JP7349797B2 - cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、セメント組成物に関する。 The present invention relates to cement compositions.
早強ポルトランドセメントは、緊急工事や寒冷期の工事用、さらにはコンクリート製品用に、普通ポルトランドセメントと比べて短時間で高い強度を発現するようにしたセメントであり、例えば、普通ポルトランドセメントが材齢３日で発揮する強さを１日で、材齢７日で発現する強さを３日で達成することができる。
しかし、近年、ポルトランドセメントクリンカの原料として、廃棄物の使用量を増やすことへの要請から、早強ポルトランドセメントクリンカの製造においても、原料として廃棄物の使用量を増やすことが求められている。そして、原料中の、廃棄物原料の使用量を増やした場合、早強ポルトランドセメント中のＣ３Ａ（アルミネート相；３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）の割合が増加することで、早強ポルトランドセメントの水和熱が大きくなることが懸念される。
Early-strength Portland cement is a cement that develops higher strength in a shorter period of time than ordinary Portland cement, and is used for emergency construction, cold-weather construction, and concrete products. The strength that can be achieved at 3 days old can be achieved in 1 day, and the strength that can be achieved at 7 days old can be achieved in 3 days.
However, in recent years, there has been a demand to increase the amount of waste used as a raw material for Portland cement clinker, and there has been a demand for an increase in the amount of waste used as a raw material in the production of early-strength Portland cement clinker. When the amount of waste raw materials used in raw materials increases, the proportion of C 3 A (aluminate phase; 3CaO・Al 2 O 3 ) in early-strength Portland cement increases, resulting in an increase in early-strength Portland cement. There is a concern that the heat of hydration will increase.
また、コンクリートのひび割れ発生の低減や防止の観点から、強度発現性に優れ、かつ、水和熱の小さいセメント組成物が求められている。
セメント組成物の水和熱を低減することができる技術として、特許文献１には、Ｃ２Ｓ（ビーライト；２ＣａＯ・ＳｉＯ２）１００重量部に対して、Ｃ２ＡＳ（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）を１０～１００重量部含有し、かつ、Ｃ３Ａの含有量が２０重量部以下であることを特徴とする焼成物が記載されている。また、特許文献１には、該焼成物を粉砕してなるセメント混和材が記載されている。
In addition, from the viewpoint of reducing or preventing the occurrence of cracks in concrete, there is a need for a cement composition that has excellent strength development and low heat of hydration.
As a technique capable of reducing the heat of hydration of a cement composition, Patent Document 1 discloses that C 2 AS (2CaO.Al 2 O ) is added to 100 parts by weight of C 2 S (Belite; 2CaO.SiO 2 ). A fired product is described that contains 10 to 100 parts by weight of 3.SiO 2 ) and has a C 3 A content of 20 parts by weight or less. Furthermore, Patent Document 1 describes a cement admixture obtained by pulverizing the fired product.
本発明の目的は、容易に製造することができ、強度発現性に優れ、かつ、水和熱の小さいセメント組成物（早強ポルトランドセメント）、特にアルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、以下、「Ｃ３Ａ」ともいう。）の割合が大きくても水和熱の小さいセメント組成物を提供することである。 The object of the present invention is to provide a cement composition (early strength Portland cement) that can be easily produced, has excellent strength development properties, and has a low heat of hydration, especially an aluminate phase (3CaO.Al 2 O 3 , hereinafter referred to as It is an object of the present invention to provide a cement composition having a small heat of hydration even when the proportion of C.sub.3 A is large.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方と、ＩＩ型無水石膏粉末を特定の割合で含むセメント組成物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。
［１］ ブレーン比表面積が４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇの早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方と、ＩＩ型無水石膏粉末、を含むセメント組成物であって、上記早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方の合計量１００質量％中のＳＯ３の割合が２．５～３．５質量％であり、上記セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合がＳＯ３換算で０．１～４．５質量％であることを特徴とするセメント組成物。
［２］ 上記早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中のアルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）の割合が７．５～１１．０質量％である前記［１］に記載のセメント組成物。
［３］ 上記セメント組成物中の全ＳＯ３の割合が３．２～７．５質量％である前記［１］または［２］に記載のセメント組成物。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has determined that a specific early-strength Portland cement clinker powder, at least one of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, and type II anhydrite powder are combined in a specific ratio. The present invention has been completed based on the discovery that the above object can be achieved by a cement composition containing the following.
