JP4484310B2 - Cement composition - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、土木・建築分野において使用されるセメント混和材及びセメント組成物に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
セメントコンクリートは安価に大きな構造物を構築することができる優れた材料であるが、様々な原因によってひび割れが生じるという課題があった。
その１つの原因として、水和発熱によるひび割れが挙げられる。
水和発熱によるひび割れは多量のコンクリートを打設した場合に発生するものであり、これを抑制するために様々な方法が提案されている。
なかでも、水和発熱量の少ないビーライトの含有量を高めた低熱ポルトランドセメントを使用する方法は、硬化時の水和発熱量を著しく低減できるばかりでなく、施工時の流動性の確保が容易であることや、中期から長期にかけての強度発現性が良好であるなど優れた性質を有している。
【０００３】
しかしながら、生コン工場で保有しているセメントサイロは、出荷量の多い普通ポルトランドセメント、高炉セメント、及び早強ポルトランドセメント用の３本が通常である。そして、出荷量の少ない低熱ポルトランドセメント専用のサイロを保有している生コン工場は皆無に等しいのが現状であり、低熱ポルトランドセメントは打設現場で生コンプラントを設置するような大型物件にサイロを設置して出荷されている。
したがって、混和材タイプであれば、サイロの増設といった新たな設備投資を必要とせず、全国各地の生コン工場でも開袋投入して使用できるというものであるが、低熱ポルトランドセメントは優れた性質を持ちながらも、使用形態がセメントタイプであることから、サイロの増設といった新たな設備投資を必要とするという課題があった。
【０００４】
一方、従来より、有機酸はセメントの凝結遅延剤として知られている（特開昭50-80315号公報、米国特許第3427175号など）。
しかしながら、有機酸を用いた場合には水和熱を抑制する効果は得られるが、強度発現性が悪化したり極度に凝結が遅延する場合があるという課題があった。
このような課題を解消するために、有機酸と、アルカリ金属の炭酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、及び水酸化物といった急結性アルカリ金属無機塩とを主成分とする混和材が提案された（特公平7-12963号公報）。
しかしながら、この混和材は、水和熱抑制効果に対する温度依存性が大きく、低温では水和熱抑制効果が顕著であるが、高温では水和熱抑制効果が乏しいという課題を有していた。
【０００５】
デキストリンは水和熱抑制剤として知られている（特公昭57-261号公報）。
しかしながら、デキストリンは低温では水和熱抑制効果がほとんどなく、高温では過剰に水和を遅延してしまうという課題があった。
この課題を解消する目的で、デキストリンと、有機酸の一種であるサリチル酸とを主成分とする混和材が提案された（特開昭60-54955号公報）。
しかしながら、この混和材は、水和熱抑制効果に対して温度依存性が小さいという利点を有していたが、強度発現性に乏しいという課題があった。
そのため、今日では、水和熱抑制効果に対する温度依存性が小さく、水和発熱量を著しく低減でき、かつ、強度発現性が良好となるような材料の開発が待たれていた。
【０００６】
本発明者は、種々検討を重ねた結果、特定のセメント混和材を使用することにより、水和熱抑制効果に対する温度依存性が小さいばかりでなく、水和発熱量を著しく低減でき、強度発現性も良好なセメント組成物とすることができるとの知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、（１）セメントと、（２）セメント混和材100重量部中、（２−１）硝酸塩類５〜40重量部、（２−２）有機酸類５〜30重量
部、及び（２−３）デキストリン
30〜90重量部を含有してなるセメント
混和材を、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、0.05〜３重量部とを含有してなるセメント組成物であり（１）セメントと、（２）セメント混和材100重量部中、（２−１）硝酸塩類0.5〜15重量部、（２−２）有機酸類0.5〜10重量部、及び（２−３）デキストリン５〜40重量部、及び（２−４）反応性シリカ微粉末及び／又は無水石膏40〜90重量部を含有してなるセメント混和材を、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、１〜15重量部とを含有してなるセメント組成物であり、（２−１）が亜硝酸カルシウムである該セメント組成物であり、（２−２）がクエン酸である該セメント組成物であり、（２−４）がシリカフュームである該セメント組成物であり、セメントが低熱ポルトランドセメントである請求項６記載のセメント混和材とを含有してなるセメント組成物である。
【０００８】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【０００９】
本発明で使用する硝酸塩類は特に限定されるものではなく、具体的には、亜硝酸塩や硝酸塩のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩が挙げられ、そのうち、ナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩の使用が経済的に好ましく、特に、亜硝酸カルシウムを用いた場合が、最も良好な結果が認められる。
硝酸塩類は水溶性であるため、本発明では、粉末で添加したり、混練水に溶解して添加したりして使用することが可能である。また、硝酸塩類は、水に溶解した場合、凝固点降下作用があり、凍結防止剤としても有用である。
硝酸塩類の粒度は特に限定されるものではない。
【００１０】
