JP2023018308A - Production method of 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。
これに関連して、セメント製造工場で発生する排ガス等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。
二酸化炭素が効率よく固定化されたコンクリートを提供することができる方法として、特許文献１には、コンクリートを製造する方法であり、セメントと水を含む第１の混合物を形成すること、前記第１の混合物に二酸化炭素を添加して第２の混合物を形成すること、および前記第２の混合物を硬化することを含み、前記水の重量は、前記コンクリートに残存する未水和セメントが０％以上５０％以下になるように調整される方法が記載されている。
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。
In recent years, reduction of carbon dioxide emissions has become an important issue for the suppression of global warming.
In connection with this, techniques for fixing carbon dioxide recovered from exhaust gases and the like generated in cement manufacturing plants into concrete and the like are being studied.
As a method capable of providing concrete in which carbon dioxide is efficiently fixed, Patent Document 1 discloses a method for producing concrete, in which a first mixture containing cement and water is formed; and curing said second mixture, wherein the weight of said water is equal to or greater than 0% unhydrated cement remaining in said concrete. A method for adjusting it to 50% or less is described.
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.
コンクリート等のセメント組成物の製造においてドライアイスを用いた場合、セメント組成物の空気連行性及び流動性が低下する場合があった。
本発明の目的は、ドライアイスを使用しているにも関わらず、セメント組成物（例えば、コンクリート）の空気連行性及び流動性を低下させず、かつ、より多くの二酸化炭素をセメント組成物に固定化することができるセメント組成物の製造方法を提供することである。
When dry ice is used in the production of a cement composition such as concrete, the air entrainment and fluidity of the cement composition may decrease.
An object of the present invention is to not reduce the air entrainment and fluidity of a cement composition (e.g., concrete) despite the use of dry ice, and to introduce more carbon dioxide into the cement composition. An object of the present invention is to provide a method for producing a cement composition that can be fixed.
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、セメントの全量中、３～６０質量％の割合となる量のセメントと、細骨材の全量中、８０～１００質量の割合となる量の細骨材と、水の全量中、８０～１００質量％の割合となる量の水と、ドライアイスを、撹拌しながら混合して、セメント含有混合物を得る工程と、セメント含有混合物を６０秒以上、静置する工程と、静置後の混合物と、セメント組成物を構成する各材料の残部を、撹拌しながら混合して、セメント組成物を得る工程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を見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［６］を提供するものである。
［１］ セメント、細骨材、及び水を含み、かつ、二酸化炭素を固定化してなるセメント組成物を製造するための方法であって、上記セメントの一部と、上記細骨材の少なくとも一部と、上記水の少なくとも一部と、ドライアイスを、撹拌しながら混合して、セメント含有混合物を得る第一の混合工程と、上記セメント含有混合物を６０秒以上、静置して、静置後の混合物を得る静置工程と、上記静置後の混合物と、上記セメント組成物を構成する各材料の残部を、撹拌しながら混合して、上記セメント組成物を得る第二の混合工程、を含み、上記第一の混合工程において、上記セメントの全量中の上記セメントの一部の量の割合が３～６０質量％であり、上記細骨材の全量中の上記細骨材の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％であり、上記水の全量中の上記水の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％であることを特徴とする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 the total amount of cement is 3 to 60% by mass, and the total amount of fine aggregate is 80 to 100% by mass. an amount of fine aggregate, an amount of water that accounts for 80 to 100% by mass of the total amount of water, and dry ice are mixed with stirring to obtain a cement-containing mixture; A method for producing a cement composition, comprising the steps of allowing the mixture to stand still for 60 seconds or more, and mixing the mixture after standing with the remainder of each material constituting the cement composition while stirring to obtain a cement composition. have found that the above object can be achieved, and completed the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [6].
[1] A method for producing a cement composition containing cement, fine aggregate, and water and fixing carbon dioxide, comprising part of the cement and at least one of the fine aggregate and at least part of the water and dry ice are mixed with stirring to obtain a cement-containing mixture, and the cement-containing mixture is allowed to stand still for 60 seconds or longer A second mixing step of obtaining the cement composition by mixing, while stirring, the resting step of obtaining the mixture after standing and the remainder of each material constituting the cement composition, and in the first mixing step, the proportion of the amount of a part of the cement in the total amount of the cement is 3 to 60% by mass, and at least one of the fine aggregates in the total amount of the fine aggregates A method for producing a cement composition, wherein the ratio of the amount of parts is 80 to 100% by mass, and the ratio of the amount of at least a part of the water to the total amount of the water is 80 to 100% by mass.
