JP6916509B2 - Manufacturing method of premix cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、一部若しくは全部が凝集したシリカフューム（以下「凝集シリカフューム」という。）、または、粒体シリカフューム（ＪＩＳ Ａ ６２０７「コンクリート用シリカフューム」に規定するシリカフュームをいう。）を原料に用いたプレミックスタイプのセメント組成物の製造方法に関する。 The present invention uses silica fume in which part or all of it is aggregated (hereinafter referred to as "aggregated silica fume") or granular silica fume (referred to as silica fume defined in JIS A 6207 "Silica fume for concrete") as a raw material. The present invention relates to a method for producing a mixed type cement composition.
最近、高強度モルタルまたは高強度コンクリート用混和材として、粉体シリカフュームが多用されている。しかし、粉体シリカフュームは、通常、ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ２／ｇの微粒子であり、嵩高くハンドリング性に劣り、保管中に一部が凝集して不均質な凝集物を含む凝集シリカフュームになり易い。そこで、粉体シリカフュームを混和材として用いる場合、保管性や運搬時の作業性の向上を目的に、粉体シリカフュームを粒体状に加工して、粒体シリカフュームとして出荷することが多い。
しかし、粒体シリカフュームや凝集シリカヒュームを含むモルタルやコンクリート（以下「モルタル等」という。）の混練では、粒体シリカフュームや凝集シリカフュームを解砕するのに時間がかかるため、粉体シリカフュームを含むモルタル等と比べ混練時間が長くなり、その分モルタル等の製造効率が低下する。
Recently, powder silica fume has been widely used as an admixture for high-strength mortar or high-strength concrete. However, powdered silica fume is usually fine particles having a BET specific surface area of 15 to 25 m 2 / g, and is bulky and inferior in handleability. Easy to become. Therefore, when the powdered silica fume is used as an admixture, the powdered silica fume is often processed into a granular material and shipped as a granular silica fume for the purpose of improving storage stability and workability during transportation.
However, in the kneading of mortar or concrete containing granular silica fume or aggregated silica fume (hereinafter referred to as "mortar or the like"), it takes time to crush the granular silica fume or aggregated silica fume, so that the mortar containing powdered silica fume is used. The kneading time is longer than that of the above, and the production efficiency of the mortar and the like is lowered accordingly.
かつては、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ程度の比較的大きな粒径であって凝集しにくく、前記ハンドリング性等の問題が少ないシリカフュームが容易に入手できたが、最近では入手が困難になりつつある。したがって、現在、保管や運搬の過程で該微粒子の一部または全部が凝集した凝集シリカフュームや、粒体シリカフュームを使わざるを得ない状況にある。 In the past, silica fume, which has a relatively large particle size of BET specific surface area of about 10 m 2 / g, is difficult to aggregate, and has few problems such as handleability, was easily available, but recently it has become difficult to obtain. be. Therefore, at present, there is no choice but to use aggregated silica fume in which some or all of the fine particles are aggregated in the process of storage and transportation, or granular silica fume.
かかる状況を受けて、特許文献１では、凝集シリカフュームまたは粒体シリカフュームと、ポルトランドセメントとを含むセメント組成物を、ブレード状の撹拌羽根を有する混合機を用いて撹拌処理するセメント組成物の処理方法が提案されている。
該文献の図２（３）に示すように、後記の本発明の実施例の混合機の操作条件と同じ、チョッパーの回転速度が３６００ｒｐｍ、ショベル羽根の周速が３．５ｍ／ｓの条件で、該処理方法を用いて凝集シリカフュームを含むセメント組成物を１０分間撹拌・混合した場合、該セメント組成物を用いたモルタルの流動化時間は５７０秒である。したがって、セメント組成物、および該セメント組成物を用いたモルタル等の製造効率を更に向上させるため、セメント組成物の混合時間およびモルタル等の流動化時間（混練時間）の更なる短縮が望まれている。
In response to such a situation, in
As shown in FIG. 2 (3) of the document, under the same operating conditions as the mixer of the embodiment of the present invention described later, the chopper rotation speed is 3600 rpm and the peripheral speed of the excavator blade is 3.5 m / s. When the cement composition containing the aggregated silica fume is stirred and mixed for 10 minutes using the treatment method, the fluidization time of the mortar using the cement composition is 570 seconds. Therefore, in order to further improve the production efficiency of the cement composition and the mortar or the like using the cement composition, it is desired to further shorten the mixing time of the cement composition and the fluidization time (kneading time) of the mortar or the like. There is.
そこで、本発明は、前記処理方法の利点を生かしつつ、さらに凝集シリカフューム等とセメントの混合時間、およびモルタル等の混練時間を短縮できるプレミックスセメント組成物の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a premixed cement composition, which can further shorten the mixing time of aggregated silica fume and the like and the kneading time of mortar and the like while taking advantage of the above-mentioned treatment method. ..
