JP6764702B2 - Hydraulic composition - Google Patents

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Description

本発明は、水硬性組成物に関する。 The present invention relates to hydraulic compositions.

セメントは、水との水和反応により硬化して硬化体となる。セメントを構成するクリンカー鉱物は、水と反応して強アルカリ性の水酸化カルシウムなどの水和物を生成し、硬化体中の細孔溶液は、強アルカリ性を示す。
硬化体は、大気中に放置しておくと、二酸化炭素が内部に侵入し、水酸化カルシウムなどのカルシウム塩が二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムを生成し、細孔溶液が強アルカリ性から中性へと変性する、いわゆる「中性化」が進行する。中性化は、硬化体表面から進行する。例えば、セメントを用いて鉄筋コンクリート構造物を構築する場合、中性化が鉄筋コンクリート構造物内部の鉄筋近くまで進行すると、鉄筋を被覆する不動態皮膜を破壊し、鉄筋腐食の一因となる。そして、鉄筋が、腐食前と比べて膨張することにより、硬化体のひび割れ、破壊等を引き起こし、また、腐食により鉄筋の断面欠損が生じ、鉄筋コンクリート構造物の強度が低下する。
Cement hardens by a hydration reaction with water to become a hardened body. The clinker minerals that make up cement react with water to produce hydrates such as strongly alkaline calcium hydroxide, and the pore solution in the cured product is strongly alkaline.
When the cured product is left in the air, carbon dioxide invades the inside, calcium salts such as calcium hydroxide react with carbon dioxide to generate calcium carbonate, and the pore solution becomes strongly alkaline to neutral. The so-called "neutralization" that degenerates into calcium progresses. Neutralization proceeds from the surface of the cured product. For example, in the case of constructing a reinforced concrete structure using cement, if the neutralization progresses to the vicinity of the reinforcing bar inside the reinforced concrete structure, the passivation film covering the reinforcing bar is destroyed, which contributes to the corrosion of the reinforcing bar. Then, the reinforcing bar expands as compared with that before corrosion, causing cracks, breakage, etc. of the hardened body, and the corrosion causes a cross-sectional defect of the reinforcing bar, resulting in a decrease in the strength of the reinforced concrete structure.

近年、製造時の二酸化炭素排出量の少ない環境配慮型セメントが提案されている。これは、1種又は2種以上のJIS R5210、R5211、R5212、R5213、R5214に規定されるセメント(ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント)の混合物のうち20〜100%を、スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、二水セッコウ、半水セッコウ、無水セッコウ、石灰石微粉末、消石灰、膨張材、シリカ質混合材、または、カルシウム塩やナトリウム塩に置き換えたものと同等の組成を持つ水硬性組成物である。環境配慮型セメントを用いたコンクリートを、環境配慮型のコンクリートと称する。例えば、特許文献1には、環境配慮型セメントとして、高炉スラグ微粉末と石灰石微粉末とカルシウムイオンを溶出する速度が異なる2種類以上の刺激剤とからなる水硬性組成物が、特許文献2には、環境配慮型コンクリートとして、細骨材、粗骨材、石灰石微粉末、スラグ微粉末、炭酸ナトリウム、化学混和剤を主成分とするスラグ硬化組成物が提案されている。非特許文献1には、環境配慮型コンクリートとして、ポルトランドセメントの20〜80%を高炉スラグを主成分とする混和材で置き換えたコンクリートの施工例が報告されている。
しかし、環境配慮型セメントを使用した硬化体や環境配慮型セメントを用いた環境配慮型コンクリートは、ポルトランドセメントの使用量が少なく、ポルトランドセメントを使用した硬化体やコンクリートと比較して中性化が進行しやすいという問題がある。
In recent years, environmentally friendly cements that emit less carbon dioxide during production have been proposed. This is 20 to 100% of a mixture of one or more types of cement (Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, eco-cement) specified in JIS R5210, R5211, R5212, R5213, R5214. The composition is equivalent to that of slag, fly ash, silica fume, dihydrate cement, semi-water cement, anhydrous cement, limestone fine powder, slaked lime, swelling material, silica mixture, or calcium salt or sodium salt. It is a water-hardening composition. Concrete using environmentally friendly cement is called environmentally friendly concrete. For example, in Patent Document 1, as an environment-friendly cement, a hydraulic composition composed of two or more kinds of stimulants having different elution rates of blast furnace slag fine powder, limestone fine powder and calcium ions is described in Patent Document 2. Has proposed a slag hardening composition containing fine aggregate, coarse aggregate, limestone fine powder, slag fine powder, sodium carbonate, and a chemical admixture as main components as environment-friendly concrete. Non-Patent Document 1 reports an example of concrete construction in which 20 to 80% of Portland cement is replaced with an admixture containing blast furnace slag as a main component as an environment-friendly concrete.
However, hardened bodies using environmentally friendly cement and environmentally friendly concrete using environmentally friendly cement use less Portland cement, and are more neutralized than hardened bodies and concrete using Portland cement. There is a problem that it is easy to proceed.

