JP2002029796A - 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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- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配合量が少なくても、優れた膨張性能を付与
し、ポップアウト現象の防止、防水性の向上が可能であ
るセメント混和材、及びそれを含有したセメント組成物
を提供すること。 【解決手段】 ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原
料、ＳｉＯ2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、カルシウムアルミノフェラ
イト、カルシウムシリケート及び無水セッコウを主要な
構成化合物とする膨張物質と、シリカ質微粉末及び／又
は石灰石微粉末と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
メント組成物を構成とする。
し、ポップアウト現象の防止、防水性の向上が可能であ
るセメント混和材、及びそれを含有したセメント組成物
を提供すること。 【解決手段】 ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原
料、ＳｉＯ2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、カルシウムアルミノフェラ
イト、カルシウムシリケート及び無水セッコウを主要な
構成化合物とする膨張物質と、シリカ質微粉末及び／又
は石灰石微粉末と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
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】セメントは安価であり、かつ大きなコン
クリ−ト構造物を任意の形に造ることが可能な優れた材
料である。また、セメントに各種セメント混和材を併用
することにより、構造物の強度や耐久性を向上させるこ
とが可能である。これまでにセメント混和材は数多く提
案されているが、コンクリ−ト構造物の信頼性、耐久
性、美観などの観点から、膨張性を付与するセメント混
和材のさらなる技術の進展が望まれている。コンクリ−
ト構造物に膨張性を付与するセメント混和材としては、
例えば、遊離石灰−アウイン−無水セッコウ系膨張材
（特公昭4221840号公報）や遊離石灰−カルシウムシリ
ケ−ト−無水セッコウ系膨張材（特公昭5331170号公
報）等がある。
クリ−ト構造物を任意の形に造ることが可能な優れた材
料である。また、セメントに各種セメント混和材を併用
することにより、構造物の強度や耐久性を向上させるこ
とが可能である。これまでにセメント混和材は数多く提
案されているが、コンクリ−ト構造物の信頼性、耐久
性、美観などの観点から、膨張性を付与するセメント混
和材のさらなる技術の進展が望まれている。コンクリ−
ト構造物に膨張性を付与するセメント混和材としては、
例えば、遊離石灰−アウイン−無水セッコウ系膨張材
（特公昭4221840号公報）や遊離石灰−カルシウムシリ
ケ−ト−無水セッコウ系膨張材（特公昭5331170号公
報）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生コン
プラントのミキサにセメント混和材を開袋投入する際、
セメント混和材が充分混練されないとコンクリートに均
一に分散せずに塊状になっている場合があり、硬化後の
コンクリ−トにおいて局所的に異常膨張する、いわゆる
ポップアウト現象を引き起こすことがある。ポップアウ
ト現象を防止する方法としては、膨張材に予め不活性な
無機粉末等を混和しておき、セメント混和材が充分に混
練されなくても、膨張材成分同士が凝集して塊になら
ず、ある程度の分散が期待できるようにしておく方法が
考えられるが、不活性な無機粉末を混和することにより
膨張成分が希釈されるため、要求性能を満足するために
は、セメント混和材の配合量を増加しなければならない
問題が生じる。さらに、コンクリ−トに防水性を与える
セメント混和材も求められている。なお、本発明におい
てコンクリートとは、セメントペースト、モルタル及び
コンクリートを総称するものである。そこで、本発明者
らはこのような状況を顧て種々検討した結果、特定の膨
張材と、シリカ質微粉末および／又は石灰石微粉末とを
配合することによって前記課題を解消できるセメント混
和材が得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至
った。
プラントのミキサにセメント混和材を開袋投入する際、
セメント混和材が充分混練されないとコンクリートに均
一に分散せずに塊状になっている場合があり、硬化後の
コンクリ−トにおいて局所的に異常膨張する、いわゆる
ポップアウト現象を引き起こすことがある。ポップアウ
ト現象を防止する方法としては、膨張材に予め不活性な
無機粉末等を混和しておき、セメント混和材が充分に混
練されなくても、膨張材成分同士が凝集して塊になら
ず、ある程度の分散が期待できるようにしておく方法が
考えられるが、不活性な無機粉末を混和することにより
膨張成分が希釈されるため、要求性能を満足するために
は、セメント混和材の配合量を増加しなければならない
問題が生じる。さらに、コンクリ−トに防水性を与える
セメント混和材も求められている。なお、本発明におい
てコンクリートとは、セメントペースト、モルタル及び
コンクリートを総称するものである。そこで、本発明者
