[go: up one dir, main page]

JP2020083660A - Cement admixture, expansion material, and cement composition - Google Patents

Cement admixture, expansion material, and cement composition Download PDF

Info

Publication number
JP2020083660A
JP2020083660A JP2018214450A JP2018214450A JP2020083660A JP 2020083660 A JP2020083660 A JP 2020083660A JP 2018214450 A JP2018214450 A JP 2018214450A JP 2018214450 A JP2018214450 A JP 2018214450A JP 2020083660 A JP2020083660 A JP 2020083660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement admixture
cement
parts
content
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018214450A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6568291B1 (en
Inventor
泰一郎 森
Taiichiro Mori
泰一郎 森
大樹 島崎
Daiki Shimazaki
大樹 島崎
拓海 前田
Takumi Maeda
拓海 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=67766758&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2020083660(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority to JP2018214450A priority Critical patent/JP6568291B1/en
Application filed by Denka Co Ltd filed Critical Denka Co Ltd
Publication of JP6568291B1 publication Critical patent/JP6568291B1/en
Application granted granted Critical
Priority to SG11202104843XA priority patent/SG11202104843XA/en
Priority to EP19884736.0A priority patent/EP3875444B1/en
Priority to CN201980088520.3A priority patent/CN113272265A/en
Priority to ES19884736T priority patent/ES2941780T3/en
Priority to PCT/JP2019/044473 priority patent/WO2020100925A1/en
Priority to TW108141300A priority patent/TWI815994B/en
Publication of JP2020083660A publication Critical patent/JP2020083660A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

To provide a cement admixture capable of providing a large volume of expansion to concrete during an initial material age (ex. 2 to 7 days of material age) after concrete placement, curbing dry-shrinkage distortion, and preventing lowering of long-term strength development.SOLUTION: A cement admixture of this invention contains free lime, a hydraulic compound, and anhydrite, and includes SrO as chemical component.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、例えば、土木・建築分野において使用されるセメント混和材、膨張材、及びセメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement admixture, an expansive material, and a cement composition used in the field of civil engineering/construction, for example.

セメント・コンクリートのひび割れ低減は、コンクリート構造物の信頼性、耐久性、美観等の観点から重要であり、これらを改善する効果のあるセメント混和材、すなわち、セメント系膨張材のさらなる技術の進展が望まれている。 Reducing cracks in cement/concrete is important from the viewpoint of reliability, durability, aesthetics, etc. of concrete structures, and further technological development of cement admixtures that have the effect of improving these, that is, cement-based expansive materials Is desired.

これまで、少ない添加量で優れた膨張特性を有するコンクリート膨張材(特許文献1)や、遊離石灰の表面を炭酸カルシウムで被覆したセメント用膨張材(特許文献2)等が提案されている。また近年、膨張材と収縮低減剤の併用が提案されている(特許文献3)。
一方で、カルシアと酸化ストロンチウムの固溶体からなる耐消化性カルシアクリンカーが提案されている(特許文献4)。
So far, concrete expansive materials having excellent expansion properties with a small amount of addition (Patent Document 1), expansive materials for cement in which the surface of free lime is coated with calcium carbonate (Patent Document 2), and the like have been proposed. In recent years, it has been proposed to use an expansive material and a shrinkage reducing agent together (Patent Document 3).
On the other hand, a digestion-resistant calcia clinker composed of a solid solution of calcia and strontium oxide has been proposed (Patent Document 4).

特許4244261号公報Japanese Patent No. 4244261 特開昭54−93020号公報JP, 54-93020, A 特開2003−12352号公報JP, 2003-12352, A 特開昭57−205363号公報JP-A-57-205363

従来の膨張材は、材齢7日まで膨張する特性を有する。しかし、乾燥収縮挙動は膨張材を混和していない場合とあまり変わらないという課題があった。また、膨張材と収縮低減剤の併用は乾燥収縮の抑制に効果はあるが、長期強度発現性が低下する課題があった。
なお、上記特許文献4に記載の耐消化性カルシアクリンカーは、塩基性耐火物原料として用いることを目的としており、セメント・コンクリートのひび割れ抑制を目的とした膨張材として用いることについて何ら記載はない。
Conventional expansive materials have the property of expanding up to 7 days old. However, there is a problem that the drying shrinkage behavior is not so different from that when the expansive material is not mixed. Further, the combined use of the expansive material and the shrinkage-reducing agent is effective in suppressing the dry shrinkage, but there is a problem that the long-term strength development property is lowered.
The digestive resistant calcia clinker described in Patent Document 4 is intended to be used as a basic refractory raw material, and there is no description about use as an expansive material for suppressing cracking of cement/concrete.

