JP2019011214A - Cement additive and cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント添加材及びセメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement additive and a cement composition.
従来、モルタルやコンクリートにおいて、セメントの一部を石炭火力発電等によって発生するフライアッシュに置き換えたセメントが使われている。セメントの一部をフライアッシュに置き換えることによって、作業性や流動性の向上、発熱量の抑制、及び、廃棄物であるフライアッシュの有効利用等の利点がある。
一方、次世代の石炭火力発電方式として検討及び実証が進められている石炭ガス化複合発電は、従来の石炭火力発電方式と比較して石炭の使用量が少なく、発電効率に優れ、石炭の利用炭種を拡大でき、環境負荷の低減を図ることができる等の利点を有することから、早期実用化が期待されている。
従来の石炭火力発電では、大量の石炭灰が発生するのに対して、石炭ガス化複合発電では、ガス化炉に投入された石炭中の灰成分が溶融してなるガラス状のスラグ（以下、「石炭ガス化スラグ」ともいう。）が大量に発生する。発生した石炭ガス化スラグは、セメント骨材やアスファルト舗装等に有効利用することができるものの、その発生量が大量であることから、更なる有効利用の方策が望まれている。
石炭ガス化スラグを用いたセメント組成物として、特許文献１には、ポゾランを３０〜７０重量％含有することを特徴とする水和反応遅延型セメント組成物において、上記ポゾランとして、石炭ガス化スラグ及び／又はフライアッシュを用いることが記載されている。
Conventionally, in mortar and concrete, cement in which part of the cement is replaced with fly ash generated by coal-fired power generation or the like has been used. By replacing part of the cement with fly ash, there are advantages such as improvement in workability and fluidity, suppression of heat generation, and effective use of fly ash as waste.
On the other hand, coal gasification combined power generation, which is being studied and verified as a next-generation coal-fired power generation system, uses less coal than conventional coal-fired power generation systems, has superior power generation efficiency, and uses coal. Since it has advantages such as the ability to expand the types of coal and the reduction of environmental burdens, early commercialization is expected.
In conventional coal-fired power generation, a large amount of coal ash is generated, whereas in coal gasification combined power generation, glassy slag (hereinafter referred to as slag) formed by melting the ash component in coal input to the gasification furnace is used. "Coal gasification slag") is generated in large quantities. Although the generated coal gasification slag can be effectively used for cement aggregate, asphalt pavement, and the like, since the amount of generation is large, further effective utilization measures are desired.
As a cement composition using coal gasification slag, Patent Document 1 discloses that the pozzolan is contained in an amount of 30 to 70% by weight. In the hydration delayed reaction cement composition, the coal gasification slag is used as the pozzolan. And / or the use of fly ash.
セメントの一部をフライアッシュに置き換えると、強度発現性（特に、材齢２８〜９１日における強度発現性）が低下するという問題がある。
本発明の目的は、「日本工業規格（以下、「ＪＩＳ」と称す。） Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種又はＩＩＩ種の規定に適合するフライアッシュを含むにもかかわらず、該フライアッシュを含むセメント組成物の強度（例えば、モルタルの圧縮強さ）発現性の低下を抑制しうるセメント添加材を提供することである。
When a part of the cement is replaced with fly ash, there is a problem that strength developability (particularly, strength developability at age 28 to 91 days) is lowered.
The object of the present invention is to include a fly ash that complies with the provisions of fly ash class II or class III of “Japanese Industrial Standard (hereinafter referred to as“ JIS ”) A 6201: 2015 (fly ash for concrete)”. Regardless, it is to provide a cement additive capable of suppressing a decrease in strength (for example, mortar compressive strength) of a cement composition containing the fly ash.
