JP3367993B2 - Cement composition - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンクリート、モルタ
ル、グラウト等の水和熱による温度上昇を抑制し、かつ
遅延性を改良したセメント組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、土木建築構造物の大型化が進み、
マスコンクリート工事が増加しているが、それに伴な
い、セメントの水和による発熱とその蓄積が大きくなる
ことにより、コンクリート温度が材令初期に急激に上昇
し、それが降下したときの応力が原因となって、コンク
リートにいわゆる熱ひびがわれが発生する。これを防止
するには、温度21℃の水可溶分10〜65重量%であ
るデキストリンを添加する方法が提案されているが(特
公昭57−261号公報)いまだ十分とはいえない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑
み、本発明は、コンクリート構造物のひびわれの原因と
なるセメントの水和熱による温度上昇を抑制することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は種々の化工澱粉について鋭意検討した結
果、糊化開始温度が30〜60℃、かつ50℃の糊液粘
度が25%水溶液において20〜5000センチポイズ
である化工澱粉をセメントに対し、0.05〜10重量
%含有してなるセメント組成物が、水和熱による温度上
昇を抑制することを見いだした。さらに本発明者は、糖
やデキストリンがセメントの硬化を遅らせる欠点がある
のに対し、本発明の上記組成物はこのような欠点がない
ことを見いだした。本発明に使用する化工澱粉は、馬鈴
薯、甘藷、トウモロコシ、タピオカ、小麦その他の原料
澱粉を酸分解、酸化、エステル化(酢酸エステル、リン
酸エステルなど)、エーテル化(ヒドロキシアルキル
化、カルボキシメチル化、カチオン化、アルキル化、ベ
ンジル化など)、架橋化、合成高分子の共重合化による
グラフト化を従来知られる常法に従って反応させること
によって得られる。
【0005】本発明の化工澱粉の化工程度は、冷水では
溶解しない澱粉粒子が水中で加熱されたときに膨潤糊化
する糊化開始温度の低下、および糊化された澱粉水溶液
の粘度低下で示される。ここに糊化開始温度とは、澱粉
の15%水懸濁液450gをアミログラフ(ブラベンダ
ー社製二枚翼パドル式、メジャーリングヘッド:700
cmg、回転数:75rpm、温度上昇:1.5℃/
分)に付した際に、アミログラフの基線から立ち上る処
の温度をいう。本発明の化工澱粉の糊化開始温度は30
〜60℃、好ましくは35〜55℃であり、30℃未満
の場合は、セメントの硬化を遅らせる遅延性が出てく
る。また、60℃をこえる場合は水和熱抑制効果が低下
してくる。B型回転粘度計で測定される本発明の化工澱
粉の50℃の粘液粘度は25%水溶液において20〜5
000センチポイズ、好ましくは50〜3000センチ
ポイズであり、20センチポイズ未満の場合は遅延性が
出てくる。また、5000センチポイズをこえる場合は
水和熱抑制効果が低下してくる。
【0006】本発明の化工澱粉は、セメントに対し0.
