JP5603016B2

JP5603016B2 - Cement quick setting agent and cement composition

Info

Publication number: JP5603016B2
Application number: JP2009025905A
Authority: JP
Inventors: 昭俊荒木; 寺島　　勲; 昌浩岩崎; 俊一三島; 貴光室川
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2029-02-06
Also published as: JP2010180109A

Description

本発明は、主に、土木・建築業界で使用されるセメント急結材及びセメント組成物に関する。 The present invention mainly relates to a cement quick-setting material and a cement composition used in the civil engineering and construction industries.

従来、トンネル掘削等において、露出した地山の崩落を防止するために、急結剤をコンクリートに配合した急結コンクリートの吹付工法が行われている（特許文献１参照）。この工法は、通常、掘削工事現場に設置した、セメント、骨材、及び水の計量混合プラントで吹付コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合流管で、他方から圧送した急結剤と混合し、急結性吹付コンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付けるものである。
使用されている急結剤としては、カルシウムアルミネート、アルカリ金属アルミン酸塩及びアルカリ金属炭酸塩等の混合物や、カルシウムアルミネートと３ＣａＯ・ＳｉＯ_２との混合物等が知られている（特許文献２〜５参照）。
急結剤の添加方法は、通常、空気輸送による粉体混合のため、粉塵発生量が多くなる方法であった。そのため、吹付け時には保護眼鏡や防塵マスクなどを着用して作業する必要があり、粉塵量のより少ない工法が求められていた。 Conventionally, in tunnel excavation and the like, in order to prevent collapse of an exposed natural ground, a rapid setting concrete spraying method in which a quick setting agent is mixed with concrete has been performed (see Patent Document 1). This method usually involves preparing sprayed concrete at a cement, aggregate and water metering and mixing plant installed at the excavation site, transporting it with an agitator car, pumping it with a concrete pump, Then, it is mixed with the quick setting agent fed from the other side and sprayed as a quick setting sprayed concrete onto the ground surface until it reaches a predetermined thickness.
Known quick-setting agents include a mixture of calcium aluminate, alkali metal aluminate and alkali metal carbonate, a mixture of calcium aluminate and 3CaO · SiO ₂ , etc. (Patent Document 2). ~ 5).
The method of adding the quick setting agent is usually a method in which the amount of generated dust is increased due to powder mixing by pneumatic transportation. For this reason, it is necessary to wear protective glasses or a dust mask at the time of spraying, and a construction method with a smaller amount of dust has been demanded.

粉塵発生量が少ない工法として、急結剤をスラリー化してセメントコンクリートに添加混合し、吹付け施工する方法が提案されている（特許文献６参照）。急結剤のスラリーは、高アルカリの液体であるため、取り扱いにくく、吹付け時には保護眼鏡や手袋等が必要となり、作業性が低下するという課題があるため、急結剤をスラリー化し、かつ、セメントコンクリートにミョウバン類を配合することにより、作業環境を改善する急結施工方法が提案されている（特許文献７参照）が、工期短縮の面で、強度発現性をさらに向上することが求められた。 As a construction method with a small amount of dust generation, a method is proposed in which a quick setting agent is slurried, added to and mixed with cement concrete, and sprayed (see Patent Document 6). Since the slurry of the quick setting agent is a highly alkaline liquid, it is difficult to handle, and when spraying, protective glasses or gloves are required, and there is a problem that workability is reduced, so the quick setting agent is slurried, and A rapid setting method that improves the working environment by blending alums into cement concrete has been proposed (see Patent Document 7), but it is required to further improve the strength development in terms of shortening the work period. It was.

従来の急結剤は、硬化したセメントコンクリートの収縮量が大きいため、乾燥の影響を受けやすい場所ではひび割れが発生するといった課題があった。ひび割れが発生すると、遮水性が低下したり、地山の補強効果も低減するといった問題が発生する場合がある。 The conventional quick setting agent has a problem that cracking occurs in a place that is easily affected by drying because of a large shrinkage of the hardened cement concrete. If cracks occur, there may be a problem that the water-imperviousness decreases or the effect of reinforcing natural ground is reduced.

