JP2007031182A - Quick setting material for cement and cement composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quick setting material easily and economically manufactured at a low cost and having excellent quick setting property without requiring a special apparatus or equipment, and a quick hardening cement composition using the quick setting material, capable of securing a prescribed usable life, having excellent quick setting property, using portland cement and low in cost in economical view point. <P>SOLUTION: The quick setting material for cement contains C<SB>3</SB>A produced by thermally decomposing and shifting C<SB>12</SB>A<SB>7</SB>or C<SB>11</SB>A<SB>7</SB>-CaX<SB>2</SB>(X expresses halogen) as an active ingredient. The quick hardening cement composition is formed by containing the quick setting material for cement and cement. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメント用急結材及び当該セメント用急結材を用いたセメント組成物に関し、特に、製造が容易で、良好な急硬性を呈する、セメント用急結材及び当該急結材を用いたセメント組成物に関する。   The present invention relates to a cement quick-setting material and a cement composition using the cement quick-setting material, and in particular, the cement quick-setting material and the quick setting material that are easy to manufacture and exhibit good quick hardening properties. The present invention relates to a cement composition.

近年、トンネルや地下空間の建設工事では、モルタルやコンクリート等のセメント混合物を、壁面や露出面に吹き付けてライニングし、壁面や露出面の崩落を防止する吹き付け施工工法が広く実施されている。
かかるコンクリート吹き付け工法においては、コンクリート等を調製し、それを取り扱う際に必要な最低限の可使時間(ハンドリングタイム)を確保するとともに、壁面や露出面に吹き付けた後に、コンクリート等を即時に硬化させる必要がある。
また、止水工事や緊急工事においても、モルタルやコンクリートの可使時間を確保するとともに、即時に硬化させる必要がある。
In recent years, in construction work for tunnels and underground spaces, a spray construction method has been widely practiced in which a cement mixture such as mortar and concrete is sprayed and lined on a wall surface or an exposed surface to prevent collapse of the wall surface or the exposed surface.
In this concrete spraying method, concrete is prepared, and the minimum usable time (handling time) necessary for handling it is secured, and after spraying on the wall surface or exposed surface, the concrete is immediately cured. It is necessary to let
In addition, it is necessary to secure the pot life of mortar and concrete in water stoppage work and emergency work and to harden it immediately.

従来、急硬性セメントに使用されるクリンカとしては、ジェットセメントのクリンカ、CSOを主成分とするアーウィン系クリンカ、CAを主成分とするアルミナセメントクリンカ等がある。
また、急硬性成分であるC12を主成分としたクリンカを溶融し、その後これを急冷することによって、非晶質C12を得る方法もある。
Conventionally, as a clinker used for a rapid-hardening cement, there are a jet cement clinker, an Irwin clinker whose main component is C 4 A 3 SO 3 , an alumina cement clinker whose main component is CA, and the like.
There is also a method of obtaining amorphous C 12 A 7 by melting a clinker mainly composed of C 12 A 7 which is a rapid hardening component and then rapidly cooling it.

しかし、従来のジェットセメントクリンカは、カルシウムシリケート相を主成分とし速硬性成分としてC11・CaFを約20〜30重量%含有するクリンカであり、急硬性成分であるC12の含有量が少なく、十分な急硬性を示すことができず、急硬性セメント用のクリンカとしては満足すべきものでない。
また、アーウィン系クリンカは、急硬性を有するアーウィン(CSO)を70重量%以上含有することから急硬性セメント用クリンカとして利用されているが、その急硬性成分の特性により、常温や低温での急硬性に劣るという問題がある。
However, the conventional jet cement clinker is a clinker containing a calcium silicate phase as a main component and containing about 20 to 30% by weight of C 11 A 7 · CaF 2 as a fast-hardening component, and is a rapid hardening component of C 12 A 7 . It is not satisfactory as a clinker for a rapid hardening cement because it has a low content and cannot exhibit sufficient rapid hardening.
Irwin-based clinker is used as a clinker for quick-hardening cement because it contains 70% by weight or more of erwin (C 4 A 3 SO 3 ) having quick-hardening properties. There is a problem that it is inferior in rapid hardening at low temperatures.

