JP3370186B2 - 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
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Description
において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。
トを使用したセメント混和材やセメント組成物は数多く
提案されている(特開昭48-89222号公報、特開平4-6133
号公報等)。これらのセメント混和材やセメント組成物
は、セメントの凝結・硬化を促進し、初期の強度発現性
が良好であるため、緊急工事や短時間で道路開放を目的
とした用途等に急硬性セメントとして広範に利用されて
いる。しかしながら、従来の急硬性セメントに使用され
るセメント混和材やセメント組成物は、初期の強度発現
性は良好であるが、長期的な強度発現の伸びが小さく、
特に材令28日以降の強度発現性が乏しいという課題を有
していた。
急硬性セメント用にアルミニウム以外の3価金属の酸化
物を含有するカルシウムアルミネートが提案されている
(特開平2-225354号公報)。しかしながら、このカルシウ
ムアルミネートは活性が弱く、可使時間がとりやすい反
面、例えば、数時間で十分な強度発現性が得られるよう
なものではない等の課題があった。
検討を重ねた結果、特定のセメント混和材を使用するこ
とにより、前述の課題が解決されるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。
にSiO 2 を含まず、CaO/Al2O3モル比が2.5〜3.5で、B
2O3含有量が5〜20重量%である非晶質カルシウムア
ルミネートボレート、又は、CaO/Al2O3モル比が2.5
〜3.5で、P2O5含有量が5〜20重量%である非晶質カ
ルシウムアルミネートホスフェ−ト、セメントと該セメ
ント混和材とを含有してなるセメント組成物である。
レート(以下A−CABという)又は非晶質カルシウムア
ルミネートホスフェ−ト(以下A−CAPという)のCaO
/Al2O3モル比は2.5〜3.5であり、CaO/Al2O3モル
比が2.8〜3.2が好ましい。CaO/Al2O3モル比が2.5未
満では中期から長期材令における強度発現性が悪くなる
場合があり、CaO/Al2O3モル比が3.5を超えると寸法
安定性やこれを用いたセメント混練物の作業性が低下す
る場合がある。また、A−CABはB2O3を、A−CA
PはP2O5を各々5〜20重量%含有するものであり、7
〜15重量%含有することが好ましい。B2O3又はP2O5
がこの範囲外では本発明の効果が十分に得られない場合
がある。
質である必要はなく、例えば、ガラス化率で50%程度以
上のものであり、70%以上が好ましい。本発明でいうガ
ラス化率(X)は、A−CAB又はA−CAPを1,000℃
で3時間加熱し、その後、5℃/分の冷却速度で徐冷
し、粉末X線回折法により求めた結晶鉱物のメインピー
クの面積S0とA−CAB又はA−CAP中の結晶のメ
インピークの面積Sを用い、X(%)=(1−S/S0)×1
00の式から算出することが可能である。
Pの原料は、特に限定されるものではなく、例えば、Ca
O原料として消石灰や石灰石粉末などが、Al2O3原料と
してボーキサイトやアルミ残灰などが、B2O3原料とし
てホウ砂やホウ酸塩などが、P2O5原料としてリン鉱石
やリン酸塩などが各々使用可能である。
理方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ロ
ータリーキルンや電気炉などを使用することが挙げら
れ、焼成時間又は溶融時間も特に限定されるものではな
い。焼成物又は溶融物の冷却方法としては、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
冷法や、自然放冷による徐冷法などいずれの方法を用い
ることも可能である。
の存在も特に限定されるものではない。例えば、Ti
O2、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O、F2、及びSO3等
の、さらに、A−CABの場合はP2O 5 の、A−CAP
の場合はSiO2とB2O3 の混入が予想されるが、これら
の存在は、各原料の加熱処理時、焼成物又は溶融物の融
点を下げる効果があり、また、焼成物又は溶融物の活性
を高める効果があることなどから好ましく、本発明の目
的を実質的に阻害しない範囲では原料中の他の成分、あ
るいは不純物の存在は問題にならない。
度は、特に限定されるものではないが、ブレーン値で1,
500〜8,000cm2/g程度の範囲のものが好ましい。1,500c
