JPH0891896A - 高水和活性物質、セメント用急結材及び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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モルタルまたはコンクリートの凝結及び硬化
を促進する高水和活性物質、セメント用急結材を得る。 【構成】 ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃からなるカルシウムアルミ
ネート系の結晶質の焼成物で、Ｃ₁₂Ａ₇とＣ₃Ａの合量が
７０重量％以上の高水和活性物質。ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃と
Ｎａ₂Ｏからなるカルシウムアルミネート系の結晶質の
焼成物で、Ｃ₁₂Ａ₇とＣ₃Ａの合量が７０重量％以上、ア
ルミン酸ソーダが２０重量％以下、未反応ＣａＯが１０
重量％以下の高水和活性物質。この高水和活性物質に石
こう、石灰、炭酸アルカリ金属塩、アルミン酸ソーダ及
び水酸化アルミニウムのうち少なくとも１種を混合した
セメント用急結材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメントペースト、モ
ルタル及びコンクリート用の急結材、速硬材、硬化促進
材等の主成分となる高水和活性物質、この高水和活性物
質を用いたセメント用急結材及びこのセメント用急結材
を用いてトンネル工事などで使用される吹き付け用等の
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、生成スピードの極めて速い水和物を生成
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、凝集性のある水和物の生成速度を速くす
ることが可能となれば、このことによりコンクリートま
たはモルタルの初期強度を著しく高めたり、凝結時間を
極端に短くする等、凝結、硬化スピードを調整し、道路
の緊急舗装工事などの様々な用途に活用することが出来
る。また、このような特性をもつセメント用急結材を用
いて、トンネルの天井部、橋台下などの天板にコンクリ
ートやモルタルを吹きつける、いわゆる吹き付け工法が
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。吹き
付け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などが挙げられる。すでに公知
の多くのセメント用急結材を大別すると、高水和活性物
質のうち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するもの、カルシ
ウムアルミネート系材料を主体とするものなどがある。

【０００４】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。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。

【０００５】Ｃ₃Ａ 、Ｃ₁₂Ａ₇ 、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂
Ｏ₃・ＣａＦ₂ （以下Ｃ₁₁Ａ₇ ・ＣａＦ₂ と略記す
る）、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃（以下ＣＡと略記する）等のカ
ルシウムアルミネート系材料を主体とする急結材は、近
年最も広く使用されている。焼成法による結晶質カルシ
ウムアルミネートでは、急結性能や速硬性が安定せず、
初期強度発現性も低いという問題点が指摘されている。
結晶質のＣ₁₂Ａ₇ 、Ｃ₁₁Ａ₇ ・ＣａＦ₂ 及びＣＡでは、
水和活性が十分でなく、セメント中に半水石膏が存在し
た場合、凝結時間が非常に長くなることが知られてい
る。また結晶質のＣ₃Ａ ではその添加量により膨張等の
クラックによる強度低下が認められることがある。ま
た、溶融法により非晶質化した無定形カルシウムアルミ
ネートを使用したものは、水和活性が高く急結性能に優
れている。しかしながら、融点の高いＣａＯやＡｌ₂Ｏ₃
を溶融させることは非常に多くの熱量を要し、コストが
懸かり過ぎるといった面もある。

