JP2018083719A - Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same - Google Patents

Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2018083719A
JP2018083719A JP2016225683A JP2016225683A JP2018083719A JP 2018083719 A JP2018083719 A JP 2018083719A JP 2016225683 A JP2016225683 A JP 2016225683A JP 2016225683 A JP2016225683 A JP 2016225683A JP 2018083719 A JP2018083719 A JP 2018083719A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
quick hardening
parts
clinker
quick
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016225683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
将貴 宇城
Masataka Ushiro
将貴 宇城
樋口 隆行
Takayuki Higuchi
隆行 樋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd filed Critical Denka Co Ltd
Priority to JP2016225683A priority Critical patent/JP2018083719A/en
Publication of JP2018083719A publication Critical patent/JP2018083719A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quick hardening material excellent in stability of dimension with less length change in both of in-air curing and in-water curing, and excellent in quick hardening property, and a quick hardening cement composition.SOLUTION: There are provided (1) a quick hardening material containing an amorphous calcium aluminate clinker ground article with Blaine specific surface area of 4000 to 8500 cm/g, alumina cement with Blaine specific surface area of 3000 to 6500 cm/g, and gypsum, in which Blaine specific surface area of the alumina cement is smaller than that of the amorphous calcium aluminate clinker ground article, (2) a quick hardening material having content molar ratio of CaO and AlOin the amorphous calcium aluminate clinker of 1.3 to 2.5, (3) a quick hardening material containing the alumina cement of 5 to 20 pts.mass based on 100 pts.mass of the amorphous calcium aluminate clinker ground article, and (4) a quick hardening cement composition containing cement and any of quick hardening material (1) to (3).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、セメントコンクリート等の水硬性物質の硬化を早めるための急硬材及びそれを用いた急硬性セメント組成物に関する。 The present invention relates to a rapid hardening material for accelerating the hardening of hydraulic materials such as cement concrete and a rapid hardening cement composition using the same.

コンクリートやモルタルは、セメントを始めとする水硬性組成物と砂利・砂等の骨材に、水を加えて練混ぜることにより水和硬化させたものであり、水和反応前後による結晶の体積減少や、余剰水(自由水)の蒸発などによる乾燥により収縮が発生することが知られている。構造物自体の拘束、鉄筋の拘束などを受けているコンクリートに大きな長さ変化が発生するとひび割れを引き起こす。また、コンクリートの仕上げや補修に使用されるモルタルが大きな長さ変化をすると付着が失われたり、ひび割れを引き起こしたりする。ひび割れは構造物の性能としての防水性を低下させ、鉄筋コンクリートの劣化因子である炭酸ガス、水、酸素、塩分の浸入を助長することに繋がる。また構造物の耐力も低下する。ゆえに、コンクリートやモルタルに使用される水硬性組成物の長さ変化をより小さくし、ひび割れ発生を抑制することは、その耐久性の観点から重要である。 Concrete and mortar are hydrated and hardened by adding water to a hydraulic composition such as cement and aggregates such as gravel and sand, and the volume of crystals decreases before and after the hydration reaction. It is also known that shrinkage occurs due to drying due to evaporation of excess water (free water). If a large length change occurs in the concrete which is restrained by the structure itself or the reinforcing bars, it will crack. In addition, if the mortar used for finishing and repairing concrete changes greatly in length, adhesion may be lost or cracks may occur. Cracks reduce the waterproofness of the structure as a performance, and lead to the invasion of carbon dioxide, water, oxygen and salt, which are deterioration factors of reinforced concrete. Moreover, the yield strength of the structure is also reduced. Therefore, it is important from the viewpoint of durability to make the length change of the hydraulic composition used for concrete and mortar smaller and to suppress the occurrence of cracks.

コンクリートやモルタルの長さ変化を抑制する手段としては、生石灰の水和や針状のエトリンガイト結晶を生成する反応など、結晶の嵩容積が増加することを利用し、乾燥収縮
を補償する「膨張材」が知られている(特許文献1、2)。また、カルシウムアルミネートと石膏、あるいはアウインと石膏などを用いて早期にエトリンガイトを生成して短時間で硬化・強度発現させる速硬性の水硬性組成物が提案されており(特許文献3、4)、乾燥収縮を補償することが可能であることも提案されている(特許文献5)。さらに、硬化後に表面に塗布する養生剤も提案されている(特許文献6)
As a means of suppressing changes in the length of concrete and mortar, the expansion of the bulk volume of crystals such as the hydration of quicklime and the reaction to form needle-shaped ettringite crystals compensates for drying shrinkage. Is known (Patent Documents 1 and 2). In addition, a fast-setting hydraulic composition that generates ettringite at an early stage using calcium aluminate and gypsum, or Auin and gypsum, and cures and develops strength in a short time has been proposed (Patent Documents 3 and 4). It has also been proposed that it is possible to compensate for drying shrinkage (Patent Document 5). Furthermore, a curing agent applied to the surface after curing has also been proposed (Patent Document 6).

