JP2015034116A - Cement clinker, and cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメントクリンカ及びセメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement clinker and a cement composition.
橋梁、道路等の舗装コンクリート、特に、供用中の道路の舗装コンクリートの補修に用いられるコンクリートやモルタルには、早期に交通を再開する必要性から、打設後短期間で所望の強度が得られることが求められる。
打設後短時間でセメント硬化物の所望の強度を得るために、従来から、超速硬セメントや超早強ポルトランドセメント等を用いたセメント組成物が用いられている。
Pavement concrete such as bridges and roads, especially concrete and mortar used for repairing in-service road pavement concrete, can obtain the desired strength in a short period of time after placement because it is necessary to restart traffic early. Is required.
In order to obtain the desired strength of the hardened cement in a short time after placing, a cement composition using an ultrafast cement, an ultrafast cement Portland cement or the like has been used.
例えば、特許文献１には、超速硬セメントを用いたセメント組成物が記載されている。
しかし、超速硬セメントは、比較的短時間で所望の強度が得られるが、混練後短時間で硬化が進んでしまうことから、混練から打設までの間に流動性が低下してしまい、作業性が悪い。
For example, Patent Document 1 describes a cement composition using a super-hard cement.
However, the ultra-fast cement can obtain the desired strength in a relatively short time, but since the hardening proceeds in a short time after kneading, the fluidity decreases from kneading to placing, and the work The nature is bad.
特許文献２には、超早強ポルトランドセメント等を用いたセメント組成物が記載されている。超早強ポルトランドセメントは、超速硬セメントよりも長時間流動性は保持できるものの、超速硬セメントよりは所望の強度が得られるまでの時間が長い。そのため、流動性の保持と短期間での強度発現性とを得るために亜硝酸カルシウム等の添加剤をセメント組成物に配合する必要があり、コストがかかる。 Patent Document 2 describes a cement composition using ultra-high strength Portland cement or the like. Although ultra-high strength Portland cement can maintain fluidity for a longer time than ultra-high speed cement, it takes a longer time to obtain a desired strength than ultra-high speed cement. Therefore, it is necessary to add an additive such as calcium nitrite to the cement composition in order to obtain fluidity retention and strength development in a short period of time, which is costly.
特許文献３には、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3、３ＣａＯ・ＳｉＯ2及び遊離酸化カルシウムの含有量が特定の範囲であるセメントクリンカを用いることで、添加剤等を用いなくても、普通ポルトランドセメントと同等の流動性と、比較的短時間で所望の強度が得られる強度発現性とを備えたセメント組成物が記載されている。しかし、特許文献３のセメント組成物は、混練直後の流動性は確保できても、流動性をある程度の時間保持することは困難である。 Patent Document 3 uses a cement clinker having a specific content of 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 , 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 , 3CaO · SiO 2 and free calcium oxide. Thus, a cement composition having fluidity equivalent to that of ordinary Portland cement and strength development capable of obtaining a desired strength in a relatively short time without using additives or the like is described. However, although the cement composition of Patent Document 3 can secure the fluidity immediately after kneading, it is difficult to maintain the fluidity for a certain period of time.
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、添加剤等を用いなくても流動性を比較的長く保持でき且つ比較的短時間で所望の強度が得られるセメントクリンカ及びセメント組成物を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can maintain fluidity for a relatively long time without using an additive or the like, and a desired strength can be obtained in a relatively short time. It is an object to provide a cement clinker and a cement composition.
本発明に係るセメントクリンカは、
３ＣａＯ・ＳｉＯ2を３０質量％以上７０質量％以下、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2を５質量％以上２０質量％以下含み、且つ、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3が５質量％以下である。
The cement clinker according to the present invention is:
3CaO · SiO 2 is contained in an amount of 30% by mass to 70% by mass, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 is contained in an amount of 5% by mass to 20% by mass, and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 is 5% by mass. % Or less.
