JPH0811699B2 - セメント組成物 - Google Patents
セメント組成物Info
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- JPH0811699B2 JPH0811699B2 JP26035688A JP26035688A JPH0811699B2 JP H0811699 B2 JPH0811699 B2 JP H0811699B2 JP 26035688 A JP26035688 A JP 26035688A JP 26035688 A JP26035688 A JP 26035688A JP H0811699 B2 JPH0811699 B2 JP H0811699B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions 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
- C04B28/06—Aluminous cements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/32—Aluminous cements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- 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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- C04B2111/60—Flooring materials
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はセメント組成物、より詳細には高アルミナ
セメントを含有する水硬セメント形成性組成物および該
組成物に水を加えることによって形成される硬化マスに
関する。
セメントを含有する水硬セメント形成性組成物および該
組成物に水を加えることによって形成される硬化マスに
関する。
従来の技術 高アルミナセメント（high alumina cement;HAC）と
しては２種のタイプのものが常用されている。土木工学
で使用されている第一のタイプのHACは淡灰色〜黒色を
呈し、ボーキサイトから製造される。英国においては、
この種のセメントは「シメント・フォンデュ（Ciment F
ondu）」の商品名で市販されている。第二のタイプの純
粋なHACは白色を呈し、アルミナから製造され、高温で
使用されるキャスタブル耐火物の結合剤として使用さ
れ、また耐火コンクリートの製造にも使用されている。
この種のセメントは「セカー（Secar）71」の商標名で
市販されている。HACのセメント性特性は主としてアル
ミン酸カルシウムに由来する。標準的なセメント命名法
の場合のように、本明細書においては次の略号を使用す
る:C＝CaO;A＝Al2O3;S＝SiO2;H＝H2O。どちかのタイプ
のHACにおいても、主要な相はモノアルミン酸モノカル
シウムCaO・Al2O3、即ちCAである。シメント・フォンデ
ュの他の構成成分はC12A7、C2S、メリライト、フェライ
ト、プレオクロイトおよび少量のFeOである。セカー71
の試料の分析値は次の通りである:54％CA2＋45％CA＋１
％C12A7。
しては２種のタイプのものが常用されている。土木工学
で使用されている第一のタイプのHACは淡灰色〜黒色を
呈し、ボーキサイトから製造される。英国においては、
この種のセメントは「シメント・フォンデュ（Ciment F
ondu）」の商品名で市販されている。第二のタイプの純
粋なHACは白色を呈し、アルミナから製造され、高温で
使用されるキャスタブル耐火物の結合剤として使用さ
れ、また耐火コンクリートの製造にも使用されている。
この種のセメントは「セカー（Secar）71」の商標名で
市販されている。HACのセメント性特性は主としてアル
ミン酸カルシウムに由来する。標準的なセメント命名法
の場合のように、本明細書においては次の略号を使用す
る:C＝CaO;A＝Al2O3;S＝SiO2;H＝H2O。どちかのタイプ
のHACにおいても、主要な相はモノアルミン酸モノカル
シウムCaO・Al2O3、即ちCAである。シメント・フォンデ
ュの他の構成成分はC12A7、C2S、メリライト、フェライ
ト、プレオクロイトおよび少量のFeOである。セカー71
の試料の分析値は次の通りである:54％CA2＋45％CA＋１
％C12A7。
数時間でセメント作用をもたらすCAの水和によって、
最初はCAH10および／またはC2AH8が生成するが、ゲルも
しくは微晶質の形態の水和アルミナも形成される。CA2
の水和はより緩慢に進行するが（数時間）、同じ水和物
相を生成する。通常の外界条件下では、10水和物が最初
の主要な水和生成物となる。この生成物、および生成す
る場合C2AH8は湿度や温度等の周囲条件に依存する速度
でC3AH6に変換される。この変換速度は水和の初期に存
在する水分量によっても左右される。水／セメント比を
大きくしてHACから製造されるセメントは、25℃以上の
温度での高湿度条件下においては急速にこの変換を示
す。
最初はCAH10および／またはC2AH8が生成するが、ゲルも
しくは微晶質の形態の水和アルミナも形成される。CA2
の水和はより緩慢に進行するが（数時間）、同じ水和物
相を生成する。通常の外界条件下では、10水和物が最初
の主要な水和生成物となる。この生成物、および生成す
る場合C2AH8は湿度や温度等の周囲条件に依存する速度
でC3AH6に変換される。この変換速度は水和の初期に存
在する水分量によっても左右される。水／セメント比を
大きくしてHACから製造されるセメントは、25℃以上の
温度での高湿度条件下においては急速にこの変換を示
す。
HACにおけるこの変換現像による一つの効果は圧縮強
度の低下である。好ましくない環境条件下、特に水泳プ
ールの屋根等に使用されるHAC（シメント・フォンデ
ュ）コンクリートのこのような強度低下は1960年代の英
国においていくつかの構築物の破壊を招来した。このた
め、シメント・フォンデュは構築物用にはもはや推奨さ
れなくなっている。白色HACから製造されるコンクリー
