JP2018087111A - Cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement composition.
セメントの一部をフライアッシュで置換してなるフライアッシュ混合セメントは、水酸化カルシウムとフライアッシュのポゾラン反応により、安定なケイ酸カルシウム水和物等の化合物を生成して緻密な組織を形成する。そのため、フライアッシュ混合セメントは、水密性、化学抵抗性、及び、長期強度発現性に優れている。
また、ポゾラン反応による発熱量は、ポルトランドセメントの水和による発熱量に比べて少ないため、フライアッシュ混合セメントの水和熱は、ポルトランドセメントの水和熱よりも少なくなる。また、フライアッシュは、それ自体、球状の微粒子であるから、ボールベアリング作用により、コンクリート等の流動性を向上させるため、コンクリート等の製造における単位水量を少なくすることができ、フライアッシュ混合セメントを用いた硬化体の乾燥収縮を小さくすることができる。
さらに、セメント製造における環境負荷の観点からも、フライアッシュ混合セメントは、セメント製造時のＣＯ２排出量や、原料である石灰石や化石燃料などの天然資源の使用量を少なくすることができ、また、副産物であるフライアッシュを有効活用できるなど、多くの環境負荷低減効果を有している。
Fly ash mixed cement, in which part of the cement is replaced with fly ash, forms a stable structure by forming stable calcium silicate hydrate and other compounds by the pozzolan reaction between calcium hydroxide and fly ash. . Therefore, fly ash mixed cement is excellent in water tightness, chemical resistance, and long-term strength development.
Moreover, since the calorific value due to the pozzolanic reaction is smaller than the calorific value due to hydration of Portland cement, the heat of hydration of fly ash mixed cement is less than the heat of hydration of Portland cement. Also, fly ash itself is a spherical fine particle, so that the ball bearing action improves the fluidity of concrete etc., so the unit water volume in the production of concrete etc. can be reduced. The drying shrinkage of the used cured product can be reduced.
Furthermore, from the viewpoint of environmental impact in cement production, fly ash mixed cement can reduce CO 2 emissions during cement production and the use of natural resources such as limestone and fossil fuel as raw materials. It has many environmental impact reduction effects, such as the effective use of fly ash, a by-product.
フライアッシュ混合セメントはこのように多くの長所を有するが、一般社団法人セメント協会のホームページによると、２０１４年度のフライアッシュセメントの生産高は７４千ｔ／年である。該生産高は、セメントの総生産高（５６，７００千ｔ／年）の０．１３％に過ぎない。このようにフライアッシュ混合セメントが普及しない理由として、例えば、初期の強度発現性が低いため、所定の強度を得るまでに長期の養生を要する点等が挙げられる。 Although fly ash mixed cement has many advantages as described above, according to the website of the Japan Cement Association, the production of fly ash cement in FY2014 is 74,000 t / year. The production is only 0.13% of the total cement production (56,700,000 t / year). The reason why fly ash mixed cement does not spread in this way includes, for example, the point that long-term curing is required to obtain a predetermined strength because the initial strength development is low.
かかるフライアッシュ混合セメントの強度発現性に関連して、燃料となる石炭の性状や、火力発電所の運転状態により品質が変動するフライアッシュの中から、好ましい品質を有するフライアッシュを評価して選別する等の提案がある。
例えば、特許文献１では、石炭灰を大量に含む、強度発現性の良好なモルタルやコンクリート組成物のセメント／石炭灰比（質量比）は、石炭灰の２０％のスラリー液のｐＨが１１．０以上の場合は、０．５以上、該液のｐＨが９．０以上１１．０未満の場合は、０．７以上、該液のｐＨが６．０以上９．０未満の場合は、１．０以上としている。
また、特許文献２では、安定的に良好な強度発現性を有するセメントの製造に適したフライアッシュは、リートベルト解析法で求められる格子定数が０．４９３５ｎｍ以下であるα−石英を含み、ＢＥＴ比表面積が５．０ｍ２／ｇ以下であるものとしている。
In relation to the strength development of such fly ash mixed cement, fly ash having favorable quality is evaluated and selected from fly ash whose quality varies depending on the properties of coal as a fuel and the operating state of a thermal power plant. There is a suggestion to do so.
For example, in Patent Document 1, the cement / coal ash ratio (mass ratio) of a mortar or a concrete composition containing a large amount of coal ash and having good strength development has a pH of a slurry liquid of 20% of coal ash of 11. If it is 0 or more, 0.5 or more, if the pH of the liquid is 9.0 or more and less than 11.0, 0.7 or more, 1.0 or more.
Further, in Patent Document 2, a fly ash suitable for the production of a cement having stable and good strength development includes α-quartz having a lattice constant of 0.4935 nm or less determined by the Rietveld analysis method, and BET The specific surface area is 5.0 m 2 / g or less.
特許文献１〜２に記載された発明は、石炭灰の性質によってセメント／石炭灰比を変更する方法や、特殊な評価方法を用いてフライアッシュの選別する方法であり、フライアッシュ混合セメントの強度発現性を直接的に向上させるものではない。
また、強度発現性に優れたセメント組成物を用いたモルタル等の硬化体であっても、乾燥収縮によるひび割れの発生によって、該硬化体からなる構造物の強度や耐久性が著しく低下する場合がある。このことから、セメント組成物はモルタル等として使用した際に乾燥収縮の小さいものが好ましい。
本発明の目的は、フライアッシュを多く含む（例えば、７．５〜３０質量％）場合であっても、強度発現性に優れ、かつ、モルタル等として使用した際に乾燥収縮の小さいセメント組成物を提供することである。
The inventions described in Patent Documents 1 and 2 are a method of changing the cement / coal ash ratio according to the properties of coal ash and a method of selecting fly ash using a special evaluation method, and the strength of fly ash mixed cement It does not directly improve expression.
In addition, even in the case of a cured body such as mortar using a cement composition having excellent strength development, the strength and durability of the structure made of the cured body may be significantly reduced due to the occurrence of cracks due to drying shrinkage. is there. For this reason, the cement composition preferably has a small drying shrinkage when used as a mortar or the like.
