JP3124578B2 - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents

セメント混和材及びセメント組成物

Info

Publication number
JP3124578B2
JP3124578B2 JP19984891A JP19984891A JP3124578B2 JP 3124578 B2 JP3124578 B2 JP 3124578B2 JP 19984891 A JP19984891 A JP 19984891A JP 19984891 A JP19984891 A JP 19984891A JP 3124578 B2 JP3124578 B2 JP 3124578B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
weight
gypsum
admixture
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19984891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0524893A (ja
Inventor
秀朗 石田
敏夫 三原
実 半田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP19984891A priority Critical patent/JP3124578B2/ja
Publication of JPH0524893A publication Critical patent/JPH0524893A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3124578B2 publication Critical patent/JP3124578B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、早期・長期強度が要求
される土木・建築分野に使用されるセメント混和材及び
セメント組成物に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、12CaO・7Al2O3やアルミ
ナセメントなどのカルシウムアルミネート、ポルトラン
ドセメント、及びセッコウ等を混合して、急硬性セメン
トとすることが知られている。
【0003】さらに、カルシウムアルミネートとアルカ
リ炭酸塩とを組み合わせ、これをセメントと配合するこ
とにより、トンネル掘削直後の吹き付け用セメントとし
て用いることも知られている(特公平3-21497号公報)。
【0004】しかしながら、従来のカルシウムアルミネ
ートは反応性が小さいため、長期にわたって膨張性のエ
トリンガイト(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)が生成し、こ
れによりセメント硬化体が膨張破壊したり、あるいはト
ンネル吹き付けたコンクリートが剥落する等の多くの課
題があった。
【0005】前記課題を解消するために、Na2Oを多量に
含有するカルシウムアルミネートをセメント混和材とす
ることが提案されている(特開平2-258659号公報)。
【0006】しかしながら、このように多量のR2Oを含
有させると、製造時の炉の損傷が激しくなり実用的でな
く、また、R2Oとコンクリート中の反応性の骨材が反応
するアルカリ骨材反応が生じ、長期的に亀の甲状の亀裂
が生じ、強度の大きな低下が起こり、十分な解決には至
っていなかった。
【0007】アルカリ骨材反応とは、ポルトランド中の
アルカリが、骨材中のある造岩鉱物と反応作用を起こ
し、珪酸アルカリゲルを生成し、コンクリートに過度の
膨張を生ぜしめ、コンクリートの粉末化、亀裂発生、弯
曲、崩壊など有害な現象を誘発する作用である。
【0008】そして、この反応性の骨材としては、たん
白石、珪酸質苦土質石灰石、隠微晶質流紋岩、安山岩、
凝灰岩、石英安山岩、祖面岩、及びこれらを含む岩石等
が挙げられる。
【0009】以前は、これら、反応性の骨材の使用は非
常に稀であったが、現状では骨材の枯渇からごく一般的
なものとなっており、前記アルカリ骨材反応は大きな課
題となっている。
【0010】本発明は、前記課題を解消すべく種々検討
した結果、特定のカルシウムアルミネートを使用するこ
とによって、早期や長期にわたって強度低下がみられな
いなどの知見を得て本発明を完成するに至った。
【0011】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、R2O(R
はアルカリ金属)を0.1重量%より大きく2重量%未満含
し、CaO/Al 2 O 3 のモル比が0.5〜3であり、ガラス化率
が50%以上であるカルシウムアルミネートを有効成分と
するセメント混和材であり、セメントと該セメント混和
材を配合してなるセメント組成物である。
【0012】以下、本発明を詳しく説明する。
【0013】本発明に係るカルシウムアルミネート(以
下CAという)は、含有するR2O(Rはアルカリ金属)の量
が0.1重量%より大きく2重量%未満のものであり、R2O
の量が0.4〜1.6重量%が好ましく、0.6〜1.4重量%がよ
り好ましい。R2O含有量が0.1重量%以下では、CAの反
応性が小さいために初期強度が低く、また、長期強度も
低い。2重量%以上では、CA製造時の炉の損傷が激し
く、また、このように高濃度のR2Oを含有するCAはコ
ンクリートに使用した場合、大きな強度の低下を引き起
こす原因ともなりうる。また、CA中のCaOとAl2O3のモ
ル比CaO/Al2O3は、0.5〜3が好ましく、1〜2.5がより
