JP2022131401A - Method for producing cement composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cement composition.
近年、地球温暖化の抑制のため、二酸化炭素の排出量の低減が重要な課題になっている。
これに関して、セメント製造工場で発生する排ガスから回収された二酸化炭素を、コンクリート等に固定化する技術が検討されている。
例えば、特許文献１には、粉体成分として、γ－Ｃ２Ｓ（記号γ）、製鋼スラグ粉末（記号Ｂ）の１種または２種と、ポルトランドセメント（記号Ｃ）を含有し、上記γ、Ｂ、Ｃの合計含有量に占めるγ、Ｂの合計が２５～９５質量％であり、水セメント比Ｗ／Ｃが８０～２５０％である配合のコンクリート混練物を型枠に打設し、脱型後に当該コンクリートの固化体に通気可能な１または２以上の孔を穿ち、そのコンクリート固化体をＣＯ２濃度５～９５％の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面（前記孔内部の表面を除く）から深さ２０ｍｍ以上の部位（ただし肉厚が２０ｍｍ未満の部分は肉厚全体）に炭酸化領域を形成させるとともに、前記孔内部の表面からも炭酸化領域を形成させる、ＣＯ２吸収プレキャストコンクリートの製造方法が記載されている。該方法では、炭酸化養生において、工場や施設から排出される燃焼排ガスを利用することができ、二酸化炭素の排出量を低減することができる。
In recent years, reduction of carbon dioxide emissions has become an important issue for the suppression of global warming.
In relation to this, a technique for fixing carbon dioxide recovered from exhaust gas generated in a cement manufacturing plant in concrete or the like is being studied.
For example, in Patent Document 1, as powder components, γ-C 2 S (symbol γ), one or two of steelmaking slag powder (symbol B), and Portland cement (symbol C) are contained. , B, and C in a total content of γ and B of 25 to 95% by mass and a water-cement ratio W/C of 80 to 250%. After demolding, one or two or more permeable holes are drilled in the concrete solidified body, and the surface (the surface inside the hole ) to a depth of 20 mm or more (however, a portion with a thickness of less than 20 mm is the entire thickness), and a carbonation region is also formed from the surface inside the hole, CO 2 absorption. A method for manufacturing precast concrete is described. In this method, combustion exhaust gas emitted from factories and facilities can be used in carbonation curing, and the amount of carbon dioxide emissions can be reduced.
また、コンクリートに炭酸ガスを混合、固定化する方法として、特許文献２には、コンクリートへ炭酸ガスを混合するための混合方法であって、炭酸ガス貯留施設から圧送される液化炭酸ガスの圧力を低下制御して粉末状ドライアイスとした後に、この粉末状ドライアイスをコンクリート中に吹き出して混合することを特徴とするコンクリートへの炭酸ガスの混合方法が記載されている。 As a method for mixing and fixing carbon dioxide gas in concrete, Patent Document 2 discloses a mixing method for mixing carbon dioxide gas in concrete, in which the pressure of liquefied carbon dioxide pressure-fed from a carbon dioxide storage facility is A method for mixing carbon dioxide gas into concrete is described, which is characterized by controlling the reduction to form dry ice powder, and then blowing the dry ice powder into concrete for mixing.
コンクリート等に二酸化炭素を固定化する目的で、コンクリート等の製造において、炭酸水等の二酸化炭素を含む水を使用した場合、セメント組成物の流動性が著しく低下するという問題がある。
本発明の目的は、二酸化炭素を含む水を用いた場合であっても、流動性に優れ、かつ、より多くの二酸化炭素が固定化されたセメント組成物を製造することができる方法を提供することである。
When carbon dioxide-containing water such as carbonated water is used in the production of concrete or the like for the purpose of fixing carbon dioxide in the concrete or the like, there is a problem that the fluidity of the cement composition is remarkably lowered.
An object of the present invention is to provide a method capable of producing a cement composition having excellent fluidity and fixing a large amount of carbon dioxide even when water containing carbon dioxide is used. That is.
