JPS5927733B2 - 速硬性セメント組成物 - Google Patents
速硬性セメント組成物Info
- Publication number
- JPS5927733B2 JPS5927733B2 JP3785276A JP3785276A JPS5927733B2 JP S5927733 B2 JPS5927733 B2 JP S5927733B2 JP 3785276 A JP3785276 A JP 3785276A JP 3785276 A JP3785276 A JP 3785276A JP S5927733 B2 JPS5927733 B2 JP S5927733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- carbonate
- alkali metal
- early
- acid
- 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.)
- Expired
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、速硬性セメント組成物に関し、特に早期強度
の改良を主目的としてなされた速硬性セメント組成物に
関する。
の改良を主目的としてなされた速硬性セメント組成物に
関する。
一般にカルシウムアルミネートとして、例えば3Ca0
・3AtO−CaSO4及び11Ca0・3 7At203・CaF2を含む早強性特殊ポルトランド
セメントは水利反応が急速で急硬性を有することから早
期強度発現性を必要とする分野即ち緊急工事、セメント
二次製品製造、一般の工事の工期短縮等の分野において
有用である。
・3AtO−CaSO4及び11Ca0・3 7At203・CaF2を含む早強性特殊ポルトランド
セメントは水利反応が急速で急硬性を有することから早
期強度発現性を必要とする分野即ち緊急工事、セメント
二次製品製造、一般の工事の工期短縮等の分野において
有用である。
しかし乍ら、カルシウムアルミネートは瞬結性であるた
めに、特公昭50−1572にみられる如くカルシウム
アルミネートを主要鉱物とする早強性セメントにおいて
は、石膏を配合して瞬結性を制御している。
めに、特公昭50−1572にみられる如くカルシウム
アルミネートを主要鉱物とする早強性セメントにおいて
は、石膏を配合して瞬結性を制御している。
これら早強性セメントは早期強度をカルシウムアルミネ
ートと石膏の反応生成物である30aO・At203・
3CaS04・32H20(エトリンガイト)又は3C
aO−At203・CaSO4・12H20(モノサル
フエイト)によって得ている。
ートと石膏の反応生成物である30aO・At203・
3CaS04・32H20(エトリンガイト)又は3C
aO−At203・CaSO4・12H20(モノサル
フエイト)によって得ている。
これら生成物は、セメントを水と混練りした際の水相の
カルシウムイオン、アルミニウムイオン及び硫酸根イオ
ンのある特定の平衝状態において強度発現性を示すもの
である。
カルシウムイオン、アルミニウムイオン及び硫酸根イオ
ンのある特定の平衝状態において強度発現性を示すもの
である。
本発明者らは、(1)3Ca0・3At203・CaS
O4゜(2) 11 C!ao ’ 7At2 o3”
C!aF2及び(3)3CaO・S io 2を少く
とも3成分とするクリンカーに高温型不溶性無水石膏を
該クリンカーと該高温型不溶性無水石膏との混合物中の
S03/At203モル比が1.4〜2.4となる如く
混合してなる早強性セメントの製造研究を実施している
過程で、材令6時間ないし1日こおける強度発現性は該
セメントと水を水/セメント比2.5で混練りした場合
、注水1分後の液相のカルシウムイオンが0.8X10
−2mol/を以上となる易溶性カルシウムを有するセ
メントはエトリンガイトの生成反応速度が急速に低下し
強度発現性が著しく害なわれ、早強性セメントとしての
性能を持たないが、本カルシウムを水に可溶性の炭酸塩
を添加し、不溶性の炭酸塩として反応系外に除去するこ
とにより初期強度を増大させることを見出し、本発明を
完成するに至ったものである。
