JP3118415B2 - セメント混和剤及びその製法 - Google Patents
セメント混和剤及びその製法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
に、高密度、高強度のコンクリートを生成することので
きるセメント混和剤及びその製法に関する。
梁、トンネル等を始めとして、一般建物施設、下水管、
テトラポット、電柱等に至るまで、様々な土木建築構造
物に使用されるコンクリート及びその二次製品に対する
品質要求は年々高くなってきており、従来より、かかる
要求に答えるべく、その強度や耐久性、あるいは耐薬品
性、防水性等の物理的、化学的性能の改善を図る種々の
セメント混和剤が知られている。
定範囲にあるカルシウムアルミネート系化合物と、セッ
コウ類とからなる組成物を主成分とし、ポルトランドセ
メントの強度発現性の改良を図るセメント混和剤(特開
平4−6133号公報)や、陽イオン交換物質からな
り、コンクリートのアルカリ骨材反応の抑制を図るセメ
ント混和剤(特開平4−114945号公報)等はその
一例である。
られているセメント混和剤によっても、生成したコンク
リートの性能には多分に改善の余地がある。すなわち、
従来のセメント混和剤は、いずれもセメント構成成分の
結合力そのものを強めるものではないために、強度や耐
久性、耐摩耗性等の物理的性能の向上に限度があると共
に、構成成分同士の結合が粗であるために、耐薬品性や
防水性、耐候性等の化学的性能の向上にも限界があり、
例えばコンクリート表面にさらにコーティングを施す等
して、その性能不足を補っているのが現状である。
けるセメント構成成分の結合反応に関与して、高密度か
つ高強度のコンクリートを生成し、もって、抜本的に耐
摩耗性や耐薬品性等の物理的、化学的性能に優れたコン
クリートを実現することのできるセメント混和剤及びそ
の製造方法の提供を課題とする。
に本発明は次のように特定される。
(以下「第1発明」という。)は、100重量部の水
に、アンモニウム塩類又はナトリウム塩類の少なくとも
いずれか1〜3重量部と、カリウム塩類1〜4重量部と
を同時に添加した後、鉄化合物を3〜10重量部、硝酸
カルシウム又は塩化カルシウムを70〜150重量部、
及びマグネシウム塩類を3〜7重量部添加してなること
を特徴とするセメント混和剤に関する。
発明」という。)は、上記第1発明において、水は、予
め塩素分が除去された水であることを特徴とするセメン
ト混和剤に関する。
(以下「第3発明」という。)は、100重量部の水
に、1〜3重量部のアンモニウム塩類又はナトリウム塩
類の少なくともいずれかと、1〜4重量部のカリウム塩
類とを同時に添加した後、3〜10重量部の鉄化合物を
添加し、さらに、70〜150重量部の硝酸カルシウム
又は塩化カルシウムを添加して、然る後、3〜7重量部
のマグネシウム塩類を添加することを特徴とするセメン
ト混和剤の製造方法に関する。
発明」という。)は、上記第3発明において、水に最初
にチオ硫酸ナトリウムを添加して、該水中の塩素分を除
去することを特徴とするセメント混和剤の製造方法に関
する。
5発明」という。)は、上記第3発明又は第4発明にお
いて、硝酸カルシウム又は塩化カルシウムを添加するま
では、水温を3〜10℃に保つことを特徴とするセメン
ト混和剤の製造方法に関する。
るように、本発明に係るセメント混和剤は、種々の無機
化合物が添加されて、多くのアルカリイオンや金属イオ
ンを含有するイオンリッチな組成物である。本発明者
は、この組成物をセメントに混合することにより、非常
に緻密で強固な構造に変性したコンクリートが得られる
ことを見出したのである。
いが、本発明に係るセメント混和剤中に存在する多量の
イオンによって電子濃度が高くなり、ケイ酸カルシウム
やシリカ等のセメント無機成分のイオン化反応が活性化
され、このような触媒的な作用の結果として、セメント
の凝結、硬化が促進されると共に、さらに、その場合
に、セメント中に混在して、凝結、硬化の支障となる水
酸基やカルボン酸基を有するイオン化速度の低い有機化
合物が活性化した無機イオン間の速やかな結合反応に関
与する確率が低減されて、これらの相乗効果により、無