本発明者は、前記目的にかなう製造方法について鋭意検討したところ、凝集シリカフューム等とセメントを含むセメント混合物を前記混合機で撹拌しながら、特定の添加材を特定の割合で添加して撹拌・混合するプレミックスセメント組成物の製造方法は、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の構成を有するプレミックスセメント組成物の製造方法である。
The present inventor diligently studied a manufacturing method that meets the above object, and found that a cement mixture containing aggregated silica fume and the like and cement was stirred by the mixer, and a specific additive was added at a specific ratio to stir and mix. The present invention has been completed by finding that the method for producing a premix cement composition can achieve the above object.
That is, the present invention is a method for producing a premix cement composition having the following constitution.
［１］レーザー回折・散乱型粒度分布測定装置で測定した１μｍ以上の粒径の粒子の含有率が２０質量％以上の凝集シリカフューム、または粒体シリカフュームと、ポルトランドセメントを含むセメント混合物（ただし、非凝集シリカフュームは含まない。）を、ブレード状の撹拌羽根（チョッパーまたはローター）を有する混合機に投入して撹拌しながら、
シリカフューム、石灰石粉末、石英粉末、石膏粉末、フライアッシュ、石炭灰、高炉スラグ粉末、および膨張材から選ばれる１種以上、並びに、ポルトランドセメントからなる添加材の各成分それぞれを同時に、または、該各成分それぞれを断続的に投入して混合するプレミックスセメント組成物の製造方法であって、
該セメント混合物１００質量部に対し、添加材を１０〜１００質量部添加するプレミックスセメント組成物の製造方法。
［２］前記添加材中のシリカフュームが、レーザー回折・散乱型粒度測定装置で測定した粒径１μｍ以上の粒子の含有率が２０質量％未満である、前記［１］に記載のプレミックスセメント組成物の製造方法。
［３］前記ブレード状の撹拌羽根を有する混合機が、プロシェアミキサ、アイリッヒミキサ、またはヘンシェルミキサである、前記［１］または［２］に記載のプレミックスセメント組成物の製造方法。
[1] Aggregated silica fume having a particle size of 1 μm or more measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device having a content of 20% by mass or more, or a mixture of granular silica fume and Portland cement (however, not). Aggregate silica fume is not included) is put into a mixer having blade-shaped stirring blades (chopper or rotor) and stirred while being charged.
One or more selected from silica fume, limestone powder, quartz powder, gypsum powder, fly ash, coal ash, blast furnace slag powder, and expansion material, and each component of the additive consisting of Portland cement, or each of them at the same time. A method for producing a premix cement composition in which each component is intermittently added and mixed.
A method for producing a premix cement composition, in which 10 to 100 parts by mass of an additive is added to 100 parts by mass of the cement mixture.
[2] The premix cement composition according to the above [1], wherein the silica fume in the additive has a content of particles having a particle size of 1 μm or more measured by a laser diffraction / scattering particle size measuring device of less than 20% by mass. Manufacturing method of things.
[3] The method for producing a premix cement composition according to the above [1] or [2], wherein the mixer having the blade-shaped stirring blade is a Proshear mixer, an Erich mixer, or a Henschel mixer.
本発明のプレミックスセメント組成物の製造方法によれば、凝集シリカフューム等およびポルトランドセメントを含むセメント混合物を原料に用いても、添加材の混合時間、並びに、該プレミックスセメント組成物を含むモルタル等の流動化時間（混練時間）を短縮できるプレミックスセメント組成物を製造することができる。 According to the method for producing a premixed cement composition of the present invention, even if a cement mixture containing aggregated silica fume or the like and Portland cement is used as a raw material, the mixing time of the additive and the mortar containing the premixed cement composition and the like are used. It is possible to produce a premix cement composition capable of shortening the fluidization time (kneading time) of the cement.
以下、本発明について、プレミックスセメント組成物の製造方法と、該製造方法において用いる該プレミックスセメント組成物の原料に分けて詳細に説明する。
１．プレミックスセメント組成物の製造方法
本発明は、前記のとおり、凝集シリカフュームまたは粒体シリカフュームと、ポルトランドセメントを含むセメント混合物を、ブレード状の撹拌羽根を有する混合機に投入して撹拌しながら、添加材を連続的または断続的に投入して混合するプレミックスセメント組成物の製造方法である。また、添加材の混合割合は、該セメント混合物１００質量部に対し１０質量部以上である。添加材の混合割合が１０質量部未満では、チョッパーの回転速度が、例えば３６００ｒｐｍと小さい場合、１５分以上混合しないと、モルタル等の混練時間を短縮できるプレミックスセメント組成物を得ることは難しい。なお、添加材の混合割合は、セメント混合物をより大量に原料として用いる（言い換えると、セメント混合物が大量にある場合に、当該セメント混合物の処理を進める）観点から、セメント混合物１００質量部に対し、好ましくは１５〜５００質量部、より好ましくは２０〜４００質量部である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail separately for a method for producing a premix cement composition and a raw material for the premix cement composition used in the production method.
