JP7293019B2 - EXPANDING COMPOSITION FOR CEMENT, CEMENT COMPOSITION, AND METHOD FOR PRODUCING THE EXPANSION COMPOSITION FOR CEMENT - Google Patents
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Description
本発明は、セメント用膨張組成物、セメント組成物、及びセメント用膨張組成物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an expanding composition for cement, a cement composition, and a method for producing an expanding composition for cement.
これまでセメント用膨張組成物について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、遊離生石灰を含有する膨張材が記載されている（特許文献１の請求項１）。 Various developments have so far been made on expanding compositions for cement. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes an expanding material containing free quicklime (Claim 1 of Patent Document 1).
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献１に記載のセメント用膨張材において、膨張特性の点で改善の余地があることが判明した。 However, as a result of investigation by the present inventors, it was found that there is room for improvement in terms of expansion characteristics in the expansive material for cement described in Patent Document 1 above.
セメントには有効膨張期間というものがある。セメントの反応進行度合いに対して、膨張材の膨張タイミングが有効膨張期間内にあると、膨張率に優れたセメントコンクリートが得られる。
これまでの膨張材は、膨張反応が遅く、膨張タイミングが有効膨張期間よりも後になることがあった。
Cement has an effective expansion period. If the expansion timing of the expansive material is within the effective expansion period with respect to the degree of reaction progress of cement, cement concrete having an excellent expansion rate can be obtained.
Conventional inflatable materials have a slow expansion reaction, and the timing of expansion may be later than the effective expansion period.
本発明者の検討の結果、ＣａＯ（生石灰）を使用することによって膨張材の膨張反応を速め、膨張タイミングを有効膨張期間に近づけられるため、膨張率を高められることが分かった。
しかしながら、ＣａＯのみ使用すると、膨張反応が速くなり、膨張タイミングが有効膨張期間よりも前となるため、反対に膨張率が低下することが見出された。
As a result of investigations by the present inventors, it was found that the use of CaO (quicklime) accelerates the expansion reaction of the expansion material and brings the expansion timing closer to the effective expansion period, thereby increasing the expansion rate.
However, it has been found that the use of CaO alone accelerates the expansion reaction and causes the expansion timing to precede the effective expansion period, thereby decreasing the expansion rate.
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、ＣａＯを含む膨張材中に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａと略記）を加えることによって、ＣａＯによる膨張反応を適度に抑制できるため、膨張タイミングを適切にコントロールすることが可能となり、セメントコンクリートの膨張率を一層高められることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of further intensive research based on such findings, it was found that by adding 3CaO.Al 2 O 3 (abbreviated as C 3 A) to the expansion material containing CaO, the expansion reaction due to CaO can be moderately suppressed. can be appropriately controlled, and the expansion rate of cement concrete can be further increased, leading to the completion of the present invention.
本発明によれば、
ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａ）を含む、セメント用膨張組成物が提供される。
According to the invention,
A cement expansion composition is provided comprising CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A).
また本発明によれば、
上記のセメント用膨張組成物とセメントとを含む、セメント組成物が提供される。
Also according to the present invention,
A cement composition is provided comprising the above cement expansion composition and cement.
また本発明によれば、
石灰分とアルミ原料とを含む原料混合物をキルンにより焼成し、ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａ）を含む、セメント用膨張組成物を得る工程を含み、
前記石灰分が、石灰石、生石灰、消石灰、およびアセチレン発生屑からなる群から選ばれる一または二以上を含み、
前記アルミ原料が、ボーキサイト、水酸化アルミニウム、およびアルミ残灰からなる群から選ばれる一または二以上を含み、
セメント用膨張組成物の製造方法が提供される。
Also according to the present invention,
calcining a raw material mixture containing lime and aluminum raw materials in a kiln to obtain an expanding composition for cement containing CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A);
The lime content contains one or more selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, and acetylene generation waste,
The aluminum raw material contains one or more selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, and aluminum residual ash,
A method of making an expanding composition for cement is provided.
本発明によれば、膨張特性に優れたセメント用膨張組成物、それを用いたセメント組成物、及びセメント用膨張組成物の製造方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an expansive composition for cement having excellent expansive properties, a cement composition using the same, and a method for producing an expansive composition for cement are provided.
本実施形態のセメント用膨張組成物を概説する。 The expansion composition for cement of this embodiment will be outlined.
本実施形態のセメント用膨張組成物は、ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａ）を含む。
このセメント用膨張組成物は、セメントコンクリートを形成するために用いる石灰系膨張材に使用される。ここで、セメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、又はコンクリートを総称するものである。
The cement expansion composition of this embodiment comprises CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A).
