JP2899037B2 - Cement admixture and cement composition for glass fiber reinforced mortar - Google Patents

Cement admixture and cement composition for glass fiber reinforced mortar

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として土木・建築分野において使用され
るガラス繊維強化モルタル用セメント混和材及びガラス
繊維強化モルタル用セメント組成物に関する。
The present invention relates to a cement admixture for glass fiber reinforced mortar and a cement composition for glass fiber reinforced mortar mainly used in the field of civil engineering and construction.

〔従来の技術とその課題〕[Conventional technology and its problems]

従来、ガラス繊維強化モルタルは、通常のモルタルに
比べて、曲げ強度、引張強度及び靭性などに優れるた
め、構造物などに広く使用されている。
BACKGROUND ART Conventionally, glass fiber reinforced mortar has been widely used for structures and the like because it has better bending strength, tensile strength, toughness, and the like than ordinary mortar.

しかし、ガラス繊維は耐アルカリ性のものであって
も、長期的にはモルタル中のセメントのアルカリにより
劣化し、曲げ強度が低下する、また、乾燥収縮が大きい
という課題があった。
However, even if the glass fiber is alkali-resistant, there has been a problem that, in the long term, the glass fiber is deteriorated by the alkali of the cement in the mortar, the bending strength is reduced, and the drying shrinkage is large.

前記課題に対して、本出願人は、高炉水砕スラグ−セ
メント−カルシウムアルミネート−石膏系からなるガラ
ス繊維強化モルタル用セメント組成物を提案した(特開
昭58−223655号公報)。
In order to solve the above problems, the present applicant has proposed a glass fiber reinforced mortar cement composition comprising a granulated blast furnace slag-cement-calcium aluminate-gypsum system (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-223655).

さらに、本発明者らは、特定の組成を有するカルシウ
ムアルミネートが寸法安定性を改良すとの知見を得て、
本願発明を完成するに至った。
Furthermore, the present inventors have obtained the knowledge that calcium aluminate having a specific composition improves dimensional stability,
The present invention has been completed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

即ち、本発明は、高炉スラグ、CaO、Al2O3、及びCaF2
のモル比が、CaOを1とすると、Al2O3が0.65〜1.5、CaF
2が0.01〜0.32の範囲にあるカルシウムフロロアルミネ
ート、並びに、無機硫酸塩を主成分とするガラス繊維強
化モルタル用セメント混和材であり、該ガラス繊維強化
モルタル用セメント混和材とセメントとを主成分とする
セメント組成物であり、高炉スラグ50〜80重量%とセメ
ント50〜20重量%からなる水硬性材料、CaO、Al2O3、及
びCaF2のモル比が、CaOを1とすると、Al2O3が0.65〜1.
5、CaF2が0.01〜0.32の範囲にあるカルシウムフロロア
ルミネート、並びに、無機硫酸塩を主成分とするガラス
繊維強化モルタル用セメント組成物である。
That is, the present invention relates to blast furnace slag, CaO, Al 2 O 3 , and CaF 2
When the molar ratio of CaO is 1, Al 2 O 3 is 0.65 to 1.5, and CaF
2 is a calcium fluoroaluminate in the range of 0.01 to 0.32, and a glass fiber reinforced mortar cement admixture containing inorganic sulfate as a main component, and the glass fiber reinforced mortar cement admixture and cement as main components. When the molar ratio of hydraulic material, CaO, Al 2 O 3 , and CaF 2 consisting of 50 to 80% by weight of blast furnace slag and 50 to 20% by weight of cement and CaO is 1, 2 O 3 is 0.65-1.
5. A calcium fluoroaluminate having a CaF 2 in the range of 0.01 to 0.32, and a cement composition for glass fiber reinforced mortar containing inorganic sulfate as a main component.

以下、本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

高炉スラグをセメントの混和材として用い、セメント
の耐硫酸塩性や耐化学薬品性などの諸性状を改善するこ
とは既に知られており、その混合量によってA・B・C
種の高炉セメントとしてJISに規定されている。
It is already known that blast furnace slag is used as an admixture for cement to improve various properties of cement such as sulfate resistance and chemical resistance.
It is specified in JIS as a kind of blast furnace cement.