【０００６】また、一般的に、この種の急結材では、厳
冬期に急結性能が低下したり、硬化後の強度発現が低か
ったりするという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、セメントペ
ースト、モルタル及びコンクリートに添加することによ
り、凝結及び硬化を著しく促進させ、しかも高い初期及
び長期強度発現性が期待できる高水和活性物質及びセメ
ント用急結材、並びにこのセメント用急結材を使用した
コンクリートまたはモルタルの凝結、硬化を促進する方
法を得ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の原理は、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
イオンと反応して急速に凝集性のある水和物を生成させ
ることによって、凝結及び硬化を促進することにある。
一般に焼成法による結晶質カルシウムアルミネートで
は、急結性能や速硬性が安定せず、初期強度発現性も低
いという問題点が指摘されているが、本発明のＣａＯと
Ａｌ₂Ｏ₃を焼成して得られるカルシウムアルミネート系
の結晶質の焼成物で、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重
量％以上である高水和活性物質（請求項１）は、カルシ
ウムアルミネート系の結晶質の焼成物のうちでも、特に
セメントペースト、モルタル、コンクリートに添加した
場合に、水和して得られる水和物の凝集力及び生成量が
非常に高く、凝結時間が短くなる。Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の
合量が７０重量％以下の含有量の組成物を添加した場合
には、十分な凝結時間の短縮ができない。なお、Ｃ₁₂Ａ
₇ とＣ₃Ａ を組み合わせた場合、Ｃ₁₂Ａ₇ 及びＣ₃Ａ を
単独で水和させた場合よりも、非常に凝集性の優れた水
和物が多量に生成する。

【０００９】また、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃及びＮａ₂Ｏ を焼
成して得られるカルシウムアルミネート系の結晶質の焼
成物で、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重量％以上で、
かつアルミン酸ソーダが２０重量％以下、かつ未反応Ｃ
ａＯが１０重量％以下である高水和活性物質（請求項
２）は、Ｎａ₂Ｏ を添加してカルシウムアルミネートを
焼成することにより、Ｃ₁₂Ａ₇ 、Ｃ₃Ａ 、アルミン酸ソ
ーダ及び未反応ＣａＯが生成する。この焼成物中のＣ₁₂
Ａ₇ 、Ｃ₃Ａ 中には０．５〜５％のＮａ₂Ｏ が含有され
る。このＮａ₂Ｏ を固溶もしくは置換したＣ₁₂Ａ₇ 、Ｃ
₃Ａ は、Ｎａ₂Ｏ 無添加の場合に比べ低温時における水
和活性の低下が低く、低温時にも非常に水和活性に優れ
た性能を示すカルシウムアルミネート系の結晶質の焼成
物となる。この高水和活性物質をセメントモルタルやコ
ンクリートに添加した場合、注水直後のゲル状物質の生
成と、これに続くカルシウムアルミネート水和物の生
成、さらにこれに続くモノサルフェート水和物及びエト
リンガイトの生成が多量に短時間で行われ、凝結、硬化
を促進することができる。

【００１０】また、このようなＣ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ が共存
したカルシウムアルミネート系の結晶質の焼成物で、Ｃ
₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比（Ｃ₁₂Ａ₇ ／Ｃ₃Ａ ）が０．５
以下である高水和活性物質（請求項３）は、さらに良好
な急結性能が得られる。Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比（Ｃ
₁₂Ａ₇ ／Ｃ₃Ａ ）が０．５を越える場合には、急結性能
の向上が少ない。

【００１１】また、上述した請求項１ないし３のいずれ
かに記載の高水和活性物質に対し、石こう、石灰、炭酸
アルカリ金属塩、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種以上を混合したセメント用急結材
（請求項４）は、これら副材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が可能になる。また、上述し
た請求項１ないし３のいずれかに記載の高水和活性物質
１００重量部に対し、石こうを２〜３０重量部、石灰を
５〜５０重量部、炭酸アルカリ金属塩を５〜６０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）及び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、特に極短時間で凝結する必要がある場合
の配合である。

【００１２】請求項７は、コンクリートまたはモルタル
を混練する際に、請求項４〜６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て２〜２５重量％添加
することを特徴とする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。

