JPH11343160A - 水硬性組成物とその硬化体 - Google Patents

水硬性組成物とその硬化体

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JPH11343160A
JPH11343160A JP14748098A JP14748098A JPH11343160A JP H11343160 A JPH11343160 A JP H11343160A JP 14748098 A JP14748098 A JP 14748098A JP 14748098 A JP14748098 A JP 14748098A JP H11343160 A JPH11343160 A JP H11343160A
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JP
Japan
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cement
limestone
specific surface
surface area
strength
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JP14748098A
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Michio Matsuno
路雄 松野
Susumu Sano
奨 佐野
Makihiko Ichikawa
牧彦 市川
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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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

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石灰石微粉末の配合量が多く、しかも強
度の低下が小さい水硬性組成物とその硬化体を提供す
る。 【解決手段】 セメントに石灰石微粉末およびトリアル
カノールアミンを添加した水硬性組成物であって、セメ
ントの配合量が80〜70重量%、石灰石微粉末の配合
量が20〜30重量%、セメントの粒度がブレーン比表
面積3000〜5000cm2/g、好ましくは3000〜
4000cm2/g、石灰石微粉末の粒度がブレーン比表面
積1000〜15000cm2/g、好ましくは4000〜
7000cm2/gであることを特徴とする水硬性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメントに石灰石
微粉末を混合した水硬性組成物に関し、特に、石灰石微
粉末の添加に伴う硬化体の強度低下を抑制した水硬性組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、セメント製造時における省エネル
ギーや環境への負担低減が大きな課題となっているが、
石灰石微粉末を混合した水硬性組成物はこの課題に応え
る有力な手段の一つである。すなわち、セメントに混合
される石灰石微粉末はセメントクリンカーの焼成後に添
加される成分であるため、石灰石微粉末に消費されるエ
ネルギーが不要であり、また焼成時の炭酸ガス発生の問
題も生じないため環境への負担も少ない。このように、
石灰石微粉末を混合した水硬性組成物、いわゆるフィラ
ーセメントは普通ポルトランドセメントに比較して、単
位量当たりのエネルギー消費量が小さく、発生する炭酸
ガスも少ない利点を有している。この効果は、石灰石微
粉末の混合量に比例する。
【0003】一方、フィラーセメントは、混合される石
灰石微粉末は反応性をほとんど有しないため、その混合
量に応じて硬化体の強度が低下する問題点がある。そこ
で、従来は、セメントあるいは石灰石微粉末を微粉化
(ブレーン比表面積を大きく)することにより強度低下を
抑制していた。しかし、石灰石微粉末の添加量が20重
量%を上回ると、セメントや石灰石微粉末を微粉化して
もその強度低下を抑制しきれなくなる。また、セメント
や石灰石微粉末のブレーン比表面積を極端に大きくする
ことは、粉砕エネルギーの増大およびコスト高を招くの
で、省エネルギーおよび環境への負担低減の意図に反す
ることになる。
【0004】
【発明の解決しようとする課題】本発明は、石灰石微粉
末を混合した水硬性組成物について、従来の上記問題を
解決したものであって、石灰石微粉末の混合に伴う強度
低下を、そのブレーン比表面積を極端に大きくせず、む
しろ従来よりもやや粗い範囲に調整することによって効
果的に抑制したものであり、省エネルギーおよび環境へ
の負担低減に適う水硬性組成物を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、セメントに石
灰石微粉末を混合してなる水硬性組成物において、トリ
アルカノールアミシを添加する条件下で、その強度低下
を効果的に抑制できる粒度範囲等を特定したものであ
る。特に、セメントおよび石灰石微粉末を出来だけ微粉
化して強度低下を抑制しようとする従来の考えに対し
て、トリアルカノールアミンを添加する条件下では、石
灰石粉末を従来のように大幅に微粉化するよりも、やや
微粉化を抑えることにより強度低下を効果的に抑制でき
ることを見い出したものである。
【0006】すなわち、本発明は、(1)セメントに石
灰石微粉末およびトリアルカノールアミンを添加した水
硬性組成物であって、セメントの配合量が80〜70重
量%、石灰石微粉末の配合量が20〜30重量%、セメ
