JP7442373B2 - Fast-setting cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、速硬性セメント組成物、特に舗装用注入材として有用な速硬性セメント組成物に関する。 The present invention relates to fast-setting cement compositions, particularly those useful as pavement pouring materials.
道路、港湾施設、空港の滑走路などの舗装を構築する方法として、ＰＣ舗装やＲＣ舗装が知られている。ＰＣ舗装は、路盤の上にＰＣ（プレストレストコンクリート）舗装板を配置して、そのＰＣ舗装板と路盤の間隙に裏込めグラウト材を注入する舗装である。ＲＣ舗装は、ＰＣ舗装板の代わりに、ＲＣ（鉄筋コンクリート）舗装板を用いる舗装である。また、重交通道路の舗装として、半たわみ性舗装が知られている。半たわみ性舗装とは、空隙率の大きな開粒度アスファルト混合物に、セメントミルクを注入する舗装である。ＰＣ舗装やＲＣ舗装で使用される裏込めグラウト材および半たわみ性舗装で使用されるセメントミルク等の原料として用いられる舗装用注入材は、セメントを含む組成物である。この舗装用注入材として用いられるセメント組成物は、通常、夜間に工事を行って、翌朝には交通開放するために、セメントを早期に硬化させるための速硬性混和材が含まれている速硬性セメント組成物である。 PC pavement and RC pavement are known as methods for constructing pavements for roads, port facilities, airport runways, and the like. PC pavement is pavement in which PC (prestressed concrete) paving plates are placed on the roadbed and backfill grout is injected into the gap between the PC pavement plates and the roadbed. RC pavement is pavement that uses RC (reinforced concrete) paving plates instead of PC paving plates. Semi-flexible pavement is also known as a pavement for heavy traffic roads. Semi-flexible pavement is a pavement in which cement milk is injected into a high-porosity open asphalt mixture. Pavement injection materials used as raw materials for backfill grout used in PC pavement and RC pavement and cement milk used in semi-flexible pavement are compositions containing cement. The cement composition used as this pavement injection material is usually a fast-setting compound that contains a fast-setting admixture to harden the cement early, so that construction work can be carried out at night and the cement can be opened to traffic the next morning. It is a cement composition.
速硬性セメント組成物の速硬性混和材として、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とを組合せた混和材が知られている。しかし、このカルシウムアルミネートと無機硫酸塩とを組合せた速硬性混和材は、セメントの硬化を促進する作用が強く、この速硬性混和材を含むセメント組成物は、水を加えてからセメントが凝結を開始するまでの時間（凝結始発時間）が短く、可使時間を十分に確保できないという問題があった。このため、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とを組合せた混和材では、セメント組成物の凝結始発時間を調整するために、凝結開始調整剤を加えることが行なわれている。凝結開始調整剤としては、無機炭酸塩、オキシカルボン酸、アルミン酸ナトリウムなどが用いられている。 As a fast-setting admixture for fast-setting cement compositions, an admixture containing a combination of calcium aluminate and an inorganic sulfate is known. However, this fast-setting admixture, which is a combination of calcium aluminate and inorganic sulfate, has a strong effect of accelerating the hardening of cement. There was a problem in that the time until the start of curing (first setting time) was short, and a sufficient pot life could not be secured. For this reason, in an admixture containing a combination of calcium aluminate and inorganic sulfate, a setting initiation regulator is added in order to adjust the initial setting time of the cement composition. Inorganic carbonates, oxycarboxylic acids, sodium aluminate, and the like are used as setting initiation regulators.
特許文献１には、カルシウムアルミネート対無機硫酸塩の重量比が１対０．５～３からなる急硬成分を１５～３５重量％含有してなる急硬セメントを主成分とし、内割重量で、アルミン酸ナトリウム０．２～３％、無機炭酸塩０．２～５％、およびオキシカルボン酸類０．１～２％を含有してなる超速硬セメント組成物が開示されている。 Patent Document 1 discloses that the main component is a rapid hardening cement containing 15 to 35% by weight of a rapid hardening component having a weight ratio of calcium aluminate to inorganic sulfate of 1:0.5 to 3; discloses an ultra-fast hardening cement composition containing 0.2-3% sodium aluminate, 0.2-5% inorganic carbonate, and 0.1-2% oxycarboxylic acids.
特許文献２には、速硬性混和材とセメント鉱物と砂と再乳化粉末樹脂とを含む舗装用注入材が開示されている。この特許文献２には、速硬性混和材の凝結調整剤としてアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類を用い、これら凝結調整剤の粒度構成を、平均粒径４５μｍを越えかつ９０μｍ以下の第１粒子１０～４５質量％と、平均粒径９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下の第２粒子３０～７０質量％と、平均粒径１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下の第３粒子５～３０質量％とを含み、かつ前記第２粒子を前記第１粒子より多く含むと共に前記第３粒子より多く含むようにすることが開示されている。
特許文献３には、速硬性混和材を混合した超速硬セメント組成物について、３ヶ月程度の期間保存したときの凝結時間の変動を抑え、初期強度発現性を長期間良好に維持するための技術として、カルシウムアルミネートからなるクリンカーと、凝結調整剤（無機炭酸塩、オキシカルボン酸、アルミン酸ナトリウムおよび硫酸ナトリウムのうちの１つ以上）とを混合粉砕して、カルシウムアルミネートの平均粒子径が８μｍ以上１００μｍ以下の範囲にあり、凝結調整剤の平均粒子径が５μｍ以下になるようにすることが開示されている。
速硬性混和材に添加される凝結調整剤の一つであるアルミン酸ナトリウムは、カルシウムアルミネートと無水石膏を含む速硬性混和材に添加して使用した場合において初期強度を高める作用（アルカリ刺激剤としての作用効果）と、その硬化体表面に析出する白斑の発生を抑制する作用（初期水和反応におけるカルシウム成分とアルミニウム成分の最適化）とを有する。しかしながら、アルミン酸ナトリウムは著しい潮解性を示し、保存中に吸湿して溶解し、その作用が失われることによって上記の作用を発揮できなくなる場合があった。 Sodium aluminate, which is one of the setting modifiers added to fast-setting admixtures, has the effect of increasing initial strength (alkaline stimulant) when added to fast-setting admixtures containing calcium aluminate and anhydrite. It has the function of suppressing the occurrence of white spots that precipitate on the surface of the cured product (optimization of the calcium component and aluminum component in the initial hydration reaction). However, sodium aluminate exhibits significant deliquescent properties, absorbs moisture and dissolves during storage, and loses its function, which may result in the inability to exhibit the above-mentioned function.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、長期間にわたって安定して、初期強度が高く、かつ白斑の発生が抑制された硬化体を得ることができる速硬性セメント組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a fast-setting cement composition that is stable over a long period of time, has high initial strength, and can obtain a cured product in which the occurrence of white spots is suppressed. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、本発明の発明者は鋭意検討を行なった結果、セメント組成物中の速硬性混和材に含まれるカルシウムアルミネートとして、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内にあって、ガラス化率が８０％以上のものを用い、かつアルミン酸ナトリウムの代わりにミョウバンを加えることによって、セメント組成物の初期強度を高める作用と、白斑の発生を防止する作用を長期間保存しても高いレベルで維持することが可能となることを見出して、本発明を完成させた。 In order to achieve the above object, the inventor of the present invention conducted intensive studies and found that the molar content of CaO relative to Al 2 O 3 as calcium aluminate contained in a fast-setting admixture in a cement composition. The initial strength of the cement composition is increased by using a material with a ratio of 1.5 to 2.0 and a vitrification rate of 80% or more, and adding alum instead of sodium aluminate. The present invention was completed based on the discovery that the effect and the effect of preventing the occurrence of vitiligo can be maintained at a high level even after long-term storage.
従って、本発明の速硬性セメント組成物は、速硬性混和材と、前記速硬性混和材１００質量部に対して１００質量部以上２０００質量部以下の範囲内の量のセメントとを含む速硬性セメント組成物であって、前記速硬性混和材が、カルシウムアルミネートと、無水石膏と、無機炭酸塩と、オキシカルボン酸と、ミョウバンとを含み、前記カルシウムアルミネートは、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内にあって、ガラス化率が８０％以上であり、前記無水石膏の含有量は、前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して３５質量部以上６５質量部以下の範囲内にあって、前記無機炭酸塩、前記オキシカルボン酸および前記ミョウバンの含有量は、それぞれ前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上であって、前記無機炭酸塩、前記オキシカルボン酸および前記ミョウバンの合計含有量は、前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して１０質量部以下であることを特徴としている。 Therefore, the fast-setting cement composition of the present invention is a fast-setting cement comprising a fast-setting admixture and an amount of cement in the range of 100 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the quick-hardening admixture. The composition includes a calcium aluminate, an anhydrite, an inorganic carbonate, an oxycarboxylic acid, and alum, and the calcium aluminate has a high concentration of CaO to Al2O3 . The content is in the range of 1.5 or more and 2.0 or less in molar ratio, the vitrification rate is 80% or more, and the content of the anhydrite is the total amount of the calcium aluminate and the anhydrite. The content of the inorganic carbonate, the oxycarboxylic acid, and the alum is within the range of 35 parts by mass or more and 65 parts by mass or less based on 100 parts by mass, and the content of the inorganic carbonate, the oxycarboxylic acid, and the alum is the total amount of the calcium aluminate and the anhydride, respectively. The total content of the inorganic carbonate, the oxycarboxylic acid, and the alum is 0.1 parts by mass or more per 100 parts by mass, and the total content of the inorganic carbonate, the oxycarboxylic acid, and the alum is 0.1 parts by mass or more per 100 parts by mass of the calcium aluminate and the anhydride. It is characterized in that the amount is 10 parts by mass or less.
