JPH072558A - 速硬性の水硬結合剤並びに該結合剤を含有するモルタル及びコンクリート混合物 - Google Patents

速硬性の水硬結合剤並びに該結合剤を含有するモルタル及びコンクリート混合物

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JPH072558A JP31319693A JP31319693A JPH072558A JP H072558 A JPH072558 A JP H072558A JP 31319693 A JP31319693 A JP 31319693A JP 31319693 A JP31319693 A JP 31319693A JP H072558 A JPH072558 A JP H072558A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水及び場合により骨材及び添加剤と一緒に使
用するための新規の速硬性の水硬結合剤を提供する。 【構成】 該速硬性の水硬結合剤は、ａ）珪酸カルシウ
ムセメント９４．７０〜９９．７９重量％、ｂ）珪酸カ
ルシウムの水和のための有機及び／又は無機促進剤０．
１〜２．０重量％、ｃ）珪酸カルシウムの水和を抑制す
る、場合により液化作用を有する、有機及び／又は無機
遅延剤０．１〜３．０重量％、ｄ）硫酸カルシウムアル
ミニウム水和物の形成に関する抑制剤０．０１〜０．３
０重量％を含有することよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水及び場合により骨材
及び添加剤と一緒に使用するための速硬性結合剤に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】概念“珪酸カルシウムセメント”とは、
その耐圧性発生が水と混練した後に主として珪酸カルシ
ウム水和物の形成に起因する水硬結合剤を意味する。従
って、これはＤＩＮ１１６４に基づき規格された全ての
セメントを包含する。広義においては、該概念は、強度
発生が専ら又は主として別の硬化機構、例えばいわゆる
アルミナセメント又はハイアルミナもしくはＣＡセメン
トにおけるアルミン酸カルシウムの水和に起因する結合
剤に対する制限のために役立つ。
【０００３】概念“ポルトランドセメント”は、当業界
において狭義においてポルトランドセメントと称されか
つ例えばＡＳＴＭ規格Ｃ１５０に記載されているような
水硬結合剤である解されるべきであり、この場合タイプ
Ｉ，ＩＩ又はＩＩＩが特に本発明の目的のために有利で
あり、但し別の型のポルトランドセメントも適当であ
る。
【０００４】概念“添加剤”及び“骨材”は、ＤＩＮ１
０４５及びＤＩＮ４２２６に基づく概念規定の意味おけ
る物質を包含すべきである。
【０００５】高い早期及び最終強度を有する速硬性の水
硬結合剤を開発するために、過去において多数の種々の
ステップが取られかつ今日では多数の方法及び組成物が
公知である。
【０００６】特殊な原料を使用した特別の粗製混合物を
基礎とする、特殊な速硬性セメントクリンカーの焼成、
ひいてはまた特定の生産地の依存性を回避するために、
ここ１０年来混合セメントの分野での激しい研究及び開
発作業が駆り立てられた。
【０００７】この場合、様々な研究者からますます性能
の良い系が開発された。
【０００８】その第１番目に、ここには、ポルトランド
セメントとアルミナセメントの混合物を基礎とする結合
剤が挙げられる。
【０００９】この場合、適度の早期及び最終強度の高速
結合剤を生じる、市販の又は変性されたポルトランドセ
メントとアルミン酸カルシウムもしくはアルミナセメン
トとの前記混合物は、一連の詳細に規定された有効物質
を添加することにより一層良好に調整可能な硬化開始、
急速に開始する早期強度発生及び良好な最終強度を有す
る速硬性セメントに更に開発された。
【００１０】このための技術水準を以下に詳細に記載す
る：ヨーロッパ特許公開第０２２８５９５号明細書か
ら、ポルトランドセメントクリンカー、反応性アルミン
酸カルシウム及び／又はアルミナセメント、反応性硫酸
カルシウム、有機結合遅延剤並びにアルカリ金属炭酸塩