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、炭酸含有水に、セメントの一部である、セメントの全量（１００質量％）中の１．２～２０．０質量％の量のセメントを供給する工程と、炭酸含有水とセメントの一部を混合して、ｐＨが７．０以上である混合物を得る工程と、混合物に、セメントの残部を供給する工程と、混合物とセメントの残部を混合して、セメント組成物を得る工程とを含むセメント組成物の製造方法によれば、上記目的を達成できること見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。
［１］ セメント及び炭酸含有水を含むセメント組成物の製造方法であって、上記炭酸含有水に、上記セメントの一部である、上記セメントの全量（１００質量％）中の１．２～２０．０質量％の量のセメントを供給する第一の供給工程と、上記第一の供給工程の後に、上記炭酸含有水と上記セメントの一部を混合して、ｐＨが７．０以上である混合物を得る第一の混合工程と、上記第一の混合工程で得られた上記混合物に、上記セメントの残部を供給する第二の供給工程と、上記第二の供給工程の後に、上記混合物と上記セメントの残部を混合して、セメント組成物を得る第二の混合工程とを含むことを特徴とするセメント組成物の製造方法。
［２］ 上記セメント組成物が骨材を含み、上記第一の混合工程、及び、上記第二の混合工程の少なくともいずれか一方の工程において、さらに上記骨材を混合する前記［１］に記載のセメント組成物の混合方法。
［３］ 上記第一の混合工程で得られた上記混合物のｐＨが７．０～１１．５である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物の製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that carbonic acid-containing water is a part of cement, in an amount of 1.2 to 20.0% by mass in the total amount of cement (100% by mass). mixing a portion of the cement with carbonated water to obtain a mixture having a pH of 7.0 or higher; supplying the remainder of the cement to the mixture; The present inventors have found that the above object can be achieved by a method for producing a cement composition comprising the step of mixing the remainder of (1) to obtain a cement composition, and have completed the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [3].
[1] A method for producing a cement composition containing cement and carbonated water, wherein the carbonated water contains 1.2 to 20% of the total cement (100% by mass), which is a part of the cement a first supply step of supplying cement in an amount of .0% by mass; a first mixing step of obtaining a mixture; a second supplying step of supplying the remainder of the cement to the mixture obtained in the first mixing step; and a second mixing step of mixing the remainder of the cement to obtain a cement composition.
[2] The above-mentioned [1], wherein the cement composition contains an aggregate, and the aggregate is further mixed in at least one of the first mixing step and the second mixing step. method of mixing the cement composition of
[3] The method for producing a cement composition according to [1] or [2], wherein the mixture obtained in the first mixing step has a pH of 7.0 to 11.5.
本発明のセメント組成物の製造方法によれば、二酸化炭素を含む水を用いた場合であっても、流動性に優れ、かつ、より多くの二酸化炭素が固定化されたセメント組成物を製造することができる。 According to the method for producing a cement composition of the present invention, even when water containing carbon dioxide is used, a cement composition with excellent fluidity and in which a large amount of carbon dioxide is fixed is produced. be able to.
本発明のセメント組成物の製造方法は、セメント及び炭酸含有水を含むセメント組成物の製造方法であって、炭酸含有水に、上記セメントの一部である、上記セメントの全量（１００質量％）中の１．２～２０．０質量％の量のセメントを供給する第一の供給工程と、第一の供給工程の後に、炭酸含有水とセメントの一部を混合して、ｐＨが７．０以上である混合物を得る第一の混合工程と、第一の混合工程で得られた混合物に、セメントの残部を供給する第二の供給工程と、第二の供給工程の後に、混合物とセメントの残部を混合して、セメント組成物を得る第二の混合工程とを含むものである。
以下、工程ごとに詳しく説明する。
The method for producing a cement composition of the present invention is a method for producing a cement composition containing cement and carbonated water, wherein the carbonated water is mixed with the total amount (100% by mass) of the cement, which is a part of the cement. A first supply step of supplying cement in an amount of 1.2 to 20.0% by mass in the medium, and after the first supply step, the carbonated water and a part of the cement are mixed to obtain a pH of 7.0. a first mixing step of obtaining a mixture that is greater than or equal to 0; a second supplying step of supplying the remainder of the cement to the mixture obtained in the first mixing step; and a second mixing step of mixing the remainder of to obtain a cement composition.
Each step will be described in detail below.
［第一の供給工程］
本工程は、炭酸含有水に、本発明の製造方法で製造されるセメント組成物に含まれるセメントの一部である、上記セメントの全量（１００質量％）中の１．２～２０．０質量％の量のセメントを供給する工程である。
ここで、本明細書中、炭酸含有水とは、炭酸ガス（気体の二酸化炭素）を含む水を意味する。具体的には、炭酸水、二酸化炭素無気泡溶解水、ドライアイスを水に投入し飽和させてなる水、炭酸ガスを含む気泡を有する二酸化炭素ファインバブル水（例えば、二酸化炭素マイクロバブル水、二酸化炭素ウルトラファインバブル水等）等が挙げられる。
炭酸水は、例えば、高圧下で水に炭酸ガスを吹き込む方法によって得ることができる。
二酸化炭素無気泡溶解水は、例えば、常圧下で水に炭酸ガスを吹き込む方法によって得ることができる。
上記炭酸ガスや、ドライアイスの原料として用いられる炭酸ガスとして、セメント製造等において発生した排ガスから二酸化炭素を分離回収したガス等を用いてもよい。該ガスを用いることで、セメント製造等における二酸化炭素の排出量を低減することができる。
[First supply process]
In this step, 1.2 to 20.0% by mass of the total amount (100% by mass) of the cement, which is part of the cement contained in the cement composition produced by the production method of the present invention, is added to the carbonated water. % amount of cement.