O4゜(2) 11 C!ao ’ 7At2 o3”
C!aF2及び(3)3CaO・S io 2を少く
とも3成分とするクリンカーに高温型不溶性無水石膏を
該クリンカーと該高温型不溶性無水石膏との混合物中の
S03/At203モル比が1.4〜2.4となる如く
混合してなる早強性セメントの製造研究を実施している
過程で、材令6時間ないし1日こおける強度発現性は該
セメントと水を水/セメント比2.5で混練りした場合
、注水1分後の液相のカルシウムイオンが0.8X10
−2mol/を以上となる易溶性カルシウムを有するセ
メントはエトリンガイトの生成反応速度が急速に低下し
強度発現性が著しく害なわれ、早強性セメントとしての
性能を持たないが、本カルシウムを水に可溶性の炭酸塩
を添加し、不溶性の炭酸塩として反応系外に除去するこ
とにより初期強度を増大させることを見出し、本発明を
完成するに至ったものである。
クリンカー粉砕物粒子表面に易溶性カルシウムを多量に
含む該早強性セメントクリンカ−は焼成したクリンカー
を乾燥状態で貯蔵及び粉砕した場合に、特に多く生成す
るものである。
含む該早強性セメントクリンカ−は焼成したクリンカー
を乾燥状態で貯蔵及び粉砕した場合に、特に多く生成す
るものである。
一方、本知見とは逆に特開昭50−139819におい
ては、11CaO・7At203・CaF2を含むクリ
ンカーと無水石膏を混合してなる急硬性セメントに生石
灰、消石灰を添加して初期強度を増大させる提案がなさ
れている。
ては、11CaO・7At203・CaF2を含むクリ
ンカーと無水石膏を混合してなる急硬性セメントに生石
灰、消石灰を添加して初期強度を増大させる提案がなさ
れている。
本発明は特定の組成よりなる早強性セメント及び特定量
のアルカリ金属の炭酸塩よりなる速硬性セメント組成物
である。
のアルカリ金属の炭酸塩よりなる速硬性セメント組成物
である。
更に、(1)特定の組成よりなる早強性セメント、(2
)特定量のアルカリ金属の炭酸塩、(3)特定量のオキ
シカルボン酸、ジカルボン酸及びこれらの塩よりなる群
から選ばれた少なくとく1種のカルボン酸類及び(4)
特定量のアルカリ金属の硫酸塩よりなる速硬性セメント
組成物をも提供する。
)特定量のアルカリ金属の炭酸塩、(3)特定量のオキ
シカルボン酸、ジカルボン酸及びこれらの塩よりなる群
から選ばれた少なくとく1種のカルボン酸類及び(4)
特定量のアルカリ金属の硫酸塩よりなる速硬性セメント
組成物をも提供する。
尚、本明細書においては、便宜上、水素をも含めてアル
カリ金属と称し、例えば、炭酸アンモニアも本明細書で
称するアルカリ金属の炭酸塩の範ちゅうに入るものとす
る。
カリ金属と称し、例えば、炭酸アンモニアも本明細書で
称するアルカリ金属の炭酸塩の範ちゅうに入るものとす
る。
本発明で用いる早強性セメントは、(1)3CaO・3
At203・CaSO4,(2)11CaO・7At2
03・Ca F 2及び(3)3CaO−8iO2の少
なくとも3成分を含むクリンカーに高温型不溶性無水石
膏を該クリンカーと該高温型不溶性無水石膏との混合物
中のSO/At203モル比が1.4〜2.4となる如
く混合してなり且つ水/セメント比2゜5で混練りした
時に注水1分後の液相のカルシウム濃度が0.8 X
10 ”mol 71以上となるものであることが必
須である。
At203・CaSO4,(2)11CaO・7At2
03・Ca F 2及び(3)3CaO−8iO2の少
なくとも3成分を含むクリンカーに高温型不溶性無水石
膏を該クリンカーと該高温型不溶性無水石膏との混合物
中のSO/At203モル比が1.4〜2.4となる如
く混合してなり且つ水/セメント比2゜5で混練りした
時に注水1分後の液相のカルシウム濃度が0.8 X
10 ”mol 71以上となるものであることが必
須である。
該クリンカーは本発明者等が先に提出した特願昭49−
98408号に示されるものがそのまま使用出来る。
98408号に示されるものがそのまま使用出来る。
一般に前記(1)〜(3)のクリンカー鉱物を製造しよ
うとすれば、これらのクリンカー鉱物の他に2CaO−
8iO□、4CaO・At203・Fe20B t 3
0aO’ At20B等の副生鉱物が生成するが、本発
