JP7062225B2 - Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method - Google Patents
Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7062225B2 JP7062225B2 JP2018123427A JP2018123427A JP7062225B2 JP 7062225 B2 JP7062225 B2 JP 7062225B2 JP 2018123427 A JP2018123427 A JP 2018123427A JP 2018123427 A JP2018123427 A JP 2018123427A JP 7062225 B2 JP7062225 B2 JP 7062225B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- cement
- strength
- gypsum
- alumina cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Description
本発明は、セメントの強度増進剤及びその製造方法並びにポルトランドセメントの強度増進方法に関する。 The present invention relates to a cement strength enhancer, a method for producing the same, and a method for enhancing the strength of Portland cement.
建設業界では、省力化や品質安定化のためにプレキャスト製品の利用拡大や、低炭素化に向けた混合材の利用拡大、高耐久性のコンクリート舗装の普及が検討されている。プレキャスト製品のようなコンクリート二次製品では、生産性を向上させるため、早期脱型が可能な早強性のセメント又は混和材が要望されている。また、コンクリート舗装に関しても同様で、早期開放に向けて数時間での硬化が可能な早強性が求められている。 In the construction industry, the expansion of the use of precast products for labor saving and quality stabilization, the expansion of the use of mixed materials for low carbonization, and the spread of highly durable concrete pavement are being considered. In secondary concrete products such as precast products, there is a demand for fast-strength cement or admixtures that can be quickly demolded in order to improve productivity. The same applies to concrete pavement, which requires quick toughness that can be hardened in a few hours for early opening.
従来、速硬性（急硬性）のセメント組成物として、アルミナセメント及び石膏を配合したセメント系組成物が知られている。例えば特許文献１には、カルシウムアルミネートと、無水石膏と、半水石膏とを含む速硬剤が開示されている。
Conventionally, as a fast-curing (rapid-hardening) cement composition, a cement-based composition containing alumina cement and gypsum is known. For example,
ところで、産業廃棄物・副産物として、石炭火力発電所から発生する石炭灰や、鉄鋼業や金属精錬業などから発生するスラグ類やシリカフュームの発生量は、現状もかなり多く、その大部分はセメントに有効利用されている。しかし、依然として有効利用できないものも多く残っており、埋め立て処分されているものがあるのも事実であり、これらの有効利用も課題として挙げられる。また、アルミナセメントは、ポルトランドセメントや産業廃棄物・副産物を再利用した材料に比べると高価であり、コスト低減の観点からできるだけ使用量を少なくすることが求められている。 By the way, as industrial waste and by-products, the amount of coal ash generated from coal-fired power plants, slags and silica fumes generated from the steel industry and metal smelting industry is still quite large, and most of them are cement. It is being used effectively. However, there are still many things that cannot be effectively used, and it is a fact that some of them have been disposed of in landfills, and the effective use of these is also an issue. Further, alumina cement is more expensive than Portland cement and materials made by reusing industrial waste and by-products, and it is required to reduce the amount used as much as possible from the viewpoint of cost reduction.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、廃棄物や副産物を有効利用でき且つセメントの強度を向上できる強度増進剤及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明はポルトランドセメントの強度増進方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a strength enhancer capable of effectively utilizing waste and by-products and improving the strength of cement, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a method for increasing the strength of Portland cement.
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、廃棄物・副産物を利用した原材料から熱水反応によって合成される特定の水和物と、アルミナセメントと、石膏とを併用することで、セメント組成物（モルタル・コンクリート）の硬化体の圧縮強度を高める強度増進剤を得られることを本発明者らは見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, a cement composition (cement composition) can be obtained by using a specific hydrate synthesized by a hydrothermal reaction from raw materials using waste and by-products, alumina cement, and gypsum in combination. The present inventors have found that a strength enhancer that enhances the compressive strength of a cured product of mortar / concrete) can be obtained, and have completed the present invention.
本発明に係る強度増進剤の製造方法は、廃棄物及び／又は副産物を原材料の少なくとも一部として使用し、トバモライトを含む水和物を水熱反応によって合成する工程と、上記水和物（以下、場合により「水熱反応生成物」という。）と、アルミナセメントと、石膏とを混合する工程とを含む。この製造方法は、水熱反応生成物を粉砕する工程をさらに含んでもよい。 The method for producing a strength enhancer according to the present invention includes a step of synthesizing a hydrate containing tovamorite by a hydrothermal reaction using waste and / or by-products as at least a part of raw materials, and the above-mentioned hydrate (hereinafter referred to as hydrate). , Which may be referred to as a "hydraulic reaction product"), and a step of mixing alumina cement and gypsum. This production method may further include the step of grinding the hydrothermal reaction product.
本発明に係る強度増進剤は、トバモライトと、アルミナセメントと、石膏とを含む。上述のとおり、強度増進剤がこれらの成分を含むことで、セメント組成物（モルタル・コンクリート）の硬化体の強度向上効果が奏される。本発明に係るセメントの強度増進方法は、所定量のポルトランドセメントと、アルミナセメントと、石膏と、水熱反応生成物を混合して使用することが好ましい。さらに好ましくは、所定量のアルミナセメントと石膏からなる粉末と、所定量の水和反応組成物スラリーをポルトランドセメントに混合して使用する。 The strength enhancer according to the present invention includes tovamorite, alumina cement, and gypsum. As described above, when the strength enhancer contains these components, the effect of improving the strength of the cured product of the cement composition (mortar / concrete) is exhibited. As the method for increasing the strength of cement according to the present invention, it is preferable to use a predetermined amount of Portland cement, alumina cement, gypsum, and a hydrothermal reaction product in a mixed manner. More preferably, a predetermined amount of a powder consisting of alumina cement and gypsum and a predetermined amount of the hydration reaction composition slurry are mixed with Portland cement and used.
本発明によれば、廃棄物や副産物を有効利用でき且つセメントの強度を向上できる強度増進剤及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、ポルトランドセメントの強度増進方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a strength enhancer capable of effectively utilizing wastes and by-products and improving the strength of cement, and a method for producing the same. Further, according to the present invention, a method for increasing the strength of Portland cement is provided.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments.
＜強度増進剤＞
本実施形態に係る強度増進剤は、原材料の少なくとも一部に廃棄物や副産物を有効利用したものであって、セメントの硬化を増進するためのものである。この強度増進剤は、廃棄物及び／又は副産物を含む原材料を水熱反応させることによって合成されるトバモライトを含む水和物の粉末又はスラリーと、アルミナセメントと石膏の粉末からなる。強度増進剤は、例えば、セメントの一部と置き換えて使用することで、セメントの強度増進をもたらす。
<Strength enhancer>
The strength enhancer according to the present embodiment effectively utilizes wastes and by-products as at least a part of raw materials, and is for enhancing the hardening of cement. The strength enhancer consists of a powder or slurry of hydrate containing tovamorite synthesized by hydrothermal reaction of raw materials containing waste and / or by-products, and a powder of alumina cement and gypsum. The strength enhancer can be used, for example, in place of a portion of the cement to increase the strength of the cement.