早期にエトリンガイトを生成してセメントコンクリートに急硬性を付与する急硬材は、セメントコンクリートを型枠に打設後数分から数十分で硬化させ、数時間後には脱型可能な実用強度を発現させるものであり、主に道路交通の短時間開放を目的として高速道路の舗装コンクリート等の緊急工事や緊急補修用モルタルやグラウト系モルタル等に広範に利用されている。 Rapid hardened material, which generates ettringite early and imparts rapid hardening to cement concrete, hardens in several minutes to several tens of minutes after placing cement concrete on a mold, and exhibits practical strength that can be removed after several hours. It is widely used for emergency construction such as paving concrete on expressways, emergency repair mortars, grout mortars, etc. mainly for the purpose of opening road traffic for a short time.

特許4244261号公報Japanese Patent No. 4244261 特開平7−232944号公報JP-A-7-232944 特公昭49−30683号公報Japanese Patent Publication No.49-30683 特開2002−68795号公報JP 2002-68795 A 特開平7−215745号公報JP 7-215745 A 特開2009−149476号公報JP 2009-149476 A

しかしながら、短時間開放を行う緊急工事や緊急補修では硬化後の養生条件が気候によって変化し水分の供給が一定ではなく、硬化後の水和反応によって収縮を補償する効果も不安定となることが課題であった。また、硬化後の膨張によって既設構造物との付着強度が低下する場合があり、膨張を伴わない急硬材が求められている。 However, in emergency construction and emergency repairs that are opened for a short time, the curing conditions after curing change depending on the climate, the water supply is not constant, and the effect of compensating for shrinkage by the hydration reaction after curing may become unstable. It was a challenge. Further, there is a case where the adhesion strength with an existing structure is lowered due to expansion after curing, and there is a need for a hardened material that does not cause expansion.

そこで本発明は、気中養生及び水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく寸法の安定性に優れ、急硬性にも優れた急硬材及びそれを用いた急硬性セメント組成物を提供する。 Therefore, the present invention provides a quick-hardening material that has little change in length in both air curing and underwater curing, is excellent in dimensional stability, and is excellent in rapid hardening, and a rapid-hardening cement composition using the same.

即ち、本発明は、(1)ブレーン比表面積が4000〜8500cm/gである非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物、ブレーン比表面積が3000〜6500cm/gであるアルミナセメント、石膏を含有してなり、アルミナセメントのブレーン比表面積が非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物のブレーン比表面積よりも小さい急硬材、(2)非晶質カルシウムアルミネートクリンカーのCaOとAl23の含有モル比が1.3〜2.5である急硬材、(3)非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物100質量部に対してアルミナセメントが5〜20質量部である(1)又は(2)の急硬材、(4)セメントと(1)〜(3)のいずれかの急硬材を含有する急硬性セメント組成物、である。 That is, the present invention is (1) amorphous calcium aluminate clinker ground product Blaine specific surface area is 4000~8500cm 2 / g, the Blaine specific surface area and contains alumina cement, gypsum is 3000~6500cm 2 / g (2) Amorphous calcium aluminate clinker containing moles of CaO and Al 2 O 3 in which the branes specific surface area of the alumina cement is smaller than that of the pulverized amorphous calcium aluminate clinker (1) or (2) where the ratio of the hard cement is 1.3 to 2.5 and (3) the alumina cement is 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pulverized amorphous calcium aluminate clinker (4) Cement and a quick-hardening cement composition containing any one of (1) to (3).

本発明の急硬材及びそれを用いた急硬性セメント組成物を用いると、気中養生及び水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく寸法の安定性に優れ、急硬性にも優れた急硬材及びそれを用いたセメント組成物を提供することができる。 When using the quick-hardening material of the present invention and the quick-hardening cement composition using the same, there is little change in length in both air curing and underwater curing, and it has excellent dimensional stability and rapid hardening. A material and a cement composition using the same can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。
また、本発明で言うセメントコンクリートとは、モルタル及びコンクリートを総称するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Unless otherwise specified, parts and% in the present invention are shown on a mass basis.
The cement concrete referred to in the present invention is a general term for mortar and concrete.

本発明で使用する非晶質カルシウムアルミネート(以下、非晶質CAという)クリンカーとは、カルシアを含む原料とアルミナを含む原料などを混合して、加熱溶融し、これを急冷することによって得られるCaOとAlとを主成分とする水和活性を有する非晶質物質の総称である。例えば、電気炉で溶融したCAのクリンカーを圧縮空気や水に接触させ、急冷することで得られる。 The amorphous calcium aluminate (hereinafter referred to as amorphous CA) clinker used in the present invention is obtained by mixing a raw material containing calcia and a raw material containing alumina, melting and heating, and rapidly cooling this. It is a general term for amorphous materials having hydration activity mainly composed of CaO and Al 2 O 3 . For example, CA clinker melted in an electric furnace is brought into contact with compressed air or water and rapidly cooled.