Here, in this specification, carbonic acid-containing water means water containing carbon dioxide gas (gaseous carbon dioxide). Specifically, carbonated water, carbon dioxide bubble-free dissolved water, water saturated with dry ice, carbon dioxide fine bubble water having bubbles containing carbon dioxide gas (e.g., carbon dioxide microbubble water, dioxide carbon ultra-fine bubble water, etc.) and the like.
Carbonated water can be obtained, for example, by blowing carbon dioxide into water under high pressure.
Carbon dioxide bubble-free dissolved water can be obtained, for example, by blowing carbon dioxide gas into water under normal pressure.
As the carbon dioxide gas or the carbon dioxide gas used as a raw material for dry ice, a gas obtained by separating and recovering carbon dioxide from an exhaust gas generated in the production of cement or the like may be used. By using this gas, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide emitted in cement production or the like.
ファインバブル水とは、気泡を含み、かつ、該気泡の全体積（１００体積％）中、１００μｍ未満の粒径を有する気泡の割合が５０体積％以上である水である。
炭酸ガスを含む気泡を有する二酸化炭素ファインバブル水としては、気泡の全体積（１００体積％）中、１μｍ未満の粒径を有する気泡の割合が５０体積％以上である二酸化炭素ウルトラファインバブル水、気泡の全体積（１００体積％）中、１μｍ以上、１００μｍ未満の粒径を有する気泡の割合が５０体積％以上である二酸化炭素マイクロバブル水等が挙げられる。
上記気泡を構成する気体は炭酸ガスを含むものである。上記気泡を構成する気体中の炭酸ガスの含有率は、好ましくは５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上、特に好ましくは４０体積％以上である。該含有率が５体積％以上であれば、セメント組成物に固定化される二酸化炭素の量をより多くすることができる。上記気泡を構成する気体として、セメント製造等において発生した排ガスや、該排ガスから二酸化炭素を分離回収したガス等を用いてもよい。上記排ガスや、上記排ガスから二酸化炭素を分離回収したガス等を用いることで、セメント製造等における二酸化炭素の排出量を低減することができる。
Fine bubble water is water that contains air bubbles and in which the ratio of air bubbles having a particle size of less than 100 μm is 50% by volume or more in the total volume (100% by volume) of the air bubbles.
Carbon dioxide fine bubble water having bubbles containing carbon dioxide gas is carbon dioxide ultra fine bubble water in which the ratio of bubbles having a particle size of less than 1 μm is 50% by volume or more in the total volume of bubbles (100% by volume); Examples thereof include carbon dioxide microbubble water in which the proportion of bubbles having a particle size of 1 μm or more and less than 100 μm is 50% or more in the total volume (100% by volume) of bubbles.
The gas forming the bubbles contains carbon dioxide gas. The carbon dioxide content in the gas forming the bubbles is preferably 5% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, and particularly preferably 40% by volume or more. If the content is 5% by volume or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition can be increased. As the gas forming the bubbles, an exhaust gas generated in the production of cement or the like, a gas obtained by separating and recovering carbon dioxide from the exhaust gas, or the like may be used. By using the above exhaust gas, a gas obtained by separating and recovering carbon dioxide from the above exhaust gas, or the like, the amount of carbon dioxide emitted in cement production or the like can be reduced.
炭酸含有水中の炭酸ガスの量は、好ましくは５００～１０，０００ｍｇ／リットル、より好ましくは１，０００～９，０００ｍｇ／リットル、さらに好ましくは１，５００～８，０００ｍｇ／リットル、特に好ましくは３，０００～７，０００ｍｇ／リットルである。該濃度が５００ｍｇ／リットル以上であれば、セメント組成物に固定化される二酸化炭素の量をより多くすることができる。該量が１０，０００ｍｇ／リットル以下であれば、セメント組成物を混合する際のｐＨが過度に低くならず、セメント組成物の流動性の低下を防ぐことができる。
炭酸含有水の量は、ペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物における一般的な水の量であればよく、例えば、炭酸含有水とセメントの質量比（炭酸含有水／セメント）が０．２～０．６となる量である。
The amount of carbon dioxide in the carbonated water is preferably 500 to 10,000 mg/liter, more preferably 1,000 to 9,000 mg/liter, even more preferably 1,500 to 8,000 mg/liter, particularly preferably 3. ,000 to 7,000 mg/liter. If the concentration is 500 mg/liter or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition can be increased. When the amount is 10,000 mg/liter or less, the pH during mixing of the cement composition does not become excessively low, and deterioration of fluidity of the cement composition can be prevented.
