JP6036167B2 - Low carbon type cement paste composition - Google Patents
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Description
本発明は、流動性が良好な低炭素型セメントペースト組成物に関する。特にＡｌ２Ｏ３成分を多く含む産業廃棄物及び／又は副産物をセメントクリンカーの原料とした場合であっても、流動性および強度発現に優れるという特徴を有するセメント組成物を使用した低炭素型セメントペースト組成物に関する。 The present invention relates to a low carbon cement paste composition having good fluidity. In particular, even when industrial waste and / or by-products containing a large amount of Al 2 O 3 components are used as raw materials for cement clinker, low carbon type cement using a cement composition having characteristics of excellent fluidity and strength expression The present invention relates to a paste composition.
セメント産業において多種の産業廃棄物及び／又は副産物が使用されている。産業廃棄物や副産物等を資源として有効利用することにより、近年、各種産業に求められている二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の低減を実現することが可能となる。 Various industrial wastes and / or by-products are used in the cement industry. By effectively using industrial waste, by-products, etc. as resources, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide (CO 2 ) emissions required in various industries in recent years.
しかしながら、原料として利用される産業廃棄物及び／又は副産物は比較的Ａｌ２Ｏ３成分を多く含み、セメントクリンカーの原料として使用する産業廃棄物及び／又は副産物の原料原単位の増加とともにセメントクリンカーのアルミネート相（Ｃ３Ａ）含有量が増加する。一方、このＣ３Ａの増加により、流動性の低下や長期強度発現の低下が懸念されるため、各種検討がされている。例えば、特許文献１では、ＳＯ３量やアルカリ量を適正範囲とすることで流動性が改善されることが記載されている。 However, industrial waste and / or by-products used as raw materials contain a relatively large amount of Al 2 O 3 components, and as the basic unit of industrial waste and / or by-products used as raw materials for cement clinker increases, The aluminate phase (C 3 A) content is increased. On the other hand, since the increase in C 3 A is concerned about a decrease in fluidity and a decrease in long-term strength, various studies have been made. For example, Patent Document 1 describes that the fluidity is improved by setting the SO 3 amount and the alkali amount within appropriate ranges.
しかしながら、アルカリは、適正範囲を超えると、これらの物性に対して悪影響を及ぼすおそれがあるため、アルカリを含有する廃棄物を増大できないという課題があった。 However, if the alkali exceeds the appropriate range, there is a possibility that the physical properties may be adversely affected, so that there is a problem that waste containing alkali cannot be increased.
本発明は、アルカリを含有する産業廃棄物及び／又は副産物をセメントクリンカーの原料として多量に使用し、Ｃ３Ａ量やアルカリ量が増加した場合であっても、流動性が良好な低炭素型セメントペースト組成物を提供することを目的とする。 The present invention uses a large amount of alkali-containing industrial waste and / or by-products as a raw material for cement clinker, and even when the amount of C 3 A and the amount of alkali are increased, the low carbon type has good fluidity. An object is to provide a cement paste composition.
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、セメントクリンカーのＣ３Ａ量やアルカリ量が増加した場合であっても、高炉スラグを加え、更に低炭素型セメントペースト組成物中のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の含有量を通常の使用量よりも極端に少なくすることによって、優れた流動性が得られることを知見し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have added blast furnace slag even when the amount of C 3 A or alkali of the cement clinker is increased, and further, a low carbon type cement paste composition It has been found that excellent fluidity can be obtained by making the content of the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent extremely smaller than the normal use amount, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、セメント組成物とポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤と水を含む低炭素型セメントペースト組成物であって、前記セメント組成物は、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグを含み、ボーグ式換算でＣ３Ａ量が１１〜１３質量％、Ｃ４ＡＦ間隙相量が８〜１０質量２３％、Ｃ３Ｓ量が５０〜６０質量％及びＣ２Ｓ量が１７〜２７質量％であり、かつＩＭが２．１０〜２．４０であり、全アルカリ（Ｒ２Ｏ）量が０．５５〜０．８０質量％であるセメントクリンカー５０〜７０質量％と、高炉スラグ微粉末を２０〜４０質量％と、石膏をＳＯ３基準で１．０〜３．０質量％含有し、前記低炭素型セメントペースト組成物中の前記ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の含有量が０．１〜０．３質量％であり、水セメント比（水セメント組成物比）が３０〜４０％である低炭素型セメントペースト組成物に関する。 That is, the present invention is a low carbon type cement paste composition comprising a cement composition, a polycarboxylic acid-based high performance AE water reducing agent and water, the cement composition comprising a cement clinker, gypsum and blast furnace slag, C 3 A amount is 11 to 13% by mass, B 4 AF gap phase amount is 8 to 10% by mass 23%, C 3 S amount is 50 to 60% by mass, and C 2 S amount is 17 to 27% by mass in terms of Borg conversion. And 50 to 70% by mass of cement clinker with IM of 2.10 to 2.40 and total alkali (R 2 O) content of 0.55 to 0.80% by mass, and blast furnace slag fine powder 20 to 40% by mass, 1.0 to 3.0% by mass of gypsum based on SO 3 , and the content of the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent in the low-carbon cement paste composition is 0 .1 to 0.3% by mass, water cement Ratio related (water-cement composition ratio) is low-carbon cement paste composition is 30-40%.