トは、耐火性材料として高温で使用しても上記の変換の
問題は発生しないが、これは使用中は十分な無水状態に
あるからである。
度の低下である。好ましくない環境条件下、特に水泳プ
ールの屋根等に使用されるHAC（シメント・フォンデ
ュ）コンクリートのこのような強度低下は1960年代の英
国においていくつかの構築物の破壊を招来した。このた
め、シメント・フォンデュは構築物用にはもはや推奨さ
れなくなっている。白色HACから製造されるコンクリー
トは、耐火性材料として高温で使用しても上記の変換の
問題は発生しないが、これは使用中は十分な無水状態に
あるからである。
HACは、より一般的に使用されているポルトランドセ
メントに比べて幾つかの技術的利点を有するが、その主
要なものは、初期段階における強度の急速な発現および
特定の化合物、特に硫酸塩類に対する耐性である。上記
の変換現像によるセメントの強度低下が抑止されるなら
ば、HACの現在の利用範囲は拡大される。
メントに比べて幾つかの技術的利点を有するが、その主
要なものは、初期段階における強度の急速な発現および
特定の化合物、特に硫酸塩類に対する耐性である。上記
の変換現像によるセメントの強度低下が抑止されるなら
ば、HACの現在の利用範囲は拡大される。
マクドウェルによる米国特許第4605443号明細書に
は、SiO2:Al2O3:CaO組成によって定義されるガラスを含
有する水硬セメントが開示されており、該水硬セメント
は水と接触すると水和して、その後で実質上変換しない
ハイドロガーネット固溶体および／またはハイドロゲー
レナイトから主として成る結晶を生成する。しかしなが
ら、この水硬セメントの製法には一般に次の３つの工程
が含まれる： （ｉ）所望の組成を有するガラス用バッチを溶融する工
程、 （ii）溶融ガラスを、ガラス体を形成するのに十分な冷
却速度で急冷する工程および （iii）ガラス体を粉砕して非常に微細な粒子を製造す
る工程。
は、SiO2:Al2O3:CaO組成によって定義されるガラスを含
有する水硬セメントが開示されており、該水硬セメント
は水と接触すると水和して、その後で実質上変換しない
ハイドロガーネット固溶体および／またはハイドロゲー
レナイトから主として成る結晶を生成する。しかしなが
ら、この水硬セメントの製法には一般に次の３つの工程
が含まれる： （ｉ）所望の組成を有するガラス用バッチを溶融する工
程、 （ii）溶融ガラスを、ガラス体を形成するのに十分な冷
却速度で急冷する工程および （iii）ガラス体を粉砕して非常に微細な粒子を製造す
る工程。
このような製造はコスト高で、一般的ではない。工業
的には目新しい方法ではないが、より一般的な製法は、
市販の出発原料を利用し、これらを混合する方法であ
る。粉砕された高アルミナセメントクリンカー（ガラス
ではなく、90％もしくはそれ以上の結晶生生成物）はこ
のような原料の一種である。
的には目新しい方法ではないが、より一般的な製法は、
市販の出発原料を利用し、これらを混合する方法であ
る。粉砕された高アルミナセメントクリンカー（ガラス
ではなく、90％もしくはそれ以上の結晶生生成物）はこ
のような原料の一種である。
発明が解決しようとする課題 この発明は、増大した圧縮強度を特に高温および／ま
た湿潤環境下で保持するHAC含有水硬セメント形成性組
成を提供するためになされたものである。
た湿潤環境下で保持するHAC含有水硬セメント形成性組
成を提供するためになされたものである。
課題を解決するための手段 即ち本発明は、高アルミナセメント30〜70重量％およ
び粒状ガラス状溶鉱炉スラッグ70〜30重量％含有し、該
高アルミナセメントがボーキサイトから製造され、CaO3
5〜45重量％およびAl2O338〜55重量％含有し、該粒状ガ
ラス状溶鉱炉スラッグが3,500cm2g-1以上の比表面積を
有し、CaO28〜50重量％、SiO228〜38重量％およびAl2O3
10〜24重量％含有し、所望によりさらに砂および／また
は粗骨材を含有する水硬セメント形成性組成物であっ
て、これを水和するとゲーレナイト８水和物が熟成セメ
ントペースト中に５重量％以上形成される水硬セメント
形成性組成物に関する。これは好ましくCAH10および／
またはC2AH8および／またはハイドロガーネットC3AH6か
ら調製してもよい。ゲーレナイト８水和物は形成される
熟成セメントペースト（砂および粗骨材を除いた重量）
換算で、少なくとも５重量％必要であり、この量はセメ
ントの微細構造、例えば多孔性等に影響を及ぼす。この
生成は、組成物が熟成セメントペースト（軟質状態を示
さないセメントペースト）になるまで、即ち硬化するま
で遅延させるのが好ましい。
び粒状ガラス状溶鉱炉スラッグ70〜30重量％含有し、該
高アルミナセメントがボーキサイトから製造され、CaO3
5〜45重量％およびAl2O338〜55重量％含有し、該粒状ガ
ラス状溶鉱炉スラッグが3,500cm2g-1以上の比表面積を
有し、CaO28〜50重量％、SiO228〜38重量％およびAl2O3
10〜24重量％含有し、所望によりさらに砂および／また
は粗骨材を含有する水硬セメント形成性組成物であっ
て、これを水和するとゲーレナイト８水和物が熟成セメ
ントペースト中に５重量％以上形成される水硬セメント
形成性組成物に関する。これは好ましくCAH10および／
またはC2AH8および／またはハイドロガーネットC3AH6か
ら調製してもよい。ゲーレナイト８水和物は形成される
熟成セメントペースト（砂および粗骨材を除いた重量）
換算で、少なくとも５重量％必要であり、この量はセメ
ントの微細構造、例えば多孔性等に影響を及ぼす。この
生成は、組成物が熟成セメントペースト（軟質状態を示
さないセメントペースト）になるまで、即ち硬化するま
で遅延させるのが好ましい。
前述のように、市販されている好ましい出発原料は粒
状の溶鉱炉スラッグである。他の潜在的水硬性原料もし
くはポゾラン原料、例えば珪素鉄台金の副生物であるマ
イクロシリカ（シリカヒューム）等も適当な原料であ
る。（砂等の結晶性シリカはポラゾン原料には含まれな
い。） 「粒状溶鉱炉スラッグ（GBFS）」とは、銑鉄の製造工
程において得られるガラス状副生物であって、水中で急
冷されるかまたはスチームで冷却されるかもしくはペレ
