JPH08259286A - セメント組成物 - Google Patents
セメント組成物Info
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- JPH08259286A JPH08259286A JP7059433A JP5943395A JPH08259286A JP H08259286 A JPH08259286 A JP H08259286A JP 7059433 A JP7059433 A JP 7059433A JP 5943395 A JP5943395 A JP 5943395A JP H08259286 A JPH08259286 A JP H08259286A
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- limestone
- powder
- clinker
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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
- C04B7/345—Hydraulic cements not provided for in one of the groups C04B7/02 - C04B7/34
- C04B7/3453—Belite cements, e.g. self-disintegrating cements based on dicalciumsilicate
-
- 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
- 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
Landscapes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超低発熱性で、かつ、中性化の進行が遅く、
耐久性に優れたモルタル及びコンクリート等のセメント
硬化体を製造できるセメント組成物を提供することであ
る。 【構成】 クリンカーと石膏と石灰石とを含有してな
り、前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２
８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量
％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・
Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、前記
石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％となるよう添加
されてなり、前記石灰石は、石灰石含有量が２２〜３５
重量％となるよう添加されてなるセメント組成物。
耐久性に優れたモルタル及びコンクリート等のセメント
硬化体を製造できるセメント組成物を提供することであ
る。 【構成】 クリンカーと石膏と石灰石とを含有してな
り、前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２
８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量
％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・
Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、前記
石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％となるよう添加
されてなり、前記石灰石は、石灰石含有量が２２〜３５
重量％となるよう添加されてなるセメント組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極めて低発熱性で、か
つ、中性化の進行が遅く、耐久性に優れたモルタル及び
コンクリート等のセメント硬化体を製造できるセメント
組成物に関する。
つ、中性化の進行が遅く、耐久性に優れたモルタル及び
コンクリート等のセメント硬化体を製造できるセメント
組成物に関する。
【０００２】
【発明の背景】大型建築構造物の壁状部材やベースマッ
ト、長大橋の橋脚や橋台、ＬＮＧ地下タンクの側壁や底
盤あるいはダム等のマスコンクリートの建設において
は、セメントの水和発熱に起因する温度ひび割れが発生
する為、経済的で、かつ、有効な対策として水和発熱の
低いセメントが使用される。
ト、長大橋の橋脚や橋台、ＬＮＧ地下タンクの側壁や底
盤あるいはダム等のマスコンクリートの建設において
は、セメントの水和発熱に起因する温度ひび割れが発生
する為、経済的で、かつ、有効な対策として水和発熱の
低いセメントが使用される。
【０００３】特に、近年では、巨大なコンクリート構造
物用として、普通ポルトランドセメントあるいは中庸熱
ポルトランドセメントにスラグ粉末及びフライアッシュ
の混合材を大量に混合し、水和発熱を低減した三成分系
の超低発熱セメント（例えば、秩父小野田社製のテイネ
ツ・スーパー）が開発され、利用されるようになって来
た。
物用として、普通ポルトランドセメントあるいは中庸熱
ポルトランドセメントにスラグ粉末及びフライアッシュ
の混合材を大量に混合し、水和発熱を低減した三成分系
の超低発熱セメント（例えば、秩父小野田社製のテイネ
ツ・スーパー）が開発され、利用されるようになって来
た。
【０００４】しかし、この三成分系の超低発熱セメント
