JP2011073940A - Cement composition for spontaneously disintegrable hardened cement product, spontaneously disintegrable hradened cement product, and method for feeding sand and soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自然崩壊型硬化体用セメント組成物、自然崩壊型硬化体、および土砂の供給方法に関する。 The present invention relates to a cement composition for naturally decaying cured bodies, a naturally decaying cured body, and a method for supplying earth and sand.
従来より、自然崩壊型硬化体は、植生護岸を形成すべく植物が根付くまでは植物の生育場として用いられている。
斯かる自然崩壊型硬化体は、一定期間経過後は自然崩壊するものであるため、植物が根付いた後に自然崩壊することにより、植物の生育を妨害しないという利点を有する。
Conventionally, a natural decay-type cured body has been used as a plant growth place until a plant has taken root to form a vegetation revetment.
Such a natural decay-type cured body naturally decays after a certain period of time, and therefore has the advantage of not disturbing the growth of the plant by spontaneous decay after the plant has taken root.
ところで、水資源を確保するのにダムは河川の上流域に設けられているが、斯かるダムは水のみならず土砂も堰き止めてしまい、ダムの下流域では、水流により土砂が流出されてしまう一方で土砂が供給されないため土砂が減少してしまう。従って、該下流域では、植物が生育する場がなくなってしまうという問題等がある。
斯かる観点から、ダムの下流域に土砂を供給するのにも、自然崩壊型硬化体が用いられている。
斯かる自然崩壊型硬化体は、ダムの下流に設置されることにより、一定期間経過後に自然崩壊され土砂としてダムの下流域に供給される。
By the way, to secure water resources, dams are provided in the upstream area of the river, but such dams block not only water but also earth and sand, and in the downstream area of the dam, sediment flows out by the water flow. On the other hand, since the earth and sand are not supplied, the earth and sand are reduced. Therefore, in the downstream area, there is a problem that there is no place for plants to grow.
From such a point of view, a naturally decaying cured body is also used to supply earth and sand to the downstream area of the dam.
By installing such a naturally decaying cured body downstream of the dam, it is naturally collapsed after a certain period of time and is supplied to the downstream area of the dam as earth and sand.
斯かる自然崩壊型硬化体としては、例えば、自然崩壊を誘発するものとして廃ガラス破砕品を含有するもの（例えば、特許文献１）等が提案されている。 As such a natural decay type cured body, for example, a material containing a waste glass fragment (for example, Patent Document 1) has been proposed as one that induces natural decay.
しかしながら、廃ガラス破砕品は、確保できる量が限られているという問題がある。 However, there is a problem that the amount of waste glass fragments that can be secured is limited.
本発明は、上記問題点に鑑み、比較的材料の確保が容易であり、所要の時期に硬化体が水中において自然崩壊し得る自然崩壊型硬化体用セメント組成物、自然崩壊型硬化体、および土砂の供給方法を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention is relatively easy to secure materials, and a cement composition for a naturally-disintegrating-type cured body that can naturally disintegrate in water at a required time, a naturally-disintegrating-type cured body, and It is an object to provide a method for supplying earth and sand.
本発明は、ポルトランドセメント及び／又はエコセメント、石膏、並びに高炉スラグからなる高炉スラグ系セメントと、アルミナセメントとからなる結合材を含有してなり、
前記結合材が、アルミナセメントを０．２５〜１．２５質量％含有してなり、
前記高炉スラグ系セメントが、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントを３０〜７２質量％、石膏を無水換算で２０〜５０質量％、高炉スラグを５〜３５質量％含有してなることを特徴とする自然崩壊型硬化体用セメント組成物にある。
The present invention comprises Portland cement and / or eco-cement, gypsum, and a blast furnace slag-based cement composed of blast furnace slag, and a binder composed of alumina cement,
The binder comprises 0.25 to 1.25% by mass of alumina cement,
The blast furnace slag cement contains 30 to 72% by mass of Portland cement and / or eco-cement, 20 to 50% by mass of gypsum and 5 to 35% by mass of blast furnace slag. It is in the cement composition for decay-type hardened bodies.
