JPH07196352A - セメント用急結材及びコンクリート、モルタルの凝結 、硬化を促進する方法 - Google Patents
セメント用急結材及びコンクリート、モルタルの凝結 、硬化を促進する方法Info
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- JPH07196352A JPH07196352A JP35513693A JP35513693A JPH07196352A JP H07196352 A JPH07196352 A JP H07196352A JP 35513693 A JP35513693 A JP 35513693A JP 35513693 A JP35513693 A JP 35513693A JP H07196352 A JPH07196352 A JP H07196352A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
- C04B2111/00577—Coating or impregnation materials applied by spraying
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- Structural Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、コンクリート、モルタルの凝
結、硬化を著しく促進させるセメント用急結材及びこれ
を用いたコンクリート、モルタルの凝結、硬化を促進す
る方法を得ようとするものである。 【構成】 Ｃａ２（ＡｌＸＦｅ１−ｘ）２Ｏ５（ただ
し、０＜Ｘ＜１）を含むＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ
３−Ｎａ２Ｏ系焼成物で、かつＣａＯを６５〜４０重量
部、Ａｌ２Ｏ３を５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３を１０〜
４０重量部、Ｎａ２Ｏを５〜２０重量部含む焼成物を基
材とするセメント用急結材である。また、このセメント
用急結材をセメントに対し２〜２５重量部添加する。
結、硬化を著しく促進させるセメント用急結材及びこれ
を用いたコンクリート、モルタルの凝結、硬化を促進す
る方法を得ようとするものである。 【構成】 Ｃａ２（ＡｌＸＦｅ１−ｘ）２Ｏ５（ただ
し、０＜Ｘ＜１）を含むＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ
３−Ｎａ２Ｏ系焼成物で、かつＣａＯを６５〜４０重量
部、Ａｌ２Ｏ３を５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３を１０〜
４０重量部、Ｎａ２Ｏを５〜２０重量部含む焼成物を基
材とするセメント用急結材である。また、このセメント
用急結材をセメントに対し２〜２５重量部添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、トンネル工事等で使
用される吹き付け用コンクリート、モルタルに使用する
セメント用急結材及びこれを用いたコンクリート、モル
タルの凝結、硬化を促進する方法に関する。
用される吹き付け用コンクリート、モルタルに使用する
セメント用急結材及びこれを用いたコンクリート、モル
タルの凝結、硬化を促進する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】非常に短時間でセメントを凝結、硬化さ
せるためには、極めて速いスピードで水和物を生成する
ように調整された混和材をセメントに混合する必要があ
る。また、凝集性のある水和生成物の生成速度を調整す
ることが可能となれば、これによりコンクリートやモル
タルの初期強度を著しく高めたり、凝結時間を極端に短
くすることができる。そして、このような特性を持つセ
メント用急結材を用いてトンネルの天井部、橋台下等の
天板にコンクリートやモルタルを吹き付ける、いわゆる
吹付け工法が広く行われている。
せるためには、極めて速いスピードで水和物を生成する
ように調整された混和材をセメントに混合する必要があ
る。また、凝集性のある水和生成物の生成速度を調整す
ることが可能となれば、これによりコンクリートやモル
タルの初期強度を著しく高めたり、凝結時間を極端に短
くすることができる。そして、このような特性を持つセ
メント用急結材を用いてトンネルの天井部、橋台下等の
天板にコンクリートやモルタルを吹き付ける、いわゆる
吹付け工法が広く行われている。
【０００３】この工法に適用するためのセメント用急結
材として、従来から様々なものが使用されている。吹付
工事に使用するコンクリートとして必要な特性は、付着
性が良好で跳ね返りが少ないこと、コンクリートの凝結
が早く付着後直ちに硬化すること、芯材となる鋼材を腐
食させないこと等が上げられる。
材として、従来から様々なものが使用されている。吹付
工事に使用するコンクリートとして必要な特性は、付着