ット化され、例えばタルマック社（Tarmac）から市販さ
れている。該スラッグは空冷スラッグとは異なって、結
晶性であり、化学的にはセメントの主成分ではなく、不
活性フィラーとして作用する。GBFSはポルトランドセメ
ントと共に混合セメントとして使用するのに適した組成
物であって、石灰、シリカおよびアルミナを含有し、さ
らに少量の他の成分、例えばマグネシア、鉄、酸化マン
ガンおよび硫化物を含有していてもよい。各成分の含有
量は一般に次の範囲内にある［レア（FM Lea）、「セメ
ントとコンクリートの化学」、アーノルド（Arnold）、
1970年参照］:CaO28〜50％、SiO228〜38％、Al2O310〜2
4％、MgO＜21％、Fe2O3＜４％、MnO＜３％、硫黄＜３
％。
状の溶鉱炉スラッグである。他の潜在的水硬性原料もし
くはポゾラン原料、例えば珪素鉄台金の副生物であるマ
イクロシリカ（シリカヒューム）等も適当な原料であ
る。（砂等の結晶性シリカはポラゾン原料には含まれな
い。） 「粒状溶鉱炉スラッグ（GBFS）」とは、銑鉄の製造工
程において得られるガラス状副生物であって、水中で急
冷されるかまたはスチームで冷却されるかもしくはペレ
ット化され、例えばタルマック社（Tarmac）から市販さ
れている。該スラッグは空冷スラッグとは異なって、結
晶性であり、化学的にはセメントの主成分ではなく、不
活性フィラーとして作用する。GBFSはポルトランドセメ
ントと共に混合セメントとして使用するのに適した組成
物であって、石灰、シリカおよびアルミナを含有し、さ
らに少量の他の成分、例えばマグネシア、鉄、酸化マン
ガンおよび硫化物を含有していてもよい。各成分の含有
量は一般に次の範囲内にある［レア（FM Lea）、「セメ
ントとコンクリートの化学」、アーノルド（Arnold）、
1970年参照］:CaO28〜50％、SiO228〜38％、Al2O310〜2
4％、MgO＜21％、Fe2O3＜４％、MnO＜３％、硫黄＜３
％。
粒状溶鉱炉スラッグの比表面積［レア（Lea）および
ナース（Nurse］は、3,500cm2g-1以上、望ましくは4,00
0cm2g-1以上、好ましくは4,300cm2g-1である。該スラッ
グの比表面積を3,500cm2g-1以上に限定するのは、スラ
ッグ中の成分とセメントとの十分に早い反応を確実にお
こなわせるためである。これらの基準値まで粉砕したス
ラッグは「粉砕粒状溶鉱炉スラッグ（GGBFS）」として
知られている。これは少なくとも部分的には天然もしく
は合成のポゾラン、例えばシリカヒュームによって代替
されてもよい。
ナース（Nurse］は、3,500cm2g-1以上、望ましくは4,00
0cm2g-1以上、好ましくは4,300cm2g-1である。該スラッ
グの比表面積を3,500cm2g-1以上に限定するのは、スラ
ッグ中の成分とセメントとの十分に早い反応を確実にお
こなわせるためである。これらの基準値まで粉砕したス
ラッグは「粉砕粒状溶鉱炉スラッグ（GGBFS）」として
知られている。これは少なくとも部分的には天然もしく
は合成のポゾラン、例えばシリカヒュームによって代替
されてもよい。
この発明はボーキサイトから製造されるいずれの高ア
ルミナセメントを用いて実施してもよい。しかしなが
ら、レアの前記の文献から明らかなように、高アルミナ
セメントはCaO35〜45重量％およびAl2O338〜55重量％含
有するのが適切である。
ルミナセメントを用いて実施してもよい。しかしなが
ら、レアの前記の文献から明らかなように、高アルミナ
セメントはCaO35〜45重量％およびAl2O338〜55重量％含
有するのが適切である。
本発明の好ましい態様によれば、水硬セメント形成性
組成物中の高アルミナセメントの含有量は60〜40重量
％、就中55〜45重量％にするのが好ましい。
組成物中の高アルミナセメントの含有量は60〜40重量
％、就中55〜45重量％にするのが好ましい。
適当な場合には、化学的添加剤、例えば超可塑剤、お
よび湿潤剤を使用してもよい。
よび湿潤剤を使用してもよい。
本発明はまた、砂および／または粗骨材（本明細書
中、粗骨材とは、例えば砂利等を意味し、砂は含まな
い）を含有する前記の水硬セメント形成性組成物を提供
する。
中、粗骨材とは、例えば砂利等を意味し、砂は含まな
い）を含有する前記の水硬セメント形成性組成物を提供
する。
さらに本発明は、前記の組成物に水を添加することを
含むセメント質マスの製法、並びに前記の組成物に水を
添加することによって形成される硬化セメント質マス、
例えば床用スクリード（floor screed;本明細書中スク
リードとは、粗仕上げコンクリート下地）として設置さ
れる硬化セメント質マスを提供する。
含むセメント質マスの製法、並びに前記の組成物に水を
添加することによって形成される硬化セメント質マス、
例えば床用スクリード（floor screed;本明細書中スク
リードとは、粗仕上げコンクリート下地）として設置さ
れる硬化セメント質マスを提供する。
耐久性を十分に考慮することにより、本発明による前
記の組成物は他の土木工学において、例えばキャスト製
品として使用することも可能である。
記の組成物は他の土木工学において、例えばキャスト製
品として使用することも可能である。
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例１ セメントペーストに関するこの実施例においては、以
下の表−１に示す組成を有する粒状溶鉱炉スラッグGBFS
を使用した。このGBFSはフロディングハム・セメント社
（Frodingham Cenemt Company）の製品「セムセイブ（C
emsave）」であり、使用前に粉砕して粉砕GBFS（GGBF
S）とした（比表面積:4380cm2/g）。比表面積が4380cm2
/gである該スラッグは後述の実施例においても使用し
た。
下の表−１に示す組成を有する粒状溶鉱炉スラッグGBFS
を使用した。このGBFSはフロディングハム・セメント社
（Frodingham Cenemt Company）の製品「セムセイブ（C
emsave）」であり、使用前に粉砕して粉砕GBFS（GGBF
S）とした（比表面積:4380cm2/g）。比表面積が4380cm2