また、本発明は、前記自然崩壊型硬化体用セメント組成物が硬化された自然崩壊型硬化体にある。 Moreover, this invention exists in the natural decay | disintegration type hardening body by which the said cement composition for natural disintegration type hardening bodies was hardened | cured.
さらに、本発明は、前記自然崩壊型硬化体を水環境内に設置する土砂の供給方法にある。 Furthermore, this invention exists in the supply method of the earth and sand which installs the said natural decay type hardening body in a water environment.
本発明によれば、比較的材料の確保が容易であり、所要の時期に硬化体が水中において自然崩壊し得る。 According to the present invention, it is relatively easy to secure the material, and the cured body can spontaneously collapse in water at a required time.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、ポルトランドセメント及び／又はエコセメント、石膏、並びに高炉スラグからなる高炉スラグ系セメントと、アルミナセメントとからなる結合材を含有してなる。 The cement composition for naturally-disintegrating hardened bodies of the present invention comprises a binder comprising portland cement and / or eco-cement, gypsum, and blast furnace slag cement made of blast furnace slag, and alumina cement.
前記ポルトランドセメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定された普通ポルトランドセメントを好適に使用できるが、本発明の効果を阻害しない範囲内で、他のポルトランドセメントを使用することができる。他のポルトランドセメントとしては、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、白色ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントなどの各種ポルトランドセメント等が挙げられる。 As said Portland cement, although ordinary Portland cement prescribed | regulated to JISR5210 can be used conveniently, other Portland cement can be used in the range which does not inhibit the effect of this invention. Examples of other Portland cements include various early Portland cements such as early-strength Portland cement, ultra-high-strength Portland cement, white Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, medium heat Portland cement, and low heat Portland cement.
前記エコセメントは、ＪＩＳ Ｒ ５２１４に規定されたものを意味する。 The eco-cement means one specified in JIS R 5214.
前記石膏としては、無水石膏（ＣａＳＯ4 ）、半水石膏（ＣａＳＯ4 ・０．５Ｈ2 Ｏ）、二水石膏（ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ）等が挙げられる。 Examples of the gypsum include anhydrous gypsum (CaSO 4 ), hemihydrate gypsum (CaSO 4 · 0.5H 2 O), and dihydrate gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O).
前記高炉スラグとしては、ＪＩＳ Ｒ ６２０６に規定された「コンクリート用高炉スラグ微粉末」や、ＪＩＳ Ａ ５０１１に規定された「高炉スラグ骨材」を粉砕したもの等が挙げられる。 Examples of the blast furnace slag include “pulverized blast furnace slag fine powder” defined in JIS R 6206, and pulverized “blast furnace slag aggregate” defined in JIS A 5011.
前記アルミナセメントは、ボーキサイトと石灰石とが混合されて、溶融され或いは焼成されたものを意味する。 The alumina cement means a mixture of bauxite and limestone that is melted or fired.
前記結合材は、アルミナセメントを０．２５〜１．２５質量％、好ましくは０．５〜１．０質量％、より好ましくは０．７〜０．８質量％含有してなる。
本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記結合材がアルミナセメントを０．２５質量％以上含有してなることにより、形成された自然崩壊型硬化体が水中において１年程度内に自然崩壊し得るという利点を有する。また、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記結合材がアルミナセメントを１．２５質量％以下含有してなることにより、形成された自然崩壊型硬化体が水中において自然崩壊する時期が３ヶ月程度以上となり得るという利点を有する。
The binder contains 0.25 to 1.25% by mass of alumina cement, preferably 0.5 to 1.0% by mass, and more preferably 0.7 to 0.8% by mass.
The cement composition for spontaneously disintegrating hardened bodies of the present invention is such that the natural disintegrating hardened body formed in water is within about one year because the binder contains 0.25% by mass or more of alumina cement. It has the advantage that it can decay naturally. Further, in the cement composition for spontaneously disintegrating hardened bodies of the present invention, the formed natural disintegrating hardened body naturally disintegrates in water when the binder contains 1.25% by mass or less of alumina cement. It has the advantage that the time can be about 3 months or more.