以上から、本発明は、セメント・コンクリート打設後の初期材齢(例えば、材齢2日〜7日)にかけてセメント・コンクリートに大きな膨張を付与し、乾燥収縮ひずみを抑制し、長期強度発現性の低下を抑えることが可能なセメント混和材、膨張材、及びセメント組成物を提供することを目的とする。 From the above, the present invention imparts a large expansion to the cement/concrete over the initial age (for example, 2 to 7 days of age) after placing the cement/concrete, suppresses dry shrinkage strain, and exhibits long-term strength development. It is an object of the present invention to provide a cement admixture, an expansive material, and a cement composition capable of suppressing the deterioration of the cement content.

上記課題に鑑み鋭意検討した結果、本発明者らは、遊離石灰、水硬性化合物、及び無水石膏を含有し、化学成分としてSrOを含有するセメント混和材により、当該課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は下記のとおりである。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that the problems can be solved by a cement admixture containing free lime, a hydraulic compound, and anhydrous gypsum, and containing SrO as a chemical component. Completed the invention. That is, the present invention is as follows.

[1] 遊離石灰、水硬性化合物、及び無水石膏を含有し、化学成分としてSrOを含むセメント混和材。
[2] 前記SrOの含有量が、セメント混和材100質量部に対して、0.001〜5.0質量部である[1]に記載のセメント混和材。
[3] 化学成分としてさらに、ZrOを含んでなる[1]または[2]に記載のセメント混和材。
[4] 前記ZrOの含有量が、セメント混和材100質量部に対して、0.0001〜5.0質量部である[3]に記載のセメント混和材。
[5] ブレーン比表面積が、2,000〜6,000cm/gである[1]〜[4]のいずれかに記載のセメント混和材。
[6] 体積基準で、10μm以下の粒子の含有率が30〜60体積%であって、100μm以下の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B)が1.5〜4.0である[1]〜[5]のいずれかに記載のセメント混和材。
[7] 前記水硬性化合物として、3CaO・3Al・CaSO、3CaO・SiO、2CaO・SiO、4CaO・Al・Fe、6CaO・2Al・Fe、6CaO・Al・Fe、及び2CaO・Feからなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する[1]〜[6]のいずれかに記載のセメント混和材。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載のセメント混和材からなる膨張材。
[9] [1]〜[7]のいずれかに記載のセメント混和材を含有してなるセメント組成物。
[1] A cement admixture containing free lime, a hydraulic compound, and anhydrite, and containing SrO as a chemical component.
[2] The cement admixture according to [1], wherein the content of SrO is 0.001 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement admixture.
[3] The cement admixture according to [1] or [2], further containing ZrO 2 as a chemical component.
[4] The cement admixture according to [3], wherein the content of ZrO 2 is 0.0001 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement admixture.
[5] The cement admixture according to any one of [1] to [4], which has a Blaine specific surface area of 2,000 to 6,000 cm 2 /g.
[6] On a volume basis, the content of particles of 10 μm or less is 30 to 60% by volume, and the ratio (A/B) of the content A of 100 μm or less and the content B of particles of 10 μm or less is 1.5. The cement admixture according to any one of [1] to [5], which is ˜4.0.
[7] as the hydraulic compound, 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4, 3CaO · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, 6CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, and containing one or more selected from the group consisting of 2CaO · Fe 2 O 3 [1 ] ~ according to any one of [6] Cement admixture.
[8] An expansive material comprising the cement admixture according to any one of [1] to [7].
[9] A cement composition containing the cement admixture according to any one of [1] to [7].

本発明によれば、セメント・コンクリート打設後の初期材齢(例えば、材齢2日〜7日)にかけてセメント・コンクリートに大きな膨張を付与し、乾燥収縮ひずみを抑制し、長期強度発現性の低下を抑えることが可能なセメント混和材、膨張材及びセメント組成物を提供することを目的とすることができる。 According to the present invention, a large expansion is imparted to the cement/concrete over the initial age (for example, 2 to 7 days of age) after placing the cement/concrete, to suppress the dry shrinkage strain and to exhibit the long-term strength development property. It is possible to provide a cement admixture, an expansive material, and a cement composition capable of suppressing the decrease.

以下、本発明の実施形態に係るセメント混和材、膨張材及びセメント組成物について説明する。
なお、本明細書委で使用する部及び%は、特に規定しない限り質量基準である。また、本発明で云うセメント・コンクリートとは、セメントペースト、モルタル、コンクリートを総称するものである。
Hereinafter, the cement admixture, the expansive material, and the cement composition according to the embodiment of the present invention will be described.
The parts and% used in this specification are based on mass unless otherwise specified. The cement/concrete in the present invention is a general term for cement paste, mortar and concrete.

[1.セメント混和材及び膨張材]
本実施形態に係るセメント混和材は、遊離石灰、水硬性化合物、及び無水石膏を含有し、化学成分としてSrOを含む。
[1. Cement admixture and expansive material]
The cement admixture according to this embodiment contains free lime, a hydraulic compound, and anhydrite, and contains SrO as a chemical component.

