JP2000302518A - 高流動性水硬性組成物 - Google Patents

高流動性水硬性組成物

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JP2000302518A
JP2000302518A JP11114378A JP11437899A JP2000302518A JP 2000302518 A JP2000302518 A JP 2000302518A JP 11114378 A JP11114378 A JP 11114378A JP 11437899 A JP11437899 A JP 11437899A JP 2000302518 A JP2000302518 A JP 2000302518A
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gypsum
cement
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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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    • 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
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/02Portland cement
    • C04B7/04Portland cement using raw materials containing gypsum, i.e. processes of the Mueller-Kuehne type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00198Characterisation or quantities of the compositions or their ingredients expressed as mathematical formulae or equations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00215Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition

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高流動性水硬性
組成物を得ることを目的とする。 【解決手段】 3CaO・Al23含有量が5重量%を超
え、15重量%以下であるセメントクリンカー粉末と石
膏との混合物中に、SO3換算で下記(1)式を満たすよ
うに石膏を含み、且つ半水石膏含有量がSO3換算で下記
(2)式を満たすように調整されたポルトランドセメン
ト、セメント分散剤および水よりなる。 (1)0.02A+1.00≦B≦0.20A+2.0
0 (2)C≦0.02A+0.90 (但し、 A:セメントクリンカー中の3CaO・Al23
含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算重
量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
算重量%) である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポルトランドセメ
ントとセメント分散剤を併用した新規な高流動性水硬性
組成物に関するものである。さらに詳しくは、ポルトラ
ンドセメント中のクリンカー鉱物組成、石膏の含有量お
よびその種類を調整し、セメント分散剤の量および種類
を調製することにより、優れた流動性を有すると共に、
練り混ぜ後の流動性の経時的な変化が小さく、安定した
流動性を有する高流動性水硬性組成物を提供するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ポルトランド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広く使用されるようになって
きた。
【0004】これらのセメント分散剤は、セメントの種
類に制限なく広く使用されているが、セメント分散剤に
よる減水効果を十分発揮するセメントとして、クリンカ
ーの鉱物組成および硬化遅延剤として添加される石膏の
種類、添加量を調整したポルトランドセメントが提案さ
れており、高性能AE減水剤との組み合わせにより高い流
動性が得られている(特開平6−80456号、特開平9−869
76号公報参照)。さらに、特定の化学成分を有する高性
能AE減水剤との組み合わせにより、より高い効果が得ら
れている(特開平5−213653号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記高流動性水硬性組
成物は、ポルトランドセメントのクリンカー鉱物組成、
石膏の種類および添加量を調整することにより流動性が
向上したが、時間の経過に伴なう流動性の変化の制御に
ついては不十分であった。
【0006】また、セメントクリンカーの鉱物組成を特
定の範囲に調整する必要があること、いずれの組成物に
ついても、セメントに添加する石膏の種類として無水石
膏を必須の成分としており、原料として必ず2種類以上
の石膏を必要としていることから、セメントの製造工程
が複雑になるという問題があった。
【0007】従って、本発明は、ポルトランドセメン
ト、セメント分散剤および水を使用した高流動性水硬性
組成物において、容易に製造することが可能なポルトラ
ンドセメントを用いながら、流動性の経時的な変化が小
さく、安定した流動特性を達成することを目的とするも
のである。
【0008】
【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、上記高流動性水
