JPWO2015045194A1 - Cement composition and concrete - Google Patents
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Abstract
本発明は、ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定する活性度指数（材齢７日、ブレーン比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ以上で５０００ｃｍ２／ｇ未満の場合）が８５以下である高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンを少なくも含むセメント組成物を提供する。また、本発明は、１日の平均気温が２３℃以上の環境下で施工するコンクリートであって、前記セメント組成物をコンクリート１ｍ３あたり２００〜４００ｋｇ含むコンクリートも提供する。【選択図】なしThe present invention relates to blast furnace slag powder, cement, limestone powder having an activity index as defined in JIS A 6206 (when the material age is 7 days and the Blaine specific surface area is 3500 cm 2 / g or more and less than 5000 cm 2 / g) of 85 or less, and A cement composition comprising at least a trialkanolamine is provided. The present invention also provides concrete that is constructed in an environment having an average daily temperature of 23 ° C. or higher, and includes 200 to 400 kg of the cement composition per 1 m 3 of concrete. [Selection figure] None
Description
本発明は、高炉水砕スラグを含むセメント組成物およびコンクリートに関する。特に、活性度指数の低い高炉水砕スラグでも有効に利用でき、また、気温が高い環境下で強度発現性に優れたセメント組成物等に関する。
ここで、活性度指数とはＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定する指数で、高炉水砕スラグの潜在水硬性の程度を表す指標の一つである。The present invention relates to a cement composition and concrete containing blast furnace granulated slag. In particular, the present invention relates to a cement composition that can be effectively used even in granulated blast furnace slag having a low activity index, and has excellent strength development in an environment where the temperature is high.
Here, the activity index is an index specified in JIS A 6206 “Blast Furnace Slag Fine Powder for Concrete” and is one of the indexes indicating the degree of latent hydraulic property of granulated blast furnace slag.
近年のセメント製造分野における主な課題は、産業副産物等の再資源化とＣＯ２の排出削減である。そして、従来、この課題の解決手段の一つとして、高炉セメントが挙げられている。
高炉セメントは、産業副産物である高炉水砕スラグ（以下「高炉スラグ」という。）を最大で７０質量％含み、その分、セメントクリンカー（以下「クリンカー」という。）の使用量を削減できるため、高炉スラグの再資源化、ＣＯ２の排出削減、およびクリンカー原料である石灰石等の天然資源の節約に極めて有効である。
高炉セメンの中で最も多用されている高炉セメントＢ種（高炉スラグを約４０質量％含有）を例にとれば、該セメントにおける石灰石とＣＯ２の削減率は、普通ポルトランドセメント（以下「普通セメント」という。）に比べ、いずれも４０％程度と高い。The main issues in the cement manufacturing field in recent years are the recycling of industrial byproducts and the reduction of CO 2 emissions. Conventionally, blast furnace cement has been cited as one means for solving this problem.
Blast furnace cement contains up to 70% by mass of blast furnace granulated slag (hereinafter referred to as “blast furnace slag”), which is an industrial by-product, and the amount of cement clinker (hereinafter referred to as “clinker”) can be reduced accordingly. It is extremely effective in recycling blast furnace slag, reducing CO 2 emissions, and saving natural resources such as limestone, which is a clinker raw material.
Taking blast furnace cement type B (contains about 40% by mass of blast furnace slag), which is most frequently used in blast furnace cement, as an example, the reduction rate of limestone and CO 2 in the cement is normal Portland cement (hereinafter referred to as “normal cement”). ))) And both are as high as about 40%.
しかし、高炉スラグは、クリンカーの水和によって生じる水酸化カルシウムの刺激により、水和が徐々に進む性質（潜在水硬性）があり、水と直接反応する水硬性のクリンカーと比べ水和速度が小さい。そのため、高炉スラグを含むセメントやコンクリートは、材齢２８日までの初期の強度発現性が低いという短所がある。例えば、非特許文献１の９３頁の図２に示すように、普通セメントを高炉セメントで逐次置換したセメント組成物を用いたＪＩＳモルタル（１９９７年改正前）の材齢３日の圧縮強さは、高炉スラグの増加に伴い顕著に低下し、高炉スラグの添加量（率）が７０％ではプレーンの３０〜３５％程度にまで大きく低下する（後掲の図１参照）。
したがって、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」では、コンクリート等の混和材料に用いる高炉スラグの活性度指数は、モルタルの材齢７日で５５以上、材齢２８日で７５以上と規定している。よって、該値を満たさない高炉スラグは、コンクリート等の混和材料として適さず、コンクリート等に混合することはできない。However, blast furnace slag has the property that hydration gradually proceeds (latent hydraulic) due to the stimulation of calcium hydroxide generated by hydration of clinker, and the hydration rate is lower than that of hydraulic clinker that reacts directly with water. . Therefore, cement and concrete containing blast furnace slag have a disadvantage that the initial strength development until the age of 28 days is low. For example, as shown in FIG. 2 on page 93 of Non-Patent
Therefore, in JIS A 6206 “Blast Furnace Slag Fine Powder for Concrete”, the activity index of blast furnace slag used for admixtures such as concrete is defined as 55 or more at 7 days of mortar and 75 or more at 28 days of age. ing. Therefore, blast furnace slag that does not satisfy this value is not suitable as an admixture material such as concrete and cannot be mixed with concrete.