本発明は、ガラス繊維のアルカリ劣化を防ぐことを目
的とし、高炉スラグを主成分とする水硬性材料と特定の
カルシウムフロロアルミネートを用いたものである。
An object of the present invention is to use a hydraulic material mainly composed of blast furnace slag and a specific calcium fluoroaluminate for the purpose of preventing alkali deterioration of glass fibers.

本発明に係る高炉スラグは、高炉より生成されるスラ
グを水砕したものが通常使用され、成分としては特に制
限されるものではなく、JIS塩基度が1.80程度以上であ
れば使用可能である。
As the blast furnace slag according to the present invention, slag produced from a blast furnace is usually used by granulating the slag, and the components are not particularly limited, and any JIS slag having a JIS basicity of about 1.80 or more can be used.

高炉水砕スラグの粉末度は、ブレーンで2,000cm2/g以
上が好ましく、3,500〜6,000cm2/gがより好ましい。
Fineness of granulated blast furnace slag is preferably 2,000 cm 2 / g or more in Blaine, 3,500~6,000cm 2 / g is more preferable.

本発明に係る水硬性材料は、高炉スラグを主成分とす
るものであり、特に、高炉スラグ50〜80重量%とセメン
ト50〜20重量%からなるものが好ましい。高炉スラグが
50重量%未満では、ガラス繊維の劣化を防ぐことが困難
になる傾向があり、80重量%を越えると初期強度発現の
面から好ましくない。高炉スラグのより好ましい割合は
60〜75重量%である。
The hydraulic material according to the present invention comprises blast furnace slag as a main component, and particularly preferably comprises 50 to 80% by weight of blast furnace slag and 50 to 20% by weight of cement. Blast furnace slag
If it is less than 50% by weight, it tends to be difficult to prevent the glass fiber from deteriorating, and if it exceeds 80% by weight, it is not preferable from the viewpoint of initial strength development. A more desirable ratio of blast furnace slag is
60-75% by weight.

本発明で使用するセメントとしては、普通・早強・超
早強等の各種ポルトランドセメントが使用可能である。
As the cement used in the present invention, various Portland cements such as ordinary, early and ultra early can be used.

本発明に係るカルシウムフロロアルミネートは、石灰
質物質、アルミナ質物質及びフッ化物を各々主成分とす
る各原料を、生成物中のCaO、Al2O3及びCaF2のモル比
が、CaOを1とするとAl2O3が0.65〜1.5、CaF2が0.01〜
0.32になるような割合に配合し、1,200℃以上に加熱し
て得られる。
The calcium fluoroaluminate according to the present invention is obtained by mixing each raw material mainly composed of a calcareous substance, an alumina substance and fluoride with a molar ratio of CaO, Al 2 O 3 and CaF 2 in the product being 1 CaO. Then, Al 2 O 3 is 0.65 to 1.5, CaF 2 is 0.01 to
It is obtained by mixing at a ratio of 0.32 and heating to 1200 ° C or higher.

カルシウムフロロアルミネートの加熱方法に関しては
特に限定されるものではないが、例えば、電気炉もしく
はロータリーキルンなどを使用し、溶融又は焼成するこ
とが挙げられ、溶融・焼成時間は特に限定されるもので
はない。
The heating method of the calcium fluoroaluminate is not particularly limited, for example, melting or firing using an electric furnace or a rotary kiln, and the melting and firing time is not particularly limited. .

溶融・焼成物の冷却方法についても特に限定されるも
のではなく、例えば、水や高圧空気などによる急冷や、
放置による除冷など、いずれの方法を使用することも可
能である。
There is no particular limitation on the method of cooling the melted and fired product, for example, rapid cooling with water or high-pressure air,
Either method, such as cooling by standing, can be used.

実用的には、さらに粉砕や分級を行って、その比表面
積をブレーンで1,000〜8,000cm2/gにすることが好まし
い。
Practically, it is preferable to further perform pulverization and classification so that the specific surface area of the pulverized material is adjusted to 1,000 to 8,000 cm 2 / g with a brane.