本発明のセメントクリンカは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2を３０質量％以上７０質量％以下、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2を５質量％以上２０質量％以下含み、且つ、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3が５質量％以下であることにより、セメント組成物とした場合に添加剤を配合することなく、流動性を比較的長時間保持でき、且つ比較的短時間で所望の強度が得られる。 The cement clinker of the present invention contains 3CaO · SiO 2 in an amount of 30% by mass to 70% by mass, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 in an amount of 5% by mass to 20% by mass, and 4CaO · Al 2 O 3 · When Fe 2 O 3 is 5% by mass or less, the flowability can be maintained for a relatively long time without adding an additive in the case of a cement composition, and a desired strength can be obtained in a relatively short time. It is done.
本発明のセメントクリンカは、遊離酸化カルシウムの含有量が１質量％未満であってもよい。 The cement clinker of the present invention may have a free calcium oxide content of less than 1% by mass.
遊離酸化カルシウムの含有量が１質量％未満である場合には、強度の低下を抑制しうるため、短時間における所望の強度がより得られやすい。 When the content of free calcium oxide is less than 1% by mass, a decrease in strength can be suppressed, and thus a desired strength in a short time can be more easily obtained.
本発明のセメント組成物は、前記セメントクリンカと石膏とを含む。 The cement composition of the present invention includes the cement clinker and gypsum.
本発明のセメント組成物において、前記石膏は、ＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比が１以上２以下となるように含まれている。 In the cement composition of the present invention, the gypsum is contained so that the molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 is 1 or more and 2 or less.
前記石膏が、ＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比が１以上２以下となるように含まれていることで、流動性をより長く保持でき、且つより短時間で所望の強度が得られる。 When the gypsum is contained so that the molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 is 1 or more and 2 or less, the fluidity can be maintained for a longer time and a desired strength can be obtained in a shorter time.
本発明によれば、添加剤等を用いなくても、流動性を比較的長く保持でき且つ比較的短時間で所望の強度が得られるセメントクリンカ及びセメント組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cement clinker and a cement composition that can maintain fluidity for a relatively long time without using an additive or the like and can obtain a desired strength in a relatively short time.
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、セメントクリンカについて説明する。
本実施形態のセメントクリンカは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2を３０質量％以上７０質量％以下、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2を５質量％以上２０質量％以下含み、且つ４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3が５質量％以下である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
First, the cement clinker will be described.
The cement clinker of this embodiment contains 3CaO · SiO 2 in an amount of 30% by mass to 70% by mass, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 in an amount of 5% by mass to 20% by mass, and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 is not more than 5 wt%.
セメントクリンカ中に含まれる化合物の含有量が前記範囲である場合には、かかるセメントクリンカを含むセメント組成物の流動性を比較的長時間保持できると同時に、比較的短時間で硬化体の強度を所望の範囲にさせることができる。 When the content of the compound contained in the cement clinker is within the above range, the fluidity of the cement composition containing the cement clinker can be maintained for a relatively long time, and at the same time, the strength of the cured body can be increased in a relatively short time. The desired range can be obtained.
より具体的には、本実施形態のセメントクリンカは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2（以下Ｃ3Ｓともいう。）が３０質量％以上７０質量％以下、好ましくは、３０質量％を超えて７０質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以上７０質量％以下含まれている。
また、本実施形態のセメントクリンカは、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2（以下Ｃ11Ａ7ＣａＦ2ともいう。）が５質量％以上２０質量％以下、好ましくは５質量％以上１５質量％以下含まれている。
さらに、本実施形態のセメントクリンカは、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3（以下、Ｃ4ＡＦともいう。）が５質量％以下、好ましくは０質量％を超えて５質量％以下含まれている。
More specifically, in the cement clinker of the present embodiment, 3CaO · SiO 2 (hereinafter also referred to as C 3 S) is 30% by mass or more and 70% by mass or less, preferably more than 30% by mass and 70% by mass or less. More preferably, the content is 60% by mass or more and 70% by mass or less.
In the cement clinker of the present embodiment, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 (hereinafter also referred to as C 11 A 7 CaF 2 ) is 5 mass% to 20 mass%, preferably 5 mass% to 15 mass%. The following are included.
Furthermore, the cement clinker of the present embodiment contains 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (hereinafter also referred to as C 4 AF) at 5% by mass or less, preferably more than 0% by mass and 5% by mass or less. It is.
