JP4220781B2 - セメント質の製造物のための低密度ケイ酸カルシウム水和物強度加速剤添加物 - Google Patents
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Description
石灰処理水は、バッチあたり石灰(CaO)のKgあたり6.0Lの水の割合でバッチタンクに計量される。本実施例の工程では、新鮮な市水または工業用水のいずれも使用に適していることは注目すべきである。水は混合タンクに排出され、その後、蒸気で約65℃まで加熱される。蒸気は追加の水として加えられる。1300kgのバッチの原材料は、約3767Lの石灰水中に消石灰化された約628kgの石灰と攪拌タンク中の消石灰に加えられた約40%固形物を含むスラリー中に含まれる約672kgの乾燥重量の粉砕ケイ砂とを必要とする。
以下の実施例は、石灰と石英シリカ粉末を、未反応シリカが約10%を超えず、僅か約2時間の反応時間で、トベルモライト相が優勢な低密度CSHへ変換することについて説明する。
同じ乾燥密度(約0.85g/cm3)の3種類の繊維混入セメントペーストが、通常のポルトランドセメント(OPC Type I、TXI)、200メッシュの粉末シリカ、精製されたセルロース繊維(漂白クラフトパルプ、Weyerhaeuser社製)、水及び低密度の添加剤から形成された。低密度の添加剤−中空のセラミック微小球および/または乾燥、低密度CSH(Miclo-celETM(マイクロ−セルETM)、Word Minerals, Lompoc, Ca)−が、目標となる密度になるように加えられた。ペーストを調製するために、比率が表6に従っている300gの乾燥状態の構成成分が、約3分間アイリッヒ製R−02ハイシェアミキサで一緒に混合された。水がペーストを形成するために加えられ、そして、混合物はさらに2分間混合された。ペーストは、ホバート型ミキサーに移され、そして、より均一なペースとになるようさらに2から3分間練られた。各々のペーストのサンプルは、200mLのプラスチックボトルに収納し、そして、RTD熱電対が混合物に挿入された。容器は、密封され、22℃に保たれた培養室内に置かれた熱量計(Calorimeter de Langvant製)の中に置かれた。
繊維を含まないコンクリートが表8に従って調製された。ポルトランドセメント(Blue Circle Southern製)、天然の砂(0.24mm−0.4mm)と広範囲水減力剤(HRWR、MelmetTM FK−15、SKW Chemical)が、粉状塩化カルシウム(AR級、Aldrich Chemical製)または、乾燥、低密度CSH(Miclo-celETM(マイクロ−セルETM)、Word Minerals, Lompoc, CA製)とともに混合された。乾燥した構成成分は、アイリッヒ製R−02ミキサー中で約1分間混合され、その後、ホバートミキサーに移され、類似の加工性のペーストになるように水と混合された。
押し出し可能な繊維混入セメントペーストが、表10に従って調製された。セメント、シリカ、繊維および塩化カルシウムは、前の実施例にリストされた取得源から得られた。これらの試験で、有機混合剤VEA(独占グレードのメチルハイドロオキシルセルロース、信越化学社製)とDA(Melet FK−15、SKW Chemical製)がペーストのレオロジーと作業性とを改善するために加えられた。固形構成成分は、高速アイリッヒR−02ミキサーで混合され、そして、続いてホバートミキサーで水と混合された。作り出されたペーストは、次に、ハンドゥル(Handle)研究所製の75mmバーレルの押し出し成型機を使って、巾50mm、厚さ10mmの四角なシートとして押し出された。
押し出し可能な繊維混入セメントペーストサンプルは、表12の比率に従って、実施例5の方法を使って作られた。実施例1の低密度CSHと、同量のとマイクロ−セルE(Miclo-celE)を含んだ調合物が、低密度CSHが入っていない調合物と比較された。押し出された巾89mm、厚さ25mmの厚板の各々の調合物は、50℃、相対湿度80%に保たれた硬化室に置かれた。厚板は、変形なしに75kgの荷重を支持できたとき「硬化」と見なした。表13に示すように、低密度CSHのどちらのタイプも約80%硬化時間が加速された。