（水熱反応生成物）
上述のとおり、水熱反応生成物はトバモライトを含む。トバモライトは、Ｃａ及びＳｉを含む鉱物であり、例えば５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏ等で表される。トバモライトのＣａ（ＣａＯ換算量）とＳｉ（ＳｉＯ２換算量）との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比）は、セメントの水和促進の観点から、０．７～１．０が好ましい。
(Hydrothermal reaction product)
As mentioned above, the hydrothermal reaction product contains tovamorite. Tovamorite is a mineral containing Ca and Si, and is represented by, for example, 5CaO , 6SiO2.5H2O , and the like. The mass ratio (mass ratio of CaO / SiO 2 ) of Ca (CaO conversion amount) and Si (SiO 2 conversion amount) of tovamorite is preferably 0.7 to 1.0 from the viewpoint of promoting hydration of cement.
トバモライトは、Ｃａ及びＳｉの他に、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ等を含む場合もある。本実施形態に係るトバモライトは、水和物生成時の廃棄物利用の観点から、Ａｌ及びＭｇの少なくとも一方を含むことが好ましい。
トバモライトのＡｌ（Ａｌ２Ｏ３換算量）とＳｉ（ＳｉＯ２換算量）との質量比（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２の質量比）は、セメントの水和をさらに促進する観点から、０．０１～０．５が好ましく、０．０２～０．４がより好ましく、０．０５～０．２５がさらに好ましい。
トバモライトのＭｇ（ＭｇＯ換算量）とＳｉ（ＳｉＯ２換算量）との質量比（ＭｇＯ／ＳｉＯ２の質量比）は、水和物生成時の廃棄物利用の観点から、０～０．１が好ましく、０～０．０１がより好ましく、０～０．００１がさらに好ましい。
Tovamorite may contain Al, Mg, Na, K, Fe and the like in addition to Ca and Si. The tovamolite according to the present embodiment preferably contains at least one of Al and Mg from the viewpoint of waste utilization at the time of hydrate formation.
The mass ratio (mass ratio of Al 2 O 3 / SiO 2 ) of Tovamorite to Al (Al 2 O 3 conversion amount) and Si (SiO 2 conversion amount) is 0. 01 to 0.5 is preferable, 0.02 to 0.4 is more preferable, and 0.05 to 0.25 is further preferable.
The mass ratio (mass ratio of MgO / SiO 2 ) of Mg (MgO conversion amount) and Si (SiO 2 conversion amount) of tovamorite is 0 to 0.1 from the viewpoint of waste utilization at the time of hydrate formation. It is preferable, 0 to 0.01 is more preferable, and 0 to 0.001 is further preferable.
トバモライトのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２の質量比及びＭｇＯ／ＳｉＯ２の質量比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とエネルギー分散型エックス線分析装置（ＥＤＳ）を用いた定量分析によって求めることができる。 The mass ratio of CaO / SiO 2 of Tovamorite, the mass ratio of Al 2 O 3 / SiO 2 and the mass ratio of MgO / SiO 2 were determined by using a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). It can be obtained by quantitative analysis.
トバモライト結晶の形状は、糸状であっても板状であってもよく、後述の粉砕工程における粉砕効率を高める観点から、糸状であることが好ましい。トバモライト結晶の長さは、後述の粉砕工程における粉砕効率を高める観点から、０．１～２０μｍが好ましく、０．１～４μｍがより好ましい。トバモライト結晶の形状及び長さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察で求めることができる。 The shape of the tovamorite crystal may be filamentous or plate-like, and is preferably filamentous from the viewpoint of increasing the pulverization efficiency in the pulverization step described later. The length of the tovamolite crystal is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.1 to 4 μm, from the viewpoint of increasing the pulverization efficiency in the pulverization step described later. The shape and length of the tovamorite crystal can be determined by observation with a scanning electron microscope (SEM).
水熱反応生成物は、トバモライトの他に、セメントの初期水和促進の観点からハイドロガーネット系水和物及びケイ酸マグネシウム水和物の少なくとも一方のケイ酸塩系水和物をさらに含んでもよい。水熱反応生成物又は強度増進剤がこれらの水和物を含有するか否かはＸ線回折装置を用いて得られるＸ線回折（ＸＲＤ）パターンから結晶相を同定することによって確認することができる。 In addition to tovamorite, the hydrothermal reaction product may further contain at least one silicate-based hydrate of hydrogarnet-based hydrate and magnesium silicate hydrate from the viewpoint of promoting initial hydration of cement. .. Whether or not the hydrothermal reaction product or intensity enhancer contains these hydrates can be confirmed by identifying the crystalline phase from the X-ray diffraction (XRD) pattern obtained using an X-ray diffractometer. can.
ハイドロガーネット系水和物は、酸化カルシウムと酸化アルミニウムと水とが結合した固体物質であり、（ｘＣａＯ・ｙＡｌ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ・+α）の組成で表される。前記組成の「＋α」は、酸化カルシウムと酸化アルミニウム以外の酸化物が含有されていてもよいことを表す。より詳しくは、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｈ２Ｏを構成成分とするガーネット構造を有する水和物である。具体例としては３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・（３－ｘ）ＳｉＯ２・（２ｘ）Ｈ２Ｏ（０＜ｘ≦３）又は、Ｃａ３Ａｌ２（ＳｉＯ４）３－ｘ（ＯＨ）４ｘ（０＜ｘ≦３）で表される化合物である。より具体的には３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・６Ｈ２Ｏ（Ｃ３ＡＨ６）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ（Ｃ３ＡＳＨ４）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ（Ｃ３ＡＳ２Ｈ２）、３ＣａＯ・（Ａｌ,Ｆｅ）Ｏ・２ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ等が挙げられる。水和物合成時の廃棄物利用の観点から、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ（Ｃ３ＡＳＨ４）が好ましい。 The hydrogarnet-based hydrate is a solid substance in which calcium oxide, aluminum oxide, and water are combined, and is represented by a composition of (xCaO · yAl 2 O 3 · zH 2 O · + α). “+ Α” in the composition indicates that an oxide other than calcium oxide and aluminum oxide may be contained. More specifically, it is a hydrate having a garnet structure containing CaO, Al 2 O 3 , MgO, Fe 2 O 3 , SiO 2 , and H 2 O as constituents. Specific examples include 3CaO, Al 2O 3 , (3-x) SiO 2 , (2x) H 2 O (0 <x ≦ 3), or Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3-x (OH) 4x ( It is a compound represented by 0 <x ≦ 3). More specifically, 3CaO ・ Al 2O 3.6H 2 O (C 3 AH 6 ), 3CaO ・ Al 2 O 3 ・ SiO 2.4H 2 O (C 3 ASH 4 ) , 3CaO ・ Al 2 O 3.2 SiO 2.2H 2 O (C 3 AS 2 H 2 ), 3 CaO · (Al, Fe) O · 2SiO 2.4H 2 O and the like can be mentioned. From the viewpoint of waste utilization during hydrate synthesis, 3CaO, Al 2 O 3 , SiO 2.4H 2 O (C 3 ASH 4 ) is preferable.
