JPH11130507A - 高流動性水硬性組成物 - Google Patents

高流動性水硬性組成物

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JPH11130507A
JPH11130507A JP9295867A JP29586797A JPH11130507A JP H11130507 A JPH11130507 A JP H11130507A JP 9295867 A JP9295867 A JP 9295867A JP 29586797 A JP29586797 A JP 29586797A JP H11130507 A JPH11130507 A JP H11130507A
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JP
Japan
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gypsum
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cement
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weight
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JP9295867A
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Hiroyoshi Kato
弘義 加藤
Kazuhiro Yoshioka
一弘 吉岡
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/02Portland cement
    • C04B7/04Portland cement using raw materials containing gypsum, i.e. processes of the Mueller-Kuehne type

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  • Ceramic Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた流動性を有し、かつ該流動性の経時的な
変化が小さく安定した流動性を有する高流動性水硬性組
成物を得ることを目的とする。 【解決手段】3CaO・Al23含有量5重量%以下の
セメントクリンカー粉末と石膏との混合物中に、SO3
換算で下記(1)式を満たすように石膏を含み、且つ半
水石膏含有量がSO3換算で下記(2)式を満たすよう
に調整されたポルトランドセメント、セメント分散剤お
よび水よりなる。 (1)0.05A+1.70≦B≦0.30A+1.70 (2)0.02A+0.50≦C≦0.20A+0.50 (但し、A:セメントクリンカー中の3CaO・Al2
3含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算
重量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
換算重量%)である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポルトランドセメ
ントとセメント分散剤を併用した新規な高流動性水硬性
組成物に関するものである。さらに詳しくは、ポルトラ
ンドセメント中のクリンカー鉱物組成、石膏の含有量お
よびその種類を調製することにより、優れた流動性を有
すると共に、練り混ぜ後の流動性の経時的な変化が小さ
く、安定した流動性を有する高流動性水硬性組成物を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】ポルトランドセメントを使用した水硬性
組成物のうち、高流動、高強度のモルタルあるいはコン
クリート等の製造を目的として、高性能減水剤、高性能
AE減水剤等のセメント分散剤を添加することが行われ
ている。
【0003】上記のセメント分散剤の化合物としては様
々なものが実用化されているが、近年では、低い水セメ
ント比においても高い分散効果を発揮するセメント分散
剤として、例えば、特開平1−226757号公報に示
されるように、ポリエチレングリコールのグラフト鎖を
有するポリカルボン酸系のものが広く使用されるように
なってきた。
【0004】これらのセメント分散剤は、セメントの種
類に制限なく広く使用されているが、セメント分散剤に
よる減水効果を十分発揮するセメントとして、クリンカ
ーの鉱物組成および硬化遅延剤として添加される石膏の
種類、添加量を調整したポルトランドセメントが提案さ
れており、高性能AE減水剤との組み合わせにより高い
流動性が得られている(特開平6−80456号、特開
平9−86976号公報参照)。さらに、特定の化学成
分を有する高性能AE減水剤との組み合わせにより、よ
り高い効果が得られている(特開平5−213653号
公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記高流動性水硬性組
成物は、ポルトランドセメントのクリンカー鉱物組成、
石膏の種類および添加量を調整することにより流動性が
向上したが、時間の経過に伴なう流動性の変化の制御に
ついては不十分であった。また、いずれの組成物につい
ても、セメントに添加する石膏の種類として無水石膏を
必須の成分としており、セメントの製造において2系列
以上の石膏供給経路が必要となり、セメントの製造工程
が複雑になるという問題があった。
【0006】従って、本発明は、ポルトランドセメン
ト、セメント分散剤および水を使用した高流動性水硬性
組成物において、無水石膏を使用しない系で、優れた流
動性を維持しながら、流動性の経時的な変化を小さく
し、安定した流動特性を達成することを目的とするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を進めた結果、上記高流動性水
硬性組成物の流動性およびその経時的な変化は、セメン
トクリンカーの鉱物組成およびポルトランドセメント中
に硬化遅延剤として含有される半水石膏の量と密接な関