/gである該スラッグは後述の実施例においても使用し
た。
表−１ GGBFSマスの分析値 Al2O3 13.5 SiO2 33.1 Fe2O3 0.54 CaO 40.8 MgO 6.54 K2O 0.54 Na2O 0.30 TiO2 0.41 P2O5 0.03 Mn2O3 0.67 V2O5 0.02 SrO 0.06 BaO 0.04 硫黄 1.54 HACとしては、ラファージ・アルミナス・セメント社
（Lafarge Aluminous Cement Company）の製品シメント
・フォンデュを使用した。この場合、水対固形分の重量
比（w/s）を0.30または0.40にすることによって種々の
混合物からペーストを調製した。これらのペーストから
１辺が10mmの立方体を製造し、これらを湿った空気中で
24時間養生させた後、20℃、40℃または50℃の水槽内へ
移して貯蔵した。HACとGGBFSを用いて得られた試料の１
年までもしくは２年後の圧縮強度を表−２に示す。比較
のため、ニートセメントペーストに関するデータも併記
する。水中の試料は水から引き上げ、試験前30〜60分間
空気中に保存した。表−２から明らかなように、ニート
セメントペーストから調製した立方体、特に、より湿っ
た試料は40℃で経時的に劣化する。
（Lafarge Aluminous Cement Company）の製品シメント
・フォンデュを使用した。この場合、水対固形分の重量
比（w/s）を0.30または0.40にすることによって種々の
混合物からペーストを調製した。これらのペーストから
１辺が10mmの立方体を製造し、これらを湿った空気中で
24時間養生させた後、20℃、40℃または50℃の水槽内へ
移して貯蔵した。HACとGGBFSを用いて得られた試料の１
年までもしくは２年後の圧縮強度を表−２に示す。比較
のため、ニートセメントペーストに関するデータも併記
する。水中の試料は水から引き上げ、試験前30〜60分間
空気中に保存した。表−２から明らかなように、ニート
セメントペーストから調製した立方体、特に、より湿っ
た試料は40℃で経時的に劣化する。
シメント・フォンデュ＋GGBFS混合物の１日後の圧縮
強度は、w/s比が0.30と0.40のいずれの場合も、GGBFSの
割合が増大するに伴って減少する。20℃における７日後
の圧縮強度もこれと同様の傾向を示すが、w/s比が0.30
の混合物を水中で28日間貯蔵した一部の試料の圧縮強度
はニートセメントペーストの値よりも大きい。この傾向
は180日後には明確になり、HACとGGBFSの1:1混合物の圧
縮強度はニートセメントペーストの値よりも著しく大き
くなる。w/s比が0.40で、20℃のときのHACとGGBFSとの
混合物の圧縮強度は、180日までにニートセメントペー
ストの値よりも大きくならないが、一部の試料は初期の
低い圧縮強度からこの値に非常に接近する。顕微鏡観察
およびＸ線解析によれば、上記の実施例の試料には多量
のC2ASH8（ゲーレナイト８水和物）の存在が認められた
が、比較例の試料の場合には、大部分がCAH10であり、C
AH10は経時的にC3AH6に変換した（実施例の試料には、C
AH10およびC3AH6は実質上認められなかった）。なお、
後述の実施例と比較例の試料に関しても、実質上同様の
顕微鏡観察とＸ線解析の結果が得られた。
強度は、w/s比が0.30と0.40のいずれの場合も、GGBFSの
割合が増大するに伴って減少する。20℃における７日後
の圧縮強度もこれと同様の傾向を示すが、w/s比が0.30
の混合物を水中で28日間貯蔵した一部の試料の圧縮強度
はニートセメントペーストの値よりも大きい。この傾向
は180日後には明確になり、HACとGGBFSの1:1混合物の圧
縮強度はニートセメントペーストの値よりも著しく大き
くなる。w/s比が0.40で、20℃のときのHACとGGBFSとの
混合物の圧縮強度は、180日までにニートセメントペー
ストの値よりも大きくならないが、一部の試料は初期の
低い圧縮強度からこの値に非常に接近する。顕微鏡観察
およびＸ線解析によれば、上記の実施例の試料には多量
のC2ASH8（ゲーレナイト８水和物）の存在が認められた
が、比較例の試料の場合には、大部分がCAH10であり、C
AH10は経時的にC3AH6に変換した（実施例の試料には、C
AH10およびC3AH6は実質上認められなかった）。なお、
後述の実施例と比較例の試料に関しても、実質上同様の
顕微鏡観察とＸ線解析の結果が得られた。
実施例２ この実施例においては、本発明による水硬セメント形
成性組成物（GGBFSとHACの重量比1:1）の重量比1:3:0の
モルタルの振動を与えながら立方体に注型し、該立方体
の圧縮強度をBS915、パート2:1972に従って測定した。
得られた結果を、GGBFSを含有しないセメントを用いた
場合の比較データと共に表−３に示す。
成性組成物（GGBFSとHACの重量比1:1）の重量比1:3:0の
モルタルの振動を与えながら立方体に注型し、該立方体
の圧縮強度をBS915、パート2:1972に従って測定した。
得られた結果を、GGBFSを含有しないセメントを用いた
場合の比較データと共に表−３に示す。
実施例３ 本発明による組成物を含有するコンクリート製立方体
をセメント：砂：粗骨材＝1:2.4:3.6の重量比で注型し
た。粗骨材はテムズ・ヴァレー・フリント（Thames Val
ley Flint）を用いた。
をセメント：砂：粗骨材＝1:2.4:3.6の重量比で注型し
た。粗骨材はテムズ・ヴァレー・フリント（Thames Val
ley Flint）を用いた。
得られた結果を表−４に示す。表−４から明らかなよ
うに、HACのみから製造されるコンクリートは38℃にお
いて、わずか28日後にその初期の強度を実質的に失う
が、本発明による組成物においては、この温度での強度
の低下は認められなかった。
うに、HACのみから製造されるコンクリートは38℃にお
いて、わずか28日後にその初期の強度を実質的に失う
が、本発明による組成物においては、この温度での強度
の低下は認められなかった。
シメント・フォンデュの圧縮強度に及ぼす高温での変
換の効果は、w/s比が0.40のときに調製される試料を用
いて得られる結果によっても最もよく説明される（表−
