TW202323218A - 水泥混合材、水泥混合材之製造方法及水泥組成物 - Google Patents

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島崎大樹
森泰一郎
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日商電化股份有限公司
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本發明為一種水泥混合材，包含選自由γ-2CaO･SiO 2、3CaO･2SiO 2、α-CaO･SiO 2、及鈣鎂矽酸鹽構成之群組中之至少1種之非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，且等軸鋁鈣石的含量為0.1～10質量%。 本發明可提供即使大量地將水泥予以取代也仍能確保初始強度，且能在早期開始碳酸(鹽)化養護的水泥混合材。

Description

水泥混合材、水泥混合材之製造方法及水泥組成物
本發明關於在土木領域、建築領域等使用之水泥混合材、水泥混合材之製造方法及水泥組成物。
因為混凝土係大量使用水泥作為原材料，所以係成為CO 2排出量大的材料。這主要是因為，在水泥的生產過程中，會為了獲得爐的燃燒能量而大量使用化石燃料，且會發生石灰石之脫碳酸反應(CaCO 3→CaO＋CO 2)所致。減少就混凝土而言之CO 2排出量係作為地球暖化對策之一環重要的課題。
為了減少在製造混凝土製品時排出之CO 2的總量，作為水泥的替代品而藉由大量地摻合特殊混合材、產業副產物(高爐渣(slag)微粉末、飛灰等)以使水泥使用量減少係有效，各種研究正在進行。
另一方面，已知藉由強制使摻合了如γ-C 2S(γ-2CaO･SiO 2；亦稱作belite γ相)之非水硬性化合物作為混合材而成之混凝土進行碳酸(鹽)化養護，使其吸收CO 2，而獲得表層部經緻密化之耐久性高的混凝土製品的技術(例如專利文獻1)。γ-C 2S不進行水合反應，而與CO 2進行反應並生成富含CaCO 3及SiO 2之凝膠。這些產物係填埋水泥基質中的空隙，使混凝土製品表層部的耐久性飛躍性地改善。此時，相應於藉由碳酸(鹽)化養護而吸收至混凝土中之CO 2，即可減少為了獲得混凝土製品時之總CO 2排出量。
又，專利文獻2提出含有γ-C 2S、製鋼渣粉末中之1種或2種及波特蘭水泥作為粉體成分，上述合計含量中γ-C 2S、製鋼渣粉末之合計佔25～95質量%，且水灰比W/C係80～250質量%之配比的混凝土混練物。又，記載了利用水泥使用量之抑制所致之CO 2排出量的減少、以及碳酸(鹽)化養護所致之CO 2的吸收，與習知的一般混凝土相比，可實現大幅減低總CO 2排出量之預鑄混凝土製品。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2006-182583號公報 ［專利文獻2］日本特開2011-168436號公報
［發明所欲解決之課題］
然而，若使如γ-C 2S之非水硬性物質、產業副產物大量摻合，來減少水硬性之水泥使用量的話，則初始強度會降低，將混凝土之模框脫模所花的養護時間會變多，在實施碳酸(鹽)化養護之前會變得費時。 另外，專利文獻1及專利文獻2並未針對初始強度作任何揭示。
根據以上，本發明係為了解決如上述之問題所成者，目的為提供即使大量地將水泥取代也仍能確保初始強度，且藉由碳酸鹽(化)養護而可賦予良好的強度展現性的水泥混合材為目的。 ［解決課題之手段］
本案發明人們為了解決上述問題而努力進行研究，結果發現藉由含有特定的非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，且使等軸鋁鈣石(Ye’elimite)之含量落在預定的範圍，水泥混合材便可解決上述課題，而完成本發明。亦即，本發明係如下列。