機成分の純度が高く、かつ結合力の大きい、常温セラミ
ック状結晶化構造のコンクリートが生成するものと考え
られる。
大きい、非常に緻密なセラミック状結晶構造のため、高
密度、高強度のコンクリートが実現し、耐久性、耐摩耗
性等の物理的、機械的性能が飛躍的にアップすると共
に、耐薬品性、耐水性、耐候性等の化学的性能に優れ、
かつコンクリート強度の脆弱化の原因ともなる中性化に
対しても侵され難くなるものと思われる。
は、第2発明又は第4発明に示されるように、予め、例
えばチオ硫酸ナトリウム等を用いて、水中の塩素分(カ
ルキ)を除去しておくようにする。これにより水溶液中
の各種イオンの安定化が図れるからである。その場合の
チオ硫酸ナトリウムの添加量としては、100重量部の
水に対して、およそ0.008〜0.015重量部程度
であり、また、添加後は、約8〜12分間撹拌するよう
にする。
造方法としては、まず、この塩素分を除去した水100
重量部に、1〜3重量部のアンモニウム塩類又はナトリ
ウム塩類の少なくともいずれかと、1〜4重量部のカリ
ウム塩類とを同時に添加する。
は、例えば、塩化アンモニウム等のアンモニウム塩類が
使用でき、これらの一又は二以上を組み合わせて用いる
ことが可能である。
塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等が
使用でき、これらの一又は二以上を組み合わせて用いる
ことが可能である。
炭酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリ
ウム等が使用でき、これらの一又は二以上を組み合わせ
て用いることが可能である。
類の少なくともいずれかとカリウム塩類とは、例えば予
め混合しておく等して、同時に水に添加するようにす
る。これらの成分のイオン化が促進されて、溶液調整が
容易となるからである。
間撹拌すると共に、第5発明に示されるように、水温を
3〜10℃に保つようにする。これより高い温度では、
得られる反応生成物の再現性が低下するからである。
し、約12〜18分間撹拌する。
の+2価の鉄化合物等が使用でき、これらの一又は二以
上を組み合わせて用いることが可能である。
も、上記と同様の理由により、第5発明に示されるよう
に、水温を3〜10℃に保つようにする。
ム又は塩化カルシウムを添加し、約25〜35分間撹拌
する。
ウムに代えて、リン酸カルシウム又はケイ酸カルシウム
等の他のカルシウム塩類を使用することも可能である。
5時間放置すると共に、水温を15〜20℃、好ましく
は17〜18℃に冷却し、然る後、3〜7重量部のマグ
ネシウム塩類を添加する。
塩化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸マグネシ
ウム等が使用でき、これらの一又は二以上を組み合わせ
て用いることが可能である。
ント構造の緻密化、安定化に加えて、セメント等の耐薬
品性、保水性の向上、膨張収縮率の低減、モルタル等の
接着力の向上、硬化前の流動性の向上等が挙げられ、セ
メント混和剤以外にも、例えば、残土や排泥等の廃棄物
処理用凝固剤等、種々の用途に使用しても優れた効果が
発揮される。
物を用いたときには、得られたコンクリート等を鉄等の
金属材料に直接触れるような態様で施工することはなる
べく避けた方が好ましい。該コンクリート中に含まれる
塩素分によって金属材料が腐食し、又は酸化するのを回
避するためである。例えば、カリウム塩類として炭酸カ
リウムを用いた場合は、この組成物をセメントやモルタ
ルの混和剤に使用することができるが、塩化カリウムを
用いた場合には、排泥等の凝固剤に使用するようにす
る。
説明する。混和剤Aの調整 123kgの工業用水に12gのチオ硫酸ナトリウムを
加えて10分間撹拌し、水中のカルキ分を固定化除去し
た。次に、水温を約7℃に保ちながら、1.7kgの塩
化アンモニウムと2.9kgの炭酸カリウムとを同時に
加え、15分間撹拌したのち、同じく水温を約7℃に保
ちつつ、硫酸鉄を5.6kg添加してさらに15分間撹
拌した。さらに、この溶液に塩化カルシウム130kg
を加えて30分間撹拌した後、12時間室温で放置し、
水温がおよそ17〜18℃になったところで、6.1k