そこで、以前から、高炉セメントの使用量の拡大を目的として、高炉スラグを含むセメントの強度発現性を改善する手段が、いくつか提案されている。
例えば、特許文献１では、高炉スラグ含有セメントと塩素バイパスダストを含むセメント組成物が提案されている。しかし、該セメント組成物中の塩素バイパスダストの含有率が５％を超えると、塩素バイパスダストに由来するアルカリが過多となり、アルカリ骨材反応によるコンクリートのひび割れが発生するおそれがある。
また、特許文献２では、高炉水滓を４００〜７００℃で５〜３０分間急熱処理した後に、１００℃以下に急冷した高炉水滓と、これを含む低発熱セメントが提案されている。しかし、この方法では、高炉水滓の急熱処理と急冷処理を続けて行うため、熱の利用効率が悪く実用的ではない。Therefore, several means for improving the strength development of cement containing blast furnace slag have been proposed for the purpose of increasing the amount of blast furnace cement used.
For example,
したがって、本発明は、セメント製造分野における高炉スラグの使用量の拡大を目的として、強度発現性が向上した高炉スラグ含有セメント組成物等を提供する。 Therefore, the present invention provides a blast furnace slag-containing cement composition with improved strength development for the purpose of expanding the amount of blast furnace slag used in the cement manufacturing field.
そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、以下の発明は前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は下記の構成を有するセメント組成物等である。
［１］ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定する活性度指数（材齢７日、ブレーン比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ以上で５０００ｃｍ２／ｇ未満の場合）が８５以下である高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンを少なくとも含むセメント組成物。
［２］前記の高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの合計を１００質量％として、高炉スラグ粉末２５〜６０質量％、セメント３５〜７０質量％、石灰石粉末１〜１０質量％、およびトリアルカノールアミン０．００２〜０．２質量％含む、前記[１]に記載のセメント組成物。
ただし、セメントが、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」に規定する少量混合成分として高炉スラグおよび石灰石を含む場合、［２］に記載の高炉スラグおよび石灰石とは、それぞれ、この少量混合成分である高炉スラグおよび石灰石を含めたものをいい、一方、［２］に記載のセメントとは、少量混合成分である高炉スラグおよび石灰石を除いた残りのセメント分をいう。
［３］前記トリアルカノールアミンがトリス（２−ヒドロキシプロピル）アミン（慣用名：トリイソプロパノールアミン）である、前記[１]または［２］に記載のセメント組成物。
［４］１日の平均気温が２３℃以上の環境下で施工するコンクリートであって、前記セメント組成物をコンクリート１ｍ３あたり２００〜４００ｋｇ含むコンクリート。As a result of intensive studies, the present inventors have found that the following invention can achieve the above object, and have completed the present invention. That is, this invention is the cement composition etc. which have the following structure.
[1] Blast furnace slag powder, cement, limestone powder having an activity index defined by JIS A 6206 (age 7 days, Blain specific surface area of 3500 cm 2 / g or more and less than 5000 cm 2 / g) of 85 or less, And a cement composition comprising at least a trialkanolamine.
[2] The total of the blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine is 100% by mass, 25-60% by mass of blast furnace slag powder, 35-70% by mass of cement, 1-10% by mass of limestone powder, And the cement composition according to the above [1], comprising 0.002 to 0.2% by mass of trialkanolamine.
However, when the cement contains blast furnace slag and limestone as a small amount mixed component specified in JIS R 5210 “Portland cement”, the blast furnace slag and limestone described in [2] are blast furnace slag each of which is a small amount mixed component. On the other hand, the cement described in [2] refers to the remaining cement component excluding blast furnace slag and limestone, which are small amounts of mixed components.