［1］一種水泥混合材，包含選自由γ-2CaO･SiO 2、3CaO･2SiO 2、α-CaO･SiO 2、及鈣鎂矽酸鹽構成之群組中之至少1種之非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，且等軸鋁鈣石的含量為0.1～10質量%。 ［2］如［1］之水泥混合材，其中，該非水硬性化合物的含量為60質量%以上。 ［3］如［1］或［2］之水泥混合材，其中，該非水硬性化合物為γ-2CaO･SiO 2。 ［4］如［1］至［3］中任1項之水泥混合材，更含有等軸鋁鈣石以外的水硬性化合物。 ［5］一種水泥混合材之製造方法，係製造如［1］至［4］中任一項之水泥混合材之方法，其係準備CaO原料、Al 2O 3原料、SiO 2原料、MgO原料、及SO 3原料，將它們粉碎同時予以混合而獲得混合物，並將該混合物進行熱處理。 ［6］一種水泥組成物，包含如［1］至［4］中任一項之水泥混合材。 ［發明之效果］
藉由本發明，可提供即使大量地將水泥予以取代也仍能確保初始強度，且藉由碳酸鹽(化)養護而可賦予良好的強度展現性的水泥混合材。
以下，針對本發明之實施形態(本實施形態)詳細說明。另外，在本說明書使用之份、%若無特別規定係指質量基準。
［水泥混合材］ 本實施形態之水泥混合材，包含選自由γ-2CaO･SiO 2、3CaO･2SiO 2、α-CaO･SiO 2、及鈣鎂矽酸鹽構成之群組中之至少1種之非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)。 藉由組合非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，且等軸鋁鈣石(Ye’elimite)之含量為0.1～10%，可維持良好的初始強度。 另外，上述非水硬性化合物可單獨使用1種，亦可將2種以上組合使用。 以下，針對各成分等進行說明。
＜非水硬性化合物＞ 本發明之水泥混合材，包含選自由γ-2CaO･SiO 2、3CaO･2SiO 2、α-CaO･SiO 2、及鈣鎂矽酸鹽構成之群組中之至少1種之非水硬性化合物。
(γ-2CaO･SiO 2) 所謂γ-2CaO･SiO 2，係在以2CaO･SiO 2表示之化合物中被作為低溫相所知者，與係高溫相之α-2CaO･SiO 2、α’-2CaO･SiO 2、β-2CaO･SiO 2係完全相異者。它們皆以2CaO･SiO 2表示，但結晶結構、密度相異。 γ-2CaO･SiO 2係非水硬性化合物，藉由強制使將其摻合作為混合材而成之混凝土進行碳酸(鹽)化養護，使其吸收CO 2，可獲得表層部經緻密化之耐久性高的混凝土製品。更詳細而言，γ-2CaO･SiO 2係與CO 2反應而生成富含CaCO 3及SiO 2之凝膠，並填埋水泥基質中的空隙，而使混凝土製品表層部的耐久性飛躍性地改善。然後，相應於藉由碳酸(鹽)化養護而吸收至混凝土中之CO 2，即可減少為了獲得混凝土製品時之總CO 2排出量，考量環境保護的觀點亦為理想的化合物。
(3CaO･2SiO 2) 所謂3CaO･2SiO 2，係在假矽灰石中含有CaO之礦物而被稱作矽鈣石(rankinaite)。係沒有水合活性而化學穩定的礦物，但由碳酸(鹽)化所致之緻密化效果大。
(α-CaO･SiO 2) 所謂α-CaO･SiO 2(α型矽灰石)，係在以CaO･SiO 2表示之化合物中被作為高溫相所知者，與係低溫相之β-CaO･SiO 2係完全相異者。它們皆係以CaO･SiO 2表示，但結晶結構、密度相異。 天然產出之矽灰石係低溫相之β-CaO･SiO 2。β-CaO･SiO 2具有針狀結晶，被利用作為如矽灰石纖維等之無機纖維質物質，但如本實施形態之α-CaO･SiO 2之由碳酸(鹽)化所致之緻密化效果小。
(鈣鎂矽酸鹽) 所謂鈣鎂矽酸鹽，係將CaO-MgO-SiO 2系化合物予以統稱者，但本實施形態中，係以3CaO･MgO･2SiO 2(C 3MS 2)表示之斜矽鎂鈣石(Merwinite)較為理想。藉由使用斜矽鎂鈣石來達成大程度的碳酸(鹽)化促進所致之緻密化。
如上述之非水硬性化合物可為1種亦可為2種以上，在水泥混合材中包含60%以上較為理想，包含80%以上更為理想。若為60%以上，可獲得碳酸(鹽)化養護所致之充分的緻密化效果。就上限值而言，並無特別限制，但考量儲藏穩定性的觀點為95%以下較為理想。 另外，非水硬性化合物為2種以上時，上述含量係指2種以上之非水硬性化合物的合計量。