好ましく、1.5〜2が最も好ましい。0.5未満では、初期
の強度が十分得られにくく、3を越えると作業時間が取
れにくい傾向がある。このようなCAは、石灰質原料、
アルミナ質原料及びR2O原料を用いて製造するこができ
る。
【0014】R2O原料としては、例えば、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウム等のアルカリ金属
の炭酸塩等が使用可能である。
【0015】石灰質原料としては、石灰石、生石灰、及
び消石灰等が使用可能である。
【0016】また、アルミナ質原料としては、酸化アル
ミニウムや水酸化アルミニウムなどが使用可能である。
【0017】CAは、以上のR2O原料、石灰質原料、及
びアルミナ質原料を所定の割合で配合し、例えば、直接
通電式溶融炉や高周波炉などを用いて溶融し、得られた
溶融体を圧縮空気や高圧水により吹き飛ばす方法、ある
いは水中に流し込む方法などにより製造される。CAは
結晶質よりも非晶質がコンクリートの初期の強度発現性
向上の面から好ましい。具体的には、CAのガラス化率
は50%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、90%
以上が最も好ましい。
【0018】なお、ガラス化率の測定方法は、非晶質
を、1,000℃で2時間加熱後、5℃/分の冷却速度で徐
冷し、粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピークの
面積S0を求め、非晶質中の結晶のメインピーク面積Sか
ら、ガラス化率Xを求めた。
【0019】
【数1】
【0020】本発明に係るCAの代表的なものとして
は、アルミナセメントを挙げらることができる。しかし
ながら、アルミナセメントのガラス化率は25%を超える
ことがなく、さらに冷却速度を上げ、ガラス化率を高め
たCAとすることが好ましい〔1964年、ロンドン市アカ
デミックプレス コーポレーデッド リミテッド発行、
H.F.W.テーラー(H.F.W.Taylor)著、ザ ケミストリーオ
ブ セメント(The ChemistryofCement)、第2巻、第16
頁〕。
【0021】なお、純粋なカルシウムアルミネートの非
晶質形成領域は、CaO/Al2O3が12/7付近のみである
が、一般の工業原料には、SiO2、MgO、Fe2O3、及びTiO2
等の不純物が当然含まれているが、これらの不純物は、
非晶質形成領域を拡張することから、10重量%未満まで
であればその存在は好ましく、強度発現性に何ら問題は
生じない。
【0022】CAの製造に際し、一般的なガラスの融剤
である、フッ化カルシウム、氷晶石、及びフッ化アルミ
ニウム等を加えることは、非晶質の融点を下げることか
ら好ましい。CAの粒度は細かければ細かいほど反応性
が向上するので好ましく、ブレーン比表面積は3,000cm2
/g以上が好ましい。
【0023】本発明において、CAとセッコウ類を併用
することは、収縮低減や作業性向上などの面から好まし
い。
【0024】ここでセッコウ類としては、二水、半水、
II型、及びIII型無水等の各種セッコウが挙げられ、天
然産のものや、リン酸、排脱、及びフッ酸セッコウ等の
化学セッコウ、又はこれらを熱処理して得られたものが
使用可能であり、通常含まれる不純物の種類や量には影
響されないものである。これらのうち、初期の強度発現
性や作業性の面からII型無水セッコウの使用が特に優れ
ている。特に、II型無水セッコウはフッ酸発生工程から
多量に副生するので、そのまま、又は、石灰石、生石
灰、及び消石灰等で遊離のH2SO4分を中和したものを使
用することが最も便利である。セッコウ類の粒度は、通
常、未反応物を残さないため、ブレーン比表面積3,000c
m2/g以上に粉砕したものが好ましく、6,000cm2/g以上が
より好ましい。セッコウ類の使用量は、CA100重量部
に対して、30〜300重量部が好ましく、50〜200部がより
好ましく、100〜150重量部が最も好ましい。30重量部未
満では収縮が大きく、300重量部を超えると、未反応の
セッコウの反応による膨張のために長期的に強度の低下
が起こる傾向がある。
【0025】本発明において、セメント混和材の使用量
は、セメントとセメント混和材の合計100重量部に対し
て、3〜50重量部が好ましい。3重量部未満であると強
度発現性が小さく、50重量部を超えると作業性の面から
好ましくない。
【0026】ここでセメントとしては、普通・早強・超
早強・中庸熱などの各種ポルトランドセメントやそれに
シリカ、高炉スラグ又はフライアッシュを混合した各種
混合セメントなどが使用可能である。
【0027】本発明のセメント混和材又はセメント組成
物には、凝結時間をコントロールするために各種の凝結
調整剤を併用することが可能である。
【0028】凝結調整剤としては、アルミン酸ナトリウ
ムやアルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩、炭酸ナト
リウムや炭酸カリウムなどの炭酸塩、水酸化ナトリウム
や水酸化カリウムなどの水酸化物、並びにケイフッ化亜
鉛、ケイフッ化マグネシウム、及びケイフッ化ナトリウ
ム等のケイフッ化物等の無機塩類、さらには、クエン
酸、グルコン酸、及び酒石酸等の有機酸又はそれらのカ
ルシウム塩、ナトリウム塩、及びカリウム塩等の有機酸
系化合物があり、単独で使用しても、あるいは二種以上
を併用することも可能である。これらのうち、炭酸アル
カリと有機酸系化合物の併用は、凝結後、急激な硬化反
応を示すことから最も好ましい。凝結調整剤の使用量
は、CA100重量部に対して、0.1〜100重量部が好まし