生成物中のCaO、Al2O3及びCaF2のモル比は、通常、Ca
Oを1とするとAl2O3が0.65〜1.5、CaF2が0.01〜0.32の
範囲にあることが好ましい。
CaO in the product, the molar ratio of Al 2 O 3 and CaF 2 are usually, Ca
When O is 1, it is preferable that Al 2 O 3 is in the range of 0.65 to 1.5 and CaF 2 is in the range of 0.01 to 0.32.

また、カルシウムフロロアルミネートは、結晶質、非
晶質又はそれらの共存物を問わず使用可能であり、これ
らの生成過程で混入する他の成分や不純物の存在も特に
限定されるものではない。特に工業プロセスを考えた場
合、他の成分として工業原料より混入が予想される、Si
O2、Fe2O3、TiO2、MgO及びSO3等の混入量は通常20重量
%未満であり、本発明のカルシウムフロロアルミネート
の特性を損なうものではない。
Further, calcium fluoroaluminate can be used regardless of whether it is crystalline, amorphous or coexistent thereof, and the presence of other components and impurities mixed in the production process thereof is not particularly limited. Especially when considering industrial processes, Si is expected to be mixed from industrial raw materials as other components.
The content of O 2 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , MgO, SO 3 and the like is usually less than 20% by weight, and does not impair the properties of the calcium fluoroaluminate of the present invention.

本発明に係る無機硫酸塩とは、アルカリ金属又はアル
カリ土類金属の硫酸塩であり、例えば、無水、半水並び
に二水の硫酸カルシウムの使用が好ましく、中でもII型
無水石膏のような難溶性又は不溶性のものの使用が特に
好ましい。
The inorganic sulfate according to the present invention is a sulfate of an alkali metal or an alkaline earth metal.For example, anhydrous, semi-hydrated or dihydrated calcium sulfate is preferably used, and particularly, poorly soluble such as type II anhydrous gypsum Or the use of an insoluble material is particularly preferred.

無機硫酸塩の粉末度は、比表面積がブレーンで1,000c
m2/g以上が好ましく、3,000〜6,000cm2/gがより好まし
い。
The fineness of inorganic sulfate is 1,000 c with a specific surface area of Blaine
m is preferably not less than 2 / g, 3,000~6,000cm 2 / g is more preferable.

カルシウムフロロアルミネートと無機硫酸塩の割合
は、重量比で1:1〜3が好ましい。これ以外の割合で
は、ガラス繊維強化モルタルの初期強度が低下するか、
膨張量が大きくなるので好ましくない。
The ratio of calcium fluoroaluminate to inorganic sulfate is preferably 1: 1 to 3 by weight. At other ratios, the initial strength of the glass fiber reinforced mortar decreases,
It is not preferable because the expansion amount becomes large.

本発明では、カルシウムフロロアルミネートと無機硫
酸塩を急硬材として使用する。
In the present invention, calcium fluoroaluminate and inorganic sulfate are used as a hardening material.

急硬材の使用量は、水硬性材料100重量部に対して、1
0〜30重量部が好ましく、15〜25重量部がより好まし
い。10重量部未満では初期強度増進効果は少なく、30重
量部を越えても強度発現の伸びが少なく、かつ、経済的
でない。
The amount of hardened material used is 1 to 100 parts by weight of hydraulic material.
0 to 30 parts by weight is preferable, and 15 to 25 parts by weight is more preferable. When the amount is less than 10 parts by weight, the effect of increasing the initial strength is small.

カルシウムフロロアルミネートと無機硫酸塩を水硬性
材料に混和したとき、凝結が極めて短時間に開始するこ
とがあるが、このような場合にはセメントの凝結遅延作
用を有する凝結遅延剤の使用が好ましい。
When calcium fluoroaluminate and inorganic sulfate are mixed with the hydraulic material, setting may start in a very short time. .

代表的な凝結遅延剤としては、例えば、クエン酸、酒
石酸、グルコン酸及びリンゴ酸又はそれらの可溶性塩、
さらに、それらと炭酸アルカリとの混合物からなるもの
などが挙げられる。
Representative set retarders include, for example, citric acid, tartaric acid, gluconic acid and malic acid or soluble salts thereof,
Further, there may be mentioned those comprising a mixture of them and alkali carbonate.