1. 1. Method for Producing Premix Cement Composition As described above, in the present invention, a cement mixture containing aggregated silica fume or granular silica fume and Portland cement is added to a mixer having a blade-shaped stirring blade while stirring. A method for producing a premix cement composition in which materials are continuously or intermittently added and mixed. The mixing ratio of the additive is 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the cement mixture. When the mixing ratio of the additive is less than 10 parts by mass, when the rotation speed of the chopper is as small as 3600 rpm, it is difficult to obtain a premix cement composition capable of shortening the kneading time of mortar or the like unless the mixture is mixed for 15 minutes or more. The mixing ratio of the additive is based on 100 parts by mass of the cement mixture from the viewpoint of using a larger amount of the cement mixture as a raw material (in other words, proceeding with the treatment of the cement mixture when there is a large amount of the cement mixture). It is preferably 15 to 500 parts by mass, more preferably 20 to 400 parts by mass.
添加材を連続的に混合機に投入する場合、投入にかける時間（投入時間）は、好ましくは１２０秒以内、より好ましくは５〜６０秒である。投入時間が１２０秒を超えると混合時間が長くなり、プレミックスセメント組成物の製造効率が低下する場合がある。なお、モルタル等の混練時間をより短縮でき、かつより均一なプレミックスセメント組成物を製造するためには、添加材の投入終了後、さらに２４０〜４２０秒混合を続けることが好ましい。 When the additive material is continuously charged into the mixer, the charging time (addition time) is preferably 120 seconds or less, more preferably 5 to 60 seconds. If the charging time exceeds 120 seconds, the mixing time becomes long, and the production efficiency of the premix cement composition may decrease. In order to further shorten the kneading time of mortar and the like and to produce a more uniform premix cement composition, it is preferable to continue mixing for 240 to 420 seconds after the addition of the additive is completed.
また、添加材を断続的に混合機に投入する場合、好ましくは、該材料を１〜３回に分けて投入する。混合の手間を軽減する観点から、より好ましくは１回で投入する。添加材を断続的に混合機に投入する場合、１回の投入にかける時間（投入時間）は、混合時間の短縮の観点から、好ましくは５秒以内である。
添加材を２回または３回に分けて投入する場合、１回目から２回目、または２回目から３回目の投入の間隔は、３０〜６０秒が好ましい。なお、モルタル等の混練時間をより短縮でき、かつより均一なプレミックスセメント組成物を製造するためには、前記と同様に、最後の添加材の投入終了後、さらに２４０〜４２０秒混合を続けることが好ましい。
When the additive material is intermittently charged into the mixer, the material is preferably charged in 1 to 3 portions. From the viewpoint of reducing the labor of mixing, it is more preferably added once. When the additive material is intermittently charged into the mixer, the time (addition time) required for one charging is preferably 5 seconds or less from the viewpoint of shortening the mixing time.
When the additive material is added in two or three times, the interval between the first to second or second to third additions is preferably 30 to 60 seconds. In addition, in order to further shorten the kneading time of mortar and the like and to produce a more uniform premix cement composition, in the same manner as described above, after the completion of the final addition of the additive, further mixing is continued for 240 to 420 seconds. Is preferable.
本発明では、添加材の混合機への投入は、モルタル等の混練時間を短縮できるプレミックスセメント組成物の製造や、セメント混合物と添加材の混合時間の短縮の観点から、混合機による撹拌の開始と同時が好ましい。 In the present invention, the additive is added to the mixer by stirring with the mixer from the viewpoint of producing a premixed cement composition capable of shortening the kneading time of mortar and the like, and shortening the mixing time of the cement mixture and the additive. It is preferable to start at the same time.
次に、本発明の製造方法で用いる混合機について説明する
該混合機は、ブレード状の撹拌羽根を有する混合機であり、例えば、プロシェアミキサ、アイリッヒミキサ、またはヘンシェルミキサ等が挙げられる。これらの混合機はいずれも、強力な分散力（せん断作用）を有するブレード状の高速攪拌羽根（チョッパーまたはローター）を備えており、その回転速度は概ね１０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍの範囲で調整可能である。
そして、プロシェアミキサは、図１にその一例を示すように、主にショベル羽根１とチョッパー２とからなり、材料投入口３から投入された粉体材料はショベル羽根１の混合作用による浮遊拡散混合と、チョッパー２の分散作用による高速せん断分散により分散混合を行った後、材料排出口４から粉体を排出するミキサである。プロシェアミキサを混合機として用いる場合、チョッパーの回転速度が、好ましくは２０００ｒｐｍ以上、より好ましくは３０００ｒｐｍ以上の攪拌能力を有するプロシェアミキサが望ましい。該プロシェアミキサとして、例えば、太平洋機工社製のプロシェアミキサがあり、その型式はＷＢ−２０（傾斜型）やＷＢ−２４００が挙げられる。
また、アイリッヒミキサは、例えば、日本アイリッヒ社製のアイリッヒミキサがあり、その型式はＲ０２が挙げられる。また、ヘンシェルミキサは、例えば、日本コークス工業社製のヘンシェルミキサがあり、その型式はＦＭ２０Ｃが挙げられる。
Next, the mixer used in the production method of the present invention will be described. The mixer is a mixer having blade-shaped stirring blades, and examples thereof include a Proshear mixer, an Erich mixer, and a Henschel mixer. Each of these mixers is equipped with a blade-shaped high-speed stirring blade (chopper or rotor) having a strong dispersion force (shearing action), and its rotation speed can be adjusted in the range of approximately 1000 rpm to 6000 rpm.
