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JPH08183640A - セメント組成物 - Google Patents

セメント組成物

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Publication number
JPH08183640A
JPH08183640A JP32810194A JP32810194A JPH08183640A JP H08183640 A JPH08183640 A JP H08183640A JP 32810194 A JP32810194 A JP 32810194A JP 32810194 A JP32810194 A JP 32810194A JP H08183640 A JPH08183640 A JP H08183640A
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JP
Japan
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cement
calcium aluminate
weight
heat
adjusting
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Application number
JP32810194A
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English (en)
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JP3549600B2 (ja
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Kazuto Kushihashi
和人 串橋
Kazuhide Iwanami
和英 岩波
Minoru Morioka
実 盛岡
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
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP32810194A priority Critical patent/JP3549600B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00439Physico-chemical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00448Low heat cements

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主に、土木・建築業界において使用されるセ
メントの水和熱発生時間の調整材を用いたセメント組成
物を提供すること。 【構成】 セメントと、カルシウムアルミネートを主成
分とするセメントの水和熱発生時間の調整材とを含有し
てなり、該調整材は、セメントと該調整材の合計100重
量部中、1〜7重量部であることを特徴とするセメント
組成物を構成とする。 【効果】 本発明のセメント組成物を使用することによ
り、コールドジョイントの防止に効果の大きい被打ち継
ぎコンクリートが得られる等の効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に、土木・建築業界
において使用されるセメントの水和熱発生時間の調整材
を用いたセメント組成物に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】従来、コンクリートに打ち継ぎ
コンクリートを打ち継いで構造物を構築する場合、当然
のことながら、コンクリートを打設する時間差によっ
て、水和熱発生時間が異なるため、打ち継ぎ部分のコン
クリートの水和熱発生量が不均一となり、いわゆるコー
ルドジョイントと呼ばれるひびわれが発生する。このコ
ールドジョイントを防止する方法として、セメントの凝
結遅延剤をコンクリートに添加して、打ち継ぎコンクリ
ートと被打ち継ぎコンクリートの凝結硬化時間が同程度
になるようにして打ち継ぐ方法が提案されている(特開
昭48−66618号公報)。
【0003】しかしながら、従来のセメントの凝結遅延
剤は、セメントの水和熱発生時間のみならず硬化速度ま
で遅延し、場合によっては硬化不良をおこし、強度発現
性が低下する等の課題を有していた。
【0004】一方、カルシウムアルミネートは、セッコ
ウ類と併用してセメント急硬材として、あるいは、アル
ミン酸アルカリ塩やアルカリ炭酸塩などと併用してトン
ネル吹き付け材として広範囲に使用されている(特公平
2−83245号公報、特公昭56−27457号公報)。
【0005】そして、カルシウムアルミネートがセメン
ト急硬材として利用される場合には、セッコウ類と併用
し、かつ、使用割合も15〜40重量%程度と多く、水和物
としてエトリンガイトを大量に生成するものであった。
【0006】本発明者は、前記課題を解決すべく、種々
検討を重ねた結果、特定の成分を使用することにより、
セメントの水和熱発生時間だけを遅延し、硬化速度には
ほとんど影響を与えないコンクリートが得られるとの知
見を得て本発明を完成するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
トと、カルシウムアルミネートを主成分とするセメント
