JPS5935050A - 早強性ポルトランドセメント - Google Patents

早強性ポルトランドセメント

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JPS5935050A
JPS5935050A JP14338182A JP14338182A JPS5935050A JP S5935050 A JPS5935050 A JP S5935050A JP 14338182 A JP14338182 A JP 14338182A JP 14338182 A JP14338182 A JP 14338182A JP S5935050 A JPS5935050 A JP S5935050A
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cement
portland cement
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present
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梅木 健二
猛 古川
俊一郎 宇智田
哲朗 後藤
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Onoda Cement Co Ltd
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Onoda Cement Co Ltd
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明iJ 3CaO・sio、含有量およびセメント
粒子の分級組成を特定の範囲に構成し、かつセメント中
の工水石膏が工水塩の結晶形態を保持するようにして品
質の安定性と水密性とを高めた早強性ポルトランドセメ
ントの製造方法に関する。
一般に早強性ポルトランドセメントを製造する方法とし
て、3Ca0・810.含有量を多くしたポルトランド
セメントクリンカに適量の工水石膏を添加した混合物を
粉砕して微粉末にすることが知られている。その際、粉
砕機にはボールミルが用いられるが、微粉砕の過程でミ
ル内温度が上昇するためにタリンカに添加しだ工水石膏
が脱水して半水打針や可溶性無水石育に変質する場合が
生ずる。更にミル内温度上昇を抑制するためミル内散水
も行なわれる。このように早強性ポルトランドセメント
が、微粉末化、セメント温度上昇、石・畦の変質、ミル
内散水等の一連の作用を複合しぞ受けると、粉砕度後送
シ込ま1するセメントシーイロ内において所謂サイロ内
高温風化現象によりセメント強度の低下を来だしたり、
袋詰め後もセメントが風化しやすく、さらにはセメント
凝結時間の異常や初期強度の低下をもたらし、これらの
結果としてセメント硬化体に不均一な硬化組織や微小な
空隙を形成せしめ水密性の低下、ひいては耐久性の低下
を来たすことが確認されている。
本発明は従来の早強性ポル]・ランドセメントのもつ−
E記欠点を克服し、品質の安定性と水密性を高めた早強
性ポルトランドセメントの製造方法を提供するものであ
ってその構成は、ボルトランドセメントタリンカに工水
石膏を添加し、この混合物を粉砕、分級してセメントを
造るに際し、(イ)鉱物組成が、3CaO−8iO24
0〜60チ、2CaO・5iOt  15〜40 %、
3CaO−A120゜10%以下なるボルトランドセメ
ントタリンカを用い、(ロ)セメントの粒子組成を、2
 (1μ残分15%以1・、5 tt残分80〜90多
の分級゛範囲に保つと共に、(ハ)添加した二水石・月
がセメント中で三水塩を保つよう100℃以下の乾燥状
態で粉砕分級することを特徴とする。
以1に本発明を実施例に基づいて詳Jll [説明する
一般にポルトランドセメントにおいてけ3CaO・S 
i Ot (Cs S X) 針圧が増加すると早期強
度が高まる。従来の早強ポルトランドセメントは主にと
のCsSの相比を60%以上に多くしたものである。こ
のように従前、セメントの早強性を得るにはCsS 量
比を高めるなど鉱物組成の点からその達成を試みるもの
が多い。ところがCpsの相比が増すと早期強度を発揮
するものの水密性が低下するという他の問題を生ずる。
又セメント粒子の分級組成に関しても単に粒子を細かく
して早期強度を達成しようとする試みがなされているが
未だ充分ではない。
このような従来技術に対し本発明はむしろCpsQ¥比
を普通ポルトランドセメントの組成範囲に抑えたままこ
の鉱物組成とセメント粒子の分級組成および添加石膏の
結晶形態との兼ね合いから11期強度の発現と水密性の
改着を可能としたものである。
尚、ここでいう早強性とは材令1日のJISモルタル強
さが100 K〆/cr/I以上発現することを云い、