２参照）。ニートセメントペースト試料の40℃における
１年後の圧縮強度は７日後の値の半分以下になる。この
セメントの50％もしくは60％をGGBFSで置換した混合物
の40℃における１年後の圧縮強度は、各試料の７日後の
値よりも著しく高くなるだけでなく、ニートセメントペ
ースト試料の周囲温度における強度に匹敵するようにな
る。w/s比を0.30にして調製して混合物の場合もほぼ同
様の傾向がある。20℃および40℃における７日〜180日
後の圧縮強度の増加は、使用するGGBFSの量に左右され
ることに注目すべきである。このことはHACとGGBFSとの
相互作用を示唆するものであり、この相互作用の程度は
混合物の含水量に左右される。GGBFSは40℃において水
和するが、HACの水和物が存在すると、GGBFSの水和によ
って、HAC中の変換によってもたらされる破壊力に対し
て耐性を示す強固な生成物が得られる。
換の効果は、w/s比が0.40のときに調製される試料を用
いて得られる結果によっても最もよく説明される（表−
２参照）。ニートセメントペースト試料の40℃における
１年後の圧縮強度は７日後の値の半分以下になる。この
セメントの50％もしくは60％をGGBFSで置換した混合物
の40℃における１年後の圧縮強度は、各試料の７日後の
値よりも著しく高くなるだけでなく、ニートセメントペ
ースト試料の周囲温度における強度に匹敵するようにな
る。w/s比を0.30にして調製して混合物の場合もほぼ同
様の傾向がある。20℃および40℃における７日〜180日
後の圧縮強度の増加は、使用するGGBFSの量に左右され
ることに注目すべきである。このことはHACとGGBFSとの
相互作用を示唆するものであり、この相互作用の程度は
混合物の含水量に左右される。GGBFSは40℃において水
和するが、HACの水和物が存在すると、GGBFSの水和によ
って、HAC中の変換によってもたらされる破壊力に対し
て耐性を示す強固な生成物が得られる。
表−３から明らかなように、HACとGGBFSから調製され
るモルタルの水中における180日後の圧縮強度は、ニー
トHACから調製されるモルタルの圧縮強度と同じレベル
に達する。HACとGGBFSとの混合物か調製されるモルタル
の初期の圧縮強度は、ニートHACから調製されるモルタ
ルの値よりも幾分小さい。BSによって要求される１日後
の強度は、シメント・フォンデュとGGBFSの50:50混合物
によってほぼ満たされる。従って、これらの混合物の初
期の強度は、例えばポルトランドセメントにほぼ匹敵す
る。
るモルタルの水中における180日後の圧縮強度は、ニー
トHACから調製されるモルタルの圧縮強度と同じレベル
に達する。HACとGGBFSとの混合物か調製されるモルタル
の初期の圧縮強度は、ニートHACから調製されるモルタ
ルの値よりも幾分小さい。BSによって要求される１日後
の強度は、シメント・フォンデュとGGBFSの50:50混合物
によってほぼ満たされる。従って、これらの混合物の初
期の強度は、例えばポルトランドセメントにほぼ匹敵す
る。
BS915:1972のようにして決定された２種のタイプのHA
C＋GGBFSの凝結時間（表−３参照）はBS仕様書に従うこ
とが判明した。
C＋GGBFSの凝結時間（表−３参照）はBS仕様書に従うこ
とが判明した。
これらの結果から明らかなように、満足すべきセメン
ト混合物はGGBFSとHACを混合することによって製造する
ことができる。土木工学で使用される代表的なタイプの
セメントであるシメント・フォンデュを使用する場合、
セメントとGGBFSの50:50混合物はHACの大部分の有益な
特性、例えば高い初期強度および化学的耐性等を有す
る。50℃までの水中における長時間の養生によって、大
部分の場合、混合物の圧縮強度は増大する。湿潤条件下
での異なった温度において反応した白色HAC（CA）もし
くはシメント・フォンデュとGGBFSとの混合物を用いて
得られた結果は、該混合物の強度増大、特により高い温
度における強度増大がゲーレナイト水和物C2ASH8の存在
に起因することを示す。
ト混合物はGGBFSとHACを混合することによって製造する
ことができる。土木工学で使用される代表的なタイプの
セメントであるシメント・フォンデュを使用する場合、
セメントとGGBFSの50:50混合物はHACの大部分の有益な
特性、例えば高い初期強度および化学的耐性等を有す
る。50℃までの水中における長時間の養生によって、大
部分の場合、混合物の圧縮強度は増大する。湿潤条件下
での異なった温度において反応した白色HAC（CA）もし
くはシメント・フォンデュとGGBFSとの混合物を用いて
得られた結果は、該混合物の強度増大、特により高い温
度における強度増大がゲーレナイト水和物C2ASH8の存在
に起因することを示す。
実際、シメント・フォンデュとGGBFSとの混合物から
調製されるコンクリートにおいては、六方晶系もしくは
立方晶系のアルミン酸カルシウム水和物ではなく、ゲー
レナイト水和物（C2ASH8）が主要な水和相を形成する。
表−２に示す第３のペースト、即ち、シメント・フォン
デュとGGBFSとの質量比1:1の混合物から調製して20℃の
水中に６カ月保存したペーストの定量的Ｘ線解析の結
果、C2ASH8が21％およびC3AH6が５％以下存在すること
が判明した。これらの水和物相の場合は１年後において
も大きく変化しなかった。
調製されるコンクリートにおいては、六方晶系もしくは
立方晶系のアルミン酸カルシウム水和物ではなく、ゲー
レナイト水和物（C2ASH8）が主要な水和相を形成する。
表−２に示す第３のペースト、即ち、シメント・フォン
デュとGGBFSとの質量比1:1の混合物から調製して20℃の
水中に６カ月保存したペーストの定量的Ｘ線解析の結
果、C2ASH8が21％およびC3AH6が５％以下存在すること
が判明した。これらの水和物相の場合は１年後において
も大きく変化しなかった。
GGBFSの存在下では、アルミン酸カルシウム水和物相
（CAH10およびC2AH8）は結晶形態であろうと無定形形態
であろうと、結晶性および無定形のC2ASH8を形成するペ
ースト中においては経時的に消失することが明らかにな
った。HAC/スラッグ混合物から調製して十分に養生した
