JP2002037650A - 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】 膨張性能に優れるばかりでなく、貯蔵安定性
が良好であり、長期に亘って高い品質を保つことができ
るセメント混和材、及びそれを含有しなるセメント組成
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含有し
てなる膨張物質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを
含有してなるセメント混和材であり、膨張物質の珪酸率
が１．０未満であることを特徴とする該セメント混和材
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。
が良好であり、長期に亘って高い品質を保つことができ
るセメント混和材、及びそれを含有しなるセメント組成
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含有し
てなる膨張物質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを
含有してなるセメント混和材であり、膨張物質の珪酸率
が１．０未満であることを特徴とする該セメント混和材
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。
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】セメントは安価であり、大きな構造物を
任意の形に造れる優れた材料である。このセメントに、
さらに、セメント混和材を併用することによって、造ら
れた構造物の強度や耐久性を向上させることが可能であ
る。セメント混和材は数多く提案されているが、最も使
用頻度が高いものとしては、コンクリート構造物に膨張
性を付与するセメント混和材が挙げられる。ここで、コ
ンクリートとは、セメント、モルタル及びコンクリート
を総称するものである。
任意の形に造れる優れた材料である。このセメントに、
さらに、セメント混和材を併用することによって、造ら
れた構造物の強度や耐久性を向上させることが可能であ
る。セメント混和材は数多く提案されているが、最も使
用頻度が高いものとしては、コンクリート構造物に膨張
性を付与するセメント混和材が挙げられる。ここで、コ
ンクリートとは、セメント、モルタル及びコンクリート
を総称するものである。
【０００３】コンクリー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、ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3-ＳＯ
3系化合物を有効成分とするものが知られている(特公昭
42-21840号公報、特公昭4219473-号公報、特公昭53-160
07号公報等)。
メント混和材としては、例えば、ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3-ＳＯ
3系化合物を有効成分とするものが知られている(特公昭
42-21840号公報、特公昭4219473-号公報、特公昭53-160
07号公報等)。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3-ＳＯ3系化合物を有効成分とするセメ
ント混和材は、ＳＯ3含有量が高く、これを製造する際
に大気中へ放出されるＳＯXが問題視されていた。ま
た、最近では、膨張性を付与するセメント混和材に要求
される性能は益々高まってきている。即ち、混和率が少
なくても優れた膨張性能を付与できるセメント混和材の
開発が待たれているのが実状である。また、従来の膨張
性を付与するセメント混和材は、貯蔵によって膨張性能
が大きく低下するという課題を有していた。これは、水
濡れや破袋に起因する風化が大きな原因であるが、比較
的貯蔵状態が良好であっても、貯蔵期間が６ヶ月程度に
なると膨張性能は低下してしまうのである。本発明者ら
は、このような状況を鑑み、前記課題を解消すべく種々
検討した結果、特定の膨張物質と脂肪酸及び／又はそれ
らの塩類を配合することによって、膨張性能に優れ、し
かも貯蔵安定性も良好なセメント混和材とすることが可
能であることを知見し、本発明を完成するに至った。
ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3-ＳＯ3系化合物を有効成分とするセメ
ント混和材は、ＳＯ3含有量が高く、これを製造する際
に大気中へ放出されるＳＯXが問題視されていた。ま
た、最近では、膨張性を付与するセメント混和材に要求
される性能は益々高まってきている。即ち、混和率が少
なくても優れた膨張性能を付与できるセメント混和材の
開発が待たれているのが実状である。また、従来の膨張
性を付与するセメント混和材は、貯蔵によって膨張性能
が大きく低下するという課題を有していた。これは、水
濡れや破袋に起因する風化が大きな原因であるが、比較
的貯蔵状態が良好であっても、貯蔵期間が６ヶ月程度に
なると膨張性能は低下してしまうのである。本発明者ら
は、このような状況を鑑み、前記課題を解消すべく種々
検討した結果、特定の膨張物質と脂肪酸及び／又はそれ
らの塩類を配合することによって、膨張性能に優れ、し
かも貯蔵安定性も良好なセメント混和材とすることが可
能であることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（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含有してなる膨張物
質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを含有してなる
セメント混和材、（２）膨張物質の珪酸率が１．０未満
であることを特徴とする（１）のセメント混和材、
（３）セメントと、（１）又は（２）のセメント混和材
とを含有してなるセメント組成物である。
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含有してなる膨張物
質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを含有してなる
セメント混和材、（２）膨張物質の珪酸率が１．０未満
であることを特徴とする（１）のセメント混和材、
（３）セメントと、（１）又は（２）のセメント混和材
とを含有してなるセメント組成物である。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】本発明の膨張物質とは、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１
００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。また、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、１０〜２５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
記の範囲にないと、優れた膨張性能が得られない場合が
ある。なお、本発明で使用する部、％は質量単位を表
す。
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１
００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。また、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、１０〜２５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
記の範囲にないと、優れた膨張性能が得られない場合が
ある。なお、本発明で使用する部、％は質量単位を表
す。
【０００８】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、
一般的に、ＣａＯをＣ、Ａｌ 2Ｏ3をＡ、Ｆｅ2Ｏ3をＦと
すると、Ｃ4ＡＦやＣ6Ａ2Ｆ等の化合物がよく知られて
いる。通常は、Ｃ4ＡＦとして存在していると考えて良
い。本発明では、カルシウムアルミノフェライトを以
下、Ｃ4ＡＦと略記する。本発明のカルシウムシリケー
トとは、ＣａＯ−ＳｉＯ2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、一般的に、ＣａＯ
