JPH082951A

JPH082951A - セメント組成物

Info

Publication number: JPH082951A
Application number: JP6137551A
Authority: JP
Inventors: Naohito Yanagisawa; 直仁柳沢; Hideaki Gomi; 秀明五味; Minoru Handa; 実半田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JP3638308B2

Abstract

(57)【要約】【目的】早期強度発現性や寸法安定性が要求されるセ
メント組成物を提供すること。【構成】セメント、アルミノケイ酸カルシウムガラ
ス、セッコウ類、及び重量骨材を主成分とするセメント
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、作業時間の短縮化や硬化体成形時締め固めにおける
作業労力の軽減がはかられ、なおかつ熟練した技術を持
たない作業者でも十分作業できるようになる等の効果を
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、セメント組成物、特
に、早期強度発現性や寸法安定性が要求されるセメント
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】一般に、左官モルタルや、コ
ンクリート打設後、気泡や充填不良などにより発生した
隙間など、いわゆるコンクリートジャンカを補修する補
修用材料や、床補修などの補修材等では、セメントや骨
材に必要量の水を添加し、モルタルを作製し施工を行っ
ていた(鈴木忠五郎著左官工学昭和43年株ヤブ原
出版発行、日本建築学会発行建築工事標準仕様書・同
解説 JASS 15 左官工事)。

【０００３】しかしながら、セメントと骨材だけのモル
タルでは、早期強度発現性が発揮されないため、硬化
まで時間がかかる。セメントの硬化収縮が大きく、硬
化体にひび割れが発生する。モルタルの余剰水発生
(ブリーディング)があり、モルタル硬化後の硬化体表面
に凹凸が発生する。等の課題があった。

【０００４】本発明者は、上記課題を解決すべく種々検
討した結果、特定の組成物を使用することが有効である
との知見を得て本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト、アルミノケイ酸カルシウムガラス、セッコウ類、及
び重量骨材を主成分とするセメント組成物である。

【０００６】以下、本発明を詳しく説明する。

【０００７】本発明で使用するセメントとしては、普
通、早強、超早強、及び中庸熱等の各種ポルトラルドセ
メントや、これらポルトランドセメントに、シリカ、高
炉スラグ、又はフライアッシュが混合された各種混合セ
メント等が挙げられる。

【０００８】また、本発明で使用するアルミノケイ酸カ
ルシウムガラス(以下CASガラスという)は、CaO質原料、
Al₂O₃質原料、及びSiO₂質原料の混合物を溶融し、急冷
してなるもので、CaO30〜60重量％、Al₂O₃20〜60重量
％、及びSiO₂５〜25重量％の組成を持つものが好まし
く、CaO35〜55重量％、Al₂O₃30〜55重量％、及びSiO₂10
〜20重量％の組成を持つものがより好ましい。CaOが30
重量％未満、あるいは、Al₂O₃が60重量％を越えると急
硬性に劣り、逆に、CaOが60重量％を超えるか、あるい
は、Al₂O₃が20重量％未満であると、凝結遅延剤を多量
添加しても瞬結する傾向がある。また、SiO₂が５重量％
未満であると、長期的な強度の伸びが期待できず、逆に
25重量％を越えると初期強度が小さくなる傾向がある。
なお、一般の工業原料には、MgO、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、
及びNa₂O等の不純物が当然含まれており、これらの不純
物は、CaO-Al₂O₃-SiO₂系のガラス化領域を拡張すること
から、その含有量は、急硬性、作業性、及び長期強度発
現性の面から10重量％未満が好ましい。一般的なガラス
の融剤である、KNO₃やNaNO₃などのアルカリ硝酸塩、フ
ッ化カルシウム、及びホウ砂等を併用することは、CAS
ガラスの融点を下げる面から好ましい。

【０００９】ここでいうガラスとは、熱分析等から求め
られるガラス転移点を示すガラス質を有するものであ
る。なお、全てガラス質である必要はなく、ガラス質／
(鉱物質＋ガラス質)で示されるガラス化率が50重量％以
上であれば本発明のCASガラスとして好ましく、70重量
％以上がより好ましく、80重量％以上が最も好ましい。
50重量％未満であると、早強性が得られないおそれがあ
る。ガラス化率は、例えば、CASガラスを1,000℃で２時
間加熱後、５℃／分の冷却速度で徐冷し、粉末Ｘ線回析
法により結晶鉱物のメインピークの面積S₀を求め、CAS
ガラス中の結晶のメインピーク面積Ｓから、ガラス化率
Ｘ(重量％)＝(１−Ｓ／S₀)×100として算出できる。CAS
ガラスは、冶金又は金属精錬時などにおいて副生する高
炉スラグの組成とは全く異なるものである。ちなみに、
高炉水砕スラグの平均的な化学組成は、CaO40〜43重量
％、MgO５〜８重量％、Al₂O₃13〜15重量％、及びSiO₂31
〜35重量％である。さらに、CASガラスは、アルミナセ
メントから派生したものでもない。即ち、通常のアルミ
ナセメントのSiO₂量は５重量％未満であり、ガラス化率
は25重量％を越えることはない〔笠井順一、コンクリー
ト工学、第22巻、第８号、第67頁 (1964)、1964年、ロ
ンドン市アカデミックプレスインコーポレーデッド
リミテッド発行、H. F. w. Taylor著、ザケミストリ
ーオブセメント(The Chemistry of Cement)、第二
巻、第16頁〕。