らはこのような状況を顧て種々検討した結果、特定の膨
張材と、シリカ質微粉末および／又は石灰石微粉末とを
配合することによって前記課題を解消できるセメント混
和材が得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ＣａＯ
原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2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、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムシ
リケート及び無水セッコウを主要な構成化合物とする膨
張材と、シリカ質微粉末及び／又は石灰石微粉末とを含
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。
原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2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、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムシ
リケート及び無水セッコウを主要な構成化合物とする膨
張材と、シリカ質微粉末及び／又は石灰石微粉末とを含
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。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
【０００６】本発明の膨張材は、ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3
原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2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
ムアルミノフェライト、カルシウムシリケート及び無水
セッコウを主要な構成化合物とするものである。その組
成割合については、特に限定されるものではないが、膨
張材１００部中、遊離石灰は３０〜７０部が好ましく、
４０〜６０部がより好ましい。カルシウムアルミノフェ
ライトは５〜２２．５部が好ましく、１０〜１５部がよ
り好ましい。カルシウムシリケートは５〜２２．５部が
好ましく、１０〜１５部がより好ましい。さらに、無水
セッコウは５〜３０部が好ましく、１０〜３０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
記範囲にないと、優れた膨張性能及び流動性の保持性能
が得られない場合がある。なお、本発明で用いる部、％
は質量単位を表す。
原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2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
ムアルミノフェライト、カルシウムシリケート及び無水
セッコウを主要な構成化合物とするものである。その組
成割合については、特に限定されるものではないが、膨
張材１００部中、遊離石灰は３０〜７０部が好ましく、
４０〜６０部がより好ましい。カルシウムアルミノフェ
ライトは５〜２２．５部が好ましく、１０〜１５部がよ
り好ましい。カルシウムシリケートは５〜２２．５部が
好ましく、１０〜１５部がより好ましい。さらに、無水
セッコウは５〜３０部が好ましく、１０〜３０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
記範囲にないと、優れた膨張性能及び流動性の保持性能
が得られない場合がある。なお、本発明で用いる部、％
は質量単位を表す。
【０００７】本発明の遊離石灰とは、通常、ｆ−ＣａＯ
と呼ばれるものである。本発明のカルシウムアルミノフ
ェライトとは、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｆｅ2Ｏ3系を総称す
るものであり、特に限定されるものではないが、一般的
に、ＣａＯをＣ、Ａｌ2Ｏ3をＡ、Ｆｅ2Ｏ3をＦとする
と、Ｃ4ＡＦ、Ｃ6Ａ2Ｆ、Ｃ6ＡＦ2等の化合物がよく知
られているが、通常はＣ4ＡＦとして存在していると考
えて良い。また、本発明のカルシウムシリケートとは、
ＣａＯ−ＳｉＯ2系を総称するものであり、特に限定さ
れるものではないが、Ｃ2ＳやＣ3Ｓがよく知られている
が、通常はＣ3Ｓとして存在していると考えて良い。以
下、本発明では、カルシウムアルミノフェライトをＣ4
ＡＦ、カルシウムシリケートをＣ3Ｓと略記する。
と呼ばれるものである。本発明のカルシウムアルミノフ
ェライトとは、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｆｅ2Ｏ3系を総称す
るものであり、特に限定されるものではないが、一般的
に、ＣａＯをＣ、Ａｌ2Ｏ3をＡ、Ｆｅ2Ｏ3をＦとする
と、Ｃ4ＡＦ、Ｃ6Ａ2Ｆ、Ｃ6ＡＦ2等の化合物がよく知
られているが、通常はＣ4ＡＦとして存在していると考
えて良い。また、本発明のカルシウムシリケートとは、
ＣａＯ−ＳｉＯ2系を総称するものであり、特に限定さ
れるものではないが、Ｃ2ＳやＣ3Ｓがよく知られている
が、通常はＣ3Ｓとして存在していると考えて良い。以
下、本発明では、カルシウムアルミノフェライトをＣ4
ＡＦ、カルシウムシリケートをＣ3Ｓと略記する。
【０００８】本発明の膨張材を製造する際、ＣａＯ原
