JPH10152359A

JPH10152359A - 高流動性セメント組成物

Info

Publication number: JPH10152359A
Application number: JP31209196A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Igarashi; 秀明五十嵐; Atsushi Matsunaga; 篤松永; Sachio Yuge; 祐夫弓削
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JP3385884B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、材料分離を引き起こさずに極めて高
い流動性を発現し、フローロスも小さく施工作業中等に
流動性が損なわれることもなく、高流動で高強度を発現
するコンクリートの製造やセルフレベリング材として好
適な高流動性セメント組成物の提供を課題とする。【解決手段】１３重量％以下の４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、５重量％以下の３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃を含み、残
部が３ＣａＯ・ＳｉＯ₂及び２ＣａＯ・ＳｉＯ₂よりなる
クリンカーと３〜７重量％の石膏で構成され、半水石膏
量が全石膏に対して３７重量％以上且つセメント成分全
体に対して２．５重量％以下であり、無水石膏量が全石
膏に対して３５重量％以下である、ブレーン比表面積が
３０００〜４５００ｃｍ²／ｇのセメント成分に更に高
性能ＡＥ減水剤を添加した高流動性セメント組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートの製
造やセルフレベリング材として好適な、高流動性で且つ
高強度発現性に優れた、高流動性セメント組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年コンクリート構造物の高層化と同時
に、施工方法の合理化、省力化に伴って、高強度発現性
に優れ、単位水量を高めることなく、締め固め作業が不
要で過密な配筋中や狭部を有する型枠の細部にまで行き
渡る流動性に優れたセメント組成物の開発が進められて
いる。また自己流動性が要求されるセメント系セルフレ
ベリング材としてもさらに流動性の高いものが求められ
ている。

【０００３】この目的に使われるセメントとしては、ポ
ルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュ、石
灰石粉等の各種混和材や各種高性能ＡＥ減水剤、増粘剤
を添加したセメント、粒度分布を調整したセメント、セ
メント粒子を球状化したセメント等が提案されている。

【０００４】しかし、混合材を添加すると、品質管理が
煩雑となるだけでなく、硬化後の耐久性が低下し、高強
度コンクリートが得られにくいという難点があった。ま
た、粒度分布を調整したセメントやセメント粒子を球状
化したセメントの製造には、通常のセメント製造の設
備、工程の他に、特性を付与するための特別な設備、工
程を必要とするだけでなく、分別を必要とすることから
生産性が著しく低下するという問題があった。

【０００５】これ等の難点を克服する一つの方法とし
て、特開平６ー８０４５６号公報には、３ＣａＯ・Ａｌ
₂Ｏ₃と４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃固溶体量を低減す
ると共に２ＣａＯ・ＳｉＯ₂量を増したクリンカーに、
不溶性無水石膏を石膏全体の５０重量％以上含む石膏を
加え、更に分散剤を添加した流動性水硬性組成物が提案
されている。ここで提案されている組成物よると、前記
難点特に生産上での問題はかなり改善されるが、特性の
面では、例えばフロー値が２４０ｍｍより小さく、未だ
不十分であり、特に、より長時間でのフローロスの抑制
については改良が必要とされていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、極めて高い
流動性を発現するセメント組成物の提供を課題とする。
また、本発明は、前記提案の高流動性セメント組成物よ
り更に改良された、特に、フローの保持性に優れた高流
動性セメント組成物の提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、セメント
組成物の特性とフローの低下の関係について検討した結
果、フローの低下は、セメント中における鉱物組成と半
水石膏の量、ブレーン比表面積、ｎ値と密接な関係があ
り、これらの値を特定の範囲に調整したセメント組成物
が、少量の高性能ＡＥ減水剤の添加においても流動性に
優れること、更に、長時間にわたってフローの低下がほ
とんど生じないこと等を知見し、本発明に至った。すな
わち、本発明は、１３重量％以下の４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃
・Ｆｅ₂Ｏ₃、５重量％以下の３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃を含
み、残部が３ＣａＯ・ＳｉＯ₂及び２ＣａＯ・ＳｉＯ₂よ
りなるクリンカーと３〜７重量％の石膏で構成され、半
水石膏量が全石膏に対して３７重量％以上且つセメント
成分全体に対して２．５重量％以下であり、無水石膏量
が全石膏に対して３５重量％以下である、ブレーン比表
面積が３０００〜４５００ｃｍ²／ｇのセメント成分に
更に高性能ＡＥ減水剤を添加した高流動性セメント組成
物に関する。以下に、本発明を説明する。

