JP2001294459A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料分離抵抗性が大きく、水和発熱量の小さ
いコンクリートとすることができる、土木・建築分野に
おいて使用されるセメント混和材及びセメント組成物を
提供すること。 【解決手段】 ブレーン比表面積4,000cm2/gを越える徐
冷スラグを含有するセメント混和材、また、さらに、ガ
ラス化率が30％以下の徐冷スラグを含有するセメント混
和材、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。
いコンクリートとすることができる、土木・建築分野に
おいて使用されるセメント混和材及びセメント組成物を
提供すること。 【解決手段】 ブレーン比表面積4,000cm2/gを越える徐
冷スラグを含有するセメント混和材、また、さらに、ガ
ラス化率が30％以下の徐冷スラグを含有するセメント混
和材、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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、土木・建築
業界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。なお、本発明における部や％は特に規定
しない限り質量基準で示す。
業界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。なお、本発明における部や％は特に規定
しない限り質量基準で示す。
【０００２】
【従来の技術とその課題】二酸化炭素排出量に関して、
全産業に占める土木・建設業の割合は極めて大きく、環
境負荷の低減が切望されている。また、耐久的なコンク
リート構造物を構築する面から、材料分離により生じる
ブリーディングの発生を抑止すること、また、水和発熱
を抑制することも望まれている。
全産業に占める土木・建設業の割合は極めて大きく、環
境負荷の低減が切望されている。また、耐久的なコンク
リート構造物を構築する面から、材料分離により生じる
ブリーディングの発生を抑止すること、また、水和発熱
を抑制することも望まれている。
【０００３】このような課題を解決するために、不活性
な無機の微粉末、例えば、石灰石微粉末を結合材の一部
に置き換えて使用することが提案された（特開平5−319
889号公報）。石灰石微粉末はほとんど水硬性を示さな
いため、材料分離抵抗性のみを与えて余計な水和熱を生
じないという利点を有している。しかしながら、資源の
少ない我が国にとって石灰石は貴重な天然資源であり、
単にコンクリートに混和するだけの利用は資源の枯渇に
つながることから、工業原料としてもっと有効に利用す
るべきであるとの声も多いものであった。
な無機の微粉末、例えば、石灰石微粉末を結合材の一部
に置き換えて使用することが提案された（特開平5−319
889号公報）。石灰石微粉末はほとんど水硬性を示さな
いため、材料分離抵抗性のみを与えて余計な水和熱を生
じないという利点を有している。しかしながら、資源の
少ない我が国にとって石灰石は貴重な天然資源であり、
単にコンクリートに混和するだけの利用は資源の枯渇に
つながることから、工業原料としてもっと有効に利用す
るべきであるとの声も多いものであった。
【０００４】一方、製鉄所から産業廃棄物として産出さ
れる高炉スラグはコンクリート分野では広範に利用され
ている。
れる高炉スラグはコンクリート分野では広範に利用され
ている。
【０００５】高炉スラグは、急冷されてガラス化した高
炉水砕スラグと、徐冷されて結晶化した徐冷スラグに大
別される。このうち、高炉水砕スラグはアルカリ潜在水
硬性を有しており、セメントと同程度、もしくは、それ
以上に細かく粉砕されたものが高炉セメントの原料とし
て利用されている。ガラス化した高炉水砕スラグはセメ
ントクリンカーに多量に混和しても長期強度は低下しな
いという優れた潜在水硬性を有していることから、ポル
トランドセメントと混合して高炉セメントに利用されて
いる。しかしながら、ガラス化した高炉水砕スラグは強
度発現性を示す反面、それに伴う水和発熱が比較的大き
いという課題を有していた。水和発熱はひび割れを誘起
する要因であるため、耐久的な鉄筋コンクリート構造物
を構築する上で好ましくない現象である。
炉水砕スラグと、徐冷されて結晶化した徐冷スラグに大
別される。このうち、高炉水砕スラグはアルカリ潜在水
硬性を有しており、セメントと同程度、もしくは、それ
以上に細かく粉砕されたものが高炉セメントの原料とし
て利用されている。ガラス化した高炉水砕スラグはセメ
ントクリンカーに多量に混和しても長期強度は低下しな
いという優れた潜在水硬性を有していることから、ポル
トランドセメントと混合して高炉セメントに利用されて
いる。しかしながら、ガラス化した高炉水砕スラグは強
度発現性を示す反面、それに伴う水和発熱が比較的大き
いという課題を有していた。水和発熱はひび割れを誘起
する要因であるため、耐久的な鉄筋コンクリート構造物
を構築する上で好ましくない現象である。
【０００６】一方、徐冷スラグは別名結晶化スラグ又は
バラスとも呼ばれ、水硬性を示さない。そのため、今日
まで路盤材、セメント原料、あるいは、コンクリート用
骨材としての利用など、比較的消極的な使い方しかされ
ていなかった。即ち、微粉末化した徐冷スラグをセメン
ト混和材としてコンクリートへ検討した例はないのが現
状であった。
バラスとも呼ばれ、水硬性を示さない。そのため、今日
まで路盤材、セメント原料、あるいは、コンクリート用
骨材としての利用など、比較的消極的な使い方しかされ