ケイ酸マグネシウム水和物は、酸化マグネシウムと酸化珪素と水とが結合した固体物質であり、（ｘＭｇＯ・ｙＳｉＯ２・ｚＨ２Ｏ・+α）の組成で表される。前記組成の「＋α」は、酸化マグネシウムと酸化珪素以外の酸化物が含有されていてもよいことを表す。より詳しくは、化学組成がａＭｇＯ・ｂＡｌ２Ｏ３・ｃＳｉＯ２・ｄＮａ２Ｏ・ｅＫ２Ｏ・ｆＦｅ２Ｏ３・ｇＨ２Ｏ（１≦ａ≦６，０≦ｂ≦２，１≦ｃ≦４，０≦ｄ≦１，０≦ｅ≦１，０≦ｆ≦１，０＜ｇ≦８)で表される化合物である。具体例としては２ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ（Ｍ２ＡＳＨ２）、（Ｍｇ３－ｘ,Ａｌｘ）（Ｓｉ２－ｙ，Ａｌｙ）Ｏ５（ＯＨ）４（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)で表されるアメス石（Ａｍｅｓｉｔｅ）又はカオリナイト－リザード石系鉱物、Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２で表される滑石（タルク）、（Ｍｇ，Ｆｅ）６Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８で表されるアンチゴライトやＭｇ９Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）６（ＯＨ２）４・６Ｈ２Ｏ又はＭｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４・８Ｈ２Ｏで表されるセピオライト等が挙げられる。ケイ酸マグネシウム水和物は、上記のうち複数を含んでもよく、また上記鉱物以外に非晶質を含んでもよい。これらのうち、水和物合成時の廃棄物利用の観点から、水熱反応生成物はＭ２ＡＳＨ２を含むことが好ましい。 Magnesium silicate hydrate is a solid substance in which magnesium oxide, silicon oxide, and water are bonded, and is represented by a composition of (xMgO · ySiO 2 · zH 2 O · + α). “+ Α” in the composition indicates that an oxide other than magnesium oxide and silicon oxide may be contained. More specifically, the chemical composition is aMgO · bAl 2 O 3 · cSiO 2 · dNa 2 O · eK 2 O · fFe 2 O 3 · gH 2 O (1 ≦ a ≦ 6,0 ≦ b ≦ 2,1 ≦ c ≦ 4,0 ≦ d ≦ 1,0 ≦ e ≦ 1,0 ≦ f ≦ 1,0 <g ≦ 8). Specific examples include 2MgO, Al 2O 3 , SiO 2.2H 2 O (M 2 ASH 2 ), (Mg 3-x , Al x ) (Si 2 -y , Al y ) O 5 (OH) 4 (0). ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) Amesite or kaolinite-lizard stone mineral, Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 talc, (Mg) , Fe) 6 Si 4 O 10 (OH) 8 Antigolite and Mg 9 Si 12 O 30 (OH) 6 (OH 2 ) 4.6H 2 O or Mg 8 Si 12 O 30 (OH) 4 (OH 2 ) Sepiolite represented by 4.8H 2 O and the like can be mentioned. The magnesium silicate hydrate may contain a plurality of the above minerals, and may contain amorphous substances in addition to the above minerals. Of these, the hydrothermal reaction product preferably contains M2 ASH 2 from the viewpoint of waste utilization during hydrate synthesis.
セメントの水和促進の観点から、水熱反応生成物の粉末は、粒子径４．５μｍ以下の粒子の含有量が好ましくは５０体積％以上であり、より好ましくは６０体積％以上であり、さらに好ましくは８０体積％以上であり、９０体積％以上又は１００体積％であってもよい。粒子径４．５μｍ以下の粒子の含有量が５０体積％以上であるとセメントの初期水和に対する促進効果が奏される。
水熱反応生成物の粉末は、粒子径１０μｍ以上の粒子の含有量が好ましくは１５体積％以下であり、より好ましくは５体積％以下であり、２体積％以下又は０体積％であってもよい。粒子径１０μｍ以上の粒子の含有量が１５体積％以下であるとセメントの初期水和に対する促進効果が奏される。
なお、水熱反応生成物の粉末の粒度分布は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる。
From the viewpoint of promoting hydration of the cement, the powder of the hydrothermal reaction product preferably has a particle content of particles having a particle diameter of 4.5 μm or less of 50% by volume or more, more preferably 60% by volume or more, and further. It is preferably 80% by volume or more, and may be 90% by volume or more or 100% by volume. When the content of particles having a particle diameter of 4.5 μm or less is 50% by volume or more, the effect of promoting the initial hydration of cement is exhibited.
The powder of the hydrothermal reaction product preferably has a particle content of particles having a particle diameter of 10 μm or more of 15% by volume or less, more preferably 5% by volume or less, and even if it is 2% by volume or less or 0% by volume. good. When the content of particles having a particle diameter of 10 μm or more is 15% by volume or less, the effect of promoting the initial hydration of cement is exhibited.
The particle size distribution of the powder of the hydrothermal reaction product can be measured by using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
水熱反応生成物をＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」に記載の方法で強熱した後のＡｌ２Ｏ３含有量は０．３～５０質量％が好ましく、１０～４０質量％がより好ましく、１１～３０質量％がさらに好ましい。水熱反応生成物のＡｌ２Ｏ３含有量が０．３質量％以上であれば、原料として廃棄物を利用することができ、他方、５０質量％以下であれば、セメントの初期水和に対する十分な促進効果が奏されやすい。具体的な強熱方法は、酸化雰囲気で９５０±２５℃にて１５分間加熱し、強熱前後の質量差が０．０００５ｇ未満となるまでこの操作を繰り返せばよい。このＡｌ２Ｏ３含有量はＪＩＳ Ｒ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じた方法により測定できる。また水熱反応生成物のＡｌ２Ｏ３含有量は、原材料の配合組成によって調整することもできる。具体的には、使用する原料の化学組成（酸化物換算）に基づき、任意の組成となるように原料を配合すればよい。 The Al 2 O 3 content after intensely heating the hydrothermal reaction product by the method described in JIS R 5202 “Chemical analysis method for Portoland cement” is preferably 0.3 to 50% by mass, preferably 10 to 40% by mass. More preferably, 11 to 30% by mass is further preferable. If the Al 2 O 3 content of the hydrothermal reaction product is 0.3% by mass or more, waste can be used as a raw material, while if it is 50% by mass or less, the initial hydration of cement can be achieved. Sufficient promotion effect is likely to be achieved. As a specific method of ignition, heating is performed at 950 ± 25 ° C. for 15 minutes in an oxidizing atmosphere, and this operation may be repeated until the mass difference before and after ignition is less than 0.0005 g. This Al 2 O 3 content can be measured by a method according to JIS R5202 "Chemical analysis method of Portland cement". The Al 2 O 3 content of the hydrothermal reaction product can also be adjusted by adjusting the composition of the raw materials. Specifically, the raw materials may be blended so as to have an arbitrary composition based on the chemical composition (oxide conversion) of the raw materials to be used.
