JPH0375254A - セメント組成物 - Google Patents

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】 本発明は、セメント組成物に関し、さらに詳しくは、ガ
ラス繊維補強セメント成形板（以下ＧＲＣという）用の
セメント材料として特に適したセメント組成物に関する
。

なお、本願明細書において、“部”および“％”とある
のは、すべて“重量部”および“重量％″を意味する。

従来技術とその問題点 Ｇ’ＲＣは、セメント材料、ガラス繊維、珪砂、水など
を原料として、プレミックス法或いはダイレクトミック
ス法により製造されている。

このようなＧＲＣの製造に際して、従来セメント材料と
しては、普通ボルトランドセメント、ケイ酸石灰・アラ
イン・スラグ３戊分系低アルカリ性セメントなどが使用
されている。これらのセメント材料を使用するＧＲＣに
は、下記の様な利害得失がある。

普通ボルトランドセメントを使用する場合には、低価格
である、蒸気養生を必要としない、鋼製型枠、埋め込み
金具などの発錆を生じないなどの利点があるが、ガラス
繊維を劣化させる、乾燥収縮が大きい（１０〜１５Ｘ１
０−４程度）などの大きな欠点もある。

普通ボルトランドセメントの欠点を解消するために使用
されているケイ酸石灰・アライン・スラグ３成分系低ア
ルカリ性セメントの場合には、ガラス繊維の劣化がほと
んどない、乾燥収縮が小さいなどの利点があるものの、
高価格である、蒸気養生が必要である（すなわち、蒸気
養生を行なわなければ、強度不足のために、翌日脱型が
出来ない）、ＳＯ３分が多く、また蒸気養生を行なうの
で、鋼製型枠、埋め込み金具などを発錆させ易いなどの
欠点がある。

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種
々研究を重ねた結果、特定の組成を有する新しいセメン
ト組成物が、普通ボルトランドセメントを使用する公知
のＧＲＣとケイ酸石灰・アライン・スラグ３成分系低ア
ルカリ性セメントを使用する公知のＧＲＣの利点とを兼
ね備えたＧＲＣ製造用のセメント材料として優れた特性
を備えていることを見出した。

すなわち、本発明は、下記のセメント組成物を提供する
ものである： 「１）ボルトランドセメント　　　１００部２）高炉ス
ラグ粉末　　　　　２０〜５０部３）フライアッシュお
よび／または シリカフューム　　　　　１０〜２５部４）無水石膏お
よび／または 二水石膏　　　　　　　　５〜２０部 ５）ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物お
よび／または メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド 高縮合物　　　　　　　０．５〜３部 からなり、水和反応により生成する Ｃａ（ＯＨ）ｚ量が１％以下であることを特徴とするセ
メント組成物。」 本発明において使用するボルトランドセメントとしては
、普通−１早強−１中庸熱−１耐硫酸塩−などの各種の
ボルトランドセメントが例示される。これらのポルトラ
ントドセメントは、単独で使用しても良く、或いは２種
以上を併用しても良い。

高炉スラグ粉末としては、ブレーン表面積３０００ｃＪ
／ｇ以上のものを使用することが好ましい。この値が３
０００ｃＪ／　を未満の高炉スラグ粉末を使用する場合
には、その活性が低下して、ＧＲＣの性能を低下させる
おそれがある。本発明組成物中の高炉スラグ粉末の配合
量は、ボルトランドセメント１００部に対し、２０〜５
０部とする。高炉スラグ粉末は、その潜在水硬性による
水和反応により、セメントから生成する水酸化カルシウ
ムを減少させる効果を主に発揮するものである。しかる
に、この量が２０部未満の場合には、所望の効果が十分
に発揮されない。一方、高炉スラグ粉末の量が５０部を
上回る場合には、強度発現が遅くなり、翌日脱型が出来
なくなる。

フライアッシュおよび／またはシリカフュームは、ポゾ
ラン反応により、やはりセメントから生成する水酸化カ
ルシウムを減少させる効果を発揮する。フライアッシュ
としては、ブレーン表面積３０００ｃＪ／　ｇ以上のも
のを使用することが好ましく、また、シリカフュームと
しては、通常ブレーン表面積１０００００ｃｄ／　ｇ以
上（より好ましくは２０００００ｃｄ／ｇ程度）のもの
を使用する。ポゾラン物質としては、その他にも、けい
酸白土、火山灰、けい藻土、焼成粘土、焼成頁岩などが
存在するが、これらは、短期強度発現などの本発明の目
的にに合致しないので、使用し難い。フライアッシュお
よび／またはシリカフュームの配合量は、ボルトランド
セメント１００部に対し、１０〜２５部とする。この量
が１０部未満の場合には、上記の効果が十分に達成され
ないのに対し、２５部を上回る場合には、強度発現が遅
くなり、翌日脱型が不可能となる。

本発明のセメント組成物で使用する無水石膏および／ま
たは二水石膏は、フライアッシュおよび／またはシリカ
フュームの反応性を高めるとともに、上記のセメントお
よび高炉スラグから供給されるアルミナ分、カルシウム
分、シリカ分などと反応してエトリンガイトを生成させ
ることにより、水酸化カルシウムの量を減少させ、さら
に製品の乾燥収縮を抑制する。無水石膏としては、通常
ブレーン表面積２０００ｃＪ／　ｇ以上（より好ましく
は３０００ｃＪ／　ｇ程度）のものを使用し、また、二
水石膏としては、通常ブレーン表面積２０００ｃＪ／　
ｇ以上（より好ましくは３０００ｃＪ／　ｇ程度）のも
のを使用する。無水石膏および／または二水石膏の配合
量は、ボルトランドセメント１００部に対し、５〜２０
部とする。この量が５部未満の場合には、所望の効果が
十分に発揮されない。これに対し、２０部を超える場合
には、養生条件（吸水の有無、気温など）によっては、
エトリンガイトの異常生成による膨脂ひびわれ、ＧＲＣ
製品の反りなどを生ずることがある。なお、半水石膏は
、セメントの偽凝結を誘発して、作業性を低下させるの
で、本発明では、使用し得ない。

本発明において使用するナフタレンスルホン酸ホルムア
ルデヒド高縮合物および／またはメラミンスルホン酸ホ
ルムアルデヒド高縮合物は、いわゆる高性能減水剤とし
ての効果を発揮して、混練物の調製に際し、セメント組
成物に加えるべき水の量を減少させる。高性能減水剤と
してのこれらの材料は、市販品をそのまま使用すること
ができる。これら高性能減水剤の配合量は、ボルトラン
ドセメント１００部に対し、０．５〜３部とする。

この量が０．　５部未満の場合には、所望の減水効果が
十分に発揮されない。これに対し、３部を超える場合に
は、混練物の粘度を高めたり、硬化を遅延させたり、Ｇ
ＲＣ製品の強度を低下させたりする。

本発明によるセメント組成物においては、水和反応にお
いて生成するＣａ（ＯＨ）２の量は１％以下に抑制され
る。この量が１％を超える場合には、高炉スラグ粉末或
いはフライアッシュおよび／またはシリカフュームとの
反応により消費され°ないＣａ　（ＯＨ）２が残存して
、ＧＲＣ中のガラス繊維の劣化を防止することが困難と
なる。

本発明によるセメント組成物には、必要に応じ、公知の
各種の添加剤を配合することが出来る。

例えば、製品の乾燥による収縮を低減するために、カル
シウムサルホアルミネート系、生石灰系などの膨脂剤を
配合しても良く、或いは低級アルコールアルキレンオキ
シド付加物などの収縮低減剤を配合しても良い。

また、夏期などにおいて混線物からの水分蒸発を抑制す
る必要がある場合には、保水剤を添加しても良い。

さらに、遅延剤として、クエン酸などを使用してもよい
。

さらにまた、製品の透水性、耐薬品性、耐磨耗性などを
改善するためには、ポリマーをディスパ＝ジョンの形態
で併用することが出来る。この様なポリマーのディスバ
ージョンとしては、スチレン−ブタジェン合成ゴム（Ｓ
ＢＲ）系ディスバージョン、ポリアクリル酸エステル（
ＰＡＥ）系ディスバージョン、エチレン−酢酸ビニル（
ＥＶＡ）系ディスバージョンなどが例示される。

発明の効果 本発明によれば、下記の様な顕著な効果が達成される。

（１）ポゾラン物質（フライアッシュ、シリカフューム
など）、潜在水硬性物質（高炉スラグ粉末など）などが
、セメントの水和反応により生成する水酸化カルシウム
の量を減少させることは、公知である。しかしながら、
従来ＧＲＣ中のガラス繊維に悪影響を及ぼさない程度ま
で水酸化カルシウム量を減少させるためには、セメント
１００部に対し、フライアッシュならば２００部以上、
シリカフュームならば４０部以上、高炉スラグ粉末なら
ば２００部以上を使用する必要があるとされていた。そ
して、これらの成分をこの様に多量にセメントに添加し
て使用する場合には、セメントの強度発現が著しく遅れ
、翌日脱型が不可能となるので、ＧＲＣ製造用セメント
としては、全く不適である。

しかるに、本発明によれば、高炉スラグ粉末、フライア
ッシュおよび／またはシリカフューム、無水石膏および
／または二水石膏、および高性能減水剤を組合わせて使
用することにより、高炉スラグ粉末並びにフライアッシ
ュおよび／またはシリカフュームの使用量を大幅に低減
することに成功した。

その結果、セメントから生成する水酸化カルシウムを全
て消費しつつ、しかも翌日脱型を行い得る程度の初期強
度を発現するセメント組成物が得られるにいたった。

（２）また、本発明セメント組成物によれば、水／セメ
ント比−５０％以下という少ない水使用量で、ポゾラン
活性および潜在水硬性が発揮される。

（３）水酸化カルシウムの生成が著しく抑制されるので
、ＧＲＣにおけるガラス繊維の劣化が防止される。

（４）ＧＲＣの乾燥収縮が小さい。

（５）製品の蒸気養生を必要としない。

（６）ＧＲＣの製造に際して使用する鋼製型枠、製品中
の埋め込み金具などを発錆させることはない。

実施例 以下に実施例および比較例を示し、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 第１表に示す様に、セメント組成物に骨材および水を配
合して、混練物を調製した。第１表において、混練物弘
１〜５は、比較例品であり、Ｎａ、６〜１０は、本発明
品である。

なお、使用した高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフ
ュームおよび無水石膏のブレーン表面積は、下記の通り
である。

＊高炉スラグ・・・約３０００ｃｄ／　ｇ＊フライアッ
シュ・・・約３０００ｃＪ／　ｇ＊シリカフューム・・
・約２０００００ｃｄ／　ｇ＊無水石膏・・・約３００
０ｃｓｉ／　ｇ：膨張材としては、カルシウムサルホア
ルミネニト系（商標“デンカＣ８Ａ“、電気化学工業（
株）製）を使用した。

高性能減水剤としては、ナフタリンスルホン酸ホルマリ
ン高縮合物塩（商標“マイティ１５０ＲＸ”、花王（株
）製）を使用した。

収縮低減剤としては、低級アルコールアルキレンオキシ
ド付加物（商標“テトラガードＡＳ２０”、三洋化成三
洋化成（株）製）を使用した。

次いで、得られた混練物を使用して、（Ｉ）可使時間、
（ＩＩ）硬化時間、（ｍ）２４時間強度および（ＩＶ）
　Ｃａ　（０）ｉ）　２生成量を下記の要領で測定した
。

（Ｉ）・・・ＩＡＳＳ　　１５Ｍ−１０３によるフロー
値試験法により、初期値１５０ｍｍに対して１３０關以
上のフロー値が確保できるまでの時間を測定した。評価
基準値は、６０分以上である。

（■・）・・・ＪＩＳ　　Ｒ５２０１の「セメントの物
理試験方法」の凝結試験における終結時間を測定した。

評価基準値は、１０時間以上である。

（ｍ）・・・ＪＩＳ　　Ｒ５２０１の「セメントの物理
試験方法」により測定した。評価基準値は、西げ強度−
３０ｋｇｆ／ｃｊ以上、圧縮強度−１５０ｋｇ　ｔ　／
（Ｊ以上である。

（ＩＶ）・・・示差熱分析により測定した。評価基準値
は、１月後１．０％以下、３月後０％である。

結果は、第２表に示す通りである。

第２表に示す結果を総合的に判断すると、本発明による
セメント組成物を使用する場合には、混練物の可使時間
が適切な長さとなり且つ硬化時間が短くなり、また、Ｇ
ＲＣの初期強度が高く且つ水酸化カルシウム含有量が低
くなることが明らかである。

実施例２ 第３表に示す様に、セメント組成物に骨材および水を配
合して、混練物を調製した。第３表において、混練物思
１１〜１３は、本発明品であり、馳１４〜１５は、従来
品である。

膨張材および収縮低減剤は、実施例１と同じものを使用
した。

遅延剤としては、クエン酸を使用した。

また、高性能減水剤としては、弘１１〜１３では、実施
例１と同じものを使用し、弘１４〜１５では、ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩（商標“マイティ１
５０”、花王（株）製）を使用した。

次いで得られた混練物を使用して、（Ｖ）ガラス繊維の
劣化状況および（Ｖｌ）乾燥収縮を下記の要領で測定し
た。

（Ｖ）・・・２８日間２０℃で気中養生した後、６０℃
の温水中で５６日間促進養生したものを走査型電子顕微
鏡にて観察し、ガラス繊維の劣化の有無を判定した。

（Ｖｌ）・・・ＪＩＳ　　Ａ　　１１２９に従って、測
定した。即ち、供試体を打設し、２０℃、相対湿度８５
％で２４時間養生し、脱型した。次いで、２０℃、相対
湿度６０％の環境に移し、コンパレータ法により糸長を
とり、各材令で長さを測定した。

結果は、第４表に示す通りである。なお、第４表には、
（■）蒸気養生の必要性の有無および（■）鋼製型枠な
どの金属の発錆性についての結果をも付せて示す。

第４ Ｎｏ、　　（Ｖ）　　（Ｖｌ） 表 （■） （■） ｌｌ　　　　無し　−〇、４　Ｘ　１０’　　無し　　
錆にくい１２　　　　無し　＋〇、７Ｘ　１０−４　　
無し　　錆にくい１３　　　　無し　−１，１ＸｌＯ−
４無し　　錆にくい１４　　　　有り　−２０ＸＩＯ’
　　無し　　錆にくい１５　　　　無し　−ｏ、ｅｘｉ
ｏ’　　有り　　錆やすい第４表に示す結果を総合的に
判断すると、本発明によるセメント組成物を使用する場
合には、ＧＲＣの製造に際し、蒸気養生の必要がなくな
り、鋼製型枠などの金属の発錆も著しく抑制される。

また、ＧＲＣ中でのガラス繊維の劣化がなく、乾燥によ
る収縮も小さい。なお、参考写真１は、弘１１で得られ
たＧＲＣの断面の走査型電子顕微鏡観察結果（２０００
倍）を示すものである。

これに対し、普通ボルトランドセメントを使川する従来
品（Ｎａ１４）の場合には、ＧＲＣ中のガラス繊維が折
損しており、乾燥による収縮も大きかった。なお、参考
写真２は、Ｎａ１４で得られたＧＲＣの断面の走査型電
子顕微鏡観察結果（２０００倍）を示すものである。

ケイ酸石灰・アライン・スラグ３成分系低アルカリ性セ
メントを使用する従来品（Ｎ（Ｌｉ２）の場合には、Ｇ
ＲＣの製造に際し、蒸気養生を行う必要があり、また鋼
製型枠などの金属の発錆も避けられない。

（以　上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］１）ボルトランドセメント１００部 ２）高炉スラグ粉末２０〜５０部 ３）フライアッシュおよび／または シリカフューム１０〜２５部 ４）無水石膏および／または 二水石膏５〜２０部 ５）ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物お
   よび／またはメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド 高縮合物０．５〜３部 からなり、水和反応により生成する Ｃａ（ＯＨ）＿２量が１％以下であることを特徴とする
   セメント組成物。