[3] The cement composition according to [1] or [2], wherein the trialkanolamine is tris (2-hydroxypropyl) amine (common name: triisopropanolamine).
[4] Concrete that is constructed in an environment having an average daily temperature of 23 ° C. or more, and includes 200 to 400 kg of the cement composition per 1 m 3 of concrete.
本発明のセメント組成物は、活性度指数が低い高炉スラグを含む場合でも強度発現性が高い。したがって、本発明のセメント組成物は、産業副産物（高炉スラグ）の再資源化、ＣＯ２の排出削減、および天然資源の節約に資することができる。The cement composition of the present invention has high strength development even when it includes blast furnace slag having a low activity index. Therefore, the cement composition of the present invention can contribute to the recycling of industrial byproducts (blast furnace slag), the reduction of CO 2 emissions, and the saving of natural resources.
本発明のセメント組成物は、前記のとおり、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの各成分を少なくとも含むセメント組成物である。以下、本発明について前記各成分等に分けて説明する。
１．高炉スラグ粉末
本発明で用いる高炉スラグ粉末は、高炉で銑鉄を製造する際に副生する溶融状態のスラグを、水で急冷し破砕して得られる水砕スラグを粉末にしたものである。
また、前記高炉スラグ粉末のＪＩＳ Ａ ６２０６に規定する活性度指数は、活性度指数の低い高炉スラグの有効利用の観点から、材齢７日、かつブレーン比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ以上で５０００ｃｍ２／ｇ未満の場合に、８５以下、好ましくは７５以下、さらに好ましくは６５以下、特に好ましくは５５未満である。また、前記活性度指数の下限は５０である。
ここで、活性度指数とは、普通セメントの５０質量％を高炉スラグで置換した混合セメントを用いたモルタルの圧縮強さを、普通セメントを用いたモルタルの圧縮強さで割って得た比を１００倍した値である。As described above, the cement composition of the present invention is a cement composition containing at least each component of blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine. Hereinafter, the present invention will be described separately for each component.
1. Blast Furnace Slag Powder The blast furnace slag powder used in the present invention is powdered granulated slag obtained by quenching and crushing molten slag produced as a by-product when producing pig iron in the blast furnace with water.
The active index as defined in JIS A 6206 of the blast furnace slag powder, 5000 cm 2 from the viewpoint of effective use of less active index blast furnace slag, the age 7 days, and in a Blaine specific surface area of 3500 cm 2 / g or more When it is less than / g, it is 85 or less, preferably 75 or less, more preferably 65 or less, and particularly preferably less than 55. The lower limit of the activity index is 50.
Here, the activity index is a ratio obtained by dividing the compressive strength of mortar using mixed cement obtained by replacing 50% by mass of ordinary cement with blast furnace slag by the compressive strength of mortar using ordinary cement. The value is multiplied by 100.
前記高炉スラグの含有率は、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの合計を１００質量％として、好ましくは２５〜６０質量％である。該含有率が該範囲内にあれば、高炉スラグの有効利用が図れるとともに、セメント組成物の強度発現性も高く維持できる。なお、前記高炉スラグの含有率の下限は、より好ましくは３０質量％、さらに好ましくは３５質量％であり、その上限は、より好ましくは５５質量％、さらに好ましくは５０質量％である。 The content of the blast furnace slag is preferably 25 to 60% by mass, where the total of the blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine is 100% by mass. If the content is within this range, the blast furnace slag can be effectively used and the strength of the cement composition can be maintained at a high level. The lower limit of the content of the blast furnace slag is more preferably 30% by mass, still more preferably 35% by mass, and the upper limit thereof is more preferably 55% by mass, and further preferably 50% by mass.
前記高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、好ましくは３０００ｃｍ２／ｇ以上である。該値が３０００ｃｍ２／ｇ未満では、セメント組成物の初期強度発現性の向上効果が小さい。なお、前記高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、より好ましくは４０００ｃｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは５０００ｃｍ２／ｇ以上、特に好ましくは６０００ｃｍ２／ｇ以上である。また、該値の上限は、粉砕コストの観点から１２０００ｃｍ２／ｇである。
また、高炉スラグ粉末は、高炉スラグをボールミルやジェットミルなどの粉砕機で粉砕して得ることができる。
前記高炉スラグ粉末の塩基度は、好ましくは１．６以上である。該値が１．６以上でセメント組成物の強度発現性の向上効果が高い。なお、該値は、より好ましくは１．７以上、さらに好ましくは１．８以上である。前記塩基度は下記（１）式を用いて算出する。
塩基度＝〔（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２〕 ・・・（１）
ただし、式中の化学式は、高炉スラグ粉末中の、該化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。The branes specific surface area of the blast furnace slag powder is preferably 3000 cm 2 / g or more. When the value is less than 3000 cm 2 / g, the effect of improving the initial strength of the cement composition is small. Incidentally, the Blaine specific surface area of the blast furnace slag powder is more preferably 4000 cm 2 / g or more, more preferably 5000 cm 2 / g or more, particularly preferably 6000 cm 2 / g or more. Moreover, the upper limit of this value is 12000 cm < 2 > / g from a viewpoint of a grinding | pulverization cost.