(遊離石灰)
遊離石灰とは、通常、f−CaO(フリーライム)と呼ばれるものである。本実施形態に係るセメント混和材中に遊離石灰が含有されることで、膨張特性が付与される結果、乾燥収縮が抑制される。
遊離石灰の含有量は、セメント混和材100部に対して、10〜95部が好ましく、40〜90部がより好ましい。10〜95部含有することで、長期強度発現性の低下を生じさせずに乾燥収縮の抑制効果を発現させることができる。
セメント混和材を作製する際の焼成において、その焼成温度を高くしたり、あるいはCaO原料以外の投入原料の配合量と粒度を適度に調整するなどによって、セメント混和材中の遊離石灰の結晶粒子径を大きくしたり、あるいは含有量を高めることができる。
(Free lime)
Free lime is usually called f-CaO (free lime). By containing free lime in the cement admixture according to the present embodiment, expansion characteristics are imparted, and as a result, drying shrinkage is suppressed.
The content of free lime is preferably 10 to 95 parts, and more preferably 40 to 90 parts, relative to 100 parts of the cement admixture. By containing 10 to 95 parts, the effect of suppressing dry shrinkage can be exhibited without causing a decrease in long-term strength expression.
During firing during the production of the cement admixture, by raising the firing temperature, or by appropriately adjusting the blending amount and particle size of the input raw materials other than the CaO raw material, the crystal particle size of free lime in the cement admixture Can be increased or the content can be increased.

(水硬性化合物)
本実施形態に係る水硬性化合物とは、3CaO・3Al・CaSOで表されるイーリマイト、3CaO・SiO(CSと略記)や2CaO・SiO(CSと略記)で表されるカルシウムシリケート、4CaO・Al・Fe(CAFと略記)や6CaO・2Al・Fe(CFと略記)、6CaO・Al・Fe(CAFと略記)で表されるカルシウムアルミノフェライト、2CaO・Fe(CFと略記)等のカルシウムフェライト等であり、これらのうちの1種または2種以上を含むことが好ましい。なかでも、3CaO・3Al・CaSO、CAF、CSうちの1種または2種以上を含むことが好ましい。
(Hydraulic compound)
The hydraulic compound according to this embodiment, Irimaito represented by 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4, in 3CaO · SiO 2 (C 3 S for short) and 2CaO · SiO 2 (C 2 S for short) calcium silicate represented, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 4 AF for short) and 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 6 a 2 F abbreviated), 6CaO · Al 2 Calcium aluminoferrite represented by O 3 ·Fe 2 O 3 (abbreviated as C 6 AF), calcium ferrite such as 2CaO·Fe 2 O 3 (abbreviated as C 2 F), or the like, and one of these or It is preferable to include two or more kinds. Among them, 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4, C 4 AF, it is preferred to include one or more of C 2 S.

水硬性化合物の含有量は、セメント混和材100部に対して、2〜45部が好ましく、5〜30部がより好ましく、さらに7〜20部がさらに好ましい。2〜45部であることで、高膨張特性を付与することができる。 The content of the hydraulic compound is preferably 2 to 45 parts, more preferably 5 to 30 parts, still more preferably 7 to 20 parts, based on 100 parts of the cement admixture. A high expansion characteristic can be imparted by being 2 to 45 parts.

(無水石膏)
無水石膏の含有量は、セメント混和材100部に対して、3〜50部が好ましく、10〜40部がより好ましく、20〜30部がより好ましい。
なお、セメント混和材中の無水石膏の含有量が少ない場合には、別にセメント混和材100部に対して3〜50部の範囲となる量の無水石膏を添加することができる。
(Anhydrous gypsum)
The content of anhydrous gypsum is preferably 3 to 50 parts, more preferably 10 to 40 parts, and even more preferably 20 to 30 parts with respect to 100 parts of the cement admixture.
When the content of anhydrous gypsum in the cement admixture is low, an amount of anhydrous gypsum in the range of 3 to 50 parts per 100 parts of the cement admixture can be added separately.

(SrO)
本実施形態に係るセメント混和材は、化学成分としてSrOを含む。SrOをセメント混和材(又は膨張材)に対して一定量固溶させると乾燥収縮(材齢7日以降)の低減が可能となる。また、貯蔵安定性を改善することも可能となる。
(SrO)
The cement admixture according to the present embodiment contains SrO as a chemical component. When a certain amount of SrO is dissolved in the cement admixture (or expansion material), the drying shrinkage (after 7 days of age) can be reduced. It also makes it possible to improve storage stability.

SrOの含有量は、セメント混和材100質量部に対して、0.001〜5.0質量部であることが好ましく、0.001〜0.5質量部であることがより好ましく、0.005〜0.5質量部であることがさらに好ましい。特に0.001〜0.5質量部であることで、乾燥収縮の低減効果がより良好となる。 The content of SrO is preferably 0.001 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.001 to 0.5 parts by mass, and 0.005 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement admixture. It is more preferably 0.5 to 0.5 parts by mass. In particular, when it is 0.001 to 0.5 parts by mass, the effect of reducing drying shrinkage becomes better.