中性化を抑制する技術として、水セメント比を小さくすることにより、硬化体を緻密にして二酸化炭素を侵入しにくくする方法が知られている。ただし、使用する粉体の量が増加するため、コストが増加してしまう。また、水セメント比が小さいと、流動性が悪く、施工性が低下する。 As a technique for suppressing neutralization, a method is known in which the cured product is made denser to prevent carbon dioxide from entering by reducing the water-cement ratio. However, since the amount of powder used increases, the cost increases. Further, if the water-cement ratio is small, the fluidity is poor and the workability is lowered.

その他の中性化抑制技術として、特許文献3には、骨材をケイフッ化マグネシウム溶液に浸漬して得られた改質骨材を使用するコンクリートの中性化抑制方法が提案されている。しかし、骨材を浸漬する工程が必要となり、労務が発生する。特許文献4には、γ−2CaO・SiO、α−CaO・SiO、及びカルシウムマグネシウムシリケートからなる群から選ばれる1種又は2種以上の非水硬性化合物を含有する物質からなるコンクリート用混和剤により、中性化反応が抑制できることが記載されている。しかし、特許文献4には、γ−2CaO・SiO、またはα−CaO・SiOが存在しない場合には、混和剤無添加時と中性化速度が同等であることが示されている。 As another neutralization suppressing technique, Patent Document 3 proposes a method for suppressing neutralization of concrete using a modified aggregate obtained by immersing an aggregate in a magnesium silica fluoride solution. However, a process of immersing the aggregate is required, which requires labor. Patent Document 4 describes a mixture for concrete consisting of a substance containing one or more non-hydraulic compounds selected from the group consisting of γ-2CaO · SiO 2 , α-CaO · SiO 2 , and calcium magnesium silicate. It is described that the neutralization reaction can be suppressed by the agent. However, Patent Document 4 shows that when γ-2CaO · SiO 2 or α-CaO · SiO 2 is absent, the neutralization rate is the same as when no admixture is added.

特開2014−148434号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-148434 特許第5743650号公報Japanese Patent No. 5743650 特開2010−222205号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-222205 特開2004−292201号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-292201 陣内浩、加藤雅樹、立山香織、近藤憲二:主要構造部材を環境配慮型コンクリートで構築した建築物の実現とCO2削減効果、コンクリート工学、vol.52,No.6,pp.528−533,2014.6.Hiroshi Jinnai, Masaki Kato, Kaori Tateyama, Kenji Kondo: Realization of a building in which the main structural members are constructed of environment-friendly concrete and CO2 reduction effect, concrete engineering, vol. 52, No. 6, pp.528-533, 2014.6.

中性化反応の進行を抑制した水硬性組成物を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a hydraulic composition that suppresses the progress of the neutralization reaction.

1.セメントと、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤とを含むことを特徴とする水硬性組成物。
2.全粉体量に対して、前記中性化抑制剤を酸化マグネシウム換算で2mass%以上15mass%以下含むことを特徴とする1.に記載の水硬性組成物。
3.前記セメントが、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント、環境配慮型セメントのいずれかであることを特徴とする1.または2.に記載の水硬性組成物。
4.前記中性化抑制剤が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウムのいずれか1種以上を含むことを特徴とする1.〜3.のいずれかに記載の水硬性組成物。
5.1.〜4.のいずれかに記載の水硬性組成物からなる硬化体。
6.ハイドロタルサイトを含む5.に記載の硬化体。
7.難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤。
8.セメントに難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤を含有させることを特徴とする硬化体の中性化抑制方法。
1. 1. A hydraulic composition comprising cement and a neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound.
2. 1. The neutralization inhibitor is contained in an amount of 2 mass% or more and 15 mass% or less in terms of magnesium oxide with respect to the total amount of powder. The hydraulic composition according to.
3. 3. The cement is one of Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, eco-cement, and environment-friendly cement. Or 2. The hydraulic composition according to.
4. 1. The neutralization inhibitor contains at least one of magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, and magnesium carbonate. ~ 3. The hydraulic composition according to any one of.
5.1. ~ 4. A cured product comprising the hydraulic composition according to any one of.
6. Includes hydrotalcite 5. The cured product described in.
7. A neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound.
8. A method for suppressing neutralization of a cured product, which comprises incorporating a neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound into cement.