The blast furnace slag powder can be obtained by pulverizing blast furnace slag with a pulverizer such as a ball mill or a jet mill.
The basicity of the blast furnace slag powder is preferably 1.6 or more. When the value is 1.6 or more, the effect of improving the strength development of the cement composition is high. The value is more preferably 1.7 or more, and still more preferably 1.8 or more. The basicity is calculated using the following formula (1).
Basicity = [(CaO + MgO + Al 2 O 3 ) / SiO 2 ] (1)
However, the chemical formula in the formula represents the content (% by mass) of the compound represented by the chemical formula in the blast furnace slag powder.
また、前記高炉スラグ粉末のガラス化率は、好ましくは９０％以上である。該値が９０％以上で、セメント組成物の強度発現性の向上効果は高い。該値は、より好ましくは９５％以上である。ここで、前記ガラス化率は、例えば、以下の（i）と（ii）により求めることができる。
（i）６２〜１０５μｍの高炉スラグ粉末を篩分けして得た後、ここから４００〜５００個の粒子を無作為に抽出する。
（ii）次に、抽出した粒子をブロムナフタレン溶液に浸し、偏光顕微鏡を通してガラス粒子数を数え、全粒子数に対するガラス粒子数の比に１００を乗じて得た値として、ガラス化率を求める。The vitrification rate of the blast furnace slag powder is preferably 90% or more. When the value is 90% or more, the effect of improving the strength development of the cement composition is high. The value is more preferably 95% or more. Here, the said vitrification rate can be calculated | required by the following (i) and (ii), for example.
(I) After obtaining 62 to 105 μm of blast furnace slag powder, 400 to 500 particles are randomly extracted therefrom.
(Ii) Next, the vitrification rate is obtained as a value obtained by immersing the extracted particles in a bromonaphthalene solution, counting the number of glass particles through a polarizing microscope, and multiplying the ratio of the number of glass particles to the total number of particles by 100.
２．セメント
本発明で用いるセメントは、特に制限されず、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、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、石炭灰含有セメント、シリカセメント、白色セメント、およびエコセメント等から選ばれる１種以上が挙げられる。
ここで、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、および超早強ポルトランドセメントに含まれる少量混合成分としての高炉スラグと石灰石（ＪＩＳ Ｒ ５２１０に記載のもの）、エコセメントで５％まで混合できる石灰石（ＪＩＳ Ｒ ５２１４「エコセメント」に記載のもの）、混合セメントに含まれる少量混合成分としての高炉スラグと石灰石（ＪＩＳ Ｒ ５２１１「高炉セメント」、ＪＩＳ Ｒ ５２１２「シリカセメント」、およびＪＩＳ Ｒ ５２１３「フライアッシュセメント」に記載のもの）、および高炉セメントの主混合材である高炉スラグは、本発明において、それぞれ高炉スラグ粉末および石灰石粉末として扱う。2. Cement The cement used in the present invention is not particularly limited, and is usually ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, super-early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, One or more selected from coal ash-containing cement, silica cement, white cement, eco-cement and the like can be mentioned.
Here, blast furnace slag and limestone (as described in JIS R 5210) as a small amount mixed component contained in ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, and ultra-early strong Portland cement, limestone that can be mixed up to 5% with ecocement ( JIS R 5214 “Ecocement”), blast furnace slag and limestone as a small amount of mixed components contained in mixed cement (JIS R 5211 “Blast Furnace Cement”, JIS R 5212 “Silica Cement”, and JIS R 5213 “Fly” In the present invention, blast furnace slag powder and limestone powder are treated as blast furnace slag powder and limestone powder, respectively.