【０００８】本発明において、クリンカー中に含まれる
４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃及び３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃
の量は流動性と密接に関係する。４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・
Ｆｅ₂Ｏ₃が１３重量％を越えると、また、３ＣａＯ・Ａ
ｌ₂Ｏ₃が５重量％を越えると流動性が低下し、またフロ
ーロスも大きくなるので、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂
Ｏ₃は１３重量％以下、好ましくは８重量％以下にし、
３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃は５重量％以下、好ましくは４重量
％以下にする。また残部成分中の３ＣａＯ・ＳｉＯ₂が
多くなると、換言すると、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂が少ない
と、初期強度は高くなるが流動性が低下し、フローロス
も大きくなるので、流動性をより高めるためには２Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ₂は残部中の４０重量％以上、好ましくは５
０〜７０重量％にするのが望ましい。２ＣａＯ・ＳｉＯ
₂を多くすることによって低発熱で高流動性のセメント
組成物にすることができる。

【０００９】本発明においては、セメント組成物中の全
石膏量を３〜７重量％とする。全石膏量が３重量％より
少ないと石膏量が不十分となり流動性の改善効果が小さ
くなるだけでなく、セメントの粉砕や水和後の収縮など
でも問題があり、７重量％を超えるとこわばりを生じ、
流動性が低下する。

【００１０】半水石膏の量も重要である。本発明では半
水石膏量を、全石膏に対して３７重量％以上、且つ、セ
メント成分全体に対して２．５重量％以下含まれるよう
にする。後記実施例の結果からも明らかであるように、
半水石膏の量をこの範囲内に調整することにより、混練
直後フローが大幅に改善された、組成によっては３００
ｍｍ以上の高流動性を有し、フローロスも殆どなく且
つ、材料分離も生じないセメント組成物を得ることがで
きる。

【００１１】石膏中の半水石膏量が３７重量％未満で
は、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の水和反応が速く流動性の改善
効果は期待できず、フローロスも大きくなる。また、セ
メント成分中の半水石膏含量が２．５重量％を超える
と、混練直後のフローが著しく小さくなり、高性能ＡＥ
減水剤の必要量が多くなり好ましくない。

【００１２】無水石膏が含まれるとフローが改善される
が、その量が多すぎると、混練直後のフローがかえって
小さくなるだけでなく、フローロスも大きくなる。従っ
て、本発明において、石膏中に含まれる不溶性無水石膏
量は３５重量％以下とする。

【００１３】本発明において、石膏はクリンカーと同時
に粉砕しても、また予め粉砕したクリンカーに石膏粉を
混合する方法で加えても充分な流動性を示すが、クリン
カーと同時に粉砕した方がより高い流動性を示すので好
ましい。

【００１４】本発明のセメント組成物において、セメン
ト成分のブレーン比表面積は３０００〜４５００ｃｍ²
／ｇ、好ましくは３８００〜４２００ｃｍ²／ｇにする
のが良い。ブレーン比表面積が低いほど流動性は良好で
あるが、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ²／ｇ未満で
は粘度が低くなりすぎて材料分離を引き起こし、また４
５００ｃｍ²／ｇを超えると減水剤の効果が低下し、セ
メント粒子の分散性が悪くなり流動性が低下するので、
上記範囲が好適である。

【００１５】また、本発明において、セメント成分のｎ
値は１．０５以下とするのが好ましい。ｎ値は小さくな
るとセメントの充填率が向上し、流動性は良好となる。
セメントのｎ値は、粉砕機の種類を変えたり、ボールミ
ルのボール径を変えたり粉砕助剤を添加したり、また、
粉砕時に分級工程を入れることで調整することができ
る。

【００１６】高性能ＡＥ減水剤の添加量は、セメント成
分１００重量部に対して０．０５〜５重量部、好ましく
は０．１〜２重量部である。高性能ＡＥ減水剤はその量
が増すに連れて水量を低減させ、セメント粒子の分散を
良好にして流動性を付与し、硬化後の特性を向上させる
作用をするが、その量が少なすぎると、減水剤としての
効果が期待できず、また多すぎても流動性増大には寄与
せず、むしろ材料分離を引き起こし、硬化後の特性が低
下する。

【００１７】高性能ＡＥ減水剤としては、従来モルタル
やコンクリートに使用されている例えばナフタレン系
（ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等）、メラミ
ン系（メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物等）、アミ
ノスルホン酸系（芳香族アミノスルホン酸ポリマー
等）、ポリカルボン酸系（ポリカルボン酸エーテル等）
を挙げることができる。