［２］ 上記セメント組成物がセメント混和剤を含み、かつ、上記第二の混合工程において、上記セメント混和剤が供給される、前記［１］に記載のセメント組成物の製造方法。
［３］ 上記セメント混和剤が、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、及び高性能ＡＥ減水剤からなる群より選ばれる一種以上のセメント分散剤、並びに、ＡＥ剤を含む、前記［２］に記載のセメント組成物の製造方法。
［４］ 上記セメント組成物が粗骨材を含み、かつ、上記第二の混合工程において、上記粗骨材が供給される、前記［１］～［３］のいずれかに記載のセメント組成物の製造方法。
［５］ 上記セメント組成物の水セメント比が３０～６５％である、前記［４］に記載のセメント組成物の製造方法。
［６］ 上記セメント組成物の硬化体におけるモルタル部分中の二酸化炭素の含有率が２．２質量％以上になるように、上記第一の混合工程における上記ドライアイスの量を定める、前記［１］～［５］のいずれかに記載のセメント組成物の製造方法。
[2] The method for producing a cement composition according to [1] above, wherein the cement composition contains a cement admixture, and the cement admixture is supplied in the second mixing step.
[3] The above [2], wherein the cement admixture comprises one or more cement dispersants selected from the group consisting of water reducing agents, AE water reducing agents, high performance water reducing agents, and high performance AE water reducing agents, and an AE agent. ] The manufacturing method of the cement composition as described in ].
[4] The cement composition according to any one of [1] to [3], wherein the cement composition contains coarse aggregate, and the coarse aggregate is supplied in the second mixing step. manufacturing method.
[5] The method for producing a cement composition according to [4] above, wherein the cement composition has a water-cement ratio of 30 to 65%.
[6] The amount of dry ice in the first mixing step is determined so that the content of carbon dioxide in the mortar portion of the hardened body of the cement composition is 2.2% by mass or more, ] A method for producing a cement composition according to any one of [5].
本発明のセメント組成物の製造方法によれば、ドライアイスを使用しているにも関わらず、セメント組成物の空気連行性及び流動性を低下させず、かつ、より多くの二酸化炭素をセメント組成物に固定化することができる。 According to the method for producing a cement composition of the present invention, although dry ice is used, the air entrainment and fluidity of the cement composition are not reduced, and more carbon dioxide is added to the cement composition. Can be fixed to objects.
本発明のセメント組成物の製造方法は、セメント、細骨材、及び水を含み、かつ、二酸化炭素を固定化してなるセメント組成物を製造するための方法であって、セメントの一部と、細骨材の少なくとも一部と、水の少なくとも一部と、ドライアイスを、撹拌しながら混合して、セメント含有混合物を得る第一の混合工程と、セメント含有混合物を６０秒以上、静置して、静置後の混合物を得る静置工程と、静置後の混合物と、セメント組成物を構成する各材料の残部を、撹拌しながら混合して、セメント組成物を得る第二の混合工程、を含み、第一の混合工程において、セメントの全量中のセメントの一部の量の割合が３～６０質量％であり、細骨材の全量中の細骨材の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％であり、水の全量中の水の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％であるものである。
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, fine aggregate, and water, and fixing carbon dioxide, comprising a part of cement; a first mixing step of mixing at least part of the fine aggregate, at least part of the water, and dry ice while stirring to obtain a cement-containing mixture; and allowing the cement-containing mixture to stand still for 60 seconds or more. and a second mixing step of obtaining a cement composition by mixing, while stirring, the mixture after standing and the remainder of each material constituting the cement composition. , In the first mixing step, the ratio of the amount of part of the cement in the total amount of cement is 3 to 60% by mass, and the amount of at least part of the fine aggregate in the total amount of fine aggregate The proportion is 80 to 100% by mass, and the proportion of at least a part of water in the total amount of water is 80 to 100% by mass.
Each step will be described in detail below.
［第一の混合工程］
本工程は、セメントの一部と、細骨材の少なくとも一部と、水の少なくとも一部と、ドライアイスを、撹拌しながら混合して、セメント含有混合物を得る工程である。
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。
セメントの全量（セメント組成物に含まれるセメントの全量）中のセメントの一部の量の割合は、３～６０質量％、好ましくは４～５５質量％、より好ましくは８～４０質量％、特に好ましくは１２～３０質量％である。上記割合が３質量％未満であると、セメント組成物に固定化される二酸化炭素の量が少なくなる。上記割合が６０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。
[First mixing step]
In this step, part of cement, at least part of fine aggregate, at least part of water, and dry ice are mixed with stirring to obtain a cement-containing mixture.
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.
The ratio of the amount of part of the cement in the total amount of cement (the total amount of cement contained in the cement composition) is 3 to 60% by mass, preferably 4 to 55% by mass, more preferably 8 to 40% by mass, especially It is preferably 12 to 30% by mass. If the above ratio is less than 3% by mass, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition is reduced. If the above proportion exceeds 60% by mass, the strength development of the cement composition is reduced.