gの塩化マグネシウムを添加して混和剤Aを得た。コンクリート凝結試験 上記混和剤Aを20倍(重量比)の水で希釈し、これを
ポルトランドセメント100重量部(ドライ換算)に対
して水60重量部(W/C60)となるように混合して
凝結させた。比較のため、普通水のみを用いて、ポルト
ランドセメントを上記と同じW/C60の条件で混合し
て凝結させた。各混合時点からの凝結開始時間及び終了
時間の計測結果を表1に示す。
結が早期に開始しかつ終了すると共に、その間の凝結に
要する時間も約半分と短くなっていて、セメント構成成
分の結合反応が促進されていることが確認できる。コンクリート貫入試験 上記ニ種のコンクリートに対して所定時間毎に貫入試験
を実施した。その試験結果を図1に示す。本発明に係る
混和剤Aを混入させた場合は、短時間に硬化が進み、セ
メント構成成分の速やかな結合が起こっていることが確
認できる。コンクリート圧縮強度試験 上記混和剤Aを20倍(重量比)の水で希釈し、これを
ポルトランドセメントにW/C56の条件で混合して養
生した。比較のため、従来市販されている混和剤Xを用
いて、ポルトランドセメントを上記と同じW/C56の
条件で混合して養生した。これらのニ種のコンクリート
に対して7日後及び28日後に圧縮強度試験を実施し
た。その試験結果を表2に示す。
ずれの材令においても圧縮強度が大幅に高くなることが
確認できる。モルタル圧縮強度試験 上記混和剤Aの10倍、15倍、20倍希釈液を1:2
モルタルにW/C65の条件で混合して養生した。比較
のため、普通水のみを用いて、1:2モルタルを上記と
同じW/C65の条件で混合して養生した。これらの四
種のモルタルに対して圧縮強度試験を実施した。その試
験結果を表3に示す。
ずれの希釈倍率においても圧縮強度が大きく、モルタル
成分同士が強固に結合していることが確認できる。モルタル曲げ強度試験 また、同じく上記混和剤Aを20倍(重量比)の水で希
釈し、これを普通モルタルにW/C40の条件で混合し
て養生した。比較のため、普通水のみを用いて、普通モ
ルタルを上記と同じW/C40の条件で混合して養生し
た。これらの二種のモルタルに対して所定時間毎に曲げ
強度試験を実施した。その試験結果を表4に示す。
た場合は、いずれも曲げ強度が大幅に高くなることが確
認できる。モルタル耐摩耗試験 上記混和剤Aを20倍(重量比)の水で希釈し、これを
1:3モルタルにW/C60の条件で混合して養生し
た。比較のため、普通水のみを用いて、1:3モルタル
を同じくW/C60の条件で混合して養生した。これら
の二種のモルタルに対して耐摩耗試験を実施した。試験
条件は、材令16日、テーバー摩耗試験機械を用い、
5,000rpm、荷重500gr、摩耗輪GC−J1
00とした。その試験結果を表5に示す。
耗量及び摩耗深さのいずれも小さく、耐摩耗性に優れて
いることが確認できる。モルタル亜硫酸ガス浸食試験 上記混和剤Aの10倍、15倍、20倍希釈液を普通モ
ルタルに混合して養生した。比較のため、普通水のみを
用いて上記と同じ普通モルタルを養生した。これらの四
種のモルタルに対して亜硫酸ガス浸食試験を行なった。
その試験結果を表6に示す。
ずれの希釈倍率のおいてもガス質量減少率が小さく、中
性化に対して侵され難いものであることが確認できる。 ペースト耐候性試験 上記混和剤AをW/C50の条件で混入したペースト
と、一般市販のペイントとを普通モルタルに吹き付け
て、サンシャインウェザオメータを用いて耐候性試験を
行なった。その試験結果を表7に示す。
ェザー照射及び塩水噴霧のいずれの条件でも耐候性に優
れていることが確認できる。X線解析、細孔径分布測定試験 上記混和剤Aを混入してW/C37の条件で水中養生さ
せた普通ペーストと、比較のため、普通水のみを用い
て、同じくW/C37の条件で水中養生させた普通ペー
ストとについて、X線解析、細孔径分布測定試験を行な
った。その試験結果を表8に示す。
圧入容積が小さく、かつ細孔径比率が大きく、養生した
ペーストが高密度でペースト成分同士が強固に結合して
いることが確認できる。
混和剤を用いると、非常に緻密で強固な常温セラミック
状結晶化構造に変性したコンクリートが得られるから、
高密度、高強度のコンクリートが実現し、耐久性、耐摩