本発明で使用する有機酸類は特に限定されるものではなく、カルボン酸、オキシモノカルボン酸、オキシ多価カルボン酸、及びポリカルボン酸又はこれらの塩等の使用が可能である。
具体的には、カルボン酸としては、飽和又は不飽和カルボン酸の蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマール酸、及びヘプタン酸等が挙げられ、オキシモノカルボン酸としては、ヘプトン酸、グルコン酸、及びグリコール酸等が挙げられる。また、オキシ多価カルボン酸としては、リンゴ酸、酒石酸、及びクエン酸等が挙げられ、ポリカルボン酸としては、アクリル酸や無水マレイン酸などの共縮合物が挙げられ、これらの塩としては、アルカリ土類金属塩、並びに、亜鉛、銅、アルミニウム、及びアンモニウム等の塩が挙げられる。
本発明では、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。特に、クエン酸又はその塩を用いた場合が、最も良好な効果が認められる。
【００１１】
本発明で使用するデキストリンは、一般に化工澱粉とも呼ばれ、通常、澱粉を加水分解して得られる。なかでも、希酸を加え、分解して得られる酸焙焼デキストリンが最も一般的である。
ただし、酸浸漬法で得られるもの、澱粉の酵素分解で得られるマルトデキストリン、無焙焼で得られるブリティッシュガム、あるいは、澱粉に水を加えたものを加熱したり、アルカリや濃厚な塩類の溶液を加えてアルファー化したものを急速に脱水乾燥して得られるアルファー化澱粉等のうちの一種又は二種以上を本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。特に、デキストリンの20℃における冷水可溶分が５〜90％が好ましく、10〜65％がより好ましい。５％未満では充分な水和熱抑制効果が得られない場合があり、90％を越えると硬化不良を起こす場合がある。
【００１２】
本発明で使用する反応性シリカ微粉末とは、シリカ質を主成分とし、潜在水硬性を有する物質の微粉末を総称するものであり、特に限定されるものではないが、例えば、シリカフュ−ム、珪藻土、珪酸白土、フライアッシュ、高炉スラグ、及びシリカダスト等の微粉末が挙げられ、本発明ではこれらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
反応性シリカ微粉末の粒度は、ブレ−ン値で3,000cm2/g以上が好ましく、6,000cm2/g以上がより好ましく、8,000cm2/g以上が最も好ましい。3,000cm2/g未満では充分な強度発現性が得られない場合がある。
【００１３】
本発明で使用する無水石膏は特に限定されるものではなく、天然に産出する天然無水石膏、工業副産物として生成する副産無水石膏、あるいは二水石膏や半水石膏を加熱処理して得られるものなど、いかなるものも使用可能である。
無水石膏の粒度は特に限定されるものではないが、ブレ−ン値で2,000cm2/g以上が好ましく、4,000cm2/g以上がより好ましい。2,000cm2/g未満では強度発現性や寸法安定性が悪くなる場合がある。
【００１４】
本発明のセメント混和材中の成分割合は特に限定されるものではないが、セメント混和材が、硝酸塩類とデキストリンとを含有してなる場合、硝酸塩類は、セメント混和材100重量部中、５〜30重量部が好ましく、10〜20重量部がより好ましい。また、デキストリン量は70〜95重量部が好ましく、80〜90重量部がより好ましい。
セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、及びデキストリンを含有してなる場合、硝酸塩類は、セメント混和材100重量部中、５〜40重量部が好ましく、10〜30重量部がより好ましい。また、有機酸類は５〜30重量部が好ましく、10〜20重量部がより好ましい。さらに、デキストリンは30〜90重量部が好ましく、40〜80重量部がより好ましい。
セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、並びに、反応性シリカ微粉末及び／又は無水石膏（以下、強度増進材という）を含有してなる場合、硝酸塩類は、セメント混和材100重量部中、１〜25重量部が好ましく、５〜15重量部がより好ましい。また、有機酸類は0.5〜10重量部が好ましく、１〜８重量部がより好ましい。さらに、強度増進材は65〜98重量部が好ましく、75〜95重量部がより好ましい。
セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、デキストリン、及び強度増進材を含有してなる場合、硝酸塩類は、セメント混和材100重量部中、0.5〜15重量部が好ましく、２〜８重量部がより好ましい。また、有機酸類は0.5〜10重量部が好ましく、１〜４重量部がより好ましい。さらに、デキストリンは５〜40重量部が好ましく、10〜35重量部がより好ましい。そして、強度増進材は40〜90重量部が好ましく、50〜85重量部がより好ましい。
セメント混和材中の成分割合がこれらの範囲外では、本発明の効果、即ち、水和熱抑制効果に対する温度依存性が小さく、水和発熱量を著しく低減でき、強度発現性が良好となるなどの多面的な性能の向上が得られない場合がある。
【００１５】
本発明のセメント混和材の使用量は特に限定されるものではないが、セメント混和材が、硝酸塩類とデキストリンとを含有してなる場合、また、セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、及びデキストリンを含有してなる場合、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、0.05〜３重量部が好ましく、0.1〜１重量部がより好ましい。
また、セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、及び強度増進材を含有してなる場合、セメント混和材の使用量は、結合材100重量部中、１〜20重量部が好ましく、５〜15重量部がより好ましい。