は、低発熱化の為に、例えばスラグ粉末を６０重量％及
びフライアッシュを２０重量％程度配合したものである
為、セメント化合物である３ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以下、
Ｃ3 Ｓ）及び２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以下、Ｃ2 Ｓ）が水
和する際に生成する水酸化カルシウムの多くが、フライ
アッシュやスラグ粉末との反応によって消費されてしま
う。これによってコンクリートのアルカリ性が弱くな
り、中性化速度が大きくなる為、コンクリート中の鉄筋
の発錆の促進による耐久性低下の懸念が有り、中性化の
進行の遅いコンクリートを製造できる超低発熱セメント
が望まれて来た。
は、低発熱化の為に、例えばスラグ粉末を６０重量％及
びフライアッシュを２０重量％程度配合したものである
為、セメント化合物である３ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以下、
Ｃ3 Ｓ）及び２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （以下、Ｃ2 Ｓ）が水
和する際に生成する水酸化カルシウムの多くが、フライ
アッシュやスラグ粉末との反応によって消費されてしま
う。これによってコンクリートのアルカリ性が弱くな
り、中性化速度が大きくなる為、コンクリート中の鉄筋
の発錆の促進による耐久性低下の懸念が有り、中性化の
進行の遅いコンクリートを製造できる超低発熱セメント
が望まれて来た。
【０００５】
【発明の開示】本発明の目的は、超低発熱性で、かつ、
中性化の進行が遅く、耐久性に優れたモルタル及びコン
クリート等のセメント硬化体を製造できるセメント組成
物を提供することである。この発明の目的は、クリンカ
ーと石膏と石灰石とを含有してなり、前記クリンカー中
における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ
3 は８〜１３重量％であり、前記石膏は、ＳＯ3 が１．
０〜３．２重量％となるよう添加されてなり、前記石灰
石は、石灰石含有量が２２〜３５重量％となるよう添加
されてなることを特徴とするセメント組成物によって達
成される。
中性化の進行が遅く、耐久性に優れたモルタル及びコン
クリート等のセメント硬化体を製造できるセメント組成
物を提供することである。この発明の目的は、クリンカ
ーと石膏と石灰石とを含有してなり、前記クリンカー中
における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ
3 は８〜１３重量％であり、前記石膏は、ＳＯ3 が１．
０〜３．２重量％となるよう添加されてなり、前記石灰
石は、石灰石含有量が２２〜３５重量％となるよう添加
されてなることを特徴とするセメント組成物によって達
成される。
【０００６】又、クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量
％となるよう添加されてなり、前記石灰石は、石灰石含
有量が２２〜３５重量％となるよう添加されてなること
を特徴とするセメント組成物によって達成される。
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量
％となるよう添加されてなり、前記石灰石は、石灰石含
有量が２２〜３５重量％となるよう添加されてなること
を特徴とするセメント組成物によって達成される。
【０００７】又、クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記石膏粉末は、ＳＯ3 が１．０〜３．２
重量％となるよう前記クリンカーに石膏が添加・粉砕さ
れてなり、前記石灰石粉末は、石灰石含有量が２２〜３
５重量％となるよう添加されてなることを特徴とするセ
メント組成物によって達成される。
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記石膏粉末は、ＳＯ3 が１．０〜３．２
重量％となるよう前記クリンカーに石膏が添加・粉砕さ
れてなり、前記石灰石粉末は、石灰石含有量が２２〜３
５重量％となるよう添加されてなることを特徴とするセ
メント組成物によって達成される。
【０００８】又、クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記クリンカー粉末に、ＳＯ3 が１．０〜
３．２重量％、かつ、石灰石含有量が２２〜３５重量％
となるよう石膏粉末と石灰石粉末、又は石膏を含む石灰
石粉末が添加されてなることを特徴とするセメント組成
物によって達成される。
末とを含有してなり、前記クリンカー中における３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は２８〜４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
は４０〜５９重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重
量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重
量％であり、前記クリンカー粉末に、ＳＯ3 が１．０〜
３．２重量％、かつ、石灰石含有量が２２〜３５重量％
となるよう石膏粉末と石灰石粉末、又は石膏を含む石灰
石粉末が添加されてなることを特徴とするセメント組成
物によって達成される。
【０００９】尚、上記セメント組成物におけるクリンカ