前記セメントの含有率は、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの合計を１００質量％として、好ましくは３５〜７０質量％である。該含有率が該範囲内にあれば、セメント組成物の強度発現性は高く維持できる。
なお、前記セメントの含有率の下限は、より好ましくは４５質量％、さらに好ましくは５０質量％であり、その上限は、より好ましくは６５質量％、さらに好ましくは６０質量％である。The content of the cement is preferably 35 to 70% by mass, where the total amount of blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine is 100% by mass. If the content is within the range, the strength development of the cement composition can be maintained high.
The lower limit of the cement content is more preferably 45% by mass, still more preferably 50% by mass, and the upper limit is more preferably 65% by mass, and still more preferably 60% by mass.
３．石灰石粉末
本発明で用いる石灰石粉末は、好ましくは炭酸カルシウムを９０質量％以上含むものである。該値が９０質量％以上で、セメント組成物の強度発現性の向上効果が高い。なお、該値は、より好ましくは９５質量％以上である。3. Limestone powder The limestone powder used in the present invention preferably contains 90% by mass or more of calcium carbonate. When the value is 90% by mass or more, the effect of improving the strength development of the cement composition is high. The value is more preferably 95% by mass or more.
前記石灰石粉末の含有率は、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの合計を１００質量％として、好ましくは１〜１０質量％である。該含有率が該範囲内にあれば、セメント組成物の強度発現性の向上効果が高い。なお、前記石灰石粉末の含有率の下限は、より好ましくは２質量％、さらに好ましくは３質量％であり、その上限は、より好ましくは９質量％、さらに好ましくは８質量％である。 The content of the limestone powder is preferably 1 to 10% by mass, where the total of blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine is 100% by mass. If this content rate exists in this range, the improvement effect of the strength development property of a cement composition is high. In addition, the minimum of the content rate of the said limestone powder becomes like this. More preferably, it is 2 mass%, More preferably, it is 3 mass%, The upper limit is more preferably 9 mass%, More preferably, it is 8 mass%.
前記石灰石粉末のブレーン比表面積は、好ましくは４０００ｃｍ２／ｇ以上である。該値が４０００ｃｍ２／ｇ以上で、セメント組成物の強度発現性の向上効果は高い。なお、前記石灰石粉末のブレーン比表面積の下限は、より好ましくは５０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは６０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは８０００ｃｍ２／ｇであり、その上限は、より好ましくは１２０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは１１０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは１００００ｃｍ２／ｇである。The lime specific surface area of the limestone powder is preferably 4000 cm 2 / g or more. When the value is 4000 cm 2 / g or more, the effect of improving the strength development of the cement composition is high. The lower limit of the Blaine specific surface area of the limestone powder is more preferably 5000 cm 2 / g, more preferably 6000 cm 2 / g, particularly preferably 8000 cm 2 / g, the upper limit is more preferably 12000 2 / g More preferably, it is 11000 cm 2 / g, particularly preferably 10,000 cm 2 / g.
４．トリアルカノールアミン
本発明で用いるトリアルカノールアミンは、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−プロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ−（ヒドロキシエチル）アミン、およびトリス（２−ヒドロキシプロピル）アミン（慣用名：トリイソプロパノールアミン）等から選ばれる１種以上が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、強度の増進効果が高いトリス（２−ヒドロキシプロピル）アミン（慣用名：トリイソプロパノールアミン）である。4). Trialkanolamine The trialkanolamine used in the present invention includes N, N-bis (2-hydroxyethyl) -2-propanolamine, N, N-bis (2-hydroxypropyl) -N- (hydroxyethyl) amine, and One or more selected from tris (2-hydroxypropyl) amine (common name: triisopropanolamine) and the like can be mentioned. Among these, tris (2-hydroxypropyl) amine (common name: triisopropanolamine) having a high strength enhancement effect is preferable.
前記トリアルカノールアミンの含有率は、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンの合計を１００質量％として、好ましくは０．００２〜０．２質量％である。該含有率が該範囲内にあれば、セメント組成物の強度発現性の向上効果が高く、また連行空気量が適正範囲内に維持できる。
なお、前記トリアルカノールアミンの含有率の下限は、より好ましくは０．００５質量％、さらに好ましくは０．０１質量％であり、その上限は、より好ましくは０．１質量％、さらに好ましくは０．０５質量％である。The content of the trialkanolamine is preferably 0.002 to 0.2% by mass, with the total of blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine being 100% by mass. When the content is within the range, the effect of improving the strength development of the cement composition is high, and the entrained air amount can be maintained within the appropriate range.