That is, the present invention provides the following [1] to [3].
[1] Cement composition containing early strength Portland cement clinker powder with a Blaine specific surface area of 4,000 to 4,800 cm 2 /g, at least one of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, and type II anhydrite powder wherein the proportion of SO 3 in 100% by mass of the total amount of the early strength Portland cement clinker powder and at least one of gypsum dihydrate and gypsum hemihydrate is 2.5 to 3.5% by mass. , a cement composition characterized in that the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition is 0.1 to 4.5% by mass in terms of SO 3 .
[2] The cement composition according to [1] above, wherein the proportion of the aluminate phase (3CaO.Al 2 O 3 ) in the early-strength Portland cement clinker powder is 7.5 to 11.0% by mass.
[3] The cement composition according to [1] or [2] above, wherein the proportion of total SO 3 in the cement composition is 3.2 to 7.5% by mass.
本発明のセメント組成物は、強度発現性に優れ、かつ、水和熱の小さいものであり、また、特定の材料を混合するという容易な方法で製造することができる。
また、本発明のセメント組成物は、Ｃ３Ａの割合が大きくても水和熱の小さいものであり、早強ポルトランドセメントクリンカの原料として廃棄物の使用量を増やすことができる。
The cement composition of the present invention has excellent strength development properties and low heat of hydration, and can be manufactured by a simple method of mixing specific materials.
Further, the cement composition of the present invention has a small heat of hydration even if the proportion of C 3 A is large, and it is possible to increase the amount of waste used as a raw material for early-strength Portland cement clinker.
本発明のセメント組成物は、ブレーン比表面積が４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇの早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方と、ＩＩ型無水石膏粉末、を含むセメント組成物であって、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方の合計量１００質量％中のＳＯ３の割合が２．５～３．５質量％であり、セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合がＳＯ３換算で０．１～４．５質量％であるものである。
本発明において、セメント組成物とは、ペースト、モルタルまたはコンクリートを調製するための他の材料（減水剤、消泡剤、収縮低減剤等の各種セメント混和剤や、細骨材、粗骨材、及び、水等）は含まれないものとする。
The cement composition of the present invention comprises early strength Portland cement clinker powder having a Blaine specific surface area of 4,000 to 4,800 cm 2 /g, at least one of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, and type II anhydrite powder. , wherein the proportion of SO 3 in 100% by mass of the total amount of early strength Portland cement clinker powder and at least one of gypsum dihydrate and gypsum hemihydrate is 2.5 to 3.5. % by mass, and the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition is 0.1 to 4.5 mass % in terms of SO 3 .
In the present invention, the cement composition refers to paste, mortar, or other materials for preparing concrete (various cement admixtures such as water reducers, antifoaming agents, shrinkage reducing agents, fine aggregates, coarse aggregates, and water, etc.) are not included.
早強ポルトランドセメントクリンカ粉末のブレーン比表面積は、４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇ、好ましくは４，０５０～４，６００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，１００～４，５００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，２００～４，４００ｃｍ２／ｇである。該ブレーン比表面積が４，０００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメント組成物の強度発現性（特に、初期強度発現性）が低下する。該ブレーン比表面積が４，８００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかる。また、セメント組成物の水和熱を低減する効果が小さくなる。 The Blaine specific surface area of the early strength Portland cement clinker powder is 4,000 to 4,800 cm 2 /g, preferably 4,050 to 4,600 cm 2 /g, more preferably 4,100 to 4,500 cm 2 /g, Particularly preferred is 4,200 to 4,400 cm 2 /g. If the Blaine specific surface area is less than 4,000 cm 2 /g, the strength development properties (especially the initial strength development properties) of the cement composition will decrease. When the Blaine specific surface area exceeds 4,800 cm 2 /g, it takes time and effort to grind. Moreover, the effect of reducing the heat of hydration of the cement composition is reduced.