ペースト中には少量のC3AH6が通常は存在するが、無害
であった。
（CAH10およびC2AH8）は結晶形態であろうと無定形形態
であろうと、結晶性および無定形のC2ASH8を形成するペ
ースト中においては経時的に消失することが明らかにな
った。HAC/スラッグ混合物から調製して十分に養生した
ペースト中には少量のC3AH6が通常は存在するが、無害
であった。
実施例４ 本発明による組成物は速乾性スクリードの製造にも適
している。
している。
本発明による組成物、特にHACとGGBFSとの50:50混合
物、および比較のための通常のポルトランドセメント
（OPC）を用いてスクリードスラブを調製した。いずれ
の場合も、２種のw/s重量比を用いた。結果を表−５に
示す。
物、および比較のための通常のポルトランドセメント
（OPC）を用いてスクリードスラブを調製した。いずれ
の場合も、２種のw/s重量比を用いた。結果を表−５に
示す。
スクリード用材料としての適性を評価する場合、表−
５に示すパラメーターは重要である。特別な方法で測定
された試料上方の湿度はスクリードの乾燥効率を示す。
２日後までの値（表−５にはOPCの場合の値は示さな
い）は最も重要で、小さいほど良い。この点において、
スラッグ/HAC混合物はOPCよりも優れている。
５に示すパラメーターは重要である。特別な方法で測定
された試料上方の湿度はスクリードの乾燥効率を示す。
２日後までの値（表−５にはOPCの場合の値は示さな
い）は最も重要で、小さいほど良い。この点において、
スラッグ/HAC混合物はOPCよりも優れている。
収縮率は、スクリードの寸法安定性や好ましくない傾
向もしくはひび割れの見地から重要である。収縮率は小
さいほど良く、OPC製スクリードがわずかに有利であ
る。
向もしくはひび割れの見地から重要である。収縮率は小
さいほど良く、OPC製スクリードがわずかに有利であ
る。
50/50のHAC/スラッグ混合物の１日後の圧縮強度38.0M
Paは、スクリードが設置後に速やかに非常に強固になる
という点で注目すべきである。OPCスクリードの対応す
る値は非常に小さいので測定しなかった。このように、
HAC＋GGBFSスクリードは対応するOPCスクリードよりも
非常に早く硬化して強度を発現するが、これは土木工学
において非常に有効である。スクリードの乾燥特性も最
初の数日間において重要である。
Paは、スクリードが設置後に速やかに非常に強固になる
という点で注目すべきである。OPCスクリードの対応す
る値は非常に小さいので測定しなかった。このように、
HAC＋GGBFSスクリードは対応するOPCスクリードよりも
非常に早く硬化して強度を発現するが、これは土木工学
において非常に有効である。スクリードの乾燥特性も最
初の数日間において重要である。
発明の効果 本発明による水硬セメント形成性組成物を使用するこ
とによって、例えば増大した圧縮強度を特に高温および
／または湿潤環境下で保持する硬化セメント質マスが得
られる。従って、該水硬セメント形成性組成物は、建築
物等の土木建築構造体（特に、高温多湿環境下の水泳プ
ールや工場等の構築体）の建築材料等として最適であ
る。
とによって、例えば増大した圧縮強度を特に高温および
／または湿潤環境下で保持する硬化セメント質マスが得
られる。従って、該水硬セメント形成性組成物は、建築
物等の土木建築構造体（特に、高温多湿環境下の水泳プ
ールや工場等の構築体）の建築材料等として最適であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バハドゥラ・シン イギリス国 イングランド、ハートフォー ドシェアー ダブリュー・ディー・１ ８・エヌ・ジー、ワットフォード、ケルム スコット クレセント 59番地
Claims (7)
- 【請求項１】高アルミナセメント30〜70重量％および粒
状ガラス状溶鉱炉スラッグ70〜30重量％含有し、該高ア
ルミナセメントがボーキサイトから製造され、CaO35〜4
5重量％およびAl2O338〜55重量％含有し、該粒状ガラス
状溶鉱炉スラッグが3,500cm2g-1以上の比表面積を有
し、CaO28〜50重量％、SiO228〜38重量％およびAl2O310
〜24重量％含有し、所望によりさらに砂および／または
粗骨材を含有する水硬セメント形成性組成物であって、
これを水和するとゲーレナイト８水和物が熟成セメント
ペースト中に５重量％以上形成される水硬セメント形成
性組成物。 - 【請求項２】高アルミナセメントの含有量が40〜60重量
％である請求項１記載の水硬セメント形成性組成物。 - 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の水硬
セメント形成性組成物に水を添加することを含む、セメ
ント質マスの製造方法。 - 【請求項４】上記組成物に対する水の重量比が0.28:1〜
0.56:1である請求項３記載の方法。 - 【請求項５】組成物が、熟成セメントペーストになるま
ではゲーレナイト８水和物が形成されないような組成物
である請求項３または４記載の方法。 - 【請求項６】請求項１または２のいずれかに記載の組成
物に水を添加することによって形成される硬化セメント
質マス。 - 【請求項７】マスが床用スクリードである請求項６記載
の硬化セメント質マス。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8724184 | 1987-10-15 | ||
| GB878724184A GB8724184D0 (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Cement composition |
| GB888804111A GB8804111D0 (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Cement compositions |
| GB8804111 | 1988-02-23 | ||
| GB888819212A GB8819212D0 (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Cement compositions |
