JPS59111955A - Expandable cement composition - Google Patents

Expandable cement composition

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JPS59111955A
JPS59111955A JP57222822A JP22282282A JPS59111955A JP S59111955 A JPS59111955 A JP S59111955A JP 57222822 A JP57222822 A JP 57222822A JP 22282282 A JP22282282 A JP 22282282A JP S59111955 A JPS59111955 A JP S59111955A
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JP
Japan
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cement
expansion
cement composition
weight
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57222822A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
藤井 吉澄
須藤 克二
良彦 内田
浩太郎 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Kurosaki Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kurosaki Refractories Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Kurosaki Refractories Co Ltd
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Publication of JPS59111955A publication Critical patent/JPS59111955A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくにグラウト材として好適な膨張性セメン
ト組成物に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an expandable cement composition particularly suitable as a grout material.

より詳細には、セメント中での膨張反応性状の異なるも
のを数種組合せて使用することにより、すくれた膨張性
を発揮する膨張性セメント組成物に関する。
More specifically, the present invention relates to an expandable cement composition that exhibits excellent expandability by using a combination of several types of cement having different expansion reaction properties.

近年、橋梁シェーなどのアンカーボルトの固定、逆打ち
コンクリートの打継場所、あるいは各種機械台座の据え
付は作業などのグラウティングには膨張性を付与したグ
ラウト材が使用されている。
In recent years, expandable grouting materials have been used for grouting work such as fixing anchor bolts in bridge sheaths, joints for reverse concrete pouring, and installing various machine pedestals.

また、プレパツクドコンクリート等の二次製品において
も、膨張性を付与して体積変化を小さくする事が必要で
ある。
In addition, it is necessary to give expandability to secondary products such as pre-packed concrete to reduce volume changes.

これらの水硬性セメントの膨張材としては、アルカリ中
で反応して発泡作用を持つ金属粉末あるいはカルシウム
号ルフォアルミネート系、高石灰含有系などが単独に使
用されてきた。中でも、アルミニウム粉末を代表とする
金属粉末は経済的な面から広く利用されている。
As the expanding agent for these hydraulic cements, metal powders, calcium fluoroaluminate systems, high lime content systems, etc., which have a foaming effect by reacting in alkali, have been used alone. Among them, metal powders such as aluminum powder are widely used from an economical standpoint.

これらの膨張材の理想的な性質としては、セメント組成
物の発熱及び凝固反応が終了するまで、微少な膨張が連
続して行なわれる性質を持つ事である。
The ideal property of these expanding materials is that they continue to undergo minute expansions until the exothermic and solidifying reactions of the cement composition are completed.

近年になって、膨張量をコントロールするための様々の
手段が試みられているが、かかる理想的な膨張性状をセ
メントに付与するためのコントロールは未だ困難であり
、グラウト材の亀裂、破壊の原因となる膨張ピークから
の再収縮防止のための膨張材としてはこの点の改良が必
要とされていた。
In recent years, various methods have been tried to control the amount of expansion, but it is still difficult to control the expansion to give cement such ideal expansion properties, which may cause cracks and destruction of the grout. There was a need for improvements in this respect for the expansion material to prevent re-shrinkage from the expansion peak.

しかしながら、従来のこれらセメント膨張材の単独の使
用では理想的膨張性状を得る事は困難で 。
However, it is difficult to obtain ideal expansion properties by using conventional cement expansion materials alone.

あった。there were.

例えば、アルミニウムのような金属粉末の単独の添加の
場合には、セメント組成物に添加後、水と混練すると、
短時間のうちに反応を終了しセメントの凝固以前に発泡
作用がほぼ終了してしまうために膨張ピーク時からの膨
張作用は期待できず、これがセメントの凝固時の再収縮
の原因となり、無収縮性を付与することができないとい
う問題があった。
For example, in the case of a single addition of metal powder such as aluminum, when added to a cement composition and then kneaded with water,
Because the reaction ends in a short time and the foaming action ends before the cement solidifies, no expansion action can be expected from the peak of expansion, which causes re-shrinkage when the cement solidifies, resulting in no shrinkage. There was a problem that it was not possible to give gender.

また、こうした発泡作用の反応時間のコントロールの困
難さに加え、高活性であるために、微少の添加量による
膨張量への影響が大きく、膨張量に対するコントロール
も難しいという問題もある。
In addition to the difficulty in controlling the reaction time of the foaming action, there is also the problem that because of the high activity, even a small amount added has a large effect on the amount of expansion, making it difficult to control the amount of expansion.