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、フライアッシュ（ＩＩ種又はＩＩＩ種）１００質量部、および、ブレーン比表面積及びＣａＯの含有率が特定の数値範囲内である石炭ガス化スラグ粉砕物５〜１５０質量部を含むセメント添加材によれば、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］〜［５］を提供するものである。
［１］ 「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種又はＩＩＩ種の規定に適合するフライアッシュ１００質量部、および、ブレーン比表面積が３，０００〜１０，０００ｃｍ２／ｇである石炭ガス化スラグ粉砕物５〜１５０質量部を含むセメント添加材であって、上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＣａＯの含有率が１１．０〜２３．０質量％であることを特徴とするセメント添加材。
［２］ 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＳｉＯ２の含有率が４３．０〜５５．０質量％であり、Ａｌ２Ｏ３の含有率が１５．０〜２５．０質量％である前記［１］に記載のセメント添加材。
［３］ 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、Ｆｅ２Ｏ３の含有率が３．０〜１５．０質量％であり、ＭｇＯの含有率が０．５〜５．０質量％である前記［１］又は［２］に記載のセメント添加材。
［４］ 前記［１］〜［３］のいずれかに記載のセメント添加材と、セメントからなるセメント組成物。
［５］ 上記セメント組成物中、上記セメント添加材の含有率が５〜４０質量％である前記［４］に記載のセメント組成物。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that 100 parts by mass of fly ash (type II or type III), and the coal gas whose brane specific surface area and CaO content are within a specific numerical range. According to the cement additive containing 5 to 150 parts by mass of the slag pulverized product, the present inventors have found that the above object can be achieved and completed the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [5].
[1] 100 parts by mass of fly ash conforming to “JIS A 6201: 2015 (fly ash for concrete)” of fly ash type II or type III, and a brain specific surface area of 3,000 to 10,000 cm 2 / It is a cement additive containing 5 to 150 parts by mass of the coal gasified slag pulverized product that is g, and the CaO content in the pulverized coal gasified slag product is 11.0 to 23.0% by mass. Characteristic cement additive.
[2] In the pulverized coal gasification slag, the content of SiO 2 is 43.0 to 55.0% by mass, and the content of Al 2 O 3 is 15.0 to 25.0% by mass. The cement additive according to [1].
[3] In the pulverized coal gasification slag, the content of Fe 2 O 3 is 3.0 to 15.0% by mass, and the content of MgO is 0.5 to 5.0% by mass [ The cement additive according to [1] or [2].
[4] A cement composition comprising the cement additive according to any one of [1] to [3] and cement.
[5] The cement composition according to [4], wherein the content of the cement additive is 5 to 40% by mass in the cement composition.
本発明のセメント添加材によれば、「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種又はＩＩＩ種の規定に適合するフライアッシュを含むにもかかわらず、該フライアッシュを含むセメント組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。また、石炭ガス化複合発電で大量に発生することから、新たな用途の開拓が望まれている石炭ガス化スラグを有効利用することができる。 According to the cement additive of the present invention, the fly ash is contained in spite of including fly ash that conforms to Class II or III of fly ash of “JIS A 6201: 2015 (Fly Ash for Concrete)”. A decrease in strength development of the cement composition can be suppressed. Moreover, since it generate | occur | produces in large quantities by coal gasification combined cycle power generation, the coal gasification slag for which development of a new use is desired can be used effectively.
本発明のセメント添加材は、「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種又はＩＩＩ種の規定に適合するフライアッシュ１００質量部、および、ブレーン比表面積が３，０００〜１０，０００ｃｍ２／ｇである石炭ガス化スラグ粉砕物５〜１５０質量部を含むセメント添加材であって、上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＣａＯの含有率が１１．０〜２３．０質量％であるものである。
上記フライアッシュの中でも、入手の容易性や、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性向上の観点から、「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種に適合するフライアッシュが好ましい。
フライアッシュの強熱減量は、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の空気連行性の向上や、意匠性の低下（モルタル等の表面の黒色化）防止の観点からは、好ましくは４．５質量％以下、より好ましくは４．０質量％以下、特に好ましくは３．５質量％以下である。また、フライアッシュの強熱減量は、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の流動性の向上の観点からは、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、特に好ましくは０．５質量％以上である。
フライアッシュのブレーン比表面積は、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の流動性や強度発現性をより向上させる観点から、好ましくは２，７００〜５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２，９００〜４，５００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，０００〜４，０００ｃｍ２／ｇである。
The cement additive of the present invention has 100 parts by mass of fly ash conforming to the provisions of “JIS A 6201: 2015 (fly ash for concrete)” of fly ash type II or type III, and a brain specific surface area of 3,000 to 3,000. A cement additive containing 5 to 150 parts by mass of a coal gasified slag pulverized product of 10,000 cm 2 / g, wherein the CaO content in the pulverized coal gasified slag product is 11.0 to 23.0 masses. %.
