【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深層混合処理工法、地中連続壁工法、注入グラウト工法、裏込め注入工法、薬液注入工法、泥水工法、注入工法等の土木、建築工事のうち、海底地盤改良、海上工事等に用いられる塩水を使用したセメントスラリーの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、セメントスラリー中における半水石膏の量を調整することにより、優れた流動性を有すると共に、流動性の経時的な変化が小さい、安定した流動性を有するセメントスラリーの製造方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、注入工法や各種地盤改良工法などに使用されるセメントスラリーは、ポルトランドセメントクリンカー成分と石膏とを含む各種ポルトランドセメント成分を主とする水硬性組成物と水より調整される。この時、施工性の確保、流動性の経時的な変化の抑制などを目的として、ＡＥ減水剤、流動化剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等のセメント分散剤がセメントスラリーに添加される。
【０００３】
上記のようなセメントスラリーを海底の軟弱地盤の改良等に使用する場合、練り混ぜ水として海水が用いられることが多い（非特許文献１）。
【非特許文献１】基礎工 第２８巻９号（２０００年９月１５日発行）２５〜２９頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セメントスラリーの練り混ぜ水として、海水を使用した場合、上記のセメントスラリーの調整時に、真水を使用した場合には起こり得ない粘度の上昇が起こり、使用するポルトランドセメントによってはその上昇が著しく、安定して施工を行うことが困難であるという問題を有する。
【０００５】
従って、本発明の目的は、塩水を使用したセメントスラリーの製造において、流動性の経時的な変化が小さく、安定した流動性を得ることが可能な方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、上記セメントスラリーの流動性およびその経時的な変化は、セメント中に凝結調整剤や初期強度の増進を目的として含有される石膏の種類およびその量と密接な関係があることについて知見を得た。かかる知見に基づき、更に研究を重ねた結果、上記石膏中に占める半水石膏の量を調整することにより、得られるセメントスラリーにおける高い流動性を維持しながら、該流動性の安定化が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、ポルトランドセメントクリンカー成分、石膏、セメント分散剤および塩水を混合してセメントスラリーを製造するに際し、上記石膏に含有される半水石膏の量が上記ポルトランドセメントクリンカー成分の量に対してＳＯ３量換算で１．６重量％以下となるように調整した後、塩水との混合を行うことを特徴とするセメントスラリーの製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
本発明において、ポルトランドセメントクリンカー成分（以下、単にクリンカー成分ともいう。）としては、普通、早強、超早強、中庸熱及び低熱等の各種ポルトランドセメントクリンカーが特に制限なく使用できる。
【００１０】
また、石膏は、天然石膏、排煙脱硫石膏やリン酸石膏などの化学副産石膏、石膏廃材からのリサイクル石膏等が特に制限なく使用できる。天然石膏および化学副産石膏の形態は、大部分が二水石膏であるが、クリンカー成分と混合するための粉砕や貯蔵時の温度上昇などにより一部あるいは全部が半水石膏及び／又は無水石膏へ変化することがある。
【００１１】
一方、リサイクル石膏については、石膏廃材の状態ではほぼ二水石膏であるが、不純物の除去を目的とする加熱処理により、一部あるいは全部が半水石膏及び／又は無水石膏へ変化する。
【００１２】
このように、石膏の形態は、温度条件や使用する石膏の種類により大きく変化するため、ポルトランドセメント成分中の石膏の形態も、複数種の混在となる可能性が高い。
【００１３】
そのうち、特に半水石膏の存在は、後で詳述するように、塩水を使用したセメントスラリーの調製において、得られるセメントスラリーの粘度の上昇に対して大きな影響を及ぼすため、十分に管理することが必要である。
【００１４】
本発明において、セメントスラリーを調製する際の上記石膏の総添加量は、一般に、クリンカー成分の量に対して、ＳＯ３量換算で１．８〜１０重量％、好ましくは、２〜６重量％となるよう管理することが望ましい。すなわち、石膏の量がＳＯ３量換算で１．８重量％未満の場合、セメントクリンカー鉱物のうちアルミン酸三カルシウム（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、以下Ｃ３Ａと略記する）の水和が活発となり、十分な施工時間を確保することが困難となる。また、石膏量がＳＯ３量換算で１０重量％を越えた場合、Ｃ３Ａと石膏との反応が促進されるため流動性が低下する傾向がある。
【００１５】
上記石膏は、セメントスラリーを調製する際に直接添加されてもよいが、予めクリンカー成分と混合された各種ポルトランドセメントの形態で添加されてもよい。更には、上記各種ポルトランドセメントと別途用意された石膏とを併用してもよい。いずれにしても、上記セメントスラリーの調製に使用される石膏は、添加される総ての石膏を含むものである。
【００１６】
