JP2012206884A - Surface-modified anhydrous gypsum, cement composition made using the anhydrous gypsum, and method for producing the cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面改質無水石膏、該無水石膏を用いたセメント組成物及び該セメント組成物の製造方法に関し、特に可使時間を保持するとともに、施工後の強度発現性に優れる、表面改質無水石膏、該無水石膏を用いたセメント組成物及び該セメント組成物の製造方法
に関する。
The present invention relates to a surface-modified anhydrous gypsum, a cement composition using the anhydrous gypsum, and a method for producing the cement composition, and in particular, the surface-modified, which retains the pot life and is excellent in strength development after construction. The present invention relates to anhydrous gypsum, a cement composition using the anhydrous gypsum, and a method for producing the cement composition.
従来より、速硬セメントや超速硬コンクリートは、短時間で強度を発現させることができるため、道路工事等の補修等、種々の用途で使用されている。
具体的には、例えば、速硬セメントや超速硬セメントの多くは、外気温が５℃程度でも３時間後に所要の強度を発現するように設計されており、夏季期間等の高温雰囲気下では、その強度発現性はもっと短時間で発現される。
このように、従来の速硬セメントおよび超速硬セメントは、硬化時間が短いため、通常、種々の凝結遅延剤を適量添加しており、速硬セメントや超速硬セメントの凝結時間を調節して使用されている。
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。
Conventionally, fast-hardening cements and ultrafast-hardening concretes can be used to develop strength in a short time, and thus are used for various purposes such as repairs such as road works.
Specifically, for example, many of quick-hardening cements and ultra-fast-hardening cements are designed to develop the required strength after 3 hours even at an outside air temperature of about 5 ° C. Its strength development is expressed in a shorter time.
As described above, conventional fast-hardening cements and ultra-fast-hardening cements have a short setting time, and therefore, usually, appropriate amounts of various setting retarders are added to adjust the setting time of fast-hardening cements and ultrafast-hardening cements. Has been.
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.
超速硬セメントはカルシウムアルミネートと無水石膏を水とともに反応させることによりエトリンガイトを生成し、短時間で強度を発現させることができるものである。
無水石膏として天然品、フッ酸無水石膏などが使用されているが、その品質により可使時間、強度発現性に影響を与える。その原因として無水石膏からの硫酸イオンの溶出速度に差があるものと考えられ、硫酸イオンの溶出が早いものは可使時間が短くなり、早期強度発現性が低下する。
Ultrafast cement can produce ettringite by reacting calcium aluminate and anhydrous gypsum with water, and can develop strength in a short time.
Although natural products, hydrofluoric acid anhydrous gypsum, and the like are used as anhydrous gypsum, their working life and strength development are affected by their quality. The cause is considered to be a difference in the elution rate of sulfate ions from anhydrous gypsum. If the elution rate of sulfate ions is early, the pot life is shortened and the early strength development is reduced.
特開２００２−２８４５５５号公報（特許文献１）には、可使時間を確保することを目的としたセメント凝結促進剤が提案されており、具体的には、セメント水和反応を促進するアルミン酸、カルシウムアルミネート等の凝結促進剤の表面を、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸の脂肪酸や高級アルコール、パラフィン等の水に不溶なコーティング剤で被覆してなるセメント凝結促進剤が記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-284555 (Patent Document 1) proposes a cement setting accelerator for the purpose of securing the pot life, and specifically, aluminate that promotes cement hydration reaction. A cement setting accelerator is described in which the surface of a setting accelerator such as calcium aluminate is coated with a coating agent insoluble in water such as fatty acid of lauric acid, myristic acid, palmitic acid, higher alcohol, paraffin, etc. .
また、特開２００７−１７６７４４号公報（特許文献２）には、二水石膏で表面が被覆されてなる無水石膏からなる石膏とカルシウムアルミネートを有効成分とする速硬混和材が記載されており、好ましくは、更に、凝結遅延剤を含有する速硬混和材が提案されている。
しかし、これらの速硬性混和材をセメント組成物に用いても、可使時間は十分ではなく、また早期強度を含めた強度発現性の速硬性が十分ではなく、所望する性能を満足するものではない。
従って、可使時間が十分に確保できるとともに、早期強度発現性に優れる、セメント組成物が所望されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-176744 (Patent Document 2) describes a quick-setting admixture containing gypsum made of anhydrous gypsum whose surface is coated with dihydrate gypsum and calcium aluminate as active ingredients. Preferably, further, a quick-hardening admixture containing a setting retarder has been proposed.