05〜10重量%程度が添加するのが好ましく、添加量
が0.05重量%未満を添加では、水和熱抑制効果が小
さく、10重量%をこえる添加量では強度に悪影響を与
えることがある。特に好ましい添加量は0.1〜2重量
%である。セメントとしては、各種のポルトランドセメ
ントならびにシリカ、フライアッシュ等を配合した混合
セメントのようなポルトランドセメントであり、グラウ
ト用モルタルとは、ブリージング(沈下を示さず適正な
る強度を発現するものであって、例えば石灰、カルシウ
ムアルミネート、カルシウムサルフォアルミネートに必
要に応じて石膏などを添加して水和による膨張力を利用
するもの、鉄粉の酸化を利用するもの、またはこれらの
混合物を主成分とし、これに例えばポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルローズ等の増粘剤、アルミニ
ウムなどの発泡剤、各種のセメント分散剤を必要量添加
したものなどを使用したモルタルである。膨張セメント
としては、水和によって膨張を示すものであればよく、
具体的には、カルシウムサルフォアルミネート系鉱物、
カルシウムアルミネートと石膏、高炉スラグ、石灰、マ
グネシアなどの膨張成分をセメントに添加するか、また
はセメントクリンカ中にこれらの物質が存在するように
焼成し粉砕したものである。以下、実施例をあげてさら
に説明する。
【0007】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はこれにより、なんらげ
限定されるものではない。なお以下で、「部」および
「%」は特に断らないかぎり、それぞれ「重量部」およ
び「重量%」を意味する。
実施例1
普通ポルトランドセメント100部、川砂5mm200
部、表1の化工澱粉0.5部、水セメント比42%、練
り上り温度20℃に調整したモルタルを、高さ30c
m、内径13cm、厚さ10cmの発泡スチロール製円
筒容器に約3.5l入れ、20℃恒温室中で養生したと
きのモルタル中心部の温度を熱電対で自動的に測定し
た。その結果を表1に示す。また、同一モルタルの供試
体寸法4cm×4cm×16cmのものを20℃水中養
生したときの圧縮強度試験の結果を表2に示す。
【0008】
【表1】【0009】
【表2】
【0010】実施例2
普通ポルトランドセメント、カルシウムサルフォアルミ
ネート系グラウト混和材、表3の化工澱粉、天然砂およ
び水を混合して練り上り温度20℃のグラウト用セメン
トモルタルを練りまぜた。これを高さ30cm、内径1
3cm、厚さ10cmの発泡スチロール製円筒容器に約
4l入れ、20℃恒温室中で養生したときのモルタル中
心部の温度を熱電対で自動測定した。その結果を表3に
示す。なお、これらのグラウト用セメントモルタルのブ
リージングと沈下は全くなくまたグラウト代(厚み)3
cm×幅40cm×長さ170cm、容量20lの型枠
の中央部に厚み3cm×幅10cm×長さ20cmの障
壁を設けたものに、片側よりこのモルタルを自然注入し
たときのモルタルを充てん率は、いずれも100%であ
った。さらに材令日数をかえたものの圧縮強度試験の結
果を表4に示す。
【0011】
【表3】【0012】
【表4】
【0013】実施例3
普通ポルトランドセメント90部、市販セメント膨張材
10部、天然砂200部、水42部および化工澱粉0.
6部を配合し、水セメント比42%、練り上り温度20
℃に調整したモルタルを、高さ30cm、内径13c
m、厚さ10cmの発泡スチロール製円筒容器に約3.
5l入れ、20℃恒温室中で養生したときのモルタル中
心部の温度を熱電対で自動的に測定した。セメント膨張
材と化工澱粉の種類ならびにその結果を表5に示す。ま
た、同一モルタルの供試体寸法4cm×4cm×16c
mのものを20℃水中養生したときの圧縮強度試験の結
果を表6に示す。
【0014】
【表5】【0015】
【表6】
【0016】実施例1〜3で使用した化工澱粉の糊化開
始温度および25%、50℃の糊液粘度はそれぞれ次の
ような値である。酸化澱粉:35℃、30センチポイ
ズ、酢酸澱粉:39℃、210センチポイズ、ヒドロキ
シプロピル化澱粉:38℃、410センチポイズ、カル
ボキシメチル化澱粉:36℃、780センチポイズ、4
級カチオン化澱粉:45℃、860センチポイズ、リン
酸架橋化酢酸澱粉:57℃、2500センチポイズ、ポ
リアクリル酸グラフト化澱粉:52℃、2800センチ
ポイズ、比較のためのデキストリン:冷水可溶性のため
糊化開始温度30℃以下、10センチポイズ、酸化澱粉
比較品:57℃、5500センチポイズ。
【0017】
【発明の効果】本発明の化工澱粉をセメントに添加する
ことにより、コンクリート、モルタル、グラウト等の水
和熱による温度上昇を抑制し、かつ遅延性を改良するこ
とができた。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cement composition which suppresses temperature rise due to heat of hydration of concrete, mortar, grout and the like, and has improved retardability. 2. Description of the Related Art In recent years, civil engineering and building structures have become larger,
