JPH07101761A - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents
セメント混和材及びセメント組成物Info
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- JPH07101761A JPH07101761A JP5244437A JP24443793A JPH07101761A JP H07101761 A JPH07101761 A JP H07101761A JP 5244437 A JP5244437 A JP 5244437A JP 24443793 A JP24443793 A JP 24443793A JP H07101761 A JPH07101761 A JP H07101761A
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Abstract
混和材及びセメント組成物を提供すること。 【構成】 CaO原料とCaSO4原料を含む配合物を熱処理し
て生成する、CaOとCaSO4を有効成分とする鉱物からな
り、かつ、該鉱物中の成分割合は、CaSO4が、CaOとCaSO
4の合計100重量部中10〜50重量部である膨張物質と、非
晶質カルシウムアルミネ−ト、潜在水硬性物質、増粘
剤、及び減水剤とを配合してなるセメント混和材、並び
に、セメントと該セメント混和材を含有してなるセメン
ト組成物を構成とする。 【効果】 本発明のセメント混和材を使用することによ
り、寸法安定性や強度発現性に優れた締め固め不要コン
クリ−トが得られるなどの効果を奏する。
Description
において使用されるセメント混和材及びセメント組成物
に関する。
な構造物を構築することが可能なため、欠くことのでき
ない材料である。しかし、セメントには、収縮するとい
う欠点があり、この収縮を防止する目的でセメント膨張
材が数多く提案されている。
トリンガイトやCa(OH)2を生成させる石灰含有系セメン
ト膨張材、鉄粉やアルミニウム粉などの金属粉系セメン
ト膨張材、及びマグネシア系セメント膨張材の3つに大
別され、我が国においては、安価であること等から石灰
系セメント膨張材が主流となっている。
源とSiO2源を熱処理し、遊離石灰(f-CaO)と、セメント
鉱物である3CaO・SiO2(C3S)を主成分とするf-CaO−C3S系
セメント膨張材が知られている(特公昭53−13650号公
報)。しかしながら、このセメント膨張材は、ポゾラン
物質を混合した混合セメントに使用した場合、膨張量が
低下するばかりでなく、膨張発現性が遅くなり、寸法安
定性や強度発現性に悪影響をおよぼすという課題があっ
た。
で、あるいは、セッコウと組み合わせてセメント急硬材
として使用されている(特公昭54-17771号公報)。
大規模施工の増加から、施工の省力化を目的として、増
粘剤や減水剤を多量に配合し、かつ、フライアッシュや
高炉スラグ等の潜在水硬性物質をセメントと置換した、
締め固めの不要な、または、微振動で締め固めのできる
コンクリ−ト配合組成物が提案されている(特開平3−45
522号公報、特開平3−237049号公報等)。しかしなが
ら、これらのコンクリ−ト配合組成物は、収縮量が大き
く、寸法安定性が乏しいという課題があった。
努力を重ねた結果、特定のセメント混和材を使用するこ
とにより前記課題が解決できるとの知見を得て本発明を
完成するに至った。
料とCaSO4原料を含む配合物を熱処理して生成する、CaO
とCaSO4を有効成分とする鉱物からなり、かつ、該鉱物
中の成分割合は、CaSO4が、CaOとCaSO4の合計100重量部
中10〜50重量部である膨張物質と、非晶質カルシウムア
ルミネ−ト、潜在水硬性物質、増粘剤、及び減水剤とを
配合してなるセメント混和材、セメントと、該セメント
混和材を含有してなるセメント組成物である。
は、CaO原料とCaSO4原料を配合し、熱処理してなり、Ca
OとCaSO4の合計100重量部中、CaSO4が10〜50重量部であ
る。
任意に選択されうるものであり、特に限定されるもので
はないが、例えば、CaO原料として、石灰石や消石灰な
どのCaCO3質やCa(OH)2質などが、CaSO4原料として、無
水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウ等が挙げ
られる。原料中に存在するSiO2、Fe2O3、CaF2、MgO、及
びTiO2等の不純物は、本発明の目的を実質的に阻害しな
い範囲では特に限定されるものではない。
の配合割合は、生成物である膨張物質のCaOとCaSO4の合
計100重量部中、CaSO4が10〜50重量部となるように配合
すること好ましい。CaSO4が10重量部未満では、例え
ば、材令1日までに急激な膨張性を示し、その膨張物質
を用いたセメント硬化体にクラックが発生したり、強度