However, even when these fast-curing admixtures are used in cement compositions, the pot life is not sufficient, and the fast-curing property of strength development including early strength is not sufficient, so that the desired performance is not satisfied. Absent.
Therefore, a cement composition that can sufficiently ensure the pot life and is excellent in early strength development is desired.
本発明の目的は、上記問題を解決し、可使時間を十分に確保することができ、実質的には速硬性に影響を及ぼさず、施工後は早期強度発現性に優れる、セメント混和材である表面改質無水石膏、該無水石膏を用いたセメント組成物及び該セメント組成物の製造方法を提供することである。 The object of the present invention is a cement admixture that can solve the above-mentioned problems and can ensure a sufficient pot life, substantially does not affect the fast-curing property, and is excellent in early strength development after construction. It is to provide a certain surface-modified anhydrous gypsum, a cement composition using the anhydrous gypsum, and a method for producing the cement composition.
本発明は、速硬系セメントに用いる無水石膏にあらかじめ特定の表面改質を施すことで、可使時間を確保するとともに、施工後には強度発現性に優れることを見出したものである。 In the present invention, it has been found that by performing a specific surface modification on anhydrous gypsum used for fast-curing cement in advance, the pot life can be ensured and the strength development is excellent after construction.
すなわち、本発明の表面改質無水石膏材は、無水石膏の表面を、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆してなることを特徴とする、表面改質無水石膏材である。
好適には、上記グリコールエーテル類はジエチレングリコールである。
That is, the surface-modified anhydrous gypsum material of the present invention has a surface of anhydrous gypsum represented by the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A surface-modified anhydrous gypsum material, characterized in that it is a group, a propyl group or an isopropyl group, and n is an integer of 2 to 10 and is coated with a glycol ether having a melting point of 0 ° C. or lower. It is.
Preferably, the glycol ether is diethylene glycol.
また、本発明のセメント組成物は、無水石膏の表面を、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆してなる表面改質無水石膏材と、速硬性クリンカー粉砕物とを含有することを特徴とする、セメント組成物である。
好適には、表面改質無水石膏材は、速硬性クリンカー粉砕物１００質量部に対して、５〜３０質量部の割合で含有される。
Moreover, the cement composition of the present invention has a surface of anhydrous gypsum represented by the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A surface-modified anhydrous gypsum material coated with a glycol ether having a melting point of 0 ° C. or lower, and a quick-hardening clinker pulverization It is a cement composition characterized by containing a thing.
Preferably, the surface-modified anhydrous gypsum material is contained in a proportion of 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fast-curing clinker pulverized product.
更に、本発明のセメント組成物の製造方法は、無水石膏と、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類とを混合して、該無水石膏の表面に該グリコールエーテル類を被覆して表面改質無水石膏材を得、該表面改質無水石膏材を速硬性クリンカー粉砕物と混合することを特徴とする、セメント組成物の製造方法である。
好適には、表面改質無水石膏材は、速硬性クリンカー粉砕物１００質量部に対して、５〜３０質量部の割合で添加される。
Furthermore, the method for producing the cement composition of the present invention comprises anhydrous gypsum and the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A glycol ether having a melting point of 0 ° C. or less and mixing the glycol ethers on the surface of the anhydrous gypsum. A method for producing a cement composition comprising coating a surface-modified anhydrous gypsum material and mixing the surface-modified anhydrous gypsum material with a pulverized fast-hardening clinker.
Preferably, the surface-modified anhydrous gypsum material is added at a ratio of 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fast-curing clinker pulverized product.
本発明の表面改質無水石膏材によれば、速硬性セメント組成物の施工に十分な可使時間を確保することができ、施工性を向上させることができるとともに、施工後には、急速な強度発現性を有することができる。具体的には、下記する試験方法で測定したフロー値が２００ｍｍ、ハンドリングタイムは２０分以上で、且つ、３時間圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であることを実現することができる。
また、可使時間も比較的容易に調節できることとなる。
従って、道路や鉄道等の緊急工事や止水工事に有効に用いることができる。
According to the surface-modified anhydrous gypsum material of the present invention, it is possible to ensure a sufficient pot life for the construction of the fast-curing cement composition, improve workability, and, after construction, rapid strength It can have expression. Specifically, it is possible to realize that the flow value measured by the test method described below is 200 mm, the handling time is 20 minutes or more, and the 3-hour compression strength is 20 N / mm 2 or more.