料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料及びＣ
ａＳＯ4原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ
及び無水セッコウからなるクリンカ−を合成して製造す
る。遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、 Ｃ3Ｓ及び無水セッコウを別
々に合成してから、それらを混合したものでは本発明の
効果は得られない。ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2
Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を熱処理し
て、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ及び無水セッコウからな
るクリンカ−を合成したかどうかは、例えば、粉砕物中
の１００μｍ以上の粗粒子の顕微鏡観察（ＳＥＭ−ＥＤ
Ｘ）等を行い、その粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ
及び無水セッコウが混在していることを確認することに
よって判別できる。
料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料及びＣ
ａＳＯ4原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ
及び無水セッコウからなるクリンカ−を合成して製造す
る。遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、 Ｃ3Ｓ及び無水セッコウを別
々に合成してから、それらを混合したものでは本発明の
効果は得られない。ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2
Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を熱処理し
て、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ及び無水セッコウからな
るクリンカ−を合成したかどうかは、例えば、粉砕物中
の１００μｍ以上の粗粒子の顕微鏡観察（ＳＥＭ−ＥＤ
Ｘ）等を行い、その粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ
及び無水セッコウが混在していることを確認することに
よって判別できる。
【０００９】本発明の製造する際の熱処理方法として
は、特に限定されるものではないが、電気炉やキルン等
を用いて、１１００〜１６００℃の温度範囲で焼成する
ことが好ましく、１２００〜１５００℃の温度範囲がよ
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
水セッコウが分解する恐れがある。
は、特に限定されるものではないが、電気炉やキルン等
を用いて、１１００〜１６００℃の温度範囲で焼成する
ことが好ましく、１２００〜１５００℃の温度範囲がよ
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
水セッコウが分解する恐れがある。
【００１０】ＣａＯ原料としては、石灰石や消石灰が挙
げられ、Ａｌ2Ｏ3原料としては、ボ−キサイトやアルミ
残灰等が挙げられ、Ｆｅ2Ｏ3原料としては、銅カラミ、
鉄粉、市販の酸化鉄等が挙げられ、ＳｉＯ2原料として
は、市販の二酸化珪素や珪石が挙げられ、ＣａＳＯ4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、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ
5、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、フッ素、塩素等が挙げられ、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。
げられ、Ａｌ2Ｏ3原料としては、ボ−キサイトやアルミ
残灰等が挙げられ、Ｆｅ2Ｏ3原料としては、銅カラミ、
鉄粉、市販の酸化鉄等が挙げられ、ＳｉＯ2原料として
は、市販の二酸化珪素や珪石が挙げられ、ＣａＳＯ4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、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ
5、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、フッ素、塩素等が挙げられ、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。
【００１１】本発明の膨張材の粒度は、特に限定される
ものではないが、通常、ブレ−ン比表面積で１５００〜
６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４０００ｃ
ｍ2／ｇがより好ましい。１５００ｃｍ2／ｇ未満では、
強度発現性が悪くなる場合があり、６０００ｃｍ2／ｇ
を超えると優れた膨張性能が得られない場合がある。
ものではないが、通常、ブレ−ン比表面積で１５００〜
６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４０００ｃ
ｍ2／ｇがより好ましい。１５００ｃｍ2／ｇ未満では、
強度発現性が悪くなる場合があり、６０００ｃｍ2／ｇ