また、本発明は、前記セメント組成物のＨＭが２．０５〜２．２０及びＳＭが２．００〜２．５０であり、ブレーン比表面積が３１００〜３３００ｃｍ２／ｇである低炭素型セメントペースト組成物に関する。 Further, the present invention provides a low carbon cement paste in which the cement composition has an HM of 2.05 to 2.20 and an SM of 2.00 to 2.50, and a brain specific surface area of 3100 to 3300 cm 2 / g. Relates to the composition.
また、本発明は、前記高炉スラグのブレーン比表面積が２６００〜４６００ｃｍ２／ｇであり、塩基度が１．６５〜２．０５である低炭素型セメントペースト組成物に関する。 The present invention also relates to a low-carbon cement paste composition in which the blast furnace slag has a Blaine specific surface area of 2600 to 4600 cm 2 / g and a basicity of 1.65 to 2.05.
本発明によれば、ＣＯ２削減に効果的なＡｌ２Ｏ３成分やアルカリ成分を多く含む産業廃棄物及び／又は副産物から作製したセメントクリンカーを使用しても、流動性が良好なセメントペースト組成物を得ることができる。 According to the present invention, a cement paste composition having good fluidity even when a cement clinker produced from industrial waste and / or by-products containing a large amount of Al 2 O 3 components and alkali components effective for CO 2 reduction is used. You can get things.
以下に本発明を詳しく説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明の低炭素型セメントペースト組成物は、セメント組成物とポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤と水を含む。 The low-carbon cement paste composition of the present invention includes a cement composition, a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent, and water.
前記セメント組成物は、セメントクリンカー５０〜７０質量％、好ましくは５５〜６５質量％、更に好ましくは６０〜６２質量％含む。また、高炉スラグ微粉末を２８〜３２質量％、好ましくは２９〜３１質量％、更に好ましくは２９．５〜３１．５質量％含む。また、石膏をＳＯ３基準で１．０〜３．０質量％、好ましくは１．５〜２．５質量％、更に好ましくは１．８〜２．２質量％含む。これらの範囲であれば、流動性や強度発現性が良好である。 The cement composition contains 50 to 70% by mass of cement clinker, preferably 55 to 65% by mass, and more preferably 60 to 62% by mass. Moreover, 28-32 mass% of blast furnace slag fine powder, Preferably it is 29-31 mass%, More preferably, 29.5-31.5 mass% is contained. Further, gypsum is contained in an amount of 1.0 to 3.0% by mass, preferably 1.5 to 2.5% by mass, and more preferably 1.8 to 2.2% by mass based on SO 3 . Within these ranges, fluidity and strength development are good.
セメントクリンカーの鉱物組成は、ボーグ式基準で、Ｃ３Ａ量が１１〜１３質量％、好ましくは１１．２〜１２．７質量％、更に好ましくは１１．５〜１２．５質量％である。Ｃ３Ａ量が１３質量％を超えると、水和熱が上昇し、流動性も低下するため、好ましくない。 The mineral composition of the cement clinker has a C 3 A content of 11 to 13% by mass, preferably 11.2 to 12.7% by mass, and more preferably 11.5 to 12.5% by mass, based on the Borg formula. When the amount of C 3 A exceeds 13% by mass, the heat of hydration increases and the fluidity also decreases, which is not preferable.