一方、ヘクトライトをアルミナセメントに添加することで凝結を促進するセメント組成物が知られている（特許文献８）。 On the other hand, a cement composition that promotes setting by adding hectorite to alumina cement is known (Patent Document 8).

特公昭６０−４１４９号公報Japanese Patent Publication No. 60-4149 特開昭６４−０５１３５１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 64-051351 特公昭５６−２７４５７号公報Japanese Examined Patent Publication No. 56-27457 特開昭６１−０２６５３８号公報JP-A-61-026538 特開昭６３−２１００５０号公報JP 63-2105050 A 特開平０５−１３９８０４号公報JP 05-139804 A 特開平０５−０９７４９１号公報JP 05-097491 A 特開２００７−２２３８７６号公報JP 2007-223876 A

本発明は、モルタルやコンクリートに添加することで低添加でも十分な急結力を与えるセメント急結剤、及びそれを用いたセメント組成物を提供する。 The present invention provides a cement quick-setting agent that can be added to mortar and concrete to give a sufficient quick setting force even with a low addition, and a cement composition using the same.

すなわち、本発明は、（１）リチウム含有ヘクトライトと、ＣaＯ３８〜６０質量％、Ａl_２Ｏ_３４０〜６２質量％の化学組成を有するカルシウムアルミネートとを含有してなり、前記ヘクトライトが前記カルシウムアルミネート１００部に対して２５〜１５０部である、吹付けモルタルや吹付けコンクリート用のセメント急結剤であり、（２）セッコウを含有することを特徴とするセメント急結剤であり、（３）アルカリ金属の炭酸塩、アルミン酸塩、ケイ酸塩から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とするセメント急結剤であり、（４）セメントと該セメント急結剤とを含有するセメント組成物である。 That is, the present invention comprises (1) lithium-containing hectorite and calcium aluminate having a chemical composition of 38 to 60% by mass of CaO and 40 to 62% by mass of Al ₂ O _3. It is a cement quick setting agent for spraying mortar and shotcrete, which is 25 to 150 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate, (2) a cement quick setting agent characterized by containing gypsum, (3) A cement quick setting agent comprising one or more selected from alkali metal carbonates, aluminates, and silicates, and (4) cement and the cement quick setting agent. And a cement composition containing

本発明のセメント急結剤及びセメント組成物を用いることで、低添加で従来と同等以上の急結力を付与することができ、しかも収縮も低減できる。そのため、急結剤を粉体混合しても粉塵発生量が少なく、ひび割れが発生しにくい、吹付けモルタルや吹付けコンクリートが得られる。 By using the cement quick setting agent and the cement composition of the present invention, it is possible to impart a quick setting force equal to or higher than that of conventional ones with low addition, and to reduce shrinkage. Therefore, sprayed mortar and sprayed concrete can be obtained in which the amount of dust generated is small and cracking is unlikely to occur even when the quick setting agent is mixed with powder.

なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。 In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

本発明で使用するヘクトライトとは、リチウムを含有するスメクタイト類に属する粘土鉱物の一種であり、層状構造を有している。その層間には水分子を伴った種々の金属イオンが入っており、層間の金属イオンが交換性を有している。ヘクトライトのＬｉ_２Ｏ含有量は０．７〜２．５％が好ましく、０．７％未満では急結力が小さく、２．５％を超えると効果が頭打ちとなる。
ヘクトライトの使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して２〜１５０部が好ましく、５〜１００部がより好ましい。２部未満では急結力が小さく、１５０部を超えると効果が頭打ちとなる。 The hectorite used in the present invention is a kind of clay mineral belonging to the smectites containing lithium and has a layered structure. Various metal ions with water molecules are contained between the layers, and the metal ions between the layers have exchangeability. The Li ₂ O content of hectorite is preferably 0.7 to 2.5%. If it is less than 0.7%, the rapid setting force is small, and if it exceeds 2.5%, the effect reaches a peak.
The amount of hectorite used is preferably 2 to 150 parts, more preferably 5 to 100 parts, per 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 2 parts, the rapid setting force is small, and if it exceeds 150 parts, the effect reaches a peak.