性が良好で跳ね返りが少ないこと、コンクリートの凝結
が早く付着後直ちに硬化すること、芯材となる鋼材を腐
食させないこと等が上げられる。
【０００４】すでに公知の多くのセメント用急結材を大
別すると、水ガラスを主体とするもの、アルミン酸塩を
主体とするもの、か焼明ばん石を主体としたもの等があ
る。しかしながら、水ガラスを主体とするものは、硬化
後のコンクリートの強度が向上せず、長期安定性が不十
分で、しかもアルカリ量も多くアルカリ公害を生じる恐
れがある。
別すると、水ガラスを主体とするもの、アルミン酸塩を
主体とするもの、か焼明ばん石を主体としたもの等があ
る。しかしながら、水ガラスを主体とするものは、硬化
後のコンクリートの強度が向上せず、長期安定性が不十
分で、しかもアルカリ量も多くアルカリ公害を生じる恐
れがある。
【０００５】また、アルミン酸ソーダと炭酸ソーダとか
らなる急結材は、その添加量の変動により凝結時間、初
期強度が大きく変化し、品質が安定しないという問題点
が指摘されている。また、これは吸湿性が高く、アルカ
リ量も多く長期安定性にも問題があった。か焼明ばん石
を主体とするものは、付着性が低く初期強度発現性も低
い。また、通常では特に問題を生じないが、厳冬期に急
結性能が低下するもの、硬化後の強度発現に特に問題の
あるセメント用急結材等もある。
らなる急結材は、その添加量の変動により凝結時間、初
期強度が大きく変化し、品質が安定しないという問題点
が指摘されている。また、これは吸湿性が高く、アルカ
リ量も多く長期安定性にも問題があった。か焼明ばん石
を主体とするものは、付着性が低く初期強度発現性も低
い。また、通常では特に問題を生じないが、厳冬期に急
結性能が低下するもの、硬化後の強度発現に特に問題の
あるセメント用急結材等もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、セメント
ペースト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化を著し
く促進させ、しかも高い初期強度及び長期強度発現が期
待できるセメント用急結材を得ようとするものである。
ペースト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化を著し
く促進させ、しかも高い初期強度及び長期強度発現が期
待できるセメント用急結材を得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の原理は、水和
活性に富んだ組成物をセメントに添加することにより、
セメントの水和を促進するとともに、添加した組成物が
セメントペースト液相中の各イオンと反応し、急速に凝
集性のある水和物を生成することによる凝結、及び硬化
を促進することにある。
活性に富んだ組成物をセメントに添加することにより、
セメントの水和を促進するとともに、添加した組成物が
セメントペースト液相中の各イオンと反応し、急速に凝
集性のある水和物を生成することによる凝結、及び硬化
を促進することにある。
【０００８】ＣａＯが６５〜４０重量部、Ａｌ２Ｏ３が
５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３が１０〜４０重量部、Ｎａ
２Ｏが５〜２０重量部の組成のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆ
ｅ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系焼成物で、かつＣａ２（ＡｌＸＦ
ｅ１−ｘ）２Ｏ５（ただし、０＜Ｘ＜１）を含む焼成物
（ＣＡＦＮ系焼成物と呼ぶ）は、非常に水和活性に優れ
ており、これを含有するセメント用急結材（請求項１）
は、セメントに添加すると、急速に凝集性のある水和物
を生成させることができる。そして、このＣＡＦＮ系焼
成物を、モルタルやコンクリートに添加した場合に、注
水直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアル
ミネート水和物の生成、さらに、モノサルフェート水和
物及びエトリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、
コンクリートの付着性が増大するとともに凝結及び硬化
を促進することができる。
５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３が１０〜４０重量部、Ｎａ
２Ｏが５〜２０重量部の組成のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆ
ｅ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系焼成物で、かつＣａ２（ＡｌＸＦ
ｅ１−ｘ）２Ｏ５（ただし、０＜Ｘ＜１）を含む焼成物
（ＣＡＦＮ系焼成物と呼ぶ）は、非常に水和活性に優れ
ており、これを含有するセメント用急結材（請求項１）
は、セメントに添加すると、急速に凝集性のある水和物