上述非水硬性化合物中，尤其γ-2CaO･SiO 2在製造時會伴隨稱作粉化(dusting)之粉化現象，所以比起其他化合物就粉碎所需要的能量少，考量經過長期間而碳酸(鹽)化緻密化效果大的觀點較為理想。考量獲得γ-2CaO･SiO 2所致之效果的觀點，非水硬性化合物中，γ-2CaO･SiO 2為50%以上較為理想，為70%以上更為理想。就上限值而言並無特別限制，非水硬性化合物中，γ-2CaO･SiO 2亦可為100%。
(等軸鋁鈣石(Ye’elimite)) 所謂本實施形態之等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，係以3CaO･3Al 2O 3･CaSO 4表示之礦物，會在石膏等存在下進行水合並形成鈣礬石(3CaO･Al 2O 3･3CaSO 4･32H 2O)而對初始強度的改善有所貢獻。
等軸鋁鈣石(Ye’elimite)之含量落在0.1～10質量%之範圍係必須要件。等軸鋁鈣石(Ye’elimite)的含量若未達0.1質量%便無法獲得充分的初始強度，若超過10質量%則在進行碳酸鹽(化)養護時的強度展現性會降低。 等軸鋁鈣石(Ye’elimite)之含量落在0.3～10質量%之範圍較為理想，落在1～9質量%之範圍更甚理想，為2～7質量%的範圍特別理想。藉由以此範圍的量含有等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，能使初始強度提高，且能使進行碳酸鹽(化)養護時的強度展現性改善。
＜水硬性化合物＞ 本實施形態之水泥混合材，除了上述非水硬性化合物、等軸鋁鈣石(Ye’elimite)以外，亦可含有等軸鋁鈣石(Ye’elimite)以外之水硬性化合物。就水硬性化合物而言，只要是在水泥組成物中通常會使用者便無特別限制，可列舉如以3CaO･SiO 2、2CaO･SiO 2表示之矽酸鈣，以4CaO･Al 2O 3･Fe 2O 3、6CaO･2Al 2O 3･Fe 2O 3、6CaO･Al 2O 3･Fe 2O 3表示之鈣鋁鐵氧體(ferrite)，2CaO･Fe 2O 3等鈣鐵氧體(ferrite)等。這些水硬性化合物可單獨使用1種、或亦可將2種以上組合使用。
［水泥混合材之製造方法］ 本實施形態之水泥混合材，可藉由準備CaO原料、Al 2O 3原料、SiO 2原料、MgO原料、及SO 3原料，適當地以預定的莫耳比予以摻合，將它們粉碎同時予以混合而獲得混合物，並將該混合物進行熱處理來製造。 就CaO原料而言，可列舉如石灰石等碳酸鈣、消石灰等氫氧化鈣、乙炔副產物消石灰、由廢混凝土塊所生之微粉末等。 就SiO 2原料而言，可列舉如矽石、黏土、還有如以矽灰、飛灰為代表之作為產業副產物所生之各種二氧化矽質粉塵等。 就MgO原料而言，可列舉如氫氧化鎂、鹼性碳酸鎂、白雲石等。 就Al 2O 3原料而言，可列舉如鋁礬土、鋁殘灰等，就CaSO 4原料(SO 3原料)而言可列舉如二水石膏、半水石膏及無水石膏。 另外，亦考量減少熱處理時之非源自於能量之CO 2排出量的觀點，就CaO原料而言，利用選自於乙炔副產物消石灰、由廢混凝土塊所生之微粉末等包含CaO之產業副產物中之一種或二種以上較為理想。
熱處理方法並無特別限定，但例如可藉由迴轉窯、電爐等進行。其熱處理溫度並不限於單一溫度，但通常係以1,000～1,800℃左右的範圍來進行，並多以1,200～1,600℃左右的範圍來進行。
本實施形態，亦可使用包含前述之非水硬性化合物的產業副產物。此時係共存有雜質。就此種產業副產物而言，可列舉如製鋼渣等。
有時會有在CaO原料、SiO 2原料、MgO原料、Al 2O 3原料、及SO 3原料中包含雜質的情況，但在不阻礙本發明之效果的範圍內並不特別成為問題。就雜質之具體例而言，可列舉如Fe 2O 3、TiO 2、MnO、Na 2O、K 2O、P 2O 5、B 2O 3、氟、氯等。又，就共存之化合物，可列舉如游離氧化鈣、氫氧化鈣、鋁酸鈣、鈣鋁矽酸鹽、鈣鐵氧體(ferrite)、鈣鋁鐵氧體(ferrite)、磷酸鈣、硼酸鈣、矽酸鎂、白榴石(K 2O、Na 2O)･Al 2O 3･SiO 2、尖晶石MgO･Al 2O 3、及磁鐵礦Fe 3O 4等。
另外，水泥混合材中，除了已述之非水硬性化合物以外，亦可混雜有水硬性之2CaO･SiO 2，最多可混雜至35%。