本実施形態のセメントクリンカは、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ2（以下、Ｃ2Ｓともいう。）が５質量以上５０質量％以下、好ましくは１０質量％以上４５質量％以下程度含まれていてもよい。 The cement clinker of the present embodiment may further contain 2CaO · SiO 2 (hereinafter also referred to as C 2 S) in an amount of 5 mass% to 50 mass%, preferably 10 mass% to 45 mass%. .
本実施形態のセメントクリンカは、さらに、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（以下、Ｃ3Ａともいう。）の含有量が５質量％未満であることが好ましい。
セメントクリンカ中に含まれるＣ3Ａの含有量が５質量％未満である場合には、Ｃ11Ａ7ＣａＦ2の含有量が前記範囲になるようにセメントクリンカの製造条件を調整しやすくなるため好ましい。
In the cement clinker of the present embodiment, the content of 3CaO · Al 2 O 3 (hereinafter also referred to as C 3 A) is preferably less than 5% by mass.
When the content of C 3 A contained in the cement clinker is less than 5% by mass, it becomes easy to adjust the production conditions of the cement clinker so that the content of C 11 A 7 CaF 2 is in the above range. preferable.
尚、本実施形態において、前記各セメントクリンカ中のＣ11Ａ7ＣａＦ2、Ｃ3Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦ等の化合物の組成は、セメントクリンカ中のＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量からＢｏｇｕｅの計算式に基づき算出することができる。
また、セメントクリンカ中のＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「セメントの化学分析方法」によって測定することができる。
In the present embodiment, the composition of compounds such as C 11 A 7 CaF 2 , C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF and the like in each cement clinker is the same as that of CaO and SiO 2 in cement clinker. , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 content can be calculated based on Bogue's formula.
The contents of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 in the cement clinker can be measured by JIS R 5202 “Cement chemical analysis method”.
本実施形態のセメントクリンカは、遊離酸化カルシウム（遊離石灰：ｆ−ＣａＯ）の含有量が１質量％未満であってもよい。
遊離酸化カルシウムの含有量は、セメントクリンカの焼成状態の指標であり、少ないほど焼成状態が良好であることを示している。
遊離酸化カルシウムの含有量が前記量の範囲であることで、硬化体とした場合の強度の低下を抑制することができる。
In the cement clinker of the present embodiment, the content of free calcium oxide (free lime: f-CaO) may be less than 1% by mass.
The content of free calcium oxide is an indicator of the calcination state of cement clinker, and the smaller the content, the better the calcination state.
When the content of free calcium oxide is within the above range, it is possible to suppress a decrease in strength when the cured product is formed.
尚、本実施形態において、セメントクリンカ中の遊離酸化カルシウムの含有量は、セメント協会標準試験方法 ＪＣＡＳ Ｉ−０１−１９９７ 遊離酸化カルシウムの測定方法（エチレングリコール法）に従って測定した含有量をいう。 In this embodiment, the content of free calcium oxide in the cement clinker refers to the content measured according to the cement association standard test method JCAS I-01-1997 free calcium oxide measurement method (ethylene glycol method).
本実施形態のセメントクリンカは、例えば、各種クリンカ原料を混合し、焼成することで得ることができる。
クリンカ原料は、特に限定されるものではなく、通常のポルトランドセメント用のクリンカ原料として用いられる石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ源、珪石、粘土等のＡｌ2Ｏ3源、鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ2Ｏ3源、蛍石、下水汚泥等のフッ素源等が挙げられる。
さらに、クリンカ原料として、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土等を用いても良い。
産業廃棄物としては、例えば、高炉スラグ；石炭灰；生コンスラッジ、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等の各種汚泥；廃石膏ボート等の石膏廃材；ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰、建設廃材、コンクリート廃材などが挙げられる。
一般廃棄物としては、例えば下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。
建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
The cement clinker of this embodiment can be obtained, for example, by mixing and firing various clinker raw materials.
The clinker raw material is not particularly limited, and is used as a clinker raw material for ordinary Portland cement, such as CaO sources such as limestone, quicklime and slaked lime, Al 2 O 3 sources such as silica and clay, iron cake, iron cake, etc. Fluorine sources such as Fe 2 O 3 source, fluorite and sewage sludge.
Furthermore, industrial waste, general waste, construction generated soil, or the like may be used as the clinker raw material.
