JP5846494B2 - Cement composition and concrete composition - Google Patents
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Description
本発明は、水と混練された後においても、適度な流動性を保持するセメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたコンクリート組成物に関する。 The present invention relates to a cement composition that retains moderate fluidity even after being kneaded with water, and a concrete composition using the cement composition.
セメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたコンクリート組成物（以下、セメント組成物等と記す）は、水分と混練された際に適度な流動性を有することが必要とされる。このような流動性の調整は、セメント組成物が水和反応によって凝結するまでの時間を調整することで行われる。凝結（水和反応）が始まるまでの時間は、一般的に、セメント組成物等と水分とを混練する際の水分量や、混和剤として用いられる減水剤の含有量等を調整することが可能である。 A cement composition and a concrete composition using the cement composition (hereinafter referred to as a cement composition or the like) are required to have appropriate fluidity when kneaded with moisture. Such fluidity adjustment is performed by adjusting the time until the cement composition is set by the hydration reaction. In general, the time to start the coagulation (hydration reaction) can be adjusted by adjusting the water content when kneading the cement composition and water, and the content of water reducing agent used as an admixture. It is.
また、上記のように、凝結が始まるまでの時間を調節した場合であっても、セメント組成物等と水とを混練した後、比較的早期に、混練物の流動性が低下する場合がある。斯かる流動性の低下は、セメント組成物の凝結によるものではなく、セメント組成物に含有されている半水石膏と水分とが反応し、急激に二水石膏を析出することで生じるものである。斯かる流動性の低下は、セメント組成物に凝結が生じる前に生じるものであり、一般的に偽凝結と言われている。このような偽凝結を抑制する方法としては、セメント組成物を製造する際に生成される半水石膏の量（半水化率）を調整する方法が提案されている（特許文献１参照）。該半水化率は、セメント組成物中の石膏成分の合計量に対する半水石膏の割合である。 In addition, as described above, even when the time until the setting starts is adjusted, the fluidity of the kneaded product may decrease relatively early after the cement composition and water are kneaded. . Such a decrease in fluidity is not caused by the condensation of the cement composition, but is caused by the reaction between hemihydrate gypsum and moisture contained in the cement composition and abrupt precipitation of dihydrate gypsum. . Such a decrease in fluidity occurs before setting occurs in the cement composition, and is generally referred to as false setting. As a method for suppressing such false setting, a method of adjusting the amount of hemihydrate gypsum (hemihydrate ratio) produced when producing a cement composition has been proposed (see Patent Document 1). The hemihydrate rate is the ratio of hemihydrate gypsum to the total amount of gypsum components in the cement composition.
ここで、半水石膏は、セメント組成物を製造する際に生成されるものである。具体的には、半水石膏は、セメントクリンカーと石膏成分とが粉砕される際に生じる熱（粉砕熱）によって、石膏成分中の二水石膏が水分子を失うことで生成される。このため、粉砕熱の発生を抑制し、半水石膏の生成を抑制することで、半水化率を低減し、偽凝結を抑制することが考えられる。しかしながら、半水石膏の生成を効果的に抑制できる程度に粉砕熱を制御することは、一般的に困難である。 Here, hemihydrate gypsum is produced when a cement composition is produced. Specifically, hemihydrate gypsum is produced by dihydric gypsum in the gypsum component losing water molecules due to heat generated when the cement clinker and the gypsum component are pulverized. For this reason, it is conceivable that the generation of pulverization heat is suppressed and the generation of hemihydrate gypsum is suppressed, thereby reducing the half water conversion rate and suppressing false condensation. However, it is generally difficult to control the heat of grinding to such an extent that the production of hemihydrate gypsum can be effectively suppressed.
また、セメント組成物を製造する際に、セメントクリンカーと共に粉砕する石膏成分の総量を低減することで、生成する半水石膏の量を低減することも考えられる。しかしながら、石膏成分の総量を低減すると、混練物が硬化して形成された硬化体の強度が低下したり、硬化体の乾燥収縮が大きくなったりする等、硬化体の物性を低下させる要因になる。また、半水石膏の含有量を低減すると、Ｃ3Ａの水和反応を遅延させることが困難となり、混練物の凝結が早期に生じ、混練物の流動性が低下し易くなる。 It is also conceivable to reduce the amount of hemihydrate gypsum produced by reducing the total amount of gypsum components to be ground together with the cement clinker when producing the cement composition. However, if the total amount of the gypsum component is reduced, the strength of the cured product formed by curing the kneaded product may be reduced, or the drying shrinkage of the cured product may be increased. . Further, when the content of hemihydrate gypsum is reduced, it becomes difficult to delay the hydration reaction of C 3 A, and the kneaded product is agglomerated at an early stage, and the fluidity of the kneaded product tends to be lowered.