(その他の成分)
本実施形態に係るセメント混和材は、化学成分としてさらに、ZrOを含むことが好ましい。ZrOの含有量は、セメント混和材100質量部に対して、0.001〜5.0質量部であることが好ましく、0.0001〜0.1質量部であることがより好ましく、0.0003〜0.05質量部であることがさらに好ましい。特に0.0001〜0.1質量部であることで、流動性を向上させることができる。
(Other ingredients)
The cement admixture according to the present embodiment preferably further contains ZrO 2 as a chemical component. The content of ZrO 2 is preferably 0.001 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.0001 to 0.1 parts by mass, and more preferably 0.001 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement admixture. It is more preferably 0003 to 0.05 parts by mass. Especially when it is 0.0001 to 0.1 parts by mass, the fluidity can be improved.

本実施形態に係るセメント混和材は、ブレーン比表面積が、2,000〜6,000cm/gであることが好ましく、2,500〜5,000であることがより好ましい。ブレーン比表面積が、2,000〜6,000cm/gであることで、長期に渡る膨張でコンクリート組織が壊れるのを防ぐことができ、また、膨張性能を良好に維持できる。
なお、本明細書におけるブレーン比表面積値は、JIS R 5201 (セメントの物理試験方法)に準拠して求めることができる。
The cement admixture according to the present embodiment preferably has a Blaine specific surface area of 2,000 to 6,000 cm 2 /g, more preferably 2,500 to 5,000. When the Blaine specific surface area is 2,000 to 6,000 cm 2 /g, it is possible to prevent the concrete structure from being broken due to expansion over a long period of time, and to maintain good expansion performance.
In addition, the Blaine specific surface area value in this specification can be calculated|required based on JISR5201 (physical test method of cement).

また、スランプロスの低減、少量添加での膨張量確保、ポップアウト防止の観点から、体積基準で、10μm以下の粒子の含有率が30〜60体積%であって、100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B)が1.5〜4.0であることが好ましい。10μm以下の粒子の含有率は20〜60体積%であって、100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B)は1.8〜3.0であることがより好ましい。
なお、本発明書における粒子の含有率は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて、セメント混和材をエタノールに超音波で1分間分散させた後に、試料屈折率1.770、分散媒屈折率1.360の条件で体積基準で測定される粒度分布に基づいて算出される。
本発明のセメント混和材は、CaO原料、Al原料、Fe原料、SiO原料、CaSO原料、SrO原料、及びZrO原料を適宜混合して焼成して得られる。
Further, from the viewpoints of reducing slump loss, securing expansion amount even when added in a small amount, and preventing pop-out, the content rate of particles having a particle size of 10 μm or less is 30 to 60% by volume, and the content rate of particles having a particle size of 100 μm or less is used. The ratio (A/B) of A and the content B of particles of 10 μm or less is preferably 1.5 to 4.0. The content of particles of 10 μm or less is 20 to 60% by volume, and the ratio (A/B) of the content A of particles of 100 μm or less and the content B of particles of 10 μm or less is 1.8 to 3.0. More preferably.
In addition, the content of particles in the present invention is such that the cement admixture is dispersed in ethanol for 1 minute by ultrasonic waves using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device, and then the sample refractive index is 1.770 and the dispersion medium is It is calculated based on the particle size distribution measured on a volume basis under the condition that the refractive index is 1.360.
The cement admixture of the present invention is obtained by appropriately mixing and firing CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, SiO 2 raw material, CaSO 4 raw material, SrO raw material, and ZrO 2 raw material.

CaO原料としては石灰石や消石灰が挙げられ、Al原料としてはボーキサイトやアルミ残灰等が挙げられ、Fe原料としては銅カラミや市販の酸化鉄が、SiO原料としては珪石等が、CaSO原料としては二水石膏、半水石膏および無水石膏が挙げられる。 Examples of the CaO raw material include limestone and slaked lime, examples of the Al 2 O 3 raw material include bauxite and aluminum residual ash, examples of the Fe 2 O 3 raw material include copper kalami and commercially available iron oxide, and examples of the SiO 2 raw material include silica stone. Examples of CaSO 4 raw materials include gypsum dihydrate, gypsum hemihydrate, and gypsum anhydrate.

SrO原料は特に限定されないが、例えば天青石やストロンチアン石、酸化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム等が挙げられる。
また、ZrO原料は特に限定されないが、例えば酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、有機酸ジルコニウム、ジルコンサンド等が挙げられる。
なお、CaO原料、Al原料、SiO原料、CaSO原料にSrOやZrOが含まれる場合は、SrO原料やZrO原料を新たに加える必要はない。
The SrO raw material is not particularly limited, but examples thereof include celestite, strontium stone, strontium oxide, and strontium carbonate.
The ZrO 2 raw material is not particularly limited, but examples thereof include zirconium oxide, zirconium hydroxide, zirconium carbonate, zirconium oxychloride, zirconium sulfate, zirconium acetate, organic acid zirconium, and zircon sand.
When SrO or ZrO 2 is contained in the CaO raw material, the Al 2 O 3 raw material, the SiO 2 raw material, or the CaSO 4 raw material, it is not necessary to newly add the SrO raw material or the ZrO 2 raw material.