本発明で使用する非晶質CAクリンカーのCaOとAl23の含有モル比は1.3〜2.5が好ましく、1.5〜2.0がより水和活性や強度発現の観点より好ましい。2.5を超えるとガラス化には極めて高い融点と当該温度からの急冷操作が必要になり、製造上の困難が大きく不経済である。水和活性や初期強度の発現が低下する場合がある。 The content molar ratio of CaO and Al 2 O 3 in the amorphous CA clinker used in the present invention is preferably 1.3 to 2.5, and more preferably 1.5 to 2.0 from the viewpoint of hydration activity and strength expression. preferable. If it exceeds 2.5, vitrification requires an extremely high melting point and a rapid cooling operation from this temperature, which makes manufacturing difficult and uneconomical. Hydration activity and initial strength may be reduced.

本発明で使用する非晶質CAクリンカーのガラス化率は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。90%未満ではセメントコンクリートの急硬性や初期強度発現性などが低下する場合がある。該非晶質CAクリンカーの結晶質部分は、特に限定されるものではない。生成する鉱物として、具体的には3CaO・Al23や12CaO・7Al23等のカルシウムアルミネート、原料由来の副成分や不可避不純物に起因するゲーレナイト、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムフェライト等が上げられる。 The vitrification rate of the amorphous CA clinker used in the present invention is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. If it is less than 90%, the rapid hardening property and initial strength development of cement concrete may decrease. The crystalline part of the amorphous CA clinker is not particularly limited. Specific examples of minerals to be generated include calcium aluminate such as 3CaO · Al 2 O 3 and 12CaO · 7Al 2 O 3 , gehlenite, calcium aluminoferrite, calcium ferrite, etc. due to secondary components and unavoidable impurities. It is done.

非晶質CAクリンカーのガラス化率は、粉末X線回折/リートベルト解析によって求めることが可能である。すなわち、試料に酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの内部標準物質を所定量添加し、めのう乳鉢等で充分混合したのち、粉末X線回折測定を実施する。測定結果を定量ソフトで解析することで、鉱物組成の生成量を求め、残部をクリンカーのガラス化率とする。定量ソフトには、Sietronics社製の「SIROQUANT」などを用いることが可能である。 The vitrification rate of the amorphous CA clinker can be determined by powder X-ray diffraction / Rietveld analysis. That is, a predetermined amount of an internal standard substance such as aluminum oxide or magnesium oxide is added to the sample, and after sufficiently mixing with an agate mortar or the like, powder X-ray diffraction measurement is performed. By analyzing the measurement results with quantitative software, the amount of mineral composition produced is determined, and the balance is the vitrification rate of the clinker. As the quantitative software, “SIROQUANT” manufactured by Sietronics can be used.

本発明で使用する非晶質CAクリンカー粉砕物の粉末度は、ブレーン比表面積(以下、ブレーン値)で4000〜8500cm/gが好ましく、5000〜6500cm/gがより好ましい。ブレーン値で4000cm/g未満では、セメントコンクリートの急硬性や初期強度発現性などが低下する場合がある。一方、ブレーン値が8500cm/gを超えてもさらなる効果の増進が期待できず、作業性が悪くなる場合がある。また、粉砕に時間を要し、不経済である。 The fineness of the pulverized amorphous CA clinker used in the present invention is preferably 4000 to 8500 cm 2 / g, more preferably 5000 to 6500 cm 2 / g in terms of the specific surface area of brain (hereinafter referred to as “brain value”). If the brane value is less than 4000 cm 2 / g, the rapid hardening property and initial strength development of cement concrete may decrease. On the other hand, even if the brain value exceeds 8500 cm 2 / g, further enhancement of the effect cannot be expected, and workability may deteriorate. In addition, it takes time to grind and is uneconomical.

本発明に使用するアルミナセメントとは、アルミナ源として、ボーキサイト、高アルミナ質、及び精製アルミナ等を、また、カルシア源として、石灰石や生石灰などを使用したもので、これらを、電気炉、反射炉、平炉、及びロータリーキルン等で溶融又は焼成して得られるものである。アルミナセメントとしては鉱物組成の異なるものが数種知られ、市販されているが、それらの主成分はモノカルシウムアルミネート(CA)である。CAの含有率が50%以上である市販品はその種類によらず本発明に使用することができる。 The alumina cement used in the present invention uses bauxite, high alumina, refined alumina, etc. as an alumina source, and limestone, quick lime, etc. as a calcia source. It is obtained by melting or baking in a flat furnace, a rotary kiln or the like. Several types of alumina cements with different mineral compositions are known and commercially available, but their main component is monocalcium aluminate (CA). A commercial product having a CA content of 50% or more can be used in the present invention regardless of its type.

アルミナセメント中のCA含有量は、粉末X線回折/リートベルト解析によって求めることが可能である。すなわち、試料に酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの内部標準物質を所定量添加し、めのう乳鉢等で充分混合したのち、粉末X線回折測定を実施する。測定結果を定量ソフトで解析することで、CA含有量を求めることができる。定量ソフトには、Sietronics社製の「SIROQUANT」などを用いることが可能である。 The CA content in the alumina cement can be determined by powder X-ray diffraction / Rietveld analysis. That is, a predetermined amount of an internal standard substance such as aluminum oxide or magnesium oxide is added to the sample, and after sufficiently mixing with an agate mortar or the like, powder X-ray diffraction measurement is performed. The CA content can be obtained by analyzing the measurement result with quantitative software. As the quantitative software, “SIROQUANT” manufactured by Sietronics can be used.