また、セメント組成物に含有されるＣ3Ａは、セメント組成物が水と混練された際に、半水石膏と反応して、半水石膏を消費する。このため、Ｃ3Ａの存在によってセメント組成物における半水化率が低減される。しかしながら、Ｃ3Ａは、水和熱が高いため、Ｃ3Ａの含有量を増加させて半水石膏の消費を向上させようとした場合、水和熱が高くなり、混練物が硬化して形成された硬化体にひび割れを生じさせる要因となる。その反面、水和熱を低減するべくＣ3Ａの含有量を比較的低く設定すると、Ｃ3Ａに対する半水石膏の割合が増加し、偽凝結が生じ易くなる。 Further, C 3 A contained in the cement composition reacts with the half-water gypsum when the cement composition is kneaded with water and consumes the half-water gypsum. Therefore, hemihydrate rate is reduced in the cement composition by the presence of C 3 A. However, since C 3 A has a high heat of hydration, when the content of C 3 A is increased to improve the consumption of hemihydrate gypsum, the heat of hydration increases and the kneaded product is cured. It becomes a factor which produces a crack in the formed hardening body. On the other hand, if the content of C 3 A is set to be relatively low in order to reduce the heat of hydration, the ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A increases and false condensation tends to occur.
そこで、本発明は、セメント組成物等と水とが混練されて硬化することで形成された硬化体の物性を維持しつつ、混練物の流動性を維持することができるセメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたコンクリート組成物を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention is a cement composition capable of maintaining the fluidity of the kneaded product while maintaining the physical properties of the cured body formed by kneading and curing the cement composition and water, and It is an object of the present invention to provide a concrete composition using the cement composition.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、石膏成分の一部を無水石膏に置換することで、硬化体の物性を維持しつつ、混練物の流動性の低下を抑制し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that by substituting a part of the gypsum component with anhydrous gypsum, it is possible to suppress a decrease in fluidity of the kneaded product while maintaining the physical properties of the cured product. The present invention has been completed.
本発明に係るセメント組成物は、少なくとも半水石膏と無水石膏とを含む石膏成分をＳＯ3換算で１．３重量％以上２．２重量％以下含有し、無水石膏をＳＯ3換算で０．３５重量％以上１．６０重量％以下含有し、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比がＳＯ3換算で０．７２以上４．３以下であることを特徴とする。 Cement composition according to the present invention, a gypsum component contained less 2.2 wt% 1.3 wt% or more converted to SO 3 and at least hemihydrate gypsum and anhydrite, 0 anhydrite converted to SO 3. 35 to 1.60 % by weight, and the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is 0.72 to 4.3 in terms of SO 3 .
斯かる構成によれば、石膏成分の総量の一部が無水石膏で置換されることで、セメント組成物中の石膏成分の総量を維持しつつ、半水石膏の割合が低減される。また、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比が上記の範囲であることで、セメント組成物と水分とが混練した際に、半水石膏によってＣ3Ａの水和反応が効果的に遅延されると共に、Ｃ3Ａによって半水石膏が効果的に消費される。 According to such a configuration, part of the total amount of the gypsum component is replaced with anhydrous gypsum, so that the proportion of hemihydrate gypsum is reduced while maintaining the total amount of the gypsum component in the cement composition. Moreover, when the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is in the above range, the hydration reaction of C 3 A is effectively delayed by the hemihydrate gypsum when the cement composition and water are kneaded. In addition, hemihydrate gypsum is effectively consumed by C 3 A.
これらによって、セメント組成物と水分とが混練されてなる混練物が早期に凝結したり、混練物に偽凝結が生じたりするのを抑制することができ、混練物の流動性を効果的に維持することができる。 As a result, the kneaded product obtained by kneading the cement composition and moisture can be prevented from agglomerating at an early stage, and false coagulation can be prevented from occurring in the kneaded product, and the fluidity of the kneaded product can be effectively maintained. can do.
Ｃ3Ａが１．３重量％以上５重量％以下含有されていることが好ましい。また、材齢２８日の水和熱が２９０Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。 C 3 A is preferably contained in an amount of 1.3% by weight to 5% by weight. Moreover, it is preferable that the heat of hydration at the age of 28 days is 290 J / g or less.