上記ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメント成分を含む各種混合セメント等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、セメントスラリーの調製時に添加される石膏について、クリンカー成分の量に対する半水石膏の量は、ＳＯ３量換算で１．６重量％以下に調整することが重要である。即ち、半水石膏量が上記の条件を満たさない場合、半水石膏そのものの水和反応による粘性の増大や、セメント分散剤による粒子の分散効果が損なわれるため、粘度が上昇して流動性が低下するばかりでなく、その経時的な流動性の変化が大きくなり、施工が困難となる。
【００１８】
上記ポルトランドセメント成分中の半水石膏量は、熱重量分析における重量減少率から算出することが出来る（無機マテリアル 第５巻２７５号 （１９９８年７月１日発行） ２８３〜２８９頁）。また、粉末Ｘ線回折による定量も可能である。定量の精度を高めるためには、サリチル酸・メタノール溶液によりセメント中の珪酸カルシウム部分を溶解し（窯業協会誌 第７７巻 （１９６９年２月発行） ３９〜４６頁）、その残分中の半水石膏量を前記の方法により定量することが望ましい。
【００１９】
前記石膏の残部の種類は特に制限されるものではなく、二水石膏、無水石膏が特に制限無く使用できる。
【００２０】
本発明において、石膏中に占める半水石膏の量を前記範囲内に調整する方法は、特に制限されるものではない。代表的な態様を例示すれば、セメントスラリーの調製に「ＪＩＳ Ｒ ５２１０ ポルトランドセメント」に規定された各種ポルトランドセメントを使用する場合、半水石膏の含有量が前記範囲を超えるポルトランドセメントに対して、半水石膏の含有量の低いポルトランドセメントを混合する方法、半水石膏の量が前記範囲となるように、ポルトランドセメントの製造条件を調整する方法が挙げられる。上記ポルトランドセメントの製造条件を調整する方法としては、クリンカーと共に石膏を粉砕する際の温度管理を十分行う方法、具体的には、粉砕時の温度を１３０℃以下に制御する方法、や貯蔵における温度管理を十分行う方法等が挙げられる。
【００２１】
また、前記リサイクル石膏を石膏として使用する場合にも、石膏中の半水石膏の存在量を確認し、半水石膏が前記範囲となるように、その量に見合った量の二水石膏等の他の石膏を混合して使用する方法も有効である。
【００２２】
本発明において、クリンカー成分及び石膏のブレーン値は２０００〜６０００ｃｍ２／ｇ、であることが望ましい。
【００２３】
本発明において、得られるセメントスラリーの粘性をより低減するために、高炉スラグを添加することが出来る。その場合、高炉スラグの含有量は、クリンカー成分１００重量部に対して２５〜２３５重量部に調整されることが好ましい。即ち、高炉スラグの添加量が２５重量部以下の場合、高炉スラグによる粘性の低減効果が低く、２３５重量部を超えると硬化後のスラリーの強度が低下するため好ましくない。
【００２４】
本発明において、高炉スラグを添加する方法は、特に制限されない。セメントスラリーを製造する際、所定の含有量になるよう高炉スラグを添加する方法や、セメントとして高炉セメントを使用する方法等が適宜選択される。高炉セメントの製造方法は、ポルトランドセメントクリンカー成分と高炉スラグと石膏とが所定の割合に配合される方法であれば、特に制限なく用いられる。
【００２５】
高炉セメントを使用する場合、所定の高炉スラグ含有量となるよう高炉セメント中の高炉スラグ量を管理することが好ましい。高炉セメント中の高炉スラグ含有量は、サリチル酸アセトン・メタノール溶液により高炉セメント中の高炉スラグ成分以外を溶解することにより定量することが出来る（窯業協会誌 第７７巻（１９６９年２月発行） ３９〜４６頁）。
【００２６】
「ＪＩＳ Ｒ ５２１１ 高炉セメント」に規定された高炉セメントを使用する場合は、セメント製造時に高炉スラグの含有量を管理することが出来る。この場合、高炉セメントＢ種を使用することが望ましい。
【００２７】
高炉セメントを使用する場合にも、前記クリンカー成分の量に対して、半水石膏の量が、ＳＯ３量換算で１．６重量％以下となるように調整する必要がある。
【００２８】
上記半水石膏の定量方法は、前記ポルトランドセメント中の定量方法に準じて測定することができる。
【００２９】
これにより測定された半水石膏量は、高炉スラグに含有されて添加される石膏中の半水石膏を含む半水石膏の量である。
【００３０】
本発明において、高炉スラグのブレーン値は２０００〜１００００ｃｍ２／ｇであることが望ましい。高炉セメントを使用する場合、そのブレーン値は２０００〜６０００ｃｍ２／ｇであることが望ましい。
【００３１】
本発明において、セメント分散剤は、セメントを分散させる効果を有するものであれば、公知のものが特に制限無く使用される。具体的には、減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等である。そのうち、リグニンスルホン酸塩あるいはオキシカルボン酸塩を主成分とするセメント分散剤は、半水石膏含有量を調整することによる流動性制御の効果が顕著であり、好適に使用される。
【００３２】
本発明において、セメントスラリーを製造するための塩水としては、海水が一般的に用いられる。
【００３３】
本発明において、セメントに対する上記セメント分散剤及び塩水の配合量は特に制限されるものではない。好適な組成を例示すれば、セメント分散剤は、ポルトランドセメント成分に対して０．１〜１０．０重量％が、また、塩水は塩水／ポルトランドセメント成分比で５０〜３００％、好ましくは５０〜２００％である。