【００１０】CASガラスの原料としては、CaO質原料とし
て、生石灰(CaO)、消石灰(Ca(OH)₂)、及び石灰石(CaC
O₃)等を用いることができ、Al₂O₃質原料として、アルミ
ナ、ボーキサイト、ダイアスボア、長石、及び粘土等を
用いることができ、SiO₂質原料として、ケイ砂、白土、
及びケイ藻土等を用いることができる。あるいは、比較
的安価な高炉スラグにCaO質原料とAl₂O₃質原料を補うこ
とによっても達せられる。これらCaO質原料、Al₂O₃質原
料、及びSiO₂質原料を所定の割合で配合した後、直接通
電式溶融炉、あるいは、高周波炉を用いて溶融し、得ら
れた溶融体を圧縮空気や高圧水により吹き飛ばす方法、
あるいは、水中に流し込む方法により製造される。ま
た、ロータリーキルンで溶融し、急冷することによって
もCASガラスを製造することが可能である。CASガラスの
粉末度は、細かければ細かいほど反応性が向上するので
好ましく、特に、ブレーン比表面積で3,000cm²/g以上が
好ましい。3,000cm²/g未満では圧縮強度が低下するおそ
れがある。CASガラスの使用量は、セメント100重量部に
対して、５〜50重量部が好ましく、10〜30重量部がより
好ましい。５重量部未満では高い強度発現性や急硬性が
得られない場合があり、50重量部を越えるとクラックが
発生する場合がある。

【００１１】本発明で使用するセッコウ類としては、無
水、半水、及び二水の各セッコウの一種又は二種以上の
使用が可能であり、このうち、II型の無水セッコウの使
用が強度発現性の面から好ましい。セッコウ類の粉末度
は、3,000cm²/g以上が好ましく、4,000cm²/g以上がより
好ましい。粉末度が3,000cm²/g未満では、強度発現性が
低下する傾向がある。セッコウ類の使用量は、セメント
100重量部に対して、５〜50重量部が好ましく、10〜30
重量部がより好ましい。５重量部未満では強度発現性の
面で好ましくなく、50重量部を超えると膨張性を示し、
クラックが発生したり、強度が低下する傾向がある。

【００１２】本発明では、セメント、CASガラス、及び
セッコウ類に、さらに重量骨材を配合して、水と混練
し、モルタルを作製する。

【００１３】本発明で使用する重量骨材は、特に、比重
2.9以上のものが好ましく、比重3.1以上の重量骨材がよ
り好ましい。具体的には、磁鉄鉱、砂鉄、褐鉄鉱、赤鉄
鉱、重結晶、玄武岩、及び粉砕スラグ等が挙げられる。
重量骨材の粒度は、各ふるい寸法の通過量、５mmが０〜
10重量％、2.5mmが５〜30重量％、1.2mmが15〜40重量
％、0.6mmが５〜30重量％、0.3mmが10〜30重量％、及び
0.15mm以下が０〜25重量％が好ましく、また、各ふるい
寸法の通過量、５mmが０〜５重量％、2.5mmが10〜20重
量％、1.2mmが20〜30重量％、0.6mmが10〜20重量％、0.
3mmが20〜30重量％、及び0.15mm以下が10〜20重量％で
あることがより好ましい。重量骨材の粒度がこの範囲外
であると、形成時の硬化体の締まり具合が悪く、硬化体
形成時の変位量が多くなる傾向がある。重量骨材の使用
量は、セメント100重量部に対して、100〜400重量部が
好ましく、150〜300重量部がより好ましい。100重量部
未満ではクラックが発生する傾向があり、400重量部を
越えると強度発現性が低下する傾向がある。

【００１４】水の使用量は、セメント、CASガラス、セ
ッコウ類、及び重量骨材からなるセメント組成物100重
量部に対して、8.5〜10.5重量部が好ましく、９〜10重
量部がより好ましい。8.5重量部未満では硬化時間が短
くなる傾向があり、10.5重量部を越えると早期強度発現
性に欠ける傾向がある。

【００１５】本発明では、セメント、CASガラス、セッ
コウ類、及び重量骨材に、さらに、各種の添加材を併用
することが可能である。

【００１６】ここで、各種の添加材として、凝結遅延
剤、ガラス繊維やカーボン繊維などの繊維、高分子ポリ
マーエマルジョン・ラテックス、着色材・顔料、ＡＥ
剤、減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、防錆剤、メ
チルセルロース等の水中不分離混和材、増粘剤、保水
剤、塩化カルシウム、ケイ酸ソーダ等の防水剤、発泡
剤、水酸化カルシウム等のカルシウム含有化合物、及び
防凍剤等からなる群より選ばれた一種又は二種以上を本
発明の目的を阻害しない程度で使用することが可能であ
る。