ントの粒度がブレーン比表面積3000〜5000cm2/
g、石灰石微粉末の粒度がブレーン比表面積1000〜
15000cm2/gであることを特徴とする水硬性組成物
に関する。
【0007】本発明の上記水硬性組成物は、好ましく
は、(2)セメントの粒度がブレーン比表面積3000
〜4000cm2/g、石灰石微粉末の粒度がブレーン比表
面積4000〜6000cm2/gである水硬性組成物、
(3)トリアルカノールアミンの添加量が、セメントと
石灰石微粉末の合計量に対して50ppm以上である水硬
性組成物である。
【0008】また本発明は、(5)上記(1)〜(4)のいず
れかの水硬性組成物に骨材を配合し、水を加えて硬化さ
せたことを特徴とする硬化体に関する。
【0009】
【発明の実施の態様】以下、本発明の具体的な態様を説
明する。本発明の水硬性組成物は、セメントに石灰石微
粉末を混合した水硬性組成物において、セメントの配合
量が80〜70重量%、石灰石微粉末の配合量が20〜
30重量%であって、トリアルカノールアミンを添加し
てなることを特徴とするものである。ここで、セメント
が80重量%を上回り、石灰石微粉末が20重量%を下
回ると、強度低下を抑制するためには望ましいが、石灰
石微粉末の混合による省エネルギーや環境負担低減の効
果が小さくなる。また、セメントが70重量%を下回
り、石灰石微粉末が30重量%を上回ると、強度低下が
大きくなるため好ましくない。
【0010】本発明の水硬性組成物に添加されるトリア
ルカノールアミンはセメントの水和を促進させ、強度を
増進させる効果を有するので、石灰石微粉末の混合に伴
う強度低下を抑制することができる。ここで、トリアル
カノールアミンとしては、トリイソプロパノールアミ
ン、N,N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)−N−(2−
ヒドロキシプロピル)−アミン、トリス−(2−ヒドロキ
シブチル)−アミンなどを挙げることができる。このう
ち、トリイソプロパノールアミンの強度増進効果が最も
大きく、これを用いるのが好ましい。
【0011】トリアルカノールアミンの好適な添加量
は、セメントおよび石灰石微粉末のブレーン比表面積、
石灰石微粉末の混合量にもよるが、セメントと石灰石微
粉末の合計量に対して概ね50ppm以上であれば良い。
また、トリアルカノールアミンの添加方法は、予めセメ
ントの粉砕時に添加しても良く、または石灰石微粉末を
混合した後の水硬性組成物に混合しても良い。あるいは
水硬性組成物に水および骨材を加えて練り混ぜる際に添
加しても良い。
【0012】本発明の水硬性組成物において、セメント
の粒度はブレーン比表面積3000〜5000cm2/g、
石灰石微粉末の粒度はブレーン比表面積は1000〜1
5000cm2/gが適当であり、好ましくは、セメントの
ブレーン比表面積は3000〜4000cm2/g、石灰石
微粉末のブレーン比表面積は4000〜6000cm2/g
である。
【0013】セメントおよび石灰石微粉末の粒度を上記
ブレーン比表面積の範囲に限定するのは以下の理由によ
る。すなわち、トリアルカノールアミンを添加しない場
合の水硬性組成物の強度は、セメントおよび石灰石微粉
末のブレーン比表面積の上昇に伴って単調に増大する。
そこで、従来は出来るだけセメントおよび石灰石微粉末
を微粉化することにより強度低下の抑制を図っていた。
ところが、トリアルカノールアミンを添加する場合に
は、その強度低下の抑制効果はセメントおよび石灰石微
粉末の粒度が過剰に微粉化されると低下する傾向にあ
る。具体的には実施例に示すように、例えば、石灰石微
粉末のブレーン比表面積が6000cm2/g未満、即ち4
000〜5000cm2/gの範囲でモルタルの相対強度が
90%以上であったものが、その粒度が更に微粉化さ
れ、ブレーン比表面積が8000〜11000cm2にな
るとモルタルの相対強度が80%台に低下する。このよ
うに、トリアルカノールアミンを添加した場合、硬化体
の強度の最大値を示す最適なブレーン比表面積は従来の
ものよりはやや粗い範囲であり、これは省エネルギーの
観点からも望ましい。
【0014】本発明の水硬性組成物は通常のセメントと
同様であり、これに骨材を配合し、水を加えて練り混
ぜ、乾燥させることによりコンクリート硬化体になる。
本発明のコンクリート硬化体は、セメントおよび石灰石
微粉末が上記粒度範囲でトリアルカノールアミンを添加
しないものよりも高い圧縮強度を有する。
【0015】
【実施例および比較例】以下に本発明の実施例および比
較例を示す。なお、これらは例示であり、本発明を限定
するものではない。
【0016】実施例および比較例 表1に示す粒度の石灰石微粉末(ブレーン比表面積350
0,4700,8400,1100cm2/gの4種類)、とセメント(ブレ
ーン比表面積3310,3800,4310cm2/gの3種類)、および
トリアルカノールアミンとしてトリイソプロパノールア
ミンを用い、これらを表1の配合割合となるように加
え、羽根式混合機を用いて混合し、試料とした。これら
の試料について、JIS R 5201の方法に準じて28日
材齢のモルタル強さを測定した。トリイソプロパノール
アミンを使用したものは、これを練り混み水に予め溶解
させて添加した。添加量は水硬性組成物に対して200
ppmとした。モルタル強さおよび相対強度を表1にまと
めて示した。なお、試料No.1はブレーン比表面積331
0cm2/gのセメントを単独に用いたものであり、普通ポ
ルトランドセメントを想定した比較基準である。表1の
モルタル強さ比はこのモルタル強さに対する相対強度で
ある。
【0017】表1の試験結果に示すように、トリイソプ
