JP4335424B2

JP4335424B2 - Cement admixture and cement composition

Info

Publication number: JP4335424B2
Application number: JP2000257060A
Authority: JP
Inventors: 康宏中島; 実盛岡; 隆行樋口; 寛之大橋; 光男高橋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP2002068801A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、土木・建築業界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。
【０００２】
【従来の技術】
セメントは、土木・建築構造物を形成する上において欠くことのできない材料であり、セメントほど安価に大きな構造物を作れる材料はない。しかしながら、セメントを使用した硬化体にはひび割れが発生するという課題を有している。このひび割れには、主として次の２つの原因がある。１つは、乾燥収縮が原因で起こるものであり、その乾燥収縮を補償する目的でコンクリート構造物に膨張性を付与するセメント混和材を使用することが提案されている。ここで、コンクリートとは、セメント、モルタル及びコンクリートを総称するものである。膨張性を付与するセメント混和材としては、CaO-Al₂O₃-SO₃系化合物を有効成分とするものが知られている(特公昭42-21840号公報、特公昭42-19473号公報、特公昭53-16007号公報等)。また、ひび割れの原因の２つ目として、水和熱によるひび割れがある。水和熱によるひび割れは、コンクリートの内部と表面付近との温度差によって、コンクリートが不均一に熱膨張し、表面付近に発生する引っ張り応力が、コンクリートの引張り強度を上回るときに発生することにより起こるため、水和熱量を低減する必要がある。
【０００３】
また、膨張材は、生コンプラントにおいて、開袋投入されてコンクリートへ混和されており、場合によっては、膨張材が充分に混練されないままに出荷されてしまうことがある。このような場合には、膨張材がコンクリート中へ均一に分散せずに塊状になっていることが多く、硬化後のコンクリートにおいて、この塊状の膨張材が局所的に異常膨張を起こし、硬化体表面が巨視的に膨れ上がったり、剥離、落下したりする、いわゆるポップアウト現象を引き起こす場合がある。ポップアウト現象を防止する方法としては、膨張材に予め不活性な無機粉末などを混和しておき、セメント混和材が充分に混練されなくても、膨張成分同志が凝集して塊にならず、ある程度の分散が期待できるようにしておく方法が考えられるが、この方法では不活性な無機粉末を混和することにより、膨張成分が希釈され、要求性能を付与するためのセメント混和材の混和量が増加してしまうという問題が生じる。
最近では、膨張性を付与するセメント混和材に要求される性能は益々高まってきている。すなわち、混和率が少なくても優れた膨張性能を付与できるセメント混和材の開発が待たれているのが実状である。したがって、ポップアウト現象を防止することを理由に、セメント混和材の混和量が増加してしまう方法は有益ではない。膨張材混和量を増加させずにポップアウト現象を防止できる方法を見出す必要がある。
そこで、本発明者らは、このような状況を鑑み、前記課題を解消すべく種々検討した結果、特定の膨張物質と、冷水可溶分５〜７０％未満のデキストリンとを配合することによって前記課題を解消できるセメント混和材が得られるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ＣａＯ原料、Ｆｅ₂Ｏ₃原料、Ａｌ₂Ｏ₃原料及びＣａＳＯ₄原料を熱処理して得られる焼成物であり、遊離石灰、カルシウムアルミノフェライト、アウイン及び無水セッコウを含有してなる膨張物質と、冷水可溶分５〜７０％未満のデキストリンとを含有してなるセメント混和材であり、セメント混和材中のデキストリン含有量が０．５〜１５％であることを特徴とする該セメント混和材であり、セメントと、請求項１又は２に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である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明の膨張物質は、遊離石灰、カルシウムアルミノフェライト、アウイン及び無水セッコウを含有してなるものであり、その割合については特に限定されるものではないが、セメント混和材１００部中、遊離石灰は３０〜７０部が好ましく、４０〜６０部がより好ましい。また、カルシウムアルミノフェライトは５〜２２．５部が好ましく、１０〜１５部がより好ましい。アウインは５〜２２．５部が好ましく、１０〜１５部がより好ましい。さらに、無水セッコウは５〜３０部が好ましく、１０〜３０部がより好ましい。セメント混和材中の各化合物の組成割合が前記の範囲にないと、優れた膨張特性が得られない場合がある。