The object of the present invention is a cement composition which is excellent in strength development even when it contains a large amount of fly ash (for example, 7.5 to 30% by mass) and has a small drying shrinkage when used as a mortar or the like. Is to provide.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０〜２．４０、フリーライムの含有率が１．０質量％未満である普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物と、石膏と、フライアッシュと、ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇを超える石灰石粉末を含み、石膏（ＳＯ３換算）と普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の合計量１００質量％中の、石膏（ＳＯ３換算）の割合が特定の数値範囲内であり、石膏（ＳＯ３換算）、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物、フライアッシュ、及び石灰石粉末の合計量１００質量％中、フライアッシュ及び石灰石粉末の各割合が特定の数値範囲内であり、かつ、フライアッシュの単位質量中のＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｎＯの各々の質量が特定の式を満たすものであるセメント組成物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor normally has a silicic acid ratio (SM) of 1.80 to 2.40 and a free lime content of less than 1.0 mass%. includes a pulverized product of Portland cement clinker, and plaster, fly ash, limestone powder Blaine specific surface area exceeds 5,000 cm 2 / g, the total amount 100 of gypsum (SO 3 conversion) and ordinary Portland cement clinker ground product The percentage of gypsum (in terms of SO 3 ) in the mass% is within a specific numerical range, and the total amount of gypsum (in terms of SO 3 ), ordinary Portland cement clinker pulverized product, fly ash, and limestone powder is 100% in mass fly the proportion of ash and limestone powder is falls within a certain range, and, Na 2 O in a unit mass of the fly ash, K 2 O, MgO, SO 3, According iO 2, P 2 O 5 and each of the mass of MnO is in the cement composition is intended to meet specific expression, found that the object can be achieved, thereby completing the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
［１］ ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０〜２．４０で、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満である普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物と、石膏と、フライアッシュと、ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇを超える石灰石粉末、を含むセメント組成物であって、上記石膏の量（ＳＯ３換算）と、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量の合計１００質量％中の、石膏の量（ＳＯ３換算）の割合が、０．８〜３．０質量％であり、上記石膏の量（ＳＯ３換算）、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量、上記フライアッシュの量、及び上記石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの割合が７．５〜３０質量％、石灰石粉末の割合が２．５質量％を超え、１０質量％以下であり、上記フライアッシュの単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｎＯの各々の質量が、下記式（１）を満たすものであることを特徴とするセメント組成物。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．２０〜１．００ ・・・（１）
［２］ 上記フライアッシュ中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値が１１３．５〜１１４．５Å３である前記［１］に記載のセメント組成物。
［３］ 上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の、ボーグ式を用いて算出した３ＣａＯ・ＳｉＯ2と２ＣａＯ・ＳｉＯ2の質量比（３ＣａＯ・ＳｉＯ2／２ＣａＯ・ＳｉＯ2）が５．０未満である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］ 上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の、ボーグ式を用いて算出した３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3の含有率が１０．５〜１３．５質量％である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のセメント組成物。
[1] A pulverized product of ordinary Portland cement clinker having a silicic acid ratio (SM) of 1.80 to 2.40 and a free lime content of less than 1.0% by mass, gypsum, A cement composition comprising fly ash and limestone powder having a brain specific surface area of more than 5,000 cm 2 / g, wherein the amount of gypsum (in terms of SO 3 ) and the amount of pulverized material of the ordinary Portland cement clinker The ratio of the amount of gypsum (in terms of SO 3 ) in the total 100% by mass is 0.8 to 3.0% by mass, the amount of gypsum (in terms of SO 3 ), the pulverized material of the above ordinary Portland cement clinker The amount of fly ash is 7.5 to 30% by mass, the proportion of limestone powder exceeds 2.5% by mass, and 10% by mass in the total amount of 100% by mass of the amount, the amount of fly ash, and the amount of limestone powder. A bottom, in a unit mass of the fly ash, Na 2 O, K 2 O , MgO, SO 3, TiO 2, P 2 O 5 and each of the mass of MnO is, those satisfying the following formula (1) A cement composition characterized by being.
(Na 2 O + 0.658 × K 2 O) / (MgO + SO 3 + TiO 2 + P 2 O 5 + MnO) = 0.20 to 1.00 (1)
[2] The cement composition according to [1], wherein the quartz in the fly ash has a lattice volume value of 113.5 to 114.5 cm 3 obtained using a Rietveld analysis method.
[3] above ordinary Portland cement clinker ground product, 3CaO · SiO 2 and 2CaO · SiO 2 mass ratio calculated with Borg formula (3CaO · SiO 2 / 2CaO · SiO 2) is less than 5.0 The cement composition according to [1] or [2].
[4] Of the above [1] to [3], the content of 3CaO · Al 2 O 3 calculated by using the Bogue formula of the ground pulverized ordinary Portland cement clinker is 10.5 to 13.5% by mass. The cement composition according to any one of the above.
本発明のセメント組成物は、強度（例えば、モルタル圧縮強さ）発現性に優れ、かつ、モルタル等として使用した際に乾燥収縮の小さいものである。 The cement composition of the present invention is excellent in strength (for example, mortar compressive strength) and has low drying shrinkage when used as a mortar or the like.
本発明のセメント組成物は、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０〜２．４０で、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満である普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物と、石膏と、フライアッシュと、ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇを超える石灰石粉末、を含むセメント組成物であって、石膏の量（ＳＯ３換算）と、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量の合計１００質量％中の、石膏の量（ＳＯ３換算）の割合が、０．８〜３．０質量％であり、石膏の量（ＳＯ３換算）、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量、フライアッシュの量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの割合が７．５〜３０質量％、石灰石粉末の割合が２．５質量％を超え、１０質量％以下であり、フライアッシュの単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｎＯの各々の質量が、下記式（１）を満たすものである。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．２〜１．０ ・・・（１）
以下、詳細に説明する。
The cement composition of the present invention is a ground product of ordinary Portland cement clinker having a silicic acid ratio (SM) of 1.80 to 2.40 and a free lime content of less than 1.0% by mass. A cement composition comprising gypsum, fly ash, and a limestone powder having a brain specific surface area of more than 5,000 cm 2 / g, the amount of gypsum (in terms of SO 3 ), and pulverization of the normal Portland cement clinker The proportion of the amount of gypsum (in terms of SO 3 ) in the total amount of 100% by mass of the product is 0.8 to 3.0% by mass, the amount of gypsum (in terms of SO 3 ), the above-mentioned ordinary Portland cement clinker In the total amount of 100% by mass of the amount of pulverized product, the amount of fly ash, and the amount of limestone powder, the proportion of fly ash is 7.5 to 30% by mass, the proportion of limestone powder exceeds 2.5% by mass, and the quality is 10 % Or less, in a unit mass of the fly ash, Na 2 O, K 2 O , MgO, SO 3, TiO 2, P 2 O 5 and each of the mass of MnO is, those satisfying the following formula (1) is there.
(Na 2 O + 0.658 × K 2 O) / (MgO + SO 3 + TiO 2 + P 2 O 5 + MnO) = 0.2 to 1.0 (1)
Details will be described below.
１．セメント組成物の構成材料
（１）普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物
本発明で使用する普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物（以下、単に「セメントクリンカー」ともいう。）のケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）は、１．８０〜２．４０、好ましくは１．８５〜２．３７、より好ましくは１．９０〜２．３５である。ケイ酸率が１．８０未満であると、セメントクリンカー中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（アルミネート相；以下、「Ｃ３Ａ」ともいう。）および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３（フェライト相；以下、「Ｃ４ＡＦ」ともいう。）の含有量が多くなり、セメント組成物の流動性や、長期材齢における強度（例えば、材齢２８日以上におけるモルタル圧縮強さ）発現性が低下し、該セメント組成物を用いた硬化体（ペースト、モルタル又はコンクリート）の乾燥収縮が大きくなる。ケイ酸率が２．４０を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。
1. Constituent Materials of Cement Composition (1) Ground Portland Cement Clinker Ground Material Silica content (SM) of ground Portland cement clinker ground material used in the present invention (hereinafter also simply referred to as “cement clinker”) Is 1.80 to 2.40, preferably 1.85 to 2.37, more preferably 1.90 to 2.35. When silicate ratio is less than 1.80, 3CaO · Al 2 O 3 in the cement clinker (aluminate phase;. Hereinafter referred to as "C 3 A") and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (Ferrite phase; hereinafter also referred to as “C 4 AF”) increases, and the fluidity of the cement composition and the strength at long-term ages (for example, mortar compressive strength at ages of 28 days or more) are manifested. And the drying shrinkage of the cured body (paste, mortar or concrete) using the cement composition is increased. When the silicic acid ratio exceeds 2.40, strength development of the cement composition is lowered.
セメントクリンカーの水硬率（Ｈ．Ｍ．）は、セメントクリンカーの製造の容易性や、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは２．００〜２．２０、より好ましくは２．０５〜２．１９、特に好ましくは２．１０〜２．１８である。
セメントクリンカーの鉄率（Ｉ．Ｍ．）は、セメントクリンカーの製造の容易性や、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．６０〜２．４０、より好ましくは１．６５〜２．３７、特に好ましくは１．７５ 〜２．３５である。
The hydraulic modulus (HM) of the cement clinker is preferably 2.00 to 2.20, more preferably from the viewpoint of ease of production of the cement clinker and fluidity and strength development of the cement composition. 2.05 to 2.19, particularly preferably 2.10 to 2.18.
The iron ratio (IM) of the cement clinker is preferably 1.60 to 2.40, more preferably 1 from the viewpoints of ease of production of the cement clinker and fluidity and strength development of the cement composition. .65 to 2.37, particularly preferably 1.75 to 2.35.
セメントクリンカーのフリーライムの含有率は、１．０質量％未満、好ましくは０．１〜０．８質量％、より好ましくは０．２〜０．７質量％である。該含有率が１．０質量％以上であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。 The content of free lime in the cement clinker is less than 1.0% by mass, preferably 0.1 to 0.8% by mass, more preferably 0.2 to 0.7% by mass. When the content is 1.0% by mass or more, strength development of the cement composition is lowered.
セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出した３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3の含有率は、好ましくは１０．５〜１３．５質量％、より好ましくは１０．８〜１３．２質量％、特に好ましくは１１．０〜１３．１質量％である。該含有率が１０．５質量％以上であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。該含有率が１３．５質量％以下であれば、セメント組成物の流動性がより向上し、該セメント組成物を用いた硬化体の乾燥収縮がより小さくなる。
また、セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出した３ＣａＯ・ＳｉＯ2（エーライト；以下、「Ｃ３Ｓ」）ともいう。）と２ＣａＯ・ＳｉＯ2（ビーライト；以下、「Ｃ２Ｓ」ともいう。）の質量比（３ＣａＯ・ＳｉＯ2／２ＣａＯ・ＳｉＯ2）は、好ましくは５．０未満、より好ましくは３．０〜４．９５、特に好ましくは３．３〜４．９である。該比が５．０未満であれば、セメントクリンカーの製造の容易性がより向上し、セメント組成物の強度発現性がより向上する。
The content of 3CaO · Al 2 O 3 calculated by using the Borg equation of the cement clinker is preferably 10.5 to 13.5% by mass, more preferably 10.8 to 13.2% by mass, and particularly preferably 11.0 to 13.1% by mass. If this content rate is 10.5 mass% or more, the strength development property of a cement composition will improve more. If this content rate is 13.5 mass% or less, the fluidity | liquidity of a cement composition will improve more and the drying shrinkage of the hardening body using this cement composition will become smaller.
It is also referred to as 3CaO.SiO 2 (Alite; hereinafter referred to as “C 3 S”) calculated using the Borg equation of cement clinker. ) And 2CaO · SiO 2 (belite;. Hereinafter referred to as "C 2 S" mass ratio) (3CaO · SiO 2 / 2CaO · SiO 2) is preferably less than 5.0, more preferably 3.0 To 4.95, particularly preferably 3.3 to 4.9. When the ratio is less than 5.0, the ease of producing the cement clinker is further improved, and the strength development of the cement composition is further improved.
なお、本明細書中、セメントクリンカー中のＣ3Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦの各含有率は、セメントクリンカー全量（１００質量％）中の割合として、セメントクリンカー原料やセメントクリンカー（焼成物）の化学成分に基づき、下記のボーグの計算式を用いて算出される。
Ｃ3Ｓ（質量％）＝（４．０７×ＣａＯ（質量％））−（７．６０×ＳｉＯ2（質量％））−（６．７２×Ａｌ2Ｏ3（質量％））−（１．４３×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ2Ｓ（質量％）＝（２．８７×ＳｉＯ2（質量％））−（０．７５４×Ｃ3Ｓ（質量％））
Ｃ3Ａ（質量％）＝（２．６５×Ａｌ2Ｏ3（質量％））−（１．６９×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ4ＡＦ（質量％）＝３．０４×Ｆｅ2Ｏ3（質量％）
In this specification, each content of C 3 S, C 2 S, C 3 A, and C 4 AF in the cement clinker is expressed as a ratio in the total amount of cement clinker (100% by mass). Based on the chemical component of the clinker (calcined product), it is calculated using the following Borg formula.
C 3 S (mass%) = (4.07 × CaO (mass%)) − (7.60 × SiO 2 (mass%)) − (6.72 × Al 2 O 3 (mass%)) − (1 .43 × Fe 2 O 3 (mass%))
C 2 S (mass%) = (2.87 × SiO 2 (mass%)) − (0.754 × C 3 S (mass%))
C 3 A (mass%) = (2.65 × Al 2 O 3 (mass%)) − (1.69 × Fe 2 O 3 (mass%))
C 4 AF (mass%) = 3.04 × Fe 2 O 3 (mass%)
セメントクリンカーの原料としては、石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料、珪石、粘土等のＳｉＯ２原料、粘土等のＡｌ2Ｏ3原料、鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ2Ｏ3原料、等を使用することができる。
なお、本発明においては、セメントクリンカーの原料として、前記原料に加えて、産業廃棄物、一般廃棄物及び発生土から選ばれる一種以上を使用することができる。セメントクリンカーの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び発生土から選ばれる一種以上を使用することは、廃棄物の有効利用を促進させる観点から好ましい。
ここで、産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物（ただし、後述する「発生土」を除く。）をいう。産業廃棄物としては、例えば、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等）、建設廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物（ただし、後述する「発生土」を除く。）をいう。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。
発生土とは、建設工事に伴い副次的に発生する土砂（例えば、地盤の掘削により生じるボーリング廃土）や汚泥（建設汚泥；例えば、地盤改良工事で生じる、セメントミルクと掘削土の混合物）をいう。
The raw materials for cement clinker include CaO raw materials such as limestone, quicklime and slaked lime, SiO 2 raw materials such as silica and clay, Al 2 O 3 raw materials such as clay, Fe 2 O 3 raw materials such as iron cake and iron cake, etc. Can be used.
In addition, in this invention, in addition to the said raw material, 1 or more types chosen from an industrial waste, a general waste, and generated soil can be used as a raw material of a cement clinker. The use of one or more selected from industrial waste, general waste and generated soil as the raw material for the cement clinker is preferable from the viewpoint of promoting effective utilization of waste.
Here, industrial waste refers to waste generated in connection with business activities (excluding “development soil” described later). Industrial waste includes, for example, ready-mixed sludge, various sludges (for example, sewage sludge, purified water sludge, iron sludge, etc.), construction waste, concrete waste, various incineration ash, foundry sand, rock wool, waste glass, blast furnace secondary ash Etc.
General waste refers to waste other than industrial waste (however, excluding “development soil” described later). Examples of the general waste include sewage sludge dry powder, municipal waste incineration ash, and shells.
The generated soil is secondary sediment generated during construction work (for example, drilling waste soil generated by excavation of the ground) and sludge (construction sludge; for example, a mixture of cement milk and excavated soil generated by ground improvement work). Say.
本発明で使用する普通ポルトランドセメントクリンカーは、上述した原料を、所望の水硬率、ケイ酸率、鉄率となるように混合した後、好ましくは１，３５０〜１，５５０℃（より好ましくは１，４００〜１，５００℃）で焼成することで製造される。
各原料を混合する方法は、特に限定されるものではなく、慣用の混合装置等を用いて行えばよい。
また、焼成に使用する装置も、特に限定されるものではなく、例えば、ロータリーキルン等を用いればよい。なお、ロータリーキルンを用いて焼成する場合、燃料代替廃棄物（例えば、廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等）を使用することができる。
The ordinary Portland cement clinker used in the present invention is preferably 1,350 to 1,550 ° C. (more preferably) after mixing the above-mentioned raw materials so as to have a desired hydraulic rate, silicic acid rate, and iron rate. 1400-1500 ° C.).
The method for mixing the raw materials is not particularly limited, and may be performed using a conventional mixing device or the like.
Moreover, the apparatus used for baking is not specifically limited, For example, a rotary kiln etc. may be used. In addition, when baking using a rotary kiln, fuel alternative wastes (for example, waste oil, a waste tire, waste plastic, etc.) can be used.
焼成によって得られた普通ポルトランドセメントクリンカー（塊状物）を、ボールミル等の慣用の粉砕装置を用いて粉砕することで、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物を得ることができる。該粉砕物のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点、さらには粉砕のコスト低減の観点から、好ましくは３，０００〜３，４００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，０５０〜３，３５０ｃｍ２／ｇである。 The ordinary Portland cement clinker (lumps) obtained by firing is pulverized using a conventional pulverizer such as a ball mill to obtain a pulverized ordinary Portland cement clinker. The brane specific surface area of the pulverized product is preferably 3,000 to 3,400 cm 2 / g, more preferably 3, from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition, and further from the viewpoint of reducing the cost of pulverization. 050 to 3,350 cm 2 / g.
