JPH08239249A - Cement composition - Google Patents
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- JPH08239249A JPH08239249A JP4296495A JP4296495A JPH08239249A JP H08239249 A JPH08239249 A JP H08239249A JP 4296495 A JP4296495 A JP 4296495A JP 4296495 A JP4296495 A JP 4296495A JP H08239249 A JPH08239249 A JP H08239249A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、強度発現性に優れた高
強度用セメント組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-strength cement composition excellent in strength development.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び先行技術】設計基準強度６００ｋｇｆ
／ｃｍ2 程度以上の高強度なコンクリートを得るために
は、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤（以下、この２種
を併せて「高性能減水剤」ということがある。）を用
い、混練物を密実に成形できる範囲において、水セメン
ト比をできるだけ小さくすることが最も効果的な方法で
ある。しかし、水セメント比を小さくすれば、混練物の
粘性が増加するため、流動性及び施工性が悪いコンクリ
ートとなり、更に、水セメント比を小さくすれば、もは
や流動性のないコンクリートとなり、通常の流し込みや
締め固めでは成形不可能なコンクリートとなる。2. Description of the Related Art Design standard strength of 600 kgf
In order to obtain high-strength concrete of about / cm 2 or more, a high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent (hereinafter, these two types may be collectively referred to as “high-performance water reducing agent”) is used. The most effective method is to make the water-cement ratio as small as possible within the range where the kneaded product can be compactly molded. However, if the water-cement ratio is reduced, the viscosity of the kneaded product will increase, resulting in concrete with poor fluidity and workability.In addition, if the water-cement ratio is reduced, concrete will no longer be fluid and will not be poured into the normal pouring. It becomes concrete that cannot be molded by compaction.
【０００３】これを解決する手段として、シリカフュー
ムを混和材として用いる方法がある。シリカフュームは
金属シリコンやフェロシリコン製造時にでる副産物で、
比表面積２０ｍ2 ／ｇ程度、平均粒径０．１μｍ程度の
球状で超微粒なシリカである。このようなシリカフュー
ムと高性能減水剤とを併用することにより、コンクリー
トの粘性が低減し、流動性を向上させることができるた
め、より低水セメント比でのコンクリートの製造が可能
となる。As a means for solving this, there is a method of using silica fume as an admixture. Silica fume is a by-product of the production of metallic silicon and ferrosilicon,
It is a spherical and ultrafine silica having a specific surface area of about 20 m 2 / g and an average particle diameter of about 0.1 μm. By using such a silica fume and a high-performance water reducing agent in combination, the viscosity of concrete can be reduced and the fluidity can be improved, so that it becomes possible to produce concrete with a lower water cement ratio.
【０００４】このシリカフュームによる流動性向上効果
は、シリカフューム粒子がセメント粒子より微粉末であ
るため、セメント粒子間を充填し、その場所にあった水
が余剰の自由水となって、流動性に寄与することによ
る。また、シリカフュームは球状であるため、その形状
に由来するボールベアリング効果も流動性の向上に有効
であるとされている。Since the silica fume particles are finer than the cement particles, the effect of improving the fluidity of the silica fume is to fill the spaces between the cement particles, and the water existing at those places becomes excess free water, which contributes to the fluidity. By doing. Further, since the silica fume has a spherical shape, it is said that the ball bearing effect derived from the shape is also effective for improving the fluidity.
【０００５】更に、シリカフュームは、セメント粒子間
を充填するため、硬化体組織が緻密になり、硬化体の強
度を増大させる効果を持つ。また、シリカフュームはポ
ゾラン反応を生じるため、単なる微粒子としての充填効
果だけでなく、硬化体の強度を一段と増大させる効果も
奏する。Further, since silica fume fills the spaces between the cement particles, the structure of the hardened body becomes dense and has the effect of increasing the strength of the hardened body. Further, since silica fume causes a pozzolanic reaction, not only the effect of being filled as fine particles but also the effect of further increasing the strength of the cured product is exhibited.
【０００６】ところで、シリカフュームは、粉体状、顆
粒状及びスラリー状の３形態がある。このうち、スラリ
ー状シリカフュームは、シリカフュームが沈殿しやす
く、濃度管理が難しい。また、冬期に凍結する恐れがあ
るという問題がある。更に、高強度コンクリートへ適用
する場合、単位セメント量が多く、単位水量がそれに比
べて少ないため、スラリー状シリカフュームは高濃度と
ならざるを得ないが、その結果、粘性が強いスラリーと
なり、コンクリートプラントへ適用するには実用的では
ない。従って、実用に供されているシリカフュームは、
粉体状か顆粒状のシリカフュームである。By the way, silica fume has three forms, that is, powder form, granule form and slurry form. Among these, the silica fume in the slurry form is likely to precipitate, and the concentration control is difficult. There is also a problem that it may freeze in the winter. Furthermore, when applied to high-strength concrete, since the amount of cement is large and the amount of water is small compared to that, the silica fume slurry must have a high concentration. Not practical to apply to. Therefore, the silica fume used for practical use is
It is a powder or granular silica fume.