本発明の速硬性セメント組成物によれば、速硬性混和材に含まれるカルシウムアルミネートとして、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内にあって、ガラス化率が８０％以上であるものを用いるので初期強度が向上し、白斑の発生を抑制することができる。また、本発明の速硬性セメント組成物によれば、速硬性混和材として、アルミン酸ナトリウムの代わりにミョウバンを用いるので、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用とが長期間にわたって低下しにくい。 According to the fast-setting cement composition of the present invention, the molar ratio of CaO to Al 2 O 3 as calcium aluminate contained in the fast-setting admixture is within the range of 1.5 to 2.0. In addition, since a material having a vitrification rate of 80% or more is used, the initial strength is improved and the occurrence of white spots can be suppressed. Further, according to the fast-setting cement composition of the present invention, since alum is used as a fast-setting admixture instead of sodium aluminate, the effect of improving initial strength and suppressing the occurrence of vitiligo decrease over a long period of time. Hateful.
ここで、本発明の速硬性セメント組成物は、舗装用注入材であることが好ましい。
本発明の速硬性セメント組成物は、上記のとおり、凝結始発時間が安定して長くなり、水を加えてから凝結始発時間までの流動性が高いので施工性に優れ、かつ初期強度発現性が高いので施工開始から終了までの時間を短くできる。このため、発明の速硬性セメント組成物は、早期の交通開放が望まれる道路などの舗装用注入材として好適に使用できる。
Here, the fast-setting cement composition of the present invention is preferably a pavement injection material.
As mentioned above, the fast-setting cement composition of the present invention has a stable and long initial setting time, and has high fluidity from the time of adding water to the initial setting time, so it has excellent workability and has excellent initial strength development. Since it is expensive, the time from start to finish of construction can be shortened. Therefore, the fast-setting cement composition of the invention can be suitably used as an injection material for paving roads and the like where early opening to traffic is desired.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、さらに、ケイ酸ナトリウムを前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内の量で含んでいてもよい。
この場合、速硬性セメント組成物はケイ酸ナトリウムを上記の範囲内で含むので、初期強度がより向上する。
Further, in the fast-setting cement composition of the present invention, sodium silicate is further added in a range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the calcium aluminate and the anhydrite. It may be included in the amount within.
In this case, since the fast-setting cement composition contains sodium silicate within the above range, the initial strength is further improved.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、さらに、無水硫酸ナトリウムを前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内の量で含んでいてもよい。
この場合、速硬性セメント組成物は無水硫酸ナトリウムを上記の範囲内で含むので、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用と共に、流動性が向上する。
Further, in the fast-setting cement composition of the present invention, anhydrous sodium sulfate is further added in a range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the calcium aluminate and the anhydrite. It may be included in the amount within.
In this case, since the fast-setting cement composition contains anhydrous sodium sulfate within the above range, it has an effect of improving initial strength and suppressing the occurrence of white spots, as well as improving fluidity.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、前記ミョウバンがカリウムミョウバンであって、前記カリウムミョウバンの含有量が前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して０．２質量部以上６．０質量部以下の範囲内にあってもよい。
この場合、速硬性セメント組成物はカリウムミョウバンを上記の範囲内で含むので、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用とがより確実に向上する。
Further, in the fast-setting cement composition of the present invention, the alum is potassium alum, and the content of the potassium alum is 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the calcium aluminate and the anhydrite. The amount may be within the range of 6.0 parts by mass or more and 6.0 parts by mass or less.
In this case, since the fast-setting cement composition contains potassium alum within the above range, the effect of improving initial strength and suppressing the occurrence of vitiligo are more reliably improved.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、前記ミョウバンが、無機粉末と前記ミョウバンとを質量比で２０：８０～８０：２０の範囲内の量で含む混合物として含まれていてもよい。
この場合、ミョウバンが無機粉末との混合物として含まれているので、速硬性セメント組成物中のミョウバンが均一に分散されやすくなり、ミョウバンによる作用が得られやすくなる。
Further, in the fast-setting cement composition of the present invention, the alum may be included as a mixture containing the inorganic powder and the alum in an amount within the range of 20:80 to 80:20 in mass ratio.
In this case, since alum is contained as a mixture with the inorganic powder, alum in the fast-setting cement composition is more likely to be uniformly dispersed, making it easier to obtain the effects of alum.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、さらに、有機短繊維および炭素短繊維のうちの１つ以上からなる短繊維を、速硬性セメント組成物の全体量に対して０．０５質量％以上０．３質量％以下の範囲内の量で含んでいてもよい。
この場合、短繊維は補強材として作用するので、速硬性セメント組成物を硬化させた硬化体はひび割れ抵抗性が向上して、疲労に対する耐久性が優れたものとなる。
Furthermore, in the fast-setting cement composition of the present invention, 0.05% by mass of short fibers made of one or more of organic short fibers and carbon short fibers is added to the total amount of the fast-setting cement composition. It may be contained in an amount within a range of 0.3% by mass or less.
In this case, since the short fibers act as a reinforcing material, the cured product obtained by curing the fast-setting cement composition has improved cracking resistance and excellent durability against fatigue.
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、さらに、増粘剤を、速硬性セメント組成物の全体量に対して０．１質量％以上１質量％以下の範囲内の量で含んでいてもよい。
この場合、増粘剤を含む速硬性セメント組成物は、構成材料が水中で分散しにくく、組成が安定になるので、ブリーディング率が低減すると共に水中でも強度の高い硬化体を形成することができる。
Furthermore, the fast-setting cement composition of the present invention further contains a thickener in an amount of 0.1% by mass or more and 1% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. Good too.
In this case, in a fast-setting cement composition containing a thickener, the constituent materials are difficult to disperse in water and the composition is stable, so the bleeding rate is reduced and a hardened product with high strength can be formed even in water. .
また、本発明の速硬性セメント組成物においては、さらに、珪石微粉末、石灰石微粉末、石炭灰微粉末、フライアッシュ、モンモリロナイト微粉末、長石微粉末、高炉スラグ微粉末のうちの１つ以上からなる無機フィラー（無機微粉末）を、速硬性セメント組成物の全体量に対して４質量％以上５０質量％以下の範囲内の量で含んでいてもよい。
この場合、無機フィラーの配合量を調整することによって、速硬性セメント組成物を硬化させた硬化体の圧縮強度や静弾性係数などの特性を容易に調整することができる。
Furthermore, in the fast-hardening cement composition of the present invention, one or more of fine silica stone powder, fine limestone powder, fine coal ash powder, fly ash, fine montmorillonite powder, fine feldspar powder, and fine blast furnace slag powder may be used. The composition may contain an inorganic filler (inorganic fine powder) in an amount ranging from 4% by mass to 50% by mass based on the total amount of the fast-setting cement composition.
In this case, by adjusting the blending amount of the inorganic filler, the properties such as compressive strength and static elastic modulus of the cured product obtained by curing the fast-setting cement composition can be easily adjusted.
本発明によれば、長期間にわたって安定して、初期強度が高く、かつ白斑の発生が抑制された硬化体を得ることができる速硬性セメント組成物を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a fast-setting cement composition that is stable over a long period of time, has high initial strength, and can yield a cured product in which the occurrence of white spots is suppressed.
以下に、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態である速硬性セメント組成物は、速硬性混和材と、その速硬性混和材１００質量部に対して、１００質量部以上２０００質量部以下の範囲の量のセメントとを含む。本実施形態の速硬性セメント組成物は、さらに、短繊維、増粘剤、無機フィラー、凝結調整剤、細骨材、再乳化粉末樹脂、防凍剤、減水剤などの各混和材を含んでいてもよい。
以下、本実施形態の速硬性セメント組成物の各成分について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.
The fast-setting cement composition of the present embodiment includes a fast-setting admixture and cement in an amount ranging from 100 parts by mass to 2000 parts by mass based on 100 parts by mass of the fast-setting admixture. The fast-setting cement composition of the present embodiment further contains admixtures such as short fibers, thickeners, inorganic fillers, setting modifiers, fine aggregates, re-emulsified powder resins, antifreeze agents, and water reducers. Good too.
Each component of the quick-hardening cement composition of this embodiment will be explained below.
（速硬性混和材）
速硬性混和材は、カルシウムアルミネートと、無水石膏と、無機炭酸塩と、オキシカルボン酸と、ミョウバンとを含む。カルシウムアルミネートと無水石膏とは、セメント組成物の硬化速度を速める速硬成分として作用する。無機炭酸塩とオキシカルボン酸とミョウバンとは、セメント組成物の凝結時間や初期強度などを調整する凝結調整成分として作用する。
(Fast hardening admixture)
The fast-setting admixture includes calcium aluminate, anhydrite, inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum. Calcium aluminate and anhydrite act as fast-setting components that speed up the setting speed of the cement composition. The inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum act as setting adjustment components that adjust the setting time, initial strength, etc. of the cement composition.