前記高炉スラグ系セメントは、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントを３０〜７２質量％、好ましくは４０〜７０質量％、より好ましくは５０〜６０質量％含有してなる。
本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントがポルトランドセメント及び／又はエコセメントを３０質量％以上含有してなることにより、運搬・適用箇所へ設置する硬化体の強度が得られるという利点を有する。また、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントがポルトランドセメント及び／又はエコセメントを７２質量％以下含有してなることにより、崩壊するために必要な高炉スラグおよび石膏の量を有することができるという利点を有する。
The blast furnace slag cement contains 30 to 72 mass%, preferably 40 to 70 mass%, more preferably 50 to 60 mass% of Portland cement and / or eco-cement.
The cement composition for spontaneously disintegrating hardened bodies of the present invention is such that the blast furnace slag cement contains 30% by mass or more of Portland cement and / or eco-cement, so that the strength of the hardened body to be installed at a transportation / application site is Is obtained. Moreover, the cement composition for naturally decaying hardened bodies according to the present invention comprises a blast furnace slag necessary for disintegrating, because the blast furnace slag cement contains 72% by mass or less of Portland cement and / or eco-cement. It has the advantage that it can have an amount of gypsum.
また、前記高炉スラグ系セメントは、石膏を無水換算で２０〜５０質量％、好ましくは２５〜４５質量％、より好ましくは３０〜４０質量％含有してなる。
本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントが石膏を無水換算で２０質量％以上含有してなることにより、膨張成分の生成に必要な量が得られやすくなるため、形成された自然崩壊型硬化体が水中において自然崩壊しやすくなるという利点を有する。また、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントが石膏を無水換算で５０質量％以下含有してなることにより、運搬・設置に必要な強度を得ることができるという利点を有する。
The blast furnace slag cement contains 20 to 50% by mass, preferably 25 to 45% by mass, more preferably 30 to 40% by mass in terms of anhydrous gypsum.
Since the blast furnace slag cement contains 20% by mass or more of gypsum in terms of anhydrous water, the cement composition for a natural decay type cured body of the present invention can easily obtain an amount necessary for generating an expansion component. The formed natural disintegration-type cured product has an advantage that it tends to spontaneously disintegrate in water. Moreover, the cement composition for naturally decaying cured bodies according to the present invention can obtain the strength required for transportation and installation when the blast furnace slag cement contains 50% by mass or less of gypsum in terms of anhydrous water. Has the advantage.
さらに、前記高炉スラグ系セメントは、高炉スラグを５〜３５質量％、好ましくは７〜２５質量％、より好ましくは１０〜２０質量％含有してなる。
本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントが高炉スラグを５質量％以上含有してなることにより、膨張成分の生成に必要な量が得られやすくなるため、形成された自然崩壊型硬化体が水中において自然崩壊しやすくなるという利点を有する。また、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、前記高炉スラグ系セメントが高炉スラグを３５質量％以下含有してなることにより、硬化体として必要な強度を保ちつつ、かつ水浸後に崩壊する配合となる。
Further, the blast furnace slag cement contains 5 to 35 mass%, preferably 7 to 25 mass%, more preferably 10 to 20 mass% of blast furnace slag.
Since the blast furnace slag cement contains 5% by mass or more of the blast furnace slag, the cement composition for a naturally-disintegrating hardened body of the present invention is formed because the amount necessary for generating the expansion component is easily obtained. The natural disintegration-type cured body thus obtained has an advantage that it is easily disintegrated in water. Moreover, the cement composition for naturally decaying cured bodies according to the present invention comprises the blast furnace slag cement containing 35% by mass or less of blast furnace slag, so that the strength required as a cured body is maintained and after water immersion. Disintegrating formulation.
さらに、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、必要に応じて、本発明の効果が損なわれない範囲内において、前記高炉スラグ以外の各種の混和材を含有してもよい。 Furthermore, the cement composition for spontaneously disintegrating hardened bodies of the present invention may contain various admixtures other than the blast furnace slag as long as the effects of the present invention are not impaired.