本願発明に係るコンクリート組成物は、上記何れかに記載のセメント組成物と骨材とを含有することを特徴とする。 A concrete composition according to the present invention contains any one of the above cement compositions and aggregates.
以上のように、本発明によれば、セメント組成物等と水とが混練されて硬化することで形成された硬化体の物性を維持しつつ、混練物の流動性を維持することができる。 As described above, according to the present invention, the fluidity of the kneaded product can be maintained while maintaining the physical properties of the cured body formed by kneading and curing the cement composition and water.
以下、本発明について説明する。 The present invention will be described below.
本発明に係るセメント組成物は、水分と共に混練されてペースト状で施工されたり、骨材等と混合されてコンクリート組成物を構成したりするものである。斯かるセメント組成物は、石膏成分として、少なくとも半水石膏と無水石膏とを含有するものである。セメント組成物中の石膏成分の含有量としては、従来のように、無水石膏を含有しないセメント組成物を形成する際に必要な石膏成分の含有量と同等であることが好ましい。具体的には、セメント組成物に対する石膏成分の含有量としては、ＳＯ3換算で１．３重量％以上であり、１．１重量％以上であることが好ましい。また、ＳＯ3換算で２．２重量％以下であり、２．０重量％以下であることが好ましい。 The cement composition according to the present invention is kneaded with moisture and applied in a paste form, or mixed with aggregate or the like to constitute a concrete composition. Such a cement composition contains at least hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum as gypsum components. The content of the gypsum component in the cement composition is preferably the same as the content of the gypsum component necessary for forming a cement composition that does not contain anhydrous gypsum as in the prior art. Specifically, the content of the gypsum component in the cement composition is 1.3% by weight or more, preferably 1.1% by weight or more in terms of SO 3 . Further, it is 2.2 wt% or less converted to SO 3, is preferably 2.0 wt% or less.
前記半水石膏は、セメント組成物を形成する際に生成される。具体的には、セメント組成物を形成する際には、セメントクリンカーと共に、石膏成分としての二水石膏の塊が所定の粒度となるように粉砕される。この際、粉砕熱によって二水石膏から水分子が失われることにより、半水石膏が生成され、セメント組成物中に含有される。 The hemihydrate gypsum is produced when forming a cement composition. Specifically, when forming the cement composition, the lump of dihydrate gypsum as a gypsum component is pulverized together with the cement clinker so as to have a predetermined particle size. At this time, water molecules are lost from the dihydrate gypsum by pulverization heat, so that hemihydrate gypsum is generated and contained in the cement composition.
なお、セメント組成物に含有される半水石膏としては、上述のように、二水石膏から生成されたもの以外に、塊状の半水石膏がセメントクリンカーと共に粉砕機へ投入されて粉砕されたものであってもよい。また、セメント組成物に半水石膏を含有させる方法としては、粉砕されたセメントクリンカーと粉砕された半水石膏とを混合する方法や、セメントクリンカー及び塊状の二水石膏を粉砕したものと、セメントクリンカー及び塊状の半水石膏を粉砕したものとを混合する方法が挙げられる。 As described above, as the hemihydrate gypsum contained in the cement composition, in addition to the one produced from dihydrate gypsum, massive hemihydrate gypsum is put into a pulverizer together with a cement clinker and pulverized. It may be. In addition, as a method of containing hemihydrate gypsum in the cement composition, a method of mixing pulverized cement clinker and pulverized hemihydrate gypsum, a method of pulverizing cement clinker and massive dihydrate gypsum, and cement There is a method of mixing clinker and crushed hemihydrate gypsum.
セメント組成物中の半水石膏の含有量としては、ＳＯ3換算で０．６重量％以上であることが好ましく、０．８重量％以上であることがより好ましい。また、ＳＯ3換算で１．５重量％以下であることが好ましく、１．２重量％以下であることがより好ましい。また、石膏成分中の半水石膏の含有量としては、ＳＯ3換算で２６重量％以上であることが好ましく、３５重量％以上であることがより好ましい。 The content of hemihydrate gypsum in the cement composition is preferably 0.6% by weight or more, more preferably 0.8% by weight or more in terms of SO 3 . It is preferable that SO 3 is converted 1.5 wt% or less, more preferably 1.2 wt% or less. Further, the content of hemihydrate gypsum in the gypsum component is preferably 26% by weight or more, more preferably 35% by weight or more in terms of SO 3 .
