JPH0832575B2 - Portland cement with controlled particle size - Google Patents
Portland cement with controlled particle sizeInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、セメントの粒度を調整し、微粉部分を減少
させることによる、低発熱、低軟度水量、遅硬性であっ
て混和剤硬化の良好な、改良ポルトランドセメントに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention has a low heat generation, a low soft water content, a slow hardening property, and an admixture curing property by adjusting the particle size of cement and reducing the fine powder portion. It concerns a good, modified Portland cement.
〈従来の技術〉 建築構造物に対する社会的ニーズの高度化や多様化に
伴い、超高層建築物の支持や大空間の確保など、種々の
目的で建築構造物にマスコンクリートを使用する機会が
増加している。このように、コンクリート構造物の大型
化及び施工方法の進歩発展による大型急速施工の増加に
伴い、コンクリートの硬化過程で生じるセメントの水和
熱に基づく温度応力が、構造物にひび割れを生じさせた
り、残留する温度応力が、構造物の設計上無視できない
影響を与える場合がしばしば見られるようになってき
た。これまで、このような現象はコンクリートダム又は
部材寸法の大きなコンクリート構造物に特有なものと考
えられてきたが、使用材料、施工方法などによって比較
的小さな構造物でも無視できなくなってきた。<Prior art> With the increasing sophistication and diversification of social needs for building structures, there are increasing opportunities to use mass concrete for building structures for various purposes such as supporting super high-rise buildings and securing a large space. are doing. In this way, with the increase in large-scale rapid construction due to the increase in size of concrete structures and the progress and development of construction methods, the temperature stress based on the heat of hydration of cement generated during the hardening process of concrete causes cracks in the structure. In many cases, residual temperature stress has a non-negligible effect on the design of structures. Up to now, such a phenomenon has been considered to be peculiar to a concrete dam or a concrete structure having a large member size, but it has become impossible to ignore even a relatively small structure due to the materials used and the construction method.
マスコンクリート用セメントでは、材令初期に水和熱
による温度上昇及びその後の温度降下が原因となって生
じる、熱応力による硬化体のひびわれを防止するため
に、水和発熱が低いことが要求される。Cement for mass concrete is required to have low heat of hydration in order to prevent cracking of the hardened body due to thermal stress caused by temperature rise due to heat of hydration and subsequent temperature drop at the early stage of age. It
そこで、低発熱の水硬性セメントとして中庸熱ポルト
ランドセメント、混合セメント（高炉セメント、フライ
アッシュセメント等）が使用されてきた。Therefore, medium heat Portland cement and mixed cement (blast furnace cement, fly ash cement, etc.) have been used as hydraulic cements with low heat generation.
しかし、高炉セメントは、初期強度や低温強度が低い
こと、中性化抵抗性が弱い、乾燥収縮が大きい等の欠点
がある。また、高炉スラグの品質及びスラグ粉の粒度に
よっては、必ずしも水和発熱量が低くない場合もあるこ
とが、最近の研究から明らかにされてきた。However, blast furnace cement has drawbacks such as low initial strength and low temperature strength, weak neutralization resistance, and large drying shrinkage. Further, recent studies have revealed that the heat of hydration may not always be low depending on the quality of the blast furnace slag and the particle size of the slag powder.
一方、フライアッシュセメントは、強度発現性が悪
く、混和剤の効きが悪い等の問題点を有している。On the other hand, fly ash cement has problems such as poor strength development and poor admixture effect.
また、中庸熱ポルトランドセメントの場合、普通ポル
トランドセメントと異なる組成に原料を調合しなければ
ならないため、大量製造以外はコスト高になる。さら
に、ストックのためのサイロも必要である等、製造上や
流通上問題が多いため、生産量はあまり伸びていない。In addition, in the case of moderate heat Portland cement, the raw materials have to be blended in a composition different from that of ordinary Portland cement, so costs are high except for mass production. Furthermore, since there are many problems in production and distribution, such as the need for silos for stock, the production volume has not increased much.
また、コンクリートの耐久性向上のためには、作業で
きる範囲内において単位水量をできるだけ少なくし、密
実なコンクリートを打設することが望ましい。このよう
な背景から、「JASS5鉄筋コンクリート工事標準仕様
書」改訂に伴い、単位水量は185kg/m2以下であるこが新
たに制定された。今後低単位水量でコンクリートを打設
する場合、軟度水量が少なく、混和剤の効きが良いセメ
ントが望まれる。Further, in order to improve the durability of concrete, it is desirable that the unit amount of water be as small as possible within the workable range and that solid concrete be poured. Against this background, with the revision of the "JASS5 Reinforced Concrete Construction Standard Specifications", it was newly established that the unit water volume is 185 kg / m 2 or less. When concrete is poured with a low unit water amount in the future, it is desired that the cement has a low softening water amount and a good admixture effect.