Among the fly ash, “JIS A 6201: 2015 (concrete fly ash)” fly ash type II from the viewpoint of availability and improvement in strength development of the cement composition containing the cement additive of the present invention. The fly ash which adapts to is preferable.
The ignition loss of fly ash is preferably 4. from the viewpoint of improving the air entrainment of the cement composition containing the cement additive of the present invention and preventing the deterioration of the design (surface blackening of mortar, etc.). 5 mass% or less, More preferably, it is 4.0 mass% or less, Most preferably, it is 3.5 mass% or less. The ignition loss of fly ash is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, from the viewpoint of improving the fluidity of the cement composition containing the cement additive of the present invention. Most preferably, it is 0.5 mass% or more.
The fly ash specific surface area is preferably 2,700 to 5,000 cm 2 / g, more preferably 2 from the viewpoint of further improving the fluidity and strength development of the cement composition containing the cement additive of the present invention. , 900~4,500cm 2 / g, particularly preferably 3,000~4,000cm 2 / g.
石炭ガス化スラグは、通常、粒径が０．５〜１０ｍｍの粒状物である。
本発明で用いられる石炭ガス化スラグ粉砕物は、石炭ガス化スラグを粉砕してなるものである。石炭ガス化スラグ粉砕物のブレーン比表面積は、３，０００〜１０，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは３，２００〜８，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，４００〜７，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，５００〜６，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，６００〜５，０００ｃｍ２／ｇである。該ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ未満であると、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が低下する。該ブレーン比表面積が１０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、石炭ガス化スラグの粉砕に手間がかかることから、コストが高くなる。
The coal gasification slag is usually a granular material having a particle size of 0.5 to 10 mm.
The pulverized coal gasification slag used in the present invention is obtained by pulverizing coal gasification slag. The brane specific surface area of the pulverized coal gasification slag is 3,000 to 10,000 cm 2 / g, preferably 3,200 to 8,000 cm 2 / g, more preferably 3,400 to 7,000 cm 2 / g, more preferably 3,500~6,000cm 2 / g, particularly preferably 3,600~5,000cm 2 / g. If the Blaine specific surface area is less than 3,000 cm 2 / g, strength development of the cement composition containing the cement additive of the present invention is lowered. If the Blaine specific surface area exceeds 10,000 cm 2 / g, it takes time to pulverize the coal gasification slag, which increases the cost.
石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＣａＯの含有率は、１１．０〜２３．０質量％、好ましくは１３．０〜２１．０質量％、より好ましくは１４．０〜２０．０質量％、特に好ましくは１５．０〜１９．０質量％である。該含有率が１１．０質量％未満であると、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が１１．０質量％以上である場合と比べて小さくなる。該含有率が２３．０質量％を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＳｉＯ２の含有率は、好ましくは４３．０〜５５．０質量％、より好ましくは４４．５〜５３．５質量％であり、特に好ましくは４６．０〜５１．０質量％である。該含有率が４３．０質量％未満である石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。該含有率が５５．０質量％以下であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が５５．０質量％を超える場合と比べて大きくなる。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、Ａｌ２Ｏ３の含有率は、好ましくは１５．０〜２５．０質量％、より好ましくは１６．０〜２３．５質量％、特に好ましくは１７．０〜２２．０質量％である。該含有率が１５．０質量％以上であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が１５．０質量％未満である場合と比べて大きくなる。該含有率が２５．０質量％を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
In the pulverized coal gasification slag, the content of CaO is 11.0 to 23.0 mass%, preferably 13.0 to 21.0 mass%, more preferably 14.0 to 20.0 mass%, particularly Preferably it is 15.0-19.0 mass%. When the content is less than 11.0% by mass, the strength development of the cement composition containing the cement additive of the present invention is smaller than when the content is 11.0% by mass or more. It is difficult to obtain a pulverized coal gasification slag having a content of more than 23.0% by mass.