本発明で使用するカルシウムアルミネートとは、化学組成としてＣａＯ３８〜６０％、Ａｌ_２Ｏ_３４０〜６２％の範囲、より好ましくはＣａＯ４８〜５５％、Ａｌ_２Ｏ_３４５〜５２％の範囲になるように、ＣaＯ原料やＡｌ_２Ｏ_３原料の混合物をキルン焼成や電気炉溶融等の熱処理をして得られるものである。
本発明で使用するカルシウムアルミネートには、ナトリウム、カリウム及びリチウム等のアルカリ金属塩が一部固溶したカルシウムアルミネート、ＳｉＯ_２を含有するカルシウムアルミネート、ＳＯ_３を含有するカルシウムアルミネート等を含む。
これらカルシウムアルミネートの中で、反応活性の点で非晶質のカルシウムアルミネートが好ましい。 The calcium aluminate used in the present invention has a chemical composition in the range of CaO 38-60% and Al ₂ O ₃ 40-62%, more preferably CaO 48-55%, Al ₂ O ₃ 45-52%. In this way, a mixture of a CaO raw material and an Al ₂ O ₃ raw material is obtained by heat treatment such as kiln firing or electric furnace melting.
The calcium aluminate used in the present invention includes calcium aluminate in which alkali metal salts such as sodium, potassium and lithium are partly dissolved, calcium aluminate containing SiO ₂ , calcium aluminate containing SO ₃ and the like. Including.
Among these calcium aluminates, amorphous calcium aluminate is preferable in terms of reaction activity.

本発明で使用するカルシウムアルミネートの粒度は、ブレーン比表面積（以下、ブレーン値という）で３０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましい。３０００ｃｍ^２／ｇ未満だと急結力が低下する場合がある。 The particle size of the calcium aluminate used in the present invention is preferably 3000 cm ² / g or more in terms of a specific surface area (hereinafter referred to as “brain value”). If it is less than 3000 cm ² / g, the rapid setting force may decrease.

本発明で使用するセッコウとは、無水セッコウ、半水セッコウ及びニ水セッコウ等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。強度発現性の点で無水セッコウの使用が好ましい。
セッコウの使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して５〜７０部の範囲が好ましい。 Examples of the gypsum used in the present invention include anhydrous gypsum, semi-water gypsum and dihydrate gypsum, and one or more of these can be used in combination. Use of anhydrous gypsum is preferred in terms of strength development.
The amount of gypsum used is preferably in the range of 5 to 70 parts per 100 parts of calcium aluminate.

本発明で使用するアルカリ金属の炭酸塩とは、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウムが挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。初期強度発現性の点で炭酸ナトリウムの使用が好ましい。
アルカリ金属炭酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して５〜５０部が好ましく、１０〜２０部がより好ましい。５部未満では初期強度の向上は少なく、５０部を超えると凝結性状の点で好ましくない場合がある。 Examples of the alkali metal carbonate used in the present invention include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. One or more of these may be used in combination. it can. Sodium carbonate is preferably used in terms of initial strength development.
The amount of alkali metal carbonate used is preferably 5 to 50 parts, more preferably 10 to 20 parts per 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 5 parts, the improvement of the initial strength is small, and if it exceeds 50 parts, it may be unfavorable in terms of setting properties.