Industrial waste includes, for example, blast furnace slag; coal ash; ready-made sludge, sewage sludge, purified water sludge, construction sludge, steel sludge, and other sludge; gypsum waste materials such as waste gypsum boats; boring waste soil, various incineration ash, castings Examples include sand, rock wool, waste glass, secondary ash in the blast furnace, construction waste, and concrete waste.
Examples of the general waste include sewage sludge dry powder, municipal waste incineration ash, and shells.
Examples of construction generated soil include soil and residual soil generated from construction sites and construction sites, and waste soil.
前記各クリンカ原料の配合は、前述のような化学組成になるように適宜決定することができ、特に限定されるものではないが、例えば、クリンカを１ｔ製造する場合、主にＣａＯ源としての石灰石を９００〜１２００ｋｇ、主にＳｉＯ2源としての珪石を１００〜３００ｋｇ、主にＡｌ2Ｏ3源とＦｅ2Ｏ3源としてのボーキサイトを５０〜１５０ｋｇ、主にフッ素源としての蛍石を２〜１５ｋｇ程度混合することが好ましい。 The composition of each clinker raw material can be appropriately determined so as to have the chemical composition as described above, and is not particularly limited. For example, when producing 1 ton of clinker, mainly limestone as a CaO source 900 to 1200 kg, mainly 100 to 300 kg of silica as a SiO 2 source, mainly 50 to 150 kg of bauxite as an Al 2 O 3 source and Fe 2 O 3 source, and 2 to 2 of fluorite as a fluorine source. It is preferable to mix about 15 kg.
前記クリンカ原料を、例えば、粉砕し混合することで混合原料として、該混合原料を予備加熱し、さらに焼成炉で焼成し、冷却することでセメントクリンカを製造することができる。
焼成は、通常、電気炉やロータリーキルン等を用いて行われる。
ロータリーキルンを用いて焼成する場合の焼成温度は、例えば、１２００℃以上１４００℃以下、好ましくは１３００℃以上１３５０℃以下であることが好ましい。
A cement clinker can be manufactured by preheating the mixed raw material as a mixed raw material by, for example, pulverizing and mixing the clinker raw material, further firing the mixed raw material in a firing furnace, and cooling.
Firing is usually performed using an electric furnace, a rotary kiln, or the like.
The firing temperature when firing using the rotary kiln is, for example, 1200 ° C. or more and 1400 ° C. or less, preferably 1300 ° C. or more and 1350 ° C. or less.
本実施形態のセメントクリンカは、前述のような化合物の組成であるため、石膏と混合してセメントとした場合に、添加剤等を配合しなくても、流動性を比較的長時間保持でき、且つ比較的短時間で所望の強度が得られる。 Since the cement clinker of the present embodiment has the composition of the compound as described above, when mixed with gypsum to make cement, the fluidity can be maintained for a relatively long time without adding additives or the like. In addition, a desired strength can be obtained in a relatively short time.
次に、本実施形態のセメント組成物について説明する。
本実施形態のセメント組成物は、前述のようなセメントクリンカと、石膏とが含まれている。すなわち、本実施形態のセメントクリンカと石膏とを混合して、粉砕することなどにより、本実施形態のセメント組成物を製造することができる。
Next, the cement composition of this embodiment is demonstrated.
The cement composition of the present embodiment includes the cement clinker as described above and gypsum. That is, the cement composition of this embodiment can be produced by mixing and pulverizing the cement clinker and gypsum of this embodiment.
石膏としては、二水石膏、半水石膏、無水石膏等が挙げられる。
また、石膏は、二水石膏の一種である排煙脱硫酸石膏やチタン石膏、無水石膏の一種であるフッ酸無水石膏のような産業廃棄物から得られる石膏であってもよい。これらは単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
特に、無水石膏がクリンカ中に含まれる化合物（鉱物）との反応性の観点から好ましい。
Examples of the gypsum include dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum.
The gypsum may be gypsum obtained from industrial waste such as flue gas desulfurization gypsum, titanium gypsum, which is a kind of dihydrate gypsum, and hydrofluoric acid anhydrous gypsum, which is a kind of anhydrous gypsum. These can be used alone or in admixture of two or more.
In particular, anhydrous gypsum is preferable from the viewpoint of reactivity with the compound (mineral) contained in the clinker.
