JPH10330135A - セメントクリンカー及びセメント組成物 - Google Patents

セメントクリンカー及びセメント組成物

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JPH10330135A
JPH10330135A JP9137254A JP13725497A JPH10330135A JP H10330135 A JPH10330135 A JP H10330135A JP 9137254 A JP9137254 A JP 9137254A JP 13725497 A JP13725497 A JP 13725497A JP H10330135 A JPH10330135 A JP H10330135A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスコンクリート、高強度コンクリート、高
流動コンクリート、無収縮コンクリート、高耐久性コン
クリート等の土木,建築分野や、押し出し成形、抄造等
による建材用等とに用いられるセメントの改良に関し、
高強度・高流動コンクリートの強度をさらに増大させる
ために、セメントの流動性向上並びに長期強度を維持し
ながら水和熱を抑制することを課題とする。 【解決手段】 セメントクリンカー中のAl23とFe
23を、Al23/Fe 23比で、0.05〜0.62としたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメントクリンカ
ー及び、そのセメントクリンカーを含有したセメント組
成物、さらに詳しくは、マスコンクリート、高強度コン
クリート、高流動コンクリート、無収縮コンクリート、
高耐久性コンクリート等の土木,建築分野や、押し出し
成形、抄造等による建材用等に用いられるセメントの改
良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の建設、施工技術の合理化、省力化
の推進とともに、セメントに対するニーズも多様化、複
合化してきている。
【0003】従来、コンクリートダムや部材寸法の大き
なコンクリート構造物、いわゆるマスコンクリートに
は、セメントの硬化過程で発生するセメントの水和発熱
に基づく温度応力低減のため、各種の混合セメントや中
庸熱セメント、低熱ポルトランドセメント等の、低発熱
型のセメントが使用されてきた。
【0004】また、一方では、最近施工機会の増加して
いる、高強度・高流動コンクリートの分野においても、
単位セメント量の増加や大量施工によるマスコンクリー
ト化への対応から、結合材として高炉スラグやシリカフ
ォームを用いた混合系に代わって、低熱ポルトランドセ
メントが使用されるようになってきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現在市販され
ている低熱ポルトランドセメントを高強度・高流動コン
クリートに使用する場合には、コンクリートの流動性確
保という観点から、水セメント比が25%程度までしか低
減できず、材齢91日の圧縮強度も100N/mm2 程度であっ
た。
【0006】低熱ポルトランドセメントは、普通ポルト
ランドセメントや高炉セメント等に比べ、初期強度が低
いという問題点を有している。この問題点を解決するた
めに、初期強度増進のための粉末度を増大させ、またS
3量を増加させるといった対応がとられている。或い
はセメントクリンカーの組成は変更せずに、粉末度増加
やSO3量増加に加え、フライアッシュや高炉スラグ等
を混合することも行われている。
【0007】しかし、粉末度の増大やSO3量の増加
は、強度の向上には寄与するものの、水和発熱量が増大
し、またセメントの流動性が低下するという問題点があ
った。
【0008】一方、フライアッシュや高炉スラグ等を混
合した場合、このフライアッシュ等がコンクリート中の
混和剤を吸着するという問題点があった。
【0009】いずれにしても、高強度・高流動コンクリ
ートの強度をさらに増大させるためには、セメントを含
めた結合材全体の流動性を向上させ、コンクリートの流
動性を保持したまま、さらに単位水量を削減すること、
或いはセメントを含めた結合材全体の水和発熱量を抑制
し、結合材の強度発現性を向上させることが必要であ
る。
【0010】しかし、流動性と強度とは、本質的に相反
するものであり、一方を向上させると他方が低下すると
いう関係にある。従って、この2つの課題を同時に解決
することは容易ではない。それに加えて、水和発熱量を
低下するという課題までも達成するのは困難であり、こ