本発明で使用するアルカリ金属のアルミン酸塩とは、アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム及びアルミン酸カリウム挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。適度なこわばりを与える点でアルミン酸ナトリウムの使用が好ましい。
アルミン酸塩のアルカリ金属とアルミの酸化物換算でのモル比（Ｒ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３）は、０．８〜２．０の範囲が好ましい。０．８未満ではこわばり力が小さくなり、２．０を超えるとその効果が頭打ちとなる。アルカリ金属のアルミン酸塩の強熱減量は２０％以下が好ましい。２０％を超えるとこわばり力が低下する場合がある。
アルカリ金属アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して０．５〜２０部が好ましく、２〜１５部がより好ましい。０．５部未満では、こわばりを付与できない場合があり、２０部を超えるとこわばりが強すぎる場合がある。 Examples of the alkali metal aluminate used in the present invention include lithium aluminate, sodium aluminate and potassium aluminate, and one or more of these can be used in combination. The use of sodium aluminate is preferred from the viewpoint of giving an appropriate stiffness.
The molar ratio (R ₂ O / Al ₂ O ₃ ) in terms of oxide of the alkali metal of aluminum and aluminum is preferably in the range of 0.8 to 2.0. If it is less than 0.8, the stiffness is small, and if it exceeds 2.0, the effect reaches its peak. The ignition loss of the alkali metal aluminate is preferably 20% or less. If it exceeds 20%, the stiffness may decrease.
The amount of alkali metal aluminate used is preferably 0.5 to 20 parts, more preferably 2 to 15 parts, per 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 0.5 part, the stiffness may not be imparted, and if it exceeds 20 parts, the stiffness may be too strong.

本発明で使用するアルカリ金属のケイ酸塩とは、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムが挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。初期強度発現性の点でケイ酸ナトリウムの使用が好ましい。
アルカリ金属ケイ酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート１００部に対して１〜３０部が好ましく、２〜２０部がより好ましい。１部未満では、初期強度の向上は少なく、３０部を超えると長期強度発現の点で好ましくない場合がある。 Examples of the alkali metal silicate used in the present invention include lithium silicate, sodium silicate and potassium silicate, and one or more of these can be used in combination. Sodium silicate is preferably used in terms of initial strength development.
The amount of alkali metal silicate used is preferably 1 to 30 parts, more preferably 2 to 20 parts per 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 1 part, the improvement of initial strength is small, and if it exceeds 30 parts, it may not be preferable in terms of long-term strength expression.

本発明のセメント急結剤の使用量は、セメント１００部に対して０．２〜１５部が好ましく、１〜６部がより好ましい。０．２部未満では、急結力が小さく、１５部を超えると強度発現の点で好ましくない場合がある。 The amount of the cement quick setting agent of the present invention is preferably 0.2 to 15 parts, more preferably 1 to 6 parts, relative to 100 parts of cement. If it is less than 0.2 parts, the rapid setting force is small, and if it exceeds 15 parts, it may not be preferable in terms of strength development.

セメントは、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、またはシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などを混合したフィラーセメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）等のポルトランドセメントが挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上が使用可能である。 Cement can be used for various Portland cements such as normal, early strength, ultra-early strength, low heat and moderate heat, mixed blast furnace slag, fly ash, silica mixed with these Portland cements, limestone powder and blast furnace chilled slag. Examples include Portland cement such as filler cement mixed with fine powder, environmentally friendly cement (eco-cement) manufactured from municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash, and one or more of these Can be used.

本発明のセメント急結剤及びそれを用いたセメント組成物は、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部あるいは全部を混合しておいても差し支えない。 In the cement quick setting agent of the present invention and the cement composition using the same, the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance.

本発明では、砂等の細骨材、砂利等の粗骨材、減水剤やＡＥ減水剤や高性能減水剤や高性能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、凝結促進剤、硫酸アルミニウムやアクリル酸エステルを成分とする可塑剤、ベントナイト等の粘土鉱物やハイドロタルサイト等のアニオン交換体等の各種添加剤、高炉水砕スラグ微粉末や高炉徐冷スラグ微粉末や石灰石微粉末やフライアッシュやシリカフューム等の混和材料等からなる群のうちの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併用することが可能である。 In the present invention, fine aggregates such as sand, coarse aggregates such as gravel, water reducing agents, AE water reducing agents, high performance water reducing agents, high performance AE water reducing agents, antifoaming agents, thickeners, rust preventive agents, antifreeze agents , Shrinkage reducing agents, polymer emulsions, setting accelerators, plasticizers composed of aluminum sulfate and acrylic acid esters, clay minerals such as bentonite and anion exchangers such as hydrotalcite, granulated blast furnace slag One or more of the group consisting of fine powder, blast furnace slow-cooled slag fine powder, limestone fine powder, fly ash, silica fume and other admixtures are used in a range that does not substantially impair the object of the present invention. Is possible.