アルミナセメントを工業的に得る場合、不純物が含まれることがある。その具体例としては、例えば、SiO、Fe23、MgO、TiO2、MnO、Na2O、K2O、Li2O、S、P25、及びF等が挙げられる。これらの不純物の存在は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。具体的には、これらの不純物の合計が10%以下の範囲では特に問題とはならない。 When an alumina cement is obtained industrially, impurities may be contained. Specific examples thereof include SiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO, TiO 2 , MnO, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, S, P 2 O 5 , and F. The presence of these impurities is not particularly problematic as long as the object of the present invention is not substantially impaired. Specifically, there is no particular problem if the total of these impurities is in the range of 10% or less.

本発明で使用するアルミナセメントの粉末度は、ブレーン値で3000〜6500cm/gが好ましく、4000〜5500cm/gがより好ましい。ブレーン値で3000cm/g未満では、セメントコンクリートの急硬性や初期強度発現性などが低下する場合がある。一方、ブレーン値が6500cm/gを超えてもさらなる効果の増進が期待できず、作業性が悪くなる場合がある。また、粉砕に時間を要し、不経済である。 The fineness of the alumina cement used in the present invention is preferably 3000 to 6500 cm 2 / g, more preferably 4000 to 5500 cm 2 / g in terms of Blaine value. If the brane value is less than 3000 cm 2 / g, the rapid hardening property and initial strength development of cement concrete may decrease. On the other hand, even if the brain value exceeds 6500 cm 2 / g, further enhancement of the effect cannot be expected, and workability may deteriorate. In addition, it takes time to grind and is uneconomical.

本発明で使用する非晶質CAクリンカー粉砕物とアルミナセメントは、CaOやAlの一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換したもの、あるいは、CaOとAlとを主成分とするものに、これらが少量固溶したものも使用できる。 Amorphous CA clinker pulverized product and alumina cement used in the present invention, CaO and Al 2 O 3 partly alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, silicon oxide, titanium oxide, iron oxide, alkali A small amount of these are solidified to those substituted with metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, alkaline earth metal sulfates, or the like, or containing CaO and Al 2 O 3 as main components. A melted one can also be used.

本発明で使用するアルミナセメントのブレーン値は、非晶質CAクリンカー粉砕物のブレーン値よりも低いことが好ましく、具体的には、500〜1500cm/g低いことがより好ましい。アルミナセメントのブレーン値が非晶質CAクリンカー粉砕物のブレーン値以上の場合、寸法の安定性向上効果が得られないばかりか、初期強度発現性が低下する場合がある。 The brane value of the alumina cement used in the present invention is preferably lower than the brane value of the pulverized amorphous CA clinker, and more specifically, it is more preferably 500 to 1500 cm 2 / g lower. When the brane value of the alumina cement is greater than or equal to the brane value of the pulverized amorphous CA clinker, the effect of improving the dimensional stability may not be obtained, and the initial strength development may be reduced.

本発明では、非晶質CAクリンカー粉砕物100部に対してアルミナセメントが5〜20質量部が好ましく、7〜12質量部がより好ましい。5部未満では寸法の安定性向上効果が得られない場合があり、20部を超えると初期強度発現性が低下する場合がある。 In the present invention, the alumina cement is preferably 5 to 20 parts by mass, more preferably 7 to 12 parts by mass with respect to 100 parts of the pulverized amorphous CA clinker. If it is less than 5 parts, the effect of improving the dimensional stability may not be obtained, and if it exceeds 20 parts, the initial strength development may be reduced.

本発明で使用する石膏としては、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏が使用可能である。これらの中では、凝結性や強度発現性の点で、無水石膏が好ましい。 As the gypsum used in the present invention, anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum can be used. Among these, anhydrous gypsum is preferable in terms of setting properties and strength development.

石膏の粒度は、通常、セメントなどに使用される程度で良いが、セメントコンクリートの初期強度発現性の点で、ブレーン値3000cm/g以上が好ましい。ブレーン値が3000cm/gより小さいと、セメントコンクリートの凝結性や強度発現性が低下する場合がある。 The particle size of gypsum may be the level usually used for cement and the like, but a brane value of 3000 cm 2 / g or more is preferable from the viewpoint of initial strength development of cement concrete. If the brane value is smaller than 3000 cm 2 / g, the setting property and strength development of cement concrete may be lowered.

石膏の使用量は、特に限定されるものではないが、非晶質CAクリンカー粉砕物100部に対して、20〜150部が好ましく、50〜120部がより好ましい。石膏の使用量が20部より少ないと、セメントコンクリートの凝結性が低下し、長期強度発現性を促進しにくい場合があり、一方、石膏の使用量が150部より多いと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合がある。 Although the usage-amount of gypsum is not specifically limited, 20-150 parts are preferable with respect to 100 parts of amorphous CA clinker ground materials, and 50-120 parts are more preferable. If the amount of gypsum used is less than 20 parts, the setting property of cement concrete may be reduced, and it may be difficult to promote long-term strength development. On the other hand, if the amount of gypsum used is more than 150 parts, initial setting is delayed, The initial strength development may be reduced.