In addition, the lower limit of the content of the trialkanolamine is more preferably 0.005% by mass, still more preferably 0.01% by mass, and the upper limit thereof is more preferably 0.1% by mass, and still more preferably 0%. 0.05% by mass.
５．セメント組成物
次に、本発明のセメント組成物について説明する。
本発明のセメント組成物は、前記のとおり、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンを必須成分として含むものである。そして、該セメント組成物の製造方法は、例えば下記（１）〜（５）の方法が挙げられる。
（１）高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末、およびトリアルカノールアミンを混合する方法。
（２）高炉スラグ（非粉末）、クリンカー（非粉末）、石膏（非粉末）、石灰石（非粉末）、およびトリアルカノールアミンを混合して同時に粉砕する方法。
（３）クリンカー（非粉末）、石膏（非粉末）、および石灰石（非粉末）を混合して同時に粉砕した後、高炉スラグ粉末を添加して混合する方法。
（４）クリンカー（非粉末）、石膏（非粉末）、および高炉スラグ（非粉末）を混合して同時に粉砕した後、石灰石粉末を添加して混合する方法。
（５）クリンカー（非粉末）、および石膏（非粉末）を同時に粉砕した後、高炉スラグ粉末と石灰石粉末を添加して混合する方法。
前記方法の中でも、高炉セメントの一般的な製造方法である（３）の方法が好適である。
なお、前記（３）〜（５）におけるトリアルカノールアミンの添加方法は、クリンカー等の混合粉砕時にクリンカー等に添加する、別途後添加する高炉スラグ粉末に添加する、または、全ての材料を混合する最終段階で添加する等のいずれの添加方法でも可能である。
また、粉砕装置は、ボールミル、ジェットミル等が使用でき、混合装置はボールミル、ヘンシェルミキサー等が使用できる。5. Next, the cement composition of the present invention will be described.
As described above, the cement composition of the present invention contains blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine as essential components. And as for the manufacturing method of this cement composition, the method of following (1)-(5) is mentioned, for example.
(1) A method of mixing blast furnace slag powder, cement, limestone powder, and trialkanolamine.
(2) A method in which blast furnace slag (non-powder), clinker (non-powder), gypsum (non-powder), limestone (non-powder), and trialkanolamine are mixed and pulverized simultaneously.
(3) A method in which clinker (non-powder), gypsum (non-powder), and limestone (non-powder) are mixed and ground simultaneously, and then blast furnace slag powder is added and mixed.
(4) A method in which clinker (non-powder), gypsum (non-powder), and blast furnace slag (non-powder) are mixed and ground simultaneously, and then limestone powder is added and mixed.
(5) A method in which clinker (non-powder) and gypsum (non-powder) are simultaneously pulverized, and then blast furnace slag powder and limestone powder are added and mixed.
Among the above methods, the method (3), which is a general method for producing blast furnace cement, is preferable.
In addition, the addition method of trialkanolamine in said (3)-(5) is added to clinker etc. at the time of mixing and grinding of clinker etc., it adds to the blast furnace slag powder added separately separately, or all materials are mixed. Any addition method such as addition at the final stage is possible.
Moreover, a ball mill, a jet mill, etc. can be used for a grinding | pulverization apparatus, and a ball mill, a Henschel mixer, etc. can be used for a mixing apparatus.
本発明のセメント組成物の粉末度は、強度発現性、作業性、および製造コスト等の点から、ブレーン比表面積で、好ましくは２０００〜５０００ｃｍ２／ｇである。また、前記セメント組成物の粉末度の下限は、より好ましくは２５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３０００ｃｍ２／ｇであり、その上限は、より好ましくは４５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは４０００ｃｍ２／ｇである。
なお、該セメント組成物は前記必須成分のほかに、少量混合成分として、さらにフライアッシュ、およびシリカ質混合材を、前記セメント組成物の物性が損なわれない範囲で含んでもよい。The fineness of the cement composition of the present invention is a Blaine specific surface area, preferably 2000 to 5000 cm 2 / g, from the viewpoints of strength development, workability, production cost, and the like. The lower limit of the fineness of the cement composition, more preferably from 2500 cm 2 / g, more preferably 3000 cm 2 / g, the upper limit is more preferably 4500cm 2 / g, more preferably 4000 cm 2 / g It is.
In addition to the essential components, the cement composition may further contain fly ash and a siliceous mixed material as a small amount of mixed components as long as the physical properties of the cement composition are not impaired.