早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２（エーライト；以下、「Ｃ３Ｓ」ともいう。）の割合は、好ましくは５８．０～７０．０質量％、より好ましくは６０．０～６８．０質量％、特に好ましくは６１．０～６７．０質量％である。該割合が５８．０質量％以上であれば、セメント組成物の強度発現性（特に、初期強度発現性）がより向上する。該割合が７０．０質量％以下であれば、水和熱を低減する効果がより大きくなる。
早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中の２ＣａＯ・ＳｉＯ２（ビーライト；以下、「Ｃ２Ｓ」ともいう。）の割合は、好ましくは５．０～１５．０質量％、より好ましくは６．０～１４．０質量％、特に好ましくは７．０～１３．０質量％である。該割合が５．０質量％以上であれば、セメント組成物の強度発現性（特に、長期強度発現性）がより向上する。該割合が１５．０質量％以下であれば、セメント組成物の強度発現性（特に、初期強度発現性）がより向上する。
The proportion of 3CaO·SiO 2 (alite; hereinafter also referred to as "C 3 S") in the early-strength Portland cement clinker powder is preferably 58.0 to 70.0% by mass, more preferably 60.0 to 70.0% by mass. 68.0% by weight, particularly preferably 61.0-67.0% by weight. If the proportion is 58.0% by mass or more, the strength development properties (especially the initial strength development properties) of the cement composition will be further improved. If the proportion is 70.0% by mass or less, the effect of reducing the heat of hydration will be greater.
The proportion of 2CaO.SiO 2 (Belite; hereinafter also referred to as "C 2 S") in the early strength Portland cement clinker powder is preferably 5.0 to 15.0% by mass, more preferably 6.0 to 15.0% by mass. 14.0% by weight, particularly preferably 7.0-13.0% by weight. If the proportion is 5.0% by mass or more, the strength development properties (especially long-term strength development properties) of the cement composition will be further improved. If the proportion is 15.0% by mass or less, the strength development properties (especially the initial strength development properties) of the cement composition will be further improved.
早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（アルミネート相）の割合は、好ましくは７．５～１１．０質量％、より好ましくは７．８～１０．７質量％、特に好ましくは８．０～１０．５質量％である。該割合が７．５質量％未満であると、セメントクリンカの製造が困難となる場合がある。該割合が１１．０質量％以下であれば、セメント組成物の水和熱を低減する効果がより大きくなる。なお、Ｃ３Ａが７．５質量％以上であれば、クリンカの原料として廃棄物の使用量を増やすことができる。
なお、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３（フェライト相；以下、「Ｃ４ＡＦ」ともいう。）の割合は、当該クリンカの製造のし易さや原料として廃棄物の使用量を増やす観点等から、好ましくは７．０～９．５質量％、より好ましく７．５～９．０質量％である。
The proportion of 3CaO Al 2 O 3 (aluminate phase) in the early strength Portland cement clinker powder is preferably 7.5 to 11.0% by mass, more preferably 7.8 to 10.7% by mass, particularly preferably is 8.0 to 10.5% by mass. If the proportion is less than 7.5% by mass, it may be difficult to manufacture cement clinker. If the proportion is 11.0% by mass or less, the effect of reducing the heat of hydration of the cement composition will be greater. Note that if C 3 A is 7.5% by mass or more, the amount of waste used as a raw material for clinker can be increased.
The proportion of 4CaO・Al 2 O 3・Fe 2 O 3 (ferrite phase; hereinafter also referred to as “C 4 AF”) in the early strength Portland cement clinker powder depends on the ease of manufacturing the clinker and the raw material. From the viewpoint of increasing the amount of waste used, the content is preferably 7.0 to 9.5% by mass, more preferably 7.5 to 9.0% by mass.