「実施例１」
表１、２、３に示す各種のカルシウムアルミネート（ＣＡ）１００部と、ヘクトライトを表１に示すように混合しセメント急結剤を調製した。別途、ＪＩＳモルタルを用意し、１分間モルタルミキサーで練り混ぜた。その後、練り混ぜたモルタル中のセメント１００部に対してセメント急結剤を３部となるように加え、高速で１０秒間練り混ぜ、プロクター貫入抵抗試験、圧縮強度測定用試験体の作製と測定、乾燥収縮試験を実施した。
また、比較例として市販の急結剤を同量使用した場合についても試験を行った。結果を表１、２、３に示す。 "Example 1"
100 parts of various calcium aluminates (CA) shown in Tables 1, 2, and 3 and hectorite were mixed as shown in Table 1 to prepare cement quick setting agents. Separately, JIS mortar was prepared and kneaded with a mortar mixer for 1 minute. Thereafter, the cement quick-setting agent is added to 3 parts to 100 parts of cement in the kneaded mortar, kneaded at a high speed for 10 seconds, Procter penetration resistance test, preparation and measurement of a specimen for measuring compressive strength, A dry shrinkage test was performed.
As a comparative example, the same amount of a commercially available quick-setting agent was used. The results are shown in Tables 1, 2, and 3.

＜使用材料＞
ヘクトライトａ：市販品、Ｌｉ_２Ｏ含有量１．２％
ヘクトライトｂ：市販品、Ｌｉ_２Ｏ含有量０．７％
ヘクトライトｃ：市販品、Ｌｉ_２Ｏ含有量２．５％
ヘクトライトｄ：市販品、Ｌｉ_２Ｏ含有量０．５％
ヘクトライトｅ：市販品、Ｌｉ_２Ｏ含有量３．１％
カルシウムアルミネートＡ：ＣａＯ：３８％、Ａｌ_２Ｏ_３：６２％となるように電気炉で焼成したもの、ブレーン値５６００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネートＢ：ＣａＯ：４８％、Ａｌ_２Ｏ_３：５２％となるように電気炉で焼成したもの、ブレーン値５８００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネートＣ：ＣａＯ：５５％、Ａｌ_２Ｏ_３：４５％となるように電気炉で焼成したもの、ブレーン値５７００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネートＤ：ＣａＯ：６０％、Ａｌ_２Ｏ_３：４０％となるように電気炉で焼成したもの、ブレーン値５６００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネートＥ：アルミナセメント１号、ＣａＯ：３６％、Ａｌ_２Ｏ_３：５５％、ブレーン値５０００ｃｍ^２／ｇ
セメント：市販普通ポルトランドセメント
砂：標準砂
水：水道水
急結剤Ａ：アルミン酸塩系液体急結剤、主成分：アルカリ金属アルミン酸塩、市販品
急結剤Ｂ：水溶性アルミニウム塩系急結剤（アルカリフリータイプ）、主成分：アルミニウムの硫酸塩、市販品
急結剤Ｃ：カルシウムアルミネート系急結剤、主成分：カルシウムアルミネート−アルカリ金属アルミン酸塩、市販品
急結剤Ｄ：カルシウムサルホアルミネート系急結剤、主成分：カルシウムアルミネート−セッコウ−アルカリ金属アルミン酸塩、市販品 <Materials used>
Hectorite a: Commercial product, Li ₂ O content 1.2%
Hectorite b: Commercial product, Li ₂ O content 0.7%
Hectorite c: Commercial product, Li ₂ O content 2.5%
Hectorite d: Commercial product, Li ₂ O content 0.5%
Hectorite e: Commercial product, Li ₂ O content 3.1%
Calcium aluminate A: CaO: 38%, Al ₂ O ₃ : 62% fired in an electric furnace, brain value 5600 cm ² / g
Calcinated aluminate B: CaO: 48%, Al ₂ O ₃ : 52% fired in an electric furnace, brain value 5800 cm ² / g
Calcium aluminate C: CaO: 55%, Al ₂ O ₃ : 45% fired in an electric furnace, brain value 5700 cm ² / g
Calcinated aluminate D: CaO: 60%, Al ₂ O ₃ : 40% fired in an electric furnace, brain value 5600 cm ² / g
Calcium aluminate E: Alumina cement No. 1, CaO: 36%, Al ₂ O ₃ : 55%, Blaine value 5000 cm ² / g
Cement: Commercial ordinary Portland cement sand: Standard sand water: Tap water quick setting agent A: Aluminate liquid quick setting agent, Main component: Alkali metal aluminate, Commercial product quick setting agent B: Water-soluble aluminum salt quick setting agent Binder (alkali-free type), main component: aluminum sulfate, commercial product quick setting agent C: calcium aluminate-based quick setting agent, main component: calcium aluminate-alkali metal aluminate, commercial product quick setting agent D : Calcium sulfoaluminate-based quick-setting agent, main component: calcium aluminate-gypsum-alkali metal aluminate, commercial product

