JP2001348255A

JP2001348255A - セメント凝結遅延剤及びこれを用いたセメント組成物、並びにセメント組成物の製造方法及び硬化促進剤

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Publication number: JP2001348255A
Application number: JP2000167287A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sakata; 阪田憲次; Katsunori Ayano; 綾野克紀; Hidenori Nagamine; 永峯秀則
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-12-18
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: JP4707799B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】種々の目的・用途に応じたセメント凝結遅延
剤が供給できるよう、新規なセメント凝結遅延剤および
硬化促進剤を提供する。【解決手段】塩基性炭酸第二銅が、クジャク石、ラン
ドウ鉱及び炭酸二水酸化第二銅のうち１種又は２種以上
を含有する凝結遅延剤であり、未硬化のセメント組成物
にこの遅延剤を添加・混合し、その後、硬化促進剤を添
加・混合するセメント製造方法。この硬化促進剤には、
尿素、亜硫酸塩、石膏などを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントの凝結を
遅延させる上で有用なセメント凝結遅延剤及びこれを用
いたセメント組成物、その製造方法及び該方法に用いら
れる硬化促進剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント凝結遅延剤は、セメント
の水和反応を遅らせることにより、セメントミルク、グ
ラウト、モルタル及びコンクリート等のセメント組成物
の凝結、硬化を遅延させるために用いられている。ま
た、セメント凝結遅延剤は、無機質系及び有機質系の２
種類に分類することができ、無機質系としては、リン酸
塩、珪フッ化物、酸化亜鉛、塩化亜鉛、炭酸化亜鉛、一
酸化鉛、水酸化銅、マグネシア塩、ホウ砂、酸化ホウ素
などが使用され、有機質系としては、ホスホン酸誘導
体、糖類やその誘導体、オキシカルボン酸塩、リグニン
スルホン酸塩などが使用されている。

【０００３】そして、これらのセメント凝結遅延剤は、
暑中コンクリートの長時間輸送への対策、マスコンクリ
ートにおける温度応力の緩和、コンクリート表面の洗出
し、コンクリート打継ぎ部のコールドジョイント防止な
ど種々の目的で使用されている。

【０００４】一方、セメント凝結遅延剤と硬化促進剤と
を組合せて用いた技術として、特許第２６９４８８３
号、特開平５−２２１７００号公報及び特開平９−２８
６６５１号公報には、戻りコンクリートの有効利用が、
また、特許第２８１２５６２号には、吹付けコンクリー
ト工法が、更に、特開平１０−３０５４１８号公報に
は、コンクリートの凝結時間調整方法が提案されてい
る。このように目的・用途に応じてセメント凝結遅延剤
及び硬化促進剤が種々の使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような多様化した
セメント凝結遅延剤及び硬化促進剤の分野においては、
種々の目的・用途に応じたセメント凝結遅延剤が要求さ
れるが、本発明の課題は、新規なセメント凝結遅延剤を
提供し、またこれを用いたセメント組成物、そのセメン
ト組成物の製造方法及びその製造方法に用いられる硬化
促進剤を提供することにより、上記の要求を満たすこと
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、塩基性炭酸第
二銅がセメントの凝結、硬化を有効に遅延するという効
果を見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、塩基性炭酸第二銅を含有するセメント凝結遅
延剤に関する。また本発明は、塩基性炭酸第二銅が、ク
ジャク石（ＣｕＣＯ_３・Ｃｕ（ＯＨ） _２）、ランドウ鉱
（２ＣｕＣＯ_３・Ｃｕ（ＯＨ）_２）及び炭酸二水酸化第
二銅からなる群から選ばれた１種又は２種以上を含有す
る、前記のセメント凝結遅延剤に関する。さらに本発明
は、更に、ホスホン酸誘導体、糖類、オキシカルボン酸
及びその塩、ポリカルボン酸及びその塩、リグニンスル
ホン酸及びその塩、ケイ弗化物からなる群から選ばれた
１種又は２種以上を含有する、前記のセメント凝結遅延
剤に関する。また本発明は、前記のセメント凝結遅延剤
を含有するセメント組成物に関する。さらに本発明は、
セメント組成物の製造方法であって、未硬化のセメント
組成物に前記のセメント凝結遅延剤を添加・混合し、そ
の後、硬化促進剤を添加・混合することからなる、前記
製造方法に関する。また本発明は、前記製造方法に用い
られる硬化促進剤であって、尿素、亜硝酸塩，硝酸塩，
チオシアン酸塩，ギ酸塩、塩化カルシウム，アルカノー
ルアミン、水酸化アルミニウム、水溶性アルミニウム
塩、アルミン酸塩，珪酸塩，アルカリ炭酸塩，カルシウ
ムアルミネート及び石膏からなる群から選ばれた１種又
は２種以上を含有する、前記硬化促進剤にも関する。

