【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、流動性と低ひびわれ性のスラリーを
得ることを目的としたセメント組成物に関する。
本発明の好適な用途の一例は床材であるので、以
下、それを例にとつて説明する。
近年、石膏、セメント等を主成物とする水硬性
組成物のスラリーを単にコンクリートスラブ、発
泡コンクリート等の床面に流し込んで自然流動化
させることにより面精度の優れた水平面を形成す
るセルフレベリング床材（以下、これをSL材と
いう）が開発され実用化されている。
一般に、SL材はこれを水と混練し、不陸床面
に流し込む際、初期流動性に優れ、硬化中に固液
分離を起さず、均一な水平面を形成すること、硬
化に際し、体積収縮がなく、硬化後も乾湿繰返し
に対して物理的に安定であること、および作業
性、施工性、経済性の良いことなどが必要条件で
あるとされている。今日まで種々の組成物が提案
されているが充分に満足するものがない。
つまり、石膏系SL材は、耐水性が悪いという
致命的欠陥を有することや強度の点でセメント系
に比して弱い欠点がある。又セメント系SL材は
乾燥ひびわれが発生するという致命的欠陥を有す
る。
従来から、これらの欠陥を無くすため種々の試
みがなされ提案されている。すなわち、耐水性を
有するセメント系SLに膨張材を添加してひびわ
れを防止する方法（特開昭56―84358号公報）等
があるが、ひびわれ防止の効果は未だ充分なもの
でない。
本発明者は、この欠点を解消するために種々検
討した結果、ポルトランド系セメント（以下、こ
れらをセメントという）にカルシウムアルミネー
ト無定形物、無機硫酸塩及びポゾランからなる特
定量混合物に、流動化剤としてカゼインと尿素を
特定量配合せしめた場合、流動性が優れて且つ硬
化後のひびわれ防止に極めて効果的であることを
知見し、本発明を完成するに至つたものである。
以下、詳しく本発明を説明する。
本発明は、セメント、セメント急硬材及びポゾ
ランの特定量混合物を基本成分とするものであ
る。
基本成分を構成するセメントとしては、普通ポ
ルトランドセメント、早強セメント、超早強セメ
ント、高炉セメント、シリカセメント、コロイド
セメント、中庸熱セメント、白色セメントなどが
挙げられる。
次に、基本成分を構成するセメント急硬材は、
カルシウムアルミネート無定形物と無機硫酸塩か
らなるものである。無機硫酸塩としては、二水
塩、半水塩、無水塩の各種石膏類、硫酸ナトリウ
ム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の１種
以上が使用できるが、望ましくは型無水石膏の
如き、水に不溶性又は難溶性の硫酸塩である。カ
ルシウムアルミネート無定形物は、通常、生石灰
とボーキサイトを電気炉等で溶融することにより
溶融生成物として得られるが、カルシウムの酸化
物とアルミニウムの酸化物を適当な割合に混合し
て溶融することによつて製造することも出来る。
カルシウムアルミネート無定形物のCaO含有量
は、35〜55％の範囲が適当であり、好ましくは41
〜49％、さらに好ましくは43〜46％である。
CaO35％未満では初期強度が不足するし、また、
CaO55％をこえると凝結時間をコントロールする
ことが困難である。無機硫酸塩の割合はカルシウ
ムアルミネート無定形物に対して0.5〜３重量倍
量の範囲が適当である。0.5重量倍未満では凝結
時間が早く初期強度発現が悪く、また３重量倍を
こえると無機硫酸塩の遅延作用により凝結時間が
伸びすぎて強度発現が遅くなる、と共に膨張量も
大きくなつて膨張ひびわれの原因となり好ましく
ない。
基本成分を構成する第３の成分はポゾランであ
る。ポゾランとしては、天然又は人工のいずれで
あつてもよく、その具体例をあげれば、天然ポゾ
ランとしては、玄武岩類、安山岩風化物、凝灰岩
類、火山灰、花コウ岩、別府白土などがあり、人
工ポゾランとしては、粘土滓、明ばん滓、高炉ス
ラグ、フライアツシユ、シリカフラワーなどであ
る。
本発明に類似した先行技術として、特開昭57―
156352号公報、特開昭56―84357号公報が見られ
るが、それらと本発明に係る基本成分とは、構成
成分とその割合において大きく相違しており、先
行技術においてはひびわれ防止の効果は期待出来
ない。
本発明において、硬化後のSL材のひびわれ防
止のためには、基本成分の配合割合が極めて重要
であることを見いだした。すなわち、(a)セメント
100部に対して(b)セメント急硬材10〜60部好まし
くは37〜47部、(c)ポゾラン50〜300部好ましくは
100〜180部の範囲が硬化後の膨張収縮を少なくし
て、ひびわれ防止の効果があり、これらの範囲外
では、いずれもその効果が極めて少ない。
すなわち、(a)成分100部に対し(b)成分が10部未
満であると、乾燥収縮低減効果が顕著でなく、ま
た、60部をこえると水中あるいは湿潤養生した場
合に膨張ひびわれを生じやすくなる。(c)成分は、
(b)成分のもつ膨張特性を大きく低減するために必
要であつて、(a)成分100部に対し50部未満である
とその効果が充分でなく、また、300部をこえる
と強度発現が悪くなり好ましくない。
このように、SL材料として、(a)成分に対して
(b)成分及び(c)成分を併用して多量に配合すること
は従来から全く知られていなかつたものであり、
本発明の大きな特徴である。
以上のようにして得た(a)〜(c)成分を含有してな
る基本成分は、SL材として使用する場合、流動
性が充分でないので、流動化剤として、(d)カゼイ
ンと(e)尿素を配合する。(d)成分又は(e)成分を単独
添加しても良好な流動性をひびわれの少ないSL
材は得られない。すなわち、(d)成分は流動性を良
くする反面粘度が高くなりすぎる欠点があるが、
(e)成分を併用することによつて、SL材として適