さらには、これら金属粉末の反応性はセメントの水和過
程に生成される水酸化カルシウムの量によって大きく左
右されるために、高活性金属粉末のみを添加したのでは
、膨張量そのものを期待する程度にコントロールできな
いという問題もあった。
Furthermore, since the reactivity of these metal powders is greatly influenced by the amount of calcium hydroxide produced during the hydration process of cement, adding only highly active metal powders will result in the expansion amount being as low as expected. There was also the problem of not being able to control the situation.

他方、カルシウムサルフォアルミネート系、高石灰系の
膨張材も種々提案されているが、セメント組成物の凝固
時間に合わせた調整が難がしく、凝固までの反応が小さ
すぎると、はとんど膨張材としての効果を示さず、また
膨張効果が大きすぎたり、その効果を生じる時期が遅す
ぎたりすると、部分的な亀裂発生または破壊を生じると
いう問題があった。
On the other hand, various calcium sulfoaluminate-based and high lime-based expansive materials have been proposed, but they are difficult to adjust to suit the solidification time of the cement composition, and if the reaction until solidification is too slow, However, if the expansion effect is too large or occurs too late, there is a problem that partial cracking or destruction may occur.

本発明は、かかる従来の膨張材の単独添加による問題点
を解決するもので、グラウト材の膨張反応過程において
、初期膨張反応終了後、再収縮に入る時点から、それを
補正するべく再膨張性状を得ることができ、安定した膨
張性状を持つグラウト用セメント組成物を提供すること
を目的とするものである。
The present invention solves the problems caused by the conventional addition of an expanding agent alone.The present invention aims to improve the re-expansion property in order to compensate for the re-shrinkage after the completion of the initial expansion reaction during the expansion reaction process of the grout. The object of the present invention is to provide a cement composition for grout that can obtain the following properties and has stable expansion properties.

この本発明の目的は、使用するセメント膨張材において
、高活性であって反応速度が速く初期膨張性状を与える
膨張材に、反応速度が遅く長期膨張性状を与える膨張材
を組み合わせて、水硬性セメントとの反応による膨張の
挙動をコントロールすることにより達成される。
The object of the present invention is to combine, in the cement expanding material used, an expanding material that is highly active, has a fast reaction rate, and provides initial expansion properties, with an expanding material that has a slow reaction rate, and provides long-term expansion properties, to form a hydraulic cement. This is achieved by controlling the behavior of expansion due to reaction with

ずなわち、それぞれ膨張性状の異なる数種のセメント膨
張材を調製し、これらを組合せ使用することにより、セ
メント組成物中での膨張反応を微量ずつ段階的にかつ連
続的に継続させ、セメント養生中における、いわゆる初
期収縮およびセメント発熱後の材料温度の再低下に起因
した熱的要因による再収縮を防止することができ、セメ
ント硬化過程において長時間にわたり安定した膨張性状
を得ることができる。
In other words, by preparing several types of cement expansion materials with different expansion properties and using them in combination, the expansion reaction in the cement composition can be continued step by step and continuously, and cement curing can be achieved. It is possible to prevent so-called initial shrinkage and re-shrinkage due to thermal factors caused by the re-lowering of the material temperature after the cement heats up, and it is possible to obtain stable expansion properties over a long period of time during the cement hardening process.

本発明に用いるセメント膨張材としては、まずセメント
中において、そのアルカリ成分のもとで反応しガスを発
生させる金属粉末を使用することができる。これらの金
属粉末の中で活性度が高く初期反応性のものと、活性度
が低く長期的な反応性を有するものとを数種組合わせる
。この組合せによって長時間継続的に微少なガス量を発
生させれば、硬化体中に微細な気泡を均一に分散するこ
とができ、気泡の集中による強雇低下を招くこともない
As the cement expansion material used in the present invention, a metal powder that reacts in the presence of an alkaline component in cement to generate gas can be used. Among these metal powders, those with high activity and initial reactivity and those with low activity and long-term reactivity are combined. If a small amount of gas is continuously generated for a long period of time using this combination, fine bubbles can be uniformly dispersed in the cured product, and the concentration of bubbles will not cause a forced drop.

しかしながら、この金属または合金8)末の活性度によ
るガス発生時間の調整において、反応が早過ぎれば短時
間でガスの発生が終り、再収縮の原因となり、また遅過
ぎて長期間反応が大きければ、強度低下や破壊の原因と
なるので、その組合せにはセメント組成物に対する膨張
材の特性を確認して行う必要がある。
However, when adjusting the gas generation time depending on the activity of the metal or alloy 8) powder, if the reaction is too fast, the gas generation will end in a short time, causing re-shrinkage, and if the reaction is too slow and the reaction is large for a long period of time, This may cause a decrease in strength or breakage, so it is necessary to check the characteristics of the expanding agent with respect to the cement composition before combining it.

本発明に使用する膨張材としては、まず第一にアルカリ
反応性を有する金属粉末の組合せがある。
The expanding material used in the present invention includes, first of all, a combination of metal powders having alkali reactivity.

具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金。Specifically, aluminum and aluminum alloys.

亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニ
ッケル、ニッケル合金、シリコン、シリコン合金の粉末
を挙げることができる。また、上記金属粉末に加え、カ
ルシウムサルフォアルミネートカルシウムアルミネート
、石灰1石膏などの膨張成分を使用することが可能であ
り、これらの中から高活性のものと低活性のものを組合
せて使用すること、及び上記金属及び合金粉末類と併用
して使用することも可能である。
Examples include powders of zinc, zinc alloys, magnesium, magnesium alloys, nickel, nickel alloys, silicon, and silicon alloys. In addition to the above-mentioned metal powders, it is also possible to use expansive components such as calcium sulfoaluminate, calcium aluminate, and lime 1 gypsum, and from these, high-activity and low-activity ones can be used in combination. It is also possible to use it in combination with the above-mentioned metal and alloy powders.

また、組合せに際しては、異種材料の組合せのみでなく
、同種材料において、粒度、粒の形状によってその反応
性に変化を与えて組合せることも可能である。
Furthermore, when combining materials, it is possible not only to combine different types of materials, but also to combine the same types of materials by changing their reactivity depending on the particle size and shape of the particles.

さらには、同種、異種材料に関係なく、膨張材粒子を腑
整するための表面処理を施して、これを任意に組合せる
ことも可能である。
Furthermore, regardless of whether the materials are of the same type or different types, it is also possible to perform a surface treatment to condition the expanding material particles and combine them as desired.

膨張材の添加量としては、初期反応性の活性の高いもの
については、グラウト用セメント組成物100重量部に
対して 0.0001〜0.1重量部の範囲が好ましく
、この範囲以下ではガス発生による膨張硬化が得られず
、またこれ以上では急激なガス発注による強度劣化、外
観の悪化をきたす。
The amount of the expanding agent to be added is preferably in the range of 0.0001 to 0.1 part by weight per 100 parts by weight of the cement composition for grouting for those with high initial reactivity; below this range, gas generation may occur. Expansion hardening cannot be obtained due to the amount of gas used, and if the amount exceeds this amount, the strength will deteriorate due to the sudden demand for gas, and the appearance will deteriorate.

また、長期的な反応性を有する低活性のもの、あるいは
活性を抑制したものについては、グラウト用セメント組
成物100重量部に対し0.001〜10重量部の範囲
が好ましく、この範囲以下では、養生中の再収縮を防止
する効果がなく、これ以上では、材料硬化後の膨張効果
が太き(、亀裂及び破壊の原因となる。
In addition, for low-activity materials with long-term reactivity or materials with suppressed activity, the amount is preferably in the range of 0.001 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the cement composition for grout, and below this range, There is no effect of preventing re-shrinkage during curing, and if it exceeds this, the expansion effect after the material hardens becomes large (causing cracks and destruction).

本発明に使用する水硬性セメントとしては、普通ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポ
ルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、高
炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント
、白色セメント、耐硫酸塩セメント等のいずれも適用で
きる。
Hydraulic cements used in the present invention include ordinary Portland cement, early strength Portland cement, ultra early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, white cement, sulfate-resistant cement, etc. Both are applicable.