を含有する、速硬性結合剤混合物が公知である。
【００１１】この結合剤混合物の場合には、高い早期及
び最終強度を有する可使時間の使用後の急峻特性が生じ
る。
【００１２】この結合剤の欠点は、出発物質の選択にお
いて必然的に厳しいかつ制限する要求にある。例えば、
主成分として市販のポルトランドセメントでなく、少量
の硫酸カルシウムが配合された、石膏添加物なしで粉砕
されたポルトランドセメントクリンカーを使用しなけば
ならない。
【００１３】更に、ヨーロッパ特許公開第０２１３３９
０号明細書により、通常の骨材及び添加物の他に反応性
珪酸カルシウム、反応性アルミン酸塩、水酸化カルシウ
ム、硫酸カルシウム水和物、無水硫酸カルシウムＩＩ及
び有機結合遅延剤を含有するモルタル混合物が記載さ
れ、この場合には反応性アルミン酸塩の量の増大が早期
及び最終強度の上昇をもたらし、この手段は材料コスト
を著しく高める。
【００１４】前記タイプの速硬性結合剤中の反応性アル
ミン酸カルシウムもしくはアルミナセメントの含量に関
しては、前記刊行物は、当業界は５重量％以上の割合、
一般に高い割合は構わないと見なしていると示してい
る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
技術水準の前記速硬性結合剤の欠点を排除することであ
った。
【００１６】
【課題を解決するための手段】ところで、本発明を用い
れば、アルミン酸カルシウムもしくはアルミナセメント
を全く選択しないで極めて高い早期強度及び最終強度を
有する速硬性の水硬結合剤を簡単に製造することができ
ることが判明した。
【００１７】前記課題は、硬化促進剤、特にアルカリ金
属炭酸塩０．１〜２．０重量％及び硬化促進剤、特にア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属リグニンスルホン酸塩
を０．１〜３．０重量％を配合した珪酸カルシウムセメ
ント、特にポルトランドセメントからなる速硬性の水硬
結合剤により解決される。
【００１８】最初の硬化開始を調整するために、なおア
ルミン酸硫酸カルシウム水和物の形成のための遅延剤、
特にオキシカルボン酸、例えば酒石酸又はクエン酸及び
／又はそれらの易水溶性塩、例えばアルカリ金属塩を
０．０１〜０．３重量％の量で使用する。
【００１９】一方ではアルカリ金属炭酸塩及び他方では
アルカリ金属及びアルカリ土類金属リグニンスルホン酸
を使用する速硬性の水硬結合剤に関しては、多数専門文
献に報告されている。Stephan Brunauer, Jan Skalny,
Ivan Odler及びMarvin Yudenfreund著、CEMENT and COC
ERETE RESEARCH, Vol. 2 1972及びVol. 3 1973の研究を
参照されたい。
【００２０】この調査、並びに米国特許第３，６８９，
２９４号明細書は、石膏もしくは硫酸カルシウムが混合
物中に含有されていない場合、即ち該系がポルトランド
セメント−クリンカー、アルカリ金属及びアルカリ土類
金属リグニンスルホン酸塩及びアルカリ金属炭酸塩から
なる場合にのみ、このような系は十分な加工特性を有す
る著者の一致した意見を記載している。
【００２１】米国特許第３，９６０，５８２号明細書で
は、アルカリ金属炭酸塩の代わりに、長い加工時間を達
成する目的で、アルカリ金属水素炭酸塩が使用される。
このような石膏不含の系においては、水と混練した後に
まさに複雑な残りのない、添加物とクリンカー及びまた
相互の明らかな反応が生じる。アルミン酸カルシウムの
形成の他に、アルカリ金属炭酸塩はなかんずくまたアル
カリ金属水酸化物、ひいては混練水中のｐＨ値の上昇を
をもたらし、このことは液化物質として並びにまた珪酸
カルシウムの水和に関する遅延物質としての該混合物中
のＣａ++イオンの濃度への作用、ひいては例えばリグニ
ンスルホン酸カルシウムの作用を有する。
【００２２】液化及び硬化遅延作用するという、リグニ
ンスルホン酸塩の前記の両者の特性の他に。これはま
た、アルカリ金属炭酸塩と共働して自体で能動的に強度
の発生に好適に作用する性能を有する。このためには、
勿論添加されるリグニンスルホン酸塩のある程度の最低