Mass concrete work is increasing, but the heat generated by the hydration of cement and its accumulation are increasing, and the concrete temperature rises rapidly in the early age of the material, and the stress when it falls causes the concrete. Then, so-called thermal cracks occur in the concrete. In order to prevent this, a method of adding dextrin having a water-soluble content of 10 to 65% by weight at a temperature of 21 ° C. has been proposed (Japanese Patent Publication No. 57-261), but it has not been sufficient yet. [0003] In view of such circumstances, an object of the present invention is to suppress a rise in temperature due to heat of hydration of cement, which causes cracks in concrete structures. [0004] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made intensive studies on various modified starches. As a result, the gelatinization starting temperature is 30 to 60 ° C and the paste liquid viscosity is 50 ° C. It has been found that a cement composition containing 0.05 to 10% by weight of a modified starch having a water content of 20 to 5000 centipoise in a 25% aqueous solution with respect to cement suppresses a temperature increase due to heat of hydration. Furthermore, the inventors have found that sugars and dextrins have the disadvantage of delaying the setting of the cement, whereas the compositions according to the invention have no such disadvantages. The modified starch used in the present invention is obtained by acid-decomposing, oxidizing, esterifying (acetate ester, phosphate ester, etc.), etherifying (hydroxyalkylating, carboxymethylating) potato, sweet potato, corn, tapioca, wheat and other raw starch. Cationization, alkylation, benzylation, etc.), cross-linking, and grafting by copolymerization of a synthetic polymer according to a conventionally known conventional method. [0005] The degree of chemical conversion of the modified starch of the present invention is represented by a decrease in the gelatinization start temperature at which starch particles that do not dissolve in cold water swell and gelatinize when heated in water, and a decrease in the viscosity of the gelatinized starch aqueous solution. It is. Here, the gelatinization start temperature means that 450 g of a 15% aqueous suspension of starch was mixed with an amylograph (two-blade paddle type manufactured by Brabender, measuring head: 700).
cmg, number of revolutions: 75 rpm, temperature rise: 1.5 ° C. /
Min) means the temperature at the point where it rises from the baseline of the amylograph. The gelatinization start temperature of the modified starch of the present invention is 30.
C. to 60.degree. C., preferably 35 to 55.degree. C., and if it is less than 30.degree. On the other hand, when the temperature exceeds 60 ° C., the effect of suppressing heat of hydration decreases. The viscosity of the modified starch of the present invention at 50 ° C. measured with a B-type rotary viscometer is 20 to 5 in a 25% aqueous solution.
000 centipoise, preferably 50 to 3000 centipoise, and if it is less than 20 centipoise, there is a delay. Further, when it exceeds 5000 centipoise, the effect of suppressing heat of hydration decreases. [0006] The modified starch of the present invention has a cement content of 0.1%.