Then, as shown in an example thereof in FIG. 1, the proshear mixer is mainly composed of an
Further, as the Erich mixer, for example, there is an Erich mixer manufactured by Japan Eirich Co., Ltd., and the model thereof is R02. Further, as the Henschel mixer, for example, there is a Henschel mixer manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd., and the model thereof is FM20C.
本発明のプレミックスセメント組成物の製造方法は、チョッパーの回転速度が、例えば３６００ｒｐｍと小さい場合でも、粒体シリカフュームまたは凝集シリカフュームを原料に用いて、モルタル等の混練時間を短縮できるプレミックスセメント組成物を、１０分以内、好ましくは９分以内、より好ましくは８分以内、さらに好ましくは７分以内に製造できる。 The method for producing a premixed cement composition of the present invention is a premixed cement composition capable of shortening the kneading time of mortar or the like by using granular silica fume or aggregated silica fume as a raw material even when the rotation speed of the chopper is as small as 3600 rpm, for example. The product can be produced within 10 minutes, preferably within 9 minutes, more preferably within 8 minutes, and even more preferably within 7 minutes.
２．プレミックスセメント組成物の原料
プレミックスセメント組成物の原料は、セメント混合物と添加材に大別できる。以下、セメント混合物と添加材に分けて説明する。
2. Raw materials for premixed cement compositions The raw materials for premixed cement compositions can be broadly divided into cement mixtures and additives. Hereinafter, the cement mixture and the additive will be described separately.
（１）セメント混合物
該セメント混合物は、凝集シリカフュームまたは粒体シリカフュームと、ポルトランドセメントを含む混合物である。以下、これらの成分について説明する。
(i）凝集シリカフュームまたは粒体シリカフューム
前記セメント混合物に含まれる凝集シリカフュームまたは粒体シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、通常、１２〜２５ｍ２／ｇである。該値がこの範囲を外れる前記シリカフュームは入手が困難である。なお、該ＢＥＴ比表面積は、好ましくは１３〜２０ｍ２／ｇである。
ここで凝集シリカフュームとは、例えば、レーザー回折・散乱型粒度分布測定装置で測定した１μｍ以上の粒径の粒子の含有率が２０質量％以上のシリカフュームをいう。なお、プレミックスセメント組成物の製造に凝集していない粉体シリカフュームを用いたとしても、製造後、半年以上経過すると、該組成物中に含まれるシリカフュームは凝集し易い。
また、粒体シリカフュームとは、ＪＩＳ Ａ ６２０７に記載されているシリカフュームをいう。
本発明のプレミックスセメント組成物の製造方法を用いれば、凝集シリカフュームや粒体シリカフュームを含むセメント混合物をプレミックスセメント組成物の原料に用いても、モルタル等の混練時間を大幅に短縮できるプレミックスセメント組成物を製造できる。
(1) Cement mixture The cement mixture is a mixture containing aggregated silica fume or granular silica fume and Portland cement. Hereinafter, these components will be described.
(i) Aggregated silica fume or granular silica fume The BET specific surface area of the aggregated silica fume or granular silica fume contained in the cement mixture is usually 12 to 25 m 2 / g. The silica fume whose value falls outside this range is difficult to obtain. The BET specific surface area is preferably 13 to 20
Here, the agglomerated silica fume means, for example, a silica fume having a content of particles having a particle size of 1 μm or more measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device of 20% by mass or more. Even if non-aggregated powdered silica fume is used in the production of the premix cement composition, the silica fume contained in the composition tends to aggregate more than half a year after the production.
Further, the granular silica fume refers to the silica fume described in JIS A 6207.
By using the method for producing a premix cement composition of the present invention, even if a cement mixture containing aggregated silica fume or granular silica fume is used as a raw material for the premix cement composition, the kneading time of mortar or the like can be significantly shortened. Cement composition can be produced.
（ii）ポルトランドセメント
前記セメント混合物に含まれるポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、および低熱ポルトランドセメントから選ばれる１種以上が挙げられる。
これらのセメントの中でも、モルタル等の流動性や作業性等の観点から、好ましくは中庸熱ポルトランドセメント、または低熱ポルトランドセメントである。
(Ii) Portland cement The Portland cement contained in the cement mixture includes one or more selected from ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement.
Among these cements, moderate heat Portland cement or low heat Portland cement is preferable from the viewpoint of fluidity and workability of mortar and the like.