また、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物は、必要に応じて、本発明の効果が損なわれない範囲内において、前記結合材以外に、細骨材、粗骨材、混和剤等を含有してもよい。 In addition, the cement composition for spontaneously disintegrating hardened bodies of the present invention, if necessary, within the range where the effects of the present invention are not impaired, other than the binder, fine aggregate, coarse aggregate, admixture, etc. May be contained.
前記細骨材及び粗骨材は、それぞれＪＩＳ Ａ ５３０８の規定に従ったものを意味する。 The fine aggregate and the coarse aggregate mean those according to JIS A 5308, respectively.
前記細骨材の材質としては、本発明の効果が損なわれない範囲内であれば、特に限定されるものはないが、例えば、川砂、山砂、陸砂、海砂、珪砂等を１種単独又は２種以上混合したものを採用することができる。 The material of the fine aggregate is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, one kind of river sand, mountain sand, land sand, sea sand, silica sand, etc. The thing which was individual or mixed 2 or more types is employable.
前記粗骨材の材質としては、本発明の効果が損なわれない範囲内であれば、特に限定されるものはないが、例えば、川砂利、山砂利、陸砂利を１種単独又は２種以上混合したものを採用することができる。 The material of the coarse aggregate is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, river gravel, mountain gravel, and land gravel are used alone or in combination of two or more. A mixture can be used.
本発明の自然崩壊型硬化体は、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物と水とが混練され硬化したものである。 The spontaneously disintegrating cured body of the present invention is obtained by kneading and hardening the cement composition for spontaneously disintegrating cured bodies of the present invention and water.
また、本発明の自然崩壊型硬化体は、内部に土砂を含んでもよい。 Moreover, the naturally decaying cured body of the present invention may contain earth and sand.
また、本発明の土砂の供給方法は、本発明の自然崩壊型硬化体を水環境（河川や海等）内に設置する方法である。 Moreover, the earth and sand supply method of the present invention is a method of installing the naturally decaying cured body of the present invention in a water environment (river, sea, etc.).
尚、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物、自然崩壊型硬化体、および土砂の供給方法は、上記構成を有するものであったが、本発明の自然崩壊型硬化体用セメント組成物、自然崩壊型硬化体、および土砂の供給方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。 The cement composition for naturally disintegrating cured bodies, the naturally disintegrating cured body, and the method for supplying earth and sand of the present invention have the above-described configuration. The natural decay-type cured body and the method for supplying earth and sand are not limited to the above-described configuration, and the design can be changed as appropriate.
次に、試験例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to test examples.
試験１
＜使用材料＞
ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製、普通ポルトランドセメント）、高炉スラグ（住金鉱化社製、高炉水砕スラグ）、石膏（試薬ＣａＳＯ4 （無水和物））、細骨材（三久海運社製、４号珪砂）を用いた。
Test 1
<Materials used>
Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., ordinary Portland cement), blast furnace slag (manufactured by Sumikin Mineral Co., Ltd., granulated blast furnace slag), gypsum (reagent CaSO 4 (anhydrous)), fine aggregate (manufactured by Miku Kaisha) No. 4, silica sand) was used.
＜硬化体の作製＞
上記材料及び水を、表１の配合割合、且つ結合材（ポルトランドセメント、高炉スラグ、及び石膏）１００質量部に対して水が３０質量部となるように混合してモルタルを作製し、４×４×１６ｃｍの型に該モルタルを流し込み、流し込んでから２４時間経過後に脱型して、試験例１〜１２の硬化体を作製した。
<Production of cured body>
Mortar was prepared by mixing the above materials and water so that the mixing ratio of Table 1 and 100 parts by mass of the binder (Portland cement, blast furnace slag, and gypsum) were 30 parts by mass of water, and 4 × The mortar was poured into a 4 × 16 cm mold, and the mold was removed after 24 hours from the casting, to produce cured bodies of Test Examples 1 to 12.