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明らは、以上の問題点に鑑み、水硬性セメントの
軟度水量の低減、混和剤の効果の向上、水和に伴い発生
する水和発熱速度の低減及び凝結時間の調節を計ること
を目的として鋭意研究を行った。<Problems to be Solved by the Invention> In view of the above problems, the present inventors reduce the softening water content of hydraulic cement, improve the effect of an admixture, and increase the hydration heat generation rate with hydration. An intensive study was conducted for the purpose of reducing and controlling the setting time.
〈問題点を解決するための手段〉 その結果、水硬性セメント中の微粉部分を除去するこ
とにより、上記目的を達成することを見出し、本発明に
到達した。<Means for Solving Problems> As a result, they have found that the above object can be achieved by removing the fine powder portion in the hydraulic cement, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、セメント中の微粉部分を除去、減
少させて粒度を調整したことを特徴とする改良ポルトラ
ンドセメントである。そして微粉部の減少は、分級点が
１μ〜15μの間で微粉部分を除去することによる。That is, the present invention is an improved Portland cement characterized in that the fine powder portion in the cement is removed and reduced to adjust the particle size. The reduction of the fine powder portion is due to the removal of the fine powder portion when the classification point is between 1 μm and 15 μm.
従って、除去する分級点の粒径が大きくなるにつれ
て、徐々にセメント中の微粉部分の量が減少してくる。Therefore, as the particle size of the classification point to be removed increases, the amount of fine powder in the cement gradually decreases.
〈作用〉 従来のポルトランドセメントは、通常、焼成クリンカ
ーをボールミルや竪型ミルにより非常に多様な粒度分布
を有する微粉末に粉砕することにより得られる。従っ
て、全ての市販のポルトランドセメントは、共通して、
その粒度分布が広い範囲にわたり、サブミクロンから約
100ミクロンの連続的粒度分布を有する。<Operation> Conventional Portland cement is usually obtained by grinding a calcined clinker into a fine powder having a very wide variety of particle size distribution by a ball mill or a vertical mill. Therefore, all commercial Portland cements have in common:
Its particle size distribution covers a wide range, from submicron to about
It has a continuous particle size distribution of 100 microns.
本発明者らの研究結果より、焼成クリンカーは粉砕に
より微粉となり水和反応が早くなるばかりでなく、微粉
部分に活性な成分（カルシウムアルミネート、硫酸アル
カリ、遊離石灰、石膏など）が凝集することが明らかと
なった。From the results of the research conducted by the present inventors, the calcination clinker not only becomes fine powder upon pulverization to accelerate the hydration reaction, but also active ingredients (calcium aluminate, alkali sulfate, free lime, gypsum, etc.) aggregate in the fine powder portion. Became clear.
従来のポルトランドセメントの微粉部分を除去して製
造した、新しいタイプの本発明ポルトランドセメント
は、従来のポルトランドセメントの粉末度を粗くしたも
のとは、組成の上からも全く異なっており、耐久性の面
からは、従来のセメントより、密実なコンクリート硬化
体の作成が容易である。A new type of the present invention Portland cement produced by removing the fine powder portion of the conventional Portland cement is completely different from the composition in which the fineness of the conventional Portland cement is made coarse from the viewpoint of composition and durability. From the aspect, it is easier to make a solid concrete hardened body than conventional cement.
本発明では、除去する微粉部分の粒径を変えることに
より、軟度水量、混和剤の効果、水和発熱速度、凝結時
間等の性能を適宜改善したポルトランドセメントを製造
することができる。In the present invention, by changing the particle size of the fine powder portion to be removed, it is possible to produce Portland cement with properties such as the soft water content, the effect of the admixture, the heat of hydration heat, and the setting time which are appropriately improved.
セメントペーストの軟度水量の低減及び混和剤の効果
の向上は、ポルトランドセメント中に０〜５％程度存在
する、分級点１〜５μ以下の微粒子を除去することによ
り達成できる。The reduction of the softening water content of the cement paste and the improvement of the effect of the admixture can be achieved by removing fine particles having a classification point of 1 to 5 μ or less, which are present in Portland cement at about 0 to 5%.
水和発熱速度は、分級点５〜15μ以下の微粒子を除去
することにより、著しく低下させることができる。さら
に、分級点を変えることにより、任意の水和発熱速度を
持ったポルトランドセメントを製造することができる。The hydration heat generation rate can be remarkably reduced by removing fine particles having a classification point of 5 to 15 μm or less. Further, by changing the classification point, it is possible to produce Portland cement having an arbitrary hydration heat generation rate.
