JP3580911B2

JP3580911B2 - Cement admixture for steam-cured products and cement composition for steam-cured products containing the admixture

Info

Publication number: JP3580911B2
Application number: JP19616795A
Authority: JP
Inventors: 智幸菅谷; 茂坂本; 哲廣瀬
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: JPH0925148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気養生製品用セメント混和材及び該混和材を含む蒸気養生製品用セメント組成物に関し、主として蒸気養生を行うコンクリ−ト二次製品分野で用いられる“カルシウムサルフォアルミネ−トを主体としたクリンカの粉砕物”からなる蒸気養生製品用セメント混和材及び該混和材を含むセメント組成物に関する。
さらに、本発明は、凝結調整剤を用いることなく充分な作業性が得られ、しかも蒸気養生後の強度発現性に優れた硬化体が得られる蒸気養生製品用セメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気養生によりコンクリ−ト二次製品などを製造する際、強度向上、養生期間の短縮あるいは養生温度の低減を目的とした様々な手段が、従来より提案されている。
【０００３】
このうち、セメントにある種の混和材を添加するものとしては、（１）無水石膏を主体としたもの（特開昭５７−４７７５２号公報参照）、あるいは、（２）アルミノケイ酸カルシウムガラスと無機硫酸塩を有効成分とするもの（特開平５−３２４３５号公報参照）や（３）アルミナセメントと石膏を有効成分とするもの（特公平５−６９０５５号公報参照）のようなアルミネ−ト系鉱物と石膏を組合わせたものが知られている。
【０００４】
また、（４）カルシウムサルフォアルミネ−ト、硫酸カルシウム、ダイカルシウムシリケ−トを含むセメント組成物も提案されている（特開昭５７−１５６３４７号公報，特開昭５８−１６１９５６号公報参照）。
この種のセメント組成物は、１８〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネ−ト、３５質量％以下の硫酸カルシウム、１０〜６５質量％のダイカルシウムシリケ−トを主成分とし、ＳＯ_３分がＳＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３モル比で０．４〜１．７、有効ＣａＯ分が有効ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比で０．５〜１．２であり、かつ遊離ＣａＯを実質的に含有しないものであって、超早強性を有すると共に、良好な凝結時間を有するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の前記（１）の無水石膏系材を主体とした混和材では、この混和材を蒸気養生製品用セメント組成物に用いる場合、蒸気養生の充分な所望効果を得るには、セメントに早強セメントを用い、かつ単位セメント量４００ｋｇ／ｍ^３以上、蒸気養生温度を７０〜８０℃にしなければならないため、流し込み成形による一般製品用としてはコスト的に不向きであり、用途に制約があるなどの欠点を有している。
また、この混和材を用いた場合、強度発現性は改善されるけれども、セメント中のＳＯ_３量が過多となり、膨張により安定性を害する恐れがあった。
【０００６】
一方、従来の前記（２），（３）のアルミネ−ト系鉱物と石膏を主成分とした混和材では、凝結時間が早まるために、練り上がり直後のスランプや練り上がりから打設までの時間に制約があり、また、凝結調整剤の使用が不可欠となり、これらの配合設定が難しいという欠点があった。
【０００７】
さらに、従来の前記（４）のカルシウムサルフォアルミネ−トを主体としたセメント組成物では、このセメント組成物をそのまま蒸気養生製品用セメントとして用いた場合、蒸気養生での急激な加熱により膨張して安定性が悪くなるという問題やコスト高になるという問題があった。
また、このセメント組成物をそのまま混和材として用いた場合、充分な凝結時間を有せず、しかも蒸気養生後の強度発現性に優れたものは得られないという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記した従来の諸問題及び欠点に鑑み成されたものであって、本発明の技術的課題は、凝結調整剤を用いることなく充分な作業時間を確保でき、かつ充分な強度発現が得られ、しかも配合や蒸気養生条件に対する制約がない蒸気養生製品用セメント混和材及び該混和材を含む蒸気養生製品用セメント組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前述した従来の諸問題や欠点を踏まえて、凝結時間がポルトランドセメントと同程度で充分な作業性を保持し、且つ蒸気養生後に従来のアルミネ−ト系鉱物と石膏を主成分とした混和材を用いた場合と同程度の５００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧縮強度が得られるセメント組成物について鋭意研究を重ねたした結果、従来の前記（４）のセメント組成物の組成範囲を変えると共に、これと石膏とをポルトランドセメントにそれらの比率や配合割合を特定して添加すれば良いことを見い出し、本発明を完成したものである。
【００１０】
即ち、本発明は、蒸気養生製品用セメント混和材及び該混和材を含む蒸気養生製品用セメント組成物であって、このうち、本発明に係る混和材は、ア−ウィンクリンカ粉砕物を主材とする蒸気養生製品用セメント混和材であり、上記ア−ウィンクリンカ粉砕物は、４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネ−ト、残部が少なくとも硫酸カルシウム、ダイカルシウムシリケ−ト、カルシウムアルミノフェライトからなり、かつ遊離ＣａＯを実質的に含有しないものであることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
一方、本発明の係るセメント組成物は、ポルトランドセメント、上記アーウィンクリンカ粉砕物、石膏から少なくとも構成される蒸気養生製品用セメント組成物であって、
上記アーウィンクリンカ粉砕物と石膏との割合が、該石膏を無水物として換算して４０：６０〜６０：４０であり、さらに該アーウィンクリンカ粉砕物と石膏との合計量をポルトランドセメント１００重量部に対し８〜１５重量部添加してなることを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
さらに、本発明は、前記混和材及びセメント組成物における“アーウィンクリンカ粉砕物”は、具体的には、「４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネート、１０質量％以下の硫酸カルシウム、１０〜４０質量％のダイカルシウムシリケート及び５〜１５質量％のカルシウムアルミノフェライトを少なくとも含み、かつ遊離ＣａＯを実質的に含有しないものである」ことを特徴とする（請求項２、４）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、蒸気養生製品用セメント混和材及び該混和材を含む蒸気養生製品用セメント組成物であって、このうち、本発明に係る混和材は、前記したとおり、“ア−ウィンクリンカ粉砕物を主材とする蒸気養生製品用セメント混和材”であり、また、本発明に係るセメント組成物は、前記したとおり、“ポルトランドセメント、ア−ウィンクリンカ粉砕物、石膏から少なくとも構成される蒸気養生製品用セメント組成物”である。以下、本発明で使用する各配合材料について詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明で使用するア−ウィンクリンカ粉砕物について説明すると、これは、例えば、石灰質原料（石灰石，生石灰等）、アルミナ質原料（ボ−キサイト，粘土，高炉スラグ等）、ＳＯ_３質原料（排脱石膏，リン酸石膏等）、けい石質原料（けい石粘土，けい砂等）などの工業的原料を使用し、これらの原料を所定割合に混合粉砕した後、１２００〜１３５０℃で焼成し、得られたクリンカを所定粒度に粉砕したものである。