＜崩壊試験＞
試験例１〜１２の硬化体を水中に浸し、水中に浸されてから１００日、２６０日、４３０日経過後における硬化体の崩壊状況を観察した。表２に結果を示す。尚、○印は、崩壊していない状態、×印は、崩壊している状態を意味する。
<Disintegration test>
The cured bodies of Test Examples 1 to 12 were immersed in water, and the collapsed state of the cured bodies was observed after 100 days, 260 days, and 430 days after being immersed in water. Table 2 shows the results. In addition, (circle) mark is the state which has not collapsed, X mark means the state which has collapsed.
試験２
＜使用材料＞
ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製、普通ポルトランドセメント）、アルミナセメント（ケルネオス社製）、石膏（試薬ＣａＳＯ4 （無水和物））、細骨材（ＪＩＳ Ｒ ５２１０に適合する標準砂）を用いた。
Test 2
<Materials used>
Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement, ordinary Portland cement), alumina cement (manufactured by Kerneos), gypsum (reagent CaSO 4 (anhydrous)), fine aggregate (standard sand conforming to JIS R 5210) was used. .
＜硬化体の作製＞
上記材料及び水を、表３の配合割合、且つ結合材（ポルトランドセメント、アルミナセメント、及び石膏）と細骨材との混合質量比が１：３となるように、且つ結合材１００質量部に対して水が３０質量部となるように混合してモルタルを作製し、４×４×１６ｃｍの型に該モルタルを流し込み、流し込んでから２４時間経過後に脱型して、試験例１３〜３４の硬化体を作製した。
<Production of cured body>
The above materials and water were mixed in Table 3 so that the mixing ratio of the binder (Portland cement, alumina cement, and gypsum) and fine aggregate was 1: 3, and 100 parts by mass of the binder. On the other hand, mortar was prepared by mixing so that water was 30 parts by mass, and the mortar was poured into a 4 × 4 × 16 cm mold, and after 24 hours, it was demolded. A cured body was produced.
＜崩壊試験＞
試験例１３〜３４の硬化体を水中に浸し、水中に浸されてから３日、７日、１４日経過後における硬化体の崩壊状況を観察した。また、試験例１３〜３４の硬化体を水中に浸し、水中に浸されてから３日、７日、１４日、２８日、４０日経過後における硬化体の崩壊状況を観察した。表４，５に結果を示す。
<Disintegration test>
The cured bodies of Test Examples 13 to 34 were immersed in water, and the collapsed state of the cured bodies was observed after 3 days, 7 days, and 14 days after being immersed in water. Further, the cured bodies of Test Examples 13 to 34 were immersed in water, and the collapsed state of the cured bodies was observed after 3 days, 7 days, 14 days, 28 days, and 40 days after being immersed in water. Tables 4 and 5 show the results.
モデル計算
上記試験１及び試験２の結果をもとに、ポルトランドセメント及び／又はエコセメント、石膏、並びに高炉スラグからなる高炉スラグ系セメントと、アルミナセメントとからなる結合材を含有する組成物を用いて形成される硬化体の水中における自然崩壊時期を配合割合毎にモデル計算した。
尚、モデル計算に当たり、まず、崩壊直前における膨張量を調べる実験を行った。対象となる試料は、以下の材料を用いて、ポルトランドセメント、高炉スラグ、及び石膏からなる高炉スラグ系セメントと砂とを用いて形成される高炉スラグ系モルタルと、ポルトランドセメント、アルミナセメント、及び石膏からなるアルミナセメント系セメントと砂とを用いて形成されるアルミナセメント系モルタルとを、それぞれ上記試験１、上記試験２に記載の硬化体（試供体）の作製方法で作製し崩壊試験を実施した。また、該崩壊試験を実施の際に、該試供体の長さを長手方向に２箇所で測定し、該試供体の崩壊直前の膨張量（％）を算出した。
尚、砂の量に関しては、高炉スラグ系セメント：砂＝１：１、及び１：３で作製したもの、アルミナセメント系セメント：砂＝１：１、及び１：３で作製したもので上記試験を行った。
Model calculation Based on the results of Test 1 and Test 2 above, a composition containing a binder composed of Portland cement and / or Eco cement, gypsum and blast furnace slag cement composed of blast furnace slag and alumina cement is used. The natural decay time of the cured body formed in water was calculated for each blending ratio.