本発明の水硬性組成物は、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤を含むことにより、硬化体における中性化反応の進行を抑制することができる。セメントの一部を中性化抑制剤に置き換えることにより粉体量を増やすことなく、中性化反応を抑制することができる。本発明の水硬性組成物は、中性化抑制剤の有無で硬化物の強度が変化しない。そのため、従来の組成の一部を中性化抑制剤に置き換えた本発明の水硬性組成物は、新たに強度計算等することなくそのまま用いることができる。
本発明の水硬性組成物は、様々なセメントで中性化抑制効果を示し、特に、中性化反応が進行しやすい高炉セメント、フライアッシュセメント、環境配慮型セメントに好適に用いることができる。
中性化抑制剤の配合量を、酸化マグネシウム換算で2mass%以上15mass%以下の範囲で調整することにより、構造物の要求性能に合わせて中性化の進行を制御することができる。
本発明の中性化抑制剤は、難溶性マグネシウム化合物からなる。難溶性マグネシウム化合物である水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウムなどは、市販されている。前述したγ−2CaO・SiO、またはα−CaO・SiOといった中性化抑制剤は、一般に入手が困難であるが、市販品である中性化抑制剤は、安価であり、一定の品質を有するものを容易に入手できる。
The hydraulic composition of the present invention can suppress the progress of the neutralization reaction in the cured product by containing a neutralization inhibitor composed of a poorly soluble magnesium compound. By replacing a part of the cement with a neutralization inhibitor, the neutralization reaction can be suppressed without increasing the amount of powder. In the hydraulic composition of the present invention, the strength of the cured product does not change with or without the neutralization inhibitor. Therefore, the hydraulic composition of the present invention in which a part of the conventional composition is replaced with a neutralization inhibitor can be used as it is without newly calculating the strength.
The hydraulic composition of the present invention exhibits a neutralization-suppressing effect on various cements, and can be particularly preferably used for blast furnace cements, fly ash cements, and environment-friendly cements in which the neutralization reaction easily proceeds.
By adjusting the blending amount of the neutralization inhibitor in the range of 2 mass% or more and 15 mass% or less in terms of magnesium oxide, the progress of neutralization can be controlled according to the required performance of the structure.
The neutralization inhibitor of the present invention comprises a poorly soluble magnesium compound. The sparingly soluble magnesium compounds such as magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, and magnesium carbonate are commercially available. Neutralization inhibitors such as γ-2CaO · SiO 2 or α-CaO · SiO 2 described above are generally difficult to obtain, but commercially available neutralization inhibitors are inexpensive and have a certain quality. Can be easily obtained.

実験1における促進中性化試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the accelerated neutralization test in Experiment 1. 実験1における促進中性化試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the accelerated neutralization test in Experiment 1. 本発明の硬化体のX線回折図形。X-ray diffraction pattern of the cured product of the present invention. 実験2における促進中性化試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the accelerated neutralization test in Experiment 2. 実験3における促進中性化試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the accelerated neutralization test in Experiment 3. 実験4における促進中性化試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the accelerated neutralization test in Experiment 4.

本発明の水硬性組成物は、セメントと、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤とを含む。 The hydraulic composition of the present invention contains cement and a neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound.

「セメント」
本発明の水硬性組成物が含有するセメントとしては、水と水和反応を起こして硬化する水硬性粉体を特に限定されることなく用いることができる。例えば、JISで規定されているセメントであるポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメントを挙げることができる。また、環境配慮型セメントを用いることもできる。本発明の中性化抑制剤は、これらの中で、中性化が進行しやすい高炉セメント、フライアッシュセメント、および、環境配慮型セメントに好適に用いることができる。
"cement"
As the cement contained in the hydraulic composition of the present invention, a hydraulic powder that hardens by causing a hydration reaction with water can be used without particular limitation. For example, Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, and eco-cement, which are cements specified by JIS, can be mentioned. It is also possible to use environmentally friendly cement. Among these, the neutralization inhibitor of the present invention can be suitably used for blast furnace cement, fly ash cement, and environment-friendly cement, in which neutralization is likely to proceed.

「中性化抑制剤」
本発明の中性化抑制剤は、難溶性マグネシウム化合物からなる。本発明において、難溶性とは、25℃の水に対する溶解度が、水100mLに対して100mg以下であることを意味し、水に全く溶解しないことを指すものではない。難溶性マグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、炭酸水酸化マグネシウム(mMgCO・Mg(OH)・nHO、m=3〜5、n=3〜7)、等が挙げられる。これら難溶性マグネシウムは、2種以上を併用することもできる。
"Neutralization inhibitor"
The neutralization inhibitor of the present invention comprises a poorly soluble magnesium compound. In the present invention, poor solubility means that the solubility in water at 25 ° C. is 100 mg or less with respect to 100 mL of water, and does not mean that it is completely insoluble in water. The poorly soluble magnesium compound, magnesium hydroxide (Mg (OH) 2), magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3), magnesium carbonate hydroxide (mMgCO 3 · Mg (OH) 2 · nH 2 O, m = 3 to 5, n = 3 to 7), and the like. Two or more of these poorly soluble magnesium can be used in combination.

