JP2000281408A - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents
セメント混和材及びセメント組成物Info
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Abstract
性を有するセメント混和材及びセメント組成物を提供す
ること。 【解決手段】 Li2O含有量0.1〜1重量%未満、CaO/Al2
O3モル比1.5〜2.0のカルシウムアルミネート及び無機硫
酸塩を含有してなる、最大粒径が40μm以下のセメント
混和材であり、更に最大粒径が40μm以下のセメントと
該セメント混和材を含有してなるセメント組成物を構成
とする。
Description
分野において使用されるセメント混和材及びセメント組
成物に関する。
定化を目的として、土壌の土粒子の間隙、土層の層境、
又は岩盤の亀裂箇所等に、注入材が広く使用されてい
る。しかしながら、通常、使用されている注入材は、水
/セメント比が大きいため、材料分離を生じ易く、凝結
・硬化が著しく遅延し、強度発現性に乏しいものであっ
た。これらの課題に対応するために、急硬性の注入材が
開発されている。本発明者らは、先に急硬性の注入材と
して、Li2O含有量1〜15重量%のCaO−Al 2O3−Li2O系物
質、無機硫酸塩、及び凝結調整剤を含有してなる、最大
粒径40μm以下のセメント混和材を提案した(特開平8-
310846号公報)。このセメント混和材を用いた注入材
は、材料分離抵抗性や強度発現性に優れるものであっ
た。
あるLi2Oは、工業用原料としては高価なものであり、一
般に普及し難いものであった。そこで、本発明者らは上
記の課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、1重量
%未満のLi2Oを含有した、特定の組成範囲のカルシウム
アルミネートを用いたセメント混和材を使用することに
より、優れた注入性、材料分離抵抗性及び強度発現性を
有するセメント組成物とすることができる、との知見を
得て本発明を完成するに至った。
有量0.1〜1重量%未満、CaO/Al2O3モル比1.5〜2.0のカ
ルシウムアルミネート及び無機硫酸塩を含有してなる、
最大粒径が40μm以下のセメント混和材であり、更に、
最大粒径が40μm以下のセメントと該セメント混和材を
含有してなるセメント組成物である。
る。
ルシウムアルミネートは、Li2O含有量が0.1〜1重量%未
満であり、Li2O含有量が0.25〜0.9重量%がより好まし
い。又、カルシウムアルミネート中のCaOとAl2O3の割合
は、CaO/Al2O3モル比(以下、C/Aモル比という)で1.5
〜2.0の範囲である。カルシウムアルミネートの組成が
前記の範囲にないと、本発明の効果である、優れた材料
分離抵抗性と強度発現性が得られない。
晶質又は非晶質の何れでもよく、CaO原料、Al2O3原料及
びLi2O原料等の混合物を熱処理して得られる。原料とし
ては、特に限定されるものではないが、例えば、CaO原
料に消石灰や石灰石粉末等、Al2O3原料にボーキサイト
やアルミ残灰等、及びLi2O原料にLi2CO3やLiOH等のリチ
ウム塩が、それぞれ使用される。熱処理の方法は、特に
限定されるものではないが、例えば、ロータリーキルン
や電気炉等を使用する方法がある。その熱処理条件(温
度、時間)は、材料組成により異なるが、通常、熱処理
温度は、1500〜1800℃程度である。熱処理物の冷却は、
水や高圧空気等による急冷法や、自然放冷による徐冷法
等何れの方法でもよい。又、他の成分或いは不純物とし
て、例えば、Na2O、K2O、MgO、TiO2、Fe2O3、B2O3、SiO
2、P2O5、SO3及びF2等の成分の混入が予想されるが、こ
れらは焼成物又は溶融物の融点を下げたり、活性を高め
たりする効果があり、好ましい面もあるため、本発明の
効果を実質的に阻害しない範囲であれば、問題にならな
い。
径が40μm以下であり、20μm以下がより好ましく、10
μm以下であれば更に好ましい。カルシウムアルミネー
トの最大粒径が40μmを超えると本発明の効果である、
良好な注入性や材料分離抵抗性が得られない。又、比表
面積は、通常、ブレーン比表面積値で3000〜9000cm2/g
程度の範囲にあり、4000〜7000cm2/g程度が好ましい。3
000cm2/g未満では良好な注入性や材料分離抵抗性が得ら
れない場合があり、9000cm2/gを超えても更なる効果の
向上は期待できない。
限定されるものではないが、セメント混和材100重量部
中、30〜90重量部が好ましく、40〜70重量部がより好ま
しい。30重量部未満では十分な急硬性や耐久性が得られ
ない場合があり、90重量部を超えると十分な可使時間や
強度発現性が得られない場合がある。
酸アルミニウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属硫酸
塩、亜硫酸アルカリ金属塩及び重亜硫酸アルカリ金属塩
等を総称するものであり、特に限定されるものではない
が、セッコウ類や硫酸アルミニウムを使用することが、
本発明の効果が大であることや経済性の面から好まし
い。セッコウ類とは、無水セッコウ、半水セッコウ及び
二水セッコウを総称するものであり、特に限定されるも
のではないが、無水セッコウを使用することが本発明の
効果が最も大きいことから好ましい。無水セッコウは、
例えば、天然に産出する天然無水セッコウの他、半水セ
ッコウや二水セッコウを熱処理して脱水したものや、工
業副産物として発生するもの等の使用が可能である。硫