硬性組成物の流動性およびその経時的な変化は、ポルト
ランドセメント中に硬化遅延剤として含有される石膏の
種類およびその量、セメント分散剤の種類と密接な関係
があることについて知見を得た。かかる知見に基づき、
更に研究を重ねた結果、石膏の含有量とその中に含まれ
る半水石膏の量を調整することにより、高い流動性を維
持しながら、該流動性の安定化が可能であること、セメ
ント分散剤として特定の成分を有するセメント分散剤を
使用するとさらに効果的であること、を見い出し、本発
明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、3CaO・Al23含有
量が5重量%を超え、15重量%以下であるセメントク
リンカー粉末および石膏とからなり、該石膏の含有量が
SO3換算で下記(1)式を満たし、且つ該石膏中に存在
する半水石膏の含有量がSO3換算で下記(2)式を満た
すポルトランドセメント、セメント分散剤および水より
なることを特徴とする高流動性水硬性組成物である。
【0010】(1)0.02A+1.00≦B≦0.2
0A+2.00 (2)C≦0.02A+0.90 (但し、 A:セメントクリンカー中の3CaO・Al23
含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算重
量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
算重量%) である。)
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。
【0012】本発明において、セメントクリンカー中の
3CaO・Al23含有量はクリンカーの5重量%を超え、
15重量%以下とする。3CaO・Al23量が5重量%以
下では、セメントクリンカーを容易に焼成することがで
きないため、セメントの製造が困難となり好ましくな
い。15重量%を超えると、3CaO・Al23の水和が活
発となり、流動性を確保できない。
【0013】上記3CaO・Al23量の調整方法は、特に
制限されるものではないが、一般に、セメントクリンカ
ーの製造時において、原料比、焼成条件を変えることに
よって調整することが可能である。
【0014】本発明において、ポルトランドセメント中
の石膏含有量は、セメントクリンカー粉末中の3CaO・
Al23含有量をA重量%としたとき、SO3換算で(0.
02A+1.00)重量%以上(0.20A+2.0
0)重量%以下とすることが重要である。すなわち、石
膏含有量がSO3換算で(0.02A+1.00)重量%
未満では添加効果である遅延効果が発揮されず、3Ca
O・Al23の水和が活発となり、十分な施工時間を確保
することが出来ない。また、石膏含有量がSO3換算
(0.20A+2.00)重量%を越えると、3CaO
・Al23と石膏との反応が促進されるため流動性が低下
する。
【0015】本発明において、石膏の含有量と共に重要
な要件は、該石膏中に存在する半水石膏のポルトランド
セメント中の含有量を、セメントクリンカー粉末中の3
CaO・Al23含有量をA重量%としたとき、SO3換算で
(0.02A+0.90)重量%以下に調整することに
ある。すなわち、半水石膏の量が(0.02A+0.9
0)重量%を越える場合、セメント分散剤による粒子の
分散効果が損なわれるため、流動性の向上効果が低下す
るばかりでなく、その経時的な流動性の変化が大きくな
り、施工条件の設定が困難となる。
【0016】従って、かかる半水石膏の含有量がポルト
ランドセメント中の(0.02A+0.90)重量%以
下であれば、練り上がり直後から高い流動性を示し、か
つ時間の経過に伴なう流動性の変化が小さく、安定した
施工が可能となる。
【0017】残部の石膏の種類は、特に制限されない
が、2水石膏であることが望ましい。石膏の種類には、
半水石膏の他に2水石膏、無水石膏等があるが、2水石
膏は無水石膏に比べクリンカー中の3CaO・Al23
水和を抑制する効果が高いため、本発明の効果をより高
めることができ、有効である。
【0018】本発明において、ポルトランドセメントの
製造方法は、セメントクリンカー成分と石膏とが所定の
割合に配合される方法であれば特に制限はなく、クリン
カーおよび石膏をそれぞれ個別に粉砕したものを混合し
てもよいし、同時に粉砕してもよい。
【0019】また、ポルトランドセメントのブレーン値
は、3000〜5000cm2/gであることが望ましい。
【0020】本発明において、セメント分散剤は、ポル
トランドセメントを分散させる効果を有するものであれ
ば、公知のものが特に制限無く使用される。具体的に
は、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミ
ンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸
塩、ポリカルボン酸塩、ポリカルボン酸エーテル、ポリ
エーテルカルボン酸塩、カルボン酸共重合物、マレイン
酸誘導体共重合物等の化合物を主成分とする高性能減水
剤、流動化剤、高性能AE減水剤等である。そのうち、ポ
リエチレングリコール鎖を有する化合物を主成分とする
セメント分散剤、特にポリカルボン酸系セメント分散剤
は、石膏量及び半水石膏含有量を調整することによる流
動性制御の効果が顕著であり、好適に使用される。
【0021】本発明において、ポルトランドセメントに
対する上記セメント分散剤及び水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、ポルトランドセメントに対して0.1〜1
0.0重量%、好ましくは0.5〜5.0重量%が、ま
た、水は水/セメント比で15〜50%、好ましくは2
0〜45%である。
【0022】本発明の高流動性水硬性組成物は、本発明
を構成するポルトランドセメント、セメント分散剤およ
