JPH03115148A

JPH03115148A - 水硬性セメント

Info

Publication number: JPH03115148A
Application number: JP1253543A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Uchida; 俊一郎宇智田; Toshisuke Habara; 俊祐羽原; Daisuke Sawaki; 大介沢木
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Onoda Cement Co Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-16

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〕本発明は低アルカリ性で長期の耐久性に優れ、しかも乾
燥収縮が小さく高寸法安定性がよいという優れた特性を
有し、特にガラス場維補強コンクリート　（ＧＲＣ）用
セメントとして有用な水硬性セメントに関する。

〔従来の技術〕

従来のポルトランドセメント及び混合セメント等では、
主成分のケイ酸カルシウムが水和によって水酸化カルシ
ウムを副生じ、これがガラス繊維の腐食をもたらすため
ＧＲＣ用セメントには使用できなかった。また、アルミ
ン酸カルシウムを主成分とするアルミナセメント及び１
２ｃａｏ・７Ａ１２０３、ＣａＯ・Ａｌ　、０．又は３
ＣａＯ・３Ａｉ！　Ｊ＊　・Ｃａ５Ｏ１を主体として調
製したケイ酸カルシウムを含まないセメントでは、水和
硬化体中に水酸化カルシウムが生成されないので、硬化
体のアルカリ性を低く維持することができるが、硬化体
組織は緻密化されず、ガラス繊維との接着性、長期強度
の発現が不充分であって、ＧＲＣ用セメントとしては不
適当であった。

そこで、ポルトランドセメント又は混合セメントに、ア
ルミン酸カルシウム又はスルフォアルミン酸カルシウム
を主成分とするタリン力−を加えて調−製したセメント
、あるいはハロアルミン酸カルシウムを混合して成分調
整したセメントが提供されている（特開昭６３−２４８
７５１号）。しかし、これらのセメントも、２８日以上
の充分な前養生後においては耐久性が優れており、ガラ
ス繊維の腐食にも充分対応できるが、ケイ酸カルシウム
相とアルミン酸カルシウム相の水和には時間的なずれが
あり、アルミン酸カルシウム相の水和が終了した後ケイ
酸カルシウム相の水和が進行するため、後者の水和時に
ｐＨが上昇するので、材令初期に高温の蒸気養生を行っ
た場合には、硬化体の耐久性がよくないという欠点があ
った。

更にまた、普通セメント又は混合セメントに水酸化アル
ミニウム又は活性アルミナを配合し、水和過程で生成す
る水酸化カルシウムをカルシウムアルミネート系水和物
として固定することによって硬化体中の水酸化カルシウ
ムを低減し、ガラス繊維の腐食を防止したセメントが報
告されている。

しかし、この硬化体も乾燥収縮が大きいと共に、長期経
過後には、カルシウムアルミネート水和物（４ＣａＯ・
Ａ１０．・１３Ｈ２０，２ＣａＯ・ＡＩ、０３・８Ｈｚ
Ｏ）がハイド′ロガーネット（３ＣａＯ・八β、０３・
６１１２０）に転化するため、強度が低下し、安定性が
悪いという欠点があった（特開昭５１−２６９２８号、
特開昭５１−３８３１６号、特開昭５６−１４５１４０
号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は、初期に高温の蒸気養生を行っても、
低アルカリ性で長期の耐久性に優れ、しかも乾燥収縮が
少ないＧＲＣ用セメントとして使用できる水硬性セメン
トを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる実情において、本発明者らは上記課題を解決せん
と鋭意研究を行った結果、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、（ａ）ポルトランドセメントを５
〜５０重量％、わ）水酸化アルミニウム、酸化アルミニ
ウム及びベーマイトから選ばれるアルミニウム化合物の
１種又は２種以上をポルトランドセメントに対し２５〜
１５０重量％、並びに（ｃ）硫酸カルシウムをアルミニ
ウム化合物に対し５０〜２００重量％含有することを特
徴とする水硬性セメントを提供するものである。