凝結時間は、分級点を変えることにより、適宜調節す
ることができる。The setting time can be appropriately adjusted by changing the classification point.
〈実施例〉 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
るが、その要旨を越えない限り、本発明はこれらの実施
例に制約されるものではない。<Examples> Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as the gist thereof is not exceeded.
実施例１ 市販の普通ポルトランドセメントA,B（住友セメント
（株）製）の微粉部分を分級点１μ,3μ,5μで除去した
セメントの粒度分布及び粉末度を第１表に示す。微粉部
分の除去により、ｎ値が増加し、ｋ値が減少している。
また、粒度分布は連続的に変化しており、分級点以下の
微粉も僅かに残存している。Example 1 Table 1 shows the particle size distribution and fineness of the cement obtained by removing fine powder portions of commercially available ordinary Portland cements A and B (manufactured by Sumitomo Cement Co., Ltd.) at classification points of 1 μ, 3 μ, and 5 μ. By removing the fine powder portion, the n value increases and the k value decreases.
Moreover, the particle size distribution is continuously changing, and a small amount of fine powder below the classification point remains.
実施例２ 実施例１のセメントA,Bを使用し、コンダクションカ
ロリーメーターにより水和発熱速度及び積算水和発熱量
を測定した。測定条件は、20℃、水−セメント比50％で
行った。結果を第１図及び第２図に示す。図中、曲線
元,1,3,5はそれぞれ元セメント,1μカット,3μカット,5
μカットである。Example 2 Using the cements A and B of Example 1, the hydration heat generation rate and the cumulative hydration heat value were measured with a conduction calorimeter. The measurement conditions were 20 ° C. and a water-cement ratio of 50%. The results are shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, the original curves 1, 3, 5 are the original cement, 1μ cut, 3μ cut, 5 respectively
It is μ-cut.
セメントの微粉部分がなくなることにより、水和発熱
速度及び水和発熱量を低減することができる。５μ以下
を除去したセメントＢと、Ｂ種高炉セメントの水和発熱
量を比較すると、第３図のように、材令５日までは、前
者の方が水和発熱量が低い。By eliminating the fine powder portion of the cement, the heat rate of hydration and the heat value of hydration can be reduced. When the hydration heat value of the cement B from which 5 μm or less has been removed is compared with that of the B-class blast furnace cement, the hydration heat value of the former is lower until the age of 5 days, as shown in FIG.
実施例３ 実施例１で使用したセメントA,Bを用いて、セメント
の流動性を検討し、結果を第４図に示す。流動性の指標
として、パットエリア（数値の大きいものほど流動性が
よい）を用いた。Example 3 Using the cements A and B used in Example 1, the fluidity of the cement was examined, and the results are shown in FIG. As an index of liquidity, a pad area (the larger the number, the better the liquidity) was used.
セメントの流動性は、セメント中の１ミクロン以下の
微粒子を取り除くことにより、著しく改善される。これ
は、微粒子の除去により混和剤の効果が良くなっている
ためと考えられる。The flowability of cement is significantly improved by removing submicron particles in the cement. It is considered that this is because the effect of the admixture is improved by removing the fine particles.
実施例４ 第５図に、微粉部分の除去による鉱物組成の変化を示
す。実施例１で使用したセメントA,Bは、C3A，C4AFの鉱
物成分及び石膏が微粉部分の除去により減少し、C3S，C
2Sが増加している。Example 4 FIG. 5 shows changes in the mineral composition due to the removal of fine powder portions. In the cements A and B used in Example 1, the mineral components of C 3 A and C 4 AF and gypsum were reduced by the removal of the fine powder portion, and C 3 S and C
2 S is increasing.
実施例５ 実施例１で使用したセメントA,Bを用いて、セメント
の凝結試験を行った。標準軟度水量及び凝結時間の変化
を第６図及び第７図に示す。Example 5 A cement setting test was conducted using the cements A and B used in Example 1. Changes in standard soft water content and setting time are shown in FIGS. 6 and 7.
標準軟度水量は、１μ及び３μ以下を除去した場合減
少しており、これは反応性の高い微粉部分の除去による
減水効果と考えられる。一方、５μ以下を除去した場合
標準軟度水量は増加しており、第１表に示したｎ値の増
加による水量増加と考えられる。The standard softness water amount decreases when 1 μm and 3 μm or less are removed, and this is considered to be the water reducing effect by removing the highly reactive fine powder portion. On the other hand, when 5 μm or less is removed, the standard softness water amount increases, and it is considered that the water amount increases due to the increase of n value shown in Table 1.