（２）石膏
本発明で使用する石膏としては、例えば、二水石膏、半水石膏、および無水石膏等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、二水石膏と半水石膏の混合物を用いることが好ましい。二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合は、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、ＳＯ３換算で、好ましくは１０〜９５質量％、より好ましくは２０〜９０質量％、さらに好ましくは３０〜８５質量％、特に好ましくは４０〜８０質量％である。
また、石膏のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは５，０００〜１５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは６，０００〜１，４０００ｃｍ２／ｇである。
(2) Gypsum Examples of the gypsum used in the present invention include dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
Among them, it is preferable to use a mixture of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition. Gypsum and percentage of hemihydrate gypsum in total 100 mass% of the hemihydrate gypsum, from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition, converted to SO 3, preferably 10 to 95 wt%, more preferably Is 20 to 90% by mass, more preferably 30 to 85% by mass, and particularly preferably 40 to 80% by mass.
Also, the Blaine specific surface area of the gypsum, from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition, preferably 5,000~15,000cm 2 / g, more preferably 6,000~1,4000cm 2 / g is there.
（３）フライアッシュ
本発明で使用するフライアッシュは、フライアッシュの単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｎＯの各々の質量が、下記式（１）を満たすものである。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．２０〜１．００ ・・・（１）
上記式（１）から導き出される質量比は０．２０〜１．００、好ましくは０．２５〜０．８０、より好ましくは０．２８〜０．７０、特に好ましくは０．３０〜０．６０である。該質量比が０．２０未満であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。該質量比が１．００を超えると、セメント組成物を用いた硬化体の乾燥収縮が大きくなる。
(3) Fly ash The fly ash used in the present invention has a mass of Na 2 O, K 2 O, MgO, SO 3 , TiO 2 , P 2 O 5 and MnO in the unit mass of fly ash. The following formula (1) is satisfied.
(Na 2 O + 0.658 × K 2 O) / (MgO + SO 3 + TiO 2 + P 2 O 5 + MnO) = 0.20 to 1.00 (1)
The mass ratio derived from the above formula (1) is 0.20 to 1.00, preferably 0.25 to 0.80, more preferably 0.28 to 0.70, and particularly preferably 0.30 to 0.60. It is. If the mass ratio is less than 0.20, the strength development of the cement composition decreases. When the mass ratio exceeds 1.00, drying shrinkage of the cured body using the cement composition increases.
フライアッシュ中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値は、セメント組成物の強度発現性の観点から、好ましくは１１３．５〜１１４．５Å３、より好ましくは１１３．６〜１１４．４Å３、特に好ましくは１１３．７〜１１４．３Å３である。また、該値が上記範囲内であれば、該セメント組成物を用いた硬化体の乾燥収縮をより小さくすることができる。
なお、通常、フライアッシュは、石英を５〜２５質量％含むものである。
フライアッシュ中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値は、該フライアッシュのＸ線回析図に基づき、例えば、Ｂｒｕｋｅｒ社製の解析ソフト（商品名：「ＴＯＰＡＳ ｖｅｒ２．１」）、及び、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）のＰＤＦデータベースから得られる結晶構造データ（データベースの検索に用いられるＩＣＤＤ ｎｕｎｍｂｅｒ：３３１１６１（Ｑｕａｒｔｚ））を用いて得ることができる。
The value of the lattice volume obtained by using the Rietveld analysis method for quartz in fly ash is preferably 113.5 to 114.5 ３ 3 , more preferably 113.11 from the viewpoint of strength development of the cement composition. 6~114.4Å 3, particularly preferably 113.7~114.3Å 3. Moreover, if this value is in the said range, the drying shrinkage of the hardening body using this cement composition can be made smaller.
In general, fly ash contains 5 to 25% by mass of quartz.
The value of the lattice volume obtained by using the Rietveld analysis method for quartz in fly ash is based on the X-ray diffraction diagram of the fly ash, for example, analysis software (trade name: “TOPAS ver2” manufactured by Bruker). .1 ") and crystal structure data (ICDD number: 3311161 (Quartz) used for database search) obtained from a PDF database of ICDD (International Center for Diffraction Data).
さらに、フライアッシュの締め固め密度は、好ましくは１．０ｃｍ３／ｇ以上、より好ましくは１．０５〜１．５ｃｍ３／ｇ、より好ましくは１．１〜１．４５ｃｍ３／ｇ、特に好ましくは１．２〜１．４ｃｍ３／ｇである。該密度が１．０ｃｍ３／ｇ以上であれば、セメント組成物の流動性をより向上させ、該セメント組成物を用いた硬化体の乾燥収縮をより小さくすることができる。
なお、上記締め固め密度は、ホソカワミクロン社製の粉体特性評価装置（商品名：パウダテスタ ＰＴ−Ｄ）を用いて、フライアッシュを１００ｃｍ３のカップ内に充填しながら、該カップを１８０秒間で１８０回タッピングした後、該カップ内で締め固まったフライアッシュの質量を測定し、該測定値を用いて算出した値である。
Furthermore, the compaction density of fly ash is preferably 1.0 cm 3 / g or more, more preferably 1.05 to 1.5 cm 3 / g, more preferably 1.1 to 1.45 cm 3 / g, particularly preferably. Is 1.2 to 1.4 cm 3 / g. When the density is 1.0 cm 3 / g or more, the fluidity of the cement composition can be further improved, and the drying shrinkage of the cured body using the cement composition can be further reduced.
The above-mentioned compaction density is 180% in 180 seconds while filling fly ash into a 100 cm 3 cup using a powder characteristic evaluation device (trade name: Powder Tester PT-D) manufactured by Hosokawa Micron. It is a value calculated by measuring the mass of the fly ash that has been compacted in the cup after tapping.
フライアッシュのブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは２，５００〜６，０００ｃｍ３／ｇ、より好ましくは２，７００〜５，０００ｃｍ３／ｇ、特に好ましくは２，９００〜４，０００ｃｍ３／ｇである。
また、フライアッシュを、９７５±２５℃で１５分間加熱した場合における、フライアッシュの質量減少率は、セメント組成物の流動性、及び強度発現性の観点から、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは１．０〜４．５質量％、特に好ましくは１．５〜４．０質量％である。
From the viewpoints of fluidity and strength development of the cement composition, the specific surface area of fly ash is preferably 2,500 to 6,000 cm 3 / g, more preferably 2,700 to 5,000 cm 3 / g, particularly Preferably it is 2,900-4,000 cm < 3 > / g.
In addition, when the fly ash is heated at 975 ± 25 ° C. for 15 minutes, the mass reduction rate of the fly ash is preferably 5.0% by mass or less from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition, More preferably, it is 1.0-4.5 mass%, Most preferably, it is 1.5-4.0 mass%.
（４）石灰石粉末
本発明で使用する石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ３／ｇを超えるものであり、好ましくは５，３００〜１５，０００ｃｍ３／ｇ、より好ましくは５，５００〜１４，０００ｃｍ３／ｇ、さらに好ましくは６，０００〜１３，０００ｃｍ３／ｇ、さらに好ましくは６，３００〜１２，０００ｃｍ３／ｇ、特に好ましくは６，５００〜１１，０００ｃｍ３／ｇである。ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ３／ｇ以下であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。
(4) Limestone powder The brine specific surface area of the limestone powder used in the present invention is more than 5,000 cm 3 / g, preferably 5,300 to 15,000 cm 3 / g, more preferably 5,500 to 14,000 cm 3 / g, more preferably 6,000 to 13,000 cm 3 / g, more preferably 6,300 to 12,000 cm 3 / g, particularly preferably 6,500 to 11,000 cm 3 / g. . If the Blaine specific surface area is 5,000 cm 3 / g or less, the strength development of the cement composition is lowered.