Ｃ４ＡＦ量は８〜１０質量％、好ましくは８．２〜９．５質量％、更に好ましくは８．５〜９．０質量％であり、Ｃ３Ｓ量は５０〜６０質量％、好ましくは５１〜５７質量％、更に好ましくは５２〜５４質量％であり、Ｃ２Ｓ量は１７〜２７質量％、好ましくは１９〜２５質量％、更に好ましくは２０〜２４質量％である。これらの範囲であれば、流動性が良好である。 The amount of C 4 AF is 8 to 10% by mass, preferably 8.2 to 9.5% by mass, more preferably 8.5 to 9.0% by mass, and the amount of C 3 S is 50 to 60% by mass, preferably it is 51-57 wt%, more preferably 52-54 wt%, C 2 S content is 17 to 27 wt%, preferably from 19 to 25 wt%, more preferably 20 to 24 wt%. Within these ranges, the fluidity is good.
セメントクリンカーの諸率は、ＩＭが２．１０〜２．４０、好ましくは２．１９〜２．３、更に好ましくは２．２０〜２．２５である。ＩＭが２．１未満であれば、アルミネート系廃棄物の使用量の低減や、鉄源量の増加に伴うクリンカー中の重金属量の増加につながるため、好ましくない。また、２．４を超えれば、Ｃ３Ａ量増加に伴うセメントの水和熱の上昇、流動性の低下、強度発現性の低下などに影響するため好ましくない。 The ratio of the cement clinker is such that IM is 2.10 to 2.40, preferably 2.19 to 2.3, and more preferably 2.20 to 2.25. If IM is less than 2.1, it is not preferable because it leads to a reduction in the amount of aluminate waste used and an increase in the amount of heavy metals in the clinker accompanying an increase in the amount of iron source. On the other hand, if it exceeds 2.4, it is not preferable because it affects the increase in heat of hydration of cement, decrease in fluidity, decrease in strength development, and the like accompanying an increase in the amount of C 3 A.
ＨＭは２．０５〜２．２０、好ましくは２．０８〜２．１５、更に好ましくは２．１０〜２．１２であり、ＳＭは２．００〜２．５０、好ましくは２．３０〜２．４５、更に好ましくは２．３５〜２．３９である。これらの範囲であれば、流動性が良好である。 HM is 2.05-2.20, preferably 2.08-2.15, more preferably 2.10-2.12, and SM is 2.00-2.50, preferably 2.30-2. .45, more preferably 2.35 to 2.39. Within these ranges, the fluidity is good.
セメントクリンカーの全アルカリ量（Ｒ２Ｏ）は０．５５〜０．８０質量％、好ましくは０．５８〜０．７０質量％、更に好ましくは０．６０〜０．６５質量％である。全アルカリ量が０．５５質量％未満であれば、クリンカー原料に使用する産業廃棄物及び／又は副産物が低減することになる。また、０．８０質量％を超えれば、流動性の低下や強度発現性の低下、アルカリ骨材反応による耐久性の低下が懸念されるため、好ましくない。 The total alkali amount (R 2 O) of the cement clinker is 0.55 to 0.80% by mass, preferably 0.58 to 0.70% by mass, and more preferably 0.60 to 0.65% by mass. If the total alkali amount is less than 0.55% by mass, industrial waste and / or by-products used for the clinker raw material will be reduced. On the other hand, if it exceeds 0.80% by mass, there is a concern about a decrease in fluidity, a decrease in strength, and a decrease in durability due to an alkali aggregate reaction.
セメントクリンカーは、石灰石、珪石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、高炉ダスト、銅からみ、脱鉄スラグ及び焼却灰からなる群より選ばれる原料の一種以上を混合し、焼成する。
高炉スラグや石炭灰等の産業廃棄物及び／又は副産物等を比較的多く使用することにより、天然資源である石灰石や硅石の使用量を低減しかつエネルギー消費量等を低減することができるため、石灰石の熱分解や燃料の燃焼に起因するＣＯ２排出量を低減することができる。
Cement clinker is a mixture of one or more materials selected from the group consisting of limestone, silica, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, blast furnace dust, copper tangled, deiron slag and incinerated ash, and calcined. To do.
By using relatively large amounts of industrial waste and / or by-products such as blast furnace slag and coal ash, the amount of limestone and meteorite, which are natural resources, can be reduced and energy consumption can be reduced. It is possible to reduce CO 2 emissions resulting from limestone pyrolysis and fuel combustion.