発現性が低下する場合があり、CaSO4が50重量部を越え
る量では、膨張性が低下する傾向がある。
有量により、セッコウの脱硫酸分解温度が大きく変化す
るため、焼成時の焼成温度は特に限定されるものではな
いが、通常、焼成温度は1,100〜1,600℃程度が好まし
い。
なく、通常の方法が可能である。本発明の膨張物質を製
造する熱処理方法としては特に限定されるものではな
く、例えば、ロ−タリ−キルンによる焼成や電炉による
溶融などいずれの方法も可能である。
依存するため、特に限定されるものではないが、通常、
ブレ−ン値で1,500〜8,000cm2/gが好ましい。1,500未満
では、強度発現性やセメント組成物の流動性に悪影響を
およぼす恐れがあり、8,000cm2/gを越えると、膨張性が
充分に発揮されない場合がある。膨張物質の配合割合
は、使用する目的により異なり、特に制限されるもので
はないが、通常、膨張物質と、後述する非晶質カルシウ
ムアルミネ−ト、潜在水硬性物質、及びセメントからな
る結合材100重量部に対して、3〜12重量部が好まし
く、5〜7重量部がより好ましい。3重量部未満では膨
張性が充分ではなく、12重量部を越えると異常膨張を起
こすおそれがある。
トは、CaO原料とAl2O3原料の混合物を溶融し、急冷して
得られたクリンカーを粉砕することにより得られる。原
料の溶融温度は、不純物によって変化するが、通常、1,
500〜1,700℃が好ましい。非晶質カルシウムアルミネ−
トのCaO含有量は、35〜55重量%が好ましい。35重量%
未満では、膨張性が不十分になるおそれがあり、55重量
%を越えるとこの非晶質カルシウムアルミネ−トを用い
たセメント組成物の流動性が損なわれ、作業性が損なわ
れるおそれがある。非晶質カルシウムアルミネートの粉
末度は、使用目的によって異なり、特に限定されるもの
ではないが、ブレーン値で2,000以上が好ましい。2,000
cm2/g未満では膨張性が低下するおそれがある。
は、膨張物質100重量部に対して、10〜100重量部が好ま
しく、20〜50重量部がより好ましい。10重量部未満で
は、それを用いたセメント硬化体にクラックが入りやす
く、100重量部を越えると、膨張性が不十分となる傾向
がある。また、非晶質カルシウムアルミネ−トの配合量
は、通常、膨張物質、非晶質カルシウムアルミネ−ト、
及び後述する潜在水硬性物質とセメントからなる結合材
100重量部に対して、3〜7重量部が好ましい。3重量
部未満では、膨張発現時期が遅延し、異常膨張を起こす
場合があり、7重量部を越えると、流動性が損なわれ、
作業性に悪影響を及ぼす恐れがある。
と併用することによって、流動性、材料分離抵抗性、並
びに、密実性を向上させるものであり、具体的には、シ
リカヒュ−ム、フライアッシュ、及び高炉スラグ微粉末
等のポゾラン物質等が挙げられる。潜在水硬性物質の粉
末度は、特に限定されるものではないが、ブレ−ン値で
4,000cm2/g以上が好ましい。4,000cm2/g未満では流動性
や材料分離抵抗性が不十分となる場合がある。潜在水硬
性物質の使用量は、セメントと潜在水硬性物質の合計10
0重量部に対して、10〜70重量部が好ましい。10重量部
未満では、セメント組成物の流動性や材料分離抵抗性が
充分でなく、70重量部を越えると、流動性が極端に低下
する傾向がある。
超早強、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント等が挙げられる。
ためや材料分離を抑制するために使用されるもので、具
体的には、メチルセルロ−ス系、ポリエチレングリコ−
ル系、エチレンオキサイド系、ポリアクリルアマイド等
のアクリル系、及びポリビニルアルコ−ル系等の水溶性
高分子の増粘剤が挙げられるが、すでに、水中不分離性
混和剤として市販されているものを使用することも可能
である。
えば、メチルセルロ−ス系として、信越化学工業社製商
品名「アスカクリ−ン」、竹本油脂社製商品名「アクアセ
ッタ−」、及び電気化学工業社製商品名「デンカスタビコ
ンA」等が挙げられ、アクリル系として、三共化成工業
社製商品名「シ−ベタ−」や東亜合成化学社製商品名「ア
ロンシ−クリ−トW」等が挙げられる。
量を用いることが可能であるが、通常コンクリ−ト1m3
当たり、0.01〜2kg程度が好ましく、目的や使用状況に
よって使用量を適宜変化することが好ましい。
のではないが、高性能減水剤、高性能AE減水剤、及び
流動化剤等の使用が好ましい。高性能減水剤、高性能A
E減水剤、及び流動化剤は、大別して、ナフタリン系、
メラミン系、ポリカルボン酸系、及びアミノスルホン酸
系等に分類される。その代表例としては、ナフタリン系
として、花王社製商品名「マイティ2000WH」等、電気化学
工業社製商品名「デンカFT-500」や「デンカFT-80」などが
挙げられ、メラミン系として、昭和電工社製商品名「メ
ルメントF-10」や日本シ−カ社製商品名「シ−カメント10