In addition, the pot life can be adjusted relatively easily.
Therefore, it can be effectively used for emergency construction such as roads and railways and water stop construction.
本発明を以下の一例の形態により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の表面改質無水石膏材は、無水石膏の表面を、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆してなる、表面改質無水石膏材である。
The present invention will be described by way of the following examples, but is not limited thereto.
The surface-modified anhydrous gypsum material of the present invention has a surface of anhydrous gypsum represented by the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl And a propyl group or an isopropyl group, and n represents an integer of 2 to 10) and is coated with glycol ethers having a melting point of 0 ° C. or less.
表面無水石膏材に用いることができる無水石膏としては、任意の無水石膏を用いることができ、例えば天然品の無水石膏、フッ酸を製造する際に算出されるフッ酸無水石膏等が例示できる。
また、無水石膏の粒子の大きさは、特に制限されず、通常用いられる無水石膏であれば問題は特に生じない。
好ましくは、ブレーン比表面積４０００〜８０００ｃｍ２／ｇのものが強度発現性の点から望ましい。
As the anhydrous gypsum that can be used for the surface anhydrous gypsum material, any anhydrous gypsum can be used, and examples thereof include natural anhydrous gypsum and hydrofluoric acid anhydrous gypsum calculated when producing hydrofluoric acid.
The size of the anhydrous gypsum particles is not particularly limited, and there is no particular problem as long as it is a commonly used anhydrous gypsum.
Preferably, a Blaine specific surface area of 4000 to 8000 cm 2 / g is desirable from the viewpoint of strength development.
表面改質無水石膏は、無水石膏の表面を、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆されているものである。
可使時間や早期強度発現性は、無水石膏からの硫酸イオンの溶出が関係しているので、被覆面積や被覆厚みにより調整することも可能である。即ち、被覆面積が多くなればなるほど、また被覆厚みが厚くなればなるほど、可使時間は長くなり、また早期強度発現性も大きくなる。
無水石膏の表面は、全面が前記グリコールエーテル類で被覆されていることが、硫酸イオン溶出の抑制の点から望ましいが、無水石膏の表面の一部が該エーテルで被覆され、使用する表面改質無水石膏全体の表面が９０％以上、該エーテルで被覆されていれば、十分な可使時間の確保と早期強度発現性を発現することができる。
The surface-modified anhydrous gypsum has the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A propyl group or an isopropyl group, and n represents an integer of 2 to 10) and is coated with a glycol ether having a melting point of 0 ° C. or lower.
The pot life and early strength development are related to elution of sulfate ions from anhydrous gypsum, and can be adjusted by the coating area and coating thickness. That is, the longer the coating area and the thicker the coating, the longer the pot life and the early strength development.
The surface of the anhydrous gypsum is preferably coated with the glycol ethers from the viewpoint of suppression of sulfate ion elution, but a part of the surface of the anhydrous gypsum is coated with the ether, and the surface modification used If the surface of the entire anhydrous gypsum is coated with 90% or more of the ether, sufficient pot life can be secured and early strength development can be achieved.
具体的には、無水石膏１００質量部に対して、上記グリコールエーテル類を０．１〜２．０質量部配合して、被覆する。
該グリコールエーテル類が０．１質量部未満であると、無水石膏の表面を十分に被覆することができず、十分な可使時間の確保が難しくなる場合があり、好ましくない。
一方、該グリコールエーテル類が２．０質量部より多くなると早期強度発現性に支障が生じる場合があり好ましくない。
Specifically, 0.1 to 2.0 parts by mass of the glycol ether is added to 100 parts by mass of anhydrous gypsum and coated.
When the glycol ether is less than 0.1 part by mass, the surface of anhydrous gypsum cannot be sufficiently covered, and it may be difficult to ensure a sufficient pot life, which is not preferable.
On the other hand, if the amount of the glycol ether is more than 2.0 parts by mass, the early strength development may be hindered.
エーテルとしては、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆されているものを用いる。
具体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、
ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル等が例示できる。
上記式中のアルキル基、シクロアルキル基は特に限定されないが、得られるグリコールエーテル類の融点が０℃以下である必要がある。
融点が０℃以下でないと、グリコールエーテル類の常温における粘度が大きくなりすぎ、散布等による被覆が困難となるからである。
なお、該グリコールエーテル類は、水溶液の形態では用いられない。
As ether, the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A propyl group or an isopropyl group, and n is an integer of 2 to 10) and a melting point of 0.degree.
