JP7219785B2 - 混合セメント組成物、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
塩基度=(CaO+Al2O3+MgO)/SiO2 … 式(A)
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al2O3)/SiO2-0.46×TiO2-0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al2O3)/SiO2-0.60×TiO2-0.14×MnO … 式(2)
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al2O3)/SiO2-0.46×TiO2-0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al2O3)/SiO2-0.60×TiO2-0.14×MnO … 式(2)
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
C3S[質量%]=(4.07×CaO[質量%])-(7.60×SiO2[質量%])-(6.72×Al2O3[質量%])-(1.43×Fe2O3[質量%])-(2.85×SO3[質量%])
C2S[質量%]=(2.87×SiO2[質量%])-(0.754×C3S[質量%])
C3A[質量%]=(2.65×Al2O3[質量%])-(1.69×Fe2O3[質量%])
C4AF[質量%]=3.04×Fe2O3[質量%]
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al2O3)/SiO2-0.46×TiO2-0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al2O3)/SiO2-0.60×TiO2-0.14×MnO … 式(2)
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
混合セメント組成物の原料として以下の物を用いた。
セメントクリンカは、Bogue式による鉱物組成が下記表1の記載となるような普通ポルトランドセメントクリンカを用いた。
石膏は、JIS R 9151:2009「セメント用天然せっこう」に記載の要件を満たす石膏を用いた。
石灰石は、JIS R 5210:2009「ポルトランドセメント」に記載の少量混合成分の要件を満たす石灰石を用いた。
BS1、BS4~BS6は、石膏を含まない市販の高炉水砕スラグを用いた。BS2はBS1とBS4を1:3の質量比で混合して調製したものであり、BS3はBS1とBS4を1:1の質量比で混合して調製したものである。当該高炉スラグのそれぞれについて、JIS R 5202:2015「セメントの化学分析方法」の記載に準拠して測定した化学組成を表2に示す。また当該高炉スラグの活性度指数A50は下記の方法で測定した。
高炉スラグ活性度指数の評価は、JIS A 6206:2013「コンクリート用高炉スラグ微粉末」の付属書に記載されている「高炉スラグ微粉末のモルタルによる活性度指数及びフロー値比の試験方法」に準拠し、材齢7日、及び28日における値を測定した。
セメントクリンカ、石膏、石灰石、及び高炉スラグを表3及び表4に示す配合割合(質量部)で、混合及び破砕することによって混合セメント組成物を調製した。具体的には、まずセメントクリンカ、石膏、及び石灰石をボールミルにて混合粉砕することで、参考例1のセメント組成物を作製した。その後、参考例1のセメント組成物と、別途粉砕された高炉スラグ微粉末及び石灰石微粉末とを所定の割合で混合することによって、実施例及び比較例のセメント組成物を得た。
実施例1~14、比較例1~6、及び参考例1で調製した各混合セメント組成物を用いて、JIS R 5201:2015「セメントの物理試験方法」の記載に準拠して圧縮強さ比の測定を行った。
実施例1~14、比較例1~6、及び参考例1で調製した各混合セメント組成物を用いたモルタル組成物に対する上述の評価によって得られた圧縮強さ比と、その原料である混合セメントの調製に用いた高炉スラグの活性度指数A50、及び塩基度Buとの関係を評価した。具体的には、圧縮強さ比を活性度指数A50で除した値(Am/A50)と、塩基度Buとの関係を指標とした。Am/A50の値が大きいほど、高炉スラグを少量添加した場合の強度発現の観点から有利であり、その評価に用いた高炉スラグが少量添加の用途に適しているといえる。結果を表3及び表4、並びに図1及び図2に示す。
実施例5,6,10,11及び比較例4で調製した各混合セメント組成物を用いて、後述する方法に従って断熱温度の測定を行った。
Q(t)=Q∞(1-exp(-γ(t-t0))) … 式(4)
Claims (9)
- セメントクリンカ、石膏、石灰石、及び、Al2O3量が12.7質量%以上である高炉スラグを含み、
前記高炉スラグは、高炉スラグの化学組成に基づいて下記式(1)から算出される塩基度Bu(7d)が0.95以下であり、かつ下記式(2)から算出される塩基度Bu(28d)が0.75以下であり、
前記高炉スラグの材齢7日における活性度指数A50(7d)は63.5~96.5%であり、且つ、前記高炉スラグの材齢28日における活性度指数A50(28d)は86.5~111.0%であり、
前記石灰石及び前記高炉スラグの合計の含有量は5.0質量%超10.0質量%以下であり、
前記高炉スラグの含有量は、前記石灰石及び前記高炉スラグの合計量を基準として、1~90質量%である、混合セメント組成物。
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al2O3)/SiO2-0.46×TiO2-0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al2O3)/SiO2-0.60×TiO2-0.14×MnO … 式(2)
[式(1)及び式(2)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al2O3は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO2は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示し、TiO2は高炉スラグ中の酸化チタンの含有率(質量%)を示し、MnOは高炉スラグ中の酸化マンガンの含有率(質量%)示す。ただし、TiO2含有率が0.8質量%以上の場合は、TiO2を0.8質量%とする。] - 前記高炉スラグの含有量が0.1~5.0質量%である、請求項1に記載の混合セメント組成物。
- 前記高炉スラグの化学組成に基づいて下記式(3)から算出されるJIS塩基度が1.65以上1.85未満である、請求項1又は2に記載の混合セメント組成物。