就將非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)定量的方法而言，可列舉如藉由粉末X射線繞射法鑑別結晶相後，再由化學分析值算出各結晶相的方法；以及利用粉末X射線繞射法所為之Rietveld法等，但在本發明中，係使用藉由粉末X射線繞射法鑑別結晶相後，再由化學分析值算出各結晶相的方法。
本實施形態之水泥混合材，含有在同一粒子中存在有非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)的粒子較為理想。就獲得在同一粒子中存在有非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)的粒子之方法而言，可在前述製造方法中，藉由適當的原料組成及熱處理條件的選擇來獲得。 非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)是否存在於同一粒子中可藉由電子顯微鏡等進行確認。具體而言，可藉由將水泥混合材以樹脂包埋，以氬離子射線進行表面處理，觀察粒子剖面的組織，並同時進行元素分析，來確認非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)是否存在於同一粒子內。
水泥混合材之布蘭氏比表面積並無特別限定，為1,500cm 2/g以上較為理想，又上限為8,000cm 2/g以下較為理想。其中，為2,000～6,000cm 2/g更為理想，為3,000～6,000cm 2/g最為理想。藉由布蘭氏比表面積為1,500cm 2/g以上，可獲得良好的材料分離抵抗性，且碳酸(鹽)化促進效果會變充分。又，藉由為8,000cm 2/g以下，則粉碎時的粉碎動力不用變大而合乎經濟，又，會抑制風化而可抑制品質隨時間劣化。
［水泥組成物］ 本實施形態之水泥組成物係包含本發明之水泥混合材。 水泥混合材之使用量並不特別限定，通常，為水泥與本混合材之合計100份中之5～80份較為理想，為5～60份更為理想，為10～50份更甚理想。藉由為5份以上，則可使水合熱降低，藉由為80份以下(特別是50份以下)則可使初始強度展現性變良好。
針對本實施形態之水泥組成物之水的使用量並無特別限定，為通常的使用範圍即可。具體而言，相對於水泥及本混合材之合計100份，水的量為25～60份較為理想。藉由為25份以上，則可獲得充分的作業性，藉由為60份以下，則可充分獲得強度展現性及碳酸(鹽)化促進效果。
就在本實施形態之水泥組成物使用之水泥而言，並無特別限制，但為含有波特蘭水泥者較為理想，可列舉如普通、早強、超早強、低熱、及中熱等各種波特蘭水泥。又，可列舉如在這些波特蘭水泥中混合高爐渣、飛灰、或二氧化矽而成之各種混合水泥；將都市垃圾焚化灰、污水污泥焚化灰等作為原料所製造出之廢棄物利用水泥，即所謂環保水泥(R)；及混合了石灰石粉末等而成之填料水泥等。又，亦可列舉如比起習知水泥係CO 2排出量較少的地質聚合物水泥、硫鋁酸鹽水泥、及石灰石煅燒黏土水泥(LC3)。可使用它們之中的1種或2種以上。
本實施形態之水泥組成物，在低的水膠比時，對於強烈要求中性化抑制之高爐水泥、環保水泥係有益，尤其是包含高爐水泥最為理想。
本實施形態之水泥組成物的粒度係依存於使用目的、用途所以並不特別限定，但通常以布蘭氏比表面積計為2,500～8,000cm 2/g較為理想，為3,000～6,000cm 2/g更為理想。藉由為2,500cm 2/g以上可充分獲得強度展現性，藉由為8,000cm 2/g以下可使作業性良好。
本實施形態之水泥組成物中，除了水泥、本混合材以外，亦可在不實質阻礙本發明之目的的範圍內使用砂、碎石等骨料、高爐水淬渣微粉末、高爐緩冷渣粉末、石灰石微粉末、飛灰、及矽灰、火山灰等天然卜作嵐(pozzolana)等混合材料、膨脹材、快硬材、減水劑、AE減水劑、高性能減水劑、高性能AE減水劑、消泡劑、增稠劑、防銹劑、防凍劑、收縮抑制劑、聚合物、凝結調整劑、膨潤土等黏土礦物、以及水滑石等陰離子交換體等添加劑等，在一般的水泥材料中會使用之公知的添加劑、混合材之1種或2種以上。
本實施形態之水泥組成物可將各材料在施工時予以混合來製作，亦可預先將一部分或全部進行混合。又，各材料及水的混合方法亦無特別限定，可將材料的一部分與水混合後再將剩下的材料予以混合。