ていなかった。即ち、微粉末化した徐冷スラグをセメン
ト混和材としてコンクリートへ検討した例はないのが現
状であった。
【０００７】本発明者は、徐冷スラグの有効利用につい
て検討した結果、特定の徐冷スラグをコンクリートに適
用すると、材料分離抵抗性が付与でき、ブリーディング
の発生を抑止でき、さらに使用量を多くしていくと水和
発熱量を小さくすることができ、また、低環境負荷型の
コンクリートとなることを知見して本発明を完成するに
至った。
て検討した結果、特定の徐冷スラグをコンクリートに適
用すると、材料分離抵抗性が付与でき、ブリーディング
の発生を抑止でき、さらに使用量を多くしていくと水和
発熱量を小さくすることができ、また、低環境負荷型の
コンクリートとなることを知見して本発明を完成するに
至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ブレー
ン比表面積が4,000cm2/gを越える粒度の徐冷スラグを含
有してなるセメント混和材であり、また、ブレーン比表
面積が4,000cm2/gを越える粒度で、ガラス化率が30％以
下である徐冷スラグを含有してなるセメント混和材であ
り、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。
ン比表面積が4,000cm2/gを越える粒度の徐冷スラグを含
有してなるセメント混和材であり、また、ブレーン比表
面積が4,000cm2/gを越える粒度で、ガラス化率が30％以
下である徐冷スラグを含有してなるセメント混和材であ
り、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。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】本発明で使用する徐冷スラグは特定のブレ
ーン比表面積を有する、徐冷されて結晶化した高炉スラ
グである。本発明で使用する徐冷スラグのブレーン比表
面積は4,000cm2/gを越えるものであり、4,500cm2/g以上
がより好ましく、5,000cm2/g以上が最も好ましい。ブレ
ーン比表面積が4,000cm2/g以下では、材料分離抵抗性が
得られない場合がある。また、本発明で使用する徐冷ス
ラグのガラス化率は30％以下が好ましく、10％以下がよ
り好ましい。ガラス化率が30％を越えると水和熱が大き
くなる場合がある。本発明でいうガラス化率(Ｘ)は、Ｘ
(％)＝(１−Ｓ／Ｓ0)×100 として求められる。ここ
で、Ｓは粉末Ｘ線回折法により求められる徐冷スラグ中
の主要な結晶性化合物であるメリライト（ゲーレナイト
2CaO・Al2O3・SiO2とアケルマナイト2CaO・MgO・2SiO2の固
溶体）のメインピークの面積であり、Ｓ0は徐冷スラグ
を1,000℃で３時間加熱し、その後、５℃／分の冷却速
度で冷却したもののメリライトのメインピークの面積を
表す。徐冷スラグの成分は高炉水砕スラグと同様の組成
を有しており、具体的には、SiO2、CaO、Al2O3、及びMg
O等を主要な化学成分とし、その他、TiO2、MnO、Na2O、
S、Cr2O3、P2O5、及びFe2O3等が含有されている。
ーン比表面積を有する、徐冷されて結晶化した高炉スラ
グである。本発明で使用する徐冷スラグのブレーン比表
面積は4,000cm2/gを越えるものであり、4,500cm2/g以上
がより好ましく、5,000cm2/g以上が最も好ましい。ブレ
ーン比表面積が4,000cm2/g以下では、材料分離抵抗性が
得られない場合がある。また、本発明で使用する徐冷ス
ラグのガラス化率は30％以下が好ましく、10％以下がよ
り好ましい。ガラス化率が30％を越えると水和熱が大き
くなる場合がある。本発明でいうガラス化率(Ｘ)は、Ｘ
(％)＝(１−Ｓ／Ｓ0)×100 として求められる。ここ
で、Ｓは粉末Ｘ線回折法により求められる徐冷スラグ中
の主要な結晶性化合物であるメリライト（ゲーレナイト
2CaO・Al2O3・SiO2とアケルマナイト2CaO・MgO・2SiO2の固
溶体）のメインピークの面積であり、Ｓ0は徐冷スラグ
を1,000℃で３時間加熱し、その後、５℃／分の冷却速
度で冷却したもののメリライトのメインピークの面積を
表す。徐冷スラグの成分は高炉水砕スラグと同様の組成
を有しており、具体的には、SiO2、CaO、Al2O3、及びMg
O等を主要な化学成分とし、その他、TiO2、MnO、Na2O、
S、Cr2O3、P2O5、及びFe2O3等が含有されている。
【００１１】本発明のセメント混和材(以下、本混和材
という)の使用量は特に限定されるものではないが、通
常、材料分離抵抗性を付与する目的で使用する場合に
は、セメントと本混和材からなるセメント組成物100部
中、５部以上が好ましく、10部以上がより好ましい。５
部未満では材料分離抵抗性が得られない場合がある。ま
た、材料分離抵抗性に加えて水和発熱量の低減を目的と
して使用する場合には、セメント組成物100部中、10〜5
0部が好ましく、20〜40部がより好ましい。10部未満で
は水和発熱量の低減効果が充分に得られない場合があ
り、50部を越えて使用すると、強度発現性が悪くなり、
実用強度が得られない場合や耐久性が悪くなる場合があ
る。
という)の使用量は特に限定されるものではないが、通
常、材料分離抵抗性を付与する目的で使用する場合に
は、セメントと本混和材からなるセメント組成物100部
中、５部以上が好ましく、10部以上がより好ましい。５
部未満では材料分離抵抗性が得られない場合がある。ま
た、材料分離抵抗性に加えて水和発熱量の低減を目的と
して使用する場合には、セメント組成物100部中、10〜5