The amount of carbonated water may be a general amount of water in cement compositions such as paste, mortar, concrete, etc. For example, the mass ratio of carbonated water to cement (carbonated water/cement) is 0.2. ~0.6.
上記セメントとしては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱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、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、エコセメント等が挙げられる。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。 The cement is not particularly limited, and examples include various Portland cements such as ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, moderate-heat Portland cement, and low-heat Portland cement; mixed cements such as blast furnace cement and fly ash cement; , ecocement, and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
本工程において、炭酸含有水に供給されるセメントの一部の量は、セメント組成物に含まれるセメントの全量（１００質量％）中、１．２～２０．０質量％、好ましくは１．３～１８．０質量％、より好ましくは１．４～１６．０質量％、さらに好ましくは１．８～１２．０質量％、特に好ましくは２．５～８．０質量％の量である。上記量が１．２質量％未満であると、第一の混合工程で得られる混合物のｐＨが７．０未満となる場合があり、セメントの全量と炭酸含有水を混合した場合と比較して、セメント組成物の流動性が向上する効果が小さくなる。上記量が２０．０質量％を超える場合、セメント組成物の流動性及び強度発現性が低下する。
本工程において、炭酸含有水にセメントの一部を供給する方法は特に限定されず、例えば、ミキサ等に炭酸含有水を投入した後、セメントの一部を投入してもよく、ミキサ等に炭酸含有水とセメントの一部を同時に投入してもよい。
In this step, the amount of part of the cement supplied to the carbonated water is 1.2 to 20.0% by mass, preferably 1.3%, of the total amount (100% by mass) of cement contained in the cement composition. 18.0% by mass, more preferably 1.4 to 16.0% by mass, still more preferably 1.8 to 12.0% by mass, particularly preferably 2.5 to 8.0% by mass. If the above amount is less than 1.2% by mass, the pH of the mixture obtained in the first mixing step may be less than 7.0, compared to the case where the total amount of cement and carbonated water are mixed. , the effect of improving the fluidity of the cement composition becomes smaller. If the above amount exceeds 20.0% by mass, the fluidity and strength development of the cement composition are reduced.
In this step, the method of supplying part of the cement to the carbonated water is not particularly limited. Part of the contained water and cement may be added at the same time.
［第一の混合工程］
本工程は、第一の供給工程の後に設けられる工程であって、炭酸含有水とセメントの一部を混合して、ｐＨが７．０以上である混合物を得る工程である。
炭酸含有水とセメントの一部を混合してなる混合物のｐＨは、７．０以上、好ましくは７．２～１１．５、より好ましくは７．６～１１．３、さらに好ましくは８．５～１１．０、特に好ましくは９．０～１０．７である。上記ｐＨが７．０未満であると、セメントの全量と炭酸含有水を混合した場合と比較して、セメント組成物の流動性が向上する効果が小さくなる。
また、上記混合は、前工程において、炭酸含有水にセメントの一部を供給した後から、好ましくは５秒間以上、より好ましくは８～３０秒間、特に好ましくは１０～２０秒間行われる。上記混合を５秒間以上行うことで、セメント組成物の流動性をより向上することができる。
[First mixing step]
This step is a step provided after the first supply step, and is a step of mixing carbonated water and a part of cement to obtain a mixture having a pH of 7.0 or higher.
The pH of the mixture obtained by mixing a part of carbonated water and cement is 7.0 or higher, preferably 7.2 to 11.5, more preferably 7.6 to 11.3, and still more preferably 8.5. to 11.0, particularly preferably 9.0 to 10.7. If the above pH is less than 7.0, the effect of improving the fluidity of the cement composition will be small compared to the case where the whole amount of cement and carbonated water are mixed.
The mixing is preferably carried out for 5 seconds or more, more preferably 8 to 30 seconds, particularly preferably 10 to 20 seconds, after part of the cement is supplied to the carbonated water in the preceding step. By performing the above mixing for 5 seconds or longer, the fluidity of the cement composition can be further improved.
［第二の供給工程］
本工程は、前工程で得られた混合物に、セメントの残部を供給する工程である。セメントの残部とは、本発明の製造方法で製造されるセメント組成物に含まれるセメントの全量から、第一の供給工程で使用されたセメントの量を減じた量のセメントである。
［第二の混合工程］
本工程は、第二の供給工程の後に設けられる工程であって、第一の混合工程で得られた混合物とセメントの残部を混合してセメント組成物を製造する工程である。
[Second supply step]
This step is a step of supplying the remainder of the cement to the mixture obtained in the previous step. The remainder of cement is the amount of cement obtained by subtracting the amount of cement used in the first supply step from the total amount of cement contained in the cement composition produced by the production method of the present invention.