また、これら水硬性セメントを主成分とする無機質組成
物において、必要に応じて、分散剤、減水剤、AE剤等
のセメント混和剤を併用する事ができる。特に、グラウ
ト用セメント組成物としては、フリーフロー性があるこ
と、またプリージングがない事が不可欠であり、これら
の性状は分散剤等の適用により解決する事ができる。
Furthermore, in these inorganic compositions containing hydraulic cement as a main component, cement admixtures such as dispersants, water reducing agents, and AE agents can be used in combination, if necessary. In particular, it is essential for a cement composition for grout to have free flow properties and to be free from pleating, and these properties can be solved by applying a dispersant or the like.

次に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発
明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

実施例 乾燥した珪砂50重量部と普通ポルトランドセメント5
0重量部とポリアルキルアリルスルホン酸ナトリウム0
.5重量部とをあらかじめ均質になる様に混合し、グラ
ウト用セメント混合物とする。このグラウト用セメント
混合物100重量部に、初期反応性の活性度の高い膨張
材としてステアリン酸処理された比表面積4,000〜
5,000c+a/gのアルミニウム粉末を0.001
重量部と、長期反応性のある膨張材として比表面積20
0〜300cal/gのニッケル粉末を0.01重量部
加えてスラリー状に混合した。
Example 50 parts by weight of dried silica sand and 5 parts by weight of ordinary Portland cement
0 parts by weight and 0 parts of sodium polyalkylaryl sulfonate
.. 5 parts by weight are mixed in advance so as to be homogeneous to prepare a cement mixture for grouting. 100 parts by weight of this cement mixture for grout was treated with stearic acid as a highly active expanding agent with initial reactivity to give a specific surface area of 4,000~
5,000c+a/g aluminum powder at 0.001
parts by weight and specific surface area 20 as a long-term reactive intumescent material.
0.01 part by weight of 0 to 300 cal/g nickel powder was added and mixed into a slurry.

このスラリーを直径50龍、高さI 00 +nの金枠
に流し込み、膨張を測定した結果を添付図の実線aによ
って示す。
This slurry was poured into a metal frame with a diameter of 50 mm and a height of I 00 +n, and the expansion was measured, and the results are shown by the solid line a in the attached figure.

また、同図の破線すは、比較例として、従来の膨張材と
してアルミニウム粉末を単独に使用した場合を示す。乾
燥した珪砂50重量部、普通ポルトランドセメント50
重量部をあらかじめ均質になる様に混合し、これにステ
アリン酸処理された比表面積4,000〜5.000 
cnl / gのアルミニウム粉末を0.001重量部
添加し、水を18重量部加えてスラリー状に混合したも
のを実施例と同様にして膨張の程度を見たものである。
Moreover, the broken line in the same figure shows a case where aluminum powder is used alone as a conventional expansion material as a comparative example. 50 parts by weight of dry silica sand, 50 parts by weight of ordinary Portland cement
Parts by weight were mixed in advance to make it homogeneous, and this was treated with stearic acid to give a specific surface area of 4,000 to 5,000.
0.001 part by weight of aluminum powder of cnl/g and 18 parts by weight of water were mixed to form a slurry, and the degree of expansion was observed in the same manner as in the example.

添付図から、従来の膨張材が初膨張ピーク以後膨張率が
低下しているのに対し、本発明によるセメント組成物は
、長期の凝固期間に亙って微少の継続的な膨張を維持し
ていることがわかる。
The attached figure shows that while the expansion rate of conventional expansion materials decreases after the initial expansion peak, the cement composition according to the present invention maintains a slight continuous expansion over a long solidification period. I know that there is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図は本発明のセメント組成物の膨張性を従来のセメ
ント組成物との対比で示す図である。 特許出願人    新日本製鐵株式会社黒崎窯業株式会
社 代理人  手掘 益(はが2名)
The attached figure is a diagram showing the expandability of the cement composition of the present invention in comparison with a conventional cement composition. Patent applicant Nippon Steel Corporation Kurosaki Ceramics Co., Ltd. Agent Masu Tebori (2 people)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、水硬性セメントを主成分とする無機質組成物に初期
反応性の高い膨張材と長期反応性を維持する膨張材とを
組合せて添加してなることを特徴とする膨張性セメント
組成物。
1. An expandable cement composition characterized by adding a combination of an expanding agent with high initial reactivity and an expanding agent that maintains long-term reactivity to an inorganic composition whose main component is hydraulic cement.
JP57222822A 1982-12-17 1982-12-17 Expandable cement composition Pending JPS59111955A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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