前記無水石膏は、セメント組成物を製造する際に、セメントクリンカーと共に塊状の無水石膏が所定の粒度となるように粉砕されることによって、セメント組成物中に含有される。無水石膏としては、Ｉ型（高温型）、ＩＩ型（不溶性）、ＩＩＩ型（可溶性）の何れであっても良いが、水と反応して半水石膏を生成しないＩＩ型の不溶性無水石膏を用いることが好ましい。 The anhydrous gypsum is contained in the cement composition by pulverizing the aggregated anhydrous gypsum with a cement clinker so as to have a predetermined particle size when producing the cement composition. The anhydrous gypsum may be any of type I (high temperature type), type II (insoluble), type III (soluble), but type II insoluble anhydrous gypsum that does not generate hemihydrate gypsum by reacting with water. It is preferable to use it.
なお、セメント組成物に含有される無水石膏としては、上述のように、塊状の無水石膏がセメントクリンカーと共に粉砕されたもの以外に、セメントクリンカーとは別に粉砕されたものであってもよい。また、セメント組成物に無水石膏を含有させる方法としては、セメントクリンカー及び塊状の二水石膏を粉砕したものと、セメントクリンカー及び塊状の無水石膏を粉砕したものとを混合する方法や、塊状の無水石膏と、塊状の二水石膏又は塊状の半水石膏とを混合した状態で、セメントクリンカーと共に粉砕する方法が挙げられる。 In addition, as an anhydrous gypsum contained in a cement composition, as mentioned above, what was grind | pulverized separately from the cement clinker other than what agglomerated anhydrous gypsum was grind | pulverized with the cement clinker may be sufficient. The cement composition may contain anhydrous gypsum by mixing a cement clinker and massive dihydrate gypsum with a mixture of cement clinker and massive anhydrous gypsum, or a massive anhydrous gypsum. There is a method in which gypsum and massive dihydrate gypsum or massive hemihydrate gypsum are mixed and pulverized with a cement clinker.
セメント組成物中の無水石膏の含有量は、セメント組成物中の石膏成分の含有量が上記の含有量となるように調整される。つまり、本発明のセメント組成物は、従来技術のような無水石膏を含有しないセメント組成物中の石膏成分の一部を無水石膏で置換したものである。セメント組成物中の無水石膏の含有量としては、ＳＯ3換算で０．３５重量％以上であり、０．５重量％以上であることがより好ましい。また、ＳＯ3換算で１．２５重量％以下であり、１．０重量％以下であることがより好ましい。石膏成分中の無水石膏の含有量としては、ＳＯ3換算で４０重量％以上であることが好ましく、４５重量％以上であることがより好ましく、５５重量％以上であることが更に好ましい。また、ＳＯ3換算で９５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以下であることがより好ましい。 The content of anhydrous gypsum in the cement composition is adjusted so that the content of the gypsum component in the cement composition becomes the above content. That is, the cement composition of the present invention is obtained by replacing a part of the gypsum component in the cement composition not containing anhydrous gypsum as in the prior art with anhydrous gypsum. The content of anhydrous gypsum in the cement composition is 0.35% by weight or more and more preferably 0.5% by weight or more in terms of SO 3 . Also, it is 1.25 wt% or less converted to SO 3, and more preferably 1.0 wt% or less. The content of anhydrous gypsum in the gypsum component is preferably 40% by weight or more in terms of SO 3 , more preferably 45% by weight or more, and still more preferably 55% by weight or more. It is preferable that converted to SO 3 is 95 wt% or less, and more preferably 80 wt% or less.
セメント組成物に含有される他の石膏成分としては、二水石膏が挙げられる。二水石膏は、セメント組成物を製造する際に、セメントクリンカーと共に所定の粒度となるように粉砕されることによって、セメント組成物中に含有される。なお、上述のように、二水石膏の一部は、半水石膏になってセメント組成物中に含有される。 Another gypsum component contained in the cement composition is dihydrate gypsum. The dihydrate gypsum is contained in the cement composition by being pulverized to a predetermined particle size together with the cement clinker when the cement composition is produced. In addition, as mentioned above, a part of dihydrate gypsum becomes hemihydrate gypsum and is contained in a cement composition.
半水石膏、二水石膏、及び、無水石膏の含有量は、石膏成分の全量が所定の値となるように調整される。具体的には、従来技術のように、石膏成分として無水石膏を含有しないセメント組成物を製造する際に設定される石膏成分の含有量を維持するように、半水石膏、二水石膏、及び、無水石膏の含有量が調整される。二水石膏、半水石膏、無水石膏は、一般的に使用されているものであれば起源は、限定されるものではない。 The content of hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, and anhydrous gypsum is adjusted so that the total amount of gypsum components becomes a predetermined value. Specifically, as in the prior art, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, and so as to maintain the content of gypsum components set when producing a cement composition that does not contain anhydrous gypsum as gypsum components, and The content of anhydrous gypsum is adjusted. The origin of dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum is not limited as long as it is generally used.