なお、本明細書において、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中、Ｃ３Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ３Ａ、及びＣ4ＡＦの各割合は、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末全量（１００質量％）中の割合として、早強セメントクリンカの原料や早強セメントクリンカ（焼成物）の化学成分に基づき、下記のボーグの計算式を用いて算出することができる。
Ｃ３Ｓ（質量％）＝（４．０７×ＣａＯ（質量％））－（７．６０×ＳｉＯ2（質量％））－（６．７２×Ａｌ2Ｏ３（質量％））－（１．４３×Ｆｅ2Ｏ３（質量％））
Ｃ2Ｓ（質量％）＝（２．８７×ＳｉＯ2（質量％））－（０．７５４×Ｃ３Ｓ（質量％））
Ｃ３Ａ（質量％）＝（２．６５×Ａｌ2Ｏ３（質量％））－（１．６９×Ｆｅ2Ｏ３（質量％））
Ｃ4ＡＦ（質量％）＝３．０４×Ｆｅ2Ｏ３（質量％）
In addition, in this specification, each proportion of C 3 S, C 2 S, C 3 A, and C 4 AF in the early-strength Portland cement clinker powder is defined as The ratio can be calculated using the following Borg calculation formula based on the raw materials for early strength cement clinker and the chemical components of early strength cement clinker (fired product).
C 3 S (mass %) = (4.07 x CaO (mass %)) - (7.60 x SiO 2 (mass %)) - (6.72 x Al 2 O 3 (mass %)) - (1 .43×Fe 2 O 3 (mass%))
C 2 S (mass %) = (2.87 x SiO 2 (mass %)) - (0.754 x C 3 S (mass %))
C 3 A (mass %) = (2.65 x Al 2 O 3 (mass %)) - (1.69 x Fe 2 O 3 (mass %))
C 4 AF (mass%) = 3.04 x Fe 2 O 3 (mass%)
セメント組成物に含まれる、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と二水石膏と半水石膏の合計量１００質量％中のＳＯ３の割合は、２．５～３．５質量％、好ましくは２．６～３．４質量％、より好ましくは２．７～３．３質量％である。該割合が２．５質量％未満であると、セメント組成物の流動性及び強度発現性が低下する。該割合が３．５質量％を超えると、水和熱を低減する効果が小さくなる。
セメント組成物中の、半水石膏の量と、二水石膏及び半水石膏の合計量とのＳＯ３換算の質量比（半水石膏のＳＯ３換算の量／（二水石膏及び半水石膏の合計のＳＯ３換算の量））は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは０．３～０．９５、より好ましくは０．４～０．９、特に好ましくは０．５～０．８５である。
The proportion of SO 3 in 100% by mass of the total amount of early strength Portland cement clinker powder , gypsum dihydrate, and gypsum hemihydrate contained in the cement composition is 2.5 to 3.5% by mass, preferably 2.6%. ~3.4% by weight, more preferably 2.7~3.3% by weight. If the proportion is less than 2.5% by mass, the fluidity and strength development of the cement composition will decrease. If the proportion exceeds 3.5% by mass, the effect of reducing the heat of hydration will be reduced.
The mass ratio of the amount of gypsum hemihydrate to the total amount of gypsum dihydrate and gypsum hemihydrate in terms of SO3 (amount of gypsum hemihydrate in terms of SO3 /(gypsum dihydrate and gypsum hemihydrate) The total amount (in terms of SO3 )) is preferably 0.3 to 0.95, more preferably 0.4 to 0.9, particularly preferably 0.3 to 0.95, from the viewpoint of fluidity and strength development of the cement composition. It is 0.5 to 0.85.
セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合は、水和熱を低減する観点からは、ＳＯ３換算で０．１質量％以上、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１．０質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上、特に好ましくは２．０質量％以上である。また、上記割合は、セメント組成物の初期強度発現性を大きくする観点からは、４．５質量％以下、好ましくは４．２質量％以下、より好ましくは４．０質量％以下、特に好ましくは３．５質量％以下である。
ＩＩ型無水石膏粉末のブレーン比表面積は、好ましくは３，０００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，５００～４，５００ｃｍ２／ｇである。該ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。該ブレーン比表面積が６，０００ｃｍ２／ｇ以下であれば、セメント組成物の流動性がより向上する。
なお、本発明では、無水石膏としてＩＩ型無水石膏を用いている。ＩＩ型無水石膏以外の無水石膏である可溶性無水石膏（ＩＩＩ型無水石膏）を用いた場合、水和熱を低減する効果は見られない。
From the viewpoint of reducing the heat of hydration, the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition is 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass in terms of SO3 . It is at least 1.5% by mass, more preferably at least 1.5% by mass, particularly preferably at least 2.0% by mass. In addition, from the viewpoint of increasing the initial strength development of the cement composition, the above ratio is 4.5% by mass or less, preferably 4.2% by mass or less, more preferably 4.0% by mass or less, particularly preferably It is 3.5% by mass or less.
The Blaine specific surface area of the type II anhydrite powder is preferably 3,000 to 6,000 cm 2 /g, more preferably 3,300 to 5,000 cm 2 /g, particularly preferably 3,500 to 4,500 cm 2 /g. It is g. When the Blaine specific surface area is 3,000 cm 2 /g or more, the strength development of the cement composition is further improved. When the Blaine specific surface area is 6,000 cm 2 /g or less, the fluidity of the cement composition is further improved.
In the present invention, type II anhydrite is used as the anhydrite. When soluble anhydrite (type III anhydrite), which is an anhydrite other than type II anhydrite, is used, no effect of reducing the heat of hydration is observed.
セメント組成物中の全ＳＯ３の割合は、水和熱を低減する観点からは、好ましくは３．２質量％以上、より好ましくは３．５質量％以上、さらに好ましくは４．０質量％以上、特に好ましくは４．５質量％以上である。また、上記割合は、強度発現性の向上の観点からは、好ましくは７．５質量％以下、より好ましくは７．０質量％以下、特に好ましくは６．５質量％以下である。 From the viewpoint of reducing the heat of hydration, the proportion of total SO 3 in the cement composition is preferably 3.2% by mass or more, more preferably 3.5% by mass or more, and still more preferably 4.0% by mass or more. , particularly preferably 4.5% by mass or more. Further, from the viewpoint of improving strength development, the above ratio is preferably 7.5% by mass or less, more preferably 7.0% by mass or less, particularly preferably 6.5% by mass or less.
本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は、好ましくは４，１００～４，６００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，１５０～４，５５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，２００～４，５００ｃｍ２／ｇである。該ブレーン比表面積が４，１００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。該ブレーン比表面積が４，６００ｃｍ２／ｇ以下であれば、セメント組成物の流動性がより向上する。 The Blaine specific surface area of the cement composition of the present invention is preferably 4,100 to 4,600 cm 2 /g, more preferably 4,150 to 4,550 cm 2 /g, particularly preferably 4,200 to 4,500 cm 2 /g. When the Blaine specific surface area is 4,100 cm 2 /g or more, the strength development of the cement composition is further improved. When the Blaine specific surface area is 4,600 cm 2 /g or less, the fluidity of the cement composition is further improved.
本発明のセメント組成物の「ＪＩＳ Ｒ ５２０３：２０１５（セメントの水和熱測定方法）」に準拠して測定した、材齢７日における水和熱は、（１）早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中のＣ３Ａ量が７．５～９．０質量％の場合、好ましくは３９０Ｊ／ｇ以下、より好ましくは３８５Ｊ／ｇ以下であり、（２）早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中のＣ３Ａ量が９．０質量％を超え１１．０質量％以下の場合、好ましくは４１０Ｊ／ｇ以下、より好ましくは４０５Ｊ／ｇ以下である。
また、上述した方法に準拠して測定した、材齢２８日における水和熱は、（１）早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中のＣ３Ａ量が７．５～９．０質量％の場合、好ましくは４３０Ｊ／ｇ以下、より好ましくは４２５Ｊ／ｇ以下であり、（１）早強ポルトランドセメントクリンカ粉末中のＣ３Ａ量が９．０質量％を超え１１．０質量％以下の場合、好ましくは４４０Ｊ／ｇ以下、より好ましくは４３５Ｊ／ｇ以下である。
The heat of hydration of the cement composition of the present invention measured in accordance with "JIS R 5203:2015 (method for measuring heat of hydration of cement)" at 7 days of age is (1) in early-strength Portland cement clinker powder. When the amount of C 3 A is 7.5 to 9.0% by mass, it is preferably 390 J/g or less, more preferably 385 J/g or less, and (2) the amount of C 3 A in the early strength Portland cement clinker powder. is more than 9.0 mass% and 11.0 mass% or less, preferably 410 J/g or less, more preferably 405 J/g or less.