This cement expanding composition is used in a lime-based expanding material used to form cement concrete. Here, cement concrete is a general term for cement paste, mortar, or concrete.
本発明者の知見によれば、膨張材中にＣａＯとＣ３Ａと併用することによって、Ｃ３Ａを含まない場合と比べて、セメントコンクリートの膨張率を向上できることが見出された。
詳細なメカニズムは定かではないが、Ｃ３Ａによって、ＣａＯによる膨張反応を適度に抑制できるため、膨張タイミングが有効膨張期間内となるよう適切にコントロールすることが可能となり、セメントコンクリートの膨張率を一層高められると考えられる。
According to the findings of the present inventors, it was found that by using both CaO and C 3 A in the expansive agent, the expansion rate of cement concrete can be improved as compared with the case where C 3 A is not contained.
Although the detailed mechanism is not clear, C 3 A can moderately suppress the expansion reaction by CaO, so it is possible to appropriately control the expansion timing so that it is within the effective expansion period, and the expansion rate of cement concrete can be improved. It is thought that it can be further improved.
ＣａＯの膨張メカニズムとして、第１にコロイダル状のＣａ（ＯＨ）２の生成（ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２）、第２にＣａ（ＯＨ）２の再結晶化がある。六角板状のＣａ（ＯＨ）２の結晶が、空隙を作りながら成長することにより見掛けの体積が増加するとされている。
このような膨張反応が、セメントの有効膨張期間内にあると、セメントコンクリートに高い膨張率を付与できる。有効膨張期間において、セメントがセメントマトリックスを形成すると考えてよい。
As the CaO expansion mechanism, the first is the generation of colloidal Ca(OH) 2 (CaO+H 2 O→Ca(OH) 2 ), and the second is the recrystallization of Ca(OH) 2 . It is believed that hexagonal plate-like Ca(OH) 2 crystals grow while forming voids, thereby increasing the apparent volume.
If such an expansion reaction is within the effective expansion period of cement, a high expansion rate can be imparted to the cement concrete. During the effective expansion period, the cement may be considered to form a cement matrix.
本実施形態によれば、セメントマトリックス形成時に膨張反応が生じるように、適当に膨張タイミングがコントロールされるという膨張特性を有するセメント用膨張組成物を実現できる。 According to the present embodiment, it is possible to realize an expansion composition for cement having expansion characteristics such that the expansion timing is appropriately controlled so that an expansion reaction occurs during cement matrix formation.
セメントコンクリートのひび割れ低減は、コンクリート構造物の信頼性、耐久性、美観等の観点から重要である。本実施形態によれば、コンクリート打設後の初期材齢（例えば、材齢２日～７日）にかけてコンクリートに大きな膨張を付与し、乾燥収縮ひずみを抑制し、長期強度発現性の低下を抑えることが可能なセメント用膨張組成物を提供する。 Reduction of cracks in cement concrete is important from the viewpoint of reliability, durability, aesthetic appearance, etc. of concrete structures. According to this embodiment, the concrete is given a large expansion over the initial age (for example, 2 to 7 days of age) after concrete is placed, suppressing drying shrinkage strain, and suppressing the deterioration of long-term strength development. To provide an expanding composition for cement capable of
以下、本実施形態のセメント用膨張組成物を詳述する。 The expanding composition for cement of this embodiment will be described in detail below.
セメント用膨張組成物は、ＣａＯを含む。ＣａＯは、セメント用膨張組成物中、遊離石灰として含まれる。 The cement expanding composition comprises CaO. CaO is included as free lime in cement expanding compositions.
ＣａＯの含有量の下限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、たとえば、６０質量部以上、好ましくは６５質量部以上、より好ましくは７０質量部以上である。これにより、セメント用膨張組成物中の膨張成分の含有量が多くなり、セメントコンクリートの膨張率を高めることができる。例えば、約５０質量部のＣａ０を含む膨張材クリンカと比べて、その膨張率を一層高められる。
一方、ＣａＯの含有量の上限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、たとえば、９５質量部以下、好ましくは９３質量部以下、より好ましくは９０質量部以下である。これにより、セメント用膨張組成物の膨張タイミングを適当に制御し、セメントコンクリートの膨張率を高めることが可能である。
The lower limit of the CaO content is, for example, 60 parts by mass or more, preferably 65 parts by mass or more, and more preferably 70 parts by mass or more in 100 parts by mass of the expanding composition for cement. As a result, the content of the expanding component in the expansive composition for cement is increased, and the expansion rate of the cement concrete can be increased. For example, the expansion rate can be further increased compared to expansion material clinker containing about 50 parts by mass of Ca0.