【００３４】
本発明のセメントスラリーは、本発明を構成するセメント、セメント分散剤および水の他に、本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、骨材、空気量調製剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防錆剤、分離低減剤、増粘剤、膨張材、鉱物質微粉末、ベントナイト、粘度鉱物、石膏等を添加配合しても構わない。例えば、ポルトランドセメント成分に対して、０．１〜１０重量％の石灰石微粉末及び／又はフライアッシュが好適に用いられる。
【００３５】
本発明において、ポルトランドセメント成分、セメント分散剤及び塩水の投入方法は特に制限されない。例えば、全部を同時に混合する方法、ポルトランドセメントクリンカー及び／又はポルトランドセメント成分と石膏とを予め混合した後、塩水と混合する方法、ポルトランドセメント成分とセメント分散剤とを予め混合後、塩水と混合する方法、塩水とセメント分散剤とを予め混合後、他の成分と混合する方法などが挙げられる。高炉スラグを含有する場合は、高炉セメントを使用する方法、高炉スラグを添加する方法などが好適に用いられる。また、上記の混合には公知の混合機が特に制限無く使用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明より理解されるように、本発明は、優れた流動性を有すると共に、流動性の経時的な変化が小さく安定した流動性を有するセメントスラリーを製造する方法であり、その工業的価値は極めて高いものである。
【００３７】
かかる方法により製造されたセメントスラリーは、海底地盤改良工事、海上工事における深層混合処理工法、地中連続壁工法、注入グラウト工法等に適用可能であり、それぞれの用途に好適に使用することが出来る。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明の構成および効果を説明するが、本発明が実施例に限定されるというものではない。
【００３９】
実施例１
普通ポルトランドセメントクリンカーと排煙脱硫石膏（二水石膏）とを粉砕する際に、温度が１１０℃を超えないように冷却を行いながら普通ポルトランドセメントを得た。このセメントは、クリンカー成分の量に対する石膏含有量がＳＯ３量換算で２．０重量％、半水石膏含有量がＳＯ３量換算で、０．５重量％、ブレーン比表面積が３５８０ｃｍ２／ｇであった。この普通ポルトランドセメントを海水／普通ポルトランドセメント成分比が６０％、リグニンスルホン酸塩を主成分とするＡＥ減水剤遅延形（商品名：ポゾリスＮｏ．８）の添加量が普通ポルトランドセメント重量に対して０．２５重量％となるように添加し、モルタルミキサーにより練り混ぜた。この練り混ぜ水は、徳山湾の海水を使用した。
【００４０】
練り混ぜ直後から６０分までの流動性の経時変化を測定した。また、流動性は、マーシュファンネル粘度計により測定した。セメントスラリー５００ｍｌが粘度計から流出する時間を計測し、流出時間（秒）をファンネル粘度とした。流出時間（秒）が短いほどセメントスラリーの粘性は良好である。結果を表１に示す。
【００４１】
実施例２
クリンカー粉砕時の温度を上げてクリンカー成分の量に対する半水石膏含有量をＳＯ３量換算１．４重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４２】
実施例３
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算２．９重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算０．６重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４３】
実施例４
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算２．９重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算１．４重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４４】
実施例５
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算３．４重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算１．０重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４５】
実施例６
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算３．４重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算１．４重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４６】
比較例１
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算２．３重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算２．０重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４７】
比較例２
