WO1986000290A1 - High-strength hydraulic cement composition - Google Patents

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WO1986000290A1
WO1986000290A1 PCT/KR1984/000009 KR8400009W WO8600290A1 WO 1986000290 A1 WO1986000290 A1 WO 1986000290A1 KR 8400009 W KR8400009 W KR 8400009W WO 8600290 A1 WO8600290 A1 WO 8600290A1
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Hee Kwo^¿n EUN
Hyung Jin Jung
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Eun Hee Kwon
Hyung Jin Jung
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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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/21—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium sulfate containing activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B11/26—Calcium sulfate cements strating from chemical gypsum; starting from phosphogypsum or from waste, e.g. purification products of smoke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention uses granulated blast furnace slag produced as a by-product at a steel mill as a main raw material, waste phosphate gypsum produced as a by-product at a fertilizer plant, and pozzolan such as briquette ash, coal ash, and fly ash (Pozzolan)
  • a substance is used as an auxiliary material, and as additives, silicofluorides, slaked lime, and sulphate are added, and these are baked at a high temperature and finely mixed. It relates to the resulting high-strength hydraulic cement composition.
  • Existing portland cements include limestone, clay, iron ore, etc.
  • the slag cement, water granulated slag from 25 to 30 weight 0/0 (hereinafter% represents weight 0/0), a mixture of the boat run-de Se e n t, from 70 to 85% Anhydrous gypsum mixed with milled slag
  • slag 80-85%
  • gypsum 15-20%
  • portland cement 1-3% with Blaine value of 4,000 or more.
  • the typical mixing ratio of these is 83% slag, ⁇ -type anhydrous gypsum
  • the cell e n t is due to the main raw material serving as granulated slag melilite (2 CaO - Kii 0 3 - Si0 2 and 2Ca0 - M ⁇ 0 '
  • Ri Contact glass component the composition is composed of a majority anhydrite components in Ah Ri phase ⁇ and a small amount of CaS, whereas chemical and Toku ⁇ on mineral composition, S0 3 content greater but less is CaO content, port run-de Se e n t of the main cell e n t mineral serving C 3 a (3 CaO - a £ 2 0 3) and C 3 S (3 Ca0-Si0 2 ) Is hardly seen, indicating that it is mainly formed of a solid solution of C 2 AS and C 2 MS 2 .
  • C 3 S hydrates in cement minerals Ca (0'H) 2 is inevitably leached, and this Ca (0H) 2 instantly free lime is more likely to be cement hardened The lower the chemical resistance.
  • Calcium Aluminate hydrates formed by hydration of C 3 A generally have poor chemical resistance, especially corrosion resistance to sulfate. This is mainly due to poor portland's cement, especially poor sulphate resistance, which makes the boatland cement chemically resistant It cannot be used for seawater or salty construction.
  • the slag-gypsum cement described above is excellent in chemical resistance, particularly in seawater resistance, because it has almost no content of C 3 A and C 3 S as described above. Therefore, this cement is mainly used as a special cement that requires chemical resistance.
  • this type of slag-gypsum cement (i) has extremely low initial hardening strength.
  • this kind of cement is not a versatile cement such as a portland cement, but when special chemical resistance is required, especially in water and seawater. It can be used only for special civil works such as middle or underground construction, and its use must be limited. Disclosure of the invention
  • the present invention provides the above-mentioned disadvantages of slag-gypsum cement by adding slaked lime, pozzolanic substances, silicates and alum earth to conventional slag-gypsum cement. This makes it possible to obtain a versatile cement composition such as portland cement by increasing the initial strength, having excellent carbonation resistance, and extending the initial setting time.
  • pozzolan and excess Ca (0H) 2 prevents the problems of false setting and shortening of initial setting time due to hydration of anhydrous gypsum, and also contributes to the role of preventing carbonation of ettringite.
  • the solution was a glass-like composition of slag powder or melilite (gehe lenite C 2 AS) as the main component.
  • CMFI To quickly form a matrix, which is a Cementious material of Ca0-Si02-H2O, Ca0-A ⁇ 2O3-H20 and Ca0-A ⁇ 203-SiO2-H2O system. In other words, it is a problem of promoting the stimulus of slag components by alcohol.
  • Ca (0H) 2 reacts with the above-mentioned anhydrous gypsum and pozzolan to form ettringite, CaO—Si02—H20 and CaO—A203-H20, and at the same time as aluminum.