【０００７】本発明における塩基性炭酸第二銅として
は、クジャク石［ＣｕＣＯ_３・Ｃｕ（ＯＨ）_２］、ラン
ドウ鉱［２ＣｕＣＯ_３・Ｃｕ（ＯＨ）_２］、炭酸二水酸
化第二銅を例示することができる。また、本発明は、塩
基性炭酸第二銅に加え、さらにホスホン酸誘導体、糖
類、オキシカルボン酸又はその塩、ポリカルボン酸及び
その塩、リグニンスルホン酸及びその塩、ケイ弗化物か
ら選ばれた１種又は２種以上を含有するセメント凝結遅
延剤にも関する。

【０００８】具体的には、ホスホン酸誘導体としては、
アミノトリ(メチレンホスホン酸)、アミノトリ(メチレ
ンホスホン酸)５ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリ
デン−１,１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデ
ン−１,１−ジホスホン酸４ナトリウム塩、エチレンジ
アミンテトラ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン
テトラ(メチレンホスホン酸)カルシウム／ナトリウム
塩、ヘキサメチレン−ジアミンテトラ(メチレンホスホ
ン酸)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホ
ン酸)カリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ(メチレ
ンホスホン酸)およびジエチレントリアミンペンタ(メチ
レンホスホン酸)ナトリウム塩が、糖類としては、サッ
カロース、マルトース、ラフィノース、ラクトース、グ
ルコース、フラクトース、マンノース、アラビノース
が、また、オキシカルボン酸又はその塩としては、グル
コン酸、グルコヘプトン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石
酸、又はこれらのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩
を例示することができる。

【０００９】本発明の硬化促進剤は、尿素、亜硝酸塩，
硝酸塩，チオシアン酸塩，塩化カルシウム、アルカノー
ルアミン、水酸化アルミニウム、水溶性アルミニウム塩
（硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム）、アルミン酸
塩、珪酸塩、アルカリ炭酸塩、カルシウムアルミネー
ト、石膏から選ばれた１種又は２種以上を含有するもの
である。またセメント組成物の用途や使用態様によっ
て、適宜、その成分を選択することができる。例えば、
吹付けコンクリート工法を対象とする場合には、水酸化
アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸アルカリ
塩、珪酸塩、アルカリ炭酸塩、カルシウムアルミネー
ト、石膏等を、戻りコンクリートの再利用を対象とする
場合には、尿素、亜硝酸塩、硝酸塩、チオシアン酸塩、
塩化カルシウム、アルカノールアミン等を用いるのがよ
い。

【００１０】本発明におけるセメントとしては、普通ポ
ルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、早
強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメン
ト、白色ポルトランドセメント、シリカセメント、フラ
イアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメン
ト、Ｃ_１１Ａ_７ＣａＦ_２を主成分とする超速硬セメン
ト、カルシウムサルホアルミネートを主成分とする特殊
セメントを例示することができる。

【００１１】本発明のセメント凝結遅延剤の使用量は、
使用目的や用途に応じて適宜定めればよく特に限定する
ものではないが、通常、セメント組成物中のセメント重
量に対して、０．０１〜５．０重量％の範囲で使用する
のがよい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を記載する。１．モルタル試験（Ｉ）１）試験に使用した材料試験に使用した材料を表１に示す。なお、セメント凝結
遅延剤及び硬化促進剤は外割りで添加した。