【００１８】また、本発明の高流動性セメント組成物は
水に加えて、硬化促進剤、硬化遅延剤、収縮低減剤、鉄
筋防錆剤等、公知の添加剤や膨張材等の特殊混和材を添
加しても何等問題を生じない

【００１９】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下に具体例を示して本発明を更に詳しく説
明する。（１）モルタルの混練ＪＩＳＲ５２０１１０．４．３の機械練りによる方
法に記されている装置、器具を使用して次のように行っ
た。練り鉢にセメント８００ｇと砂（相馬砂）１２８０
ｇを入れ、ホバートミキサーで３０秒間低速で混合し
た。ホバートミキサーを停止し、所定量の高性能ＡＥ減
水剤［ポリカルボン酸系：エヌエムビー社製、商品名レ
オビルドＳＰ−８Ｓ（Ｂ）］を添加した水２４０ｇを加
えて低速で２分間練混ぜた。その後、ミキサーを停止
し、２０秒間で、匙で練り鉢及びパドルに付着したモル
タルを掻き落とすとともに、練り鉢の底のモルタルを掻
きあげるように２〜３回掻き混ぜた。その後、再び低速
で２分４０秒練り混ぜた。なお、水セメント比は０．
３、砂セメント比は１．６である。

【００２０】（２）セメント成分のｎ値測定レーザー回折式粒度分布測定機［商品名：ＳＫレーザ
ー、（株）セイシン企業製］を用いて測定した粒度分布
測定値から、Rosin-Rammler 式を使って算出した。尚、
算出に用いた粒度は６〜３２μｍである。

【００２１】（３）混練直後のフロー測定ＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定
されているフローコーンを用いて、０打でのフロー値を
測定した。フロー値は、２４０ｍｍ以上の値であれば好
ましく、フロー値が２４０ｍｍ未満では流動性が劣るた
め高性能ＡＥ減水剤を多量に添加する必要があり、施工
性の面で難がある。

【００２２】（４）１２０分後フロー（フローロス）測
定混練したモルタルを湿封し、１２０分後のフローを測定
し、フローロスを次式で計算した。フローロス（％）＝［｛(混練直後のフロー)−(１２０
分後のフロー)｝／（混練直後のフロー）］×１００フローロスが２０％を超えるものは施工中に所定の施工
性が保持できないことから好ましいとはいえず、フロー
ロスが２０％以下のものを良とした。

【００２３】なお、以降の説明では、クリンカー中の２
ＣａＯ・ＳｉＯ₂をＣ₂Ｓ、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃をＣ
₃Ａ、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃をＣ₄ＡＦとそれぞ
れ略して記載する。また、残部はそのほとんどが３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ₂であるので、その構成成分の詳細について
の記載は省略してある。

【００２４】実施例１〜４及び比較例１、２６６％のＣ₂Ｓ、３％のＣ₃Ａ、１２％のＣ₄ＡＦ及び残
部がＣ₃Ｓからなるクリンカーに二水石膏或いは半水石
膏をセメント成分の３．０％添加後、石膏が脱水しない
ように注意しながら小型ボールミルで粉砕し、石膏とし
て二水石膏だけを含むブレーン比表面積が３２５０ｃｍ
²／ｇのセメントＡと、石膏として半水石膏だけを含む
ブレーン比表面積が３２００ｃｍ²／ｇのセメントＢを
得た。この二種のセメントＡ、Ｂを混合して、表１の実
施例１〜４及び比較例１、２に示す、無水石膏を含ま
ず、半水石膏含量の互いに異なるセメントを調製した。
このセメントに、高性能ＡＥ減水剤をセメントの１．８
重量％添加してモルタルを調製し、混練直後のフロー
と、１２０分後のフローロスを測定した。結果を表１に
示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例５、６及び比較例３、４二水石膏含量または半水石膏含量をセメント成分の５．
０重量％とした以外は実施例１〜４、比較例１、２と同
様の方法でブレーン比表面積が３１５０ｃｍ²／ｇであ
り、石膏として二水石膏だけを含むセメントＣと、ブレ
ーン比表面積が３１００ｃｍ²／ｇで石膏として半水石
膏だけを含むセメントＤを得た。一方、無水石膏を加
え、石膏としては無水石膏のみをセメント成分の５．０
重量％含むブレーン比表面積が３１５０ｃｍ²／ｇのセ
メントＥを調製した。この三種のセメントＣ、Ｄ、Ｅを
混合して、表１の実施例５、６及び比較例３、４に示す
半水石膏含量および無水石膏含量を有するセメントを
得、実施例１〜４、比較例１、２と同様の方法で流動特
性を評価した。結果は表１に示す。