On the other hand, the upper limit of the content of CaO is, for example, 95 parts by mass or less, preferably 93 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement. This makes it possible to appropriately control the expansion timing of the expansive composition for cement and increase the expansion rate of the cement concrete.
セメント用膨張組成物は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａ）を含む。これにより、ＣａＯを含むメント用膨張組成物の膨張タイミングを適当に制御できる。 The cement expansion composition comprises 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A). This makes it possible to appropriately control the expansion timing of the CaO-containing expandable composition for mento.
Ｃ３Ａの含有量の下限は、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、例えば、１質量部以上、好ましくは２質量部以上、より好ましくは３質量部以上である。これにより、セメント用膨張組成物の膨張速度を緩めて、セメントコンクリートの膨張率を高めることができる。一方、Ｃ３Ａの含有量の上限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、たとえば、３０質量部以下、好ましくは２５質量部以下、より好ましくは２０質量部以下である。これにより、セメント用膨張組成物の膨張タイミングを適当に制御し、セメントコンクリートの膨張率を高めることが可能である。 The lower limit of the content of C 3 A is, for example, 1 part by mass or more, preferably 2 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more in 100 parts by mass of the expanding composition for cement. As a result, the expansion rate of the expansive composition for cement can be slowed down and the expansion rate of the cement concrete can be increased. On the other hand, the upper limit of the content of C 3 A is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less in 100 parts by mass of the expanding composition for cement. This makes it possible to appropriately control the expansion timing of the expansive composition for cement and increase the expansion rate of the cement concrete.
各鉱物組成の含有量は、一般の分析方法で確認することができる。例えば、粉砕した試料を粉末Ｘ線回折法で生成鉱物組成を確認するとともにデータをリートベルト法にて解析し、鉱物組成を定量することができる。また、化学成分と粉末Ｘ線回折の同定結果に基づいて、鉱物組成量を計算によって求めることもできる。 The content of each mineral composition can be confirmed by a general analysis method. For example, the mineral composition can be quantified by confirming the mineral composition of the pulverized sample by the powder X-ray diffraction method and analyzing the data by the Rietveld method. Also, the mineral composition can be obtained by calculation based on the identification results of the chemical components and powder X-ray diffraction.
ＣａＯおよびＣ３Ａの含有量の合計値の下限は、セメント組成物１００質量部中、例えば、７５質量部以上、好ましくは８０質量部以上、より好ましくは９０質量部以上である。一方、ＣａＯおよびＣ３Ａの含有量の合計値の上限は、セメント組成物１００質量部中、例えば、９９質量部以下でもよく、好ましくは９５質量部以下でもよく、より好ましくは９３質量部以下でもよい。 The lower limit of the total content of CaO and C 3 A is, for example, 75 parts by mass or more, preferably 80 parts by mass or more, more preferably 90 parts by mass or more in 100 parts by mass of the cement composition. On the other hand, the upper limit of the total content of CaO and C 3 A is, in 100 parts by mass of the cement composition, for example, 99 parts by mass or less, preferably 95 parts by mass or less, more preferably 93 parts by mass or less. It's okay.
セメント用膨張組成物は、ＣａＯおよびＣ３Ａの他に、他の化合物を内部に含んでもよい。他の化合物として、例えば、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３およびイーリマイト（Ｃａ４Ａｌ６（ＳＯ４）Ｏ１２又は３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ）、３ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ３Ｓと略記）や２ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ２Ｓと略記）で表されるカルシウムシリケート、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３（Ｃ４ＡＦと略記）や６ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３（Ｃ６Ａ２Ｆと略記）、６ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３（Ｃ６ＡＦと略記）で表されるカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３（Ｃ２Ｆと略記）等のカルシウムフェライトが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。 The expanding composition for cement may contain other compounds in addition to CaO and C3A . Other compounds include, for example, Ca(OH) 2 , CaCO 3 and Ilimite (Ca 4 Al 6 (SO 4 )O 12 or 3CaO.3Al 2 O 3.CaSO ), 3CaO.SiO 2 (abbreviated as C 3 S). and 2CaO.SiO2 (abbreviated as C2S ) , 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (abbreviated as C4AF ) and 6CaO.2Al2O3.Fe2O3 ( C6 A 2 F), calcium aluminoferrite represented by 6CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 (abbreviated as C 6 AF), and calcium ferrite such as 2CaO.Fe 2 O 3 (abbreviated as C 2 F) is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Ｃａ（ＯＨ）２の含有量の上限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、たとえば、１５質量部以下、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下である。これにより、セメント組成物の１００℃重量減少量の増加を抑制できる。一方、Ｃａ（ＯＨ）２の含有量の下限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、特に限定されないが、１質量部以上であってもよい。 The upper limit of the content of Ca(OH) 2 is, for example, 15 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 7 parts by mass or less in 100 parts by mass of the expanding composition for cement. Thereby, an increase in the 100° C. weight loss of the cement composition can be suppressed. On the other hand, the lower limit of the content of Ca(OH) 2 is not particularly limited to 100 parts by mass of the expanding composition for cement, but it may be 1 part by mass or more.