の水和熱発生時間の調整材とを含有してなり、該調整材
は、セメントと該調整材の合計100重量部中、1〜7重
量部であることを特徴とするセメント組成物である。
【0008】以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【0009】本発明で使用するセメントとは、特に制限
されるものではなく、通常使用されている普通・早強・
超早強・中庸熱等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、さらに
は、ポルトランドセメントにセメント膨張材を混合した
膨張セメントや、アルミナセメント、白色セメント、及
びコロイドセメント等の特殊セメント等が挙げられる。
また、ポルトランドセメントの鉱物組成を改良し、ビー
ライト含有量を50重量%程度以上とした、いわゆる、ビ
ーライトセメント等の使用も可能である。
【0010】本発明のセメントの水和熱発生時間の調整
材(以下、単に調整材という)はカルシウムアルミネート
を主成分とするものである。
【0011】本発明で使用するカルシウムアルミネート
は、成分的に特に限定されるものではなく、例えば、結
晶質のカルシウムアルミネートとしては、3CaO・Al2O3
2CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3、CaO・Al2O3、3CaO・5Al2O3
及びCaO・2Al2O3等が挙げられ、非晶質としては、CaO含
有量が30〜60重量%の範囲にあるカルシウムアルミネー
トが挙げられる。
【0012】ここで、非晶質とは、すべてが非晶質であ
る必要はなく、例えば、ガラス化率で50%程度以上であ
ればよい。本発明では、結晶質、非晶質、いずれのカル
シウムアルミネートの使用が可能であり、非晶質のカル
シウムアルミネートが本発明の効果が大きく、また、Ca
O含有量が少ないほどセメントの水和発生時間の遅延効
果が大であるが、同時に強度発現性も遅延されるので、
使用目的によりカルシウムアルミネートの種類や使用量
を選択するのが好ましい。
【0013】カルシウムアルミネートは、石灰質原料や
アルミナ質原料を、1,200℃以上で熱処理することによ
り得られる。
【0014】ここで、石灰質原料としては、石灰石、炭
酸カルシウム、及び消石灰が挙げられ、アルミナ質原料
としては、ボーキサイトやアルミナ残灰が挙げられる。
【0015】熱処理後のカルシウムアルミネート中のCa
O含有量は、35〜60重量%が好ましい。CaO含有量がこの
範囲外では本発明の効果が得られない場合がある。
【0016】熱処理方法は、特に限定されるものではな
いが、例えば、電気炉又はロータリーキルンなどを使用
することが可能であり、熱処理時間も特に限定されるも
のではない。熱処理温度は組成により異なるので、特に
限定されるものではないが、通常、1,200〜1,800℃程度
である。熱処理後の冷却方法についても、特に限定され
るものではなく、例えば、水や高圧空気などによる急冷
法や、放置による徐冷法などいずれの方法を用いること
も可能である。
【0017】また、カルシウムアルミネート中の他の成
分あるいは不純物の存在も特に限定されるものではな
い。例えば、他の成分として、Fe2O3、SiO2、TiO2、Mg
O、F2、及びSO3等の混入が予想されるが、本発明の目的
を実質的に阻害しない範囲では問題になるものではな
い。
【0018】本発明のカルシウムアルミネートの粒度
は、特に限定されるものではないが、ブレーン値で1,50
0〜8,000cm2/g程度の範囲のものが好ましい。1,500cm2/
g未満では水和熱発生時間の遅延効果が十分に得られな
い場合があり、8,000cm2/gを超えるとこれを用いたコン
クリートの流動性が低下する場合がある。
【0019】本発明のカルシウムアルミネートがセメン
トの水和熱発生時間を遅延する原因は定かではないが、
カルシウムアルミネートが水和する際に、カルシウムア
ルミネート水和物と共に生成するアルミナゲルがセメン
ト粒子表面を覆い、セメントの水和を阻害するためと考
えられる。
【0020】本発明におけるカルシウムアルミネートの
使用目的は、従来の、例えば、セメント急硬材のような
使用目的とは根本的に異なり、また、使用形態や使用割
合も異なる。即ち、本発明ではカルシウムアルミネート
を主成分とする調整材を、セメントと調整材の合計100
重量部中、1〜7重量部使用することにより、この調整
材を添加したコンクリートの流動性や作業性を損ねるこ
となく、セメントの水和熱発生時間を調整することが可
能である。
【0021】本発明でカルシウムアルミネートを主成分
とする調整材中のカルシウムアルミネートの量は、調整
材100重量部中、80重量部以上が好ましく、90重量部以
上がより好ましい。
【0022】本発明の調整材の使用量は、使用するセメ
ントや他の材料により一義的ではないが、通常、セメン
ト組成物を使用したコンクリートの流動性や作業性を損
ねることなく、セメントの水和熱発生時間を調整する面
から、セメントと調整材の合計100重量部中、1〜7重
量部が好ましく、2〜5重量部がより好ましい。1重量
部未満では水和熱発生時間の遅延効果が十分ではなく、
7重量部を越えると強度発現性が悪くなる場合がある。
【0023】本発明のセメント組成物の養生方法は、特
に限定されるものではなく、一般に行われる養生方法が
適用可能である。また、混練方法であるが、一般に用い
られる方法でよく、特に限定されるものではない。
【0024】本発明のセメント混練物を製造する際に使