を超えると優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１２】本発明に使用されるシリカ質微粉末とは、
特に限定されるものではないが、シリカフュ−ム、高炉
スラグ、フライアッシュ、ケイソウ土や溶融シリカ等の
シリカダスト等を総称するものである。シリカ質微粉末
は、ポップアウト現象の抑制効果の他に、コンクリ−ト
の防水性を向上させる効果も奏する。
特に限定されるものではないが、シリカフュ−ム、高炉
スラグ、フライアッシュ、ケイソウ土や溶融シリカ等の
シリカダスト等を総称するものである。シリカ質微粉末
は、ポップアウト現象の抑制効果の他に、コンクリ−ト
の防水性を向上させる効果も奏する。
【００１３】本発明に使用される石灰石微粉末とは、特
に限定されるものではないが、天然に産出する炭酸カル
シウムを主成分とする鉱石を総称するものである。石灰
石微粉末は、シリカ質微粉末のように防水性を向上させ
る効果は有しないが、ポップアウト現象の抑制効果は充
分に有し、さらに地域によっては安価に入手できるとい
う利点がある。
に限定されるものではないが、天然に産出する炭酸カル
シウムを主成分とする鉱石を総称するものである。石灰
石微粉末は、シリカ質微粉末のように防水性を向上させ
る効果は有しないが、ポップアウト現象の抑制効果は充
分に有し、さらに地域によっては安価に入手できるとい
う利点がある。
【００１４】本発明に使用されるシリカ質微粉末及び／
又は石灰石微粉末の粒度は、特に限定されるものではな
いが、通常、ブレ−ン比表面積で３０００ｃｍ2／ｇ以
上が好ましい。３０００ｃｍ2／ｇ未満では、充分なポ
ップアウト抑制効果が得られない場合がある。
又は石灰石微粉末の粒度は、特に限定されるものではな
いが、通常、ブレ−ン比表面積で３０００ｃｍ2／ｇ以
上が好ましい。３０００ｃｍ2／ｇ未満では、充分なポ
ップアウト抑制効果が得られない場合がある。
【００１５】本発明の膨張材と、シリカ質微粉末及び／
又は石灰石微粉末の配合割合は、特に限定されるもので
はないが、通常、セメント混和材１００部中、膨張材は
５０〜９５部が好ましく、６０〜９０部がより好まし
い。膨張材が５０部未満では、充分な膨張性能が得られ
ない場合があり、９５部を超えると充分なポップアウト
現象の抑制効果や、防水性の向上効果が得られない場合
がある。シリカ質微粉末及び／又は石灰石微粉末は、５
〜５０部が好ましく、１０〜４０部がより好ましい。５
部未満では、充分なポップアウト現象の抑制効果や、防
水性の向上効果が得られない場合があり、５０部を超え
ると充分な膨張性能が得られない場合がある。
又は石灰石微粉末の配合割合は、特に限定されるもので
はないが、通常、セメント混和材１００部中、膨張材は
５０〜９５部が好ましく、６０〜９０部がより好まし
い。膨張材が５０部未満では、充分な膨張性能が得られ
ない場合があり、９５部を超えると充分なポップアウト
現象の抑制効果や、防水性の向上効果が得られない場合
がある。シリカ質微粉末及び／又は石灰石微粉末は、５
〜５０部が好ましく、１０〜４０部がより好ましい。５
部未満では、充分なポップアウト現象の抑制効果や、防
水性の向上効果が得られない場合があり、５０部を超え
ると充分な膨張性能が得られない場合がある。
【００１６】本発明のセメント混和材の配合量は、特に
限定されるものではないが、通常、セメントとセメント
混和材からなるセメント組成物１００部中、５〜１５部
が好ましく、７〜１３部がより好ましい。５部未満では
本発明の効果が充分に得られない場合があり、１５部を
超えて使用すると強度発現性が悪くなる場合がある。
限定されるものではないが、通常、セメントとセメント
混和材からなるセメント組成物１００部中、５〜１５部
が好ましく、７〜１３部がより好ましい。５部未満では
本発明の効果が充分に得られない場合があり、１５部を
超えて使用すると強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１７】本発明のセメントとしては、普通セメン
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、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１種又は２種以上
が使用可能である。
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、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１種又は２種以上
が使用可能である。
【００１８】本発明のセメント混和材及びセメント組成
物に、砂、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、セメント膨
張材、ベントナイトやゼオライト等の粘土鉱物、ハイド
ロタルサイト等のアニオン交換体等のうちの１種又は２
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。
物に、砂、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、セメント膨
張材、ベントナイトやゼオライト等の粘土鉱物、ハイド
ロタルサイト等のアニオン交換体等のうちの１種又は２
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。
【００１９】本発明では、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、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、オムニミ
キサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ及びナウタミキサ
等が挙げられる。
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、オムニミ
キサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ及びナウタミキサ
等が挙げられる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２１】実施例１ ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原
料及びＣａＳＯ4原料を配合し、混合粉砕した後、電気
炉を用い１３５０℃で２時間熱処理して、表１に示す種
々の化合物組成の膨張材を製造し、ブレ−ン比表面積３
５００±２００ｃｍ2／ｇに粉砕した。これら膨張材を
７５部、石灰石微粉末を２５部の割合で混合してセメン
ト混和材とし、セメントとセメント混和材からなるセメ
ント組成物１００部中、セメント混和材を１０部配合
し、単位セメント組成物量が３００ｋｇ／ｍ3、水／セ
メント組成物比＝６２％、ｓ／ａ＝４５％のコンクリー
トを調製し、長さ変化率及びポップアウト試験を行っ
た。結果を表１に併記する。製造した膨張材を粉末Ｘ線
回折装置（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4Ａ
Ｆ、Ｃ3Ｓ及び無水セッコウを主要な構成化合物とする
ことを確認した。また、化学組成は化学分析により求
め、化合物組成は化学分析値を基に、計算により求め
た。なお、膨張材Ｔは、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ及び
無水セッコウを別々に合成した後に混合して調製したも
のである。
料及びＣａＳＯ4原料を配合し、混合粉砕した後、電気
炉を用い１３５０℃で２時間熱処理して、表１に示す種
々の化合物組成の膨張材を製造し、ブレ−ン比表面積３
５００±２００ｃｍ2／ｇに粉砕した。これら膨張材を
７５部、石灰石微粉末を２５部の割合で混合してセメン
ト混和材とし、セメントとセメント混和材からなるセメ
ント組成物１００部中、セメント混和材を１０部配合
し、単位セメント組成物量が３００ｋｇ／ｍ3、水／セ
メント組成物比＝６２％、ｓ／ａ＝４５％のコンクリー
トを調製し、長さ変化率及びポップアウト試験を行っ
た。結果を表１に併記する。製造した膨張材を粉末Ｘ線
回折装置（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4Ａ
Ｆ、Ｃ3Ｓ及び無水セッコウを主要な構成化合物とする
ことを確認した。また、化学組成は化学分析により求
め、化合物組成は化学分析値を基に、計算により求め
た。なお、膨張材Ｔは、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、Ｃ3Ｓ及び
無水セッコウを別々に合成した後に混合して調製したも
のである。
【００２２】＜使用材料＞ セメント：市販普通ポルトランドセメント 石灰石微粉末：新潟県青海鉱山産石灰石をブレ−ン比表
面積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 水：水道水 砂：新潟県姫川産、比重２．６２ 砂利：新潟県姫川産、比重２．６４ ＣａＯ原料：試薬１級炭酸カルシウム Ａｌ2Ｏ3原料：試薬１級酸化アルミニウム Ｆｅ2Ｏ3原料：試薬１級酸化鉄 ＳｉＯ2原料：試薬１級二酸化ケイ素 ＣａＳＯ4原料：試薬１級無水セッコウ 遊離石灰：ＣａＯ原料を１３５０℃で３時間焼成し合成
したもの。 Ｃ4ＡＦ：ＣａＯ原料４モル、Ａｌ2Ｏ3原料１モル、Ｆ
ｅ2Ｏ3原料１モルを混合し、１３５０℃で３時間焼成し
合成したもの。 Ｃ3Ｓ：ＣａＯ原料３モル、ＳｉＯ2原料１モルを混合
し、１６００℃で３時間焼成し合成したもの。 無水セッコウ：ＣａＳＯ4原料を１３５０℃で３時間焼
成したもの。
面積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 水：水道水 砂：新潟県姫川産、比重２．６２ 砂利：新潟県姫川産、比重２．６４ ＣａＯ原料：試薬１級炭酸カルシウム Ａｌ2Ｏ3原料：試薬１級酸化アルミニウム Ｆｅ2Ｏ3原料：試薬１級酸化鉄 ＳｉＯ2原料：試薬１級二酸化ケイ素 ＣａＳＯ4原料：試薬１級無水セッコウ 遊離石灰：ＣａＯ原料を１３５０℃で３時間焼成し合成
したもの。 Ｃ4ＡＦ：ＣａＯ原料４モル、Ａｌ2Ｏ3原料１モル、Ｆ
ｅ2Ｏ3原料１モルを混合し、１３５０℃で３時間焼成し
合成したもの。 Ｃ3Ｓ：ＣａＯ原料３モル、ＳｉＯ2原料１モルを混合
し、１６００℃で３時間焼成し合成したもの。 無水セッコウ：ＣａＳＯ4原料を１３５０℃で３時間焼
成したもの。
【００２３】＜測定方法＞ 化学分析：JIS R 5202に準じて測定。 化合物組成：遊離石灰含有量をJIS R 5202に準じて測定
し、それ以外の化合物については計算により求めた。即
ち、Ａｌ2Ｏ3量からＣ4ＡＦ量を算出し、ＳｉＯ2量から
Ｃ3Ｓ量を算出し、次いでＳＯ3量から無水セッコウ量を
算出した。 長さ変化率：JIS A 6202 Bに準じて測定。 ポップアウト試験：セメント混和材を添加しないで予め
コンクリートを調製しておき、傾胴ミキサにコンクリ−
トを投入し、１２回転／分の速さでミキサをアジテ−ト
しながらセメント混和材を後添加し、１０分後に排出し
て、縦１ｍ、横５０ｃｍ、高さ１０ｃｍの型枠内へ打設
しポップアウト現象を確認した。なお、環境温度は２０
℃とした。
し、それ以外の化合物については計算により求めた。即