これら原料には不純物を含む場合があるが、本発明の効果を阻害しない範囲内では特に問題とはならない。不純物としては、MgO、TiO、MnO、P、NaO、KO、LiO、硫黄、フッ素、塩素等が挙げられる。 These raw materials may contain impurities, but there is no particular problem as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the impurities include MgO, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, sulfur, fluorine and chlorine.

セメント混和材は、上記原料を所望の鉱物組成及びSrOが所望の化学組成となるように配合し、適宜粉砕等してから、焼成を行って製造することができる。
焼成方法は特に限定されるものではないが、電気炉やキルン等を用いて1,100〜1,600℃の温度で焼成することが好ましく、1,200〜1,500℃がより好ましい。1,100℃未満では膨張性能が充分でなく、1,600℃を超えると無水石膏が分解する場合がある。
また、粉砕をする場合は、ブレーン比表面積が、2,000〜6,000cm/gとなるように公知の方法で行うことが好ましい。
The cement admixture can be produced by mixing the above raw materials so that the desired mineral composition and SrO have the desired chemical composition, appropriately pulverizing, and then firing.
The firing method is not particularly limited, but it is preferable to use an electric furnace, a kiln, or the like to perform firing at a temperature of 1,100 to 1,600°C, and more preferably 1,200 to 1,500°C. If it is less than 1,100°C, the expansion performance is not sufficient, and if it exceeds 1,600°C, anhydrous gypsum may decompose.
Moreover, when pulverizing, it is preferable to carry out by a known method so that the Blaine specific surface area becomes 2,000 to 6,000 cm 2 /g.

以上のようにして作製されたセメント混和材における鉱物の含有量は、従来一般の分析方法で確認することができる。例えば、粉砕した試料を粉末X線回折装置にかけ、生成鉱物を確認するとともにデータをリートベルト法にて解析し、鉱物を定量することができる。また、化学成分と粉末X線回折の同定結果に基づいて、鉱物量を計算によって求めることもできる。本実施形態では、化学成分と粉末X線回折の同定結果に基づいて、鉱物量を計算によって求めることが好ましい。
なお、化学成分の含有量は、蛍光X線により求めることができる。
The content of minerals in the cement admixture manufactured as described above can be confirmed by a conventional analysis method. For example, it is possible to quantify the mineral by applying the powdered X-ray diffractometer to the crushed sample, confirming the produced mineral, and analyzing the data by the Rietveld method. Further, the amount of minerals can be calculated by using the chemical components and the results of powder X-ray diffraction identification. In the present embodiment, it is preferable to calculate the amount of minerals based on the chemical composition and the identification result of the powder X-ray diffraction.
The content of the chemical component can be determined by fluorescent X-ray.

本実施形態に係るセメント混和材は、同一粒子中に遊離石灰、水硬性化合物、無水石膏、及びSrOが存在する粒子を含有していることが好ましい。また、ZrOを含む場合はこれも同一粒子中に存在していることが好ましい。
遊離石灰、水硬性化合物、無水石膏、及びSrO、さらにZrOが同一粒子中に存在しているかどうかは電子顕微鏡などによって確認することができる。具体的には、セメント混和材を樹脂で包埋し、アルゴンイオンビームで表面処理を行い、粒子断面の組織を観察するとともに、元素分析を行うことで遊離石灰、水硬性化合物、無水石膏、及びSrO、そしてZrOが同一粒子内に存在しているか確認することができる。
The cement admixture according to the present embodiment preferably contains particles in which free lime, hydraulic compound, anhydrite, and SrO are present in the same particle. Further, when ZrO 2 is contained, it is preferable that this also be present in the same particle.
Whether free lime, hydraulic compound, anhydrous gypsum, SrO, and ZrO 2 are present in the same particle can be confirmed by an electron microscope or the like. Specifically, a cement admixture is embedded in a resin, subjected to surface treatment with an argon ion beam, and while observing the structure of the particle cross section, free lime, hydraulic compound, anhydrous gypsum by elemental analysis, and It can be confirmed whether SrO and ZrO 2 are present in the same particle.

以上のような本実施形態に係るセメント混和材は、例えば、膨張材として使用することが好ましい。すなわち、本実施形態に係る膨張材は、既述のセメント混和材からなる。これにより、コンクリート打設後の初期材齢(例えば、材齢2日〜7日)にかけてコンクリートに大きな膨張を付与し、乾燥収縮ひずみを抑制し、長期強度発現性の低下を抑えることができる。 The cement admixture according to the present embodiment as described above is preferably used as an expansive material, for example. That is, the expansive material according to the present embodiment is made of the cement admixture described above. This makes it possible to impart a large expansion to the concrete over the initial age (for example, 2 to 7 days of age) after placing the concrete, to suppress the dry shrinkage strain, and to suppress the deterioration of long-term strength development.