２．セメント組成物の組成（構成材料の割合）及び製造方法
（１）各材料の割合
本発明のセメント組成物において、ＳＯ３換算による石膏の量と、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量の合計１００質量％中の、ＳＯ３換算による石膏の量の割合は、０．８〜３．０質量％、好ましくは０．９〜２．０質量％、より好ましくは１．０〜１．５質量％である。該割合が０．８質量％未満であると、セメント組成物の流動性が低下する。該割合が３．０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。
また、ＳＯ３換算による石膏の量と、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量の合計１００質量％中の、全ＳＯ３の量の割合は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．５〜３．０質量％、より好ましくは１．７〜２．６質量％、特に好ましくは１．８〜２．４質量％である。
2. Composition of cement composition (proportion of constituent materials) and production method (1) Proportion of each material In the cement composition of the present invention, the total amount of gypsum in terms of SO 3 and the amount of pulverized material of ordinary Portland cement clinker is 100 The proportion of the amount of gypsum based on SO 3 in the mass% is 0.8 to 3.0 mass%, preferably 0.9 to 2.0 mass%, more preferably 1.0 to 1.5 mass%. It is. When the proportion is less than 0.8% by mass, the fluidity of the cement composition decreases. When this ratio exceeds 3.0 mass%, the strength development property of a cement composition will fall.
Moreover, the ratio of the amount of total SO 3 in the total amount of 100% by mass of the amount of gypsum in terms of SO 3 and the amount of pulverized ordinary Portland cement clinker is determined from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition. Preferably, it is 1.5-3.0 mass%, More preferably, it is 1.7-2.6 mass%, Most preferably, it is 1.8-2.4 mass%.
本発明のセメント組成物において、ＳＯ３換算による石膏の量と、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量、フライアッシュの量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの量の割合は、７．５〜３０質量％、好ましくは１３〜２７質量％、より好ましくは１４〜２５質量％である。該割合が７．５質量％未満であると、セメント組成物の流動性が低下し、セメント組成物を用いた硬化体の乾燥収縮が大きくなる。また、フライアッシュの有効活用を促進する観点から好ましくない。該割合が３０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。 In the cement composition of the present invention, the ratio of the amount of fly ash out of the total amount of 100% by mass of the amount of gypsum in terms of SO 3 and the amount of pulverized ordinary Portland cement clinker, the amount of fly ash, and the amount of limestone powder Is 7.5 to 30% by mass, preferably 13 to 27% by mass, and more preferably 14 to 25% by mass. When the proportion is less than 7.5% by mass, the fluidity of the cement composition decreases, and the drying shrinkage of the cured body using the cement composition increases. Moreover, it is not preferable from the viewpoint of promoting effective utilization of fly ash. When this ratio exceeds 30 mass%, the strength development property of a cement composition will fall.
本発明のセメント組成物において、ＳＯ３換算による石膏の量と、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量、フライアッシュの量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中、石灰石粉末の量の割合は、２．５質量％を超え、１０質量％以下、好ましくは３〜８質量％、より好ましくは４〜６質量％である。該割合が上記数値範囲外であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。 In the cement composition of the present invention, the ratio of the amount of limestone powder in the total amount of 100% by mass of the amount of gypsum in terms of SO 3 and the amount of ground Portland cement clinker, the amount of fly ash, and the amount of limestone powder Is more than 2.5% by mass, 10% by mass or less, preferably 3 to 8% by mass, more preferably 4 to 6% by mass. When the proportion is out of the above numerical range, the strength development of the cement composition is lowered.
本発明のセメント組成物は、上述したセメントクリンカーの粉砕物、石膏、フライアッシュ及び石灰石粉末の他に、必要に応じて、高炉スラグ粉末と珪石粉末の少なくとも１種を、セメントクリンカー１００質量部に対して、５．５質量部以下の量で含んでいてもよい。 The cement composition of the present invention, in addition to the above-mentioned cement clinker pulverized product, gypsum, fly ash and limestone powder, if necessary, at least one of blast furnace slag powder and silica stone powder is added to 100 parts by mass of cement clinker. On the other hand, it may be contained in an amount of 5.5 parts by mass or less.
（２）セメント組成物の製造方法
本発明のセメント組成物の製造方法としては、例えば、以下の（ａ）〜（ｂ）の方法が挙げられる。
（ａ）普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕し、次いで、フライアッシュと石灰石粉末（ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇを超えるもの）を添加して混合する方法
該方法において、普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，０００〜３，４００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，１００〜３，３５０ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
（ｂ）普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石を同時に粉砕し、次いで、フライアッシュを添加して混合する方法
該方法において、普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，０００〜３，４００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，１００〜３，３５０ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、粉砕物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇを超えるものとなる。
(2) Manufacturing method of cement composition As a manufacturing method of the cement composition of this invention, the method of the following (a)-(b) is mentioned, for example.
(A) A method in which ordinary Portland cement clinker and gypsum are pulverized at the same time, and then fly ash and limestone powder (those having a specific surface area of more than 5,000 cm 2 / g) are added and mixed. grinding of clinker and gypsum, Blaine specific surface area of the ground product is preferably 3,000~3,400cm 2 / g, more preferably is preferably performed until the 3,100~3,350cm 2 / g.
(B) A method in which ordinary Portland cement clinker, gypsum and limestone are simultaneously pulverized, and then fly ash is added and mixed. In this method, pulverization of ordinary Portland cement clinker, gypsum and limestone has a Blaine specific surface area of the pulverized product. It is preferable to carry out the reaction until 3,000 to 3,400 cm 2 / g, more preferably 3,100 to 3,350 cm 2 / g. In addition, by this grinding | pulverization, the Blaine specific surface area of the limestone powder contained in a ground material will exceed 5,000 cm < 2 > / g.
本発明のセメント組成物は、水、及び、必要に応じて配合される他の材料（例えば、細骨材、粗骨材、減水剤等）と混合されることによって、ペースト、モルタル、又はコンクリートとして使用される。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、又はポリカルボン酸系等の、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。
本発明のセメント組成物をモルタル又はコンクリートとして使用する場合には、骨材として、モルタルやコンクリートの製造に使用される通常の細骨材（例えば、川砂、陸砂、砕砂等）や粗骨材（例えば、川砂利、山砂利、砕石等）を使用することができる。また、骨材の一部または全部として、溶融スラグ（例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、及び下水汚泥焼却灰から選ばれる一種以上を溶融して製造されたもの）、高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、コンクリート廃材等の廃棄物を使用することもできる。
なお、必要に応じて、本発明の目的に支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤等の混和剤を使用してもよい。
The cement composition of the present invention is mixed with water and other materials blended as necessary (for example, fine aggregate, coarse aggregate, water reducing agent, etc.), so that the paste, mortar, or concrete is mixed. Used as.
As the water reducing agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, or a high performance AE water reducing agent such as lignin, naphthalene sulfonic acid, melamine, or polycarboxylic acid can be used.
When the cement composition of the present invention is used as a mortar or concrete, as an aggregate, an ordinary fine aggregate (for example, river sand, land sand, crushed sand, etc.) or coarse aggregate used in the production of mortar or concrete. (For example, river gravel, mountain gravel, crushed stone, etc.) can be used. Moreover, as a part or all of the aggregate, molten slag (for example, one produced by melting at least one selected from municipal waste, municipal waste incineration ash, and sewage sludge incineration ash), blast furnace slag, steelmaking slag, Wastes such as copper slag, coconut scrap, glass cullet, ceramic waste, clinker ash, waste brick, and concrete waste can also be used.
In addition, you may use admixtures, such as an air entraining agent and an antifoamer, in the range which does not interfere with the objective of this invention as needed.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［普通ポルトランドセメントクリンカーＡ〜Ｇの製造]
下水汚泥、石炭灰、発生土等と、石灰石等の一般的なポルトランドセメントクリンカーの原料を用いて、得られる普通ポルトランドセメントクリンカー（Ａ〜Ｇ）の水硬率（Ｈ．Ｍ．）、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）、及び鉄率（Ｉ．Ｍ．）が、表１に示す値となるように、セメント組成物の原料を調製した。調製した原料を、小型ロータリーキルンを用いて、１，４５０℃で焼成して、塊状物である普通ポルトランドセメントクリンカーＡ〜Ｇを得た。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Manufacture of ordinary Portland cement clinker AG]
Hydrous ratio (HM) of ordinary Portland cement clinker (A to G) obtained by using raw materials of general Portland cement clinker such as sewage sludge, coal ash, generated soil and limestone, silicic acid The raw materials for the cement composition were prepared so that the rate (SM) and the iron rate (IM) were values shown in Table 1. The prepared raw materials were fired at 1,450 ° C. using a small rotary kiln to obtain ordinary Portland cement clinkers A to G which are aggregates.