度な流動性を保ちながら粘度を下げることが出来
る。又(e)成分は前記カルシウムアルミネート無定
形物と無機硫酸塩と併用することにより、相乗的
に乾燥収縮を低減する能力を発揮する。(d)成分と
(e)成分の割合は、基本成分100部に対し、(d)成分
0.1〜５部好ましくは0.2〜２部、(e)成分0.1〜10部
好ましくは0.5〜５部である。(d)成分が0.1未満で
あると流動性が充分でなく、５部をこえると強度
発現が悪くなりさらに粘度も高くなりすぎるので
好ましくない。(e)成分が0.1部未満であると、粘
度を下げる効果が充分でなく、10部をこえると強
度発現が悪くなり、さらにエフロレツセンスを生
じやすくなるので好ましくない。
なお、本発明のセメント組成物に、必要に応じ
て、珪砂、砕砂、高炉スラグなどの人工砂および
天然砂などの骨材、メチルセルロース、ヒドキシ
エチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、天然ゴム、多糖類、ポリアクリルアミド、ポ
リアクリル酸、ポバール、高分子エマルジヨン
（酢酸ビニルエマルジヨン、エチレン―酢酸ビニ
ルエマルジヨン、アクリルエマルジヨン、酢酸ビ
ニル―ベオバエマルジヨンなど）のような水溶性
高分子物質ないしは保水剤、クエン酸、グルコン
酸またはその塩、無機炭酸塩などの凝結調節剤、
及び消泡剤などの混和材（剤）を添加することが
できる。
以上説明した通り、本発明のセメント組成物
は、セメント、セメント急硬材及びポゾランから
なる特定量混合物を基本成分とし、これにセゼイ
ンと尿素を配合してなるものであつて、本発明に
よれば、流動性が良好で、かつ、ひびわれ防止の
大なるスラリーを得ることができる。
以下、実施例をあげてさらに詳しく説明する。
なお、本発明明細書に記載の％および部はいずれ
も重量基準で示した。
実施例１，２で示した各成分はそれぞれ次の材
料を用いた。
成分 材料
(a)…普通ポルトランドセメント（電気化学工業
(株)）
(b)…(イ) CaO含有率45重量％の無定形カルシウム
アルミネート（ブレーン4250cm2／ｇ）
(ロ) 型無水石膏（ブレーン5050cm2／ｇ）
(イ)，(ロ)をそれぞれ１：1.5重量比で混合し
た物
(c)−１… ブレーン3210cm2／ｇのフライアツシユ
（常盤火力産業(株)）
(c)−２… ブレーン4500cm2／ｇ塩基度1.83の高炉
水砕スラグ（新日本製鉄(株)）
(d)…ミルクカゼイン
(e)…尿素
実施例 １
(a)成分，(b)成分、及び(c)−１，(c)−２成分を第
１表に示す割合で配合してなる基本成分100部、
６号珪砂30部及び水35部を用いてモルタルを混練
りして試験体を成形し、気乾養生収縮率、水中養
生膨張率、気乾養生圧縮強度の測定及びひびわれ
観察を行つた。その結果を第１表に示す。
なお、(b)成分を混和するものには、全て炭酸カ
リウム70％、クエン酸12％及びグルコン酸ソーダ
18％からなる凝結調節剤を基本成分に対して0.2
％添加した。
註１ 試験体の成形はJISR5201で示される三連
型枠（４×４×16cm）を用いてモルタルを型
詰し、１日間は20℃、80％RH養生した。
２ 膨張、収縮はJISA1125に示される長さ変
化測定方法（コンパレーター法）に準じて測
定した。養生はそれぞれ20℃水中、20℃、60
％RHとした。
３ 圧縮強度の養生は20℃、60％RHとした。
４ ひびわれ観察
(イ) 膨張ひびわれは水中養生した膨張率測定
用試験体を目視観察した。
(ロ) 収縮ひびわれの測定は、図面に示す試験
体により目視観察した。
The present invention relates to a cement composition aimed at obtaining a slurry with fluidity and low cracking properties.
One example of a suitable use of the present invention is flooring, so this will be explained below as an example. In recent years, self-leveling floors have been developed, which form horizontal surfaces with excellent surface accuracy by simply pouring a slurry of hydraulic compositions mainly composed of gypsum, cement, etc. onto concrete slabs, foamed concrete, etc. and allowing it to flow naturally. material (hereinafter referred to as SL material) has been developed and put into practical use. In general, when SL materials are mixed with water and poured onto an uneven surface, they have excellent initial fluidity, do not cause solid-liquid separation during curing, form a uniform horizontal surface, and shrink in volume during curing. It is said that the necessary conditions are that the material is physically stable against repeated