CAを主成分とするアルミナセメントクリンカは、C12を主成分としたクリンカに比べると、急硬性が劣っており、また、従来のC12を主成分とするクリンカは、例えば、上記したような、急硬性成分であるC12を主成分としたクリンカを一旦溶融し、その後これを急冷することにより非晶質C12を合成する方法によって製造されているが、製造方法が複雑であり、当該製造方法では、クリンカの溶融に電融法を用いていることから多量の電力を消費し、電力費が高くなり、結局製造コストが高騰するという問題がある。 Alumina cement clinker composed mainly of CA, compared to clinker mainly composed of C 12 A 7, is inferior suddenly rigid, also, the clinker mainly composed of conventional C 12 A 7, for example, It is manufactured by a method of synthesizing amorphous C 12 A 7 by once melting a clinker based on C 12 A 7 as a main component as described above, and then rapidly cooling it. The manufacturing method is complicated, and this manufacturing method has a problem that a large amount of electric power is consumed because the electrofusion method is used for melting the clinker, the electric power cost is increased, and the manufacturing cost is eventually increased.

また、ポルトランドセメントに急結材を添加して急硬性を付与する急硬性セメントもあるが、通常、ポルトランドセメントに対しては、カルシウムアルミネートやアーウィン等の急結材の混入量を多く添加する必要があり、このため、コストが高くなるのに加え、高い急結性を得ることはできず、強度的にも問題が生じるという欠点がある。   In addition, there is a quick setting cement that adds quick setting material to Portland cement to give quick setting, but usually a large amount of quick setting material such as calcium aluminate or Irwin is added to Portland cement. For this reason, in addition to an increase in cost, there is a disadvantage in that high quick setting cannot be obtained and there is a problem in strength.

特開2002−293594号公報においては、所定の可使時間を確保でき、かつ可使時間の経過後には速やかに硬化する急硬性セメント組成物及び急結材として、一定の範囲の格子定数を有する結晶質のC11・CaF固溶体を含有する焼結体が配合され、好ましくは40重量%以上配合される、急硬性セメント用急結材及び当該急結材をベースセメントに対して一定含量添加した急硬性セメント組成物が開示されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-293594, a predetermined hard working time can be secured, and as a hardened cement composition and a quick setting material that harden rapidly after the working time has passed, it has a certain range of lattice constants. A sintered body containing a crystalline C 11 A 7 · CaF 2 solid solution is blended, and preferably 40% by weight or more, a rapid setting material for rapid hardening cement, and the rapid setting material is constant with respect to the base cement A hardened cement composition with added content is disclosed.

また、特開2003−267762号公報には、コンクリート用急結材として、カルシウムアルミネート、硫酸塩、NaO/Alのモル比が1.0未満であるアルミン酸ナトリウム及びポルトランドセメントを含有する急結材であって、該急結材中のNaO量が1.5〜10.0質量%であり、かつ、カルシウムアルミネート、硫酸塩及びアルミン酸ナトリウムの合計量100質量部に対して、ポルトランドセメントの量が1.0質量部以上である急結材が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-267762 discloses calcium aluminate, sulfate, sodium aluminate having a molar ratio of NaO 2 / Al 2 O 3 of less than 1.0, and Portland cement as a rapid setting material for concrete. A rapid setting material to be contained, wherein the amount of Na 2 O in the quick setting material is 1.5 to 10.0% by mass, and the total amount of calcium aluminate, sulfate and sodium aluminate is 100 parts by mass. On the other hand, a quick setting material in which the amount of Portland cement is 1.0 part by mass or more is disclosed.

