【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は高炉セメントの使用方法に関するもの
であり、その目的は材令初期における強度発現を
促進させると共に、長期材令における圧縮強さに
すぐれたセメント硬化物を与えるための高炉セメ
ントの使用方法を提供することにある。
高炉水滓は潜在水硬性を持つので、ポルトラン
ドセメントと混合して用いられており、その代表
的なものとしては、30〜60重量％の高炉水滓含量
を有するいわゆるＢ種高炉セメントが挙げられ
る。この高炉セメントは、普通ポルトランドセメ
ント（比表面積3000〜3300cm2/ｇ）に比べると、
より微粉末の状態（比表面積3500〜4000cm2/ｇ）
で実用に供されているものの、現状ではなお満足
すべき初期強度の発現を示さない。
本発明者らは、この欠点を改善するために、先
に、比表面積を3000cm2/ｇ以下に抑えた高炉水滓
をポルトランドセメントに配合すると共に、全体
に対して１重量％以上のアルカリ金属硫酸塩を配
合した高炉スラグ系セメントを提案した（特願昭
55−66556号）。
この高炉スラグ系セメントは、ペースト状態
（水／セメント比＝0.4）の使用に関しては、大き
な初期強度を示すと共に、長期材令で現われやす
いアルカリ金属硫酸塩に起因する曲げ強さ面での
劣化現象を起さないという利点を有している。し
かしながら、本発明者らの一層の研究によれば、
混水量の大きいモルタル状態（水／セメント比＝
0.65）の使用に関しては、長期材令での硬化強
度、特に圧縮強さが材令と共に必ずしも順調には
増大しないという問題があることが判明した。
ところで、本発明者らは、この点の改良を行う
べくさらに鋭意研究を重ねた結果、高炉セメント
に対し、アルカリ金属硫酸塩と共に、さらに減水
効果を持つ有機系混和剤を補助成分として適用す
る時にその目的が達成されることを見出し、本発
明を完成するに到つた。
即ち、本発明によれば、高炉水滓とポルトラン
ドセメントからなる高炉セメントを使用するに際
し、該高炉セメントを、アルカリ金属硫酸塩と減
水効果を持つ有機系混和剤の共存下において水と
混和し、硬化させることを特徴とする高炉セメン
トの使用方法が提供される。
本発明の高炉セメントにおいて、高炉水滓の配
合量は好ましくは30〜60重量％である。過度に微
粉砕化したセメントは、粉砕に余計な動力費を要
する上、これが硬化したモルタル及びコンクリー
トの表面は外気に晒されて直射日光を受け、雨水
を浴びる状況下におかれると、亀裂を発生しやす
いことから、本発明の高炉セメントは全体の平均
比表面積を約2500〜3500cm2/ｇの範囲にするのが
汎用性があつて好ましい。また、高炉セメントの
粉末度調整に際し、高炉水滓成分とポルトランド
セメント成分との粉末度に差をつけ、前者を粗め
に及び後者を微細にして全体としての平均比表面
積を前記した2500〜3500cm2/ｇの範囲にするのが
よい。即ち、高炉水滓として比表面積1500〜3500
cm2/ｇ及びポルトランドセメントとして比表面積
3500〜6000cm2/ｇの範囲のものを用いるのがよ
い。これにより、亀裂発生の防止と共に初期強度
の向上を達成することができる。
本発明においては、前記したような高炉セメン
トに対し、アルカリ金属硫酸塩と減水効果を持つ
有機系混和剤を添加し、水と混和し、硬化させ
る。この場合、アルカリ金属硫酸塩は高炉セメン
トに対してあらかじめ添加しておくこともできる
し、混和に際して添加することもできる。また、
混和剤も、高炉セメントに対してあらかじめ添加
することもできるが、混和に際して添加すること
ができる。これらの補助成分の共存下において、
アルカリ金属硫酸塩は初期強度発現を促進させ、
混和剤は長期材令においての圧縮強さの劣化を防
止する効果を示す。混和に際しての水の添加量は
通常の範囲であり、また混和方法及び混和に際し
ての骨材の添加なども従来の方法に従う。得られ
た混和物は、各種建設個所に適用されて硬化さ
れ、目的のセメント硬化物を与える。
本発明において用いるアルカリ金属硫酸塩は、
高炉セメントに対し、通常１〜10重量％、好まし
くは１〜５重量％の範囲である。アルカリ金属硫
酸塩としては硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなど
が用いられる。また混和剤としては、減水効果を
持つ有機系のもの、例えば、高縮合トリアジン系
（市販品、ポゾリスNL4000）、β―ナフタリンス
ルホン酸塩系（市販品、花王マイテイ150）、及び
リグニンスルホン酸カルシウム（市販品ポゾリス
No.5L）等が挙げられる。その添加量は、薬剤の
品質と状態に依存して約0.1〜５重量％、に変動
するので、減水剤メーカーの仕様を参考にして適
量をきめた。なお、ここでいう減水効果とは、そ
の薬剤の添加により、水と混合された状態でのセ
メント粒子が互に分散しあい、その結果、少量の
水でもモルタル・コンクリートの混練ができるよ
うになることを意味し、このような減水効果を持
つ有機混和剤の詳細については、例えば、文献近
藤泰夫、坂静雄、「コンクリート工学ハンドブツ
ク」p.112、昭和44年（第４版）朝倉書店発行、
及び小林正几“コンクリート混和材料”、セメン
トコンクリート誌（セメント協会発行）、昭和52
年３月号、p.45を参照。
本発明で用いる高炉水滓は通常の成分組成のも
のが用いられるが、その成分組成の一例を次に示
す。
（単位は重量％）
SiO2：33〜36、Ａ2O3：13〜17、CaO：39〜
42、MgO：３〜８、MnO（Mn2O3）：0.5〜1.0、
TiO2：１〜３、Ｓ：0.5〜1.5
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
実施例
市販の高炉水滓（SiO233.8％、Ａ2O313.6
％、FeO0.7％、CaO41.9％、MgO5.8％、
Mn2O30.6％、TiO22.2％、S1.0％、比表面積2200
cm2/ｇ）と早強ポルトランドセメント（比表面積
4400cm2/ｇ）とを等重量で混合して高炉セメント
（平均比表面積3300cm2/ｇ）を得た。
次に、この高炉セメントに対し、硫酸ソーダ２
％と混和剤液（市販品、ポゾリスNL4000）3.4％
を加え、さらに水を加えて混合して、ペースト状
試料（水／混合物重量比＝0.35）を作成した。こ
の試料を放置硬化させ、その材令と圧縮強度及び
曲げ強度との関係を測定した。その結果を第１表
及び第２表に示す。
なお、第１表及び第２表において、サンプルＡ
は高炉セメント単味、サンプルＢは硫酸ソーダ２
％を添加したもの、及びサンプルＣは硫酸ソーダ
２％と混和剤液（ポゾリスNL4000）3.4％を添加
したものを示す。