In the pulverized coal gasification slag, the content of SiO 2 is preferably 43.0 to 55.0% by mass, more preferably 44.5 to 53.5% by mass, and particularly preferably 46.0 to 51%. 0.0% by mass. It is difficult to obtain a pulverized coal gasification slag having a content of less than 43.0% by mass. If this content rate is 55.0 mass% or less, the strength development property of the cement composition containing the cement additive of this invention will become large compared with the case where this content rate exceeds 55.0 mass%.
In the pulverized coal gasification slag, the content of Al 2 O 3 is preferably 15.0 to 25.0% by mass, more preferably 16.0 to 23.5% by mass, and particularly preferably 17.0 to 22%. 0.0% by mass. If this content rate is 15.0 mass% or more, the strength development property of the cement composition containing the cement additive of this invention will become large compared with the case where this content rate is less than 15.0 mass%. It is difficult to obtain a pulverized coal gasification slag having a content of more than 25.0% by mass.
石炭ガス化スラグ粉砕物中、Ｆｅ２Ｏ３の含有率は、好ましくは３．０〜１５．０質量％、より好ましくは４．０〜１３．０質量％、特に好ましくは５．０〜１０．０質量％である。該含有率が３．０質量％以上であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が３．０質量％未満である場合と比べて大きくなる。該含有率が１５．０質量％を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＭｇＯの含有率は、好ましくは０．５〜５．０質量％、より好ましくは０．８〜４．０質量％、特に好ましくは１．０〜３．０質量％である。該含有率が０．５質量％以上であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が０．５質量％未満である場合と比べて大きくなる。該含有率が１５．０質量％を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
In the pulverized coal gasification slag, the content of Fe 2 O 3 is preferably 3.0 to 15.0% by mass, more preferably 4.0 to 13.0% by mass, and particularly preferably 5.0 to 10%. 0.0% by mass. If this content rate is 3.0 mass% or more, the strength development property of the cement composition containing the cement additive of the present invention will be larger than when the content rate is less than 3.0 mass%. It is difficult to obtain a pulverized coal gasification slag having a content of more than 15.0% by mass.
The content of MgO in the pulverized coal gasification slag is preferably 0.5 to 5.0% by mass, more preferably 0.8 to 4.0% by mass, and particularly preferably 1.0 to 3.0% by mass. %. If this content rate is 0.5 mass% or more, the strength development property of the cement composition containing the cement additive of the present invention will be larger than when the content rate is less than 0.5 mass%. It is difficult to obtain a pulverized coal gasification slag having a content of more than 15.0% by mass.
上述したフライアッシュ１００質量部に対する、石炭ガス化スラグ粉砕物の量は、５〜１５０質量部、好ましくは１０〜１２０質量部、より好ましくは２０〜１００質量部、さらに好ましくは２５〜８０質量部、さらに好ましくは３０〜７０質量部、特に好ましくは４０〜６５質量部である。該量が５質量部未満であると、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が低下する。また、石炭ガス化スラグの有効利用を図るという本発明の目的を十分に達成することができなくなる。該量が１５０質量部を超えると、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の流動性及び強度発現性が低下する。 The amount of pulverized coal gasification slag with respect to 100 parts by mass of fly ash described above is 5 to 150 parts by mass, preferably 10 to 120 parts by mass, more preferably 20 to 100 parts by mass, and even more preferably 25 to 80 parts by mass. More preferably, it is 30-70 mass parts, Most preferably, it is 40-65 mass parts. When the amount is less than 5 parts by mass, strength development of the cement composition containing the cement additive of the present invention is lowered. In addition, the object of the present invention to effectively use coal gasification slag cannot be achieved sufficiently. When the amount exceeds 150 parts by mass, the fluidity and strength developability of the cement composition containing the cement additive of the present invention are lowered.