「水硬性組成物」
本発明の水硬性組成物は、セメントと中性化抑制剤を含む。本発明の水硬性組成物は、セメントと中性化抑制剤の他に、AE剤、減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、遅延剤、発泡剤、防水剤、着色剤、耐寒剤、早強剤、増粘剤等の化学混和剤や、砂利、砂、海砂、砕石、砕砂、各種スラグ骨材、重量骨材、軽量骨材、再生骨材等の細骨材および粗骨材や、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、鋼繊維、炭素繊維等の添加材や、水道水、河川水、湖沼水、地下水、レディミクストコンクリート工場における回収水、化学混和剤に含まれる水等の水を含むことができる。
"Hydraulic composition"
The hydraulic composition of the present invention contains cement and a neutralization inhibitor. In addition to cement and a neutralization inhibitor, the water-hardening composition of the present invention includes an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance AE water reducing agent, a retarding agent, a foaming agent, a waterproofing agent, a coloring agent, and a cold resistant agent. , Chemical admixtures such as fast-strengthening agents and thickeners, fine aggregates such as gravel, sand, sea sand, crushed stone, crushed sand, various slag aggregates, heavy aggregates, lightweight aggregates, recycled aggregates and coarse bones. Materials, additives such as vinylon fiber, polypropylene fiber, glass fiber, steel fiber, carbon fiber, tap water, river water, lake water, groundwater, recovered water in ready mixed concrete factory, water contained in chemical admixture, etc. Can contain water.

本発明の水硬性組成物は、全粉体量に対して、中性化抑制剤を酸化マグネシウム換算で2mass%以上15mass%以下含むことが好ましい。ここで、本発明において、粉体とは、セメントと中性化抑制剤とを指す。中性化抑制剤の量が酸化マグネシウム換算で2mass%未満では、中性化の進行を抑制する効果が十分でない場合がある。中性化抑制剤の量が酸化マグネシウム換算で15mass%より多いと、練混ぜ後の粘性が高く、施工性が低下する場合がある。 The hydraulic composition of the present invention preferably contains a neutralization inhibitor in an amount of 2 mass% or more and 15 mass% or less in terms of magnesium oxide with respect to the total amount of powder. Here, in the present invention, the powder refers to cement and a neutralization inhibitor. If the amount of the neutralization inhibitor is less than 2 mass% in terms of magnesium oxide, the effect of suppressing the progress of neutralization may not be sufficient. If the amount of the neutralization inhibitor is more than 15 mass% in terms of magnesium oxide, the viscosity after kneading is high and the workability may be lowered.

本発明の水硬性組成物は、水、あるいは、さらに化学混和剤を使用してペーストとして、あるいは、さらに細骨材、粗骨材、化学混和剤を使用してモルタル、またはコンクリートとして使用することができる。
コンクリートは、現場練りコンクリート、レディミクストコンクリート、およびコンクリートブロック、ボックスカルバート、セグメントなどのコンクリート製品に用いることができる。
The hydraulic composition of the present invention may be used as a paste using water or a chemical admixture, or as a mortar or concrete using a fine aggregate, coarse aggregate or chemical admixture. Can be done.
Concrete can be used for on-site concrete, ready-mixed concrete, and concrete products such as concrete blocks, box culverts, and segments.

本発明の水硬性組成物の製造方法は、従来の方法で行えばよい。すなわち、ペーストまたはモルタルまたはコンクリートとして使用する際に、中性化抑制剤と、水を除くその他の構成材料の一部または全部を注水前に予めプレミックスすることもでき、あるいはコンクリートミキサーにて、中性化抑制剤と、水を含むその他の構成材料を混合しながら練り混ぜてもよく、中性化抑制剤を除くその他の構成材料を練り混ぜ、ペーストまたはモルタルまたはコンクリートを製造した後に中性化抑制剤を添加して、再度練り混ぜることもできる。 The method for producing the hydraulic composition of the present invention may be carried out by a conventional method. That is, when used as a paste or mortar or concrete, the neutralization inhibitor and some or all of the other constituent materials except water can be premixed prior to water injection, or in a concrete mixer. The neutralization inhibitor may be kneaded while mixing other constituent materials including water, or other constituent materials other than the neutralization inhibitor may be kneaded to produce a paste or mortar or concrete and then neutralized. It is also possible to add an anti-formation agent and knead again.