[Second mixing step]
This step is a step provided after the second supply step, and is a step of mixing the mixture obtained in the first mixing step with the rest of the cement to produce a cement composition.
本発明において製造の対象となるセメント組成物は、骨材を含まないペーストであってもよく、骨材を含むモルタル又はコンクリートであってもよい。
セメント組成物に含まれる骨材としては、細骨材のみ、または、細骨材と粗骨材の組み合わせが挙げられる。また、天然骨材、人工骨材、再生骨材のいずれも用いることができる。
細骨材としては、特に限定されず、例えば、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、スラグ細骨材、及び軽量細骨材、またはこれらの混合物等が挙げられる。
粗骨材としては、特に限定されず、例えば、川砂利、山砂利、陸砂利、海砂利、砕石、スラグ粗骨材、及び軽量粗骨材、又はこれらの混合物等が挙げられる。
骨材の配合量（細骨材と粗骨材を併用する場合はその合計量）は特に限定されず、モルタルやコンクリートにおける一般的な配合量であればよい。
The cement composition to be produced in the present invention may be a paste containing no aggregate, or may be mortar or concrete containing aggregate.
Aggregates contained in the cement composition include fine aggregates alone or a combination of fine aggregates and coarse aggregates. Any of natural aggregates, artificial aggregates, and recycled aggregates can be used.
The fine aggregate is not particularly limited, and examples thereof include river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, slag fine aggregate, lightweight fine aggregate, and mixtures thereof.
The coarse aggregate is not particularly limited, and examples thereof include river gravel, mountain gravel, land gravel, sea gravel, crushed stone, slag coarse aggregate, light coarse aggregate, and mixtures thereof.
The amount of aggregate (the total amount when fine aggregate and coarse aggregate are used together) is not particularly limited as long as it is a general amount of mortar or concrete.
セメント組成物が骨材を含む場合、第一の混合工程及び第二の混合工程の少なくともいずれか一方の工程において、他の材料と骨材を混合すればよい。
例えば、第一の混合工程において骨材を混合する場合、炭酸含有水とセメントの一部と骨材を混合する。各材料の混合方法は、特に限定されるものではなく、炭酸含有水とセメントの一部を混合した後、骨材を添加して混合してもよく、炭酸含有水とセメントの一部と骨材を、同時に混合してもよい。
また、第二の混合工程において骨材を混合する場合、第一の混合工程で得られた混合物とセメントの残部と骨材を混合する。各材料の混合方法は、特に限定されるものではなく、上記混合物とセメントの残部を混合した後、骨材を添加して混合してもよく、上記混合物とセメントの残部と骨材を、同時に混合してもよい。
また、骨材を、第一の混合工程と第二の混合工程の二回に分けて混合してもよい。
中でも、製造の容易性等の観点から、第二の混合工程において、上記混合物とセメントの残部を混合した後に、骨材を添加して混合する方法が好ましい。
When the cement composition contains aggregate, the other material and aggregate may be mixed in at least one of the first mixing step and the second mixing step.
For example, when mixing the aggregate in the first mixing step, the carbonic acid-containing water, a portion of the cement, and the aggregate are mixed. The method of mixing each material is not particularly limited, and after mixing the carbonated water and a part of the cement, the aggregate may be added and mixed. The ingredients may be mixed together.
When the aggregate is mixed in the second mixing step, the mixture obtained in the first mixing step, the remainder of the cement, and the aggregate are mixed. The method of mixing each material is not particularly limited. After mixing the mixture and the remainder of the cement, aggregate may be added and mixed, and the mixture, the remainder of the cement and the aggregate may be mixed at the same time. May be mixed.
Alternatively, the aggregates may be mixed in two steps of the first mixing step and the second mixing step.
Among them, from the viewpoint of ease of production, etc., a method of adding and mixing the aggregate after mixing the mixture and the remainder of the cement in the second mixing step is preferred.
また、セメント組成物は、必要に応じて他の材料を含んでいてもよい。必要に応じて含まれる他の材料としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、及び高性能ＡＥ減水剤等の各種混和剤や、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末等の各種混和材等が挙げられる。他の材料の混合方法は、特に限定されないが、各種混和材については、第一の混合工程で得られる混合物のｐＨに影響を与えない観点から、第二の混合工程において混合されることが好ましい。 The cement composition may also contain other materials as needed. Other materials that are included as necessary include various admixtures such as AE agents, water reducing agents, AE water reducing agents, high performance water reducing agents, and high performance AE water reducing agents, fly ash, silica fume, ground granulated blast furnace slag, etc. and various admixtures. The method of mixing other materials is not particularly limited, but various admixtures are preferably mixed in the second mixing step from the viewpoint of not affecting the pH of the mixture obtained in the first mixing step. .