ロパノールアミンを無添加とした比較例では、モルタル
強さはセメントおよび石灰石微粉末のブレーン比表面積
が大きくなるのに伴って増大する。しかし、比較基準と
の対比から明らかなように、セメント単味の場合のモル
タル強さに対して70〜85%の強さ比であり、石灰石
の混合による強度低下が大きい。因みに、比較例では、
その最大強度はモルタル強さ比で84.1%である。こ
れ以上粒度を細かくすることは製造コストが大幅に嵩む
ため好ましくなく、また顕著な強度向上も望めない。
【0018】一方、トリイソプロパノールアミンを添加
した実施例では、このトリイソプロパノールアミンによ
ってセメントの水和反応が促進されるため、強度低下が
効果的に抑制される。本実施例では比較基準に対するモ
ル夕ル強さ比は大部分が90%以上に達する。このう
ち、最もモルタル強さが大きいのは、セメントのブレー
ン比表面積3800cm2/gであって石灰石のブレーン比
表面積4700cm2/gの試料(No.19)であり、石灰石微粉
末の混合量が25重量%であるにもかかわらず、モルタ
ル強さ比が98.2%に達する。一方、比較例で最もモ
ルタル強さが大きかった粒度(セメントブレーン比表面
積4310cm2/g、石灰石ブレーン比表面積11000cm2/g)の
ものは、本実施例では、これより粒度が小さいものより
モルタル強さが小さい。
【0019】このように、トリイソプロパノールアミン
を添加した場合には、強度低下の抑制効果はセメントお
よび石灰石微粉末のブレーン比表面積が小さくなるほど
(粒度がやや粗いほど)大きくなる傾向にあり、セメン
トのブレーン比表面積3000〜4000cm2/g、石灰
石微粉末のブレーン比表面積4000〜8000cm2/g
の範囲が最も好ましい範囲である。
【0020】なお、試料No.25〜No.28は、トリイソプロ
パノールアミンを添加した場合であって、ブレーン比表
面積3800cm2/gのセメントと、ブレーン比表面積4
700cm2/gの石灰石微粉末を用い、石灰石微粉末量を
20重量%、30重量%および40重量%と増加した場
合のモルタル強さを示したものである(No.26,27は実施
例、No.28は比較例)。
【0021】石灰石の添加量が20重量%の試料No.28
は、そのモルタル強さ比が100.9%であり、セメン
ト単味の比較基準と同等の強度レベルである。石灰石微
粉末の混合量が増大するのに伴ってセメント分が希釈さ
れるため、モルタル強さ比は低下し、混合量が40重量
%(No.28)のモルタル強さ比は72.2%である。イソプ
ロパノールアミンを添加した場合でも、石灰石微粉末の
混合量が30重量%を越えると強度低下を抑制しきれな
くなる。従って、石灰石微粉末の混合量は30重量%以
下が適当である。
【0022】以上のように、セメントに石灰石微粉末を
混合した水硬性組成物において、セメントの配合量を8
0〜70重量%、石灰石微粉末の配合量を20〜30重
量%とし、トリアルカノールアミンを添加することによ
り、その強度低下を効果的に抑制することができる。ま
た、トリアルカノールアミンを添加した場合、セメント
のブレーン比表面積を3000〜5000cm2/g、好ま
しくは3000〜4000cm2/g、石灰石微粉末のブレ
−ン比表面積を1000〜15000cm2/g、好ましく
は4000〜6000cm2/gの範囲に調整することによ
り、顕著な強度低下の抑制効果が達成される。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、セメントに石灰石微粉
末を加えた水硬性組成物において、石灰石微粉末および
セメントの粒度を特定の範囲に調整することにより、石
灰石の混合に伴う強度の低下を効果的に抑制し、しかも
省エネルギーおよび環境への負担低減に適う水硬性組成
物が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントに石灰石微粉末およびトリアル
    カノールアミンを添加した水硬性組成物であって、セメ
    ントの配合量が80〜70重量%、石灰石微粉末の配合
    量が20〜30重量%、セメントの粒度がブレーン比表
    面積3000〜5000cm2/g、石灰石微粉末の粒度が
    ブレーン比表面積1000〜15000cm2/gであるこ
    とを特徴とする水硬性組成物。
  2. 【請求項2】 セメントの粒度がブレーン比表面積30
    00〜4000cm2/g、石灰石微粉末の粒度がブレーン
    比表面積4000〜6000cm2/gである請求項1に記
    載する水硬性組成物。
  3. 【請求項3】 トリアルカノールアミンの添加量が、セ
    メントと石灰石微粉末の合計量に対して50ppm以上で
    ある請求項1または2に記載する水硬性組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3の水硬性組成物に
    骨材を配合し、水を加えて硬化させたことを特徴とする
    硬化体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001253736A (ja) * 2000-03-10 2001-09-18 Taiheiyo Cement Corp セメント混和材
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KR100845248B1 (ko) 2008-02-05 2008-07-09 주식회사 윈플로 소일시멘트 공법용 고화재의 제조방법

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