しかし、これらの従来の急結材及び急硬性セメントは、いずれも、急結材を得るに際し、特殊な原料や装置が必要であるため、製造が複雑となってしまうとともに、製造コストが高くなり、また、ポルトランドセメントに急結材を添加するセメント組成物は、期待する程度の高い急結性能を発現させることは難しいという問題を有する。
特開2002−293594号公報公報 特開2003−267762号公報
However, both of these conventional quick setting materials and quick setting cements require special raw materials and equipment to obtain the quick setting materials, which makes the manufacturing complicated and increases the manufacturing cost. In addition, a cement composition in which a quick setting material is added to Portland cement has a problem that it is difficult to express a quick setting performance as expected.
JP 2002-293594 A JP 2003-267762 A

従って、本発明の目的は、製造が容易で、特殊な装置や設備を必要とせず、優れた急結性能を有する、経済的にも安価な、セメント用急結材を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記セメント用急結材を用いて、所定の可使時間を確保できるとともに、優れた急結性を呈する、経済的に安価なセメント組成物を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cement quick setting material that is easy to manufacture, does not require special equipment and facilities, has excellent quick setting performance, and is economically inexpensive.
Another object of the present invention is to provide an economically inexpensive cement composition that can secure a predetermined pot life by using the cement quick setting material and exhibits excellent quick setting properties. It is.

本発明は、C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を熱分解して、該C11・CaXから転移させて得られたCAを含有することにより、急結性能に優れ、高活性の急結性クリンカが得られることを見出したことにより達成されたものである。 The present invention contains C 3 A obtained by thermally decomposing C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) and transferring from C 11 A 7 · CaX 2. This has been achieved by finding that a quick-acting clinker having excellent quick setting performance and high activity can be obtained.

すなわち、本発明のセメント用急結材は、C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を、熱分解することにより転移させて生成するCAを有効成分とすることを特徴とする。
本発明のセメント組成物は、上記本発明のセメント用急結材と、セメントとを含むことを特徴とする。
好適には、本発明のセメント組成物は、前記セメント100質量部に対して、前記セメント用急結材を10〜100質量部添加してなることを特徴とする。
That is, the rapid setting material for cement according to the present invention has C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) as C 3 A produced by transferring by thermal decomposition as an active ingredient. It is characterized by doing.
The cement composition of the present invention is characterized by including the above-mentioned cement quick setting material of the present invention and cement.
Preferably, the cement composition of the present invention is characterized by adding 10 to 100 parts by mass of the cement quick setting material to 100 parts by mass of the cement.

本発明のセメント用急結材は、特殊な装置や設備を必要とせず、製造が容易で、優れた急結性を有し、経済的にも安価なものとすることができる。
また、本発明のセメント組成物は、所定の可使時間を確保できるとともに、優れた急結性能を有し、経済的に安価なものとすることが可能となる。
従って、作業現場等における急硬性用途に有効に適用できる。
The cement quick setting material of the present invention does not require special equipment or facilities, is easy to manufacture, has excellent quick setting properties, and can be economically inexpensive.
In addition, the cement composition of the present invention can secure a predetermined pot life, has excellent quick setting performance, and can be economically inexpensive.
Therefore, the present invention can be effectively applied to rapid hardening applications at work sites and the like.

本発明を次の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のセメント用急結材について説明する。
本発明のセメント用急結材は、C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を、熱分解・転移させて生成するCAを有効成分とするものである。
このように、C12またはC11・CaXを熱分解することによって生成したCAを含有することにより、急結性に優れるとともに、特殊な設備も必要とせず、安価な急結材が得られることとなる。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
The rapid setting material for cement of the present invention will be described.
The rapid setting material for cement according to the present invention contains C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) as a active ingredient which is C 3 A produced by thermal decomposition and transition. .
Thus, by containing C 3 A produced by thermally decomposing C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 , it has excellent quick setting properties, and does not require special equipment, and is inexpensive. A quick setting material is obtained.

まずC12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)のカルシウムアルミネートを生成するように、例えばボーグ式に基づいて、石灰質原料(例;生石灰、消石灰、石灰石)、アルミナ原料(例;水酸化アルミニウム、アルミナ)、必要に応じてフッ化カルシウム原料(例;ホタル石)を配合する。
次いで、該配合原料を、例えば1380℃〜1450℃の温度で十分に、例えば1時間〜2時間焼成してクリンカを得る。
First, to produce calcium aluminate of C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents a halogen), for example, based on the Borg formula, calcareous raw materials (eg, quicklime, slaked lime, limestone), alumina A raw material (eg; aluminum hydroxide, alumina) and a calcium fluoride raw material (eg, fluorite) are blended as necessary.
Next, the blended raw material is sufficiently fired at a temperature of, for example, 1380 ° C. to 1450 ° C., for example, for 1 to 2 hours to obtain a clinker.

