JP2821785B2

JP2821785B2 - セメント用凝結硬化促進材

Info

Publication number: JP2821785B2
Application number: JP33294089A
Authority: JP
Inventors: 秀紀遠藤; 和久井上; 哲廣瀬; 之典山崎
Original assignee: 日本セメント株式会社
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JPH02258659A

Description

【発明の詳細な説明】イ．産業上の利用分野本発明は、新規なCaO−Na₂O−Al₂O₃系セメント用凝結
硬化促進材に関するものである。

ロ．従来の技術緊急工事、止水・漏水防止工事等に使用されるセメン
トは凝結及び初期強度ができるだけ早く発現することが
求められる。

しかし、上記工事に普通ポルトランドセメントを使用
した場合、その目的を十分に達成できないので、凝結促
進材又は硬化促進材を添加して工事が行なわれるのが一
般的である。

該促進材としては、従来塩化カルシウムなどの塩化物
が知られている。また、C₁₂A₇又はアルミナセメントな
どのカルシウムアルミネートをポルトランドセメントに
添加する方法も知られている。さらに、カルシウムアル
ミネートと炭酸ナトリウム等のナトリウム塩を組合せた
促進材を添加する方法も知られている。

また、Na₂O・14CaO・5Al₂O₃の粉末をポルトランドセ
メントに添加することも知られている。この鉱物は、該
鉱物を構成する化合物又はその前駆化合物を所要のモル
比になるように配合し強熱し、粉砕してつくられ、使用
にあたって、セメント重量当り15〜90％添加する方法
（特公昭57−31541）である。

ハ．発明が解決しようとする問題点塩化カルシウムで代表される塩化物は、コンクリート
中の鉄筋等を発錆させる欠点があるため、現在ではほと
んど利用されていない。

カルシウムアルミネートは、急結性であり、凝結及び
初期強度の促進作用はあるが、製造条件によって活性が
異なるため、凝結の制御が困難であり、また長期強度発
現が低いという欠点がある。

さらに、カルシウムアルミネートとナトリウム塩等か
ら成る促進材は粉末であり、その混合工程やモルタル・
コンクリート原料への添加混合工程で塗散し、皮膚に付
着し、アルカリによる肌荒れ等人体に悪影響があるた
め、使用にあたって特別の配慮を必要とするため現場で
混合する促進材としては好ましくなかった。

また、Na₂O・14CaO・5Al₂O₃の粉末を普通ポルトラン
ドセメントに10％添加してつくったモルタルの凝結時間
（始発）は、無添加の場合（５時間前後）に比して、約
２時間程度に短縮され、かなりの凝結促進効果を有して
いる。しかしながら、前述の各工事に使用するには、依
然として凝結時間が遅過ぎるため、より凝結促進効果を
有する促進材の開発が待たれていた。

ニ．問題点を解決するための手段そこで、本発明者らは、前記従来法の欠点を解消す
る、つまりセメントの凝結及び初期強度の発現を著しく
促進する材料について研究した結果、以下に述べるCaO
−Na₂O−Al₂O₃系促進材が目的を達成できるとの知見を
得て本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨は、Ca源、Na源及びAl源を混
合し、焼成して得たものの組成がCaO、Na₂O及びAl₂O₃に
換算したさい、CaOは20〜53重量％、Na₂Oは２〜20重量
％及びAl₂O₃は35〜75重量％である焼成物の粉砕物を含
むセメント用凝結効果促進材を提供することにある。

Ca源としてはCaCO₃、CaO、Ca（OH）_２等、Na源として
はNa₂CO₃等、Al源としてはAl₂O₃、Al（OH）_３等であ
る。なお、NaとAlの共通源としてNaAlO₂も使用できる。

上記各原料の混合割合は、焼成したさいにCaO、Na₂O
及びAl₂O₃に換算してCaOが20〜53重量％、Na₂Oが２〜20
重量％及びAl₂O₃が35〜75重量％の組成になるようにす
る。この場合、Na₂O分は焼成中に発揮するので、多目に
混合する必要があるが、揮発量は焼成条件によって違う
ので、該条件に応じてNa源の混合割合を決めなければな
らない。なお、混合方法は慣用手段による。

CaOが20重量％未満だと焼成物の水和反応性が低く、
凝結硬化促進硬化が低いので好ましくない。一方、CaO
が53重量％を超えると遊離CaOが生成し、水と混練した
さいCa（OH）_２となって、部分的な膨張を生じるため、
やはり好ましくない。

Na₂Oが２重量％未満だと公知のカルシウムアルミネー
トを添加した場合と同様に長期の強度発現が低いので好
ましくない。一方、Na₂Oが20重量％を超えると初期強度
の発現が低いうえに焼成中Na₂Oの揮発が多くなり、炉の
損傷がはげしく実用的でない。

