JP6718551B1 - 粉体急結剤 - Google Patents
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Abstract
Description
前記カルシウムアルミネート化合物におけるSiO2含有量が7質量%以下であり、前記カルシウムアルミネート化合物のFT−IRによるAlO4基伸縮振動に基づく吸収ピークの強度IAlO4とAlO6基伸縮振動に基づく吸収ピークの強度IAlO6との比(IAlO6/IAlO4)が0.53〜0.75である、粉体急結剤。
[2] 前記カルシウムアルミネート化合物を60質量%以上含有する[1]に記載の粉体急結剤。
[3] さらに、アルカリ金属硫酸塩類及びアルカリ土類金属硫酸塩類からなる群から選択される少なくとも1種を含む[1]又は[2]に記載の粉体急結剤。
[4] 前記アルカリ金属硫酸塩類が硫酸ナトリウムである[3]に記載の粉体急結剤。
[5] 前記アルカリ土類金属硫酸塩類が硫酸カルシウムである[3]又は[4]に記載の粉体急結剤。
[6] 前記硫酸ナトリウムを、前記カルシウムアルミネート化合物100質量部に対して1〜40質量部含有する[4]又は[5]に記載の粉体急結剤。
[7] 前記硫酸カルシウムを、前記カルシウムアルミネート化合物100質量部に対して2〜45質量部含有する[5]又は[6]に記載の粉体急結剤。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の粉体急結剤とセメントとを含むセメント組成物。
なお、AlO4基伸縮振動に基づく吸収ピークは、例えば、波数690〜770cm−1付近で観察され、AlO6基伸縮振動に基づく吸収ピークは、例えば、波数550〜610cm−1付近で観察される。これらの同定(確認)には例えば、固体NMR等を用いてもよい。
なお、本明細書において「主成分」とは、全体に占める割合が50質量%を超えることを意味する。
アルカリ金属硫酸塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの硫酸塩が挙げられ、これらの中で、強度増進効果としてリチウムやナトリムの硫酸塩(硫酸リチウム、硫酸ナトリウム)が好ましい。また、これらの中で、硫酸ナトリウムが好ましく、なかでも硫酸ナトリウムの無水物は、空気中の水分を吸湿する乾燥剤としての役割も有するので、貯蔵時の安定性にも寄与する点でより好ましい。
アルカリ土類金属硫酸塩としては、硫酸カルシウムが好ましく、無水石膏(無水硫酸カルシウム)、半水石膏(硫酸カルシウム半水和物)、及び二水石膏(硫酸カルシウム二水和物)等が挙げられる。これらの中では無水石膏が好ましい。
また、セメントとともに、使用目的に応じてモルタルやコンクリートに使用できる他の混和材料や骨材を併用することができる。
カルシア源として石灰石(CaO含有率95.36質量%、Al2O3含有率0.01質量%、MgO含有率0.81質量%、SiO2含有率1.53質量%)、アルミナ源としてボーキサイト(CaO含有率3.5質量%、Al2O3含有率84.31質量%、MgO含有率1.24質量%、SiO2含有率6.3質量%)を材料として使用した。これらをアーク式電気炉に投入し、1650℃で2時間保持して溶融した。その後に炉内から溶融物を取り出し、水を含む圧縮空気を供給できる冷却設備により1,000℃まで急冷した。冷却速度は5,000K/秒とし、圧縮空気中の水は0.1体積%とし、圧縮空気の圧力は0.4MPaとした。その後、水を含む圧縮空気の供給を止めた状態(大気雰囲気下)で放冷して、カルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。
CaO/Al2O3モル比は2.0、ガラス化率は99%、ブレーン比表面積は5,800cm2/gに調整した。
凝結時間:ASTMC403に準じて、セメント組成物を迅速に型枠に詰めプロクター貫入抵抗値を測定して凝結時間の始発と終結を測定した。
圧縮強度:JIS R5201に準じて4×4×16cmのセメント組成物の試験体を作製し、3時間後に脱型して圧縮強度を測定した。
冷却速度を3,000K/秒とした以外は実施例1と同様にしてカルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。当該粉体急結剤について実施例1と同様にしてFT−IR測定を行った。結果を表1に示す。
また、実施例1と同様にしてセメント組成物を作製し、当該セメント組成物を用いて、凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表1に示す。