ーは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2 が３１〜４２重量％、２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は４３〜５６重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 は０〜０．５重量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2
Ｏ3 は９〜１２重量％が好ましい。尚、この値は、クリ
ンカーを１００％とした際の値である。又、石膏および
クリンカーに由来するＳＯ3 が１．０〜３．２重量％、
特に１．３〜２．８重量％となるよう石膏が添加されて
いることが好ましい。尚、この値は、セメント組成物を
１００％とした際の値である。又、石灰石含有量は２２
〜３５重量％、特に２２〜３０重量％であることが好ま
しい。尚、この値は、セメント組成物を１００％とした
際の値である。
ーは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2 が３１〜４２重量％、２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ2 は４３〜５６重量％、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 は０〜０．５重量％、４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2
Ｏ3 は９〜１２重量％が好ましい。尚、この値は、クリ
ンカーを１００％とした際の値である。又、石膏および
クリンカーに由来するＳＯ3 が１．０〜３．２重量％、
特に１．３〜２．８重量％となるよう石膏が添加されて
いることが好ましい。尚、この値は、セメント組成物を
１００％とした際の値である。又、石灰石含有量は２２
〜３５重量％、特に２２〜３０重量％であることが好ま
しい。尚、この値は、セメント組成物を１００％とした
際の値である。
【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。超
低発熱性であり、かつ、中性化速度が遅く、耐久性に優
れたセメント硬化体を製造できるセメント組成物を得る
手段として、先ず、Ｃ3 ＳやＣ2 Ｓの水和によって生成
するアルカリ性物質（水酸化カルシウム）を消費しなが
ら水和が進行するスラグ粉末やフライアッシュ等をセメ
ント組成物中に含ませないようにすることが考えられ
る。この為に、クリンカーの化合物組成そのものを超低
発熱性に設計する為の検討が必要となる。
低発熱性であり、かつ、中性化速度が遅く、耐久性に優
れたセメント硬化体を製造できるセメント組成物を得る
手段として、先ず、Ｃ3 ＳやＣ2 Ｓの水和によって生成
するアルカリ性物質（水酸化カルシウム）を消費しなが
ら水和が進行するスラグ粉末やフライアッシュ等をセメ
ント組成物中に含ませないようにすることが考えられ
る。この為に、クリンカーの化合物組成そのものを超低
発熱性に設計する為の検討が必要となる。
【００１１】本発明者らは、セメント化合物の中で最も
水和発熱量の大きな化合物である３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3
（以下、Ｃ3 Ａ）を１重量％以下とし、Ｃ3 Ｓ，Ｃ2 Ｓ
及び４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 （以下、Ｃ4 Ａ
Ｆ）の各々の量を変化させて合成したクリンカーに石膏
を加えて粉砕して得られた数多くのポルトランドセメン
トについて物性を解析したが、特に強度発現性において
満足するものを得ることができなかった。
水和発熱量の大きな化合物である３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3
（以下、Ｃ3 Ａ）を１重量％以下とし、Ｃ3 Ｓ，Ｃ2 Ｓ
及び４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 （以下、Ｃ4 Ａ
Ｆ）の各々の量を変化させて合成したクリンカーに石膏
を加えて粉砕して得られた数多くのポルトランドセメン
トについて物性を解析したが、特に強度発現性において
満足するものを得ることができなかった。
【００１２】具体的には、水和発熱量に関してのみであ
れば、従来の三成分系の超低発熱セメントに匹敵するポ
ルトランドセメントが、Ｃ2 Ｓ高含有量組成すなわちＣ
3 Ｓ低含有量組成のクリンカーを用いることによって得
られたものの、このものは材齢２８日以前の短期ならび
に中期の強度発現が著しく低いものであり、施工面で実
用的なモルタルやコンクリートを製造することができな
いものと判断された。
れば、従来の三成分系の超低発熱セメントに匹敵するポ
ルトランドセメントが、Ｃ2 Ｓ高含有量組成すなわちＣ
3 Ｓ低含有量組成のクリンカーを用いることによって得
られたものの、このものは材齢２８日以前の短期ならび
に中期の強度発現が著しく低いものであり、施工面で実
用的なモルタルやコンクリートを製造することができな
いものと判断された。
【００１３】そこで、混合材を配合しないポルトランド
セメントによる超低発熱セメントの開発を断念し、混合
材に水酸化カルシウムを消費しない材料を用いる、混合
セメントによる開発に方針を変更した。混合セメントに
使用される代表的な混合材には、スラグ、フライアッシ
ュ、珪石、石灰石があり、この中で一般的に水酸化カル
シウムと反応しないものは珪石と石灰石である。
セメントによる超低発熱セメントの開発を断念し、混合