【００１３】さらに詳細な説明をすると、本願の第１の
発明の高水和活性物質( 請求項１）は、ＣａＯとＡｌ₂
Ｏ₃を焼成して得られるカルシウムアルミネート系の結
晶質の焼成物で、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重量％
以上であることを特徴とし、ＣａＯが５０〜７０重量
％、Ａｌ₂Ｏ₃が５０〜３０重量％の範囲で原料調合し
て、粒径１０〜２０mmのペレットに造粒し、１０００℃
以上の温度で電気炉、キルン等の適切な設備により焼成
されるが、好ましい焼成温度は１２００〜１４００℃で
ある。また、原料中には微量成分としてＳｉＯ₂ 、Ｋ₂
Ｏ 、ＭｇＯ、ＴｉＯ₂ 等を５％程度含有していても良
く、未反応ＣａＯが存在しても良い。現場施工で実際に
この焼成物を使用する際は、適切な粉末度に粉砕して使
用する。ブレーン比表面積は３０００〜７０００cm² ／
ｇの範囲とするが、好ましくは４０００〜６０００cm²
／ｇである。

【００１４】また、本願の第２の発明の高水和活性物質
( 請求項２）は、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃及びＮａ₂Ｏを焼成
して得られるカルシウムアルミネート系の結晶質の焼成
物で、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重量％以上で、か
つアルミン酸ソーダが２０重量％以下、かつ未反応Ｃａ
Ｏが１０重量％以下であることを特徴とし、ＣａＯが４
０〜６０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が３０〜５０重量％、及びＮ
ａ₂Ｏ が２〜２０重量％の範囲で原料調合して、粒径１
０〜２０mmのペレットに造粒し、１０００℃以上の温度
で電気炉、キルン等の適切な設備により焼成されるが、
好ましい焼成温度は１２００〜１４００℃である。ま
た、原料中には微量成分としてＳｉＯ₂ 、Ｋ₂Ｏ 、Ｍｇ
Ｏ、ＴｉＯ₂ 等を５％程度含有していても良い。また、
現場施工で実際に使用する際のブレーン比表面積は３０
００〜７０００cm² ／ｇの範囲とするが、好ましくは４
０００〜６０００cm² ／ｇである。ここで使用されるＮ
ａ₂Ｏ は、組成物中にアルミン酸ソーダを生成させて、
より水和活性を向上させるという役割があるとともに、
Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ 中に０．５〜５％置換され、Ｃ₁₂Ａ₇
とＣ₃Ａ の水和活性を著しく向上させ、Ｎａ₂Ｏ 無添加
の場合に比べ低温時における水和活性の低下を極力最小
にする役割を果たす。

【００１５】上述した第１または第２の発明の高水和活
性物質のＣ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比（Ｃ₁₂Ａ₇ ／Ｃ₃Ａ
）を０．５以下に調整した第３の発明の高水和活性物
質（請求項３）は、さらに水和活性を高めたカルシウム
アルミネート系の結晶質の焼成物である。ここで、Ｃ₁₂
Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比（Ｃ₁₂Ａ₇ ／Ｃ₃Ａ ）を０．５以
下にコントロールするには、ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃の原料配
合で行うが、Ｎａ₂Ｏ を添加すると、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ
の生成量を原料配合による範囲を越えて広い範囲でコン
トロールすることができる。原料中のＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃
のモル比（ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃）が低くアルミリッチな場
合、Ｎａ₂Ｏ 無添加ではＣＡが主に生成するが、Ｎａ₂
Ｏ を添加すると容易にＣ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ を多く生成さ
せることが可能であり、また逆にカルシウムリッチの場
合、Ｎａ₂Ｏ 無添加ではＣ₁₂Ａ₇ と未反応ＣａＯが生成
してしまうが、Ｎａ₂Ｏ を添加することで容易にＣ₁₂Ａ
₇ とＣ₃Ａ を多く生成させることが可能となる。

【００１６】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、急結反応のメカニズムとして、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、この反応の速度、水和物の形態及び生成量等が
急結性能に影響することが明らかとなった。そこで、第
４の発明のセメント用急結材（請求項４）は、このよう
な反応性をより高め、良好な急結性能を得るために、上
述した第１ないし第３の発明の高水和活性物質（請求項
１ないし３）を主成分として、さらに石こう、石灰、炭
酸アルカリ金属塩、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミ
ニウムのうち少なくとも１種以上を混合してセメントに
添加することで、水和物の形態、生成量に大きく寄与
し、非常に良好な急結性能を得ることに有効的であるこ
とを見出した。また、第５及び第６の発明のセメント用
急結材（請求項５及び６）は、上述した第１ないし第３
の発明の高水和活性物質に対して、石こう、石灰、炭酸
アルカリ金属塩、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニ
ウムを一定の割合で混合することにより、より優れた急
結性能を示すことを筆者らは見出した。