をＣ、ＳｉＯ2をＳとすると、Ｃ3ＳやＣ2Ｓ等の化合物
がよく知られている。
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、
一般的に、ＣａＯをＣ、Ａｌ 2Ｏ3をＡ、Ｆｅ2Ｏ3をＦと
すると、Ｃ4ＡＦやＣ6Ａ2Ｆ等の化合物がよく知られて
いる。通常は、Ｃ4ＡＦとして存在していると考えて良
い。本発明では、カルシウムアルミノフェライトを以
下、Ｃ4ＡＦと略記する。本発明のカルシウムシリケー
トとは、ＣａＯ−ＳｉＯ2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、一般的に、ＣａＯ
をＣ、ＳｉＯ2をＳとすると、Ｃ3ＳやＣ2Ｓ等の化合物
がよく知られている。
【０００９】本発明のセメント混和材を製造する際、Ｃ
ａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料
及びＣａＳＯ4原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、
カルシウムシリケート及び無水セッコウからなる膨張物
質を製造することがこの好ましい。即ち、遊離石灰、Ｃ
4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコウを別々
に合成し、これらを混合したものや、ＣａＯ原料、Ａｌ
2Ｏ3原料及びＦｅ2Ｏ3原料を熱処理して、遊離石灰とＣ
4ＡＦからなる物質を合成し、これにカルシウムシリケ
ートと無水セッコウを混合して製造したものや、ＣａＯ
原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料及びＳｉＯ2原料を
熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ及びカルシウムシリケ
ートからなる物質を合成して、これに無水セッコウを混
合して製造したもの等は、貯蔵することにより膨張性能
が低下し易い。
ａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原料
及びＣａＳＯ4原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、
カルシウムシリケート及び無水セッコウからなる膨張物
質を製造することがこの好ましい。即ち、遊離石灰、Ｃ
4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコウを別々
に合成し、これらを混合したものや、ＣａＯ原料、Ａｌ
2Ｏ3原料及びＦｅ2Ｏ3原料を熱処理して、遊離石灰とＣ
4ＡＦからなる物質を合成し、これにカルシウムシリケ
ートと無水セッコウを混合して製造したものや、ＣａＯ
原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料及びＳｉＯ2原料を
熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ及びカルシウムシリケ
ートからなる物質を合成して、これに無水セッコウを混
合して製造したもの等は、貯蔵することにより膨張性能
が低下し易い。
【００１０】ＣａＯ原料、 Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原
料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を熱処理して、遊離
石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコ
ウからなる膨張物質を合成してこれを粉砕して製造され
たものか否かを確認する方法としては、例えば、セメン
ト混和材の粗粒子、具体的には１００μｍよりも大きな
粒子を顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＸ）等により観察して組成
分析を行い、粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウム
シリケート及び無水セッコウが混在していることを確認
することによって容易に判別できる。
料、ＳｉＯ2原料及びＣａＳＯ4原料を熱処理して、遊離
石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコ
ウからなる膨張物質を合成してこれを粉砕して製造され
たものか否かを確認する方法としては、例えば、セメン
ト混和材の粗粒子、具体的には１００μｍよりも大きな
粒子を顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＸ）等により観察して組成
分析を行い、粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウム
シリケート及び無水セッコウが混在していることを確認
することによって容易に判別できる。
【００１１】本発明のセメント混和材を製造する際の熱
処理温度であるが、１１００〜１６００℃の範囲が好ま
しく、１２００〜１５００℃の範囲がより好ましい。１
１００℃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
解する場合がある。
処理温度であるが、１１００〜１６００℃の範囲が好ま
しく、１２００〜１５００℃の範囲がより好ましい。１
１００℃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
解する場合がある。
【００１２】ＣａＯ原料としては石灰石や消石灰等が挙
げられ、Ｆｅ2Ｏ3原料としては銅カラミ、鉄粉及び市販
の酸化鉄等が、Ａｌ2Ｏ3原料としてはボーキサイトやア
ルミ残灰等が、ＳｉＯ2原料としては珪石、粘土等が挙
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。
げられ、Ｆｅ2Ｏ3原料としては銅カラミ、鉄粉及び市販
の酸化鉄等が、Ａｌ2Ｏ3原料としてはボーキサイトやア
ルミ残灰等が、ＳｉＯ2原料としては珪石、粘土等が挙
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。
【００１３】本発明の膨張物質には不純物が存在する。
その具体例としては、ＭｇＯ、ＴｉＯ 2、Ｐ2Ｏ5、Ｎａ2
Ｏ、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。
膨張物質中の成分のうちで、特にＳｉＯ2は珪酸率で
１．０未満の範囲であることが好ましい。珪酸率が１．
０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、膨脹物質中のＳｉＯ2量、Ａｌ2
Ｏ3量及びＦｅ2Ｏ3量より次式から算出される。 珪酸率＝ＳｉＯ2／（Ａｌ2Ｏ3＋Ｆｅ2Ｏ3） また、膨張物質中のＳｉＯ2量は、５．０％以下が好ま
しく、３．０％以下がより好ましい。５．０％を超える
と優れた膨張性能が得られない場合がある。
その具体例としては、ＭｇＯ、ＴｉＯ 2、Ｐ2Ｏ5、Ｎａ2
Ｏ、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。
膨張物質中の成分のうちで、特にＳｉＯ2は珪酸率で
１．０未満の範囲であることが好ましい。珪酸率が１．
０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、膨脹物質中のＳｉＯ2量、Ａｌ2
Ｏ3量及びＦｅ2Ｏ3量より次式から算出される。 珪酸率＝ＳｉＯ2／（Ａｌ2Ｏ3＋Ｆｅ2Ｏ3） また、膨張物質中のＳｉＯ2量は、５．０％以下が好ま
しく、３．０％以下がより好ましい。５．０％を超える
と優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１４】本発明の脂肪酸とは、一般に、ＲＣＯＯＨ
（Ｒは飽和または不飽和の炭化水素基）で表される化合
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、その具体例としては、例えば、ラウリン酸、ミリス
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、パル
ミチン酸等が挙げられる。また、本発明では、これら脂
肪酸の塩類も使用可能であり、その具体例としては、ナ
トリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム
塩、アルミニウム塩等が挙げられる。さらに、脂肪酸は