本発明の急硬材に使用する凝結遅延剤としては水硬性セメントの凝結に遅延作用を及ぼすものであれば良い。例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、リンゴ酸、又はそれらの塩類、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、リン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩等の無機塩、糖類などの群の中から選ばれる一種又は二種以上が使用可能である。これらの中では、硬化時間の調整と初期強度発現性の点で、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩、アルカリ金属炭酸塩の群の中から選ばれる一種又は二種以上が好ましい。   Any setting retarder used in the rapid-hardening material of the present invention may be used as long as it has a retarding action on the setting of the hydraulic cement. For example, citric acid, gluconic acid, tartaric acid, malic acid or salts thereof, boric acid salts such as boric acid and sodium borate, phosphates, alkali metal carbonates, inorganic salts such as alkali metal bicarbonates, saccharides, etc. One or two or more selected from the group of can be used. Among these, one or two or more selected from the group of citric acid, citrate, tartaric acid, tartrate, and alkali metal carbonate are preferable from the viewpoint of adjusting the curing time and developing the initial strength.

凝結遅延剤の使用量は、作業(可使)時間により幅があり、一義的には決定することは難しい。本発明では、15〜40分の作業(可使)時間にあわせてセメントコンクリートが硬化するように添加量を調整するが、通常、セメント、非晶質CAクリンカー粉砕物、アルミナセメント及び石膏からなる急硬性セメント組成物100部に対して、0.1〜4部が好ましく、0.2〜3部がより好ましく、0.3〜2部が最も好ましい。これらの範囲外では充分な作業(可使)時間を確保できない場合や、強度発現性が低下する場合がある。   The amount of the setting retarder used varies depending on the working (working) time, and it is difficult to determine uniquely. In the present invention, the addition amount is adjusted so that the cement concrete is hardened in accordance with the work (usable) time of 15 to 40 minutes, but usually comprises cement, amorphous CA clinker pulverized product, alumina cement and gypsum. 0.1-4 parts are preferable with respect to 100 parts of the rapid-hardening cement composition, 0.2-3 parts are more preferable, and 0.3-2 parts are the most preferable. Outside these ranges, sufficient work (usable) time may not be secured or strength development may be reduced.

本発明の急硬材の使用量は、特に限定されるものではなく、用途によって決定するものであるが、セメントと急硬材の合計100部中、5〜35部が好ましく、10〜30部がより好ましく、15〜25部が最も好ましい。5部未満では初期強度発現性が小さい場合があり、一方、35部を超えると長期強度が低下する場合がある。   The use amount of the rapid-hardening material of the present invention is not particularly limited and is determined depending on the use, but 5-35 parts are preferable in the total of 100 parts of cement and quick-hardening material, and 10-30 parts Is more preferable, and 15 to 25 parts is most preferable. If it is less than 5 parts, the initial strength development may be small, whereas if it exceeds 35 parts, the long-term strength may be reduced.

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱などの各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などを混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント(エコセメント)などが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。 As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, super early strength, low heat, and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing these portland cements with blast furnace slag, fly ash, or silica, Examples include filler cement mixed with limestone powder, blast furnace slow-cooled slag fine powder, etc., and environmentally friendly cement (eco-cement) manufactured from municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash. One kind or two or more kinds can be used.

本発明では、セメント、セメント急硬材、凝結遅延剤及び砂などの細骨材や砂利などの粗骨材の他に、膨張材、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、凝結調整剤、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体、高炉水砕スラグ微粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などのスラグ、石灰石微粉末などの混和材料からなる群のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。   In the present invention, in addition to fine aggregates such as cement, cement rapid hardener, setting retarder and sand, and coarse aggregates such as gravel, expansion material, water reducing agent, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, high performance AE Water reducing agent, antifoaming agent, thickening agent, rust preventive agent, antifreeze agent, shrinkage reducing agent, setting agent, clay mineral such as bentonite, anion exchanger such as hydrotalcite, granulated blast furnace slag fine powder and blast furnace gradual It is possible to use one or two or more of the group consisting of admixtures such as slag such as cold slag fine powder and limestone fine powder as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.

以下、実施例、比較例を挙げてさらに詳細に内容を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the contents are explained in detail, the present invention is not limited to these.