冷却速度を7,000K/秒とした以外は実施例1と同様にしてカルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。当該粉体急結剤について実施例1と同様にしてFT−IR測定を行った。結果を表1に示す。
また、実施例1と同様にしてセメント組成物を作製し、当該セメント組成物を用いて、凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表1に示す。
材料にSiO2源としてSiO2試薬(99%)をCA化合物中のSiO2含有量を8%となるように配合とした以外は実施例1と同様にしてカルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。当該粉体急結剤について実施例1と同様にしてFTIR測定を行った。結果を表1に示す。また、実施例1と同様にしてセメント組成物を作製し、当該セメント組成物を用いて、凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表1に示す。
冷却速度を1,000K/秒とした以外は実施例1と同様にしてカルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。当該粉体急結剤について実施例1と同様にしてFT−IR測定を行った。結果を表1に示す。
また、実施例1と同様にしてセメント組成物を作製し、当該セメント組成物を用いて、凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表1に示す。
冷却速度を10,000K/秒とした以外は実施例1と同様にしてカルシウムアルミネート化合物を製造し、これを粉体急結剤とした。当該粉体急結剤について実施例1と同様にしてFT−IR測定を行った。結果を表1に示す。
また、実施例1と同様にしてセメント組成物を作製し、当該セメント組成物を用いて、凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表1に示す。
普通ポルトランドセメント(ブレーン比表面積3200cm2/g、比重3.15)100質量部と、表2に示す粉体急結剤10質量部と、細骨材(JIS標準砂、市販品)300質量部と、水60質量部とを混錬してセメント組成物を作製した。当該セメント組成物を用いて、下記の凝結時間及び圧縮強度の評価を行った。これらの結果について表2に示す。尚、該粉体急結剤に配合するカルシウムアルミネート化合物は実施例1を使用し、以下に示すアルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩をカルシウムアルミネート化合物100部としたときの部として表2に示す。また、圧縮強度は3時間後、1日後のそれぞれについて測定した。
・アルカリ土類金属硫酸塩:硫酸カルシウム、無水品、試薬、ブレーン5000cm2/g
Claims (8)
- カルシウムアルミネート化合物を含有し、アルミン酸ナトリウムを含有しない粉体急結剤であって、
前記カルシウムアルミネート化合物におけるSiO2含有量が7質量%以下であり、前記カルシウムアルミネート化合物のFT−IRによるAlO4基伸縮振動に基づく吸収ピークの強度IAlO4とAlO6基伸縮振動に基づく吸収ピークの強度IAlO6との比(IAlO6/IAlO4)が0.53〜0.75である、粉体急結剤。 - 前記カルシウムアルミネート化合物を60質量%以上含有する請求項1に記載の粉体急結剤。
- さらに、アルカリ金属硫酸塩類及びアルカリ土類金属硫酸塩類からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1又は2に記載の粉体急結剤。
- 前記アルカリ金属硫酸塩類を含有し、該アルカリ金属硫酸塩類が硫酸ナトリウムである請求項3に記載の粉体急結剤。
- 前記アルカリ土類金属硫酸塩類を含有し、該アルカリ土類金属硫酸塩類が硫酸カルシウムである請求項3に記載の粉体急結剤。
- 前記硫酸ナトリウムを、前記カルシウムアルミネート化合物100質量部に対して1〜40質量部含有する請求項4に記載の粉体急結剤。
- 前記硫酸カルシウムを、前記カルシウムアルミネート化合物100質量部に対して2〜45質量部含有する請求項5に記載の粉体急結剤。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の粉体急結剤とセメントとを含むセメント組成物。
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