JPH06104324B2 - 水硬性結合剤及びセメント質混合物製造方法 - Google Patents

水硬性結合剤及びセメント質混合物製造方法

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JPH06104324B2 JP26411086A JP26411086A JPH06104324B2 JP H06104324 B2 JPH06104324 B2 JP H06104324B2 JP 26411086 A JP26411086 A JP 26411086A JP 26411086 A JP26411086 A JP 26411086A JP H06104324 B2 JPH06104324 B2 JP H06104324B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、流動化剤（fluidifying agents）すなわち
可塑剤又は超可塑剤を含有するセメント質混合物に関す
る。
可塑剤又は超可塑剤は、水／セメント比が同一のまだ固
まらないセメント混合物の流動度を増加してその混合物
のワーカビリチーと打込みの容易さを改良するために、
モルタル又はコンクリートに有利に使用される化学混和
剤である。それとは別に、同じ混和剤を減水剤として使
用して、ワーカビリチーの度合を同じに維持させながら
水／セメント比を減少させ、それによって硬化モルタル
又はコンクリートのあらゆる性質を改良することができ
る。
ASTM規格によれば、同じ流動度について、可塑剤（plas
ticizers）は混合水を少なくとも５％まで減らすことが
可能であるが、超可塑剤（super-plasticizers）は混合
水を少なくとも12％まで減少させることが可能でなけれ
ばならない。これらの混和剤は、まだ固まらないコンク
リート又はモルタル混合物を製造する際に混合水に添加
するか、又は、セメントを製造する間にそのセメントに
添加して乾燥セメント中に乾燥形態で存在させることが
できよう。
驚くべきことに、可塑剤及び超可塑剤の流動化効果又は
保水効果は、混合する前にセメントが給湿された場合に
増加する、ということが発見された。
従って、本発明は、可塑剤及び超可塑剤より選択した少
なくとも１の混和剤の存在下で水硬性結合剤（hydrauli
c binder）、骨材、及び水を一緒に混合する工程を含む
セメント質混合物を製造するための方法であって、前記
混合工程の前に前記水硬性結合剤が水で処理されて0.1
〜10重量％の水を保持することを特徴とする方法を提供
する。
好ましいセメント質混合物は、モルタル及びコンクリー
トである。水硬性結合剤は、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメントもしくは混合セメント、例えばポゾラン
セメント、スラグセメント、又は他の種類のものでよい
が、ポルトランドセメントが好ましい。一層好ましい結
合剤は、クリンカー及び硫酸カルシウムを石炭だき発電
所からのボトムアッシュと一緒に粉砕して作られたポゾ
ランセメントである。水で急冷されて水分含有量が通常
約20〜30重量％であるボトムアッシュは、好ましくは、
粉砕する前に水分含有量を12重量％未満、より好ましく
は４〜７重量％まで乾燥させる。好ましくは、ボトムア
ッシュは、未燃焼炭素を１重量％より多く含有し、１重
量％より少ない硫酸塩を含有する。
適当する可塑剤には、グルコナートに基づく生成物、リ
グノスルホナートに基づく生成物、及び水酸化ポリマー
に基づく生成物が含まれ、一方適当する超可塑剤には、
ナフタレンスルホナート又はメラミンスルホナートとホ
ルデアルデヒドに基づく縮合物、ポリスチレンスルホナ