５．コンクリート
本発明のコンクリートは、前記のとおり、１日の平均気温が２３℃以上の環境下で施工するコンクリートであって、前記セメント組成物をコンクリート１ｍ３あたり２００〜４００ｋｇ含むコンクリートである。本発明のセメント組成物は、後掲の表４に示すように、２５℃の環境下では材齢７日における圧縮強さ比が８３〜９４（実施例１〜４）と、普通セメントとほぼ同等のレベルであり、強度発現性の向上効果が顕著である。
前記セメント組成物の含有量（単位量）は、好ましくはコンクリート１ｍ３あたり２００〜４００ｋｇである。該単位量がこの範囲にあれば、強度発現性、流動性、ワーカビリティー等が良好である。
本発明のコンクリート配合は、特に制限されず、通常の、水セメント比、単位水量、単位細骨材量、および単位粗骨材量等を採用することができる。また、本発明のコンクリートには、高性能ＡＥ減水剤、高性能減水剤、減水剤、ＡＥ剤、遅延剤等の混和剤が使用できる。5. Concrete As described above, the concrete of the present invention is a concrete that is constructed in an environment having an average daily temperature of 23 ° C. or more, and is 200 to 400 kg of the cement composition per 1 m 3 of concrete. As shown in Table 4 below, the cement composition of the present invention has a compressive strength ratio of 83 to 94 (Examples 1 to 4) at an age of 7 days under an environment of 25 ° C., which is almost equal to that of ordinary cement. It is an equivalent level, and the improvement effect of strength expression is remarkable.
The content (unit amount) of the cement composition is preferably 200 to 400 kg per 1 m 3 of concrete. If the unit amount is within this range, strength development, fluidity, workability and the like are good.
The concrete composition of the present invention is not particularly limited, and usual water cement ratio, unit water amount, unit fine aggregate amount, unit coarse aggregate amount, and the like can be adopted. Moreover, admixtures, such as a high performance AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a water reducing agent, AE agent, a retarder, can be used for the concrete of this invention.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）高炉スラグ粉末
（i）高炉スラグ粉末Ａ
ＪＩＳ Ａ ６２０６の適合品（活性度指数７２）。ちなみに、ブレーン比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ未満である高炉スラグ粉末の場合、材齢７日における活性度指数は５５以上が適合する。
（ii）高炉スラグ粉末Ｂ
高炉スラグ粉末Ａを５００℃で２４時間加熱した後、徐冷してＪＩＳ Ａ ６２０６の活性度指数に適合しない高炉スラグ粉末Ｂ（活性度指数５４）を調製した。
なお、表１に、高炉スラグ粉末Ａと高炉スラグ粉末Ｂの物性等を示す。
（２）セメント
（i）普通セメント（太平洋セメント社製）。表２にその化学組成を示す。なお、該セメントは少量混合成分を含まない。
（ii）高炉セメントＢ種相当品
前記普通セメントと高炉スラグ粉末Ａを、それぞれ６：４の質量比で混合した高炉セメントＢ種の相当品（表３中では「高炉Ｂ種」と表示した。）
（３）石灰石粉末
ＪＩＳ Ａ ５００８「舗装用石灰石粉」の規格品
（４）トリアルカノールアミン
トリイソプロパノールアミン（試薬１級、表３中では「ＴＩＰＡ」と表示した。）EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
1. Materials used (1) Blast furnace slag powder (i) Blast furnace slag powder A
Conformity with JIS A 6206 (activity index 72). Incidentally, if the Blaine specific surface area of the blast furnace slag powder is less than 3500 cm 2 / g or more 5000 cm 2 / g, the activity index at age of 7 days fits 55 or more.
(Ii) Blast furnace slag powder B
The blast furnace slag powder A was heated at 500 ° C. for 24 hours and then slowly cooled to prepare blast furnace slag powder B (activity index 54) that does not conform to the activity index of JIS A 6206.
Table 1 shows physical properties and the like of blast furnace slag powder A and blast furnace slag powder B.
(2) Cement (i) Ordinary cement (manufactured by Taiheiyo Cement). Table 2 shows the chemical composition. The cement does not contain a small amount of mixed components.