本実施形態のセメント組成物における石膏は、例えば、ＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比が０．９以上２．４以下、好ましくは１．０以上２．０以下となるように含まれている。
セメント組成物におけるＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比が前記範囲である場合には、セメント組成物の流動性がより長時間保持できると同時に、比較的短時間でのセメント硬化体の強度発現性を向上させることができる。
尚、ＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「セメントの化学分析方法」によって測定したＳＯ3とＡｌ2Ｏ3の値から算出する。
The gypsum in the cement composition of the present embodiment is included so that the molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 is 0.9 or more and 2.4 or less, preferably 1.0 or more and 2.0 or less, for example. Yes.
When the molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 in the cement composition is in the above range, the fluidity of the cement composition can be maintained for a longer time, and at the same time, the strength of the cement cured body can be expressed in a relatively short time. Can be improved.
The molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 is calculated from the values of SO 3 and Al 2 O 3 measured by JIS R 5202 “Cement chemical analysis method”.
本実施形態のセメント組成物は、例えば、セメントクリンカ及び石膏をボールミル等の粉砕装置を用いて所望のブレーン値に調整されていてもよい。
本実施形態のセメント組成物のブレーン値は、例えば、２５００〜７０００ｃｍ2／ｇ程度であることが好ましい。
ブレーン値が前記範囲である場合には、流動性がより長時間保持でき、且つ、粉砕コストが抑制できるため好ましい。
In the cement composition of the present embodiment, for example, cement clinker and gypsum may be adjusted to a desired brain value using a pulverizer such as a ball mill.
The brane value of the cement composition of the present embodiment is preferably about 2500 to 7000 cm 2 / g, for example.
When the brain value is in the above range, it is preferable because the fluidity can be maintained for a longer time and the pulverization cost can be suppressed.
本実施形態のセメント組成物には、さらに、公知の混和材、混和剤が含まれていてもよい。
混和材としては、例えば、フライアッシュ、シリカフューム、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等が挙げられる。これらは単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤等が挙げられる。
The cement composition of the present embodiment may further contain known admixtures and admixtures.
Examples of admixtures include fly ash, silica fume, blast furnace fume, granulated blast furnace slag, expanded material, fine limestone powder, fine lime powder, fine dolomite powder, sodium bentonite, calcium bentonite, attapulgite, sepiolite, active Examples include white clay, acid clay, allophane, imogolite, shirasu (volcanic ash), shirasu balloon, kaolinite, metakaolin (calcined clay), synthetic zeolite, artificial zeolite, artificial zeolite, mordenite, and clinoptilolite. These can be used alone or in admixture of two or more.
As the admixture, for example, AE agent, water reducing agent, AE water reducing agent, fluidizing agent, separation reducing agent, setting retarder, setting accelerator, quick setting agent, shrinkage reducing agent, foaming agent, foaming agent, waterproofing agent Etc.
本実施形態のセメント組成物には、さらに骨材が含まれていてもよい。
骨材としては、公知の細骨材もしくは粗骨材のうちのいずれか一方、または、両方とも含まれていても良い。
前記粗骨材としては、例えば、砕石、川砂利、天然軽量粗骨材（パーライト、ヒル石等）、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、再生骨材等が挙げられる。
前記細骨材としては、例えば、川砂、山砂、海砂、天然軽量細骨材（パーライト、ヒル石等）等の天然細骨材や砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材等の人工細骨材、副産軽量細骨材等が挙げられる。
The cement composition of this embodiment may further contain an aggregate.
As an aggregate, either one of a well-known fine aggregate or a coarse aggregate, or both may be contained.
Examples of the coarse aggregate include crushed stone, river gravel, natural lightweight coarse aggregate (perlite, leech stone, etc.), by-product lightweight coarse aggregate, artificial lightweight coarse aggregate, recycled aggregate and the like.
Examples of the fine aggregate include natural fine aggregate such as river sand, mountain sand, sea sand, natural lightweight fine aggregate (perlite, leech stone, etc.), crushed sand, artificial lightweight fine aggregate, blast furnace slag fine aggregate, etc. Artificial fine aggregates, by-product lightweight fine aggregates, and the like.