【０００７】顆粒状シリカフュームはセメントなどの粉
体材料と同様な輸送、計量及び投入装置が使用できると
いう長所があるが、顆粒状であるため分散性が劣り、コ
ンクリートの流動性や強度性状の向上効果が劣る。一
方、粉末状シリカフュームは、顆粒状に比べて流動性及
び強度性状の向上効果が優れているが、超微粉で取り扱
いが困難であるため、コンクリート製造プラントに既存
の輸送、計量及び添加装置をそのまま用いてミキサに添
加することができないという欠点がある。[0007] Granular silica fume has the advantage that it can be used in the same transportation, metering and charging equipment as powder materials such as cement, but since it is granular it has poor dispersibility and improves the fluidity and strength of concrete. The effect is inferior. On the other hand, powdered silica fume is superior in improving the fluidity and strength properties as compared with the granular form, but it is difficult to handle because it is an ultrafine powder, so the existing transportation, metering and addition equipment in the concrete manufacturing plant can be used as is. It has the disadvantage that it cannot be used and added to the mixer.
【０００８】このようなことから、カナダではセメント
組成物として、ポルトランドセメントに、予め、粉末状
又は顆粒状シリカフュームを添加した、シリカフューム
混合セメントが製造されている。In view of the above, in Canada, a silica fume mixed cement prepared by adding powdered or granular silica fume to Portland cement in advance is manufactured as a cement composition.
【０００９】また、本出願人は、ポルトランドセメント
に、粉末状又は顆粒状シリカフュームと、特定の粒度分
布を持つ微粉末石灰石を混合したセメント組成物を先に
提案した（特願平６−１６００７６号。以下「先願」と
いう。）。The present applicant has previously proposed a cement composition in which powdery or granular silica fume and fine powder limestone having a specific particle size distribution are mixed with Portland cement (Japanese Patent Application No. 6-160076). Hereinafter referred to as the "first application."
【００１０】先願のセメント組成物においては、特定の
粒度分布を持つ石灰石微粉末が、セメント粒子間を充填
し、残りの空間をシリカフュームが充填するため、セメ
ント粒子間に存在していた水が自由水となる。この自由
水の量はセメントとシリカフュームを単に混合した場合
より多く、流動性に寄与する割合も大きいものとなる。
また、このように、セメント粒子間を、石灰石微粉末が
充填し、更に残余の空間をシリカフュームが充填するた
め、これまで以上に、硬化体の組織が緻密となり、高強
度発現性が増大する。In the cement composition of the prior application, limestone fine powder having a specific particle size distribution fills the spaces between the cement particles, and the remaining space is filled with silica fume, so that the water existing between the cement particles is removed. It becomes free water. The amount of this free water is larger than that in the case where the cement and silica fume are simply mixed, and the ratio contributing to the fluidity is also large.
Further, since the limestone fine powder fills the space between the cement particles and the silica fume fills the remaining space as described above, the structure of the hardened body becomes denser and the high strength development property increases more than ever.
【００１１】なお、この、先願のセメント組成物では、
ポルトランドセメントとして、普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセ
メント、中庸熱ポルトランドセメントを用いることがで
き、特に普通ポルトランドセメント、早強ポルトランド
セメント、中庸熱ポルトランドセメントが好適であると
されている。In this cement composition of the prior application,
As Portland cement, ordinary Portland cement, early strength Portland cement, ultra early strength Portland cement, moderate heat Portland cement can be used, especially ordinary Portland cement, early strength Portland cement, medium heat Portland cement is said to be suitable. There is.
【００１２】上記先願のセメント組成物では、水中２０
℃の標準養生供試体で強度発現性が良好であることが示
されており、先願のセメント組成物を用いた小規模なコ
ンクリート製品や、構造体であっても肉薄な壁材であれ
ば、コンクリートのひび割れが無く、強度の発現性に優
れ、高強度コンクリートが得られる。In the cement composition of the above-mentioned prior application, 20
It has been shown that strength development is good in standard curing specimens at ℃, small-scale concrete products using the cement composition of the prior application, and thin wall materials even for structures In addition, there is no cracking in the concrete, and the strength development is excellent, and high-strength concrete can be obtained.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高強度
コンクリートは、主に、構造体の柱や梁に使用される
が、この場合、単位セメント量の多い高強度コンクリー
トでは、実際の施工において、セメントの水和による発
熱量が多く、肉厚なコンクリート構造体では温度が上昇
し、ひび割れが生じたり、強度の発現性が悪くなるとい
う問題が生じる。特に、夏期の施工においては、温度上
昇量が大きく、ひび割れが多くなり、強度発現性が悪い
ものとなる。このため、夏期の施工は時期をずらして、
春期又は秋期のような温暖な時期、或いは冬期に施工す
る必要がある。即ち、施工時期が限定されるという不具
合がある。However, high-strength concrete is mainly used for columns and beams of structures. In this case, in the case of high-strength concrete with a large amount of unit cement, cement is not used in actual construction. A large amount of heat is generated by the hydration of the above, and in a thick concrete structure, there is a problem that the temperature rises, cracks occur, and the developability of strength deteriorates. In particular, during construction in the summer, the temperature rise amount is large, the number of cracks is large, and the strength development is poor. For this reason, construction in the summer is staggered,
It is necessary to carry out construction in warm seasons such as spring or autumn, or in winter. That is, there is a problem that the construction period is limited.
【００１４】また、夏期において施工をしなければなら
ないときには、コンクリートの温度上昇を抑えるため
に、冷水の散水による特別な養生などが必要とされ、こ
の場合には、施工コストが高くなるという不具合があ
る。更に、温度上昇を抑えるために、柱の太さを細くし
たり、形状を変えて放熱効果を上げるなどの対策を講じ
る場合があるが、この場合には、構造体の形状が限定さ
れ、その構造体が必要とする形状を満足し得ず、たとえ
形状が合ったとしても設計が複雑であったり、施工方法
に困難を極めることが多い。Further, when the construction must be carried out in the summer, special curing by sprinkling cold water is required in order to suppress the temperature rise of the concrete. In this case, the construction cost becomes high. is there. Furthermore, in order to suppress the temperature rise, measures may be taken such as reducing the thickness of the column or changing the shape to improve the heat dissipation effect, but in this case, the shape of the structure is limited, In many cases, the shape required by the structure cannot be satisfied, and even if the shape matches, the design is complicated and the construction method is often difficult.