酸アルミニウムは、無水塩及び含水塩が存在するが、経
済性の面から含水塩の使用が好ましい。硫酸アルミニウ
ムの含水塩は、20モル以下の範囲で結晶水を有している
が、如何なるものも使用可能である。
下であり、20μm以下がより好ましく、10μm以下が更
に好ましい。最大粒径が40μmを超えると本発明の効果
である、良好な注入性や材料分離抵抗性が得られない。
又、比表面積は、通常、ブレーン比表面積値で3000〜90
00cm2/g程度の範囲にあり、4000〜7000cm2/g程度が好ま
しい。3000cm2/g未満では良好な注入性や材料分離抵抗
性が得られない場合があり、9000cm2/gを超えても更な
る効果の向上は期待できない。
のではないが、セメント混和材100重量部中、10〜70重
量部が好ましく、30〜60重量部がより好ましい。10重量
部未満では十分な強度発現性が得られない場合があり、
70重量部を超えると長期の耐久性が悪化する場合があ
る。
径が40μm以下であり、20μm以下がより好ましく、10
μm以下が更に好ましい。セメント混和材の最大粒径
が、40μmを超えると本発明の効果である、良好な注入
性や材料分離抵抗性が得られない。又、比表面積は、通
常、ブレーン比表面積値で3000〜9000cm2/g程度の範囲
にあり、4000〜7000cm2/g程度が好ましい。3000cm2/g未
満では良好な注入性や材料分離抵抗性が得られない場合
があり、9000cm2/gを超えても更なる効果の向上は期待
できない。
限定されるものではないが、セメントとセメント混和材
を含有してなるセメント組成物100重量部中、10〜50重
量部が好ましく、20〜30重量部がより好ましい。10重量
部未満では強度発現効果が十分でなく、50重量部を超え
て使用しても更なる効果の向上は期待できない。
超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント
と、これらポルトランドセメントに、シリカ、フライア
ッシュ及び高炉スラグ等のポゾラン物質を混合した各種
混合セメント、並びにアルミナセメント等が使用可能で
あり、これらセメントを粉砕し、その最大粒径を40μm
以下にしたものである。
物の製造時に使用する混合装置としては、既存の如何な
る攪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ある。又、混合方法としては、
それぞれの材料を施工時に別々に混合してもよいし、予
めその一部又は全部を混合しておいても差し支えない。
いが、水/セメント組成物比50〜500%の範囲が好まし
く、100〜400%がより好ましい。50%未満では十分な注
入性が得られない場合があり、500%を超えると十分な
強度発現性が得られない場合がある。
用することが可能である。凝結遅延剤としては、例え
ば、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等の
有機酸又はそれらの塩、りん酸又はその塩、アルカリ金
属炭酸塩、並びに、ホウ酸等が挙げられ、特に限定され
るものではないが、有機酸又はそれらの塩と、アルカリ
金属炭酸塩とを併用すると、強度発現性が良好となり好
ましい。凝結遅延剤の配合量は、使用する目的・用途に
依存するが、通常、セメント混和材100重量部に対し
て、0.5〜10重量部がより好ましい。0.5重量部未満では
十分な可使時間が得られない場合があり、10重量部を超
えて使用すると強度発現が低下する場合がある。
物に、砂や砂利等の骨材の他、補強繊維材、セメント膨
張材、減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、増粘
剤、防錆剤や防凍剤、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等のカルシ
ウム化合物、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。
る。
Oという)原料を所定の配合比で混合したものを、電気
炉で1600℃、30分間溶融した後、その溶融物を急冷して
得られたクリンカ−を振動式ボールミルで粉砕し、最大
粒径40μm、ブレーン比表面積値6500±200cm2/gに調製
し、表1に示す各種のカルシウムアルミネートとした。
カルシウムアルミネートの組成は、化学分析により測定
した。
機硫酸塩a50重量部とを配合し、最大粒径40μm、ブレ
ーン比表面積値6500±200cm2/gのセメント混和材とし、
最大粒径40μmに粉砕したセメントと混合してセメント
組成物を調製した。セメント組成物100重量部中、セメ
ント混和材を25重量部、凝結調整剤を0.5重量部配合
し、水/セメント組成物比300%としたものを、モルタ
ルミキサーで60秒間混練し、セメントペーストを調製し
た。このセメントペーストについて、20℃における圧縮
強度の測定及び材料分離抵抗性を評価するため、分離水
率の測定を行った。その結果を表1に示す。尚、比較の
ため、Li2O以外のアルカリ金属酸化物を含むものについ
て、同様の試験を行った。 <使用材料> CaO原料:試薬1級炭酸カルシウム Al2O3原料:試薬1級酸化アルミニウム R2O(A)原料:試薬1級炭酸リチウム R2O(B)原料:試薬1級炭酸ナトリウム R2O(C)原料:試薬1級炭酸カリウム セメント:電気化学工業社製普通ポルトランドセメント
を振動式ボールミルで最大粒径40μmに粉砕したもの。 無機硫酸塩a:天然無水セッコウ、最大粒径40μm 凝結遅延剤:炭酸カリウム75重量部とクエン酸25重量部