ＣａＣＯ３の含有量の上限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、たとえば、３質量部以下、好ましくは２．５質量部以下、より好ましくは２質量部以下である。これにより、セメント組成物の膨張特性を向上できる。一方、ＣａＣＯ３の含有量の下限は、セメント用膨張組成物の１００質量部中、特に限定されないが、０．１質量部以上であってもよい。 The upper limit of the content of CaCO 3 is, for example, 3 parts by mass or less, preferably 2.5 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or less in 100 parts by mass of the expanding composition for cement. This can improve the expansion properties of the cement composition. On the other hand, the lower limit of the content of CaCO 3 is not particularly limited in 100 parts by mass of the expanding composition for cement, but it may be 0.1 parts by mass or more.
次に本実施形態のセメント用膨張組成物の製造方法を説明する。
セメント用膨張組成物の製造方法は、石灰分とアルミ原料とを含む原料混合物をキルンにより焼成し、ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（Ｃ３Ａ）を含むセメント用膨張組成物を得る工程を有する。
Next, a method for producing the expansive composition for cement of this embodiment will be described.
A method for producing an expanding composition for cement includes a step of calcining a raw material mixture containing lime and an aluminum raw material in a kiln to obtain an expanding composition for cement containing CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A). have.
石灰分として、石灰石、生石灰、消石灰、およびアセチレン発生屑からなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。この中でも、石灰石を用いてもよい。 As the lime content, one or more selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, and acetylene-generated waste may be included. Among these, limestone may be used.
アルミ原料として、ボーキサイト、水酸化アルミニウム、およびアルミ残灰からなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。アルミ残灰は水酸化アルミニウムを主体としてもよい。この中でも、ボーキサイトを用いてもよい。 As an aluminum raw material, one or more selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, and aluminum residual ash may be included. The aluminum residue ash may be mainly composed of aluminum hydroxide. Among these, bauxite may be used.
これらの原料を、焼成後に所定の鉱物組成割合となるように調合し混合粉砕し、原料混合物を得る。
混合粉砕の方法は、特に限定されるものではなく、乾式粉砕法又は湿式粉砕法を適用することができ、湿式粉砕法の場合は、その後造粒するために脱水処理を施す必要がある。また、原料に生石灰を用いる場合は、乾式で行うことが望ましい。
また原料の仕込み割合を調整することで、セメント用膨張組成物中のＣａＯ／Ｃ３Ａ比を制御できる。
These raw materials are mixed and pulverized so as to have a predetermined mineral composition ratio after sintering, to obtain a raw material mixture.
The method of mixed pulverization is not particularly limited, and a dry pulverization method or a wet pulverization method can be applied. In the case of a wet pulverization method, it is necessary to perform dehydration treatment for subsequent granulation. Moreover, when quicklime is used as a raw material, it is desirable to use a dry method.
Moreover, the CaO/C 3 A ratio in the expanding composition for cement can be controlled by adjusting the charging ratio of the raw materials.
焼成温度は、例えば、１，２００℃～１，６００℃でもよく、１，３００℃～１，５５０℃でもよい。 The firing temperature may be, for example, 1,200°C to 1,600°C or 1,300°C to 1,550°C.
焼成には、電気炉やロータリーキルンなどのキルンを使用できる。 A kiln such as an electric furnace or a rotary kiln can be used for firing.
また、セメント用膨張組成物を得る工程は、乾式混合により原料混合物の粉末物を得る工程と、粉末物をキルンにフィードする工程と、を含んでもよい（乾式法）。 Also, the step of obtaining the expanding composition for cement may include a step of obtaining a powder of the raw material mixture by dry mixing, and a step of feeding the powder to a kiln (dry method).