い。0.1重量部未満では作業性が悪く、100重量部を超え
ると初期の強度発現性が好ましくない。
【0029】本発明のセメント混和材又はセメント組成
物には、その他各種の混和材を併用することが可能であ
る。その他各種の混和材としては、例えば、ケイ砂、天
然砂、及び砂利等の骨材、ガラス繊維、カーボン繊維、
及び鋼繊維等の繊維、高分子ポリマーエマルジョンやラ
テックス、着色剤、流動化剤、防錆剤、メチルセルロー
ス等の水中不分離性混和剤、増粘剤、保水剤、ケイ酸ソ
ーダ等の防水剤、発泡剤、並びに気泡剤等の使用が可能
であり、そのうちの一種又は二種以上を、本発明の目的
を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能であ
る。
【0030】本発明のセメント混和材やセメント組成物
を製造する際に使用する混合装置としては、既存のいか
なる攪拌装置も使用可能である。例えば、傾胴ミキサ
ー、千代田技研工業社製オムニミキサー、V型ミキサ
ー、ヘンシェルミキサー、及びナウターミキサー等が利
用可能である。また、各材料の混合は各々の材料を施工
時に混合してもよいし、あらかじめ一部もしくは全部を
混合しておいても差し支えない。
【0031】本発明のセメント組成物の実際の施工方法
については、従来のモルタルあるいはコンクリートの施
工法に準拠すればよい。
【0032】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。
【0033】実施例1 CaO/Al2O3のモル比が12/7になるように、市販特級試
薬の炭酸カルシウムとアルミナを混合し、さらに、試薬
特級の炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウ
ムを酸化物換算で所定量混合した。それら混合物をそれ
ぞれ500g、カーボンるつぼに入れ、高周波炉で約1,600
℃に加熱溶融した後、水中に入れ急冷し各種のCAを合
成した。合成したCAの分析結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】また、これらのCAのガラス化率を粉末X
線回折装置により測定した。その結果全てのCAは、ガ
ラス化率100%で完全なガラスであることがわかった。
さらに、これらのCAをそれぞれBET比表面積0.4m2/gに
なるまで粉砕し、セメント混和材とした。このセメント
混和材を、セメントとセメント混和材の合計100重量部
に対して、10重量部添加してセメント組成物とした。こ
のセメント組成物を使用して、JIS R5201「セメントの物
理試験方法」に準じ、1:2モルタルを作製し、4×4
×16cmのモルタル供試体を成形した。こうして作製した
モルタル供試体を、24時間、20℃で湿空養生し、その
後、20℃で水中養生した。養生が終了したモルタル供試
体を用い、20℃の恒温室内で直ちに圧縮強さ試験を実施
した。また、凝結時間の測定は、20℃の恒温室内で、混
練直後のモルタル200gをプラスチック製の容器に入れ、
熱電対を差し込みモルタルの温度が1℃上昇するまでの
温度とした。結果を表2に示す。
【0036】
【表2】
【0037】実施例2 表3に示す工業原料を用い、表4に示した組成になるよ
うに混合し、その混合物を最大電力負荷5,000kVAの直接
通電式溶融炉で溶融し、冷却速度を変え、それぞれCA
を3トンづつ製造した。これらのCAを用いたこと以外
は実施例1と同様に行った。結果を表5に示す。
【0038】<使用材料> 生石灰 :電気化学工業社製 アルミナ :昭和電工社製 炭酸ナトリウム :旭硝子社製
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】
【表5】
【0042】実施例3 実施例1のK 5とK10のCAを用い、これにセッコウを
表6に示すように配合しセメント混和材とした。セメン
ト85重量部に、そのセメント混和材15重量部を配合し、
骨材として反応性骨材であるオパールを用いたもと以外
は実施例1と同様に行った。結果を表6に示す。
【0043】<使用材料> セッコウ :サンケイ石膏社製II型無水セッコウ、BET
比表面積0.45m2/g
【0044】
【表6】
【0045】実施例4 実施例2のCAのE、セッコウ、及び凝結調整剤を表7
に示す配合を用いたこと以外は実施例3と同様に行っ
た。結果を表7に併記する。
【0046】<使用材料>
【0047】
【表7】
【0048】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のセ
メント混和材を用いることにより、 (1) 可使時間を任意に調節できる。 (2) 強度発現性がよい。 (3) 長期強度が高い。 (4) アルカリ骨材反応の心配がない。 等の効果が認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 22/08 C04B 28/00 - 28/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R2O(Rはアルカリ金属)を0.1重量%より
    大きく2重量%未満含有し、CaO/Al 2 O 3 のモル比が0.5〜
    3であり、ガラス化率が50%以上であるカルシウムアル
    ミネートを有効成分とするセメント混和材。
  2. 【請求項2】 セメントと請求項1記載のセメント混和
    材を配合してなるセメント組成物。