【００１３】

【表１】

【００１４】２）モルタルの配合と練混ぜ試験に用いたモルタルの配合は、水セメント比（W/C）
を６５．９％、砂セメント比（S/C）を１．４、モルタ
ル温度を２０℃とした。また、モルタルの練混ぜは、水
を除くすべての材料を、ハンドミキサーで３０秒間空練
りした後、水を加え２分間の本練りを行った。３）試験方法ａ．フロー：ＪＩＳＡ５２０１による。ｂ．空気量：質量法による。ｃ．凝結時間：ＪＩＳＡ６２０４附属書１による。

【００１５】４）試験結果表２は、塩基性炭酸第二銅（Ｒ１）の添加量と凝結時間
の関係を試験した結果である。表２から明らかなよう
に、塩基性炭酸第二銅は、添加量の増加に伴い凝結時間
を遅延する。

【００１６】

【表２】

【００１７】２．コンクリート試験１）試験に使用した材料試験に使用した材料を表３に示す。なお、セメント凝結
遅延剤及び硬化促進剤は外割りでセメント重量に対して
添加した。

【００１８】

【表３】

【００１９】２）コンクリートの配合と練混ぜ表４に、実験に用いたコンクリートの配合を示す。な
お、コンクリートは目標スランプが１８ｃｍ、目標空気
量が４．５％とした。コンクリートの練混ぜは、容量５
０リットルの強制練りミキサに粗骨材、細骨材、セメン
トを入れ、３０秒間空練りを行った後、水を加え２分間
の本練りし、その後、高性能ＡＥ減水剤を添加して３０
秒間練り混ぜた。練り混ぜ数時間後に硬化促進剤を混入
する場合は、１分間練り直した後に添加し、更に２分間
の練り混ぜた。

【００２０】

【表４】

【００２１】３）試験方法ａ．スランプ試験：ＪＩＳＡ１１０１によった。ｂ．空気量試験：ＪＩＳＡ１１２８によった。ｃ．圧縮強度：ＪＩＳＡ１１０８によった。ｄ．凝結試験：ＪＩＳＡ６２０４附属書１によった。
また、試験は、温度２０℃、湿度６０％の条件下で行っ
た。

【００２２】４）試験結果コンクリートによる試験結果は、表５、６に示す。表５
は、塩基性炭酸第二銅（Ｒ１）を添加したコンクリート
の凝結時間の試験結果を示す。実験No.２２は、塩基性
炭酸第二銅が無添加の場合、実験No.２３〜２５は、グ
ルコン酸の添加量を変化させた場合、実験No.２６〜２
８は、塩基性炭酸第二銅の添加量を変化させた場合であ
る。

【００２３】また、実験No.２９〜３７は、塩基性炭酸
第二銅とグルコン酸を添加したコンクリートの凝結時間
を示す。実験No.３８〜４１は、塩基性炭酸第二銅を添
加したコンクリートに、練り混ぜ１８時間後に尿素を混
入した場合である。表５より明らかなように、塩基性炭
酸第二銅及びグルコン酸の添加量が増加するにつれて凝
結時間が遅くなり、塩基性炭酸第二銅及びグルコン酸の
併用によって、塩基性炭酸第二銅単味で使用する場合よ
りもコンクリートの凝結時間を更に長時間遅延すること
ができる。また、尿素を添加した場合は、凝結時間が約
半分に抑制されている。

【００２４】

【表５】

【００２５】表６は、塩基性炭酸第二銅（Ｒ１）を添加
したコンクリートの圧縮強度の試験結果を示す。実験N
o.４２は、塩基性炭酸第二銅が無添加の場合、実験No.
４３〜４５は、グルコン酸の添加量を変化させた場合、
実験No.４６〜４８は、塩基性炭酸第二銅の添加量を変
化させた場合である。また、実験No.４９〜５７は、塩
基性炭酸第二銅とグルコン酸を添加した場合、実験No.
３８〜４１は、塩基性炭酸第二銅を添加したコンクリー
トに、練り混ぜ１８時間後に尿素を混入した場合であ
る。表６より明らかなように、塩基性炭酸第二銅、塩基
性炭酸第二銅及びグルコン酸を添加した場合、塩基性炭
酸第二銅が無添加のコンクリートよりも圧縮強度が大き
くなる。但し、実験No.５７の材齢７日強度のみは、凝
結終結が遅れるため、弱い強度を示した。また、尿素を
混入した実験No.５８〜６０の圧縮強度は、尿素を混入
しないものよりも大きくなる。