【００１５】本発明は、上記先願の問題点を解決し、流
動性、混練性、強度発現性に優れた高強度、高流動コン
クリート用セメント組成物において、更に、水和発熱量
を抑えて硬化時の温度上昇を抑制したセメント組成物を
提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior application, and provides a cement composition for high-strength and high-fluidity concrete which is excellent in fluidity, kneading property and strength development, and further suppresses the heat of hydration. An object of the present invention is to provide a cement composition that suppresses a temperature rise during curing.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項１のセメント組成
物は、高ビーライト系ポルトランドセメント５０〜９２
重量部、シリカフューム５〜２５重量部及び石灰石微粉
末３〜２５重量部を合計で１００重量部となるように含
んでなることを特徴とする。The cement composition according to claim 1 is a high belite type Portland cement 50-92.
It is characterized in that it contains 100 parts by weight of a total of 100 parts by weight, 5 to 25 parts by weight of silica fume, and 3 to 25 parts by weight of fine limestone powder.
【００１７】請求項２のセメント組成物は、請求項１に
おいて、高ビーライト系ポルトランドセメントは、クリ
ンカー鉱物組成中のビーライト量が４０〜７５重量％の
範囲内である組成を有するものであることを特徴とす
る。The cement composition of claim 2 is the high belite type Portland cement according to claim 1, wherein the belite amount in the clinker mineral composition is in the range of 40 to 75% by weight. It is characterized by
【００１８】請求項３のセメント組成物は、請求項２に
おいて、石灰石微粉末は、粒径２０μｍ以下の粒子が９
０％以上、粒径１０μｍ以下の粒子が６５％以上、粒径
５μｍ以下の粒子が４０〜９０％、粒径１μｍ以下の粒
子が２５％以下である粒度分布を持つことを特徴とす
る。The cement composition according to claim 3 is the cement composition according to claim 2, wherein the limestone fine powder is composed of 9 particles having a particle size of 20 μm or less.
It is characterized by having a particle size distribution in which 0% or more and particles having a particle size of 10 μm or less are 65% or more, particles having a particle size of 5 μm or less are 40 to 90%, and particles having a particle size of 1 μm or less are 25% or less.
【００１９】以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
【００２０】高ビーライト系ポルトランドセメントは、
コンクリート構造体の温度上昇を防ぐよう、水和熱をで
きるだけ少なくするために、ポルトランドセメントにお
けるクリンカー鉱物組成のエーライト量とアルミネート
量をできるかぎり減らし、その代わりに長期強度発現性
に優れたビーライト量を十分多くしたものであり、低熱
ポルトランドセメント又はビーライトセメントとも称さ
れる。High belite type Portland cement is
In order to reduce the heat of hydration as much as possible to prevent the temperature rise of the concrete structure, the amount of alite and aluminate in the clinker mineral composition of Portland cement should be reduced as much as possible, and instead, bead with excellent long-term strength development should be used. It has a sufficiently large amount of light and is also called low heat Portland cement or belite cement.
【００２１】本発明においては、特に、高ビーライト系
ポルトランドセメントとしてクリンカー鉱物組成中のビ
ーライト量が４０〜７５重量％の範囲内である組成を有
するものを用いるのが好ましい。このビーライト量が４
０重量％未満では、従来のＪＩＳ規格のポルトランドセ
メントと同等となり、セメントの水和による発熱量が多
く、肉厚なコンクリート構造体の温度が上昇し、ひび割
れを生じたり、強度発現性が悪いものとなる。逆に、ビ
ーライト量が７５重量％を超えるポルトランドセメント
では、セメントの水和による材齢２８日までのコンクリ
ートの強度発現性が悪く、建設に長期間が必要となると
いう不具合を生じる。In the present invention, it is particularly preferable to use a high belite type Portland cement having a composition in which the amount of belite in the clinker mineral composition is in the range of 40 to 75% by weight. This belite amount is 4
If it is less than 0% by weight, it will be equivalent to the conventional JIS Portland cement, the amount of heat generated by hydration of the cement will be large, the temperature of the thick concrete structure will rise, cracks will occur, and the strength development will be poor. Becomes On the contrary, with Portland cement having a belite content of more than 75% by weight, the strength development of concrete up to 28 days old due to hydration of the cement is poor and a long construction time is required.
【００２２】このような高ビーライト系ポルトランドセ
メントの具体例としては表１に示すものがある。なお、
表１には比較のためにＪＩＳ規格のポルトランドセメン
トも併せて示す。クリンカー鉱物中のビーライトは、表
１における化合物２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）を主成
分とするものである。Specific examples of such high belite type Portland cement are shown in Table 1. In addition,
Table 1 also shows the JIS standard Portland cement for comparison. The belite in the clinker mineral has the compound 2CaO.SiO 2 (C 2 S) in Table 1 as a main component.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】石灰石微粉末としては、粒径２０μｍ以下
の粒子が９０％以上、粒径１０μｍ以下の粒子が６５％
以上、粒径５μｍ以下の粒子が４０％〜９０％の範囲
内、粒径１μｍ以下の粒子が２５％以下である粒度分布
を持つものが好ましい。この石灰石微粉末は、天然の石
灰石を粉砕後、上記粒度となるように分級したものが好
適である。As fine limestone powder, 90% or more of particles having a particle size of 20 μm or less and 65% of particles having a particle size of 10 μm or less
As described above, particles having a particle size distribution in which particles having a particle size of 5 μm or less are in the range of 40% to 90% and particles having a particle size of 1 μm or less are 25% or less are preferable. The fine limestone powder is preferably obtained by crushing natural limestone and then classifying the limestone to have the above particle size.