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、又は、これらの中から選ばれる２種以上からなる混合物等が挙げられる。
細骨材の全量（セメント組成物に含まれる細骨材の全量）中の細骨材の少なくとも一部の量の割合は、８０～１００質量％、好ましくは９０～１００質量％、より好ましくは９５～１００質量％、製造の効率性の観点から、特に好ましくは１００質量％である。上記割合が８０質量％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がより多くなる。
細骨材の配合量は特に限定されず、モルタル又はコンクリートにおける一般的な配合量であればよい。
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, and lightweight fine aggregate, or two or more selected from these. and the like.
The proportion of at least part of the fine aggregate in the total amount of fine aggregate (the total amount of fine aggregate contained in the cement composition) is 80 to 100% by mass, preferably 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, particularly preferably 100% by mass from the viewpoint of production efficiency. When the above ratio is 80% by mass or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition increases.
The amount of the fine aggregate to be blended is not particularly limited, and may be a general blending amount for mortar or concrete.
水としては、特に限定されず、例えば、上水道水、スラッジ水等が挙げられる。
水の全量（セメント組成物に含まれる水の全量）中の水の少なくとも一部の量の割合は８０～１００質量％、好ましくは９０～１００質量％、より好ましくは９５～１００質量％、製造の効率性の観点から、特に好ましくは１００質量％である。上記割合が８０質量％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がより多くなる。
また、セメント組成物の水セメント比（セメント組成物に含まれる、水の全量と、セメントの全量の質量比〔（水の全量）／（セメントの全量）〕を百分率（％）で表したもの）は、好ましくは３０～６５％、より好ましくは４０～６０％である。上記比が３０％以上であれば、第一の混合工程及び第二の混合工程における混合の作業性、及び、第二の混合工程で得られたセメント組成物を打設するときの作業性（セメント組成物の流動性）がより向上する。上記比が６５％以下であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。
Water is not particularly limited, and examples thereof include tap water, sludge water, and the like.
The ratio of the amount of at least part of water in the total amount of water (the total amount of water contained in the cement composition) is 80 to 100% by mass, preferably 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass. From the viewpoint of efficiency, it is particularly preferably 100% by mass. When the above ratio is 80% by mass or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition increases.
In addition, the water-cement ratio of the cement composition (the mass ratio of the total amount of water to the total amount of cement [(total amount of water) / (total amount of cement)] expressed in percentage (%) ) is preferably 30-65%, more preferably 40-60%. If the above ratio is 30% or more, the mixing workability in the first mixing step and the second mixing step, and the workability when placing the cement composition obtained in the second mixing step ( fluidity of the cement composition) is further improved. When the above ratio is 65% or less, the strength development of the cement composition is further improved.
ドライアイスは、粉末状、粒状、又は塊状のいずれの形状のものであってもよいが、後述の静置工程において、より短い静置時間で、より多くの量の二酸化炭素をセメント組成物に固定化させる観点から、粉末状のものが好ましい。
また、ドライアイスを投入する作業を容易にする観点から、ドライアイスとして、粉末状のドライアイスを圧縮して成形したものを用いてもよい。
粉末状のドライアイスを圧縮して成形する方法としては、液化炭酸ガスボンベ又は液化炭酸ガス貯蔵タンク等の液化炭酸ガス収容手段から粉末状のドライアイスが噴出する際の、噴出の圧力を用いて、粉末状のドライアイスを成形用容器内に投入すること、及び、この粉末状のドライアイスを上記容器内で圧縮して成形することの両方を同時に行う方法等が挙げられる。
Dry ice may be in the form of powder, granules, or lumps, but in the standing step described later, a larger amount of carbon dioxide is added to the cement composition with a shorter standing time. A powdery one is preferable from the viewpoint of immobilization.
In addition, from the viewpoint of facilitating the operation of adding dry ice, dry ice that is formed by compressing powdery dry ice may be used.
As a method of compressing and molding powdered dry ice, the pressure of the powdered dry ice ejected from a liquefied carbon dioxide storage means such as a liquefied carbon dioxide cylinder or a liquefied carbon dioxide storage tank is used to A method of simultaneously charging powdery dry ice into a molding container and compressing and molding the powdery dry ice in the container can be used.
第一の混合工程におけるドライアイスの量は、後述の第二の混合工程で得られたセメント組成物の硬化体におけるモルタル部分中の二酸化炭素の含有率が、好ましくは２．２質量％以上、より好ましくは２．３質量％以上、さらに好ましくは２．４質量％以上、さらに好ましくは２．５質量％以上、特に好ましくは２．６質量％以上になるように定めることが好ましい。
第一の混合工程において定められるドライアイスの量は、ドライアイスの形状、各材料の配合量等によっても異なるが、セメント１００質量部に対して、好ましくは２～２０質量部、より好ましくは３～１５質量部、さらに好ましくは４～１０質量部、特に好ましくは５～８質量部である。上記量が２質量部以上であれば、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。上記量が２０質量部以下であれば、セメント組成物の強度発現性の低下を防ぐことができる。
The amount of dry ice in the first mixing step is such that the content of carbon dioxide in the mortar portion of the hardened body of the cement composition obtained in the second mixing step described below is preferably 2.2% by mass or more, It is more preferably 2.3% by mass or more, still more preferably 2.4% by mass or more, still more preferably 2.5% by mass or more, and particularly preferably 2.6% by mass or more.