材に水酸化カルシウムを消費しない材料を用いる、混合
セメントによる開発に方針を変更した。混合セメントに
使用される代表的な混合材には、スラグ、フライアッシ
ュ、珪石、石灰石があり、この中で一般的に水酸化カル
シウムと反応しないものは珪石と石灰石である。
【００１４】又、混合材は、通常、粉末度２０００〜１
００００ｃｍ2 ／ｇ程度に粉砕してポルトランドセメン
トに混合されるが、珪石は被粉砕性が悪く、石灰石に比
較して多くの粉砕エネルギーを必要とする。以上の観点
から、石灰石粉末を混合材に用いた混合セメントによる
超低発熱セメントの開発を進めることにした。
００００ｃｍ2 ／ｇ程度に粉砕してポルトランドセメン
トに混合されるが、珪石は被粉砕性が悪く、石灰石に比
較して多くの粉砕エネルギーを必要とする。以上の観点
から、石灰石粉末を混合材に用いた混合セメントによる
超低発熱セメントの開発を進めることにした。
【００１５】本発明者らは、開発するセメントの目標物
性値を次のように設定した。先ず、強度発現は、水和発
熱低減と強度増加とが相反する事象であることから、設
定に苦慮したものの、実施工における必要強度を確保す
る目的から、中庸熱ポルトランドセメントに関して日本
工業規格（ＪＩＳ Ｒ ５２１０）に規定されている圧
縮強さの下限値以上に設定した。すなわち、ＪＩＳ Ｒ
５２０１「セメントの物理試験方法」によるモルタル
供試体の圧縮強さが、材齢３日で５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上、材齢７日で１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、材齢２８日
で２３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上とした。
性値を次のように設定した。先ず、強度発現は、水和発
熱低減と強度増加とが相反する事象であることから、設
定に苦慮したものの、実施工における必要強度を確保す
る目的から、中庸熱ポルトランドセメントに関して日本
工業規格（ＪＩＳ Ｒ ５２１０）に規定されている圧
縮強さの下限値以上に設定した。すなわち、ＪＩＳ Ｒ
５２０１「セメントの物理試験方法」によるモルタル
供試体の圧縮強さが、材齢３日で５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上、材齢７日で１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、材齢２８日
で２３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上とした。
【００１６】水和発熱は、三成分系の超低発熱セメント
として販売され、施工実績のある秩父小野田社製の「テ
イネツ・スーパー」と同程度に設定した。すなわち、Ｊ
ＩＳＲ ５２０３「セメントの水和熱測定方法（溶解熱
方法）」による水和熱が、材齢７日で４５ｃａｌ／ｇ以
下、材齢２８日で５５ｃａｌ／ｇ以下とした。この目標
値は、中庸熱ポルトランドセメントのＪＩＳ規格値が材
齢７日で７０ｃａｌ／ｇ以下、材齢２８日で８３ｃａｌ
／ｇ以下であることに比較すれば格段に低発熱性と言え
る。
として販売され、施工実績のある秩父小野田社製の「テ
イネツ・スーパー」と同程度に設定した。すなわち、Ｊ
ＩＳＲ ５２０３「セメントの水和熱測定方法（溶解熱
方法）」による水和熱が、材齢７日で４５ｃａｌ／ｇ以
下、材齢２８日で５５ｃａｌ／ｇ以下とした。この目標
値は、中庸熱ポルトランドセメントのＪＩＳ規格値が材
齢７日で７０ｃａｌ／ｇ以下、材齢２８日で８３ｃａｌ
／ｇ以下であることに比較すれば格段に低発熱性と言え
る。
【００１７】目標物性を有する超低発熱型混合セメント
の組成を見出すべく、これまで得られた実験結果とセメ
ント化学の知識を基に、Ｃ3 Ｓ，Ｃ2 Ｓ，Ｃ3 Ａ，Ｃ4
ＡＦの量が各々３０％，５８％，０％，１０％のクリン
カーを合成し、これに仕上がりＳＯ3 量が１. ５％とな
るように石膏を加えてブレーン比表面積４０００ｃｍ 2
／ｇのポルトランドセメントを粉砕し、更にこれに石灰
石粉末を２０％配合して混合セメントを調製し、物性を
調べたた結果を上記目標値と比較して表１に示す。
の組成を見出すべく、これまで得られた実験結果とセメ
ント化学の知識を基に、Ｃ3 Ｓ，Ｃ2 Ｓ，Ｃ3 Ａ，Ｃ4
ＡＦの量が各々３０％，５８％，０％，１０％のクリン
カーを合成し、これに仕上がりＳＯ3 量が１. ５％とな
るように石膏を加えてブレーン比表面積４０００ｃｍ 2
／ｇのポルトランドセメントを粉砕し、更にこれに石灰
石粉末を２０％配合して混合セメントを調製し、物性を
調べたた結果を上記目標値と比較して表１に示す。
【００１８】 表 １ モルタル圧縮強さ(kgf/cm2) 水和熱(cal/g) ３日 ７日 ２８日 ７日 ２８日 実験値 ４１ ７３ ３５６ ４０．６ ５８．４ 目標値 ５０以上 １００以上 ２３０以上 ４５以下 ５５以下 尚、セメントの水和熱測定方法（ＪＩＳ Ｒ ５２０
３）では、未水和セメント及び水和セメントを９００〜
９５０℃で強熱した測定値を用いて水和熱の計算を行う
が、石灰石粉末を多く含有する本発明においては、石灰
石が同温度範囲で分解して炭酸ガスを発生する為、ＪＩ
Ｓ記載の計算式のままでは妥当な水和熱を求めることが
できない。この為、本発明においては石灰石の添加量に
応じて発生する炭酸ガスの量が強熱による減量に含まれ
ないようにした理論的な計算式を用いて水和熱を求め
た。
３）では、未水和セメント及び水和セメントを９００〜
９５０℃で強熱した測定値を用いて水和熱の計算を行う