明の早強性セメントにあってはこれら削性鉱物の含有は
何んらさまたげとはならない。
うとすれば、これらのクリンカー鉱物の他に2CaO−
8iO□、4CaO・At203・Fe20B t 3
0aO’ At20B等の副生鉱物が生成するが、本発
明の早強性セメントにあってはこれら削性鉱物の含有は
何んらさまたげとはならない。
又、前記高温型不溶性無水石膏は1193°C以上で焼
した無水石膏である。
した無水石膏である。
上記温度より低い温度で仮焼した無水石膏を使用すると
、強度、特に早期強度が不十分となるため本発明の目的
を達成出来ない。
、強度、特に早期強度が不十分となるため本発明の目的
を達成出来ない。
本発明における早強性セメントは、前記クリンカーと高
温型不溶性無水石膏を混合したものである。
温型不溶性無水石膏を混合したものである。
該高温型不溶性無水石膏の混合比は早強性セメント中の
S03/At203モル比が1.4〜2.4となる如く
添加するのが必須である。
S03/At203モル比が1.4〜2.4となる如く
添加するのが必須である。
該モル比が上記数値の範囲外になると、本発明の目的、
特に早期強度が極めて小さく十分に目的を達成出来ない
。
特に早期強度が極めて小さく十分に目的を達成出来ない
。
前記早強性セメントは、粒子表面に易溶性のカルシウム
即ち水/セメント比2.5で混練りした場合に、注水1
分後の液相のカルシウム濃度が、0、8 X 10
”mo l/を以上となるカルシウム例えは遊離のOa
O又はカルシウムシリケート類を有する場合に早期強度
発現性が著しく低下する。
即ち水/セメント比2.5で混練りした場合に、注水1
分後の液相のカルシウム濃度が、0、8 X 10
”mo l/を以上となるカルシウム例えは遊離のOa
O又はカルシウムシリケート類を有する場合に早期強度
発現性が著しく低下する。
従って、該早強性セメントに注水し混練りする場合、液
相のカルシウムイオン濃度を低下させれば早期強度発現
性が得られる。
相のカルシウムイオン濃度を低下させれば早期強度発現
性が得られる。
この方法として、水和時にアルカリ金属の炭酸塩を添加
し、液相中の初期の溶出カルシウムを炭酸カルシウムと
して反応系外に除去するか又はカルシウムキレート剤に
よりカルシウムイオンを反応不活性なキレートとするこ
とが有効である。
し、液相中の初期の溶出カルシウムを炭酸カルシウムと
して反応系外に除去するか又はカルシウムキレート剤に
よりカルシウムイオンを反応不活性なキレートとするこ
とが有効である。
添加するアルカリ金属の炭酸塩として炭酸アンモニア、
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム或は炭酸カリウムが良好
に使用される。
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム或は炭酸カリウムが良好
に使用される。
キレート化剤にはオキシカルボン酸、ジカルボン酸及び
それらの塩就中、アルカリ金属塩が有効であるが必要以
上に添加した場合には凝結時間が遅延し早期強度が低下
する。
それらの塩就中、アルカリ金属塩が有効であるが必要以
上に添加した場合には凝結時間が遅延し早期強度が低下
する。
炭酸塩は該早強性セメントに対し0.1〜5重量%添加
するのが好ましい。
するのが好ましい。
添加方法は特に限定されないが、クリンカー粉砕時に添
加混合粉砕しても、セメントに添加混合しても又混練水
に溶解して使用しても有効である。
加混合粉砕しても、セメントに添加混合しても又混練水
に溶解して使用しても有効である。
炭酸塩を添加し、初期強度を増大させた速硬性セメント
は、凝結時間が短縮される傾向をもつ。
は、凝結時間が短縮される傾向をもつ。
一般に凝結時間は施工方法、環境によっても異なるが、
施工技術上数io分分数数時間要求される。
施工技術上数io分分数数時間要求される。
このような要求に対して前記早強性セメントは十分満足
出来ない場合がある。
出来ない場合がある。
この性質を改良するために本発明にあっては特定のカル
ボン酸類を添加するものである。
ボン酸類を添加するものである。
該カルボン酸類はオキシカルボン酸、ジカルボン酸又は