本発明の水硬性組成物は、硬化体の中性化を抑制することができる。難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤は、硬化体の圧縮強度を高くさせない。硬化体の圧縮強度の高強度化は、硬化体のミクロ構造が緻密になったことを示しているため、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤は、硬化体のミクロ構造を緻密化しないことが示唆される。一般に、硬化体は緻密になると、二酸化炭素が侵入しにくくなり、中性化反応が抑制されるが、本発明の水硬性組成物からなる硬化体は、ミクロ構造が緻密化していないため、未知のメカニズムにより中性化反応の進行を抑制していると推測される。なお、本発明の水硬性組成物が中性化反応の進行を抑制するメカニズムは不明である。 The hydraulic composition of the present invention can suppress the neutralization of the cured product. The neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound does not increase the compressive strength of the cured product. Since the increase in the compressive strength of the cured product indicates that the microstructure of the cured product has become denser, the neutralization inhibitor composed of the sparingly soluble magnesium compound does not make the microstructure of the cured product denser. Is suggested. Generally, when the cured product becomes dense, carbon dioxide is less likely to penetrate and the neutralization reaction is suppressed, but the cured product made of the hydraulic composition of the present invention is unknown because the microstructure is not densified. It is presumed that the progress of the neutralization reaction is suppressed by the mechanism of. The mechanism by which the hydraulic composition of the present invention suppresses the progress of the neutralization reaction is unknown.

「実験1」環境配慮型セメント
全粉体量に対し高炉スラグを77mass%含有する環境配慮型セメントに対し、中性化抑制剤である水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウムのいずれか、および水を、それぞれ表1に示す質量比で配合し、セメントペーストとした。調製は、予め混合した粉体に注水し、3分間以上さじで十分に練り混ぜることにより行った。材料のうち、高炉スラグはJIS A 6206、膨張材はJIS A 6202、消石灰はJIS R 9001、石灰石微粉末はJIS A 5008を満足するものとし、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウム(4MgCO・Mg(OH)・5HO)は、関東化学社製の特級試薬または鹿1級試薬を使用した。
"Experiment 1" Environmentally friendly cement For environmentally friendly cement containing 77 mass% of blast furnace slag with respect to the total amount of powder, any of magnesium hydroxide, magnesium oxide, and magnesium carbonate carbonate, which are neutralization inhibitors, And water were blended in the mass ratios shown in Table 1 to obtain a cement paste. The preparation was carried out by pouring water into the premixed powder and thoroughly kneading with a scoop for 3 minutes or more. Among the materials, JIS A 6206 for blast furnace slag, JIS A 6202 for expansion material, JIS R 9001 for slaked lime, and JIS A 5008 for fine limestone powder are satisfied, and magnesium hydroxide, magnesium oxide, and magnesium hydroxide (4 MgCO) are satisfied. 3 · Mg (OH) 2 · 5H 2 O) was used to grade reagent or deer first grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc..

水 :横浜市水道局、水道水
高炉スラグ(セッコウあり) :株式会社デイ・シイ製、商品名:セラメントA
(SO=2.1%、無水セッコウ添加品)
膨張材 :太平洋マテリアル株式会社製、商品名:エクスパン
消石灰 :奥多摩工業株式会社製、商品名:特号消石灰
石灰石微粉末 :宮城石灰工業株式会社製
Water: Yokohama Waterworks Bureau, tap water blast furnace slag (with gypsum): Made by DC Co., Ltd., Product name: Cerament A
(SO 3 = 2.1%, anhydrous gypsum additive)
Expansion material: Made by Pacific Material Co., Ltd., Product name: Expanded slaked lime: Made by Okutama Kogyo Co., Ltd., Product name: Special issue Slaked limestone Fine powder: Made by Miyagi limestone Co., Ltd.

このセメントペーストにて、φ約3cm×高さ約5cmの供試体を作製し、封かん養生した。材齢28日で脱型し、脱型後7日間、20℃、60%RHで保管した。その後、底面1面以外をアルミニウムテープでコーティングして、20℃、60%RH、CO濃度5%で促進中性化試験を行った。
所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度が1%のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧して、中性化深さを測定した。結果を図1、2に示す。なお、比較例1は、中性化期間91日で観察面の全ての範囲が中性化していた。
A specimen having a diameter of about 3 cm and a height of about 5 cm was prepared from this cement paste and cured by sealing. The material was demolded at 28 days of age, and stored at 20 ° C. and 60% RH for 7 days after demolding. Then, the surface other than the bottom surface was coated with aluminum tape, and an accelerated neutralization test was conducted at 20 ° C., 60% RH, and a CO 2 concentration of 5%.
After a lapse of a predetermined period, the specimen was split and the cross section was sprayed with an alcohol solution of phenolphthalein having a concentration of 1%, and the neutralization depth was measured. The results are shown in FIGS. 1 and 2. In Comparative Example 1, the entire range of the observation surface was neutralized during the neutralization period of 91 days.

中性化抑制剤を含まない環境配慮型セメントである比較例1と比較して、中性化抑制剤を、酸化マグネシウムに換算して3.0〜11.1mass%含む実施例1〜7は、中性化深さが約半分以下となった。また、中性化抑制剤を多く含むことにより、中性化深さがより小さくなることが確かめられた。また、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウムのいずれの難溶性マグネシウムにおいても中性化抑制効果が確認できた。 Examples 1 to 7 containing 3.0 to 11.1 mass% of the neutralization inhibitor in terms of magnesium oxide as compared with Comparative Example 1 which is an environment-friendly cement containing no neutralization inhibitor. , The neutralization depth is less than half. In addition, it was confirmed that the neutralization depth became smaller by containing a large amount of the neutralization inhibitor. In addition, the effect of suppressing neutralization was confirmed in any of the poorly soluble magnesium of magnesium hydroxide, magnesium oxide, and magnesium carbonate.