【００１５】
このア−ウィンクリンカ粉砕物の粉末度は、ブレ−ン値で３，０００〜５，５００ｃｍ^２／ｇが好ましい。３，０００ｃｍ^２／ｇ未満では、充分な強度向上効果は得られず、一方、５，５００ｃｍ^２／ｇを超えるものでは、強度向上効果が得られるけれども、製造コストが高くなるので好ましくない。
【００１６】
本発明では、上記ア−ウィンクリンカ粉砕物として、４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネ−トを含むものを使用することを特徴とする。
カルシウムサルフォアルミネ−ト量が４０質量％未満の場合、所望の強度向上効果が得られ難いので好ましくない。一方、工業的に製造する場合、７０質量％を超えるカルシウムサルフォアルミネ−トを含有させることは困難であるので、本発明では、カルシウムサルフォアルミネ−ト含有量として４０〜７０質量％のものが実際的である。
【００１７】
本発明で使用するア−ウィンクリンカ中には、上記したカルシウムサルフォアルミネ−ト以外の鉱物組成として、未反応の硫酸カルシウム，ダイカルシウムシリケ−ト，カルシウムアルミノフェライトなどが副生成物として存在する。
このうち、硫酸カルシウムの含有量は、１０質量％以下（好適には５質量％程度）が好ましい。１０質量％を超えると、該クリンカの製造が難しくなるばかりでなく、強度増進効果が小さくなるので好ましくない。
【００１８】
また、ダイカルシウムシリケ−トについては、前記した工業原料を使用すると、ＳｉＯ_２が存在するため副生は避けられないが、焼成のしやすさから１０〜４０質量％含有量のものが好ましい。同様に、カルシウムアルミノフェライトについては、これが５〜１５質量％含有する場合、製造しやすく、また、得られるクリンカも良質となるので好ましい。
【００１９】
上記したように、本発明で使用するア−ウィンクリンカ粉砕物としては、４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネ−トを含むことを特徴とし、また、硫酸カルシウム量が１０質量％以下、ダイカルシウムシリケ−トが１０〜４０質量％、カルシウムアルミノフェライトが５〜１５質量％のものが好ましいが、これ以外に、該ア−ウィンクリンカ粉砕物中に遊離ＣａＯを実質的に含有しないものを使用することを特徴とする。
その理由は、該クリンカ中に遊離ＣａＯが含まれていると、偽凝結を起し、セメント混練物の流動性を著しく低下させるからである。
【００２０】
次に、本発明に係るセメント組成物について説明すると、これは、（１）ポルトランドセメント、（２）ア−ウィンクリンカ粉砕物、（３）石膏から少なくとも構成される蒸気養生製品用セメント組成物である。
【００２１】
本発明で使用する（１）ポルトランドセメントとしては、特に限定されるものではなく、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，中庸熱セメント，耐硫酸塩ポルトランドセメントなど全てのポルトランドセメントを使用することができる。
【００２２】
また、本発明で用いる（２）ア−ウィンクリンカ粉砕物は、前記したとおりのものであり、一方、（３）の石膏としては、無水石膏，半水石膏，２水石膏など任意の石膏を使用することができ、その粉末度は、ブレ−ン値で３５００〜８０００ｃｍ^２／ｇが好ましい。３５００ｃｍ^２／ｇ未満では、充分な強度向上効果が得られないので好ましくない。そして、この粉末度が大きくなる程、強度向上効果は大きくなるが、あまり大きくし過ぎると、製造コストが高くなるので８０００ｃｍ^２／ｇ以下が好ましい。
【００２３】
本発明に係るセメント組成物において、前記したア−ウィンクリンカ及び石膏を混合し又は混合しながら所望粉末度になるように粉砕した後、ポルトランドセメントに配合して蒸気養生製品用セメント組成物を得ることができるが、ア−ウィンクリンカ及び石膏を別々に粉砕した後、両者を予め混合して又は両者を別々にポルトランドセメントに配合して蒸気養生製品用セメント組成物を得ることもできる。
また、該クリンカ粉砕物と石膏の混合物を、あるいは、混合粉砕物をポルトランドセメントに予め配合しておいても、又は、使用時に混和材として添加してもよく、いずれも本発明に包含されるものである。
【００２４】
但し、該クリンカ粉砕物と石膏とのポルトランドセメントへの配合量は、クリンカ粉砕物と石膏との合計量が、ポルトランドセメント１００重量部に対し８〜１５重量部（好ましくは１０重量部程度）でなければならず、この点も本発明に係るセメント組成物の特徴の１つとするものである。
この合計量が８重量部未満では、充分な強度向上効果は得られず、一方、１５重量部を超えると、凝結時間が急激に早まり、充分な作業性が得られ難くなるので好ましくない。
【００２５】
また、本発明に係るセメント組成物において、前記アーウィンクリンカ粉砕物と石膏との割合は、該石膏を無水物として換算して４０：６０〜６０：４０である。
この範囲の割合で配合した方が、この範囲をはずれたものより、強度向上効果が大となる。
【００２６】
本発明に係るセメント組成物は、以上詳記したとおり、（１）ポルトランドセメント、（２）ア−ウィンクリンカ粉砕物、（３）石膏とから少なくとも構成される蒸気養生製品用セメント組成物であるが、これら以外に、（４）混和材としてスラグ，シリカヒュ−ム，フライアッシュなどや（５）混和剤として減水剤，ＡＥ減水剤，高性能減水剤など、従来コンクリ−トに用いられているものを必要に応じて添加することができ、これら混和材や混和剤などの添加も本発明に包含されるものである。
【００２７】
本発明に係る蒸気養生製品用セメント組成物では、蒸気養生条件の制約を特に受けることがなく、一般的に行われている蒸気養生法を用いることができる。そして、従来のセメントや混合材を用いた場合より、高強度の硬化体を得ることが容易にできるので、プレストレスを導入するような「初期に高い強度を必要とする場合」などに用いることが可能である。
また、本発明に係る蒸気養生製品用セメント組成物を用いることによる“強度向上効果”により、従来の蒸気養生法に比較して、養生温度の低減及び養生期間の短縮を図ることができるという作用が生じる。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明に係る混和材及びセメント組成物の実施例を比較例と共に挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００２９】
（Ａ）ア−ウィンクリンカ粉砕物の製造
石灰石，排脱２水石膏，珪石粉及び焼ボ−キサイトを原料とし、各原料を所定の割合で混合した後粉砕し、１２００〜１３００℃の温度で焼成して４種類のア−ウィンクリンカＡ〜Ｄを得た。
続いて、このクリンカＡ〜Ｄをボ−ルミルでブレ−ン比表面積４５００ｃｍ^２／ｇに粉砕してア−ウィンクリンカ粉砕物を得た。なお、ア−ウィンクリンカＡ〜Ｄの主要鉱物組成を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
上記表１に示すように、ア−ウィンクリンカＡ，Ｂは、本発明で規定する“４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネ−ト、残部が少なくとも硫酸カルシウム、ダイカルシウムシリケ−ト、カルシウムアルミノフェライトからなり、かつ遊離ＣａＯを実質的に含有しないア−ウィンクリンカ”の範囲内であって、本発明の実施例に相当する。
一方、ア−ウィンクリンカＣは、カルシウムサルフォアルミネ−ト含量が３５％であり、また、同クリンカＤは、遊離ＣａＯを５％含むものであって、いずれも比較例である。
【００３２】
（Ｂ）蒸気養生製品用セメント組成物の試製（試験Ｎｏ．１〜１６）
前記表１に示すア−ウィンクリンカＡ〜Ｄの粉砕物と石膏との混合物を次の表２に示す割合（重量部）で普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントに配合して「蒸気養生製品用セメント組成物（試験Ｎｏ．１〜１６）」を試製した。
なお、上記セメント組成物の試製において、普通ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントは、日本セメント社製のものを使用し、また、石膏は、フッ酸無水石膏（第一セメント社製）を使用した。
【００３３】
【表２】