The amount of dry ice determined in the first mixing step varies depending on the shape of dry ice, the blending amount of each material, etc., but is preferably 2 to 20 parts by mass, more preferably 3 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of cement. 15 parts by mass, more preferably 4 to 10 parts by mass, particularly preferably 5 to 8 parts by mass. When the amount is 2 parts by mass or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition can be increased. When the above amount is 20 parts by mass or less, it is possible to prevent deterioration of the strength development of the cement composition.
本工程において、各材料の撹拌、混合方法は、特に限定されるものではなく、各材料をミキサ等に一括投入して撹拌しながら混合してもよく、水とドライアイス以外の、セメント等の粉粒体材料（粉体または粒体の形態を有する材料）を混合した後、得られた混合物と水とドライアイスを撹拌しながら混合する方法等が挙げられる。
撹拌時間は、撹拌手段、各材料の量、ドライアイスの形状等によっても異なるが、好ましくは４５～２４０秒、より好ましくは６０～１８０秒、特に好ましくは９０～１５０秒である。上記時間が、４５秒以上であれば、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。上記時間が２４０秒以下であれば、製造に要する時間を短くして生産性を向上することができる。
なお、上記撹拌時間の始点（０秒）は、セメント、水、ドライアイス等の第一の混合工程で用いられる材料をすべて供給した後、撹拌を開始したときとする。
第一の混合工程と第二の混合工程（後述）は、同じ容器内で行われてもよいが、異なる容器内で行われてもよい。上記容器としては、ペール缶、撹拌手段を有するミキサ等が挙げられる。また、ペール缶等の撹拌手段を有さない容器を用いる場合、撹拌手段としては、ハンドミキサ等を用いることができる。
In this step, the method of stirring and mixing each material is not particularly limited. For example, a method of mixing powdery or granular materials (materials in the form of powder or granules) and then mixing the resulting mixture, water, and dry ice while stirring.
The stirring time varies depending on the stirring means, amount of each material, shape of dry ice, etc., but is preferably 45 to 240 seconds, more preferably 60 to 180 seconds, particularly preferably 90 to 150 seconds. If the time is 45 seconds or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition can be increased. If the time is 240 seconds or less, the time required for manufacturing can be shortened and productivity can be improved.
The start point (0 second) of the stirring time is the time when stirring is started after all the materials used in the first mixing step, such as cement, water, and dry ice, have been supplied.
The first mixing step and the second mixing step (described later) may be performed in the same container, or may be performed in different containers. Examples of the container include a pail can, a mixer having a stirring means, and the like. Moreover, when using a container having no stirring means such as a pail, a hand mixer or the like can be used as the stirring means.
［静置工程］
本工程は、第一の混合工程で得られたセメント含有混合物を６０秒以上、静置して、静置後の混合物を得る工程である。
静置時間は、６０秒以上、好ましくは７５～３６０秒、より好ましくは９０～２４０秒、特に好ましくは１０５～１８０秒である。上記時間が、６０秒以上であれば、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。上記時間が３６０秒以下であれば、製造に要する時間をより短くして生産性を向上することができる。
セメント含有混合物の静置は、第一の混合工程を行った容器内に上記セメント含有混合物を収容した状態で行ってもよく、上記セメント含有混合物を、上記容器から他の容器（例えば、ミキサ等）に移し替えた後、行ってもよい。
なお、第一の混合工程を行った容器内に上記セメント含有混合物を収容した状態で静置を行う場合、静置時間の始点（０秒）は、第一混合工程において撹拌が終了した時点とする。また、上記セメント含有混合物を、第一の混合工程を行った容器から、他の容器（第二の混合工程を行うための容器等）に移し替えた後、静置を行う場合、静置時間の始点（０秒）は、上記セメント含有混合物を他の容器に移し終えた時点とする。
[Standing process]
This step is a step of allowing the cement-containing mixture obtained in the first mixing step to stand for 60 seconds or more to obtain a mixture after standing.
The standing time is 60 seconds or longer, preferably 75 to 360 seconds, more preferably 90 to 240 seconds, particularly preferably 105 to 180 seconds. If the time is 60 seconds or more, the amount of carbon dioxide fixed in the cement composition can be increased. If the above time is 360 seconds or less, the time required for manufacturing can be shortened and the productivity can be improved.
The cement-containing mixture may be allowed to stand while the cement-containing mixture is contained in the container in which the first mixing step has been performed, and the cement-containing mixture is transferred from the container to another container (e.g., a mixer, etc.). ), you may proceed.