（試験方法）
プロクター貫入抵抗試験：セメント急結剤を混合し１０秒間練り混ぜたモルタルを素早く厚さ５ｃｍ縦２０ｃｍ×横１５ｃｍの型枠に詰め、表面を均してプロクター貫入抵抗試験機で始発時間と終結時間を確認した。貫入抵抗値の測定時間は練混ぜから４５秒を初期値とし１２０秒まで１５秒間隔で測定し、それ以降は６０秒間隔で測定した。得られた時間と貫入抵抗値の関係より、抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ^２に達した時間を始発、抵抗値が２８Ｎ／ｍｍ^２に達した時間を終結とした。試験方法はＪＳＣＥＤ１０２に準拠した。
圧縮強度：セメント急結剤を混合し１０秒間練り混ぜたモルタルをテーブルバイブレーターに載せた４×４×１６ｃｍの三連型枠に素早く詰め、表面を均して作製した。測定はＪＩＳＲ５２０１に準拠した。
乾燥収縮試験：圧縮強度用試験体の作製と同様にテーブルバイブレーターに載せた専用型枠に詰めて測定した。材齢１日後脱型し基長を行い、温度２０℃、湿度６０％の室内で２８日間養生後、収縮量を測定した。測定はＪＩＳＲ１１２９−３（ダイヤルゲージ法）に準拠した。 (Test method)
Proctor penetration resistance test: A mortar mixed with a cement quick-setting agent and kneaded for 10 seconds is quickly packed into a 5cm thick 20cm x 15cm wide formwork, and the surface is leveled to start and end time with a Procter penetration resistance tester. It was confirmed. The measurement time of the penetration resistance value was 45 seconds after mixing, measured at intervals of 15 seconds up to 120 seconds, and thereafter measured at intervals of 60 seconds. The relationship of the obtained time and penetration resistance, initial set time of resistance value reaches 3.5 N / mm ^2, the resistance value was terminated time reached 28N / mm ^2. The test method was based on JSCE D102.
Compressive strength: A mortar mixed with a cement quick-setting agent and kneaded for 10 seconds was quickly packed into a 4 × 4 × 16 cm triple form on a table vibrator, and the surface was leveled. The measurement was based on JIS R5201.
Drying shrinkage test: Measured by packing in a dedicated mold placed on a table vibrator in the same manner as the preparation of the test specimen for compressive strength. After 1 day of age, the mold was removed and the base length was determined. After curing in a room at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% for 28 days, the amount of shrinkage was measured. The measurement was based on JIS R 1129-3 (dial gauge method).

「実施例２」
実験No.1-37のセメント急結剤のカルシウムアルミネート１００部に対してさらにセッコウを表４に示すように加えセメント急結剤としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に示す。 "Example 2"
It was carried out in the same manner as in Example 1 except that 100 parts of calcium aluminate as a cement quick-setting agent of Experiment No. 1-37 was further added as shown in Table 4 to obtain a cement quick-setting agent. The results are shown in Table 4.