【００３４】
（Ｃ）コンクリ−トの配合及び練り混ぜ方法
得られた試験Ｎｏ．１〜１６の蒸気養生製品用セメント組成物に次の骨材（細骨材及び粗骨材）を配合し、さらに、次の高性能減水剤を添加してコンクリ−トを試製した。この場合、水／セメント比＝４０％，細骨材率＝４２％，高性能減水剤添加率＝１％（セメントに対する配合量）とし、この配合条件でコンクリ−トを強制練りミキサ−（０．０５ｍ^３）で練り混ぜた。

【００３５】
（Ｄ）コンクリ−トの試験方法
以上のように試製した各コンクリ−トに対して“圧縮強度（ｋｇｆ／ｃｍ^２）”及び“凝結時間（始発，終結）”を測定し、その結果を表３に示す。
【００３６】
なお、“圧縮強度（ｋｇｆ／ｃｍ^２）”については、コンクリ−トを練り混ぜた後、ＪＩＳＡ１１３２に準じてφ１０×２０ｃｍのコンクリ−ト供試体を作製し、続いて蒸気養生した。蒸気養生条件は、２０℃で２時間３０分の前養生後、２０℃／時間の昇温速度で６０℃に昇温し、１時間４５分保持した後、９時間４５分で２０℃になるように降温した。そして、蒸気養生後、直ちに脱型し、ＪＩＳＡ１１０８に準じて強度試験を行った。
一方、“凝結時間（始発，終結）”については、コンクリ−ト練り混ぜ直後にウエットスクリ−ニングによりモルタル分を分取し、ＪＩＳＡ６２０４に準じて凝結試験を行った。
【００３７】
【表３】