なお、本発明で使用する部、％は質量単位を表す。
【０００７】
本発明のカルシウムアルミノフェライトとは、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｆｅ₂Ｏ₃系化合物を総称するものであり、特に限定されるものではないが、一般的に、ＣａＯをＣ、Ａｌ₂Ｏ₃をＡ、Ｆｅ₂Ｏ₃をＦとすると、Ｃ₄ＡＦやＣ₆Ａ₂Ｆ等の化合物がよく知られている。通常は、Ｃ₄ＡＦとして存在していると考えて良い。本発明では、カルシウムアルミノフェライトを以下、Ｃ₄ＡＦと略記する。また、本発明のアウインとは、一般式、３ＣａＯ−３Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＳＯ₄で表される化合物を示すものである。
【０００８】
本発明のセメント混和材を製造する際、ＣａＯ原料、Ｆｅ₂Ｏ₃原料、Ａｌ₂Ｏ₃原料及びＣａＳＯ₄原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウからなる焼成物を合成してこれを粉砕して製造される。遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウを別々に合成し、これらを混合したものでは、貯蔵する事によって、膨張性能が大きく低下する。ＣａＯ原料、Ｆｅ₂Ｏ₃原料、Ａｌ₂Ｏ₃原料及びＣａＳＯ₄原料を熱処理して、遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウからなる焼成物を合成してこれを粉砕して製造されたものか否かを確認する方法としては、例えば、セメント混和材の粗粒子、具体的には１００μｍよりも大きな粒子を顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＳ）等により観察して組成分析を行い、粒子中に遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウが混在していることを確認することによって容易に判別できる。
【０００９】
本発明のセメント混和材を製造する際の熱処理温度であるが、１１００〜１６００℃の範囲が好ましく、１２００〜１５００℃の範囲がより好ましい。１１００℃未満では、得られたセメント混和材の膨張性能が十分でなく、１６００℃を超えると無水セッコウが分解する場合がある。
【００１０】
ＣａＯ原料としては、石灰石や消石灰等が挙げられ、Ｆｅ₂Ｏ₃原料としては、銅カラミや鉄粉及び市販の酸化鉄等が、Ａｌ₂Ｏ₃原料としては、ボーキサイトやアルミ残灰等が、さらに、ＣａＳＯ₄原料としては、二水セッコウ、半水セッコウ及び無水セッコウ等が挙げられる。
【００１１】
また、本発明の膨張物質には不純物が存在する。その具体例としては、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＴｉＯ₂、Ｐ₂Ｏ₅、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、フッ素、塩素等が挙げられ、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならないが、これらのうちで、特に、ＳｉＯ₂は珪酸率で０．５未満の範囲であることが好ましい。珪酸率が０．５以上では優れた膨張性能が得られない場合がある。本発明でいう珪酸率とは、膨張物質中のＳｉＯ₂量、Ａｌ₂Ｏ₃量及びＦｅ₂Ｏ₃量より次式から算出される。
珪酸率＝ＳｉＯ₂／（Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃）
また、膨張物質中のＳｉＯ₂量は、５．０％以下が好ましく、３．０％以下がより好ましい。５．０％を超えると優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１２】
本発明の膨張物質の粒度は、特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で１５００〜６０００ｃｍ²／ｇが好ましく、２５００〜４０００ｃｍ²／ｇがより好ましい。１５００ｃｍ²／ｇ未満では、強度発現性が悪くなる場合があり、６０００ｃｍ²／ｇを超えると優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１３】
本発明で使用するデキストリンは、一般に化工澱粉とも呼ばれ、通常、澱粉を加水分解して得られる。なかでも、希酸を加え、分解して得られる酸焙焼デキストリンが最も一般的であり、酸浸漬法で得られるもの、澱粉の酵素分解で得られるマルトデキストリン、無焙焼で得られるブリティッシュガム、あるいは澱粉に水を加えたものを加熱したり、アルカリや濃厚な塩類の溶液を加えてアルファー化したものを急速に脱水乾燥して得られるアルファー化澱粉等のうちの１種又は２種以上を本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。