を生成させることができる。そして、このＣＡＦＮ系焼
成物を、モルタルやコンクリートに添加した場合に、注
水直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアル
ミネート水和物の生成、さらに、モノサルフェート水和
物及びエトリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、
コンクリートの付着性が増大するとともに凝結及び硬化
を促進することができる。
【０００９】また、上記ＣＡＦＮ系焼成物中のＮａ２Ｏ
５〜２０重量部をＺｒＯ ５〜１５重量部に置換した
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３−ＺｒＯ系焼成物（Ｃ
ＡＦＺ系焼成物と呼ぶ）、及び上記ＣＡＦＮ系焼成物中
のＮａ２Ｏ ５〜２０重量部をＭｇＯ ５〜１５重量部
に置換したＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ系
焼成物（ＣＡＦＭ系焼成物と呼ぶ）も、セメント用急結
材に用いた場合（請求項２、３）、上記ＣＡＦＮ系焼成
物を含有するセメント用急結材と同様に、セメントに添
加すると急速に凝集性のある水和物を生成させることが
でき、モルタルやコンクリートに添加した場合に、注水
直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアルミ
ネート水和物の生成、さらに、モノサルフェート水和物
及びエトリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、コ
ンクリートの付着性が増大するとともに凝結及び硬化を
促進することができる。
５〜２０重量部をＺｒＯ ５〜１５重量部に置換した
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３−ＺｒＯ系焼成物（Ｃ
ＡＦＺ系焼成物と呼ぶ）、及び上記ＣＡＦＮ系焼成物中
のＮａ２Ｏ ５〜２０重量部をＭｇＯ ５〜１５重量部
に置換したＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ系
焼成物（ＣＡＦＭ系焼成物と呼ぶ）も、セメント用急結
材に用いた場合（請求項２、３）、上記ＣＡＦＮ系焼成
物を含有するセメント用急結材と同様に、セメントに添
加すると急速に凝集性のある水和物を生成させることが
でき、モルタルやコンクリートに添加した場合に、注水
直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアルミ
ネート水和物の生成、さらに、モノサルフェート水和物
及びエトリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、コ
ンクリートの付着性が増大するとともに凝結及び硬化を
促進することができる。
【００１０】また上記ＣＡＦＮ系焼成物、ＣＡＦＺ系焼
成物、及びＣＡＦＭ系焼成物に対し、石膏、石灰、炭酸
アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニウムの
少なくとも１種を混合したセメント用急結材（請求項
４）を、モルタルやコンクリートに添加した場合も、注
水直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアル
ミネート水和物の生成、モノサルフェート水和物及びエ
トリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、凝結、及
び硬化を促進することができるが、石膏、石灰、炭酸ア
ルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニウムを添
加することにより、生成する水和物の量比や生成時期を
調整することができ、これにより、凝結時間の調整等が
可能になる。
成物、及びＣＡＦＭ系焼成物に対し、石膏、石灰、炭酸
アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニウムの
少なくとも１種を混合したセメント用急結材（請求項
４）を、モルタルやコンクリートに添加した場合も、注
水直後のゲル状物質の生成、これに続くカルシウムアル
ミネート水和物の生成、モノサルフェート水和物及びエ
トリンガイトの生成が短時間で大量に行われ、凝結、及
び硬化を促進することができるが、石膏、石灰、炭酸ア
ルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニウムを添
加することにより、生成する水和物の量比や生成時期を
調整することができ、これにより、凝結時間の調整等が
可能になる。
【００１１】また上記ＣＡＦＮ系焼成物、ＣＡＦＺ系焼
成物、及びＣＡＦＭ系焼成物１００重量部に対し、石膏
を５〜３５重量部、石灰を５〜４０重量部、炭酸アルカ
リを５〜５０重量部、アルミン酸ソーダを１０〜５０重