【００３８】
試験Ｎｏ．１は、比較として普通ポルトランドセメント単味でのコンクリ−ト試験結果を示す。この試験例（比較例１）では、圧縮強度が３７２ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、充分な強度が得られなかった。
【００３９】
試験Ｎｏ．２〜５は、「ア−ウィンクリンカ粉砕物の鉱物組成が異なる場合」のコンクリ−トの物性を評価するために行った試験例である。
その結果、カルシウムサルフォアルミネ−トの含有率が４０％以下では、充分な強度が得られず［試験Ｎｏ．４（クリンカＣを用いた比較例２）］、また、遊離ＣａＯを含有した場合、凝結時間は著しく早くなり、充分な作業性が確保できなかった［試験Ｎｏ．５（クリンカＤを用いた比較例３）］。
【００４０】
試験Ｎｏ．６〜９は、「ア−ウィンクリンカ粉砕物と石膏の配合割合を同一にし、両者の合計量の添加率（セメントに対する添加量）が異なる場合」のコンクリ−トの物性を評価するために行った試験例である。
その結果、凝結時間については、両者の合計量の添加率が本発明で規定する“ポルトランドセメント１００重量部に対し８〜１５重量部”の範囲までは、８重量部未満の場合を含めて殆ど差はないが（試験Ｎｏ．６〜８）、１５重量部を超えると著しく早くなる（試験Ｎｏ．９）。
【００４１】
また、圧縮強度については、本発明で規定する範囲より少なくても［８重量部未満の場合（試験Ｎｏ．６；５重量部の比較例４）］、また、多くても［１５重量部を超える場合（試験Ｎｏ．９；２０重量部の比較例５）］その強度は低く、特に後者の１５重量部を超えた場合、普通ポルトランドセメント単味の場合［前掲の試験Ｎｏ．１（比較例１参照）］よりも強度は低くなった。
【００４２】
試験Ｎｏ．１０〜１４は、「ア−ウィンクリンカ粉砕物と石膏との合計量の添加率を一定（セメント１００重量部に対して１０重量部添加）とし、両者の配合割合を変えた場合」のコンクリ−トの物性を評価するために行った試験例である。
その結果、両者の合計量が１０重量部と同一であれば、凝結時間は殆ど同じであるが（試験１０〜１４）、両者の配合割合が本発明で規定する“４０：６０〜６０：４０”の範囲を外れた場合［試験Ｎｏ．１０（３５：６５の比較例６）及び試験Ｎｏ．１４（６５：３５の比較例７）］、強度向上効果は期待できなかった。
【００４３】
上記試験Ｎｏ.１〜１６の試験例から、本発明に係る蒸気養生製品用セメント組成物で規定する
・「４０〜７０質量％のカルシウムサルフォアルミネートを含み、かつ遊離ＣａＯを実質的に含有しないアーウィンクリンカ粉砕物」を使用し（クリンカＡ，Ｂの使用）、
・該アーウィンクリンカ粉砕物とせっこうとの配合割合を「４０：６０〜６０：４０」の範囲内で、かつ、
・該アーウィンクリンカ粉砕物と石膏の合計量を「ポルトランドセメント１００重量部に対して８〜１５重量部」の範囲内とした、
実施例１〜７（試験Ｎｏ.２、３、６〜８、１１〜１３）では、充分な強度が得られ、しかも充分な作業時間が確保できることが認められた。
【００４４】
試験Ｎｏ．１５及び１６は、「基となるセメントとして早強ポルトランドセメントを用いた場合」のコンクリ−トの物性を評価するために行った試験例である。
その結果、早強ポルトランドセメント単味の場合［試験Ｎｏ．１５（比較例８）］に比較して、本発明の実施例［試験Ｎｏ．１６（実施例８）］では、凝結時間は殆ど変化せず、より高い強度が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る蒸気養生製品用セメント組成物は、以上詳記したとおり、凝結調整剤を用いることなく充分な作業時間を確保でき、しかも充分な強度発現が得られる効果が生じる。
また、本発明に係る蒸気養生製品用セメント組成物によれば、配合や蒸気養生条件に対する制約がないので、これまでコスト的に不向きであった流し込み成形による一般製品用など利用範囲が従来品と比べて拡大できるという作用効果が生じる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cement admixture for a steam-cured product and a cement composition for a steam-cured product containing the admixture, and is mainly composed of "calcium sulfoaluminate" which is mainly used in the field of concrete secondary products for steam curing. Cement admixture for steam-cured products consisting of "crushed clinker" and a cement composition containing the admixture.
Further, the present invention relates to a cement composition for a steam-cured product, which can provide sufficient workability without using a setting modifier and can provide a cured product having excellent strength development after steam curing.
[0002]
[Prior art]
Various means for improving the strength, shortening the curing period, or reducing the curing temperature when producing a concrete secondary product or the like by steam curing have been conventionally proposed.
[0003]
Among these, cements to which a certain kind of admixture is added include (1) those mainly composed of anhydrous gypsum (see JP-A-57-47552), or (2) calcium aluminosilicate glass and inorganic Aluminate minerals such as those containing sulfate as an active ingredient (see JP-A-5-32435) and (3) those containing alumina cement and gypsum as active ingredients (see Japanese Patent Publication No. 5-69055). A combination of gypsum and gypsum is known.
[0004]
Further, (4) a cement composition containing calcium sulfoaluminate, calcium sulfate, and dicalcium silicate has also been proposed (see JP-A-57-156347 and JP-A-58-161956). ).
Cement composition of this kind, 18-70 wt% of calcium monkey fore LUMINE - DOO, 35 mass% of calcium sulfate, 10 to 65 wt% of Dicalcium silicate are - as a main component the door, SO ₃ minutes The SO ₃ / Al ₂ O ₃ molar ratio is 0.4 to 1.7, the effective CaO content is 0.5 to 1.2 in the effective CaO / Al ₂ O ₃ molar ratio, and substantially contains free CaO. It does not have a very fast strength and has a good setting time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional admixture mainly composed of the anhydrous gypsum-based material of the above (1), when this admixture is used for a cement composition for a steam-cured product, in order to obtain a sufficient desired effect of the steam-curing, the cement must be added to the cement. Since it is necessary to use an early-strength cement, to use a unit cement amount of 400 kg / m ³ or more, and to set the steam curing temperature to 70 to 80 ° C., it is not suitable for a general product by cast molding in terms of cost, and there are restrictions on the application. It has such disadvantages.
Further, when this admixture is used, although the strength expression is improved, the amount of SO _{3 in} the cement becomes excessive, and the stability may be impaired by expansion.
[0006]
On the other hand, in the conventional admixtures containing the aluminate mineral and gypsum as the main components (2) and (3), since the setting time is shortened, the slump just after kneading or the time from kneading to casting is shortened. In addition, there is a drawback that the use of a setting regulator is indispensable, and the setting of these components is difficult.
[0007]
Further, in the conventional cement composition mainly composed of calcium sulfoaluminate (4), when this cement composition is used as it is as a cement for steam-cured products, it expands due to rapid heating in steam-curing. Problems such as poor stability and high cost.