就混合裝置而言，已知之任何裝置皆可使用，例如可使用可傾式混合機、Omni混合機、漢塞混合機(henschel mixer)、V型混合機、及Nauta混合機等。 ［實施例］
以下，使用實施例及比較例對本發明更具體地說明，但本發明只要不悖離逸脫其要旨，便不受下列實施例所限定。
［實驗例1］(1-1～1-9) 將CaO原料、SiO 2原料、MgO原料、Al 2O 3原料、及SO 3原料以成為表1中所示之礦物比例的方式進行摻合，在混合粉碎後，以表1中記載之溫度煅燒2小時以合成熟料(clinker)，再使用球磨機粉碎至以布蘭氏比表面積計為3,000cm 2/g，製作水泥混合材。 另外，礦物組成係藉由在利用粉末X射線繞射法鑑別結晶相之後，再從化學分析值算出各結晶相的方法所求得。水泥混合材中，除了非水硬性化合物、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)以外係包含β-2CaO･SiO 2作為水硬性化合物。在此就螢光X射線裝置而言，係使用Rigaku公司製掃描型螢光X射線分析裝置「ZSX Primus IV」，就粉末X射線繞射裝置而言，係使用Rigaku公司製全自動多目的X射線繞射裝置「SmartLab」。
使用此水泥混合材，在由水泥及水泥混合材構成之水泥組成物100質量份中，使用水泥混合材50質量份(混合材添加率50質量%)，並在20℃之室內製備相對於水泥組成物100質量份，水係50質量份(水/水泥組成物比50質量%)、且水泥組成物/砂比＝1/3(質量比)的砂漿。將模框存置至材齡1天並予以脫模後，在溫度20℃、相對濕度60%、CO 2濃度5%的環境下進行促進碳酸化養護至材齡28天，並測定壓縮強度。
(使用材料) CaO原料：碳酸鈣(試藥一級) SiO 2原料：二氧化矽(試藥一級) MgO原料：氧化鎂(試藥一級) Al 2O 3原料：α-氧化鋁(試藥一級) SO 3原料：硫酸鈣二水合物(試藥一級) 砂：JIS標準砂 水泥：普通波特蘭水泥、DENKA(股)製、比重3.15、布蘭氏比表面積3,300cm 2/g 水：自來水
＜評價方法＞ 壓縮強度：依循JIS R 5201「水泥之物理試驗方法」，測定在材齡1天予以脫模後的當下、以及促進碳酸化養護材齡28天的壓縮強度。
［表1］
   水泥混合材 水泥組成物 壓縮強度(N/mm 2) 煅燒溫度(℃) 備註
非水硬性化合物 水硬性化合物 等軸鋁鈣石 混合材添加率(%) 模框存置材齡(天) 碳酸化材齡(天)
種類 含有率(%) 含有率(%) 含有率(%) 1 28
1-1 γ-2CaO･SiO 2 80 20 0 50 3.1 50.4 1450 比較例
1-2 γ-2CaO･SiO 2 80 19.5 0.5 50 4.8 55.4 1400 實施例
1-3 γ-2CaO･SiO 2 80 17 3 50 6.1 55.4 1400 實施例
1-4 γ-2CaO･SiO 2 80 15 5 50 6.4 56.7 1400 實施例
1-5 γ-2CaO･SiO 2 80 12 8 50 6.7 53.7 1400 實施例
1-6 γ-2CaO･SiO 2 80 8 12 50 6.8 49.2 1400 比較例
1-7 3CaO･2SiO 2 80 15 5 50 5.7 52.4 1400 實施例
1-8 α-CaO･SiO 2 80 15 5 50 6.0 53.8 1400 實施例
1-9 3CaO･MgO･2SiO 2 80 15 5 50 6.1 52.6 1400 實施例
［實驗例2］(2-1)～(2-3) 將實驗例1之1-4製作出之水泥混合材以1100℃進行1小時熱處理，放置至室溫，予以粉碎，並在藉由XRD所為之水泥混合材中之非水硬性物質的含有率成為表2中記載之數值為止重複同樣的熱處理。與實驗例1同樣地進行試驗。將結果顯示於表2中。
［表2］
   水泥混合材 水泥組成物 壓縮強度(N/mm 2) 備註
非水硬性化合物 水硬性化合物 等軸鋁鈣石 混合材添加率(%) 模框存置材齡(天) 碳酸化材齡(天)
種類 含有率(%) 含有率(%) 含有率(%) 1 28