普通ポルトランドセメントクリンカーＡ〜Ｇの製造で使用した材料以外の使用材料を以下に示す。
（１）排脱二水石膏：住友金属社製の排脱二水石膏を最大粒径が１．２ｍｍ以下となるように解砕したもの
（２）半水石膏：上記排脱二水石膏を１４０℃で加熱したもの
（３）石灰石粉末Ａ：ブレーン比表面積８，５００ｃｍ２／ｇ
（４）石灰石粉末Ｂ：ブレーン比表面積４，２００ｃｍ２／ｇ
（５）細骨材：「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に定める標準砂
（６）減水剤：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、ＢＡＳＦジャパン製、商品名「マスターグレニウムＳＰ８Ｎ」
（７）消泡剤：非イオン界面活性剤、日華化学社製、商品名「フォームレックス７４７」
（８）フライアッシュＡ〜Ｅ：表２に示すもの
（９）水：水道水
Materials used other than the materials used in the production of ordinary Portland cement clinkers A to G are shown below.
(1) Exhausted dihydrate gypsum: Disintegrated dihydrate gypsum manufactured by Sumitomo Metals Co., Ltd. was crushed so that the maximum particle size was 1.2 mm or less. (2) Hemihydrate gypsum: Heated at 140 ° C. (3) Limestone powder A: Blaine specific surface area 8,500 cm 2 / g
(4) Limestone powder B: Blaine specific surface area 4,200 cm 2 / g
(5) Fine aggregate: Standard sand defined in “JIS R 5201 (Cement physical test method)” (6) Water reducing agent: Polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent, manufactured by BASF Japan, trade name “Master Glenium SP8N "
(7) Antifoaming agent: nonionic surfactant, manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd., trade name “Formrex 747”
(8) Fly ash A to E: as shown in Table 2 (9) Water: tap water
［実施例１〜８、比較例１〜１２］
排脱二水石膏と半水石膏を、排脱二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合が５０質量％（ＳＯ３換算によるもの）となるように混合してなる石膏（以下、「混合石膏」ともいう。）を製造した。
表３に示す種類の普通ポルトランドセメントクリンカー（表３中、「クリンカー」と示す。）に、ＳＯ３換算による混合石膏と、普通ポルトランドセメントクリンカーの合計１００質量％中、ＳＯ３換算による混合石膏の割合が、１．１〜１．３質量％となり、かつ、全ＳＯ３の割合が２．０質量％となる量の混合石膏を添加した後、バッチ式ボールミキサを用いて粉砕して、ブレーン比表面積が３，２００±１００ｃｍ２／ｇである普通ポルトランドセメントを製造した。
得られた普通ポルトランドセメントに、ＳＯ３換算による混合石膏と、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物、フライアッシュ、及び石灰石粉末の合計１００質量％中、表３に示す種類の材料（フライアッシュ、石灰石粉末）の各割合が、表３に示す値となる量の各材料を添加した後、混合して、セメント組成物１〜２０を得た。なお、セメント組成物２０は、市販されている普通ポルトランドセメントに相当するものである。
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-12]
Eliminate dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum are mixed so that the proportion of hemihydrate gypsum in the total 100 mass% of dehydrated dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum is 50 mass% (according to SO 3 conversion). Gypsum (hereinafter also referred to as “mixed gypsum”).
(In Table 3, indicated as "clinker".) Table 3 shows types of ordinary Portland cement clinker, the mixing plaster according converted to SO 3, a total of 100 mass% of ordinary Portland cement clinker, the mixing gypsum by SO 3 conversion After adding the mixed gypsum in an amount such that the ratio becomes 1.1 to 1.3% by mass and the total SO 3 ratio becomes 2.0% by mass, the mixture is pulverized using a batch-type ball mixer, A normal Portland cement having a specific surface area of 3,200 ± 100 cm 2 / g was produced.
In the obtained ordinary Portland cement, a mixture of gypsum in terms of SO 3 and ordinary Portland cement clinker pulverized product, fly ash, and limestone powder, the total of 100% by mass of materials shown in Table 3 (fly ash, limestone powder) ) Were added to each of the materials in such amounts that the values shown in Table 3 were mixed, and then mixed to obtain cement compositions 1 to 20. The cement composition 20 corresponds to a commercially available ordinary Portland cement.
得られたセメント組成物１〜２０について、以下の評価を行った。結果を表４に示す。
（１）モルタルフローの測定
水とセメント組成物の質量比（水／セメント組成物）が０．３、細骨材とセメント組成物の質量比（細骨材／セメント組成物）が１．４、消泡剤とセメント組成物の質量比（消泡剤／セメント組成物）が０．００１、減水剤とセメント組成物の質量比（減水剤／セメント組成物）が０．００６５となる量で、セメント組成物等のこれら材料を混合して、モルタルを調製した。これら材料の混練は、ホバートミキサーを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠（ただし、混練時間は、ここに記載されている時間よりも２分間長いものとした。）して行った。なお、混練に際して、減水剤と消泡剤は水と同時にミキサーに投入した。
得られたモルタルについて、「ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）」に記載されたスランプコーンを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」のフロー試験に準拠して、混練直後のモルタルフロー値を、１５回の落下運動を行わないで測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢３日、７日、２８日における、モルタル圧縮強さを測定した。
（３）乾燥収縮の測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、モルタルを調製し、「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：ダイヤルゲージ法）」に準拠して、材齢１８２日におけるモルタルの乾燥収縮の値を測定した。
なお、乾燥収縮の値の絶対値が小さいほど、乾燥収縮の程度が小さいことを意味する。
結果を表４に示す。
The following evaluation was performed about the obtained cement compositions 1-20. The results are shown in Table 4.
(1) Measurement of mortar flow The mass ratio of water and cement composition (water / cement composition) is 0.3, and the mass ratio of fine aggregate and cement composition (fine aggregate / cement composition) is 1.4. The mass ratio of the defoamer to the cement composition (antifoam / cement composition) is 0.001, and the mass ratio of the water reducing agent to the cement composition (water reducer / cement composition) is 0.0065. These materials such as cement composition were mixed to prepare a mortar. The kneading of these materials is based on “JIS R 5201 (physical test method for cement)” using a Hobart mixer (however, the kneading time is 2 minutes longer than the time described here). I went there. In addition, at the time of kneading, the water reducing agent and the antifoaming agent were put into the mixer simultaneously with water.
The obtained mortar was kneaded according to the flow test of “JIS R 5201 (cement physical test method)” using the slump cone described in “JIS A 1171 (test method of polymer cement mortar)”. Immediately after, the mortar flow value was measured without performing 15 falling motions.
(2) Measurement of mortar compressive strength Based on "JIS R 5201 (physical test method for cement)", the mortar compressive strength at the age of 3 days, 7 days and 28 days was measured.
(3) Measurement of drying shrinkage In accordance with "JIS R 5201 (physical test method for cement)", mortar was prepared, and "JIS A 1129-3 (Method for measuring change in length of mortar and concrete-Part 3: According to the dial gauge method), the drying shrinkage value of the mortar at the age of 182 days was measured.
In addition, the smaller the absolute value of the drying shrinkage value, the smaller the degree of drying shrinkage.
The results are shown in Table 4.