用する混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使
用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサ
ー、V型ミキサー、ヘンシェルミキサー、及びナウター
ミキサー等が利用可能である。また、混合は、それぞれ
の材料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部
を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
【0025】本発明では、前記セメント組成物の他に、
砂や砂利などの骨材、補強繊維材、凝結調整剤、減水
剤、高性能減水剤、AE剤、AE減水剤、高性能AE減
水剤、増粘剤、セメント膨張材、防錆剤、防凍剤、水酸
化ナトリウム等の可溶性アルカリ塩、酸化カルシウムや
水酸化カルシウムなどのカルシウム化合物、硫酸ナトリ
ウム等の硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸アルカリ金属塩、
及び重亜硫酸アルカリ金属塩、並びに、硫酸アルミニウ
ム等の硫酸塩、無機リン酸塩、ホウ酸、ベントナイトや
モンモリロナイト等の粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロ
タルサイト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換
体、並びに、高分子エマルジョン等の内の一種又は二種
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。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
【0027】実施例1 石灰質原料とアルミナ質原料を混合し、電気炉を用いて
1,600℃で溶融した溶融物を高圧空気法で急冷して得ら
れたクリンカーを粉砕し、ブレーン値で4,000±200cm2/
gに調整して非晶質カルシウムアルミネート(以下、A−
CAという)を得た。A−CAの組成比は化学分析によ
り求めた。このA−CAを調整材とし、セメントと調整
材の合計100重量部中、調整材を表1に示すように配合
して結合材とし、各種材料の単位量が、結合材300kg/
m3、粗骨材1,056kg/m3、細骨材765kg/m3、及び水146kg/
m3の配合で、練り上がり温度20℃に調整したコンクリー
トとし、そのコンクリートの上昇時間と圧縮強度を測定
した。結果を表1に併記する。
【0028】<使用材料> セメント :電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト 石灰質原料:和光純薬工業社製試薬1級CaO アルミナ質原料:和光純薬工業社製試薬1級Al2O3 A−CAb:CaO含有量40重量%のA−CA 粗骨材 :新潟県姫川産川砂利、Gmax=25mm 細骨材 :新潟県姫川産川砂、5mm下 水 :水道水
【0029】<測定方法> 上昇時間 :調整したコンクリート3.5リットルを、高
さ30cm、内径13cm、厚さ10cmの発泡スチロール製円筒容
器に入れ、20℃恒温室中で養生した時のコンクリート中
心部温度を熱電対で自動的に測定し、練り上がり温度か
ら5℃上昇した時の時間とコンクリートの温度が最高温
度となった時間 圧縮強度 :4×4×16mmの供試体を用いて、JIS R 52
01に準じて、各材令における圧縮強度を測定
【0030】
【表1】
【0031】実施例2 調整材としてのカルシウムアルミネートの種類を表2に
示すように変化して、セメントと調整材の合計100重量
部中の調整材を3重量部としたこと以外は実施例1と同
様に行った。結果を表2に併記する。
【0032】<使用材料> A−CAa:CaO含有量35重量%のA−CA A−CAc:CaO含有量45重量%のA−CA A−CAd:CaO含有量50重量%のA−CA A−CAe:CaO含有量55重量%のA−CA A−CAf:CaO含有量60重量%のA−CA A−CAg:12CaO・7Al2O3
【0033】
【表2】
【0034】実施例3 比較のため、従来技術と同様、凝結遅延剤を、セメント
と凝結遅延剤からなる結合材100重量部中、0.5重量部使
用したこと以外のコンクリートの配合や実験方法は実施
例1と同様に行い、セメントの凝結を遅延させた場合の
測定結果を表3に示す。
【0035】<使用材料> 凝結遅延剤:日澱化学工業社製デキストリン
【0036】
【表3】
【0037】
【発明の効果】本発明のセメント組成物を使用すること
により、コールドジョイントの防止に効果の大きい被打
ち継ぎコンクリートが得られる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 103:22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントと、カルシウムアルミネートを
    主成分とするセメントの水和熱発生時間の調整材とを含
    有してなり、該調整材は、セメントと該調整材の合計10
    0重量部中、1〜7重量部であることを特徴とするセメ
    ント組成物。
JP32810194A 1994-12-28 1994-12-28 セメント組成物 Expired - Fee Related JP3549600B2 (ja)

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