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
[式(3)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al2O3は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO2は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示す。] - ブレーン比表面積が3000cm2/g以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の混合セメント組成物。
- 前記高炉スラグのMnO量が0.15質量%以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の混合セメント組成物。
- 前記高炉スラグは、
化学組成に基づいて下記式(3)から算出されるJIS塩基度が1.65未満である高炉スラグと、
化学組成に基づいて下記式(3)から算出される塩基度が1.65以上である高炉スラグと、の混合物である、請求項1~5のいずれか一項に記載の混合セメント組成物。
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
[式(3)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al2O3は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO2は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示す。] - 化学組成に基づいて下記式(1)から算出される塩基度Bu(7d)が0.95以下であり、下記式(2)から算出される塩基度Bu(28d)が0.75以下であり、材齢7日における活性度指数A50(7d)は63.5~96.5%であり、且つ、材齢28日における活性度指数A50(28d)は86.5~111.0%であり、Al2O3量が12.7質量%以上である高炉スラグを選別する選別工程と、
セメントクリンカ、石膏、石灰石、及び前記高炉スラグを含む原料を混合する混合工程と、を有し、
前記石灰石及び前記高炉スラグの合計の含有量は5.0質量%超10.0質量%以下であり、
前記高炉スラグの含有量は、前記石灰石及び前記高炉スラグの合計量を基準として、1~90質量%である、混合セメント組成物の製造方法。
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al2O3)/SiO2-0.46×TiO2-0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al2O3)/SiO2-0.60×TiO2-0.14×MnO … 式(2)
[式(1)及び式(2)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al2O3は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO2は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示し、TiO2は高炉スラグ中の酸化チタンの含有率(質量%)を示し、MnOは高炉スラグ中の酸化マンガンの含有率(質量%)示す。ただし、TiO2含有率が0.8質量%以上の場合は、TiO2を0.8質量%とする。] - 化学組成に基づいて下記式(1)から算出される塩基度Bu(7d)が1.20以下であり、下記式(2)から算出される塩基度Bu(28d)が1.00以下であり、材齢7日における活性度指数A50(7d)は63.5~96.5%であり、且つ、材齢28日における活性度指数A50(28d)は86.5~111.0%であり、Al 2 O 3 量が12.7質量%以上である高炉スラグを選別する選別工程と、
前記高炉スラグを、化学組成に基づいて前記式(1)から算出される塩基度Bu(7d)が1.20以下であり、かつ前記式(2)から算出される塩基度Bu(28d)が1.00以下である第一分画と、その他の第二分画とに、選別する工程と、
セメントクリンカ、石膏、石灰石、及び前記高炉スラグを含む原料を混合する混合工程と、を有し、
前記混合工程は、セメントクリンカ、石膏、石灰石、及び前記第一分画を含む原料を混合する工程、又はセメントクリンカ、石膏、石灰石、及び前記第二分画を含む原料を混合する工程であり、
前記第一分画の配合量は10質量%以下であり、前記第二分画の配合量は30質量%超60質量%未満であり、
前記石灰石及び前記高炉スラグの合計の含有量は5.0質量%超10.0質量%以下であり、
前記高炉スラグの含有量は、前記石灰石及び前記高炉スラグの合計量を基準として、1~90質量%である、混合セメント組成物の製造方法。
Bu(7d)=(CaO+0.43×MgO+0.28×Al 2 O 3 )/SiO 2 -0.46×TiO 2 -0.27×MnO … 式(1)
Bu(28d)=(CaO+0.42×MgO+0.16×Al 2 O 3 )/SiO 2 -0.60×TiO 2 -0.14×MnO … 式(2)
[式(1)及び式(2)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al 2 O 3 は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO 2 は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示し、TiO 2 は高炉スラグ中の酸化チタンの含有率(質量%)を示し、MnOは高炉スラグ中の酸化マンガンの含有率(質量%)示す。ただし、TiO 2 含有率が0.8質量%以上の場合は、TiO 2 を0.8質量%とする。] - 前記高炉スラグは、化学組成に基づいて下記式(3)から算出されるJIS塩基度が1.65未満である高炉スラグと、化学組成に基づいて下記式(3)から算出されるJIS塩基度が1.65以上の高炉スラグと、を混合することによって、化学組成に基づいて下記式(3)から算出されるJIS塩基度が、1.65以上1.85未満となるように調製したものである、請求項7又は8に記載の製造方法。
JIS塩基度=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2 … 式(3)
[式(3)中、CaOは高炉スラグ中の酸化カルシウムの含有率(質量%)を示し、MgOは高炉スラグ中の酸化マグネシウムの含有率(質量%)を示し、Al2O3は高炉スラグ中の酸化アルミニウムの含有率(質量%)を示し、SiO2は高炉スラグ中の二酸化ケイ素の含有率(質量%)を示す。]
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