【００１４】
特に、２０℃における冷水可溶分が５〜７０％未満の範囲のものであることが好ましく、冷水可溶分が１０〜５０％の範囲にあるものを使用することがより好ましい。冷水可溶分が５％未満や７０％以上では充分な水和熱抑制やポップアウト防止の効果が得られない場合がある。冷水可溶分が７０％以上ではる。ここで、デキストリンの冷水可溶分とは、デキストリンが温度２１℃の蒸留水に溶解した量を意味するものであって、具体的には、デキストリン１０ｇを２００ｍｌのフラスコに入れ、温度２１℃の蒸留水１５０ｍｌを加え、温度２１±１℃に１時間保持した後に濾別し、その濾液を蒸発乾涸して得られたデキストリンを供試デキストリンに対する割合で示したものを冷水可溶分とするものである。
【００１５】
本発明のセメント混和材中の膨張物質と、デキストリンの配合割合は特に限定されるものではないが、通常、セメント混和材１００部中、膨張物質は８５〜９９．５部が好ましく、９０〜９７部がより好ましい。膨張物質が８５部未満では、十分な膨張性能が得られない場合があり、９９．５部を超えると、十分なポップアウト現象の抑制効果や、水和熱の抑制効果が得られない場合がある。また、デキストリンは０．５〜１５部が好ましく、３〜１０部がより好ましい。０．５部未満では、十分なポップアウト防止の効果や、水和熱の抑制効果が得られない場合があり、１５部を超えると硬化不良を起こす場合がある。
【００１６】
本発明のセメント混和材の粒度は、特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で２５００〜６０００ｃｍ²／ｇが好ましく、３０００〜５０００ｃｍ²／ｇがより好ましい。２５００ｃｍ²／ｇ未満では、十分なポップアウトの抑制効果が得られない場合があり、６０００ｃｍ²／ｇを超えると優れた膨張性能が得られない場合がある。
【００１７】
本発明のセメント混和材の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、セメントとセメント混和材からなるセメント組成物１００部に対して、３〜１２部が好ましく、５〜９部がより好ましい。３部未満では本発明の効果が十分に得られない場合があり、１２部を超えて使用すると、強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１８】
本発明のセメント組成物とは、JIS R 5210に規定される各種ポルトランドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、あるいはJIS R 5213に規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の混和材混合率にて作製した高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、並びにアルミナセメント等のうちの１種又は２種以上と本願発明のセメント混和材とを併用したものである。
【００１９】
本発明では、本発明のセメント混和材やセメント組成物に、砂、砂利等の骨材の他に、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、セメント急硬材、ベントナイトやゼオライト等の粘土鉱物、ハイドロタルサイト等のイオン交換体等のうちの１種又は２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
【００２０】
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、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。混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ及びナウターミキサ等の使用が可能である。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２２】
実施例１
ＣａＯ原料、Ｆｅ₂Ｏ₃原料、Ａｌ₂Ｏ₃原料及びＣａＳＯ₄原料を配合し、混合粉砕した後、１３５０℃で２時間熱処理して、表１に示すような膨張物質１００部中の各化合物の割合の膨張物質を製造し、ブレーン比表面積３５００±２００ｃｍ²／ｇに粉砕した。これら膨張物質９５部と、デキストリン▲５▼５部とを混合してセメント混和材とし、セメントとセメント混和材からなるセメント組成物１００部に対してセメント混和材を７部使用し、水/セメント組成物比＝５０％、セメント組成物／砂比＝１／３のモルタルを調製して長さ変化率の測定、及びポップアウト試験を行った。その結果を表２に示す。比較例として、市販の膨張材２種類と、遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウを別々に合成したものを混合した膨張物質について同様の実験を行った。