本発明のセメント添加材は、上述したフライアッシュと石炭ガス化スラグ粉砕物を予め混合してなる混合物として使用してもよく、モルタル又はコンクリートを混練する際に、上述したフライアッシュと石炭ガス化スラグ粉砕物を別々にミキサに投入して使用してもよい。
フライアッシュと石炭ガス化スラグ粉砕物を混合するための混合手段としては、特に限定されるものではなく、例えば、パン型ミキサ、オムニミキサ、パドルミキサ等が挙げられる。
The cement additive of the present invention may be used as a mixture obtained by previously mixing the above-mentioned fly ash and coal gasified slag pulverized material, and when kneading mortar or concrete, the above-described fly ash and coal gasification are used. The slag pulverized product may be used separately in a mixer.
The mixing means for mixing the fly ash and the pulverized coal gasification slag is not particularly limited, and examples thereof include a pan mixer, an omni mixer, a paddle mixer, and the like.
本発明のセメント組成物は、上述したセメント添加材と、セメントからなるものである。
本明細書中、「セメント組成物」の語は、セメント添加材およびセメント以外の材料（骨材、水等）を含まないものとして用いている。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、エコセメント等が挙げられる。中でも、セメント組成物の強度発現性がより向上する観点から、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントが好ましい。
セメント組成物中のセメント添加材の含有率は、好ましくは５〜４０質量％、より好ましくは７〜３５質量％、特に好ましくは１０〜３０質量％である。該含有率が５質量％以上であれば、フライアッシュ及び石炭ガス化スラグ粉砕物の有効利用をより促進することができる。該含有率が４０質量％以下であれば、セメント組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
The cement composition of the present invention comprises the above-described cement additive and cement.
In the present specification, the term “cement composition” is used as not including a cement additive and a material other than cement (such as aggregate and water).
Examples of the cement include various Portland cements such as ordinary Portland cement and early-strength Portland cement, and eco-cement. Of these, ordinary Portland cement or early-strength Portland cement is preferable from the viewpoint of improving the strength development of the cement composition.
The content of the cement additive in the cement composition is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 7 to 35% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass. If this content rate is 5 mass% or more, the effective utilization of a fly ash and coal gasification slag ground material can be promoted more. If this content rate is 40 mass% or less, the fall of the strength expression of a cement composition can be suppressed.
本発明のセメント組成物は、上述したセメント添加材とセメントを予め混合してなる混合物として使用してもよく、モルタル又はコンクリートを混練する際に、上述したセメント添加材及びセメント等の各材料を別々にミキサに投入して使用してもよい。
セメント添加材とセメントを混合するための混合手段は、特に限定されるものではなく、例えば、パン型ミキサ、オムニミキサ、パドルミキサ等が挙げられる。
The cement composition of the present invention may be used as a mixture obtained by previously mixing the above-mentioned cement additive and cement. When kneading mortar or concrete, each material such as the above-mentioned cement additive and cement is used. They may be used separately in a mixer.
The mixing means for mixing the cement additive and cement is not particularly limited, and examples thereof include a pan mixer, an omni mixer, and a paddle mixer.