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算２．９重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算２．６重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４８】
比較例３
クリンカー成分の量に対する石膏含有量をＳＯ３量換算３．４重量％、半水石膏含有量をＳＯ３量換算２．９重量％とし、他の条件は実施例１と同様な試験を実施した。結果を表１に示す。
【００４９】
実施例７
実施例１で使用した普通ポルトランドセメント１００重量部と、ブレーン比表面積４１００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ７０重量部を混合し、海水／普通ポルトランドセメント比１０２％、リグニンスルホン酸塩を主成分とするＡＥ減水剤遅延形（商品名：ポゾリスＮｏ．８）の添加量が普通ポルトランドセメントと高炉スラグの合計重量の０．２５重量％であるセメントスラリーをモルタルミキサーにより練り混ぜた。
【００５０】
尚、このセメントは、クリンカー成分の量に対する石膏含有量がＳＯ３量換算２．０重量％、半水石膏含有量がＳＯ３量換算で、０．５重量％であった。
【００５１】
練り混ぜ水は、徳山湾の海水を使用した。実施例１と同様に、練り混ぜ直後から６０分までの流動性の経時変化を測定した。結果を表２に示す。
【００５２】
実施例８
実施例６で使用した普通ポルトランドセメントを使用し、他の条件は実施例７と同様な試験を実施した。結果を表２に示す。
【００５３】
比較例４
比較例３で使用した普通ポルトランドセメントを使用し、他の条件は実施例７と同様な試験を実施した。結果を表２に示す。
【００５４】
実施例９
ブレーン比表面積３９５０ｃｍ２／ｇ、高炉スラグ含有量４２％、セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏含有量がＳＯ３量換算１．０重量％に調整された高炉セメントＢ種を使用し、海水／高炉セメント比が６０％（海水／ポルトランドセメント成分比は１０３％）、リグニンスルホン酸塩を主成分とするＡＥ減水剤遅延形（商品名：ポゾリスＮｏ．８）の添加量が高炉セメント重量の０．２５重量％のセメントスラリーをモルタルミキサーにより練り混ぜた。
【００５５】
練り混ぜ水は、徳山湾の海水を使用した。なお、高炉スラグ含有量は、サリチル酸アセトン・メタノール溶液により高炉セメント中の高炉スラグ成分以外を溶解することにより定量し、セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏量は、熱重量分析における重量減少率から算出した。実施例１と同様に、練り混ぜ直後から６０分までの流動性の経時変化を測定した。結果を表３に示す。
【００５６】
実施例１０
ブレーン比表面積３７８０ｃｍ２／ｇ、高炉スラグ含有量４５％、セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏含有量がＳＯ３量換算１．１重量％に調整された高炉セメントＢ種を使用し、海水／高炉セメント比が６０％（海水／ポルトランドセメント成分比は１０９％）、リグニンスルホン酸塩を主成分とするＡＥ減水剤遅延形（商品名：ポゾリスＮｏ．８）の添加量が高炉セメント重量の０．２５重量％のセメントスラリーをモルタルミキサーにより練り混ぜた。練り混ぜ水は、徳山湾の海水を使用した。なお、高炉スラグ含有量は、セメント生産者の提示する値を使用した。セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏量は、熱重量分析における重量減少率から算出した。他の条件は実施例１と同様に試験を行った。結果を表３に示す。
【００５７】
比較例５
セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏含有量がＳＯ３量換算３．０重量％の高炉セメントＢ種を使用し、他の条件は実施例９と同様の試験を実施した。結果を表３に示す。
【００５８】
比較例６
セメントクリンカー成分の量に対する半水石膏含有量がＳＯ３量換算２．９重量％の高炉セメントＢ種を使用し、他の条件は実施例１０と同様の試験を実施した。結果を表３に示す。
【００５９】
【表１】
【表２】
【表３】
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a deep-mixing treatment method, underground continuous wall method, injection grout method, backfill injection method, chemical injection method, mud method, injection method, etc. The present invention relates to a method for producing a cement slurry using the salt water used. More specifically, by adjusting the amount of hemihydrate gypsum in the cement slurry, a method for producing a cement slurry having excellent fluidity and small change in fluidity over time and having stable fluidity is provided. To do.