カルシウムアルミネートは、一般に、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２及びＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３などの組成を有する化合物である。カルシウムアルミネートは、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内とされている。Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量が上記の範囲を外れると、セメント組成物の初期強度を向上させる作用や白斑の発生を防止する作用が得られにくくなるおそれがある。 Calcium aluminates are generally compounds having compositions such as 12CaO.7Al 2 O 3 , 11CaO.7Al 2 O 3 .CaF 2 and CaO.Al 2 O 3 . Calcium aluminate has a content of CaO to Al 2 O 3 in a molar ratio of 1.5 to 2.0. If the content of CaO relative to Al 2 O 3 is out of the above range, it may be difficult to obtain the effect of improving the initial strength of the cement composition or the effect of preventing the occurrence of white spots.
また、カルシウムアルミネートは、ガラス化率が８０％以上とされている。ガラス化率が低くなりすぎると、セメント組成物の初期強度を向上させる作用が得られにくくおそれがある。ガラス化率は、８０％以上９９％以下の範囲内にあることが好ましく、特に９０％以上９９％以下の範囲内にあることが好ましい。
なお、上記カルシウムアルミネートのガラス化率（％）は、試料のカルシウムアルミネートのＸ線回折法により測定したＸ回折線パターンから、結晶質部分（ピーク）と非晶質部分ハローのフィッティングを行い、各積分強度を以下の式に当てはめてガラス化率を算出した値である。
ガラス化率（％）＝１００－（１００×Ｉｃ／（Ｉｃ＋Ｉｓ））
Ｉｃ：結晶性散乱積分強度
Ｉｓ：非結晶性散乱積分強度
Further, calcium aluminate is said to have a vitrification rate of 80% or more. If the vitrification rate becomes too low, it may be difficult to obtain the effect of improving the initial strength of the cement composition. The vitrification rate is preferably in the range of 80% or more and 99% or less, particularly preferably in the range of 90% or more and 99% or less.
The vitrification rate (%) of the above calcium aluminate is determined by fitting the crystalline portion (peak) and the amorphous portion halo from the X-diffraction line pattern measured by the X-ray diffraction method of the calcium aluminate sample. , is the value calculated by applying each integrated intensity to the following formula to calculate the vitrification rate.
Vitrification rate (%) = 100-(100×Ic/(Ic+Is))
Ic: Crystalline scattering integrated intensity Is: Amorphous scattering integrated intensity
カルシウムアルミネートは、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上５５００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあることが好ましい。カルシウムアルミネートのブレーン比表面積が上記の範囲内にあることによって、速硬性セメント組成物の硬化速度を速めることができ、初期強度を向上させる作用が向上する。 The Blaine specific surface area of the calcium aluminate is preferably in the range of 3000 cm 2 /g or more and 5500 cm 2 /g or less. When the Blaine specific surface area of the calcium aluminate is within the above range, the curing speed of the fast-setting cement composition can be increased, and the effect of improving the initial strength is improved.
無水石膏は、ブレーン比表面積が８０００ｃｍ２／ｇ以上１２０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあることが好ましい。無水石膏のブレーン比表面積が上記の範囲内にあることによって、速硬性セメント組成物の硬化速度を速めることができ、初期強度を向上させる作用が向上する。 The Blaine specific surface area of the anhydrite is preferably in the range of 8000 cm 2 /g or more and 12000 cm 2 /g or less. When the Blaine specific surface area of the anhydrite is within the above range, the curing speed of the fast-setting cement composition can be increased, and the effect of improving the initial strength is improved.
無水石膏の含有量は、カルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して３５質量部以上６５質量部以下の範囲内にある。カルシウムアルミネートと無水石膏を上記の割合で含有することによって、速硬性セメント組成物の硬化速度を速めることができ、初期強度を向上させる作用が向上する。 The content of anhydrite is within the range of 35 parts by mass or more and 65 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite. By containing calcium aluminate and anhydrite in the above ratio, the curing speed of the fast-setting cement composition can be increased, and the effect of improving initial strength is improved.
無機炭酸塩は、アルカリ金属の炭酸塩あるいは炭酸水素塩であることが好ましい。無機炭酸塩の例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸アンモニウムが挙げられる。これらの無機炭酸塩は、１つを単独で使用してもよいし、２つ以上を組み合わせて使用してもよい。 The inorganic carbonate is preferably an alkali metal carbonate or hydrogen carbonate. Examples of inorganic carbonates include sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium carbonate, and ammonium carbonate. These inorganic carbonates may be used alone or in combination of two or more.
オキシカルボン酸の例としては酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、マレイン酸が挙げられる。これらのオキシカルボン酸は、１つを単独で使用してもよいし、２つ以上を組み合わせて使用してもよい。なお、オキシカルボン酸は塩を使用してもよい。塩としては、ナトリウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩などの金属塩であることが好ましい。 Examples of oxycarboxylic acids include tartaric acid, citric acid, malic acid, gluconic acid, and maleic acid. These oxycarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. Note that a salt of the oxycarboxylic acid may be used. The salt is preferably a metal salt such as a sodium salt, a calcium salt, or an aluminum salt.
ミョウバンはアルミニウムを含有し、従来の速硬性混和材で用いられているアルミン酸ナトリウムと同様に、アルミニウム補助剤として作用する。このため、速硬性混和材はアルミン酸ナトリウムを実質的に含有しないことが好ましい。 Alum contains aluminum and acts as an aluminum adjuvant, similar to sodium aluminate used in conventional fast-setting admixtures. For this reason, it is preferable that the fast-curing admixture does not substantially contain sodium aluminate.
ミョウバンとしては、ナトリウムミョウバン（ＮａＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、カリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）を用いることが好ましく、特に、カリウムミョウバンを用いることが好ましい。ミョウバンの平均粒子径は、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。 As the alum, it is preferable to use sodium alum (NaAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O) and potassium alum (AlK(SO 4 ) 2 ·12H 2 O), and it is particularly preferable to use potassium alum. The average particle diameter of alum is preferably in the range of 1 μm or more and 100 μm or less.
無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンの含有量は、それぞれ速硬成分（カルシウムアルミネートと無水石膏）の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上であって、それらの合計含有量が、速硬成分の合計量１００質量部に対して１０質量部以下となる範囲内にあることが好ましい。無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンの含有量が少なくなりすぎると、これらの成分を添加する効果が得られにくくなるおそれがある。一方、無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンの含有量が多くなりすぎると、相対的に速硬成分の含有量が少なくなり、速硬成分の効果が得られにくくなるおそれがある。無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンの添加効果を確実に得るためには、無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンの含有量は、それぞれ速硬成分（カルシウムアルミネートと無水石膏）の合計量１００質量部に対して０．２質量部以上６．０質量部以下の範囲内にあることが好ましい。 The content of inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum is 0.1 part by mass or more based on 100 parts by mass of the quick-hardening components (calcium aluminate and anhydrite), and their total content is preferably within a range of 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of fast-hardening components. If the contents of inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum become too low, it may be difficult to obtain the effects of adding these components. On the other hand, if the content of the inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum becomes too large, the content of the fast-setting component will be relatively low, and there is a possibility that it will be difficult to obtain the effects of the fast-setting component. In order to ensure the effect of addition of inorganic carbonate, oxycarboxylic acid and alum, the content of inorganic carbonate, oxycarboxylic acid and alum should be 100% of the total amount of fast-hardening components (calcium aluminate and anhydrite), respectively. It is preferably within a range of 0.2 parts by mass or more and 6.0 parts by mass or less based on parts by mass.
速硬性混和材は、さらに、無水硫酸ナトリウム（無水中性芒硝）、ケイ酸ナトリウム、増量材を含んでいてもよい。 The fast-setting admixture may further contain anhydrous sodium sulfate (anhydrous sodium sulfate), sodium silicate, and a filler.
無水硫酸ナトリウムは、水に対する溶解速度が速く、水を加えた後のセメント組成物の流動性を向上させる作用を有する。無水硫酸ナトリウムの配合量は、カルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内にあることが好ましい。 Anhydrous sodium sulfate has a high dissolution rate in water and has the effect of improving the fluidity of a cement composition after adding water. The amount of anhydrous sodium sulfate is preferably in the range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite.
ケイ酸ナトリウムは、アルカリ度調整剤として作用し、セメント組成物の初期強度を高める作用を有する。ケイ酸ナトリウムとしては、例えば、メタケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）、オルトケイ酸ナトリウム（Ｎａ４ＳｉＯ４）、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓｉ２Ｏ５）、四ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓｉ４Ｏ９）を用いることができる。また、ケイ酸ナトリウムは無水物であってもよいし、水和物（例えば、Ｎａ２ＳｉＯ３・９Ｈ２Ｏ）であってもよい。ケイ酸ナトリウムの配合量は、カルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内にあることが好ましい。 Sodium silicate acts as an alkalinity regulator and has the effect of increasing the initial strength of the cement composition. Examples of sodium silicate include sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ), sodium orthosilicate (Na 4 SiO 4 ), sodium disilicate (Na 2 Si 2 O 5 ), and sodium tetrasilicate (Na 2 Si 4 O 9 ) can be used. Further, sodium silicate may be anhydrous or hydrated (eg, Na 2 SiO 3 .9H 2 O). The amount of sodium silicate is preferably in the range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite.