0部が好ましく、20〜40部がより好ましい。10部未満で
は水和発熱量の低減効果が充分に得られない場合があ
り、50部を越えて使用すると、強度発現性が悪くなり、
実用強度が得られない場合や耐久性が悪くなる場合があ
る。
【００１２】本発明で使用するセメントとしては、普
通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトラ
ンドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉ス
ラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合
セメント、また、石灰石粉末等を混合したフィラーセメ
ント、並びに、アルミナセメント等が挙げられ、これら
のうちの一種又は二種以上が使用可能である。
通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトラ
ンドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉ス
ラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合
セメント、また、石灰石粉末等を混合したフィラーセメ
ント、並びに、アルミナセメント等が挙げられ、これら
のうちの一種又は二種以上が使用可能である。
【００１３】水の使用量は特に限定されるものではない
が、通常、コンクリート１m3当たり、125〜225kgが好ま
しく、140〜185kgがより好ましい。
が、通常、コンクリート１m3当たり、125〜225kgが好ま
しく、140〜185kgがより好ましい。
【００１４】本発明では、セメント、本混和材、及び砂
や砂利などの骨材の他に、従来、コンクリートに用いら
れてきた、高炉水砕スラグ微粉末、石灰石微粉末、フラ
イアッシュ、及びシリカフューム等の混和材料、減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、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、凝結調整剤、ベントナイト等の粘土鉱物、
並びに、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。
や砂利などの骨材の他に、従来、コンクリートに用いら
れてきた、高炉水砕スラグ微粉末、石灰石微粉末、フラ
イアッシュ、及びシリカフューム等の混和材料、減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、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、凝結調整剤、ベントナイト等の粘土鉱物、
並びに、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。
【００１５】本発明において、各材料の混合方法は特に
限定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、あらかじめ一部を、あるいは全部を混
合しておいても差し支えない。混合装置としては、既存
のいか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の使用が可能である。
限定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、あらかじめ一部を、あるいは全部を混
合しておいても差し支えない。混合装置としては、既存
のいか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の使用が可能である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実験例に基づいてさらに説明
する。
する。
【００１７】実験例１ 粒度の異なる徐冷スラグをセメント混和材として使用
し、表１に示すコンクリート配合を用いて、s/a=46％、
空気量4.5±1.5％のコンクリートを調製し、ブリーディ
ング率を測定した。結果を表１に併記する。なお、コン
クリートのスランプ値が18±1.5cmとなるように高性能
ＡＥ減水剤を使用した。
し、表１に示すコンクリート配合を用いて、s/a=46％、
空気量4.5±1.5％のコンクリートを調製し、ブリーディ
ング率を測定した。結果を表１に併記する。なお、コン
クリートのスランプ値が18±1.5cmとなるように高性能
ＡＥ減水剤を使用した。
【００１８】＜使用材料＞ セメント ：普通ポルトランドセメント、電気化学工業
社製、比重3.15 スラグａ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積4,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｂ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積4,500cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｃ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積5,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｄ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積6,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 水 ：水道水 砂 ：新潟県姫川産、比重2.62 砂利 ：新潟県姫川産、砕石、比重2.64 高性能ＡＥ減水剤：ポリカルボン酸系、市販品
