JP3226482B2 - 硬化促進剤含有低熱セメント組成物硬化体の長期強度低下を防止する方法 - Google Patents

硬化促進剤含有低熱セメント組成物硬化体の長期強度低下を防止する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬化促進剤含有低
熱セメント組成物硬化体の長期強度低下を防止する方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】低熱セメントは、中庸熱ポルトランドセ
メントに比し、水和硬化の際の発熱量が低く、このた
め、この特性を利用してマスコンクリート及び高流動・
高強度コンクリートの製造における利用が増大するもの
と期待されている。しかし、従来の低熱ポルトランドセ
メントは、その鉱物組成において、ビーライト(C
2 S)の含有量が高いために、長期材齢における強度発
現性はすぐれているが、短期材齢における強度発現が低
いという問題点を有している。そこで、短期材齢におけ
る強度発現性が良好で、しかも長期材齢における強度も
優れている低熱セメント組成物及び低熱セメントコンク
リートの製造方法の開発が強く要望されている。これに
関連して、セメントコンクリート論文集 NO.48
1994年 124頁〜129頁には、ビーライトセメ
ントの短期および長期強度に対してせっこう添加の影響
が調べられており、せっこうの添加により材齢3日、7
日の短期強度はSO3 3.0%までは増加しているが、
増加の度合は小さく、また、材齢28日の長期強度はせ
っこうの添加量とともに低下することが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長期材齢に
おけるコンクリートの発現強度を低下させることなく、
短期材齢におけるコンクリートの強度を顕著に向上させ
ることができるように、硬化促進剤含有低熱セメント組
成物硬化体の長期強度低下を防止する方法を提供しよう
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、上
記課題の解決手段を研究し、その結果、特定の水溶解度
を有する一群の硫酸塩が低熱セメントの長期強度を低下
させることなくその短期強度発現を著しく促進し得るこ
とを見出し本発明を完成した。
【0005】本発明の硬化促進剤含有低熱セメント組成
物硬化体の長期強度低下を防止する方法は、40重量%
以上の2CaO・SiO2 と6重量%以下の3CaO・
Al23 を含有する高ビーライトセメントと、硬化促
進剤とを含む低熱セメント組成物のセメント硬化体を形
成するに際し、その長期強度の低下を防止するために、
硬化促進剤として、25℃の水に対して、1.0g/1
00g以上の溶解度を有する少なくとも1種の硫酸塩
を、前記高ビーライトセメントの重量に対し、0.3〜
4.0%の添加量で用いることを特徴とするものであ
る。本発明の硬化促進剤含有低熱セメント組成物硬化体
の長期強度低下を防止する方法において、前記硬化促進
剤用硫酸塩が、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マ
グネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウムアルミニ
ウムおよび硫酸ナトリウムアルミニウムから選ばれるこ
とが好ましい。本発明の硬化促進剤含有低熱セメント組
成物硬化体の長期強度低下を防止する方法において、前
記高ビーライトセメントの水性スラリーを調製する際に
前記硬化促進剤を添加することが好ましい。なおこゝで
いう水性スラリーとは、まだ硬化していないセメントペ
ースト、モルタル、コンクリート等の総称である。また
こゝでいう硬化体は硬化したセメントペースト、モルタ
ル、コンクリート等の総称である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明方法に用いられる低熱セメ
ント組成物に含まれる低熱セメントは、一般に組成化合
物として3CaO・SiO2 (C3 S),2CaO・S
iO2 (C2S),3CaO・Al23 (C3 A)、
及び4CaO・Al23 ・Fe23 (C4 AF)な
どを包含し、ポルトランドセメントのカテゴリーに入る
ものである。ポルトランドセメントは、その鉱物組成に
おいてC3 S,C2 S,C3 A,C4 AFなどを含むも
のであるが、これらの鉱物成分は、水性セメントスラリ
ーからセメント硬化体を製造する際の短期及び長期強度
発現性において表1に示すような特徴を有する。
【0007】
【表1】
【0008】すなわち、表1から明らかなようにC2
は、長期強度発現性においてすぐれているが短期強度発
現性が低いという問題点を有し、C3 Aは、短期強度発
現性はすぐれているが、長期強度発現性が低いという問
題点を有する。ところが従来の低熱ポルトランドセメン
トはC2 Sの含有率が高く、C3 Aの含有率が低いとい