（使用材料）
セッコウ：試薬１級、無水セッコウ、市販品 (Materials used)
Gypsum: Grade 1 reagent, anhydrous gypsum, commercial product

「実施例３」
実験No.1-37のセメント急結剤のカルシウムアルミネート１００部に対してさらに炭酸塩、アルミン酸塩、ケイ酸塩、セッコウを表５に示すように加えセメント急結剤としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。 "Example 3"
Except for adding calcium carbonate, aluminate, silicate and gypsum as shown in Table 5 to 100 parts of calcium aluminate as the cement quickener of Experiment No. 1-37. The same operation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 5.

（使用材料）
炭酸塩：試薬１級炭酸ナトリウム、市販品
アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、モル比１．３、強熱減量１１％、市販品
ケイ酸塩：試薬１級品、ケイ酸ナトリウム、市販品 (Materials used)
Carbonate: reagent grade 1 sodium carbonate, commercial product aluminate: sodium aluminate, molar ratio 1.3, loss on ignition 11%, commercial product silicate: reagent grade 1 product, sodium silicate, commercial product

「実施例４」
実験No.2-3のセメント急結剤をセメント１００部に対して表６に示すように添加したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表６に示す。 Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the cement quick setting agent of Experiment No. 2-3 was added to 100 parts of cement as shown in Table 6. The results are shown in Table 6.

「実施例５」
各材料の単位量、セメント４００ｋｇ／ｍ^３、細骨材１，０５８ｋｇ／ｍ^３、粗骨材７１０ｋｇ／ｍ^３、水２００ｋｇ／ｍ^３、及び高性能減水剤４ｋｇ／ｍ^３として吹付けコンクリートを調製し、この吹付けコンクリートを吹付け圧力０．４ＭＰａ、吹付け速度１０ｍ^３／ｈの条件下で、コンクリート圧送機「ＭＫＷ−２５ＳＭＴ」によりポンプ圧送した。セメント急結剤を合流するＹ字管から３ｍ後方の位置で圧縮空気を導入してコンクリート空気搬送した。一方、実験No.1-18、2-2、3-23のセメント急結剤をセメントに対して表６に示すように、圧送圧力０．５ＭＰａの条件下で、急結剤添加装置「ナトムクリート」を用いて空気圧送し、途中に設けたＹ字管で合流混合して吹き付けた。この急結性吹付けコンクリートについてコンクリート圧縮強度、リバウンド率、及び粉塵量を測定した。結果を表７に示す。
なお、比較のために、セメント急結剤として同量の市販されている急結剤での試験を行った。 "Example 5"
Shot concrete is used as unit amount of each material, cement 400kg / m ³ , fine aggregate 1,058kg / m ³ , coarse aggregate 710kg / m ³ , water 200kg / m ³ , and high-performance water reducing agent 4kg / m ³ The sprayed concrete was pumped by a concrete pumping machine “MKW-25SMT” under conditions of a spraying pressure of 0.4 MPa and a spraying speed of 10 m ³ / h. Compressed air was introduced at a position 3 m behind the Y-shaped pipe where the cement quickener was joined, and the concrete air was conveyed. On the other hand, as shown in Table 6 for the cement quick setting agents of Experiment Nos. 1-18, 2-2, and 3-23, as shown in Table 6, the quick setting agent adding device “NATOM” Pneumatically fed using a cleat, mixed and mixed with a Y-shaped tube provided in the middle, and sprayed. Concrete compression strength, rebound rate, and amount of dust were measured for this quick setting shot concrete. The results are shown in Table 7.
For comparison, a test was conducted with the same amount of a commercial quick-setting agent as a cement quick-setting agent.