凝縮遅延剤の使用量は水硬性材料100重量部に対し
て、通常2重量部以下が好ましい。
The use amount of the condensation retardant is usually preferably 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the hydraulic material.

また、市販の減水剤の使用も可能であり、それ相当の
効果が得られる。
In addition, a commercially available water reducing agent can be used, and a considerable effect can be obtained.

本発明に係るガラス繊維の種類は、通常のガラス繊維
も適宜使用可能であるが、耐久性の面から耐アルカリ性
ガラス繊維の使用が好ましい。
As the type of glass fiber according to the present invention, ordinary glass fiber can be used as appropriate, but use of alkali-resistant glass fiber is preferable from the viewpoint of durability.

ガラス繊維の使用量は、水硬性材料100重量部に対し
て、通常1〜10重量部程度であるが、これに限られるも
のではない。
The amount of the glass fiber used is usually about 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydraulic material, but is not limited thereto.

ガラス繊維強化モルタルの製造方法としては、モルタ
ル吹付ガンよりモルタルを、チョッパーガンより圧搾ガ
スでガラス繊維を、同時に吹付ける方法、あるいは、ミ
キサー中にモルタルとガラス繊維を混合し、型枠中に型
詰する方法などのいずれであってもよく、それらの成形
方法には制約を受けない。
As a method of manufacturing a glass fiber reinforced mortar, a method of simultaneously spraying mortar from a mortar spray gun and glass fiber with a compressed gas from a chopper gun, or mixing mortar and glass fiber in a mixer and forming a mold in a mold frame. Any method such as a filling method may be used, and the forming method is not limited.

本発明のセメント組成物を使用したガラス繊維強化モ
ルタルは、短時間で脱型に必要な強度を発現し、耐久性
や寸法安定性に優れたものである。また低アルカリであ
るので、ガラス繊維の劣化も小さくなる。
The glass fiber reinforced mortar using the cement composition of the present invention expresses the strength required for demolding in a short time and is excellent in durability and dimensional stability. Further, since the glass fiber is low in alkali, deterioration of the glass fiber is reduced.

ガラス繊維強化モルタル製品の強度は、カルシウムフ
ロロアルミネートと無機硫酸塩の割合、または、カルシ
ウムフロロアルミネートと無機硫酸塩からなる急硬材
の、水硬性材料への使用量によって調節される。また熱
風や蒸気などで加熱することにより、さらに短時間で脱
型に必要な強度を得ることも可能である。
The strength of the glass fiber reinforced mortar product is adjusted by the ratio of calcium fluoroaluminate and inorganic sulfate, or the amount of the rapidly hardened material composed of calcium fluoroaluminate and inorganic sulfate used in the hydraulic material. Further, by heating with hot air, steam, or the like, the strength required for demolding can be obtained in a shorter time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

実施例1 石灰質物質として市販炭酸カルシウム、アルミナ質物
質として市販アルミナ及びフッ化物として和光純薬製、
試薬特級のフッ化カルシウムを混合し、白金ルツボ中で
電気炉を使用し、1,700℃、2時間の条件で溶融後、水
中に投下して急冷し、得られた生成物を88μ以下に粉砕
した。生成物の分析結果を第1表に示す。
Example 1 Commercially available calcium carbonate as calcareous substance, commercially available alumina as alumina substance and Wako Pure Chemical as fluoride,
Mix reagent-grade calcium fluoride, use an electric furnace in a platinum crucible, melt at 1,700 ° C for 2 hours, drop into water and quench rapidly, pulverize the resulting product to 88μ or less . The results of analysis of the products are shown in Table 1.

次に、下記に示す材料を用いて、第2表の配合のガラ
ス繊維強化モルタルを作製して、強度や寸法安定性を測
定した。なお、供試体の大きさは4×4×16cmであり、
水/水硬性材料=45%で養生条件は20℃、65%RHであ
る。なお、各材料の混合にはモルタルミキサーを使用し
た。
Next, using the materials shown below, glass fiber reinforced mortars having the formulations shown in Table 2 were prepared, and the strength and dimensional stability were measured. The size of the specimen is 4 × 4 × 16 cm,
Water / hydraulic material = 45% and curing conditions are 20 ° C and 65% RH. Note that a mortar mixer was used for mixing the respective materials.

