KR20210030483A - 시멘트 조성물 및 시멘트 조성물의 제조 방법 - Google Patents

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KR20210030483A
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Abstract

모르타르에 의한 평가로 콘크리트에 사용했을 때의 강도를 담보할 수 있고, 또한 모르타르에 의한 평가로 콘크리트의 품질 관리할 수 있는 시멘트 조성물을 제공한다. 본 발명의 시멘트 조성물은, 클링커와, 석고와, 석회석을 포함하고, 상기 석회석의 캘사이트의 격자 체적이, 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하이다.

Description

시멘트 조성물 및 시멘트 조성물의 제조 방법
본 발명은, 시멘트 조성물 및 시멘트 조성물의 제조 방법에 관한 것이며, 특히 포틀랜드 시멘트를 이용한 시멘트 조성물에 관한 것이다.
모르타르나 콘크리트를 이용하여 제작된 구조체를 사용하여 지어진 건축물의 품질을 보증하기 위하여, 모르타르나 콘크리트에 이용되는 시멘트 조성물이 발현하는 강도가 높은 것이 필요하다. 이 때문에, 종래부터, 높은 강도를 발현하는 다양한 시멘트 조성물이 개발되어 왔다.
그와 같은 시멘트 조성물 중에, 시멘트 조성물의 입도 분포나 비표면적을 조정함으로써, 시멘트 조성물이 발현하는 강도를 높인 시멘트 조성물이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 시멘트 함유 분체 조성물에서는, 시멘트질 재료의 블레인 비표면적을 1500~3300cm2/g으로 하고, 또한 100μm 체 잔분량을 0.5~40질량%로 함으로써, 시멘트 함유 분체 조성물이 발현하는 강도를 높게 하고 있다.
일본 공개특허공보 2014-166927호
특허문헌 1에서는, 모르타르로 제작한 공시체(供試體)를 사용하여 시멘트 조성물이 발현하는 강도의 평가를 행하고 있다. 그리고, 모르타르에 의한 평가에서 시멘트 조성물이 높은 강도를 발현하는 것이면, 콘크리트에 있어서도 시멘트 조성물은 높은 강도를 발현한다고 되어 있다. 그러나, 모르타르에 의한 평가에서 높은 강도를 발현한다고 여겨진 시멘트 조성물이, 콘크리트에 이용하면 반드시 높은 강도를 발현한다고는 할 수 없는 것이 문제가 되고 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 모르타르에 의한 평가로 콘크리트에 사용했을 때의 강도를 담보할 수 있고, 또한 모르타르에 의한 평가로 콘크리트의 품질 관리할 수 있는 시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등이 예의 연구를 행한 결과, 시멘트 조성물에 이용하는 석회석의 캘사이트의 격자 체적과, 콘크리트/모르타르 강도비(시멘트 조성물로 제작한 콘크리트의 공시체의 강도와, 동일한 시멘트 조성물로 제작한 모르타르의 공시체의 강도의 비)의 사이에 강한 상관관계가 있는 것을 발견했다. 또한, 특정의 캘사이트의 격자 체적을 갖는 석회석을 이용한 경우에, 동일한 정도의 모르타르 강도인 경우에도 당해 콘크리트/모르타르 강도비가 높은 경향이 있고, 또한 콘크리트 강도의 편차가 작아지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 이하의 [1]~[5]를 제공한다.
[1] 클링커와, 석고와, 석회석을 포함하고, 상기 석회석의 캘사이트의 격자 체적이, 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 시멘트 조성물.
[2] 상기 클링커가, 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 8~30질량%이며, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~25질량%인, [1]에 기재된 시멘트 조성물.
[3] 마이크로트랙법에 의한 입도 분포가, 11μm 이상 22μm 미만인 입자의 비율이 18.0% 이상 26.0% 이하이고, 또한 22μm 이상 44μm 미만인 입자의 비율이 31.8% 이상 38.0% 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 시멘트 조성물.
[4] 블레인 비표면적이 3200cm2/g 이상 3800cm2/g 이하인 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 시멘트 조성물.