れらの課題をすべて解決することは従来の技術では困難
となっていた。
【0011】本発明は、高強度・高流動コンクリートの
強度をさらに増大させるために、セメントの流動性向上
並びに長期強度を維持しながら水和熱を抑制するという
課題を同時に達成しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決せんとするもので、その課題を解決するための
手段は、セメントクリンカー中のAl23とFe2
3を、Al23/Fe23比で、0.05〜0.62としたこと
にある。
【0013】セメント中のC3Aは、水和反応性が高
く、水和発熱量も多いことが知られており、中庸熱ポル
トランドセメントや低熱ポルトランドセメントを製造す
る場合、C3Aを普通ポルトランドセメントの9重量%
程度から、2〜4重量%程度に減少させている。
【0014】セメントクリンカーのIMが0.62付近で、
ボーグ式で計算した場合の間隙質は、フェライト(C4
AF)のみとなり、C3Aが計算上生成しなくなる。
【0015】さらに、IMを低下させることにより、間
隙質はC6AF2さらにはC2F組成のフェライトへと変
化していく。
【0016】これにより、水和反応性が高く、水和発熱
量も多いC3Aの低減効果ばかりでなく、コンクリート
にする場合に混和剤の吸着量が多いC3Aを無くすこと
により、流動性の向上が可能となる。
【0017】さらに、IMの低減によりフェライトの組
成がC4AFからC6AF2と変化するにつれ、セメント
の水和発熱量が低下し、流動性が向上する。
【0018】このように、単にC3Aを無くすことによ
る効果以上に、セメントクリンカーのIMを低減するこ
とによるフェライト組成の変更が、課題解決の有効手段
であることが本発明により明らかとなった。
【0019】尚、間隙質が、C2F組成のフェライト
(IM=0付近)では、モルタル圧縮強さの伸びが不十
分であることから、IMの下限値を0.05に設定した。こ
れは、C2Sへの微量成分固溶量の変化による影響に加
え、セメントクリンカー中のAl23量が少なくなるこ
とにより、C2Sの結晶が大きくなり、セメントへの粉
砕過程でC2Sが粉砕されにくくなることも原因の1つ
と考えられる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0021】試薬を用いてセメントクリンカーの原料を
調合し、電気炉にて1450℃で1時間焼成後、電気炉より
取り出して空気中で急冷して、表1〜3に示す実施例1
〜12の組成のクリンカー、及び比較例1〜9の組成のク
リンカーを得た。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】これら実施例1〜12、並びに比較例1〜9
の組成のクリンカーに、SO3量で2重量%となるよう
に石膏を添加し、テストミルで混合粉砕することによっ
て、C3S量及びIMの異なるセメント21種を調製し
た。
【0026】その鉱物組成を表4〜6に示す。
【0027】
【表4】
【0028】
【表5】
【0029】
【表6】
【0030】セメントの粉末度は、ブレーン比表面積で
2900〜3000cm2/g とした。
【0031】上記実施例1〜12及び比較例1〜9のクリ
ンカーについて、水和熱とモルタル圧縮強さを測定し、
その比を算出した。
【0032】水和熱の測定は、JISのR5203−1
995に基づいて行った。
【0033】また、モルタル圧縮強度の測定は、JIS
のR5201−1992に基づいて行った。
【0034】その測定結果を表7〜9に示す。
【0035】
【表7】
【0036】
【表8】
【0037】
【表9】
【0038】表7〜9からも明らかなように、実施例1
〜12では比較例1〜9に比べて水和熱/モルタル圧縮強
さの比が小さく、水和熱発生の抑制効果が認められた。
【0039】特に、材齢13週及び1年の水和熱/モルタ
ル圧縮強さの比は、図1〜3にも示すように、C3S量
が 15 重量%程度、 35 重量%程度、及び55重量%程度
のいずれの場合にもIM0.05〜0.62の範囲内で小さくな
った。
【0040】さらに、実施例1〜12及び比較例1〜9に
ついてフローとパットエリアを測定した。
【0041】(パットエリアの測定方法)
【0042】減水剤を含有した混練水70mlを入れたビー
カー200ml の中へ約10秒間でセメント200gを投入し、ハ
ンドミキサーで1分50秒間激しく攪拌してペーストを調
整した。
【0043】このペーストを、プラスチック板上におい
たミニスランプコーンにスプーンで流し込み、マイクロ
