JP2008201656A - 耐硫酸塩セメント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミナ比率が12〜17.5質量%の高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントを主体とする混合セメントにおいて、高炉スラグ微粉末の混合比率を10〜60質量%として、かつ、比表面積が7000cm2/g以上である石膏をSO3質量換算で2〜4質量%の比率で混合し、この混合セメントを耐硫酸塩コンクリートの原料として使用する。
【選択図】図2
Description
これらのセメントを適用できる構造物は、例えば、硫酸塩を含む土壌に施工される構造物のコンクリートやモルタル、海水からの硫酸イオンの侵入が問題となる構造物のコンクリートやモルタル、下水処理場の処理水等の硫酸イオンを有する水に触れる構造物のコンクリートやモルタルなどである。
しかし、石膏から溶出する硫酸イオンは、また、セメント凝結を遅延させる効果もあるため、石膏添加量を増加させると、コンクリートの極初期(1〜3日以内)の凝結が遅くなる問題があった。
なお、本明細書に記載されている比表面積とは、カラム内の粉体に空気を透過させて空気流量と圧力差を測定して比表面積を求める方法、いわゆるブレーン法、によるものである。
高炉スラグ微粉末の比率を10質量%以上と規定する理由は、10質量%以下であれば、セメント混合品の耐硫酸塩性能は、混合されているポルトランドセメントとほぼ同等であり、本発明の技術を使用する必要がないからである。
混合比率を変えて作成したモルタルバーを26週間、5%硫酸ナトリウム水溶液中に浸漬させた後に、長さ膨張を測定した結果、前記GGBFS1の混合比率が10質量%以下である場合は、膨張率の増加はほとんどなかった。つまり、この混合比率では、高炉スラグ微粉末中アルミナによるエトリンガイト生成が少ないことから、本発明を適用する効果が小さいことを確認した。
従って、以上の理由から、本発明は、高炉スラグ微粉末の混合比率は10〜60質量%の範囲で技術的な意味を持つ。
4%硫酸ナトリウム水溶液中のモルタルバー浸漬時での26週間後の膨張率では、石膏添加率がSO3換算で1〜2質量%であれば、0.3%以上の膨張率となり、2.5質量%であれば、0.2%以上の膨張率であった。また、SO3換算で3〜4質量%の添加率であれば、0.1〜0.2%程度と改善されるものの、一般的に要求される0.1%以下とならなかった。
一方、添加率4質量%以上では、0.05〜0.1%程度の膨張率にとどまり、元々の高耐硫酸塩ポルトランドセメントの膨張率(0.05%)に近い値となった。つまり、高耐硫酸塩セメントと高アルミナ高炉スラグ微粉末とのセメント混合品において、硫酸塩膨張の問題が起きづらい条件は、SO3換算の石膏添加4質量%以上で達成できることが判明した。このように、石膏の硫酸塩膨張抑制の効果は顕著であった。
また、12500cm2/gと21000cm2/gの石膏を添加したセメント混合品での26週間の硫酸ナトリウム水溶液への浸漬実験では、膨張率が0.05%程度に止まった。
従って、本発明においては、セメントに添加する石膏の比表面積を7000cm2/g以上とすることが条件であり、更に望ましくは7000〜24000cm2/gとする。
この実験では、各々の石膏の添加比率を1〜6質量%(SO3換算)の範囲で変化させた。
従って、本発明において、耐硫酸塩性能と生コンクリート流動性の両者を満足できる条件は、石膏添加比率で2〜4質量%(SO3換算)である。
そこで、本発明者らは、石膏の混合比率(SO3換算)と比表面積の積(cm2/g)にて、石膏の表面積に相当する指標(比表面積指数)を計算して、この比表面積指数の値と耐硫酸塩性能との関係を調査したところ、この値が15000cm2/g・%SO3以上であると、ASTMの硫酸塩膨張試験での膨張率がGGBFSを混合していないセメントと本発明の範囲でGGBFSが混合されているセメント混合物でほぼ同じとなることが判明した。
Claims (9)
- 高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントを主体とする混合セメントにおいて、アルミナ含有比率が12〜17.5質量%の高炉スラグ微粉末の混合比率を10〜60質量%とし、かつ、当該混合セメントに、比表面積が7000cm2/g以上である石膏がSO3質量換算で2〜4質量%混合されていることを特徴とする耐硫酸塩セメント。
- 高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントを主体とする混合セメントにおいて、アルミナ含有比率が12〜17.5質量%の高炉スラグ微粉末の混合比率を10〜60質量%とし、かつ、当該混合セメントに、比表面積が7000cm2/g以上である石膏が、SO3質量換算で4質量%以下の条件で、かつ、石膏の比表面積とSO3換算混合比率の積で計算される値(単位:cm2/g・%SO3)がセメント混合物に対して15000cm2/g・%SO3以上である条件で、混合されていることを特徴とする耐硫酸塩セメント。
- 高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントを主体とする混合セメントにおいて、アルミナ含有比率が12〜17.5質量%の高炉スラグ微粉末の混合比率を10〜60質量%として、かつ、当該混合セメントに、20〜80質量%の石膏の比表面積が8000〜30000cm2/gであり、残りの石膏の比表面積が3500〜6500cm2/gである石膏の混合物がSO3質量換算で2〜4質量%混合されていることを特徴とする請求項1又は2記載の耐硫酸塩セメント。
- 前記高炉スラグ微粉末について、その含有成分を用いて計算される塩基度[(CaO質量%+Al2O3質量%+MgO質量%)/(SiO2質量%)]が1.7〜2.0であり、かつ、その比表面積が3500〜6000cm2/gであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐硫酸塩セメント。
- 混合されるポルトランドセメントについて、カルシウムアルミネート含有率が8質量%以下であり、かつ、カルシウムアルミネートとトリカルシウムシリケートの合計含有率が58質量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐硫酸塩セメント。
- 混合されるポルトランドセメントについて、カルシウムアルミネート含有率が5質量%以下であり、かつ、カルシウムアルミネートの質量の2倍とカルシウムアルミネート・フェライトの質量の合計が20質量%以下の含有率であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐硫酸塩セメント。
- 高炉スラグ微粉末の前記塩基度Bと比表面積Sが、5500−980B<S<6280−980Bの関係にあることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐硫酸塩セメント。
- 比表面積が3500〜4400cm2/gであって、アルミナ含有率が12〜17.5質量%であり、かつ、前記塩基度Bが1.76〜2.0の高炉スラグ微粉末、及び、カルシウムアルミネート含有率が5質量%以下で、かつ、カルシウムアルミネートの質量の2倍とカルシウムアルミネート・フェライトの質量の合計が20質量%以下の含有率のポルトランドセメントを原料として用い、当該高炉スラグ微粉末と当該ポルトランドセメントの混合物の質量合計を100とした際の、当該高炉スラグ微粉末の比率を10〜60質量%とし、当該混合物に7000cm2/g以上の比表面積の石膏が2〜4質量%(SO3換算)の比率で添加されていることを特徴とする請求項6に記載の耐硫酸塩セメント。
- 高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントを主体とする混合セメントに、0.2〜5質量%の炭酸カルシウム粉を添加してなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の耐硫酸塩セメント。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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