ート、及びヒドロキシアクリラートが含まれる。好まし
くは、混合物は少なくとも１の超可塑剤、より好ましく
はβ−ナフタレンスルホナートに基づく縮合物を、詳し
く述べるならばカルシウム塩の形で含有する。
本発明に従って製造したセメント質混合物には、セメン
ト技術において慣用的であるような別の混和剤、例え
ば、急結剤もしくは凝結遅延剤、AE材、防霜剤（frost
protection agents）、顔料等が存在することもできよ
う。
流動化剤（可塑剤又は超可塑剤）は、混合水と共に混合
物に加えるか、又は混合する前の湿潤セメント中に存在
させることができよう。本発明は更に、可塑剤及び超可
塑剤より選択した少なくとも１の混和剤を含有し、且つ
0.1〜10重量％の吸収水を含有する水硬性結合剤を提供
する。セメント中に存在する流動化剤の量は、セメント
の重量に基づいて好ましくは0.1〜１乾き重量％、より
好ましくは0.2〜0.5乾き重量％である。
流動化剤を添加する前にこのような結合剤を湿してもよ
く、あるいは流動化剤を既に含有している結合剤を湿し
ても差支えない。その代りに、結合剤を流動化剤の水溶
液で湿して給湿及び流動化剤の添加を同時に行なうこと
ができよう。
水硬性結合剤もしくはセメントの給湿は、セメント重量
の0.1〜10重量％、好ましくは0.5〜５重量％、より好ま
しくは0.5〜２重量％の量の水が均質に吸収されるよう
に、好ましくは粉砕工程後、セメントを液体、エーロゾ
ル、又は蒸気の形の水にさらして行なう。上記の重量百
分率は、吸収した水の重量を表わし、適用した水の重量
を表わすものではない。水は、好ましくは、粉砕工程の
直後かあるいはその後一定の期間をおいた後に細かい液
体スプレーの形でセメントに加えられる。
水処理工程を行なうのに適当する装置は、図解して第１
図に示す。セメントは、円錐形供給口３にセメントを導
く供給管２を通って容器１に供給される。供給管２より
も小口径の供給管４がスプレーノズル５に通じており、
水又は流動化剤の水溶液がポンプによりこのスプレーノ
ズル５を通して供給される。孔をあけたこの容器の底板
６を通して空気の流れを吹きつけ、この空気の流れが湿
ったセメントを混合し、そして搬出管７を通してそれを
搬出する。
流動化剤を含有する乾燥セメントは、例えば米国特許第
2141571号及び同第3856542号に記載されるように、粉砕
工程の間に流動化剤の水溶液をセメントにスプレーする
ことによって得ることができる、ということは公知であ
る。しかしながら、これらの特許文献に記載されるよう
に、セメントは、水が急速に蒸発して乾燥した流動化剤
をセメント粒子に付着させるが、最終製品の水分は増加
させない温度にある。
この発明の方法は、ある量の水を粉砕工程の間に、ある
いは一部の水が最終製品に残留するような温度で添加す
ることによって実施することが可能であるが、吸収され
る水の量を管理するのが困難なため、粉砕後にセメント
を湿すのが好ましい。
存在する水の最適な量は、セメントの化学組成と粉末度
とによって変化する。細かく粉砕されたセメントは、粗
く粉砕されたものよりも一般に水を幾分多く必要とす
る。
水は、示差走査熱量測定（DSC）、示差熱重量測定（DT
G）、又は示差熱分析（DTA）の技術によって検出するこ
とができるような量が、主としてセメント粒子の表面に
水和鉱物のエトリンジャイト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・3
1H2O）及び／又はモノ硫酸塩（3CaO・Al2O3・CaSO4・16
H2O）の形で吸収される。第２図は、２つのセメント試
料から得られたDSCの走査図を示す。これらの試料は、
両方とも0.4乾き重量％の超可塑剤を含有するが、破線
の曲線で示した試料は水処理を施されておらず、他方の