量部添加したセメント用急結材（請求項５）は、特に、
超短時間で凝結することが必要な場合の配合であり、さ
らに、これに加えて、水酸化アルミニウムを２５重量部
以下添加したセメント用急結材（請求項６）は、低温で
の物性をより良くした場合の配合である。
成物、及びＣＡＦＭ系焼成物１００重量部に対し、石膏
を５〜３５重量部、石灰を５〜４０重量部、炭酸アルカ
リを５〜５０重量部、アルミン酸ソーダを１０〜５０重
量部添加したセメント用急結材（請求項５）は、特に、
超短時間で凝結することが必要な場合の配合であり、さ
らに、これに加えて、水酸化アルミニウムを２５重量部
以下添加したセメント用急結材（請求項６）は、低温で
の物性をより良くした場合の配合である。
【００１２】そして、コンクリートまたはモルタルを混
練する際に請求項１〜６に記載したセメント用急結材の
いずれかをセメントに対して２〜２５％添加する（請求
項７）と、コンクリートまたはモルタルの凝結、硬化を
促進することができる。
練する際に請求項１〜６に記載したセメント用急結材の
いずれかをセメントに対して２〜２５％添加する（請求
項７）と、コンクリートまたはモルタルの凝結、硬化を
促進することができる。
【００１３】上記ＣＡＦＮ系焼成物は、１０００℃以上
の温度で焼成される。微量成分としてＳｉＯ２、Ｋ
２Ｏ、ＺｒＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２等を５％程度含有して
いても良い。そして、このＣＡＦＮ系焼成物は、結晶
質、ガラス質のいずれでも良く、ロータリーキルンや電
気炉等の適切な加熱設備により焼成されるが、ガラス質
の場合、強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷する。そし
て、Ｎａ２Ｏの揮散を考慮すると、温度が高い程Ｎａ２
Ｏの揮散が多くなるので、必ずしも高い温度で焼成する
必要はない。なお、結晶質の場合、Ｃａ２（ＡｌＸＦｅ
１−ｘ）２Ｏ５以外にアルミン酸ソーダ及びｆｒｅｅ−
ＣａＯが存在する。
の温度で焼成される。微量成分としてＳｉＯ２、Ｋ
２Ｏ、ＺｒＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２等を５％程度含有して
いても良い。そして、このＣＡＦＮ系焼成物は、結晶
質、ガラス質のいずれでも良く、ロータリーキルンや電
気炉等の適切な加熱設備により焼成されるが、ガラス質
の場合、強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷する。そし
て、Ｎａ２Ｏの揮散を考慮すると、温度が高い程Ｎａ２
Ｏの揮散が多くなるので、必ずしも高い温度で焼成する
必要はない。なお、結晶質の場合、Ｃａ２（ＡｌＸＦｅ
１−ｘ）２Ｏ５以外にアルミン酸ソーダ及びｆｒｅｅ−
ＣａＯが存在する。
【００１４】また、上記ＣＡＦＺ系焼成物は、微量成分
として、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＴｉＯ
２等を５％程度含有していても良い。そして、このＣＡ
ＦＺ系焼成物は、ガラス質が好ましく、電気炉等の適切
な加熱設備により強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷す
る。
として、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＴｉＯ
２等を５％程度含有していても良い。そして、このＣＡ
ＦＺ系焼成物は、ガラス質が好ましく、電気炉等の適切
な加熱設備により強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷す
る。
【００１５】そして、上記ＣＡＦＭ系焼成物は、微量成
分として、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ、Ｔｉ
Ｏ２等を５％程度含有していても良い。そして、このＣ
ＡＦＭ系焼成物は、ガラス質が好ましく、電気炉等の適
切な加熱設備により強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷
する。
分として、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ、Ｔｉ
Ｏ２等を５％程度含有していても良い。そして、このＣ
ＡＦＭ系焼成物は、ガラス質が好ましく、電気炉等の適
切な加熱設備により強酸化雰囲気下で溶融した後、急冷
する。
【００１６】上記の組成のＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ系、Ｃ
ＡＦＭ系の焼成物を含有する急結材をセメントに添加す
ると、ゲルの生成→カルシウムアルミネート水和物の生
成→エトリンガイト及びモノサルフェート水和物の生成
の順で水和が進行し、この反応の形態が非常に良好な急
結性能を示すことが明らかになった。しかしながら、こ
の急結反応メカニズムの性能をより高くするためには、