[5] 클링커와, 석고와, 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 분쇄하여 혼합하는 공정을 포함하는 시멘트 조성물의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 모르타르에 의한 평가로 콘크리트에 사용했을 때의 강도를 담보할 수 있다. 또, 모르타르에 의한 평가로부터 콘크리트 강도를 고정밀도로 추정할 수 있으므로, 콘크리트의 품질 관리를 적절히 행할 수 있다.
도 1은 모르타르 강도와 콘크리트 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 시멘트 조성물에 대하여, 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 중의 "AA~BB"라는 수치 범위의 표기는, "AA 이상 BB 이하"인 것을 의미한다.
[시멘트 조성물]
본 발명의 시멘트 조성물은, 클링커와, 석고와, 석회석을 포함하고, 석회석의 캘사이트의 격자 체적이, 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하이다.
구체적으로, 본 발명의 시멘트 조성물은, 보통 포틀랜드 시멘트, 조강(早强) 포틀랜드 시멘트, 또는 초조강 포틀랜드 시멘트이다.
이하에서, 상기 시멘트 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.
〔클링커〕
본 발명의 시멘트 조성물에 사용되는 클링커는, 3CaO·SiO2(약호: C3S), 2CaO·SiO2(약호: C2S), 3CaO·Al2O3(약호: C3A), 및 4CaO·Al2O3·FeO3(약호: C4AF)을 포함한다. 시멘트 클링커는, 앨라이트(C3S) 및 벨라이트(C2S)의 주요 광물과, 그 주요 광물의 결정 간에 존재하는 알루미네이트상(C3A) 및 페라이트상(C4AF)의 간극상 등으로 구성된다.
본 발명의 시멘트 조성물에 사용되는 클링커는, JIS R 5210:2009 "포틀랜드 시멘트"에 규정되어 있는 품질을 충족하면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 8~30질량%이며, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·FeO3의 합계의 비율이 15~25질량%인 것이 바람직하다.
<클링커의 제조 공정>
본 발명의 클링커는, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 클링커 원료로서는, Ca, Si, Al, Fe 등을 포함하는 것이면, 원소 단체(單體)물, 산화물, 탄산화물 등의 형태를 불문하고 이용할 수 있으며, 또 그들의 혼합물을 이용할 수 있다. 천연 원료의 예로서, 석회석, 점토, 규석, 산화 철 원료를 들 수 있고, 공업적인 원료의 예로서, 상기 원소를 포함하는 폐기물 원료, 고로(高爐) 슬래그, 플라이 애시 등을 들 수 있다. 이러한 클링커 원료의 혼합 비율에 관해서는, 보그식값을 충족하는 클링커를 제조할 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 목적으로 하는 보그식값에 대응한 성분 조성이 되도록 원료 배합을 정할 수 있다.
그리고, 목적으로 하는 클링커가 얻어지는 조성으로 혼합된 클링커 원료를, 하기의 소성 조건으로 소성하고, 냉각한다. 소성은, 통상, 전기로나 로터리 킬른 등을 이용하여 행해진다. 소성 방법으로서는, 예를 들면 클링커 원료를, 소정의 제1 소성 온도 및 제1 소성 시간으로 가열하여 소성을 행하는 제1 소성 공정과, 당해 제1 소성 공정 후, 제1 소성 온도로부터 소정의 제2 소성 온도까지 소정의 승온 시간을 들여 승온시키는 승온 공정과, 당해 승온 공정 후, 제2 소성 온도 및 소정의 제2 소성 시간으로 가열하여 소성을 행하는 제2 소성 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다. 예를 들면, 전기로를 이용한 경우, 클링커 원료를, 1000℃의 소성 온도(제1 소성 온도)에서 30분간(제1 소성 시간) 가열하여 소성을 행한 후(제1 소성 공정), 1450℃(제2 소성 온도)까지 30분간(승온 시간)에 걸쳐 승온시키고(승온 공정), 추가로 1450℃에서 15분간(제2 소성 시간) 가열하여 소성을 행한 후(제2 소성 공정), 소성물을 급랭함으로써, 클링커를 제조할 수 있다.
〔석고〕
본 발명의 시멘트 조성물은 석고를 포함한다. 또, 본 발명에 있어서의 석고는 반수(半水) 석고를 포함한다. 본 발명에 있어서의 석고는, 무수 석고 및/또는 이수 석고를 더 포함해도 된다.