増量材としては、水が存在しない条件ではセメント組成物の硬化反応に寄与しない無機粉末を用いることができる。無機粉末の例としては、石英微粉末、石灰石微粉末、石炭灰微粉末、高炉スラグ微粉末などが挙げられる。
無機炭酸塩、オキシカルボン酸およびミョウバンなどの凝結調整成分を予め増量材と混合した混合物として、速硬性混和材に含まれていることが好ましい。凝結調整成分を混合物とすることによって、保存中の圧密による固結を防止（ブロッキング防止）することができるため、速硬性混和材中の凝結調整成分が均一に分散されやすく、凝結調整成分による作用が得られやすくなる。混合物は、無機粉末と凝結調整成分とを質量比で２０：８０～８０：２０の範囲内で含むことが好ましい。
As the filler, an inorganic powder that does not contribute to the hardening reaction of the cement composition in the absence of water can be used. Examples of inorganic powders include fine quartz powder, fine limestone powder, fine coal ash powder, and fine blast furnace slag powder.
It is preferable that the fast-curing admixture contains a mixture of set-controlling components such as inorganic carbonates, oxycarboxylic acids, and alum mixed with an extender in advance. By making the setting adjustment component into a mixture, it is possible to prevent caking due to compaction during storage (blocking prevention), so the setting adjustment component in the fast-setting admixture can be easily dispersed evenly, and the action of the setting adjustment component can be prevented. becomes easier to obtain. The mixture preferably contains the inorganic powder and the setting adjustment component in a mass ratio of 20:80 to 80:20.
速硬性混和材は、例えば、カルシウムアルミネートと、無水石膏と、無機炭酸塩と、オキシカルボン酸と、ミョウバンとを混合することによって製造することができる。混合装置としては、Ｖ型混合機、リボンミキサー、プロ－シェアミキサー等のセメント材料の混合装置として通常用いられている各種の混合装置を用いることができる。 The fast-setting admixture can be produced, for example, by mixing calcium aluminate, anhydrite, inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum. As the mixing device, various types of mixing devices commonly used for mixing cement materials can be used, such as a V-type mixer, a ribbon mixer, and a plow-shear mixer.
混合の順序としては特に制限はないが、まず、カルシウムアルミネートと無水石膏とを混合し、得られた混合物に対して、無機炭酸塩、オキシカルボン酸、ミョウバン、さらに必要に応じて無水硫酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムなどを加えて混合することが好ましい。無機炭酸塩、オキシカルボン酸、ミョウバンは、上記の無機粉末との混合物として加えてもよいし、カルシウムアルミネートや無水石膏と混合してもよい。 There is no particular restriction on the order of mixing, but first, calcium aluminate and anhydrite are mixed, and the resulting mixture is mixed with inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, alum, and if necessary, anhydrous sodium sulfate. It is preferable to add and mix sodium silicate or the like. The inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum may be added as a mixture with the above-mentioned inorganic powder, or may be mixed with calcium aluminate or anhydrite.
（セメント）
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等を用いることができる。セメントは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。セメントはポルトランドセメント、特に普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。
(cement)
As the cement, ordinary Portland cement, early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, silica fume cement, etc. can be used. One type of cement may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the cement, it is preferable to use Portland cement, particularly ordinary Portland cement.
セメントの配合量は、一般に、速硬性混和材１００質量部に対するセメント量として１００質量部以上２０００質量部以下の範囲内である。セメントの配合量が上記の範囲内にあると、速硬性混和材による初期強度の発現性とセメントによる長期強度の発現性とに優れた速硬性セメント組成物の硬化体を得ることができる。 The amount of cement to be blended is generally in the range of 100 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the quick-hardening admixture. When the blending amount of cement is within the above range, it is possible to obtain a cured product of a fast-setting cement composition that exhibits excellent initial strength development by the fast-setting admixture and long-term strength development by the cement.
（短繊維）
短繊維は補強材として作用する。このため、短繊維を含む速硬性セメント組成物を硬化させた硬化体はひび割れ抵抗性が向上して、疲労に対する耐久性が優れたものとなる。短繊維としては、有機短繊維および炭素短繊維を用いることができる。有機短繊維の例としては、ＰＶＡ短繊維（ポリビニルアルコール短繊維）、ナイロン短繊維、アラミド短繊維、ポリプロピレン短繊維、レーヨン短繊維等が挙げられる。これらの短繊維は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。
短繊維は、繊維長が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましい。１ｍｍより短いと十分な繊維補強効果が得られないおそれがある。一方、１０ｍｍを超えると繊維の抵抗により流動性が損なわれ、狭隘部や半たわみ性舗装への注入性が低下する等、施工性が阻害されるおそれがある。繊維径は、通常、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内である。
(short fiber)
Short fibers act as reinforcement. Therefore, a cured product obtained by curing a fast-setting cement composition containing short fibers has improved cracking resistance and excellent durability against fatigue. As the short fibers, organic short fibers and carbon short fibers can be used. Examples of organic staple fibers include PVA staple fibers (polyvinyl alcohol staple fibers), nylon staple fibers, aramid staple fibers, polypropylene staple fibers, rayon staple fibers, and the like. These short fibers may be used alone or in combination of two or more.
The short fibers preferably have a fiber length of 1 mm or more and 10 mm or less. If it is shorter than 1 mm, there is a risk that a sufficient fiber reinforcing effect may not be obtained. On the other hand, if the thickness exceeds 10 mm, fluidity may be impaired due to the resistance of the fibers, and workability may be impaired, such as reduced injectability into narrow areas or semi-flexible pavement. The fiber diameter is usually in the range of 5 μm or more and 100 μm or less.
短繊維の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、０．０５質量％以上０．３質量％以下の範囲内である。短繊維の配合量が少なくなりすぎると、硬化体のひび割れ抵抗性が向上して、疲労に対する耐久性を向上させる作用が不十分となるおそれがある。一方、短繊維の配合量が多くなりすぎると、速硬性セメント組成物と水の混合物の流動性が低下するおそれがある。 The blending amount of short fibers is generally within the range of 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the blending amount of short fibers is too small, the cracking resistance of the cured product may be improved, and the effect of improving durability against fatigue may become insufficient. On the other hand, if the amount of short fibers added is too large, the fluidity of the mixture of the fast-setting cement composition and water may decrease.
（増粘剤）
増粘剤は、速硬性セメント組成物の粘度を上げて、水中にて速硬性セメント組成物の構成材料が分離することを抑えて、組成を安定にする作用がある。このため、増粘剤を含む速硬性セメント組成物は、ブリーディング率が低減すると共に水中でも強度の高い硬化体を形成することができる。
増粘剤の例としては、合成ポリマー系、グアガム誘導体系、スターチルエーテル系、セルロース誘導体（メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース）などが挙げられる。これらの増粘剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。
(Thickener)
The thickener has the effect of increasing the viscosity of the fast-setting cement composition, suppressing separation of constituent materials of the fast-setting cement composition in water, and stabilizing the composition. Therefore, a fast-setting cement composition containing a thickener has a reduced bleeding rate and can form a hardened product with high strength even in water.
Examples of thickeners include synthetic polymers, guar gum derivatives, starchyl ethers, cellulose derivatives (methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose), and the like. These thickeners may be used alone or in combination of two or more.
増粘剤の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、０．１質量％以上１質量％以下の範囲内である。増粘剤の配合量が少なくなりすぎると、速硬性セメント組成物の水中不分離性が不十分となるおそれがある。一方、増粘剤の配合量が多くなりすぎると、速硬性セメント組成物と水の混合物の流動性が低下するおそれがある。 The amount of the thickener to be blended is generally in the range of 0.1% by mass or more and 1% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the amount of the thickener is too small, the inseparability of the fast-setting cement composition in water may become insufficient. On the other hand, if the amount of the thickener is too large, the fluidity of the mixture of the fast-setting cement composition and water may decrease.
（無機フィラー）
無機フィラーは、速硬性セメント組成物の硬化させた硬化体の圧縮強度や静弾性係数などの特性の調整剤として作用する。
無機フィラーの例としては、珪石微粉末、石灰石微粉末、石炭灰微粉末、フライアッシュ、モンモリロナイト微粉末、長石微粉末、高炉スラグ微粉末などが挙げられる。これらの無機フィラーは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。無機フィラーは、ブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあることが好ましい。ブレーン比表面積が上記の範囲内にある微粉末は、セメントへの分散性が高いため、セメントと混合して均一な組成の混合物とすることができる。
(Inorganic filler)
The inorganic filler acts as a modifier for properties such as compressive strength and static elastic modulus of the hardened product of the fast-setting cement composition.
Examples of inorganic fillers include silica fine powder, limestone fine powder, coal ash fine powder, fly ash, montmorillonite fine powder, feldspar fine powder, blast furnace slag fine powder, and the like. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. The Blaine specific surface area of the inorganic filler is preferably in the range of 2500 cm 2 /g or more and 5000 cm 2 /g or less. Fine powder having a Blaine specific surface area within the above range has high dispersibility in cement, and therefore can be mixed with cement to form a mixture with a uniform composition.
無機フィラーの配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、４質量％以上５０質量％以下の範囲内である。無機フィラーの配合量が少なくなりすぎると、速硬性セメント組成物の硬化体の圧縮強度や静弾性係数を調整する作用が不十分となるおそれがある。一方、無機フィラーの配合量が多くなりすぎると、相対的に速硬性混和材やセメントの比率が低下して、初期強度発現性や長期強度発現性が低下するおそれがある。 The amount of the inorganic filler is generally in the range of 4% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the amount of the inorganic filler is too small, the effect of adjusting the compressive strength and static elastic modulus of the cured product of the fast-setting cement composition may become insufficient. On the other hand, if the blending amount of the inorganic filler is too large, the ratio of the fast-hardening admixture and cement will be relatively reduced, and there is a possibility that the initial strength development property and the long-term strength development property will be reduced.