In addition, the heat of hydration at 28 days of age measured according to the method described above is (1) when the amount of C 3 A in the early-strength Portland cement clinker powder is 7.5 to 9.0% by mass; Preferably it is 430 J/g or less, more preferably 425 J/g or less, and (1) when the amount of C 3 A in the early strength Portland cement clinker powder is more than 9.0 mass% and 11.0 mass% or less, it is preferable. is 440 J/g or less, more preferably 435 J/g or less.
上述した原料を適宜混合することによって、本発明のセメント組成物を製造することができる。
また、原料として、早強ポルトランドセメントクリンカ粉砕物と、二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方を含む早強ポルトランドセメントであって、該早強ポルトランドセメント中のＳＯ３の割合が２．５～３．５質量％である早強ポルトランドセメントを使用し、該早強ポルトランドセメントと、ＩＩ型無水石膏粉末を混合して、本発明のセメント組成物を製造してもよい。
The cement composition of the present invention can be manufactured by appropriately mixing the above-mentioned raw materials.
Further, as a raw material, early-strength Portland cement contains pulverized early-strength Portland cement clinker and at least one of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, and the ratio of SO 3 in the early-strength Portland cement is 2. The cement composition of the present invention may be manufactured by using 5 to 3.5% by mass of early strength Portland cement and mixing the early strength Portland cement with type II anhydrite powder.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）早強ポルトランドセメントＨ１～Ｈ３；早強ポルトランドセメントクリンカ粉砕物と、半水石膏と二水石膏の混合物、半水石膏の量と、二水石膏及び半水石膏の合計量とのＳＯ３換算の質量比（半水石膏のＳＯ３換算の量／（二水石膏及び半水石膏の合計のＳＯ３換算の量））：０．５、太平洋セメント社製、鉱物組成等の詳細は表１に示す。表１中、「鉱物組成（質量％）」は、早強ポルトランドセメントクリンカ粉末の鉱物組成を意味する。
（２）ＩＩ型無水石膏粉末；ブレーン比表面積：４，２２０ｃｍ２／ｇ
（３）細骨材；「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に規定される標準砂
（４）水；水道水
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[Materials used]
(1) Early strength Portland cement H1 to H3; SO of early strength Portland cement clinker pulverized material, mixture of hemihydrate gypsum and dihydrate gypsum, amount of hemihydrate gypsum, and total amount of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum 3 -converted mass ratio (amount of SO 3 equivalent of gypsum hemihydrate/(amount of SO 3 equivalent of total of gypsum dihydrate and gypsum hemihydrate)): 0.5, manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. Details of mineral composition etc. It is shown in Table 1. In Table 1, "mineral composition (mass %)" means the mineral composition of the early-strength Portland cement clinker powder.
(2) Type II anhydrite powder; Blaine specific surface area: 4,220 cm 2 /g
(3) Fine aggregate: Standard sand specified in “JIS R 5201:2015 (Physical test method for cement)” (4) Water: Tap water
実施例、比較例における水和熱及びモルタルの圧縮強さの測定方法を以下に示す。
［水和熱］
「ＪＩＳ Ｒ ５２０３：２０１５（セメントの水和熱測定方法）」に準拠して、材齢7日、及び、材齢２８日の水和熱を測定した。
［モルタルの圧縮強さ］
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢７日、及び、材齢２８日におけるモルタル圧縮強さを測定した。
The methods for measuring the heat of hydration and compressive strength of mortar in Examples and Comparative Examples are shown below.