が、石灰石粉末を多く含有する本発明においては、石灰
石が同温度範囲で分解して炭酸ガスを発生する為、ＪＩ
Ｓ記載の計算式のままでは妥当な水和熱を求めることが
できない。この為、本発明においては石灰石の添加量に
応じて発生する炭酸ガスの量が強熱による減量に含まれ
ないようにした理論的な計算式を用いて水和熱を求め
た。
【００１９】上記表１の結果から、実験値は目標値に対
し、材齢３日又は７日において、水和熱は満足するもの
の、圧縮強さが低すぎ、逆に、材齢２８日において、圧
縮強さは満足するものの、水和熱が高すぎるという解決
難易度の高い課題のあることが判明し、本開発の為には
数多くの詳細な実験の実施が不可欠であると判断され
た。
し、材齢３日又は７日において、水和熱は満足するもの
の、圧縮強さが低すぎ、逆に、材齢２８日において、圧
縮強さは満足するものの、水和熱が高すぎるという解決
難易度の高い課題のあることが判明し、本開発の為には
数多くの詳細な実験の実施が不可欠であると判断され
た。
【００２０】そこで、本発明者らは、クリンカーの化合
物組成および石灰石粉末の混合量ならびにセメントのＳ
Ｏ3 量を種々変化させた実験・検討を鋭意実施した。そ
の結果、ボーグ（Ｂｏｇｕｅ）式の計算値で示されると
ころのＣ3 Ｓが２８〜４５重量％（望ましくは、３１〜
４２重量％）、Ｃ2 Ｓが４０〜５９重量％（望ましく
は、４３〜５６重量％）、Ｃ3 Ａが０〜１重量％（望ま
しくは、０〜０．５重量％）及びＣ4 ＡＦが８〜１３重
量％（望ましくは、９〜１２重量％）の割合であるクリ
ンカーに、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％（望ましく
は、１．３〜２．８重量％）となるよう石膏（石膏粉
末）が添加・粉砕され、かつ、石灰石含有量が２２〜３
５重量％（望ましくは、２２〜３０重量％）となるよう
石灰石（石灰石粉末）が添加（添加・粉砕）されてなる
混合セメント組成物によって始めて目標物性が得られる
との結論に達し、本発明を完成するに至った。
物組成および石灰石粉末の混合量ならびにセメントのＳ
Ｏ3 量を種々変化させた実験・検討を鋭意実施した。そ
の結果、ボーグ（Ｂｏｇｕｅ）式の計算値で示されると
ころのＣ3 Ｓが２８〜４５重量％（望ましくは、３１〜
４２重量％）、Ｃ2 Ｓが４０〜５９重量％（望ましく
は、４３〜５６重量％）、Ｃ3 Ａが０〜１重量％（望ま
しくは、０〜０．５重量％）及びＣ4 ＡＦが８〜１３重
量％（望ましくは、９〜１２重量％）の割合であるクリ
ンカーに、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％（望ましく
は、１．３〜２．８重量％）となるよう石膏（石膏粉
末）が添加・粉砕され、かつ、石灰石含有量が２２〜３
５重量％（望ましくは、２２〜３０重量％）となるよう
石灰石（石灰石粉末）が添加（添加・粉砕）されてなる
混合セメント組成物によって始めて目標物性が得られる
との結論に達し、本発明を完成するに至った。
【００２１】すなわち、Ｃ3 Ｓが２８重量％未満でＣ2
Ｓが５９重量％を超えるクリンカーを用いた混合セメン
トは、材齡７日までの圧縮強さが低く、目標物性を得る
ことが出来なかった。又、Ｃ3 Ｓが４５重量％を超えＣ
2 Ｓが４０重量％未満のクリンカーを用いた混合セメン
トは、材齡７日の水和熱が高く、目標物性を得ることが
出来なかった。
Ｓが５９重量％を超えるクリンカーを用いた混合セメン
トは、材齡７日までの圧縮強さが低く、目標物性を得る
ことが出来なかった。又、Ｃ3 Ｓが４５重量％を超えＣ
2 Ｓが４０重量％未満のクリンカーを用いた混合セメン
トは、材齡７日の水和熱が高く、目標物性を得ることが
出来なかった。
【００２２】又、Ｃ4 ＡＦが８重量％未満であると、焼
成時の易焼性が悪化し、遊離ＣａＯが１重量％以下の良
質なクリンカーを製造することができず、逆に、１３重
量％を超えると、圧縮強さ／水和熱の比が低くなる傾向
が大となり、混合セメントの性能が悪化した。又、混合
セメントのＳＯ3 が１. ０重量％未満であると、材齡２
８日の水和熱が高くなり、逆に、３．２重量％を超える
と、材齡２８日の圧縮強さが低くなり、目標物性を得る
ことが出来なかった。
成時の易焼性が悪化し、遊離ＣａＯが１重量％以下の良
質なクリンカーを製造することができず、逆に、１３重
量％を超えると、圧縮強さ／水和熱の比が低くなる傾向
が大となり、混合セメントの性能が悪化した。又、混合
セメントのＳＯ3 が１. ０重量％未満であると、材齡２
８日の水和熱が高くなり、逆に、３．２重量％を超える
と、材齡２８日の圧縮強さが低くなり、目標物性を得る
ことが出来なかった。
【００２３】又、石灰石粉末の混合量が２２重量％未満
であると、全材齡で水和熱が高くなり、逆に、３５重量
％を超えると、全材齢で圧縮強さが低くなり、目標物性
を得ることが出来なかった。以下、本発明について具体
的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれに限られ
るものではない。
であると、全材齡で水和熱が高くなり、逆に、３５重量
％を超えると、全材齢で圧縮強さが低くなり、目標物性
を得ることが出来なかった。以下、本発明について具体
的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれに限られ
るものではない。
【００２４】
【実施例】セメント工場の製造設備を用い、石灰石、珪
石、粘土質原料、酸化鉄原料を調合用原料にして焼成さ
れたクリンカーに、所定量の石膏を添加して粉砕し、仕
上がりＳＯ3 量の異なるポルトランドセメントを得た。