（凝結調整剤）
本実施形態の速硬性セメント組成物では、上述のとおり、速硬性混和材に含まれる無機炭酸塩とオキシカルボン酸とミョウバンとが凝結調整成分として作用するが、速硬性セメント組成物の全体量に対する凝結調整剤の含有量が０．０１質量％以上５質量％以下の範囲となるように、さらに、凝結調整剤が添加されていてもよい。ここで、速硬性セメント組成物の凝結調整剤の含有量は、速硬性混和材中に含まれている凝結調整成分と、速硬性混和材とは別に添加された凝結調整剤との合計量である。この場合は、速硬性混和材中に含まれている凝結調整成分と、速硬性混和成分とは別に添加された凝結調整剤とによって凝結時間を調整できるので、環境温度および長期間の保存による速硬性セメント組成物の凝結始発時間の変動をさらに確実に小さくすることができる。また、凝結調整剤を別に添加することによって、速硬性セメント組成物の凝結始発時間を所要の時間に調整することができる。また、本実施形態の速硬性セメント組成物では、速硬性混和材中に含まれている凝結調整剤は微粒子で水に溶解しやすく、通常は可使時間を十分に確保できるので、別に添加する凝結調整剤の量は少なくできる。
速硬性セメント組成物の全体量に対する凝結調整剤の含有量が０．０１質量％未満であると、凝結時間を調整する作用が不十分となるおそれがある。一方、速硬性セメント組成物の全体量に対する凝結調整剤の含有量が５質量％を超えると、セメントによる長期強度の発現性が低下するおそれがある。
(setting regulator)
In the quick-setting cement composition of this embodiment, as described above, the inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, and alum contained in the quick-setting admixture act as setting adjustment components, but the A setting modifier may be further added so that the content of the setting modifier is in the range of 0.01% by mass or more and 5% by mass or less. Here, the content of the setting modifier in the fast-setting cement composition is the total amount of the setting modifier contained in the fast-setting admixture and the setting modifier added separately from the fast-setting admixture. be. In this case, the setting time can be adjusted by the setting adjustment component contained in the fast-setting admixture and the setting control agent added separately from the quick-setting admixture, so the setting time can be adjusted depending on the environmental temperature and long-term storage. Fluctuations in the initial setting time of the hard cement composition can be further reliably reduced. Furthermore, by separately adding a setting regulator, the initial setting time of the fast-setting cement composition can be adjusted to a required time. In addition, in the fast-setting cement composition of this embodiment, the setting modifier contained in the fast-setting admixture is a fine particle that easily dissolves in water, and usually has a sufficient pot life, so it is not added separately. The amount of setting modifier can be reduced.
If the content of the setting modifier based on the total amount of the fast-setting cement composition is less than 0.01% by mass, the effect of adjusting the setting time may be insufficient. On the other hand, if the content of the setting modifier with respect to the total amount of the fast-setting cement composition exceeds 5% by mass, the ability of the cement to develop long-term strength may decrease.
速硬性混和材とは別に添加する凝結調整剤は、単独で速硬性セメント組成物に添加してもよいが、無機粉末と凝結調整剤を予め混合した混合物として添加することが好ましい。無機粉末と凝結調整剤の混合物は、無機粉末１００質量部に対して凝結調整剤を５０質量部以上３００質量部以下の範囲内で含有する凝結調整剤高濃度含有混合物であることが好ましい。凝結調整剤を凝結調整剤高濃度含有混合物として速硬性セメント組成物に添加することによって、凝結調整剤を速硬性セメント組成物中に均一に分散させ易くなる。無機粉末としては、セメント（特に、ポルトランドセメント）、石灰石粉末、珪石粉末、高炉スラグ粉末、石炭灰、フライアッシュ、粘土鉱物、カルシウムアルミネート粉末、無機硫酸塩粉末を用いることができる。無機粉末は、ブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にある微粉末であることが好ましい。ブレーン比表面積が上記の範囲内にある無機粉末は分散性が高いため、この無機粉末を用いた凝結調整剤高濃度含有混合物は、速硬性セメント組成物に均一に分散させ易くなる。凝結調整剤高濃度含有混合物に含まれている凝結調整剤の粒子径は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。粒子径が上記の範囲内にある凝結調整剤は、無機粉末への分散性が高く、組成が均一な凝結調整剤高濃度含有混合物を調製しやすくなる。 The setting modifier added separately from the fast-setting admixture may be added alone to the fast-setting cement composition, but it is preferably added as a mixture of the inorganic powder and the setting modifier mixed in advance. The mixture of the inorganic powder and the setting modifier is preferably a mixture containing a high concentration of the setting modifier, which contains the setting modifier in a range of 50 parts by mass or more and 300 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the inorganic powder. By adding the setting modifier to the fast-setting cement composition as a mixture containing a high concentration of the setting modifier, it becomes easier to uniformly disperse the setting modifier into the fast-setting cement composition. As the inorganic powder, cement (particularly Portland cement), limestone powder, silica powder, blast furnace slag powder, coal ash, fly ash, clay mineral, calcium aluminate powder, and inorganic sulfate powder can be used. The inorganic powder is preferably a fine powder having a Blaine specific surface area of 2500 cm 2 /g or more and 5000 cm 2 /g or less. Since an inorganic powder having a Blaine specific surface area within the above range has high dispersibility, a mixture containing a high concentration of a setting modifier using this inorganic powder can be easily dispersed uniformly in a fast-setting cement composition. The particle diameter of the setting modifier contained in the mixture containing a high concentration of setting modifier is preferably within the range of 1 μm or more and 500 μm or less. A setting modifier having a particle size within the above range has high dispersibility in the inorganic powder, making it easy to prepare a mixture containing a high concentration of the setting modifier and having a uniform composition.
（細骨材）
細骨材は、速硬性セメント組成物の硬化に伴う硬化体の収縮（自己収縮）や、硬化後の水分の逸散に伴う収縮（乾燥収縮）を抑える作用がある。細骨材を含む速硬性セメント組成物は、半たわみ性舗装用として好適に使用できる。細骨材は、砂であることが好ましく、粒子径が９０～１０００μｍの砂であることがより好ましく、９０～２００μｍの砂であることが更に好ましい。砂の粒子径が小さくなりすぎると、速硬性セメント組成物と水とを混合して調製したセメントミルクの撹拌性能及び硬化体の耐摩耗性が低下すると共にすべり抵抗性が低下するおそれがある。一方、砂の粒子径が大きくなりすぎると、セメントミルク中に砂が沈降し易くなると共に、セメントミルクの舗装体への注入性が低下するおそれがある。
(fine aggregate)
The fine aggregate has the effect of suppressing shrinkage of the hardened product (self-shrinkage) caused by hardening of the fast-setting cement composition and shrinkage caused by the dissipation of water after hardening (drying shrinkage). A fast-setting cement composition containing fine aggregate can be suitably used for semi-flexible pavement. The fine aggregate is preferably sand, more preferably sand with a particle size of 90 to 1000 μm, even more preferably 90 to 200 μm. If the particle size of the sand becomes too small, there is a risk that the stirring performance of the cement milk prepared by mixing the fast-setting cement composition and water and the abrasion resistance of the hardened product will decrease, as well as the slip resistance will decrease. On the other hand, if the particle size of the sand becomes too large, the sand tends to settle in the cement milk, and there is a risk that the injectability of the cement milk into the pavement may deteriorate.
細骨材の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対して１０質量％以上６７質量％以下の範囲となる量である。細骨材の配合量が少なくなりすぎると、硬化体の収縮低減効果が十分に得られないばかりでなく、セメントミルクの撹拌性能及び耐摩耗性が低下すると共にすべり抵抗性が低下するおそれがある。一方、細骨材の配合量が多くなりすぎると、初期強度の発現性が低下すると共に材料分離が発生してブリーディングが発生しやすくなるおそれがある。 The amount of fine aggregate to be blended is generally in the range of 10% by mass or more and 67% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the amount of fine aggregate added is too small, not only will the shrinkage reduction effect of the hardened product not be sufficiently achieved, but there is also a risk that the stirring performance and abrasion resistance of cement milk will decrease, as well as the slip resistance. . On the other hand, if the amount of fine aggregate added is too large, the development of initial strength will be reduced and there is a risk that material separation will occur and bleeding will occur more easily.
（再乳化粉末樹脂）
再乳化粉末樹脂は吸水性および透水性が低い樹脂であり、速硬性セメント組成物を硬化させた硬化体に対して水を浸透しにくくする作用がある。このため、再乳化粉末樹脂を含む速硬性セメント組成物は、水に浸漬させた後の凍結融解抵抗性に優れたものとなる。再乳化粉末樹脂の例としては、酢酸ビニル／ベオバ／アクリル酸エステル共重合樹脂、酢酸ビニル共重合樹脂、酢酸ビニル／エチレン共重合、酢酸ビニル／アクリル共重合樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。これらの再乳化粉末樹脂は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。
(Re-emulsified powder resin)
The re-emulsified powder resin is a resin with low water absorption and water permeability, and has the effect of making it difficult for water to penetrate into the hardened product obtained by hardening the fast-setting cement composition. Therefore, a fast-setting cement composition containing a re-emulsified powder resin has excellent freeze-thaw resistance after being immersed in water. Examples of re-emulsified powder resins include vinyl acetate/beova/acrylic acid ester copolymer resins, vinyl acetate copolymer resins, vinyl acetate/ethylene copolymer resins, vinyl acetate/acrylic copolymer resins, and acrylic resins. These re-emulsified powder resins may be used alone or in combination of two or more.