drying and wetting even after curing, and that it has good workability, ease of construction, and economical efficiency. Although various compositions have been proposed to date, none are fully satisfactory. In other words, gypsum-based SL materials have the fatal flaw of poor water resistance and are weaker than cement-based materials in terms of strength. Furthermore, cement-based SL materials have the fatal defect of dry cracking. Conventionally, various attempts have been made and proposed to eliminate these defects. That is, there is a method of preventing cracking by adding an expanding agent to water-resistant cement-based SL (Japanese Unexamined Patent Publication No. 84358/1984), but the effect of preventing cracking is not yet sufficient. As a result of various studies in order to eliminate this drawback, the inventor of the present invention found that a specific amount of a mixture of Portland cement (hereinafter referred to as cement), calcium aluminate amorphous, inorganic sulfate, and pozzolan was used to create a fluidized material. It was discovered that when casein and urea are blended in specific amounts as curing agents, the fluidity is excellent and it is extremely effective in preventing cracking after curing, which led to the completion of the present invention. The present invention will be explained in detail below. The present invention is based on a mixture of specified amounts of cement, cement rapid hardening material and pozzolan. Examples of the cement that constitutes the basic component include ordinary Portland cement, early strength cement, ultra early strength cement, blast furnace cement, silica cement, colloid cement, moderate heat cement, and white cement. Next, the cement rapid hardening material that makes up the basic components is:
It consists of amorphous calcium aluminate and inorganic sulfate. As the inorganic sulfate, one or more types of gypsum such as dihydrate, hemihydrate, anhydrous gypsum, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, etc. can be used, but it is preferable to use a water-insoluble gypsum such as type anhydrite. Or it is a poorly soluble sulfate. Calcium aluminate amorphous material is usually obtained as a molten product by melting quicklime and bauxite in an electric furnace, etc., but it can also be obtained by mixing calcium oxide and aluminum oxide in an appropriate ratio and melting it. It can also be manufactured by
The CaO content of the calcium aluminate amorphous material is suitably in the range of 35 to 55%, preferably 41%.