[0002]
[Prior art]
Generally, the cement slurry used for an injection method, various ground improvement methods, etc. is prepared from a hydraulic composition mainly composed of various Portland cement components including a Portland cement clinker component and gypsum and water. At this time, cement dispersants such as AE water reducing agent, fluidizing agent, high performance water reducing agent, and high performance AE water reducing agent are added to the cement slurry for the purpose of ensuring workability and suppressing the change of fluidity over time. Is done.
[0003]
When the above cement slurry is used for improving the soft ground on the seabed, seawater is often used as mixing water (Non-patent Document 1).
[Non-patent Document 1] Foundation Works Vol. 28, No. 9 (issued on September 15, 2000) pages 25-29)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when seawater is used as the mixing water for the cement slurry, a viscosity increase that cannot occur when fresh water is used occurs during the preparation of the cement slurry, and the increase is significant depending on the Portland cement used. There is a problem that it is difficult to perform construction stably.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of obtaining a stable fluidity with little change in fluidity over time in the production of cement slurry using salt water. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that the fluidity of the cement slurry and its change over time are contained in the cement for the purpose of increasing the setting modifier and initial strength. The knowledge about the kind of gypsum and its close relationship with the amount was obtained. As a result of further research based on this knowledge, by adjusting the amount of hemihydrate gypsum in the gypsum, it is possible to stabilize the fluidity while maintaining high fluidity in the obtained cement slurry. As a result, the present invention has been completed.
[0007]
That is, in the present invention, when the Portland cement clinker component, gypsum, cement dispersant and salt water are mixed to produce a cement slurry, the amount of hemihydrate gypsum contained in the gypsum is relative to the amount of the Portland cement clinker component. after adjusted to 1.6 wt% or less sO 3 amount conversion Te, a method for producing a cement slurry which is characterized in that the mixing with salt water.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0009]
In the present invention, as a Portland cement clinker component (hereinafter, also simply referred to as a clinker component), various Portland cement clinker such as normal, early strength, super early strength, moderate heat and low heat can be used without particular limitation.
[0010]
As the gypsum, natural gypsum, chemical by-product gypsum such as flue gas desulfurization gypsum and phosphate gypsum, and recycled gypsum from gypsum waste materials can be used without particular limitation. Natural gypsum and chemical by-product gypsum are mostly dihydrate gypsum, but part or all of them are hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum due to pulverization for mixing with the clinker component or temperature rise during storage. May change.
[0011]
On the other hand, recycled gypsum is almost dihydrate gypsum in the state of gypsum waste, but part or all of the gypsum is changed to hemihydrate gypsum and / or anhydrous gypsum by heat treatment for the purpose of removing impurities.
[0012]
Thus, since the form of gypsum changes greatly with temperature conditions and the kind of gypsum to be used, the form of gypsum in the Portland cement component is likely to be a mixture of a plurality of types.
[0013]
In particular, the presence of hemihydrate gypsum, as described in detail later, has a significant effect on the increase in viscosity of the resulting cement slurry in the preparation of cement slurry using salt water. is required.
[0014]
In the present invention, the total amount of gypsum added when preparing the cement slurry is generally 1.8 to 10% by weight, preferably 2 to 6% by weight, in terms of SO 3 , based on the amount of the clinker component. It is desirable to manage so that That is, when the amount of gypsum is less than 1.8% by weight in terms of SO 3, hydration of tricalcium aluminate (3CaO.Al 2 O 3 , hereinafter abbreviated as C 3 A) among the cement clinker minerals is active. Therefore, it is difficult to secure sufficient construction time. In addition, when the amount of gypsum exceeds 10% by weight in terms of SO 3 amount, the reaction between C 3 A and gypsum is promoted, so that the fluidity tends to decrease.
[0015]
The gypsum may be added directly when preparing the cement slurry, or may be added in the form of various Portland cements previously mixed with the clinker component. Furthermore, you may use together said various Portland cement and the gypsum prepared separately. In any case, the gypsum used for the preparation of the cement slurry includes all added gypsum.
[0016]
Examples of the Portland cement include various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strong Portland cement, medium heat Portland cement, and low heat Portland cement, and various mixed cements containing the Portland cement component.
[0017]
In the present invention, it is important to adjust the amount of hemihydrate gypsum with respect to the amount of clinker component to 1.6% by weight or less in terms of SO 3 amount for gypsum added at the time of preparing cement slurry. In other words, when the amount of hemihydrate gypsum does not satisfy the above conditions, the viscosity of the hemihydrate gypsum itself is increased due to the hydration reaction, and the effect of dispersing the particles by the cement dispersant is impaired. Not only does this decrease, but the change in fluidity with time increases, making construction difficult.