When the cement-containing mixture is left in the container in which the first mixing step was performed, the starting point (0 seconds) of the standing time is the time when the stirring in the first mixing step is completed. do. Further, when the cement-containing mixture is left standing after being transferred from the container in which the first mixing step was performed to another container (such as a container for performing the second mixing step), the standing time is The starting point of (0 second) is the time when the cement-containing mixture has been transferred to another container.
［第二の混合工程］
本工程は、静置後の混合物と、セメント組成物を構成する各材料の残部を、撹拌しながら混合して、セメント組成物を得る工程である。
セメント組成物を構成する各材料の残部は、セメント、細骨材、及び水の各々の残部（第一の混合工程で混合されなかった残部）である。
撹拌時間は、撹拌手段、各材料の量等によっても異なるが、好ましくは４５～２４０秒、より好ましくは６０～１８０秒、特に好ましくは９０～１５０秒である。上記時間が、４５秒以上であれば、各材料をより均一に混合することができる。上記時間が２４０秒以下であれば、製造に要する時間を短くして生産性を向上することができる。
なお、上記撹拌時間の始点（０秒）は、セメントの残部の供給後、撹拌を開始したときとする。
[Second mixing step]
This step is a step of mixing the rest of the materials constituting the cement composition with the mixture after standing while stirring to obtain the cement composition.
The balance of each material constituting the cement composition is the balance of cement, fine aggregate, and water (the balance not mixed in the first mixing step).
The stirring time varies depending on the stirring means, amount of each material, etc., but is preferably 45 to 240 seconds, more preferably 60 to 180 seconds, particularly preferably 90 to 150 seconds. If the time is 45 seconds or more, each material can be mixed more uniformly. If the time is 240 seconds or less, the time required for manufacturing can be shortened and productivity can be improved.
The starting point (0 second) of the stirring time is the time when the stirring is started after the rest of the cement is supplied.
セメント組成物は、粗骨材を含んでいてもよい。粗骨材は、上記第一の混合工程及び第二の混合工程のいずれか一方または両方で供給してもよいが、製造の効率性の観点から、第二の混合工程で供給することが好ましい。
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、これらの中から選ばれる２種以上からなる混合物等が挙げられる。
粗骨材の配合量は特に限定されず、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 may contain coarse aggregate. The coarse aggregate may be supplied in either one or both of the first mixing step and the second mixing step, but from the viewpoint of production efficiency, it is preferable to supply in the second mixing step. .
The coarse aggregate is not particularly limited, and examples include river gravel, mountain gravel, land gravel, sea gravel, crushed stone, slag coarse aggregate, and lightweight coarse aggregate, or two or more selected from these. A mixture of
The amount of coarse aggregate to be blended is not particularly limited, and may be a general amount to be blended in concrete.
また、セメント組成物は、セメント組成物の空気連行性及び流動性をより向上する観点から、セメント混和剤を含むことが好ましい。
セメント混和剤としては、セメント分散剤及びＡＥ剤等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいが、セメント組成物の空気連行性及び流動性をより向上する観点から、セメント分散剤とＡＥ剤を併用することが好ましい。
また、セメント分散剤の例としては、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。中でも、セメント組成物の流動性を改善する観点から、遅延形の、減水剤、ＡＥ減水剤、又は高性能ＡＥ減水剤が好ましい。
これらは１種を単独で用いてもよいが、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、セメント混和剤は、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供給されればよいが、セメント組成物の空気連行性及び流動性をより向上する観点から、第二の混合工程において供給されることが好ましい。
また、セメント組成物の凝結を遅延させる目的で、遅延剤として、グルコン酸、クエン酸、及び酒石酸等を用いてもよい。
Moreover, the cement composition preferably contains a cement admixture from the viewpoint of further improving the air entrainment and fluidity of the cement composition.
Cement admixtures include cement dispersants and AE agents. One of these may be used alone, but from the viewpoint of further improving the air entrainment and fluidity of the cement composition, it is preferable to use a cement dispersant and an AE agent together.
Examples of cement dispersants include water reducing agents, AE water reducing agents, high performance water reducing agents and high performance AE water reducing agents. Among them, from the viewpoint of improving the fluidity of the cement composition, a delayed water reducing agent, an AE water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent is preferable.
Although these may be used individually by 1 type, you may use them in combination of 2 or more type.
In addition, the cement admixture may be supplied in at least one of the first mixing step and the second mixing step, but from the viewpoint of further improving the air entrainment and fluidity of the cement composition, It is preferably fed in a second mixing step.
For the purpose of retarding the setting of the cement composition, gluconic acid, citric acid, tartaric acid, etc. may be used as retarders.