このとき、焼成の過程で一旦C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)が生成し、さらに焼成が進行すると、生成したC12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)の一部が熱転移してCAを生成する。
なお、上記のような配合原料からではなく、別に製造されたC12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を含むクリンカを再度焼成して、熱転移したCAを生成してもよい。
At this time, C 12 A 7 or C 11 A 7 .CaX 2 (X represents halogen) is once generated in the firing process, and when firing further proceeds, the generated C 12 A 7 or C 11 A 7 .CaX 2 is produced. 2 (X represents halogen) undergoes thermal transition to produce C 3 A.
Incidentally, not from mixed material as described above, (the X represents a halogen) C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 prepared separately by firing a clinker containing again, heat metastasized C 3 A May be generated.

かかるカルシウムアルミネートクリンカには、CAのほかに、C12、C11・CaX(Xはハロゲンを示す)、CS、CSやCAF等を含んでいてもかまわない。
好適には、該カルシウムアルミネートクリンカ中には、C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)が、熱転移前の状態で20〜30質量%含まれることが好ましい。
20質量%以上であれば、急結材として機能するための、熱転移により得られるCAを有効量得ることができ、また、30質量%以下であれば、溶融しすぎることがなく良好な性状を維持してクリンカを製造することができる。
Such calcium aluminate clinker includes C 12 A 7 , C 11 A 7 .CaX 2 (X represents halogen), C 3 S, C 2 S, C 4 AF and the like in addition to C 3 A. It does not matter.
Preferably, the calcium aluminate clinker contains 20 to 30% by mass of C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) in a state before thermal transition. .
If it is 20% by mass or more, an effective amount of C 3 A obtained by thermal transition for functioning as a quick setting material can be obtained, and if it is 30% by mass or less, it is good without being excessively melted. The clinker can be manufactured while maintaining proper properties.

さらに、該C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を含むクリンカから熱転移したCAの含有割合は、クリンカ中、好ましくは0.5〜25質量%、より好ましくは1〜15質量%とするのがよい。
このようにして、結晶格子サイズの大きい、反応性の高いCAを得ることで、高い急結作用を発現させることができる。
該C12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を熱転移して得られたCAを含むクリンカは、粉砕して粉末とする。
Furthermore, the content ratio of C 3 A thermally transferred from the clinker containing C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) is preferably 0.5 to 25% by mass in the clinker, More preferably, it is good to set it as 1-15 mass%.
Thus, by obtaining C 3 A having a large crystal lattice size and high reactivity, a high rapid setting action can be exhibited.
The clinker containing C 3 A obtained by heat-transferring the C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 (X represents halogen) is pulverized into a powder.

当該クリンカは、ブレ−ン比表面積が4500cm/g以上に粉砕するのが好ましく、4500cm/g未満では、良好な急結性が得られない場合があるからである。
また、ブレ−ン比表面積は、それを大きくするほど、粉砕時間を要し生産性が低下しコスト高になるので、5000〜7000cm/gが望ましい。
また、粉砕する際に、粉砕助剤(ジエチレングリコール、トリエタノールアミン等)を添加してもよい。
The clinker preferably has a brain specific surface area of 4500 cm 2 / g or more, and if it is less than 4500 cm 2 / g, good quick setting may not be obtained.
Further, the larger the specific surface area of the brain, the longer the pulverization time is required, the lower the productivity and the higher the cost. Therefore, the specific surface area of 5000 to 7000 cm 2 / g is desirable.
Further, a grinding aid (diethylene glycol, triethanolamine, etc.) may be added when grinding.