係があることについて知見を得た。かかる知見に基づ
き、更に研究を重ねた結果、セメントクリンカー中の3
CaO・Al23量を制限し、且つ石膏の含有量とその
中に含まれる半水石膏の量を調整することにより、高い
流動性を維持しながら、該流動性の安定化が可能である
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、3CaO・Al23
含有量が5重量%以下のセメントクリンカー粉末および
半水石膏と2水石膏とよりなる石膏からなり、該石膏の
含有量が、SO3換算で下記(1)式を満たし、且つ該
石膏中に占める半水石膏の含有量がSO3換算で下記
(2)式を満たすポルトランドセメント、セメント分散
剤および水よりなることを特徴とする高流動性水硬性組
成物である。
【0009】 (1)0.05A+1.70≦B≦0.30A+1.70 (2)0.02A+0.50≦C≦0.20A+0.50 (但し、A:セメントクリンカー中の3CaO・Al2
3含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算
重量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
換算重量%)である。) なお、本発明において、石膏の組成は水との混合前の組
成を示すものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。
【0011】本発明において、ポルトランドセメントの
主成分であるセメントクリンカー粉末中の3CaO・A
23含有量はセメントクリンカーの5重量%以下とす
ることが重要である。3CaO・Al23量が5重量%
を超えると、3CaO・Al23の水和が活発となり、
流動性を確保できない。
【0012】上記3CaO・Al23含有量の調整方法
は、特に制限されるものではないが、一般に、セメント
クリンカーの製造時において、原料比、焼成条件を変え
ることによって調整することが可能である。
【0013】本発明において、ポルトランドセメント中
の石膏含有量は、セメントクリンカー粉末中の3CaO
・Al23含有量をA重量%としたとき、SO3換算で
(0.05A+1.70)重量%以上(0.30A+
1.70)重量%以下とすることが重要である。すなわ
ち、石膏含有量がSO3換算で(0.05A+1.7
0)重量%未満では添加効果である遅延効果が発揮され
ず、3CaO・Al23の水和が活発となり、十分な施
工時間を確保することが出来ない。また、石膏含有量が
SO3換算(0.30A+1.70)重量%を越える
と、3CaO・Al23と石膏との反応が促進されるた
め流動性が低下する。
【0014】本発明において、石膏の含有量と共に重要
な要件は、ポルトランドセメント中に存在する半水石膏
の含有量を、セメントクリンカー粉末中の3CaO・A
23含有量をA重量%としたとき、SO3換算で
(0.02A0+0.50)重量%以上(0.20A+
0.50)重量%以下に調整することにある。すなわ
ち、半水石膏の量が(0.02A+0.50)重量%に
満たない場合、クリンカー中の3CaO・Al23の水
和が活発になり、流動性の向上を阻害する。また、
(0.20A+0.50)重量%を越える場合、セメン
ト分散剤による粒子の分散効果が損なわれるとともに、
石膏自身の水和が活発となるため、流動性の向上効果が
低下するばかりでなく、その経時的な流動性の変化が大
きくなり、施工条件の設定が困難となる。
【0015】従って、かかる半水石膏の量が、SO3
算でポルトランドセメント中の(0.02A+0.5
0)重量%以上(0.20A+0.50)重量%以下と
することにより、練り上がり直後から高い流動性を示
し、かつ時間の経過に伴なう流動性の変化が小さく、安
定した施工が可能となる。
【0016】石膏の残部は、2水石膏よりなるものとす
る。石膏の種類には、半水石膏の他に2水石膏、無水石
膏があるが、2水石膏は無水石膏に比べクリンカー中の
3CaO・Al23の水和を抑制する効果が高いため、
本発明の効果をより高めることができ、有効である。ま
た、上記2水石膏は、後記の半水石膏の調整方法におい
て、その原料として供給できるため、無水石膏を使用す
る場合に対して、供給を1系列で行うことができるとい
うメリットををも有する。
【0017】本発明において、ポルトランドセメントの
製造方法は、セメントクリンカー成分と石膏とが所定の
割合に配合される方法であれば特に制限はなく、クリン
カーおよび石膏をそれぞれ個別に粉砕したものを混合し
てもよいし、同時に粉砕してもよい。
【0018】本発明において、ポルトランドセメント中
の石膏は、半水石膏と2水石膏との混合物であることか
ら、2水石膏を原料とし粉砕条件等の制御により所定量
を半水石膏へ転化させ、各石膏を所定の割合に配合する
方法を選択することが望ましい。例えば、ポルトランド
セメントの粉砕工程において、ミルの内部温度を120
℃以下に制御することにより、半水石膏の含有量を本発
明の範囲内に調整することができる。かかる方法によ
り、複数の石膏原料を用いることなく、容易にポルトラ
ンドセメントの製造が可能である。
【0019】また、ポルトランドセメントのブレーン値
は、3000〜5000cm2/gであることが望まし
い。
【0020】本発明において、セメント分散剤は、ポル
トランドセメントを分散させる効果を有するものであれ
ば特に限定されない。
【0021】例えば、上記セメント分散剤を具体的に例
示すれば、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、
メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、リグニンスル
ホン酸塩、ポリカルボン酸塩、ポリカルボン酸エーテ
ル、ポリエーテルカルボン酸、カルボン酸共重合物、マ
レイン酸誘導体共重合物等が挙げられる。
【0022】そのうち、化合物中にポリエチレングリコ
ール鎖を有するものがより効果的である。
【0023】本発明において、ポルトランドセメントに
対する上記セメント分散剤及び水の配合量は特に制限さ
れるものではない。好適な組成を例示すれば、セメント
分散剤は、ポルトランドセメントに対して0.1〜5.