（使用材料）
高性能減水剤：ポリカルボン酸系、市販品
粗骨材：新潟県糸魚川市姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６６、最大寸法１０ｍｍ
細骨材：新潟県糸魚川市姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６２
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品 (Materials used)
High-performance water reducing agent: polycarboxylic acid, commercially available coarse aggregate: Himekawa Sakegawa gravel, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry state, specific gravity 2.66, maximum dimension 10mm
Fine aggregate: Himekawa Sakegawa gravel, Itoigawa city, Niigata prefecture, surface dry condition, specific gravity 2.62
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product

（測定方法）
コンクリート圧縮強度：材齢３時間、２４時間の圧縮強度は、幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠に設置したピンを、プルアウト型枠表面から急結性吹付けコンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜き、その時の引き抜き強度を求め、（圧縮強度）＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面積）の式から圧縮強度を算出した。材齢１日以降の圧縮強度は、幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に急結性吹付けコンクリートを吹付け、採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体を２０トン耐圧機で測定し、圧縮強度を求めた。
リバウンド率：急結性吹付けコンクリートを１０ｍ^３／ｈの圧送速度で１０分間、鉄板でアーチ状に作成した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。その後、（リバウンド率）＝（模擬トンネルに付着せずに落下した急結性吹付けコンクリートの量）／（模擬トンネルに吹付けた急結性吹付けコンクリートの量）×１００（％）で算出した。
粉塵量：急結性吹付けコンクリートを１０ｍ^３／ｈの圧送速度で１０分間、模擬トンネルに吹付けた。吹付け場所より５ｍの定位置で粉塵量を粉塵計（柴田化学株式会社、測定範囲０．０１〜１００ｍｇ／ｍ³、Ｐ−５Ｌ型）により測定した。 (Measuring method)
Concrete compressive strength: The compressive strength at the age of 3 hours and 24 hours is to cover the pin placed on the pull-out formwork 25cm wide x 25cm long with the quick-setting shotcrete from the surface of the pullout formwork. The pin was pulled out from the back side, the pulling strength at that time was determined, and the compressive strength was calculated from the formula of (compressive strength) = (pullout strength) × 4 / (test specimen contact area). The compressive strength after 1 day of age is 20 tons pressure-resistant machine by spraying quick setting sprayed concrete on a form of width 50cm x length 50cm x thickness 20cm, and collecting the specimen 5cm in diameter x 10cm in length. And the compressive strength was determined.
Rebound rate: Quick setting shotcrete was sprayed on a simulated tunnel having a height of 3.5 m and a width of 2.5 m created in an arch shape with an iron plate at a pumping speed of 10 m ³ / h for 10 minutes. After that, (Rebound rate) = (Amount of quick setting sprayed concrete dropped without adhering to the simulated tunnel) / (Amount of quick setting shot concrete sprayed to the simulated tunnel) x 100 (%) did.
Dust amount: Quick setting shot concrete was sprayed to the simulated tunnel at a pumping speed of 10 m ³ / h for 10 minutes. The amount of dust was measured with a dust meter (Shibata Chemical Co., Ltd., measurement range 0.01-100 mg / m ³ , P-5L type) at a fixed position of 5 m from the spraying place.

本発明のセメント急結剤及びセメント組成物を用いることで、低添加で従来と同等以上の急結力を付与することができ、しかも収縮も低減できる。そのため、粉体混合しても粉塵発生量が少なく、ひび割れが発生しにくい、環境に配慮した高品質な吹付けコンクリートやモルタルを施工できる。したがって、土木、建築分野で広範に使用することができる。 By using the cement quick setting agent and the cement composition of the present invention, it is possible to impart a quick setting force equal to or higher than that of conventional ones with low addition, and to reduce shrinkage. Therefore, it is possible to construct high-quality shotcrete and mortar that are environmentally friendly and that generate little dust and are less likely to crack when mixed. Therefore, it can be widely used in the civil engineering and construction fields.

Claims

Lithium-containing hectorite and calcium aluminate having a chemical composition of 38 to 60% by mass of CaO and 40 to 62% by mass of Al ₂ O ₃ , wherein the hectorite is based on 100 parts by mass of the calcium aluminate. Cement quick setting agent for sprayed mortar and sprayed concrete which is 25 to 150 parts by mass.

The cement quick-setting agent according to claim 1, which contains gypsum.

The cement quick setting agent according to claim 1 or 2, comprising one or more selected from alkali metal carbonates, aluminates and silicates.

The cement composition containing a cement and the cement quick setting agent of any one of Claims 1-3.