(実験例1)
非晶質CAクリンカー、アルミナセメントクリンカーをボールミルでそれぞれブレーン値6000cm/g、5000cm/gまで粉砕した。得られた非晶質CAクリンカー粉砕物とアルミナセメント、石膏を表1に示す割合で配合して急硬材とした。
この急硬材を使用して、セメントと急硬材からなる急硬性セメント組成物100部中、急硬材を20部使用し、この急硬性セメント組成物に、細骨材を150部、水を50部、クエン酸を0.4部配合したモルタルを20℃の室内で調製して圧縮強度と長さ変化率を測定した。また、比較として、急硬材を使用せずに調整したモルタルについても、成形24時間後に脱型、基長の測定を行い、長さ変化率を測定した(実験No. 1-1)。
(Experimental example 1)
Amorphous CA clinker, Blaine each alumina cement clinker in a ball mill 6000 cm 2 / g, was ground to 5000 cm 2 / g. The obtained amorphous CA clinker pulverized product, alumina cement and gypsum were blended in the proportions shown in Table 1 to obtain a hardened material.
Using this rapid-hardening material, 20 parts of rapid-hardening material is used in 100 parts of rapid-hardening cement composition composed of cement and rapid-hardening material, and 150 parts of fine aggregate and water are added to this rapid-hardening cement composition. Was prepared in a room at 20 ° C., and the compressive strength and the rate of change in length were measured. For comparison, mortar prepared without using a hardened material was also demolded and measured for the base length 24 hours after molding, and the rate of change in length was measured (Experiment No. 1-1).

<使用材料>
セメント:普通ポルトランドセメント、ブレーン値3200cm/g、比重3.15
非晶質CAクリンカー:CaOとAl23の含有モル比1.7(C12組成に対応する非晶質クリンカー)。カルシア源として石灰石をアルミナ源としてボーキサイトを使用し1650℃で溶融後に急冷して合成。ガラス化率98%。
アルミナセメントクリンカー:CaOとAl23の含有モル比1(CA組成に対応する結晶質クリンカー)。カルシア源として石灰石をアルミナ源としてボーキサイトを使用し、1450℃で焼成後に徐冷して合成。CA含有量67%。
石灰石:CaO含有率57質量%、Al23含有率1.1質量%、MgO含有率0.35質量%、SiO2含有率0.67質量%
ボーキサイト:CaO含有率0.75質量%、Al23含有率72質量%、MgO含有率0.31質量%、SiO2含有率4.7質量%石膏:市販無水石膏粉砕品、ブレーン値6000cm/g
石膏:市販無水石膏粉砕品、ブレーン値6000cm/g
細骨材:JIS標準砂、市販品。
凝結遅延剤:クエン酸(市販品)
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, Blaine value 3200 cm 2 / g, Specific gravity 3.15
Amorphous CA clinker: A molar ratio of CaO and Al 2 O 3 of 1.7 (amorphous clinker corresponding to the C 12 A 7 composition). Synthesized by using limestone as calcia source and bauxite as alumina source and rapidly cooling after melting at 1650 ° C. Vitrification rate 98%.
Alumina cement clinker: CaO and Al 2 O 3 content molar ratio 1 (crystalline clinker corresponding to CA composition). Using bauxite as the calcia source and limestone as the alumina source, sinter at 1450 ° C and then slowly cool to synthesize. CA content 67%.
Limestone: CaO content of 57 wt%, Al 2 O 3 content of 1.1 wt%, MgO content of 0.35 mass%, SiO 2 content of 0.67 wt%
Bauxite: CaO content 0.75% by mass, Al 2 O 3 content 72% by mass, MgO content 0.31% by mass, SiO 2 content 4.7% by mass Gypsum: commercial anhydrous gypsum pulverized product, brain value 6000 cm 2 / g
Gypsum: commercially available anhydrous gypsum pulverized product, brain value 6000 cm 2 / g
Fine aggregate: JIS standard sand, commercial product.
Setting retarder: Citric acid (commercially available)

<測定方法>
圧縮強度:JIS R 5201に準じて4×4×16cmの試験体を作製し、3時間後、の圧縮強度を測定した。
長さ変化率;自由収縮ひずみを「JIS A 1129-3 モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第3部:ダイヤルゲージ方法 附属書A(参考)モルタル及びコンクリートの乾燥による自由収縮ひずみ試験方法」に準じて測定。成形3時間後に脱型、基長を測定。水中(20℃)、気中(20℃、60RH%)にて材齢28日まで養生後、長さ変化率を測定した。
<Measurement method>
Compressive strength: A 4 × 4 × 16 cm specimen was prepared according to JIS R 5201, and the compressive strength after 3 hours was measured.
Length change rate: Free shrinkage strain “JIS A 1129-3 Measurement method for length change of mortar and concrete-Part 3: Dial gauge method Annex A (reference) Free shrinkage strain test method by drying mortar and concrete” Measured according to. After 3 hours of molding, demolding and measuring the base length. The length change rate was measured after curing in water (20 ° C.) and in the air (20 ° C., 60 RH%) until the age of 28 days.

Figure 2018083719
Figure 2018083719

本発明により、気中養生又は水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく、寸法安定性と急硬性に優れた急硬材が得られることが分かる。非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物100質量部に対してアルミナセメントが5質量部以上で本発明の効果が大きく、一方、20質量部を超えると3時間圧縮強度が小さくなり、急硬材としての性能が低下することが分かる。 According to the present invention, it is understood that there is little change in length in either air curing or water curing, and a hardened material excellent in dimensional stability and quick hardening can be obtained. When the amount of alumina cement is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the amorphous calcium aluminate clinker pulverized product, the effect of the present invention is large. On the other hand, when it exceeds 20 parts by mass, the compressive strength is reduced for 3 hours. It can be seen that the performance decreases.