これらの塩就中アルカリ金属塩が良好に使用される。
これらの塩就中アルカリ金属塩が良好に使用される。
該カルボン酸類は公知のものが使用出来るが、特に酒石
酸、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸又はこれらの塩就中、アルカリ金属塩が効果的で
ある。
酸、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸又はこれらの塩就中、アルカリ金属塩が効果的で
ある。
又該カルボン酸類の添加量は要求される凝結時間に応じ
て決定すればよいが、一般には早強性セメントに対して
0.05〜3重量%の範囲が良好である。
て決定すればよいが、一般には早強性セメントに対して
0.05〜3重量%の範囲が良好である。
該カルボン酸類の添加量が少ないと、本発明の目的であ
る凝結時間の制御が不十分となり、逆に添加量が多すぎ
る場合は得られる速硬性セメントの初期強度が不十分と
なる傾向がある。
る凝結時間の制御が不十分となり、逆に添加量が多すぎ
る場合は得られる速硬性セメントの初期強度が不十分と
なる傾向がある。
又、該カルボン酸類の添加は早強性セメント粉砕物に添
力nすることも出来るが、工業的には該早強性セメント
クリンカ−を粉砕する時添加すれば粉砕助剤としての効
果も発揮するので良好である。
力nすることも出来るが、工業的には該早強性セメント
クリンカ−を粉砕する時添加すれば粉砕助剤としての効
果も発揮するので良好である。
上記のように、特定のカルボン酸類を添加すると凝結遅
延作用には極めて有効である。
延作用には極めて有効である。
しかしながら、初期強度が実用上十分に発揮されない場
合がある。
合がある。
この初期強度を更に要求される分野のため、本発明は更
に早強性セメント、アルカリ金属の炭酸塩及び特定のカ
ルボン酸類に加えてアルカリ金属の硫酸塩を添加するこ
とを提案する。
に早強性セメント、アルカリ金属の炭酸塩及び特定のカ
ルボン酸類に加えてアルカリ金属の硫酸塩を添加するこ
とを提案する。
アルカリ金属の硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナ
トリウム、硫酸カリウムが特に有効であり、それぞれ単
独ζこ添加しても又、組合せて添加してもよい。
トリウム、硫酸カリウムが特に有効であり、それぞれ単
独ζこ添加しても又、組合せて添加してもよい。
アルカリ金属の硫酸塩の添加量は、早強性セメントに対
して、0.5〜5重量%程度が良好である。
して、0.5〜5重量%程度が良好である。
また、添加方法はセメントを水と混練りする際にセメン
トに添加混合しても又、混練水に溶解して使用しても有
効である。
トに添加混合しても又、混練水に溶解して使用しても有
効である。
更にはクリンカーを粉砕する工程で添加しても粉砕混合
してもよい。
してもよい。
以上のように、本発明の速硬性セメントは早期強度が従
来に比し飛躍的に向上したものであると共に、材令28
日強度についても、高い強度発現性を有する。
来に比し飛躍的に向上したものであると共に、材令28
日強度についても、高い強度発現性を有する。
更にアルカリ金属の炭酸塩の他にカルボン酸類及びアル
カリ金属の硫酸塩を合せ添加配合することにより早期強
度が一段と高くなると共に凝結時間の遅延が出来、この
結果、良質のコンクリートの打設を有効に実施し得るこ
ととなり、その実用上の意義は極めて大きい。
カリ金属の硫酸塩を合せ添加配合することにより早期強
度が一段と高くなると共に凝結時間の遅延が出来、この
結果、良質のコンクリートの打設を有効に実施し得るこ
ととなり、その実用上の意義は極めて大きい。
以下、実施例を挙げて、本発明の効果を具体的に説明す
る。
る。
実施例1及び比較例1
アルミネートとして3Ca0・3At203・0 a
804及び11CaO・7At203・CaF2を含む
早強性セメントの早期強度発現性の向上に関する炭酸塩
の効果を比較した。
804及び11CaO・7At203・CaF2を含む
早強性セメントの早期強度発現性の向上に関する炭酸塩
の効果を比較した。
使用した速硬性セメントの組成は第1表に示す。
該セメントは水と混練りした際に水/セメント比、2.