再乳化粉末樹脂の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、０．５質量％以上３０質量％以下の範囲内である。再乳化粉末樹脂の配合量が少なくなりすぎると、速硬性セメント組成物の硬化体の凍結融解抵抗性を向上させる作用が不十分となるおそれがある。一方、再乳化粉末樹脂の配合量が多くなりすぎると、速硬性セメント組成物と水の混合物の流動性が低下するおそれがある。 The blending amount of the re-emulsified powder resin is generally in the range of 0.5% by mass or more and 30% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the blending amount of the re-emulsified powder resin is too small, the effect of improving the freeze-thaw resistance of the cured product of the fast-setting cement composition may become insufficient. On the other hand, if the blending amount of the re-emulsified powder resin is too large, there is a risk that the fluidity of the mixture of the fast-setting cement composition and water will decrease.
（防凍剤）
酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム、亜硝酸カルシウムは水と反応して発熱して、水が凍結するような極低温の温度環境下において、速硬性セメント組成物と水の混合物の凍結を防止する防凍剤として作用する。このため、防凍剤を含む速硬性セメント組成物は、極低温の温度環境下においても、初期強度発現性が高い硬化体を得ることができる。
防凍剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。
(antifreeze)
Sodium acetate, calcium acetate, and calcium nitrite react with water to generate heat and are used as antifreeze agents to prevent a mixture of fast-setting cement composition and water from freezing in extremely low temperature environments where water freezes. act. Therefore, a fast-setting cement composition containing an antifreeze agent can provide a cured product with high initial strength development even in an extremely low temperature environment.
One type of antifreeze agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
防凍剤の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、１質量％以上１０質量％以下の範囲内である。防凍剤の配合量が少なくなりすぎると、防凍剤としての作用が不十分となり、速硬性セメント組成物が凍結してしまい強度が全く出なくなるおそれがある。一方、防凍剤の配合量が多くなりすぎると、速硬性セメント組成物と水の混合物において塩析作用が生じ、流動性が低下するおそれがある。 The amount of antifreeze added is generally in the range of 1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the amount of the antifreeze is too small, its action as an antifreeze will be insufficient, and there is a risk that the fast-setting cement composition will freeze and lose its strength at all. On the other hand, if the amount of antifreeze added is too large, salting out may occur in the mixture of the fast-setting cement composition and water, which may reduce fluidity.
（減水剤）
グラウト材として用いる速硬性セメント組成物は、減水剤を含んでいてもよい。減水剤は、グラウト材の流動性を改善し、自然流下によるコンクリート舗装版下の隙間へのグラウト材の注入を容易にする作用がある。減水剤としては、市販品のポリカルボン酸塩系高性能減水剤（商品名メルフラックス等）などを用いることができる。
(Water reducer)
The fast-setting cement composition used as a grouting material may contain a water reducing agent. The water reducing agent has the effect of improving the fluidity of the grout and making it easier to inject the grout into the gaps under the concrete pavement slab by gravity. As the water reducing agent, a commercially available polycarboxylate-based high performance water reducing agent (trade name: Melflux, etc.) can be used.
減水剤の配合量は、一般に、速硬性セメント組成物の全体量に対する量として、０.０５質量％以上１.０質量％以下の範囲内である。減水剤の配合量が少なくなりすぎると、減水剤として作用が不十分とあるおそれがある。一方、減水剤の配合量が多くなりすぎるとグラウト材の流動性が過剰となって材料分離を生じ、繊維がグラウト材の上面に浮いてくるおそれがある。 The amount of the water reducing agent is generally in the range of 0.05% by mass or more and 1.0% by mass or less based on the total amount of the fast-setting cement composition. If the amount of the water reducing agent is too small, there is a risk that the water reducing agent will not function sufficiently. On the other hand, if the amount of water reducing agent added is too large, the fluidity of the grout material will become excessive, causing material separation, and there is a risk that fibers will float to the top surface of the grout material.
以上のような構成とされた本実施形態の速硬性セメント組成物によれば、速硬性混和材に含まれるカルシウムアルミネートとして、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内にあって、ガラス化率が８０％以上であるものを用いるので初期強度が向上し、白斑の発生を抑制することができる。また、本発明の速硬性セメント組成物によれば、速硬性混和材として、アルミン酸ナトリウムの代わりにミョウバンを用いるので、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用とが長期間にわたって低下しにくい。 According to the quick-setting cement composition of this embodiment configured as above, the content of CaO to Al 2 O 3 is 1.5 or more in molar ratio as calcium aluminate contained in the quick-setting admixture. Since it is within the range of 2.0 or less and has a vitrification ratio of 80% or more, the initial strength is improved and the occurrence of vitiligo can be suppressed. Further, according to the fast-setting cement composition of the present invention, since alum is used as a fast-setting admixture instead of sodium aluminate, the effect of improving initial strength and suppressing the occurrence of vitiligo decrease over a long period of time. Hateful.
また、本実施形態の速硬性セメント組成物は、凝結始発時間が安定して長くなり、水を加えてから凝結始発時間までの流動性が高いので施工性に優れ、かつ初期強度発現性が高いので施工開始から終了までの時間を短くできる。このため、本実施形態の速硬性セメント組成物は、早期の交通開放が望まれる道路などの舗装用注入材として好適に使用できる。 In addition, the fast-setting cement composition of this embodiment has a stably long initial setting time and high fluidity from the time of adding water to the initial setting time, so it has excellent workability and high initial strength development. Therefore, the time from the start to the end of construction can be shortened. Therefore, the fast-setting cement composition of this embodiment can be suitably used as an injection material for paving roads and the like where early opening to traffic is desired.
また、本実施形態の速硬性セメント組成物においては、さらに、ケイ酸ナトリウムをカルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内の量で含むことによって初期強度がより向上する。 In addition, in the fast-setting cement composition of the present embodiment, sodium silicate is further added in a range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite. The initial strength is further improved by including the amount of .
また、本実施形態の速硬性セメント組成物においては、さらに、無水硫酸ナトリウムをカルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲内の量で含むことによって、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用と共に、流動性が向上する。 In addition, in the fast-setting cement composition of the present embodiment, anhydrous sodium sulfate is further added in a range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite. By including it in an amount of , the initial strength is improved and the occurrence of vitiligo is inhibited, and fluidity is improved.
また、本実施形態の速硬性セメント組成物においては、ミョウバンがカリウムミョウバンであって、カリウムミョウバンの含有量がカルシウムアルミネートと無水石膏の合計量１００質量部に対して０．２質量部以上６．０質量部以下の範囲内にあることによって、初期強度の向上作用と白斑の発生の抑制作用とがより確実に向上する。 Further, in the fast-setting cement composition of the present embodiment, the alum is potassium alum, and the content of potassium alum is 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of calcium aluminate and anhydrite. By being within the range of 0.0 parts by mass or less, the effect of improving initial strength and suppressing the occurrence of vitiligo are more reliably improved.
また、本実施形態の速硬性セメント組成物においては、ミョウバンが、無機粉末とミョウバンとを質量比で２０：８０～８０：２０の範囲内の量で含む混合物として含まれていることによって、速硬性セメント組成物中のミョウバンが均一に分散されやすくなり、ミョウバンによる作用が得られやすくなる。 In addition, in the fast-setting cement composition of the present embodiment, alum is contained as a mixture containing an inorganic powder and alum in an amount within the range of 20:80 to 80:20 in mass ratio. Alum in the hard cement composition is more likely to be uniformly dispersed, making it easier to obtain the effects of alum.
本発明の作用効果を、実施例により詳しく説明する。
本実施例において使用した使用材料の種類、組成及び略号を、下記の表１に示す。
The effects of the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
The types, compositions, and abbreviations of the materials used in this example are shown in Table 1 below.
［カルシウムアルミネート粉砕物の作製］
下記の表２に示すカルシウムアルミネートクリンカーを用意した。カルシウムアルミネートクリンカー１００質量部に対して、炭酸ナトリウム（Ｎ）１．０質量部と酒石酸（Ｔａ）０．５質量部を加えて、混合粉砕機を用いて、ブレーン比表面積が４５００ｃｍ２／ｇとなるまで粉砕して、カルシウムアルミネート粉砕物を得た。得られたカルシウムアルミネート粉砕物の組成、ブレーン比表面積の実測値を、下記の表３に示す。
[Preparation of pulverized calcium aluminate]
Calcium aluminate clinkers shown in Table 2 below were prepared. To 100 parts by mass of calcium aluminate clinker, 1.0 parts by mass of sodium carbonate (N) and 0.5 parts by mass of tartaric acid (Ta) were added, and using a mixing mill, the Blaine specific surface area was 4500 cm 2 /g. The powder was ground to give a ground calcium aluminate product. The composition of the obtained calcium aluminate pulverized product and the measured Blaine specific surface area are shown in Table 3 below.