押し出し可能な繊維混入セメントは、同じ材料を使って、実施例5の方法で調製された。低密度CSHは、セメントと粉末シリカとの間で6:4の比率を保ってセメントとシリカとを置き換えた。巾89mmで厚さが25mmの厚板は、ハンドゥル(Handle)研究所製の75mmバーレル)の押し出し成型機から押し出され、50℃、相対湿度80%の条件で12時間放置硬化された。厚板は180℃の飽和水蒸気で8時間加圧処理された。厚板は、セクションに切り分けられ、その後、各々のセクションの断面の面積が測定された。圧力処理後の各々の切断面の面積増加(%)が測定された。測定結果は、低密度CSHの含有量の関数として表13に集計されている。
繊維混入セメントペーストは、LD−CSHを除き、実施例5と同じ材料と方法とで表15に従って調製された。
Claims (36)
- セメント質製品用の硬化性の調合物中での硬化加速剤としての低密度ケイ酸カルシウム水和物の使用であって、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物は、前記低密度ケイ酸カルシウム水和物を含むことなく作られた対応する比較対照調合物と比べて、前記調合物の硬化を加速するものであり、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物のかさ比重は、15kg/m 3 (0.015g/cm 3 )〜1500kg/m 3 (1.5g/cm 3 )であり、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物は粉末として前記調合物中に0.5重量%以上、10重量%未満の割合で添加され、前記調合物は、前記比較対照調合物の硬化時間に対して少なくも10%短い時間で硬化する
ことを特徴とする低密度ケイ酸カルシウム水和物の使用。 - セメント質製品の硬化を加速するための改良を行う方法であって、
前記改良が、セメント質製品用の硬化性の混合物に硬化加速剤としての低密度ケイ酸カルシウム水和物を添加して調合物を得る工程と、前記調合物を成形してセメント質製品を得る工程と、を有し、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物を含むことなく作られた対応する比較対照調合物と比べて、前記低密度ケイ酸カルシウム水和物の添加により前記調合物の硬化が加速され、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物のかさ比重が15kg/m 3 (0.015g/cm 3 )〜1500kg/m 3 (1.5g/cm 3 )であり、かつ
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物は粉末として前記調合物に0.5重量%以上、10重量%未満の割合で添加され、前記調合物は、前記比較対照調合物の硬化時間に対して少なくも10%短い時間で硬化する
ことを特徴とするセメント質製品用の調合物の硬化を加速するための改良を行う方法。 - 前記調合物を押し出し成形して前記セメント質製品とする請求項2に記載の方法。
- セメント質結合剤と骨材を含むセメント質混合物を調製し、該混合物に前記低密度ケイ酸カルシウム水和物を添加して前記調合物を調製し、該調合物から得られたセメント質製品を養生して硬化させる工程を有する請求項2または3に記載の方法。
- 前記調合物が、前記比較対照調合物が硬化する時間よりも少なくとも20%短い時間で硬化する請求項2〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記かさ比重が、0.6g/cm3と1.2g/cm3との間にある請求項2〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記セメント質製品を、ハチェク製造法を用いて形成する工程を更に有する請求項4〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記調合物の調製が、セルロース繊維パルプをシリカスラリーと混合してセルロース繊維パルプ含有混合物を調製し、該セルロース繊維パルプ含有混合物にセメントを加える工程を有する請求項7に記載の方法。
- 補足的な骨材および添加物が、前記セルロース繊維パルプ含有混合物に加えられることをさらに含む請求項8に記載の方法。