JP19984891A 1991-07-16 1991-07-16 セメント混和材及びセメント組成物 Expired - Fee Related JP3124578B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19984891A JP3124578B2 (ja) 1991-07-16 1991-07-16 セメント混和材及びセメント組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19984891A JP3124578B2 (ja) 1991-07-16 1991-07-16 セメント混和材及びセメント組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0524893A JPH0524893A (ja) 1993-02-02
JP3124578B2 true JP3124578B2 (ja) 2001-01-15

Family

ID=16414658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19984891A Expired - Fee Related JP3124578B2 (ja) 1991-07-16 1991-07-16 セメント混和材及びセメント組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3124578B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4651134B2 (ja) * 1998-07-29 2011-03-16 太平洋セメント株式会社 高流動吹付けコンクリ−ト用急結剤
JP4814431B2 (ja) * 2001-02-07 2011-11-16 電気化学工業株式会社 セメント混和材及びセメント組成物
JP2010241618A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Denki Kagaku Kogyo Kk 超速硬水中不分離性セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び水中不分離性グラウトモルタル
JP7465676B2 (ja) * 2020-03-03 2024-04-11 株式会社トクヤマ セメント系硬化体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0524893A (ja) 1993-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0807614B1 (en) Accelerating agent, spraying material and spraying method employing it
JP3105518B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP4462466B2 (ja) 無収縮モルタル組成物及び速硬性無収縮モルタル組成物
JP3124578B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP3150164B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP3096470B2 (ja) 急硬性aeコンクリート組成物
JP3199454B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JPH0497932A (ja) セメント混和材及びセメント組成物
EP0807613B1 (en) Accelerating agent, spraying material and spraying method employing it
JP3377604B2 (ja) セメント急結材及びセメント組成物
JPH082951A (ja) セメント組成物
JP3105224B2 (ja) セメント混和剤
JP3219156B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP2928312B2 (ja) 場所打ちライニング工法用セメント組成物及びそれを使用したトンネルの施工方法
JPH0891894A (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP3460165B2 (ja) セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いた注入材
JP3241056B2 (ja) 場所打ちライニング工法用セメント組成物及びそれを使用したトンネルの施工方法
JP3367576B2 (ja) セメントの水和熱発生時間調整材及びセメント組成物
JP3397463B2 (ja) 注入材用セメント混和材及び注入材用セメント組成物
JP2983696B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP3460161B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP2975422B2 (ja) セメント混和材およびセメント組成物
JP2000281407A (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP2966963B2 (ja) 急硬性ポリマーセメント組成物
JP3370186B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081027

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees