JP7333019B2 - セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法 - Google Patents

セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7333019B2
JP7333019B2 JP2020041863A JP2020041863A JP7333019B2 JP 7333019 B2 JP7333019 B2 JP 7333019B2 JP 2020041863 A JP2020041863 A JP 2020041863A JP 2020041863 A JP2020041863 A JP 2020041863A JP 7333019 B2 JP7333019 B2 JP 7333019B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
mass
mixed
less
water
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
Application number
JP2020041863A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021143088A (ja
Inventor
和也 本田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to JP2020041863A priority Critical patent/JP7333019B2/ja
Publication of JP2021143088A publication Critical patent/JP2021143088A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7333019B2 publication Critical patent/JP7333019B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

本発明は、セメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント硬化体の製造方法に関する。
モルタルやコンクリート構造物等のセメント硬化体に用いられるセメント組成物は、硬化する前のフレッシュな状態で型枠や支保工内に打設し、硬化させた後に脱枠することで施工される。
従来、飛来塩分や凍結防止剤により塩化物イオンの供給が考えられるセメント硬化体や、化学的浸食の厳しい環境下で設置されるセメント硬化体には、普通ポルトランドセメントに対して高炉スラグ微粉末やフライアッシュ等の混和材を添加した混合セメントの使用が望ましいとされている（非特許文献１）。
一方で、混合セメントを使用したセメント組成物は、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントを使用したセメント組成物に比べて水和速度が遅く、特に、低温環境下においてセメント硬化体の初期強度が小さくなる傾向にある（非特許文献２）。セメント硬化体の初期強度が小さいと、型枠及び支保工を取り外せる強度を確保するまでの期間が長くなり、工事の期間が長くなるといった問題がある。セメント硬化体の初期強度は、セメント組成物の水セメント比を小さくすることにより向上することが知られている（非特許文献３）。
セメント硬化体においては、自己収縮ひずみについても充分に留意する必要がある。セメント硬化体の自己収縮ひずみが大きいと、収縮応力によるひび割れが生じ、耐久性が低下するといった問題が発生する。セメント硬化体の自己収縮ひずみは、セメント組成物の水セメント比を大きくすることにより抑制されることが知られている（非特許文献４）。
コンクリート標準示方書［設計編］、土木学会、２０１７年制定、１４５ページ コンクリート標準示方書［施工編］、土木学会、２０１７年制定、１２７ページ コンクリート専門委員会 委員会報告ダイジェスト版、社団法人 セメント協会、２０１１年３月、１１ページ 高強度コンクリートの技術の現状（２００９）、日本建築学会、１２３ページ
上述のように、セメント硬化体の初期強度を向上させるためには、セメント組成物の水セメント比を小さくすることが望ましい。一方で、セメント組成物の水セメント比を小さくすると、セメント硬化体が緻密になり、自己収縮ひずみが大きくなる。そのため、セメント硬化体の初期強度の向上と、自己収縮ひずみの抑制とを両立させることが難しいという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を得ることが可能なセメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント硬化体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明に係るセメント組成物は、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を含み、前記混合セメントに対して、前記硫酸カリウムの含有量が０．５０質量％以上２．０質量％以下であり、前記トリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上０．１質量％以下である。
斯かる構成により、前記セメント組成物は、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本発明に係るセメント組成物は、前記混合セメントに対して、前記硫酸カリウムの含有量が１．０質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
斯かる構成により、前記セメント組成物は、初期強度がより高く、かつ、自己収縮ひずみをより抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本発明に係るセメント組成物は、前記混合セメントに対して、前記トリエタノールアミンの含有量が０．０２質量％以上０．０８質量％以下であることが好ましい。
斯かる構成により、前記セメント組成物は、初期強度がより高く、かつ、自己収縮ひずみをより抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本発明に係るセメント組成物は、水結合材比が５０％以上５８％以下であることが好ましい。
斯かる構成により、前記セメント組成物は、好ましい範囲の強度を有するセメント硬化体を得ることができる。
本発明に係るセメント硬化体の製造方法は、上述のセメント組成物を用いてセメント硬化体を製造する方法であって、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を混合して混合物を得た後、該混合物を硬化させる。
斯かる構成により、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を製造することができる。
本発明によれば、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を得ることが可能なセメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント硬化体の製造方法を提供することができる。
以下、本実施形態に係るセメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント硬化体の製造方法について説明する。
＜セメント組成物＞
本実施形態に係るセメント組成物は、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を含む。
高炉スラグが混合された混合セメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１１に規定される各種の高炉セメントを用いることができる。前記高炉セメントとしては、高炉セメントＡ種、Ｂ種、及び、Ｃ種が挙げられる。フライアッシュが混合された混合セメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１３に規定される各種のフライアッシュセメントを用いることができる。前記フライアッシュセメントとしては、フライアッシュセメントＡ種、Ｂ種、及び、Ｃ種が挙げられる。
高炉スラグ又はフライアッシュを混合するセメントとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ Ｒ ５２１０で規定される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、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメントを用いることができる。なお、これらのセメントは、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
高炉スラグとしては、特に限定されるものではなく、例えば、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末等が挙げられ、ＪＩＳ Ａ ６２０６の規定に適合するものを用いることができる。高炉スラグの含有量は、強度をより向上させ、かつ、自己収縮ひずみをより抑制する観点から、混合セメントに対して、５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。
フライアッシュとしては、特に限定されるものではなく、例えば、フライアッシュＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種、ＩＶ種等が挙げられ、ＪＩＳ Ａ ６２０１の規定に適合するものを用いることができる。フライアッシュの含有量は、強度をより向上させ、かつ、自己収縮ひずみをより抑制する観点から、混合セメントに対して、５質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。
混合セメントの配合量は、単位量（ｋｇ／ｍ３：セメント硬化体１ｍ３当たりの質量）で、２００ｋｇ／ｍ３以上６１５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、２３０ｋｇ／ｍ３以上５００ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。
硫酸カリウムの含有量は、混合セメントに対して、０．５０質量％以上２．０質量％以下であり、１．０質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
トリエタノールアミンの含有量は、混合セメントに対して、０．０１質量％以上０．１質量％以下であり、０．０２質量％以上０．０８質量％以下であることが好ましい。
水としては、特に限定されるものではなく、例えば、水道水、工業用水、回収水、地下水、河川水、雨水等を使用することができる。水には、セメント組成物の水和反応及びセメント硬化体に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等が含まれないか、含まれていても極めて微量であることが好ましい。水としては、品質の安定した水道水又は工業用水であることがより好ましい。
水の配合量は、単位量（ｋｇ／ｍ３：セメント硬化体１ｍ３当たりの質量）で、１３０ｋｇ／ｍ３以上１８５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１４０ｋｇ／ｍ３以上１７５ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。
水結合材比は、５０％以上５８％以下であることが好ましく、５２％以上５６％以下であることがより好ましい。
本実施形態に係るセメント組成物は、例えば、粗骨材、細骨材等の骨材、混和材等の粉体成分、混和剤等の液体成分を含んでいてもよい。
細骨材とは、１０ｍｍ網ふるいを全部通過し、５ｍｍ網ふるいを質量で８５％以上通過する骨材のことをいう（ＪＩＳ Ａ ０２０３：２０１４）。細骨材としては、例えば、ＪＩＳ Ａ ５３０８附属書Ａレディミクストコンクリート用骨材で規定される山砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂、石灰石砕砂等の天然由来の砂、高炉スラグ、電気炉酸化スラグ、フェロニッケルスラグ等のスラグ由来の砂等が挙げられる。なお、これらの細骨材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
粗骨材とは、５ｍｍ網ふるいに質量で８５％以上とどまる骨材のことをいう（ＪＩＳ Ａ ０２０３：２０１４）。粗骨材としては、例えば、川砂利、山砂利、海砂利等の天然骨材、砂岩、硬質石灰岩、玄武岩、安山岩等の砕石等の人工骨材、再生骨材等が挙げられる。なお、これらの粗骨材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
混和材としては、例えば、シリカフューム、セメントキルンダスト、高炉フューム、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末等の無機質微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等の無機物系フィラーが挙げられる。なお、混和材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤（例えば、酒石酸等）、凝結促進剤（例えば、硫酸アルミニウム等）、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤等が挙げられる。なお、混和剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
本実施形態に係るセメント組成物は、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を含み、前記混合セメントに対して、前記硫酸カリウムの含有量が０．５０質量％以上２．０質量％以下であり、前記トリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上０．１質量％以下であることにより、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本実施形態に係るセメント組成物は、前記混合セメントに対して、前記硫酸カリウムの含有量が１．０質量％以上２．０質量％以下であることにより、初期強度がより高く、かつ、自己収縮ひずみをより抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本実施形態に係るセメント組成物は、前記混合セメントに対して、前記トリエタノールアミンの含有量が０．０２質量％以上０．０８質量％以下であることにより、初期強度がより高く、かつ、自己収縮ひずみをより抑制したセメント硬化体を得ることができる。
本実施形態に係るセメント組成物は、水結合材比が５０％以上５８％以下であることにより、好ましい範囲の強度を有するセメント硬化体を得ることができる。
＜セメント硬化体の製造方法＞
本実施形態に係るセメント硬化体の製造方法は、上述のセメント組成物を用いてセメント硬化体を製造する方法であって、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を混合して混合物を得た後、該混合物を硬化させる。
前記混合物は、高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と共に、必要に応じて粗骨材、細骨材等の骨材、混和材等の粉体成分と、混和剤等の液体成分と、をミキサー等で攪拌混合することにより得られる。
本実施形態に係るセメント硬化体の製造方法は、斯かる構成により、初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体を製造することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（セメント組成物の作製）
表１～表３に示す配合で各実施例及び比較例のセメント組成物を作製した。
表１～表３に示す各成分の詳細を以下に示す。
セメント：普通ポルトランドセメント（Ｎ、住友大阪セメント社製）
高炉セメントＢ種（ＢＢ、住友大阪セメント社製）
フライアッシュＩＩ種（ＦＡ、北陸電力社製、七尾大田火力発電所産）
水：水道水
細骨材：山砂
粗骨材：砂岩砕石
硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）：大塚化学社製
トリエタノールアミン（Ｃ６Ｈ１５ＮＯ３）：関東化学社製
（圧縮強度の測定）
各セメント組成物は、内径１０ｃｍ×高さ２０ｃｍの円筒形の型枠に流し込み、硬化させた。冬場の施工環境を想定して、コンクリートの練り上がり温度は１０℃、養生温度は１５℃とし、封緘養生とした。圧縮強度試験は注水２４時間後に実施し、脱型は圧縮強度試験直前に行った。圧縮強度の測定はＪＩＳ Ａ １１０８に記載の方法に従って測定した。結果を表２及び表３に示す。なお、本試験では、圧縮強度が３．０Ｎ／ｍｍ２以上のセメント組成物を合格と判定した。
（自己収縮ひずみの測定）
自己収縮ひずみの測定は、ＪＣＩ超流動コンクリート研究委員会報告書の「高流動コンクリートの自己収縮試験方法」に準拠して測定した。結果を表２及び表３に示す。なお、本試験では、自己収縮ひずみが７５μ以下のセメント組成物を合格と判定した。
Figure 0007333019000001
Figure 0007333019000002
Figure 0007333019000003
表２及び表３の結果から分かるように、本発明の構成要件をすべて満たす実施例のセメント組成物は、材齢１日の初期強度が高く、かつ、自己収縮ひずみを抑制したセメント硬化体が得られる。
一方、硫酸カリウム及びトリエタノールアミンの少なくとも一方を含まないか、含んでいても本発明で規定する範囲を外れる比較例のセメント組成物は、得られたセメント硬化体の材齢１日の初期強度が低いか、自己収縮ひずみが大きいか、又は、その両方である。

Claims (5)

  1. 高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を含み、
    前記高炉スラグが混合される場合、前記高炉スラグの含有量が前記混合セメントに対し５質量％以上７０質量％以下であり、
    前記フライアッシュが混合される場合、前記フライアッシュの含有量が前記混合セメントに対し５質量％以上３０質量％以下であり、
    前記混合セメントに対して、
    前記硫酸カリウムの含有量が０．５０質量％以上２．０質量％以下であり、
    前記トリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上０．１質量％以下である、セメント組成物。
  2. 前記混合セメントに対して、前記硫酸カリウムの含有量が１．０質量％以上２．０質量％以下である、請求項１に記載のセメント組成物。
  3. 前記混合セメントに対して、前記トリエタノールアミンの含有量が０．０２質量％以上０．０８質量％以下である、請求項１又は２に記載のセメント組成物。
  4. 水結合材比が５０％以上５８％以下である、請求項１～３のいずれか一つに記載のセメント組成物。
  5. 請求項１～４のいずれか一つに記載のセメント組成物を用いてセメント硬化体を製造する方法であって、
    高炉スラグ又はフライアッシュが混合された混合セメントと、硫酸カリウムと、トリエタノールアミンと、水と、を混合して混合物を得た後、該混合物を硬化させる、セメント硬化体の製造方法。
JP2020041863A 2020-03-11 2020-03-11 セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法 Active JP7333019B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020041863A JP7333019B2 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020041863A JP7333019B2 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021143088A JP2021143088A (ja) 2021-09-24
JP7333019B2 true JP7333019B2 (ja) 2023-08-24

Family

ID=77766922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020041863A Active JP7333019B2 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7333019B2 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014189437A (ja) 2013-03-27 2014-10-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ひび割れ低減型高炉セメント組成物及びその製造方法
JP2016190771A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物及びセメント硬化体の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6050738B2 (ja) * 1979-01-11 1985-11-09 義高 益田 高硫酸塩スラグセメント及びその製法
JP3549644B2 (ja) * 1995-10-17 2004-08-04 電気化学工業株式会社 セメント組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014189437A (ja) 2013-03-27 2014-10-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ひび割れ低減型高炉セメント組成物及びその製造方法
JP2016190771A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物及びセメント硬化体の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
立畑 節郎ら，高炉セメントの強さ発現性とトリエタノールアミン，セメント・コンクリート論文集，1982年，VOL36，ID36-014

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021143088A (ja) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015253548B2 (en) Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof
JP5278265B2 (ja) 自己修復コンクリート混和材、その製造方法及び該混和材を用いた自己修復コンクリート材料
JP4809575B2 (ja) 土木構造物用セメント組成物及びこれを用いたコンクリート製品
JP2011136863A (ja) 超高強度グラウト組成物
JP6876489B2 (ja) 速硬コンクリート及びその製造方法
CN109704693B (zh) 一种硫铝酸盐水泥基自密实砂浆及其使用方法
JP6985177B2 (ja) 水硬性組成物及びコンクリート
JP2017031037A (ja) 水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体
JP7333019B2 (ja) セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法
JP2006027937A (ja) グラウト用セメント組成物及びグラウト材料
JP2004284873A (ja) 水硬性複合材料
JP5165436B2 (ja) コンクリート組成物及びコンクリート硬化体
JP6258033B2 (ja) 速硬性膨張セメント混練物の製造方法
JP2006016543A (ja) 地盤注入材
JP7083637B2 (ja) コンクリートおよびその製造方法
JP7081939B2 (ja) コンクリート
JP2022156478A (ja) セメント組成物、及び、セメント組成物の製造方法
JP4820253B2 (ja) セメント硬化体の製造方法、及びセメント硬化体
JP4689072B2 (ja) セメントコンクリート、急結性セメントコンクリート、及び調製方法
JP7312385B1 (ja) コンクリート組成物の製造方法、及び、コンクリートの製造方法
JP7150405B2 (ja) グラウト組成物及びグラウト
JP7195962B2 (ja) トンネル覆工コンクリートの施工方法
JP5383045B2 (ja) グラウト用セメント組成物およびそれを用いたグラウト材料
JP7402700B2 (ja) 海洋製品用モルタル又はコンクリート、及び、海洋製品用モルタル又はコンクリートの製造方法
JP7158306B2 (ja) セメント複合材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230412

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: 20230714

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7333019

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150