う組成上の特徴を有し、このため、従来の低熱セメント
は、短期強度発現性において不満足なものである。本発
明方法は、従来の硬化促進剤含有低熱セメント硬化体の
上記問題点の克服に成功したものである。
【0009】本発明方法において、低熱セメント組成物
に用いられる低熱セメント成分は、40重量%以上、好
ましくは40〜70重量%、より好ましくは50〜60
重量%のC2 S・(2CaO・SiO2 )と、6重量%
以下、好ましくは1〜6重量%、より好ましくは1〜3
重量%のC3 A(3CaO・Al23 )を含む高ビー
ライトセメントであって、その他の成分として高炉スラ
グ、フライアッシュまたは石灰石粉などの1種以上を含
むことができる。
【0010】本発明方法に用いられる低熱セメント組成
物用硬化促進剤は、25℃の水に対して1.0g/10
0g以上、好ましくは5g/100g以上の溶解度を有
する少なくとも1種の硫酸塩からなるものである。硫酸
塩の水溶性が、0℃において1.0g/100g未満で
あると、得られる硬化促進剤の低熱セメントに対する硬
化促進効果が不満足なものになり、従って、短期強度発
現性の向上効果が不十分になる。
【0011】本発明方法において硬化促進剤として用い
られる水溶性硫酸塩は、硫酸カリウム(溶解度10.7
g/100g)、硫酸ナトリウム(21.9g/100
g)、硫酸マグネシウム(26.7g/100g)、硫
酸アルミニウム(27.8g/100g)、硫酸カリウ
ムアルミニウム(6.7g/100g)、硫酸ナトリウ
ムアルミニウム(29.0g/100g)などから選ぶ
ことができる。これらの硫酸塩は単独で用いられてもよ
く、或は2種以上の混合物として用いられてもよい。
【0012】本発明方法に用いられる低熱セメント組成
物において、前記硬化促進剤は、ビーライトセメント重
量に対し0.3〜4.0%、好ましくは0.5〜2.5
%、より好ましくは1〜2%の含有率で含有される。硬
化促進剤の含有量が0.3重量%未満であると、ビーラ
イトセメントに対する硬化促進効果、特に短期強度発現
性向上効果が不十分になり、またそれが4.0重量%を
こえると、短期強度発現促進効果は向上するが長期強度
が不十分になることがある。
【0013】本発明方法に用いられる低熱セメント組成
物において、硬化促進剤の含有率が0.3〜4.0重量
%の範囲内にある限り、得られる低熱セメント水性スラ
リーの流動性(ポンプ圧送性等)などに及ぼす影響は実
用上無視できる程度である。
【0014】本発明方法に用いられる低熱セメント組成
物において、それに含まれる特定硫酸塩の硬化促進効
果、特に短期強度発現性向上効果は、40重量%以上の
2 Sと6重量%以下のC3 Aを含む高ビーライトセメ
ントに対して選択的に著しく発現される効果であって普
通ポルトランドセメント、或は早強ポルトランドセメン
トに対しては、殆んど無視できる程度であり、却って長
期(材齢7日以上)において発現される強度を低下させ
る傾向がある。
【0015】本発明方法において、低熱セメント硬化体
の製造方法は40重量%以上のC2Sと6重量%以下の
C3 Aを含む高ビートライトセメントを含有する低熱セ
メントを用いて水性スラリーを調製し、これを硬化して
低熱セメント硬化体を形成する際に、前記低熱セメント
含有水性スラリー中に、25℃の水に対して、1.0g
/100g以上、好ましくは5〜40g/100g、よ
り好ましくは6〜30g/100gの溶解度を有する少
なくとも1種の硫酸塩を含む硬化促進剤を前記高ビート
ライトセメント重量に対して0.3〜4.0%、好まし
くは0.5〜2.5%、より好ましくは1〜2%の添加
量で含有させ、それによって前記低熱セメント水性スラ
リーの硬化を促進することを特徴とするものである。
【0016】本発明方法において、低熱セメント成分と
硬化促進剤との混合時期については制限はなく、予め低
熱セメント粉末と、硬化促進剤粉末とを混合して低熱セ
メント組成物を調製しておき、これを低熱セメント含有
水性スラリーの調製工程に供してもよく、或は、水性ス
ラリーの調製の直前に、低熱セメント粉末に硬化促進剤
を添加し、この混合物を水性スラリーの調製に供しても
よく、或は、低熱セメント粉末を水性スラリーの調製に
供し、得られた水性スラリーに硬化促進剤粉末、又はそ
の水溶液を添加し混合してもよい。上記水性スラリーの
調製、及びその硬化は、通常の低熱セメントペースト、
モルタル、及びコンクリートの製造方法と同様の操作及
び条件において行うことができる。
【0017】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに説明する。
下記実施例及び比較例において用いられた原料及び試験
方法は下記の通りである。
【0018】 (ロ)普通ポルトランドセメント ××××××××(株)製 (ハ)早強ポルトランドセメント ××××××××(株)製 (ニ)硬化促進剤 (i)硫酸カリウム 試薬一級 (ii)硫酸マグネシウム 試薬一級