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；太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
（２）水；炭酸水（炭酸ガスの量：６，０００ｍｇ／リットル）
（３）細骨材；山砂
（４）ＡＥ減水剤；ポゾリス社製、商品名「マスターポリヒード １５ＳＲ」
EXAMPLES The present invention will be specifically described below by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Materials used]
(1) Cement; Ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (2) Water; Carbonated water (amount of carbon dioxide gas: 6,000 mg/liter)
(3) Fine aggregate; mountain sand (4) AE water reducing agent; manufactured by Pozzolith, trade name "Master Polyheed 15SR"
［実施例１～６］
使用するセメント１００質量％中、表１に示す割合となる量のセメント（セメントの一部）と、予め、ＡＥ減水剤を混合してなる炭酸水をミキサに同時に投入した後、１０秒間混合して、ｐＨが表１に示す数値（表１中、「セメントの一部投入後」と示す。）である混合物を得た。なお、セメントの一部を投入する前の炭酸水のｐＨは４．７であった。次いで、ミキサ内の混合物に、セメントの残部（セメント１００質量％から、表１に示す割合を減じた割合の量のセメント）を投入した後、３０秒間混合して、混合物を得た。次いで、ミキサ内の混合物に細骨材を投入して、３０秒間混合した後、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに６０秒間混合してモルタルを製造した（表１中、上述したモルタルの製造方法を、混練方法「ＩＩ」と示す。）。なお、上記混合は、２０℃の環境下で行った。
また、各材料の配合量は、炭酸水とセメントの質量比（炭酸水／セメント）が０．５となり、細骨材とセメントの質量比（細骨材／セメント）が２．４４となる量にした。また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して１．０質量部となる量にした。
[Examples 1 to 6]
Cement (a portion of the cement) in an amount corresponding to the ratio shown in Table 1 in 100% by mass of cement to be used and carbonated water prepared by mixing an AE water reducing agent in advance were simultaneously charged into a mixer, and then mixed for 10 seconds. Thus, a mixture having a pH value shown in Table 1 (shown as "after adding part of cement" in Table 1) was obtained. The carbonated water had a pH of 4.7 before part of the cement was added. Next, the rest of the cement (100% by mass of cement minus the amount shown in Table 1) was added to the mixture in the mixer, and then mixed for 30 seconds to obtain a mixture. Next, fine aggregate was added to the mixture in the mixer and mixed for 30 seconds, then the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer was scraped off and mixed for another 60 seconds to produce a mortar (see Table 1 above). The mortar manufacturing method is indicated as kneading method “II”). In addition, the said mixing was performed in a 20 degreeC environment.
In addition, the blending amount of each material is such that the mass ratio of carbonated water and cement (carbonated water/cement) is 0.5, and the mass ratio of fine aggregate and cement (fine aggregate/cement) is 2.44. made it Also, the amount of the AE water reducing agent was set to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
得られたモルタルの混合終了直後、混合終了後３０分経過時点、及び混合終了後６０分経過時点における１５打フロー値、並びに、材齢１日、７日、２８日におけるモルタル圧縮強さを、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して測定した。
また、モルタルに固定化されている二酸化炭素の質量を、モルタルに含まれるセメント１トン当たりの質量として、熱重量－示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ）を用いて求めた。具体的には、熱重量－示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ）の測定結果から、５５０～８００℃付近の吸熱ピーク範囲における質量の減少を、上記モルタルに含まれている炭酸カルシウムの脱炭酸によるものと判断し、上記減少の量から上記二酸化炭素の量を算出した。
The 15 stroke flow value of the obtained mortar immediately after mixing, 30 minutes after mixing, and 60 minutes after mixing, and the mortar compressive strength at 1 day, 7 days, and 28 days of material age, It was measured according to "JIS R 5201:2015 (physical test method for cement)".
Also, the mass of carbon dioxide immobilized in the mortar was determined by thermogravimetric-differential thermal analysis (TG-DTA) as the mass per ton of cement contained in the mortar. Specifically, from the measurement results of thermogravimetric-differential thermal analysis (TG-DTA), the decrease in mass in the endothermic peak range around 550 to 800 ° C. is due to decarboxylation of calcium carbonate contained in the mortar. Then, the amount of carbon dioxide was calculated from the amount of decrease.
