JP2022036676A - セメント組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[2] 前記サルフォアルミネートセメントに含まれるイーリマイトと前記非水硬性化合物に対する前記非水硬性化合物の質量割合(非水硬性化合物/(非水硬性化合物+イーリマイト)×100)が10~90質量%である[1]に記載のセメント組成物。
[3] 前記非水硬性化合物がγ-2CaO・SiO2である[1]又は[2]に記載のセメント組成物。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載に記載のセメント組成物の製造方法であって、前記非水硬性化合物と前記サルフォアルミネートセメントを同時に粉砕して混合する粉砕混合工程を含むセメント組成物の製造方法。
[5] 鉄筋コンクリートを構成するセメント組成物として、[1]~[3]のいずれかに記載に記載のセメント組成物を含有させる鉄筋コンクリートの中性化抑制方法。
[6] 鉄筋コンクリートを構成するセメント組成物として、[1]~[3]のいずれかに記載に記載のセメント組成物を含有させる鉄筋コンクリートの表面美観保持方法。
非水硬性化合物とサルフォアルミネートセメントとを組み合わせることで、良好な強度を維持することができる。また、炭酸化反応により非水硬性化合物の緻密化が進行する。特に非水硬性化合物の含有量が5~40%であることで、炭酸(塩)化促進効果の一つである、優れた中性化抵抗性が発揮される。さらに、硬化物とした際に、エトリンガイト(イーリマイトとセッコウ等の水和反応から生成)の炭酸化反応等に起因する粉吹きの現象を低減できる。
以下、各成分等について説明する。
γ-2CaO・SiO2とは、2CaO・SiO2で表される化合物のうちで、低温相として知られるものであり、高温相であるα-2CaO・SiO2やα’-2CaO・SiO2、β-2CaO・SiO2とは全く異なるものである。これらはいずれも、2CaO・SiO2で表されるが、結晶構造や密度は異なっている。
3CaO・2SiO2とは、偽ケイ灰石にCaOを含有する鉱物でランキナイトと呼ばれる。水和活性は無く化学的に安定な鉱物であるが、炭酸(塩)化促進効果が大きい。
α-CaO・SiO2(α型ワラストナイト)とは、CaO・SiO2で表される化合物のうちで、高温相として知られるものであり、低温相であるβ-CaO・SiO2とは全く異なるものである。これらはいずれも、CaO・SiO2で表されるが、結晶構造や密度は異なっている。
カルシムマグネシウムシリケートとは、CaO-MgO-SiO2系化合物を総称するものであるが、本実施形態では、3CaO・MgO・2SiO2(C3MS2)で表されるメルヴィナイト(Merwinite)であることが好ましく、メルヴィナイトによれば大きい炭酸(塩)化促進効果が達成される。
なお、非水硬性化合物が2種以上である場合、上記含有量は、2種以上の非水硬性化合物の合計量をいう。
サルフォアルミネートセメントは、カルシア原料とアルミナ原料、三酸化硫黄原料等を混合し、キルンで焼成、あるいは、電気炉で溶融、冷却して得られる3CaO・3Al2O3・CaSO4(Yeelimite)と2CaO・SiO2(Blite)を主成分とするクリンカーに適量の石灰石と石膏を加えて粉砕した水硬性セメントであり、中華人民共和国国家規格GB20472-2006「サルフォアルミネートセメント」に規定されるセメントである。サルフォアルミネートセメントは、急硬型サルフォアルミネートセメント、低アルカリ型サルフォアルミネートセメント、自己応力型サルフォアルミネートセメントに分類され、通常市販されているものが使用できる。
鉄筋コンクリートを構成するセメント組成物として含有させて、鉄筋コンクリートの表面美観保持方法に適用することが好ましい。
(1)非水硬性化合物、水硬性化合物の作製
非水硬性化合物A:γ-2CaO・SiO2。試薬1級の炭酸カルシウムと試薬1級の二酸化ケイ素とをモル比2:1で混合し、1,400℃で2時間熱処理し、室温まで放置して作製した。ブレーン比表面積は3,500cm2/gであった。