(実験例2)
非晶質CAクリンカーとアルミナセメントクリンカーをボールミルで表2に示すブレーン値まで粉砕した。得られた非晶質CAクリンカー粉砕物とアルミナセメントクリンカー粉砕物に石膏を添加して急硬材を作製した。配合は、非晶質CAクリンカー粉砕物100部に対して、アルミナセメントを10部、石膏を110部とした。
セメントと急硬材の合計100部中、急硬材を20部として急硬性セメント組成物を作製し、さらに20℃の室内で、急硬性セメント組成物に細骨材を150部、水を50部、凝結遅延剤としてクエン酸を0.4部配合してモルタルを作製して、圧縮強度と長さ変化率を測定した。
(Experimental example 2)
Amorphous CA clinker and alumina cement clinker were ground with a ball mill to the brain values shown in Table 2. Gypsum was added to the obtained amorphous CA clinker pulverized product and alumina cement clinker pulverized product to prepare a hardened material. The blend was 10 parts alumina cement and 110 parts gypsum with respect to 100 parts of the amorphous CA clinker pulverized product.
A rapid-hardening cement composition is prepared by making 20 parts of quick-hardening material out of a total of 100 parts of cement and quick-hardening material. Further, in a room at 20 ° C., 150 parts of fine aggregate and 50 parts of water are added to the quick-setting cement composition. A mortar was prepared by mixing 0.4 part of citric acid as a setting retarder, and the compressive strength and the rate of change in length were measured.

Figure 2018083719
Figure 2018083719

表2より、気中養生又は水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく、寸法安定性と急硬性に優れた急硬材が得られることが分かる。非晶質CAクリンカー粉砕物、アルミナセメントのブレーン値がそれぞれ4000cm/g、3000cm/gより小さい場合、3時間圧縮強度が小さく急硬材としての性能が低下していることが分かる。また、非晶質CAクリンカー粉砕物、アルミナセメントのブレーン値を、それぞれ8500cm/g、6500cm/gより大きくしても更なる性能の向上が無く不経済であることが分かる。アルミナセメントのブレーン値が非晶質CAクリンカー粉砕物のブレーン値よりも小さい場合、気中養生及び水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく、急硬性にも優れた急硬材が得られることが分かる。 From Table 2, it can be seen that there is little change in length in either air curing or water curing, and a hardened material excellent in dimensional stability and quick hardening can be obtained. Amorphous CA clinker ground product, 4000 cm Blaine value of alumina cement, respectively 2 / g, when 3000 cm 2 / g less, it can be seen that 3 hours compressive strength is lowered the performance of the small Kyukata material. Also, amorphous CA clinker ground product, the Blaine value of the alumina cement, that each 8500cm 2 / g, improvement in performance further be greater than 6500 cm 2 / g is not uneconomical seen. When the brane value of the alumina cement is smaller than the brane value of the pulverized amorphous CA clinker, a rapid hardened material with little change in length in both air curing and underwater curing can be obtained. I understand.

(実験例3)
表3に示すCaOとAl23の含有モル比の非晶質CAクリンカーを製造した。アルミナセメントクリンカーと石膏は実験例1のものを使用した。非晶質CAクリンカーとアルミナセメントクリンカーを、それぞれブレーン値6000cm/gと5000cm/gまで粉砕し、得られた非晶質CAクリンカー粉砕物とアルミナセメントクリンカー粉砕物に石膏を添加して急硬材を作製した。配合は、非晶質CAクリンカー粉砕物100部に対して、アルミナセメントを10部、石膏を110部とした。
セメントと急硬材の合計100部中、急硬材を20部として急硬性セメント組成物を作製し、さらに20℃の室内で、急硬性セメント組成物に細骨材を150部、水を50部、凝結遅延剤としてクエン酸を0.4部配合してモルタルを作製して、圧縮強度と長さ変化率を測定した。
(Experimental example 3)
Amorphous CA clinker having a molar ratio of CaO to Al 2 O 3 shown in Table 3 was produced. The alumina cement clinker and gypsum used were those of Experimental Example 1. Amorphous CA clinker and alumina cement clinker were ground to a brain value of 6000 cm 2 / g and 5000 cm 2 / g, respectively, and gypsum was added to the obtained amorphous CA clinker ground material and alumina cement clinker ground material. A hard material was produced. The blend was 10 parts alumina cement and 110 parts gypsum with respect to 100 parts of the amorphous CA clinker pulverized product.
A rapid-hardening cement composition is prepared by making 20 parts of quick-hardening material out of a total of 100 parts of cement and quick-hardening material. Further, in a room at 20 ° C., 150 parts of fine aggregate and 50 parts of water are added to the quick-setting cement composition. A mortar was prepared by mixing 0.4 part of citric acid as a setting retarder, and the compressive strength and the rate of change in length were measured.

Figure 2018083719
Figure 2018083719

表3より、CaOとAl23の含有モル比が1.3より小さいと、初期強度の発現が低下すること、一方、2.5を超えてもさらなる効果の得られないことが分かる。 From Table 3, it can be seen that when the content molar ratio of CaO and Al 2 O 3 is less than 1.3, the expression of the initial strength is lowered, and on the other hand, even if it exceeds 2.5, further effects cannot be obtained.