Further, when this cement composition is used as it is as an admixture, there is a problem that it does not have a sufficient setting time, and that a material having excellent strength development after steam curing cannot be obtained.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems and disadvantages, and a technical problem of the present invention is that a sufficient working time can be secured without using a setting regulator, and sufficient strength is exhibited. It is another object of the present invention to provide a cement admixture for steam-cured products and a cement composition for steam-cured products containing the admixture, wherein the cement admixture is free from restrictions on the composition and steam curing conditions.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-mentioned various problems and drawbacks, the present inventors have set the setting time to the same level as Portland cement, maintain sufficient workability, and mainly use the conventional alumina-based mineral and gypsum after steam curing. As a result of intensive studies on a cement composition capable of obtaining a compressive strength of 500 kgf / cm ² or more, which is almost the same as that when the admixture as the component is used, the composition range of the conventional cement composition of the above (4) was In addition to this, the inventors have found that it is only necessary to add the gypsum and gypsum to Portland cement with their ratios and compounding ratios specified, thereby completing the present invention.
[0010]
That is, the present invention relates to a cement admixture for a steam-cured product and a cement composition for a steam-cured product containing the admixture, wherein the admixture according to the present invention is mainly composed of pulverized A-win clinker. And a pulverized product of the above-mentioned awin clinker is 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, and the balance is at least calcium sulfate, dicalcium silicate, calcium alumino ferrite. And substantially no free CaO (claim 1).
[0011]
On the other hand, the cement composition according to the present invention is a cement composition for a steam-cured product comprising at least Portland cement, the above-mentioned crushed Irwin clinker, and gypsum,
The ratio of the crushed Irwin clinker to gypsum is 40:60 to 60:40 in terms of the gypsum as an anhydride, and the total amount of the crushed Irwin clinker and gypsum is calculated as 100 parts by weight of Portland cement. It is characterized by being added in an amount of 8 to 15 parts by weight.
[0012]
Furthermore, in the present invention, the "crushed erwin clinker" in the admixture and the cement composition specifically includes "40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, 10% by mass or less of calcium sulfate, comprises at least 40 wt% of Dicalcium silicate and 5 to 15% by weight of the calcium alumino ferrite and free CaO are those which do not substantially contain "that characterized (claim 2, 4)
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a cement admixture for a steam-cured product and a cement composition for a steam-cured product containing the admixture, wherein the admixture according to the present invention is, as described above, an "a-win clinker pulverized product". And the cement composition according to the present invention, as described above, is a steam-cured product comprising at least Portland cement, pulverized A-win clinker, and gypsum. Product cement composition ". Hereinafter, each compounding material used in the present invention will be described in detail.
[0014]
First, a description will be given of a pulverized product of an winklinker used in the present invention. Examples of the pulverized product include calcareous raw materials (limestone, quicklime, etc.), alumina raw materials (bauxite, clay, blast furnace slag, etc.), and SO ₃ raw material. (Effluent gypsum, phosphate gypsum, etc.), industrial raw materials such as silica-based raw materials (silica clay, silica sand, etc.) are used, and these raw materials are mixed and pulverized at a predetermined ratio. It is obtained by sintering and crushing the obtained clinker to a predetermined particle size.
[0015]
The fineness of the pulverized air winker is preferably in the range of 3,000 to 5,500 cm ² / g in Brain value. If it is less than 3,000 cm ² / g, a sufficient strength-improving effect cannot be obtained, while if it exceeds 5,500 cm ² / g, the strength-improving effect can be obtained, but the production cost is undesirably increased.
[0016]
The present invention is characterized in that as the above-mentioned pulverized air winker, a pulverized product containing 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate is used.
If the amount of calcium sulfoaluminate is less than 40% by mass, it is difficult to obtain the desired strength improving effect, which is not preferable. On the other hand, in the case of industrial production, it is difficult to contain calcium sulfoaluminate exceeding 70% by mass. Therefore, in the present invention, calcium sulfoaluminate having a calcium sulfoaluminate content of 40 to 70% by mass is used. Is practical.
[0017]
In the wink clinker used in the present invention, unreacted calcium sulfate, dicalcium silicate, calcium aluminoferrite, and the like are present as by-products as a mineral composition other than the above-mentioned calcium sulfoaluminate. I do.
Among them, the content of calcium sulfate is preferably 10% by mass or less (preferably about 5% by mass). If it exceeds 10% by mass, not only is it difficult to produce the clinker, but also the strength-enhancing effect is reduced, such being undesirable.
[0018]
When the above-mentioned industrial raw materials are used, by-products are unavoidable due to the presence of SiO _2, but the dicalcium silicate preferably has a content of 10 to 40% by mass from the viewpoint of ease of firing. . Similarly, when calcium alumino ferrite is contained in an amount of 5 to 15% by mass, it is preferable because it is easy to produce and the obtained clinker also has good quality.