び水の他に、本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、
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、ポルトランドセメント
に対して、0.1〜10重量%の石灰石微粉末、高炉ス
ラグ及び/又はフライアッシュが好適に用いられる。
【0023】本発明において、ポルトランドセメント、
セメント分散剤及び水の添加方法は特に制限されない。
例えば、全部を同時に混合する方法、ポルトランドセメ
ントとセメント分散剤とを予め混合後、水と混合する方
法などが挙げられる。また、上記の混合には公知の混合
機が特に制限無く使用できる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の高流動性水硬性組成物は、優れた流動性を有すると
共に、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高流動性水硬性組成物に無い、優れ
た特性を発揮するものである。また、本発明に用いるポ
ルトランドセメントは、従来の高流動性水硬性組成物に
用いられてきたポルトランドセメントに比べ、容易に製
造することが可能であり、その工業的価値は極めて高い
ものである。
【0025】かかる高流動性水硬性組成物は、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。
【0026】
【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、本発明は実施例に限定されるものではな
い。
【0027】実施例1 セメントクリンカー中の3CaO・Al23含有量が9重量
%、2水石膏及び半水石膏からなる石膏の含有量がSO3
算1.6重量%、半水石膏含有量がSO3換算0.4重量
%、ブレーン比表面積が3330cm2/gのポルトラ
ンドセメントを調整し、水/セメント比が27%、ポリ
エチレングリコール鎖を有する化合物を主成分とするポ
リカルボン酸系セメント分散剤の添加量がポルトランド
セメント重量の1.5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た。練り混ぜ直
後から60分までの流動性の経時変化を測定した。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。結果を表1に示す。
【0028】実施例2 半水石膏含有量をSO3換算0.9重量%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。
【0029】実施例3 石膏含有量をSO3換算2.2重量%、半水石膏含有量をS
O3換算0.9重量%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。
【0030】比較例1 半水石膏含有量をSO3換算1.4重量%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。
【0031】比較例2 石膏含有量をSO3換算4.0重量%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。
【0032】比較例3 3CaO・Al23含有量を16重量%、石膏含有量をSO3
換算2.2重量%、セメント分散剤の添加量を3.0重
量%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。
【0033】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── 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)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3CaO・Al23含有量が5重量%を超
    え、15重量%以下であるセメントクリンカー粉末およ
    び石膏とからなり、該石膏の含有量がSO3換算で下記
    (1)式を満たし、且つ該石膏中に存在する半水石膏の
    含有量がSO3換算で下記(2)式を満たすポルトランド
    セメント、セメント分散剤および水よりなることを特徴
    とする高流動性水硬性組成物。 (1)0.02A+1.00≦B≦0.20A+2.0
    0 (2)C≦0.02A+0.90 (但し、 A:セメントクリンカー中の3CaO・Al23
    含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算重
    量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
    算重量%) である。)
  2. 【請求項2】 セメント分散剤が、ポリエチレングリコ
    ール鎖を有する化合物である請求項1記載の高流動性水
    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
JP2004189546A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Taiheiyo Cement Corp 水硬性組成物
JP2009256205A (ja) * 2009-08-03 2009-11-05 Mitsubishi Materials Corp 高間隙相型セメント組成物

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JP2004189546A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Taiheiyo Cement Corp 水硬性組成物
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