なお、膨張物質を粉末Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により同定し、遊離石灰、Ｃ₄ＡＦ、アウイン及び無水セッコウを主要な構成化合物とすることを確認した。また、化学組成は化学分析により求め、化合物組成は化学分析の結果より、計算によって算出した。
【００２３】
＜使用材料＞
セメント：市販普通ポルトランドセメント
デキストリン▲５▼：市販品、冷水可溶分３０％
水：水道水
砂：ISO679準拠、標準砂
ＣａＯ原料：試薬１級炭酸カルシウム
Ｆｅ₂Ｏ₃原料：試薬１級酸化第二鉄
Ａｌ₂Ｏ₃原料：試薬１級酸化アルミニウム
ＣａＳＯ₄原料：試薬１級無水セッコウ
遊離石灰：ＣａＯ原料を１３５０℃で３時間焼成し合成したもの。
Ｃ₄ＡＦ：ＣａＯ原料４モル、Ａｌ₂Ｏ₃原料１モル、Ｆｅ₂Ｏ₃原料１モルを混合し、１３５０℃で３時間焼成したもの。
アウイン：ＣａＯ原料３モル、Ａｌ₂Ｏ₃原料３モル、ＣａＳＯ₄原料１モルを混合し、１３５０℃で３時間焼成したもの。
無水セッコウ：ＣａＳＯ₄原料を１３５０℃で３時間焼成し合成したもの。
膨張物質a：市販のカルシウムサルホアルミネート系膨張材
膨張物質b：市販の石灰系膨張材
【００２４】
＜測定方法＞
化学分析：JIS R 5202に準じて測定。
化合物組成：まず、遊離石灰含有量をJIS R 5202に準じて測定し、それ以外の化合物については計算によって求めた。すなわち、Ｆｅ₂Ｏ₃量からＣ₄ＡＦ量を算出し、Ａｌ₂Ｏ₃量からアウイン量を算出し、次いで、ＳＯ₃量から無水セッコウ量を算出した。
長さ変化率：JIS A 6202に準じて測定。
ポップアウト試験：セメント混和材以外の材料で予めモルタルを調製しておき、傾胴ミキサにこのモルタルを入れ、１２回転／分の速さでミキサをアジテートしながらセメント混和材を後添加し、１０分間後に排出して、縦５０ｃｍ、横３０ｃｍ、高さ６ｃｍの型枠内へ打設しポップアウト現象を観察した。
モルタル中心部の温度：モルタルを深さ３０ｃｍ、内径１３ｃｍ、厚さ１０ｃｍの発泡スチロール製円筒容器に約３．５リットル入れ、２０℃恒温室中で養生したときのモルタル中心部の最高温度を熱電対で自動的に測定した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
表１、表２より、本発明のセメント混和材を使用したモルタルは、比較例と比べ、ポップアウト現象を防止すると共に、優れた膨張性能と水和熱抑制効果を示していることが判る。
【００２８】
実施例２
実施例１で使用した膨張物質Ｄを使用し、表３に示すようにデキストリンの種類と量を変え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。また、市販の膨張材にデキストリンを配合しないものについて、同様の実験を行った。結果を表３に併記する。
【００２９】
＜使用材料＞
デキストリン▲１▼：市販品、冷水可溶分３％
デキストリン▲２▼：市販品、冷水可溶分４％
デキストリン▲３▼：市販品、冷水可溶分５％
デキストリン▲４▼：市販品、冷水可溶分１０％
デキストリン▲５▼：市販品、冷水可溶分３０％
デキストリン▲６▼：市販品、冷水可溶分５０％
デキストリン▲７▼：市販品、冷水可溶分６９％
デキストリン▲８▼：市販品、冷水可溶分７０％
【００３０】
【表３】

【００３１】
表３より、本発明の冷水可溶分５〜７０％未満のデキストリンを添加したセメント混和材を使用したモルタルは、比較例と比べ、ポップアウト現象を防止すると共に、優れた膨張性能と水和熱抑制効果を示していることが判る。
【００３２】
実施例３
実施例２で使用した膨張物質Ｄ９５部とデキストリン▲５▼５部からなるセメント混和材を使用し、セメント組成物１００部に対するセメント混和材の使用量を表４に示すように変えたこと以外は、実施例２と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００３３】
【表４】

【００３４】
表４より、本発明のセメント混和材を配合したモルタルは、その配合量の増大と共に、ポップアウト現象を防止すると共に、その配合量の増大するに伴い、優れた膨張性能と水和熱抑制効果を示していることが判る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のセメント混和材を使用することによって、コンクリートのポップアウト現象を防止すると共に、優れた膨張性能と水和熱抑制効果を示すことが可能となる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a cement admixture and a cement composition used in the civil engineering and construction industries.