(iii) セメント混合物の組成
該セメント混合物の組成は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは凝集シリカフュームまたは粒体シリカフュームが５〜４０質量部である。該値が該範囲にあれば、モルタル等の流動性と強度発現性は高くなる。なお、該セメント混合物の組成は、セメント１００質量部に対し、前記シリカフュームが、より好ましくは８〜３５質量部、さらに好ましくは１０〜３０質量部である。
前記セメント混合物は、他に石灰石粉末、石英粉末、石膏粉末、フライアッシュ、石炭灰、高炉スラグ粉末、および膨張材等の混和材を含むことができる。該混和材の配合量は、強度発現性を確保する観点から、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。
(iii) Composition of cement mixture The composition of the cement mixture is preferably 5 to 40 parts by mass of aggregated silica fume or granular silica fume with respect to 100 parts by mass of Portland cement. When the value is within the range, the fluidity and strength development of the mortar or the like are increased. The composition of the cement mixture is such that the silica fume is more preferably 8 to 35 parts by mass, still more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
The cement mixture can also contain admixtures such as limestone powder, quartz powder, gypsum powder, fly ash, coal ash, blast furnace slag powder, and expansion material. From the viewpoint of ensuring strength development, the blending amount of the admixture is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of Portland cement.
（２）添加材
該添加材は、必須成分としてポルトランドセメント、任意成分として下記のシリカフューム等を含む材料である。以下、これらの成分について説明する。
（i）ポルトランドセメント（必須成分）
前記添加材に含まれるポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、および低熱ポルトランドセメント等から選ばれる１種以上が挙げられ、前記セメント混合物中のポルトランドセメントと同種のポルトランドセメントが好ましい。
また、これらのセメントの中でも、モルタル等の流動性や作業性等の観点から、好ましくは中庸熱ポルトランドセメント、または低熱ポルトランドセメントである。
なお、プレミックスセメント組成物中のシリカフュームの含有率を、セメント混合物よりも減らしたい場合は、添加材としてポルトランドセメントのみを用いればよい。
(2) Additives The additive is a material containing Portland cement as an essential component and the following silica fume as an optional component. Hereinafter, these components will be described.
(I) Portland cement (essential ingredient)
Examples of the Portland cement contained in the additive include one or more selected from ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement and the like, and the same type of Portland cement as the Portland cement in the cement mixture. Is preferable.
Among these cements, moderate heat Portland cement or low heat Portland cement is preferable from the viewpoint of fluidity and workability of mortar and the like.
If it is desired to reduce the content of silica fume in the premix cement composition as compared with the cement mixture, only Portland cement may be used as an additive.
（ii）シリカフューム（任意成分）
該シリカフュームは、レーザー回折・散乱型粒度分布測定装置で測定した１μｍ以上の粒径の粒子の含有率が２０質量％未満の粉体シリカフュームである。１μｍ以上の粒径の粒子の含有率が２０質量％以上の凝集シリカフュームを添加した場合、チョッパーの回転速度が、例えば３６００ｒｐｍと小さい場合、添加材の投入終了後、さらに１５分以上混合しないとモルタル等の混練時間を短縮できるプレミックスセメント組成物を得ることは難しい。
なお、プレミックスセメント組成物中のシリカフュームの含有率をセメント混合物と同じにしたい場合は、添加材にセメント混合物中と同じ含有率になるようにシリカフュームを混合する。
(Ii) Silica fume (optional ingredient)
The silica fume is a powder silica fume having a content of particles having a particle size of 1 μm or more and less than 20% by mass measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. When aggregated silica fume with a particle size of 1 μm or more is added and the rotation speed of the chopper is as small as 3600 rpm, the mortar must be mixed for another 15 minutes or more after the addition of the additive is completed. It is difficult to obtain a premixed cement composition that can shorten the kneading time.
If the content of silica fume in the premix cement composition is to be the same as that of the cement mixture, silica fume is mixed with the additive so as to have the same content as that of the cement mixture.
(iii）その他の任意成分
前記添加材は、その他に、石灰石粉末、石英粉末、石膏粉末、フライアッシュ、石炭灰、高炉スラグ粉末、および膨張材等から選ばれる１種以上を含む。これらの任意成分の種類および添加量は、プレミックスセメント組成物に求められる特性に応じて、決めればよい。
また、任意成分を用いた添加材を前記セメント混合物に添加する態様は、
（ａ）前記必須成分（ポルトランドセメント）とシリカフューム等の任意成分を予め一括して混合して得た混合物（添加材）を、前記セメント混合物に添加する。
（ｂ）前記必須成分（ポルトランドセメント）とシリカフューム等の任意成分を、それぞれ別々に前記セメント混合物に添加する。
のいずれかを選択することができる。
(iii) Other optional components The additive further includes one or more selected from limestone powder, quartz powder, gypsum powder, fly ash, coal ash, blast furnace slag powder, expansion material and the like. The type and amount of these optional components may be determined according to the properties required for the premix cement composition.
In addition, the embodiment in which an additive using an arbitrary component is added to the cement mixture is described.
(A) A mixture (additive) obtained by collectively mixing the essential component (Portland cement) and an optional component such as silica fume in advance is added to the cement mixture.
(B) The essential component (Portland cement) and an optional component such as silica fume are separately added to the cement mixture.