表４から、本発明のセメント組成物（実施例１〜８）を用いたモルタルは、モルタルフローおよびモルタル圧縮強さが大きく、かつ、乾燥収縮の値の絶対値が小さいものである。以下、詳しく説明する。
具体的には、フライアッシュの種類が異なる以外は、実施例１〜３と同じセメント組成物である比較例１（フライアッシュ中の上記式（１）から導き出される質量比が０．１４であるもの）、比較例２（フライアッシュ中の上記式（１）から導き出される質量比が１．３９であるもの）と、実施例１〜３を比較すると、以下のことがわかる。
比較例１のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２７．１Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４１．８Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６０．０Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１〜３のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２８．１〜２８．９Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４３．６〜４４．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６２．７〜６３．７Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。
比較例２の乾燥収縮の値の絶対値（８５０μｍ）は、実施例１〜３の乾燥収縮の値の絶対値（７２６〜７６３μｍ）よりも大きい。
From Table 4, the mortar using the cement composition of the present invention (Examples 1 to 8) has a large mortar flow and mortar compressive strength and a small absolute value of drying shrinkage. This will be described in detail below.
Specifically, except that the type of fly ash is different, Comparative Example 1 (the mass ratio derived from the above formula (1) in fly ash is 0.14), which is the same cement composition as in Examples 1 to 3. 1) and Comparative Example 2 (where the mass ratio derived from the above formula (1) in fly ash is 1.39) and Examples 1 to 3 show the following.
The mortar compressive strength of Comparative Example 1 (material age 3 days: 27.1 N / mm 2 , material age 7 days: 41.8 N / mm 2 , material age 28 days: 60.0 N / mm 2 ) -3 mortar compressive strength (age 3 days: 28.1 to 28.9 N / mm 2 , age 7 days: 43.6 to 44.6 N / mm 2 , age 28 days: 62.7 to 63 Less than 7 N / mm 2 ).
The absolute value (850 μm) of the value of drying shrinkage in Comparative Example 2 is larger than the absolute value (726 to 763 μm) of the value of drying shrinkage in Examples 1 to 3.
また、普通ポルトランドセメントクリンカーの種類が異なる以外は、実施例１、４〜６と同じセメント組成物である比較例３（普通ポルトランドセメントクリンカーのケイ酸率が２．４７であるもの）、比較例４（普通ポルトランドセメントクリンカーのケイ酸率が１．６１であるもの）、比較例５（普通ポルトランドセメントクリンカーのフリーライムの含有率が１．６５質量％であるもの）と、実施例１、４〜６を比較すると、以下のことがわかる。
比較例３のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２６．２Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４２．０Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：５９．５Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１、４〜６のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２７．９〜２８．９Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４３．８〜４４．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６２．２〜６３．５Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。
比較例４のモルタルフロー（２３６ｍｍ）及び材齢２８日におけるモルタル圧縮強さ（６０．０Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１、４〜６のモルタルフロー（２５８〜２７８ｍｍ）及び材齢２８日におけるモルタル圧縮強さ（６２．２〜６３．５Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。また、比較例４の乾燥収縮の値の絶対値（８７９μｍ）は、実施例１、４〜６の乾燥収縮の値の絶対値（７２６〜７６５μｍ）よりも大きい。
比較例５のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２６．６Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４２．１Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６０．３Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１、４〜６のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２７．９〜２８．９Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４３．８〜４４．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６２．２〜６３．５Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。
Moreover, the comparative example 3 (what the silicic acid rate of a normal Portland cement clinker is 2.47) which is the same cement composition as Example 1, 4-6 except the kind of normal Portland cement clinker is different. 4 (the normal Portland cement clinker has a silicic acid ratio of 1.61), Comparative Example 5 (the normal Portland cement clinker has a free lime content of 1.65% by mass), and Examples 1, 4 When -6 is compared, the following can be understood.
The mortar compressive strength of Comparative Example 3 (material age 3 days: 26.2 N / mm 2 , material age 7 days: 42.0 N / mm 2 , material age 28 days: 59.5 N / mm 2 ) 4-6 mortar compressive strength (3 days of age: 27.9-28.9 N / mm 2 , 7 days of age: 43.8-44.6 N / mm 2 , 28 days of age: 62.2 Smaller than ˜63.5 N / mm 2 ).
The mortar flow (236 mm) of Comparative Example 4 and the mortar compressive strength (60.0 N / mm 2 ) at the age of 28 days were the mortar flows (258 to 278 mm) of Examples 1 and 4 to 6 and at the age of 28 days. Less than mortar compressive strength (62.2-63.5 N / mm 2 ). The absolute value (879 μm) of the drying shrinkage value of Comparative Example 4 is larger than the absolute value (726 to 765 μm) of the drying shrinkage values of Examples 1 and 4 to 6.
The mortar compressive strength of Comparative Example 5 (material age 3 days: 26.6 N / mm 2 , material age 7 days: 42.1 N / mm 2 , material age 28 days: 60.3 N / mm 2 ) 4-6 mortar compressive strength (3 days of age: 27.9-28.9 N / mm 2 , 7 days of age: 43.8-44.6 N / mm 2 , 28 days of age: 62.2 Smaller than ˜63.5 N / mm 2 ).
また、フライアッシュの割合が異なる以外は、実施例１（フライアッシュ：２２質量％）、実施例７（フライアッシュ：１５質量％）と同じセメント組成物である比較例６（フライアッシュ：５質量％）、比較例７（フライアッシュ：３５質量％）と、実施例１、７を比較すると、以下のことがわかる。
比較例６のモルタルフロー（２５６ｍｍ）は、実施例１、７のモルタルフロー（２６２〜２７８ｍｍ）よりも小さく、比較例６の乾燥収縮の値の絶対値（８４２μｍ）は、実施例１、７の乾燥収縮の値の絶対値（７２６〜７７２μｍ）よりも大きい。
比較例７のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２２．１Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：３５．１Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：５０．７Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１、７のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２８．９〜３０．３Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４４．６〜４５．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６３．５〜６４．９Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。
Moreover, the comparative example 6 (fly ash: 5 mass) which is the same cement composition as Example 1 (fly ash: 22 mass%) and Example 7 (fly ash: 15 mass%) except the ratio of fly ash differing. %) And Comparative Example 7 (fly ash: 35 mass%) and Examples 1 and 7 are compared, the following can be seen.
The mortar flow (256 mm) of Comparative Example 6 is smaller than the mortar flows (262 to 278 mm) of Examples 1 and 7, and the absolute value (842 μm) of the drying shrinkage value of Comparative Example 6 is that of Examples 1 and 7. It is larger than the absolute value (726 to 772 μm) of the value of drying shrinkage.
The mortar compressive strength of Comparative Example 7 (material age 3 days: 22.1 N / mm 2 , material age 7 days: 35.1 N / mm 2 , material age 28 days: 50.7 N / mm 2 ) , 7 mortar compression strength (age 3 days: 28.9-30.3 N / mm 2 , age 7 days: 44.6-45.6 N / mm 2 , age 28 days: 63.5-64 Less than 9 N / mm 2 ).
また、石灰石粉末の割合が異なる以外は、実施例１（石灰石粉末：５質量％）、実施例８（石灰石粉末：７質量％）と同じセメント組成物である比較例８（石灰石粉末：１質量％）、比較例９（石灰石粉末：１５質量％）と、実施例１、８を比較すると、以下のことがわかる。
比較例８〜９のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２０．８〜２６．５Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：３３．８〜３９．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：４７．７〜５１．８Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１、８のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２８．５〜２８．９Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４４．２〜４４．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６３．５〜６３．８Ｎ／ｍｍ２）よりも小さい。
また、石灰石粉末のブレーン比表面積が異なる以外は、実施例１（石灰石粉末のブレーン比表面積：８，５００ｃｍ２／ｇ）と同じセメント組成物である比較例１０（石灰石粉末のブレーン比表面積：４，２００ｃｍ２／ｇ）と、実施例１を比較すると、比較例１０のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２６．６Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４１．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６０．０Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２８．９Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４４．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６３．５Ｎ／ｍｍ２）よりも小さいことがわかる。
Moreover, the comparative example 8 (limestone powder: 1 mass) which is the same cement composition as Example 1 (limestone powder: 5 mass%) and Example 8 (limestone powder: 7 mass%) except the ratio of limestone powder is different. %) And Comparative Example 9 (limestone powder: 15 mass%) and Examples 1 and 8 are compared, the following can be seen.