[0019]
As described above, the pulverized erwin clinker used in the present invention is characterized by containing 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate. It is preferable that the calcium silicate has a content of 10 to 40% by mass and the calcium aluminoferrite has a content of 5 to 15% by mass. It is characterized by being used.
The reason is that if free CaO is contained in the clinker, pseudo-coagulation occurs and the fluidity of the cement kneaded product is remarkably reduced.
[0020]
Next, the cement composition according to the present invention will be described. This is a cement composition for a steam-cured product comprising at least (1) Portland cement, (2) pulverized A-win clinker, and (3) gypsum. is there.
[0021]
(1) Portland cement used in the present invention is not particularly limited, and all portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, ultra-high-strength portland cement, moderate heat cement, and sulfate-resistant portland cement Can be used.
[0022]
The (2) pulverized A-win clinker used in the present invention is as described above. On the other hand, the gypsum of (3) may be any gypsum such as anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum and dihydrate gypsum. It can be used, and its fineness is preferably 3500 to 8000 cm ² / g in Brain value. If it is less than 3500 cm ² / g, a sufficient strength improving effect cannot be obtained, which is not preferable. And, as the fineness increases, the effect of improving the strength increases, but if it is too high, the production cost increases, so it is preferably 8000 cm ² / g or less.
[0023]
In the cement composition according to the present invention, after mixing the above-mentioned wink clinker and gypsum or pulverizing to a desired fineness while mixing, the mixture is mixed with Portland cement to obtain a cement composition for a steam-cured product. However, it is also possible to obtain a cement composition for steam-cured products by separately pulverizing the wink clinker and gypsum and then mixing them in advance or blending them separately with Portland cement.
Further, the mixture of the clinker pulverized material and the gypsum, or the mixed pulverized material may be previously blended in Portland cement, or may be added as an admixture at the time of use, and both are included in the present invention. Things.
[0024]
However, the compounding amount of the clinker pulverized product and gypsum in Portland cement is such that the total amount of the clinker pulverized product and gypsum is 8 to 15 parts by weight (preferably about 10 parts by weight) based on 100 parts by weight of Portland cement. This is one of the features of the cement composition according to the present invention.
If the total amount is less than 8 parts by weight, a sufficient strength improving effect cannot be obtained, while if it exceeds 15 parts by weight, the setting time is drastically shortened, and it is difficult to obtain sufficient workability.
[0025]
In the cement composition according to the present invention, the ratio of the crushed Irwin clinker to gypsum is 40:60 to 60:40 in terms of the gypsum as an anhydride .
The effect of improving the strength is greater in the case of blending at a ratio in this range than in the case of being out of this range .
[0026]
As described in detail above, the cement composition according to the present invention is a cement composition for a steam-cured product comprising at least (1) Portland cement, (2) pulverized A-win clinker, and (3) gypsum. In addition to the above, (4) admixtures such as slag, silica fume, fly ash and the like, and (5) admixtures such as water reducing agents, AE water reducing agents, and high-performance water reducing agents have been used in conventional concretes. Those can be added as needed, and the addition of these admixtures and admixtures is also included in the present invention.
[0027]
In the cement composition for a steam-cured product according to the present invention, a steam-curing method generally used can be used without being particularly limited by steam-curing conditions. In addition, since it is easier to obtain a high-strength cured product than when using conventional cements and mixed materials, use it in cases such as "when initial high strength is required" such as introducing prestress. Is possible.
Further, the "strength improving effect" by using the cement composition for a steam-cured product according to the present invention can reduce the curing temperature and shorten the curing period as compared with the conventional steam-curing method. Occurs.
[0028]
【Example】
Next, examples of the admixture and the cement composition according to the present invention will be described together with comparative examples to explain the present invention more specifically. However, the present invention is not limited only to the following examples.
[0029]
(A) Manufacture of pulverized air-win clinker Limestone, waste gypsum, silica powder and calcined bauxite are used as raw materials, and the raw materials are mixed at a predetermined ratio and then pulverized. By baking, four types of A-win clinkers A to D were obtained.
Subsequently, the clinkers A to D were pulverized with a ball mill to a brain specific surface area of 4500 cm ² / g to obtain pulverized air winkers. Table 1 shows the main mineral compositions of the A-win clinkers A to D.
[0030]
[Table 1]