【００１７】石こうは、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調節するものであり、
なかでも無水石こうが最も好ましい。その添加量は使用
温度により異なるが、上述した第１ないし第３の発明の
いずれかに記載の高水和活性物質１００重量部に対し、
無水石こう換算で２〜３０重量部の範囲とする。２重量
部未満であると、エトリンガイト及びモノサルフェート
水和物の生成量が減少し、十分な急結性能を得ることが
出来ず、また３０重量部を越えると、コンクリートまた
はモルタルとした際に体積膨張を起こす恐れがあるので
好ましくない。使用温度が５〜１０℃では石こうの配合
比は５〜１０重量部がさらに好ましく、１０〜３０℃で
は１０〜２０重量部、３０℃以上では２０〜３０重量部
がさらに良好な急結性能を示す。

【００１８】石灰は、エトリンガイト及びモノサルフェ
ート水和物の生成量及び生成速度を制御する重要な役割
を果たす。ＣａＯまたはＣａ（ＯＨ）₂ のどちらでも良
く、添加量は上述した第１ないし第３の発明のいずれか
に記載の高水和活性物質１００重量部に対し、ＣａＯ換
算で５〜５０重量部の範囲とする。これが５重量部未満
であると十分な急結性能を示さず、５０重量部を越える
と強度発現性が低下するので好ましくない。石灰は生石
灰を用いる場合は、高温で焼成した硬焼としてＣａ²⁺イ
オンの溶出を極力低下させたものがより良好な急結性能
を示す。

【００１９】炭酸アルカリ金属塩は、炭酸ソーダ、炭酸
リチウム、炭酸カリウムなどで急結性能を付与する場合
の補完的役割を果たすものである。この添加量は炭酸ソ
ーダ換算で、上述した第１ないし第３の発明のいずれか
に記載の高水和活性物質１００重量部に対し、５〜６０
重量部とする。これが５重量部未満であるとＡｌ³⁺イオ
ンの溶出を増進することが出来ず、十分な急結性能を示
すことが難しい。また、６０重量部を越えると長期強度
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は、セメントモル
タルまたはコンクリートの物性に寄与するものであり、
添加量は上述した第１ないし第３の発明のいずれかに記
載の高水和活性物質１００重量部に対し、１０〜５０重
量部とする。これが１０重量部未満であると急結性能が
著しく低下し、５０重量部を越えると耐久性が低下する
ので好ましくない。

【００２１】また、水酸化アルミニウムは、Ａｌ³⁺イオ
ンを溶出させるための補完的役割を果たすものであり、
アルミン酸ソーダの配合比が多い場合は可溶性アルミニ
ウムを多く必要としない。アルミン酸ソーダの配合比が
１５重量部以下のときはこれを使用すると良好な急結性
能を示す。添加量は使用温度により異なるが、上述した
第１ないし第３の発明のいずれかに記載の高水和活性物
質１００重量部に対し、２０℃以下の時は１０〜２５重
量部、２０℃以上の時は１０重量部未満とすることが好
ましい。