石膏、石灰、炭酸アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸
化アルミニウムの一種以上を混合しセメントに添加する
ことは有効的である（請求項４）。
ＡＦＭ系の焼成物を含有する急結材をセメントに添加す
ると、ゲルの生成→カルシウムアルミネート水和物の生
成→エトリンガイト及びモノサルフェート水和物の生成
の順で水和が進行し、この反応の形態が非常に良好な急
結性能を示すことが明らかになった。しかしながら、こ
の急結反応メカニズムの性能をより高くするためには、
石膏、石灰、炭酸アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸
化アルミニウムの一種以上を混合しセメントに添加する
ことは有効的である（請求項４）。
【００１７】また、上記ＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ系、ＣＡ
ＦＭ系の焼成物に対し、石膏、石灰、炭酸アルカリ、ア
ルミン酸ソーダ、さらに水酸化アルミニウムを一定の割
合で混合することにより、より優れた急結性能を示す
（請求項５及び６）。石膏は、エトリンガイト及びモノ
サルフェート水和物の生成のバランスを図るものであ
り、水不溶性のＩＩ型無水石膏が最も好ましい。その添
加量は、使用温度によって異なるが、上記焼成物１００
重量部に対し５〜３５重量部の範囲とする。使用温度が
５〜１０℃では石膏の配合比は５〜１０重量部が好まし
い。低温度使用の場合、石膏が５重量部未満あるいは１
０重量部以上となると、エトリンガイトの生成量が低
く、強度発現が低くなる恐れがあるので、上記範囲が好
ましい。使用温度が１０〜３０℃では、石膏は１０〜２
０重量部、使用温度が３０℃以上の場合は２０〜３５重
量部でさらに良好な急結性を示す。
ＦＭ系の焼成物に対し、石膏、石灰、炭酸アルカリ、ア
ルミン酸ソーダ、さらに水酸化アルミニウムを一定の割
合で混合することにより、より優れた急結性能を示す
（請求項５及び６）。石膏は、エトリンガイト及びモノ
サルフェート水和物の生成のバランスを図るものであ
り、水不溶性のＩＩ型無水石膏が最も好ましい。その添
加量は、使用温度によって異なるが、上記焼成物１００
重量部に対し５〜３５重量部の範囲とする。使用温度が
５〜１０℃では石膏の配合比は５〜１０重量部が好まし
い。低温度使用の場合、石膏が５重量部未満あるいは１
０重量部以上となると、エトリンガイトの生成量が低
く、強度発現が低くなる恐れがあるので、上記範囲が好
ましい。使用温度が１０〜３０℃では、石膏は１０〜２
０重量部、使用温度が３０℃以上の場合は２０〜３５重
量部でさらに良好な急結性を示す。
【００１８】石灰は、実質上８０％以上のＣａＯまたは
Ｃａ（ＯＨ）２となり、エトリンガイトの生成量及び生
成速度を制御する重要な役割を果たす。その配合比は、
上記焼成物１００重量部に対し５〜４０重量部の範囲と
する。これが４０重量部を超えると、強度発現性が低下
し、またこれが５重量部未満では十分な急結性を示さな
い。石灰は生石灰を用いる場合は、硬焼としてＣａ２＋
イオンの溶出を極力低下させたものが良好な性能を示
す。
Ｃａ（ＯＨ）２となり、エトリンガイトの生成量及び生
成速度を制御する重要な役割を果たす。その配合比は、
上記焼成物１００重量部に対し５〜４０重量部の範囲と
する。これが４０重量部を超えると、強度発現性が低下
し、またこれが５重量部未満では十分な急結性を示さな
い。石灰は生石灰を用いる場合は、硬焼としてＣａ２＋
イオンの溶出を極力低下させたものが良好な性能を示
す。
【００１９】炭酸アルカリ金属塩は、炭酸リチウム、炭
酸ソーダ、炭酸カリウム等で急結性を付与する場合の補
完的役割を果たす副材で、上記焼成物１００重量部に対
し５〜５０重量部とする。これが５重量部未満ではＡｌ
２Ｏ３イオンの溶出を増進することができず、十分な急
結性を示さない。またこれが５０重量部を超えると長期
強度及び耐久性が低下し好ましくない。
酸ソーダ、炭酸カリウム等で急結性を付与する場合の補
完的役割を果たす副材で、上記焼成物１００重量部に対
し５〜５０重量部とする。これが５重量部未満ではＡｌ
２Ｏ３イオンの溶出を増進することができず、十分な急
結性を示さない。またこれが５０重量部を超えると長期
強度及び耐久性が低下し好ましくない。
【００２０】さらにアルミン酸ソーダを、上記焼成物１
００重量部に対し１０〜５０重量部配合する。これが１
０重量部未満であると急結性が著しく低下し、またこれ
が５０重量部を超えると耐久性は低下する。
００重量部に対し１０〜５０重量部配合する。これが１
０重量部未満であると急結性が著しく低下し、またこれ
が５０重量部を超えると耐久性は低下する。
【００２１】さらに水酸化アルミニウムを上記焼成物１
００重量部に対し２５重量部以下配合することにより、
より急結性能を向上させることができる。この水酸化ア
ルミニウムは、アルミン酸ソーダの配合比が多い場合
は、多く必要としない。アルミン酸ソーダの配合比が１
５重量部以下のときは使用すると良好な結果が得られ