00H」などが挙げられ、ポリカルボン酸系として、デン
カグレ−ス社製商品名「ダーレックススーパ−100PHX」や
「ダ−レックスス−パ−200」、及びエヌエムビ−社製商
品名「レオビルドSP-8HS」などが挙げられ、アミノスルホ
ン酸系として、藤沢薬品工業社製商品名「パリックFP-10
0U」等が挙げられる。その他、日本ゼオン社、神戸材料
社、山陽国策パルプ社、竹本油脂社、福井化学工業社、
及び第一工業製薬社等各社より同様の減水剤が市販され
ている。これらの減水剤の使用量は、メ−カ−の指定の
範囲で充分ではあるが、ナフタリン系やメラミン系は、
セメント、潜在水硬性物質、膨張物質、及び非晶質カル
シウムアルミネートからなる結合材100重量部に対し
て、1〜4重量部、ポリカルボン酸系やアミノスルホン
酸系は1〜2重量部が好ましいが、特に限定されるもの
ではない。
晶質カルシウムアルミネ−ト、潜在水硬性物質、増粘
剤、及び減水剤を主成分として、効果的な膨張性を付与
するものであって、膨張物質に非晶質カルシウムアルミ
ネートを組み合わせることによって、組成物中の遊離の
CaOがポゾラン物質に消費されて膨張量が低下すること
を抑制し、強度発現時期が遅延するのを防止するもので
あり、非晶質カルシウムアルミネートを共存させること
によって、エトリンガイトを効果的に生成させるもので
ある。
膨張物質とカルシウムアルミネートとの混合割合を調節
することにより、セメント混和材の膨張量と膨張時期を
使用するセメントの種類に応じ調節することが可能であ
る。
る目的や用途に依存し、特に限定されないが、通常、ブ
レ−ン値で1,500〜8,000cm2/gが好ましい。1,500cm2/g
未満では、強度発現性が低下するおそれがあり、8,000c
m2/gを越えると、膨張性が十分に発揮されない場合があ
る。セメント混和材の使用量は、使用する目的により異
なるが、通常、セメント100重量部に対して、3〜15重
量部が好ましく、5〜10重量部がより好ましい。3重量
部未満では膨張性が十分ではなく、12重量部を越える
と、異常膨張を起こす可能性がある。
ル又はコンクリートで使用される量が使用でき、特に限
定されるものではない。
砂利などの骨材、凝結遅延剤、セメント急硬材、防錆
剤、防凍剤、高分子エマルジョン、ベントナイトやモン
モリロナイトなどの粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタ
ルサイト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、
硫酸アルミニウムや硫酸ナトリウムなどの無機硫酸塩、
無機リン酸塩、並びに、ホウ酸等からなる群より選ばれ
た一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害し
ない範囲で併用することが可能である。
の混合・混練方法は特に限定されるものではなく、通常
の方法で十分である。本発明のセメント混和材とセメン
トなどの混合装置としては、既存の撹拌装置が使用可能
であり、例えば、、傾胴ミキサ−、オムニミキサ−、V
型ミキサ−、ヘンシェルミキサ−、及びナウタ−ミキサ
−等が利用可能である。また、混合は、それぞれの材料
を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部若しくは
全部を混合しておいても差し支えない。本発明のセメン
ト混和材を用いたセメント硬化体の養生方法は特に限定
されるものではなく、一般に行われる、常温・常圧養
生、蒸気養生、高温高圧、及び加圧養生等のいずれの方
法も使用可能である。
る。
が所定の割合になるように配合し、ロータリーキルンを
用いて1,400℃で焼成し膨張物質のクリンカーを作成
し、ブレーン値が3,000±200cm2/gになるように粉砕し
て膨張物質を調整した。膨張物質のCaOとCaSO4の重量比
は、化学分析値から求めた。CaSO4は化学分析のSO3値か
ら換算し、CaOはトータルCaOからCaSO4中のCaOを差し引
いた値である。また、CaO原料とAl2O3原料を配合し、電
気炉を用い、1,650℃で溶融し、急冷して得た非晶質カ
ルシウムアルミネートクリンカーを粉砕して非晶質カル
シウムアルミネート(A−CA)を得た。セメントと潜在
水硬性物質の合計100重量部に対して、潜在水硬性物質
を30重量部、セメント、膨張物質、非晶質カルシウムア
ルミネ−ト、及び潜在水硬性物質からなる結合材100重
量部に対して、膨張物質7重量部、非晶質カルシウムア
ルミネ−ト5重量部使用して、コンクリ−ト中の結合材
の単位量を460kg/m3とし、その他の材料の単位量を、水
158.1kg/m3、細骨材889kg/m3、粗骨材741kg/m3、増粘剤
20g/m3、減水剤6.9kg/m3、及びAE剤23g/m3としたコン
クリ−トを調整した。このコンクリ−トの膨張率と、流
動性の指標となるスランプフロ−値とVF値を測定した。
結果を表1に併記する。