また、セメント用膨張組成物を得る工程は、原料混合物を造粒して造粒物を得る工程と、造粒物をキルンにフィードする工程と、を含んでもよい（半乾式法）。これにより、乾式法と比べて、セメントコンクリートの膨張率をより高めることが可能である。 Further, the step of obtaining the expanding composition for cement may include a step of granulating the raw material mixture to obtain granules, and a step of feeding the granules to a kiln (semi-dry method). This makes it possible to increase the expansion rate of cement concrete compared to the dry method.
造粒方法は、所望の造粒物の粒径や粒度分布が得られれば特に限定されるものではなく、転動造粒、流動層造粒、及び撹拌造粒等の混合造粒や、圧縮造粒、押出造粒、及び解砕造粒等の強制造粒等が実施でき、市販で一般的な混練式造粒機、押出造粒機、円筒式造粒機、傾胴式転動撹拌造粒機、双軸式造粒機、ディスクペレッター（パンペレタイザー）、流動層造粒機、旋回流動層造粒機等を使用することができる。 The granulation method is not particularly limited as long as the desired particle size and particle size distribution can be obtained. Forced granulation such as granulation, extrusion granulation, crushing granulation, etc. can be performed, and commercially available general kneading granulators, extrusion granulators, cylindrical granulators, and tilting tumbling agitators Granulators, twin-screw granulators, disk pelletizers (pan pelletizers), fluidized bed granulators, swirl fluidized bed granulators, and the like can be used.
セメント用膨張組成物を得る工程は、セメント用膨張組成物からなるクリンカを得る工程と、クリンカを粉砕して、粉砕物を得る工程と、含んでもよい。すなわち、粉末状のセメント用膨張組成物を、セメントコンクリート用の膨張材として使用できる。 The step of obtaining the expanding composition for cement may include a step of obtaining clinker composed of the expanding composition for cement and a step of pulverizing the clinker to obtain a pulverized product. That is, a powdered cement expanding composition can be used as an expanding material for cement concrete.
また、セメント用膨張組成物は、粒子表面に水酸化カルシウム層が形成された粒子で構成されてもよい。これにより、セメント組成物の保管安定性を高めることができる。
セメント用膨張組成物を得る工程中、本発明の効果に支障の無い範囲で水を添加することは可能である。
Moreover, the expanding composition for cement may be composed of particles having a calcium hydroxide layer formed on the surface of the particles. Thereby, the storage stability of the cement composition can be enhanced.
During the process of obtaining the expanding composition for cement, it is possible to add water to the extent that the effect of the present invention is not hindered.
本実施形態のセメント組成物は、上記のセメント用膨張組成物とセメントとを含む。 The cement composition of the present embodiment includes the cement expanding composition and cement.
セメント用膨張組成物の使用量は、使用する目的により異なるが、通常、セメント１００質量部中、例えば、１～１２質量部、好ましくは３～９質量部でもよい。
本明細書中、「～」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
The amount of the expanding composition for cement to be used varies depending on the purpose of use, but usually it may be, for example, 1 to 12 parts by mass, preferably 3 to 9 parts by mass, per 100 parts by mass of cement.
In the present specification, "-" means including upper and lower limits unless otherwise specified.
セメントとしては、普通、早強、超早強、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに高炉スラグ等のポゾラン物質を混合した各種混合セメント、並びに、アルミナセメント等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of cement include various types of Portland cement such as normal, high-early-strength, ultra-early-strength, and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing these Portland cements with pozzolanic substances such as blast-furnace slag, and alumina cement. These may be used alone or in combination of two or more.
水の使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメントとセメント用膨張組成物からなるセメント組成物に対して、水／セメント組成物比が、例えば、２５～７０％程度であり、３０～６０％でもよい。 The amount of water used is not particularly limited, but usually the water/cement composition ratio is, for example, about 25 to 70% with respect to the cement composition consisting of cement and an expanding composition for cement, It may be 30-60%.
混練方法は、一般に用いられる方法で、特に限定されるものではない。混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー、Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、及びナウターミキサー等が使用可能である。 The kneading method is a generally used method and is not particularly limited. As a mixing device, any existing stirring device can be used, for example, a tilting mixer, an omnimixer, a V-shaped mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and the like can be used.
混合は、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。 For mixing, the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance.
