aragonite crystal structure used in Example 9 and the spherical calcium carbonate having the calcite crystal structure used in Comparative Example 4
M) a photograph, a photograph of the crystal structure of the hydrate formed in the cured product obtained using these calcium carbonates, and a chart showing the X-ray diffraction peak of the hydrate formed in the cured product. Was presented.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明に係る活性粉体は上述のように構
成されており、水へのアルミニウムイオン、カルシウム
イオンの溶解特性が最適に制御されているので、水と反
応させた際の硬化速度が速い。本発明に係るセメント組
成物は上述のように構成されており、セメント組成物を
水と反応させた際に凝結速度と硬化速度が共に速く、且
つその際に得られる本発明に係るセメント硬化体は、化
学的に安定なモノカーボネート水和物が形成されている
ので、耐久性、寸法安定性が極めて優れている。従っ
て、市街地に於ける道路工事や鉄道、航空関係設備の補
修等の緊急工事において、工期の短縮を図ることがで
き、セメント二次製品の製造等においても、出荷までの
期間の短縮、養生設備の簡略化を図ることができる。
The active powder according to the present invention is constituted as described above, and since the dissolution characteristics of aluminum ions and calcium ions in water are optimally controlled, the active powder hardens when reacted with water. Speed is fast. The cement composition according to the present invention is configured as described above, and when the cement composition is reacted with water, the setting speed and the setting speed are both high, and the cured cement body according to the present invention obtained at that time. Since a chemically stable monocarbonate hydrate is formed, is extremely excellent in durability and dimensional stability. Therefore, it is possible to shorten the construction period in emergency work such as road construction, repair of railways and aviation-related facilities in urban areas. Can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例9に用いた炭酸カルシウムの電
子顕微鏡写真である(倍率7000倍)。
FIG. 1 is an electron micrograph of calcium carbonate used in Example 9 of the present invention (at a magnification of 7000 times).

【図2】比較例4に用いた炭酸カルシウムの電子顕微鏡
写真である(倍率3000倍)。
FIG. 2 is an electron micrograph of calcium carbonate used in Comparative Example 4 (magnification: 3,000).

【図3】実施例9で得たセメント硬化体の水和物の電子
顕微鏡写真である(倍率6500倍)。
FIG. 3 is an electron micrograph of a hydrate of a hardened cement obtained in Example 9 (magnification: 6500).

【図4】比較例4で得たセメント硬化体の水和物の電子
顕微鏡写真である(倍率6500倍)。
FIG. 4 is an electron micrograph of a hydrate of a cured cement body obtained in Comparative Example 4 (magnification: 6500).

【図5】実施例9で得たセメント硬化体の水和物におけ
る結晶構造を判断するためのX線回折結果のピークを示
すチャートである。
FIG. 5 is a chart showing peaks of X-ray diffraction results for judging a crystal structure of a hydrate of a hardened cement obtained in Example 9.

【図6】比較例4で得たセメント硬化体の水和物におけ
る結晶構造を判断するためのX線回折結果のピークを示
すチャートである。
6 is a chart showing peaks of X-ray diffraction results for judging a crystal structure of a hydrate of a hardened cement obtained in Comparative Example 4. FIG.

───────────────────────────────────────────────────── 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 103:10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C04B 103: 10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 pH12. 5のアルカリ水溶液に浸漬し
た時のアルミニウム溶解量が150ppm/粉体1g、
以上であるアルミニウム化合物よりなる粉体(A)と水
へ可溶なカルシウム化合物よりなる粉体(B)と軽質炭
酸カルシウム(C)からなることを特徴とする活性粉
体。
1. An aluminum dissolving amount of 150 ppm / g of powder when immersed in an alkaline aqueous solution having a pH of 12.5,
An active powder comprising the powder (A) composed of the above aluminum compound, the powder (B) composed of a calcium compound soluble in water, and the light calcium carbonate (C).
【請求項2】 pH12. 5のアルカリ水溶液に浸漬し
た時のアルミニウム溶解量が150ppm/粉体1g以
上であるアルミニウム化合物よりなる粉体(A)と水へ
可溶なカルシウム化合物よりなる粉体(B)とウイスカ
ー状炭酸カルシウム(D)からなることを特徴とする活
性粉体。
2. A powder (A) composed of an aluminum compound having an aluminum solubility of 150 ppm / g or more when immersed in an alkaline aqueous solution having a pH of 12.5 and a powder composed of a calcium compound soluble in water ( An active powder comprising B) and whisker-like calcium carbonate (D).
【請求項3】 アルミニウム化合物が水酸化アルミニウ
ムに0.5 〜30kWh/kgの機械的エネルギーを作用させたも
のであることを特徴とする請求項1又は2記載の活性粉
体。
3. The active powder according to claim 1, wherein the aluminum compound is obtained by applying mechanical energy of 0.5 to 30 kWh / kg to aluminum hydroxide.
【請求項4】 アルミニウム化合物がアルミナセメント
又は水硬性アルミナであることを特徴とする請求項1又
は2記載の活性粉体。
4. The active powder according to claim 1, wherein the aluminum compound is alumina cement or hydraulic alumina.
【請求項5】 セメントに、請求項1又は2記載の活性
粉体を添加してなることを特徴とするセメント組成物。
5. A cement composition comprising the cement and the active powder according to claim 1 added thereto.
【請求項6】 請求項5から得られる硬化体であって、
該硬化体中にモノカーボネート水和物が形成されている
ことを特徴とするセメント硬化体。
6. The cured product obtained from claim 5, wherein
A hardened cement body, wherein a monocarbonate hydrate is formed in the hardened body.
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