社製、比重3.15 スラグａ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積4,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｂ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積4,500cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｃ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積5,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 スラグｄ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積6,000cm2/
g、ガラス化率５％、比重3.00 水 ：水道水 砂 ：新潟県姫川産、比重2.62 砂利 ：新潟県姫川産、砕石、比重2.64 高性能ＡＥ減水剤：ポリカルボン酸系、市販品
【００１９】＜測定方法＞ ブリーディング率：JIS A 1123に準じて測定
【００２０】
【表１】
【００２１】実験例２ ガラス化率の異なる徐冷スラグ粉末をセメント混和材と
して使用し、表２に示すよう配合を用いて、ブリーディ
ング率、断熱温度上昇量、及び圧縮強度を測定したこと
以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記す
る。
して使用し、表２に示すよう配合を用いて、ブリーディ
ング率、断熱温度上昇量、及び圧縮強度を測定したこと
以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記す
る。
【００２２】＜使用材料＞ スラグｅ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積6,000cm2/
g、ガラス化率10％、比重2.99 スラグｆ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積6,000cm2/
g、ガラス化率30％、比重2.96 スラグｇ ：高炉水砕スラグ、ブレーン比表面積6,000c
m2/g、ガラス化率95％、比重2.90
g、ガラス化率10％、比重2.99 スラグｆ ：徐冷スラグ、ブレーン比表面積6,000cm2/
g、ガラス化率30％、比重2.96 スラグｇ ：高炉水砕スラグ、ブレーン比表面積6,000c
m2/g、ガラス化率95％、比重2.90
【００２３】＜測定方法＞ 断熱温度上昇量：東京理工社製の断熱温度上昇量測定装
置を用いて打設温度20℃の条件で測定 圧縮強度 ：10φ20cmの円柱供試体を作製し、JIS A 11
08に準じて材齢28日に測定
置を用いて打設温度20℃の条件で測定 圧縮強度 ：10φ20cmの円柱供試体を作製し、JIS A 11
08に準じて材齢28日に測定
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明のセメント混和材を使用すること
により、材料分離抵抗性が大きく、かつ、水和発熱量の
小さいコンクリートとすることができるなどの効果を奏
する。
により、材料分離抵抗性が大きく、かつ、水和発熱量の
小さいコンクリートとすることができるなどの効果を奏
する。
Claims (3)
- 【請求項１】 ブレーン比表面積が4,000cm2/gを越える
粒度の徐冷スラグを含有してなるセメント混和材。 - 【請求項２】 ブレーン比表面積が4,000cm2/gを越える
粒度で、ガラス化率が30％以下である徐冷スラグを含有
してなるセメント混和材。 - 【請求項３】 セメントと、請求項１又は２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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110127A JP2001294459A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110127A JP2001294459A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001294459A true JP2001294459A (ja) | 2001-10-23 |
Family
ID=18622695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000110127A Pending JP2001294459A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001294459A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002022518A1 (fr) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Composition de ciment |
| JP2003146728A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 固化材 |
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