Specifically, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol,
Diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether,
Polyethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol Methyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyoxyalkylene monoalkyl ether can be exemplified.
The alkyl group and cycloalkyl group in the above formula are not particularly limited, but the melting point of the obtained glycol ethers needs to be 0 ° C. or less.
If the melting point is not lower than 0 ° C., the viscosity of the glycol ethers at room temperature becomes too high, and coating by spraying or the like becomes difficult.
The glycol ethers are not used in the form of an aqueous solution.
無水石膏に該グリコールエーテル類を被覆する方法は、特に限定されず、例えば、無水石膏に該グリコールエーテル類を添加して混合する方法が例示できる。混合は、ヘンシェルミキサ、オムニミキサ、Ｖ型ミキサやナウターミキサ等の通常混合に使用している装置を用いて、該エーテルを少しずつ添加しながら、例えば噴霧添加しながら混合することができる。
これにより、無水石膏の表面を、該グリコールエーテル類が均一に被覆することが可能となる。
A method for coating anhydrous gypsum with the glycol ethers is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the glycol ethers are added to and mixed with anhydrous gypsum. Mixing can be performed while adding the ether little by little, for example, by spraying, using an apparatus used for normal mixing such as a Henschel mixer, an omni mixer, a V-type mixer, or a Nauter mixer.
Thereby, the glycol ethers can uniformly coat the surface of anhydrous gypsum.
本発明のセメント組成物は、上記本発明の表面改質無水石膏材と、速硬性クリンカー粉砕物とを含有する。
速硬性クリンカー粉砕物としては、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３系、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２系（ＸはＦ等のハロゲン元素）、３ＣａＯ・３Ａｌ２ Ｏ３ ・ＣａＳＯ４系等の任意の速硬性クリンカー粉砕物が挙げられ、アルミナセメントも含まれる。
該速硬性クリンカー粉砕物は、例えばブレーン比表面積が４０００ 〜６０００ｃｍ２／ｇの粉砕物を好適に使用できる。
これらの速硬性クリンカー粉砕物を単独または２種以上で用いることができる。
該表面改質無水石膏材と、速硬性クリンカー粉砕物との配合は、速硬性クリンカー粉砕物１００質量部に対して、表面改質無水石膏材を５〜３０質量部配合することが、強度発現性の点から好ましい。表面改質無水石膏材が５質量部未満であると、強度発現性が低下となり好ましくなく、一方３０質量部を越えると、異常膨張の原因となり好ましくない。
The cement composition of the present invention contains the surface-modified anhydrous gypsum material of the present invention and a pulverized fast-hardening clinker.
As the fast-curing clinker pulverized product , any of 12CaO · 7Al 2 O 3 series , 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 series (X is a halogen element such as F), 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4 series, etc. Examples include a fast-cured clinker pulverized product, and alumina cement is also included.
As the fast-hardening clinker pulverized product, for example, a pulverized product having a brain specific surface area of 4000 to 6000 cm 2 / g can be preferably used.
These fast-curing clinker pulverized products can be used alone or in combination of two or more.
The surface-modified anhydrous gypsum material and the fast-curing clinker pulverized product are blended with 5 to 30 parts by mass of the surface-modified anhydrous gypsum material with respect to 100 parts by mass of the fast-curing clinker pulverized product. From the viewpoint of sex. If the surface-modified anhydrous gypsum material is less than 5 parts by mass, the strength development is undesirably lowered. On the other hand, if it exceeds 30 parts by mass, abnormal expansion may be caused.
更に、本発明のセメント組成物には、表面改質無水石膏、速硬性クリンカー粉砕物に加えて、更に凝結遅延剤や減水剤を含むことが可能である。
凝結遅延剤としては、例えば、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸及びその塩や、リン酸やホウ酸及びその塩等を例示できる、
該凝結遅延剤を含有することで、更に可使時間を長くして十分に確保することができる。
また減水剤としては、例えばポリオール複合体、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ナフタレン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系等を例示できる。
減水剤を含むことで、モルタル、コンクリートのワーカビリティが向上し、所要のコンシシテンシーおよび強度を得るのに必要な単位水量および単位セメント量を減少させ、材料の分離傾向も減少することができる。
Furthermore, the cement composition of the present invention can further contain a setting retarder and a water reducing agent in addition to the surface-modified anhydrite and the quick-hardening clinker pulverized product.