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。
［使用材料］
（１）セメント；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（２）フライアッシュＡ；「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種の規定に適合するもの、ブレーン比表面積：３，３００ｃｍ２／ｇ、強熱減量：３．６質量％、材齢２８日における活性度指数：８３、材齢９１日における活性度指数：９７
（３）フライアッシュＢ；「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種の規定に適合するもの、ブレーン比表面積：３，６７０ｃｍ２／ｇ、強熱減量：１．０質量％、材齢２８日における活性度指数：８５、材齢９１日における活性度指数：９６
（４）石炭ガス化スラグ粉砕物Ａ〜Ｄ；表１参照
（５）細骨材；「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に規定する標準砂
（６）水；水道水
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Materials used]
(1) Cement: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
(2) Fly ash A; conforming to the provisions of fly ash type II of “JIS A 6201: 2015 (fly ash for concrete)”, Blaine specific surface area: 3,300 cm 2 / g, loss on ignition: 3.6 % By mass, activity index at 28 days of age: 83, activity index at 91 days of age: 97
(3) Fly ash B: one that conforms to the fly ash type II of “JIS A 6201: 2015 (concrete fly ash)”, brain specific surface area: 3,670 cm 2 / g, loss on ignition: 1.0 % By mass, activity index at 28 days of age: 85, activity index at 91 days of age: 96
(4) Coal gasified slag pulverized products A to D; see Table 1 (5) Fine aggregate; Standard sand (6) water defined in “JIS R 5201: 2015 (physical test method for cement)”; tap water
［実施例１〜４、比較例１〜３］
フライアッシュＡと石炭ガス化スラグ粉砕物Ａを、表２に示す配合で混合してセメント添加材を調製した。
普通ポルトランドセメントと、得られたセメント添加材を、普通ポルトランドセメント及びセメント添加材の合計１００質量％中のセメント添加材の含有率が２５質量％となるような配合で混合して、セメント組成物を調製した。
得られたセメント組成物について「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して、モルタルを調製し、このモルタルについて、フロー値、及び、材齢２８日、５６日、９１日の各時点における圧縮強さを測定した。
結果を表２に示す。
［参考例１］
普通ポルトランドセメントについて、実施例１と同様にして、フロー値等を測定した。
結果を表２〜７に示す。
[Examples 1-4, Comparative Examples 1-3]
A cement additive was prepared by mixing fly ash A and pulverized coal gasification slag A with the formulation shown in Table 2.
Cement composition obtained by mixing ordinary Portland cement and the obtained cement additive in such a composition that the content of cement additive in the total 100% by mass of ordinary Portland cement and cement additive is 25% by mass. Was prepared.
A mortar was prepared in accordance with “JIS R 5201: 2015 (cement physical test method)” for the obtained cement composition, and the flow value and the age of 28 days, 56 days, and 91 days for this mortar. The compressive strength at each time point was measured.
The results are shown in Table 2.
[Reference Example 1]
For ordinary Portland cement, the flow value and the like were measured in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Tables 2-7.
［実施例５〜７、比較例４〜６］
フライアッシュＡと石炭ガス化スラグ粉砕物Ｂを、表３に示す配合で混合してセメント添加材を調製する以外は、実施例１と同様にして、フロー値等を測定した。
結果を表３に示す。
[Examples 5-7, Comparative Examples 4-6]
Flow values and the like were measured in the same manner as in Example 1 except that fly ash A and pulverized coal gasification slag B were mixed in the composition shown in Table 3 to prepare a cement additive.
The results are shown in Table 3.
［実施例８〜９、比較例７〜９］
フライアッシュＡと石炭ガス化スラグ粉砕物Ｃを、表４に示す配合で混合してセメント添加材を調製する以外は、実施例１と同様にして、フロー値等を測定した。
結果を表４に示す。
[Examples 8 to 9, Comparative Examples 7 to 9]
The flow value and the like were measured in the same manner as in Example 1 except that fly ash A and pulverized coal gasified slag C were mixed in the formulation shown in Table 4 to prepare a cement additive.
The results are shown in Table 4.
［比較例１０〜１４］
フライアッシュＡと石炭ガス化スラグ粉砕物Ｄを、表５に示す配合で混合してセメント添加材を調製する以外は、実施例１と同様にして、フロー値等を測定した。
結果を表５に示す。
[Comparative Examples 10-14]
Flow values and the like were measured in the same manner as in Example 1 except that fly ash A and pulverized coal gasified slag D were mixed in the formulation shown in Table 5 to prepare a cement additive.
The results are shown in Table 5.
［実施例１０〜１１］
フライアッシュＡと石灰ガス化スラグ粉砕物Ａを混合して、予めセメント添加材を調製し、次いで、セメント添加材と普通ポルトランドセメント等を混合してモルタルを調製することに代えて、フライアッシュＡと石灰ガス化スラグ粉砕物Ａと普通ポルトランドセメント等を、モルタルの混練時に、別々にミキサに投入し、モルタルを調製する以外は、実施例２〜３と同様にして、フロー値等を測定した。
結果を表６に示す。
[Examples 10 to 11]
Instead of preparing mortar by mixing fly ash A and lime gasified slag pulverized product A to prepare a cement additive in advance and then mixing the cement additive and ordinary Portland cement etc., fly ash A And lime gasified slag pulverized product A and ordinary Portland cement, etc., were mixed into the mixer separately during mortar kneading, and the flow value and the like were measured in the same manner as in Examples 2-3 except that the mortar was prepared. .