~49%, more preferably 43-46%.
If CaO is less than 35%, the initial strength will be insufficient, and
When CaO exceeds 55%, it is difficult to control the coagulation time. The appropriate proportion of the inorganic sulfate is 0.5 to 3 times the weight of the amorphous calcium aluminate. If it is less than 0.5 times the weight, the setting time will be too fast and the initial strength development will be poor, and if it exceeds 3 times the weight, the setting time will be too long due to the retarding effect of the inorganic sulfate, and the strength development will be delayed, and the amount of expansion will also increase, resulting in expansion cracks. This is undesirable because it causes The third component that makes up the base component is pozzolan. Pozzolans may be either natural or artificial; specific examples of natural pozzolans include basalts, weathered andesite, tuffs, volcanic ash, granite, and Beppu white clay; Examples of pozzolans include clay slag, alum slag, blast furnace slag, fly ash, and silica flour. As a prior art similar to the present invention, JP-A-57-
No. 156352 and Japanese Patent Application Laid-open No. 1984-84357 can be found, but the basic components and the basic components according to the present invention are significantly different in terms of the constituent components and their proportions, and the crack prevention effect is not expected in the prior art. Can not. In the present invention, we have discovered that the blending ratio of the basic components is extremely important in order to prevent the SL material from cracking after curing. i.e. (a) cement;
(b) 10 to 60 parts of cement rapid hardening material, preferably 37 to 47 parts, and (c) 50 to 300 parts of pozzolan, preferably per 100 parts.
A content in the range of 100 to 180 parts reduces expansion and contraction after curing and is effective in preventing cracking, and outside these ranges, the effect is extremely small. In other words, if the amount of component (b) is less than 10 parts per 100 parts of component (a), the effect of reducing drying shrinkage will not be significant, and if it exceeds 60 parts, expansion cracks are likely to occur when cured in water or in wet conditions. Become. (c) Ingredients are:
It is necessary to greatly reduce the expansion properties of component (b), and if it is less than 50 parts per 100 parts of component (a), the effect will not be sufficient, and if it exceeds 300 parts, strength will not be developed. It gets worse and I don't like it. In this way, as an SL material, for component (a)
It was completely unknown in the past to combine component (b) and component (c) in large amounts.
This is a major feature of the present invention. The basic component containing components (a) to (c) obtained as described above does not have sufficient fluidity when used as an SL material, so it is used as a fluidizing agent such as (d) casein and (e). ) Add urea. SL with good fluidity and less cracking even when component (d) or (e) is added alone
No wood is available. In other words, although component (d) improves fluidity, it has the disadvantage of increasing viscosity too much.
By using component (e) in combination, the viscosity can be lowered while maintaining appropriate fluidity as an SL material. Furthermore, when component (e) is used in combination with the amorphous calcium aluminate and inorganic sulfate, it exhibits the ability to synergistically reduce drying shrinkage. (d) Ingredients and
The ratio of component (e) is 100 parts of the basic component to component (d).
0.1 to 5 parts, preferably 0.2 to 2 parts, component (e) 0.1 to 10 parts, preferably 0.5 to 5 parts. If component (d) is less than 0.1 part, the fluidity will not be sufficient, and if it exceeds 5 parts, the strength development will be poor and the viscosity will be too high, which is not preferable. If the amount of component (e) is less than 0.1 part, the effect of lowering the viscosity will not be sufficient, and if it exceeds 10 parts, strength development will be poor and efflorescence will be more likely to occur, which is not preferable. In addition, the cement composition of the present invention may optionally contain aggregates such as silica sand, crushed sand, artificial sand such as blast furnace slag, and natural sand, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, natural rubber, polysaccharides, and polyacrylamide. , polyacrylic acid, poval, water-soluble polymer substances or water retention agents such as polymer emulsion (vinyl acetate emulsion, ethylene-vinyl acetate emulsion, acrylic emulsion, vinyl acetate-Veova emulsion, etc.), citric acid , gluconic acid or its salts, coagulation regulators such as inorganic carbonates,
Also, admixtures (agents) such as antifoaming agents and the like can be added. As explained above, the cement composition of the present invention has a specific amount mixture of cement, cement rapid hardening material, and pozzolan as its basic component, and contains cezein and urea. For example, it is possible to obtain a slurry that has good fluidity and is resistant to cracking. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples.