量が必要である。ところで、固有の調査により、通常の
微細度及び通常の粒子構造を有する市販されている硫酸
カルシウム含有ポルトランドセメント中の珪酸カルシウ
ムの水和を急激に遅延させる、前記の必要なかつ石膏不
含の系で有効な量でリグニンスルホン酸塩を添加する
と、ポルトランドセメントに早期強度を付与することが
でき、ひいてはこのようにして極めて高い早期強度を有
する速硬性セメントをえることができることが判明し
た。
【００２３】更に、驚異的にも、本発明による系内で硫
酸カルシウム二水和物、硫酸カルシウム半水和物及び／
又は無水硫酸カルシウムの形の硫酸イオン担体を使用す
ることは、加工特性に不利に影響しないことが判明し
た。そして、このようなことは、詳細には、ポルトラン
ドセメントの代わりに相応する量の微粉セメントを使用
する場合、またこれが硫酸イオン担体を規格ＤＩＮ１１
６４の相応する量で、又は更にセメントクリンカーの反
応おために最適な十分な量で含有する場合にあてはま
る。
【００２４】本発明による前記のような微粉セメント
は、第一に、ブレーン（Blaine）に基づく比表面積９，
０００ｃｍ3／ｇ及び１６ミクロンより大の粒度割合５
重量％未満を有することを特徴とする。
【００２５】微粉セメントの高い比表面積及びその著し
く低い粗粒子の割合、そのそれに結び付いた相応して高
い反応性、すなわち特にその水添加直後の高い反応転化
率により、必要な、比較的高い割合のリグニンスルホン
酸塩をポルトランドセメント中の有効物質としてアルカ
リ金属炭酸塩と一緒に使用することができ、しかも一般
にそれによって惹起される、珪酸カルシウムの水和の極
めて強力な遅延を甘受する必要がない。
【００２６】アルカリ金属炭酸塩と共働して特に顕著で
あるリグニンスルホン酸塩の液化作用は、微粉セメント
の添加によりまず高められた水の需要を相殺する。組成
及び量がセメントクリンカーの反応性に最適に合わされ
た、微粉セメント硫酸イオン担体を使用することによ
り、捏和水との初期反応の際に確かにセメントの高い微
細度、大量のアルミン酸三カルシウム（Ｃ3Ａ）に相応
してエトリンジャイト（Ｃ3Ａ・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2
Ｏ）が生じる。しかい、これはまずセメント粒子上の小
茎状の決勝の形で形成され、それによりセメントの加工
特性は十分に長時間に亙って劣化されずに維持される。
【００２７】更に、微粉セメントの反応性に合わせられ
た硫酸イオン担体の種類及び量によりカードケーシング
状にセメント粒子間に成長しかつそれによりセメントラ
イム、モルタル又はコンクリートの加工特性を著しく劣
化するモノ硫酸塩相もしくはアルミン酸塩水和物の形成
が回避される。少量の周知のかつ通常の遅延剤、例えば
酒石酸、クエン酸及びそれらの水溶性塩、例えばアルカ
リ金属塩を使用することにより、水との捏和直後の結合
剤の不作用期間が更に最適化される。
【００２８】例えばアルミン酸ナトリウムのような硬化
促進剤を少量添加することにより、水と捏和後の不作用
時間を短縮することができる。
【００２９】現代のポルトランドセメント、極一般的に
種類及び量に基づきそのつど使用されるクリンカーの反
応性に最適化された硫酸カルシウムを使用して製造され
る。それにより、該ポルトランドセメントは本発明の範
囲ないで異様するするためにも好適である。
【００３０】従って、本発明はまた、アルカリ金属炭酸
塩及びリグニンスルホン酸塩との混合物中の平均的ない
し高い微細度を有するポルトランドセメントの変更によ
り硬化時間の制御及び広い範囲内での硬化特性の調整を
可能にする速硬性セメント系を提供する。
【００３１】この場合、微粉セメントの高い割合は、一
般に高い強度並びにまたモルタル又はコンクリートの高
い最終強度を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 24:06） Ａ 103:14 103:24 111:27 (72)発明者 マンフレート タックス ドイツ連邦共和国 ザントハウゼン アル テス ホルツ ２

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 珪酸カルシウムセメント並びに常用の添
