JP4579772B2 - セメント混和材及び超速硬セメント - Google Patents
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Description
より詳しくは、コンクリート製品の早期脱型、補修工事、緊急工事及び一般工事の工期短縮、冬期の強度発現性の向上、ならびに作業性改善による施工品質の向上を図るために使用するセメント混和材及び該混和材を用いた超速硬セメントに関する。
近年、速硬セメント組成物に既調合(予め配合)しておく用途向けに、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、還元性無機化合物及び還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤の使用が提案されている(特許文献1参照)。当該粉末状セメント分散剤を速硬セメント組成物に既調合しておくことにより、速硬性を阻害せず、良好な流動性(作業性)を保持することができるようになった。
従って、本発明は、作業性を低下させることなく長期保存を可能とした速硬セメント組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、該セメント混和材と(G)ポルトランドセメントとを含有する超速硬セメントである。
カルシウムアルミネート類は、本発明のセメント混和剤中30〜80重量%含有することが好ましく、特に、40〜70重量%含有することが好ましい。
さらに、硫酸ナトリウムの効果としては、モルタルやコンクリートとした場合に、液相中の硫酸イオン濃度を上昇させる効果がある。液相中の硫酸イオン濃度が上昇すると、セメント後述するセメント分散剤との競争吸着が生じ、分散剤の吸着量の変動に対する緩衝剤として作用する。従って、長期保存により分散剤の効果が変動しても硫酸ナトリウムの存在により、その効果が干渉され、効果の変動幅を小さくすることができる。但し、硫酸ナトリウムの効果だけでは長期保存性改善には十分でなく、無水硫酸ナトリウムの吸湿効果と併せる必要がある。
また、無水硫酸ナトリウムは、炭酸リチウムと併用することにより、短時間強度をより高めることができるので、好ましい。炭酸リチウムの溶解度はアルカリ塩としては比較的低く、硫酸ナトリウムとの併用により炭酸リチウムの溶解度を上げ、その反応促進効果を増進させるために、短時間強度が増すものと考えられる。短時間強度増進を考慮すると、無水硫酸ナトリウムの添加量は、炭酸リチウム100重量部に対し、50〜200重量部特に、70〜200重量部の範囲内とすることが好ましい。
速硬セメントに使用するプレミックス用分散剤としては、粉末状であることが必須である。水溶液状の分散剤を使用した場合、分散剤中の水分と速硬成分とが反応し、固化してしまう虞があるため、使用できない。粉末状分散剤としては、メラミンスルホン酸系の分散剤やナフタレンスルホン酸系の分散剤は既に存在するが、これらでは、分散能力が低く、速硬性にも悪影響を及ぼす。また、ポリカルボン酸系の分散剤は粉末化が困難であり、粉末化により速硬性や作業性が低下するという問題があった。
しかし、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、還元性無機化合物及び還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤は、他の分散剤と比べて、比較的少ない使用量で、優れた流動性(作業性)を確保することが可能であり、更には速硬性を阻害しないという特長を有する。
(E)粉末状セメント分散剤としては、前期特許文献1記載のものも使用でき、市販品としては、コアフロー NF−100(太平洋マテリアル(株))等が挙げられる。
(A)カルシウムアルミネート類:アルミナセメント(太平洋マテリアル社製、ブレーン比表面積5100cm2/g)
(B)石膏:II型無水石膏(太平洋マテリアル社製、ブレーン比表面積7500cm2/
g)
(C)炭酸リチウム:試薬(関東化学社製)
(D)硫酸ナトリウム:試薬(関東化学社製)及び、その粉砕・分級品
(1)無水硫酸ナトリウム(平均粒子径150μm)
(2)無水硫酸ナトリウム(平均粒子径80μm)
(3)無水硫酸ナトリウム(平均粒子径50μm)
(4)無水硫酸ナトリウム(平均粒子径15μm)
(5)硫酸ナトリウム10水和物
(E)ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物(構成単位(1)〜(4)有する上記共重合体)を主成分とする液に、還元性無機化合物及び還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤:コアフロー NF−100(太平洋マテリアル社製)
(F)遅延剤:クエン酸ナトリウム(試薬、関東化学社製)
(G)ポルトランドセメント:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)の粉砕品(ブレーン比表面積7500cm2/g)
(H)細骨材:北九州市小倉南区産砕砂(比重:2.69):長崎県壱岐郡郷ノ浦沖合海砂(比重:2.59)=3:7(重量比)混合品
(I)水:水道水
上記(A)〜(F)を、表1の配合で、レーディゲミキサを用いて混合し、セメント混和材とした。更に、表1の配合で、セメント混和材と(G)を混合し、速硬セメントとした。
速硬セメント10.0kgと前記(H)15.0kgと前記(I)4.6kgを、20℃恒温度試験室内でハンドミキサを用いて2分間練り混ぜ、モルタル試料とした。
直径5cm、高さ10cmの円柱形試験体を成型し、20℃恒温度試験室内に静置し、JIS A 1108に従って、練り混ぜ後12時間時点の圧縮強度を測定して速硬性の指標とした。
土木学会基準JSCE−F541に従ってJ14ロート流下時間を測定した、10秒以下であれば作業性良好と判断した。また、JIS A 1108に従ってブリーディング率を測定し、練り混ぜ終了直後〜2時間後まで目視でブリーディングの有無を判定し、この間にブリーディングが全く認められないものを、分離無しと判断し、作業性良好とした。ブリーディングが少量でも認められるものは×、全く認められないものを○と表記する。結果を表1に示す。
上記において作業性良好と判断された水準に関しては、速硬セメント25kgを20℃恒温度試験室内に、密封しない状態で静置し、6ヵ月後に上記の作業性評価を再び行い、J14ロート流下時間による評価とブリーディング率での評価がいずれも良好である場合に長期保存性良好と判断した。結果を表1に示す。
一方、硫酸ナトリウム10水和物を用いた場合や、硫酸ナトリウムを用いない場合は、J14ロート流下時間が大きく変動し、ブリーディングも生じるようになることより、作業性の大きな変動が認められ、長期保存により分散剤の分散性能に大きな変化が生じていることが分かった。(比較例1、2)。
Claims (4)
- (A)カルシウムアルミネート類 セメント混和材中30〜80重量%、
(B)石膏 カルシウムアルミネート類100重量部に対して20〜150重量部、
(C)炭酸リチウム カルシウムアルミネート類100重量部に対して1〜15重量部、
(D)無水硫酸ナトリウム カルシウムアルミネート類100重量部に対して1.5〜10重量部、
並びに
(E)ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、亜硫酸塩、亜硝酸塩及びチオ硫酸塩から選ばれる還元性無機化合物並びにアルカノールアミン類、アルキルアミン及びジアミンから選ばれる還元性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉末状セメント分散剤 カルシウムアルミネート類100重量部に対して0.5〜5重量部、
を含有するセメント混和材。 - 更に、(F)遅延剤を含有する請求項1記載のセメント混和材。
- (D)無水硫酸ナトリウムの平均粒子径が100μm以下であり、無水硫酸ナトリウムの量がカルシウムアルミネート類100重量部に対して2重量部以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のセメント混和材。
- 請求項1、2又は3記載のセメント混和材と(G)ポルトランドセメントとを含有する超速硬セメント。
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