本発明の（ａ）成分のポルトランドセメントとしては、
普通ポルトランドセメント、早強セメント、白色セメン
ト、中庸熱セメント等を挙げることができ、これらは３
ＣａＯ・５１０２及び２ＣａＯ・ＳｉＯ２を主成分とし
、水和により比表面積が大きく、凝集力の高いＣａＯ−
３ｉ０２−１（２０を生成し、硬化体の組織構造を緻密
化して強度発現に寄与する。しかし、同時に水酸化カル
シウムを副生ずる。（ａ）成分の配合量は全組成の５〜
５０重量％（以下、単に％で示す）であり、５％未満の
場合は、強度が不足すると共にスラグを主体とするセメ
ントでは長期強度が低下し、また５０％を超えると、副
生ずる水酸化カルシウムが多くなって長期耐久性の低下
を招き、好ましくない。

（ハ）成分のアルミニウム化合物は、水酸化アルミニウ
ム、これを仮焼等により脱水させた非晶質相の酸化アル
ミニウム、あるいは両者の中間体であるベーマイト（Ａ
ｊ２０（０）１）　］から選ばれるものであり、これら
は単独でも又２種以上を併用して使用することもできる
。これらのアルミニウム化合物は、（ａ）成分の水和反
応で遊離したカルシウムイオン、（ｃ）成分の硫酸カル
シウム等と反応してエトリンガイド（３ＣａＯ・ｌ　、
０．　・３ＣａＳＯ，・３２Ｈ２０）を生成し、（ａ）
成分の水和で副生じた水酸化カルシウムを固定し、空隙
水のｐＨの上昇を防止すると共に、生成エトリンガイド
は硬化体の初期強度発現に寄与する。（ｂ）成分の配合
量は（ａ）成分に対し２５〜１５０％であり、２５％未
満では副生ずる水酸化カルシウムを完全に固定すること
ができず、また１５０％を超えると硬化体の強度及び安
全性に問題がある。

また、アルミネート永和物としてモノサルフェート永和
物（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４・１２Ｈ２０）
、カルシウムアルミネート水和物（４ＣａＯ・八β２０
゜”　１３Ｈ２０，２ＣａＯ”　Ａｌ２Ｏ３’　８１１
２０．３ＣａＯ・Ａβ、０．・６）１．０）を生成する
と硬化体の乾燥収縮が大きくなるので、本発明では（ｃ
）成分を配合して、上記アルミネート永和物をエトリン
ガイドに変化させて乾燥収縮を防止せしめる。（ｃ）成
分の配合量は（ｂ）成分に対して５０〜２００％であり
、５０％未満では硬化体の乾燥収縮を充分に防止できず
、また２００％を超えると膨張等が起こり、硬化体の安
定性が失われる。

本発明の水硬性セメントは上記必須成分（ａ）〜（ｃ）
を主成分として含有するものであればよいが、上記以外
の成分が高炉スラグ、シリカフニーム、フライアッシュ
等のケイ酸質混合材の場合が特に好ましい。

〔実施例〕

次に実施例を挙げて発明する。

実施例１第１表に示す鉱物成分を用いて第２表に示す組成のセメ
ントを調製し、蒸気養生後の硬化体の性状、耐久性、乾
燥収縮、長期強度安定性を調べた。

骨材はケイ砂を使用し、砂／セメント比を０．７７１と
した。ガラス繊維は長さ４ｃＩ１１の耐アルカリガラス
繊維（ビルキントン社製）で、これをセメント硬化体重
量の５％混入した。水／セメント比は０．３６／１、高
性能減水剤としてマイティー１５０（花王社製品、商品
名）はセメント重量の０．６％添加した。これらの原料
を混練し、６００ｍｍＸ６００ｍｍＸ　１０ｍｍ　（深
さ）の型枠に入れ、３時間後に蒸気養生を行う。蒸気養
生の温度パターンは毎時１５℃で７０℃まで昇温し、７
０ｔ’で５時間保持し、７０℃から毎時−１５℃で降温
し、常温に戻す。前養生後にコンクリートから５０ｍｒ
ｎｘ２５０ｍｍＸ　１０ｍｍ　（深さ）の試験体を切出
した。

耐久性試験はこれを８０℃の水中に浸漬し、所定の材令
経過したものについて劣化試験を行った。

乾燥収縮試験は乳色ガラスをうめこみ作成した同試験体
を２０℃、相対湿度６０％下で保存し、乾燥収縮試験を
行った。ガラス繊維を混入しないモルタルについて、Ｊ
ＩＳモルタルと同形（４ｘ４ｘ１５ｃｍ）の供試体を作
成し、材令９１日及び材令２年の圧縮強度試験を行った
。

その結果を第２表に示す。尚蒸気養生の硬化体の性状は
上記条件で養生した後の硬化体の性状について視覚観察
した結果である。耐久性試験は蒸気養生後の材令０日の
曲げ強度を１００として、９１日材令における強度との
比である。乾燥収縮試験は８週後の乾燥収縮値を示した
。長期強度の安定性はモルタルの材令９１日／２年比で
ある。

以下余白第１表第２表に示すように、（ａ）成分のセメント量が５％よ
り小さくなると２年後の長期強度は低下し、セメント量
が５０％を超えると耐久性の面から強度が初期の５０％
に低下する。アルミニウム化合物がセメントの２５％よ
り小さくなると耐久性は急激に低下し、１５０％を超え
ると蒸気養生後の硬化体に膨張による亀裂やそりが認め
られる。硫酸カルシウムがアルミニウム化合物の５０％
より少ない場合、ＧＲＣ硬化体の乾燥収縮が大きく、２
００％を超えると蒸気養生後の硬化体に亀裂やそりが発
生する。耐久性の面から、強度比が５０％以上必要であ
ると考えられる。ケイ酸質混合剤粉末として、シリカフ
ニーム及びフライアッシュを使用した場合も同様な結果
が得られた。また耐久性の強度比が５０−７０％の硬化
体については、よりアルカリ腐食抵抗性の高いガラス繊
維等の使用などにより、ＧＲＣ用セメントとして利用で
きる範囲であることと考えられる。

実施例２ブレーン比表面積４４００ｃｎｆ／ｇの早強ポルトラン
ドセメント１５％、ブレーン比表面積６８００ｃｒｌ／
　ｇの活性アルミナ１０％、ブレーン比表面積７３５０
ｃｒｌ／ｇの硫酸カルシウム１０％及びブレーン比表面
積６１８０ｃａｆ／ｇのスラグ粉末６５％より水硬性セ
メントを調製した。このセメントのび結時間及び圧縮強
度は第３表に示すとおりである。

第３表凝結時間：クエン酸をセメント量の０．４％を添加また
、高温蒸気養生（７０℃、５時間）後の耐久性試験結果
を第１図に、乾燥収縮試験結果を第２図に、普通ポルト
ランドセメント及び従来のＧＲＣ用セメント（特開昭６
３−２４８７５１号）と比較して示す。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明の水硬性セメントは次のような特性
を有するものである。

（１）硬化体中のアルカリ性が低く保たれるため、ガラ
ス繊維の腐食が少なく　ＧＲＣ用セメントとして最適で
あり、然も７０℃、５時間程度の高温養生をおこなって
もＧＲＣ硬化体の耐久性は優れている。

（２）長期においては普通ポルトランドセメント程度の
高強度を示し、硬化時間も凝結遅延剤により自由に調節
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例２で調製した本発明セメントの高温蒸気
養生後の耐久性試験結果を、第２図は同セメントの乾燥
収縮試験結果を示す。以　　上

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）ポルトランドセメントを５〜５０重量％、（ｂ）水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム及びベー
マイトから選ばれるアルミニウム化合物の１種又は２種
以上をポルトランドセメントに対し２５〜１５０重量％
、並びに（ｃ）硫酸カルシウムをアルミニウム化合物に対し５０
〜２００重量％含有することを特徴とする水硬性セメン
ト。２、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成分以外の成分がケイ酸
質混合材粉である請求項１記載の水硬性セメント。