このポルトランドセメントに粉末度３７５０ｃｍ2 ／ｇ
の石灰石粉末を添加・混合して混合セメントを得、ＪＩ
Ｓ Ｒ ５２０１によるモルタル圧縮強さ試験及びＪＩ
Ｓ Ｒ ５２０３による水和熱試験を行った。その結果
を表２に示す。尚、ＳＯ3 量、及び石灰石粉末混合量は
仕上がった混合セメント中の割合（％）で表している。
石、粘土質原料、酸化鉄原料を調合用原料にして焼成さ
れたクリンカーに、所定量の石膏を添加して粉砕し、仕
上がりＳＯ3 量の異なるポルトランドセメントを得た。
このポルトランドセメントに粉末度３７５０ｃｍ2 ／ｇ
の石灰石粉末を添加・混合して混合セメントを得、ＪＩ
Ｓ Ｒ ５２０１によるモルタル圧縮強さ試験及びＪＩ
Ｓ Ｒ ５２０３による水和熱試験を行った。その結果
を表２に示す。尚、ＳＯ3 量、及び石灰石粉末混合量は
仕上がった混合セメント中の割合（％）で表している。
【００２５】 表 ２ クリンカーの化合物組成(%) ポルトランド 混合セメント セメント粉末度 SO3 石灰石粉末 C3S C2S C3A C4AF (cm2/g) (%) (%) 実施例１ 30 58 0.4 9 4460 1.7 25 実施例２ 35 53 0.0 10 4210 1.0 25 実施例３ 35 53 0.0 10 4130 1.4 20 実施例４ 35 53 0.0 10 4130 1.3 25 実施例５ 35 53 0.0 10 4130 1.2 30 実施例６ 35 53 0.0 10 4240 1.8 20 実施例７ 35 53 0.0 10 4240 1.7 25 実施例８ 35 53 0.0 10 4240 1.6 30 実施例９ 35 53 0.0 10 4350 2.4 20 実施例10 35 53 0.0 10 4350 2.2 25 実施例11 35 53 0.0 10 4350 2.1 30 実施例12 35 53 0.0 10 4320 3.0 25 実施例13 40 45 0.3 13 4070 2.2 25 実施例14 45 40 0.4 13 4190 1.5 30 モルタル圧縮強さ(kgf/cm2) 水和熱(cal/g) ３日 ７日 ２８日 ７日 ２８日 実施例１ ４６ ８７ ３０５ ３９．０ ５２．９ 実施例２ ６０ １１４ ３１５ ４３．６ ５７．８ 実施例３ ７２ １３１ ３４４ ４５．２ ５８．２ 実施例４ ６３ １１６ ３０９ ４２．１ ５４．３ 実施例５ ５７ １０８ ２７５ ３９．８ ５２．０ 実施例６ ７８ １３５ ３５８ ４４．３ ５６．２ 実施例７ ７１ １２２ ３１９ ４１．０ ５２．８ 実施例８ ６１ １１３ ２７３ ３９．２ ４９．８ 実施例９ ７６ １４１ ３２１ ４４．７ ５４．５ 実施例10 ６８ １２６ ２８０ ４１．６ ５２．１ 実施例11 ５８ １１５ ２４１ ３９．５ ４９．６ 実施例12 ６０ １２１ ２３６ ４１．３ ５１．０ 実施例13 ８８ １６４ ２６４ ４４．９ ５２．９ 実施例14 ８３ １６７ ２４０ ４４．８ ５２．７ 比較例１ ５０以上 １００以上 ２３０以上 ４５以下 ５５以下 比較例２ ５０以上 １００以上 ２３０以上 ７０以下 ８３以下 比較例３ ８２ １６６ ３０２ ４４．２ ４９．４ ＊比較例１ 目標物性値 ＊比較例２ 中庸熱ポルトランドセメントＪＩＳ規格 ＊比較例３ 秩父小野田社製のテイネツ・スーパー これによれば、実施例１で示されるように、Ｃ3 Ｓが２
８重量％未満でＣ2 Ｓが５９重量％を超えるクリンカー
を用いた混合セメントは、石灰石粉末の混合量を２０重
量％まで減じても材齡７日までの圧縮強さが比較例１に
示す目標物性値から外れた低いものとなってしまう。
又、実施例１０から実施例１３に至る傾向及び実施例１
４から明らかなように、Ｃ3 Ｓが４５重量％を超えＣ2
Ｓが４０重量％未満のクリンカーを用いた混合セメント
は、材齡７日の水和熱が目標物性値から外れた高いもの
となってしまう。
８重量％未満でＣ2 Ｓが５９重量％を超えるクリンカー
を用いた混合セメントは、石灰石粉末の混合量を２０重
量％まで減じても材齡７日までの圧縮強さが比較例１に
示す目標物性値から外れた低いものとなってしまう。
又、実施例１０から実施例１３に至る傾向及び実施例１
４から明らかなように、Ｃ3 Ｓが４５重量％を超えＣ2
Ｓが４０重量％未満のクリンカーを用いた混合セメント
は、材齡７日の水和熱が目標物性値から外れた高いもの
となってしまう。
【００２６】又、実施例２で示されるように、混合セメ
ントのＳＯ3 が１. ０重量％未満であると、材齡２８日
の水和熱が高なり過ぎ、又、実施例１０から実施例１２
に至る傾向から明らかなように、ＳＯ3 が３. ２重量％
を超えると、材齡２８日の圧縮強さが低くなり過ぎ、目
標物性値から外れたものとなってしまう。又、実施例３
及び実施例６で示されるように、石灰石粉末の混合量が
２２重量％未満であると、全材齡で水和熱が高くなり、
目標値物性値から外れる。又、実施例４と実施例５及び
実施例１０と実施例１１から明らかなように、石灰石粉
末の混合量が３５重量％を超えると、全材齢で圧縮強さ
が低くなり、目標物性値から外れたものとなってしま
う。
ントのＳＯ3 が１. ０重量％未満であると、材齡２８日
の水和熱が高なり過ぎ、又、実施例１０から実施例１２
に至る傾向から明らかなように、ＳＯ3 が３. ２重量％
を超えると、材齡２８日の圧縮強さが低くなり過ぎ、目
標物性値から外れたものとなってしまう。又、実施例３
及び実施例６で示されるように、石灰石粉末の混合量が
２２重量％未満であると、全材齡で水和熱が高くなり、
目標値物性値から外れる。又、実施例４と実施例５及び
実施例１０と実施例１１から明らかなように、石灰石粉
末の混合量が３５重量％を超えると、全材齢で圧縮強さ