強度増進剤の全質量基準でトバモライトの含有率は、好ましくは１～６０質量％であり、より好ましくは１．５～５０質量％であり、より好ましくは５～３０質量％であってもよい。トバモライトの含有率が上記の範囲であることで十分な強度増進効果が得られやすい。 Based on the total mass of the strength enhancer, the content of tovamorite is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 1.5 to 50% by mass, and even more preferably 5 to 30% by mass. .. When the content of tovamorite is within the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be easily obtained.
強度増進剤の全質量基準で水熱反応生成物（トバモライトを含む）の含有率は、好ましくは１０～９０質量％であり、より好ましくは１５～８０質量％であり、さらに好ましくは２０～７０質量％である。水熱反応生成物の含有率が上記の範囲であることで十分な強度増進効果が得られやすい。 The content of the hydrothermal reaction product (including tovamorite) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 15 to 80% by mass, still more preferably 20 to 70% by mass based on the total mass of the strength enhancer. It is mass%. When the content of the hydrothermal reaction product is in the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be easily obtained.
（アルミナセメント及び石膏）
アルミナセメントは、カルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、以下、ＣＡと記すことがある）を主成分としたセメント組成物である。アルミナセメントのＣＡ量は、例えば、４０質量％以上であり、好ましくは５０～７０質量％である。アルミナセメントのＣＡ量は、Ｘ線回折リートベルト法によって測定される。
(Alumina cement and gypsum)
Alumina cement is a cement composition containing calcium aluminate (CaO / Al2O3 , hereinafter may be referred to as CA) as a main component. The CA amount of the alumina cement is, for example, 40% by mass or more, preferably 50 to 70% by mass. The CA amount of alumina cement is measured by the X-ray diffraction Rietveld method.
強度増進剤の全質量基準でアルミナセメントの含有率は、好ましくは３～４０質量％であり、より好ましくは５～３５質量％であり、さらに好ましくは８～２５質量％である。上記の範囲であることで十分な強度増進効果が得られやすい。 The content of the alumina cement is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 35% by mass, and further preferably 8 to 25% by mass on the basis of the total mass of the strength enhancer. Within the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be easily obtained.
石膏は、アルミナセメントと併用されることでセメントの強度を増進させる。石膏として、無水石膏、半水石膏及び二水石膏のいずれの形態のものを使用してもよい。 Gypsum enhances the strength of cement when used in combination with alumina cement. As the gypsum, any form of anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum or dihydrate gypsum may be used.
セメント強度発現性の観点から、強度増進剤の全質量基準で石膏の含有率は、好ましくは３～７０質量％であり、より好ましくは６～６０質量％であり、より好ましくは１０～４０質量％である。上記の範囲内であることで十分な強度増進効果が得られる。 From the viewpoint of cement strength development, the gypsum content is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 6 to 60% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass based on the total mass of the strength enhancer. %. Within the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be obtained.
セメント組成物の硬化体の十分に高い圧縮強度を達成する観点から、強度増進剤に含まれるアルミナセメントの質量Ａに対する石膏の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）の範囲は、好ましくは１.０～５．０であり、より好ましくは１．５～３．０であり、さらに好ましくは１．８～２．５である。上記の範囲内であることで十分な強度増進効果が得られる。 From the viewpoint of achieving a sufficiently high compressive strength of the cured product of the cement composition, the range of the ratio (B / A) of the mass B of gypsum to the mass A of the alumina cement contained in the strength enhancer is preferably 1.0. It is ~ 5.0, more preferably 1.5 to 3.0, and even more preferably 1.8 to 2.5. Within the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be obtained.
強度増進剤の全質量基準でアルミナセメントと石膏の合計量は、好ましくは５～８０質量％であり、より好ましくは１５～７０質量％であり、さらに好ましくは２０～５５質量％である。 The total amount of alumina cement and gypsum is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 15 to 70% by mass, and further preferably 20 to 55% by mass based on the total mass of the strength enhancer.
（その他の成分）
強度増進剤は、上記成分の他に、セメントの初期水和反応をさらに促進する観点から、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの少なくとも一方をさらに含んでもよい。水熱反応生成物の粉末１００質量部に対し、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの含有量の合計は、例えば、０～１０質量部であり、０．１～５質量部であってもよい。
(Other ingredients)
In addition to the above components, the strength enhancer may further contain at least one of magnesium hydroxide and calcium hydroxide from the viewpoint of further promoting the initial hydration reaction of cement. The total content of magnesium hydroxide and calcium hydroxide with respect to 100 parts by mass of the powder of the hydrothermal reaction product is, for example, 0 to 10 parts by mass, and may be 0.1 to 5 parts by mass.
（強度増進剤の態様）
粉末上の水熱合成生成物と水を混合することにより、液状の水熱合成生成物としてもよく、上記水熱合成生成物１０～８０質量％と、水２０～９０質量％とを含む。
(Aspects of strength enhancer)
A liquid hydrothermal synthesis product may be obtained by mixing the hydrothermal synthesis product on the powder with water, and the hydrothermal synthesis product contains 10 to 80% by mass and 20 to 90% by mass of water.
液状の強度増進剤において、固形分（粉末状の強度増進剤）の分散状態を維持する観点から、液状強度増進剤は、強度増進剤の固形分１００質量部に対して０．２～３０質量部（より好ましくは１～２０質量部）の分散剤を含むことが好ましい。分散剤は特に限定されないが、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、流動化剤等が挙げられる。 In the liquid strength enhancer, from the viewpoint of maintaining the dispersed state of the solid content (powdered strength enhancer), the liquid strength enhancer is 0.2 to 30 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the strength enhancer. It is preferable to contain a dispersant in an amount (more preferably 1 to 20 parts by mass). The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, and a fluidizing agent.
（強度増進剤の適用対象）
本実施形態に係る強度増進剤は、例えば、ポルトランドセメントの強度増進に適用できる。ポルトランドセメントとして、ＪＩＳ Ｒ５２１０：２００３「ポルトランドセメント」に規定の各種ポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント）が好適に使用できる。その中でも、入手のしやすさや初期強度を考慮すると普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントが好ましい。
(Applicable to strength enhancer)
The strength enhancer according to the present embodiment can be applied to, for example, the strength enhancement of Portland cement. As Portland cement, various Portland cements (ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement) specified in JIS R5210: 2003 "Portland cement" are available. Can be suitably used. Among them, ordinary Portland cement or early-strength Portland cement is preferable in consideration of availability and initial strength.