［比較例１］
セメントの全量と、予め、ＡＥ減水剤を混合してなる水をミキサに同時に投入した後、３０秒間混合した。次いで、ミキサ内の混合物に細骨材を投入して、３０秒間混合した後、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに６０秒間混合して、モルタルを製造した（表１中、上述したモルタルの製造方法を、混練方法「Ｉ」と示す。）。なお、セメントを投入する前の水のｐＨは８．０であり、上記混合は、２０℃の環境下で行った。
また、各材料の配合量は、水とセメントの質量比（水／セメント）が０．５となり、細骨材とセメントの質量比（細骨材／セメント）が２．４４となる量にした。また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して１．０質量部となる量にした。
得られたモルタルの１５打フロー値等を実施例１と同様にして測定した。
[Comparative Example 1]
The entire amount of cement and water mixed with an AE water reducing agent were simultaneously charged into a mixer and then mixed for 30 seconds. Next, fine aggregate was added to the mixture in the mixer and mixed for 30 seconds, then the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer was scraped off, and the mixture was further mixed for 60 seconds to produce a mortar. The manufacturing method of the mortar obtained by mixing is indicated as kneading method “I”). The pH of the water before adding the cement was 8.0, and the above mixing was performed in an environment of 20°C.
In addition, the blending amount of each material was set so that the mass ratio of water and cement (water/cement) was 0.5, and the mass ratio of fine aggregate and cement (fine aggregate/cement) was 2.44. . Also, the amount of the AE water reducing agent was set to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
The 15-stroke flow value and the like of the obtained mortar were measured in the same manner as in Example 1.
［比較例２］
水の代わりに炭酸水を使用する以外は、比較例１と同様にしてモルタルを製造した。
得られたモルタルの１５打フロー値等を実施例１と同様にして測定した。
［比較例３］
セメントの一部として、表１に示す割合となる量のセメントを用い、セメントの残部として、セメント１００質量％から、表１に示す割合を減じた割合の量のセメントを用いる以外は実施例１と同様にしてモルタルを製造した。
得られたモルタルの１５打フロー値等を実施例１と同様にして測定した。
[Comparative Example 2]
A mortar was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that carbonated water was used instead of water.
The 15-stroke flow value and the like of the obtained mortar were measured in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 3]
Example 1 except that as part of the cement, cement in the amount shown in Table 1 is used, and as the remainder of the cement, the cement is used in an amount obtained by subtracting the ratio shown in Table 1 from 100% by mass of cement. A mortar was prepared in the same manner as
The 15-stroke flow value and the like of the obtained mortar were measured in the same manner as in Example 1.
実施例１～６及び比較例１～３の各々について、１５打フロー値、材齢１日、７日、及び２８日におけるモルタル圧縮強さ、並びに、炭酸水から取り込まれてモルタルに固定化された二酸化炭素の量を表２に示す。
なお、実施例１～６及び比較例１～３において、ＴＧ－ＤＴＡの測定から算出した二酸化炭素量には、モルタルの原料であるセメントに含まれている石灰石の炭酸カルシウム由来のものも含まれている。
実施例１～６及び比較例１～３で用いられているセメントの種類及び量は同じであるため、比較例１の二酸化炭素の量（全て、セメントに含まれている石灰石由来のものであって、セメント１トン当たりの二酸化炭素の質量は、材齢１日で３５．４ｋｇ、材齢７日で３５．０ｋｇ、材齢２８日で３５．３ｋｇである。）を、実施例１～６及び比較例２～３の各々の二酸化炭素の量から減ずることで、炭酸水から取り込まれてモルタルに固定化された二酸化炭素の量を算出することができる。
For each of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, the 15-stroke flow value, the mortar compressive strength at 1 day, 7 days, and 28 days of material age, and the amount of water taken from carbonated water and fixed in mortar Table 2 shows the amount of carbon dioxide released.
In Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, the amount of carbon dioxide calculated from TG-DTA measurement includes calcium carbonate derived from limestone contained in cement, which is the raw material of mortar. ing.
Since the type and amount of cement used in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 are the same, the amount of carbon dioxide in Comparative Example 1 (all derived from limestone contained in cement) Therefore, the mass of carbon dioxide per ton of cement is 35.4 kg at a material age of 1 day, 35.0 kg at a material age of 7 days, and 35.3 kg at a material age of 28 days.), Examples 1 to 6 and the amount of carbon dioxide in each of Comparative Examples 2 and 3, the amount of carbon dioxide taken in from the carbonated water and fixed in the mortar can be calculated.