前記骨材については、例えば、セメント組成物をモルタル硬化体に用いる場合には細骨材を、セメント１００質量部に対して５０〜６００質量部、好ましくは２００〜４００質量部程度配合することが好ましい。
セメント組成物をコンクリート硬化体に用いる場合には細骨材を、セメント１００質量部に対して１００〜６００質量部、好ましくは２００〜４００質量部程度、粗骨材を、セメント１００質量部に対して２００〜７００質量部、好ましくは３００〜５００質量部程度、配合することが好ましい。
骨材の配合量が前記範囲であることが、流動性確保および材料分離抑制の観点から好ましい。
About the said aggregate, when using a cement composition for a mortar hardening body, about 50-600 mass parts with respect to 100 mass parts of cement, Preferably about 200-400 mass parts is mix | blended. preferable.
When the cement composition is used for a hardened concrete, the fine aggregate is 100 to 600 parts by mass, preferably about 200 to 400 parts by mass, and the coarse aggregate is 100 parts by mass of cement. 200 to 700 parts by mass, preferably about 300 to 500 parts by mass is preferable.
It is preferable from the viewpoint of ensuring fluidity and suppressing material separation that the amount of aggregate is in the above range.
次に、前述のようなセメント組成物を用いて、セメント硬化体を得る方法について説明する。
まず、セメント組成物に水を添加して、混練する。添加する水の量は、例えば、セメント硬化体をコンクリートやモルタルとして用いる場合には、Ｗ／Ｃ（水／セメント比率）＝２０〜６０質量％となるような量であることが好ましい。
Next, a method for obtaining a hardened cement body using the above-described cement composition will be described.
First, water is added to the cement composition and kneaded. For example, when the cement hardened body is used as concrete or mortar, the amount of water to be added is preferably such an amount that W / C (water / cement ratio) = 20 to 60% by mass.
次いで、前記混合物に水の全量を添加し終えたら直ちに混練を開始する。
混練は、例えば、公知の混練装置、例えば、二軸強制ミキサーＮＤ５５型、太平洋機工社製を用いて行なうことができる。
このようにしてセメント組成物を混練することでコンクリートやモルタルが得られる。
Next, kneading is started as soon as the entire amount of water has been added to the mixture.
The kneading can be performed using, for example, a known kneading apparatus such as a biaxial forced mixer ND55 type manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.
Concrete or mortar can be obtained by kneading the cement composition in this manner.
本実施形態のセメント組成物から得られたコンクリートやモルタルは、混練直後から比較的長時間、例えば、混練からコンクリートやモルタルを打設するまでの間、通常であれば、５〜９０分間程度、流動性を保持することができる。 The concrete or mortar obtained from the cement composition of the present embodiment is a relatively long time immediately after kneading, for example, from kneading to placing the concrete or mortar, usually about 5 to 90 minutes, Fluidity can be maintained.
本実施形態のセメント組成物を用いたモルタルは、例えば、混練直後から６０分間以内、好ましくは９０分間以内のフロー値が１５０ｍｍ以上、好ましくは２５０ｍｍ以上であるような流動性を有する。
尚、本実施形態におけるフロー値とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法によって測定されるフロー値をいう。
The mortar using the cement composition of the present embodiment has a fluidity such that the flow value within 60 minutes, preferably within 90 minutes, immediately after kneading is 150 mm or more, preferably 250 mm or more.
In addition, the flow value in this embodiment means the flow value measured by the method based on JISR5201.
従って、本実施形態のセメント組成物を用いたセメントペーストは、通常のコンクリートと同様に生コン工場において製造され、施工する現場まで運搬された場合でも、流動性は保持され、施工作業が容易に行なえる。 Therefore, the cement paste using the cement composition of the present embodiment is manufactured in a ready-mixed factory like ordinary concrete and maintains fluidity even when it is transported to the construction site. The
本実施形態のセメント組成物から得られたセメント硬化体は、硬化開始から比較的短時間、例えば、９〜１２時間程度で、曲げ強度３．５Ｎ／ｍｍ2以上、好ましくは５Ｎ／ｍｍ2以上程度の強度が得られる。
従って、例えば、本実施形態のセメント組成物を、供用中の道路の補修に用いられるコンクリートやモルタルに用いる場合には、短時間で交通を再開することができる。
尚、本実施形態における曲げ強度とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に従って測定される曲げ強度をいう。
Cement cured body obtained from the cement composition of the present embodiment, a relatively short time curing initiator, for example, in about 9-12 hours, flexural strength 3.5 N / mm 2 or more, preferably 5N / mm 2 or more A degree of strength is obtained.