시멘트 조성물의 질량에 대한 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율은, 0.8질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 석고의 비율을 상기 범위로 함으로써, 시멘트 조성물의 건조 수축을 적절히 할 수 있음과 함께, 시멘트 조성물이 발현하는 장기 강도(예를 들면, 재령(材齡) 28일의 콘크리트의 강도)를 높일 수 있다. 석고 중의 SO3의 비율은, JIS R 5202:2010 "포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법"에 준하여 측정할 수 있다. 시멘트 조성물 중의 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율은, 석고의 배합량과 석고에 포함되는 SO3의 비율로부터 구할 수 있다.
〔석회석〕
본 발명의 석회석은, 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 것을 요건으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서, 캘사이트의 격자 체적은, 석회석의 X선 회절 측정을 행하여, 회절 패턴을 리트벨트 해석하여 얻어진 격자 상수로부터 산출된 값이다.
석회석은, 주로, 모르타르나 콘크리트의 유동성 개선이나 내구성 및 강도 향상을 목적으로 하여 시멘트 조성물에 첨가된다. 일반적으로, 석회석에는 미량 성분이 포함되며, 미량 성분이 석회석의 주성분인 탄산 칼슘의 격자 중에 고용(固溶)됨으로써, 캘사이트의 격자 체적이 변화한다. 주된 미량 성분은 MgO이며, 마그네슘은 칼슘보다 이온 반경이 작기 때문에, MgO의 함유율에 따라 캘사이트의 격자 체적이 작아지는 경향이 있다. 석회석의 미량 성분의 함유량은 석회석의 산지에 따라 다르고, 그 때문에 캘사이트의 격자 체적도 석회석의 산지에 따라 다르다.
석회석의 캘사이트의 격자 체적은, 366.82Å3 이상인 것이 바람직하다. 특히, 석회석의 캘사이트의 격자 체적은, 366.90Å3 이상인 것이 바람직하다.
캘사이트의 격자 체적이 상기 범위인 석회석을 이용하는 효과는 후술한다.
시멘트 조성물 중의 석회석의 비율은, JIS R 5210:2009 "포틀랜드 시멘트"에 규정되어 있는 품질을 충족하면, 특별히 제한은 없지만, 석회석의 비율이 1.0질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 석회석이 상기 비율임으로써, 시멘트 조성물이 발현하는 장기 강도(예를 들면, 재령 28일의 콘크리트의 강도)를 향상시킬 수 있음과 함께, 시멘트 조성물의 유동성이 향상되어, 콘크리트로 했을 때의 작업성을 양호하게 할 수 있다. 또, 상기 비율로 함으로써, 시멘트 조성물의 제조에 있어서 석회석, 석고 및 클링커를 분쇄 혼합한 결과, 시멘트 조성물 중의 입도 분포를 적절히 조정할 수 있다. 시멘트 조성물 중의 석회석의 비율은, 석회석의 배합량에 의하여 구할 수 있다.
〔그 외의 성분〕
본 발명의 시멘트 조성물에는, 유동성, 수화(水和) 속도 또는 강도 발현의 조절용으로서, 플라이 애시, 고로 슬래그 혹은 실리카 흄 등을 더 첨가할 수 있다. 또, 본 발명의 시멘트 조성물에, AE 감수제, 고성능 감수제 또는 고성능 AE 감수제, 특히 폴리칼계 고성능 AE 감수제를 첨가함으로써, 콘크리트의 유동성 및 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
〔시멘트 조성물의 제조 방법〕
클링커와, 석고와, 캘사이트의 격자 체적이 366.78Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 분쇄하여 혼합하는 공정을 포함한다. 본 공정에 있어서, 클링커, 석고 및 석회석을 소정의 비율로 배합하여, 배합물을 분쇄하는 것이 바람직하다. 분쇄는, 원하는 블레인 비표면적이 되도록, 공지의 방법으로 실시된다. 분쇄 방법으로서는, 통상의 분쇄기인 볼 밀을 사용한 방법 등이 있다.