ブレーン値3,100cm2/g 市販品β:電気化学工業社製膨張材商品名「CSA#20」、ブ
レ−ン値2,950cm2/g A−CAイ:CaO含有量40重量%、ブレ−ン値3,120cm2/
g 潜在水硬性物質A:東北発電工業社製フライアッシュ 増粘剤 :信越化学工業社製メチルセルロ−ス 減水剤 :デンカグレ−ス社製商品名「ダ−レックスス
−パ−100PHX」、主成分ポリカルボン酸系 AE剤 :デンカグレ−ス社製商品名「AEA-S 」、主成分
スルホン酸炭化水素系 セメント:電気化学工業社製普通ポルトランドセメント 細骨材 :新潟県姫川産、比重2.63、FM2.74 粗骨材 :新潟県姫川産、比重2.67、FM6.94 水 :水道水
び漁港漁村建設技術研究所発行、水中不分離性コンクリ
−ト・マニュアル、付録1「水中不分離性コンクリ−ト
の試験、スランプフロ−試験」に従い、コンクリ−トの
広がりを直角方向に2点測定した。 VF値 :土木学会制定案のV.F.コンシストメ−タ
−を用い、無振動でセメント組成物をシリンダ−下部の
孔から流出させ、流動が停止した時点での円筒容器内の
セメント組成物上面の下がりを測定し、これをVF値と
した。 充填性 :無振動でのコンクリ−トの充填性について判
定。平断面が50×50cmで、高さ40cmの透明アクリル製容
器の中に、16mmφの鉄筋を縦と横のピッチを50mmとし
て、水平方向に互いに平行して縦7段、横8列にして合
計56本配筋し、容器内の片側に配筋しない空間を設け
て、この空間にコンクリ−トを充填して、配筋部への充
填性を、充填完了までの時間で×、○、及び◎と判定し
た。×は15秒以上、○は10秒以内、及び◎は7秒以内で
充填完了を示す。
シウムアルミネ−トからなる結合材100重量部に対し
て、膨張物質bの量を表2に示すように変えたこと以外
は実施例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
物質、及び非晶質カルシウムアルミネ−トからなる結合
材100重量部に対して、非晶質カルシウムアルミネ−ト
の種類と量を表3に示すように変えたこと以外は実施例
1と同様に行った。結果を表3に併記する。
g A−CAハ:CaO含有量45重量%、ブレ−ン値3,090cm2/
g
0重量部に対して、表4に示すように、潜在水硬性物質
の種類と量を変えたこと以外は実施例1と同様に行っ
た。結果を表4に併記する。
により、寸法安定性や強度発現性に優れた締め固め不要
コンクリ−トが得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 CaO原料とCaSO4原料を含む配合物を熱処
理して生成する、CaOとCaSO4を有効成分とする鉱物から
なり、かつ、該鉱物中の成分割合は、CaSO4が、CaOとCa
SO4の合計100重量部中10〜50重量部である膨張物質と、
非晶質カルシウムアルミネ−ト、潜在水硬性物質、増粘
剤、及び減水剤とを配合してなるセメント混和材。 - 【請求項2】 セメントと、請求項1記載のセメント混
和材を含有してなるセメント組成物。
Priority Applications (4)
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JP2002068812A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-08 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント組成物 |
KR100454673B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2004-11-05 | 동양산전 주식회사 | 씨에스에이계 도전성 팽창재 |
JP2014148434A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Taisei Corp | 水硬性組成物 |
-
1993
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JP4563562B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2010-10-13 | 電気化学工業株式会社 | セメント組成物 |
KR100454673B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2004-11-05 | 동양산전 주식회사 | 씨에스에이계 도전성 팽창재 |
JP2014148434A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Taisei Corp | 水硬性組成物 |
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