- 前記セメント質製品の硬化によりコンクリート製品が形成される請求項4に記載の方法。
- 前記調合物の調製が、セメントと、シリカと、骨材と、を混合機械中に加えてセメント質混合物を作り、その混合物を乾式混合することを含む請求項4〜6及び10のいずれかに記載の方法。
- 前記セメント質混合物に繊維強化材を加えることをさらに含む請求項10または11に記載の方法。
- 前記繊維強化材が、スチールワイヤー、鉄筋、重合繊維及びカーボン繊維から成る群から選ばれる請求項12に記載の方法。
- 前記シリカがケイ砂である請求項11に記載の方法。
- 前記骨材が、天然の岩、砂、砂利、石灰岩及びボトム・アッシュから成る群から選ばれる請求項11に記載の方法。
- 前記低密度ケイ酸カルシウム水和物の添加が、前記セメント質混合物に水を混合した後に行なわれる、請求項4〜15のいずれかに記載の方法。
- 前記セメント質混合物がその使用目的の場所に移された後、前記低密度ケイ酸カルシウム水和物が加えられる請求項4〜16のいずれかに記載の方法。
- 前記調合物を押し出し、未仕上りセメント質製品を形成する請求項4〜16のいずれかに記載の方法。
- 前記調合物がニーダーに供給され、ペースト状になるよう混練されることをさらに含む請求項4に記載の方法。
- 前記ペーストが真空下で脱ガスされる請求項19に記載の方法。
- 前記ペーストを、ダイを介して押し出して未仕上りセメント質製品を形成する請求項20に記載の方法。
- 前記ペーストの水と固形物との比率が0.4と1.2との間である請求項20または 21に記載の方法。
- あらかじめ決められた時間、前記調合物の前硬化を行うことを含む請求項21または22に記載の方法。
- 前記未仕上りセメント質製品をオートクレーブ処理することを特徴とする請求項21〜23のいずれかに記載の方法。
- セメント質製品用の、低密度ケイ酸カルシウム水和物を含む硬化性の調合物であって、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物は、前記低密度ケイ酸カルシウム水和物を含むことなく作られた対応する比較対照調合物と比べて、前記調合物の硬化を加速するものであり、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物のかさ比重は、15kg/m 3 (0.015g/cm 3 )〜1500kg/m 3 (1.5g/cm 3 )であり、
前記低密度ケイ酸カルシウム水和物は粉末として前記調合物中に0.5重量%以上、10重量%未満の割合で添加され、前記調合物は、前記比較対照調合物の硬化時間に対して少なくも10%短い時間で硬化する
ことを特徴とするセメント質製品用の硬化性の調合物。 - 前記かさ比重が、0.6g/cm3と1.2g/cm3との間にあり、前記セメント質製品を硬化して得た製贓物の重量対強度比が、低密度ケイ酸カルシウム水和物を含まない対応する製造物と比較してより高い請求項25に記載の調合物。
- 前記調合物が、5%と15%との間のセルロース繊維をさらに含む請求項25または26に記載の調合物。
- 前記調合物が、25%と50%との間のポルトランドセメントを含む請求項25〜27のいずれかに記載の調合物。
- 前記調合物が、25%と50%との間のシリカを含む請求項25〜28のいずれかに記載の調合物。
- 前記調合物が200メッシュまで粉砕されているシリカを含む請求項25〜29のいずれかに記載の調合物。
- 前記調合物が骨材としてシリカを含み、0%から40%の間の付加的な骨材をさらに含む請求項26に記載の調合物。
- 前記付加的な骨材がケイ酸を含有する骨材である請求項31に記載の調合物。
- 前記付加的な骨材が、セノスフェア、真珠岩(パーライト)、蛭石、火山灰、フライアッシュ及びボトムアッシュからなる群から選ばれる請求項31に記載の調合物。
- 前記調合物が押し出し可能なペーストに作られる請求項25に記載の調合物。
- 前記低密度ケイ酸カルシウム水和物の添加により、前記調合物のダイからの押し出し後の膨張を、断面積の増加として測定した際に6.5%未満に減少させることができる請求項25または34に記載の調合物。
- コンクリートを作るために使われる請求項25〜35のいずれかに記載の調合物。
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