ポルトランドセメントに対する強度増進剤の配合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは０．０１～３０質量部であり、より好ましくは０．１～２０質量部であり、さらに好ましくは１～１０質量部である。上記範囲であることによって十分な強度増進効果が得られやすい。 The blending amount of the strength enhancer with respect to Portland cement is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and further preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Portland cement. It is a mass part. Within the above range, a sufficient strength-enhancing effect can be easily obtained.
＜強度増進剤の製造方法＞
次に、上記強度増進剤の製造方法について説明する。本実施形態に係る強度増進剤の製造方法は、廃棄物及び／又は副産物を原材料の少なくとも一部として使用し、水熱反応によって上記水熱反応生成物を合成する工程と、水熱反応生成物と、アルミナセメントと、石膏とを混合する工程とを含む。
<Manufacturing method of strength enhancer>
Next, a method for producing the strength enhancer will be described. The method for producing a strength enhancer according to the present embodiment includes a step of synthesizing the hydrothermal reaction product by a hydrothermal reaction using waste and / or a by-product as at least a part of a raw material, and a hydrothermal reaction product. And the step of mixing the alumina cement and the plaster.
本実施形態に係る強度増進剤の製造方法は、より具体的には以下の工程を含む。
（Ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．５～２．０であり且つＡｌ２Ｏ３／ＳｉＯ2質量比が０．００４～１．０である原材料が得られるように、廃棄物及び／又は副産物と、Ｃａ系原料とを調合する工程。
（Ｂ）工程（Ａ）で調合された原材料を温度１００～２５０℃、圧力１～５０気圧の条件下で水熱反応させることによって、少なくともトバモライトを含む水熱反応生成物を合成する工程。
（Ｃ）水熱反応生成物と水を混合し、湿式粉砕し、スラリーを得る工程。
More specifically, the method for producing a strength enhancer according to the present embodiment includes the following steps.
(A) Waste and / so that raw materials having a CaO / SiO 2 mass ratio of 0.5 to 2.0 and an Al 2O3 / SiO 2 mass ratio of 0.004 to 1.0 can be obtained. Alternatively, a step of blending a by-product and a Ca-based raw material.
(B) A step of synthesizing a hydrothermal reaction product containing at least tovamorite by subjecting the raw materials prepared in the step (A) to a hydrothermal reaction under the conditions of a temperature of 100 to 250 ° C. and a pressure of 1 to 50 atm.
(C) A step of mixing a hydrothermal reaction product and water and wet pulverizing to obtain a slurry.
工程（Ａ）は所定の組成の原材料を調合する工程である。廃棄物及び／又は副産物として、石炭灰、スラグ、シリカフューム、ＡＬＣ廃材及びケイ酸カルシウム板廃材からなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。Ｃａ系原料として、消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、ポルトランドセメント等を使用することが好ましい。Ｍｇ系原料として、酸化マグネシウム、ドロマイト等を使用することが好ましい。 The step (A) is a step of blending a raw material having a predetermined composition. As the waste and / or by-product, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of coal ash, slag, silica fume, ALC waste material and calcium silicate plate waste material. It is preferable to use slaked lime, quicklime, calcium carbonate, Portland cement or the like as the Ca-based raw material. It is preferable to use magnesium oxide, dolomite or the like as the Mg-based raw material.
原材料の組成（ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３）は以下の範囲とすればよい。なお、廃棄物、副産物及びＣａ系原料の組成を事前に測定し、その測定値に基づいて配合比率を決定すればよい。
・ＣａＯ：好ましくは１０～６０質量％、より好ましくは１５～５５質量％、さらに好ましくは２０～５０質量％
・ＭｇＯ：好ましくは０～３０質量％、より好ましくは０～２５質量％、さらに好ましくは５～１５質量％
・ＳｉＯ２：好ましくは１５～６０質量％、より好ましくは２０～５５質量％、さらに好ましくは２５～５０質量％
・Ａｌ２Ｏ３：好ましくは０．０１～３０質量％、より好ましくは０．１～２５質量％、さらに好ましくは１～２０質量％
The composition of the raw materials (CaO, MgO, SiO 2 and Al 2 O 3 ) may be in the following range. The composition of waste, by-products, and Ca-based raw materials may be measured in advance, and the blending ratio may be determined based on the measured values.
CaO: preferably 10 to 60% by mass, more preferably 15 to 55% by mass, still more preferably 20 to 50% by mass.
MgO: preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 25% by mass, still more preferably 5 to 15% by mass.
SiO 2 : preferably 15 to 60% by mass, more preferably 20 to 55% by mass, still more preferably 25 to 50% by mass.
-Al 2 O 3 : preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 25% by mass, still more preferably 1 to 20% by mass.
原材料のＣａＯ／ＳｉＯ２質量比は、上述のとおり、０．５～２．０であり、０．６～１．８が好ましく、０．６５～１．５がより好ましく、０．７～１．３がさらに好ましい。
原材料のＡｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２質量比は、上述のとおり、０．００４～１．０であり、０．０２～０．９が好ましく、０．１～０．７がより好ましく、０．１５～０．６５がさらに好ましい。
As described above, the CaO / SiO 2 mass ratio of the raw material is 0.5 to 2.0, preferably 0.6 to 1.8, more preferably 0.65 to 1.5, and 0.7 to 1 .3 is more preferable.
As described above, the Al 2 O 3 / SiO 2 mass ratio of the raw material is 0.004 to 1.0, preferably 0.02 to 0.9, more preferably 0.1 to 0.7, and 0. 15 to 0.65 is more preferable.
工程（Ｂ）は、工程（Ａ）で調合された原材料から水熱反応によって水熱反応生成物を合成する工程である。反応に供する水と原材料の質量比は、例えば、０．５～３０であり、１～２０であってもよい。温度条件は、例えば、８０～２５０℃であり、１００～１８０℃であってもよい。圧力条件は、例えば、１～５０気圧であり、１～１０気圧であってもよい。 Step (B) is a step of synthesizing a hydrothermal reaction product from the raw materials prepared in step (A) by hydrothermal reaction. The mass ratio of water to the raw material to be subjected to the reaction is, for example, 0.5 to 30, and may be 1 to 20. The temperature condition is, for example, 80 to 250 ° C., and may be 100 to 180 ° C. The pressure condition is, for example, 1 to 50 atm, and may be 1 to 10 atm.