る。また、水酸化アルミニウムの配合比は、使用温度が
２０℃以下のときは１０〜２５重量部、２０℃以上のと
きは１０％未満として使用すると好ましい。
００重量部に対し２５重量部以下配合することにより、
より急結性能を向上させることができる。この水酸化ア
ルミニウムは、アルミン酸ソーダの配合比が多い場合
は、多く必要としない。アルミン酸ソーダの配合比が１
５重量部以下のときは使用すると良好な結果が得られ
る。また、水酸化アルミニウムの配合比は、使用温度が
２０℃以下のときは１０〜２５重量部、２０℃以上のと
きは１０％未満として使用すると好ましい。
【００２２】請求項７の発明は、コンクリートまたはモ
ルタルを混練する際に、請求項１ないし６のいずれかに
記載のセメント用急結材をセメントに対し、２〜２５重
量％添加するものである。すなわち、請求項１ないし６
に記載の急結材を、セメントに予め混合しておかない
で、コンクリートまたはモルタルの混練に際して添加し
てコンクリートまたはモルタルの凝結、硬化を促進する
方法である。この方法は通常、コンクリートまたはモル
タルの吹付けで行われるものであるが、この発明はこう
した場合に用いる急結材として請求項１ないし６に記載
したものを用い、かつセメントに対し２〜２５重量％添
加するというものである。これが２重量％未満では凝
結、硬化速度が遅く吹付け工事用としては十分でなく、
またこれが２５重量％を超えると長期強度及び耐久性が
低下し好ましくない。
ルタルを混練する際に、請求項１ないし６のいずれかに
記載のセメント用急結材をセメントに対し、２〜２５重
量％添加するものである。すなわち、請求項１ないし６
に記載の急結材を、セメントに予め混合しておかない
で、コンクリートまたはモルタルの混練に際して添加し
てコンクリートまたはモルタルの凝結、硬化を促進する
方法である。この方法は通常、コンクリートまたはモル
タルの吹付けで行われるものであるが、この発明はこう
した場合に用いる急結材として請求項１ないし６に記載
したものを用い、かつセメントに対し２〜２５重量％添
加するというものである。これが２重量％未満では凝
結、硬化速度が遅く吹付け工事用としては十分でなく、
またこれが２５重量％を超えると長期強度及び耐久性が
低下し好ましくない。
【００２３】本発明の構成は以上の通りであるが、この
発明の最も特徴とするところは良好な急結性能を示した
急結材について検討を加えた結果から、Ｃａ２（ＡｌＸ
Ｆｅ１−ｘ）２Ｏ５を含む上記ＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ
系、ＣＡＦＭ系焼成物を配合した急結材は、注水直後か
らの数分間、ゲルの生成→カルシウムアルミネート水和
物の生成→モノサルフェート水和物及びエトリンガイト
の生成の順で水和が進行し、この反応の形態が非常に良
好な急結性能を示すことと、セメントの急結性を得るの
に必要なＣａ２＋、Ａｌ３＋イオンの溶出を、石膏、石
灰、炭酸アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミ
ニウムを混合することによりコントロールして、急結性
をより高めたことにある。
発明の最も特徴とするところは良好な急結性能を示した
急結材について検討を加えた結果から、Ｃａ２（ＡｌＸ
Ｆｅ１−ｘ）２Ｏ５を含む上記ＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ
系、ＣＡＦＭ系焼成物を配合した急結材は、注水直後か
らの数分間、ゲルの生成→カルシウムアルミネート水和
物の生成→モノサルフェート水和物及びエトリンガイト
の生成の順で水和が進行し、この反応の形態が非常に良
好な急結性能を示すことと、セメントの急結性を得るの
に必要なＣａ２＋、Ａｌ３＋イオンの溶出を、石膏、石
灰、炭酸アルカリ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミ
ニウムを混合することによりコントロールして、急結性
をより高めたことにある。
【００２４】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 （焼成物）使用したＣａ２（ＡｌＸＦｅ１−ｘ）２Ｏ５
含有のＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ系及びＣＡＦＭ系焼成物の
化学組成を表１に示す。
含有のＣＡＦＮ系、ＣＡＦＺ系及びＣＡＦＭ系焼成物の
化学組成を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】使用した原料はＣａＯ源に生石灰、Ａｌ２
Ｏ３源に日本軽金属社製の純アルミナ、Ｆｅ２Ｏ３源と
してベンガラ、Ｎａ２Ｏ源として炭酸ソーダ、ＭｇＯ源
にＭｇＣＯ３（試薬特級）、ＺｒＯ源にＺｒＯ（試薬特
級）を使用し、ＣＡＦＮ系はロータリーキルンにより１
２００℃で焼成し、ＣＡＦＺ系及びＣＡＦＭ系は電気炉
で完全に溶融した後、圧縮空気で急冷した。 （急結材）上記で得られたＣａ２（ＡｌＸＦｅ１−ｘ）