促進中性化期間56日後の実施例2の配合のセメントペーストの硬化体のうち、曝露面から3cm以上離れた未中性化部を粉砕し、粒径を75μm以下にした後、アルミナを10mass%加え、粉末法によりX線回折図形を得た。測定条件を表2に、回折図形を図3に示す。 Of the hardened cement paste compounded in Example 2 after the accelerated neutralization period of 56 days, the neutralized portion at a distance of 3 cm or more from the exposed surface was crushed to reduce the particle size to 75 μm or less, and then 10 mass of alumina. % Was added, and an X-ray diffraction pattern was obtained by the powder method. The measurement conditions are shown in Table 2, and the diffraction pattern is shown in FIG.

回折図形から、Mg(OH)と、ハイドロタルサイト(MgAlCO(OH)16・4(HO))が同定された。本発明の中性化抑制剤が、セメント成分と反応して、ハイドロタルサイトを生成していることが確認できた。 From the diffraction pattern, and Mg (OH) 2, hydrotalcite (Mg 6 Al 2 CO 3 ( OH) 16 · 4 (H 2 O)) were identified. It was confirmed that the neutralization inhibitor of the present invention reacts with the cement component to form hydrotalcite.

「実験2」環境配慮型セメント−モルタル
表1に示す実施例2、及び比較例1の配合のセメントペーストに細骨材を加えて、4×4×16cmのモルタル供試体を作製した。細骨材はJIS A 5308附属書Aを満足する密度2.63g/cmの砕砂とし、細骨材と粉体の質量比を1:2、水粉体比を0.36とした。練混ぜにはモルタルミキサー(株式会社マルイ製、装置名:MIC−362−1−01)を用いた。
練り混ぜ後に4×4×16cmの大きさの型枠に打ち込んた。3日後に脱型し、材齢28日まで20℃の水中で養生した。その後、材齢56日まで20℃、60%RHで保管し、4×16cmの側面1面以外をアルミニウムテープでコーティングして、20℃、60%RH、CO濃度5%で促進中性化試験を行った。
"Experiment 2" Environmentally Friendly Cement-Mortar A 4 x 4 x 16 cm mortar specimen was prepared by adding fine aggregate to the cement paste containing the formulations of Example 2 and Comparative Example 1 shown in Table 1. The fine aggregate was crushed sand having a density of 2.63 g / cm 3 satisfying JIS A 5308 Annex A, and the mass ratio of the fine aggregate to the powder was 1: 2 and the water powder ratio was 0.36. A mortar mixer (manufactured by Marui Co., Ltd., device name: MIC-362-1-01) was used for kneading.
After kneading, it was driven into a mold having a size of 4 × 4 × 16 cm. After 3 days, the mold was removed and cured in water at 20 ° C. until the age of 28 days. After that, it was stored at 20 ° C. and 60% RH until the age of 56 days, and the surface other than one side surface of 4 × 16 cm was coated with aluminum tape, and promoted neutralization at 20 ° C., 60% RH and CO 2 concentration of 5%. The test was conducted.

所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度が1%のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧して、中性化深さを測定した。結果を図4に示す。
細骨材を含むモルタルにおいても、中性化抑制剤により中性化を抑制できることが確かめられた。実施例2の水硬性組成物は、比較例1の水硬性組成物と比較して中性化深さが約半分であった。
After a lapse of a predetermined period, the specimen was split and the cross section was sprayed with an alcohol solution of phenolphthalein having a concentration of 1%, and the neutralization depth was measured. The results are shown in FIG.
It was confirmed that even in mortar containing fine aggregate, neutralization can be suppressed by the neutralization inhibitor. The hydraulic composition of Example 2 had a neutralization depth of about half that of the hydraulic composition of Comparative Example 1.