同じく水密性とはモルタル又はコンクリート硬化体の吸
水又は透水に対する抵抗性を云う。因に水密性はモルタ
ル又はコンクリート硬化体の水セメント比をはじめ配合
条件によっても異なるが、一定の配合条件のもとに水の
拡散係数を測定すれば水密性の程度を相対比較すること
ができる。
本発明は上記着想に基づき、セメントクリンカの鉱物組
成として次のものを用いる。
3CaO−8iOt (CsS)  40〜60重fi
:%2CaO−8IOt (CtS)  15〜40 
 //3CaO・AA’tOs (CsA)    l
 O以下ここでCsSが60重量−以上の場合には早強
性を有するものの水密性が低下する。またC8Sが40
重量%以下の場合には所望の早期強度を達成しえない。
同様の理由からC2Sは15〜40重量%が適当である
。又、C8八はその量比か多くなると粗い水和硬化体を
形成するので10%以下が適当である、因に後述する本
発明の実施例ないし比較例についてみると、上記クリン
カ鉱物組成において(USの量比が本発明より少い比較
試料5は第2表に示すように早期強度を発現できず、又
CsSの量比が多過ぎる比較試料6は早期強度を有する
ものの第2表に示すように水密性が低下する。
次に粒子組成としては第1図に示すごとく、20μ残分
15%以下かつ5μ残分8o〜9゜チの範囲に整粒する
。この範囲を外れる場合は安定な早強性を得られず又は
水蜜性の低下を招く、即ち1.20μ残分が15係を超
えるか、およびまたは5μ残分が90チを超える場合は
、安定した早強性を得難い。また5μ残分が80%未満
の場合は品質の安定性が悪く、とくに水密性が低下する
傾向を有するので好ましくない。
因に上記比較例において、クリンカ鉱物組成は本発明と
同範囲でありながら粒子組成において異なる比較試料7
,8.9についてみると、20μ残分ないし5μ残分の
多い比較試料7゜9はいずれも早期強度が低くかっ水密
性も低下している。又5μ残分の少ない比較試料8は水
密性が大幅に低下している(第2表参照)。
尚、従来の一般的なセメント粒子の粒子組成の代表ト1
1は次の通りであり、本発明に比べて粒子組成が分散し
ており水密性に劣る。
本  発  明    80〜90チ 2oチ以下二水
塩 6.0〜7.5x l (1’ cJ/ sec 
) 以上のように本発明はセメントの粒子組成を11y定の
範囲に整粒することが必要であるが、さらにはタリンカ
の焼結グレードはc、sの平均結晶粒径が10μ以上平
均複屈折が0.005以上、C2Sの平均粒径が10μ
以上でわることが望ましい。
次にセメントの水蜜性は粒子組成のみならず粉砕時の石
膏の変質によっても不良になる。本発明は鉱物組成と粒
子組成と共に石膏の結晶形態を二水塩に保持することに
より早期強度お上び水密性を高めたものである。添加し
た石膏について本発明は石膏の変質を防止するため、1
00℃以下の温度下でかつ通風量の比較的多いミル内散
水を行なわない乾燥状態下にて粉砕分級し、整粒する。
尚、このように添加石膏を二水塩に保持しつつ上記粒子
組成のセメントを得るには従前の粉砕分級手段でe」、
不充分である。従来セメント製造に汎用されている粉砕
分級システムは、粉砕機と1−でボールミルを用い、分
級機としてケ゛−コ型セパレータ、スターチバント型セ
パレータ、ザイクロン型セパレータ等を用いるものが大
部分である。このため従来の粉砕システムでは20μ残
分を15%以下にすると5μ残分が80%以下となるば
かりでなく粉砕中にミル内温度が上昇し、添加した三水
石膏が脱水を起す。例えば従来の分級機においては12
0℃〜130℃以上の温度下にあり脱水を生じ易い。又
従来の平均的な早強性セメント粉砕の例では時間当シ1
00トン粉砕する場合500〜1ooozの水を散水し
ておシ粉砕時の湿度も高くセメントの変質を生じ易い。
一方、例えば、特開昭56−15876に示す渦流式分
級機を用いれば、ミルを通過する再循環微粉量が大巾に
減少し、かつ分級機の冷却に有効な風量が多い。従来の
分級機ではその風量が0〜600n+/を精粉程度であ
るが、上記渦流式分級機を用いれば1500n?/を精
粉程度に増加できるので粉砕時のミル内温度を高くする
ことなくシャープな分級性能と相俟って本発明に係わる
粒子組成を実現することができる。
なお、本発明において、粉砕時に多価アルコール、エタ
ノールアミン等の粉砕助剤を組合せて用いると本発明に
係わる粒子組成の達成が容易となる。また添加する三水
石膏は通常用いられるものであれば何でもよく、セメン
ト中のSOs換算で2.5〜4.5チとするのが望まし
い。
次に本発明の実施例を示す。
実施例1 本発明品および比較品で使用したポルトランドセメント
クリンカの鉱物組成およびポルトランドセメント中のS
Os 量を第1表に示す。本発明品および比較品に用い
たクリンカ中の3CaO・sio、の平均粒径35μ、