凝結時間は、除去する微粉部分の粒径が粗くなるほど
遅くなる。この特徴から、遅硬性のセメントとしての利
用も考えられる。The setting time becomes slower as the particle size of the fine powder portion to be removed becomes coarser. From this characteristic, it can be considered to be used as a slow-setting cement.
実施例６ 実施例１で使用したセメントA,Bを用いて、JIS R-520
1-1981によるモルタル強さ試験を行った。モルタル圧縮
強度の測定結果を、第８図に示す。Example 6 Using the cements A and B used in Example 1, JIS R-520
The mortar strength test according to 1-1981 was carried out. The measurement results of the mortar compressive strength are shown in FIG.
反応が早い、セメントの微粉部分を除去することによ
り、材令１日,3日といった短期材令の強さは低下する
が、材令28日,91日といった長期材令の強さは特に１μ
カットで増加する。The strength of short-term ages such as ages 1 and 3 days is reduced by removing the fine powder part of cement, which has a fast reaction, but the strength of long-term ages such as ages 28 and 91 days is especially 1μ.
Increase with cut.
実施例７ 実施例６で強度を測定したセメントＢのモルタル硬化
体の破片を使用し、水銀圧入法により硬化体の細孔容積
を測定した。微粉部分の除去による材令７日,91日の細
孔容積の変化を第９図に示す。Example 7 Using the fragments of the cured mortar of cement B whose strength was measured in Example 6, the pore volume of the cured product was measured by the mercury penetration method. Fig. 9 shows the change in the pore volume on the 7th and 91th days due to the removal of the fine powder portion.
セメント中の微粉部分の除去により細孔容積が減少
し、硬化体が密になっていることがわかる。It can be seen that the fine powder portion in the cement is removed to reduce the pore volume and the hardened body becomes dense.
実施例８ 実施例１で使用したセメントＢ及び５μ以下,15μ以
下を除去した上記セメントを用いて、コンクリートの断
熱温度上昇曲線を第10図に示す。除去する粒径を大きく
することによって、断熱温度上昇量を低下させることが
できる。Example 8 An adiabatic temperature rise curve of concrete is shown in FIG. 10 using the cement B used in Example 1 and the above cement from which 5 μm or less and 15 μm or less have been removed. By increasing the particle size to be removed, the adiabatic temperature rise amount can be reduced.
〈発明の効果〉 以上に述べたように、本発明の粒度を調整したポルト
ランドセメントは、低発熱、低軟度水量、遅硬性で、さ
らに混和剤の効き目が良好であるなどの効果を有してい
る。 <Effects of the Invention> As described above, the Portland cement having the adjusted particle size of the present invention has effects such as low heat generation, low water content of softness, slow hardening, and good effects of the admixture. ing.
第１図及び第２図は、分級したセメントのそれぞれ水和
発熱速度及び水和発熱量、第３図は高炉セメントとの水
和発熱量の比較、第４図は試料セメントのパットエリ
ア、第５図、第６図、第７図及び第８図は、試料セメン
トのそれぞれ鉱物組成変化、標準軟度水量の変化、凝結
時間の変化及びモルタル圧縮強度の変化、第９図は微粉
部分の除去による細孔容積の変化、第10図は試料セメン
トの断熱温度上昇曲線を示す。Figures 1 and 2 show the hydration heat rate and hydration heat value of classified cement, respectively. Figure 3 compares the hydration heat value with blast furnace cement, and Figure 4 shows the pad area of sample cement and Figures 5, 6, 7 and 8 show changes in mineral composition, changes in standard softness water content, changes in setting time and changes in mortar compressive strength of sample cement, respectively. Figure 10 shows the adiabatic temperature rise curve of sample cement.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−162457（ＪＰ，Ａ) 新井康夫著セメントの材料化学昭和61年 10月31日大日本図書株式会社発行183−187 頁 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-55-162457 (JP, A) Yasuo Arai Material Chemistry of Cement October 31, 1986 Published by Dainippon Publishing Co., Ltd. Pages 183-187
Claims (2)
粒度を調整したことを特徴とする改良ポルトランドセメ
ント。1. An improved Portland cement characterized in that the fine powder portion in the cement is removed and reduced to adjust the particle size.
特許請求の範囲第（１）項記載のセメント。2. The cement according to claim 1, wherein the fine powder portion has a classification point of 1 μm to 15 μm.
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| JP62180980A JPH0832575B2 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Portland cement with controlled particle size |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62180980A JPH0832575B2 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Portland cement with controlled particle size |
Publications (2)
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| JPS6428254A JPS6428254A (en) | 1989-01-30 |
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| 新井康夫著セメントの材料化学昭和６１年１０月３１日大日本図書株式会社発行１８３−１８７頁 |
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