ち、Ａｌ2Ｏ3量からＣ4ＡＦ量を算出し、ＳｉＯ2量から
Ｃ3Ｓ量を算出し、次いでＳＯ3量から無水セッコウ量を
算出した。 長さ変化率：JIS A 6202 Bに準じて測定。 ポップアウト試験：セメント混和材を添加しないで予め
コンクリートを調製しておき、傾胴ミキサにコンクリ−
トを投入し、１２回転／分の速さでミキサをアジテ−ト
しながらセメント混和材を後添加し、１０分後に排出し
て、縦１ｍ、横５０ｃｍ、高さ１０ｃｍの型枠内へ打設
しポップアウト現象を確認した。なお、環境温度は２０
℃とした。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１より、本発明のセメント混和材及びセ
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能を付与
していることが分かる。
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能を付与
していることが分かる。
【００２６】実施例２ 工業原料であるＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原
料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を配合し、ロータリ
ーキルンを用いて１４００℃で熱処理することで、表２
に示す組成の膨張材を製造したこと以外は、実施例１と
同様に行った。表３に化学組成から算出した化合物組
成、表４に測定結果を示す。なお、比較のために市販の
２種類の膨張材についても同様の実験を行った。
料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を配合し、ロータリ
ーキルンを用いて１４００℃で熱処理することで、表２
に示す組成の膨張材を製造したこと以外は、実施例１と
同様に行った。表３に化学組成から算出した化合物組
成、表４に測定結果を示す。なお、比較のために市販の
２種類の膨張材についても同様の実験を行った。
【００２７】＜使用材料＞ ＣａＯ原料：新潟県青海鉱山産石灰石 Ａｌ2Ｏ3原料：中国産ボ−キサイト Ｆｅ2Ｏ3原料：工業用酸化鉄 ＳｉＯ2原料：市販珪石 ＣａＳＯ4原料：タイ産天然無水セッコウ 市販膨張材Ａ：カルシウムサルホアルミネ−ト系膨張材 市販膨張材Ｂ：石灰系膨張材
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】表４より、本発明のセメント混和材及びセ
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能や流動
性の保持性能を付与し、しかもポップアウト現象を防止
していることが分かる。
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能や流動
性の保持性能を付与し、しかもポップアウト現象を防止
していることが分かる。
【００３２】実施例３ 実施例２の本発明の膨張材を使用し、表５に示すシリカ
質微粉末の種類と量を変えてセメント混和材としたこと
以外は、実施例２と同様に行った。なお、防水性試験も
併せて実施した。結果を表５に併記する。
質微粉末の種類と量を変えてセメント混和材としたこと
以外は、実施例２と同様に行った。なお、防水性試験も
併せて実施した。結果を表５に併記する。
【００３３】＜使用材料＞ シリカ質微粉末：市販の高炉スラグをブレ−ン比表面
積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：市販のシリカフュ−ム、ブレ−ン比
表面積２０００００ｃｍ 2／ｇ。 シリカ質微粉末：市販のフライアッシュをブレ−ン比
表面積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：市販のケイソウ土をブレ−ン比表面
積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：シリカ質微粉末とシリカ質微粉末
の等量混合物、ブレ−ン比表面積１０２５００ｃｍ2
／ｇ。 シリカ質微粉末：シリカ質微粉末と石灰石微粉末の
等量混合物、ブレ−ン比表面積１０２５００ｃｍ2／
ｇ。
積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：市販のシリカフュ−ム、ブレ−ン比
表面積２０００００ｃｍ 2／ｇ。 シリカ質微粉末：市販のフライアッシュをブレ−ン比
表面積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：市販のケイソウ土をブレ−ン比表面
積５０００ｃｍ2／ｇに粉砕したもの。 シリカ質微粉末：シリカ質微粉末とシリカ質微粉末
の等量混合物、ブレ−ン比表面積１０２５００ｃｍ2
／ｇ。 シリカ質微粉末：シリカ質微粉末と石灰石微粉末の
等量混合物、ブレ−ン比表面積１０２５００ｃｍ2／
ｇ。
【００３４】＜測定方法＞防水性試験：φ１５×３０ｃ
ｍ、中心孔の直径２．０ｃｍの円空供試体を作成し、材
齢１日で脱型後、材齢7日までの６日間水中養生を施し
た後、透水性試験を実施した。試験方法はアウトプット
方式とし、試験体外側から水圧１０ｋｇ／ｃｍ2を４８
時間加え、中心孔から出る水量を測定し、セメント混和
材を配合していないコンクリ−トの透水量を１００とし
た時の相対値を透水比として表した。
ｍ、中心孔の直径２．０ｃｍの円空供試体を作成し、材
齢１日で脱型後、材齢7日までの６日間水中養生を施し
た後、透水性試験を実施した。試験方法はアウトプット
方式とし、試験体外側から水圧１０ｋｇ／ｃｍ2を４８
時間加え、中心孔から出る水量を測定し、セメント混和
