JPH01298050A

JPH01298050A - セメント用急結剤

Info

Publication number: JPH01298050A
Application number: JP12961088A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Shimatani; 嶋谷　宏文; Shunji Yamadera; 山寺　俊次; Takuo Nojiri; 野尻　拓男
Original assignee: Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1988-05-26
Publication date: 1989-12-01
Also published as: JPH0553742B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、セメント用急結剤に関する。

従来技術とその問題点従来、吹付は工法で使用されているセメント用急結剤は
、常温では、セメントペースト、モルタル、コンクリー
トなどのセメント系材料の凝結および硬化を著しく促進
させるものの、１０℃程度以下の低温では、その特性が
大巾に低下する。かくして、この様な低温時には、例え
ば、セメント用急結剤を含む上記材料の凝結および硬化
速度が、吹付は速度に追い付かず、吹付は物が自重で剥
落するという問題点がある。急結剤の添加量を増加する
ことにより、凝結および硬化速度を向上させることも可
能であるが、この場合には、コスト高を招き、経済的に
好ましくない。

従って、低温においても、セメント系材料の凝結および
硬化を急速に進行させ得る新たなセメント用急結剤の出
現が切望されている。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて鋭意
研究を重ねた結果、４〜５成分からなる新規な組成物が
、常温においてのみならず、低温においてもセメント用
急結剤として優れた効果を発揮することを見出した。

すなわち、本発明は、下記のセメント用急結剤を提供す
るものである：［１］（ａ）アルカリ金属アルミン酸塩１０〜２５％、
（ｂ）アルカリ金属炭酸塩５〜２５％、（ｃ）アルミン
酸カルシウム５０〜７０％、および（ｄ）硫酸アルミニウム５〜１５％からなることを特徴とするセメント急結剤。

■１５％を超えない範囲でアルミン酸カルシウムの一部
を生石灰および／または消石灰により代替した上記第１
項に記載のセメント急結剤。

以下に本発明組成物を構成する各成分の量的範囲とそれ
により奏される効果との関係について詳細に説明する。

但し、組成物における各成分は、通常相乗的に作用して
効果を発揮するものであるから、個々の限定理由は、一
応の目安を示すものと理解されるへきであり、従って、
必要な場合には、複数成分の相互の量的関係をも併せて
示すものとする。

■、アルカリ金属アルミン酸塩アルカリ金属アルミン酸塩としては、アルミン酸す！・
リウム、アルミン酸カリウムなどが使用可能であるが、
特にＮａ２０とＡｌ２Ｏ３との合計量が９０２６以上で
あって、Ｎａ２０：Ａ１２０３＝１＝１〜１．５（モル
比）であるアルミン酸ナトリウムが、低温での凝結性改
善の観点からより好ましい。

アルカリ金属アルミン酸塩の使用口は、１０〜２５重量
％（組成物中の割合を示し、以下単に“％”とする）と
する。この量が２５％を超える場合には、急結性が低下
し始めるのみならず、セメント系材料の硬化後の強度発
現が不充分となる。

一方、１０％未満である場合には、急結性か低下する。

■、アルカリ金属炭酸塩アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸すトリウム、炭酸カ
リウム、炭酸リチウムなどが使用される。

アルカリ金属炭酸塩の使用量は、５〜２５重量％とする
。この量が２５％を超える場合には、セメント系材料の
硬化後の強度発現は、良好であるが、急結性が低下し始
める。、一方、５％未満の場合には、急結性が低下する
とともに、硬化後の強度発現も充分でなくなる。

なお、アルカリ金属アルミン酸塩とアルカリ金属炭酸塩
とは、両者の合計量を基準として、前者３０〜７５％：
後者７０〜２５％とすることが好ましい。アルカリ金属
アルミン酸塩の相対的量が多すぎる場合には、急結性は
改善されるものの、セメント系材料の強度発現が十分で
なくなる傾向が認められる。一方、アルカリ金属炭酸塩
の相対的量が多すぎる場合には、逆にセメント系材料の
強度発現は改善されるが、急結性が低下する傾向がある
。

また、本発明組成物中のアルカリ金属アルミン酸塩とア
ルカリ金属炭酸塩との合計配合量は、急結性、強度発現
などを総合的に勘案して、２５〜４０％程度とすること
が好ましい。

■、アルミン酸カルシウムアルミン酸カルシウムとしては、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３
および１２ＣａＯ・Ａｌ１０３ならびに両者の混合物を
使用することが出来る。急結性の観点からは、３ＣａＯ
−Ａｌ２Ｏ３が最適である。通常アルミン酸カルシウム
は、石灰石などの石灰質原料およびボーキサイトなどの
アルミナ質原料を粉体として所定の割合で混合し、１３
００〜１４００℃程度で焼成して、製造される。この様
な焼成物は、少量の３ＣａＯ・５ｉ０２．２ＣａＯ−８
ｉＯ２などの鉱物を不純物として含有しているが、本発
明では、不純物を含んだ状態で使用可能である。この焼
成物は、ブレーン比表面積２５００ｃ［１１２７ｇ以上
となる様に粉砕して使用することが好ましい。

アルミン酸カルシウムの配合口は、５０〜７０％とする
。この配合量が、５０％未満の場合には、急結性が低下
し、且つセメント系材料の初期強度の発現も不良となる
。一方、配合量が、７０％を上回る場合には、他成分の
量が相対的に減少するので、急結性などの特性が低下す
る。

■、硫酸アルミニウム硫酸アルミニウムは、セメント系材料中でアルミニウム
イオンを供給する。アルミニウムイオンは、生石灰、ア
ルミン酸カルシウムなどから生じるカルシウムイオンと
反応して、アルミン酸カルシウム水和物を生成し、これ
は直ちに硫酸イオンと反応して、アルミン酸硫酸カルシ
ウム水和物を生成し、セメント製品の初期強度の改善に
寄与する。

硫酸アルミニウムの配合量は、５〜１５％とする。５％
未満の配合口では、セメント製品の初期強度の改善効果
が、あまり認められないのに対し、１５％を上回る場合
には、急結性が低下する。

■、生石灰および／または消石灰本発明においては、５０〜７５％の範囲で使用されるア
ルミン酸カルシウムの一部（１５％を上限とする）を生
石灰および／または消石灰により代替することが出来る
。

すなわち、生石灰および／または消石灰は、セメント系
材料中で水と接してカルシウムイオンを生成し、これが
、アルカリ金属アルミン酸塩などと反応してアルミン酸
カルシウム水和物を生成し、セメント系材料を急速に凝
結させる。生石灰および／または消石灰は、セメント系
材料の強度発現の点では、アルミン酸カルシウムに若干
劣るものの、アルミン酸カルシウムよりも安価であるこ
とから、本発明において有用である。特に、生石灰は、
低温でも水と急速に反応し、発熱しつつ、初期の水和反
応に必要な量のカルシウムイオンを供給するので、本発
明セメント用急結剤組成物を低温で使用する場合には、
より好ましい。

生石灰および／または消石灰の配合量が、組成物重量の
１５％を上回る場合には、セメント系材料の硬化後の強
度発現が不十分となる。生石灰および／または消石灰の
配合量は、組成物重量の５〜１５％とすることがより好
ましい。

なお、本発明のセメント用急結剤は、全体としてブレー
ン比表面ｆｆｆ３５００ｃ＋ｒ＋２／　ｇ以上であるこ
とが望ましい。このためには、あらかじめ各成分を微粉
砕した後、混合するか、各成分を混合した後、微粉砕す
るなどの手段を採用することが好ましい。

発明の効果本発明によるセメント急結剤は、１０℃以下の低温にお
いても、常温におけると同等の急結性を発揮する。

さらに、本発明によるセメント急結剤は、公知のセメン
ト急結剤に比して、特に低温での凝結性に優れ、はね返
り率も小さく、セメント系材料の硬化後の強度発現も良
好である。

実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。

実施例１普通ポルトランドセメント２００ｇに第１表に示す組成
の本発明セメント急結剤１０ｇを加え、ＪＩＳ　　Ｒ５
２０１に規定されたビカー針による凝結試験の終結時間
を測定した。なお、水セメント比は、４０％とし、急結
剤のブレーン比表面積は、４０５０〜５１１０ｃｏＴ／
　ｇであった。

結果を第１表に併せて示す。第１表に示す結果から、本
発明急結材がセメント系祠料の凝結及びび硬化を著しく
促進することが明らかである。

第１表実施例２普通ポルトランドセメント５２０ｇ、豊浦標準砂１０４
０ｇおよび第２表に示す組成の本発明セメント急結剤２
６ｇ：を使用して、ＪＩＳ　　Ｒ５２０１に￥じて圧縮
強度試験を行った。急結剤のブレーン比表面積は、４０
３０〜５１１０ｃＪ／ｇであった。

結果を第３表に示す。

第２表第３表実施例３普通ポルトランドセメント２００ｇに第４表に示すブレ
ーン比表面積に粉砕した本発明急結剤１０ｇを加え、水
セメント比４０％で２０℃で混練し、ＪＩＳ　　Ｒ５２
０１に規定されたビカー針による凝結試験の終結時間を
測定した。

結果を第４表に示す。

第４表実施例４普通ポルトランドセメント４００ｇ、川砂（比重２．５
９、ＦＭ２．８５）１２００ｇ、ブレーン比表面積４９
１０ｃＪ／　ｇの本発明急結剤または市販急結剤２０ｇ
を空練りし、水２００ｍｌ（ｗ／　ｃ　＝　５０％）を
加えて混練した後、直ちにブロクター貫入抵抗試験を行
った。

結果を第５表に示す。

第５表実施例５普通ポルトランドセメント５２０ｇ、豊浦標準砂１０４
０ｇ、ブレーン比表面積４９１０ｃｎ？／　ｇの本発明
急結剤または市販急結剤　２６ｇを空練りし、水３３８
［＋１＋　（Ｗ／Ｃ＝６５％）を加えて混練した後、直
ちにＪＩＳ　　Ｒ５２０１に規定されたモルタル試験用
供試体を作製した。供試体は、所定の温度で１日経過ま
では湿空養生し、１日経過後は水中養生し、強度試験を
行った。結果を第６表に示す。

第６表実施例６第７表に示す配合のコンクリートにブレーン比表面積５
０４０ｃ［Ｉｉ／　ｇの本発明急結剤または市販急結剤
をセメント重量の５％の割合で混合し、湿式吹付けによ
り、はね返り率を測定した。

結果を第８表に示す。

第７表第８表（以　上）手続補正書（鮫）昭和６３年１２月１日１　事件の表示昭和６３年特許願第１２９６１０号２　発明の名称セメント用急結剤３　補正をする者事件との関係　特許出願人大阪セメント株式会社４代理人大阪市東区平野町２の１０　沢の鶴ビル自　　　　発６　補正の対象明細書中「特許請求の範囲」の項及び「発明の詳細な説明」の項補正の内容１　特許請求の範囲の項を別紙の通りに訂正する。

２　明細書第３頁第９行「硫酸アルミニウム５〜１５％
」とあるのを［硫酸アルミニウム５〜１３．８％」と訂
正する。

３　明細書第６頁第８行ｒ１２ｃａｃｌＡＱ２０３Ｊと
あるのをｒ１２ｃａｃ１７ＡＱ２０３　Ｊと訂正する。

４　明細書第７頁第１８行「５〜１５％」とあるのを「
５〜１３．８％」と訂正する。

５　明細書第８頁第１行乃至第３行「５％未満の配合量
では、・・・・・・急結性が低下する。」とあるのを下
記の通りに訂正する。

「この配合量が少な過ぎる場合には、セメント製品の初
期強度の改善効果があまり認められない。

これに対し、硫酸アルミニウムの配合量が過剰となる場
合には、５０２−の濃度が高くなってエトリンガイトの
水和生成が早くなり、これがアルミン酸カルシウムの表
面を覆ってアルミン酸カルシウムの水利を抑制するので
、急結性がかえって低下する。」（以　上）特許請求の範囲［１］（ａ）アルカリ金属アルミン酸塩１０〜２５％、
（ｂ）アルカリ金属炭酸塩５〜２５％、（ｅ）アルミン
酸カルシウム５０〜７０％、および（ｄ）硫酸アルミニウム５〜１３．８％からなることを
特徴とするセメント急結剤。

■　１５％を超えない範囲でアルミン酸カルシウムの一
部を生石灰及び／または消石灰により代替した特許請求
の範囲第１項に記載のセメント急結剤。

Claims

【特許請求の範囲】［１］（ａ）アルカリ金属アルミン酸塩１０〜２５％、（ｂ）アルカリ金属炭酸塩５〜２５％、（ｃ）アルミン酸カルシウム５０〜７０％、および（ｄ）硫酸アルミニウム５〜１５％からなることを特徴とするセメント急結剤。［２］１５％を超えない範囲でアルミン酸カルシウムの
一部を生石灰および／または消石灰により代替した特許
請求の範囲第１項に記載のセメント急結剤。