The results are shown in Table 6.
［実施例１２〜１７、比較例１５〜１７］
表７に示す種類及び配合のフライアッシュ及び石灰ガス化スラグ微粉末を用いる以外は実施例１と同様にして、セメント組成物のフロー値等を測定した。
結果を表７に示す。
[Examples 12 to 17, Comparative Examples 15 to 17]
The flow value and the like of the cement composition were measured in the same manner as in Example 1 except that fly ash and lime gasified slag fine powder having the types and blends shown in Table 7 were used.
The results are shown in Table 7.
表２から、比較例１（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡからなるセメント組成物）と参考例１（普通ポルトランドセメントのみからなるセメント組成物）を比較すると、比較例１の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、各々、参考例１の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも小さいことがわかる。
また、表７から、比較例１５（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＢからなるセメント組成物）と参考例１を比較すると、比較例１５の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、各々、参考例１の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも小さいことがわかる。
これらのことから、セメントの一部をフライアッシュに置き換えた場合、セメント組成物の強度発現性（特に、材齢２８日及び材齢５６日におけるモルタルの圧縮強さ）が低下することがわかる。
From Table 2, when comparing Comparative Example 1 (cement composition consisting of ordinary Portland cement and fly ash A) and Reference Example 1 (cement composition consisting only of ordinary Portland cement), the mortar of each age of Comparative Example 1 It can be seen that the compressive strength is smaller than the compressive strength of the mortar in each age of Reference Example 1.
Also, from Table 7, when Comparative Example 15 (cement composition consisting of ordinary Portland cement and fly ash B) is compared with Reference Example 1, the compressive strength of the mortar at each age of Comparative Example 15 is the Reference Example. It can be seen that it is smaller than the compressive strength of the mortar at each age of 1.
From these facts, it is understood that when a part of the cement is replaced with fly ash, the strength development property of the cement composition (particularly, the compressive strength of the mortar at the age of 28 days and 56 days) is lowered.
表２から、実施例１〜４（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡ（１００質量部）と石炭ガス化スラグ粉砕物Ａ（１４．３〜１００質量部）からなるセメント組成物）の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、比較例１（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡからなるセメント組成物）、比較例２（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡ（１００質量部）と石炭ガス化スラグ粉砕物Ａ（３００質量部）からなるセメント組成物）、及び比較例３（普通ポルトランドセメントと石炭ガス化スラグ粉砕物Ａからなるセメント組成物）の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも大きいことがわかる。
同様の傾向は、実施例５〜７の各材齢におけるモルタル圧縮強さと比較例４〜６の各材齢におけるモルタル圧縮強さを比較した場合（表３参照）や、実施例８〜９の材齢５６日および材齢９１日におけるモルタル圧縮強さと比較例７〜９の材齢５６日および材齢９１日におけるモルタル圧縮強さを比較した場合（表４参照）や、実施例１２〜１４および実施例１５〜１７（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＢ（１００質量部）と石炭ガス化スラグ粉砕物Ｃ（３３．３〜１００質量部）からなるセメント組成物）の各材齢におけるモルタル圧縮強さと比較例１５〜１７の各材齢におけるモルタル圧縮強さを比較した場合（表７参照）においても見られる。
From Table 2, in each material age of Examples 1-4 (cement composition which consists of normal Portland cement, fly ash A (100 mass parts), and coal gasification slag ground material A (14.3-100 mass parts)). The compressive strength of the mortar was as follows: Comparative Example 1 (cement composition comprising ordinary Portland cement and fly ash A), Comparative Example 2 (ordinary Portland cement and fly ash A (100 parts by mass), and coal gasified slag pulverized product A ( 300 parts by mass)) and Comparative Example 3 (ordinary Portland cement and cement gas composition consisting of coal gasified slag pulverized product A) are larger than the compressive strength of the mortar at each age.