[0031]
As shown in Table 1 above, the ear wink linkers A and B are "40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate defined in the present invention, and the balance is at least calcium sulfate, dicalcium silicate, and calcium. An "a-win clinker" which is made of alumino ferrite and substantially does not contain free CaO, and corresponds to an embodiment of the present invention.
On the other hand, A-win clinker C has a calcium sulfoaluminate content of 35%, and clinker D contains 5% of free CaO, all of which are comparative examples.
[0032]
(B) Trial production of cement composition for steam curing product (Test Nos. 1 to 16)
A mixture of the pulverized products of the A-win clinkers A to D shown in Table 1 and gypsum was blended into ordinary Portland cement and early-strength Portland cement in the proportions (parts by weight) shown in the following Table 2 to obtain “for steam-cured products”. Cement compositions (Test Nos. 1 to 16) "were trial manufactured.
In the trial production of the cement composition, ordinary Portland cement and early-strength Portland cement used were manufactured by Nippon Cement Co., and plaster used hydrofluoric anhydride gypsum (Daiichi Cement Co., Ltd.).
[0033]
[Table 2]

[0034]
(C) Method of mixing and kneading the concrete The following aggregates (fine aggregates and coarse aggregates) were mixed with the cement compositions for steam curing products Nos. 1 to 16, and the following high-performance water reducing agents were added to produce concretes. In this case, the water / cement ratio was 40%, the fine aggregate ratio was 42%, and the high-performance water reducing agent addition ratio was 1% (the blending amount with respect to the cement). .05m ³ ).

[0035]
(D) Concrete test method "Compressive strength (kgf / cm ² )" and "setting time (start, end)" were measured for each of the concretes produced as described above, and the results were tabulated. 3 is shown.
[0036]
As for the "compressive strength (kgf / cm ² )", after mixing the concrete, a concrete specimen of φ10 × 20 cm was prepared according to JIS A 1132, and then steam cured. The conditions of steam curing are as follows: pre-curing at 20 ° C. for 2 hours 30 minutes, heating to 60 ° C. at a heating rate of 20 ° C./hour, holding for 1 hour 45 minutes, and reaching 20 ° C. in 9 hours 45 minutes. The temperature dropped. Then, immediately after steam curing, the mold was removed, and a strength test was performed according to JIS A 1108.
On the other hand, with regard to the "setting time (first time, last time)", the mortar was fractionated by wet screening immediately after the concrete kneading, and a setting test was conducted in accordance with JIS A 6204.
[0037]
[Table 3]