혹은, 본 발명에서는, 혼합 후의 블레인 비표면적이 원하는 수치가 되도록, 미리 분쇄된 클링커, 석고, 및 석회석(캘사이트 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하)을 소정의 비율로 혼합한 것을, 시멘트 조성물로 하는 것도 가능하다.
〔시멘트 조성물의 입도 분포〕
본 발명의 시멘트 조성물은, 마이크로트랙법에 의한 입도 분포가, 11μm 이상 22μm 미만인 입자의 비율이 18.0% 이상 26.0% 이하이고, 또한 22μm 이상 44μm 미만인 입자의 비율이 31.8% 이상 38.0% 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 이용함으로써, 시멘트 조성물의 입도 분포를 상기 범위로 조정하기 쉽게 할 수 있다.
입도 분포는, 보다 바람직하게는, 11μm 이상 22μm 미만인 입자의 비율이 21.0% 이상 24.0% 이하이고, 또한 22μm 이상 44μm 미만인 입자의 비율이 32.0% 이상 35.0% 이하이다.
또한, 마이크로트랙법에 의한 입도 분포의 측정은, JIS R 1629 "파인 세라믹스 원료의 레이저 회절·산란법에 의한 입자경 분포 측정 방법"에 준거하여 실시된다.
〔시멘트 조성물의 블레인 비표면적〕
본 발명의 시멘트 조성물의 블레인 비표면적은, 3200cm2/g 이상 3800cm2/g 이하인 것이 바람직하다. 시멘트 조성물의 블레인 비표면적이 상기 범위이면, 시멘트 조성물이 발현하는 장기 강도(예를 들면, 재령 28일의 콘크리트의 강도)를 더 향상시킬 수 있다. 또, 시멘트 조성물의 유동성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 블레인 비표면적이란, JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법"에 준거한 블레인 방식에 의하여 측정한 비표면적이다.
[모르타르 및 콘크리트]
본 발명의 시멘트 조성물을, 물과 혼합함으로써, 시멘트 밀크를 제작할 수 있고, 물 및 모래와 혼합함으로써, 모르타르를 제작할 수 있으며, 모래 및 자갈과 혼합함으로써, 콘크리트를 제조할 수 있다. 또, 상기 시멘트 조성물로부터 모르타르나 콘크리트를 제작할 때, 고로 슬래그나 플라이 애시 등을 첨가할 수도 있다.
〔콘크리트/모르타르 강도비〕
시멘트 조성물로 제작한 콘크리트의 공시체의 강도와, 동일한 시멘트 조성물로 제작한 모르타르의 공시체의 강도의 사이의 비(콘크리트/모르타르 강도비)의 값은, 1에 가까우면 가까울수록 바람직하다. 본 발명의 시멘트 조성물은, 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 시멘트 조성물에 이용함으로써, 콘크리트/모르타르 강도비가 0.74 이상이 된다. 이것은, 상기 범위 외의 석회석을 이용한 경우와 비교하여 높은 값이다. 즉, 본 발명의 시멘트 조성물은, 모르타르에 의한 평가로 콘크리트 강도를 담보할 수 있는 것이다.
또한 본 발명의 시멘트 조성물은, 콘크리트/모르타르 강도비의 편차를 작게 할 수 있다. 즉, 모르타르 강도로부터 추정되는 콘크리트의 강도(추정값)와 실측값의 오차가 작아진다. 이 때문에, 모르타르에 의한 평가로 콘크리트 강도를 고정밀도로 추정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 시멘트 조성물은, 모르타르에 의한 평가로 콘크리트의 품질을 적절히 관리하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서의 "모르타르 강도"는, JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법"에 준거하여 측정되는 28일 모르타르 압축 강도이다. 본 발명에 있어서의 "콘크리트 강도"란, JIS A 1108 "콘크리트의 압축 강도 시험 방법"에 준거하여 측정되는 28일 콘크리트 압축 강도이다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념 및 특허청구범위에 포함되는 모든 양태를 포함하고, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은, 이하의 실시예에 결코 한정되는 것은 아니다.