また、セメント組成物は、必要に応じて、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セメント混和材を含んでいてもよい。セメント混和材は、第一の混合工程及び第二の混合工程のいずれか一方または両方で供給してもよいが、セメント含有混合物のｐＨの変動等による、二酸化炭素の固定化への悪影響を防ぐ観点から、第二の混合工程で供給されることが好ましい。 Moreover, the cement composition may contain various cement admixtures such as fly ash, silica fume, ground granulated blast furnace slag, etc., if necessary. The cement admixture may be supplied in either or both of the first mixing step and the second mixing step, but it is necessary to prevent adverse effects on carbon dioxide fixation due to changes in the pH of the cement-containing mixture, etc. From a viewpoint, it is preferable to supply in the second 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）細骨材；山砂
（３）粗骨材；砕石
（４）水；上水道水
（５）ドライアイス；液化炭酸ガスボンベに接続したノズルから粉末状のドライアイスを噴出させて、上記ドライアイスを容器内に投入すること、及び、ノズルからの噴出の圧力によって、上記ドライアイスを圧縮して成形することを同時に行ったもの
（６）ＡＥ減水剤；ポゾリス社製、商品名「マスターポリヒード１５Ｓ」
（７）ＡＥ剤；ポゾリスソリューションズ社製、商品名「マスターエア３０３Ａ」
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) Fine aggregate; Mountain sand (3) Coarse aggregate; (6) in which powdered dry ice is ejected from a container, the dry ice is put into a container, and the dry ice is compressed and molded by the pressure of the ejection from the nozzle (6) AE water reducing agent; manufactured by Pozzolith, trade name "Master Polyheed 15S"
(7) AE agent; manufactured by Pozzolith Solutions, trade name "Master Air 303A"
［実施例１～４］
表２に示す単位量となる量のセメント（セメントの一部）、並びに、表１に示す単位量となる量の水、細骨材、及びドライアイスを、強制二軸ミキサに同時に投入し、投入完了時を始点（０秒）として、１２０秒、撹拌しながら混合した（第一の混合工程）。その後、撹拌の終了時を始点（０秒）として、得られた混合物を１２０秒静置した（静置工程）。次いで、上記ミキサ内の混合物に、セメントの一部とセメントの残部の合計量が表１に示す単位量（３３６ｋｇ／ｍ３）となる量のセメント（セメントの残部；実施例１では、３１９．２ｋｇ／ｍ３）と、表１の単位量（１，００４ｋｇ／ｍ３）となる量の粗骨材と、ＡＥ減水剤及びＡＥ剤を予め混合してなる混合物を投入し、投入完了時を始点（０秒）として、６０秒、撹拌しながら混合した。次いで、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とした後、さらに６０秒、撹拌しながら混合して、コンクリート（セメント組成物）を得た（第二の混合工程）。混合終了直後のコンクリートの温度は、「ＪＩＳ Ａ １１５６：２００６（フレッシュコンクリートの温度測定方法）」に準拠して測定した値として、２２℃であった。
また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、１．４質量部となる量に定めた。ＡＥ剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、０．００６質量部となる量に定めた。
[Examples 1 to 4]
A unit amount of cement (part of cement) shown in Table 2 and water, fine aggregate, and dry ice in a unit amount shown in Table 1 are simultaneously charged into a forced twin-shaft mixer, Starting from the time when the addition was completed (0 second), the mixture was mixed with stirring for 120 seconds (first mixing step). After that, the obtained mixture was allowed to stand still for 120 seconds starting from the end of stirring (0 second) (standing step). Next, the mixture in the mixer was added with an amount of cement (remainder of cement; in Example 1, 319.0 kg/m 3 ), the total amount of which is the unit amount (336 kg/m 3 ) shown in Table 1. 2 kg/m 3 ), a unit amount of coarse aggregate (1,004 kg/m 3 ) in Table 1, and a mixture obtained by pre-mixing an AE water reducing agent and an AE agent are added, and when the addition is completed, Mix with stirring for 60 seconds starting at 0 seconds. Next, after scraping off the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer, the mixture was further mixed with stirring for 60 seconds to obtain concrete (cement composition) (second mixing step). The temperature of the concrete immediately after the mixing was completed was 22° C. as a value measured according to “JIS A 1156:2006 (Method for measuring temperature of fresh concrete)”.
Also, the blending amount of the AE water reducing agent was determined to be 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. The blending amount of the AE agent was determined to be 0.006 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
得られたコンクリートのスランプを、「ＪＩＳ Ａ １１０１：２０２０（コンクリートのスランプ試験方法）」に準拠して測定した。
また、上記コンクリートの空気量を、「ＪＩＳ Ａ １１２８：２０１９（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法－空気室圧力方法）」に準拠して測定した。
また、得られたコンクリートの材齢１日、７日及び２８日の圧縮強度を、「ＪＩＳ Ａ １１０８：２０１８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準拠して測定した。
さらに、圧縮強度を測定するため用いた材齢２８日のコンクリートの供試体のモルタル部分の二酸化炭素の割合（質量％）を、熱重量－示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ）を用いて求めた。具体的には、上記供試体を粉砕して粗骨材を除去した後、粗骨材が除去された試料（モルタル部分）について、熱重量－示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ）を行い、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、上記モルタル部分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、上記質量の減少の値に基づいて、コンクリートの供試体のモルタル部分中の二酸化炭素の割合（質量％；炭酸カルシウムの二酸化炭素換算の値）を算出した。
The slump of the obtained concrete was measured according to "JIS A 1101:2020 (concrete slump test method)".