【００１７】凝結遅延剤としては、塩化カルシウム、塩
化第二鉄、及び塩化アルミニウム等の塩化物、アルミン
酸ナトリウムやアルミン酸カリウムなどのアルミン酸
塩、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどの炭酸塩、水酸
化ナトリウムや水酸化カルシウムなどの水酸化物、並び
に、ケイフッ化亜鉛、ケイフッ化マグネシウム、及びケ
イフッ化ナトリウム等のケイフッ化物等の無機塩類、さ
らには、クエン酸、グルコン酸、及び酒石酸又はこれら
のカルシウム塩、ナトリウム塩、及びカリウム塩等の有
機酸系化合物があり、これらを単独添加することも可能
であり、二種以上を併用することも可能である。凝結遅
延剤の使用量は、CASガラス100重量部に対して、0.1〜1
0重量部が好ましく、0.5〜８重量部がより好ましい。0.
1重量部未満では瞬結する傾向があり、10重量部を越え
ると硬化時間が長引く傾向がある。

【００１８】本発明の各材料を混合する際に使用する混
合装置としては、既存のいかなる装置でも使用可能であ
り、例えば、傾動ミキサー、千代田技研工業社製オムニ
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、混合は各々
の材料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部、
もしくは全部を混合しておいても差し支えない。本発明
のセメント組成物の実際の施工方法については、従来の
モルタルあるいは、コンクリートの施工に準じればよ
く、特別な装置や工法などは、特に必要とはしない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳しく
説明する。

【００２０】実施例１セメント100重量部、セッコウ類15重量部、及び重量骨
材Ａ270重量部と、セメント、CASガラス、セッコウ類、
及び重量骨材からなるセメント組成物100重量部に対し
て水9.5重量部と、並びに、表１に示すように使用量を
変化させたCASガラスを配合し、容量50リットルの強制
式左官用ミキサーで混合し、３分間練り混ぜ、モルタル
を作製し、そのフロー値と硬化時間を測定し、作製した
モルタルを使用した４×４×16cmの供試体の圧縮強度
と、10×10×10cmの供試体の変位量を測定した。結果を
表１に示す。

【００２１】＜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 CASガラス：CaO40.5重量％、Al₂O₃36.1重量％、SiO₂11.
3重量％、ブレーン値5,690cm²/g セッコウ類：市販無水セッコウ、ブレーン値6,200cm²/g 重量骨材Ａ：市販スラグ系重量骨材、比重3.10、粒度分
布は、ふるい寸法の通過量2.5mm20重量％、1.2mm30重量
％、0.6mm15重量％、0.3mm20重量％、及び0.15mm15重量
％

【００２２】＜試験方法＞フロー値：JIS R 5201に準じて測定、フローテーブル
にフローコーンを設置し、フローコーンにモルタルを２
層詰めした後、静かに上方向に取り去ってから、15秒間
に15回落下運動を与え、モルタルが広がった後の径を、
最大と認める方向とこれに直角な方向を測定し、その平
均(mm)。圧縮強度：４×４×16cmの供試体を使用してモルタル
を２層詰とし、所定の材令まで恒温恒湿室で養生し、JI
S R 5201に準じて、毎秒80kgfの割合で載荷し、その最
大荷重を測定。硬化時間：練り上がったモルタルに熱電対を差し込
み、セメントの水和反応による発熱量を熱電対自動温度
記録計を用いて測定し、練り上がりより１℃上昇した時
間。変位量：10×10×10cmの供試体を使用し、硬化後、
硬化体の表面に、１／1,000mm精度のダイヤルゲージを
据え付け、24時間後の変位量を測定。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例２セメント100重量部、CASガラス15重量部、及び重量骨材
Ａ270重量部と、セメント組成物100重量部に対して水9.
5重量部と、表２に示すように使用量を変化させたセッ
コウ類を配合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。

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例３セメント100重量部、CASガラス15重量部、及びセッコウ
類15重量部と、セメント組成物100重量部に対して水9.5
重量部と、表３に示すように使用量を変化させた重量骨
材Ａを配合したこと以外は実施例１と同様に行った。結
果を表３に併記する。

【００２７】

【表３】

【００２８】実施例４セメント100重量部に対して、CASガラス15重量部と、表
４に示すように粒度を変化させた重量骨材を270重量部
使用したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表
５に示す。

【００２９】

【表４】

【００３０】

【表５】

【００３１】実施例５セメント100重量部に対して、CASガラスとセッコウ類を
各々15重量部使用し、水の使用量をセメント組成物100
重量部に対して表６に示すように変化させたこと以外は
実施例１と同様に行った。結果を表６に併記する。

【００３２】

【表６】

【００３３】

【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、作業時間の短縮化や硬化体成形時締め固めにお
ける作業労力の軽減がはかられ、なおかつ熟練した技術
を持たない作業者でも十分作業できるようになった。

───────────────────────────────────────────────────── 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 22:14 Ｂ 22:08 Ａ 18:14）Ｚ 111:34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、アルミノケイ酸カルシウムガ
ラス、セッコウ類、及び重量骨材を主成分とするセメン
ト組成物。