Al₂O₃が35重量％未満の場合は、CaOが53重量％を超え
る場合と同様の現象が起こり好ましくない。一方、Al₂O
₃が75重量％を超えると焼成物の水和反応性が低く、凝
結硬化促進効果が低いので好ましくない。

次に、本願発明の促進材を製造する方法を述べる。

Ca源、Na源及びAl源を慣用の手段で混合した後、混合
原料を電気炉、ロータリーキルン等の加熱炉で、1300℃
以上、好ましくは1500〜1800℃、15分以上焼成し、冷却
後得られた焼成物をブレーン値で3000cm²/g以上、好ま
しくは4000〜6000cm²/gに粉砕すれば、本発明の凝結硬
化促進材が得られる。該凝結硬化促進材には、3CaO・2N
a₂O・Al₂O₃等の結晶及びガラス質が含まれる。なお、こ
こでいう焼成物は、慣用の焼成によって得られる焼成物
のほかに、混合原料を溶融して製造したものも含む。

本発明の凝結硬化促進材のモルタルまたはコンクリー
トへの添加量は、セメントに対し３重量％以上添加する
のが望ましく、それ以下の場合は、凝結促進効果が低
い。添加方法は、本発明では、特に限定しない。なお、
凝結硬化促進材を用いてモルタルまたはコンクリートを
製造するさい目的を阻害しない範囲で他の添加材、具体
的にはアルミン酸ナトリウム、石こう等を併用してもよ
い。

ホ．実施例実施例１〜２、比較例１〜２ Ca源として、奥多摩工業（株）製のCaCO₃、Na源とし
て徳山曹達（株）製のNa₂CO₃及びAl源として昭和電工
（株）製のAl₂O₃を第１表に示す組成になるように配合
し、ボールミルで混合粉砕し、得た混合原料を工業用電
気炉中で1550℃で45分間溶融させ、その後炉から取り出
して冷却した。得られた焼成物をボールミルでブレーン
値5000±200cm²/gに粉砕し、第１表に示す組成の促進材
を得た。

日本セメント（株）製の普通ポルトランドセメント、
富士川産の5mm以下の川砂（FM＝2.70）及び第１表に示
す促進材３種類を用い、セメント／砂＝0.33、水／セメ
ント＝0.5及び促進材／セメント＝0.1の配合にてモルタ
ルミキサーで混練した。その混練物の凝結時間及び圧縮
強度を測定し、結果を第２表に示した。

なお、凝結時間の測定は、コンクリートの凝結時間試
験方法（JIS A 6204付属書１）に準じて行なった。ま
た、圧縮強度については、24時間、20℃湿空養生し、そ
の後は20℃で水中養生し、各材令についてJIS R 5201に
規定した試験機を用いて強度測定した。

第２表に示す通り、本発明の凝結硬化促進材を添加し
た場合、該促進材無添加及び本発明の範囲外の促進材Ｃ
を添加した比較例１の場合に比して凝結及び硬化を著し
く促進できることが判明した。

実施例３〜９、比較例３〜10 Ca源として奥多摩工業（株）製のCaCO₃、Na源として
徳山曹達（株）製のNa₂CO₃及びAl源として昭和電工
（株）製のAl₂O₃を第３表に示す組成になるように配合
し、ボールミルで混合粉砕し、得た混合原料を工業用電
気炉中で1500℃、60分間焼成し、その後炉から取り出し
て冷却した。得られた焼成物をボールミルでブレーン値
5000±500cm²/gに粉砕し、第３表に示す組成の促進材を
得た。

日本セメント（株）製の普通ポルトランドセメント、
豊浦産標準砂及び第３表に示す促進材14種類を用い、セ
メント／砂＝0.5、水／セメント＝0.65、促進材／セメ
ント＝0.1の配合にしてモルタルミキサーで混練した。
その混練物の凝結時間及び圧縮強度を測定し、第４表に
示した。

なお、凝結時間の測定は、セメントの物理試験方法
（JIS R 5201）に準じて行なった。圧縮強度の測定方法
は実施例１と同じである。

ヘ．発明の効果本発明は特定範囲のCaO−Na₂O−Al₂O₃系セメント用凝
結硬化促進材であり、これを用いることにより、従来の
促進材に比してセグメントの凝結及び硬化を著しく促進
することができる。また、この促進材の製法は単純であ
り、実用的価値は大きい。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】CaO,Na₂O及びAl₂O₃に換算したさいCaOが20
〜53重量％,Na₂Oが２〜20重量％及びAl₂O₃が35〜75重量
％である焼成物を含むセメント用凝結硬化促進材。