[0002]
[Prior art]
Cement is an indispensable material for forming civil engineering and building structures, and there is no material that can make large structures as cheaply as cement. However, the hardened body using cement has a problem that cracks occur. This crack mainly has the following two causes. One is caused by drying shrinkage, and it has been proposed to use a cement admixture that imparts expansibility to a concrete structure in order to compensate for the drying shrinkage. Here, concrete is a general term for cement, mortar, and concrete. As a cement admixture imparting expansibility, one containing a CaO-Al ₂ O ₃ -SO ₃ compound as an active ingredient is known (Japanese Patent Publication No. 42-21840, Japanese Patent Publication No. 42-19473, (Japanese Patent Publication No. 53-16007). The second cause of cracking is cracking due to heat of hydration. Cracks due to heat of hydration occur when the concrete expands unevenly due to the temperature difference between the inside and near the surface of the concrete, and the tensile stress generated near the surface exceeds the tensile strength of the concrete. Therefore, it is necessary to reduce the heat of hydration.
[0003]
In addition, in the raw plant, the expansion material is introduced into the bag and mixed into the concrete, and in some cases, the expansion material may be shipped without being sufficiently kneaded. In such a case, the expanded material is often in the form of a lump without being uniformly dispersed in the concrete, and in the concrete after curing, the lump-shaped expanded material locally causes abnormal expansion, resulting in a cured body. There is a case where a so-called pop-out phenomenon occurs in which the surface is macroscopically swollen, peeled off or dropped. As a method of preventing the pop-out phenomenon, an inert inorganic powder or the like is mixed in advance in the expansion material, and even if the cement admixture is not sufficiently kneaded, the expansion components do not aggregate and become a lump. A method that allows a certain degree of dispersion to be expected is conceivable. In this method, by adding an inert inorganic powder, the expansion component is diluted, and the amount of cement admixture added to give the required performance is reduced. The problem of increasing will arise.
Recently, the performance required for cement admixtures that impart expansibility has been increasing. That is, the actual situation is that development of a cement admixture that can provide excellent expansion performance even if the mixing ratio is small is awaited. Therefore, a method of increasing the amount of cement admixture for preventing the pop-out phenomenon is not useful. It is necessary to find a method that can prevent the pop-out phenomenon without increasing the amount of the expanded material.
Therefore, in view of such a situation, the present inventors have made various studies to solve the above problems, and as a result, by blending a specific swelling material and dextrin having a cold water soluble content of less than 5 to 70%. Obtaining the knowledge that a cement admixture that can solve the problem is obtained, the present invention has been completed.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a fired product obtained by heat-treating a CaO raw material, an Fe ₂ O ₃ raw material, an Al ₂ O ₃ raw material and a CaSO ₄ raw material, and contains free lime, calcium aluminoferrite, auin and anhydrous gypsum. A cement admixture comprising a swelling material and dextrin having a cold water soluble content of less than 5 to 70%, wherein the dextrin content in the cement admixture is 0.5 to 15% This cement admixture is a cement composition containing cement and the cement admixture according to claim 1.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0006]
The expansion material of the present invention contains free lime, calcium aluminoferrite, auin and anhydrous gypsum, and the ratio is not particularly limited, but in 100 parts of cement admixture, free lime is 30 to 70 parts are preferable, and 40 to 60 parts are more preferable. The calcium aluminoferrite is preferably 5 to 22.5 parts, more preferably 10 to 15 parts. The auin is preferably 5 to 22.5 parts, more preferably 10 to 15 parts. Furthermore, 5-30 parts are preferable and, as for anhydrous gypsum, 10-30 parts are more preferable. If the composition ratio of each compound in the cement admixture is not within the above range, excellent expansion characteristics may not be obtained.
In addition, the part used by this invention and% represent a mass unit.
[0007]
The calcium aluminoferrite of the present invention is a generic term for CaO—Al ₂ O ₃ —Fe ₂ O ₃ compounds and is not particularly limited, but in general, CaO is C, Al ₂ O _3. When A is Fe and Fe ₂ O ₃ is F, compounds such as C ₄ AF and C ₆ A ₂ F are well known. Normally, it can be considered that it exists as C ₄ AF. In the present invention, calcium aluminoferrite is hereinafter abbreviated as C ₄ AF. Further, the Auin of the present invention, the general formula shows the compound represented by _{_{_{3CaO-3Al 2 O 3 -CaSO 4}}} .