材を配合していないコンクリ−トの透水量を１００とし
た時の相対値を透水比として表した。
【００３５】
【表５】
【００３６】表５より、本発明のセメント混和材及びセ
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能を付与
すると共に、ポップアウト現象を防止し、防水性を高め
ることが分かる。
メント組成物は、コンクリートに優れた膨張性能を付与
すると共に、ポップアウト現象を防止し、防水性を高め
ることが分かる。
【００３７】実施例４ 実施例２の本発明の膨張材を７５部、シリカ質微粉末
を２５部の割合で混合したセメント混和材を使用し、セ
メント組成物中のセメント混和材の配合量を表６に示す
ように変えたこと以外は、実施例２と同様に行った。結
果を表６に併記する。
を２５部の割合で混合したセメント混和材を使用し、セ
メント組成物中のセメント混和材の配合量を表６に示す
ように変えたこと以外は、実施例２と同様に行った。結
果を表６に併記する。
【００３８】
【表６】
【００３９】表６より、本発明のセメント混和材は、そ
の配合量が増加するにつれて、コンクリートの長さ変化
率が大きくなる優れた膨張性能を付与すると共に、ポッ
プアウト現象を防止し、防水性を高めることが分かる。
の配合量が増加するにつれて、コンクリートの長さ変化
率が大きくなる優れた膨張性能を付与すると共に、ポッ
プアウト現象を防止し、防水性を高めることが分かる。
【００４０】
【発明の効果】本発明のセメント混和材は配合量が少な
くても、コンクリートに優れた膨張性能及び流動性の保
持性能を付与し、且つ、ポップアウト現象の防止及び防
水性の向上が可能である。
くても、コンクリートに優れた膨張性能及び流動性の保
持性能を付与し、且つ、ポップアウト現象の防止及び防
水性の向上が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 18/14 Ｃ０４Ｂ 18/14 Ｚ 22/08 22/08 Ａ 22/14 22/14 Ｂ 28/02 28/02 // Ｃ０４Ｂ 103:60 103:60 103:65 103:65 (72)発明者 高橋 光男 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内 Ｆターム(参考） 4G012 MA00 MA01 MB06 MB23 PA05 PA27 PA29 PB03 PB04 PB08 PB11 PC07 PC09
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原
料、ＳｉＯ2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、カルシウムアルミノフェラ
イト、カルシウムシリケート及び無水セッコウを主要な
構成化合物とする膨張材と、シリカ質微粉末及び／又は
石灰石微粉末とを含有してなるセメント混和材。 - 【請求項２】 セメントと、請求項１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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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216857A JP4744678B2 (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | セメント混和材及びセメント組成物 |
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| JP2000216857A JP4744678B2 (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | セメント混和材及びセメント組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002029796A true JP2002029796A (ja) | 2002-01-29 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007297226A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Dc Co Ltd | セメント混和材および該混和材を用いたセメント組成物 |
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| JPH03193649A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Mitsubishi Materials Corp | 遮塩性に優れた高流動・高耐久性繊維補強充填モルタル |
-
2000
- 2000-07-18 JP JP2000216857A patent/JP4744678B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7901506B2 (en) | 2008-06-02 | 2011-03-08 | Huidong Zhang | Cementitious capillary crystalline waterproof material with an eka-molecular sieve structure and its manufacturing method |
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