次いで、上記CAを含むカルシウムアルミネートクリンカ粉末に、硫酸塩を配合する。
当該硫酸塩は、凝結調整剤として機能し、急結剤を添加する母材セメント中の硫酸塩を補うために添加される。
具体的には、芒硝(硫酸ナトリウム)、硫酸カリウムなどのアルカリ金属硫酸塩、硫酸マグネシウム、石こう(硫酸カルシウム)などのアルカリ土類金属硫酸塩、硫酸アルミニウムなどが挙げられ、強度発現性から、石こうの使用が、あるいは石こうと芒硝の併用が好ましい。
石こうとしては、無水石こう、半水石こう、2水石こう、またはこれらの混合物が例示できる。
また、その他必要に応じて配合が可能な材料として消石灰が挙げられる。当該消石灰は強度増進のために添加される。
Next, a sulfate is added to the calcium aluminate clinker powder containing C 3 A.
The sulfate functions as a setting adjuster and is added to supplement the sulfate in the base material cement to which the quick setting agent is added.
Specific examples include alkali metal sulfates such as sodium sulfate (sodium sulfate) and potassium sulfate, alkaline earth metal sulfates such as magnesium sulfate and gypsum (calcium sulfate), and aluminum sulfate. Or the combined use of gypsum and mirabilite.
Examples of the gypsum include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, or a mixture thereof.
Moreover, slaked lime is mentioned as a material which can be mix | blended as needed. The slaked lime is added for strength enhancement.

これらの硫酸塩や消石灰等の細かさは、特に限定するものではないが、好ましくは3000cm/g以上である。
強度発現性およびコストを考慮した場合、より好ましいのは4000〜10000cm/gの細かさのものである。
このようにして、本発明のセメント用急結材を得る。
The fineness of these sulfates and slaked lime is not particularly limited, but is preferably 3000 cm 2 / g or more.
In view of strength development and cost, a fineness of 4000 to 10000 cm 2 / g is more preferable.
In this way, the rapid setting material for cement of the present invention is obtained.

本発明のセメント用急結材を構成する、CAを含むカルシウムアルミネートクリンカ粉末、硫酸塩、また必要に応じて添加される消石灰の割合は、それぞれ、70〜90質量%、10〜30質量%、0〜1質量%である。
急結性およびハンドリングタイムを確保する点から、上記カルシウムアルミネ−トが
79〜84質量%、硫酸塩が15〜20質量%、消石灰が0〜1質量%であることが望ましい。
The ratios of calcium aluminate clinker powder containing C 3 A, sulfate, and slaked lime added as necessary, which constitute the quick setting material for cement of the present invention, are 70 to 90% by mass and 10 to 30, respectively. Mass%, 0 to 1 mass%.
From the viewpoint of ensuring quick setting and handling time, it is desirable that the calcium aluminate is 79 to 84% by mass, sulfate is 15 to 20% by mass, and slaked lime is 0 to 1% by mass.

上記割合において、CAを含有するカルシウムアルミネ−トが70質量%未満では、急結性が小さくなり、90質量%を超えると瞬結してハンドリングタイムが確保できなくなり、いずれも好ましくない。
また、硫酸塩が10質量%未満では、瞬結してハンドリングタイムが確保できなくなり、30質量%を超えると、急結性が小さくなり、いずれも好ましくない。
In the above proportion, if the calcium aluminate containing C 3 A is less than 70% by mass, the quick setting property is reduced, and if it exceeds 90% by mass, the instantaneous setting occurs and the handling time cannot be secured, which is not preferable.
On the other hand, if the sulfate content is less than 10% by mass, it is difficult to secure the handling time due to the instantaneous setting, and if it exceeds 30% by mass, the quick setting property is reduced, which is not preferable.

急結材を構成するカルシウムアルミネ−トクリンカ粉末、硫酸塩、消石灰の混合方法は、特に限定するものではなく、上述した数値範囲内の割合に配合したのち、慣用の混合装置を用いて混合すれば良い。   The mixing method of the calcium aluminate clinker powder, sulfate, and slaked lime constituting the quick setting material is not particularly limited, and after blending in a ratio within the numerical range described above, it is mixed using a conventional mixing device. good.

本発明の急結性を有するセメント組成物には、上記本発明のセメント用急結剤を含み、セメントと混合されてなるものであり、前記急結材は、ベースモルタルやベースコンクリートに配合されているセメント100質量部に対し10〜100質量部(外割)が好ましい。
当該添加量が10質量部(外割)未満では、急結性が小さくなり、100質量部(外割)を超えると十分なハンドリングタイムがとれなくなり、いずれも好ましくない。
The cement composition having the quick setting property of the present invention includes the above-described cement quick setting agent of the present invention and is mixed with cement. The quick setting material is blended with base mortar or base concrete. 10 to 100 parts by mass (outside split) is preferable with respect to 100 parts by mass of cement.
If the amount added is less than 10 parts by mass (outer percent), the quick setting property is reduced, and if it exceeds 100 parts by mass (outer percent), sufficient handling time cannot be obtained, which is not preferable.