[0008]
When manufacturing the cement admixture of the present invention, the CaO raw material, Fe ₂ O ₃ raw material, Al ₂ O ₃ raw material and CaSO ₄ raw material are heat-treated to produce a calcined product made of free lime, C ₄ AF, Auin and anhydrous gypsum. It is synthesized and pulverized. In the case where free lime, C ₄ AF, Auin and anhydrous gypsum are synthesized separately and mixed together, the expansion performance is greatly reduced by storage. It was manufactured by heat-treating CaO raw material, Fe ₂ O ₃ raw material, Al ₂ O ₃ raw material and CaSO ₄ raw material to synthesize a fired product made of free lime, C ₄ AF, Auin and anhydrous gypsum and pulverize it. As a method for confirming whether or not it is, for example, coarse particles of cement admixture, specifically, particles larger than 100 μm are observed with a microscope (SEM-EDS) or the like, and composition analysis is performed. It can be easily determined by confirming that lime, C ₄ AF, Auin and anhydrous gypsum are mixed.
[0009]
Although it is the heat processing temperature at the time of manufacturing the cement admixture of this invention, the range of 1100-1600 degreeC is preferable, and the range of 1200-1500 degreeC is more preferable. If it is less than 1100 degreeC, the expansion performance of the obtained cement admixture is not enough, and when it exceeds 1600 degreeC, anhydrous gypsum may decompose | disassemble.
[0010]
Examples of the CaO raw material include limestone and slaked lime. Examples of the Fe ₂ O ₃ raw material include copper calami and iron powder and commercially available iron oxide. Examples of the Al ₂ O ₃ raw material include bauxite and aluminum residual ash. Furthermore, examples of the CaSO ₄ raw material include dihydrate gypsum, half water gypsum, and anhydrous gypsum.
[0011]
In addition, impurities are present in the expansion material of the present invention. Specific examples thereof include SiO ₂ , MgO, TiO ₂ , P ₂ O ₅ , Na ₂ O, K ₂ O, fluorine, chlorine and the like, and are particularly problematic within a range that does not substantially impede the purpose of the present invention. Of these, among these, SiO ₂ is preferably in the range of less than 0.5 in terms of silicic acid. If the silicic acid ratio is 0.5 or more, an excellent expansion performance may not be obtained. The silicic acid ratio as referred to in the present invention is calculated from the following formula from the amount of SiO _{2, the} amount of Al ₂ O _{3 and the} amount of Fe ₂ O _{3 in} the expansion material.
Silicic acid ratio = SiO ₂ / (Al ₂ O ₃ + Fe ₂ O ₃ )
Further, the amount of SiO ₂ in the expansion material is preferably 5.0% or less, and more preferably 3.0% or less. If it exceeds 5.0%, an excellent expansion performance may not be obtained.
[0012]
The particle size of the expansion material of the present invention is not particularly limited, but usually it is preferably 1500 to 6000 cm ² / g, more preferably 2500 to 4000 cm ² / g in terms of the specific surface area of Blaine. If it is less than 1500 cm < ² > / g, strength development may worsen, and if it exceeds 6000 cm < ² > / g, an excellent expansion performance may not be obtained.
[0013]
The dextrin used in the present invention is generally called a modified starch and is usually obtained by hydrolyzing starch. Of these, acid roasted dextrin obtained by adding dilute acid and decomposing is the most common, obtained by acid dipping method, maltodextrin obtained by enzymatic degradation of starch, British gum obtained without roasting Or one or more of pregelatinized starch obtained by heating a starch to which water has been added, or by rapidly dehydrating and drying an alkalinized or concentrated salt solution. Can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
[0014]
In particular, the cold water soluble content at 20 ° C. is preferably in the range of less than 5 to 70%, and it is more preferable to use the cold water soluble content in the range of 10 to 50%. If the cold water soluble content is less than 5% or 70% or more, sufficient effects of suppressing heat of hydration and preventing pop-out may not be obtained. Cold water soluble content is 70% or more. Here, the cold water soluble content of dextrin means the amount of dextrin dissolved in distilled water at a temperature of 21 ° C. Specifically, 10 g of dextrin is put in a 200 ml flask and the temperature at 21 ° C. Add 150 ml of distilled water, hold at a temperature of 21 ± 1 ° C. for 1 hour, filter, and evaporate the filtrate to dryness. It is.