(使用材料) セメント:アンデスセメント社製普通ポルトランドセメ
ント 高炉スラグ:新日鉄(株)製。ブレーン3,800cm2/g カルシウムフロロアルミネート:第1表 無機硫酸塩:II型無水セッコウ、試薬 耐アルカリ性ガラス繊維:日本電気硝子社製商品名「AR
Gファイバー」繊維長25mm 骨材:けい砂8号 (物性測定) 曲げ及び圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定した。
(Materials used) Cement: ordinary Portland cement manufactured by Andes Cement Blast furnace slag: manufactured by Nippon Steel Corporation. Blaine 3,800cm 2 / g Calcium fluoroaluminate: Table 1 Inorganic sulfate: Type II anhydrous gypsum, reagent Alkali-resistant glass fiber: Product name “AR” manufactured by NEC Corporation
G fiber "fiber length 25 mm Aggregate: silica sand No. 8 (measurement of physical properties) Flexural and compressive strength: Measured according to JIS R 5201.

長さ変化率 :JIS A 1129に従い、成形24時間後
に、基長測定を行い、ダイヤルゲージ法によって測定し
た。
Length change rate: According to JIS A 1129, the base length was measured 24 hours after molding and measured by a dial gauge method.

(発明の効果) 本発明により、初期強度の発現が良好で、硬化後の寸
法安定性の良いガラス繊維強化モルタル用セメント組成
物が得られる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a cement composition for glass fiber reinforced mortar having good initial strength and good dimensional stability after curing can be obtained.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C04B 103:60 (56)参考文献 特開 昭58−223655(JP,A) 特開 昭48−79827(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 14/38 C04B 16/06 C04B 22/14 C04B 24/06 C04B 28/00 - 28/36 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C04B 103: 60 (56) Reference JP-A-58-223655 (JP, A) JP-A-48-79827 (JP, A) (58 6) Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) C04B 14/38 C04B 16/06 C04B 22/14 C04B 24/06 C04B 28/00-28/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高炉スラグ、CaO、Al2O3、及びCaF2のモル
比が、CaOを1とすると、Al2O3が0.65〜1.5、CaF2が0.0
1〜0.32の範囲にあるカルシウムフロロアルミネート、
並びに、無機硫酸塩を主成分とするガラス繊維強化モル
タル用セメント混和材。
1. A blast furnace slag, CaO, Al 2 O 3, and the molar ratio of CaF 2 is equal to 1 the CaO, Al 2 O 3 is 0.65-1.5, CaF 2 0.0
Calcium fluoroaluminate in the range of 1 to 0.32,
Further, a cement admixture for glass fiber reinforced mortar containing an inorganic sulfate as a main component.
【請求項2】セメントと請求項1記載のガラス繊維強化
モルタル用セメント混和材を主成分とするセメント組成
物。
2. A cement composition comprising a cement and the cement admixture for glass fiber reinforced mortar according to claim 1 as a main component.
【請求項3】高炉スラグ50〜80重量%とセメント50〜20
重量%からなる水硬性材料、CaO、Al2O3、及びCaF2のモ
ル比が、CaOを1とすると、Al2O3が0.65〜1.5、CaF2
0.01〜0.32の範囲にあるカルシウムフロロアルミネー
ト、並びに、無機硫酸塩を主成分とするガラス繊維強化
モルタル用セメント組成物。
3. A blast furnace slag of 50 to 80% by weight and a cement of 50 to 20%.
When the molar ratio of the hydraulic material consisting of weight%, CaO, Al 2 O 3 and CaF 2 is 1, where CaO is 1, Al 2 O 3 is 0.65 to 1.5 and CaF 2 is
A calcium fluoroaluminate in the range of 0.01 to 0.32, and a cement composition for glass fiber reinforced mortar containing inorganic sulfate as a main component.
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