  • ettringite CaO—Si02—H20 and CaO—A203-H20
  • —Na 2 SiF 6 is extremely stable in the air, and when mixed with water, has a very high dissolution rate and develops a strong alcohol as shown in the following formula. .
  • Na 2 SiF 6 when an excessive amount of Na 2 SiF 6 is added, an excessive amount of NaOH is generated, which causes a water-soluble alkali salt to leach out and cause a whitening phenomenon. Amount of Minoruken result Na 2 SiF 6 is 0.5% or less is suitable ⁇ .
  • M 2 SiF 6 and Zn S1F 6 which do not cause whitening were used together with Na 2 SiF 6 . I.e. '
  • Equation (4> MCO 3 and Zn (0H) 2 generated in (5) may also contribute to the densification of the structure of the cured product.
  • the total amount of silicofluoride is preferably 0.5 to 3.0%, and the use ratio of Na 2 SiF 6 and (M ⁇ SiFg + ZnSiF 6 ) is appropriately 1: 1 to 2.
  • the use ratio of Na 2 SiF 6 and (M ⁇ SiFg + ZnSiF 6 ) is appropriately 1: 1 to 2.
  • Alum sulphate contrary to Ca (0H) 2 , rapidly promotes the formation of ettringite, preventing excessive retardation of setting due to pozzolan addition.
  • the addition amount exceeds 0.8%, the initial setting time is excessively accelerated, and there is a fear that the workability of the concrete is hindered.
  • the cements according to the present invention have the same setting time as the initial hardening strength of ordinary bottle cement, and the long-term strength and the chemical resistance are equal to those of any other cement. Better.
  • the carbonation resistance is much better than the existing slag-gypsum cement, and it should be noted that even if carbonation occurs, it has the same strength as the existing slag-gypsum system. There is no decrease or tissue destruction, and there is almost no decrease in mechanical strength. The reason is that carbonation occurs after the hydration of the cement is almost completed, and the hydrate has already formed a strong cement matrix and a reinforcing material. Does not occur.
  • Table 2 shows the properties of the cement according to the present invention and the results of comparison with existing slug monolithic bone cement and portland cement under the same conditions.
  • the bottom ash 10 ⁇ of a thermal power plant was crushed with a ball mill to a fineness of 4,000 o 9c to obtain a mixture of 93 ⁇ .
  • Granulated blast furnace slag '72 y3 ⁇ 4i, anhydrous gypsum 8.5 calcined at 750 to 950 'C, briquette 10 ⁇ is finely ground with a ball mill to a fineness of S ⁇ OOc ⁇ Z ⁇ ", and a mixture of 90.5 ⁇ the making, this slaked lime 4.5, ball - DOO run de Se e n t 3, SiF 6 2 ⁇ added and mixed to obtain a high strength hydraulic Se e n t 100 you Jour present invention.
  • Example 5 a colored cement was produced in addition to the cement of the present invention prepared as in Example 3 and an inorganic pigment for cement 1.1 to L.5%. : Example 5
  • Example 1 the cement of the present invention was produced by using anhydrous gypsum and gypsum in a ratio of 3: 7 instead of gypsum in place of gypsum.
  • Example 2 the cement of the present invention was produced by adding 0.2 to 0.5% of a water reducing dispersant for cement (Mement F10).