| GB8819212 | 1988-08-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01141844A JPH01141844A (ja) | 1989-06-02 |
| JPH0811699B2 true JPH0811699B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=27263639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26035688A Expired - Lifetime JPH0811699B2 (ja) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | セメント組成物 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4961787A (ja) |
| EP (1) | EP0312323B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0811699B2 (ja) |
| CA (1) | CA1335298C (ja) |
| DE (1) | DE3889284T2 (ja) |
| ES (1) | ES2052740T3 (ja) |
| GB (1) | GB2211182B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5073197A (en) * | 1988-08-12 | 1991-12-17 | National Research Development Corporation | Cement compositions |
| GB2223488B (en) * | 1988-09-20 | 1992-04-15 | Fosroc International Ltd | Cement compositions |
| GB8904271D0 (en) * | 1989-02-24 | 1989-04-12 | Sandoz Ltd | Improvements in or relating to organic compounds |
| AU633562B2 (en) * | 1989-05-05 | 1993-02-04 | Sanders Shotcreting & Refractory Services Pty. Ltd. | Wear resistant concrete |
| DE4121354A1 (de) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Buderus Guss Gmbh | Moertelauskleidung fuer rohre und formstuecke |
| US5374309A (en) * | 1993-02-26 | 1994-12-20 | Blue Circle America, Inc. | Process and system for producing cementitious materials from ferrous blast furnace slags |
| US5858083A (en) * | 1994-06-03 | 1999-01-12 | National Gypsum Company | Cementitious gypsum-containing binders and compositions and materials made therefrom |
| US5624489A (en) * | 1995-01-23 | 1997-04-29 | National Research Council Of Canada | Conversion-preventing additive for high alumina cement products |
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| JP3990452B2 (ja) * | 1995-08-14 | 2007-10-10 | 太平洋セメント株式会社 | 硬化性組成物および硬化体 |
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| US6709510B1 (en) | 2002-11-19 | 2004-03-23 | Texas Industries, Inc. | Process for using mill scale in cement clinker production |
| JP2005015268A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Taiheiyo Material Kk | 耐酸性モルタル組成物 |
| JP3993850B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2007-10-17 | 電気化学工業株式会社 | セメント組成物 |
| JP4942949B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2012-05-30 | 電気化学工業株式会社 | セメント組成物 |
| WO2012035456A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Construction Research & Technology Gmbh | White screed having high light reflection, spot resistance and easy cleanability |
| JP6123429B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-05-10 | 住友大阪セメント株式会社 | 水硬性組成物 |