[3.セメント組成物]
本実施形態に係るセメント組成物は、既述のセメント混和材を含有してなる。ここで、セメント組成物で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱などの各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などを混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント(エコセメント)などのポルトランドセメントが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。なお、セメント混和材は本実施形態に係る膨張材であってもよい。
[3. Cement composition]
The cement composition according to the present embodiment contains the cement admixture described above. Here, as the cement used in the cement composition, normally, early strength, ultra-early early strength, low heat, and various portland cement such as moderate heat, these Portland cement, blast furnace slag, fly ash, or mixed silica. Various types of mixed cement, filler cement mixed with limestone powder and blast furnace slowly cooled slag fine powder, and Portland cement such as environmentally friendly cement (eco-cement) manufactured from municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash are raw materials. One or more of these can be used. The cement admixture may be the expansive material according to this embodiment.

本実施形態では、セメント、セメント混和材、及び砂等の細骨材や砂利等の粗骨材の他に、早強剤、急硬材、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、凝結低減剤、水和熱抑制剤、高分子エマルジョン、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体、高炉水砕スラグ微粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などのスラグ、石灰石微粉末、シリカ質微粉末、石膏、ケイ酸カルシウム等の混和材料からなる群のうち一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。また、有機系材料として、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維等の繊維状物質との併用も可能である。 In the present embodiment, in addition to cement, cement admixture, and coarse aggregate such as sand and coarse aggregate such as sand, fast strengthening agent, rapid hardening material, water reducing agent, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, high Performance AE water reducing agent, superplasticizer, antifoaming agent, thickening agent, rust preventive, antifreezing agent, shrinkage reducing agent, coagulation reducing agent, heat of hydration inhibitor, polymer emulsion, clay minerals such as bentonite, hydrotal One or two of the group consisting of anion exchangers such as sites, slag such as granulated blast furnace slag fine powder and blast furnace slowly cooled slag fine powder, limestone fine powder, siliceous fine powder, gypsum, and calcium silicate. It is possible to use two or more kinds in combination as long as the object of the present invention is not substantially impaired. Further, as the organic material, it is possible to use together with a fibrous substance such as vinylon fiber, acrylic fiber, carbon fiber or the like.

セメント混和材(又は膨張材)の使用量(配合量)は、コンクリートの配合によって変化するため特に限定されるものではないが、通常、セメントとセメント混和材(又は膨張材)を含むセメント組成物100質量部中、3〜12質量部が好ましく、4〜7質量部がより好ましい。3質量部以上であることで充分な膨張性能が得られる。また、12質量部を以下であることで過膨張となることがなく、コンクリートに膨張クラックが生じるのを防ぐことができる。 The use amount (mixing amount) of the cement admixture (or expanding material) is not particularly limited because it changes depending on the mixing of concrete, but usually a cement composition containing cement and the cement admixture (or expanding material). In 100 parts by mass, 3 to 12 parts by mass is preferable, and 4 to 7 parts by mass is more preferable. When the amount is 3 parts by mass or more, sufficient expansion performance can be obtained. Further, when the amount is 12 parts by mass or less, overexpansion does not occur and expansion cracks can be prevented from occurring in concrete.

「実験例1」
CaO原料、Al原料、Fe原料、SiO原料、CaSO原料、そしてSrO原料を表1に示す鉱物割合、化学成分としての割合となるように配合し、混合粉砕した後1,350℃で焼成してクリンカを合成し、ボールミルを用いてブレーン比表面積で3,000cm/gに粉砕して、セメント混和材を作製した。
このセメント混和材を使用して、セメントとセメント混和材からなるセメント組成物100質量部中、セメント混和材を7質量部使用し、水/セメント組成物比=50質量%、セメント組成物/砂比=1/3(質量比)のモルタルを20℃の室内で調製して、長さ変化率と圧縮強度の測定を行った。
また、セメント混和材について、100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B)を求めた。
"Experimental example 1"
After CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, SiO 2 raw material, CaSO 4 raw material, and SrO raw material were blended so as to have the mineral proportions and the chemical component proportions shown in Table 1, after mixing and pulverizing A clinker was synthesized by firing at 1,350° C., and crushed to have a Blaine specific surface area of 3,000 cm 2 /g using a ball mill to prepare a cement admixture.
Using this cement admixture, 7 parts by mass of the cement admixture is used in 100 parts by mass of the cement composition consisting of cement and the cement admixture, and the water/cement composition ratio=50% by mass, the cement composition/sand. Mortar with a ratio of 1/3 (mass ratio) was prepared in a room at 20° C., and the rate of change in length and the compression strength were measured.
Further, for the cement admixture, the ratio (A/B) of the content A of particles of 100 μm or less and the content B of particles of 10 μm or less was obtained.