セメントクリンカーの製造に使用する建設発生土の原料原単位は、２１ｋｇ〜１３０ｋｇ、好ましくは２３〜１２０ｋｇである。２１ｋｇ未満であれば、建設発生土の利用が有効にできず、また、１３０ｋｇを超えれば、クリンカー中のアルカリ量が増大し、流動性の低下や強度発現性の低下、アルカリ骨材反応による耐久性の低下が懸念されるため、好ましくない。 The raw material intensity of construction generated soil used for the production of cement clinker is 21 kg to 130 kg, preferably 23 to 120 kg. If it is less than 21 kg, the construction soil cannot be used effectively, and if it exceeds 130 kg, the amount of alkali in the clinker increases, resulting in a decrease in fluidity and strength and durability due to alkali aggregate reaction. This is not preferable because of the concern about the deterioration of the property.
セメントクリンカーの焼成は、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いることができる。 The cement clinker can be fired using an existing cement manufacturing facility such as the SP system (multistage cyclone preheating system) or the NSP system (multistage cyclone preheating system equipped with a calcining furnace).
セメント組成物は、上述したように、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグ微粉末を含む。高炉スラグ微粉末は、ＪＩＳ Ｒ ５２１１「高炉セメント」で規定される品質を満足する高炉スラグ微粉末を用いることが望ましい。 As described above, the cement composition includes cement clinker, gypsum, and blast furnace slag fine powder. As the blast furnace slag fine powder, it is desirable to use a blast furnace slag fine powder that satisfies the quality defined in JIS R 5211 “Blast Furnace Cement”.
高炉スラグのブレーン比表面積は２６００〜４６００ｃｍ２／ｇ、好ましくは３０００〜４０００ｃｍ２／ｇ、更に好ましくは３４００〜３８００ｃｍ２／ｇであり、塩基度は１．６５〜２．０５、好ましくは１．７５〜１．９５、更に好ましくは１．８０〜１．９０である。 Blaine specific surface area of the blast furnace slag 2600~4600cm 2 / g, preferably 3000~4000cm 2 / g, more preferably a 3400~3800cm 2 / g, basicity from 1.65 to 2.05, preferably 1. It is 75-1.95, More preferably, it is 1.80-1.90.
石膏は、ＪＩＳ Ｒ ９１５１「セメント用天然せっこう」に規定される品質を満足することが望ましい。セメント組成物には、具体的に二水石膏、半水石膏、不溶性無水石膏が好適に用いられる。また、さらに少量の混合材を添加してもよい。混合材は、ＪＩＳ Ｒ ５２１１「高炉セメント」に規定される高炉スラグ、ＪＩＳ Ｒ ５２１２「シリカセメント」に規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるフライアッシュ、石灰石微粉末を利用することができる。 It is desirable that the gypsum satisfies the quality specified in JIS R 9151 “natural gypsum for cement”. Specifically, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and insoluble anhydrous gypsum are suitably used for the cement composition. Further, a smaller amount of a mixed material may be added. The mixed material is a blast furnace slag defined in JIS R 5211 “Blast Furnace Cement”, a siliceous mixed material defined in JIS R 5212 “Silica Cement”, fly ash defined in JIS A 6201 “Fly Ash for Concrete”, Limestone fine powder can be used.
セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合する方法としては、特に制限されるものではなく、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを同時に粉砕して混合する方法や、セメントクリンカーを粉砕後、粉砕したセメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合する方法等が挙げられる。 The method for mixing the cement clinker, gypsum and blast furnace slag is not particularly limited, and the cement clinker, gypsum and blast furnace slag are simultaneously pulverized and mixed, or the cement clinker is pulverized and then pulverized. Examples include a method of mixing clinker, gypsum, and blast furnace slag.
セメント組成物のブレーン比表面積は、３０００〜３３００ｃｍ２／ｇ、好ましくは３１００〜３２８０ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積がこの範囲内であると、優れた強度発現性を有するモルタルやコンクリートの製造が可能となる。 The cement specific surface area of the cement composition is 3000 to 3300 cm 2 / g, preferably 3100 to 3280 cm 2 / g. When the brain specific surface area is within this range, it is possible to produce mortar or concrete having excellent strength development.