「実験3」環境配慮型セメント−コンクリート
表1に示す実施例2、比較例1の配合のセメントペーストに細骨材と粗骨材を加えて、10×10×40cmのコンクリート供試体を作製した。細骨材は実験2と同様のものを使用し、粗骨材は密度2.66g/cm、Gmaxが20mmであるJIS A 5005を満足する砕石を使用し、細骨材率を43%、水粉体比を0.36とし、AE剤、高性能AE減水剤を適量添加して空気量を6.0%とした。練り混ぜには強制二軸混練機(太平洋機工株式会社製、装置名:SD−55型)を用いた。
材齢3日で脱型し、材齢28日まで20℃の水中で養生した。その後、材齢56日まで20℃、60%RHで保管し、側面1面以外をアルミニウムテープでコーティングして、20℃、60%RH、CO濃度5%で促進中性化試験を行った。
"Experiment 3" Environmentally Friendly Cement-Concrete A 10 x 10 x 40 cm concrete specimen was prepared by adding fine aggregate and coarse aggregate to the cement paste containing the formulations of Example 2 and Comparative Example 1 shown in Table 1. .. The fine aggregate used was the same as in Experiment 2, and the coarse aggregate used was crushed stone satisfying JIS A 5005 with a density of 2.66 g / cm 3 and a Gmax of 20 mm, and the fine aggregate ratio was 43%. The water powder ratio was set to 0.36, and an appropriate amount of an AE agent and a high-performance AE water reducing agent was added to adjust the amount of air to 6.0%. A forced twin-screw kneader (manufactured by Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd., device name: SD-55 type) was used for kneading.
It was demolded at the age of 3 days and cured in water at 20 ° C. until the age of 28 days. After that, it was stored at 20 ° C. and 60% RH until the age of 56 days, and the surface other than one side surface was coated with aluminum tape, and an accelerated neutralization test was conducted at 20 ° C., 60% RH and a CO 2 concentration of 5%. ..

所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度が1%のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧して、中性化深さを測定した。結果を図5に示す。
粗骨材を含むコンクリートにおいても、中性化抑制剤により中性化を抑制できることが確かめられた。実施例2の水硬性組成物は、比較例1の水硬性組成物と比較して中性化深さが約半分であった。
After a lapse of a predetermined period, the specimen was split and the cross section was sprayed with an alcohol solution of phenolphthalein having a concentration of 1%, and the neutralization depth was measured. The results are shown in FIG.
It was confirmed that even in concrete containing coarse aggregate, neutralization can be suppressed by the neutralization inhibitor. The hydraulic composition of Example 2 had a neutralization depth of about half that of the hydraulic composition of Comparative Example 1.

また、上記で作成した実施例2、比較例1の配合のセメントペーストを使用したコンクリートにてΦ10×20cmの供試体を作製し、材齢3日で脱型し、材齢28日まで20℃の水中で養生したのち、JIS A 1108に従って、万能試験機(株式会社東京衝機製造所製、装置名:RU−30)を用いて圧縮強度測定を行った。結果を表3に示す。 Further, a specimen of Φ10 × 20 cm was prepared from concrete using the cement paste of the formulations of Example 2 and Comparative Example 1 prepared above, and the specimen was demolded at the age of 3 days and 20 ° C. until the age of 28 days. After curing in water, the compression strength was measured using a universal testing machine (manufactured by Tokyo Kouki Seisakusho Co., Ltd., device name: RU-30) in accordance with JIS A 1108. The results are shown in Table 3.

中性化抑制剤を配合しても、圧縮強度はほとんど変わらなかった。水硬性組成物の硬化体は、ミクロ構造が緻密になると圧縮強度が高くなる。このことから、難溶性マグネシウム系化合物からなる中性化抑制剤は、組織を緻密にして二酸化炭素の侵入を防ぐ一般的な中性化抑制方法とは異なるメカニズムにより中性化反応の進行を抑制していることが示唆された。 Even when the neutralization inhibitor was added, the compression strength was almost unchanged. The cured product of the hydraulic composition has a higher compressive strength as the microstructure becomes denser. For this reason, the neutralization inhibitor composed of a sparingly soluble magnesium compound suppresses the progress of the neutralization reaction by a mechanism different from the general neutralization suppression method that compacts the tissue and prevents the invasion of carbon dioxide. It was suggested that they were doing.

「実験4」各種セメント
各種セメントに対して、表4〜8に示す質量比で中性化抑制剤を配合し、セメントペーストとした。使用材料を以下に示す。材料のうち、高炉スラグはJIS A 6206、早強ポルトランドセメントおよび普通ポルトランドセメントはJIS R 5210、高炉セメントB種はJIS R 5211、シリカフュームはJIS A 6207、フライアッシュはJIS A 6201を満足するものとした。水酸化マグネシウムは、関東化学社製の特級試薬を使用した。
"Experiment 4" Various cements A neutralization inhibitor was added to various cements in the mass ratio shown in Tables 4 to 8 to prepare a cement paste. The materials used are shown below. Among the materials, JIS A 6206 for blast furnace slag, JIS R 5210 for early-strength Portland cement and ordinary Portland cement, JIS R 5211 for blast furnace cement type B, JIS A 6207 for silica fume, and JIS A 6201 for fly ash. did. For magnesium hydroxide, a special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. was used.