You can choose either.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は当該実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）中庸熱ポルトランドセメント（略号：ＭＨＣ）
太平洋セメント社製である。
（２）シリカフュームａ（凝集シリカフューム）
ＢＥＴ比表面積が１８．５ｍ２／ｇ、１μｍ以上の粒子の割合が３０質量％、密度が２．２５ｇ／ｃｍ３の金属シリコン系シリカフューム（エムケム ジャパン社製）の凝集物である。
（３）シリカフュームｂ（粉体シリカフューム）
ＢＥＴ比表面積が１８．５ｍ２／ｇ、１μｍ以上の粒子の割合が１２質量％、密度が２．２５ｇ／ｃｍ３の金属シリコン系シリカフューム（エムケム ジャパン社製）の非凝集物である。
（４）シリカフュームｃ（粉体シリカフューム、略号：ＳＦ）
ＢＥＴ比表面積が１８．５ｍ２／ｇ、１μｍ以上の粒子の割合が１０質量％、密度が２．２５ｇ／ｃｍ３の金属シリコン系シリカフューム（エムケム ジャパン社製）の非凝集物である。
（５）石英粉末（略号：ＱＵ）
ブレーン比表面積は７０００ｍ２／ｇである。
（６）細骨材
静岡県掛川市産の山砂である。
（７）高性能減水剤
商品名はマスターグレニウムＳＰ８ＨＵ Ｘ２[登録商標]（ＢＡＳＦジャパン社製）である。
（８）空気量調整剤
商品名はマスターエア４０４[登録商標]（ＢＡＳＦジャパン社製）である。
（９）水道水
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
1. 1. Materials used (1) Moderate heat Portland cement (abbreviation: MHC)
Made by Taiheiyo Cement.
(2) Silica fume a (aggregated silica fume)
It is an agglomerate of metallic silicon-based silica fume (manufactured by M-Chem Japan) having a BET specific surface area of 18.5 m 2 / g, a particle ratio of 1 μm or more of 30 mass%, and a density of 2.25 g / cm 3.
(3) Silica fume b (powdered silica fume)
It is a non-aggregate of metallic silicon silica fume (manufactured by M-Chem Japan) having a BET specific surface area of 18.5 m 2 / g, a particle ratio of 1 μm or more of 12 mass%, and a density of 2.25 g / cm 3.
(4) Silica fume c (powdered silica fume, abbreviation: SF)
It is a non-aggregate of metallic silicon silica fume (manufactured by M-Chem Japan) having a BET specific surface area of 18.5 m 2 / g, a particle ratio of 1 μm or more of 10 mass%, and a density of 2.25 g / cm 3.
(5) Quartz powder (abbreviation: QUA)
The brain specific surface area is 7000 m 2 / g.
(6) Fine aggregate Mountain sand from Kakegawa City, Shizuoka Prefecture.
(7) High-performance water reducing agent The product name is Master Grenium SP8HU X 2 [registered trademark] (manufactured by BASF Japan Ltd.).
(8) Air volume adjuster The product name is Master Air 404 [registered trademark] (manufactured by BASF Japan Ltd.).
(9) Tap water
２．セメント混合物ａおよびｂの組成
（１）セメント混合物ａ（略号：ＣＭ-ａ）
中庸熱ポルトランドセメント１００質量部に対し、シリカフュームａを１３質量部含むセメント混合物である。
（２）セメント混合物ｂ（略号：ＣＭ-ｂ）
中庸熱ポルトランドセメント１００質量部に対し、シリカフュームｂを１３質量部含むセメント混合物である。
なお、上記セメント混合物ａおよびｂは、容積が２ｍ２の強制練り二軸ミキサ（型式：ＰＶ−ＩＩ Ｄ２０００、ブレード状の撹拌羽根のない一般に用いられている混合機、秩父エンジニアリング社製）を用いて、中庸熱ポルトランドセメントとシリカフュームを１２０秒間混合して製造した。
2. Composition of Cement Mixtures a and b (1) Cement Mixture a (abbreviation: CM-a)
It is a cement mixture containing 13 parts by mass of silica fume a with respect to 100 parts by mass of moderately heated Portland cement.
(2) Cement mixture b (abbreviation: CM-b)
It is a cement mixture containing 13 parts by mass of silica fume b with respect to 100 parts by mass of moderately heated Portland cement.
For the cement mixtures a and b, a forced kneading biaxial mixer having a volume of 2 m 2 (model: PV-II D2000, a commonly used mixer without a blade-shaped stirring blade, manufactured by Chichibu Engineering Co., Ltd.) was used. Then, moderate heat Portland cement and silica fume were mixed for 120 seconds to produce.