本発明の低炭素型セメントペースト組成物は、上記方法で得られたセメント組成物とポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤と水とを混合し製造する。 The low carbon cement paste composition of the present invention is produced by mixing the cement composition obtained by the above method, a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent, and water.
低炭素型セメントペースト組成物中のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の含有量は０．１〜０．３質量％、好ましくは０．１５〜０．２５質量％、更に好ましくは０．１８〜０．２２質量％であり、水セメント比は、質量基準で３０〜４０％、好ましくは３２〜３８％、更に好ましくは３４〜３６％である。これらの範囲であれば、流動性、強度発現性が十分に得られる。 The content of the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent in the low-carbon cement paste composition is 0.1 to 0.3% by mass, preferably 0.15 to 0.25% by mass, more preferably 0.18. The water-cement ratio is 30 to 40%, preferably 32 to 38%, more preferably 34 to 36% on a mass basis. Within these ranges, sufficient fluidity and strength development can be obtained.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 The contents of the present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
[１．セメント組成物の作製]
セメントクリンカーの原料として、表１に示す、石灰石、珪石、高炉スラグ、石炭灰、銅がらみ、酸化アルミニウム、硫酸カルシウム二水和物、炭酸ナトリウムおよび炭酸カルシウムを用いた。これらのセメントクリンカーの原料調合は表２に示す原料原単位（乾燥ベース、単位：ｋｇ／ｔ−クリンカー）に従いおこなった。
[1. Preparation of cement composition]
As raw materials for the cement clinker, limestone, silica stone, blast furnace slag, coal ash, copper powder, aluminum oxide, calcium sulfate dihydrate, sodium carbonate and calcium carbonate shown in Table 1 were used. The raw material preparation of these cement clinker was performed according to the raw material basic unit (dry basis, unit: kg / t-clinker) shown in Table 2.
上記原料の混合物を１５００℃，３０分電気炉で焼成し、セメントクリンカーをそれぞれ作製した。得られたクリンカーの主要化学組成および鉱物組成を表３に示す。クリンカーの化学組成は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９９「ポルトランドセメントの化学分析法」に準じて測定した。ｆ．ＣａＯ量は、セメント協会標準試験方法のＪＣＡＳ Ｉ−０１：１９９７「遊離酸化カルシウムの定量方法」に準じて測定した。クリンカーの鉱物組成は下式を用いて算出した。また、表３にはクリンカー中の水溶性アルカリ量を示した。クリンカー中の水溶性アルカリ量は、セメント協会標準試験方法のＪＣＡＳ Ｉ−０４：２００４「セメントの水溶性成分の分析方法」に準じて測定した。なお、クリンカーの鉱物組成は下記ボーグ式により算出した。 Cement clinkers were prepared by firing the mixture of the above raw materials in an electric furnace at 1500 ° C. for 30 minutes. Table 3 shows the main chemical composition and mineral composition of the obtained clinker. The chemical composition of the clinker was measured according to JIS R 5202: 1999 “Chemical analysis of Portland cement”. f. The amount of CaO was measured according to JCAS I-01: 1997 “Method for Quantifying Free Calcium Oxide” of the Cement Association Standard Test Method. The mineral composition of the clinker was calculated using the following formula. Table 3 shows the amount of water-soluble alkali in the clinker. The amount of water-soluble alkali in the clinker was measured according to JCAS I-04: 2004 “Analytical Method for Water-Soluble Components of Cement” of Cement Association Standard Test Method. The clinker mineral composition was calculated by the following Borg equation.