[0018]
The amount of hemihydrate gypsum in the Portland cement component can be calculated from the weight reduction rate in thermogravimetric analysis (Inorganic Materials, Vol. 5, 275 (issued on July 1, 1998) pages 283-289). Further, quantitative determination by powder X-ray diffraction is also possible. In order to improve the accuracy of the determination, the calcium silicate part in the cement is dissolved with a salicylic acid / methanol solution (Journal of Ceramics Association Vol. 77 (published February 1969) pages 39-46), and half water in the remainder It is desirable to quantify the amount of gypsum by the above method.
[0019]
The kind of the rest of the gypsum is not particularly limited, and dihydrate gypsum and anhydrous gypsum can be used without particular limitation.
[0020]
In the present invention, the method for adjusting the amount of hemihydrate gypsum in the gypsum within the above range is not particularly limited. For example, when various portland cements defined in “JIS R 5210 Portland cement” are used for preparing a cement slurry, the content of hemihydrate gypsum exceeds the above range. Examples thereof include a method of mixing Portland cement having a low content of hemihydrate gypsum and a method of adjusting the production conditions of Portland cement so that the amount of hemihydrate gypsum falls within the above range. As a method for adjusting the production conditions of the Portland cement, a method for sufficiently controlling the temperature when pulverizing gypsum together with the clinker, specifically, a method for controlling the temperature at the time of pulverization to 130 ° C. or less, or a temperature at storage For example, a method for performing sufficient management.
[0021]
Also, when using the recycled gypsum as gypsum, confirm the amount of hemihydrate gypsum in the gypsum, such as dihydrate gypsum in an amount commensurate with that amount, so that the gypsum falls within the above range. A method of using a mixture of other gypsum is also effective.
[0022]
In the present invention, the clinker component and the gypsum brane value are preferably 2000 to 6000 cm 2 / g.
[0023]
In the present invention, blast furnace slag can be added to further reduce the viscosity of the resulting cement slurry. In that case, the content of the blast furnace slag is preferably adjusted to 25 to 235 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the clinker component. That is, when the amount of blast furnace slag added is 25 parts by weight or less, the effect of reducing viscosity by the blast furnace slag is low, and when it exceeds 235 parts by weight, the strength of the slurry after curing is not preferable.
[0024]
In the present invention, the method for adding blast furnace slag is not particularly limited. When producing a cement slurry, a method of adding blast furnace slag to a predetermined content, a method of using blast furnace cement as cement, and the like are appropriately selected. The method for producing blast furnace cement is not particularly limited as long as it is a method in which a Portland cement clinker component, blast furnace slag and gypsum are blended in a predetermined ratio.
[0025]
When using blast furnace cement, it is preferable to manage the amount of blast furnace slag in the blast furnace cement so that a predetermined blast furnace slag content is obtained. The content of blast furnace slag in blast furnace cement can be quantified by dissolving components other than the blast furnace slag component in blast furnace cement with a salicylic acid acetone / methanol solution (Vol. 77, published in February 1969) 39- 46).
[0026]
When the blast furnace cement specified in “JIS R 5211 blast furnace cement” is used, the content of blast furnace slag can be controlled during cement production. In this case, it is desirable to use blast furnace cement type B.
[0027]
Even when blast furnace cement is used, it is necessary to adjust the amount of hemihydrate gypsum to 1.6 wt% or less in terms of SO 3 amount with respect to the amount of the clinker component.
[0028]
The method for determining the amount of hemihydrate gypsum can be measured according to the method for determining the amount in Portland cement.
[0029]
The amount of hemihydrate gypsum measured by this is the amount of hemihydrate gypsum including hemihydrate gypsum in gypsum added by being contained in blast furnace slag.
[0030]
In the present invention, it is desirable that the blast furnace slag has a brain value of 2000 to 10000 cm 2 / g. When blast furnace cement is used, it is desirable that the brain value is 2000 to 6000 cm 2 / g.
[0031]
In the present invention, any known cement dispersant can be used without particular limitation as long as it has an effect of dispersing cement. Specifically, water reducing agents, AE water reducing agents, fluidizing agents, high performance water reducing agents, high performance AE water reducing agents, and the like. Among them, a cement dispersant mainly composed of lignin sulfonate or oxycarboxylate has a remarkable effect of fluidity control by adjusting the hemihydrate gypsum content, and is preferably used.