３．プレミックスセメント組成物の製造
（１）製造に用いた混合機と操作条件
プレミックスセメント組成物の製造（混合）に用いた混合機は、容積が２０リットルのプロシェアミキサ（型式：ＷＢ−２０（傾斜型）、太平洋機工社製）である。また、設定した混合機の操作条件は、プロシェアミキサのショベル羽根の周速が３．５ｍ／ｓ、プロシェアミキサのチョッパーの回転速度が３６００ｒｐｍ（周速は１８．８ｍ／ｓ）である。
3. 3. Production of Premix Cement Composition (1) Mixer and Operating Conditions Used for Production The mixer used for production (mixing) of the premix cement composition is a Proshear mixer (model: WB-20) with a volume of 20 liters. (Inclined type), manufactured by Pacific Kiko Co., Ltd.). The set operating conditions of the mixer are that the peripheral speed of the excavator blade of the Proshear mixer is 3.5 m / s and the rotation speed of the chopper of the Proshear mixer is 3600 rpm (peripheral speed is 18.8 m / s).
（２）実施例１
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して、撹拌・混合を開始すると同時に、中庸熱ポルトランドセメントを混合機に一括して投入し（投入に要した時間は３秒）、４００秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(2) Example 1
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was charged into the mixer to start stirring and mixing, and at the same time, moderate heat Portland cement was charged into the mixer all at once (the time required for charging was 3 seconds). , 400 seconds of stirring and mixing to produce a premix cement composition.
（３）実施例２、比較例２、比較例３
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して、撹拌・混合を開始すると同時に、中庸熱ポルトランドセメントとシリカフュームｃを別々に同時に混合機に投入し（投入に要した時間は３秒）、３６０秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(3) Example 2, Comparative Example 2, Comparative Example 3
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was charged into the mixer to start stirring and mixing, and at the same time, moderate heat Portland cement and silica fume c were separately charged into the mixer at the same time (the time required for charging was: 3 seconds), the mixture was stirred and mixed for 360 seconds to prepare a premix cement composition.
（４）実施例３
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して、撹拌・混合を開始すると同時に、中庸熱ポルトランドセメントを混合機に投入して（投入に要した時間は３秒）６０秒間撹拌・混合した後、シリカフュームｃを混合機に投入して（投入に要した時間は２秒）、３００秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(4) Example 3
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was charged into the mixer to start stirring and mixing, and at the same time, moderate heat Portland cement was charged into the mixer (the time required for charging was 3 seconds) for 60 seconds. After stirring and mixing, silica fume c was charged into a mixer (the time required for charging was 2 seconds), and the mixture was stirred and mixed for 300 seconds to produce a premix cement composition.
（５）実施例４
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して、撹拌・混合を開始すると同時に、中庸熱ポルトランドセメント、シリカフュームｃ、および石英粉末を別々に同時に混合機に投入して（投入に要した時間は４秒）、３６０秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(5) Example 4
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was put into the mixer to start stirring and mixing, and at the same time, moderate heat Portland cement, silica fume c, and quartz powder were separately put into the mixer at the same time (addition). The time required for this was 4 seconds), and the mixture was stirred and mixed for 360 seconds to prepare a premix cement composition.
（６）比較例１
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して６００秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(6) Comparative Example 1
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was put into a mixer and stirred and mixed for 600 seconds to prepare a premix cement composition.
（７）比較例２
表１に記載の配合に従い、セメント混合物ａを混合機に投入して、撹拌・混合を開始すると同時に、中庸熱ポルトランドセメントとシリカフュームｃを別々に同時に混合機に投入し（投入に要した時間は１秒）、３６０秒間撹拌・混合してプレミックスセメント組成物を製造した。
(7) Comparative Example 2
According to the formulation shown in Table 1, the cement mixture a was charged into the mixer to start stirring and mixing, and at the same time, moderate heat Portland cement and silica fume c were separately charged into the mixer at the same time (the time required for charging was: 1 second), stirred and mixed for 360 seconds to produce a premix cement composition.
（８）参考例１、参考例２
セメント混合物ａおよびセメント混合物ｂを、それぞれ参考例１および参考例２として、そのまま用いた。
(8) Reference Example 1, Reference Example 2
The cement mixture a and the cement mixture b were used as they were as Reference Example 1 and Reference Example 2, respectively.
３．モルタルの調製と流動化時間、フロー値、および圧縮強度の測定
（１）モルタルの調製
試験に用いたモルタルの配合は、水／プレミックスセメント組成物の質量比が０．１４、細骨材／プレミックスセメント組成物の質量比が０．３３、高性能減水剤の添加量がプレミックスセメント組成物の質量×１．５％である。また、モルタルの空気量は空気量調整剤を用いて３％以下に調整した。
3. 3. Preparation of mortar and measurement of fluidization time, flow value, and compressive strength (1) Preparation of mortar The composition of the mortar used in the test was such that the mass ratio of the water / premix cement composition was 0.14, and the fine aggregate / The mass ratio of the premix cement composition is 0.33, and the amount of the high-performance water reducing agent added is the mass of the premix cement composition × 1.5%. The amount of air in the mortar was adjusted to 3% or less by using an air amount adjusting agent.