表２から、比較例１と比較例２（水の代わりに炭酸水を用いる以外は比較例１と同様にしたもの）を比較すると、比較例２の１５打フロー値（直後：１７８ｍｍ、３０分経過後：１６３ｍｍ、６０分経過後：１５９ｍｍ）は、比較例１の１５打フロー値（直後：２３２ｍｍ、３０分経過後：２１０ｍｍ、６０分経過後：２０４ｍｍ）よりも小さく、水の代わりに炭酸水を用いた場合、セメント組成物の流動性が低下することがわかる。
一方、実施例１～６において、モルタルの１５打フロー値（直後：１９５～２３０ｍｍ、３０分経過後：１８７～２１６ｍｍ、６０分経過後：１７５～１９９ｍｍ）は、比較例２（炭酸水を使用し、混練方法「Ｉ」によってモルタルを製造したもの）、及び、比較例３（セメントの一部として１．０質量％となる量のセメントを使用し、かつ、セメントの一部と炭酸水を混合した後のｐＨが６．７である以外は、実施例１～３と同様に混練方法「ＩＩ」によってモルタルを製造したもの）の、モルタルの１５打フロー値（直後：１７８～１８０ｍｍ、３０分経過後：１６３～１７０ｍｍ、６０分経過後：１５９～１６２ｍｍ）よりも大きく、本発明の製造方法によれば、炭酸水を用いているにも関わらず、セメント組成物の流動性を向上できることがわかる。
また、実施例１～６において、炭酸水から取り込まれてモルタルに固定化された、セメント１トン当たりの二酸化炭素の質量（１日：１８．９～２０．７ｋｇ／トン、７日：１９．９～２１．３ｋｇ／トン、２８日：１９．６～２０．３ｋｇ／トン）は、比較例２～３において、炭酸水から取り込まれてモルタルに固定化された、セメント１トン当たりの二酸化炭素の質量（１日：１２．７～１４．９ｋｇ／トン、７日：１３．４～１５．６ｋｇ／トン、２８日：１２．８～１４．５ｋｇ／トン）よりも大きいことがわかる。
From Table 2, when comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2 (which was the same as Comparative Example 1 except that carbonated water was used instead of water), the 15-shot flow value of Comparative Example 2 (immediately: 178 mm, 30 minutes after lapse: 163 mm, after 60 minutes: 159 mm) is smaller than the 15-shot flow value of Comparative Example 1 (immediately: 232 mm, after 30 minutes: 210 mm, after 60 minutes: 204 mm), and carbonic acid was used instead of water. It can be seen that the use of water reduces the fluidity of the cement composition.
On the other hand, in Examples 1 to 6, the flow value of the mortar after 15 strokes (immediately after: 195 to 230 mm, after 30 minutes: 187 to 216 mm, after 60 minutes: 175 to 199 mm) and a mortar produced by the kneading method "I"), and Comparative Example 3 (using cement in an amount of 1.0% by mass as part of the cement, and part of the cement and carbonated water The mortar was produced by the kneading method "II" in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the pH after mixing was 6.7. 163 to 170 mm after lapse of minutes, 159 to 162 mm after 60 minutes lapse), and according to the production method of the present invention, the fluidity of the cement composition can be improved despite the use of carbonated water. I understand.
In addition, in Examples 1 to 6, the mass of carbon dioxide per ton of cement taken from carbonated water and fixed in mortar (1 day: 18.9 to 20.7 kg / ton, 7 days: 19. 9 to 21.3 kg / ton, 28 days: 19.6 to 20.3 kg / ton) is captured from carbonated water and fixed in mortar in Comparative Examples 2 and 3, carbon dioxide per ton of cement (1 day: 12.7-14.9 kg/ton, 7 days: 13.4-15.6 kg/ton, 28 days: 12.8-14.5 kg/ton).
Claims (3)
上記炭酸含有水に、上記セメントの一部である、上記セメントの全量（１００質量％）中の１．２～２０．０質量％の量のセメントを供給する第一の供給工程と、
上記第一の供給工程の後に、上記炭酸含有水と上記セメントの一部を混合して、ｐＨが７．０以上である混合物を得る第一の混合工程と、
上記第一の混合工程で得られた上記混合物に、上記セメントの残部を供給する第二の供給工程と、
上記第二の供給工程の後に、上記混合物と上記セメントの残部を混合して、セメント組成物を得る第二の混合工程と
を含むことを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition containing cement and carbonated water,
a first supply step of supplying cement, which is part of the cement, to the carbonated water in an amount of 1.2 to 20.0% by mass of the total amount (100% by mass) of the cement;
After the first supply step, a first mixing step of mixing the carbonated water and part of the cement to obtain a mixture having a pH of 7.0 or higher;
a second supplying step of supplying the remainder of the cement to the mixture obtained in the first mixing step;
A method for producing a cement composition, comprising, after the second supply step, a second mixing step of mixing the mixture with the remainder of the cement to obtain a cement composition.
上記第一の混合工程、及び、上記第二の混合工程の少なくともいずれか一方の工程において、さらに上記骨材を混合する請求項１に記載のセメント組成物の混合方法。 wherein the cement composition comprises aggregate;
2. The method of mixing a cement composition according to claim 1, wherein the aggregate is further mixed in at least one of the first mixing step and the second mixing step.
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