In the model calculation, first, an experiment for examining the amount of expansion immediately before the collapse was performed. The target samples were blast furnace slag mortar formed using blast furnace slag cement and sand made of Portland cement, blast furnace slag, and gypsum, and Portland cement, alumina cement, and gypsum. Alumina cement-based mortar formed using an alumina cement-based cement and sand composed of the above-mentioned materials were prepared by the methods for preparing hardened bodies (samples) described in Test 1 and Test 2, respectively, and subjected to a disintegration test. . Further, when the disintegration test was carried out, the length of the specimen was measured at two locations in the longitudinal direction, and the amount of expansion (%) immediately before the disintegration of the specimen was calculated.
In addition, regarding the amount of sand, the above test was conducted using blast furnace slag cement: sand = 1: 1 and 1: 3, and alumina cement cement: sand = 1: 1 and 1: 3. Went.
＜使用材料＞
・高炉スラグ系モルタルの材料
セメント（普通ポルトランドセメント、密度3.15g/cm3、住友大阪セメント社製）
高炉水砕スラグ（スミットメント、密度2.80g/cm3、住金鉱化社製）
無水石膏（ノンクレーブ、密度2.95g/cm3、住友大阪セメント社製）
砂（セメント強さ試験用標準砂、密度2.64g/cm3、セメント協会製）
・アルミナセメント系モルタルの材料
セメント（普通ポルトランドセメント、密度3.15g/cm3、住友大阪セメント社製）
アルミナセメント（ターナルHR、密度3.00g/cm3、ケルネオス社製）
無水石膏（ノンクレーブ、密度2.95g/cm3、住友大阪セメント社製）
砂（セメント強さ試験用標準砂、密度2.64g/cm3、セメント協会製）
<Materials used>
・ Material of blast furnace slag mortar Cement (ordinary Portland cement, density 3.15g / cm 3 , manufactured by Sumitomo Osaka Cement)
Granulated blast furnace slag (Smitment, density 2.80g / cm 3 , manufactured by Sumikin Mineral Co., Ltd.)
Anhydrous gypsum (non-clave, density 2.95g / cm 3 , manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Sand (standard sand for cement strength test, density 2.64g / cm 3 , manufactured by Cement Association)
・ Alumina cement mortar material Cement (ordinary Portland cement, density 3.15g / cm 3 , manufactured by Sumitomo Osaka Cement)
Alumina cement (Turnal HR, density 3.00g / cm 3 , manufactured by Kerneos)
Anhydrous gypsum (non-clave, density 2.95g / cm 3 , manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Sand (standard sand for cement strength test, density 2.64g / cm 3 , manufactured by Cement Association)
＜崩壊直前の膨張量試験＞
崩壊直前の硬化体は、高炉スラグ系セメント：砂＝１：３のときは膨張量が１０％を、高炉スラグ系セメント：砂＝１：１のときは膨張量が２０％を超えていた。ただし、砂の量の違う硬化体間では、崩壊する日数については相違なかった。高炉スラグ系セメント（試験例１〜７）は、１年半程度で崩壊していた。
アルミナセメント系モルタル（試験例３１〜３３）に関しては、２ヶ月程度で崩壊していた。また、アルミナセメント系モルタルにおいても、アルミナセメント系セメント：砂＝１：３のときは膨張量が１０％を、アルミナセメント系セメント：砂＝１：１のときは膨張量が２０％を超えていた。
以上より、アルミナセメント系は膨張性成分の生成が速く、スラグ系セメントは遅いことがわかる。
<Expansion test just before collapse>
The hardened body just before the collapse had an expansion amount of 10% when the blast furnace slag cement: sand = 1: 3, and the expansion amount exceeded 20% when the blast furnace slag cement: sand = 1: 1. However, there was no difference in the number of days of disintegration between cured bodies with different amounts of sand. The blast furnace slag cement (Test Examples 1 to 7) was disintegrated in about one and a half years.