(使用材料)
CaO原料:石灰石
Al原料:ボーキサイト
Fe原料:酸化鉄
SiO原料:珪石
CaSO原料:二水石膏
SrO原料:ストロチアン石
ZrO原料:ジルコンサンド
砂:JIS標準砂
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
(Material used)
CaO raw material: limestone Al 2 O 3 raw material: bauxite Fe 2 O 3 raw material: iron oxide SiO 2 raw material: silica stone CaSO 4 raw material: dihydrate gypsum SrO raw material: strotian stone ZrO 2 raw material: zircon sand sand: JIS standard sand cement: ordinary Portland cement, commercial product

(試験方法)
化学組成:蛍光X線から求めた。
100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B):HORIBA社製、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いた。セメント混和材をエタノールに超音波で1分間分散させ、試料屈折率1.770、分散媒屈折率1.360の条件で体積基準の粒度分布を測定した。かかる粒度分布から100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bを求め、A/Bを算出した。鉱物組成:化学組成と粉末X線回折の同定結果に基づいて計算により求めた。
圧縮強度:JIS R 5201に準じて4×4×16cmの試験体を作製し、材齢7日(7d)及び28日(28d)の圧縮強度を測定した。
(Test method)
Chemical composition: determined from fluorescent X-rays.
Ratio (A/B) of content rate A of particles of 100 μm or less and content rate B of particles of 10 μm or less: Laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer LA-920 manufactured by HORIBA was used. The cement admixture was dispersed in ethanol for 1 minute by ultrasonic waves, and a volume-based particle size distribution was measured under the conditions of a sample refractive index of 1.770 and a dispersion medium refractive index of 1.360. From the particle size distribution, the content A of particles of 100 μm or less and the content B of particles of 10 μm or less were obtained, and A/B was calculated. Mineral composition: Calculated based on chemical composition and powder X-ray diffraction identification results.
Compressive strength: A test piece of 4×4×16 cm was prepared in accordance with JIS R 5201, and the compressive strength at 7 days (7d) and 28 days (28d) of age was measured.

「実験例2」
実験No.1−5において、さらにZrO原料を用いたり、SrOの量を調整したりして、クリンカ中のSrO量及びZrO量を下記表2に示すように変化させたこと以外は実験例1と同様の実験を行った。結果を表2に示す。
(試験方法)
フロー試験: JIS R 5201−2015「セメントの物理試験方法」に準じてモルタルを混練し、練り上り直後の15打点フロー値を測定した。温度、湿度、モルタルの配合は、圧縮強度試験と同一にした。試験では標準砂を使用した。
"Experimental example 2"
Experiment No. 1-5, except that the ZrO 2 raw material was further used and the amount of SrO was adjusted to change the amounts of SrO and ZrO 2 in the clinker as shown in Table 2 below. A similar experiment was conducted. The results are shown in Table 2.
(Test method)
Flow test: Mortar was kneaded in accordance with JIS R 5201-2015 "Physical test method for cement", and 15-point flow value immediately after kneading was measured. The composition of temperature, humidity and mortar was the same as in the compressive strength test. Standard sand was used in the test.

本発明のセメント混和材により、コンクリート打設後の材齢2日〜7日にかけてコンクリートに大きな膨張と乾燥収縮ひずみの抑制を付与でき、長期強度発現性の低下がないので、土木・建築分野で幅広く使用することができる。 With the cement admixture of the present invention, it is possible to impart large expansion and suppression of dry shrinkage strain to concrete from the age of 2 to 7 days after placing concrete, and there is no decrease in long-term strength development, so in the field of civil engineering and construction. It can be used widely.

Claims (9)