Examples of the setting retarder include oxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid and gluconic acid and salts thereof, and phosphoric acid and boric acid and salts thereof.
By containing the setting retarder, the pot life can be further increased and sufficiently secured.
Examples of water reducing agents include polyol complexes, lignin sulfonates, oxycarboxylates, naphthalene-based, melamine-based, aminosulfonic acid-based, and polycarboxylic acid-based compounds.
By including a water reducing agent, the workability of mortar and concrete can be improved, the amount of unit water and unit cement required to obtain the required consistency and strength can be reduced, and the separation tendency of materials can also be reduced. .
さらにこれ以外の成分として、高炉水砕スラグ微粉末、石灰石微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、ニ水石膏、半水石膏等の一般的なセメント用混和材を組み合わせても良い。 Further, as other components, general cement admixtures such as blast furnace granulated slag fine powder, limestone fine powder, fly ash, silica fume, dihydrate gypsum, and hemihydrate gypsum may be combined.
また、セメント組成物には骨材を含んでいてもよく、骨材としては、細骨材及び粗骨材が挙げられる。ここで、セメントに、骨材として細骨材のみを加えたものは通常モルタルと呼ばれ、骨材として粗骨材と細骨材との両方を加えたものは通常コンクリートと呼ばれる。
ここでセメント組成物には、セメント、モルタル、コンクリートが含まれる。
Moreover, the cement composition may contain an aggregate, and examples of the aggregate include fine aggregate and coarse aggregate. Here, what added only the fine aggregate as an aggregate to cement is usually called mortar, and what added both coarse aggregate and fine aggregate as aggregate is usually called concrete.
Here, the cement composition includes cement, mortar, and concrete.
細骨材としては、陸砂（山砂）、海砂、川砂、砕砂、珪砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材、銅スラグ細骨材、フェロクロム細骨材、人工軽量細骨材、再生細骨材、溶融スラグ細骨材等が挙げられる。粗骨材としては、陸砂利（山砂利）、海砂利、川砂利、砕石、高炉スラグ粗骨材、人工軽量粗骨材、再生粗骨材、溶融スラグ粗骨材等が挙げられる。 Fine aggregates include land sand (mountain sand), sea sand, river sand, crushed sand, quartz sand, blast furnace slag fine aggregate, ferronickel slag fine aggregate, electric furnace oxidized slag fine aggregate, copper slag fine aggregate, ferrochrome. Examples include fine aggregates, artificial lightweight fine aggregates, recycled fine aggregates, and molten slag fine aggregates. Examples of the coarse aggregate include land gravel (mountain gravel), sea gravel, river gravel, crushed stone, blast furnace slag coarse aggregate, artificial lightweight coarse aggregate, recycled coarse aggregate, molten slag coarse aggregate and the like.
また繊維、増粘剤、起泡剤、着色剤、防錆材、防凍剤等の添加材を、本発明の上記効果を実質的に阻害しない範囲で含むことも可能である。 It is also possible to include additives such as fibers, thickeners, foaming agents, colorants, rust preventives, and antifreezes, as long as the effects of the present invention are not substantially impaired.
本発明のセメント組成物は、無水石膏と、次の一般式；
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類とを混合して、該無水石膏の表面に該グリコールエーテル類を被覆して表面改質無水石膏材を得た後に、該表面改質無水石膏材を速硬性クリンカー粉砕物と混合して製造する。
この方法により、有効に容易に本発明のセメント組成物を製造することができる。
The cement composition of the present invention comprises anhydrous gypsum and the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A glycol ether having a melting point of 0 ° C. or less and mixing the glycol ethers on the surface of the anhydrous gypsum. After the surface-modified anhydrous gypsum material is obtained by coating, the surface-modified anhydrous gypsum material is mixed with a fast-cured clinker pulverized product.
By this method, the cement composition of the present invention can be produced effectively and easily.