Regarding the alumina cement mortar (Test Examples 31 to 33), it collapsed in about two months. Also, in the alumina cement-based mortar, when the alumina cement-based cement: sand = 1: 3, the expansion amount exceeds 10%, and when the alumina cement-based cement: sand = 1: 1, the expansion amount exceeds 20%. It was.
From the above, it can be seen that the alumina cement system generates the expansive component quickly and the slag cement system is slow.
＜モデル計算式＞
高炉スラグ系セメントとアルミナセメント系セメントを体積比で混合し、そのときの膨張量を推定する方法をとった。
アルミナセメント系セメントの膨張量の式は、材齢x（日）および膨張量y（%）で以下のように表せる。
y = αx2 + βx + γ
尚、ここで、α、β、γは、アルミナ系セメントの配合条件から求められる定数である。
また、高炉スラグ系セメントの膨張量の式は、下記式で表せる。
y = α'x2 + β'x + γ'
尚、ここで、α'、β'、γ'は、高炉スラグ系セメントの配合条件から求められる定数である。
上記式より、高炉スラグ系セメントとアルミナセメント系セメントとを含有するセメントを用いて作製する硬化体の膨張量の予測式は、下記式で表せる。
0 ≦ x ≦48のとき、y = α'x2 + β'x + γ'+ C(αx2 + βx + γ)
x ＞ 48のとき、y = α'x2 + β'x + γ' + C
尚、Cは、アルミナセメント系セメントの配合率から求められる膨張量（％）であり、ここで、C = 10×アルミナセメント混合率（％）である。また、アルミナセメント系セメントを用いた場合は、４８日程度で自然崩壊しており、このときの膨張量を元にした。また、４８日でアルミナセメント系の膨張成分が全て反応しており、これ以上エトリンガイトを生成しないと仮定した。また、α、β、γは、材齢４３０日（高炉スラグ系セメントを用いて作製した硬化体が水中で膨張崩壊するまで期間）までの材齢（水中に浸されてる期間）と膨張率との関係のデータを用いて、２次の多項式近似を行い算出した。また、α’、β’、γ’は、材齢４８日（アルミナセメント系セメントを用いて作製した硬化体が水中で膨張崩壊するまでの期間）までの材齢（水中に浸されてる期間）と膨張率との関係のデータを用いて、２次の多項式近似を行い算出した。
例えば、アルミナセメント系セメント３０％＋高炉スラグ系セメント７０％の場合、アルミナセメント系が全体に及ぼす２ヶ月後の膨張量は（元の膨張量１０％）×３０％=３％となる。ここに高炉スラグ系の膨張量（元の膨張量×体積比）を足し合わせることでその供試体の膨張量となる。
もしセメント：砂が変わった場合でも、崩壊時期は変わらないことから、アルミナセメント系セメントの元の膨張量を２０％とすればよいとできる。
ただし、それぞれ高炉スラグ系セメントとアルミナセメント系セメントとを足し合わせる方法は、製造過程に手間と誤差を生じる。異なるのは、高炉スラグおよびアルミナセメントであるから、それぞれのセメントの体積比から逆算し、アルミナセメントの添加量で崩壊時期が調整できるスラグ系セメントの配合を算出した。モデル計算により求めた、配合割合と硬化体の自然崩壊時期の関係を表６に示す。
<Model calculation formula>
Blast furnace slag cement and alumina cement cement were mixed at a volume ratio and the amount of expansion at that time was estimated.
The expression of the expansion amount of the alumina cement-based cement can be expressed as follows in terms of age x (days) and expansion amount y (%).
y = αx 2 + βx + γ
Here, α, β, and γ are constants obtained from the blending conditions of the alumina-based cement.
Moreover, the expression of the expansion amount of the blast furnace slag cement can be expressed by the following expression.
y = α'x 2 + β'x + γ '
Here, α ′, β ′, and γ ′ are constants determined from the blending conditions of the blast furnace slag cement.