本発明の急結性を有するセメント組成物に用いられるセメントには、普通・早強・中庸熱・低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、ジェットセメント、またこれらのセメントの一部が石灰石粉末、シリカフュ−ムなどで置換されたセメント等が挙げられる。   The cement used in the cement composition having rapid setting properties of the present invention includes mixed cements such as ordinary / early strong / moderate heat / low heat Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, jet cement, and one of these cements. Examples thereof include a cement whose part is replaced with limestone powder, silica fume and the like.

他に、凝結遅延材(リグニンスルホン酸系、オキシカルボン酸系、糖類等各種有機酸もしくは有機酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩)や減水剤(アルキルアリルスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤も含む)等、液状または粉末状の混和剤や、細骨材(川砂、海砂、山砂、砕砂およびこれらの混合物)や、粗骨材(川砂利、海砂利、砕石およびこれらの混合物)等を配合することができる。   In addition, setting retarders (lignin sulfonic acid, oxycarboxylic acid, various organic acids such as saccharides, alkali metal salts or alkaline earth metal salts of organic acids) and water reducing agents (alkyl allyl sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid) , Melamine sulfonic acid, polycarboxylic acid, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, high performance AE water reducing agent), liquid or powder admixture, fine aggregate (river sand, sea sand, mountain sand) , Crushed sand and mixtures thereof), coarse aggregate (river gravel, sea gravel, crushed stone and mixtures thereof) and the like.

これらの上記原料を用いたセメント組成物に水を配合してモルタルやコンクリートを製造することができ、これらのモルタルやコンクリートの製造方法は、特に限定されるものではなく、慣用のミキサ−で原料を混合すれば良い。
これらのモルタルやコンクリートは、例えば、湿式吹付け工法に適用することができ、吹付け装置なども、慣用の装置をそのまま利用することができるものである。
Mortar and concrete can be produced by blending water into the cement composition using the above raw materials, and the method for producing these mortars and concretes is not particularly limited, and the raw material is used with a conventional mixer. Can be mixed.
These mortars and concretes can be applied to, for example, a wet spraying method, and a conventional apparatus can be used as it is as a spraying apparatus.

本発明を次の実施例及び試験例に基づき説明する。
試験例
1)クリンカの焼成
焼成後のクリンカの化学組成が表1となるよう、試薬を配合してクリンカ原料を調製した。
なお、表1の化学組成に基づいてボーグ法で求めた理論上のクリンカ鉱物組成は、表2に示すとおりである。
The present invention will be described based on the following examples and test examples.
Test example
1) Clinker raw materials were prepared by blending reagents so that the clinker chemical composition after firing and firing was as shown in Table 1.
The theoretical clinker mineral composition obtained by the Borg method based on the chemical composition of Table 1 is as shown in Table 2.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

Figure 2007031182
Figure 2007031182

上記クリンカ原料を電気炉にて、表5に示す各温度にて1時間焼成した後、当該電気炉より取り出して空気中で急冷して、クリンカ1〜10を得た。   The clinker material was baked in an electric furnace at each temperature shown in Table 5 for 1 hour, then taken out from the electric furnace and rapidly cooled in the air to obtain clinker 1 to 10.

2)鉱物組成の分析
得られた各クリンカ1〜10をX線回析装置(理学電機(株)製;RAD−rC)を用いて回析した。
その結果を上記表2に示す。
2) Analysis of mineral composition Each of the obtained clinker 1 to 10 was diffracted using an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation; RAD-rC).
The results are shown in Table 2 above.