表1に示す非水硬性化合物A~F又は水硬性化合物G10部とサルフォアルミネートセメント100部とを、ボールミルを用いて、ブレーン比表面積が4,000cm2/gとなるよう同時に粉砕して混合することでセメント組成物を調製し、水/粉体比0.5のモルタルをJIS R 5201に準じて調製した。このモルタルを用いて、圧縮強さ、中性化抵抗性、及び表面美観を調べた。結果を表1に併記する。試験の環境温度は20℃で行った。
なお、上記「粉体」とは、非水硬性化合物A~F又は水硬性化合物Gとサルフォアルミネートセメントとを合わせたものをいう
各材料の概要は下記のとおりである。
・サルフォアルミネートセメント:鄭州王楼セメント工業有限公司製、製品名「低アルカリサルフォアルミネートセメント 急硬型 42.5級」、ブレーン比表面積4000cm2/g、SO3/Al2O3モル比0.6、イーリマイト含有量40%
4×4×16cmの供試体を作製し、JIS R 5201に準じて材齢28日の圧縮強さを測定。
・中性化抵抗性:JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準じて4×4×16cmのモルタル供試体を作製し、材齢28日まで20℃水中養生を施した後、JIS A 1153「コンクリートの促進中性化試験方法」に準じて20℃・相対湿度60%・炭酸ガス濃度5%の環境で促進中性化を行い、8週間後に供試体を輪切りし、断面にフェノールフタレインアルコール溶液を噴霧して、供試体表面から内部にかけての非変色領域の最大長さを炭酸化深さとしてノギスを用いて測定した。炭酸化深さは小さいほど中性化抵抗性が高い。
・美観:中性化抵抗性を評価後、4cm×16cmの1つの面を、“亀の子たわし”で
10往復こすり、剥がれ落ちた粉状のものを計量器で計り取った。0.1g以下を粉吹き
「無」、0.1gを超えた場合は粉吹き「有」とした。
サルフォアルミネートセメントと、非水硬性化合物Aを表2に示す配合となるように混合割合を変えたこと以外は実験例1と同様にして、セメント組成物、及びモルタルを調製した。このモルタルを用いて、実験例1と同様にして、圧縮強さ、中性化抵抗性、及び表面美観を調べた。結果を表2に示す。
(サルフォアルミネートセメントの作製)
・サルフォアルミネートセメントA
それぞれ試薬である炭酸カルシウム粉末、アルミナ粉末、硫酸カルシウム粉末を用いて、焼成後にサルフォアルミネートセメント中のイーリマイト含有量が45%となるような配合でこれらを混合し、ロータリーキルンで1330℃焼成した後、ブレーン比表面積が4,000cm2/gとなるように粉砕して、サルフォアルミネートセメントAを作製した。
イーリマイト含有量が15%となるような配合とした以外はサルフォアルミネートセメントAの作製と同様な方法でサルフォアルミネートセメントBを作製した。
イーリマイト含有量が7%となるような配合とした以外はサルフォアルミネートセメントAの作製と同様な方法でサルフォアルミネートセメントCを作製した。
Claims (6)
- γ-2CaO・SiO2、3CaO・2SiO2、α-CaO・SiO2、及びカルシウムマグネシウムシリケートからなる群から選ばれる1種又は2種以上の非水硬性化合物と、サルフォアルミネートセメントとを含み、前記非水硬性化合物の含有量が5~40質量%であるセメント組成物。
- 前記サルフォアルミネートセメントに含まれるイーリマイトと前記非水硬性化合物に対する前記非水硬性化合物の質量割合(非水硬性化合物/(非水硬性化合物+イーリマイト)×100)が10~90質量%である請求項1に記載のセメント組成物。
- 前記非水硬性化合物がγ-2CaO・SiO2である請求項1又は2に記載のセメント組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記非水硬性化合物と前記サルフォアルミネートセメントを同時に粉砕して混合する粉砕混合工程を含むセメント組成物の製造方法。 - 鉄筋コンクリートを構成するセメント組成物として、請求項1~3のいずれか1項に記載に記載のセメント組成物を含有させる鉄筋コンクリートの中性化抑制方法。
- 鉄筋コンクリートを構成するセメント組成物として、請求項1~3のいずれか1項に記載に記載のセメント組成物を含有させる鉄筋コンクリートの表面美観保持方法。
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