【００２５】本発明のセメント組成物を製造するには、
高ビーライト系ポルトランドセメント５０〜９２重量
部、シリカフューム５〜２５重量部及び石灰石微粉末３
〜２５重量部を合計で１００重量部となるように含む組
成となるように、高ビーライト系ポルトランドセメント
クリンカー等を粉砕仕上げするミルに、粉末状又は顆粒
状のシリカフュームと、石灰石砕石を投入し、高ビーラ
イト系ポルトランドセメントクリンカー等の粉砕と同時
に、石灰石の粉砕粒度調整並びにシリカフュームの分散
を行うのが好適である。また、高ビーライト系ポルトラ
ンドセメントクリンカ等を粉砕仕上げするミルに粉体状
又は顆粒状のシリカフュームを投入し、セメントクリン
カ等の粉砕と同時に、シリカフュームを分散させ、つい
でミルによる粉砕仕上げ後に、石灰石微粉末を添加する
方法も好適である。To produce the cement composition of the present invention,
High belite type Portland cement 50-92 parts by weight, silica fume 5-25 parts by weight and limestone fine powder 3
Powdered or granular silica fume and limestone crushed stone are put into a mill for pulverizing and finishing high belite-based Portland cement clinker etc. so that the composition contains -25 parts by weight in total of 100 parts by weight. It is preferable to adjust the crushed particle size of limestone and disperse silica fume at the same time as crushing high belite type Portland cement clinker and the like. In addition, powdery or granular silica fume is put into a mill for crushing and finishing high belite Portland cement clinker, etc., and at the same time as crushing the cement clinker, etc., silica fume is dispersed. A method of adding powder is also suitable.
【００２６】また、このセメント組成物の製造に当っ
て、仕上げミルで粉砕した高ビーライト系ポルトランド
セメントに、粉末状又は顆粒状シリカフュームと、石灰
石微粉末を混合機器を用いて混合するようにしても良
い。Further, in the production of this cement composition, powdery or granular silica fume and limestone fine powder are mixed with high belite type Portland cement crushed by a finishing mill by using a mixing device. Is also good.
【００２７】なお、本発明のセメント組成物において、
高ビーライト系ポルトランドセメントの配合量が５０重
量部よりも少ないと高強度発現性に劣るものとなり、９
２重量部よりも多いとシリカフューム及び石灰石微粉末
の割合が少なくなるため、高強度、高流動性で混練性が
良好でかつ大きな凝結遅延がないセメント組成物が得ら
れない。高ビーライト系ポルトランドセメントの特に好
適な配合量は７０〜９０重量部である。In the cement composition of the present invention,
If the blending amount of the high belite type Portland cement is less than 50 parts by weight, the high strength developing property will be deteriorated, and 9
If it is more than 2 parts by weight, the proportion of silica fume and fine limestone powder will be small, so that a cement composition having high strength, high fluidity, good kneading property, and no significant delay in setting cannot be obtained. A particularly preferable blending amount of the high belite type Portland cement is 70 to 90 parts by weight.
【００２８】また、シリカフュームが５重量部よりも少
ないと、シリカフュームによる強度及び流動性向上効果
が得られず、２５重量部より多くしても、シリカフュー
ムによる強度及び流動性の向上が５〜２５重量部の配合
量の場合に比べて低下する傾向となり、また、シリカフ
ュームは高価であることから不経済となる。シリカフュ
ームの特に好適な配合量は５〜２０重量部である。If the amount of silica fume is less than 5 parts by weight, the effect of improving strength and fluidity due to silica fume cannot be obtained, and if it is more than 25 parts by weight, the improvement of strength and fluidity due to silica fume is 5 to 25 parts by weight. Compared with the case of the compounding amount of parts, it tends to decrease, and silica fume is uneconomical because it is expensive. A particularly preferable amount of silica fume is 5 to 20 parts by weight.
【００２９】石灰石微粉末の配合量が３重量部よりも少
ないと、高強度、高流動性で混練性が良好でかつ大きな
凝結遅延がないセメント組成物が得られず、２５重量部
よりも多いと、強度発現性に劣るものとなる。石灰石微
粉末の特に好適な配合量は３〜１２．５重量部である。If the amount of the fine limestone powder blended is less than 3 parts by weight, a cement composition having high strength, high fluidity, good kneading properties and no significant delay in setting cannot be obtained, and the amount is more than 25 parts by weight. Then, the strength developability is inferior. A particularly preferable amount of the fine limestone powder is 3 to 12.5 parts by weight.
【００３０】[0030]
【作用】ポルトランドセメント５０〜９２重量部と、シ
リカフューム５〜２５重量部と、特定粒度分布を有する
石灰石微粉末３〜２５重量部とからなる先願のセメント
組成物を結合材として用いることにより、従来技術によ
るポルトランドセメントにシリカフュームを添加する方
法に比べ、流動性が向上し、一定のコンクリートの流動
性を得るために必要な高性能減水剤の量を低減できる。
また、コンクリートの混練に際し、材料が均質に混練さ
れ流動状態になるまでの時間が短縮されると共に、ミキ
サにかかる負荷を低減することができる。このため、ポ
ルトランドセメントにシリカフュームを添加する従来の
技術に比べ、同一の流動性を得るために必要な高性能減
水剤の添加量を少なくでき、コスト的に有利になる。ま
た、混練時の流動化が速く、ミキサへの負荷を少なくで
きるため、一回の混練量の増加や混練時間が短縮でき、
生産性が向上し、工業的に有利である。By using the cement composition of the prior application consisting of 50 to 92 parts by weight of Portland cement, 5 to 25 parts by weight of silica fume, and 3 to 25 parts by weight of fine limestone powder having a specific particle size distribution as a binder, Compared with the conventional method of adding silica fume to Portland cement, the fluidity is improved and the amount of the superplasticizer required to obtain a certain fluidity of concrete can be reduced.