[0015]
The mixing ratio of the expansion substance and dextrin in the cement admixture of the present invention is not particularly limited, but usually, the expansion substance is preferably 85 to 99.5 parts, and 90 to 97 parts in 100 parts of the cement admixture. Part is more preferred. If the expansion material is less than 85 parts, sufficient expansion performance may not be obtained, and if it exceeds 99.5 parts, sufficient pop-out phenomenon suppression effect or hydration heat suppression effect may not be obtained. is there. The dextrin is preferably 0.5 to 15 parts, more preferably 3 to 10 parts. If it is less than 0.5 part, there may be a case where a sufficient effect of preventing pop-out and a suppression effect of heat of hydration cannot be obtained, and if it exceeds 15 parts, curing failure may occur.
[0016]
Although the particle size of the cement admixture of the present invention is not particularly limited, it is usually preferably 2500 to 6000 cm ² / g, more preferably 3000 to 5000 cm ² / g in terms of Blaine specific surface area. Is less than 2500 cm ² / g, there is a case where the effect of suppressing sufficient pop-out can not be obtained in some cases expanded performance and excellent more than 6000 cm ² / g is not obtained.
[0017]
Although the usage-amount of the cement admixture of this invention is not specifically limited, Usually, 3-12 parts are preferable with respect to 100 parts of cement compositions consisting of cement and a cement admixture, and 5-9 parts. More preferred. If the amount is less than 3 parts, the effect of the present invention may not be sufficiently obtained. If the amount exceeds 12 parts, strength development may be deteriorated.
[0018]
The cement composition of the present invention includes various portland cements specified in JIS R 5210, various mixed cements specified in JIS R 5211, JIS R 5212, or JIS R 5213, and admixtures more than those specified in JIS. A combination of one or more of blast furnace cement, fly ash cement and silica cement, filler cement mixed with limestone powder, alumina cement, etc., and the cement admixture of the present invention. is there.
[0019]
In the present invention, the cement admixture and the cement composition of the present invention include a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, an antifoaming agent, an increase in addition to aggregates such as sand and gravel. One of sticky agent, rust preventive agent, antifreeze agent, shrinkage reducing agent, polymer emulsion, setting agent, cement hardener, clay mineral such as bentonite and zeolite, ion exchanger such as hydrotalcite, etc. Two or more kinds can be used as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.
[0020]
In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. Any existing apparatus can be used as the mixing apparatus, and for example, a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, a Nauter mixer, and the like can be used.
[0021]
【Example】
Hereinafter, description will be made based on examples of the present invention.
[0022]
Example 1
Each compound in 100 parts of the expanded material as shown in Table 1 is prepared by blending CaO raw material, Fe ₂ O ₃ raw material, Al ₂ O ₃ raw material and CaSO ₄ raw material, mixing and pulverizing, and heat-treating at 1350 ° C. for 2 hours. Of the expanded material was pulverized to a Blaine specific surface area of 3500 ± 200 cm ² / g. Mix 95 parts of these expansive substances and 5 parts of dextrin (5) to make a cement admixture, and use 7 parts of cement admixture for 100 parts of cement composition consisting of cement and cement admixture. Mortars with a composition ratio = 50% and a cement composition / sand ratio = 1/3 were prepared, and the length change rate was measured and a pop-out test was performed. The results are shown in Table 2. As a comparative example, a similar experiment was performed on two types of commercially available expansion materials and an expansion material obtained by mixing separately synthesized free lime, C ₄ AF, Auin and anhydrous gypsum.
Incidentally, the expanded material was identified by powder X-ray diffractometry (XRD), free lime, C ₄ AF, it was confirmed that the Auin and anhydrous gypsum and main constituent compounds. The chemical composition was determined by chemical analysis, and the compound composition was calculated by calculation from the result of chemical analysis.
[0023]
<Materials used>
Cement: Commercial ordinary Portland cement dextrin (5): Commercial product, cold water soluble content 30%
Water: Tap water sand: ISO679 standard, Standard sand CaO raw material: Reagent primary calcium carbonate Fe ₂ O ₃ raw material: Reagent primary ferric oxide Al ₂ O ₃ raw material: Reagent primary aluminum oxide CaSO ₄ raw material: Reagent primary Anhydrous gypsum free lime: synthesized by firing CaO raw material at 1350 ° C. for 3 hours.
C ₄ AF: 4 mol of CaO raw material, 1 mol of Al ₂ O ₃ raw material and 1 mol of Fe ₂ O ₃ raw material were mixed and fired at 1350 ° C. for 3 hours.