2-1 γ-2CaO･SiO 2 50 45 5 50 5.4 50.9 實施例
2-2 γ-2CaO･SiO 2 60 35 5 50 6.2 53.1 實施例
2-3 γ-2CaO･SiO 2 70 25 5 50 6.4 55.4 實施例
1-4 γ-2CaO･SiO 2 80 15 5 50 6.4 56.7 實施例
［實驗例3］(3-1) 將CaO原料、SiO 2原料以莫耳比2：1予以摻合，在混合粉碎後以1400℃進行2小時煅燒，再使用球磨機粉碎至以布蘭氏比表面積計為3,000cm 2/g，獲得γ-2CaO･SiO 2。然後，將γ-2CaO･SiO 2以1100℃進行1小時煅燒，放置至室溫，予以粉碎直到以XRD確認不到γ-2CaO･SiO 2之峰部為止，重複同樣的熱處理。在確認只有β-2CaO･SiO 2之峰部後，使用球磨機粉碎至以布蘭氏比表面積計為3,000cm 2/g，獲得β-2CaO･SiO 2。 又，將CaO原料、Al 2O 3原料、及係SO 3原料之硫酸鈣二水合物以成為莫耳比3：3：1的方式予以摻合，在混合粉碎後以1300℃煅燒2小時，並使用球磨機粉碎至以布蘭氏比表面積計為3,000cm 2/g，獲得等軸鋁鈣石(Ye’elimite)。 分別將獲得之γ-2CaO･SiO 2、β-2CaO･SiO 2、等軸鋁鈣石(Ye’elimite)以80份、15份、5份予以混合，製作水泥混合材。將與實驗例1同樣地進行試驗後的結果顯示於表3中。另外，表3中之水泥混合材欄位的「＋」，係表示將各構成礦物分別予以混合。
［表3］
   水泥混合材 水泥組成物 壓縮強度(N/mm 2) 備註
非水硬性化合物 水硬性化合物 等軸鋁鈣石 混合材添加率(%) 模框存置材齡(天) 碳酸化材齡(天)
種類 含有率(%) 含有率(%) 含有率(%) 1 28
1-4 γ-2CaO･SiO 2 80 15 5 50 6.4 56.7 實施例
3-1 γ-2CaO･SiO 2(80份)+水硬性物質(15份)+等軸鋁鈣石(5份) 50 4.7 51.2 實施例
根據表1之結果，可理解使用了本發明之水泥混合材的水泥組成物，可確保初始強度，且能在早期進行碳酸(鹽)化養護。又，可理解藉由使用γ-2CaO･SiO 2作為非水硬性化合物，壓縮強度會變高。然後，可理解若等軸鋁鈣石(Ye’elimite)的含量落在適當的範圍，壓縮強度會再變更高。 根據表2之結果，可理解藉由水泥混合材中之非水硬性化合物的含量為50質量%以上，壓縮強度會變高，若為60質量%以上則壓縮強度會再變更高。 然後，根據表3之結果，可理解雖然即便將γ-2CaO･SiO 2、β-2CaO･SiO 2、及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)予以物理上的混合，也會獲得良好的壓縮強度，但將CaO原料、SiO 2原料、MgO原料、Al 2O 3原料、及SO 3原料予以混合粉碎，並進行熱處理所製作出之水泥混合材，即便具有同樣的組成卻壓縮強度變更高。 ［產業上利用性］
本發明之水泥混合材，作為尤其是在土木領域、建築領域等使用之水泥混合材係有用，而可理想地使用於水泥組成物。

Claims (6)

  1. 一種水泥混合材，包含選自由γ-2CaO･SiO 2、3CaO･2SiO 2、α-CaO･SiO 2、及鈣鎂矽酸鹽構成之群組中之至少1種之非水硬性化合物及等軸鋁鈣石(Ye’elimite)，且等軸鋁鈣石的含量為0.1～10質量%。
  2. 如請求項1之水泥混合材，其中，該非水硬性化合物的含量為60質量%以上。
  3. 如請求項1或2之水泥混合材，其中，該非水硬性化合物為γ-2CaO･SiO 2。
  4. 如請求項1至3中任一項之水泥混合材，更含有等軸鋁鈣石以外的水硬性化合物。
  5. 一種水泥混合材之製造方法，係製造如請求項1至4中任一項之水泥混合材之方法，其係準備CaO原料、Al 2O 3原料、SiO 2原料、MgO原料、及SO 3原料，將它們粉碎同時予以混合而獲得混合物，並將該混合物進行熱處理。
  6. 一種水泥組成物，包含如請求項1至4中任一項之水泥混合材。
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