本発明の急硬材及び急硬性セメント組成物を用いると、気中養生及び水中養生のいずれにおいても長さ変化が少なく寸法の安定性に優れ、急硬性にも優れた急硬材及びそれを用いたセメント組成物を提供することができ、土木、建築分野において、好適に使用できる。
When using the quick-hardening material and the quick-hardening cement composition of the present invention, there is no change in length in both the air curing and the underwater curing, the dimensional stability is excellent, and the quick-hardening material excellent in rapid hardening is used. The used cement composition can be provided and can be suitably used in the civil engineering and construction fields.

Claims (4)

ブレーン比表面積が4000〜8500cm/gである非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物、ブレーン比表面積が3000〜6500cm/gであるアルミナセメント、石膏を含有してなり、アルミナセメントのブレーン比表面積が非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物のブレーン比表面積よりも小さい急硬材。 Amorphous calcium aluminate clinker ground product Blaine specific surface area is 4000~8500cm 2 / g, the Blaine specific surface area and also contains an alumina cement, gypsum is 3000~6500cm 2 / g, the Blaine specific surface area of the alumina cement A hardened material having a surface area smaller than the Blaine specific surface area of the pulverized amorphous calcium aluminate clinker. 前記非晶質カルシウムアルミネートクリンカーのCaOとAl23の含有モル比が1.3〜2.5である請求項1に記載の急硬材。 The rapid hardening material according to claim 1, wherein the amorphous calcium aluminate clinker contains CaO and Al 2 O 3 in a molar ratio of 1.3 to 2.5. 前記非晶質カルシウムアルミネートクリンカー粉砕物100質量部に対して、アルミナセメントが5〜20質量部である請求項1又は請求項2に記載の急硬材。 The rapid hardening material according to claim 1 or 2, wherein the alumina cement is 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pulverized amorphous calcium aluminate clinker. セメントと請求項1〜3のいずれか一項記載の急硬材を含有する急硬性セメント組成物。
A quick-hardening cement composition comprising cement and the quick-hardening material according to any one of claims 1 to 3.
JP2016225683A 2016-11-21 2016-11-21 Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same Pending JP2018083719A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016225683A JP2018083719A (en) 2016-11-21 2016-11-21 Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016225683A JP2018083719A (en) 2016-11-21 2016-11-21 Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018083719A true JP2018083719A (en) 2018-05-31

Family

ID=62238069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016225683A Pending JP2018083719A (en) 2016-11-21 2016-11-21 Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018083719A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020105752A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 デンカ株式会社 Composition for white pavement repair material and white pavement repair material
WO2023234041A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 デンカ株式会社 Cement material, cement composition, and hardened article

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020105752A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 デンカ株式会社 Composition for white pavement repair material and white pavement repair material
JP7266401B2 (en) 2018-12-27 2023-04-28 デンカ株式会社 White pavement repair material composition and white pavement repair material
WO2023234041A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 デンカ株式会社 Cement material, cement composition, and hardened article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11001527B2 (en) Composite cement and method of manufacturing composite cement
KR101418238B1 (en) To High durability high early strength mix cement Composition
JP5113496B2 (en) Ultrafast cement composition, superhard mortar or concrete composition, and ultrafast grout mortar
JP6488340B2 (en) Quick hardening material and quick hardening cement composition
JP4616113B2 (en) Quick-hardening clinker and cement composition
CN103874671B (en) The manufacture method of fast demoulding agent and concrete product
JP5577651B2 (en) Rapid hardening cement
WO2020100925A1 (en) Cement admixture, expansion material, and cement composition
JPWO2020039908A1 (en) Hardener for ready-mixed concrete shipping type hard concrete, ready-mixed concrete shipping type hard concrete material, ready-mixed concrete shipping type hard concrete composition and its preparation method
JP2018083719A (en) Quick hardening material and quick hardening cement composition using the same
JP6090401B2 (en) Method for producing cement composition
JP4201265B2 (en) Ultra-fast hardening / high flow mortar composition and super fast hardening / high flow mortar composition
JP7542130B2 (en) Cement admixture, cement composition, and method for producing concrete product
WO2023022172A1 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition
KR100702472B1 (en) Super?high early strength portland cement
JP6068225B2 (en) Method for producing cement composition
KR20130087192A (en) Low alkali non-cement concrete composition with tannin and block unit comprising the same
JP2014185040A (en) Cement composition
JPH0891894A (en) Cement admixture and cement composition
JP5744498B2 (en) Cement rapid hardwood manufacturing method
JP3367576B2 (en) Hydration heat generation time adjusting material for cement and cement composition
JP2018177599A (en) Cement mortal/concrete composition and production method therefor
JP3397463B2 (en) Cement admixture for injection material and cement composition for injection material
WO2023234041A1 (en) Cement material, cement composition, and hardened article
JPH08310846A (en) Cement admixture, cement composition and injecting material composed thereof