天然油脂として入手することもでき、その具体例として
は、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、
アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油、牛
脂、スクワラン、ラノリン、硬化油などが挙げられる。
本発明ではこれらのうちの１種又は２種以上が使用可能
である（以下、脂肪酸類という）。中でも、本発明で
は、ステアリン酸を使用した場合が最も好ましい。
（Ｒは飽和または不飽和の炭化水素基）で表される化合
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、その具体例としては、例えば、ラウリン酸、ミリス
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、パル
ミチン酸等が挙げられる。また、本発明では、これら脂
肪酸の塩類も使用可能であり、その具体例としては、ナ
トリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム
塩、アルミニウム塩等が挙げられる。さらに、脂肪酸は
天然油脂として入手することもでき、その具体例として
は、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、
アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油、牛
脂、スクワラン、ラノリン、硬化油などが挙げられる。
本発明ではこれらのうちの１種又は２種以上が使用可能
である（以下、脂肪酸類という）。中でも、本発明で
は、ステアリン酸を使用した場合が最も好ましい。
【００１５】セメント混和材中の膨張物質と脂肪酸類の
配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、膨
張物質はセメント混和材１００部中、９５〜９９．９９
５部が好ましく、９９〜９９．９５部がより好ましい。
９５部未満では、強度発現性が悪くなる場合があり、９
９．９９５部を超えると貯蔵安定性が悪くなる場合があ
る。脂肪酸類の配合割合は、０．００５〜５部が好まし
く、０．０５〜１部がより好ましい。０．００５部未満
では、貯蔵安定性が悪くなる場合があり、５部を超える
と強度発現性が悪くなる場合がある。
配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、膨
張物質はセメント混和材１００部中、９５〜９９．９９
５部が好ましく、９９〜９９．９５部がより好ましい。
９５部未満では、強度発現性が悪くなる場合があり、９
９．９９５部を超えると貯蔵安定性が悪くなる場合があ
る。脂肪酸類の配合割合は、０．００５〜５部が好まし
く、０．０５〜１部がより好ましい。０．００５部未満
では、貯蔵安定性が悪くなる場合があり、５部を超える
と強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１６】本発明のセメント混和材の粒度は、特に限
定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で１
５００〜６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４
０００ｃｍ2／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、６０００ｃ
ｍ2／ｇ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１
５００〜６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４
０００ｃｍ2／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、６０００ｃ
ｍ2／ｇを超えると優れた膨張性能が得られない場合が
ある。
【００１７】本発明のセメント混和材の使用量は、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、３〜１２部
が好ましく、５〜９部がより好ましい。３部未満では本
発明の効果が十分に得られない場合があり、１２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、３〜１２部
が好ましく、５〜９部がより好ましい。３部未満では本
発明の効果が十分に得られない場合があり、１２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。
【００１８】本発明のセメント組成物とは、本発明のセ
メント混和材と、JIS R 5210に規定される各種ポルトラ
ンドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、JIS R 5213に
規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の
混和材混合率にて作製した高炉セメント、フライアッシ
ュセメント及びシリカセメント、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のうち
の１種又は２種以上とを併用したものである。
メント混和材と、JIS R 5210に規定される各種ポルトラ
ンドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、JIS R 5213に
規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の
混和材混合率にて作製した高炉セメント、フライアッシ
ュセメント及びシリカセメント、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のうち
の１種又は２種以上とを併用したものである。
【００１９】本発明では、本発明のセメント混和材とセ
メント組成物に、砂、砂利等の骨材の他、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、セメント急硬材、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イオン交
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。
メント組成物に、砂、砂利等の骨材の他、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、セメント急硬材、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イオン交
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。
【００２０】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、予め一部を、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ーミ
キサ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、予め一部を、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ーミ
キサ等の使用が可能である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２２】実施例１ ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3原料、Ｆｅ2Ｏ3原料、ＳｉＯ2原
料及びＣａＳＯ4原料を配合して、電気炉中にて１３５
０℃で２時間熱処理することによって、表１に示すよう
な様々な組成の膨張物質を製造した。これら膨張物質９
９．５部と、脂肪酸ａ０．５部とをポット式ボールミル
を用いて混合粉砕してブレーン比表面積３５００±３０
０ｃｍ2／ｇのセメント混和材とした。
料及びＣａＳＯ4原料を配合して、電気炉中にて１３５
０℃で２時間熱処理することによって、表１に示すよう
な様々な組成の膨張物質を製造した。これら膨張物質９
９．５部と、脂肪酸ａ０．５部とをポット式ボールミル
を用いて混合粉砕してブレーン比表面積３５００±３０
０ｃｍ2／ｇのセメント混和材とした。
【００２３】セメント混和材の貯蔵安定性を確認するた
めに、セメント混和材を紙袋に入れてミシン縫いで閉袋
して温度２０℃、相対湿度８０％の試験室内で貯蔵し
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部中、セメント混和材を７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
モルタルを調製して膨張率の測定を行い、セメント混和
材の貯蔵期間と長さ変化率の関係を確認することによっ
てセメント混和材の貯蔵安定性を評価した。
めに、セメント混和材を紙袋に入れてミシン縫いで閉袋
して温度２０℃、相対湿度８０％の試験室内で貯蔵し
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部中、セメント混和材を７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
モルタルを調製して膨張率の測定を行い、セメント混和
材の貯蔵期間と長さ変化率の関係を確認することによっ
てセメント混和材の貯蔵安定性を評価した。
【００２４】なお、セメント混和材を粉末Ｘ線回折法
（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、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の結果より、計算によって
算出した。
（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、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の結果より、計算によって
算出した。
【００２５】長さ変化率の測定結果を表２に示した。比
較のため、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート
及び無水セッコウを別々に合成して混合したものに脂肪
酸類ａを配合したものや、市販の膨張材に脂肪酸類ａを
配合しないものについて、同様の実験を行った。
較のため、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート
及び無水セッコウを別々に合成して混合したものに脂肪
酸類ａを配合したものや、市販の膨張材に脂肪酸類ａを
配合しないものについて、同様の実験を行った。
【００２６】＜使用材料＞ 脂肪酸類ａ：市販のステアリン酸 セメント：市販の普通ポルトランドセメント 水：水道水 砂：ISO679準拠、標準砂 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級二酸化珪素 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。 膨張材：市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張
材 膨張材：市販の石灰系膨張材
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。 膨張材：市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張
材 膨張材：市販の石灰系膨張材
【００２７】＜測定方法＞ 化学分析：JIS R 5202に準じて測定。 化合物組成：先ず、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って求
めた。即ち、Ｆｅ2Ｏ3量又はＡｌ2Ｏ3量からＣ4ＡＦ量
を算出し、次に、ＳｉＯ2量からカルシウムシリケート
を算出し、ＳＯ3量から無水セッコウ量を算出した。 長さ変化率：JIS A 6202に準じて測定。
て測定し、それ以外の化合物については計算によって求
めた。即ち、Ｆｅ2Ｏ3量又はＡｌ2Ｏ3量からＣ4ＡＦ量
を算出し、次に、ＳｉＯ2量からカルシウムシリケート
を算出し、ＳＯ3量から無水セッコウ量を算出した。 長さ変化率：JIS A 6202に準じて測定。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表１、表２より、本発明のセメント混和材
は、従来の膨張材と比べ、優れた膨張性能を示すと共
に、貯蔵期間が長くても膨張性能の低下が極めて少ない
ことが判る。
は、従来の膨張材と比べ、優れた膨張性能を示すと共
に、貯蔵期間が長くても膨張性能の低下が極めて少ない
ことが判る。
【００３１】実施例２ 実施例１の膨張物質Ｄを使用し、脂肪酸類の種類とセメ
ント混和材中の配合割合を表３に示すように変えたこと
以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
ント混和材中の配合割合を表３に示すように変えたこと
以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
【００３２】＜使用材料＞ 脂肪酸類ｂ：市販のオレイン酸 脂肪酸類ｃ：市販のラウリン酸 脂肪酸類ｄ：市販のヤシ油 脂肪酸類ｅ：市販のパーム油 脂肪酸類ｆ：市販の牛脂 脂肪酸類ｇ：市販のステアリン酸ナトリウム 脂肪酸類ｈ：市販のオレイン酸ナトリウム 脂肪酸類ｉ：脂肪酸類ａと脂肪酸類ｄの等量混合物 脂肪酸類ｊ：脂肪酸類ａと脂肪酸類ｄと脂肪酸類ｈの等
量混合物
量混合物
【００３３】
【表３】
【００３４】表３より、本発明のセメント混和材のよう
に脂肪酸類を配合したものは、貯蔵期間が長くても膨張
性能の低下が極めて少ないことが判る。
に脂肪酸類を配合したものは、貯蔵期間が長くても膨張
性能の低下が極めて少ないことが判る。
【００３５】実施例３ 実施例１の表１の膨張物質Ｄを９９．５部と脂肪酸類ａ
０．５部からなるセメント混和材を使用し、セメント組
成物１００部中のセメント混和材の使用量を表４に示す
ように変えたこと以外は、実施例１と同様に行った。結
果を表４に併記する。
０．５部からなるセメント混和材を使用し、セメント組
成物１００部中のセメント混和材の使用量を表４に示す
ように変えたこと以外は、実施例１と同様に行った。結
果を表４に併記する。
【００３６】
【表４】
【００３７】表４より、本発明のセメント混和材の使用
量が増加するに従い、膨張性能が向上し、貯蔵期間が長
くても膨張性能の低下が極めて少ないことが判る。
量が増加するに従い、膨張性能が向上し、貯蔵期間が長
くても膨張性能の低下が極めて少ないことが判る。
【００３８】
【発明の効果】本発明のセメント混和材は、膨張性能に
優れるばかりでなく、貯蔵安定性が良好であり、長期に
亘って高い品質を保つことができる。
優れるばかりでなく、貯蔵安定性が良好であり、長期に
亘って高い品質を保つことができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月５日（２０００．９．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 セメント混和材及びセメント組成物
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【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。
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。
【０００２】
【従来の技術】セメントは安価であり、大きな構造物を
任意の形に造れる優れた材料である。このセメントに、
さらに、セメント混和材を併用することによって、造ら
れた構造物の強度や耐久性を向上させることが可能であ
る。セメント混和材は数多く提案されているが、最も使
用頻度が高いものとしては、コンクリート構造物に膨張
性を付与するセメント混和材が挙げられる。ここで、コ
ンクリートとは、セメント、モルタル及びコンクリート
を総称するものである。
任意の形に造れる優れた材料である。このセメントに、
さらに、セメント混和材を併用することによって、造ら
れた構造物の強度や耐久性を向上させることが可能であ
る。セメント混和材は数多く提案されているが、最も使
用頻度が高いものとしては、コンクリート構造物に膨張
性を付与するセメント混和材が挙げられる。ここで、コ
ンクリートとは、セメント、モルタル及びコンクリート
を総称するものである。
【０００３】コンクリー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、ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3 -ＳＯ
3 系化合物を有効成分とするものが知られている(特公昭
42-1840号公報、特公昭4219473-号公報、特公昭53-1600
7号公報等)。
メント混和材としては、例えば、ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3 -ＳＯ
3 系化合物を有効成分とするものが知られている(特公昭
42-1840号公報、特公昭4219473-号公報、特公昭53-1600
7号公報等)。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3 -ＳＯ3 系化合物を有効成分とするセメ
ント混和材は、ＳＯ3 含有量が高く、これを製造する際
に大気中へ放出されるＳＯX が問題視されていた。ま
た、最近では、膨張性を付与するセメント混和材に要求
される性能は益々高まってきている。即ち、混和率が少
なくても優れた膨張性能を付与できるセメント混和材の
開発が待たれているのが実状である。また、従来の膨張
性を付与するセメント混和材は、貯蔵によって膨張性能
が大きく低下するという課題を有していた。これは、水
濡れや破袋に起因する風化が大きな原因であるが、比較
的貯蔵状態が良好であっても、貯蔵期間が６ヶ月程度に
なると膨張性能は低下してしまうのである。本発明者ら
は、このような状況を鑑み、前記課題を解消すべく種々
検討した結果、特定の膨張物質と脂肪酸及び／又はそれ
らの塩類を配合することによって、膨張性能に優れ、し
かも貯蔵安定性も良好なセメント混和材とすることが可
能であることを知見し、本発明を完成するに至った。
ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3 -ＳＯ3 系化合物を有効成分とするセメ
ント混和材は、ＳＯ3 含有量が高く、これを製造する際
に大気中へ放出されるＳＯX が問題視されていた。ま
た、最近では、膨張性を付与するセメント混和材に要求
される性能は益々高まってきている。即ち、混和率が少
なくても優れた膨張性能を付与できるセメント混和材の
開発が待たれているのが実状である。また、従来の膨張
性を付与するセメント混和材は、貯蔵によって膨張性能
が大きく低下するという課題を有していた。これは、水
濡れや破袋に起因する風化が大きな原因であるが、比較
的貯蔵状態が良好であっても、貯蔵期間が６ヶ月程度に
なると膨張性能は低下してしまうのである。本発明者ら
は、このような状況を鑑み、前記課題を解消すべく種々
検討した結果、特定の膨張物質と脂肪酸及び／又はそれ
らの塩類を配合することによって、膨張性能に優れ、し
かも貯蔵安定性も良好なセメント混和材とすることが可
能であることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（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含有してなる膨張物
質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを含有してなる
セメント混和材、（２）膨張物質の珪酸率が１．０未満
であることを特徴とする（１）のセメント混和材、
（３）セメントと、（１）又は（２）のセメント混和材
とを含有してなるセメント組成物である。
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含有してなる膨張物
質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを含有してなる
セメント混和材、（２）膨張物質の珪酸率が１．０未満
であることを特徴とする（１）のセメント混和材、
（３）セメントと、（１）又は（２）のセメント混和材
とを含有してなるセメント組成物である。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】本発明の膨張物質とは、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１
００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。また、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、１０〜２５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
記の範囲にないと、優れた膨張性能が得られない場合が
ある。なお、本発明で使用する部、％は質量単位を表
す。
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１
００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。また、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、１０〜２５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
記の範囲にないと、優れた膨張性能が得られない場合が
ある。なお、本発明で使用する部、％は質量単位を表
す。
【０００８】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、
一般的に、ＣａＯをＣ、Ａｌ 2Ｏ3 をＡ、Ｆｅ2Ｏ3 をＦと
すると、Ｃ4ＡＦやＣ6Ａ2Ｆ等の化合物がよく知られて
いる。通常は、Ｃ4ＡＦとして存在していると考えて良
い。本発明では、カルシウムアルミノフェライトを以
下、Ｃ4ＡＦと略記する。本発明のカルシウムシリケー
トとは、ＣａＯ−ＳｉＯ2 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、一般的に、ＣａＯ
をＣ、ＳｉＯ2 をＳとすると、Ｃ3ＳやＣ2Ｓ等の化合物
がよく知られている。
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、
一般的に、ＣａＯをＣ、Ａｌ 2Ｏ3 をＡ、Ｆｅ2Ｏ3 をＦと
すると、Ｃ4ＡＦやＣ6Ａ2Ｆ等の化合物がよく知られて
いる。通常は、Ｃ4ＡＦとして存在していると考えて良
い。本発明では、カルシウムアルミノフェライトを以
下、Ｃ4ＡＦと略記する。本発明のカルシウムシリケー
トとは、ＣａＯ−ＳｉＯ2 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、一般的に、ＣａＯ
をＣ、ＳｉＯ2 をＳとすると、Ｃ3ＳやＣ2Ｓ等の化合物
がよく知られている。
【０００９】本発明のセメント混和材を製造する際、Ｃ
ａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原料、ＳｉＯ2 原料
及びＣａＳＯ4 原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、
カルシウムシリケート及び無水セッコウからなる膨張物
質を製造することがこの好ましい。即ち、遊離石灰、Ｃ
4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコウを別々
に合成し、これらを混合したものや、ＣａＯ原料、Ａｌ
2Ｏ3 原料及びＦｅ2Ｏ3 原料を熱処理して、遊離石灰とＣ
4ＡＦからなる物質を合成し、これにカルシウムシリケ
ートと無水セッコウを混合して製造したものや、ＣａＯ
原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原料及びＳｉＯ2 原料を
熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ及びカルシウムシリケ
ートからなる物質を合成して、これに無水セッコウを混
合して製造したもの等は、貯蔵することにより膨張性能
が低下し易い。
ａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原料、ＳｉＯ2 原料
及びＣａＳＯ4 原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、
カルシウムシリケート及び無水セッコウからなる膨張物
質を製造することがこの好ましい。即ち、遊離石灰、Ｃ
4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコウを別々
に合成し、これらを混合したものや、ＣａＯ原料、Ａｌ
2Ｏ3 原料及びＦｅ2Ｏ3 原料を熱処理して、遊離石灰とＣ
4ＡＦからなる物質を合成し、これにカルシウムシリケ
ートと無水セッコウを混合して製造したものや、ＣａＯ
原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原料及びＳｉＯ2 原料を
熱処理して、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ及びカルシウムシリケ
ートからなる物質を合成して、これに無水セッコウを混
合して製造したもの等は、貯蔵することにより膨張性能
が低下し易い。
【００１０】ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原
料、ＳｉＯ2 原料及びＣａＳＯ4 原料を熱処理して、遊離
石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコ
ウからなる膨張物質を合成してこれを粉砕して製造され
たものか否かを確認する方法としては、例えば、セメン
ト混和材の粗粒子、具体的には１００μｍよりも大きな
粒子を顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＸ）等により観察して組成
分析を行い、粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウム
シリケート及び無水セッコウが混在していることを確認
することによって容易に判別できる。
料、ＳｉＯ2 原料及びＣａＳＯ4 原料を熱処理して、遊離
石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート及び無水セッコ
ウからなる膨張物質を合成してこれを粉砕して製造され
たものか否かを確認する方法としては、例えば、セメン
ト混和材の粗粒子、具体的には１００μｍよりも大きな
粒子を顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＸ）等により観察して組成
分析を行い、粒子中に遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウム
シリケート及び無水セッコウが混在していることを確認
することによって容易に判別できる。
【００１１】本発明のセメント混和材を製造する際の熱
処理温度であるが、１１００〜１６００℃の範囲が好ま
しく、１２００〜１５００℃の範囲がより好ましい。１
１００℃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
解する場合がある。
処理温度であるが、１１００〜１６００℃の範囲が好ま
しく、１２００〜１５００℃の範囲がより好ましい。１
１００℃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
解する場合がある。
【００１２】ＣａＯ原料としては石灰石や消石灰等が挙
げられ、Ｆｅ2Ｏ3 原料としては銅カラミ、鉄粉及び市販
の酸化鉄等が、Ａｌ2Ｏ3 原料としてはボーキサイトやア
ルミ残灰等が、ＳｉＯ2 原料としては珪石、粘土等が挙
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。
げられ、Ｆｅ2Ｏ3 原料としては銅カラミ、鉄粉及び市販
の酸化鉄等が、Ａｌ2Ｏ3 原料としてはボーキサイトやア
ルミ残灰等が、ＳｉＯ2 原料としては珪石、粘土等が挙
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。
【００１３】本発明の膨張物質には不純物が存在する。
その具体例としては、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｐ2Ｏ5 、Ｎａ2
Ｏ、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。
膨張物質中の成分のうちで、特にＳｉＯ2 は珪酸率で
１．０未満の範囲であることが好ましい。珪酸率が１．
０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、膨脹物質中のＳｉＯ2 量、Ａｌ2
Ｏ3 量及びＦｅ2Ｏ3 量より次式から算出される。 珪酸率＝ＳｉＯ2 ／（Ａｌ2Ｏ3 ＋Ｆｅ2Ｏ3 ） また、膨張物質中のＳｉＯ2 量は、５．０％以下が好ま
しく、３．０％以下がより好ましい。５．０％を超える
と優れた膨張性能が得られない場合がある。
その具体例としては、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、Ｐ2Ｏ5 、Ｎａ2
Ｏ、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。
膨張物質中の成分のうちで、特にＳｉＯ2 は珪酸率で
１．０未満の範囲であることが好ましい。珪酸率が１．
０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、膨脹物質中のＳｉＯ2 量、Ａｌ2
Ｏ3 量及びＦｅ2Ｏ3 量より次式から算出される。 珪酸率＝ＳｉＯ2 ／（Ａｌ2Ｏ3 ＋Ｆｅ2Ｏ3 ） また、膨張物質中のＳｉＯ2 量は、５．０％以下が好ま
しく、３．０％以下がより好ましい。５．０％を超える
と優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１４】本発明の脂肪酸とは、一般に、ＲＣＯＯＨ
（Ｒは飽和または不飽和の炭化水素基）で表される化合
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、その具体例としては、例えば、ラウリン酸、ミリス
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、パル
ミチン酸等が挙げられる。また、本発明では、これら脂
肪酸の塩類も使用可能であり、その具体例としては、ナ
トリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム
塩、アルミニウム塩等が挙げられる。さらに、脂肪酸は
天然油脂として入手することもでき、その具体例として
は、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、
アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油、牛
脂、スクワラン、ラノリン、硬化油などが挙げられる。
本発明ではこれらのうちの１種又は２種以上が使用可能
である（以下、脂肪酸類という）。中でも、本発明で
は、ステアリン酸を使用した場合が最も好ましい。
（Ｒは飽和または不飽和の炭化水素基）で表される化合
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、その具体例としては、例えば、ラウリン酸、ミリス
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、パル
ミチン酸等が挙げられる。また、本発明では、これら脂
肪酸の塩類も使用可能であり、その具体例としては、ナ
トリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム
塩、アルミニウム塩等が挙げられる。さらに、脂肪酸は
天然油脂として入手することもでき、その具体例として
は、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、
アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油、牛
脂、スクワラン、ラノリン、硬化油などが挙げられる。
本発明ではこれらのうちの１種又は２種以上が使用可能
である（以下、脂肪酸類という）。中でも、本発明で
は、ステアリン酸を使用した場合が最も好ましい。
【００１５】セメント混和材中の膨張物質と脂肪酸類の
配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、膨
張物質はセメント混和材１００部中、９５〜９９．９９
５部が好ましく、９９〜９９．９５部がより好ましい。
９５部未満では、強度発現性が悪くなる場合があり、９
９．９９５部を超えると貯蔵安定性が悪くなる場合があ
る。脂肪酸類の配合割合は、０．００５〜５部が好まし
く、０．０５〜１部がより好ましい。０．００５部未満
では、貯蔵安定性が悪くなる場合があり、５部を超える
と強度発現性が悪くなる場合がある。
配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、膨