【００２６】

【表６】

【００２７】なお、表６中の圧縮強度欄の（）内の値
は、塩基性炭酸第二銅及び／又はグルコン酸が無添加の
実験No.４２の材齢７、２８及び９１日における圧縮強
度を１とした比を表す。

【００２８】３．モルタル試験（ＩＩ）１）試験に使用した材料試験に使用した材料は、表７に示す。

【００２９】

【表７】

【００３０】２）モルタルの配合と練混ぜ試験に用いたモルタルの配合は、水セメント比（W/C）
を５０％、砂セメント比（S/C）を３．０、モルタル温
度を２０℃とした。また、モルタルの練混ぜは、土木学
会規準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格（案）」
による。３）試験方法ａ．フロー：ＪＩＳＡ５２０１による。ｂ．空気量：質量法による。ｃ．凝結時間：土木学会規準「吹付けコンクリート用急
結剤品質規格（案）」による。４）試験結果吹付けコンクリートを対象としたモルタルの凝結試験の
結果は、表８に示す。表８より明らかなように、塩基性
炭酸第二銅を使用したモルタルに硬化促進剤を添加した
場合、何れの場合も良好な凝結時間を示す。

【００３１】

【表８】

【００３２】

【発明の効果】本発明に係わるセメント用凝結遅延剤及
びこれを用いたセメント組成物、並びにセメント組成物
の製造方法及び硬化促進剤によれば、下記の効果を得る
ことができる。１）暑中コンクリートの長時間輸送、コンクリートの遠
距離運搬、マスコンクリートにおける温度応力の緩和、
コンクリート表面の洗出し、コンクリート打継ぎ部のコ
ールドジョイント防止。２）吹付けコンクリートの施工性改善、戻りコンクリー
トを再利用。

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 24:10 Ｃ０４Ｂ 24:10 24:06 24:06 Ａ 24:26 24:26 Ｈ 24:18 24:18 Ａ 22:12 22:12 24:12 24:12 Ａ 22:08 22:08 Ｂ 22:14 22:14 Ｚ 22:06 22:06 Ｚ 22:08 22:08 ＺＡ 22:14） 22:14）Ｂ 103:14 103:14 103:22 103:22 111:00 111:00 Ｆターム(参考） 4G012 MB00 MB02 MB04 MB06 MB08 MB11 MB23 MB42 PB03 PB05 PB06 PB07 PB08 PB09 PB10 PB11 PB13 PB20 PB23 PB32 PB39 PC04 PC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩基性炭酸第二銅を含有するセメント凝
結遅延剤。
【請求項２】塩基性炭酸第二銅が、クジャク石（Ｃｕ
ＣＯ_３・Ｃｕ（ＯＨ） _２）、ランドウ鉱（２ＣｕＣＯ_３
・Ｃｕ（ＯＨ）_２）及び炭酸二水酸化第二銅からなる群
から選ばれた１種又は２種以上を含有する、請求項１に
記載のセメント凝結遅延剤。
【請求項３】更に、ホスホン酸誘導体、糖類、オキシ
カルボン酸及びその塩、ポリカルボン酸及びその塩、リ
グニンスルホン酸及びその塩、及びケイ弗化物からなる
群から選ばれた１種又は２種以上を含有する、請求項１
または請求項２に記載のセメント凝結遅延剤。
【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載のセメント
凝結遅延剤を含有するセメント組成物。
【請求項５】セメント組成物の製造方法であって、未
硬化のセメント組成物に請求項１〜３の何れかに記載の
セメント凝結遅延剤を添加・混合し、その後、硬化促進
剤を添加・混合することからなる、前記製造方法。
【請求項６】請求項５に記載の製造方法に用いられる
硬化促進剤であって、尿素、亜硝酸塩，硝酸塩，チオシ
アン酸塩，ギ酸塩、塩化カルシウム，アルカノールアミ
ン、水酸化アルミニウム、水溶性アルミニウム塩、アル
ミン酸塩，珪酸塩，アルカリ炭酸塩，カルシウムアルミ
ネート及び石膏からなる群から選ばれた１種又は２種以
上を含有する、前記硬化促進剤。