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Description

明 細 発明の名称
高強度水硬性セ メ ン ト組成物
技 術 分 野
本発明は、 製鉄所で副産する高炉水砕スラグ を主原料と し、 肥 料工場で副産する燐酸廃石膏と 、 煉炭灰、 石炭灰、 フ ラ イ アッシュ ( f ly ash ) 等の ポゾラン （Po zzo lan ) 物質を副原料と し、 添加剤と して、 硅弗化塩類と消石灰及び硫酸礬土を添加し、 これ らを高温焼成する事 ¾ く 微粉砕混合する事に よ り 、 得られる高強 度水硬性セメ ソ ト組成物に關するものである。
背 景 技 術
既存の ポ - ト ラ ン ド セ メ ン トは、石灰石、 粘土、 鉄鉱石等を
1， 500 -C の高温で焼成して、 ク リ ンカ ーを形成し.. 此を更に 、 石 膏と共に微粉砕混合して、 製造されるもので、 多額の燃料費と動 力費を要すると共に、 石灰石等原料の採鉱及び前処理、 焼成及び セ メ ン ト粉砕等に、 大規模な施設費投資を要する も ので、 結局、 セ メ ン ト工業は、 ェネルギー消費型業種と言えるであら う。 従つ て省エネルギー型セ'メ ン ト の開発が、 研究対象と ¾ り 、 その代表 的な ものが、 スラグセ メ ン トに して、 此のセ メ ン トは、 製鉄所の 溶鉱炉で副産される、 水砕スラグの潜在水硬性を利用したもので ある。 このスラグ セメ ント には、 25 〜 30重量0 /0 (以下％は 重量0 /0を表す） の水砕スラグを 、 ボー ト ラ ン ドセ メ ン ト に混合し たもの 、 70 〜 85 % の 水碎スラ グに無水石膏を混合したも の
OMPI
WIPO との 2種類があり 、 後者に属する ものには、 英国 BS4248、ベルギー
NB1T132、フラ Norme P15〜 313、西独 DIN4 0 等にて 規格化され
ており 、 これらは、 スラグ 80 〜 85%、石膏 15 〜 20%、 ポ一 ト ラ ン ドセメ ン ト 1 〜 3%を Blaine値 4， 000 以上に、
微粉砕混合した 所謂スラグ'—石膏系 Supersuiphated Cement
であり 、 これらの代表的配合比は、 スラグ 83%、 Π型無水石膏
15 %、 ポー ト ラ ン ドセ メ ン ト 2 %である。
この種のセ メ ン トの代表的化学組成と豫想される鉱物組成は、 次
表 1の如くである
WHO } 種 類
ポートランドセメント スラグー石膏セメント 鉱物組成
4CaO .Al203.Fe ·Μη20^
9.12
3CaO ·Α12〇3 12.14
3Ca0.3iO 60.57
2
2CaO .SiO 10.80 0-12
CaSO^, 3.57 12-17
Ca3 2.7
CaO 0.70 0
2CaO .Al2O^.Si02
フ υ— 85
2CaO.Mg0.2SiO^
化学組成
SiO. 19.7 25.3
6.5 12.9
A12°3
又は FeO 3.U 1.4
Fe2°:
。 又は MnG' 1. J
Kn2 :
CaO 64.9 3·3
MgO 2.9 4.6
SO 2.1 9.0
S 0 1.2 作業減量 0.8 0.5
CMPI WIPO 此の表で見る如く 、 このセ メ ン トは、 主原料たる水砕スラ グに 起因する melilite (2 CaO - Kii 03 - Si02 と 2Ca0 - M^0 '
2S i02 との固溶体）組成に該當するガ ラス成分が大部分であ り 相當量の無水石膏成分と少量の CaS とで構成されてお り 、 一方 化学及び鉱物組成上での特徵は、 S03含量が多いが CaO 含量が 少く 、 ポー ト ラ ン ドセ メ ン ト の主セ メ ン ト鉱物たる C3A (3 CaO - A£203) 及び C3 S (3 Ca0-Si02 )が殆んど見られず、 主に C2AS と C2MS2 の固溶体で形成されている事が判る。 セ メ ン ト鉱物 の中で C3S が水和する時には、 Ca(0'H)2 が必須的に浸出し、 この Ca(0H)2 即 Free lime が セ メ ン ト硬化 に多ければ多い 程耐化学性は悪く ¾る。
又 C3Aが水和して生成する Calcium Aluminate 系水和物は 一般的に耐化学性、 特に硫酸塩に対する耐浸蝕性が悪い。 これは ポー ト ラ ン ド'セ メ ン トが耐化学性、 特に耐硫酸塩性に乏しい主 ¾ る原因であり 、 これが為にボー ト ラ ン ドセ メ ン トが耐化学性を要 する海水又は塩分の多い工事には、 使用不可能なる由緣である。