工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）を経て得られた水熱反応生成物を粉砕する工程である。工程（Ｃ）では、粒子径４．５μｍ以下の粒子の含有量が５０体積％以上であり且つ粒子径１０μｍ以上の粒子の含有量が１５体積％以下となるように工程（Ｂ）で合成された水熱反応生成物を粉砕することが好ましい。水熱反応生成物の粉砕には湿式遊星ボールミル、湿式ボールミル、乾式振動ミル、ジェットミル、ビーズミル等の粉砕装置を使用してもよく、好ましくは、上記水熱合成生成物１０～８０質量％と、水２０～９０質量％とを湿式遊星ボールミル又は湿式ボールミルを用いて粉砕したした方がよい。粉砕した水熱合成生成物の粒子の分散性の観点から、水熱合成生成物１０～４０質量％、水６０～９０質量％がさらに好ましい。湿式粉砕することで、粉砕された水熱反応生成物を含むスラリーが得られる。 The step (C) is a step of pulverizing the hydrothermal reaction product obtained through the step (B). In the step (C), the particles are synthesized in the step (B) so that the content of the particles having a particle diameter of 4.5 μm or less is 50% by volume or more and the content of the particles having a particle diameter of 10 μm or more is 15% by volume or less. It is preferable to grind the hydrothermal reaction product. A pulverizer such as a wet planetary ball mill, a wet ball mill, a dry vibration mill, a jet mill, or a bead mill may be used for pulverizing the hydrothermal reaction product, preferably 10 to 80% by mass of the hydrothermal synthesis product. , 20-90% by mass of water should be pulverized using a wet planetary ball mill or a wet ball mill. From the viewpoint of the dispersibility of the particles of the crushed hydrothermal synthetic product, 10 to 40% by mass of the hydrothermal synthetic product and 60 to 90% by mass of water are more preferable. Wet pulverization gives a slurry containing the pulverized hydrothermal reaction product.
工程（Ｃ）では、粉砕した粒子の分散性を高める観点から、分散剤と一緒に粉砕してもよい。粉状の強度増進剤を製造する場合、上記工程（Ｃ）後、上記スラリーを乾燥させて粉状水熱反応生成物を得る工程と、この粉状水熱反応生成物と、アルミナセメントと、石膏と混合する工程とをさらに含んでもよい。上記スラリーを乾燥させることなく、スラリーのまま使用する場合、強度を増進すべきポルトランドセメントと、アルミナセメントと、石膏とをドライ混合し、この混合物と上記スラリーと混練水とを混ぜてセメント組成物を調製すればよい。 In the step (C), from the viewpoint of enhancing the dispersibility of the pulverized particles, the pulverized particles may be pulverized together with the dispersant. In the case of producing a powdery strength enhancer, after the above step (C), a step of drying the above slurry to obtain a powdery hydrothermal reaction product, this powdery hydrothermal reaction product, alumina cement, and the like. It may further include a step of mixing with gypsum. When using the slurry as it is without drying it, dry mix Portland cement, alumina cement, and gypsum, whose strength should be enhanced, and mix this mixture, the slurry, and kneaded water to form a cement composition. Should be prepared.
上記実施形態によれば、廃棄物や副産物を有効利用でき且つセメントの強度を増進できる強度増進剤及びその製造方法が提供され、これにより建設業界の低炭素化・省力化と廃棄物の有効利用とを両立でき、環境負荷をより低減可能な社会の構築に寄与できる。 According to the above embodiment, a strength enhancer capable of effectively utilizing waste and by-products and enhancing the strength of cement and a method for producing the same are provided, thereby reducing carbon and labor in the construction industry and effectively utilizing waste. It is possible to contribute to the construction of a society in which the environmental load can be further reduced.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、予め強度増進剤を調製し、これをセメントに添加することによって強度増進に利用する場合を例示したが、上記強度増進剤を構成する各成分をポルトランドセメントに配合することにより、ポルトランドセメントの強度増進方法を実施してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, a case where a strength enhancer is prepared in advance and used for strength enhancement by adding it to cement has been illustrated, but each component constituting the strength enhancer is blended with Portland cement. Thereby, a method for increasing the strength of Portland cement may be implemented.
１．実験方法
［使用原材料］
（１）石炭灰
宇部興産株式会社製の石炭灰を使用した。
・強熱減量：３．４３質量％
・ブレーン表面積：３７５０ｃｍ２／ｇ
・活性度指数：８０．０％
・化学組成：表１に示す。
（２）消石灰（宇部マテリアルズ株式会社）
（３）アルミナセメント（ＦＯＮＤＵ：ケルネオス社製）
（４）無水石膏（フッ酸無水石膏：セントラル硝子社製）
（５）半水石膏（ケルネオス社製）
1. 1. Experimental method [Raw materials used]
(1) Coal ash Coal ash manufactured by Ube Corporation was used.
・ Ignition loss: 3.43% by mass
・ Brain surface area: 3750 cm 2 / g
・ Activity index: 80.0%
-Chemical composition: shown in Table 1.
(2) Slaked lime (Ube Material Industries Ltd.)
(3) Alumina cement (FONDU: manufactured by Kerneos)
(4) Anhydrous gypsum (hydrofluoric acid anhydrous gypsum: manufactured by Central Glass Co., Ltd.)
(5) Semi-hydrated gypsum (manufactured by Kerneos)
［水熱反応生成物の合成］
表２，３に示す割合で、上記原材料と水をそれぞれ混合し、１８０℃、１０気圧のオートクレーブで２４時間反応させることによって水熱反応生成物を合成した。これを１０５℃で乾燥させて水熱反応生成物を得た。また、得られた水熱反応生成物をＪＩＳ Ｒ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」に記載の方法で９５０℃加熱し、水和物中の結晶水を除去した場合の化学組成をＪＩＳ Ｒ５２０２：２０１０「セメントの化学分析方法に準じて測定した。表４に結果を示す。
[Synthesis of hydrothermal reaction products]
The raw materials and water were mixed at the ratios shown in Tables 2 and 3, respectively, and reacted in an autoclave at 180 ° C. and 10 atm for 24 hours to synthesize a hydrothermal reaction product. This was dried at 105 ° C. to obtain a hydrothermal reaction product. Further, the obtained hydrothermal reaction product was heated at 950 ° C. by the method described in JIS R5202 "Chemical analysis method of Portoland cement" to remove the water of crystallization in the hydrate. “Measured according to the chemical analysis method for cement. Table 4 shows the results.