The present invention relates to a method for using blast furnace cement, and its purpose is to provide a method for using blast furnace cement to promote strength development in the early stage of the material age and to provide a hardened cement product with excellent compressive strength in the long term. It is about providing. Because blast furnace slag has latent hydraulic properties, it is used in combination with Portland cement.A typical example is so-called B-class blast furnace cement, which has a blast furnace slag content of 30 to 60% by weight. . Compared to ordinary Portland cement (specific surface area 3000-3300cm 2 /g),
More fine powder state (specific surface area 3500-4000cm 2 /g)
However, at present, it still does not exhibit satisfactory initial strength. In order to improve this drawback, the present inventors first blended blast furnace water slag with a specific surface area of 3000 cm 2 /g or less into Portland cement, and added an alkali metal of 1% or more by weight to the total. We proposed a blast furnace slag-based cement containing sulfate (Special application)
No. 55-66556). This blast furnace slag-based cement exhibits high initial strength when used in a paste state (water/cement ratio = 0.4), and also exhibits deterioration in bending strength caused by alkali metal sulfates, which tends to occur over a long period of time. It has the advantage of not causing However, according to further research by the present inventors,
Mortar condition with large amount of mixed water (water/cement ratio =
Regarding the use of 0.65), it has been found that there is a problem in that the hardening strength, especially the compressive strength, does not necessarily increase smoothly with the age of the material over a long period of time. By the way, the present inventors have conducted further intensive research to improve this point, and have found that when applying an organic admixture with a water-reducing effect to blast furnace cement together with alkali metal sulfate as an auxiliary component. The inventors have found that the object can be achieved and have completed the present invention. That is, according to the present invention, when using blast furnace cement made of blast furnace water slag and Portland cement, the blast furnace cement is mixed with water in the coexistence of an alkali metal sulfate and an organic admixture having a water-reducing effect, A method of using blast furnace cement is provided, the method comprising curing the blast furnace cement. In the blast furnace cement of the present invention, the blending amount of blast furnace water slag is preferably 30 to 60% by weight. Excessively finely pulverized cement requires extra power to grind, and the hardened mortar and concrete surfaces can crack when exposed to the outside air, exposed to direct sunlight, and exposed to rainwater. Therefore, it is preferable for the blast furnace cement of the present invention to have a total average specific surface area in the range of about 2,500 to 3,500 cm 2 /g for versatility. In addition, when adjusting the fineness of blast furnace cement, we made a difference in the fineness of the blast furnace water slag component and the Portland cement component, making the former coarser and the latter finer so that the overall average specific surface area was 2500 to 3500 cm. It is best to keep it within the range of 2 /g. In other words, the specific surface area of blast furnace water slag is 1500 to 3500.