表面改質無水石膏材と速硬性クリンカー粉砕物とを混合する際に、上記骨材や添加材や水を施工時に混合してもよいが、好ましくは表面改質無水石膏材と速硬性クリンカー粉砕物とを混合する際には、上記骨材や添加材を予め混合して粉末成分を混合した材料と水とを混合することが、施工現場での計量手間や計量ミスをなくす点で望ましい。
粉末成分を予め混合する装置としては、均一に混合できるものであれば特に限定されず、既存の任意の装置を使用でき、例えば、ヘンシェルミキサ、オムニミキサ、Ｖ型ミキサやナウターミキサ等が挙げられる。
When mixing the surface-modified anhydrous gypsum material and the fast-curing clinker pulverized product, the above-mentioned aggregate, additive and water may be mixed at the time of construction. When mixing an object, it is desirable to mix the above-mentioned aggregate or additive in advance and the material mixed with the powder component and water from the viewpoint of eliminating measurement labor and measurement errors at the construction site.
The apparatus for mixing the powder component in advance is not particularly limited as long as it can be uniformly mixed, and any existing apparatus can be used, and examples thereof include a Henschel mixer, an omni mixer, a V-type mixer, and a Nauter mixer.
該表面改質無水石膏材と、速硬性クリンカー粉砕物との配合は、上記の割合で配合することが好ましい。 The surface-modified anhydrous gypsum material and the fast-cured clinker pulverized product are preferably blended in the above ratio.
また、セメント組成物を施工する際には、適量な水と混合するが、水は、セメント等の硬化に悪影響を及ぼす成分を含有していなければ、水道水や地下水、河川水等の水を用いることができ、例えば、「ＪＩＳ Ａ ５３０８ 付属書９ レディーミクストコンクリートの練混ぜに用いる水」に適合するものが好ましい。
当該水の量は、特に限定されないが、通常、水／セメント質量比が、０．３〜０．６、好ましくは０．３５〜０．５５となるように添加調整される。これにより、上記効果をより有効に発現させることができる。
即ち、本発明により、下記試験方法で測定したフロー値が２００ｍｍ、ハンドリングタイムは２０分以上で、且つ、３時間圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であることを実現することができる。
また、十分な可使時間を確保して、施工を容易にするとともに、施工後には、早期に強度を発現することを可能にすることができる。
When constructing a cement composition, mix it with an appropriate amount of water. If the water does not contain components that adversely affect the hardening of cement, etc., tap water, groundwater, river water, etc. For example, those suitable for “JIS A 5308 Appendix 9 Water used for mixing ready mixed concrete” are preferable.
The amount of the water is not particularly limited, but is usually adjusted so that the water / cement mass ratio is 0.3 to 0.6, preferably 0.35 to 0.55. Thereby, the said effect can be expressed more effectively.
That is, according to the present invention, it is possible to realize that the flow value measured by the following test method is 200 mm, the handling time is 20 minutes or more, and the 3-hour compressive strength is 20 N / mm 2 or more.
In addition, it is possible to secure sufficient pot life and facilitate the construction, and to make it possible to develop strength at an early stage after the construction.
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
使用材料
・無水石膏（フッ酸無水石膏）：ブレーン比表面積５５００ｃｍ２／ｇ
・ジエチレングリコール：関東化学株式会社製特級試薬 純度９９．５％以上
融点 −６．５℃
・ＤＳＲ−３５０：ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル
ＡＤＥＫＡ製 純度９９％以上
・ジェットセメントクリンカー粉砕物：ブレーン比表面積４４００ｃｍ２／ｇ、
住友大阪セメント株式会社製
・珪砂６号
・マイティ１５０：ナフタレンスルホン酸塩減水剤、花王株式会社製
・クエン酸：関東化学株式会社製特級試薬
・水：水道水
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
Materials used: Anhydrous gypsum (hydrofluoric acid anhydrous gypsum): Blaine specific surface area 5500 cm 2 / g
・ Diethylene glycol: Special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. Purity 99.5% or more
Melting point -6.5 ° C
DSR-350: polyoxyalkylene monoalkyl ether
ADEKA purity 99% or more ・ Jet cement clinker pulverized product: Blaine specific surface area 4400 cm 2 / g,
Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., Silica sand No. 6, Mighty 150: Naphthalene sulfonate water reducing agent, Kao Co., Ltd., Citric acid: Kanto Chemical Co., Ltd. special grade reagent, Water: Tap water
（実施例１〜２）
無水石膏（フッ酸無水石膏）１００質量部に、ジエチレングリコール又はＤＳＲ−３５０を０．５質量部噴霧添加しながら、それぞれロッキングミキサにて６時間混合して、該無水石膏に、改質材としてのジエチレングリコール又はＤＳＲ−３５０を被覆させて、表面改質無水石膏を得た。
(Examples 1-2)
While adding 0.5 parts by mass of diethylene glycol or DSR-350 to 100 parts by mass of anhydrous gypsum (hydrofluoric anhydride gypsum), each was mixed with a rocking mixer for 6 hours, and the anhydrous gypsum was used as a modifier. Diethylene glycol or DSR-350 was coated to obtain surface-modified anhydrous gypsum.