5で注水1分後の液相のカルシウム濃度が1.2×10
−2mo1/lであるセメントである。
5で注水1分後の液相のカルシウム濃度が1.2×10
−2mo1/lであるセメントである。
クリンカー及び高温型不溶性無水石膏の粉末度はそれぞ
れ5500crfl/g及び3 s o ocrll/
Elとした。
れ5500crfl/g及び3 s o ocrll/
Elとした。
モルタルの強度測定はJIS5201に従って行なった
。
。
結果を第2表に示す。不溶性の炭酸カルシウムを添加し
た場合には効果はなく、無添加の場合よりも強度発現性
は著しく低下した。
た場合には効果はなく、無添加の場合よりも強度発現性
は著しく低下した。
実施例2及び比較例2
実施例、1のセメントを用いて炭酸塩の添加量の影響に
ついて検討した。
ついて検討した。
炭酸塩は炭酸ナトリウムを粉砕したものを使用し、セメ
ントと水を混練りする際に炭酸ナトリウムをセメントに
混和した。
ントと水を混練りする際に炭酸ナトリウムをセメントに
混和した。
結果を第3表に示す。実施例3及び比較例3
実施例1で使用した早強性セメントを製造するに用いた
クリンカーをショークラッシャーで粒径5mm以下に粗
砕し、炭酸アンモニア(試薬特級和光紬薬製)をクリン
カーに対して0.5重量%添加し、試験ミル(200m
mφX2QQmm)で粉末度5500cd/Elに粉砕
後、1240°Cで燻焼した高温型無水石膏を粉末度3
800CIlt/’&に粉砕した石膏を、セメント中の
SO3/At203モル比が1.2〜2.6となる如く
混合した場合の強度発現性を検討した。
クリンカーをショークラッシャーで粒径5mm以下に粗
砕し、炭酸アンモニア(試薬特級和光紬薬製)をクリン
カーに対して0.5重量%添加し、試験ミル(200m
mφX2QQmm)で粉末度5500cd/Elに粉砕
後、1240°Cで燻焼した高温型無水石膏を粉末度3
800CIlt/’&に粉砕した石膏を、セメント中の
SO3/At203モル比が1.2〜2.6となる如く
混合した場合の強度発現性を検討した。
この結果を第4表に示す。モルタルの強度測定はJIS
5201に従って行なった。
5201に従って行なった。
実施例4及び比較例4
実施例1で使用した速硬性セメントにアルカリ金属の炭
酸塩、凝結遅延剤としてカルボン酸類及びアルカリ金属
の硫酸塩を添加した際の強度発現性について検討した結
果を第5表に示す。
酸塩、凝結遅延剤としてカルボン酸類及びアルカリ金属
の硫酸塩を添加した際の強度発現性について検討した結
果を第5表に示す。
モルタルの圧縮強度はJIS5201に従って行なった
。
。
実施例5及び比較例5
実施例1で使用した早強性セメントにアルカリ金属の炭
酸塩、カルボン酸及びアルカリ金属の硫酸塩を添加した
際の凝結時間について検討した結果を第6表に示す。
酸塩、カルボン酸及びアルカリ金属の硫酸塩を添加した
際の凝結時間について検討した結果を第6表に示す。
凝結時間の測定はセメントペーストを水/セメント比0
.4一定で混練りし、JIS5201に規定された凝結
試験方法により測定した。
.4一定で混練りし、JIS5201に規定された凝結
試験方法により測定した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 13Ca0・3A1203・CaSO4;11CaO・
7A1203・CaF2及び3CaO・SiO2の少く
とも3成分を含むクリンカーに、高温型不溶性無水石膏
を、該クリンカーと該高温型不溶性無水石膏との混合中
のS03/Al2O3モル比が1,4〜2.4となる如
く混合してなり且つ水/セメント比2.5で混練りした
時に注水1分後の液相のカルシウム濃度が0.8X10
−2mol/岸上となる早強性セメント及び該早強性セ
メントに対し0.1〜5重量%のアルカリ金属の炭酸塩
を添加してなる速硬性セメント組成物。 2 アルカリ金属の炭酸塩として、炭酸アンモニウム、
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムよりな
る群から選ばれた少くとも1種を用いる特許請求の範囲
第1項記載の組成物。 3 (i)3CaO−3Al□03−CaSO4;I
IC!aO−7A I 20 B ・c a F2及び
30a O−8s 02の少くとも3成分を含むクリン