1. 평가 방법
1-1. 캘사이트의 격자 체적
실시예 및 비교예의 석회석에 대하여, 분말 X선 회절 장치(파날리티칼사제, X'Part Powder)를 이용하고, 측정 조건을, 측정 범위: 2θ=10~70°, 스텝 사이즈: 0.017°, 스캔 스피드: 0.1012°/s, 전압: 45kV, 전류: 40mA로 하여, X선 회절 측정을 행하여, X선 회절 프로파일을 얻었다.
상기 분말 X선 회절 장치에 구비된 결정 구조 해석용 소프트웨어(파날리티칼사제, X'Part High Score Plus version 2.1b)를 이용하여, 리트벨트법에 의한 해석을 행하여, 얻어진 격자 상수로부터 격자 체적을 산출했다. 리트벨트 해석 시에, 기본 결정 구조 데이터의 초깃값으로서, ICDD number 50586을 사용했다.
1-2. 클링커 조성
실시예 및 비교예의 시멘트 조성물에 있어서의 클링커 중의 CaO, SiO2, Al2O3 및 Fe2O3의 질량 비율을, JIS R 5204:2019 "시멘트의 형광 X선 분석 방법"에 준거하여 산출했다. 그 산출 결과를 이용하여, 하기의 보그식으로부터 클링커의 각 조성을 산출했다.
C3S=(4.07×CaO)-(7.60×SiO2)-(6.72×Al2O3)-(1.43×Fe2O3)
C2S=(2.87×SiO2)-(0.754×C3S)
C3A=(2.65×Al2O3)-(1.69×Fe2O3)
C4AF=3.04×Fe2O3
1-3. 시멘트 조성물 중의 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율
실시예 및 비교예의 시멘트 조성물 중의 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율을, 석고의 배합량과 석고에 포함되는 SO3의 비율로부터 구했다. 석고의 SO3의 비율은, JIS R 5202:2010 "포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법"에 준거하여 측정했다.
1-4. 블레인 비표면적
실시예 및 비교예의 시멘트 조성물의 블레인 비표면적값을 JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법"에 준거하여 측정했다.
1-5. 입도 분포
실시예 및 비교예의 시멘트 조성물의 입도 분포를, JIS R 1629 "파인 세라믹스 원료의 레이저 회절·산란법에 의한 입자경 분포 측정 방법"에 준거하여, 마이크로트랙법에 의하여 측정했다. 측정 장치로서, 마이크로트랙·벨 주식회사제, MT3300EXII를 이용했다. 분산 매체에는 에탄올을 사용하여, 측정 전에 초음파 장치로 30초간의 분산을 행했다.
1-6. 모르타르 강도
JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법: 10.5 측정"에 준거하여, 모르타르의 압축 강도를 측정했다.
1-7. 콘크리트 강도
JIS A 1108 "콘크리트의 압축 강도 시험 방법"에 준거하여 28일의 콘크리트 압축 강도를 측정했다.
2. 시멘트 조성물의 제작
2-1. 클링커
클링커 원료로서, 이산화 규소(간토 가가쿠(주)제, 시약 1급, SiO2), 산화 철(III)(간토 가가쿠(주)제, 시약 특급, Fe2O3), 탄산 칼슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 1급, CaCO3), 산화 알루미늄(간토 가가쿠(주)제, 시약 1급, Al2O3), 염기성 탄산 마그네슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 특급, 약 4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O), 탄산 나트륨(기시다 가가쿠(주)제, 무수·특급, Na2CO3) 및 인산 삼칼슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 1급, Ca3(PO4)2)을 이용했다.
배합량을 적절히 변경하여 배합한 클링커 원료를, 전기로에 투입하여 1000℃에서 30분간의 소성을 행한 후, 1000℃부터 1450℃까지 30분간에 걸쳐 승온시키고, 추가로 1450℃에서 15분간의 소성을 행한 후, 소성물을 대기 중에 취출함으로써 급랭하여, 각 실시예, 비교예에 이용한 클링커를 제작했다.
2-2. 시멘트 조성물의 조제
상기 제작한 시멘트 클링커와 석고(반수 석고(간토 가가쿠(주)제 반수 석고, 형번: 07108-01(소석고 시카(CICA) 1급)) 및 이수 석고((주)노리타케 컴퍼니 리미티드제, 형번: 생석고 A호))와 석회석을 배합했다. 그리고, 배합물을, 블레인 비표면적값이 약 3000~약 3800cm2/g의 범위가 되도록 볼 밀로 분쇄하여, 각 실시예 및 비교예의 시멘트 조성물을 제작했다.