の混合物 水:水道水 <測定方法> 粒子径:レーザー回折式粒度分布測定装置 分離水率:ポリエチレン製のφ5cmの袋に、高さ15c
mまでセメントペーストを入れ、24時間後に分離した浮
き水の高さを測定し、(浮き水の高さ/15)×100から
分離水率(%)を算出した。 圧縮強度:JIS A 1108に準じて測定した。
ト組成物は、良好な材料分離抵抗性と圧縮強度発現性を
示した。一方、Li2Oを含有していない比較例(実験No.1
-1)、Li2Oの含有量が多い比較例(実験No.1-7)、Na2O
やK2Oを含有した比較例(実験No.1-8,1-9)、及びC/Aモ
ル比が2.2のカルシウムアルミネートを用いた比較例
(実験No.1-10,1-13)では、材料分離抵抗性及び圧縮強
度発現性が著しく劣っている。
ント組成物100重量部中の配合量を表2に示すように変
えたこと以外は、実施例1と同様に行った。その結果を
表2に示す。
ト組成物は、良好な材料分離抵抗性と圧縮強度発現性を
示した。一方、セメント混和材を配合していない比較例
(実験No.2-1)では、材料分離抵抗性及び圧縮強度発現
性が著しく劣っている。
シウムアルミネートと無機硫酸塩の種類と配合量を表3
に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様に行っ
た。その結果を表3に示す。 <使用材料> 無機硫酸塩a:天然無水セッコウ、最大粒径40μm 無機硫酸塩b:試薬1級硫酸アルミニウム18水塩、最大
粒径40μm 無機硫酸塩c:試薬1級二水セッコウ、最大粒径40μm 無機硫酸塩d:試薬1級半水セッコウ、最大粒径40μm
ト組成物は、良好な材料分離抵抗性と圧縮強度発現性を
示した。一方、無機硫酸塩を配合していない比較例(実
験No.3-1)では、材料分離抵抗性及び圧縮強度発現性が
著しく劣っている。
粒径を表4に示すように変え、圧縮強度、分離水率に加
え、注入浸透性を測定したこと以外は、実施例1と同様
に行った。その結果を表4に示す。 <測定方法> 注入浸透性:φ10×20cmの円筒の底に布を敷いて、比重
2.63、粒径0.3〜1.2mm、単位容積当たりの空隙率を示
す、間隙率43%の砂を下部より高さ15cm充填し、作製し
た注入用セメントペースト500ccを円筒の上部より注ぎ
込み、24時間後に脱型し、浸透深さを測定した。
混和材を含有したセメント組成物は、良好な注入浸透
性、材料分離抵抗性及び圧縮強度発現性を示した。一
方、セメント混和材の最大粒子径が50μmの比較例(実
験No.4-1)では、材料分離抵抗性、圧縮強度発現性及び
注入浸透性が著しく劣っている。
粒径を40μmとし、セメントの最大粒径を表5に示すよ
うに変えたこと以外は、実施例4と同様に行った。その
結果を表5に示す。
μm以下のセメントを含有したセメント組成物は、良好
な注入浸透性、材料分離抵抗性及び圧縮強度発現性を示
した。一方、セメントの最大粒子径が50μmの比較例
(実験No.5-1)では、材料分離抵抗性、圧縮強度発現性
及び注入浸透性が著しく劣っている。
により、優れた注入性、材料分離抵抗性及び強度発現性
を有するセメント組成物が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 Li2O含有量0.1〜1重量%未満、CaO/Al2O
3モル比1.5〜2.0のカルシウムアルミネート及び無機硫
酸塩を含有してなる、最大粒径が40μm以下のセメント
混和材。 - 【請求項2】 最大粒径が40μm以下のセメントと請求
項1記載のセメント混和材を含有してなるセメント組成
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8913499A JP2000281408A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8913499A JP2000281408A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000281408A true JP2000281408A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13962421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8913499A Pending JP2000281408A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | セメント混和材及びセメント組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000281408A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013189557A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 充填材およびその製造方法と充填工法 |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP8913499A patent/JP2000281408A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013189557A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 充填材およびその製造方法と充填工法 |
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