m2/g未満では十分な強度発現性が得られない場合があ
り、8,000cm2/gを超えるとこれを用いたコンクリート
の流動性が低下する傾向がある。
ウ類、硫酸アルミニウム、及びアルカリ金属硫酸塩、カ
ルシウム以外のアルカリ土類金属硫酸塩等を総称するも
のであり、特に限定されるものではないが、セッコウ類
を使用することが本発明の効果が大であることや経済的
であることから好ましい。ここで、セッコウ類として
は、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウ等
が挙げられ、そのうち、無水セッコウを使用することが
本発明の効果が最も大きいことから好ましい。無水セッ
コウとしては、例えば、天然に産出する天然無水セッコ
ウの他、半水セッコウや二水セッコウを熱処理して脱水
したものや、工業副産物として発生するもの等の使用が
可能である。無機硫酸塩の粉末度は特に限定されるもの
ではないが、ブレーン値で2,000〜9,000cm2/gが好まし
い。2,000cm2/g未満では長期耐久性が悪くなる場合が
あり、9,000cm2/gを超えるとこれを用いたセメント混
練物の流動性が低下する場合がある。無機硫酸塩の使用
量は、A−CAB又はA−CAPと、無機硫酸塩、及び
後述の凝結調整剤からなるセメント混和材100重量部
中、10〜70重量部が好ましく、30〜60重量部がより好ま
しい。10重量部未満では十分な強度増進効果が得られな
い場合があり、70重量部を超えると長期耐久性が悪くな
る場合がある。
えば、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等
の有機酸又はそれらの塩、リン酸又はその塩、アルカリ
金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、並びに、ホウ酸等
が挙げられ、特に限定されるものではないが、有機酸及
び/又はそれらの塩と、アルカリ金属炭酸塩を併用する
ことが、強度発現性が良好となるので好ましい。凝結調
整剤の使用量は、使用する目的や用途に依存するため、
特に限定されるものではないが、通常、セメント混和材
100重量部中、0.5〜5重量部の範囲で使用することが好
ましく、1〜3重量部がより好ましい。0.5重量部未満
では十分な作業性が得られない場合があり、5重量部を
超えて使用すると強度発現性が低下する可能性がある。
はA−CAP、無機硫酸塩、及び凝結調整剤を含有する
ものである。本発明のセメント混和材の粉末度は、使用
する目的や用途に依存するため、特に限定されるもので
はないが、通常、ブレーン値で1,500〜8,000cm2/gの範
囲で使用することが好ましい。1,500cm2/g未満では強
度発現性が悪くなる場合があり、8,000cm2/gを超える
と十分な作業時間が得られない場合がある。本発明のセ
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重量部中、10〜50重量部が好ましく、20〜30重
量部がより好ましい。10重量部未満では強度発現性効果
が十分ではなく、50重量部を越えると長期耐久性が悪く
なる場合がある。
早強、及び中庸熱の各種ポルトランドセメント、これら
ポルトランドセメントにポゾラン物質を混合した各種混
合セメント等が挙げられる。
他に、減水剤、高性能減水剤、AE剤、AE減水剤、高
性能AE減水剤、増粘剤、砂や砂利等の骨材、セメント
膨張材、防錆剤、防凍剤、高分子エマルジョン、ベント
ナイトやモンモリロナイト等の粘土鉱物、並びに、ゼオ
ライト、ハイドロタルサイト、及びハイドロカルマイト
等のイオン交換体等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。
般に用いられる方法でよく、特に限定されるものではな
い。本発明のセメント混練物を製造する際に使用する混
合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能で
あり、例えば、傾胴ミキサー、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
が使用可能である。また、混合は、それぞれの材料を施
工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるいは
全部を混合しておいても差し支えない。また、養生方法
も、特に限定されるものではなく、一般に行われる養生
方法が適用可能である。
る。
い、1,600℃で溶融した溶融物を高圧空気法で急冷して
クリンカーを得た。得られたクリンカーを粉砕し、ブレ
ーン値で3,500±200cm2/gに調整して表1に示すような