또한, 실시예 및 비교예의 시멘트 조성물 중의 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율은, 석고의 배합량을 변경함으로써, 각 시멘트 조성물 간에서 변경되도록 했다.
실시예 및 비교예의 석회석으로서, 산지 및 로트가 다른 석회석을 복수 종류 준비했다.
2-3. 모르타르 공시체의 제작
실시예 및 비교예의 시멘트 조성물로 제작한 모르타르를 각각, 40mm×40mm×160mm의 금속형 프레임 3개에 타설하고, 24시간 후에 탈형하여 모르타르 공시체를 3개씩 제작했다. 그 후, 20℃ 수중에서 재령 28일까지 양생하여, 각 실시예 및 비교예의 모르타르 공시체를 얻었다.
2-4. 콘크리트 공시체의 제작
표 1에 나타내는 배합 비율로, 실시예 및 비교예의 시멘트 조성물, 모래(이비가와산 강모래, 입경 25~5mm), 자갈(니시지마산 쇄석, 입경 5mm 이하), AE 감수제(BASF 포졸리스(주)제, 상품명: 마스터 폴리 히드 15S) 및 물을, 팬형 강제 믹서(오카산 기코(주)제, 형번: STR-N2 8H)를 이용하여 균질하게 혼합하여, 콘크리트를 조제했다. 얻어진 콘크리트를 각각, φ100mm×높이 200mm의 금속형 프레임 3개에 타설하고, 24시간 후에 탈형하여 콘크리트 공시체를 3개씩 제작했다. 그 후, 20℃ 수중에서 재령 28일까지 양생하여, 각 실시예 및 비교예의 콘크리트 공시체를 얻었다.
[표 1]
Figure pct00001
표 2에, 클링커의 보그식값, 석고량, 석회석량 및 분말도를 동일하게 하여, 캘사이트의 격자 체적이 다른 석회석을 이용한 결과를 나타낸다. 또한, 표 2 중, "11~22μm"는, 입경이 11μm 이상 22μm 미만인 것을 의미하며, "22~44μm"는, 입경이 22μm 이상 44μm 미만인 것을 의미한다.
[표 2]
Figure pct00002
표 2의 결과로부터, 캘사이트의 격자 체적이 커질수록, 콘크리트/모르타르 강도비(σc/σm)의 값이 높고, 편차가 작아졌다. 이 결과로부터, 캘사이트의 격자 체적이 콘크리트/모르타르 강도비에 영향을 준다고 할 수 있다.또, 캘사이트의 격자 체적이 클수록, 22μm 이상 44μm 미만인 입자의 비율이 상대적으로 커지고, 11μm 이상 22μm 미만인 입자의 비율이 상대적으로 작아지는 경향이 보였다. 이로부터, 캘사이트의 격자 체적과 시멘트 조성물 중의 입도 분포의 사이에 상관관계가 있다고 생각되었다.
표 3에, 실시예 4~19, 비교예 4~12의 결과를 나타낸다. 도 1에, 실시예 1~19 및 비교예 1~12의 모르타르 강도와 콘크리트 강도의 관계를 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00003
표 2, 3에 의하면, 실시예는 모두 콘크리트/모르타르 강도비가 0.74 이상이 되어, 비교예보다 높은 결과가 되었다. 도 1에 의하면, 실시예는 비교예와 비교하여 콘크리트/모르타르 강도비의 편차가 작아졌다. 이로부터, 클링커 조성, 석고량, 석회석량, 분말도를 변경한 경우에도, 캘사이트의 격자 체적과 σc/σm의 사이에 상관관계가 있다고 할 수 있다. 즉, 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 이용하면, 동일한 정도의 모르타르 강도여도 높은 콘크리트 강도를 얻을 수 있다. 또, 모르타르에 의한 평가로부터 추정되는 콘크리트 강도의 정밀도를 높일 수 있다.또, 실시예 1~18은 모두, 11μm 이상 22μm 미만인 입자 비율이 18.0~26.0%, 또한 22μm 이상 44μm 미만인 입자 비율이 31.8~38.0%였다. 이 결과로부터, 실시예 1~18은 시멘트 조성물 중의 입자의 분포가 적절한 것이, 콘크리트/모르타르 강도비가 향상된 요인 중 하나라고 생각되었다.