［水熱反応生成物の特性評価］
（１）ＸＲＤによる結晶相の分析
上記水熱反応生成物の結晶相をＸ線回折によって同定した。すなわち、水熱反応生成物に対して標準試料としてＡｌ２Ｏ３(和光純薬工業株式会社製、コランダム)を内割りで１０質量％添加し、乳鉢で３０分間混合することによってＸ線回折用測定試料を調製した。Ｘ線回折装置（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、加速電圧：３０ｋＶ、電流：１０ｍＡ、管球：Ｃｕ)を用いて上記試料のＸ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから結晶相の同定をＸ線回折用ソフトウェア（ＤＩＦＦＲＡＣ．ＥＶＡ）で行った（図１参照）。また、トバモライトの００２面、Ｃ３ＡＳＨ４の２１１面又はＭ２ＡＳＨ２の００６面のピーク面積と標準試料Ａｌ２Ｏ３（コランダム）の１１６面のピーク面積からトバモライト、Ｃ３ＡＳＨ４又はＭ２ＡＳＨ２と標準試料Ａｌ２Ｏ３のピーク面積比（トバモライト、Ｃ３ＡＳＨ４又はＭ２ＡＳＨ２／標準試料）を求めた。結果を表５に示す。
[Characteristic evaluation of hydrothermal reaction products]
(1) Analysis of crystal phase by XRD The crystal phase of the above hydrothermal reaction product was identified by X-ray diffraction. That is, for X-ray diffraction by adding 10% by mass of Al 2 O 3 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., corundum) as a standard sample to the hydrothermal reaction product by internal division and mixing in a mortar for 30 minutes. A measurement sample was prepared. An X-ray diffraction pattern of the above sample was obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by Bruker AXS Co., Ltd., acceleration voltage: 30 kV, current: 10 mA, tube: Cu). The crystal phase was identified from the obtained X-ray diffraction pattern using software for X-ray diffraction (DIFFRAC. EVA) (see FIG. 1). Further, from the peak area of the 002 surface of the tovamorite, the 211 surface of the C 3 ASH 4 , or the 006 surface of the M 2 ASH 2 , and the peak area of the 116 surface of the standard sample Al 2 O 3 (colund), the toba molite, C 3 ASH 4 or M The peak area ratio of 2 ASH 2 and the standard sample Al 2 O 3 (tovamorite, C 3 ASH 4 or M 2 ASH 2 / standard sample) was determined. The results are shown in Table 5.
（２）トバモライト結晶の分析
上記水熱反応生成物に含まれるトバモライト結晶の形状及び大きさ（長さ）を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＴＭ３０３０（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）で確認した（図２参照）。また、トバモライト結晶の組成を、上記走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とエネルギー分散型エックス線分析装置（ＥＤＳ）ＳｗｉｆｔＥＤ３０００（英国オックスフォードインスツゥルメンツ製）とを用いて行った。トバモライト結晶部分を三点分析し、その定量結果の平均値からＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２質量比、ＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を求めた。結果を表６に示す。
(2) Analysis of tovamolite crystals The shape and size (length) of tovamolite crystals contained in the above hydrothermal reaction product were confirmed with a scanning electron microscope (SEM) TM3030 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) (Fig.). 2). Further, the composition of the tovamorite crystal was performed using the scanning electron microscope (SEM) and the energy dispersive X-ray analyzer (EDS) SwiftED3000 (manufactured by Oxford Instruments, UK). The tovamolite crystal portion was analyzed at three points, and the CaO / SiO 2 mass ratio, the Al 2O 3 / SiO 2 mass ratio, and the MgO / SiO 2 mass ratio were obtained from the average value of the quantification results. The results are shown in Table 6.
［水熱反応生成物の粉砕］
上記水熱反応生成物について、固形分を２０質量％含有するように水と混合し、アルミナ製ポット（φ８０ｍｍ、容量：５００ｍｌ）とφ１０ｍｍのジルコニア製ボール用いて２４時間粉砕した。
[Crushing hydrothermal reaction products]
The hydrothermal reaction product was mixed with water so as to contain 20% by mass of solid content, and pulverized for 24 hours using an alumina pot (φ80 mm, capacity: 500 ml) and a φ10 mm zirconia ball.
［モルタル圧縮強さ試験］
モルタルの配合は表７に示す通りとした。
The composition of the mortar was as shown in Table 7.
（実施例１～６及び比較例１～５）
普通ポルトランドセメント１００質量部に対して、表８に示す配合及び量の強度増進剤を普通ポルトランドセメントに置換して添加した。練混ぜはモルタルミキサーで、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、無水石膏、半水石膏及び標準砂を３０秒間低速で混合し、水熱反応生成物スラリーと混練水を低速で３０秒間混合後、６０秒間高速混合し、モルタルを調製した（実施例１～６及び比較例１～５）。比較例５は、強度増進剤を添加しなかったことの他は、実施例と同様にしてモルタルを調製した。調製したモルタルを円柱型枠（φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）に三層に分けて詰めた後、図３に示す最高温度６５℃の温度条件で封緘養生した。モルタル圧縮強さはＪＩＳ Ｒ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。
(Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5)
To 100 parts by mass of ordinary Portland cement, the strength enhancer of the formulation and amount shown in Table 8 was replaced with ordinary Portland cement and added. For kneading, use a mortar mixer to mix ordinary Portland cement, alumina cement, anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum and standard sand at low speed for 30 seconds, mix the hydrothermal reaction product slurry and kneaded water at low speed for 30 seconds, and then mix for 60 seconds. High-speed mixing was performed to prepare mortar (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5). In Comparative Example 5, mortar was prepared in the same manner as in Example except that the strength enhancer was not added. The prepared mortar was packed in a cylindrical frame (φ50 mm × height 100 mm) in three layers, and then sealed and cured under the temperature condition of the maximum temperature of 65 ° C. shown in FIG. The compressive strength of the mortar was measured according to JIS R5201 “Physical test method for cement”.
比較例１～４のモルタル圧縮強さ試験の結果より、アルミナセメントと無水石膏の配合比が１：２～１：３の比較例３と比較例４は、アルミナセメントと無水石膏の配合比が１．５：１及び１：１の比較例１と比較例２に比べて圧縮強さが高くなることがわかった。アルミナセメントと石膏配合比１：２の実施例１～６について、アルミナセメントと石膏の配合量が比較例１、比較例２、比較例３、比較例４よりも少ないにもかかわらず、圧縮強さが高くなり、優れた強度増進効果があることがわかった。また、実施例３及び実施例５と実施例４及び実施例６に大きな差はなく、無水石膏と半水石膏で大きな差がないことがわかった。 From the results of the mortar compressive strength test of Comparative Examples 1 to 4, in Comparative Example 3 and Comparative Example 4 in which the compounding ratio of alumina cement and anhydrous gypsum was 1: 2 to 1: 3, the compounding ratio of alumina cement and anhydrous gypsum was It was found that the compressive strength was higher than that of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of 1.5: 1 and 1: 1. With respect to Examples 1 to 6 having an alumina cement and gypsum compounding ratio of 1: 2, the compressive strength was smaller than that of Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, and Comparative Example 4. It was found that the gypsum became high and had an excellent strength-enhancing effect. Further, it was found that there was no significant difference between Example 3 and Example 5 and Example 4 and Example 6, and there was no significant difference between anhydrous gypsum and hemihydrate gypsum.