実線の曲線で示したものは１重量％の水で処理されてい
る。エトリンジャイトから水が失われたことによるピー
ク（ピーク（ａ））及びモノ硫酸塩から水が失われたこ
とによるピーク（ピーク（ｂ））を、水処理された試料
の走査図にはっきりと見ることができる。ピーク（ｃ）
は、セッコウから水が失われたためのピークである。
本発明に従って調製したセメント混合物は、その混合物
のワーカビリチーと、結果として生ずる硬化コンクリー
ト又はモルタル、例えばコンクリートの製造物品の強度
特性とが非常にうまく組合わされている。一般にセメン
トによる水の吸収は望ましくなく、また結果として生ず
るコンクリートの強度に悪影響を与えると信じられてい
るので（例えば「セメント−石灰−セッコウ（Zement-K
alk-Gips）」第５巻259〜267頁（1974）所載のスプルン
ク（S.Sprung）の「セメントの硬化及び強度に対する粉
砕雰囲気の影響」及びドゥーダ（W.H.Duda）の「セメン
トデータブック」（ウィースバーデン及びベルリンのバ
ウファーラーク社（Bauver-lag GmbH））の155頁の注を
参照）、この結果は特に驚くべきことである。
下記の実施例により本発明を説明する。実施例において
は、部、比、及び百分率は全て重量によるものである。
例１ それぞれが１部の高強度ポルトランドセメント及び３部
の砂を含有し、且つ水／セメント比が0.45であるモルタ
ル混合物を６種類調製した。それぞれは、カルシウムβ
−ナフタレンスルホナートのホルムアルデヒド縮合物に
基づく超可塑化混和剤を、セメント重量に基づいて0.4
乾き重量％（40％水溶液を１％添加）含有した。モルタ
ル混合物は、市販の３つの異なる高強度ポルトランドセ
メントからそれぞれ２つずつ作った。それぞれ２つずつ
の混合物のうちの一方は市販のセメントをそのまま使っ
て作り、他方は１％の水で処理したセメントから作っ
た。それぞれのモルタルについて、UNI 7044に従ってフ
ローテーブル試験をしてまだ固まらない混合物の流動度
を測定し、そして１日後、７日後、及び28日後に圧縮強
度を測定した。３種類の異なるセメントについての平均
値を第１表に示す。
本発明に従って処理したセメントは、超可塑剤の存在下
で、未処理のセメントより流動度が実質的に高く、且つ
圧縮強度が等しいかあるいはやや勝るモルタルを生じ
た。
例２ 例１におけるのと同じ成分を同じ割合で有する２種類の
モルタルを作ったが、超可塑剤を独立に添加する代り
に、製造工程の間に0.4％の同じ超可塑剤を混入したセ
メントを使用した。１つのモルタルについては市販のセ
メントをそのまま使用し、もう１方についてはセメント
を１％の水で処理した。２つのモルタルについてのフロ
ーテーブル及び圧縮強度の試験結果を第２表に示す。
例１のように、試験結果は流動度がかなり改良され且つ
圧縮強度がわずかに改良されたことを示す。
例３ それぞれが１部の高強度ポルトランドセメント及び３部
の砂を含有し、且つ水／セメント比が0.50であるモルタ
ルを４種類調製した。それらのうちの２つは、混合する
前にセメントを0.5％の水で処理した。それぞれのモル
タルは、カルシウムリグノスルホナートかナトリウムグ
ルコナートのいずれかである可塑化混和剤を、セメント
重量に基づいて0.1乾き重量％（50％水溶液を0.2％）含
有した。混合物のフローテーブル測定結果を第３表に示
す。
例４ それぞれが１部の高強度ポルトランドセメント、３部の
砂、及び例１で使用した超可塑化混和剤をセメント重量
に基づいて0.48乾き重量％（40％水溶液を1.2％）含有
するモルタルを８種類調製した。７つのモルタルについ
ては、それらを調製するのに使用したセメントを0.05〜
10％の水で湿した。全水／セメント比が全ての場合に0.