遊離石灰、水硬性化合物、及び無水石膏を含有し、化学成分としてSrOを含むセメント混和材。 A cement admixture containing free lime, a hydraulic compound, and anhydrous gypsum, and containing SrO as a chemical component. 前記SrOの含有量が、セメント混和材100質量部に対して、0.001〜5.0質量部である請求項1に記載のセメント混和材。 The cement admixture according to claim 1, wherein the content of SrO is 0.001 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement admixture. 化学成分としてさらに、ZrOを含んでなる請求項1または2に記載のセメント混和材。 The cement admixture according to claim 1 or 2, further comprising ZrO 2 as a chemical component. 前記ZrOの含有量が、セメント混和材100質量部に対して、0.0001〜5.0質量部である請求項3に記載のセメント混和材。 The cement admixture according to claim 3, wherein the content of ZrO 2 is 0.0001 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement admixture. ブレーン比表面積が、2,000〜6,000cm/gである請求項1〜4のいずれか1項に記載のセメント混和材。 Blaine specific surface area, a cement admixture according to any one of claims 1 to 4 is 2,000~6,000cm 2 / g. 体積基準で、10μm以下の粒子の含有率が30〜60体積%であって、100μm以下の粒子の含有率Aと10μm以下の粒子の含有率Bの比率(A/B)が1.5〜4.0である請求項1〜5のいずれか1項に記載のセメント混和材。 On a volume basis, the content of particles of 10 μm or less is 30 to 60% by volume, and the ratio (A/B) of the content A of particles of 100 μm or less and the content B of particles of 10 μm or less is 1.5 to. The cement admixture according to claim 1, wherein the cement admixture is 4.0. 前記水硬性化合物として、3CaO・3Al・CaSO、3CaO・SiO、2CaO・SiO、4CaO・Al・Fe、6CaO・2Al・Fe、6CaO・Al・Fe、及び2CaO・Feからなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載のセメント混和材。 The water as a hydraulic compound, 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4, 3CaO · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, 6CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, and 2CaO · Fe 2 O 3 1 kind selected from the group consisting of or containing two or more cement admixture according to any one of claims 1 to 6 .. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のセメント混和材からなる膨張材。 An expansive material comprising the cement admixture according to any one of claims 1 to 7. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のセメント混和材を含有してなるセメント組成物。
A cement composition comprising the cement admixture according to any one of claims 1 to 7.
JP2018214450A 2018-11-15 2018-11-15 Cement admixture, expansion material, and cement composition Active JP6568291B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214450A JP6568291B1 (en) 2018-11-15 2018-11-15 Cement admixture, expansion material, and cement composition
SG11202104843XA SG11202104843XA (en) 2018-11-15 2019-11-13 Cement admixture, expansion material, and cement composition
PCT/JP2019/044473 WO2020100925A1 (en) 2018-11-15 2019-11-13 Cement admixture, expansion material, and cement composition
ES19884736T ES2941780T3 (en) 2018-11-15 2019-11-13 Cement admixture, expansion material and cement composition
EP19884736.0A EP3875444B1 (en) 2018-11-15 2019-11-13 Cement admixture, expansion material, and cement composition
CN201980088520.3A CN113272265A (en) 2018-11-15 2019-11-13 Cement admixture, expansion material and cement composition
TW108141300A TWI815994B (en) 2018-11-15 2019-11-14 Cement admixtures, expanding materials and cement compositions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214450A JP6568291B1 (en) 2018-11-15 2018-11-15 Cement admixture, expansion material, and cement composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6568291B1 JP6568291B1 (en) 2019-08-28
JP2020083660A true JP2020083660A (en) 2020-06-04

Family

ID=67766758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018214450A Active JP6568291B1 (en) 2018-11-15 2018-11-15 Cement admixture, expansion material, and cement composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6568291B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6641057B1 (en) * 2019-07-18 2020-02-05 デンカ株式会社 Cement admixture, expander, and cement composition
US20230242448A1 (en) 2020-04-23 2023-08-03 Denka Company Limited Cement admixture, expansion material, and cement composition
KR102506548B1 (en) 2022-04-07 2023-03-07 브사렐건설 주식회사 Expansion mortar with excellent initial and long-term expansion effect

Also Published As

Publication number Publication date
JP6568291B1 (en) 2019-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4502298B2 (en) Cement composition and acid resistant cement / concrete using the same
JP7509867B2 (en) Cement admixture, expansive material, and cement composition
JP6568291B1 (en) Cement admixture, expansion material, and cement composition
JP2003171162A (en) Cement grout composition
EP3875444B1 (en) Cement admixture, expansion material, and cement composition
JPWO2019142775A1 (en) High-strength grout material composition and high-strength grout mortar using it
JP7542130B2 (en) Cement admixture, cement composition, and method for producing concrete product
WO2023022172A1 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition
JP6234739B2 (en) Method for producing hardened cement and hardened cement
JP6641057B1 (en) Cement admixture, expander, and cement composition
JP5785429B2 (en) Cement admixture and cement composition
JP6195460B2 (en) Method for producing anti-bleeding agent for concrete and method for producing cement composition containing the anti-bleeding agent for concrete
JP4244261B2 (en) Cement admixture and cement composition
JP2008239392A (en) Intumescent material, cement composition, and hardened cement body using the same
JP2003012352A (en) Cement admixture and cement composition
JP4509339B2 (en) Cement admixture and cement composition
JP4514319B2 (en) Cement admixture and cement composition
JP4173780B2 (en) Hydraulic cement composition
JP2014185040A (en) Cement composition
JP7260998B2 (en) Expansive composition, cement composition and cement-concrete
JP3390080B2 (en) Cement admixture and cement composition for grout
WO2023234041A1 (en) Cement material, cement composition, and hardened article
JP2015107900A (en) Cement admixture and cement composition-hardened cement using the same
JP2024179577A (en) Repair material, repair mortar composition and hardened body
WO2017221685A1 (en) Clinker aggregate and cement concrete using same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181129

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20181129

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20181212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190604

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190801

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6568291

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250