Incidentally, all percentages and parts described in the specification of the present invention are expressed on a weight basis. The following materials were used for each component shown in Examples 1 and 2. Ingredients Material (a)…Ordinary Portland cement (Denki Kagaku Kogyo)
Co., Ltd.) (b)...(a) Amorphous calcium aluminate with a CaO content of 45% by weight (blane 4250cm 2 /g) (b) Type anhydrite (blane 5050cm 2 /g)
A mixture of (a) and (b) at a weight ratio of 1:1.5 (c)-1... Fly ash with 3210 cm 2 /g of brane (Tokiwa Kapower Sangyo Co., Ltd.) (c)-2... 4500 cm 2 /g of brane Granulated blast furnace slag with basicity 1.83 (Nippon Steel Corporation) (d)...Milk casein (e)...Urea Example 1 (a) component, (b) component, and (c)-1, (c) - 100 parts of a basic ingredient made by blending two ingredients in the proportions shown in Table 1;
Mortar was kneaded with 30 parts of No. 6 silica sand and 35 parts of water to form a test specimen, and the shrinkage rate when cured in air, the expansion rate when cured in water, the compressive strength when cured in air were measured, and cracks were observed. The results are shown in Table 1. In addition, all ingredients mixed with component (b) include 70% potassium carbonate, 12% citric acid, and sodium gluconate.
Concentration regulator consisting of 18% 0.2 to base component
% added. Note 1: The test specimen was molded using mortar using a triple formwork (4 x 4 x 16 cm) specified in JISR5201, and cured at 20°C and 80% RH for one day. 2. Expansion and contraction were measured according to the length change measurement method (comparator method) shown in JISA1125. Curing was done in water at 20°C, at 20°C, and at 60°C, respectively.
%RH. 3 Compressive strength curing was at 20℃ and 60%RH. 4 Observation of cracks (a) Expansion cracks were visually observed on the test specimen for expansion coefficient measurement cured in water. (b) Shrinkage cracks were measured by visual observation using the test specimen shown in the drawings.
【表】
実施例 ２
第１表試験No.７の基本成分100部に(d)成分、(e)
成分を第２表に示した割合で配合してなるセメン
ト組成物100部、６号珪砂30部及び水21部を用い
てモルタルを混練りし、フロー値を測定した。
フロー値は水平に支持された平滑なアクリル板
上にJISR5201（セメントの物理試験方法）に規
定されるフローコーンを置き、その中に混練りし
たモルタルをフローコーンの上端まで流し込み、
ただちにフローコーンを鉛直に上げ、モルタルの
広がりを測定した。
なお実験No.14の水量は35部となつている。第２
表の配合には全て第１表で示した凝結調節剤を基
本成分に対し0.2％添加した。その結果を第２表
に示す。[Table] Example 2 Ingredient (d), (e) in 100 parts of the basic ingredients of Test No. 7 in Table 1
A mortar was mixed with 100 parts of a cement composition prepared by blending the ingredients in the proportions shown in Table 2, 30 parts of No. 6 silica sand, and 21 parts of water, and the flow value was measured. The flow value is determined by placing a flow cone specified in JISR5201 (physical testing method for cement) on a horizontally supported smooth acrylic plate, and pouring the kneaded mortar into the flow cone to the top of the flow cone.
Immediately, the flow cone was raised vertically and the spread of the mortar was measured. Note that the amount of water in Experiment No. 14 was 35 parts. Second
The setting regulator shown in Table 1 was added at 0.2% to the basic ingredients in all formulations in the table. The results are shown in Table 2.
【表】【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図面は、収縮ひびわれ測定用試験体の平面図で
ある。
The drawing is a plan view of a test specimen for shrinkage crack measurement.