JP5072541B2 - 石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材、並びにこれを含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物および吹付材料 - Google Patents
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Description
また、本発明は、石炭灰粉末をセメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて含有しても、石炭灰粉末を含有しないセメント組成物に比べて著しく初期強度が低下することがない石炭灰粉末高含有セメント組成物および吹付材料を提供することを目的とする。即ち、高い初期強度が得られる石炭灰粉末高含有セメント組成物および吹付材料を提供することを目的とする。
即ち、本発明は、以下の(1)の石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材、(2)〜(5)の石炭灰粉末高含有セメント組成物、並びに(6)の吹付材料である。
(1)セメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物に用いられる混和材であって、(A)石膏と(B)エトリンガイト系急硬剤を、石膏中のSO3とエトリンガイト系急硬剤中のAl2O3のモル比SO3/Al2O3が1.9以上となる量比で含有し、且つエトリンガイト系急硬剤が、カルシウムアルミネート類並びに炭酸塩及び/又はカルシウムアルミネート類以外のアルミン酸塩を含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材。
(2)石炭灰粉末及びセメントと、上記(1)の石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材とを含有し、且つセメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物。
(3)石膏が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対してSO3換算で3〜14重量部であることを特徴とする上記(2)の石炭灰粉末高含有セメント組成物。
(4)エトリンガイト系急硬剤が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対して2〜17重量部であることを特徴とする上記(2)または上記(3)の石炭灰粉末高含有セメント組成物。
(5)石炭灰粉末、セメント、石膏及びエトリンガイト系急硬剤を含有し、且つセメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物であって、石膏が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対してSO3換算で3〜14重量部、且つエトリンガイト系急硬剤が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対して2〜17重量部であり、且つエトリンガイト系急硬剤が、カルシウムアルミネート類並びに炭酸塩及び/又はカルシウムアルミネート類以外のアルミン酸塩を含有する石炭灰粉末高含有セメント組成物。
(6)上記(2)〜上記(5)何れか一の石炭灰粉末高含有セメント組成物からなる吹付材料。
本発明でいう「石炭灰粉末高含有セメント組成物」とは、セメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有するセメント組成物のことをいう。即ち、セメントと石炭灰粉末を含有し、且つセメントと石炭灰粉末の合計100重量部に対し、石炭灰粉末を50重量部を超え含有するセメント組成物のことをいう。また、本発明でいう「石炭灰粉末」とは、石炭の燃焼により発電する火力発電設備から排出される石炭灰の粉末のことを云い、クリンカーアッシュ(炉底灰)、粗粒アッシュ(シンダーアッシュ)又はフライアッシュを、そのままのもの、或いは分級又は/及び粉砕したものでブレーン比表面積が1500cm2/g以上のものをいう。
また、石膏の粉末度は、より高い初期強度が得られることから、ブレーン比表面積で3000cm2/g以上が好ましく、4000〜10000cm2/gがより好ましい。
さらに、無水石膏の内、石膏ボード廃材に代表される石膏廃材を加熱処理してなるブレーン比表面積で8000cm2/g以上のII型無水石膏が好ましい。石膏廃材からII型無水石膏を得る方法としては、石膏廃材を破砕または粉砕した後に、350℃以上の温度で焼成し、粉末を得ることが好ましい。石膏廃材を破砕または粉砕せずに焼成を行なうと、石膏廃材中に含まれる水分や紙成分等が残存しやすく、また、焼成後に粉砕を行なっても分級等の処理を行なわないとブレーン比表面積8000cm2/g以上に調整することが困難である。
[使用材料]
水:上水道水
セメント:普通ポルトランドセメント(密度:3.16g/cm3,SO3量:2.2重量%(セメント中の石膏に起因するSO3量))