[Hydration heat]
The heat of hydration was measured at 7 days of age and 28 days of age in accordance with "JIS R 5203:2015 (method for measuring heat of hydration of cement)".
[Compressive strength of mortar]
Mortar compressive strength was measured at 7 days of age and 28 days of age in accordance with "JIS R 5201:2015 (Physical Test Methods for Cement)".
［実施例１～３、比較例１～２］
早強ポルトランドセメントＨ１とＩＩ型無水石膏粉末を、セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合（ＳＯ３換算）が表２に示す値となるような量で、ミキサーを用いて混合して、セメント組成物を得た。得られたセメント組成物のブレーン比表面積は４，３１０～４，３２０ｃｍ２／ｇであった。
得られたセメント組成物の水和熱、及び、モルタル圧縮強さを測定した。
結果を表２に示す。
[Examples 1-3, Comparative Examples 1-2]
Early-strength Portland cement H1 and type II anhydrite powder were mixed using a mixer in amounts such that the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition (in terms of SO3 ) was the value shown in Table 2. , a cement composition was obtained. The Blaine specific surface area of the obtained cement composition was 4,310 to 4,320 cm 2 /g.
The heat of hydration and mortar compressive strength of the obtained cement composition were measured.
The results are shown in Table 2.
［実施例４～６、比較例３～４］
早強ポルトランドセメントＨ２とＩＩ型無水石膏粉末を、セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合（ＳＯ３換算）が表３に示す値となるような量で、ミキサーを用いて混合して、セメント組成物を得た。得られたセメント組成物のブレーン比表面積は４，２９０～４，３００ｃｍ２／ｇであった。
得られたセメント組成物の水和熱、及び、モルタル圧縮強さを測定した。
結果を表３に示す。
[Examples 4-6, Comparative Examples 3-4]
Early-strength Portland cement H2 and type II anhydrite powder were mixed using a mixer in amounts such that the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition (in terms of SO3 ) was the value shown in Table 3. , a cement composition was obtained. The Blaine specific surface area of the obtained cement composition was 4,290 to 4,300 cm 2 /g.
The heat of hydration and mortar compressive strength of the obtained cement composition were measured.
The results are shown in Table 3.
［実施例７～９、比較例５～６］
早強ポルトランドセメントＨ３とＩＩ型無水石膏粉末を、セメント組成物中のＩＩ型無水石膏粉末の割合（ＳＯ３換算）が表３に示す値となるような量で、ミキサーを用いて混合して、セメント組成物を得た。得られたセメント組成物のブレーン比表面積は４，３７０～４，３８０ｃｍ２／ｇであった。
得られたセメント組成物の水和熱、及び、モルタル圧縮強さを測定した。
結果を表４に示す。
[Examples 7-9, Comparative Examples 5-6]
Early-strength Portland cement H3 and type II anhydrite powder were mixed using a mixer in amounts such that the proportion of type II anhydrite powder in the cement composition (in terms of SO3 ) was the value shown in Table 3. , a cement composition was obtained. The Blaine specific surface area of the obtained cement composition was 4,370 to 4,380 cm 2 /g.
The heat of hydration and mortar compressive strength of the obtained cement composition were measured.
The results are shown in Table 4.