Ｃ３Ｓ＝４．０７×（ＣａＯ−ｆ.ＣａＯ）−７．６０×ＳｉＯ２−６．７２×Ａｌ２Ｏ３−１．４３×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２−０．７５×Ｃ３Ｓ
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３−１．６９×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
C 3 S = 4.07 × (CaO -f.CaO) -7.60 × SiO 2 -6.72 × Al 2 O 3 -1.43 × Fe 2 O 3
C 2 S = 2.87 × SiO 2 -0.75 × C 3 S
C 3 A = 2.65 × Al 2 O 3 −1.69 × Fe 2 O 3
C 4 AF = 3.04 × Fe 2 O 3
［２．セメント組成物の調製及びその試験方法]
Ｎｏ．１〜４のクリンカーをそれぞれ、ボールミルに入れ、ブレーン比表面積が３２００±５０ｃｍ２／ｇとなるように粉砕した。セメント組成物のＳＯ３量が２．０質量％となるように、クリンカーの粉砕物に、ＪＩＳ Ｒ ９１５１「セメント用天然せっこう」に規定される品質を満たす排脱二水セッコウ及びこれを加熱して調製した半水セッコウを添加した。ロッキングミキサーで混合して、セメント組成物を調製した。なお、セッコウは、セッコウの半水化率（全セッコウ量中の半水化量）が７０％となるように二水セッコウ及び半水セッコウを所定量添加した。また、ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ５２０１「セメントの物理試験方法」に従い、ブレーン空気透過装置を用いて測定した。
さらに、Ｎｏ．１〜４のクリンカーを使用したセメントを対象に、ＪＩＳ Ｒ５２１０：２００９「セメントの物理試験方法」に規定される品質を満たす石灰石微粉末を内割で５％添加した。
[2. Preparation of cement composition and test method thereof]
No. Each of 1-4 clinker was put in a ball mill and pulverized so that the specific surface area of the brain was 3200 ± 50 cm 2 / g. Exhausted dihydrate gypsum that satisfies the quality specified in JIS R 9151 “Natural gypsum for cement” and heated the clinker pulverized product so that the SO 3 amount of the cement composition is 2.0 mass%. The half-water gypsum prepared in this way was added. A cement composition was prepared by mixing with a rocking mixer. The gypsum was added with a predetermined amount of two-water gypsum and half-water gypsum so that the gypsum hemihydrate ratio (semi-hydrated amount in the total gypsum amount) was 70%. The specific surface area of the brane was measured using a brane air permeation apparatus in accordance with JIS R5201 “Cement physical test method”.
Furthermore, no. 5% of limestone fine powder satisfying the quality specified in JIS R5210: 2009 “Physical testing method of cement” was added to the cement using 1-4 clinker.
また、Ｎｏ．２及び３のクリンカーを使用したセメント組成物を対象に、ＪＩＳ Ｒ ５２１１：２００９「高炉セメント」に規定される品質を満たす高炉スラグを粉砕した高炉スラグ微粉末を内割で３０％添加した。表４に使用した石灰石微粉末と高炉スラグ微粉末の化学組成を示す。化学分析は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２:２０１０「セメントの化学分析」に準拠して測定した。また、石灰石微粉末と高炉スラグ微粉末の各々のブレーン比表面積は、５１５０ｃｍ２／ｇ、３６００ｃｍ２／ｇであり、ＪＩＳ Ｒ ５２０１:１９９８「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。また、ＪＩＳ Ｒ ５２１１:２００９「高炉セメント」に準拠して塩基度を算出した。 No. A blast furnace slag fine powder obtained by pulverizing blast furnace slag satisfying the quality defined in JIS R 5211: 2009 “Blast Furnace Cement” was added to the cement composition using the clinkers 2 and 3 at 30%. Table 4 shows the chemical compositions of the limestone fine powder and blast furnace slag fine powder used. The chemical analysis was performed according to JIS R 5202: 2010 “Chemical analysis of cement”. Further, the specific surface area of the branes of the limestone fine powder and the blast furnace slag fine powder was 5150 cm 2 / g and 3600 cm 2 / g, respectively, and was measured according to JIS R 5201: 1998 “Physical Test Method for Cement”. The basicity was calculated according to JIS R 5211: 2009 “Blast Furnace Cement”.
[３．流動性の評価]
低炭素型セメントペースト組成物の流動性をパラレルプレート型回転粘度計（Haake社製 Rotovisco ＲＶ１、プレート半径３０ｍｍ、プレート間のギャップ０．５ｍｍ）を用いて評価した。測定用の低炭素型セメントペースト組成物は、次のようにして調製した。すなわち、水セメント比を３５％とし、計量したセメント組成物に混和剤（ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（レオビルド ＳＰ８ＳＢｓｘ４））を０．２０％含む水を加えた。ハンドミキサーにて２分間練混ぜた後、５分間静置し、その２分後（接水後９分）のペーストの見かけ粘度を測定した。なお、見かけ粘度はせん断速度が２００ｓ−１のときの値とした。表５に見かけ粘度の結果を示す。
[3. Evaluation of fluidity]
The flowability of the low carbon cement paste composition was evaluated using a parallel plate type rotational viscometer (Rotovisco RV1, manufactured by Haake, plate radius 30 mm, gap between plates 0.5 mm). A low carbon cement paste composition for measurement was prepared as follows. That is, the water cement ratio was set to 35%, and water containing 0.20% of an admixture (polycarboxylic acid-based high performance AE water reducing agent (Reobuild SP8SBsx4)) was added to the weighed cement composition. After kneading with a hand mixer for 2 minutes, the mixture was allowed to stand for 5 minutes, and the apparent viscosity of the paste after 2 minutes (9 minutes after water contact) was measured. The apparent viscosity was a value when the shear rate was 200 s- 1 . Table 5 shows the apparent viscosity results.