（２）流動化時間の測定
前記モルタルの配合に従い、プレミックスセメント組成物、細骨材、および水等のモルタルの原料を一括してホバートミキサーに投入し低速で混練して、流動化時間（秒）を測定した。前記プレミックスセメント組成物を用いたモルタルの混練時の性状は、初めは粉状から徐々に大きな塊状に変化し、さらに混練し続けると、流動化した状態に変化するという特異な性状の変化を示す。そして、前記流動化時間とは、混練開始時からモルタルが流動化する状態に至るまでに要した時間をいう。なお、モルタルの混練時間は、前記流動化時間＋１８０秒とした。
(2) Measurement of fluidization time According to the formulation of the mortar, the raw materials of the mortar such as the premix cement composition, the fine aggregate, and water are collectively put into the Hobart mixer and kneaded at a low speed to obtain the fluidization time (2). Seconds) were measured. The properties of mortar using the premix cement composition at the time of kneading change from powdery to large lumps at first, and when kneading is continued, the properties change to a fluidized state. show. The fluidization time refers to the time required from the start of kneading to the fluidization of the mortar. The kneading time of the mortar was the above-mentioned fluidization time + 180 seconds.
（３）フロー値と圧縮強度の測定
次に、混練後の流動化したモルタルを用いてＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法 １１.フロー試験」に準拠してモルタルのフローを測定した。ただし、１５回の落下運動は実施しなかった。
さらに、前記モルタル内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの型枠に流し込み、２０℃で２４時間、前置きした後、８５℃で１２時間蒸気養生して試験体を３本製造し、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法 １０.強さ試験」に準拠してモルタルの圧縮強度を測定した。
(3) Measurement of flow value and compressive strength Next, the flow of the mortar was measured using the fluidized mortar after kneading in accordance with JIS R 5201 “Physical test method for cement 11. Flow test”. However, the falling motion was not carried out 15 times.
Further, the mortar was poured into a mold having an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm, placed in advance at 20 ° C. for 24 hours, and then steam-cured at 85 ° C. for 12 hours to produce three test specimens. Test method The compressive strength of the mortar was measured according to "10. Strength test".
（４）測定結果について
流動化時間は、比較例１〜２を含むモルタルでは、６８０〜７１５秒であるのに対し、実施例１〜４を含むモルタルでは２３５〜３４０秒と、流動化時間を半分以下に短縮でき、粉体シリカフュームを用いて製造した参考例２の流動化時間に近い。ちなみに、流動化時間は、モルタル等の製造効率の点から、好ましくは４２０秒以下、より好ましくは３００秒以下であるから、実施例１は好ましいレベルであり、実施例２〜４はより好ましいレベルである。
一方、フロー値は、実施例および比較例ともにほぼ同じで、これらは参考例とほぼ同じレベルである。また、圧縮強度は実施例および参考例ともにほぼ同じである。
以上のことから、本発明の製造方法を用いて製造したプレミックスセメント組成物を用いれば、モルタル等の製造時間を短縮でき、製造効率が向上する。
(4) Measurement result The fluidization time is 680 to 715 seconds for the mortar containing Comparative Examples 1 and 2, whereas the fluidization time is 235 to 340 seconds for the mortar including Examples 1 to 4. It can be shortened to less than half, which is close to the fluidization time of Reference Example 2 manufactured using powder silica fume. Incidentally, the fluidization time is preferably 420 seconds or less, more preferably 300 seconds or less from the viewpoint of production efficiency of mortar or the like, so Example 1 is a preferable level, and Examples 2 to 4 are more preferable levels. Is.
On the other hand, the flow values are almost the same in both the examples and the comparative examples, and these are at almost the same level as the reference examples. Moreover, the compressive strength is almost the same in both the examples and the reference examples.
From the above, if the premix cement composition produced by the production method of the present invention is used, the production time of mortar or the like can be shortened and the production efficiency is improved.
１ ショベル羽根
２ チョッパー
３ 材料投入口
４ 材料排出口
1
Claims (3)
シリカフューム、石灰石粉末、石英粉末、石膏粉末、フライアッシュ、石炭灰、高炉スラグ粉末、および膨張材から選ばれる１種以上、並びに、ポルトランドセメントからなる添加材の各成分それぞれを同時に、または、該各成分それぞれを断続的に投入して混合するプレミックスセメント組成物の製造方法であって、
該セメント混合物１００質量部に対し、添加材を１０〜１００質量部添加するプレミックスセメント組成物の製造方法。 Aggregated silica fume with a particle size of 1 μm or more measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device with a particle size of 20% by mass or more, or a mixture of granular silica fume and Portland cement (however, non-aggregated silica fume is (Not included) is put into a mixer having a blade-shaped stirring blade (chopper or rotor) and stirred while being stirred.
One or more selected from silica fume, limestone powder, quartz powder, gypsum powder, fly ash, coal ash, blast furnace slag powder, and expansion material, and each component of the additive consisting of Portland cement, or each of them at the same time. A method for producing a premix cement composition in which each component is intermittently added and mixed.
A method for producing a premix cement composition, in which 10 to 100 parts by mass of an additive is added to 100 parts by mass of the cement mixture.
The method for producing a premix cement composition according to claim 1 or 2, wherein the mixer having the blade-shaped stirring blade is a Proshear mixer, an Erich mixer, or a Henschel mixer.
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