二水石膏と半水石膏の合計量に対する半水石膏の割合としては、ＳＯ3換算で８０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましい。また、二水石膏と半水石膏の合計量に対する半水石膏の割合としては、ＳＯ3換算で１００重量％以下であることが好ましく、９５重量％以下であることがより好ましい。 The ratio of hemihydrate gypsum to the total amount of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more in terms of SO 3 . The ratio of hemihydrate gypsum to the total amount of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum is preferably 100% by weight or less, more preferably 95% by weight or less in terms of SO 3 .
セメント組成物中の他の成分としては、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦ等が挙げられる。これらの成分は、セメントクリンカーの成分であって、セメントクリンカーと石膏成分とが粉砕されることでセメント組成物中に含有される。 Examples of other components in the cement composition include C 2 S, C 3 A, C 4 AF, and the like. These components are components of the cement clinker and are contained in the cement composition by pulverizing the cement clinker and the gypsum component.
セメント組成物中のＣ2Ｓの含有量としては、５０重量％以上であることが好ましく、５３重量％以上であることがより好ましい。また、７０重量％以下であることが好ましく、６０重量％以下であることがより好ましい。 The content of C 2 S cement composition, and more preferably preferably 50 wt% or more and 53 wt% or more. Moreover, it is preferable that it is 70 weight% or less, and it is more preferable that it is 60 weight% or less.
セメント組成物中のＣ3Ａの含有量としては、１．２重量％以上であることが好ましく、１．５重量％以上であることがより好ましい。また、５重量％以下であることが好ましく、２．５重量％以下であることがより好ましい。Ｃ3Ａが１．２重量％以上であることで、セメント原料を焼成してセメントクリンカーを形成する際に、液相として存在するＣ4ＡＦ及びＣ3Ａのうち、融点の低いＣ4ＡＦのＣ3Ａに対する比率が低減される。これにより、液相粘性が向上し、セメントクリンカーの形成（造粒）を適切に進行させることができる。これにより、比較的小さい粒径のセメントクリンカーが形成される。このようなセメントクリンカーがクリンカークーラーに到達しても、クリンカークーラー中の層圧が一定になり、セメントクリンカーの急冷を効果的に行うことができる。また、Ｃ3Ａは、水和熱が高いため、Ｃ3Ａが５重量％以下であることで、材齢２８日の水和熱を２９０Ｊ／ｇ以下に設定することができる。 The content of C 3 A cement composition, preferably 1.2 wt% or more, more preferably 1.5 wt% or more. Moreover, it is preferable that it is 5 weight% or less, and it is more preferable that it is 2.5 weight% or less. By C 3 A is 1.2 wt% or more, when forming the cement clinker by firing cement raw materials, among the C 4 AF and C 3 A present as a liquid phase, a low melting point C 4 AF The ratio of to C 3 A is reduced. Thereby, liquid phase viscosity improves and formation (granulation) of a cement clinker can be advanced appropriately. This forms a cement clinker with a relatively small particle size. Even when such a cement clinker reaches the clinker cooler, the laminar pressure in the clinker cooler becomes constant, and the cement clinker can be effectively cooled rapidly. Further, since C 3 A has a high heat of hydration, the heat of hydration at the age of 28 days can be set to 290 J / g or less because C 3 A is 5% by weight or less.
セメント組成物中のＣ4ＡＦの含有量としては、９重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましい。また、１３．５重量％以下であることが好ましく、１２重量％以下であることがより好ましい。 The content of C 4 AF cement composition, preferably at 9% by weight or more, more preferably 10 wt% or more. Moreover, it is preferable that it is 13.5 weight% or less, and it is more preferable that it is 12 weight% or less.