耗性等の物理的、機械的性能が飛躍的にアップすると共
に、耐薬品性、耐水性、耐候性等の化学的性能に優れ、
かつコンクリート強度の脆弱化の原因ともなる中性化に
対しても侵され難くなって、コンクリート性能を抜本的
に改良することが可能となり、様々な用途に用いること
ができる。
トの硬化曲線を示すグラフ図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 100重量部の水に、アンモニウム塩類
又はナトリウム塩類の少なくともいずれか1〜3重量部
と、カリウム塩類1〜4重量部とを同時に添加した後、
鉄化合物を3〜10重量部、硝酸カルシウム又は塩化カ
ルシウムを70〜150重量部、及びマグネシウム塩類
を3〜7重量部添加してなることを特徴とするセメント
混和剤。 - 【請求項2】 水は、予め塩素分が除去された水である
ことを特徴とする請求項1に記載のセメント混和剤。 - 【請求項3】 100重量部の水に、1〜3重量部のア
ンモニウム塩類又はナトリウム塩類の少なくともいずれ
かと、1〜4重量部のカリウム塩類とを同時に添加した
後、3〜10重量部の鉄化合物を添加し、さらに、70
〜150重量部の硝酸カルシウム又は塩化カルシウムを
添加して、然る後、3〜7重量部のマグネシウム塩類を
添加することを特徴とするセメント混和剤の製造方法。 - 【請求項4】 水に最初にチオ硫酸ナトリウムを添加し
て、該水中の塩素分を除去することを特徴とする請求項
3に記載のセメント混和剤の製造方法。 - 【請求項5】 硝酸カルシウム又は塩化カルシウムを添
加するまでは、水温を3〜10℃に保つことを特徴とす
る請求項3又は請求項4に記載のセメント混和剤の製造
方法。
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JP08127843A JP3118415B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | セメント混和剤及びその製法 |
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---|---|---|---|
JP08127843A JP3118415B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | セメント混和剤及びその製法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09286644A JPH09286644A (ja) | 1997-11-04 |
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ID=14970048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08127843A Expired - Fee Related JP3118415B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | セメント混和剤及びその製法 |
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JP2005139841A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Yoshikazu Fuji | 廃瓦を骨材に利用した構造体用組成物及びそれを用いた構造体の製法 |
CN109824325B (zh) * | 2019-04-10 | 2021-07-23 | 东北大学 | 一种抗压抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法 |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP08127843A patent/JP3118415B2/ja not_active Expired - Fee Related
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