In addition, when kneading concrete, it is possible to shorten the time until the material is homogeneously kneaded and is in a fluidized state, and it is possible to reduce the load on the mixer. Therefore, as compared with the conventional technique of adding silica fume to Portland cement, the amount of the high-performance water reducing agent required to obtain the same fluidity can be reduced, which is advantageous in terms of cost. Further, the fluidization at the time of kneading is fast, and the load on the mixer can be reduced, so that the kneading amount can be increased once and the kneading time can be shortened.
Productivity is improved, which is industrially advantageous.
【００３１】しかしながら、上記先願の組成において、
ビーライト量が少ない従来のＪＩＳ規格のポルトランド
セメントを使用すると、構造体の柱や梁に使用されるこ
とが多い高強度コンクリートでは、単位セメント量が多
いので、実際の施工において、セメントの水和による発
熱量が多く、肉厚なコンクリート構造体の温度が上昇
し、ひび割れを生じたり、強度発現性が低下する。However, in the composition of the above-mentioned prior application,
When conventional Portland cement of JIS standard with a small amount of belite is used, the amount of unit cement is large in high-strength concrete that is often used for columns and beams of structures, so in actual construction, hydration of cement A large amount of heat is generated, and the temperature of a thick concrete structure rises, causing cracks and reducing the strength development.
【００３２】本発明に従って、高ビーライト系ポルトラ
ンドセメントを５０〜９２重量部を含み、シリカフュー
ム５〜２５重量部及び石灰石微粉末３〜２５重量部を合
計で１００重量部となるようにしたセメント組成物であ
れば、セメントの水和による発熱量が少なく、従って、
肉厚な高強度コンクリート構造体において、温度の上昇
が少なく、ひび割れの発生が低減し、また、強度発現性
が向上する。According to the present invention, a cement composition containing 50 to 92 parts by weight of high belite type Portland cement, and 5 to 25 parts by weight of silica fume and 3 to 25 parts by weight of fine limestone powder to a total of 100 parts by weight. If it is a thing, the calorific value due to hydration of cement is small, therefore,
In a thick high-strength concrete structure, the temperature rise is small, the occurrence of cracks is reduced, and the strength development is improved.
【００３３】使用する高ビーライト系ポルトランドセメ
ントのクリンカー鉱物組成は、請求項２の如く、ビーラ
イト量が４０〜７５重量％の範囲内である組成を持つこ
とが好適である。The clinker mineral composition of the high belite type Portland cement used preferably has a belite amount in the range of 40 to 75% by weight.
【００３４】また、本発明における石灰石微粉末による
シリカフューム添加セメントの流動性向上効果及び混練
性向上効果は、請求項３に記載した特定の粒度分布を持
つ石灰石微粉末によって顕著に発現されるものである。
従来行われている、空気透過法による比表面積による粉
末度（ブレーン比表面積）だけでは、上記効果を発現さ
せるための特定粒度分布を特定できない。たとえ、石灰
石微粉末のブレーン比表面積が同一であったとしても、
請求項３にて特定した特定の粒度分布を有していなけれ
ば、シリカフューム添加セメントの流動性向上及び混練
性向上について顕著な効果を得ることができない。Further, the effect of improving the fluidity and the kneading property of the silica fume-added cement by the limestone fine powder in the present invention is remarkably exhibited by the limestone fine powder having the specific particle size distribution described in claim 3. is there.
It is not possible to specify the specific particle size distribution for exhibiting the above-mentioned effects only by the fineness (blaine specific surface area) of the specific surface area by the air permeation method which has been conventionally performed. Even if the Blaine specific surface area of the limestone fine powder is the same,
Unless it has the specific particle size distribution specified in claim 3, it is not possible to obtain a remarkable effect in improving the fluidity and kneading property of the silica fume-added cement.
【００３５】本発明の高強度、高流動で混練性が良好な
低発熱セメント組成物とするには、石灰石微粉末が、請
求項３で特定した石灰石微粉末の粒度分布、即ち、１μ
ｍ〜１０μｍ程度の範囲内に流動分布の頻度のピークが
あり、比較的狭い範囲に粒度が分布する、シャープな粒
度分布を有することが重要である。この特定粒度分布を
有する石灰石微粉末と、高ビーライト系ポルトランドセ
メント及びシリカフュームとを組み合わせセメント組成
物とすることで、本発明による顕著な効果が得られる。In order to obtain the low heat-generating cement composition of the present invention having a high strength, a high fluidity and a good kneading property, the limestone fine powder has a particle size distribution of the limestone fine powder specified in claim 3, that is, 1 μm.
It is important to have a sharp particle size distribution in which there is a peak of the frequency of flow distribution in the range of m to 10 μm and the particle size is distributed in a relatively narrow range. By combining limestone fine powder having this specific particle size distribution, high belite type Portland cement and silica fume into a cement composition, the remarkable effect of the present invention can be obtained.