【００２２】本願の第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、第４ないし第６の発明のいず
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％添加するものである。即ち、第４ないし第
６の発明のいずれかに記載したセメント用急結材を、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、コンクリートまたはモルタルのいわゆる吹き付け工
法で行われるものであるが、この発明はこうした場合に
用いるセメント用急結材に第４ないし第６の発明のいず
れかに記載したものを用い、かつセメントに対し２〜２
５重量％添加するというものである。この添加量が２重
量％未満では、凝結、硬化速度が遅く吹き付け工事用と
しては十分な性能を発揮できず、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て好ましくな
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点を述べる。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、急結反応のメカ
ニズムとして、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、この反応の速度、水和物
の形態及び生成量等が急結性能に影響する。この点につ
いてカルシウムアルミネート系の結晶質の焼成物で、Ｃ
₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重量% 以上である高水和活
性物質は非常に良好な凝結、硬化促進作用が得られる。
さらに、この高水和活性物質を使用してセメントの急結
性を得るのに必要なＣａ²⁺、Ａｌ³⁺及びＳＯ₄ ^2- イオン
の溶出を石こう、石灰、炭酸アルカリ金属塩、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、より急結性能を高めたセメント用急
結材が得られ、このセメント用急結材を添加することに
より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。

【００２４】

【実施例】カルシウムアルミネート系の結晶質の焼成物 実験に使用したカルシウムアルミネート系の結晶質の焼
成物（以下、ＣＡ系焼成物と略す）の化学組成を表１に
示す。原料はＣａＯ源に消石灰、Ａｌ₂Ｏ₃源に日本軽金
属株式会社製の工業用アルミナ（Ｆ−アルミナ）、Ｎａ
₂Ｏ 源として特級試薬の炭酸ソーダを使用した。焼成
は、電気炉を用い焼成温度は１２００℃で３０分焼成し
た。粉砕はディスク型振動ミルを使用し、ブレーン比表
面積が５０００cm²/ｇに成るように粉砕した。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示す高水和活性物質を使用してセメ
ントの物理試験方法（JIS R 5201）に準じて凝結時間及
び圧縮強度試験を行った。高水和活性物質は普通ポルト
ランドセメントに対して１０％の割合で混合した後にミ
キサーで混練した。結果を表２に示す。なお、圧縮強度
については、型枠に成形後１０〜２０分で脱型し、１時
間〜２４時間強度までは２０℃で湿空養生し、その後２
０℃で水中養生して、各材令について測定した。また、
練り温度１０℃における低温での性状を確認するため、
本発明の焼成物２及び５について同様な実験を行った。
結果を表２に加えて示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示す通り、本発明の高水和活性物質
である焼成物１〜６を添加した場合、本発明の範囲外の
焼成物７〜１０の場合に比して、凝結及び硬化を著しく
促進し、強度発現が期待できることが明らかとなった。
また、練り温度１０℃における低温性状については、本
発明の高水和活性物質の中でもＮａ₂Ｏ を添加した焼成
物５は、凝結時間の遅延が小さい。これに比してＮａ₂
Ｏ 無添加の焼成物２は、Ｎａ₂Ｏ を添加した焼成物５
よりやや凝結時間の遅延が大きい。

【００２９】次に、それぞれ単独で焼成して得られたＣ
₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ を、Ｃ₁₂Ａ₇とＣ₃Ａの重量比が、０、
０．２、０．４、０．６、０．８、１．０となるように
混合し、得られた各種ＣＡ系焼成物について、レスカ株
式会社製の６点式微小熱量計を用いて水和１時間までの
水和発熱量を測定した。また、Ｃ₁₂Ａ₇ 及びＣ₃Ａ をそ
れぞれ単独で焼成し、この際にＮａ₂Ｏ を２〜３％固溶
したものについても、同様に、上述した重量比となるよ
うに混合して水和１時間までの水和発熱量を測定した。
結果を図１に示す。なお、水和させる条件として、水／
焼成物重量比＝１０、養生温度２０℃、注水直後からの
撹拌時間を２分間とし、その後の水和発熱量を算出し
た。

【００３０】図１より、Ｎａ₂Ｏ 無添加の場合につい
て、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比が０．５を越える範囲で
は、極端に水和活性が低下することが明らかとなった。
また、Ｎａ₂Ｏ が２〜３％固溶したＣ₁₂Ａ₇ 及びＣ₃Ａ
の混合物についても同様に、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比
が０．５付近を境界として、０．５を越える範囲では水
和１時間までの水和発熱量が極端に低下することが確認
された。