しかし、 上記のスラグ一石膏系セ メ ン トは、 かく の如き C3Aと C3Sの含量が殆んど無いために耐化学性、 特に耐海水性が優れて る。 従ってこのセ メ ン トは、 主に、 耐化学性が要求される特殊 セメ ン ト と して使用される。
スラグの主成分である上記 melilite系成分 （C2AS 一 C2MS2 固溶体） の ガラス状は、 ポー ト ラ ン ドセメ ン ト の C 3S、 C 3A及び C2Sの如く水と接触して直ちに水和反応が起るのではなく、 水と 接触しても強力 ¾ァルカ リ水溶液の存在下に於てのみ、 水和反応 を ½し、 しかもその反応速度は、 通常甚しく小さい。
更に、 この種のセメ ン トの場合、 水和促進剤 即ち、 アル カ リ 刺激剤と して、 セ メ ン ト中に配合されたポー ト ラ ン ドセ メ ン ト が 水と接触し、 水和する時 即ち、 ポー ト ラ ン ドセメ ン ト の主成分 である C3S が水和する時、 附随的に少量の Free lime が生成 するが、 この Free lime の溶解度は、 余り大き く ないため充分 る水分が有る場合にのみ、 アル力 リ刺激剤と しての効果がある のみで、 水分が不充分る場合は、 このアルカ リ刺激剤と しての効 果が期待出来ない。
又、 このセメ ン トは、 其の成分上過量の so 3成分を含有してい るため硬ィ匕初期に多！:の ettringite結晶 （ 3 CaO · A 2〇 3' 3 Ca- S04 ' 32H20)を形成するが、 この結晶は、 多量の水分を結晶水と して吸収するため水分が不充分 ¾場合は、 大部分の水分を ettrin— gite 形成に奪われ上記の如く速度の遅い少量のポ - ト ラ ン ドセ メ ン ト に依るアル力 リ刺激作用に必要 水分の不足のため結果的 にスラ グの主成分なる melilite ( C2 AS — C2 MS2 の固溶体 ) ガ ラ ス状の水和に依るセ メ ン ト結合相 （Cementious matri ) 形成が難'しく なる。
斯の如く完全る水和硬化が起る以前は、 大部分の水和物は、 et tringite であ り 、 この ett ringiteは、針状の結晶にして、 大変嵩って るので気孔が多く 、 これを覆い結束させる媒体（matrix )が無いため甚だ嵩った状態の硬化体と ¾る。
斯の如き状態で、 空気中に露出される時には、 空気中に包含し ている C09ガスの侵入を受け次式 (1>の如く et tringiteの分解カ'
f OMFI ϋ .377 (3CaO- A^203 -3CaS04 - 32H20)+l.l3 C。2 1.13 CaC03
+1.13 CaS04 2H20+0.754 ( OH )3 +8.29 H20 ··· (1)
上記の如く ettringiteが分解すれば機械的強度を失い Deter - iorationが起る 0
以上説明した理由によつてこの種のス ラ グ-石膏系セ メ ン トは ( i ) 初期硬化強度発現が甚だ低
ίϋ ) 水分の充分 水中或は地下に於てのみ正常 る速度の養 生にて強度発現を期する事が出来るが空気中養生では、 強度発現が低く特別る注意 即ち、 水分発散を防ぐ措置 無しには、 養生は難し 。
(iii) 空気中に露出している場合は、 炭酸化に依る機械的強度
.低下及び表面劣化が甚しい。
(jy ) ス ラグの主成分である melilite成分に依る CaO - A 2
0.3 — Si02 - H20系 、 CaO 一 Si02 - H20 系、 CaO一 A^203 - H20 系の水和速度は遅い反面無水石膏を 始め とする石脊の水和及び ettringiteの形成は速いため凝 結殊に初結速度が、'ポ— ト ラ ン ドセ メ ン ト よ り速 。 そのため コ ン ク リ - ト作業に要する時間的余裕が、不充 分てある。
以上の如く 、 この種のセ メ ン トは、 ポ ー ト ラ ン ドセ メ ン ト の如き 汎用性の セメ ン ト ではるく、 特殊な耐化学性が要求される場合、 特に水中、 海水中或は、 地下工事等、 特殊土木用にのみ、 使用可 能で其の用途は限定されざるを得ない。 発明の開示
本発明は、 従来の スラグ—石膏セ メ ン ト に消石灰、 ポゾラ ン物 質、 硅弗化塩及び硫酸礬土を添加する事によ り 、 スラグ-石膏系 セ メ ン トの上記の如き欠点を補い初期強度が大き く 、 耐炭酸化性 に優れ、 初期凝結時間を延長させて、 ポー ト ラ ン ドセメ ン ト の如 き汎用性セ メ ン ト組成物を得る事が出来るのである。
発明を實施するための最良の形態 .