カーに、高温型不溶性無水石膏を、該クリンカーと該高
温型不溶性無水石膏との混合物中のSO3/Al2O3
モル比が1.4〜2.4となる如く混合してなり且つ水
/セメント比2.5で混練りした時に注水1分後の液相
のカルシウム濃度が0.8X10−2mol /を以上
となる早強性セメント。 (11)該早強性セメントに対して0.1〜5重量%を
配合したアルカリ金属の炭酸塩。 (曲 該早強性セメントに対して0.05〜3重量%を
配合した、オキシカルボン酸、ジカルボン酸及びこれら
の塩よりなる群から選ばれた少くとも1種のカルボン酸
類 及び (IV) 該早強性セメントに対して0.5〜5重量
%を配合したアルカリ金属の硫酸塩。 よりなる速硬性セメント組成物。 4 アルカリ金属の炭酸塩として、炭酸アンモニウム、
炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムよりな
る群から選ばれた少くとも1種を用いる特許請求の範囲
第3項記載の組成物。 5 オキシカルボン酸として、酒石酸及び/又はクエン
酸を用いる特許請求の範囲第3項記載の組成物。 6 ジカルボン酸として、マロン酸、マレイン酸、フマ
ル酸及びイタコン酸よりなる群から選ばれた少くとも1
種を用いる特許請求の範囲第3項記載の組成物。 7 オキシカルボン酸、ジカルボン酸の塩として、アル
カリ金属塩を用いる特許請求の範囲第3項記載の組成物
。 8 アルカリ金属の硫酸塩として、硫酸リチウム、硫酸
ナトリウム及び硫酸カリウムよりなる群から選ばれた少
くとも1種を用いる特許請求の範囲第3項記載の組成物
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3785276A JPS5927733B2 (ja) | 1976-04-06 | 1976-04-06 | 速硬性セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3785276A JPS5927733B2 (ja) | 1976-04-06 | 1976-04-06 | 速硬性セメント組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS52121632A JPS52121632A (en) | 1977-10-13 |
JPS5927733B2 true JPS5927733B2 (ja) | 1984-07-07 |
Family
ID=12509058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3785276A Expired JPS5927733B2 (ja) | 1976-04-06 | 1976-04-06 | 速硬性セメント組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5927733B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS642654Y2 (ja) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016842A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | 日本国有鉄道 | セメント混和用配合物 |
WO1991019687A1 (en) * | 1990-06-19 | 1991-12-26 | Mitsubishi Mining And Cement Co., Ltd. | Rapid curing composition |
-
1976
- 1976-04-06 JP JP3785276A patent/JPS5927733B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS642654Y2 (ja) * | 1983-12-09 | 1989-01-23 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52121632A (en) | 1977-10-13 |
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