JPH0553742B2 - - Google Patents

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JPH0553742B2
JPH0553742B2 JP12961088A JP12961088A JPH0553742B2 JP H0553742 B2 JPH0553742 B2 JP H0553742B2 JP 12961088 A JP12961088 A JP 12961088A JP 12961088 A JP12961088 A JP 12961088A JP H0553742 B2 JPH0553742 B2 JP H0553742B2
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JP
Japan
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cement
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quick
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JP12961088A
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JPH01298050A (ja
Inventor
Hirofumi Shimatani
Shunji Yamadera
Takuo Nojiri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Osaka Cement Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0553742B2 publication Critical patent/JPH0553742B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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、吹付け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、
吹付け速度に追い付かず、吹付け物が自重で剥落
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。 従つて、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。 (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50〜66%、 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
の一部を生石灰および/または消石灰により代
替した上記第1項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
と理解されるべきであり、従つて、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
ン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが使
用可能であるが、特にNa2OとAl2O3との合計
量が90%以上であつて、Na2O:Al2O3=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量は、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
が低下する。 アルカリ金属炭酸塩 アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウ
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条し
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・7Al2O3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、1300〜1400℃程
度で焼成して、製造される。この様な焼成物
は、少量の3CaO・SiO2、2CaO・SiO2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2500cm2/g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量は、50〜66%
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、66%
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、5〜13.8%と
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、SO2- 4の濃度が高くなつて
エトリンガイド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つてアルミン
酸カルシウムの水和を抑制するので、急結性が
かえつて低下する。 生石灰および/または消石灰 本発明においては、50〜66%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
系材料の強度発展の点では、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、組成物終
了の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
てブレーン比表面積3500cm2/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 アルミン酸カルシウムによる影響を調べた。 普通ポルトランドセメント200gに対し、第1
表に示すような組成の本発明セメント用急結剤10
gをそれぞれ加えて実施した。得られたセメント
材料については、JIS R 5201に規定されたビカ
ー針による凝結試験を行ない、その終結時間を測
定した。その結果を第1表に示す。なお、水セメ
ント比は40%、当該セメント用急結剤のブレーン
比表面積は4050〜5110cm2/gであつた。
【表】 第1表の結果、アルミン酸カルシウム量(生石
灰含む)が70%含まれている試料No.1は、他の本
発明試料No.2〜6に比してその凝結時間が著しく
遅くなつており、アルミン酸カルシウム量が多量
になると却つて急結性が低下することがわかる。 実施例 2 アルミン酸ナトリウムと炭酸ナトリウムによる
影響を調べた。 普通ポルトランドセメント200gに対し、第2
表に示すような組成の本発明セメント用急結剤10
gをそれぞれ加えて実施例1と同様にして実施し
た。得られたセメント材料については、実施例1
と同様の凝結試験を行なつた。その結果を第2表
に示す。
【表】 第2表の結果、アルミン酸ナトリウム及び炭酸
ナトリウム量の少なくとも一方が本発明所定量と
なつていない試料No.7、8、13、14及び15は、本
発明試料No.9〜12に比して、5℃及び20℃の少な
くとも一方における凝結時間が遅くなつており、
アルミン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムのどち
らも本発明所定量とならなければ凝結が促進され
ないことがわかる。 実施例 3 生石灰による影響を調べた。 普通ポルトランドセメント200gに対し、第3
表に示すような組成の本発明セメント用急結剤10
gをそれぞれ加えて実施例1と同様にして実施し
た。得られたセメント材料については、実施例1
と同様の凝結試験を行なつた。その結果を第3表
に示す。
【表】 第3表の結果より、一定割合でアルミン酸カル
シウムを生石灰で代替しても、生石灰を含まない
試料No.20と凝結時間につき同様の効果が得られる
ことがわかる。 実施例 4 硫酸アルミニウムによる影響を調べた。 普通ポルトランドセメント200gに対し、第4
表に示すような組成の本発明セメント用急結剤10
gをそれぞれ加えて実施例1と同様にして実施し
た。得られたセメント材料については、実施例1
と同様の凝結試験を行なつた。その結果を第4表
に示す。
【表】 第4表の結果より、硫酸アルミニウムを13.8%
まで加えても凝結時間は影響を受けないが、それ
を超えると特に低温での急結性が低下することが
わかる。 実施例 5 普通ポルトランドセメント520g、豊浦標準砂
1040g及び第5表に示す組成の本発明セメント用
急結剤26gを使用して、JIS R 5201に準じて圧
縮強度試験を行なつた。急結剤のブレーン比表面
積は4030〜5110cm2/gであつた。その結果を第6
表に示す。
【表】
【表】 実施例 6 普通ポルトランドセメント200gに第7表に示
すブレーン比表面積となるように粉砕した本発明
セメント用急結剤10gを加え、水セメント比40%
で20℃で混練し、JIS R 5201に規定されたビガ
ー針による凝結試験の終結時間を測定した。その
結果を第7表に示す。
【表】 実施例 7 普通ポルトランドセメント400g、川砂(比重
2.59、FM2.85)1200g、ブレーン比表面積4910
cm2/gの本発明セメント用急結剤20gを空練り
し、水200ml(w/c=50%)を加えて混練した
後、直ちにプロクター貫入試験を行なつた。その
結果を第8表に示す。なお、第8表には比較のた
め、本発明セメント用急結剤の代わりに市販の急
結剤を用いた結果も示す。
【表】 実施例 8 普通ポルトランドセメント520g、豊浦標準砂
1040g及びブレーン比表面積4910cm2/gの本発明
セメント用急結剤26gを空練りし、水338ml
(w/c265%)を加えて混練した後、直ちにJIS
R 5201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
を行なつた。その結果を第9表に示す。なお、第
9表には比較のため、本発明セメント用急結剤の
代わりに市販の急結剤を用いた結果も示す。
【表】 実施例 9 第10表に示す配合のコンクリートにブレーン比
表面積5040cm2/gの本発明セメント用急結剤26g
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。その結果を第
11表に示す。なお、第11表には比較のため、本発
明セメント用急結剤の代わりに市販の急結剤を用
いた結果も示す。
【表】
【表】
【特許請求の範囲】
1 トンネルまたは地下空洞の掘削面に、予め練
り混ぜたコンクリートに急結剤を添加して施工す
るコンクリートの覆工工法に使用するコンクリー
トの製造方法であつて、予め練り混ぜるコンクリ
ートに対して分子構造の一部にカルボキシル基置
換ビニルモノマーを含む共重合体を主成分とする
ポリカルボン酸塩系混和剤をセメント重量に対し
固形物換算で0.01%〜0.5%の使用で添加するこ
とを特徴とするコンクリートの製造方法。
JP12961088A 1988-05-26 1988-05-26 セメント用急結剤 Granted JPH01298050A (ja)

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JPH01298050A JPH01298050A (ja) 1989-12-01
JPH0553742B2 true JPH0553742B2 (ja) 1993-08-10

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230073659A (ko) * 2021-11-19 2023-05-26 에스원건설 주식회사 알루민산 칼슘계 결합재 조성물 및 그의 제조방법

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