本発明に關する組成物の硬化機構を詳細すれば、 次の如く であ る 0
反応性に富む 03 —Si02 系のポゾラ ンと過量の Ca(OH) 2は、 常温にて CaO-Si02-H20 系又は CaO-A 2 O3-H20系の ゲル状の Cemetious hydrate を水和初期に形成し、 これが、 また初期に 結晶化された針状の ettringite結晶粒子の表面をフ ィ ルム で覆
、 形成された ettringite の C02 に依る初期分解を 防止し、 又 水和初期に無水石膏は石膏自体が水和されるのではなく 、必ず ettringite Rl ettringite と CaO— A 203— H2〇 ゲノレ の固 溶体で水和する。
このポゾランと過量の Ca(0H)2 添加は、無水石膏の水和による false setting と初期凝結時間の短縮等の問題点を防止すると 同時に ettringite の炭酸化防止の役割に寄与する。
然し、 ポゾラ ン 、 無水石膏、 過量の石灰等 3種の添加剤による 上記の効果だけでは、 水和速度の調節と炭酸化防止及び強度発現 問題を完全に解決されるのではな く 、 完全 ¾解決は、 主成分であ るスラグ粉末 る me li lite組成のガ ラス状 （ gehe lenite C2AS)
CMFI を速や力 に水禾ロさせ Ca0-Si02 -H2O, Ca0-A^2 O3 -H20 及び Ca0-A^ 203-SiO 2-H2O 系の Cement ious materials である matrix を早く形成させることである。 即ち、 スラグ成分の アル カ リ刺激を促進させる問題である。
斯の如き スラグ成分のアル力 リ刺激による主成分の水和が進ま ず スラグ粉末が粉末状のまま残り 、 添加剤による水和反応だけが 進行する時には、 主成分と添加剤との分離現.象 即ち、 Bleeding 現象が起ってく る。
従つて主成分 ¾るスラグのアル カ リ刺激及び硫酸塩刺^を強化 する為に 2 〜 3%のポー ト ラ ン ドセ メ ン ト以外に 2〜 5 %の
Ca(OH) 2 と 0.5 % 程度の Na2 SiF6 及び 0.2 〜 0.8 %程度の硫 酸礬土を使用した。 ここで Ca(0H)2 は、 上記の無水石膏及びポ ゾランと反応して ettringite 、 CaO— Si02— H20 及び CaO— A 2 03 -H 20 の Cement ious ma erialsを形成すると同時に 又、 ア ル カ リ溶液を形成してそれ自体がア ル力リ刺激剤の役割も果す。 此の場台 5 %以上の添加は、 free lime と して存在して、 むし ろ耐化学性を低下させると共に白化現象を惑起する憂れがある。
—方 Na2SiF6 は、空気中で甚だ安定で、 水と混合した時、 甚だ 溶解速度が早く次式の如く強アル カ リを発現する。 .
Na2SiF6+ H20 + Ca(0Hj2 → CaSiF6 +:2 NaOH +H20 …（2) 上記 (2)式の如く 、 強アルカ リを発現する外附随的に生成する Ca SiF 6 の不溶性沈澱物は、 化学的に安定で強く 、 硬化体組織内で コ α ィ ド状態に沈積し、 組織を緻密にするため硬化体の強度上昇 は勿論、 C02の侵入 阻止する事により アル力 リ刺激と耐酸化に
OMFI 至大 効果を現すのである。
然し、 Na2SiF6の過量を添加する場合は、 NaOHが過量生成する ので、 これがため水溶性アルカ リ塩が浸出して、 白化現象を起す原 因と る。 實験結果 Na2SiF6 の添加量は、 0.5% 以下が適當で ある。 水溶性硅弗化塩使用に.よ る組織強化と耐炭酸化効果を更に上 げる為に、 Na2SiF6 と共に白化現象を起さない M SiF6 及び Zn S1F6 を同時に使用した。 即ち '
M^SiF6+ H20 十 Ca(OH) 2→CaSiF6 + ( 0H)2 + H20…（3)
M （0H)2+ G02 → 9C03 ·'·(4) ZnSiF6+ H20 -f Ca(0H)2→ CaSiF6 H" Zn (OH) +H20 … ） 式 (4>と (5)で生成された M CO3 や Zn(0H)2も硬化体の組織緻密化 に寄与するのであら う。
實験によれば、 硅弗化塩の総量は 0。5〜3.0 %が良く 、 Na2SiF6と (M^SiFg + ZnSiF6 ) との使用比率は、 1 ： 1 〜 2 が適當で あ った。