２Ｏ５含有の各種の焼成物を用い、これに表２に示す割
合で無水石膏、生石灰、水酸化アルミニウム、炭酸ソー
ダ及びアルミン酸ソーダを配合して急結材とした。
Ｏ３源に日本軽金属社製の純アルミナ、Ｆｅ２Ｏ３源と
してベンガラ、Ｎａ２Ｏ源として炭酸ソーダ、ＭｇＯ源
にＭｇＣＯ３（試薬特級）、ＺｒＯ源にＺｒＯ（試薬特
級）を使用し、ＣＡＦＮ系はロータリーキルンにより１
２００℃で焼成し、ＣＡＦＺ系及びＣＡＦＭ系は電気炉
で完全に溶融した後、圧縮空気で急冷した。 （急結材）上記で得られたＣａ２（ＡｌＸＦｅ１−ｘ）
２Ｏ５含有の各種の焼成物を用い、これに表２に示す割
合で無水石膏、生石灰、水酸化アルミニウム、炭酸ソー
ダ及びアルミン酸ソーダを配合して急結材とした。
【００２７】
【表２】
【００２８】（急結材の評価方法）次の急結材の性能評
価方法によって、１、２、３、４、５及び１０分後のプ
ロクター貫入抵抗値を求めた。結果を表３に示す。プロ
クター貫入抵抗値は凝結に続く強度の増進を示す。 （急結材の性能評価方法）口径１０ｃｍ、高さ１５ｃｍ
の円筒型ポリ容器にセメント（普通ポルトランドセメン
ト）４００ｇを秤取り、これに水２４０ｍｌ（水セメン
ト比０．６）を入れた後、直径５ｃｍの羽付ハンドドリ
ルで１０００ｒｐｍの回転数で１分間混合し、２８ｇの
急結材を添加後、５秒間攪拌し、セメントペーストを平
滑にした後、静置した。急結材を添加した後、１／２０
ｉｎ２のプロクター貫入針を使用し１ｉｎ．貫入した時
の抵抗値を１、２、３、４、５及び１０分後に測定し
た。
価方法によって、１、２、３、４、５及び１０分後のプ
ロクター貫入抵抗値を求めた。結果を表３に示す。プロ
クター貫入抵抗値は凝結に続く強度の増進を示す。 （急結材の性能評価方法）口径１０ｃｍ、高さ１５ｃｍ
の円筒型ポリ容器にセメント（普通ポルトランドセメン
ト）４００ｇを秤取り、これに水２４０ｍｌ（水セメン
ト比０．６）を入れた後、直径５ｃｍの羽付ハンドドリ
ルで１０００ｒｐｍの回転数で１分間混合し、２８ｇの
急結材を添加後、５秒間攪拌し、セメントペーストを平
滑にした後、静置した。急結材を添加した後、１／２０
ｉｎ２のプロクター貫入針を使用し１ｉｎ．貫入した時
の抵抗値を１、２、３、４、５及び１０分後に測定し
た。
【００２９】
【表３】
【００３０】この発明の急結材を用いたセメントペース
トは凝結、硬化が極めて迅速なうえに、初期及び長期
（２８日）の強度発現も比較例（２０℃）と比べ格段に
良好である。さらに、５℃という厳しい条件下でも、従
来品が通常２分でも強度発現しないことと比べ、良好な
結果を示していると言うことができる。
トは凝結、硬化が極めて迅速なうえに、初期及び長期
（２８日）の強度発現も比較例（２０℃）と比べ格段に
良好である。さらに、５℃という厳しい条件下でも、従
来品が通常２分でも強度発現しないことと比べ、良好な
結果を示していると言うことができる。
【００３１】なお、この発明のセメント急結材の吸湿性
については以下のようにして試験したところ良好な結果
を得た。２０℃、相対湿度８０％の室内に１週間急結材
を放置した後、性能試験を実施したが効果にほとんど変
化は認められなかった。
については以下のようにして試験したところ良好な結果
を得た。２０℃、相対湿度８０％の室内に１週間急結材
を放置した後、性能試験を実施したが効果にほとんど変
化は認められなかった。
【００３２】
【発明の効果】この発明の急結材は、以上の通り優れた
急結性を示すとともに、初期及び長期の強度発現もよ
く、これまでの問題点を解消した急結材ということがで
きる。そのため、これをコンクリートまたはモルタルの
吹付けに用いると、施工が確実にできて、一層強固な構
築物を形成することができる。
急結性を示すとともに、初期及び長期の強度発現もよ
く、これまでの問題点を解消した急結材ということがで
きる。そのため、これをコンクリートまたはモルタルの
吹付けに用いると、施工が確実にできて、一層強固な構
築物を形成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 寿 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 小野田 セメント株式会社中央研究所内 (72)発明者 宇智田 俊一郎 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 小野田 セメント株式会社中央研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 ＣａＯが６５〜４０重量部、Ａｌ２Ｏ３
が５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３が１０〜４０重量部、Ｎ
ａ２Ｏが５〜２０重量部の組成のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−
Ｆｅ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系焼成物で、かつＣａ２（ＡｌＸ