平均複屈折率0.006.2CaO−8101Iの平均
粒径け25μである。
また、製造されたポルトランドセメントの粒子組成、使
用分級機の種類およびセメント中における添加三水石膏
の結晶形態を併せて第1表に示す。いずれの場合も、粉
砕助剤としてディエチレングリコールをセメントに対し
0.02 %添加した。
製造されたポルトランドセメン)の熱分析結果の一例を
第2図に示す。本発明品の場合は三水石膏特有の吸熱ピ
ークを示しているが、比較品の場合は吸熱ピークが2段
にならず、しかも小さいことから、添加された三水石膏
がセメント中において大部分半水石膏に変質し、又は一
部可溶性無水石膏になっていることを示している。
次に第1表に示した粉砕直後のセメントにり   ″い
て(イ)直ちに室温に冷却して供試試料としたもの、(
ロ)粉砕後、ミル出粉温度で7日間密封保存後供試試料
としたもの(@2表〔〕の数値)、(ハ)粉砕後、湿度
89チにて24時間薄層強制風化させた後供試試料とし
たもの(第2表()の数値)、の3通りの試料についで
、Jl、5R520Jのセメント物理試験方法に従いセ
メントの凝結時間およびモルタルの圧縮強さ試験を行っ
た。この結果を第2表に示す。第1表 第2泰により次
の点が明らかである。
まず本発明の試料1〜4は上記(ロ)(ハ)の各保存条
件下においても基準状態(イ)と比較した凝結時間に殆
んど差異がなく、又、強度発現も優れでいる。クリンカ
鉱物組成の点についてみると、該鉱物組成が本発明の範
囲外にある比較試料5は早期強度を発揮し7ていない。
又比較試料6は早期強度は大きいものの保存条件を変え
た場合凝結時間の変動が著しく ASS5T−101に
定める異常凝結性の基準による偽凝結を生ずる等の問題
がある。又、粒子組成の点についてみると鉱物組成が本
発明の範囲内であっても粒子組成の異なる比較試料7,
9はいずれも早期強度を有せず、又比較試料8は保存条
件を変えたときの凝結時間の変動が茗しくかつ偽凝結を
生ずる。
更に鉱物組成粒子組成および石11の結晶形態のいずれ
においても異なる比較試料10,11゜12についても
凝結時間の変動および偽凝結について同様の問題があわ
、品質が不安定である。
第2表 りの誠埴tit、強制風化試11についての測定結果実
施例2 実施例1で用いた供試試料について、コンクリートの水
密性試験を行った。コンクリートの□ 配合を第:う表
に示し、相合21日におけるコンクリートの水の拡散係
数測定結果をv、2表に示す。なお、水の拡散係数測定
方法によるコンクリートの水CM性の試験は、一般によ
く用いられる供試体を円柱形としたアウトプット法で行
った。
第3表 本実施例によれば本発明の試料1〜41−J、保存条件
を変えた場合においても水の拡散係数の絶対値が小さく
優tした水蜜性を・1)゛するか、比較試料、就中3C
aO・5t02含有1−7+−の多いもの程、あるいけ
添加した三水石九が半水石V1ないしnJ溶性無水石膏
に変質したものは保存条件を変えると水密j’)、が顕
著に低下することがわかる。
」二記実施例から明らかなように本発明によって製造さ
れだ早強性ポルトランドセメントは従来品に比較してサ
イ口内高温貯蔵中や袋詰め品として、・貯蔵中に風化作
用による品質の劣化が小さく、寸だ異常凝結性を帯びる
ことなく優れた早強性と水密性を具備するものであるか
ら、過酷な条件下で施工されるセメントコンクリート工
事に対し、安定した早強性と水密性を与えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の粒子組成を示すグラフ、第2図はセメ
ントの熱分析結果を示すグラフであり、1!21中実線
は示差熱曲線、破線は重相変化曲線をそれぞれ示す。 /FをW[出願人 小野田セメント株式会社 代lL!11人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポルトランドセメントクリンカに工水石膏を添加し、こ
    の混合物を粉砕、分級してセメントを造るに際し、(イ
    )鉱物組成が、3CaO−8iOt 40〜60チ、2
    CaO−8IO215〜40%、3 CaO・A/2o
    、  1 o %以下なるポルトランドセメントクリン
    カを用い、(ロ)セメントの粒子組成を、20μ残分1
    5%以下、5μ残分8o〜90%の分級範囲に保つと共
    に、(ハ)添加した・二水石・汁がセメント中で工水塩
    を保つよう100℃以下の乾燥状態で粉砕分級すること
    を特徴とする早強性ポルトランド−(;メントの製造方
    法。
JP14338182A 1982-08-20 1982-08-20 早強性ポルトランドセメント Granted JPS5935050A (ja)

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