得られた改質無水石膏１６．５質量部と、ジェットセメントクリンカー粉砕物を８３．５質量部混合して、超速硬セメント（ジェットセメント）を製造し、更に該超速硬セメント１００質量部に対して、珪砂６号を１２０質量部混合して、モルタルプレミクス製品を製造した。 16.5 parts by mass of the obtained modified anhydrous gypsum and 83.5 parts by mass of the pulverized jet cement clinker were mixed to produce a super fast hard cement (jet cement), and further to 100 parts by weight of the super fast hard cement. Then, 120 parts by mass of silica sand 6 was mixed to produce a mortar premix product.
温度２０℃で、該各モルタルプレミクス製品２．２ｋｇに対して、水を３６０ｇ、マイティ１５０を２０ｇ、クエン酸３ｇを、ホバートミキサを用いて１分間混練を行い、それぞれモルタルを調製した。 At a temperature of 20 ° C., 360 g of water, 20 g of mighty 150 and 3 g of citric acid were kneaded for 1 minute using a Hobart mixer to 2.2 kg of each mortar premix product to prepare mortars.
（比較例１）
無水石膏に表面改質を施さないで、無水石膏をそのまま用いてモルタルプレミクス製品を製造した以外は、実施例１と同様にして、モルタルを調製した。
(Comparative Example 1)
Mortar was prepared in the same manner as in Example 1 except that anhydrous gypsum was used as it was to produce a mortar premix product without applying surface modification to the anhydrous gypsum.
（比較例２）
０．５質量部のジエチレングリコール又はＤＳＲ−３５０の代わりに、１．０質量部の水を用いて、無水石膏を改質した以外は、実施例１と同様にして、モルタルを調製した。
(Comparative Example 2)
Mortar was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.0 part by mass of water was used instead of 0.5 part by mass of diethylene glycol or DSR-350, and the anhydrous gypsum was modified.
（比較例３〜４）
無水石膏１６．５質量部と、ジェットセメントクリンカー粉砕物を８３．５質量部混合して、超速硬セメント（ジェットセメント）を製造し、更に該超速硬セメント１００質量部に対して、珪砂６号を１２０質量部混合して、モルタルプレミクス製品を製造した。
次いで、温度２０℃で、該モルタルプレミクス製品２．２ｋｇに対して、ジエチレングリコール又はＤＳＲ３５０をそれぞれ０．８３ｇ、水を３６０ｇ、マイティ１５０を２０ｇ、クエン酸３ｇを、ホバートミキサを用いて１分間混練を行い、それぞれモルタルを調製した。
(Comparative Examples 3-4)
16.5 parts by mass of anhydrous gypsum and 83.5 parts by mass of the pulverized jet cement clinker are mixed to produce a super fast cement (jet cement). Was mixed to prepare a mortar premix product.
Next, at a temperature of 20 ° C., 0.83 g of diethylene glycol or DSR350, 360 g of water, 20 g of mighty 150, and 3 g of citric acid were kneaded with a Hobart mixer for 1 minute with 2.2 kg of the mortar premix product. The mortar was prepared for each.
（試験例）
上記実施例１〜２及び比較例１〜４で得られた各モルタルを用いて、フロー値、ハンドリングタイム、３時間圧縮強度試験を測定した。
その結果を下記表１に示す。
(Test example)
Using each mortar obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4, a flow value, a handling time, and a 3-hour compressive strength test were measured.
The results are shown in Table 1 below.
但し、各試験は以下に示す方法で実施した。
（１）フロー値：アクリル板上に置いたＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定するフローコーンに、各モルタルを流し込み、該フローコーンを引き上げた後の各モルタルの広がりをフロー値として測定した。
（２）ハンドリングタイム：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定するセメントペースト容器に、各モルタルを流し込み、ビガー針装置の先端に径１インチ、高さ２インチの円錐コーンを取り付けたもので、コーンの針入深さが１．５ｍｍとなる時間をハンドリングタイムとして測定した。
（３）３時間圧縮強度：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定する強さ試験に準じて、材齢３時間でのモルタルの圧縮強度を測定した。
However, each test was implemented by the method shown below.
(1) Flow value: Each mortar was poured into a flow cone defined in JIS R 5201 placed on an acrylic plate, and the spread of each mortar after the flow cone was pulled up was measured as a flow value.
(2) Handling time: Each mortar is poured into a cement paste container specified in JIS R 5201, and a cone cone having a diameter of 1 inch and a height of 2 inches is attached to the tip of a bigger needle device. Was measured as the handling time.
(3) 3-hour compressive strength: According to the strength test specified in JIS R 5201, the compressive strength of mortar at a material age of 3 hours was measured.
上記表１の結果から、本発明の実施例においては、フロー値が比較例１と比べて大きく、またハンドリングタイムも増加し、更には３時間圧縮強度も増進していることが明確であり、施工時の適切なモルタルの軟度、可使時間の確保が可能となり、施工後もより高い強度を発現することができることが可能となる。具合的には、本発明によれば、フロー値が２００ｍｍ、ハンドリングタイムは２０分以上で、且つ、３時間圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であることを実現することができる。 From the results of Table 1 above, in the examples of the present invention, it is clear that the flow value is larger than that of Comparative Example 1, the handling time is increased, and further, the compression strength is increased for 3 hours, Appropriate mortar softness and pot life during construction can be ensured, and higher strength can be developed even after construction. Specifically, according to the present invention, it is possible to realize that the flow value is 200 mm, the handling time is 20 minutes or more, and the 3-hour compression strength is 20 N / mm 2 or more.
また、水で無水石膏を改質した比較例では、実施例と比較して、ハンドリングタイム及び３時間圧縮強度に劣ることがわかる。
更に、無水石膏を予めジエチレングリコールやＤＳＲ−３５０で改質せず、モルタルを調製する際にジエチレングルコールやＤＳＲ−３５０を添加（後添加）しても、実施例と比較して、ハンドリングタイム及び３時間圧縮強度に劣ることがわかる。
Moreover, in the comparative example which modified the anhydrous gypsum with water, it turns out that it is inferior to handling time and 3-hour compressive strength compared with an Example.
Furthermore, the anhydrous gypsum was not modified with diethylene glycol or DSR-350 in advance, and even when diethylene glycol or DSR-350 was added (post-addition) when preparing the mortar, the handling time and It can be seen that the compression strength is inferior for 3 hours.
本発明は、橋梁、ビル、道路、トンネル等の建築・土木分野におけるコンクリート構造物の緊急工事等の補修工事に有効に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for repair work such as emergency work for concrete structures in the field of construction and civil engineering such as bridges, buildings, roads, and tunnels.
Claims (6)
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆してなることを特徴とする、表面改質無水石膏材。 The surface of anhydrous gypsum is represented by the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A surface-modified anhydrous gypsum material, characterized in that it is a group, a propyl group or an isopropyl group, and n is an integer of 2 to 10 and is coated with a glycol ether having a melting point of 0 ° C. or lower. .
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類で被覆してなる表面改質無水石膏材と、速硬性クリンカー粉砕物とを含有することを特徴とする、セメント組成物。 The surface of anhydrous gypsum is represented by the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A surface-modified anhydrous gypsum material coated with a glycol ether having a melting point of 0 ° C. or lower, and a quick-hardening clinker pulverization A cement composition characterized by containing a product.
Ｒ１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ２ ・・・（１）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素、アルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２は同一のものであっても異なったものであってもよく、Ａはエチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、ｎは２〜１０の整数を示す）で表され且つ融点が０℃以下のグリコールエーテル類とを混合して、該無水石膏の表面に該グリコールエーテル類を被覆して表面改質無水石膏材を得、該表面改質無水石膏材を速硬性クリンカー粉砕物と混合することを特徴とする、セメント組成物の製造方法。 Anhydrous gypsum and the following general formula:
R 1 O (AO) n R 2 (1)
Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group, R 1 and R 2 may be the same or different, and A is ethyl A glycol ether having a melting point of 0 ° C. or less and mixing the glycol ethers on the surface of the anhydrous gypsum. A method for producing a cement composition, comprising coating to obtain a surface-modified anhydrous gypsum material, and mixing the surface-modified anhydrous gypsum material with a pulverized fast-hardening clinker.
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