各種A−CABを得た。このA−CAB50重量部と、無
機硫酸塩50重量部、及び凝結調整剤2重量部を配合して
セメント混和材とした。セメントとセメント混和材から
なる結合材100重量部中、セメント混和材を25重量部、
減水剤を1重量部配合して、結合材/砂比=1/2、水
/結合材比=40%で、練り上がり温度20℃に調整したモ
ルタルとし、その各材令における圧縮強度を測定した。
結果を表1に併記した。
ム B2O3原料 :和光純薬工業社製試薬一級酸化ホウ素 無機硫酸塩:天然無水セッコウ、ブレーン値4,850cm2/g 凝結調整剤:試薬1級のクエン酸と試薬1級の炭酸カリ
ウムを重量比2/3で混合したもの 減水剤 :デンカグレース社製商品名「ダーレックス
スーパー100PHX」主成分ポリカルボン酸系 セメント :電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト 砂 :新潟県姫川産川砂 水 :水道水
後20℃の水中養生を行い所定の材令で測定 なお、A−CABの組成比は化学分析により求めた値で
ある。
Bを使用し、A−CABと無機硫酸塩の使用量を変化し
たこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表2に示
す。
Bを使用し、セメント混和材の使用量を変化したこと以
外は実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
例1と同様の方法により、CaO/Al2O3比が3.0でB2O3含
有量が10重量%のA−CABを得た。このA−CAB50
重量部と、無機硫酸塩50重量部、及び凝結調整剤1重量
部を配合してセメント混和材とした。結合材100重量部
中のセメント混和材を25重量部、減水剤を1重量部配合
して、単位量が、結合材450kg/m3、粗骨材1,066kg/m3、
細骨材700kg/m3、及び水144kg/m3の配合で、練り上がり
温度20℃に調整したコンクリートとし、このコンクリー
トの各材令における圧縮強度を測定した。結果を表4に
併記する。また、比較のために市販急硬性セメントを用
いた場合の強度測定結果も表4に併記する。
スーパーセメント」 粗骨材 :新潟県姫川産川砂利、Gmax=25mm 細骨材 :新潟県姫川産川砂、5mm下
20℃の水中養生を行い所定の材令で測定
様に表5に示すような各種A−CAPを得た。このA−
CAP50重量部と、無機硫酸塩50重量部、及び凝結調整
剤2重量部を配合してセメント混和材としたこと以外は
実施例1と同様に行った。結果を表5に併記する。な
お、A−CAPの組成比は化学分析により求めた値であ
る。
ム、Ca2P2O7
Pを使用し、A−CAPと無機硫酸塩の使用量を変化し
たこと以外は実施例5と同様に行った。結果を表6に示
す。
Pを使用し、セメント混和材の使用量を変化したこと以
外は実施例5と同様に行った。結果を表7に示す。
例1と同様の方法により、CaO/Al2O3比が3.0でP2O5含
有量が10重量%のA−CAPを得た。このA−CAP50
重量部と、無機硫酸塩50重量部、及び凝結調整剤1重量
部を配合してセメント混和材としたこと以外は実施例4
と同様に行った。結果を表8に併記する。
により、長期強度の発現性の良好な急硬性セメントが得
られる。
Claims (3)
- 【請求項1】 実質的にSiO 2 を含まず、CaO/Al2O3モ
ル比が2.5〜3.5で、かつ、B2O3含有量が5〜20重量%
である非晶質カルシウムアルミネートボレートと、無機
硫酸塩と、凝結調整剤とを含有してなるセメント混和
材。 - 【請求項2】 CaO/Al2O3モル比が2.5〜3.5で、か
つ、P2O5含有量が5〜20重量%である非晶質カルシウ
ムアルミネートホスフェートと、無機硫酸塩と、凝結調
整剤とを含有してなるセメント混和材。 - 【請求項3】 セメントと、請求項1〜2記載のセメン
ト混和材とを含有してなるセメント組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17288494A JP3370186B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | セメント混和材及びセメント組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0834650A JPH0834650A (ja) | 1996-02-06 |
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1994
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