張物質はセメント混和材１００部中、９５〜９９．９９
５部が好ましく、９９〜９９．９５部がより好ましい。
９５部未満では、強度発現性が悪くなる場合があり、９
９．９９５部を超えると貯蔵安定性が悪くなる場合があ
る。脂肪酸類の配合割合は、０．００５〜５部が好まし
く、０．０５〜１部がより好ましい。０．００５部未満
では、貯蔵安定性が悪くなる場合があり、５部を超える
と強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１６】本発明のセメント混和材の粒度は、特に限
定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で１
５００〜６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４
０００ｃｍ2／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、６０００ｃ
ｍ2／ｇ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１
５００〜６０００ｃｍ2／ｇが好ましく、２５００〜４
０００ｃｍ2／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、６０００ｃ
ｍ2／ｇを超えると優れた膨張性能が得られない場合が
ある。
【００１７】本発明のセメント混和材の使用量は、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、３〜１２部
が好ましく、５〜９部がより好ましい。３部未満では本
発明の効果が十分に得られない場合があり、１２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、３〜１２部
が好ましく、５〜９部がより好ましい。３部未満では本
発明の効果が十分に得られない場合があり、１２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。
【００１８】本発明のセメント組成物とは、本発明のセ
メント混和材と、JIS R 5210に規定される各種ポルトラ
ンドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、JIS R 5213に
規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の
混和材混合率にて作製した高炉セメント、フライアッシ
ュセメント及びシリカセメント、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のうち
の１種又は２種以上とを併用したものである。
メント混和材と、JIS R 5210に規定される各種ポルトラ
ンドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、JIS R 5213に
規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の
混和材混合率にて作製した高炉セメント、フライアッシ
ュセメント及びシリカセメント、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のうち
の１種又は２種以上とを併用したものである。
【００１９】本発明では、本発明のセメント混和材とセ
メント組成物に、砂、砂利等の骨材の他、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、セメント急硬材、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イオン交
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。
メント組成物に、砂、砂利等の骨材の他、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、セメント急硬材、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イオン交
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。
【００２０】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、予め一部を、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ーミ
キサ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、予め一部を、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ーミ
キサ等の使用が可能である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２２】実施例１ ＣａＯ原料、Ａｌ2Ｏ3 原料、Ｆｅ2Ｏ3 原料、ＳｉＯ2 原
料及びＣａＳＯ4 原料を配合して、電気炉中にて１３５
０℃で２時間熱処理することによって、表１に示すよう
な様々な組成の膨張物質を製造した。これら膨張物質９
９．５部と、脂肪酸ａ０．５部とをポット式ボールミル
を用いて混合粉砕してブレーン比表面積３５００±３０
０ｃｍ2／ｇのセメント混和材とした。
料及びＣａＳＯ4 原料を配合して、電気炉中にて１３５
０℃で２時間熱処理することによって、表１に示すよう
な様々な組成の膨張物質を製造した。これら膨張物質９
９．５部と、脂肪酸ａ０．５部とをポット式ボールミル
を用いて混合粉砕してブレーン比表面積３５００±３０
０ｃｍ2／ｇのセメント混和材とした。
【００２３】セメント混和材の貯蔵安定性を確認するた
めに、セメント混和材を紙袋に入れてミシン縫いで閉袋
して温度２０℃、相対湿度８０％の試験室内で貯蔵し
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部中、セメント混和材を７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
モルタルを調製して膨張率の測定を行い、セメント混和
材の貯蔵期間と長さ変化率の関係を確認することによっ
てセメント混和材の貯蔵安定性を評価した。
めに、セメント混和材を紙袋に入れてミシン縫いで閉袋
して温度２０℃、相対湿度８０％の試験室内で貯蔵し
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部中、セメント混和材を７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
モルタルを調製して膨張率の測定を行い、セメント混和
材の貯蔵期間と長さ変化率の関係を確認することによっ
てセメント混和材の貯蔵安定性を評価した。
【００２４】なお、セメント混和材を粉末Ｘ線回折法
（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、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の結果より、計算によって
算出した。
（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、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の結果より、計算によって
算出した。
【００２５】長さ変化率の測定結果を表２に示した。比
較のため、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート
及び無水セッコウを別々に合成して混合したものに脂肪
酸類ａを配合したものや、市販の膨張材に脂肪酸類ａを
配合しないものについて、同様の実験を行った。
較のため、遊離石灰、Ｃ4ＡＦ、カルシウムシリケート
及び無水セッコウを別々に合成して混合したものに脂肪
酸類ａを配合したものや、市販の膨張材に脂肪酸類ａを
配合しないものについて、同様の実験を行った。
【００２６】＜使用材料＞ 脂肪酸類ａ：市販のステアリン酸 セメント：市販の普通ポルトランドセメント 水：水道水 砂：ISO679準拠、標準砂 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級二酸化珪素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。 膨張材：市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張