セメント組成物の養生方法は特に限定されるものではなく、一般に行われる常温・常圧養生、蒸気養生、高温・高圧蒸気養生、及び加圧養生等のいずれの養生方法も適用可能である。 The method of curing the cement composition is not particularly limited, and any curing method such as normal temperature/normal pressure curing, steam curing, high temperature/high pressure steam curing, and pressurized curing can be applied.
セメント組成物は、さらに、砂や砂利などの骨材や、凝結調整剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、増粘剤、セメント急硬材、防錆剤、防凍剤、水和熱抑制剤、高分子エマルジョン、ベントナイトやモンモリロナイトなどの粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、硫酸アルミニウムや硫酸ナトリウムなどの硫酸塩、リン酸塩、並びに、ホウ酸等のうちの一種又は二種以上の混和材を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。 The cement composition further includes aggregates such as sand and gravel, setting modifiers, water reducing agents, high performance water reducing agents, AE agents, AE water reducing agents, high performance AE water reducing agents, thickeners, cement rapid hardeners, Rust inhibitors, antifreeze agents, hydration heat inhibitors, polymer emulsions, clay minerals such as bentonite and montmorillonite, ion exchangers such as zeolite, hydrotalcite, and hydrocalumite, sulfates such as aluminum sulfate and sodium sulfate , phosphate, boric acid, and the like can be used in combination as long as the object of the present invention is not substantially impaired.
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
（Ｃ
３
Ａ）を含む、セメント用膨張組成物。
２． １．に記載のセメント用膨張組成物であって、
前記Ｃ
３
Ａの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、１質量部以上３０質量部以下である、セメント用膨張組成物。
３． １．又は２．に記載のセメント用膨張組成物であって、
前記ＣａＯの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、６０質量部以上９５質量部以下である、セメント用膨張組成物。
４． １．～３．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物であって、
Ｃａ（ＯＨ）
２
の含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、１質量部以上１５質量部以下である、セメント用膨張組成物。
５． １．～４．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物であって、
ＣａＣＯ
３
の含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、０．１質量部以上３質量部以下である、セメント用膨張組成物。
６． １．～５．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物であって、
表面に水酸化カルシウム層が形成された粒子を含む、セメント用膨張組成物。
７． １．～６．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物であって、
粉末状のセメント用膨張組成物。
８． １．～７．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物とセメントとを含む、セメント組成物。
９． 石灰分とアルミ原料とを含む原料混合物をキルンにより焼成し、ＣａＯおよび３ＣａＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
を含む、セメント用膨張組成物を得る工程を含み、
前記石灰分が、石灰石、生石灰、消石灰、およびアセチレン発生屑からなる群から選ばれる一または二以上を含み、
前記アルミ原料が、ボーキサイト、水酸化アルミニウム、およびアルミ残灰からなる群から選ばれる一または二以上を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。
１０． ９．に記載のセメント用膨張組成物の製造方法であって、
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
前記原料混合物を造粒して、造粒物を得る工程と、
前記造粒物を前記キルンにフィードする工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。
１１． ９．に記載のセメント用膨張組成物の製造方法であって、
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
乾式混合により前記原料混合物の粉末物を得る工程と、
前記粉末物を前記キルンにフィードする工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。
１２． ９．～１１．のいずれか一つに記載のセメント用膨張組成物の製造方法であって、
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
前記セメント用膨張組成物からなるクリンカを得る工程と、
前記クリンカを粉砕して、粉砕物を得る工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
Examples of reference forms are added below.
1. A cement expanding composition comprising CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A).
2. 1. 2. The expansive composition for cement according to
The expanding composition for cement, wherein the C 3 A content is 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
3. 1. or 2. 2. The expansive composition for cement according to
The expanding composition for cement, wherein the CaO content is 60 parts by mass or more and 95 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
4. 1. ~3. The expansive composition for cement according to any one of
An expanding composition for cement, wherein the content of Ca(OH) 2 is 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
5. 1. ~ 4. The expansive composition for cement according to any one of
An expanding composition for cement, wherein the content of CaCO 3 is 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement .
6. 1. ~ 5. The expansive composition for cement according to any one of
An expanding composition for cement comprising particles having a calcium hydroxide layer formed thereon.
7. 1. ~6. The expansive composition for cement according to any one of
Powdered expanding composition for cement.
8. 1. ~7. A cement composition comprising the expanding composition for cement according to any one of Claims 1 and 2 and cement.
9. calcining a raw material mixture containing lime and aluminum raw materials in a kiln to obtain an expanding composition for cement containing CaO and 3CaO.Al 2 O 3 ;
The lime content contains one or more selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, and acetylene-generated waste,
The aluminum raw material contains one or more selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, and aluminum residual ash,
A method for producing an expansive composition for cement.