表2より、クリンカ9及び10からはCAがそれぞれ、1質量%及び10質量%検出され、クリンカ1〜8からはCAが検出されなかった。
また、当該分析において、クリンカ9及び10についてはC11・CaFの量が、表2に示す理論量より減少していることが確認された。
以上より、クリンカ9及び10から検出されたCAは、C11・CaFが熱分解して生成したものであると考えられる。
From Table 2, from the clinker 9 and 10 C 3 A, respectively, are detected 1 wt% and 10 wt%, from clinker 1-8 was not detected C 3 A.
Further, in the analysis, the amount of C 11 A 7 · CaF 2 for clinker 9 and 10, it was confirmed that reduced than the theoretical amounts shown in Table 2.
From the above, C 3 A detected from the clinker 9 and 10 is considered to be generated by thermal decomposition of C 11 A 7 · CaF 2 .

3)水硬性組成物の調製
次いで、上記各クリンカ100質量部を粗粉砕して、1質量部の芒硝(硫酸ナトリウム)を各クリンカと混合し、0.08質量部の粉砕助剤(ジエチレングリコール)を使用してブレーン比表面積が5200±100cm/g程度まで粉砕して、クリンカ粉末を得た。
当該クリンカ粉末、無水石膏(商品名;ノンクレーブ、住友大阪セメント(株)製)、半水石膏(商品名;焼きセッコウ、和光純薬工業(株)製)及び消石灰(和光純薬工業(株)製)を、SiO/Alのモル比が1.2となるように、表3の割合で配合して均一に混合し、各水硬性組成物1〜10を調製した。
3) Preparation of hydraulic composition Next, 100 parts by mass of each clinker was coarsely pulverized, 1 part by mass of sodium sulfate (sodium sulfate) was mixed with each clinker, and 0.08 parts by mass of pulverization aid (diethylene glycol) Was used to grind to a brain surface area of about 5200 ± 100 cm 2 / g to obtain a clinker powder.
The clinker powder, anhydrous gypsum (trade name; non-clave, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), hemihydrate gypsum (trade name; baked gypsum, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and slaked lime (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Were mixed at a ratio shown in Table 3 so that the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 was 1.2 and mixed uniformly to prepare hydraulic compositions 1 to 10.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

4)モルタルの調製
上記1〜10の各水硬性組成物、砂(豊浦標準砂)、凝結調整剤(試薬;クエン酸、和光純薬工業(株)製)、水及び混和剤(花王(株)製、商品名:マイティ150)を、表4に示す割合で配合して均一に混練し、モルタル1〜10を得た。
4) Preparation of mortar Each hydraulic composition of 1 to 10 above, sand (Toyoura standard sand), setting agent (reagent; citric acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), water and admixture (Kao Corporation) ) And trade name: Mighty 150) were blended in the proportions shown in Table 4 and uniformly kneaded to obtain mortars 1 to 10.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

5)ハンドリングタイム及び練直温度試験
上記で得られた各モルタルについて、ハンドリングタイムを測定した。
各ハンドリングタイムは、JIS R5201−1997の凝結試験法のビガー針に代えて直径1cm高さ2cmの円錐コーン(350g)を取り付け、進入度1.5mmになるまでの時間をハンドリングタイムとした。
また、練直温度は、上記モルタルを得るために各材料及び水を添加して混練した直後の温度を測定した値を示す。
その結果を表5及び図1及び図2に示す。
5) Handling time and milling temperature test The handling time was measured for each mortar obtained above.
For each handling time, a cone cone (350 g) having a diameter of 1 cm and a height of 2 cm was attached instead of the bigger needle of the condensation test method of JIS R5201-1997, and the time until the penetration degree was 1.5 mm was defined as the handling time.
The kneading temperature is a value obtained by measuring the temperature immediately after kneading after adding each material and water to obtain the mortar.
The results are shown in Table 5 and FIGS.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

表5、図1及び図2より、モルタル9、10は、モルタル1〜8とは大きく異なり、ハンドリングタイムが0分(瞬結)であり、練直温度が40℃を超えている。
このことにより、モルタル9及び10に用いた水硬性材料9、10は、高い急結性能を有し、急結材として適していることがわかる。
From Table 5, FIG. 1 and FIG. 2, the mortars 9 and 10 are greatly different from the mortars 1 to 8, the handling time is 0 minutes (instantaneous setting), and the refining temperature exceeds 40 ° C.
This shows that the hydraulic materials 9 and 10 used for the mortars 9 and 10 have high rapid setting performance and are suitable as quick setting materials.