Ｆｅ１−ｘ）２Ｏ５（ただし、０＜Ｘ＜１）を含む焼成
物を含有することを特徴とするセメント用急結材。 - 【請求項２】 ＣａＯが６５〜４０重量部、Ａｌ２Ｏ３
が５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３が１０〜４０重量部、Ｚ
ｒＯが５〜１５重量部の組成のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆ
ｅ２Ｏ３−ＺｒＯ系焼成物で、かつＣａ２（ＡｌＸＦｅ
１−ｘ）２Ｏ５（ただし、０＜Ｘ＜１）を含む焼成物を
含有することを特徴とするセメント用急結材。 - 【請求項３】 ＣａＯが６５〜４０重量部、Ａｌ２Ｏ３
が５〜４５重量部、Ｆｅ２Ｏ３が１０〜４０重量部、Ｍ
ｇＯが５〜１５重量部の組成のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆ
ｅ２Ｏ３−ＭｇＯ系焼成物で、かつＣａ２（ＡｌＸＦｅ
１−ｘ）２Ｏ５（ただし、０＜Ｘ＜１）を含む焼成物を
含有することを特徴とするセメント用急結材。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の焼成物
に対し、石膏、石灰、炭酸アルカリ、アルミン酸ソーダ
及び水酸化アルミニウムの少なくとも１種を混合したこ
とを特徴とするセメント用急結材。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の焼成物
１００重量部に対し、石膏を５〜３５重量部、石灰を５
〜４０重量部、炭酸アルカリを５〜５０重量部、アルミ
ン酸ソーダを１０〜５０重量部添加したことを特徴とす
るセメント用急結材。 - 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかに記載の焼成物
１００重量部に対し、石膏を５〜３５重量部、石灰を５
〜４０重量部、炭酸アルカリを５〜５０重量部、アルミ
ン酸ソーダを１０〜５０重量部、水酸化アルミニウムを
２５重量部以下添加したことを特徴とするセメント用急
結材。 - 【請求項７】 コンクリートまたはモルタルを混練する
際に、請求項１ないし６のいずれかに記載したセメント
用急結材を、セメントに対し２〜２５重量％添加するこ
とを特徴とするコンクリート、モルタルの凝結、硬化を
促進する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35513693A JPH07196352A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | セメント用急結材及びコンクリート、モルタルの凝結 、硬化を促進する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35513693A JPH07196352A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | セメント用急結材及びコンクリート、モルタルの凝結 、硬化を促進する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07196352A true JPH07196352A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18442154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35513693A Pending JPH07196352A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | セメント用急結材及びコンクリート、モルタルの凝結 、硬化を促進する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07196352A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100982469B1 (ko) * | 2010-03-29 | 2010-09-15 | (주)피엠씨 | 초속경·초조강·방청·항균 성능을 가지는 긴급 공사용 모르타르 조성물 및 이에 의한 콘크리트 구조물의 공사방법 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35513693A patent/JPH07196352A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100982469B1 (ko) * | 2010-03-29 | 2010-09-15 | (주)피엠씨 | 초속경·초조강·방청·항균 성능을 가지는 긴급 공사용 모르타르 조성물 및 이에 의한 콘크리트 구조물의 공사방법 |
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