10. 9. 2. A method for producing an expansive composition for cement according to
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
a step of granulating the raw material mixture to obtain a granule;
and feeding the granules to the kiln.
A method for producing an expansive composition for cement.
11. 9. 2. A method for producing an expansive composition for cement according to
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
obtaining a powder of the raw material mixture by dry mixing;
feeding said powder material into said kiln;
A method for producing an expansive composition for cement.
12. 9. ~ 11. A method for producing an expansive composition for cement according to any one of
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
a step of obtaining a clinker composed of the expanding composition for cement;
a step of pulverizing the clinker to obtain a pulverized product;
A method for producing an expansive composition for cement.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.
＜セメント用膨張組成物の作製＞
（実験例１－１～１－４）
ＣａＯ原料（石灰石）、Ａｌ２Ｏ３原料（ボーキサイト）を表１に示す鉱物組成の割合となるように配合し、混合粉砕した後、電気炉を用いて１３５０℃で焼成してクリンカを合成した。
ボールミルを用いて、合成したクリンカをブレーン比表面積で３５００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕して、セメント用膨張組成物（粉末状のクリンカ）を作製した。
<Preparation of expansive composition for cement>
(Experimental Examples 1-1 to 1-4)
A CaO raw material (limestone) and an Al 2 O 3 raw material (bauxite) were blended so as to have the mineral composition ratio shown in Table 1, mixed and pulverized, and then fired at 1350 ° C. using an electric furnace to synthesize clinker. .
Using a ball mill, the synthesized clinker was pulverized to a Blaine specific surface area of 3500 cm 2 /g to prepare an expanding composition for cement (powder clinker).
表１、２中、遊離石灰：ＣａＯ、Ｃ３Ａ：３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣＣ：ＣａＣＯ３、ＣＨ：Ｃａ（ＯＨ）２を表す。
表１、２中、膨張組成物中の鉱物組成の割合（部）は、蛍光Ｘ線を用いて定量した化学組成の結果と、粉末Ｘ線回折による同定結果とに基づいて算出した。
In Tables 1 and 2, free lime: CaO, C3A : 3CaO.Al2O3 , CC: CaCO3 , CH :Ca(OH) 2 .
In Tables 1 and 2, the ratio (parts) of the mineral composition in the expanded composition was calculated based on the results of the chemical composition quantified using fluorescent X-rays and the identification results by powder X-ray diffraction.
得られたセメント用膨張組成物について、下記の評価項目に基づいて評価を行った。 The resulting expansive composition for cement was evaluated based on the following evaluation items.
＜長さ変化率、圧縮強度＞
実施例・比較例のセメント用膨張組成物、セメント、水、砂を２０℃の室内で混合して、セメントと膨張組成物からなるセメント組成物１００質量部中の膨張組成物の配合量＝７質量部、水／セメント組成物の配合比＝１／１（質量比）、セメント組成物／砂の配合比＝１／３（質量比）となるモルタルを調製した。
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
水：水道水
砂：ＪＩＳ標準砂
得られたモルタル（サンプル）を使用して、次のようにして長さ変化率、圧縮強度の測定を行った。
長さ変化率：ＪＩＳ Ａ ６２０２に準拠して測定した。
圧縮強度：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して、縦×横×厚み：４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの試験体を作製し、材齢７日（７ｄ）の圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）を測定した。
なお、圧縮強度は２２．５（Ｎ／ｍｍ２）以上であれば実用上の問題がないと判断した。
<Length change rate, compressive strength>
The expansive composition for cement of Examples and Comparative Examples, cement, water, and sand were mixed in a room at 20°C, and the amount of the expansive composition in 100 parts by mass of the cement composition comprising the cement and the expansive composition was 7. A mortar was prepared with a weight part, a water/cement composition blending ratio of 1/1 (mass ratio), and a cement composition/sand blending ratio of 1/3 (mass ratio).
(Material used)
Cement: Ordinary Portland cement, commercially available product Water: tap water Sand: JIS standard sand Using the obtained mortar (sample), the length change rate and compressive strength were measured as follows.
Length change rate: Measured according to JIS A 6202.
Compressive strength: Based on JIS R 5201, a test specimen of length x width x thickness: 4 cm x 4 cm x 16 cm was produced, and the compressive strength (N/mm 2 ) at a material age of 7 days (7d) was measured.
In addition, it was judged that there is no practical problem if the compressive strength is 22.5 (N/mm 2 ) or more.