Auin: A mixture of 3 moles of CaO raw material, 3 moles of Al ₂ O ₃ raw material, and 1 mole of CaSO ₄ raw material, and fired at 1350 ° C. for 3 hours.
Anhydrous gypsum: synthesized by firing CaSO ₄ raw material at 1350 ° C. for 3 hours.
Expansion material a: Commercial calcium sulfoaluminate-based expansion material expansion material b: Commercial lime-based expansion material
<Measurement method>
Chemical analysis: Measured according to JIS R 5202.
Compound composition: First, the free lime content was measured according to JIS R 5202, and other compounds were determined by calculation. That is, the amount of C ₄ AF was calculated from the amount of Fe ₂ O _{3, the} amount of Auin was calculated from the amount of Al ₂ O ₃ , and then the amount of anhydrous gypsum was calculated from the amount of SO ₃ .
Length change rate: Measured according to JIS A 6202.
Pop-out test: A mortar is prepared in advance using a material other than the cement admixture, and the mortar is placed in a tilting mixer, and the cement admixture is added after agitating the mixer at a speed of 12 revolutions / minute. After discharging for a minute, it was placed in a form having a length of 50 cm, a width of 30 cm, and a height of 6 cm, and a pop-out phenomenon was observed.
Temperature of mortar center: About 3.5 liters of mortar in a 30 cm deep polystyrene cylinder with an inner diameter of 13 cm and a thickness of 10 cm, and the maximum temperature of the mortar center when cured in a constant temperature room at 20 ° C. Was measured automatically.
[0025]
[Table 1]

[0026]
[Table 2]

[0027]
From Tables 1 and 2, it can be seen that the mortar using the cement admixture according to the present invention prevents pop-out phenomenon and exhibits excellent expansion performance and hydration heat suppression effect as compared with the comparative example.
[0028]
Example 2
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the swelling substance D used in Example 1 was used and the cement admixture was changed by changing the type and amount of dextrin as shown in Table 3. Moreover, the same experiment was done about what does not mix | blend dextrin with a commercially available expansion | swelling material. The results are also shown in Table 3.
[0029]
<Materials used>
Dextrin (1): Commercial product, 3% soluble in cold water
Dextrin (2): Commercial product, 4% soluble in cold water
Dextrin (3): Commercial product, 5% soluble in cold water
Dextrin (4): Commercial product, 10% cold water soluble component
Dextrin (5): Commercial product, 30% cold water soluble component
Dextrin (6): Commercial product, cold water soluble content 50%
Dextrin (7): Commercial product, cold water soluble content 69%
Dextrin (8): Commercial product, cold water soluble content 70%
[0030]
[Table 3]

[0031]
From Table 3, the mortar using the cement admixture added with dextrin having a cold water soluble content of less than 5 to 70% according to the present invention prevents pop-out phenomenon and has excellent expansion performance and hydration as compared with the comparative example. It turns out that the heat suppression effect is shown.
[0032]
Example 3
Except for using the cement admixture consisting of 95 parts of expansive material D and 5 parts of dextrin (5) used in Example 2, and changing the amount of the cement admixture used for 100 parts of the cement composition as shown in Table 4. The same procedure as in Example 2 was performed. The results are also shown in Table 4.
[0033]
[Table 4]

[0034]
From Table 4, the mortar containing the cement admixture of the present invention prevents the pop-out phenomenon with an increase in the amount of the mixture, and has an excellent expansion performance and an effect of suppressing hydration heat as the amount of the mixture increases. It can be seen that
[0035]
【The invention's effect】
By using the cement admixture of the present invention, it is possible to prevent the pop-out phenomenon of concrete and to exhibit excellent expansion performance and hydration heat suppression effect.

Claims

A calcined material obtained by heat-treating a CaO raw material, an Fe ₂ O ₃ raw material, an Al ₂ O ₃ raw material, and a CaSO ₄ raw material, and an expanded material containing free lime, calcium aluminoferrite, auin and anhydrous gypsum, and cold water A cement admixture comprising dextrin having a soluble content of less than 5 to 70%.

2. The cement admixture according to claim 1, wherein a dextrin content in the cement admixture is 0.5 to 15%.

A cement composition comprising cement and the cement admixture according to claim 1 or 2.