JP2001064053A - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents
セメント混和材及びセメント組成物Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
Abstract
セメント組成物を提供すること。 【解決手段】 遊離石灰、カルシウムフェライト及びセ
ッコウ類を含有してなるセメント混和材であり、CaO
原料、Fe2O3原料及びCaSO4原料を熱処理して得
られる物質であって、遊離石灰、カルシウムフェライト
及び無水セッコウを含有してなるセメント混和材であ
り、珪酸率が0.5未満であることを特徴とする該セメ
ント混和材であり、更にセメントと、該セメント混和材
とを含有してなるセメント組成物を構成とする。
Description
分野において使用されるセメント混和材及びセメント組
成物に関する。
や曲げ耐力の向上は、コンクリート構造物の信頼性、耐
久性、美観等の観点から最も重要であり、これらを改善
するためセメント系膨張材の開発が行われてきたが、更
なる技術の進展が望まれている。セメント系膨張材とし
ては、例えば、遊離石灰−アウイン−無水セッコウ系膨
張材(特公昭42-21840号公報)や遊離石灰−カルシウム
シリケート−無水セッコウ系膨張材(特公昭53-31170号
公報)等が知られている。
高性能化を目的に、高流動コンクリートや高強度コンク
リートの開発が盛んに行われているものの、これら高性
能コンクリートにおいては、セメント系膨張材の効果が
十分に発揮されない点が指摘され、膨張材の混和率が小
さくても大きな膨張性を付与できる、膨張性能の優れた
膨張材の開発が待たれている。
から、性能規定型の設計体系への移行が検討されてお
り、これまでやや軽視されていたコンクリートの耐久性
についても明確な性能規定が定められる方向にある。即
ち、ひび割れに対する耐久性について、その影響を定量
化することが検討されているため、ひび割れの低減は一
層重要な課題となってきている。従って、使用量が少な
く、経済的負担が小さく、ひび割れ低減に効果のある優
れた膨張性能を有するセメント系膨張材が不可欠であ
る。
種々検討を重ねた結果、特定のセメント混和材を使用す
ることにより、前記課題が解決できるとの知見を得て本
発明を完成するに至った。
灰、カルシウムフェライト及びセッコウ類を含有してな
るセメント混和材であり、CaO原料、Fe2O3原料及
びCaSO4原料を熱処理して得られる物質であって、
遊離石灰、カルシウムフェライト及び無水セッコウを含
有してなるセメント混和材であり、珪酸率が0.5未満
であることを特徴とする該セメント混和材であり、更に
セメントと、該セメント混和材とを含有してなるセメン
ト組成物である。
る。
ルシウムフェライト及びセッコウ類を含有してなるもの
であり、その割合については、特に限定されるものでは
ないが、セメント混和材100重量部中、遊離石灰は3
0〜60重量部が好ましく、40〜50重量部がより好
ましい。カルシウムフェライトは10〜40重量部が好
ましく、15〜35重量部がより好ましい。セッコウ類
は10〜40重量部が好ましく、20〜35重量部がよ
り好ましい。セメント混和材中の各化合物の組成割合が
前記範囲を外れると、優れた膨張性能が得られない場合
がある。
O−Fe2O3系化合物を総称するものであり、特に限定
されるものではないが、CaOをC、Fe2O3をFと略
記すると、C2FやCFと表される化合物等が挙げられ
る。本発明では、中でも膨張特性が良好なC2Fを使用
することが好ましい。
半水セッコウ及び二水セッコウを総称するものであり、
特に限定されるものではないが、本発明の効果、即ち、
膨張特性が良好となる無水セッコウを使用することが好
ましい。
2F及びセッコウ類を別々に合成し、混合してセメント
混和材とする場合と、CaO原料及びFe2O3原料を熱
処理して、遊離石灰とC2Fからなるクリンカーを合成
し、これにセッコウ類を混合してセメント混和材とする
場合がある。更に、CaO原料、Fe2O3原料及びCa
SO4原料を熱処理して、遊離石灰、C2F及び無水セッ
コウからなるクリンカーを合成する場合がある。本発明
では、膨張特性が優れている点から、CaO原料、Fe
2O3原料及びCaSO4原料を熱処理して、遊離石灰、
C2F及び無水セッコウからなるクリンカーを合成する
ことが最も好ましい。熱処理の温度は、1100〜16
00℃の範囲が好ましく、1200〜1500℃の範囲
がより好ましい。1100℃未満では、得られたセメン
ト混和材の膨張性能が十分でなく、1600℃を超える
と無水セッコウが分解し好ましくない場合がある。
挙げられ、Fe2O3原料としては、市販の酸化鉄や銅カ
ラミ、亜鉛カラミ等のカラミ類等が挙げられ、CaSO
4原料としては、二水セッコウ、半水セッコウ及び無水
セッコウ等が挙げられる。これら原料中には、各種の不
純物が存在し、その具体例としては、Al2O3、SiO
2、MgO、TiO2、P2O5、Na2O及びK2O等が挙
げられ、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特
に問題とはならないが、これらのうちで、特に、Al2
O3とSiO2は、珪酸率で0.5未満であることが好ま
しい。珪酸率が0.5以上では、優れた膨張性能が得ら
れない場合がある。本発明でいう珪酸率とは、セメント
混和材中のSiO2量、Al2O3量及びFe2O3量より
次式から算出される。 珪酸率=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)
量は、5.0重量%以下が好ましく、3.0重量%以下
がより好ましい。5.0重量%を超えると優れた膨張性
能が得られない場合がある。
定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で15