0重量%、好ましくは0.1〜3.0重量%が、また、
水は水/セメント比で15〜50%、好ましくは20〜
40%である。
【0024】本発明の高流動性水硬性組成物は、本発明
を構成するポルトランドセメント、セメント分散剤およ
び水の他に、本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、
骨材、空気量調製剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防錆
剤、分離低減剤、増粘剤、膨張材、鉱物質微粉末等を添
加配合しても構わない。例えば、ポルトランドセメント
に対して、0.1〜10重量%の石灰石微粉末及び/又
はフライアッシュが好適に用いられる。
【0025】本発明において、ポルトランドセメント、
セメント分散剤及び水の添加方法は特に制限されない。
例えば、全部を同時に混合する方法、ポルトランドセメ
ントとセメント分散剤とを予め混合後、水と混合する方
法などが挙げられる。また、上記の混合には公知の混合
機が特に制限無く使用される。
【0026】
【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の高流動性水硬性組成物は、優れた流動性を有すると
共に、流動性の経時的な変化が小さく安定した流動性を
有するという従来の高流動性水硬性組成物に無い、優れ
た特性を発揮するものである。また、本発明に用いるポ
ルトランドセメントは、従来の高流動性水硬性組成物に
用いられてきたポルトランドセメントに比べ、容易に製
造することが可能であり、その工業的価値は極めて高い
ものである。
【0027】かかる高流動性水硬性組成物は、これに、
骨材として細骨材を添加して、セルフレベリング床材等
のモルタル、細骨材および粗骨材を用いた高流動コンク
リート、高強度コンクリート等のコンクリートなどを構
成した場合にも、前記の優れた特性を発揮し、それぞれ
の用途に好適に使用することが出来る。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明の構成および効果
を説明するが、本発明が実施例に限定されるというもの
ではない。
【0029】実施例1 セメントクリンカー中の3CaO・Al23含有量が4
重量%、石膏含有量がSO3換算2.5重量%、半水石
膏含有量がSO3換算0.6重量%、ブレーン比表面積
が3320cm2/gのポルトランドを調整し、水セメ
ント比が24%、ポリカルボン酸系セメント分散剤の添
加量がポルトランドセメント重量の1.5重量%の組成
物(セメントペースト)をモルタルミキサーにより練り
混ぜた。練り混ぜ直後から60分までの流動性の経時変
化を測定した。流動性は、JASS15 M−103
「セルフレベリング材の品質基準」の流動性試験に基づ
きペーストフロー値を測定し評価した。結果を表1に示
す。
【0030】実施例2 半水石膏含有量をSO3換算1.0重量%とし、他の条
件は実施例1と同一として組成物を調製し、実施例1と
同様な試験を実施した。結果を表1に示す。
【0031】実施例3 石膏含有量をSO3換算2.0重量%、半水石膏含有量
をSO3換算1.0重量%とし、他の条件は実施例1と
同一として組成物を調製し、実施例1と同様な試験を実
施した。結果を表1に示す。
【0032】比較例1 半水石膏含有量をSO3換算0.3重量%とし、他の条
件は実施例1と同一とし、他の条件は実施例1と同一と
して組成物を調製し、実施例1と同様な試験を実施し
た。結果を表1に示す。
【0033】比較例2 半水石膏含有量をSO3換算2.0重量%とし、他の条
件は実施例1と同一として組成物を調製し、実施例1と
同様な試験を実施した。結果を表1に示す。
【0034】比較例3 石膏含有量をSO3換算3.5重量%、半水石膏含有量
をSO3換算1.4重量%とし、他の条件は実施例1と
同一として組成物を調製し、実施例1と同様な試験を実
施した。結果を表1に示す。
【0035】比較例4 セメントクリンカー中の3CaO・Al23含有量を9
重量%、半水石膏含有量をSO3換算1.0重量%と
し、他の条件は実施例1と同一として組成物を調製し、
実施例1と同様な試験を実施した。結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 103:32

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3CaO・Al23含有量が5重量%以
    下のセメントクリンカー粉末および半水石膏と2水石膏
    とよりなる石膏からなり、該石膏の含有量が、SO3
    算で下記(1)式を満たし、且つ該石膏中に占める半水
    石膏の含有量がSO3換算で下記(2)式を満たすポル
    トランドセメント、セメント分散剤および水よりなるこ
    とを特徴とする高流動性水硬性組成物。 (1)0.05A+1.70≦B≦0.30A+1.70 (2)0.02A+0.50≦C≦0.20A+0.50 (但し、A:セメントクリンカー中の3CaO・Al2
    3含有量(重量%) B:ポルトランドセメント中の石膏含有量(SO3換算
    重量%) C:ポルトランドセメント中の半水石膏含有量(SO3
    換算重量%)である。)
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