Claims (5)

  1. 클링커와, 석고와, 석회석을 포함하고,
    상기 석회석의 캘사이트의 격자 체적이, 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 시멘트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클링커가,
    보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고,
    보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 8~30질량%이며,
    보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~25질량%인, 시멘트 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    마이크로트랙법에 의한 입도 분포가, 11μm 이상 22μm 미만인 입자의 비율이 18.0% 이상 26.0% 이하이고, 또한 22μm 이상 44μm 미만인 입자의 비율이 31.8% 이상 38.0% 이하인, 시멘트 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 중 어느 한 항에 있어서,
    블레인 비표면적이 3200cm2/g 이상 3800cm2/g 이하인 시멘트 조성물.
  5. 클링커와, 석고와, 캘사이트의 격자 체적이 366.76Å3 이상 368.00Å3 이하인 석회석을 분쇄하여 혼합하는 공정을 포함하는 시멘트 조성물의 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6966012B1 (ja) * 2021-03-26 2021-11-10 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物及びその製造方法
JP7180742B1 (ja) * 2021-12-23 2022-11-30 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物及びその製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11128988A (ja) * 1997-11-04 1999-05-18 Kurita Water Ind Ltd 紙パルプ工場アルカリ回収工程のスケール防止方法及びスケール防止剤
JP2011190140A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Mitsubishi Materials Corp セメントクリンカー焼成物とその製造方法
KR20110118042A (ko) * 2010-04-22 2011-10-28 세종대학교산학협력단 용액연소법을 이용한 Ｃａ３Ｃｏ４Ｏ９계 열전재료의 제조방법
JP2014166927A (ja) 2013-02-28 2014-09-11 Taiheiyo Cement Corp セメント含有粉体組成物および水硬性組成物
JP2014185040A (ja) * 2013-03-21 2014-10-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd セメント組成物
JP2016175833A (ja) * 2016-04-13 2016-10-06 住友大阪セメント株式会社 セメントクリンカ組成物およびその製造方法ならびに中庸熱ポルトランドセメント組成物
JP2016179932A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物
JP2018162200A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 宇部興産株式会社 セメント組成物及びその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1530594A1 (ru) * 1987-11-27 1989-12-23 Государственный Всесоюзный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности Способ получени цементного клинкера
JP4811534B1 (ja) * 2010-06-01 2011-11-09 宇部興産株式会社 セメント組成物及びセメント組成物の製造方法
JP4968390B1 (ja) * 2011-02-24 2012-07-04 宇部興産株式会社 セメント組成物及びその製造方法
WO2013179702A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 太平洋セメント株式会社 セメントの品質または製造条件の予測方法
CN108529915A (zh) * 2018-07-03 2018-09-14 江西亚东水泥有限公司 水泥

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11128988A (ja) * 1997-11-04 1999-05-18 Kurita Water Ind Ltd 紙パルプ工場アルカリ回収工程のスケール防止方法及びスケール防止剤
JP2011190140A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Mitsubishi Materials Corp セメントクリンカー焼成物とその製造方法
KR20110118042A (ko) * 2010-04-22 2011-10-28 세종대학교산학협력단 용액연소법을 이용한 Ｃａ３Ｃｏ４Ｏ９계 열전재료의 제조방법
JP2014166927A (ja) 2013-02-28 2014-09-11 Taiheiyo Cement Corp セメント含有粉体組成物および水硬性組成物
JP2014185040A (ja) * 2013-03-21 2014-10-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd セメント組成物
JP2016179932A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 住友大阪セメント株式会社 セメント組成物
JP2016175833A (ja) * 2016-04-13 2016-10-06 住友大阪セメント株式会社 セメントクリンカ組成物およびその製造方法ならびに中庸熱ポルトランドセメント組成物
JP2018162200A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 宇部興産株式会社 セメント組成物及びその製造方法

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