In addition, the air content of the concrete was measured according to "JIS A 1128:2019 (testing method for air content of fresh concrete by pressure - air chamber pressure method)".
In addition, the compressive strength of the obtained concrete at the age of 1 day, 7 days and 28 days was measured according to "JIS A 1108:2018 (Method for testing compressive strength of concrete)".
Furthermore, the ratio (% by mass) of carbon dioxide in the mortar portion of the 28-day-old concrete specimen used for measuring the compressive strength was determined using thermogravimetric-differential thermal analysis (TG-DTA). Specifically, after pulverizing the test piece to remove the coarse aggregate, the sample (mortar portion) from which the coarse aggregate was removed was subjected to thermogravimetric-differential thermal analysis (TG-DTA), and the measurement result Therefore, it was determined that the decrease in mass in the endothermic peak range near 550 to 800 ° C. The ratio of carbon dioxide in the mortar portion (% by mass; value of calcium carbonate converted to carbon dioxide) was calculated.
［比較例１］
表１に示す単位量となる量の、セメント、細骨材、及び粗骨材を強制二軸ミキサに同時に投入して、１５秒、空練りした後、水とＡＥ減水剤とＡＥ剤を予め混合してなる混合物を投入して、６０秒撹拌しながら混合した。次いで、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とした後、さらに６０秒撹拌しながら混合して、コンクリートを得た。混合終了直後のコンクリートの温度は、実施例１と同様にして測定した値として、２２℃であった。
また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、１．４質量部となる量に定めた。ＡＥ剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、０．００４質量部となる量に定めた。
得られたコンクリートのスランプ等を実施例１と同様にして測定した。
[Comparative Example 1]
The amount of cement, fine aggregate, and coarse aggregate of the unit amount shown in Table 1 was simultaneously added to the forced twin-screw mixer, and after empty kneading for 15 seconds, water, AE water reducing agent, and AE agent were added in advance. The mixed mixture was added and mixed with stirring for 60 seconds. Next, after scraping off the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer, the mixture was further mixed with stirring for 60 seconds to obtain concrete. The temperature of the concrete immediately after the completion of mixing was 22° C. as a value measured in the same manner as in Example 1.
Also, the blending amount of the AE water reducing agent was determined to be 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. The blending amount of the AE agent was determined to be 0.004 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
The slump and the like of the obtained concrete were measured in the same manner as in Example 1.
［比較例２］
表１に示す単位量となる量の、セメント、細骨材、及び粗骨材を強制二軸ミキサに同時に投入して、１５秒、空練りした後、水とＡＥ減水剤とＡＥ剤を予め混合してなる混合物を投入して、６０秒撹拌しながら混合した。次いで、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とした後、６０秒撹拌しながら混合した。その後、表１に示す単位量となる量のドライアイスを投入して、さらに１２０秒撹拌しながら混合してコンクリートを得た。混合終了直後のコンクリートの温度は、実施例１と同様にして測定した値として、２１℃であった。
また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、１．８質量部となる量に定めた。ＡＥ剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、０．０１０質量部となる量に定めた。
得られたコンクリートのスランプ等を実施例１と同様にして測定した。
[Comparative Example 2]
The amount of cement, fine aggregate, and coarse aggregate of the unit amount shown in Table 1 was simultaneously added to the forced twin-screw mixer, and after empty kneading for 15 seconds, water, AE water reducing agent, and AE agent were added in advance. The mixed mixture was added and mixed with stirring for 60 seconds. Next, after scraping off the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer, the mixture was mixed with stirring for 60 seconds. After that, dry ice in an amount corresponding to the unit amount shown in Table 1 was added, and the mixture was mixed with stirring for an additional 120 seconds to obtain concrete. The temperature of the concrete immediately after the completion of mixing was 21° C. as a value measured in the same manner as in Example 1.
Also, the blending amount of the AE water reducing agent was determined to be 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. The blending amount of the AE agent was determined to be 0.010 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
The slump and the like of the obtained concrete were measured in the same manner as in Example 1.