［本発明例１］
カルシウムアルミネート粉砕物をカルシウムアルミネート量として４５質量部、無水石膏（ＣＳ）を５５質量部となる割合でＶ型混合機に投入して１０分間混合することによってカルシウムアルミネートと石膏の混合物を得た。得られた混合物１００質量部に対して、カリウムミョウバン混合物（ＢＫ）を６．０質量部、メタケイ酸ナトリウム（ＭＳ）を０．６質量部の割合で加えて、さらに１０分間混合して速硬性混和材（ＳＡ）を作製した。得られた速硬性混和材（ＳＡ）１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント（Ｎ）４００質量部、凝結調整剤（ＳＥＴ）８質量部、消泡剤（１４ＨＰ）１．２質量部の割合で混合して速硬性セメント組成物を作製した。
[Example 1 of the present invention]
A mixture of calcium aluminate and gypsum was prepared by putting the ground calcium aluminate into a V-type mixer at a ratio of 45 parts by mass of calcium aluminate and 55 parts by mass of anhydrite (CS) and mixing for 10 minutes. Obtained. To 100 parts by mass of the obtained mixture, 6.0 parts by mass of potassium alum mixture (BK) and 0.6 parts by mass of sodium metasilicate (MS) were added, and the mixture was further mixed for 10 minutes to achieve rapid hardening. An admixture (SA) was prepared. Ratio of 400 parts by mass of ordinary Portland cement (N), 8 parts by mass of setting modifier (SET), and 1.2 parts by mass of antifoaming agent (14HP) to 100 parts by mass of the obtained fast-setting admixture (SA). A quick-hardening cement composition was prepared by mixing the two.
［比較例１］
カルシウムアルミネートと石膏の混合物１００質量部に対して、カリウムミョウバン混合物（ＢＫ）及びメタケイ酸ナトリウム（ＭＳ）の代わりに、アルミン酸ナトリウム（ＡＬ）１．０質量部を加えたこと以外は、本発明例１と同様にして速硬性混和材（ＳＡ）を作製した。
[Comparative example 1]
Except that 1.0 parts by mass of sodium aluminate (AL) was added to 100 parts by mass of the mixture of calcium aluminate and gypsum instead of the potassium alum mixture (BK) and sodium metasilicate (MS). A fast-setting admixture (SA) was prepared in the same manner as in Invention Example 1.
本発明例１及び比較例１で作製した速硬性混和材（ＳＡ）の組成を、下記の表４に示す。本発明例１及び比較例１で作製した速硬性セメント組成物の組成を、下記の表５に示す。 The compositions of the fast-setting admixtures (SA) produced in Inventive Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 4 below. The compositions of the quick-hardening cement compositions prepared in Inventive Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 5 below.
［評価］
本発明例１及び比較例１で得られた速硬性セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部となる割合で混合してセメントミルクを作製した。なお、速硬性セメント組成物は、製造直後（製造後１日以内）のものを使用した。得られたセメントミルクについて、ＪＡロート流下時間、凝結時間、圧縮強度の各物性を、下記の方法により測定した。また、圧縮強度の測定で得られた材齢７日の円柱供試体を用いて白斑の有無を確認した。各物性の測定は５℃、２０℃、３５℃の各環境温度で行なった。その結果を、下記の表６に示す。
[evaluation]
Cement milk was prepared by mixing 50 parts by mass of water with 100 parts by mass of the quick-hardening cement compositions obtained in Inventive Example 1 and Comparative Example 1. The fast-setting cement composition was used immediately after production (within 1 day after production). The physical properties of the obtained cement milk, including JA funnel flow time, setting time, and compressive strength, were measured by the following methods. In addition, the presence or absence of white spots was confirmed using the 7-day-old cylindrical specimen obtained in the measurement of compressive strength. Measurements of each physical property were performed at each environmental temperature of 5°C, 20°C, and 35°C. The results are shown in Table 6 below.
（ＪＡロート流下時間）
土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｆ５３１「ＰＣグラウトの流動性試験方法」に準拠して測定した。
(JA funnel flow time)
It was measured in accordance with the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F531 "Flowability test method for PC grout".
（凝結時間）
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。
(setting time)
It was measured in accordance with JIS R 5201 "Physical test method for cement".
（圧縮強度）
土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｇ ５０５「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。
(compressive strength)
Measurements were made in accordance with the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-G 505 "Test method for compressive strength of mortar or cement paste using cylindrical specimens".
本発明例１及び比較例１で得られた速硬性セメント組成物を、ビニール袋（容量：１２Ｌ）に梱包し、ビニール袋の角部の４カ所にピンホール（孔径：０．５ｍｍ）を開け、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの室内に静置して保存した。３ヵ月保存後と６ヵ月保存後の速硬性セメント組成物を用いて、上記と同様にセメントミルクを作製して評価した。なお、各物性の測定は２０℃の環境温度で行なった。その結果を、製造直後の速硬性セメント組成物を用いて作製したセメントミルクの結果と併せて、下記の表７に示す。 The fast-setting cement compositions obtained in Inventive Example 1 and Comparative Example 1 were packed in a plastic bag (capacity: 12 L), and pinholes (hole diameter: 0.5 mm) were punched at four corners of the plastic bag. It was left standing and stored indoors at a temperature of 30° C. and a humidity of 80% RH. Cement milk was prepared and evaluated in the same manner as above using the fast-setting cement compositions after 3 months storage and 6 months storage. Note that the measurements of each physical property were performed at an environmental temperature of 20°C. The results are shown in Table 7 below, together with the results of cement milk produced using the quick-setting cement composition immediately after production.
表６の結果から、製造直後の速硬性セメント組成物を用いて作製したセメントミルクについては、本発明例１と比較例１との間で明らかな差は見られなかった。また、表７の結果から、本発明例１では、製造直後、３ヵ月保存後及び６ヵ月保存後のいずれにおいても同等の物性を示すことが確認された。これに対して、比較例１では、保護期間が長くなるに伴って、ＪＡロート流下時間及び凝結時間が長くなり、圧縮強度が低くなり、白斑が発生しやすくなることが確認された。これは、比較例１の速硬性セメント組成物に含まれるアルミン酸ナトリウムが、保存中に吸湿して溶解し、その作用が失われたことによると考えられる。 From the results in Table 6, no obvious difference was observed between Inventive Example 1 and Comparative Example 1 in the cement milk produced using the quick-hardening cement composition immediately after production. Moreover, from the results in Table 7, it was confirmed that Example 1 of the present invention exhibited equivalent physical properties immediately after production, after storage for 3 months, and after storage for 6 months. On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that as the protection period became longer, the JA funnel flow time and the setting time became longer, the compressive strength became lower, and white spots were more likely to occur. This is considered to be because the sodium aluminate contained in the fast-setting cement composition of Comparative Example 1 absorbed moisture and dissolved during storage, and its effect was lost.
［本発明例２～１６］
有機短繊維として、ＰＶＡ繊維（ＰＶＡ、繊維径：２６μｍ、繊維長：３ｍｍ）、ナイロン繊維（Ｎｙ、繊維径：２８μｍ、繊維長：３ｍｍ）、アラミド繊維（Ａｒ、繊維径：１２μｍ、繊維長：３ｍｍ）を用意した。本発明例１で作製した速硬性セメント組成物に、各有機短繊維を、速硬性セメント組成物の全体量に対する含有量がそれぞれ０．０５質量％、０．１質量％、０．５質量％、１．０質量％、３．０質量％となる量にてそれぞれ添加し、混合して、有機短繊維含有速硬性セメント組成物を作製した。得られた有機短繊維含有速硬性セメント組成物に水を、有機短繊維含有速硬性セメント組成物１００質量部に対して５０質量部となる割合で混合して有機短繊維含有セメントミルクを作製した。
[Examples 2 to 16 of the present invention]
As organic short fibers, PVA fiber (PVA, fiber diameter: 26 μm, fiber length: 3 mm), nylon fiber (Ny, fiber diameter: 28 μm, fiber length: 3 mm), aramid fiber (Ar, fiber diameter: 12 μm, fiber length: 3mm) was prepared. The content of each organic short fiber in the fast-setting cement composition prepared in Inventive Example 1 was 0.05% by mass, 0.1% by mass, and 0.5% by mass, respectively, based on the total amount of the fast-hardening cement composition. , 1.0% by mass, and 3.0% by mass, respectively, and mixed to prepare a fast-setting cement composition containing organic short fibers. Cement milk containing organic short fibers was prepared by mixing water with the obtained fast-setting cement composition containing organic short fibers at a ratio of 50 parts by mass to 100 parts by mass of the fast-setting cement composition containing organic short fibers. .
得られた有機短繊維含有セメントミルクについて、ＪＡロート流下時間と疲労試験を行なった。疲労試験は、旧ＪＳＴＭ Ｃ ７１０４：１９９９「繰返し圧縮応力によるコンクリートの疲労試験方法」に準拠した方法により行なった。疲労試験の水準は、静的圧縮強度：５０Ｎ／ｍｍ２、上限応力比：６５％、下限応力比：１０％、繰返し速度：１０Ｈｚとし、供試体の寸法はφ５０×１００ｍｍとした。その結果を、本発明例１の製造直後の速硬性セメント組成物を用いて作製したセメントミルクの測定結果と共に、下記の表８に示す。 The obtained cement milk containing organic short fibers was subjected to JA funnel flow time and fatigue tests. The fatigue test was conducted in accordance with the old JSTM C 7104:1999 "Fatigue test method for concrete using repeated compressive stress". The fatigue test level was static compressive strength: 50 N/mm 2 , upper limit stress ratio: 65%, lower limit stress ratio: 10%, repetition rate: 10 Hz, and the dimensions of the specimen were φ50×100 mm. The results are shown in Table 8 below, along with the measurement results of cement milk produced using the quick-setting cement composition immediately after production of Example 1 of the present invention.
表８の結果から、ＰＶＡ短繊維、ポリアミド短繊維およびアラミド短繊維のいずれの有機短繊維を添加した場合においても、供試体の圧縮疲労耐久性は、０．０５質量％の添加量でも大きく向上し、特に短繊維の添加量が０．１質量％以上になると格段に向上して、繰返し回数２００万回でも供試体の状況は健全となること、すなわち短繊維の添加によって、硬化体の圧縮疲労耐久性が顕著に向上することが確認された。 From the results in Table 8, it can be seen that the compressive fatigue durability of the specimens was significantly improved even when adding 0.05% by mass of organic short fibers such as PVA short fibers, polyamide short fibers, and aramid short fibers. In particular, when the amount of short fibers added is 0.1% by mass or more, the improvement is markedly improved, and the condition of the specimen remains healthy even after 2 million repetitions. It was confirmed that fatigue durability was significantly improved.
［本発明例１７～２１］
本発明例１で作製した速硬性セメント組成物に、増粘剤（３０８Ｆ）を、速硬性セメント組成物の全体量に対する含有量がそれぞれ０．０１質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．５質量％、１．０質量％となる量にてそれぞれ添加し、混合して、増粘剤含有速硬性セメント組成物を製造した。得られた増粘剤含有速硬性セメント組成物に水を、増粘剤含有速硬性セメント組成物１００質量部に対して５０質量部となる割合で混合して増粘剤含有セメントミルクを作製した。
[Examples 17 to 21 of the present invention]
A thickener (308F) was added to the quick-setting cement composition prepared in Inventive Example 1 at a content of 0.01% by mass, 0.05% by mass, and 0.1% by mass relative to the total amount of the quick-hardening cement composition, respectively. They were added in amounts of 0.5% by mass, 0.5% by mass, and 1.0% by mass and mixed to produce a thickener-containing fast-setting cement composition. A thickener-containing cement milk was prepared by mixing water with the obtained thickener-containing quick-hardening cement composition at a ratio of 50 parts by mass to 100 parts by mass of the thickener-containing quick-hardening cement composition. .
得られた増粘剤含有セメントミルクについて、ＪＡロート流下時間、２時間後のブリーディング率を測定した。また、調製したグラウトを水中と気体中で硬化させ、水中で採取した硬化体と気中で採取した硬化体の圧縮強度を測定した。ブリーディング率の測定、水中および気中での硬化体の採取は、次のようにして行なった。その結果を、本発明例１の製造直後の速硬性セメント組成物を用いて作製したセメントミルクの測定結果と共に、下記の表９に示す。 Regarding the obtained thickener-containing cement milk, the flow time through a JA funnel and the bleeding rate after 2 hours were measured. In addition, the prepared grout was cured in water and gas, and the compressive strength of the cured product sampled in water and the cured product sampled in air was measured. Measurement of the bleeding rate and collection of cured products in water and air were carried out as follows. The results are shown in Table 9 below, along with the measurement results of cement milk produced using the quick-setting cement composition immediately after production of Example 1 of the present invention.
（ブリーディング率）
ブリーディング率は、土木学会規準ＪＳＣＥ－Ｆ５２２「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法（ポリエチレン袋法）」に準拠して測定した。
(Bleeding rate)
The bleeding rate was measured in accordance with the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F522 "Testing method for bleeding rate and expansion rate of poured mortar for prepacked concrete (polyethylene bag method)".
（水中での硬化体の採取方法）
本実施例で用いた水中での硬化体の作製装置の斜視図を、図１に示す。
先ず、水槽１に水２を入れた。次に、水２の中に、型枠３を静置した。型枠３は、内径φ５０×高さ１００ｍｍの円筒状容器を用いた。そして、型枠３の中に、漏斗４を用いて増粘剤含有速硬性セメント組成物を注入した。注入してから２時間静置した後、水２から型枠３を取り出し、型枠３内の硬化体を採取した。
(Method for collecting hardened material in water)
FIG. 1 shows a perspective view of the apparatus for producing a cured body in water used in this example.
First,
（気中での硬化体の採取方法）
型枠を大気中に静置し、型枠の中に増粘剤含有速硬性セメント組成物を注入して、２時間静置したこと以外は、水中での硬化体の採取方法と同様にした。
(Method for collecting hardened material in air)
The method for collecting the hardened material in water was repeated, except that the mold was left in the air, a thickening agent-containing fast-setting cement composition was injected into the mold, and the mixture was left to stand for 2 hours. .
表９の結果から、増粘剤の添加によって、ブリーディング率が低減し、さらに低減水中強度／気中強度比は大きい硬化体が得られること、すなわち水中にて高い強度の硬化体の形成が可能となることが確認された。 From the results in Table 9, it can be seen that the addition of a thickener reduces the bleeding rate and provides a cured product with a high reduced underwater strength/in-air strength ratio, that is, it is possible to form a cured product with high strength in water. It was confirmed that
［本発明例２２～２８］
本発明例１で作製した速硬性セメント組成物に、無機フィラーとして、珪石微粉末（ＳＰ）及び石灰石微粉末（ＬＰ）を、下記の表１０に示す配合量にて混合して、無機フィラー含有速硬性セメント組成物を製造した。得られた無機フィラー含有速硬性セメント組成物に水を、無機フィラー含有速硬性セメント組成物１００質量部に対して５０質量部となる割合で混合して無機フィラー含有セメントミルクを作製した。
[Examples 22 to 28 of the present invention]
Fine silica powder (SP) and fine limestone powder (LP) as inorganic fillers were mixed into the fast-hardening cement composition prepared in Inventive Example 1 in the amounts shown in Table 10 below to contain the inorganic filler. A fast-setting cement composition was produced. Water was mixed with the obtained inorganic filler-containing fast-setting cement composition at a ratio of 50 parts by mass to 100 parts by mass of the inorganic filler-containing fast-setting cement composition to prepare an inorganic filler-containing cement milk.
得られた無機フィラー含有セメントミルクを、内径φ５０×高さ１００ｍｍの円筒状容器に注入し、室温で７日間養生して硬化体を作製した。得られた材齢７日の硬化体の圧縮強度と静弾性係数を測定した。静弾性係数は、ＪＩＳ Ａ １１４９「コンクリートの静弾性係数試験方法」に準拠して測定した。その結果を、本発明例１の製造直後の速硬性セメント組成物を用いて作製したセメントミルクの測定結果と共に、表１０に示す。 The obtained inorganic filler-containing cement milk was poured into a cylindrical container with an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm, and was cured at room temperature for 7 days to produce a hardened product. The compressive strength and static elastic modulus of the obtained cured material aged 7 days were measured. The static elastic modulus was measured in accordance with JIS A 1149 "Test method for static elastic modulus of concrete." The results are shown in Table 10 together with the measurement results of cement milk produced using the quick-setting cement composition immediately after production of Example 1 of the present invention.
表１０の結果から、速硬性セメント組成物に、無機フィラーを添加することで、圧縮強度と静弾性係数を所望の値に制御することが可能となることが確認された。 From the results in Table 10, it was confirmed that by adding an inorganic filler to the fast-setting cement composition, it was possible to control the compressive strength and static elastic modulus to desired values.
１ 水槽
２ 水
３ 型枠
４ 漏斗
1
Claims (9)
前記速硬性混和材が、カルシウムアルミネートと、無水石膏と、無機炭酸塩と、オキシカルボン酸と、ミョウバンと、メタケイ酸ナトリウムと、石英粉末とを含み、
前記カルシウムアルミネートは、Ａｌ２Ｏ３に対するＣａＯの含有量がモル比で１．５以上２．０以下の範囲内にあって、ガラス化率が８０％以上であり、
前記無水石膏の含有量は、前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して３５質量部以上６５質量部以下の範囲内にあって、
前記無機炭酸塩、前記オキシカルボン酸および前記ミョウバンの含有量は、それぞれ前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して０．１質量部以上であって、前記無機炭酸塩、前記オキシカルボン酸および前記ミョウバンの合計含有量は、前記カルシウムアルミネートと前記無水石膏の合計量１００質量部に対して１０質量部以下であることを特徴とする速硬性セメント組成物。 A fast-setting cement composition comprising a fast-setting admixture and cement in an amount of 100 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the quick-hardening admixture,
The fast-hardening admixture includes calcium aluminate, anhydrite, inorganic carbonate, oxycarboxylic acid, alum , sodium metasilicate, and quartz powder ,
The calcium aluminate has a content of CaO to Al 2 O 3 in a molar ratio of 1.5 to 2.0, and a vitrification rate of 80% or more,
The content of the anhydrite is within the range of 35 parts by mass or more and 65 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the calcium aluminate and the anhydrite,
The content of the inorganic carbonate, the oxycarboxylic acid, and the alum is 0.1 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the total amount of the calcium aluminate and anhydrite, and the inorganic carbonate, A fast-setting cement composition, wherein the total content of the oxycarboxylic acid and the alum is 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the calcium aluminate and the anhydrite.
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