Specific surface area as cm 2 /g and portland cement
It is preferable to use one in the range of 3500 to 6000 cm 2 /g. This makes it possible to prevent cracking and improve initial strength. In the present invention, an alkali metal sulfate and an organic admixture having a water-reducing effect are added to the above-mentioned blast furnace cement, mixed with water, and hardened. In this case, the alkali metal sulfate can be added to the blast furnace cement in advance or can be added during mixing. Also,
The admixture can also be added to the blast furnace cement in advance, but it can also be added at the time of mixing. In the coexistence of these auxiliary ingredients,
Alkali metal sulfates promote early strength development,
Admixtures show the effect of preventing deterioration of compressive strength during long-term material age. The amount of water added during mixing is within a normal range, and the mixing method and addition of aggregate during mixing follow conventional methods. The resulting mixture is applied to various construction sites and cured to provide the desired cured cement product. The alkali metal sulfate used in the present invention is
The amount is usually 1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight based on blast furnace cement. As the alkali metal sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, etc. are used. In addition, admixtures include organic ones that have a water-reducing effect, such as highly condensed triazine (commercial product, Pozolith NL4000), β-naphthalene sulfonate (commercial product, Kao Mighty 150), and calcium lignin sulfonate. (Commercial product Pozolith
No.5L) etc. The amount added varies from about 0.1 to 5% by weight depending on the quality and condition of the drug, so the appropriate amount was determined by referring to the water reducing agent manufacturer's specifications. The water-reducing effect referred to here means that the addition of the chemical causes cement particles mixed with water to disperse each other, and as a result, it becomes possible to mix mortar and concrete with a small amount of water. For details on organic admixtures that have such a water-reducing effect, see, for example, the literature Yasuo Kondo, Shizuo Saka, "Concrete Engineering Handbook" p. 112, published by Asakura Shoten, 1964 (4th edition),
and Masao Kobayashi, “Concrete Admixtures”, Cement Concrete Magazine (published by the Cement Association), 1972.
See March issue, p.45. The blast furnace water slag used in the present invention has a usual composition, and an example of the composition is shown below. (Units are weight %) SiO 2 : 33-36, A 2 O 3 : 13-17, CaO: 39-
42, MgO: 3-8, MnO (Mn 2 O 3 ): 0.5-1.0,
TiO2 : 1-3, S: 0.5-1.5 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example Commercially available blast furnace water slag (SiO 2 33.8%, A 2 O 3 13.6
%, FeO0.7%, CaO41.9%, MgO5.8%,
Mn2O3 0.6 %, TiO2 2.2 %, S1.0%, specific surface area 2200
cm 2 /g) and early strength Portland cement (specific surface area
4400cm 2 /g) in equal weight to obtain blast furnace cement (average specific surface area 3300cm 2 /g). Next, add 2 parts of sodium sulfate to this blast furnace cement.
% and admixture liquid (commercial product, Pozolith NL4000) 3.4%
was added and further water was added and mixed to create a paste sample (water/mixture weight ratio = 0.35). This sample was left to harden, and the relationship between its age, compressive strength, and bending strength was measured. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, in Tables 1 and 2, sample A
is blast furnace cement alone, sample B is sodium sulfate 2
%, and sample C shows a sample with 2% sodium sulfate and 3.4% admixture liquid (Pozolith NL4000) added.
【表】【table】
【表】
前記表に示された結果から、硫酸ソーダと混和
剤の添加により、全材令での圧縮強度が向上する
と共に、長期材令での曲げ強度の劣化が防止され
ることがわかる。また、このような傾向は、他の
混和剤（花王マイテイ150及びポゾリスNo.5L）
や、硫酸カリの代替使用にも認められた。[Table] From the results shown in the table above, it can be seen that the addition of sodium sulfate and the admixture improves the compressive strength at all ages and prevents the deterioration of the bending strength at long-term ages. Also, this tendency is observed in other admixtures (Kao Mighty 150 and Pozolith No.5L).
It has also been approved as an alternative to potassium sulfate.