実施例1〜2
前記試験例で作成した水硬性材料9を急結材として用い、当該急結材、セメント(住友大阪セメント(株)製、商品名:ジェットセメント)、砂(豊浦標準砂)、凝結調整剤(試薬;クエン酸、和光純薬工業(株)製)、水及び混和剤(花王(株)製、商品名:マイティ150)を、表6の割合で配合して、均一に混練して、実施例1及び2のモルタルを得た。
Examples 1-2
Using the hydraulic material 9 prepared in the above test example as a quick setting material, the quick setting material, cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., trade name: jet cement), sand (Toyoura standard sand), setting agent ( Reagents: Citric acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), water and an admixture (trade name: Mighty 150, manufactured by Kao Corporation) were blended in the proportions shown in Table 6, and kneaded uniformly. The mortars of Examples 1 and 2 were obtained.

比較例1
急結材である水硬性材料を用いない以外は、実施例1と同様にして、表6の割合で各材料を配合して、比較例1のモルタルを得た。
Comparative Example 1
A mortar of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hydraulic material that is a quick setting material was not used and the materials were blended in the ratios shown in Table 6.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

得られた各実施例1、2及び比較例1のモルタルについて、前記試験例と同様にしてハンドリングタイム及び練直温度を測定した。
その結果を表7に示す。
About the obtained mortars of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the handling time and the refining temperature were measured in the same manner as in the above test example.
The results are shown in Table 7.

Figure 2007031182
Figure 2007031182

上記測定の結果、本発明の急結材を含まないモルタルは、速硬性セメントであるジェットセメントを用いても急結性に劣るが、本発明に基づく実施例1及び2によるC11・CaFの熱分解により転移したC12を含む急結材を用いたモルタルは、急硬性を有するとともに、ハンドリングタイムを確保することができることがわかる。 As a result of the above measurement, the mortar that does not contain the quick setting material of the present invention is inferior in quick setting property even when jet cement which is a fast-setting cement is used, but C 11 A 7 · according to Examples 1 and 2 based on the present invention. It can be seen that the mortar using the rapid setting material containing C 12 A 7 which has been transferred by the thermal decomposition of CaF 2 has rapid hardening and can ensure the handling time.

本発明の急結材及び当該急結材を用いたセメント組成物は、トンネルや地下空間の建設工事や土木工事、止水工事、壁面等への吹き付け工事、緊急性を有する道路等の補修工事等、所定のハンドリングタイムを確保しつつ、可使時間経過後には速やかに急結することが要求される作業箇所へ有用に適用することができる。   The quick setting material of the present invention and the cement composition using the quick setting material are used for construction work of tunnels and underground spaces, civil engineering work, water stop work, spraying work on wall surfaces, repair work for emergency roads, etc. For example, the present invention can be usefully applied to a work location that is required to be quickly and quickly connected after the pot life has elapsed while ensuring a predetermined handling time.

クリンカの焼成時間と、当該クリンカを用いたセメントモルタルのハンドリングタイムとの関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the baking time of a clinker, and the handling time of the cement mortar using the said clinker. クリンカの焼成時間と、当該クリンカを用いたセメントモルタルの練直温度との関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the baking time of a clinker, and the refining temperature of the cement mortar using the said clinker.

Claims (3)

12またはC11・CaX(Xはハロゲンを示す)を、熱分解することにより転移させて生成するCAを有効成分とすることを特徴とする、セメント用急結材。 The C 12 A 7 or C 11 A 7 · CaX 2 ( X is a halogen), by transferring by thermal decomposition, characterized in that an active ingredient C 3 A be generated, cement quick-setting materials . 請求項1記載のセメント用急結材と、セメントとを含むことを特徴とする、セメント組成物。 A cement composition comprising the cement quick setting material according to claim 1 and cement. 請求項2記載のセメント組成物において、セメント100質量部に対して、セメント用急結材を10〜100質量部添加してなることを特徴とする、セメント組成物。
The cement composition according to claim 2, wherein 10 to 100 parts by mass of a cement quick setting material is added to 100 parts by mass of cement.
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