［比較例３～４］
表２の第一の混合工程の欄に示す単位量となるセメント（セメントの一部）、並びに、表１に示す単位量となる水、細骨材、及びドライアイスを、強制二軸ミキサに同時に投入して、１２０秒、撹拌しながら混合した。次いで、上記ミキサ内の混合物に、セメントの一部とセメントの残部の合計量が表１に示す単位量となる量のセメント（セメントの残部）と、表１に示す単位量となる量の粗骨材と、ＡＥ減水剤及びＡＥ剤を予め混合してなる混合物を投入して、６０秒撹拌しながら混合した。次いで、ミキサの内壁に付着した混練物を掻き落とした後、さらに６０秒間撹拌しながら混合して、コンクリートを得た。混合終了直後のコンクリートの温度は、実施例１と同様にして測定した値として、２２℃であった。
また、ＡＥ減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、１．４質量部となる量に定めた。ＡＥ剤の配合量は、セメント１００質量部に対して、０．００６質量部となる量に定めた。
得られたコンクリートのスランプ等を実施例１と同様にして測定した。
各々の結果を表２に示す。
[Comparative Examples 3-4]
The unit amount of cement (part of cement) shown in the column of the first mixing step in Table 2, and the unit amount of water, fine aggregate, and dry ice shown in Table 1 are added to the forced twin-shaft mixer. Charged at the same time and mixed with stirring for 120 seconds. Then, to the mixture in the mixer, an amount of cement (remaining cement) that makes the total amount of the part of the cement and the remainder of the cement the unit amount shown in Table 1, and an amount of coarse cement that makes the unit amount shown in Table 1. A mixture obtained by mixing the aggregate with the AE water reducing agent and the AE agent in advance was added and mixed with stirring for 60 seconds. Next, after scraping off the kneaded material adhering to the inner wall of the mixer, the mixture was further mixed with stirring for 60 seconds to obtain concrete. The temperature of the concrete immediately after the completion of mixing was 22° C. as a value measured in the same manner as in Example 1.
Also, the blending amount of the AE water reducing agent was determined to be 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. The blending amount of the AE agent was determined to be 0.006 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
The slump and the like of the obtained concrete were measured in the same manner as in Example 1.
Each result is shown in Table 2.
表２から、実施例１～４の、モルタル部分中の二酸化炭素の割合（２．４８～２．６５質量％）は、比較例１～４の上記割合（１．７５～２．３９質量％）よりも大きいことから、実施例１～４ではより多くの二酸化炭素がセメント組成物に固定化されたことがわかる。中でも、実施例１～４と、比較例３～４（静置工程を行わない以外は、実施例１～４と同様にしたもの）の比較から、静置工程を行うことで、より多くの二酸化炭素を固定化しうることがわかる。
また、実施例１～４のスランプ（１８．５～２０．０ｃｍ）及び空気量（４．４～４．７％）は、比較例２（ドライアイス以外の材料を混合した後に、ドライアイスを供給して撹拌、混合したもの）のスランプ（４．０ｃｍ）及び空気量（１．６％）よりも大きいことから、実施例１～４では、ドライアイスを用いているが、空気連行性及び流動性の低下が生じていないことがわかる。
From Table 2, the ratio of carbon dioxide in the mortar portion (2.48 to 2.65% by mass) of Examples 1 to 4 is the above ratio (1.75 to 2.39% by mass) of Comparative Examples 1 to 4. ), it can be seen that more carbon dioxide was immobilized in the cement composition in Examples 1-4. Among them, from a comparison of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 3 to 4 (which were the same as Examples 1 to 4 except that the standing step was not performed), by performing the standing step, more It can be seen that carbon dioxide can be immobilized.
In addition, the slump (18.5 to 20.0 cm) and the air amount (4.4 to 4.7%) of Examples 1 to 4 are the same as those of Comparative Example 2 (mixing materials other than dry ice, adding dry ice Since it is larger than the slump (4.0 cm) and air content (1.6%) of the supplied, stirred and mixed), dry ice is used in Examples 1 to 4, but air entrainment and It can be seen that no decrease in fluidity has occurred.
Claims (6)
上記セメントの一部と、上記細骨材の少なくとも一部と、上記水の少なくとも一部と、ドライアイスを、撹拌しながら混合して、セメント含有混合物を得る第一の混合工程と、
上記セメント含有混合物を６０秒以上、静置して、静置後の混合物を得る静置工程と、
上記静置後の混合物と、上記セメント組成物を構成する各材料の残部を、撹拌しながら混合して、上記セメント組成物を得る第二の混合工程、を含み、
上記第一の混合工程において、上記セメントの全量中の上記セメントの一部の量の割合が３～６０質量％であり、上記細骨材の全量中の上記細骨材の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％であり、上記水の全量中の上記水の少なくとも一部の量の割合が８０～１００質量％である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, fine aggregate, and water and fixing carbon dioxide,
a first mixing step of mixing a portion of the cement, at least a portion of the fine aggregate, at least a portion of the water, and dry ice while stirring to obtain a cement-containing mixture;
a step of allowing the cement-containing mixture to stand still for 60 seconds or more to obtain a mixture after standing;
a second mixing step of mixing, while stirring, the mixture after standing and the remainder of each material constituting the cement composition to obtain the cement composition;
In the first mixing step, the ratio of the amount of part of the cement to the total amount of the cement is 3 to 60% by mass, and the amount of at least part of the fine aggregate to the total amount of the fine aggregate is 80 to 100% by mass, and the ratio of at least part of the water in the total amount of water is 80 to 100% by mass.
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