そして、セメント混和材が、硝酸塩類、有機酸類、デキストリン、及び強度増進材を含有してなる場合、セメント混和材の使用量は、結合材100重量部中、１〜15重量部が好ましく、３〜10重量部がより好ましい。
セメント混和材の使用量がこれらの範囲外では、本発明の効果、即ち、水和熱抑制効果に対する温度依存性が小さく、水和発熱量を著しく低減でき、強度発現性が良好となる効果が得られない場合がある。
【００１６】
本発明では、普通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに高炉スラグやフライアッシュなどを混合した各種混合セメントなどと本発明のセメント混和材を併用することで、水和発熱量が小さく、強度発現性が良好なセメント組成物とすることが可能である。また、もともと水和発熱量の小さい中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントなどと本発明のセメント混和材を併用しても何ら差し支えない。
【００１７】
本発明では、セメント、セメント混和材、及び砂や砂利などの骨材の他に、凝結促進剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ剤、増粘剤、セメント急硬材、セメント膨張材、防錆剤、高分子エマルジョン、ベントナイトやモンモリロナイトなどの粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、無機リン酸塩、並びに、ほう酸等のうちの一種又は二種以上を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。
【００１８】
本発明のセメント混和材を製造する際に使用する混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ−、オムニミキサ−、Ｖ型ミキサ−、ヘンシェルミキサ−、及びナウタ−ミキサ−等が使用可能である。
また、混合は、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。混合順序は特に限定されるものではない。
【００１９】
【実施例】
以下、実験例により本発明を詳細に説明する。
【００２０】
実験例１
硝酸塩類イ15重量部とデキストリンＡ85重量部を配合してセメント混和材を調製した。
調製したセメント混和材を使用し、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、表１に示す量のセメント混和材を使用し、単位結合材量300kg/m3、単位水量150kg/m3、ｓ/ａ＝42％としたコンクリ−トを調製した。
調製したコンクリートを用いて、水和熱抑制効果を確認するため、打設温度20℃のセメントの水和熱による断熱温度上昇量と圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。
【００２１】
＜使用材料＞
硝酸塩類イ ：試薬１級の亜硝酸カルシウム
デキストリンＡ：冷水可溶分30％
セメントα：普通ポルトランドセメント、市販品
砂 ：新潟県姫川産、比重2.62
砂利 ：新潟県姫川産、砕石、Gmax＝20mm、比重2.64
水 ：水道水
【００２２】
＜測定方法＞
断熱温度上昇量：試料容量0.01m3の断熱ポットを小形の変温室に入れ、コンクリートの温度と変温室の温度が、常に同じになるように制御する東京理工社製の断熱温度上昇量測定装置を用い測定
圧縮強度 ：JIS A 1108に準じて測定
【００２３】
【表１】
実験例２
結合材100重量部中のセメント混和材の使用量を0.5重量部とし、セメント混和材100重量部中、表２に示す量の硝酸塩類イとデキストリンＡとを使用したこと以外は実験例１と同様に行った。打設温度５℃、30℃の場合の断熱温度上昇量も併記する。結果を表２に併記する。
【００２５】
【表２】
実験例３
硝酸塩類イ20重量部、有機酸類ａ15重量部、及びデキストリンＡ65重量部を配合してセメント混和材を調製した。
調製したセメント混和材を使用し、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、表３に示す量のセメント混和材を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００２７】
＜使用材料＞
有機酸類ａ：試薬１級のクエン酸
【００２８】
【表３】
実験例４
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を0.5重量部とし、セメント混和材100重量部中、表４に示す量の硝酸塩類イ、有機酸類ａ、及びデキストリンＡを配合し、打設温度５℃と30℃の場合の断熱温度上昇量も測定したこと以外は実験例３と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００３０】
【表４】
実験例５
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を0.5重量部とし、表５に示す硝酸塩類を使用したこと以外は実験例３と同様に行った。結果を表５に併記する。
【００３２】
＜使用材料＞
硝酸塩類ロ：試薬１級の亜硝酸リチウム
硝酸塩類ハ：試薬１級の硝酸カルシウム
硝酸塩類ニ：試薬１級の硝酸リチウム
硝酸塩類ホ：硝酸塩類イ50重量部と硝酸塩類ニ50重量部の混合物
【００３３】
【表５】
実験例６
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を0.5重量部とし、表６に示す有機酸類を使用したこと以外は実験例３と同様に行った。結果を表６に併記する。
【００３５】
＜使用材料＞
有機酸類ｂ：試薬１級の酒石酸
有機酸類ｃ：試薬１級のグルコン酸ナトリウム
有機酸類ｄ：試薬１級のマロン酸
有機酸類ｅ：ポリカルボン酸系、市販品