が低くなり、目標物性値から外れたものとなってしま
う。
【００２７】そして、実施例１〜実施例１４の結果を総
合することにより、Ｃ3 Ｓが２８〜４５重量％、Ｃ2 Ｓ
が４０〜５９重量％、Ｃ3 Ａが１重量％以下及びＣ4 Ａ
Ｆが８〜１３重量％であるクリンカーに、ＳＯ3 が１．
０〜３．２重量％となるよう石膏（石膏粉末）が添加・
粉砕され、かつ、石灰石含有量が２２〜３５重量％とな
るよう石灰石（石灰石粉末）が添加（添加・粉砕）され
てなる混合セメント組成物は比較例１の目標物性値を満
たすことが判る。
合することにより、Ｃ3 Ｓが２８〜４５重量％、Ｃ2 Ｓ
が４０〜５９重量％、Ｃ3 Ａが１重量％以下及びＣ4 Ａ
Ｆが８〜１３重量％であるクリンカーに、ＳＯ3 が１．
０〜３．２重量％となるよう石膏（石膏粉末）が添加・
粉砕され、かつ、石灰石含有量が２２〜３５重量％とな
るよう石灰石（石灰石粉末）が添加（添加・粉砕）され
てなる混合セメント組成物は比較例１の目標物性値を満
たすことが判る。
【００２８】又、この目標物性値を満たす本発明の混合
セメント組成物は、圧縮強さにおいて比較例２に示す中
庸熱ポルトランドセメントのＪＩＳ規格に適合するもの
であり、又、水和熱において中庸熱ポルトランドセメン
トのＪＩＳ規格よりも格段に低発熱性である。すなわ
ち、本発明の混合セメント組成物は、実施工に必要な強
度発現性を有し、かつ、セメントの水和発熱によるマス
コンクリートの温度ひび割れを抑制する性能を有する超
低発熱性の混合セメント組成物である。更には、フライ
アッシュやスラグ粉末を含まないことにより、セメント
化合物の水和で生成する水酸化カルシウムの消費がな
く、中性化の進行の遅い耐久性に優れたコンクリート構
造物等を建設することが出来る。
セメント組成物は、圧縮強さにおいて比較例２に示す中
庸熱ポルトランドセメントのＪＩＳ規格に適合するもの
であり、又、水和熱において中庸熱ポルトランドセメン
トのＪＩＳ規格よりも格段に低発熱性である。すなわ
ち、本発明の混合セメント組成物は、実施工に必要な強
度発現性を有し、かつ、セメントの水和発熱によるマス
コンクリートの温度ひび割れを抑制する性能を有する超
低発熱性の混合セメント組成物である。更には、フライ
アッシュやスラグ粉末を含まないことにより、セメント
化合物の水和で生成する水酸化カルシウムの消費がな
く、中性化の進行の遅い耐久性に優れたコンクリート構
造物等を建設することが出来る。
【００２９】尚、上記においては、クリンカーに石膏を
添加・粉砕し、このセメント組成物に石灰石粉末を添加
・混合した場合であったが、クリンカー粉末に、ＳＯ3
が１．０〜３．２重量％、かつ、石灰石含有量が２２〜
３５重量％となるよう石膏粉末と石灰石粉末、又は石膏
を含む石灰石粉末が添加されてなる場合でも同等な結果
が得られた。
添加・粉砕し、このセメント組成物に石灰石粉末を添加
・混合した場合であったが、クリンカー粉末に、ＳＯ3
が１．０〜３．２重量％、かつ、石灰石含有量が２２〜
３５重量％となるよう石膏粉末と石灰石粉末、又は石膏
を含む石灰石粉末が添加されてなる場合でも同等な結果
が得られた。
【００３０】
【効果】セメントの水和熱に起因するコンクリートの温
度ひび割れを抑制することが出来、又、フライアッシュ
やスラグ粉末を用いていないので、中性化の進行が遅
く、耐久性に優れた欠陥のないコンクリート構造物等を
建設することが出来る。又、減水剤等のコンクリート用
混和剤を多量に吸着する３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3の含有量
が極めて少なく、高性能ＡＥ減水剤等の分散効果が有効
に作用する為、高流動・高強度コンクリート用セメント
としても適用出来る。
度ひび割れを抑制することが出来、又、フライアッシュ
やスラグ粉末を用いていないので、中性化の進行が遅
く、耐久性に優れた欠陥のないコンクリート構造物等を
建設することが出来る。又、減水剤等のコンクリート用
混和剤を多量に吸着する３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3の含有量
が極めて少なく、高性能ＡＥ減水剤等の分散効果が有効
に作用する為、高流動・高強度コンクリート用セメント
としても適用出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 光男 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父小 野田株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 クリンカーと石膏と石灰石とを含有して
なり、 前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜
４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、
３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、 前記石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％となるよう
添加されてなり、 前記石灰石は、石灰石含有量が２２〜３５重量％となる
よう添加されてなることを特徴とするセメント組成物。 - 【請求項２】 クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉末
とを含有してなり、 前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜
４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、
３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、 前記石膏は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％となるよう
添加されてなり、 前記石灰石は、石灰石含有量が２２〜３５重量％となる
よう添加されてなることを特徴とするセメント組成物。 - 【請求項３】 クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉末
とを含有してなり、 前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜
４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、
３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、 前記石膏粉末は、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量％となる
よう前記クリンカーに石膏が添加・粉砕されてなり、 前記石灰石粉末は、石灰石含有量が２２〜３５重量％と
なるよう添加されてなることを特徴とするセメント組成
物。 - 【請求項４】 クリンカー粉末と石膏粉末と石灰石粉末
とを含有してなり、 前記クリンカー中における３ＣａＯ・ＳｉＯ2 は２８〜
４５重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は４０〜５９重量％、
３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は０〜１重量％、４ＣａＯ・Ａｌ
2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 は８〜１３重量％であり、 前記クリンカー粉末に、ＳＯ3 が１．０〜３．２重量
％、かつ、石灰石含有量が２２〜３５重量％となるよう
石膏粉末と石灰石粉末、又は石膏を含む石灰石粉末が添
加されてなることを特徴とするセメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7059433A JPH08259286A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7059433A JPH08259286A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | セメント組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259286A true JPH08259286A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13113143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7059433A Pending JPH08259286A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08259286A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007186360A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Taiheiyo Cement Corp | セメント組成物 |
| JP2010037172A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Taiheiyo Cement Corp | セメントクリンカーおよびセメント |
| JP4452425B2 (ja) * | 1999-06-14 | 2010-04-21 | 花王株式会社 | 温熱剤 |
| US10065278B2 (en) | 2013-01-22 | 2018-09-04 | Western Industries Incorporated | Spill resistant warming drawer |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7059433A patent/JPH08259286A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4452425B2 (ja) * | 1999-06-14 | 2010-04-21 | 花王株式会社 | 温熱剤 |
| JP2007186360A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Taiheiyo Cement Corp | セメント組成物 |
| JP2010037172A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Taiheiyo Cement Corp | セメントクリンカーおよびセメント |
| US10065278B2 (en) | 2013-01-22 | 2018-09-04 | Western Industries Incorporated | Spill resistant warming drawer |
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