[0032]
In the present invention, seawater is generally used as the salt water for producing the cement slurry.
[0033]
In the present invention, the blending amount of the cement dispersant and brine with respect to the cement is not particularly limited. By way of example of a suitable composition, the cement dispersant is 0.1 to 10.0% by weight with respect to the Portland cement component, and the salt water is 50 to 300%, preferably 50 to 50% in the salt water / Portland cement component ratio. 200%.
[0034]
The cement slurry of the present invention includes, in addition to the cement constituting the present invention, cement dispersant and water, an aggregate, an air amount adjusting agent, a setting retarder, a setting accelerator, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. A rust preventive, a separation reducing agent, a thickener, an expanding material, a fine mineral powder, bentonite, a viscous mineral, gypsum and the like may be added and blended. For example, 0.1 to 10% by weight of limestone fine powder and / or fly ash is suitably used for the Portland cement component.
[0035]
In the present invention, the method for charging the Portland cement component, the cement dispersant and the salt water is not particularly limited. For example, a method of mixing all at the same time, a method of mixing Portland cement clinker and / or Portland cement component and gypsum in advance, and then mixing with salt water, a Portland cement component and cement dispersant being mixed in advance, and then mixing with salt water Examples thereof include a method, a method in which salt water and a cement dispersant are mixed in advance and then mixed with other components. When blast furnace slag is contained, a method using blast furnace cement, a method of adding blast furnace slag, and the like are preferably used. A known mixer can be used for the above mixing without any particular limitation.
[0036]
【The invention's effect】
As will be understood from the above description, the present invention is a method for producing a cement slurry having excellent fluidity and having a small fluidity change over time and stable fluidity, and its industrial value. Is extremely expensive.
[0037]
The cement slurry produced by such a method can be applied to submarine ground improvement work, deep mixing treatment method, submerged continuous wall method, injection grout method, etc. in offshore construction, and can be suitably used for each application. .
[0038]
【Example】
Hereinafter, although an example explains composition and an effect of the present invention, the present invention is not limited to an example.
[0039]
Example 1
When pulverizing ordinary Portland cement clinker and flue gas desulfurization gypsum (dihydrate gypsum), ordinary Portland cement was obtained while cooling so that the temperature did not exceed 110 ° C. This cement is 2.0 wt% gypsum content to the amount of clinker ingredients in SO 3 amount conversion, with hemihydrate gypsum content SO 3 weight basis, 0.5 wt.%, Blaine specific surface area of 3580cm 2 / g Met. This ordinary Portland cement has a seawater / ordinary Portland cement component ratio of 60%, and the added amount of AE water reducing agent delayed type (trade name: Pozzolith No. 8) based on lignin sulfonate is based on the weight of ordinary Portland cement. It added so that it might become 0.25 weight%, and it kneaded with the mortar mixer. This mixing water used the seawater of Tokuyama Bay.
[0040]
The change over time in fluidity from immediately after kneading to 60 minutes was measured. The fluidity was measured with a Marsh funnel viscometer. The time for 500 ml of cement slurry to flow out of the viscometer was measured, and the outflow time (seconds) was defined as the funnel viscosity. The shorter the outflow time (seconds), the better the viscosity of the cement slurry. The results are shown in Table 1.
[0041]
Example 2
The temperature at the time of clinker pulverization was increased so that the content of hemihydrate gypsum with respect to the amount of clinker component was 1.4% by weight in terms of SO 3 , and other conditions were the same as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0042]
Example 3
The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the gypsum content relative to the amount of the clinker component was 2.9 wt% in terms of SO 3, the hemihydrate gypsum content was 0.6 wt% in terms of SO 3 . . The results are shown in Table 1.
[0043]
Example 4
The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the gypsum content relative to the amount of the clinker component was 2.9 wt% in terms of SO 3, the hemihydrate gypsum content was 1.4 wt% in terms of SO 3 . . The results are shown in Table 1.
[0044]
Example 5
SO 3 weight basis 3.4% by weight gypsum content to the amount of clinker components, the hemihydrate gypsum content and SO 3 weight basis 1.0% by weight, other conditions were carried out similar tests as in Example 1 . The results are shown in Table 1.
[0045]
Example 6
SO 3 weight basis 3.4% by weight gypsum content to the amount of clinker components, the hemihydrate gypsum content and SO 3 weight basis 1.4% by weight, other conditions were carried out similar tests as in Example 1 . The results are shown in Table 1.