水 :横浜市水道局、水道水
高炉スラグ(セッコウなし):株式会社デイ・シイ製、商品名:セラメント
早強ポルトランドセメント :太平洋セメント株式会社製
普通ポルトランドセメント :太平洋セメント株式会社製
高炉セメント :太平洋セメント株式会社製、B種(普通ポルトランド
セメントを40〜70mass%、
高炉スラグを30〜60mass%含む)
シリカフューム :株式会社デイ・シイ製
フライアッシュ :株式会社テクノ中部製、II種
無水セッコウ :株式会社デイ・シイ製
Water: Yokohama City Waterworks Bureau, tap water blast furnace slag (without slag): Made by DC Co., Ltd., Product name: Cerament Hayako Portland cement: Taiheiyo Cement Co., Ltd. Ordinary Portland cement: Taiheiyo Cement Co., Ltd. Made by Cement Co., Ltd., Class B (ordinary Portland
40-70 mass% of cement,
(Including 30-60 mass% of blast furnace slag)
Silica fume: Made by DC Co., Ltd. Fly ash: Made by Techno Chubu Co., Ltd., Type II anhydrous gypsum: Made by DC Co., Ltd.

表4〜8において、比較例2、3、8、9、10は環境配慮型セメント、比較例4〜7は、それぞれ、普通ポルトランドセメント、高炉セメントB種、高炉セメントC種、フライアッシュセメントC種である。 In Tables 4 to 8, Comparative Examples 2, 3, 8, 9, and 10 are environmentally friendly cements, and Comparative Examples 4 to 7 are ordinary Portland cement, blast furnace cement type B, blast furnace cement type C, and fly ash cement C, respectively. It is a seed.

表4〜8に記載の各水硬性組成物を用いて、実験1と同様にして促進中性化試験を行った。
中性化期間91日までの結果から、中性化速度係数を算出した。酸化マグネシウムに換算した中性化抑制剤の量と中性化速度係数との関係を求めた。
上記実施例1〜24、比較例1〜5として中性化試験を実施した配合の中性化結果を、図6に示す。
Using each of the hydraulic compositions shown in Tables 4 to 8, an accelerated neutralization test was carried out in the same manner as in Experiment 1.
The neutralization rate coefficient was calculated from the results up to the neutralization period of 91 days. The relationship between the amount of the neutralization inhibitor converted to magnesium oxide and the neutralization rate coefficient was determined.
FIG. 6 shows the neutralization results of the formulations obtained by performing the neutralization test as Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 to 5.

様々なセメントにおいて、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤により、中性化の進行を抑制できることが確かめられた。また、中性化抑制剤の配合量を増やすことにより、中性化の進行をより抑えられることが確かめられた。
ペースト、モルタル、コンクリート中の粉体の構成を変更しても、中性化抑制剤により中性化深さを小さくすることができた。すなわち、本発明の中性化抑制剤は、様々な種類、配合のセメントペースト、モルタル、コンクリートに対して、中性化の進行を抑制できることが確かめられた。
It was confirmed that in various cements, the progress of neutralization can be suppressed by a neutralization inhibitor composed of a poorly soluble magnesium compound. It was also confirmed that the progress of neutralization can be further suppressed by increasing the amount of the neutralization inhibitor.
Even if the composition of the powder in the paste, mortar, and concrete was changed, the neutralization depth could be reduced by the neutralization inhibitor. That is, it was confirmed that the neutralization inhibitor of the present invention can suppress the progress of neutralization of various types and formulations of cement paste, mortar, and concrete.

Claims (5)

セメントと、難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤とを含み、
前記セメントが、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント、環境配慮型セメントのいずれかであり、
前記中性化抑制剤が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水酸化マグネシウムのいずれか1種以上であり、
前記セメントの一部が中性化抑制剤に置き換えられていることを特徴とする水硬性組成物。
And cement, and a neutralization inhibitor consisting of a poorly soluble magnesium compound observed including,
The cement is one of blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, eco-cement, and environment-friendly cement.
The neutralization inhibitor is at least one of magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, and magnesium carbonate.
A hydraulic composition characterized in that a part of the cement is replaced with a neutralization inhibitor .
全粉体量に対して、前記中性化抑制剤を酸化マグネシウム換算で2mass%以上15mass%以下含むことを特徴とする請求項1に記載の水硬性組成物。 The hydraulic composition according to claim 1, wherein the neutralization inhibitor is contained in an amount of 2 mass% or more and 15 mass% or less in terms of magnesium oxide with respect to the total amount of powder. 前記セメントが、高炉セメント、フライアッシュセメント、環境配慮型セメントのいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の水硬性組成物。 The cement, blast furnace cement, fly ash cement, hydraulic composition according to claim 1 or 2, characterized in that either environmentally friendly cement. 請求項1〜のいずれかに記載の水硬性組成物からなる硬化体。 A cured product comprising the hydraulic composition according to any one of claims 1 to 3 . セメントの一部を難溶性マグネシウム化合物からなる中性化抑制剤に置き換えることを特徴とする硬化体の中性化抑制方法。 A method for suppressing neutralization of a cured product, which comprises replacing a part of cement with a neutralization inhibitor composed of a poorly soluble magnesium compound.
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