実施例１～３のセメント用膨張組成物を用いると、セメント用膨張組成において、比較例１と比べて７日後の圧縮強度は同程度でありつつも、７日後の長さ変化率が大きくなることから、優れた膨張特性を発現することが示された。このようなセメント用膨張組成は、セメントの膨張材として好適に用いることができる。 When the expansive compositions for cement of Examples 1 to 3 were used, the compressive strength after 7 days was comparable to that of Comparative Example 1 in the expansive compositions for cement, but the length change rate after 7 days was increased. Therefore, it was shown that excellent expansion properties were exhibited. Such an expanding composition for cement can be suitably used as an expanding material for cement.
Claims (11)
前記ＣａＯの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、７０質量部以上であり、
Ｃａ（ＯＨ）２の含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、１質量部以上１５質量部以下である、セメント用膨張組成物。 An expanding composition for cement comprising CaO and 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A),
The CaO content is 70 parts by mass or more in 100 parts by mass of the expanding composition for cement,
An expanding composition for cement, wherein the content of Ca(OH) 2 is 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
前記Ｃ３Ａの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、１質量部以上２５質量部以下である、セメント用膨張組成物。 A cement expansion composition according to claim 1,
The expanding composition for cement, wherein the C 3 A content is 1 part by mass or more and 25 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
前記ＣａＯの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、９５質量部以下である、セメント用膨張組成物。 The expanding composition for cement according to claim 1 or 2,
The expanding composition for cement, wherein the CaO content is 95 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
ＣａＣＯ３の含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、０．１質量部以上３質量部以下である、セメント用膨張組成物。 The expanding composition for cement according to any one of claims 1 to 3,
An expanding composition for cement, wherein the content of CaCO 3 is 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass or less per 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
表面に水酸化カルシウム層が形成された粒子を含む、セメント用膨張組成物。 The expanding composition for cement according to any one of claims 1 to 4,
An expanding composition for cement comprising particles having a calcium hydroxide layer formed thereon.
粉末状のセメント用膨張組成物。 The expanding composition for cement according to any one of claims 1 to 5,
Powdered expanding composition for cement.
前記石灰分が、石灰石、生石灰、消石灰、およびアセチレン発生屑からなる群から選ばれる一または二以上を含み、
前記アルミ原料が、ボーキサイト、水酸化アルミニウム、およびアルミ残灰からなる群から選ばれる一または二以上を含み、
前記セメント用膨張組成物を得る工程により得られる前記セメント用膨張組成物において、前記ＣａＯの含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、７０質量部以上であり、Ｃａ（ＯＨ）２の含有量が、当該セメント用膨張組成物の１００質量部中、１質量部以上１５質量部以下である、
セメント用膨張組成物の製造方法。 calcining a raw material mixture containing lime and aluminum raw materials in a kiln to obtain an expansion composition for cement containing CaO and 3CaO.Al 2 O 3 ;
The lime content contains one or more selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, and acetylene generation waste,
The aluminum raw material contains one or more selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, and aluminum residual ash,
In the cement expansion composition obtained by the step of obtaining the cement expansion composition, the content of CaO is 70 parts by mass or more in 100 parts by mass of the cement expansion composition, and Ca(OH) The content of 2 is 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less in 100 parts by mass of the expanding composition for cement.
A method for producing an expansive composition for cement.
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
前記原料混合物を造粒して、造粒物を得る工程と、
前記造粒物を前記キルンにフィードする工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。 A method for producing an expanding composition for cement according to claim 8,
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
a step of granulating the raw material mixture to obtain a granule;
and feeding the granules to the kiln.
A method for producing an expansive composition for cement.
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
乾式混合により前記原料混合物の粉末物を得る工程と、
前記粉末物を前記キルンにフィードする工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。 A method for producing an expanding composition for cement according to claim 8,
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
obtaining a powder of the raw material mixture by dry mixing;
feeding said powder material into said kiln;
A method for producing an expansive composition for cement.
前記セメント用膨張組成物を得る工程は、
前記セメント用膨張組成物からなるクリンカを得る工程と、
前記クリンカを粉砕して、粉砕物を得る工程と、を含む、
セメント用膨張組成物の製造方法。 A method for producing an expanding composition for cement according to any one of claims 8 to 10,
The step of obtaining the expansive composition for cement includes:
a step of obtaining a clinker composed of the expanding composition for cement;
a step of pulverizing the clinker to obtain a pulverized product;
A method for producing an expansive composition for cement.
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