Claims (5)
前記水和物と、アルミナセメントと、石膏とを混合する工程と、
を経て強度増進剤を製造する方法であって、
前記混合する工程において、
前記アルミナセメントの質量Ａに対する前記石膏の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が１．５～２．５の範囲であるとともに、前記水和物、前記アルミナセメント及び前記石膏の合計質量を基準として前記アルミナセメントと前記石膏の合計量が２０～７０質量％であり且つ前記トバモライトの含有率が５～６０質量％となるように、前記水和物と、前記アルミナセメントと、前記石膏とを混合する、強度増進剤の製造方法。 A step of synthesizing a hydrate containing tovamorite by a hydrothermal reaction using waste and / or by-products as at least part of the raw material.
The step of mixing the hydrate , the alumina cement, and the gypsum,
It is a method of manufacturing a strength enhancer through
In the mixing step,
The ratio (B / A) of the mass B of the gypsum to the mass A of the alumina cement is in the range of 1.5 to 2.5, and the total mass of the hydrate, the alumina cement and the gypsum is used as a reference. The hydrate, the alumina cement, and the gypsum are mixed so that the total amount of the alumina cement and the gypsum is 20 to 70% by mass and the content of the tovamorite is 5 to 60% by mass. A method for manufacturing a strength enhancer.
当該強度増進剤に含まれる前記アルミナセメントの質量Ａに対する前記石膏の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が１．５～２．５の範囲であるとともに、当該強度増進剤の全質量を基準として、前記アルミナセメントと前記石膏の合計量が２０～７０質量％であり且つ前記トバモライトの含有率が５～６０質量％である、強度増進剤。 A strength enhancer containing tovamorite, alumina cement, and gypsum.
The ratio (B / A) of the mass B of the gypsum to the mass A of the alumina cement contained in the strength enhancer is in the range of 1.5 to 2.5, and the total mass of the strength enhancer is used as a reference. A strength enhancer having a total amount of the alumina cement and the gypsum of 20 to 70% by mass and a content of the tovamorite of 5 to 60% by mass .
前記工程において、
前記アルミナセメントの質量Ａに対する前記石膏の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が１．５～２．５の範囲であるとともに、前記水和物、前記アルミナセメント及び前記石膏の合計質量を基準として前記アルミナセメントと前記石膏の合計量が２０～７０質量％であり且つ前記トバモライトの含有率が５～６０質量％となるように、前記ポルトランドセメントと、前記水和物と、前記アルミナセメントと、前記石膏とを混合する、セメントの強度増進方法。 Including the step of mixing Portland cement, hydrate containing tovamorite, alumina cement, and gypsum,
In the above step
The ratio (B / A) of the mass B of the gypsum to the mass A of the alumina cement is in the range of 1.5 to 2.5, and the total mass of the hydrate, the alumina cement and the gypsum is used as a reference. The Portland cement, the hydrate, and the alumina cement so that the total amount of the alumina cement and the gypsum is 20 to 70% by mass and the content of the tovamorite is 5 to 60% by mass. A method for increasing the strength of cement by mixing with the gypsum .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018123427A JP7062225B2 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018123427A JP7062225B2 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020001970A JP2020001970A (en) | 2020-01-09 |
| JP7062225B2 true JP7062225B2 (en) | 2022-05-06 |
Family
ID=69098588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018123427A Active JP7062225B2 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7062225B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003246660A (en) | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Mitsubishi Materials Corp | Admixture and cement-based solidifying material obtained by mixing the same |
| JP2005263518A (en) | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | High-flowage concrete kneaded matter |
| JP2009161384A (en) | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tostem Corp | Tobermorite-containing solidified material and method for producing the same |
| JP2019011235A (en) | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 宇部興産株式会社 | Hydration accelerator, manufacturing method therefor, and liquid hydration accelerator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5352535A (en) * | 1976-10-26 | 1978-05-13 | Asahi Glass Co Ltd | Cementttype compound |
| JPH0653568B2 (en) * | 1989-11-20 | 1994-07-20 | 株式会社ワコー・エンタープライズ | Method for producing tobermorite mixture from paper sludge |
-
2018
- 2018-06-28 JP JP2018123427A patent/JP7062225B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003246660A (en) | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Mitsubishi Materials Corp | Admixture and cement-based solidifying material obtained by mixing the same |
| JP2005263518A (en) | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | High-flowage concrete kneaded matter |
| JP2009161384A (en) | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tostem Corp | Tobermorite-containing solidified material and method for producing the same |
| JP2019011235A (en) | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 宇部興産株式会社 | Hydration accelerator, manufacturing method therefor, and liquid hydration accelerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020001970A (en) | 2020-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5580306B2 (en) | Expandable material and method for producing the same | |
| CN111630020B (en) | Non-fired monolithic material | |
| WO2011152248A1 (en) | Cement composition and process for producing cement composition | |
| US20180305253A1 (en) | Method for producing highly reactive cements | |
| WO2012120747A1 (en) | Cement compositions and process for producing same | |
| JP7139159B2 (en) | Hydration accelerator and liquid hydration accelerator | |
| JP4842211B2 (en) | Sintered product for cement additive, cement additive and cement composition | |
| JP7062225B2 (en) | Strength-enhancing agent, its manufacturing method, and Portland cement strength-enhancing method | |
| WO2022039035A1 (en) | Cement admixture, and cement composition | |
| JP2022135892A (en) | Clinker powder and production method thereof | |
| WO2021215509A1 (en) | Cement admixture, expansion material, and cement composition | |
| JP2021017376A (en) | Expandable composition for cement, and cement composition | |
| Khalil et al. | Environmental and economical aspects of partial replacement of ordinary Portland cement with Saudi raw minerals | |
| JP2004352596A (en) | Manufacturing method of hydraulic material and hydraulic building material | |
| WO2023153259A1 (en) | Cement, cement composition, cured cement product, and method for producing cured cement product | |
| JP6207992B2 (en) | Cement admixture and cement composition-hardened cement using the same | |
| JP7210677B1 (en) | Non-hydraulic cement composition and cementitious material | |
| JPH11228209A (en) | Hydraulic cement composition | |
| WO2023153260A1 (en) | Co2 fixation ceramic and method for producing co2 fixation product | |
| TW202323218A (en) | Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition | |
| Ismail et al. | Synergetic Effect of Cement Kiln Flue Dust for Enhancing Physicomechanical Properties of Metakaolin-Blended Cement | |
| Ribeiro et al. | Use of calcined bauxite waste as a supplementary cementitious material: study of pozzolanic activity | |
| JPH06157099A (en) | Cement composition | |
| JP2007112647A (en) | Hydraulic composition and hydrated solidified body | |
| JP2819381B2 (en) | Cement-based solidifying material and method for producing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210420 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220210 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220315 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220328 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7062225 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |