JPH046133A

JPH046133A - セメント混和剤

Info

Publication number: JPH046133A
Application number: JP10647890A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ishida; 秀朗石田; Toshio Mihara; 三原　敏夫; Minoru Shirasawa; 白沢　実
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-01-10
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3105224B2

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、セメント混和材に関し、特に建築、土木のあ
らゆる分野において使用されるセメント混和材、及びそ
れを使用したセメント組成物に関する。

〔従来の技術〕

ポルトランドセメントは、現在土木、建築のあらゆる分
野で利用されているが、強度発現性が悪く、その強度は
、１日で１００ｋｇ／ｃｕｔ程度であり、低温では更に
低いものである。

また、その硬化過程では大きな発熱を示し、ダム等のマ
スコンクリートでは、その内部が１００℃以上にもなり
、熱応力ひび割れが生じる。

そして、硬化過程での収縮も大きく、マスコンクリート
でなくともひび割れが生じている。

このようなひび割れ、あるいはひび割れが目視できなく
ても、ミクロなひび割れのために、曲げ強度は全く期待
できなかった。

このように、ポルトランドセメントは広く使用されてい
るにもかかわらず、決して完全なものではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べた欠点のうちいくつかを改良した七メ′ントあ
るいはセメント混和材が商品化されている。

例えば、ＣｚＡ７ＣａＦ２、Ｃａ５Ｏｎ　、Ｃ３Ｓを主
体としたセメントは、強度発現性がよく、緊急工事で使
用されるが、可使時間は３０分と短いため、通常のアジ
テータ−車は使えず特殊なミキサーを必要とする。

また、Ｃａｎ又はアラインを主成分とする膨張剤の強度
発現性は、普通ポルトランドセメントと変らない。

本発明の目的は、これら従来の課題を解決したセメント
混和材、及びそれを含むセメント組成物を提供すること
にある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明を概説すれば、本発明の第１の発明はセメント混
和材に関する発明であって、Ａｌ２Ｏ３／ＣａＯモル比
が１〜４の範囲にあるカルシウムアルミネート系化合物
１００重量部と、セッコウ類５０〜５００重量部とから
なる組成物を主成分とすることを特徴とする。

また、本発明の第２の発明はセメント組成物に関する発
明であって、セメント、及び上記第１の発明のセメント
混和材を主成分とすることを特徴とする。

本発明者らは、前記課題を同時に解消するため種々検討
した結果、（１）可使時間が十分とれるにもかかわらず
、強度発現性がよく、（２）低温下においても十分強度
が発現され、（３）硬化過程での発熱が小さく　、（４
）収縮量が非常に小さく　、（５）曲げ強度が大きいと
いう好ましい効果を有するセメント混和材、及びそれを
含有するセメント組成物を作製することができた。

以下、本発明をより詳細に説明する。

Ａｌ２Ｏ３とＣａｎを含有するカルシウムアルミネート
系化合物（以下、ＣＡ物という）は、−船釣には、石灰
質原料、アルミナ質原料を用いて製造される。石灰質原
料としては、生石灰や消石灰、石灰石等を用いることが
でき、アルミナ質原料としては、アルミナ、ボーキサイ
ト、ダイ了スポア、アルミ残灰等を用いることができる
。このとき５ｉ０２、Ｔｉｅ、、ＭｇＯ等の不純物は、
工業原料を使用する限り混入するが、本発明のＣＡ物で
はそのＣＡ物中の、Ａ１．０３とＣａＯの合計が６０重
量％以上であれば何ら問題はない。

本発明で使用するＣＡ物の製造では、石灰質原料、アル
ミナ質原料をＣＡ物中の八１２（Ｉ３／Ｃａｎモル比（
以下Ａ／Ｃ比という）が、１〜４になるような割合で配
合する。Ａ／Ｃ比が１未満であると、通常の遅延剤では
可使時間が３０分以上とれず、特殊な遅延剤（例えば、
ケイフッ化ソーダ、ホウ酸等）を用いれば十分な可使時
間がとれるが、強度発現性が悪い。Ａ／Ｃ比が４を越え
ると遅延剤を用いなくとも可使時間は普通ポルトランド
セメントと変らないが、強度発現性が悪い。

この配合物を、例えば直接式電気炉を用いて溶融し、得
られた溶融体を圧縮空気等で吹き飛ばす方法、あるいは
ロータリーキルンで焼成する方法等により、本発明のＣ
Ａ物を製造することができる。

本発明のＣＡ物は、結晶質、非晶質又はそれらが共存し
たもの、例えば混晶のいずれも使用可能であるが、強度
発現性の点から、非晶質が好ましい。純粋なカルシウム
アルミネートであるなら、Ａ／Ｃ比が７／１２のときの
み、非晶質となりうるが、既述のように、５ｉｎ２、Ｔ
】０２、ＭｇＯ等の不純物は工業原料を使用する限り、
必ず混入するためＡ／Ｃ比が１〜４という領域において
もガラス化は可能となる。

結晶質のカルシウムアルミネートは、ＣａｎをＣ５Ａｌ
２Ｏ３をＡとすると、Ｘ線回折から、ＣＡ、、ＣＡ、　
、ＣＡ、等でその他、不純物として存在するＳｉＤ□、
Ｔｉｎ２、ＭｇＯ等のため、ゲーレナイト、メリライト
、γケルマナイト、Ｃａｎ・Ｔｉｅ、等が認められる。

本発明のＣＡ物製造時に、ホウ砂、ホウ酸、硝酸ナトリ
ウム、硝酸カリウム、等を添加することは融点を下げ、
反応性を高める点から好ましい。

本発明のＣＡ物の粒度はブレーン３０００Ｃｄ／ｇ以上
が好ましい。

セッコウ類としては、三水セッコウ、半水セッコウ、無
水セッコウ等があるが、■型無水セッコウが可使時間、
強度発現性の点から好ましい。

セッコウ類は、本発明のＣＡ物１００重量部に対し５０
〜５００重量部の範囲が、可使時間、強度発現性の点か
ら好ましい。

本発明のＣＡ物とセッコウ類からなる組成物に無機塩類
及び／又はカルボン酸類を併用することは、作業時間を
任意に調整できる面から好ましい。

無機塩類としては、ＺｎＣ１ｚ　、ＡｌＣｌ３　、Ｃａ
ＣＬ、ＭｇＣ１ｚ　、ＦｅＣ１ｚ　、ＦｅＣｌ３、Ｎｉ
Ｃ１ｚ　、ＣＯＣｌ２、ＭｇＢｒｚ及びＺｎｌ＋等の無
機ハロゲン化物、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、ＮａＮＯ
ｓ　、ＮａＮＯ２、ＫＮＯ，ｉ、ＫＮＯ２、Ｃａ　（Ｎ
Ｏ２）　２、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、ＦｅＳＯ
４、ＣａＢ、０．、ＮａＢ４Ｏ７、Ｎａ２ＣＬ、Ｋ、［
ｌ：０．　、ケイフッ化ソーダ及びケイフッ化カリウム
等の無機塩、更にホウ酸のような無機酸があり、これら
の内１種又は２種以上が使用できる。

カルボン酸類としては、グルコン酸やクエン酸、酒石酸
等又はそれらのカルシウム塩やナトリウム塩又はカリウ
ム塩があり、これらの内、１種又は２種以上が使用でき
る。

本発明のセメント混和材は、普通・早強・超早強などの
各種ポルトランドセメントやそれらにシリカ、高炉スラ
グ及びフライアッシュが混合された各種混合セメント等
と混合して使用できる。

セメント混和材の混合量はセメントとセメント混和材の
合計１００重量部に対し、５〜５０重量部が好ましい。

５重量部未満であると、強度発現性が小さく、他方、５
０重量部を越えると、作業性の点からみて、いずれも好
ましくない。

本発明のセメント混和材、及びセメント組成物には、前
記以外にも各種の添加剤を併用することが可能である。

例えば、ケイ砂、天然砂及び砂利等の骨材、ガラス繊維
、カーボン繊維及び鋼繊維等の繊維質物質、高分子ポリ
マーエマルジョン（ラテックス）、着色剤（顔料）　　
ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、防錆剤、メチ
ルセルロース等の水中不分離性混和剤、増粘剤、保水剤
、塩化カルシウム、ケイ酸ソーダ等の防水剤、発泡剤、
起泡剤、水酸化カルシウム等のカルシウム含有化合物及
び防凍剤等の中の１種又は２種以上を、本発明の目的を
実質的に阻害しない量で併用することができる。

本発明の各組成物を製造する際に使用する混合装置とし
ては、既存のいかなるかくはん装置も使用可能であり、
例えば傾胴ミキサー、オムニミキサー（千代田技研工業
社製）　Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー　ナウター
ミキサ−等が利用可能である。また、混合は、各々の材
料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ−部若しく
は全部を混合しておいても差支えない。

本発明のセメント組成物の実際の施工方法については、
従来のモルタルあるいはコンクリートの施工の常法に準
拠すればよく、本発明の組成物を使用したことにより、
施工性（作業性）に悪影響を及ぼすことはない。

以上のように、本発明のセメント混和材を添加したセメ
ント組成物は、十分な可使時間がとれ、ジェットセメン
トとは異なり、特殊なミキサーを必要とせず、一般のア
ジテータ−車で運搬可能である。それにもかかわらず、
１日後には２００　ｋｇ／　ＣＩ＋！以上の強度を得る
ことができる。

以上のような優れた特徴があるにもかかわらず、種々の
実験を重ねた結果、更に、以下に示す顕著な効果がある
ことがわかった。

（１）低温下においても強度発現性に優れている（２）
硬化過程での発熱が大変小さい（３）無収縮である（４）曲げ強度が大きいこのように本発明のセメント混和材は、従来のセメント
混和材とは異なる全く画期的な混和材である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１　（含比較例）第１表に示した化学組成を有する原料を用い、生石灰と
ボーキサイトを第２表に示す配合にて混合し、各３００
ｇをカーボンるつぼに入れ、電気炉で１９００℃に加熱
熔融した後、水中に入れ急冷し、Ａ−Ｆの５種のタリン
力−を合成した。このＣＡ物をブレーン４０００ｃａｆ
／ｇになるまで粉砕し、■型無水セッコウ〔サンケイ石
膏■〕を配合して（化学分析値は第１表）混和材とし、
普通ポルトランドセメント１００重量部に対し一１混和
材２５重量部を配合した。

これをＪＩＳ　Ｒ−５２０１の方法により、１：２モル
タルを作製し、４　Ｘ　４　Ｘ　１６　ｃｍの供試体を
成型した。

養生は、２０℃、８０ＲＨとした。

それらの結果を第３表に示す。

実施例２（含比較例）実施例１で合成した第２表中のＣのＣＡ物と、■型無水
セッコウとを用い、第４表に示す配合にて混和材とした
。これを実施例１と同じ方法で成型し、凝結時間と圧縮
強度の測定を行った。

結果を第４表に示す。

実施例３　（含比較例）第１表に示した化学組成を有する原料を用い、生石灰と
ボーキサイトを２０：８０の割合で混合し、最大電力負
荷５０００　ｋＶＡの直接式電気抵抗炉で溶融し、溶融
体を流し、水中へ落下させ、急冷し、ＣＡ物５トンを製
造した。なお流し口での溶融体の温度は１８２０℃であ
った。

このＣＡ物のＸ線回折結果はハローが８０％、Ｃ２ＡＳ
が１０％、ＣＡ２が５％、ＣＡが５％であった。

このＣＡ物をブレーン４０００ｃｆ／ｇまで粉砕し、第
１表に示した無水セッコウ、試薬クエン酸（和光純薬）
及び試薬に一３Ｏ４（和光純薬）をＣＡ物１００重量部
に対し、それぞれ、２００．１．５重量部添加し、混合
し、セメント混和材とした。この混和材を、普通ポルト
ランドセメントと該混和材の合計１００重量部に対し、
約２５重量部混合し、第５表に示すコンクリート配合で
供試体を作成した。

く使用材料〉セメント：電気化学工業■製、普通ポルドラ水砂砂利ンドセメント：地下水：新潟県姫用産川砂（比重２．６３　）〃　　　砕石（
〃　２．６６）養生は、圧縮強度及び曲げ強度の各試験においては、５
℃と２０℃の２種類の温度下での水中養生とした。

この圧縮及び曲げ強度の各試験結果を、それぞれ第６表
と第７表に示す。

第　　７　　表また、膨張収縮率の測定を、２０℃の水中養生品と、Ｒ
８６０％の気乾養生界で行った。それらの各結果を、第
８表及び第９表に表示し、第１図にグラフとして示す。

すなわち、第１図は、上記各セメント組成物の膨張収縮
曲線を、膨張・収縮（縦軸）と材令（日、横軸）との関
係で示したグラフである。

更に、断熱温度測定を２０℃の水中養生品について行′
った。その各結果を、第１０表に表示し、第２図にグラ
フとして示す。すなわち第２図は断熱温度上昇曲線を、
温度（℃、縦軸）と材令（日、横軸）との関係で示した
グラフである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明のセメント混和材を
用いることにより、（１）可使時間が十分とれ、特殊なミキサーを必要とし
ないにもかかわらず、強度発現性がよい（２）低温下においても強度発現性がよい（３）硬化過
程での発熱が、非常に小さい（４）収縮量が非常に小さ
い（５）　　曲げ強度が高い等の顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例及び比較例のセメント組成
物の膨張収縮曲線を示すグラフ、第２図は同じ組成物の
断熱温度上昇曲線を示すグラフである。特許出願人　　電気化学工業株式会社代　　理　　人　　　　　中　　本　　　　　　穴間　
　　　　　　　井　　上　　　　　　昭同　　　　　　
　　吉　　嶺　　　　　　桂手続補正書（自発）７、補正の内容平成２年７月２日明細書の発明の詳細な説明の欄を下記のとおり補正する
。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＣａＯモル比が１〜４の範囲にあ
るカルシウムアルミネート系化合物１００重量部と、セ
ッコウ類５０〜５００重量部とからなる組成物を主成分
とすることを特徴とするセメント混和材。２、請求項１記載のセメント混和材、及びセメントを主
成分とすることを特徴とするセメント組成物。