[0038]
Test No. 1 shows the results of a concrete test using plain Portland cement alone for comparison. In this test example (Comparative Example 1), the compressive strength was 372 kgf / cm ² , and sufficient strength was not obtained.
[0039]
Test No. Nos. 2 to 5 are test examples conducted to evaluate the physical properties of the concrete in "when the mineral composition of the crushed wink linker is different".
As a result, when the content of calcium sulfoaluminate was 40% or less, sufficient strength could not be obtained [Test No. 4 (Comparative Example 2 using clinker C)], and when free CaO was contained, the setting time was remarkably shortened, and sufficient workability could not be secured [Test No. 4]. 5 (Comparative Example 3 using clinker D)].
[0040]
Test No. Nos. 6 to 9 were performed to evaluate the physical properties of the concrete in the case "when the mixing ratio of the pulverized wink linker and the gypsum was the same and the addition ratio of the total amount of both was different (addition amount to cement)". This is a test example.
As a result, as for the setting time, the addition rate of the total amount of both is almost up to the range of "8 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of Portland cement" specified in the present invention, including the case of less than 8 parts by weight. Although there is no difference (Test Nos. 6 to 8), when the amount exceeds 15 parts by weight, the speed is remarkably increased (Test No. 9).
[0041]
Further, the compressive strength is less than the range specified in the present invention [less than 8 parts by weight (Test No. 6; Comparative Example 4 with 5 parts by weight)] and at most [15 parts by weight. Exceeding (Test No. 9; Comparative Example 5 with 20 parts by weight)] The strength is low, especially when the latter exceeds 15 parts by weight, when plain Portland cement is used alone [Test No. 1 (see Comparative Example 1)].
[0042]
Test No. Nos. 10 to 14 are concrete in the case of "the addition ratio of the total amount of the pulverized product of wink clinker and gypsum is constant (10 parts by weight is added to 100 parts by weight of cement) and the mixing ratio of both is changed". 6 is a test example performed to evaluate the physical properties of the test.
As a result, when the total amount of both is the same as 10 parts by weight, the setting time is almost the same (Tests 10 to 14), but the mixing ratio of both is "40:60 to 60:40" specified in the present invention. Is out of the range of [Test No. 10 (Comparative Example 6 of 35:65) and Test No. 14 (Comparative Example 7 of 65:35)], an effect of improving strength could not be expected.
[0043]
From the test examples of the above Test Nos. 1 to 16, it is defined as the cement composition for a steam-cured product according to the present invention. "It contains 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate and substantially contains free CaO. No crushed Irwin clinker "(use of clinker A, B)
The mixing ratio of the crushed Irwin clinker and gypsum is within the range of "40:60 to 60:40", and
-The total amount of the crushed Irwin clinker and gypsum was in the range of "8 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of Portland cement".
In Examples 1 to 7 (Test Nos. 2, 3, 6 to 8, and 11 to 13), it was confirmed that sufficient strength was obtained and a sufficient working time could be secured.
[0044]
Test No. Test examples 15 and 16 are test examples performed to evaluate the physical properties of the concrete in the case of using "high strength Portland cement as the base cement".
As a result, in the case of Portland cement with only high strength [Test No. 15 (Comparative Example 8)] as compared with the example of the present invention [Test No. 15]. 16 (Example 8)], the setting time hardly changed, and higher strength was obtained.
[0045]
【The invention's effect】
As described in detail above, the cement composition for a steam-cured product according to the present invention can secure a sufficient working time without using a setting regulator, and has an effect of obtaining a sufficient strength.
In addition, according to the cement composition for a steam-cured product according to the present invention, since there is no restriction on the composition and steam-curing conditions, the range of use, such as for a general product by cast molding, which was previously unsuitable in terms of cost, is different from that of a conventional product. There is an operational effect that it can be enlarged.

Claims

40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, with the balance being at least calcium sulfate, dicalcium silicate, calcium aluminoferrite, and a pulverized Irwin clinker substantially containing no free CaO as a main material. Cement admixture for steam curing products.

The Irwin clinker contains at least 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, 10% by mass or less of calcium sulfate, 10 to 40% by mass of dicalcium silicate and 5 to 15% by mass of calcium aluminoferrite, and is free. The cement admixture for a steam-cured product according to claim 1, wherein the cement admixture substantially does not contain CaO.

A cement composition for a steam-cured product comprising at least Portland cement, crushed Irwin clinker and gypsum, wherein the crushed Irwin clinker comprises 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, with the balance being at least calcium sulfate , Dicalcium silicate, calcium aluminoferrite, and substantially free of free CaO, and the ratio of the above-mentioned pulverized Irwin clinker to gypsum is 40:60 to 60:40 in terms of anhydride. A cement composition for a steam-cured product, wherein the total amount of the pulverized Irwin clinker and the gypsum is added in an amount of 8 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of Portland cement.

The pulverized Irwin clinker contains at least 40 to 70% by mass of calcium sulfoaluminate, 10% by mass or less of calcium sulfate, 10 to 40% by mass of dicalcium silicate, and 5 to 15% by mass of calcium alumino ferrite, The cement composition for a steam-cured product according to claim 3, wherein the cement composition is substantially free of free CaO.