Therefore, for example, when the cement composition of the present embodiment is used for concrete or mortar used for repairing a road in service, traffic can be resumed in a short time.
In addition, the bending strength in this embodiment means the bending strength measured according to JISR5201.
さらに、本実施形態のセメントクリンカは前述のような化合物の組成であるため、セメント組成物とした場合に、添加剤を配合したり、非常に細かく粉砕したりしなくても、流動性を比較的長く維持でき且つ比較的短時間で実用強度が得られる。従って、セメント組成物の原料コストや、製造コストを抑制することができる。 Furthermore, since the cement clinker of the present embodiment has the composition of the compound as described above, the fluidity is compared without adding an additive or pulverizing very finely when a cement composition is used. Therefore, practical strength can be obtained in a relatively short time. Therefore, the raw material cost and manufacturing cost of the cement composition can be suppressed.
尚、本実施形態にかかるセメントクリンカ及びセメント組成物は以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 In addition, although the cement clinker and cement composition concerning this embodiment are as above, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
以下、本発明の実施例について説明する。
二酸化ケイ素（試薬、和光純薬工業社製）、アルミナ（試薬、和光純薬工業社製）、炭酸カルシウム（試薬、和光純薬工業社製）、フッ化カルシウム（試薬、和光純薬工業社製）を、表１に示す配合になるように配合し、ボールミル（装置名：試験用ボールミル、住友大阪セメント社製）にて６０分間混合粉砕して、各クリンカ原料（Ｎｏ．１〜１６）を製造した。
Examples of the present invention will be described below.
Silicon dioxide (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), alumina (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), calcium carbonate (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), calcium fluoride (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) ) And blended and ground for 60 minutes in a ball mill (device name: test ball mill, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) to obtain each clinker raw material (No. 1 to 16). Manufactured.
セメントクリンカの化合物組成を表２に示した。クリンカの化合物組成は、セメントクリンカ中のＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量からＢｏｇｕｅの計算式に基づき算出した。
尚、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「セメントの化学分析方法」によって測定した。
また、セメントクリンカ中の遊離酸化カルシウム（ｆ−ＣａＯ）の含有量を、セメント協会標準試験方法 ＪＣＡＳ Ｉ−０１−１９９７ 遊離酸化カルシウムの測定方法（エチレングリコール法）に従って測定した。
尚、比較例用のセメントとして市販品の超早強ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）を準備した。比較用のセメント中のセメントクリンカの鉱物組成も、セメント中のＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量から、クリンカ中のＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3の含有量を算出し、前記Ｂｏｇｕｅの計算式に基づき算出した。
結果を表２に示した。
The compound composition of the cement clinker is shown in Table 2. The compound composition of the clinker was calculated from the content of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 in the cement clinker based on Bogue's formula.
The contents of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 were measured by JIS R 5202 “Chemical analysis method for cement”.
Further, the content of free calcium oxide (f-CaO) in the cement clinker was measured according to the cement association standard test method JCAS I-01-1997 free calcium oxide measurement method (ethylene glycol method).
In addition, as a cement for the comparative example, a commercially available super early strength Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) was prepared. Also mineral composition of the cement clinker in the cement for comparison, CaO in the cement, the content of SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO in clinker, SiO 2, Al 2 O 3 , Fe 2 The content of O 3 was calculated and calculated based on the Bogue equation.
The results are shown in Table 2.
次に、前記各クリンカに無水石膏（フッ酸無水石膏、旭化学社製）を、表２に記載のＳＯ3／Ａｌ2Ｏ3のモル比となるように混合した。その後、ボールミル（装置名：試験用ボールミル、住友大阪セメント社製）を用いて、ブレーン値３６００±１００ｃｍ2／ｇとなるまで粉砕して実施例１から１１、比較例１乃至５のセメントを製造した。
これらのセメント及び前記市販品のセメントを用いて、表３の配合でモルタルを作製した。
モルタルに使用した原料は以下のとおりである。
高性能ＡＥ減水剤：ＳＦ５００Ｈ、フローリック社製
遅延剤：ジェットセッター、住友大阪セメント社製
砂：揖斐川産川砂
尚、水／セメント比を『Ｗ／Ｃ』と、細骨材セメント比を『Ｓ／Ｃ％』と、高性能ＡＥ減水剤及び遅延剤のセメントの重量に対する質量％を『Ｃ×％』として表３に記載した。
Next, anhydrous gypsum (hydrofluoric acid anhydrous gypsum, manufactured by Asahi Chemical Co., Ltd.) was mixed with each clinker so that the molar ratio of SO 3 / Al 2 O 3 described in Table 2 was obtained. Then, using a ball mill (device name: test ball mill, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.), the cements of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 were manufactured by pulverization until the brain value was 3600 ± 100 cm 2 / g. did.
Using these cements and the above-mentioned commercially available cements, mortars were prepared according to the formulations shown in Table 3.
The raw materials used for the mortar are as follows.
High-performance AE water reducing agent: SF500H, made by Floric, retarder: jet setter, made by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Sand: Yodogawa Sagawa Sando, the water / cement ratio is “W / C”, and the fine aggregate cement ratio is “S”. / C% ”and mass% of the high-performance AE water reducing agent and retarder with respect to the cement weight are shown in Table 3 as“ C ×% ”.
実施例１〜１１及び比較例１〜６のモルタルは以下のように作製した。
まず、セメント及び細骨材のみをホバートミキサ（ＪＩＳ Ｒ５２０１準拠品）で３０秒混合した後に、他の材料を加えて３分間混練した。
得られたモルタルのフロー（混練直後及び混合終了から９０分後）及び曲げ強度を以下の方法で測定した。
The mortars of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6 were prepared as follows.
First, only cement and fine aggregate were mixed with a Hobart mixer (JIS R5201 compliant product) for 30 seconds, and then other materials were added and kneaded for 3 minutes.
The flow of the obtained mortar (immediately after kneading and 90 minutes after the end of mixing) and bending strength were measured by the following methods.
《フロー値の測定》
各実施例および比較例のモルタルフロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法で計測した。
判定基準としては、フロー値が１５０〜２４９ｍｍを○、２５０〜３００ｍｍを◎、それ以下では×、また３００ｍｍを超える場合では骨材とセメントペーストとの材料分離の恐れが発生することから×とした。
<Measurement of flow value>
The mortar flow value of each example and comparative example was measured by a method based on JIS R 5201.
As a criterion for judgment, the flow value of 150 to 249 mm is ○, 250 to 300 mm is ◎, less than that, ×, and if it exceeds 300 mm, there is a risk of material separation between the aggregate and the cement paste. .
《曲げ強度の測定》
各実施例および比較例のモルタルを用いてＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法で４×４×１６ｃｍの供試体を作製し、１２時間養生後に脱型して同じくＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した曲げ強さ試験にて測定した。
判定基準としては、曲げ強度が３．５Ｎ／ｍｍ２以上である場合に○とし、５Ｎ／ｍｍ2以上を◎、３．５Ｎ／ｍｍ2未満を×とした。
結果を表４に示す。
<Measurement of bending strength>
Using a mortar of each example and comparative example, a 4 × 4 × 16 cm specimen was prepared by a method based on JIS R 5201, demolded after curing for 12 hours, and flexural strength test also based on JIS R 5201 Measured with
As criterion, bending strength and ○ when it is 3.5 N / mm @ 2 or more, 5N / mm 2 or more ◎, was × less than 3.5 N / mm 2.
The results are shown in Table 4.
表４に示すとおり、各実施例では、各比較例に比べて、混練終了から９０分経過後のフロー値は変化が少なく、すなわち流動性が保持されていた。また、その間のフロー値も１５０ｍｍ以上に保たれていた。
また、各実施例では、硬化体の曲げ強度はいずれも３．５Ｎ／ｍｍ2以上であった。
As shown in Table 4, in each example, the flow value after 90 minutes from the end of kneading was less changed than in each comparative example, that is, the fluidity was maintained. Moreover, the flow value during that time was also maintained at 150 mm or more.
In each example, the bending strength of the cured body was 3.5 N / mm 2 or more.
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