【００２７】実施例７及び比較例５二水石膏量または半水石膏量をセメントの５．０重量％
とした以外は実施例１〜４、比較例１、２と同様の方法
でブレーン比表面積が４４５０ｃｍ²／ｇであり石膏と
して二水石膏だけを含むセメントＦと、ブレーン比表面
積が４４００ｃｍ²／ｇで石膏として半水石膏だけを含
むセメントＧを得た。この二種のセメントＦ、Ｇを混合
して、表１の実施例７及び比較例５に示す半水石膏量の
セメントを得、このセメントに、高性能ＡＥ減水剤をセ
メントの２．０重量％添加してモルタルを調製し、実施
例１〜４、比較例１、２と同様の方法で流動特性を評価
した。結果は表１に示す。

【００２８】実施例８クリンカーを、５６％のＣ₂Ｓ、３％のＣ₃Ａ、１２％の
Ｃ₄ＡＦ及び残部がＣ₃Ｓからなるものに変え、二水石膏
含量或いは半水石膏含量をセメント成分の５．０重量％
に変えた以外は実施例１〜４と同じ方法で、ブレーン比
表面積が３３００ｃｍ²／ｇで石膏として二水石膏だけ
を含むセメントＨと、ブレーン比表面積が３２５０ｃｍ
²／ｇで石膏として半水石膏だけを含むセメントＩを得
た。この二種のセメントＨ、Ｉを混合して、表１の実施
例８に示す、半水石膏含量を有するセメントを調製し、
実施例１〜４及び比較例１、２と同様の方法で流動特性
を評価した。結果は表１に示す。

【００２９】実施例９ｎ値の大きなセメントを得るために、ボールミルのボー
ル径を変えて粉砕したこと以外は実施例１〜４と同様の
方法で、ブレーン比表面積が３３００ｃｍ²／ｇで石膏
として二水石膏だけを含むセメントＪと、ブレーン比表
面積が３２００ｃｍ²／ｇで石膏として半水石膏だけを
含むセメントＫを得た。この二種のセメントＪ、Ｋを混
合して、表１の実施例９に示す、半水石膏含量を有する
セメントを調製し、実施例１〜４、及び比較例１、２と
同様の方法で流動特性を評価した。結果は表１に示す。

【００３０】表１の結果から分かるように、本発明の方
法によるセメント組成物は何れも、混練直後のフロー値
は２４０ｍｍ以上と高く、且つ、１２０分後のフローロ
スも２０％以下と低い、特性的に優れたものである。特
に、セメント成分のｎ値が１．０５より小さいもので
は、混練直後のフロー値が２６０ｍｍ以上と非常に高
く、特性的に非常に優れたものが得られる。これに比し
て半水石膏量が本発明の範囲を外れるセメント組成物で
は、混練直後のフロー値は何れも２００ｍｍ以下と低
く、また、１２０分後のフローロスが高くなる場合も出
てくる。表１の結果はまた、無水石膏が存在しなくて
も、半水石膏量が本発明の範囲にあれば特性的に高いも
のが得られること、及び、ある程度の無水石膏の存在に
より混練直後フロー値が改善されるが、多くなりすぎる
と逆に混練直後フロー値が低下することも示している。

【００３１】

【発明の効果】本発明によるセメント組成物は、極めて
高い流動性を発現し、フローロスも小さく施工作業中等
に流動性が損なわれることがないという顕著な効果があ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 24:04） 103:32 111:62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１３重量％以下の４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、５重量％以下の３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃を含み、残
部が３ＣａＯ・ＳｉＯ₂及び２ＣａＯ・ＳｉＯ₂よりなる
クリンカーと３〜７重量％の石膏で構成され、半水石膏
量が全石膏に対して３７重量％以上且つセメント成分全
体に対して２．５重量％以下であり、無水石膏量が全石
膏に対して３５重量％以下である、ブレーン比表面積が
３０００〜４５００ｃｍ²／ｇのセメント成分に更に高
性能ＡＥ減水剤を添加した高流動性セメント組成物。
【請求項２】残部中の２ＣａＯ・ＳｉＯ₂量が残部の４
０〜７０重量％である、請求項１に記載の高流動性セメ
ント組成物。
【請求項３】セメント成分のｎ値が１．０５以下であ
る、請求項１および２に記載の高流動性セメント組成
物。