45となるように、モルタルを混合するのに用いる水の量
を調節してセメントに加えた。その結果得られたモルタ
ルの流動度を第４表に示す。
給湿水を混合水の一部として考えてさえも、本発明に従
って調製した番号２〜８のモルタルの流動度は対照の番
号１のモルタルよりも有意に大きい、ということが明ら
かである。0.5〜５％の水による給湿が、特に良好な結
果を与えることが分る。
例５ それぞれが１部のセメント、３部の砂、及び例１で使用
した超可塑化混和剤をセメント重量に基づいて0.48乾き
重量％（40％水溶液を1.2％）含有し、全水／セメント
比が0.45であるモルタルを８種類調製した。下記の異な
る４種類のセメントを使用した。
ａ） ポゾランセメント（天然ポゾラン使用） ｂ） スラグセメント ｃ） ポゾランセメント（フライアッシュ使用） ｄ） ポゾランセメント（ボトムアッシュ使用） ボトムアッシュは初めは25％の水を含有しており、これ
を乾燥して水を５％にした。各セメントは、市販のま
ま、あるいは１％の水で湿してから使用した。流動度試
験の結果を第５表に示す。
流動度の改良がポルトランドセメント以外のセメントに
ついても見いだされる、ということが明らかである。
例６ それぞれが１部の高強度ポルトランドセメント及び３部
の砂を含有し、全水／セメント比が0.45であるモルタル
を４種類調製した。それぞれには例１の超可塑剤を0.4
％（40％水溶液を１％）含有させたが、これは下記に示
すように異なる段階で添加された。
１） 混合水に超可塑剤を添加した。セメントには給湿
しなかった。
２） 製造工程中に超可塑剤を添加した。乾燥セメント
＋超可塑剤には給湿しなかった。
３） 粉砕後のセメントを、超可塑剤の40％溶液を１％
使用して給湿した。
４） 粉砕後のセメントを、超可塑剤の40％溶液を等容
量の水と混合して得られた溶液を２％使用して給湿し
た。
３）及び４）のモルタルは、このように本発明に従って
調製する。１）及び２）のモルタルは対照である。
その結果得られるモルタルの流動度特性を第６表に示
す。
例７ セメント工場における粉砕工程中に例１の超可塑剤を0.
4乾き重量％（40％水溶液を１％）使用して処理したポ
ルトランドセメントを用いて、コンクリートを２種類調
製した。一方は市販のセメントをそのまま使用し、他方
は１％の水でで給湿した。両方のコンクリート混合物は
400kg/m3のセメントと、同量の同じ骨材（最大寸法20m
m）を含有し、これらを水で混合して同じコンシステン
シー（スランプ値220mm±10mm）にした。
第７表は、このスランプ値にするのに必要な水の量及び
その結果生じたコンクリートの圧縮強度を示す。
本発明に従ってセメントを処理することによって、超可
塑剤が水を減少させる効果が増すことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の水処理工程を行なうための装置の説明
図、第２図は２つのセメント試料から得られた示差走査
熱量測定の走査図である。 図中、１は容器、２はセメント供給管、３は円錐形供給
口、４は水供給管、５はスプレーノズル、６は底板、７
は搬出管である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水硬性結合剤に加え可塑剤及び超可塑剤よ
    り選択した少なくとも１の混和剤0.2〜0.5重量％と水0.
    5〜２重量％を含有し、かつ示差走査熱量測定の走査図
    上にエトリンジャイト及びモノ硫酸塩に対応するピーク
    を示すことを特徴とする、向上した流動化または保水効
    果を示すセメント質混合物を調製するための水硬性結合
    剤組成物。
  2. 【請求項２】水硬性結合剤に可塑剤及び超可塑剤より選
    択した少なくとも１の混和剤と少量の水を混合すること
    により、水硬性結合剤に加え混和剤0.2〜0.5重量％と水
    0.5〜２重量％を含有し、かつ示差走査熱量測定の走査
    図上にエトリンジャイト及びモノ硫酸塩に対応するピー
    クを示す水硬性結合剤組成物を得ることを特徴とする、
    向上した流動化または保水効果を示すセメント質混合物
    を調製するための水硬性結合剤組成物の調製法。
  3. 【請求項３】水硬性結合剤に加え可塑剤及び超可塑剤よ
    り選択した少なくとも１の混和剤0.2〜0.5重量％と水0.
    5〜２重量％を含有し、かつ示差走査熱量測定の走査図
    上にエトリンジャイト及びモノ硫酸塩に対応するピーク
    を示す水硬性結合剤組成物を予め調製し、この水硬性結
    合剤組成物に骨材及び水を混合することによりセメント
    質混合物を得ることを特徴とする、向上した流動化また
    は保水効果を示すセメント質混合物の調製法。
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