硫酸礬土は、 Ca(0H)2と反^して ettringite の形成を急速に 促進してポゾラ ン添加に依る過度の凝結遅延を防止する。 然し、 添加量が 0 .8 % を越える場合は、 初期凝結時間が過度に促 進されて、 コンク リ ー トの作業性を阻害する憂れがある。 斯の如き強いアル カ リ刺激に依るス ラグの水和促進による初期強 度発現、 ポゾラ ン添加、 過量の石灰使用及び眭弗化塩の添加による 耐炭酸化抑制と これら添加剤間の複合的作用効果によるスラ グ -石 灰 -石膏 -ポゾランの均衡 水和反応組織に よ る凝結時間調整及び 長期強度の増強によるセ メ ン ト の特性改善は、 このセ メ ン ト をし て、 ポ― ト ラ ン ドセ メ ン ト の如く 汎用セ メ ン ト と して多量使用可 能にるらしめた。
斯の如く 本発明に關するセ メ ン トは、 凝結時間 初期硬化強 度が普通のボ - ト ランドセメン ト と同等にして、 長期強度と耐化 学性は、 他の如何なるセ メ ン ト よ り優れている。
更に、 耐炭酸化性は、 既存のスラグ -石膏系セメ ン ト に比し、 はるかに優れており 、 特記すべきは、 炭酸化が起っても既存のス ラグ -石膏系の如く強度の低下又は、 組織の破壊はなく 、 機械的 強度の低下が殆んどない。 その理'由は、 炭酸化がセ メ ン ト の水 和がほぼ完成した後で起り、 既に水和物が強力 ¾ Cementious bonding matrix と補強材を形成した後であるため強度低下や 組織劣化は生じない。
次の表 2に本発明に關するセメ ン トの特性と同条件に於ける既存 の ス ラ グ一石骨セ メ ン ト と ポー ト ラ ン ドセメ ン ト と比較した結果 を示した。
表 2
Figure imgf000013_0001
。 モ ノレ タ ノレ試片
0 セ メ ン ト ： 標準砂 = 1 ： 2.45 ( 重量比 )
0水 Zセメ ン ト = 0.55 實施例 1
高炉水碎スラグ 70 、 二水石膏 10/¾！、 ポ― ト ラ ン ド ク リ ンカー 3 kg- , 火力発電所の bottom ash 10 ^を ボー ル ミ ルで 4， 000 o 9c の粉末度に微粉碎して 93 ^の 混合物を得た。 これに 消石灰 5 ^、 Na2SiF6 0.5 、 SiF6 1.5 ½ を混合して本 発明に關する高強度、 水硬性セ メ ン ト 100 ^を得た。
實施例 2
高炉水砕スラグ' 72 y¾i、 750〜 950 'Cで煆焼した無水石膏 8.5 、 煉炭仄 10 ^を ボール ミ ルで S^OOc^Z^" の粉末度に微粉碎し て、 90.5 ^の混合物を作り、 これに消石灰 4.5 、 ボ- ト ラン ドセ メ ン ト 3 、 SiF6 2 ^を添加混合して、本発明に關す る高強度水硬性セ メ ン ト 100 を得た。
實施例 3
高炉水砕スラグ 70. 、 759〜 950 'C で煆焼した白色の無水石膏 10 ^、 白セ メ ン ト 3 ^、 白色高嶺土を 950 'Cで煆焼したもの 10 /¾rをボ―ル ミ ルで 4,000 oih/ の粉末度に微粉碎して、
Figure imgf000014_0001
の混合物を作り 、 これに消石灰 5 、 Na2Si 6 0·5 ^、 ZnSi
F 6 1.5 を添加して 本発明品の 100 ^を得た。
實施例 4
實施例 3の如く 作った、 本発明セ メ ン トにセ メ ン ト用無機質顔 料 1.1〜； L.5 %を加へ 有色セ メ ン トを製造した。 :施例 5
實施例 1に於て、 二水石膏の代りに無水石胥と二水石膏を 3： 7 の比例で混合しえ石膏を使用して本発明セ メ ン ト を製造した。
:施例 6 .
實施例 2に於て、 セ メ ン ト用減水分散剤 （Me lment F 10 )0.2〜 0.5 % を添加して、 本発明セ メ ン トを製造した。
OMPI o

Claims

高炉水砕スラグ 60〜 85重量部 無水及び z又は 二水石膏 5 ~ 15 11
ポゾラ ン物質 請 6 -〜 12 "
消 石 灰 2 ~ 10 〃
ポー ト ラ ン ドセ メ ン ト又はク リ ン カ 1 - の 〜 6 »
硅弗化塩 0.5 ~ 3 »
減水分散剤 0.1 ~ 1 "
硫酸礬土 0.1〜 0.8 "
硅砂又は硅石 0.1 ~ 5 " を焼成する事 ¾ く 、 2, 500〜 4， 600 ひ / ^ に微粉砕混合して る 高強度水硬性セ メ ン ト組成物
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