スパッチュラでミニスランプコーン内のペーストをよく
かき混ぜた後、上面をならし、セメント投入開始から3
分後にミニスランプコーンを引き上げた。
【0044】プラスチック板上に広がったペーストの短
径及び長径を測定し、パットエリアを算出した。
【0045】(フローの測定の方法)
【0046】フロー値の測定は、JISのR5201−
1992に基づいて行った。
【0047】すなわち、試料を乾燥した布でよくぬぐっ
たフローテーブル上の中央の位置に正しく置いたフロー
コーンに2層に詰める。各層は、突き棒の先端がその層
の約1/2 の深さまで入るよう、全面にわたって各15回突
き、最後に不足分を補い表面をならす。
【0048】詰めた後、フローコーンを上方に取り去
り、15秒間に15回の落下運動を与え、試料が広がった後
の径を最大と認める方向と、これに直角な方向とで測定
し、その平均値をmmを単位とする整数で表し、これをフ
ロー値とした。
【0049】その測定結果を表10〜12に示す。
【0050】
【表10】
【0051】
【表11】
【0052】
【表12】
【0053】表10には、実施例1〜4及び比較例1〜
3、すなわちC3S量が15重量%程度のビーライトセメ
ントについての結果を示した。
【0054】IM0.05〜0.62の範囲内でモルタルフロ
ー、パットエリアともに大きくなったが、これは図4及
び図5により明確に現れている。
【0055】特に、混和剤を入れた時の流動性指標であ
るパットエリアは、IM0.62付近で著しく増加した。従
って、実施例1〜4と比較例1,2とに著しい相違が見
られた。
【0056】また、表11には、実施例5〜8、比較例4
〜6、すなわちC3S量が 35 重量%程度の低熱から中
庸熱タイプのセメントの結果を示した。
【0057】表11の結果(C3S量が 35 重量%程度の
場合)においても、図6及び図7に示すように、IM0.
05〜0.62の範囲内でモルタルフロー、パットエリアとも
に大きくなり、特にパットエリアは、IM0.62付近で著
しく増加した。従って、実施例5〜8と比較例4,5と
に著しい相違が見られた。
【0058】さらに、C3S 55 重量%程度の普通セメ
ントタイプの結果を表12の実施例9〜12、比較例7〜9
に示した。
【0059】表12の結果(C3S量が 55 重量%程度の
場合)においても、図8及び図9に示すようにIM0.05
〜0.62の範囲内でモルタルフロー、パットエリアともに
大きく、パットエリアはIM0.62付近で著しく増加し
た。従って、実施例9〜12と比較例7,8とに著しい相
違が見られた。
【0060】
【発明の効果】叙上のように、本発明では、クリンカー
組成を、Al23/Fe23比で、0.05〜0.62としたた
め、セメントの流動性向上並びに長期強度を維持しなが
ら水和熱を抑制するという従来解決できなかった課題を
同時に解決しうるに至った。
【0061】この結果、従来の低熱ポルトランドセメン
トの問題点やフライアッシュ等を添加する場合の問題点
を解決することができ、高強度・高流動コンクリートに
適したクリンカー組成物を提供しうるに至った。
【図面の簡単な説明】
【図1】IMと水和熱/モルタル圧縮強さ(C3S 15
重量%程度)との関係を示すグラフ
【図2】IMと水和熱/モルタル圧縮強さ(C3S 35
重量%程度)との関係を示すグラフ
【図3】IMと水和熱/モルタル圧縮強さ(C3S 55
重量%程度)との関係を示すグラフ。
【図4】IMとモルタルフローとの関係(C3S 15 重
量%程度)を示すグラフ。
【図5】IMとパットエリアとの関係(C3S 15 重量
%程度)を示すグラフ。
【図6】IMとモルタルフローとの関係(C3S 35 重
量%程度)を示すグラフ。
【図7】IMとパットエリアとの関係(C3S 35 重量
%程度)を示すグラフ。
【図8】IMとモルタルフローとの関係(C3S 55 重
量%程度)を示すグラフ。
【図9】IMとパットエリアとの関係(C3S 55 重量
%程度)を示すグラフ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントクリンカー中のAl23とFe
    23を、Al23/Fe23比で、0.05〜0.62としたこ
    とを特徴とするセメントクリンカー。
  2. 【請求項2】 セメントクリンカー中のAl23とFe
    23を、Al23/Fe23比で、0.05〜0.62としたセ
    メントクリンカーを含有することを特徴とするセメント
    組成物。
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