It is preferable to add about 05 to 10% by weight, and if the addition amount is less than 0.05% by weight, the effect of suppressing hydration heat is small, and if the addition amount exceeds 10% by weight, the strength may be adversely affected. . A particularly preferred addition amount is 0.1 to 2% by weight. The cement is Portland cement such as various Portland cements and mixed cements containing silica, fly ash and the like, and the mortar for grout is breathing (which exhibits proper strength without showing settlement, For example, lime, calcium aluminate, those using swelling force by hydration by adding gypsum etc. to calcium sulfoaluminate as necessary, those using oxidation of iron powder, or a mixture of these as a main component It is a mortar that uses, for example, a thickener such as polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose, a foaming agent such as aluminum, and a necessary amount of various types of cement dispersants added thereto, and the like. Anything that indicates
Specifically, calcium sulfoaluminate-based minerals,
An expanding component such as calcium aluminate and gypsum, blast furnace slag, lime, magnesia or the like is added to cement, or calcined and ground so that these substances are present in the cement clinker. Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, which by no means limit the present invention. In the following, “parts” and “%” mean “parts by weight” and “% by weight”, respectively, unless otherwise specified. Example 1 100 parts of ordinary Portland cement, river sand 5 mm 200
Parts, 0.5 parts of the modified starch in Table 1, a 42% water-cement ratio, a mortar adjusted to a kneading temperature of 20 ° C., a height of 30 c
Approximately 3.5 l was placed in a styrene foam cylindrical container having a diameter of 13 m and an inner diameter of 13 cm and a thickness of 10 cm, and the temperature of the mortar center when cured in a constant temperature room at 20 ° C. was automatically measured with a thermocouple. Table 1 shows the results. In addition, Table 2 shows the results of a compressive strength test when the same mortar having a test piece size of 4 cm × 4 cm × 16 cm was cured in water at 20 ° C. [Table 1] [Table 2] Example 2 Ordinary Portland cement, calcium sulfoaluminate-based grout admixture, modified starch shown in Table 3, natural sand and water were mixed and kneaded, and a cement mortar for grout having a temperature of 20 ° C. was kneaded. This is 30cm high, 1 inner diameter
Approximately 4 liters were placed in a 3 cm, 10 cm thick styrofoam cylindrical container, and the temperature at the center of the mortar when cured in a constant temperature room at 20 ° C. was automatically measured with a thermocouple. Table 3 shows the results. In addition, these cement mortars for grout have no bleeding and settlement, and have a grout allowance (thickness) of 3 cm.
Filling rate of mortar when this mortar is spontaneously injected from one side to a 3 cm thick 10 cm wide 20 cm long barrier provided at the center of a mold frame of cm × width 40 cm × length 170 cm and capacity 20 l , And all were 100%. Further, Table 4 shows the results of the compressive strength test of the samples having different age. [Table 3] [Table 4] Example 3 90 parts of ordinary Portland cement, 10 parts of a commercially available cement expander, 200 parts of natural sand, 42 parts of water and 0.1 part of modified starch.
6 parts, water cement ratio 42%, kneading temperature 20
Mortar adjusted to ℃, height 30cm, inner diameter 13c
m, 10 cm thick in a styrofoam cylindrical container about 3.
The temperature of the central part of the mortar when 5 l was put and cured in a constant temperature room at 20 ° C. was automatically measured with a thermocouple. Table 5 shows the types and results of the cement expander and the modified starch. The same mortar specimen size 4cm x 4cm x 16c
Table 6 shows the results of the compressive strength test when the m was cured in water at 20 ° C. [Table 5] [Table 6] The gelatinization starting temperature of the modified starch used in Examples 1 to 3 and the size liquid viscosity at 25% and 50 ° C. are as follows. Oxidized starch: 35 ° C., 30 centipoise, starch acetate: 39 ° C., 210 centipoise, hydroxypropylated starch: 38 ° C., 410 centipoise, carboxymethylated starch: 36 ° C., 780 centipoise, 4
Grade cationized starch: 45 ° C., 860 centipoise, phosphate-crosslinked starch acetate: 57 ° C., 2500 centipoise, polyacrylic acid grafted starch: 52 ° C., 2800 centipoise, dextrin for comparison: gelatinization started due to cold water solubility Temperature 30 ° C. or less, 10 centipoise, oxidized starch comparative product: 57 ° C., 5500 centipoise. By adding the modified starch of the present invention to cement, it was possible to suppress the temperature rise due to the heat of hydration of concrete, mortar, grout, etc., and to improve the retardability.
Claims (1)
℃の糊液粘度が25%水溶液において20〜5000セ
ンチポイズであるエステル化、エーテル化、架橋化、合
成高分子の共重合化によるグラフト化からなる化工群の
うち、1種または2種以上の組み合わせからなる化工澱
粉をセメントに対し、0.05〜10重量%含有してな
るセメント組成物。(57) [Claims 1] The gelatinization start temperature is 30-60 ° C and 50
Esterification, etherification, cross-linking,
Chemical engineering group consisting of grafting by copolymerization of synthetic polymer
Of which, one or a combination of two or more
A cement composition comprising 0.05 to 10% by weight of powder based on cement.
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| JP14711293A JP3367993B2 (en) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Cement composition |
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