[0046]
Comparative Example 1
SO 3 weight basis 2.3% by weight gypsum content to the amount of clinker components, the hemihydrate gypsum content and SO 3 weight basis 2.0% by weight, other conditions were carried out similar tests as in Example 1 . The results are shown in Table 1.
[0047]
Comparative Example 2
The same tests as in Example 1 were performed except that the gypsum content with respect to the amount of the clinker component was 2.9% by weight in terms of SO 3 and the half-water gypsum content was 2.6% by weight in terms of SO 3 . . The results are shown in Table 1.
[0048]
Comparative Example 3
SO 3 weight basis 3.4% by weight gypsum content to the amount of clinker components, the hemihydrate gypsum content and SO 3 weight basis 2.9% by weight, other conditions were carried out similar tests as in Example 1 . The results are shown in Table 1.
[0049]
Example 7
100 parts by weight of ordinary Portland cement used in Example 1 and 70 parts by weight of blast furnace slag having a Blaine specific surface area of 4100 cm 2 / g were mixed, and AE mainly composed of seawater / ordinary Portland cement ratio of 102% and lignin sulfonate. A cement slurry in which the added amount of the water reducing agent delayed form (trade name: Pozzolith No. 8) is 0.25% by weight of the total weight of ordinary Portland cement and blast furnace slag was kneaded with a mortar mixer.
[0050]
Note that this cement, 3 weight gypsum content SO to the amount of clinker ingredients in terms 2.0 wt%, hemihydrate gypsum content is SO 3 content in terms was 0.5 wt%.
[0051]
For the mixing water, seawater from Tokuyama Bay was used. In the same manner as in Example 1, the change over time in fluidity from immediately after kneading to 60 minutes was measured. The results are shown in Table 2.
[0052]
Example 8
The normal portland cement used in Example 6 was used, and tests were performed in the same manner as in Example 7 except for the other conditions. The results are shown in Table 2.
[0053]
Comparative Example 4
The normal Portland cement used in Comparative Example 3 was used, and the same tests as in Example 7 were performed under other conditions. The results are shown in Table 2.
[0054]
Example 9
Using Blast Furnace Cement B, which has a Blaine specific surface area of 3950 cm 2 / g, a blast furnace slag content of 42%, and a hemihydrate gypsum content adjusted to 1.0% by weight in terms of SO 3 with respect to the amount of cement clinker component, Blast furnace cement ratio is 60% (seawater / Portland cement component ratio is 103%), AE water reducing agent delayed form (trade name: Pozzolith No. 8) based on lignin sulfonate is 0% of blast furnace cement weight 25% by weight of cement slurry was kneaded with a mortar mixer.
[0055]
For the mixing water, seawater from Tokuyama Bay was used. The blast furnace slag content is quantified by dissolving the components other than the blast furnace slag components in the blast furnace cement with acetone / methanol salicylate solution. Calculated. In the same manner as in Example 1, the change over time in fluidity from immediately after kneading to 60 minutes was measured. The results are shown in Table 3.
[0056]
Example 10
Using Blast Furnace Cement B, which has a Blaine specific surface area of 3780 cm 2 / g, a blast furnace slag content of 45%, and a hemihydrate gypsum content adjusted to 1.1% by weight of SO 3 in terms of the amount of cement clinker component, Blast furnace cement ratio is 60% (seawater / Portland cement component ratio is 109%), AE water reducing agent delayed form (trade name: Pozzolith No. 8) based on lignin sulfonate is 0% of blast furnace cement weight 25% by weight of cement slurry was kneaded with a mortar mixer. For the mixing water, seawater from Tokuyama Bay was used. The blast furnace slag content used was the value suggested by the cement producer. The amount of hemihydrate gypsum relative to the amount of cement clinker component was calculated from the weight loss rate in thermogravimetric analysis. The other conditions were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
[0057]
Comparative Example 5
A blast furnace cement type B having a hemihydrate gypsum content of 3.0 wt% in terms of SO 3 amount with respect to the amount of the cement clinker component was used, and the same test as in Example 9 was performed under other conditions. The results are shown in Table 3.
[0058]
Comparative Example 6
A blast furnace cement type B having a hemihydrate gypsum content of 2.9 wt% in terms of SO 3 amount with respect to the amount of the cement clinker component was used, and the same test as in Example 10 was performed under other conditions. The results are shown in Table 3.
[0059]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