Ｃ3ＡとＣ4ＡＦとの合計量（間隙質量）としては、１１重量％以上であることが好ましく、１２重量％以上であることがより好ましい。また、１５重量％以下であることが好ましく、１４重量％以下であることがより好ましい。間隙質量が１１重量％以上であることで、セメント原料を焼成してセメントクリンカーを形成する際に、適切な量の液相が形成される。これにより、液相介在による固相-液相反応が速やかに進行する。また、焼成時にダストが飛散し易くなるのが抑制され、ダストによって焼成熱が吸収（キルン中におけるバーナーからの輻射熱の遮断）されるのが抑制される。これにより、セメント原料の焼成が効率的に行われる。一方、間隙質量が１５重量％以下であることで、キルン内のコーチング量が低減され、キルンの安定運転を維持することができ、また、カルシウムシリケート鉱物の生成が適当に行われる。これにより、セメント組成物と水分とを混練した混練物が硬化した際に、硬化体の強度低下を抑制することができる。 The total amount (gap mass) of C 3 A and C 4 AF is preferably 11% by weight or more, and more preferably 12% by weight or more. Moreover, it is preferable that it is 15 weight% or less, and it is more preferable that it is 14 weight% or less. When the gap mass is 11% by weight or more, an appropriate amount of liquid phase is formed when the cement raw material is fired to form the cement clinker. Thereby, the solid-liquid phase reaction by the liquid phase intervenes proceeds rapidly. In addition, dust is prevented from being easily scattered during firing, and the heat of firing is suppressed from being absorbed by the dust (blocking of radiant heat from the burner in the kiln). Thereby, baking of a cement raw material is performed efficiently. On the other hand, when the gap mass is 15% by weight or less, the amount of coating in the kiln is reduced, the stable operation of the kiln can be maintained, and the production of calcium silicate mineral is appropriately performed. Thereby, when the kneaded material which knead | mixed the cement composition and moisture hardens | cured, the strength reduction of a hardening body can be suppressed.
本願発明では、Ｃ3Ａに対する半水石膏の割合（モル比）が制御される。具体的には、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比は、ＳＯ3換算で４．３以下であり、４．０以下であることがより好ましく、３．５以下であることが更に好ましい。また、ＳＯ3換算で１．０以上となるものである。前記モル比が４．３以下であることで、セメント組成物と水分とを混練した後、早い時期（注水から１５分間）での流動性の低下（偽凝結）を抑制することができる。また、前記モル比が１．０以上であることで、Ｃ3Ａの水和反応（凝結）が適度に遅延され、混練物の流動性を維持することができる。 In the present invention, the ratio (molar ratio) of hemihydrate gypsum to C 3 A is controlled. Specifically, the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is 4.3 or less in terms of SO 3 , more preferably 4.0 or less, and even more preferably 3.5 or less. Further, it is 1.0 or more in terms of SO 3 . When the molar ratio is 4.3 or less, it is possible to suppress a decrease in fluidity (false condensation) at an early stage (15 minutes after water injection) after the cement composition and water are kneaded. Further, when the molar ratio is 1.0 or more, the hydration reaction (condensation) of C 3 A is appropriately delayed, and the fluidity of the kneaded product can be maintained.
上記のような構成を有するセメント組成物としては、特に限定されるものではなく、例えば、水和熱の小さいビーライトの比率を高くしたものが挙げられる。具体的には、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどの間隙質量（Ｃ3ＡとＣ4ＡＦとの合計量）の比較的少ないセメント組成物が挙げられる。
The cement composition having the above configuration is not particularly limited, and examples thereof include a cement composition having a high ratio of belite having a low heat of hydration. Specifically, a cement composition having a relatively small interstitial mass (total amount of C 3 A and C 4 AF) such as low heat Portland cement and medium heat Portland cement can be given.
以上のように、本発明に係るセメント組成物、及び、コンクリート組成物によれば、セメント組成物等と水とが混練されて硬化することで形成された硬化体の物性を維持しつつ、混練物の流動性を維持することができる。 As described above, according to the cement composition and the concrete composition of the present invention, kneading while maintaining the physical properties of the cured body formed by kneading and curing the cement composition and water. The fluidity of the product can be maintained.
即ち、石膏成分の総量の一部が無水石膏で置換されることで、セメント組成物中の石膏成分の総量を維持しつつ、半水石膏の割合が低減される。また、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比が上記の範囲であることで、セメント組成物と水分とが混練した際に、半水石膏によってＣ3Ａの水和反応が効果的に遅延されると共に、Ｃ3Ａによって半水石膏が効果的に消費される。 That is, by replacing a part of the total amount of the gypsum component with anhydrous gypsum, the proportion of hemihydrate gypsum is reduced while maintaining the total amount of the gypsum component in the cement composition. Moreover, when the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is in the above range, the hydration reaction of C 3 A is effectively delayed by the hemihydrate gypsum when the cement composition and water are kneaded. In addition, hemihydrate gypsum is effectively consumed by C 3 A.