石炭灰:JIS II種品のフライアッシュ(密度:2.20g/cm3,ブレーン比表面積:3120cm2/g)
細骨材:陸砂(密度:2.61g/cm3,粗粒率:3.13)
粗骨材:砕石(密度:2.62g/cm3,最大寸法:10mm)
石膏1:II型無水石膏(密度:2.80cm3,ブレーン比表面積:8000cm2/g,SO3量:58.5重量%)
急硬剤1:12CaO・7Al2O3組成の非晶質からなるカルシウムアルミネート粉末と炭酸ナトリウムを重量比率で90:10とした混合物(Al2O3量:46重量%)
急硬剤2:12CaO・7Al2O3組成の非晶質からなるカルシウムアルミネート粉末と炭酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウム粉末を重量比率で90:5:5とした混合物(Al2O3量:49重量%)
増粘剤:商品名「ハイメトローズ90SH30000」(信越化学工業社製)
モルタルによる初期強度試験
内径15cm、深さ30cmの円筒型ポリ容器に急硬剤を除く表1の各配合の材料を投入し、直径11cmの撹拌羽付ハンドミキサを用いて1000rpmの回転数で1分間混合しモルタルを製造した後、30分間静置した。静置したモルタルを1分間さらに混合し、表1に示す急硬材を添加して10秒間攪拌し、40×40×160mmの型枠に流し込み、表面仕上げを行なった後、20℃、相対湿度100%の条件下で試験材齢まで養生を行なった。
結果を表2に示す。
コンクリートによる吹付試験
表3に示す配合のベースコンクリートを容量100リットルのパン型ミキサで練混ぜ製造した。練混ぜ方法は、粗骨材、細骨材の一部、セメント、石炭灰、石膏、細骨材の残りの順序でミキサ内に投入し、15秒間混合した後に、水をミキサ内に投入し、更に2分間練混ぜた。
製造したベースコンクリートを吹付け装置(商品名「アリバ260」)を使用して圧送し、別途急結剤供給装置(日本プライブリコ(株)製,商品名「Qガン」)を使用して圧送したエトリンガイト系急硬剤(急硬剤2を25kg/m3)とY字管で合流混合させて、急硬性コンクリート即ち石炭灰粉末高含有セメント組成物の混練物を製造した。
モルタルによる初期強度試験
[使用材料]
水:上水道水
セメント:普通ポルトランドセメント(密度:3.16g/cm3,SO3量:2.2重量%(セメント中の石膏に起因するSO3量))
石炭灰:JIS II種品のフライアッシュ(密度:2.15g/cm3,ブレーン比表面積:2980cm2/g)
細骨材:陸砂(密度:2.61g/cm3,粗粒率:3.13)
粗骨材:砕石(密度:2.62g/cm3,最大寸法:10mm)
石膏2:廃石膏ボードを加熱処理して得たII型無水石膏(密度:2.75g/cm3,ブレーン比表面積:12500cm2/g,SO3量:56.8重量%)
急硬剤3:12CaO・7Al2O3組成の非晶質からなるカルシウムアルミネート粉末と炭酸ナトリウムを重量比率で90:10とした混合物(Al2O3量:46重量%)
急硬剤4:12CaO・7Al2O3組成の非晶質からなるカルシウムアルミネート粉末(Al2O3量:51重量%)
増粘剤:商品名「ハイメトローズ90SH30000」(信越化学工業社製)
結果を表5に示す。
また、本発明の吹付け材料は、地山等に吹き付後の初期強度が高いので、トンネル等のコンクリートを吹き付ける建設工事に好適に用いることができる。
さらに、吹き付後の吹付材料の初期強度が高いので、工期を短くする必要のある建設工事に特に好適に用いることができる。
Claims (3)
- セメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有する、吹付材料を得るための石炭灰粉末高含有セメント組成物に用いられる混和材であって、
(A)石膏と(B)エトリンガイト系急硬剤を、石膏中のSO3とエトリンガイト系急硬剤中のAl2O3のモル比SO3/Al2O3が1.9〜3.5となる量比で含有し、且つ
エトリンガイト系急硬剤が、カルシウムアルミネート類並びに炭酸塩及び/又はカルシウムアルミネート類以外のアルミン酸塩を含有する、吹付材料を得るための石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材。 - 石炭灰粉末及びセメントと、請求項1記載の石炭灰粉末高含有セメント組成物用混和材とを含有し、且つセメントと石炭灰粉末の合計の50重量%を超えて石炭灰粉末を含有する、吹付材料を得るための石炭灰粉末高含有セメント組成物であって、石膏が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対してSO 3 換算で3〜14重量部、エトリンガイト系急硬剤が、セメント、石炭灰粉末、石膏及びエトリンガイト系急硬剤の合計100重量部に対して2〜17重量部であり、且つエトリンガイト系急硬剤が、カルシウムアルミネート類並びに炭酸塩及び/又はカルシウムアルミネート類以外のアルミン酸塩を含有する、吹付材料を得るための石炭灰粉末高含有セメント組成物。
- 請求項1又は2に記載の石炭灰粉末高含有セメント組成物からなる吹付材料。
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