The same tendency was observed when the mortar compressive strength at each age of Examples 5 to 7 was compared with the mortar compressive strength at each age of Comparative Examples 4 to 6 (see Table 3). When comparing the mortar compressive strength at 56 days of age and 91 days of age with the mortar compressive strength at the age of 56 days and 91 days of Comparative Examples 7-9 (see Table 4), Examples 12-14 And mortar compressive strength at each age of Examples 15 to 17 (cement composition comprising ordinary Portland cement, fly ash B (100 parts by mass) and pulverized coal gasification slag C (33.3 to 100 parts by mass)) And when the mortar compressive strength at each age of Comparative Examples 15 to 17 is compared (see Table 7), it is also seen.
表５から、比較例１１〜１４（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡとブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇの石炭ガス化スラグ粉砕物Ｄからなるセメント組成物）の材齢２８日および材齢９１日におけるモルタル圧縮強さは、比較例１０（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡからなるセメント組成物）と参考例１の材齢２８日および材齢９１日におけるモルタル圧縮強さよりも小さいことがわかる。
表２、６から、実施例２〜３（予め混合したセメント添加材と普通ポルトランドセメントを混合してなるセメント組成物を用いた場合）と、実施例１０〜１１（モルタルを混練する際に各材料を別々にミキサに投入した場合）を比較すると、フロー値及び圧縮強さは同程度であることがわかる。
これらのことから、本発明のセメント添加材によれば、「ＪＩＳ Ａ ６２０１：２０１５（コンクリート用フライアッシュ）」のフライアッシュＩＩ種の規定に適合するフライアッシュを含むにもかかわらず、該フライアッシュを含むセメント組成物の強度発現性の低下を抑制しうることがわかる。
また、表２〜６から、実施例１〜１１（普通ポルトランドセメントとフライアッシュＡと石炭ガス化スラグ粉砕物Ａ〜Ｃからなるセメント組成物）のフロー値は、参考例１（普通ポルトランドセメントのみからなるセメント組成物）のフロー値よりも大きいことがわかる。
From Table 5, the material age of 28 days and material age of Comparative Examples 11-14 (a cement composition comprising ordinary Portland cement, fly ash A, and a pulverized coal gasified slag D having a Blaine specific surface area of 2500 cm 2 / g) It can be seen that the mortar compressive strength at 91 days is smaller than the mortar compressive strength at the age of 28 days and the age of 91 days of Comparative Example 10 (a cement composition comprising ordinary Portland cement and fly ash A) and Reference Example 1. .
From Tables 2 and 6, Examples 2-3 (when using a cement composition formed by mixing premixed cement additive and ordinary Portland cement) and Examples 10-11 (each when kneading mortar) When the materials are separately fed into the mixer, it can be seen that the flow value and compressive strength are comparable.
Therefore, according to the cement additive of the present invention, the fly ash is included in spite of including fly ash that conforms to the provision of fly ash type II of “JIS A 6201: 2015 (fly ash for concrete)”. It can be seen that a decrease in strength development of the cement composition containing can be suppressed.
Moreover, from Tables 2-6, the flow value of Examples 1-11 (the cement composition which consists of normal Portland cement, fly ash A, and coal gasification slag ground material AC) is the reference example 1 (only normal Portland cement) It can be seen that it is larger than the flow value of the cement composition comprising:
Claims (5)
上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、ＣａＯの含有率が１１．０〜２３．０質量％であることを特徴とするセメント添加材。 100 parts by mass of fly ash conforming to the provisions of “JIS A 6201: 2015 (fly ash for concrete)”, fly ash type II or type III, and the specific surface area of brain is 3,000 to 10,000 cm 2 / g. A cement additive containing 5 to 150 parts by mass of a coal gasification slag pulverized product,
A cement additive having a CaO content of 11.0 to 23.0 mass% in the pulverized coal gasification slag.
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