材 膨張材：市販の石灰系膨張材
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。 膨張材：市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張
材 膨張材：市販の石灰系膨張材
【００２７】＜測定方法＞ 化学分析：JIS R 5202に準じて測定。 化合物組成：先ず、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って求
めた。即ち、Ｆｅ2Ｏ3 量又はＡｌ2Ｏ3 量からＣ4ＡＦ量
を算出し、次に、ＳｉＯ2 量からカルシウムシリケート
を算出し、ＳＯ3 量から無水セッコウ量を算出した。 長さ変化率：JIS A 6202に準じて測定。
て測定し、それ以外の化合物については計算によって求
めた。即ち、Ｆｅ2Ｏ3 量又はＡｌ2Ｏ3 量からＣ4ＡＦ量
を算出し、次に、ＳｉＯ2 量からカルシウムシリケート
を算出し、ＳＯ3 量から無水セッコウ量を算出した。 長さ変化率：JIS A 6202に準じて測定。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表１、表２より、本発明のセメント混和材
は、従来の膨張材と比べ、優れた膨張性能を示すと共
に、貯蔵期間が長くても膨張性能の低下が極めて少ない
ことが判る。
は、従来の膨張材と比べ、優れた膨張性能を示すと共
に、貯蔵期間が長くても膨張性能の低下が極めて少ない
ことが判る。
【００３１】実施例２ 実施例１の膨張物質Ｄを使用し、脂肪酸類の種類とセメ
ント混和材中の配合割合を表３に示すように変えたこと
以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
ント混和材中の配合割合を表３に示すように変えたこと
以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に併記す
る。
【００３２】＜使用材料＞ 脂肪酸類ｂ：市販のオレイン酸 脂肪酸類ｃ：市販のラウリン酸 脂肪酸類ｄ：市販のヤシ油 脂肪酸類ｅ：市販のパーム油 脂肪酸類ｆ：市販の牛脂 脂肪酸類ｇ：市販のステアリン酸ナトリウム 脂肪酸類ｈ：市販のオレイン酸ナトリウム 脂肪酸類ｉ：脂肪酸類ａと脂肪酸類ｄの等量混合物 脂肪酸類ｊ：脂肪酸類ａと脂肪酸類ｄと脂肪酸類ｈの等
量混合物
量混合物
【００３３】
【表３】
【００３４】表３より、本発明のセメント混和材のよう
に脂肪酸類を配合したものは、貯蔵期間が長くても膨張
性能の低下が極めて少ないことが判る。
に脂肪酸類を配合したものは、貯蔵期間が長くても膨張
性能の低下が極めて少ないことが判る。
【００３５】実施例３ 実施例１の表１の膨張物質Ｄを９９．５部と脂肪酸類ａ
０．５部からなるセメント混和材を使用し、セメント組
成物１００部中のセメント混和材の使用量を表４に示す
ように変えたこと以外は、実施例１と同様に行った。結
果を表４に併記する。
０．５部からなるセメント混和材を使用し、セメント組
成物１００部中のセメント混和材の使用量を表４に示す
ように変えたこと以外は、実施例１と同様に行った。結
果を表４に併記する。
【００３６】
【表４】
【００３７】表４より、本発明のセメント混和材の使用
量が増加するに従い、膨張性能が向上し、貯蔵期間が長
くても膨張性能の低下が極めて少ないことが判る。
量が増加するに従い、膨張性能が向上し、貯蔵期間が長
くても膨張性能の低下が極めて少ないことが判る。
【００３８】
【発明の効果】本発明のセメント混和材は、膨張性能に
優れるばかりでなく、貯蔵安定性が良好であり、長期に
亘って高い品質を保つことができる。
優れるばかりでなく、貯蔵安定性が良好であり、長期に
亘って高い品質を保つことができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 103:60 Ｃ０４Ｂ 103:60 (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 MB01 MB23 PA01 PB03 PB06 PB11 PB18 PC09 PC14
Claims (3)
- 【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含有し
てなる膨張物質と、脂肪酸及び／又はそれらの塩類とを
含有してなるセメント混和材。 - 【請求項２】 膨張物質の珪酸率が１．０未満であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のセメント混和材。 - 【請求項３】 セメントと、請求項１又は２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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224807A JP4571281B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2000224807A JP4571281B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002037650A true JP2002037650A (ja) | 2002-02-06 |
| JP4571281B2 JP4571281B2 (ja) | 2010-10-27 |
Family
ID=18718695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000224807A Expired - Fee Related JP4571281B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | セメント混和材及びセメント組成物 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4571281B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4894725A (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-06 | ||
| JPH0948614A (ja) * | 1995-08-02 | 1997-02-18 | Okayama Pref Gov Kyodo Sekkai Kk | 表面改質生石灰と表面改質法及び製造装置 |
| WO1999007647A1 (fr) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Maeta Techno-Research, Inc. | Composition de ciment et procede de production de beton, et beton prefabrique obtenu |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000224807A patent/JP4571281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JPS4894725A (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-06 | ||
| JPH0948614A (ja) * | 1995-08-02 | 1997-02-18 | Okayama Pref Gov Kyodo Sekkai Kk | 表面改質生石灰と表面改質法及び製造装置 |
| WO1999007647A1 (fr) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Maeta Techno-Research, Inc. | Composition de ciment et procede de production de beton, et beton prefabrique obtenu |
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| JP4571281B2 (ja) | 2010-10-27 |
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