これらによって、セメント組成物と水分とが混練されてなる混練物が早期に凝結したり、混練物に偽凝結が生じたりするのを抑制することができ、混練物の流動性を効果的に維持することができる。 As a result, the kneaded product obtained by kneading the cement composition and moisture can be prevented from agglomerating at an early stage, and false coagulation can be prevented from occurring in the kneaded product, and the fluidity of the kneaded product can be effectively maintained. can do.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
＜実施例＞
１．セメント組成物の作製
下記表１及び２に示す成分組成となるようにセメント組成物を作製した。なお、下記表１における各成分の含有量は、セメント組成物全体に対する重量割合である。また、石膏成分の含有量は、ＳＯ3に換算したものである。
<Example>
1. Preparation of cement composition A cement composition was prepared so as to have the component compositions shown in Tables 1 and 2 below. In addition, content of each component in following Table 1 is a weight ratio with respect to the whole cement composition. Further, the content of the gypsum component is converted to SO 3 .
２．セメントペーストの作製
各セメント組成物と、水分と、減水剤（ＢＡＳＦポゾリス社製 １５Ｓ）を混練することで、セメントペーストを作製した。水分の添加量としては、得られる各セメントペーストがＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定する方法で測定される標準軟度となるような水分量とした。減水剤の添加量としては、セメント組成物の重量に対して１重量％とした。
2. Preparation of cement paste A cement paste was prepared by kneading each cement composition, moisture, and a water reducing agent (15S manufactured by BASF Pozzolith). The amount of moisture added was such that each cement paste obtained had a standard softness measured by the method specified in JIS R 5201. The amount of water reducing agent added was 1% by weight with respect to the weight of the cement composition.
３．流動性の評価
ＪＩＳ Ｒ ５２０１の「セメントの物理試験方法」における「８．凝結試験」で使用する装置（ビカー針装置、及び、セメントペースト容器）を用いて、上記各セメントペーストに対して、流動性の評価を行った。具体的には、セメントペーストを収容する容器として、前記ビカー針装置のセメントペースト容器を用い、該セメントペースト容器中に上記のセメントペーストを流し込んだ。そして、セメントペーストの上面を略水平な状態にした。セメントペースト中に降下させる棒部材として、上記ビカー針装置の標準棒を用い、該標準棒の下方にセメントペーストを収容したセメントペースト容器を配置した。
3. Evaluation of fluidity Using the equipment (Bicker needle device and cement paste container) used in “8. Setting test” in “Physical testing method of cement” of JIS R 5201, the above-mentioned cement paste is flowed. Sexuality was evaluated. Specifically, the cement paste container of the Vicat needle device was used as a container for containing the cement paste, and the cement paste was poured into the cement paste container. And the upper surface of the cement paste was made into the substantially horizontal state. As a bar member to be lowered into the cement paste, a standard bar of the above-mentioned Vicat needle device was used, and a cement paste container containing the cement paste was disposed below the standard bar.
次に、標準棒の下端部をセメントペーストの上面に接触させた状態から棒部材の自重によってセメントペーストに対して荷重を加えた。これにより、標準棒をセメントペースト中へ降下させた。そして、標準棒がセメントペースト中に降下し始めてから３０秒経過した時の降下距離を測定した。なお、降下距離の測定は、混練した直後のセメントペーストをセメントペースト容器内に流し込んだ直後を０分とし、０分後、５分後、１０分後、１５分後の各時間において各セメントペーストに対して行った。降下距離の測定結果については、下記表３に示す。 Next, a load was applied to the cement paste by its own weight from the state where the lower end of the standard bar was in contact with the upper surface of the cement paste. This lowered the standard bar into the cement paste. And the descent distance when 30 seconds passed after the standard rod began to fall into the cement paste was measured. In addition, the measurement of the descent distance is 0 minutes immediately after pouring the cement paste immediately after kneading into the cement paste container, and each cement paste at each time after 0 minutes, 5 minutes, 10 minutes, and 15 minutes. Went against. The measurement results of the descent distance are shown in Table 3 below.
４．モルタル圧縮強さの測定
ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠し、モルタル（硬化体）を成型し、材齢７日および２８日のモルタル圧縮強さを測定した。測定結果については、下記表３に示す。
4). Measurement of mortar compressive strength Based on JISR5201, the mortar (hardened | cured material) was shape | molded and the mortar compressive strength of material age 7th and 28th was measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
５．硬化体の乾燥収縮の測定
ＪＩＳ Ａ １１２９ 「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法−第３部：ダイヤルゲージ方法」に準拠し、材齢２８日、５６日の乾燥収縮を測定した。測定結果については、下記表３に示す。
5. Measurement of Drying Shrinkage of Cured Body According to JIS A 1129 “Testing method for length change of mortar and concrete—Part 3: Dial gauge method”, drying shrinkage was measured on the age of 28 days and 56 days. The measurement results are shown in Table 3 below.