【００３６】請求項３で特定した粒度分布を外れた場
合、即ち、１μｍ〜１０μｍ程度の範囲内に粒度分布の
頻度のピークがなく、広い範囲に粒度が分布しフラット
な粒度分布を有するものでは、本発明の高強度、高流動
で混練性が良好なセメント組成物を確実に得ることがで
きない。When the particle size distribution specified in claim 3 is deviated, that is, there is no peak of frequency of particle size distribution in the range of about 1 μm to 10 μm, and the particle size is distributed in a wide range and has a flat particle size distribution. However, it is not possible to reliably obtain the cement composition of the present invention having high strength, high fluidity and good kneadability.
【００３７】ところで、石灰石微粉末には一般にセメン
トの凝結促進作用があることは知られているが、本発明
では、この石灰石微粉末が本来持つ凝結促進効果と、特
定粒度分布を持つ石灰石微粉末を用いることによる凝結
遅延作用を奏する高性能減水剤の必要添加量の低減効果
との相乗効果により、従来技術で問題であったコンクリ
ートの凝結遅延を大きく抑制することができる。By the way, it is known that limestone fine powder generally has an action of promoting the setting of cement, but in the present invention, the limestone fine powder originally has the setting promoting effect and the limestone fine powder having a specific particle size distribution. By using the synergistic effect with the effect of reducing the required addition amount of the high-performance water-reducing agent having a setting retarding effect, it is possible to greatly suppress the setting retardation of concrete, which was a problem in the prior art.
【００３８】なお、シリカフュームを添加し、高性能減
水剤を用いて低水セメント比とした高強度コンクリート
に、石灰石微粉末のような反応性がないと考えられる無
機物質を、内割り添加すると、強度低下を生じるとも危
惧される。しかし、特定粒度分布を有する石灰石微粉末
を用いる本発明では、大きな強度低下はなく、特に特定
粒度分布を有する石灰石微粉末の添加量が１０重量％以
下であれば、それを添加しないものに比べ同等以上の強
度を発現する。When silica fume is added and a high-performance water-reducing agent is used to give a low water-cement ratio high-strength concrete, an inorganic substance such as limestone fine powder which is considered to have no reactivity is added internally. It is also feared that the strength will decrease. However, in the present invention using the limestone fine powder having the specific particle size distribution, there is no large decrease in strength, and particularly when the addition amount of the limestone fine powder having the specific particle size distribution is 10% by weight or less, as compared with the case where it is not added. Expresses equal or greater strength.
【００３９】また、特定粒度分布を有する石灰石微粉末
を用いる本発明では、コンクリートの粘性が小さいもの
となり、それを用いないものに比べ、施工性に優れたも
のとすることができるという効果も奏される。Further, in the present invention using the limestone fine powder having the specific particle size distribution, the viscosity of the concrete becomes small, and there is an effect that the workability can be excellent as compared with the case where the concrete is not used. To be done.
【００４０】更に、特定粒度分布を有する石灰石微粉末
を用いる場合には、その石灰石微粉末は水和発熱を生じ
ないため、高ビーライト系ポルトランドセメントの使用
と相俟って、コンクリートの発熱を低減する効果を持
ち、単位セメント量が多い高強度コンクリートで問題と
なる、温度上昇による強度低下やひびわれ発生を抑制す
る効果がより一層十分に発揮される。Further, when limestone fine powder having a specific particle size distribution is used, the limestone fine powder does not generate heat of hydration. Therefore, in combination with the use of high belite type Portland cement, the heat of concrete is reduced. The effect of reducing the strength and the effect of suppressing the decrease in strength due to temperature rise and the occurrence of cracking, which is a problem in high-strength concrete with a large amount of unit cement, are exerted more sufficiently.
【００４１】[0041]
【実施例】本発明によるセメント組成物を用いたコンク
リートにおける実施例を、比較例と共に以下に示す。ま
ず、実験方法について項目ごとに説明する。EXAMPLES Examples of concrete using the cement composition according to the present invention are shown below together with comparative examples. First, the experimental method will be described item by item.
【００４２】［１］使用材料（比較例に使用した材料を
含む） （１）セメント組成物に使用した材料 ポルトランドセメント Ｌ７（高ビーライト系ポルトランドセメント） Ｌ６（高ビーライト系ポルトランドセメント） Ｌ５（高ビーライト系ポルトランドセメント） Ｌ４（高ビーライト系ポルトランドセメント） Ｍ（中庸熱ポルトランドセメント） Ｎ（普通ポルトランドセメント） シリカフューム：エルケム社９４０Ｕ（比重２．２，
ＢＥＴ比表面積２０．２ｍ2 ／ｇ） 特定の粒度分布を有する石灰石微粉末：石灰石をミル
で粉砕し、分級機を用いて特定粒度分布になるように調
整した。粒度分布は、粒径２０μｍ以下が９８重量％、
粒径１０μｍ以下が８７重量％、粒径５μｍ以下が５５
重量％、粒径１μｍ以下が１３重量％で、ブレーン比表
面積は７７３０ｃｍ2 ／ｇである。ただし、本粒度分布
は、一例を示しただけのものであり、本発明に係る粒度
分布を特定するものではない。[1] Materials Used (Including Materials Used in Comparative Examples) (1) Materials Used in Cement Composition Portland Cement L7 (High Belite Portland Cement) L6 (High Belite Portland Cement) L5 ( High Belite type Portland cement) L4 (High Belite type Portland cement) M (Medium heat Portland cement) N (Normal Portland cement) Silica fume: Elchem 940U (specific gravity 2.2)
BET specific surface area 20.2 m 2 / g) Limestone fine powder having a specific particle size distribution: Limestone was ground with a mill and adjusted to have a specific particle size distribution using a classifier. The particle size distribution is 98% by weight when the particle size is 20 μm or less,
87% by weight for particle size 10 μm or less, 55 for particle size 5 μm or less
The Blaine specific surface area is 7730 cm 2 / g, and the Blaine specific surface area is 7% by weight. However, this particle size distribution is merely an example, and does not specify the particle size distribution according to the present invention.