    加剤及び／又は骨材からなる速硬性の水硬結合剤におい
    て、 ａ）珪酸カルシウムセメント９４．７０〜９９．７９重
    量％、 ｂ）珪酸カルシウムの水和のための有機及び／又は無機
    促進剤０．１〜２．０重量％、 ｃ）珪酸カルシウムの水和を抑制する、場合により液化
    作用を有する、有機及び／又は無機遅延剤０．１〜３．
    ０重量％、 ｄ）硫酸カルシウムアルミニウム水和物の形成に関する
    抑制剤０．０１〜０．３０重量％を含有することを特徴
    とする、速硬性の水硬結合剤。
  2. 【請求項２】 成分ａ）としてポルトランドセメントが
    存在し、そのブレーンに基づく微細度が２，５００〜２
    ０，０００ｃｍ2／ｇである、請求項１記載の結合剤。
  3. 【請求項３】 成分ｂ）としてアルカリ金属炭酸塩が存
    在する、請求項１又は２記載の結合剤。
  4. 【請求項４】 成分ｃ）が少なくとも１種のリグニンス
    ルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩から
    なる、請求項１から３までのいずれか１項記載の結合
    剤。
  5. 【請求項５】 成分ｄ）としてオキシカルボン酸及び／
    又はその易水溶性塩が存在する、請求項１から４までの
    いずれか１項記載の結合剤。
  6. 【請求項６】ブレーンに基づく微細度が２，５００〜
    ６，０００ｃｍ2／ｇである珪酸カルシウムセメント９
    ８．００〜９９．３９重量％、 アルカリ金属炭酸塩０．５〜１．５重量％、 珪酸カルシウムの水和を抑制する有機遅延剤０．１〜
    ０．４重量％、 特に硫酸カルシウムアルミニウムの水和を抑制する有機
    遅延剤０．０１〜０．１重量％を含有する、請求項１記
    載の速硬性の水硬結合剤。
  7. 【請求項７】ブレーンに基づく微細度が９，０００〜２
    ０，０００ｃｍ2／ｇである珪酸カルシウムセメント９
    ４．７０〜９９．３９重量％、 アルカリ金属炭酸塩０．５〜２．０重量％、 珪酸カルシウムの水和を抑制する有機遅延剤０．１〜
    ３．０重量％、 特に硫酸カルシウムアルミニウムの水和を抑制する有機
    遅延剤０．０１〜０．３重量％を含有する、請求項１記
    載の速硬性の水硬結合剤。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の結合剤９５〜５重量％及
    び請求項７記載の結合剤５〜９５重量％からなる、請求
    項１記載の速硬性の水硬結合剤。
  9. 【請求項９】 使用珪酸カルシウムセメントがＤＩＮ１
    １６４，Ｐｋｔ．４．６．１に基づく高いスルフェート
    抵抗を有するポルトランドセメントである、請求項１記
    載の結合剤。
  10. 【請求項１０】 請求項６又は請求項７もしくは両者の
    請求項に記載の結合剤中の珪酸カルシウムセメントとし
    て、ＤＩＮ１１６４，Ｐｋｔ．４．６．１に基づく高い
    スルフェート抵抗を有するポルトランドセメントが存在
    する、請求項８記載の結合剤。
  11. 【請求項１１】 使用珪酸カルシウムセメントが疎水性
    化されている、請求項１記載の結合剤。
  12. 【請求項１２】 使用珪酸カルシウムセメントが添加剤
    として石灰石、フライアッシュ、冶金用砂及び／又はト
    ラスを含有する、請求項１記載の結合剤。
  13. 【請求項１３】 請求項１から１２までのいずれか１項
    記載の結合剤を常用のモルタル及びコンクリート骨材と
    一緒に使用することを特徴とする、モルタル及びコンク
    リート混合物。
JP31319693A 1992-12-14 1993-12-14 ポルトランドセメントを含有する速硬性結合剤混合物並びに該結合剤混合物を含有するモルタル及びコンクリート Expired - Fee Related JP2730615B2 (ja)

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