６．水和熱の測定
ＪＩＳ Ｒ ５２０３に準拠し、材齢２８日の水和熱を測定した。測定結果については、下記表３に示す。
6). Measurement of heat of hydration According to JIS R 5203, the heat of hydration at the age of 28 days was measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
＜まとめ＞
１．流動性について
実施例１〜８と、比較例１〜４とを比較すると、各実施例の方が長時間に亘って混練物の流動性（効果距離）が維持されることが認められる。これは、比較例１においては、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比が各実施例よりも大きいため、Ｃ3Ａによって半水石膏が効果的に消費されず、混練物に偽凝結が生じ、流動性が低下したものと考えられる。また、比較例４においては、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比が各実施例と同様であるものの、セメント組成物中の無水石膏の割合が各実施例よりも低いため、セメント組成物中の半水石膏の割合が高くなり、混練物に偽凝結が生じ、流動性が低下したものと考えられる。また、比較例２及び３においては、Ｃ3Ａに対する半水石膏のモル比が各実施例よりも小さいため、半水石膏によってＣ3Ａの水和反応が効果的に遅延されず、混練物に凝結が生じ、流動性が低下したものと考えられる。
２．モルタル圧縮強さ・乾燥収縮について
また、実施例１と、比較例５とを比較すると、実施例１の方がモルタル圧縮強さが高く、乾燥収縮が小さくなることが認められる。これは、比較例５においては、石膏成分の総量が実施例よりも低くなっているため、硬化体の物性が低下したものと考えられる。
３．水和熱について
また、実施例１〜４，実施例８と、比較例６とを比較すると、各実施例の方が水和熱が低いことが認められる。これは、比較例６においては、Ｃ3Ａの含有量が各実施例よりも高いため、Ｃ3Ａの水和によって各実施例よりも高い水和熱が発生したものと考えられる。
３．まとめ
以上のように、石膏成分の総量が所定量となるように、石膏成分の一部を無水石膏で置換し、無水石膏の含有量とＣ3Ａに対する半水石膏のモル比とを調整することで、硬化体の物性を維持しつつ、混練物の流動性を長期に亘って維持することが可能となる。
<Summary>
1. About fluidity When Examples 1-8 are compared with Comparative Examples 1-4, it is recognized that the fluidity (effect distance) of a kneaded material is maintained over the direction of each Example over a long time. This is because, in Comparative Example 1, the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is larger than in each of the examples, so that hemihydrate gypsum is not effectively consumed by C 3 A, and false coagulation occurs in the kneaded product. It is considered that the fluidity has decreased. Further, in Comparative Example 4, although the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A is the same as that in each example, the proportion of anhydrous gypsum in the cement composition is lower than that in each example. It is considered that the ratio of hemihydrate gypsum increases, false coagulation occurs in the kneaded product, and the fluidity decreases. In Comparative Examples 2 and 3, for the molar ratio of hemihydrate gypsum for C 3 A is smaller than each of the embodiments, the hydration reaction of C 3 A is not effectively delayed by hemihydrate gypsum, the kneaded product It is thought that condensation occurred and the fluidity decreased.
2. Mortar Compressive Strength / Drying Shrinkage Further, when Example 1 and Comparative Example 5 are compared, it is recognized that Example 1 has higher mortar compressive strength and lower drying shrinkage. In Comparative Example 5, the total amount of the gypsum component is lower than that in the example, so it is considered that the physical properties of the cured body were lowered.
3. About heat of hydration Moreover, when Examples 1-4 and Example 8 and Comparative Example 6 are compared, it is recognized that the heat of hydration of each Example is lower. In Comparative Example 6, the content of C 3 A is higher than that in each example, so it is considered that hydration of C 3 A generated higher heat of hydration than in each example.
3. Summary As described above, a part of the gypsum component is replaced with anhydrous gypsum so that the total amount of the gypsum component becomes a predetermined amount, and the content of anhydrous gypsum and the molar ratio of hemihydrate gypsum to C 3 A are adjusted. Thus, it becomes possible to maintain the fluidity of the kneaded material over a long period of time while maintaining the physical properties of the cured body.
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