(Ii) Blast Furnace Cement Class B Equivalent Products Blast furnace cement type B equivalents obtained by mixing the ordinary cement and the blast furnace slag powder A at a mass ratio of 6: 4 (in Table 3, “Blast Furnace Type B” is indicated. )
(3) Limestone powder Standard product of JIS A 5008 “limestone powder for paving” (4) trialkanolamine triisopropanolamine (
２．セメント組成物の製造とモルタルの圧縮強さの測定
表３に示す配合に従い、前記材料を混合して実施例１〜４と比較例１〜５のセメント組成物を製造した。なお、参考例として、普通セメント（参考例１）と高炉セメントＢ種相当品（参考例２）を用いた。
次に、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して、前記セメント組成物等を用いてモルタル供試体を作製し、該供試体の圧縮強さを測定した。なお、モルタルの混練、成形、および養生は、２０℃と２５℃の２種類の条件下で行った。
普通セメントモルタル（参考例１）の圧縮強さを１００とした場合の、各実施例と比較例の圧縮強さ比を表４に示す。2. Production of Cement Composition and Measurement of Compressive Strength of Mortar According to the formulation shown in Table 3, the materials were mixed to produce the cement compositions of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5. As reference examples, ordinary cement (reference example 1) and blast furnace cement type B equivalent (reference example 2) were used.
Next, in accordance with JIS R 5201 “Physical testing method for cement”, a mortar specimen was prepared using the cement composition and the like, and the compressive strength of the specimen was measured. In addition, kneading | mixing of a mortar, shaping | molding, and curing were performed on two types of conditions, 20 degreeC and 25 degreeC.
Table 4 shows the compressive strength ratios of the examples and the comparative examples when the compressive strength of ordinary cement mortar (Reference Example 1) is 100.
３．圧縮強さについて
（１）ＪＩＳの活性度指数に適合する高炉スラグ粉末Ａを含むセメント組成物（実施例１、２）
表４に示すように、実施例１、２の圧縮強さ比は、材齢７日および２８日において７６〜９８であり、高炉セメントＢ種相当品（参考例２）の６９〜８４と比べ大きい。
特に、環境温度が２５℃では、実施例１、２の圧縮強さ比は８７〜９８とより大きくなり、さらに材齢２８日では９４、９８と普通セメント（参考例１）と同等になった。
したがって、本発明のセメント組成物は、強度発現性の向上効果が格段に高いといえる。3. Compressive strength (1) Cement composition containing blast furnace slag powder A conforming to the activity index of JIS (Examples 1 and 2)
As shown in Table 4, the compression strength ratio of Examples 1 and 2 is 76 to 98 at the age of 7 days and 28 days, compared with 69 to 84 of the blast furnace cement type B equivalent (Reference Example 2). large.
In particular, at an environmental temperature of 25 ° C., the compressive strength ratio of Examples 1 and 2 was larger as 87 to 98, and 94 and 98 were equivalent to ordinary cement (Reference Example 1) at the age of 28 days. .
Therefore, it can be said that the cement composition of the present invention has a remarkably high effect of improving strength development.
（２）ＪＩＳの活性度指数に不適合の高炉スラグ粉末Ｂを含むセメント組成物（実施例３、４）
表４に示すように、実施例３、４の圧縮強さ比は、材齢７日および２８日において６３〜８３であり、高炉セメントＢ種相当品（参考例２）の６９〜８４と比べ同等である。
特に、環境温度が２５℃では、実施例３、４の圧縮強さ比は７３〜８３とより大きくなる。
したがって、前記のとおり、本発明のセメント組成物は、ＪＩＳの活性度指数に適合しない高炉スラグ粉末を用いた場合でも、高炉セメントＢ種相当品と同等の強度発現性を示すことから、本発明のセメント組成物によれば、ＪＩＳの活性度指数に適合しない高炉スラグの使用量の拡大を図ることができる。
なお、表４に示すように、本発明の必須成分である石灰石粉末等を含まない比較例１〜５は、実施例に比べ強度発現性に劣る。(2) Cement composition containing blast furnace slag powder B incompatible with JIS activity index (Examples 3 and 4)
As shown in Table 4, the compression strength ratio of Examples 3 and 4 is 63 to 83 at the age of 7 days and 28 days, compared with 69 to 84 of the blast furnace cement type B equivalent (Reference Example 2). It is equivalent.
In particular, when the environmental temperature is 25 ° C., the compression strength ratio of Examples 3 and 4 is 73 to 83, which is larger.
Therefore, as described above, the cement composition of the present invention exhibits the same strength development as a blast furnace cement type B equivalent product even when a blast furnace slag powder that does not conform to the activity index of JIS is used. According to this cement composition, the amount of blast furnace slag that does not conform to the JIS activity index can be increased.
In addition, as shown in Table 4, Comparative Examples 1-5 which do not contain the limestone powder etc. which are essential components of this invention are inferior to intensity | strength development compared with an Example.
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