【００４３】（２）モルタル及びコンクリートに使用し
たセメント組成物以外の材料 細骨材：木更津産山砂（比重２．６３，吸水率１．７７
％） 粗骨材：八王子産砕石（最大寸法２０ｍｍ，比重２．６
８．吸水率０．８３％） 高性能ＡＥ減水剤：ポリカルボン酸系 混練水：水道水 ［２］特定粒度分布を有する石灰石微粉末の粒度分布の
測定方法 特定粒度分布を有する石灰石微粉末の粒度分布の測定
は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（仏国ＣＩ
ＬＡＳ社製ｍｏｄｅｌ ８５０Ｂ）を用いて行った。ま
た、同時にブレーン空気透過法による粉末度（比表面
積）を併せて測定した。(2) Materials other than cement composition used for mortar and concrete Fine aggregate: Mountain sand produced by Kisarazu (specific gravity 2.63, water absorption 1.77)
%) Coarse aggregate: Crushed stone from Hachioji (maximum size 20mm, specific gravity 2.6)
8. Water absorption rate 0.83%) High-performance AE water reducing agent: Polycarboxylic acid type Kneading water: Tap water [2] Measuring method of particle size distribution of limestone fine powder having specific particle size distribution Particle size distribution of limestone fine powder having specific particle size distribution Is a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (CI, France).
It was performed using LAS model 850B). At the same time, the fineness (specific surface area) by the Blaine air permeation method was also measured.
【００４４】［３］セメント組成物の製造方法 セメント工場において、セメント製造工程における仕上
げミルに、クリンカー及び石膏などのポルトランドセメ
ント原料と共にシリカフュームを供給して、シリカフュ
ームをポルトランドセメント粒子に混合し、かつ分散さ
せることによって得られたシリカフューム混合セメント
に特定の粒度分布を有する石灰石微粉末を添加混合し
た。[3] Method for producing cement composition In a cement factory, silica fume is supplied together with Portland cement raw materials such as clinker and gypsum to a finishing mill in the cement production process, and silica fume is mixed with Portland cement particles and dispersed. The limestone fine powder having a specific particle size distribution was added and mixed to the silica fume mixed cement obtained by the above.
【００４５】セメント組成物の配合は表３の通りとし
た。ただし、本配合は、一例を示しただけのものであ
り、何ら本発明に係る配合を特定するものではない。The composition of the cement composition is shown in Table 3. However, this formulation is merely an example, and does not specify the formulation according to the present invention.
【００４６】［４］コンクリートの配合 実施例及び比較例に用いたコンクリートの配合は表２の
通りである。なお、表２中、Ｗは水量、Ｃはセメント組
成物重量、ｓは細骨材容量、ａは全骨材容量である。た
だし、本配合は、一例を示しただけのものであり、何ら
本発明に係る配合を限定するものではない。[4] Mixing of concrete Table 2 shows the mixing of concrete used in Examples and Comparative Examples. In Table 2, W is the amount of water, C is the weight of the cement composition, s is the fine aggregate volume, and a is the total aggregate volume. However, this formulation is merely an example and does not limit the formulation according to the present invention.
【００４７】[0047]
【表２】 [Table 2]
【００４８】［５］コンクリートの混練方法 コンクリートの混練には、水平２軸型強制練りミキサ
（容量３ｍ3 ）を用いた。混練方法は、まず最初にセメ
ント組成物、水、砂、高性能ＡＥ減水剤を投入して１分
間混練し、その後、粗骨材を投入して更に２分間混練し
た。ただし、本混練方法は、一例を示しただけのもので
あり、何ら本発明に係る混練方法を限定するものではな
い。[5] Concrete kneading method For the concrete kneading, a horizontal biaxial type forced kneading mixer (volume: 3 m 3 ) was used. The kneading method was as follows. First, the cement composition, water, sand and a high-performance AE water reducing agent were added and kneaded for 1 minute, and then coarse aggregate was added and kneaded for another 2 minutes. However, this kneading method is only an example, and does not limit the kneading method according to the present invention.
【００４９】［６］コンクリートの諸性状の評価方法 セメント及びコンクリートの流動性の評価方法 コンクリートの流動性は、コンクリートのスランプ試験
後の試料の広がり、即ちスランプフローで測定した。こ
のスランプフローが６０±３ｃｍになるように、高性能
ＡＥ減水剤の添加量を調整し、セメントの流動性として
再評価した。[6] Method for evaluating various properties of concrete Method for evaluating fluidity of cement and concrete The fluidity of concrete was measured by spreading the sample after slump test of concrete, that is, by slump flow. The added amount of the high-performance AE water reducing agent was adjusted so that the slump flow was 60 ± 3 cm, and the fluidity of the cement was re-evaluated.
