JP2002249353A - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアルカリフリーの凝結促進剤と比較し
て、凝結促進効果に優れるなどの効果を奏する、土木・
建築分野において使用されるセメント混和材、それを用
いたセメント組成物を提供すること。 【解決手段】 ４Ａ族元素、例えば、チタニウム又はジ
ルコニウムの溶解性化合物を含有するセメント混和材、
４Ａ族元素が４価である該セメント混和材、セメント
と、該セメント混和材とを含有するセメント組成物を構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。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】これまでにセメント・コンク
リートの凝結を促進するセメント混和材である凝結促進
剤は数多く提案されている。その代表例としては、ケイ
酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、及びアルミン酸ナト
リウムなどのアルカリ金属化合物系が挙げられる（特開
昭59-164659号公報、米国特許第1844663号等）。しかし
ながら、アルカリ金属はコンクリート中の骨材と反応し
て膨潤性のアルカリシリケートゲルを生成し、コンクリ
ート構造物の早期劣化を招くために有害であるという課
題があった。

【０００３】このような背景を受けて、最近では、効果
の大きいアルカリフリーの凝結促進剤の開発が待たれて
いる。従来、アルカリフリーの凝結促進剤としては、硫
酸アルミニウムなどが挙げられている（特開昭52-14183
7号公報、特開平08-048553号公報等）。しかしながら、
硫酸アルミニウムは凝結促進効果がアルカリ金属化合物
系と比較して著しく劣るという課題があった。

【０００４】本発明者は、アルカリフリーでありなが
ら、硫酸アルミニウムよりも凝結促進効果に優れる凝結
促進剤を見出すために種々検討した結果、特定のセメン
ト混和材を使用することにより、前記課題を解決できる
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、４Ａ族
元素の溶解性化合物を含有してなるセメント混和材であ
り、４Ａ族元素が、チタニウム又はジルコニウムである
該セメント混和材であり、４Ａ族元素が、４価である該
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。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。

【０００７】本発明で使用する４Ａ族元素の溶解性化合
物とは、チタニウム、ジルコニウム、及びハフニウムな
どの溶解性化合物が挙げられ、固形物でも液状でも使用
可能である。その具体例としては、硫酸チタニウム、塩
化チタニウム、臭化チタニウム、ヨウ化チタニウム、及
びホウ酸チタニウムなどのチタニウム化合物、硫酸ジル
コニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、フッ
化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウ
ム、及び二塩化酸化ジルコニウムなどのジルコニウム化
合物、並びに、二塩化酸化ハフニウムやフッ化ハフニウ
ムなどのハフニウム化合物等が挙げられ、これらのうち
の一種又は二種以上が使用可能である。一方、４Ａ族元
素の化合物であっても、二酸化チタニウムや二酸化ジル
コニウムなどの酸化物、窒化チタニウムや窒化ジルコニ
ウムなどの窒化物、あるいは、炭化チタニウムや炭化ジ
ルコニウムなどの炭化物に代表される不溶性化合物で
は、凝結促進効果は得られない。４Ａ族元素は、主に、
３価と４価の化合物を形成するが、凝結促進効果が優れ
ることから、４価の化合物が好ましい。その具体例とし
ては、４価の硫酸チタニウム、４価の塩化チタニウム、
４価の硫酸ジルコニウム、及び４価の塩化ジルコニウム
などが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上を使
用することが好ましく、入手のしやすさから、また、塩
素を含まず、鉄筋コンクリートへの利用も可能であるな
どの利点があることから、４価の硫酸チタニウムを使用
することがより好ましい。４価の硫酸チタニウムには、
一般に、TiOSO₄・nH₂Oで表され、硫酸チタニルとも呼ば
れる白色結晶の化合物や、Ti(SO₄)₂・nH₂Oで表され、単
に硫酸チタンとも呼ばれる化合物等がある。工業製品と
しての一般的な硫酸チタニウムは結晶質であって、その
組成は、例えば、TiO₂分が25〜35％、全H₂SO₄分が47〜5
3％、付着硫酸が約10％、付着水分が約10％である。

【０００８】本発明のセメント混和材の使用量は、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、固形分換算で0.5〜10部が好ましく、１〜５部
がより好ましい。0.5部未満では凝結促進効果が充分で
なく、10部を超えて使用してもさらなる効果の増進が期
待できない。

【０００９】ここでセメントとしては、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、
並びに、石灰石粉末等を混合したフィラーセメントなど
がある。

【００１０】本発明では、本発明のセメント混和材の他
に、従来より知られる凝結促進剤、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、セメント膨張材、セメント急硬材、ベントナ
イトなどの粘土鉱物、並びに、ハイドロタルサイトなど
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。

【００１１】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、あらかじめその一部、あるいは全部を混合
しておいても差し支えない。

【００１２】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、オムニミキサ、
ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、及びナウタミキサなど
が挙げられる。

【００１３】

【実施例】以下、実験例により本発明を詳細に説明す
る。

【００１４】実験例１ 各種のセメント混和材を用いて凝結試験をモルタルによ
り実施した。セメント組成物100部中、セメント混和材
を固形物換算で３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
た。このモルタルを用いて、凝結時間を測定した。結果
を表１に示す。なお、比較のため、セメント混和材とし
て、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム、及び二酸化チ
タンを使用して同様の実験を行った。結果を表１に併記
する。

【００１５】＜使用材料＞ セメント混和材イ：硫酸チタニル、TiOSO₄、市販品 セメント混和材ロ：硫酸チタニウム、Ti(SO₄)₂換算で25
％水溶液、試薬１級 セメント混和材ハ：四塩化チタニウム、試薬１級 セメント混和材ニ：三塩化チタニウム、試薬１級 セメント混和材ホ：硫酸ジルコニウム４水和物、Zr(S
O₄)₂・4H₂O、試薬１級 セメント混和材ヘ：四塩化ジルコニウム、試薬１級 セメント混和材ト：二塩化酸化ジルコニウム８水和物、
試薬１級 セメント混和材チ：三塩化ジルコニウム、試薬１級 セメント混和材リ：セメント混和材イ50部とセメント混
和材ロ50部の混合物 セメント混和材ヌ：セメント混和材イ50部とセメント混
和材ホ50部の混合物 セメント混和材ル：硫酸アルミニウム18水和物、市販品 セメント混和材ヲ：塩化カルシウム、市販品 セメント混和材ワ：二酸化チタン、市販品 セメント ：電気化学工業社製、普通ポルトランドセメ
ント 砂 ：JIS標準砂、ISO 679準拠

【００１６】＜測定方法＞ 凝結時間 ：ASTM C 403に準じてプロクター貫入抵抗値
を測定し、プロクター貫入抵抗値が500psiに達した時間

【００１７】

【表１】

【００１８】実験例２ セメント組成物100部中、表２に示す量のセメント混和
材リを使用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。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明のセメント混和材はアルカリフリ
ーであり、従来のアルカリフリーの凝結促進剤と比較し
て、凝結促進効果に優れるなどの効果を奏する。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 光男 新潟県西頚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 MB08 MB12 PB04 PB09 PB10 PC04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４Ａ族元素の溶解性化合物を含有してな
   るセメント混和材。
2. 【請求項２】 ４Ａ族元素が、チタニウム又はジルコニ
   ウムであることを特徴とする請求項１記載のセメント混
   和材。
3. 【請求項３】 ４Ａ族元素が、４価であることを特徴と
   する請求項１又は２記載のセメント混和材。
4. 【請求項４】 セメントと、請求項１〜３のうちの一項
   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。