From the above formula, the formula for predicting the expansion amount of a hardened body produced using a cement containing a blast furnace slag cement and an alumina cement cement can be expressed by the following formula.
When 0 ≤ x ≤ 48, y = α'x 2 + β'x + γ '+ C (αx 2 + βx + γ)
When x > 48, y = α'x 2 + β'x + γ '+ C
C is an expansion amount (%) determined from the blending ratio of the alumina cement-based cement, where C = 10 × alumina cement mixing ratio (%). Moreover, when the alumina cement type cement was used, it spontaneously collapsed in about 48 days, and the expansion amount at this time was used as a basis. Further, it was assumed that all the expansion components of the alumina cement system had reacted in 48 days and no more ettringite was produced. Further, α, β, and γ are the age of material up to 430 days (period until a hardened body produced using blast furnace slag cement expands and collapses in water) and the expansion rate. Using the relationship data, a quadratic polynomial approximation was performed for calculation. Further, α ′, β ′, and γ ′ are material ages up to 48 days (period until a hardened body produced using alumina cement-based cement expands and collapses in water) (period of immersion in water) Using the data on the relationship between the coefficient of expansion and the coefficient of expansion, a second-order polynomial approximation was performed for calculation.
For example, in the case of 30% alumina cement cement + 70% blast furnace slag cement, the expansion amount after two months that the alumina cement system affects the whole is (original expansion amount 10%) × 30% = 3%. The expansion amount of the specimen is obtained by adding the expansion amount (original expansion amount × volume ratio) of the blast furnace slag system.
Even if the cement: sand changes, the disintegration time does not change, so it can be said that the original expansion amount of the alumina cement cement should be 20%.
However, the method of adding the blast furnace slag cement and the alumina cement cement each requires time and error in the manufacturing process. Since the difference is blast furnace slag and alumina cement, the calculation was made from the volume ratio of the respective cements, and the composition of the slag cement whose disintegration time can be adjusted by the addition amount of alumina cement was calculated. Table 6 shows the relationship between the blending ratio and the natural decay time of the cured product obtained by model calculation.
表６より、ポルトランドセメント及び／又はエコセメント、石膏、並びに高炉スラグからなる高炉スラグ系セメントと、アルミナセメントとからなる結合材を含有してなり、前記結合材が、アルミナセメントを０．２５〜１．２５質量％含有してなり、前記高炉スラグ系セメントが、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントを３０〜７２質量％、石膏を無水換算で２０〜５０質量％、高炉スラグを５〜３５質量％含有してなるセメント組成物から形成される硬化体は、水中において３ヶ月〜１年程度で自然崩壊し得ることがわかる。 From Table 6, it contains a binder made of portland cement and / or ecocement, gypsum, and blast furnace slag cement made of blast furnace slag, and alumina cement, and the binder is made from 0.25 to 0.25 alumina cement. The blast furnace slag-based cement contains 1.25% by mass of Portland cement and / or eco-cement, 30 to 72% by mass of gypsum, 20 to 50% by mass of gypsum, and 5 to 35% by mass of blast furnace slag. It turns out that the hardened | cured material formed from the cement composition formed can disintegrate naturally in water in about 3 months to 1 year.
Claims (3)
前記結合材は、アルミナセメントを０．２５〜１．２５質量％含有してなり、
前記高炉スラグ系セメントは、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントを３０〜７２質量％、石膏を無水換算で２０〜５０質量％、高炉スラグを５〜３５質量％含有してなることを特徴とする自然崩壊型硬化体用セメント組成物。 Portland cement and / or eco-cement, gypsum, and a blast furnace slag cement composed of blast furnace slag, and a binder composed of alumina cement,
The binder comprises 0.25 to 1.25% by mass of alumina cement,
The blast furnace slag cement contains 30 to 72% by mass of Portland cement and / or eco-cement, 20 to 50% by mass of gypsum, and 5 to 35% by mass of blast furnace slag. Cement composition for decay-type cured body.
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