【００３１】セメント用急結材 表３に示すとおり、上記で得られた各種ＣＡ系焼成物
（１〜１０）を用い、これに無水石こう、生石灰、炭酸
ソーダ、アルミン酸ソーダ及び水酸化アルミニウムを配
合して急結材とした。

【００３２】

【表３】

【００３３】各種急結材を使用して、下記に示す評価方
法により急結性能を実施例１〜１６と比較例１〜７で比
較した。結果を表４に示す。 〈急結材の評価方法〉口径１０cm、高さ１５cmのポリ容
器に普通セメント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の羽根付
きハンドドリルで１０００rpm の回転数で１分間混合
し、２８ｇの急結材を添加後、５秒間撹拌し、セメント
ペーストの表面を完全に平滑した後、静置した。急結材
を添加した直後よりセメントペーストの表面が完全に乾
燥し始める時間を表乾時間とし、１／２０in² 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、５及び１０分後に測定した。なお、作業は室内
温度２０℃の恒温室で実施した。この発明の急結材を用
いたモルタルは、凝結及び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と比べ格段
に良好である。また、室内温度５ ℃の条件下で同様な
試験を実施したところ、本発明の急結材を使用した場
合、非常に良好な急結性能を示した。

【００３４】

【表４】

【００３５】なお、この発明のセメント用急結材の吸湿
性について以下の要領で試験したところ、良好な結果が
得られた。 〈急結材の吸湿性試験〉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。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の高水和活性物質
はモルタルまたはコンクリートの凝結及び硬化を著しく
促進できる。また、この高水和活性物質を使用したセメ
ント用急結材は、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良く、これまでの問題点を解消した
急結材といえる。すなわち、このセメント用急結材をモ
ルタルまたはコンクリートの吹き付けに用いると、施工
が確実に出来て、一層強固な構造物を形成することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｃ₁₂Ａ₇ 及びＣ₃Ａ の重量比と水和活性との関
係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 103:12 (72)発明者 鈴木 寿 千葉県佐倉市大作２−４−２ 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２−４−２ 小野田セメ ント株式会社中央研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃を焼成して得られるカ
   ルシウムアルミネート系の結晶質の焼成物で、１２Ｃａ
   Ｏ・７Ａｌ₂Ｏ₃（以下Ｃ₁₂Ａ₇ と略記する）と３ＣａＯ
   ・Ａｌ₂Ｏ₃（以下Ｃ₃Ａ と略記する）の合量が７０重量
   ％以上であることを特徴とする高水和活性物質。
2. 【請求項２】 ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃とＮａ₂Ｏ を焼成して
   得られるカルシウムアルミネート系の結晶質の焼成物
   で、Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の合量が７０重量％以上、アルミ
   ン酸ソーダが２０重量％以下、未反応ＣａＯが１０重量
   ％以下であることを特徴とする高水和活性物質。
3. 【請求項３】 Ｃ₁₂Ａ₇ とＣ₃Ａ の重量比（Ｃ₁₂Ａ₇ ／
   Ｃ₃Ａ ）が０．５以下であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の高水和活性物質。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の高
   水和活性物質に対し、石こう、石灰、炭酸アルカリ金属
   塩、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種以上を混合したことを特徴とするセメント用急
   結材。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の高
   水和活性物質１００重量部に対し、石こうを２〜３０重
   量部、石灰を５〜５０重量部、炭酸アルカリ金属塩を５
   〜６０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請求項４に記載のセメント用急
   結材。
6. 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかに記載の高
   水和活性物質１００重量部に対し、石こうを２〜３０重
   量部、石灰を５〜５０重量部、炭酸アルカリ金属塩を５
   〜６０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
   徴とする請求項４に記載のセメント用急結材。
7. 【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４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％添加すること
   を特徴とする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。