表５より、石灰石微粉末を５％添加した場合は、クリンカーのアルカリ量が増加すると共に見かけ粘度が高まり、流動性が低下した（比較例１〜３）。同様に、高炉スラグ微粉末を２０質量％添加した場合も、クリンカーのアルカリ量が増加すると共に見かけ粘度が高まり、流動性が低下した（比較例４、５）。しかしながら、高炉スラグ微粉末を２８質量％又は３０質量％添加した場合は、クリンカーのアルカリ量を適度に増やしたクリンカーＮｏ．３を使用すると、見かけ粘度が低下し、流動性が向上した（比較例１１〜１４、実施例１、２）。また、高炉スラグ微粉末を３２質量％又は３５質量％添加した場合は、このような現象は見られなかった。
このように、既往の結果に反し、クリンカーのＣ３Ａ量やアルカリ量が増加した場合であっても、適切なアルカリ量および高炉スラグ添加量とすることに加えて、低炭素型セメントペースト組成物中のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の含有量を通常の使用量よりも極端に少なくした本発明の範囲であれば、流動性は良好とすることが可能となった。
From Table 5, when 5% of limestone fine powder was added, the apparent viscosity increased and the fluidity decreased as the alkali amount of the clinker increased (Comparative Examples 1 to 3). Similarly, when 20 mass% of blast furnace slag fine powder was added, the alkali amount of the clinker increased, the apparent viscosity increased, and the fluidity decreased (Comparative Examples 4 and 5). However, when 28% by mass or 30% by mass of blast furnace slag fine powder was added, clinker no. When 3 was used, the apparent viscosity was lowered and the fluidity was improved (Comparative Examples 11 to 14, Examples 1 and 2). Moreover, when 32 mass% or 35 mass% of blast furnace slag fine powder was added, such a phenomenon was not seen.
Thus, contrary to the past results, even when the amount of C 3 A or alkali of the clinker is increased, in addition to setting the appropriate amount of alkali and the amount of blast furnace slag added, the low carbon type cement paste composition If the content of the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent in the product is within the range of the present invention, which is extremely less than the normal use amount, the fluidity can be improved.
Claims (3)
前記セメント組成物は、Ｃ３Ａ量が１１〜１３質量％、Ｃ４ＡＦ量が８〜１０質量％、Ｃ３Ｓ量が５０〜６０質量％及びＣ２Ｓ量が１７〜２７質量％であり、ＩＭが２．１０〜２．４０であり、全アルカリ量が０．５５〜０．８０質量％であるセメントクリンカー５０〜７０質量％と、高炉スラグ微粉末２８〜３１．５質量％と、石膏をＳＯ３基準で１．０〜３．０質量％含有し、
前記低炭素型セメントペースト組成物中の前記ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤の含有量が０．１〜０．３質量％であり、水セメント比が３０〜４０％であることを特徴とする低炭素型セメントペースト組成物。 A low-carbon cement paste composition comprising a cement composition, a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent, and water,
The cement composition has a C 3 A amount of 11 to 13% by mass, a C 4 AF amount of 8 to 10% by mass, a C 3 S amount of 50 to 60% by mass, and a C 2 S amount of 17 to 27% by mass. Yes, cement clinker 50-70% by mass with IM 2.10-2.40, total alkali amount 0.55-0.80% by mass, blast furnace slag fine powder 28-3 1.5 % by mass And 1.0 to 3.0% by mass of gypsum based on SO 3 ,
The content of the polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent in the low-carbon cement paste composition is 0.1 to 0.3% by mass, and the water cement ratio is 30 to 40%. A low carbon cement paste composition.
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