【0019】(2)試験方法 圧縮強さ:JIS R5201(1992)による。
【0020】実施例1〜4及び比較例1〜7 実施例1〜4及び比較例1〜7の各々において、表2に
記載のセメント成分に対し、硫酸カリウムからなる硬化
促進剤を、表2に記載の添加量で混合し、このセメント
組成物のセメント成分100重量部に対し、200重量
部の骨材と、65重量部の水と混和してセメントモルタ
ルを調製し、このモルタルを4cm×4cm×16cmの型枠
に注入して硬化させ、材齢3日、7日及び28日におい
て、得られた硬化体の圧縮強度を測定した。また各材齢
において硬化促進剤無添加モルタル硬化体の圧縮強度を
100とし、硬化促進剤添加モルタル硬化体の圧縮強度
との比率(圧縮強度比)を算出した。その結果を表2に
示す。
【0021】
【表2】
【0022】また実施例1〜4及び比較例1〜7におけ
る硫酸カリウムの添加量と、材齢3日、7日及び28日
における圧縮強度比との関係をそれぞれ図1,2及び3
に示す。表2及び図1〜3から、本発明方法における硬
化促進剤の短期強度発現性向上効果が低熱セメントにお
いて、選択的に顕著に発現されることが明らかである。
【0023】実施例5〜8及び比較例8 実施例5〜8おいて、それぞれ実施例1〜4と同様にし
て低熱セメントモルタルを製造した。但し、硬化促進剤
として硫酸カリウムの代りに硫酸マグネシウムを表3に
示す添加量で用いた。比較例8において実施例5と同様
にして低熱セメントモルタルを製造した。但し、硫酸マ
グネシウムからなる硬化促進剤を用いなかった。試験結
果を表3に示す。表3から、本発明の硬化促進剤の短期
強度発現性向上効果が、低熱セメントにおいて、顕著に
発現されることが明らかである。
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】本発明の硬化促進剤含有低熱セメント組
成物硬化体の長期強度を防止する方法において、特定水
溶性を有する硫酸塩からなる硬化促進剤を用いることに
よりセメント含有水性スラリーの流動性に実質上影響を
与えることなく、低熱セメント硬化体の短期強度の発現
を顕著に促進し、長期強度の低下を防止することが可能
になった。従って、本発明方法により、従来の低熱性セ
メントの問題点の一つ、すなわち短期強度発現性の不足
及び長期強度の低下を克服することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法による低熱セメント組成物硬化体の
一例において、硬化促進剤として含まれる硫酸カリウム
の添加量と、得られる低熱セメント硬化体の材齢3日に
おける圧縮強度比との関係を示すグラフ。
【図2】図1と同一の低熱セメント組成物の硫酸カリウ
ム添加量と、得られる低熱セメント硬化体の材齢7日に
おける圧縮強度比との関係を示すグラフ。
【図3】図1と同一の低熱セメント組成物の硫酸カリウ
ム添加量と、得られる低熱セメント硬化体の材齢28日
における圧縮強度比との関係を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 103:14 C04B 103:14 (56)参考文献 特開 平8−301642(JP,A) 特開 平6−80452(JP,A) 特開 昭63−291839(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 22/14 C04B 28/00 - 28/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 40重量%以上の2CaO・SiO2
    と、6重量%以下の3CaO・Al23 を含有する高
    ビーライトセメントと、硬化促進剤とを含む低熱セメン
    ト組成物のセメント硬化体を形成するに際し、その長期
    強度の低下を防止するために、硬化促進剤として、25
    ℃の水に対して、1.0g/100g以上の溶解度を有
    する少なくとも1種の硫酸塩を、前記高ビーライトセメ
    ントの重量に対し、0.3〜4.0%の添加量で用いる
    ことを特徴とする硬化促進剤含有低熱セメント組成物硬
    化体の長期強度低下を防止する方法。
  2. 【請求項2】 前記硬化促進剤用硫酸塩が、硫酸カリウ
    ム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニ
    ウム、硫酸カリウムアルミニウムおよび硫酸ナトリウム
    アルミニウムから選ばれる、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記高ビーライトセメントの水性スラリ
    ーを調製する際に前記硬化促進剤を添加する、請求項1
    に記載の方法。
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