| EP2994440A4 (en) * | 2013-05-06 | 2017-01-04 | The Regents of The University of California | Inorganic admixtures for mitigating against conversion phenomena in high-alumina cements |
| JP6475995B2 (ja) * | 2015-02-05 | 2019-02-27 | 清水建設株式会社 | 放射性廃棄物の地中埋設施設 |
| CA3124257A1 (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Construction Research & Technology Gmbh | Inorganic binder system comprising blast furnace slag and solid alkali metal silicate |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR797493A (fr) * | 1935-01-28 | 1936-04-27 | Hauts Fourneaux De Saulnes Soc | Liant hydraulique résistant à l'action du feu |
| US3052534A (en) * | 1960-05-06 | 1962-09-04 | United States Steel Corp | Method for producing high-temperature cement in the blast furnace |
| FR1283331A (fr) * | 1960-12-23 | 1962-02-02 | Lafarge Ciments Sa | Procédé de fabrication simultanée de fonte peu siliceuse et de laitier spécial pour ciment fondu extra réfractaire et résistant, à très haute teneur en alumine et produits ainsi obtenus |
| DE1198723B (de) * | 1961-12-29 | 1965-08-12 | Detlef Bredtschneider Dr Ing | Hydraulisches Schnellbindemittel aus einem Gemisch von Portland- und Tonerdezement |
| AU443460B2 (en) * | 1970-07-06 | 1973-12-04 | Australian Iron and Steel Pty. Ltd. | The use of granulated blast furnace slag in refractory cements and castables |
| US4396422A (en) * | 1982-03-08 | 1983-08-02 | Hiroshi Matsuno | Process for producing iron and refractory material |
| GB8300166D0 (en) * | 1983-01-05 | 1983-02-09 | Fosroc International Ltd | Anchoring capsule |
| GB8402877D0 (en) * | 1984-02-03 | 1984-03-07 | Majumdar A J | Cement compositions |
| US4605443A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-12 | Corning Glass Works | CaO-Al2 O3 -SiO2 glass hydraulic cements |
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| GB2188923B (en) * | 1986-04-10 | 1991-06-19 | Fosroc International Ltd | Cementitious composition |
-
1988
- 1988-09-28 US US07/250,093 patent/US4961787A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1988-10-12 ES ES88309527T patent/ES2052740T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-12 DE DE19883889284 patent/DE3889284T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-12 EP EP19880309527 patent/EP0312323B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-12 GB GB8823890A patent/GB2211182B/en not_active Revoked
- 1988-10-14 JP JP26035688A patent/JPH0811699B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| ES2052740T3 (es) | 1994-07-16 |
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| CA1335298C (en) | 1995-04-18 |
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| EP0312323A3 (en) | 1990-02-14 |
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| EP0312323A2 (en) | 1989-04-19 |
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