00〜9000cm2/gが好ましく、2500〜4000cm2/gがより好ま
しい。セメント混和材の粒度がブレーン比表面積で1500
cm2/g未満では、長期耐久性が悪くなる場合があり、900
0cm2/gを超えると充分な膨張性能が得られない場合があ
る。
限定されるものではないが、通常、セメントとセメント
混和材の合計からなるセメント組成物100重量部中、
3〜12重量部が好ましく、5〜9重量部がより好まし
い。3重量部未満では、充分な膨張性能が得られない場
合があり、12重量部を超えて使用すると長期耐久性が
悪くなる場合がある。
ト、早強、超早強、低熱及び中庸熱等各種ポルトランド
セメントと、これらセメントに、高炉スラグ、フライア
ッシュ及びシリカを混合した各種混合セメント、並びに
石灰石粉末等を混合したフィラーセメント等がある。
セメント組成物に、砂や砂利等の骨材の他、減水剤、高
性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、流動化
剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高
分子エマルジョン及び凝結調整剤、並びにセメント急硬
材、ベントナイト等の粘土鉱物及びハイドロタルサイト
等のアニオン交換体等のうちの一種又は二種以上を、本
発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが
可能である。
されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合し
ても良いし、予めその一部、或いは全部を混合しておい
ても差し支えない。混合装置としては、既存の如何なる
装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニ
ミキサー、ヘンシェルミキサー、V型ミキサー及びナウ
ターミキサー等が挙げられる。
る。
ンカーと、CaO原料及びFe2O3原料を混合粉砕した
後熱処理して合成したクリンカーを、ボールミルでブレ
ーン比表面積3500±300cm2/gに粉砕した。粉末X線回折
法で同定したところ、CaO原料を熱処理して合成した
クリンカーは遊離石灰を、CaO原料及びFe2O3原料
を混合粉砕した後、熱処理して合成したクリンカーはC
2Fを含有していた。化合物組成は、化学組成を基に計
算により算出した。化学組成は、JIS R 5201に準じて求
めた。遊離石灰とC2Fと各種セッコウ類を表1に示す
割合で配合して、セメント混和材を調製した。セメント
と、セメント混和材からなるセメント組成物100重量
部中、セメント混和材を7重量部使用し、水/セメント
組成物比=50%、セメント組成物/砂比=1/3のモ
ルタルを調製し、膨張率の測定を行った。その結果を表
1に示す。
合成。 C2F:CaO原料2モル及びFe2O3原料1モルの割
合で配合した原料を混合粉砕した後、1350℃で3時
間熱処理して合成。 セッコウ類A:試薬1級二水セッコウ。 セッコウ類B:試薬1級半水セッコウ。 セッコウ類C:試薬1級無水セッコウ。 砂:JIS標準砂(ISO679準拠)。 <測定方法> 膨張率:JIS A 6202(B)に準じて測定。
ルは、本発明のセメント混和材を配合していない比較例
のモルタルと比べ優れた膨張性能を示した。
混合粉砕した後、電気炉を用いて、1350℃で熱処理
して表2に示すような組成のクリンカーを合成し、ボー
ルミルでブレーン比表面積3500±300cm2/gに粉砕して、
セメント混和材を調製したこと以外は、実施例1と同様
に行った。その結果を表2に示す。
ルは、何れも優れた膨張性能を示した。
原料を配合し混合粉砕した後、電気炉を用いて、135
0℃で熱処理して、表3に示すような珪酸率の異なる種
々の組成のクリンカーを合成し、ボールミルでブレーン
比表面積3500±300cm2/gに粉砕して、セメント混和材を
調製したこと以外は、実施例1と同様に行った。その結
果を表3に示す。
0.5未満のセメント混和材を配合したモルタルは、何
れも優れた膨張性能を示した。
4原料を配合し、ロータリーキルンを用いて、1400
℃で焼成して表4に示すような組成のクリンカーを合成
し、ボールミルでブレーン比表面積3500±300cm2/gに粉
砕してセメント混和材を調製したこと以外は、実施例1
と同様に行った。化学組成を基に算出した化合物組成を
表5に示す。比較のため、市販の膨張材についても膨張
率の測定を行った。その結果を表6に示す。
材、ブレーン比表面積2940cm2/g。 膨張材B:市販生石灰系膨張材、ブレーン比表面積3610
cm2/g。
ルは、市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張材及
び生石灰系膨張材を配合したモルタルと比べ、優れた膨
張性能を示した。
メント混和材からなるセメント組成物100重量部中の
セメント混和材の配合量を変えたこと以外は、実施例1
と同様に行った。その結果を表7に示す。
ルは、本発明のセメント混和材を配合していないモルタ
ルと比べ、優れた膨張性能を示した。
により、優れた膨張性能を有するセメント組成物が得ら
れる。
Claims (4)
- 【請求項1】 遊離石灰、カルシウムフェライト及びセ
ッコウ類を含有してなるセメント混和材。 - 【請求項2】 CaO原料、Fe2O3原料及びCaSO
4原料を熱処理して得られる物質であって、遊離石灰、
カルシウムフェライト及び無水セッコウを含有してなる
セメント混和材。 - 【請求項3】 珪酸率が0.5未満であることを特徴と
する請求項1又は2に記載のセメント混和材。 - 【請求項4】 セメントと、請求項1乃至3の何れかに
記載のセメント混和材とを含有してなるセメント組成
物。
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