Mortar compressive strength of Comparative Example 8-9 (age of 3 days: 20.8~26.5N / mm 2, the age 7 days: 33.8~39.6N / mm 2, age of 28 days: 47. 7-51.8 N / mm 2 ) is the mortar compressive strength of Examples 1 and 8 (age 3 days: 28.5 to 28.9 N / mm 2 , age 7 days: 44.2 to 44.6 N). / Mm 2 , material age 28 days: 63.5 to 63.8 N / mm 2 ).
Moreover, Comparative Example 10 (Blaine specific surface area of limestone powder: 4) which is the same cement composition as Example 1 (Blaine specific surface area of limestone powder: 8,500 cm 2 / g) except that the Blaine specific surface area of limestone powder is different. , 200 cm 2 / g) and Example 1 are compared, the mortar compressive strength of Comparative Example 10 (age 3 days: 26.6 N / mm 2 , age 7 days: 41.6 N / mm 2 , age) 28 days: 60.0 N / mm 2 ), the mortar compressive strength of Example 1 (material age 3 days: 28.9 N / mm 2 , material age 7 days: 44.6 N / mm 2 , material age 28 days: 63.5 N / mm 2 ).
さらに、実施例１〜８と、比較例１１（フライアッシュを使用しないもの）、比較例１２（セメントクリンカー粉砕物のケイ酸率が、本発明で規定する数値範囲を外れており、かつ、フライアッシュを使用しないもの）を比較すると、以下のことがわかる。
実施例１〜８のモルタルフロー（２５８〜２８０ｍｍ）は、比較例１１〜１２のモルタルフロー（２４５〜２５２ｍｍ）よりも大きい。実施例１〜８のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２７．９〜３０．３Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４３．６〜４５．６Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６２．２〜６４．９Ｎ／ｍｍ２）は、比較例１１〜１２のモルタル圧縮強さ（材齢３日：２７．２〜２７．３Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：４２．８〜４３．０Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：５８．９〜６１．１Ｎ／ｍｍ２）よりも大きい。実施例１〜８の乾燥収縮の値の絶対値（７２６〜７７２μｍ）は、比較例１１〜１２の乾燥収縮の値の絶対値（８６７〜９５７μｍ）よりも小さい。
Furthermore, Examples 1 to 8, Comparative Example 11 (without using fly ash), Comparative Example 12 (the silicate ratio of the cement clinker pulverized product is outside the numerical range defined in the present invention, and The following can be found by comparing the ash not used).
The mortar flows (258 to 280 mm) of Examples 1 to 8 are larger than the mortar flows (245 to 252 mm) of Comparative Examples 11 to 12. Mortar compressive strength of Examples 1 to 8 (age 3 days: 27.9 to 30.3 N / mm 2 , age 7 days: 43.6 to 45.6 N / mm 2 , age 28 days: 62. 2 to 64.9 N / mm 2 ) is the mortar compressive strength of Comparative Examples 11 to 12 (age 3 days: 27.2 to 27.3 N / mm 2 , age 7 days: 42.8 to 43.0 N). / Mm 2 , material age 28 days: 58.9 to 61.1 N / mm 2 ). The absolute value (726 to 772 μm) of the drying shrinkage value of Examples 1 to 8 is smaller than the absolute value (867 to 957 μm) of the drying shrinkage value of Comparative Examples 11 to 12.
Claims (4)
上記石膏の量（ＳＯ３換算）と、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量の合計１００質量％中の、石膏の量（ＳＯ３換算）の割合が、０．８〜３．０質量％であり、
上記石膏の量（ＳＯ３換算）、上記普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物の量、上記フライアッシュの量、及び上記石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの割合が７．５〜３０質量％、石灰石粉末の割合が２．５質量％を超え、１０質量％以下であり、
上記フライアッシュの単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｎＯの各々の質量が、下記式（１）を満たすものであることを特徴とするセメント組成物。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．２０〜１．００ ・・・（１） A pulverized product of ordinary Portland cement clinker having a silicic acid ratio (SM) of 1.80 to 2.40 and a free lime content of less than 1.0% by mass, gypsum, fly ash, A limestone powder having a Blaine specific surface area of greater than 5,000 cm 2 / g,
The ratio of the amount of gypsum (converted to SO 3 ) in the total amount of 100% by mass of the amount of gypsum (converted to SO 3 ) and the amount of pulverized ordinary Portland cement clinker is 0.8 to 3.0% by mass. And
The amount of fly ash is 7.5 to 30 in the total amount of 100% by mass of the amount of gypsum (in terms of SO 3 ), the amount of pulverized ordinary Portland cement clinker, the amount of fly ash, and the amount of limestone powder. % By mass, the proportion of limestone powder is more than 2.5% by mass and 10% by mass or less,
The mass of each of Na 2 O, K 2 O, MgO, SO 3 , TiO 2 , P 2 O 5 and MnO in the unit mass of the fly ash satisfies the following formula (1). A cement composition.
(Na 2 O + 0.658 × K 2 O) / (MgO + SO 3 + TiO 2 + P 2 O 5 + MnO) = 0.20 to 1.00 (1)
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020001954A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 太平洋セメント株式会社 | Cement composition |
| JP2021151939A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP2021151940A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP2021155266A (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 太平洋セメント株式会社 | Cement composition, and manufacturing method cement hardened body |
| JP7415834B2 (en) | 2020-07-30 | 2024-01-17 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP7479900B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-05-09 | Ｕｂｅ三菱セメント株式会社 | Manufacturing method and manufacturing apparatus for cement composition, and cement composition |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012201519A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Taiheiyo Cement Corp | Cement composition |
| JP2012242171A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Taiheiyo Cement Corp | Coal ash evaluation method and manufacturing method of cement or concrete |
| JP2015010009A (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 太平洋セメント株式会社 | Mixed cement |
| JP2015194475A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 太平洋セメント株式会社 | Method for predicting activity index of fly ash, concrete fly ash and method for manufacturing cement mixed with fly ash |
| JP2016070718A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 太平洋セメント株式会社 | Quantity determining method of admixture in mixed cement |
-
2016
- 2016-11-30 JP JP2016231913A patent/JP6947501B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012201519A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Taiheiyo Cement Corp | Cement composition |
| JP2012242171A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Taiheiyo Cement Corp | Coal ash evaluation method and manufacturing method of cement or concrete |
| JP2015010009A (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 太平洋セメント株式会社 | Mixed cement |
| JP2015194475A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 太平洋セメント株式会社 | Method for predicting activity index of fly ash, concrete fly ash and method for manufacturing cement mixed with fly ash |
| JP2016070718A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 太平洋セメント株式会社 | Quantity determining method of admixture in mixed cement |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 中西陽一郎ら: "普通ポルトランドセメントの諸仕様が水和熱および強さに及ぼす影響", 宇部三菱セメント研究報告, vol. 10, JPN6020031555, 2009, pages 25 - 32, ISSN: 0004457768 * |
| 小川 彰一ら : "フライアッシュ混合セメントの耐硫酸塩性に及ぼすフライアッシュの特性とSO3量および石灰石微粉末の効果", セメント・コンクリート論文集, vol. 66 巻 1 号, JPN6021007451, 2012, pages 414 - 421, ISSN: 0004457769 * |
| 尾崎 秀夫,堺 孝司: "セメント代替少量混合成分のコンクリート性能への影響", セメントコンクリート論文集, vol. 67, no. 1, JPN6021036295, 2013, pages 259 - 265, ISSN: 0004593789 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020001954A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 太平洋セメント株式会社 | Cement composition |
| JP7103869B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-07-20 | 太平洋セメント株式会社 | Cement composition |
| JP2021151939A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP2021151940A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP7294204B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-06-20 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP7334659B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-08-29 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
| JP2021155266A (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 太平洋セメント株式会社 | Cement composition, and manufacturing method cement hardened body |
| JP7479900B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-05-09 | Ｕｂｅ三菱セメント株式会社 | Manufacturing method and manufacturing apparatus for cement composition, and cement composition |
| JP7415834B2 (en) | 2020-07-30 | 2024-01-17 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement composition and method for producing cement composition |
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