【００５０】標準養生コンクリートの圧縮強度の評価 コンクリートの混練後、φ１０×２０ｃｍの鋼製型枠に
流し込み、軽く型枠をゆすって締め固めを行った。材齢
１日において脱型し、以後、試験材齢まで２０℃の水中
にて養生を行った。圧縮強度試験に際し載荷面は研磨仕
上げを行い、荷重載荷速度はJIS A 1108に拠った。Evaluation of Compressive Strength of Standard Curing Concrete After kneading the concrete, the concrete was poured into a steel mold of φ10 × 20 cm, and the mold was lightly shaken for compaction. The material was removed from the mold at the age of 1 day and thereafter cured in water at 20 ° C. until the age of the test material. In the compressive strength test, the loading surface was polished and the loading speed was based on JIS A 1108.
【００５１】実大模擬部材コンクリートの評価 コンクリートの混練後、実大の柱を模した１ｍ×１ｍ×
２ｍ高さの型枠に流し込み、バイブレータにより若干の
締め固めを行った。型枠の中心には、温度測定用の熱電
対を挿入した。型枠の前後・左右及び上下面には、断熱
保温用の厚さ５０ｃｍの発砲スチロールで隙間なく囲っ
た。その後、試験材齢が来るたびに、中心から２５ｃｍ
離れた場所にφ１０ｃｍのコアを抜き、コア試験体とし
た。コア試験体は、圧縮強度試験に際し載荷面の研磨仕
上げを行い、強度試験はJIS A 1108に拠った。これらの
試験は、気温２０℃の室内で行った。ただし、上記評価
方法は一例を示しただけのものであり、本発明に係る性
状評価は何ら上記評価方法に限定されるものではない。Evaluation of full-scale simulated member concrete After kneading concrete, 1 m x 1 m x imitating a full-scale column
It was poured into a mold having a height of 2 m and slightly compacted by a vibrator. A thermocouple for temperature measurement was inserted in the center of the mold. The front, back, left, right, and top and bottom surfaces of the mold were surrounded by a foamed polystyrene having a thickness of 50 cm for heat insulation. After that, every time the age of the test material comes, 25 cm from the center
A core having a diameter of 10 cm was removed at a remote place to obtain a core test piece. The core test body was subjected to polishing finish on the loading surface in the compressive strength test, and the strength test was based on JIS A 1108. These tests were conducted in a room at a temperature of 20 ° C. However, the evaluation method described above is only an example, and the property evaluation according to the present invention is not limited to the evaluation method described above.
【００５２】実施例１〜４及び比較例１，２ 表３に示す配合のセメント組成物を用いたコンクリート
の性状評価の結果を表３に示す。Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 Table 3 shows the results of the evaluation of the properties of concrete using the cement composition having the composition shown in Table 3.
【００５３】[0053]
【表３】 [Table 3]
【００５４】実施例１〜４と比較例１〜２との対比によ
り、高ビーライト系ポルトランドセメントを含む本発明
のセメント組成物は、先願に係るＪＩＳ規格のポルトラ
ンドセメントを含むセメント組成物と比較して、標準養
生のコンクリートでは圧縮強度の発現性が若干劣るもの
の、実大模擬部材コンクリートにおける温度上昇量が小
さい。By comparing Examples 1 to 4 with Comparative Examples 1 and 2, the cement composition of the present invention containing the high belite type Portland cement was compared with the cement composition containing the JIS standard Portland cement according to the prior application. In comparison, the standard curing concrete is slightly inferior in compressive strength development, but the temperature rise amount in the full-scale simulated member concrete is small.
【００５５】つまり、高強度コンクリートの実大部材に
おいては、コンクリートの温度上昇によるひび割れの防
止、及び、温度上昇による強度低下の防止の面からは、
高ビーライト系ポルトランドセメントを含むセメント組
成物を使用するのが有効であることが明らかである。That is, in the case of a full-scale member of high-strength concrete, from the viewpoint of preventing cracking due to temperature rise of concrete and strength reduction due to temperature rise,
It is clear that it is effective to use a cement composition containing high belite type Portland cement.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のセメント組
成物は、流動性、混練性、強度発現性に優れるセメント
組成物である上に、肉厚な実大部材の高強度コンクリー
トに適用した場合、温度上昇によるひび割れや強度発現
の低下が防止され、その実用性は著しく高い。As described in detail above, the cement composition of the present invention is a cement composition which is excellent in fluidity, kneading property, and strength development, and is applied to high-strength concrete of thick full-scale members. In that case, cracking and reduction in strength development due to temperature rise are prevented, and the practicality thereof is remarkably high.
Claims (3)
０〜９２重量部、シリカフューム５〜２５重量部及び石
灰石微粉末３〜２５重量部を合計で１００重量部となる
ように含んでなるセメント組成物。1. A high belite type Portland cement 5
A cement composition comprising 0 to 92 parts by weight, 5 to 25 parts by weight of silica fume, and 3 to 25 parts by weight of fine limestone powder in a total amount of 100 parts by weight.
トランドセメントは、クリンカー鉱物組成中のビーライ
ト量が４０〜７５重量％の範囲内である組成を有するも
のであることを特徴とするセメント組成物。2. The cement composition according to claim 1, wherein the high belite portland cement has a composition in which the amount of belite in the clinker mineral composition is in the range of 40 to 75% by weight. Stuff.
径２０μｍ以下の粒子が９０％以上、粒径１０μｍ以下
の粒子が６５％以上、粒径５μｍ以下の粒子が４０〜９
０％、粒径１μｍ以下の粒子が２５％以下である粒度分
布を持つことを特徴とするセメント組成物。3. The limestone fine powder according to claim 2, wherein 90% or more of particles having a particle size of 20 μm or less, 65% or more of particles having a particle size of 10 μm or less, and 40 to 9 of particles having a particle size of 5 μm or less.
A cement composition characterized by having a particle size distribution in which 0% of particles have a particle size of 1 μm or less and 25% or less.
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