表２～４から、本発明のセメント組成物（実施例１～９）は、強度発現性に優れ、かつ、水和熱の小さいものであることがわかる。
具体的には、表２～４から、実施例１～３のセメント組成物（ＩＩ型無水石膏の割合が１．０～４．０質量％であるもの）のモルタル圧縮強さ（材齢７日：５０．４～５６．７Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：６３．９～６８．８Ｎ／ｍｍ２）は大きく、水和熱（材齢７日：３４６～３８１Ｊ／ｇ、材齢２８日：３９３～４２０Ｊ／ｇ）は小さいことがわかる。
一方、比較例１のセメント組成物（ＩＩ型無水石膏の割合が０質量％であるもの）の水和熱（材齢７日：３９４Ｊ／ｇ、材齢２８日：４３１Ｊ／ｇ）は、実施例１～３の各材齢における水和熱よりも大きいことがわかる。また、比較例２のセメント組成物（ＩＩ型無水石膏の割合が５．０質量％であるもの）の水和熱（材齢７日：３３５Ｊ／ｇ、材齢２８日：３８１Ｊ／ｇ）は、実施例１～３の各材齢における水和熱よりも小さいものの、モルタル圧縮強さ（材齢７日：４２．２Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：５５．４Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１～３の各材齢におけるモルタル圧縮強さよりも小さいことがわかる。
また、同様の傾向は、実施例４～６（ＩＩ型無水石膏の割合が１．０～４．０質量％であるもの）と、比較例３（ＩＩ型無水石膏の割合が０質量％であるもの）及び比較例４（ＩＩ型無水石膏の割合が５．０質量％であるもの）の比較や、実施例７～９（ＩＩ型無水石膏の割合が１．０～４．０質量％であるもの）と、比較例５（ＩＩ型無水石膏の割合が０質量％であるもの）及び比較例６（ＩＩ型無水石膏の割合が５．０質量％であるもの）の比較でも見られることがわかる。
Tables 2 to 4 show that the cement compositions of the present invention (Examples 1 to 9) have excellent strength development and low heat of hydration.
Specifically, from Tables 2 to 4, the mortar compressive strength (material age 7 The heat of hydration (7 days old: 346-381 J/g, 28 days old: 63.9-68.8 N/mm 2 ) is large . 393 to 420 J/g) is small.
On the other hand, the heat of hydration (7 days old: 394 J/g, 28 days old: 431 J/g) of the cement composition of Comparative Example 1 (the proportion of type II anhydrite is 0% by mass) was It can be seen that the heat of hydration is greater than the heat of hydration at each age of Examples 1 to 3. In addition, the heat of hydration (7 days old: 335 J/g, 28 days old: 381 J/g) of the cement composition of Comparative Example 2 (the proportion of type II anhydrite is 5.0% by mass) was Although it is smaller than the heat of hydration at each age of Examples 1 to 3, the mortar compressive strength (7 days old: 42.2 N/mm 2 , 28 days old: 55.4 N/mm 2 ) is It can be seen that the mortar compressive strength is smaller than the mortar compressive strength at each age of Examples 1 to 3.
Similar trends were observed in Examples 4 to 6 (where the proportion of type II anhydrite was 1.0 to 4.0 mass%) and Comparative Example 3 (where the proportion of type II anhydrite was 0 mass%). Examples 7 to 9 (where the proportion of type II anhydrite is 1.0 to 4.0 mass %) and Comparative Example 4 (where the proportion of type II anhydrite is 5.0 mass %) This can also be seen in the comparison between Comparative Example 5 (where the proportion of type II anhydrite is 0% by mass) and Comparative Example 6 (where the proportion of type II anhydrite is 5.0% by mass). I understand that.
Claims (2)
二水石膏及び半水石膏の少なくともいずれか一方と、
ＩＩ型無水石膏粉末、を含むセメント組成物であって、
上記早強ポルトランドセメントクリンカ粉末と上記二水石膏と上記半水石膏の合計量１００質量％中のＳＯ３の割合が２．７～３．５質量％であり、
上記セメント組成物中、上記ＩＩ型無水石膏粉末の割合がＳＯ３換算で２．０～３．０質量％で、かつ、全ＳＯ ３ の割合が４．５～６．５質量％であることを特徴とするセメント組成物。 Early-strength Portland cement clinker powder with a Blaine specific surface area of 4,000 to 4,800 cm 2 /g;
At least one of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum,
Type II anhydrite powder, the cement composition comprising:
The proportion of SO 3 in the total amount of 100 mass% of the early strength Portland cement clinker powder, the dihydrate gypsum, and the hemihydrate gypsum is 2.7 to 3.5 mass%,
In the cement composition , the proportion of the type II anhydrite powder is 2.0 to 3.0% by mass in terms of SO3 , and the proportion of total SO3 is 4.5 to 6.5% by mass . A cement composition characterized by:
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