有機酸類ｆ：有機酸類ａ50重量部と有機酸類ｂ50重量部の混合物
【００３６】
【表６】
実験例７
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を0.5重量部とし、表７に示すデキストリンを使用したこと以外は実験例３と同様に行った。結果を表７に併記する。
【００３８】
＜使用材料＞
デキストリンＢ：冷水可溶分５％
デキストリンＣ：冷水可溶分10％
デキストリンＤ：冷水可溶分65％
デキストリンＥ：冷水可溶分90％
【００３９】
【表７】
実験例８
表８に示す硝酸塩類イ、有機酸類ａ、及び強度増進材▲１▼を配合してセメント混和材とし、結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を７重量部としたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表８に併記する。
【００４１】
＜使用材料＞
強度増進材▲１▼：市販のシリカフューム、ブレ−ン値200,000cm2/g
【００４２】
【表８】
実験例９
硝酸塩類イ4重量部、有機酸類ａ3重量部、デキストリンＡ13重量部、及び強度増進材▲１▼80重量部を配合してセメント混和材とした。
結合材100重量部中、表９に示す量のセメント混和材を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表９に併記する。
【００４４】
【表９】
実験例１０
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を５重量部とし、セメント混和材100重量部中、表１０に示す量の硝酸塩類イ、有機酸類ａ、デキストリンＡ、及び強度増進材▲１▼を配合したこと以外は実験例９と同様に行った。結果を表１０に併記する。
【００４６】
【表１０】
実験例１１
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を５重量部とし、表１１に示す強度増進材を使用したこと以外は実験例９と同様に行った。結果を表１１に併記する。
【００４８】
＜使用材料＞
強度増進材▲２▼：高炉スラグ、市販品、ブレ−ン値6,040cm2/g
強度増進材▲３▼：フライアッシュ、市販品、ブレ−ン値4,110cm2/g
強度増進材▲４▼：天然無水石膏、ブレ−ン値3,520cm2/g
強度増進材▲５▼：副産無水石膏、ブレ−ン値5,200cm2/g
強度増進材▲６▼：強度増進材▲１▼50重量部と強度増進材▲５▼50重量部の混合物
【００４９】
【表１１】
実験例１２
結合材100重量部中、セメント混和材の使用量を５重量部とし、表１２に示すセメントを使用したこと以外は実験例９と同様に行った。結果を表１２に併記する。
なお、比較のためにセメント混和材を使用しない場合の結果も併記した。
【００５１】
＜使用材料＞
セメントβ：低熱ポルトランドセメント、市販品
セメントγ：早強ポルトランドセメント、市販品
【００５２】
【表１２】
【発明の効果】
本発明のセメント混和材を使用することにより、水和熱抑制効果に対する温度依存性が小さく、水和発熱量を著しく低減でき、強度発現性が良好となるセメント組成物とすることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a cement admixture and a cement composition used in the field of civil engineering and construction.
[0002]
[Prior art and its problems]
Cement concrete is an excellent material capable of constructing a large structure at low cost, but has a problem that cracks occur due to various causes.
One cause is cracking due to hydration exotherm.
Cracks due to hydration heat are generated when a large amount of concrete is placed, and various methods have been proposed to suppress this.
Above all, the method of using low heat Portland cement with high content of belite with little hydration heat generation not only can remarkably reduce the hydration heat generation at the time of curing, but also ensures the fluidity at the time of construction. And has excellent properties such as good strength development from the middle to long term.
[0003]
However, there are three cement silos owned by the ready-mixed concrete plant for ordinary Portland cement, blast furnace cement, and early-strength Portland cement, which are shipped in large quantities. In addition, there are currently no ready-mixed concrete factories that have low-heat Portland cement-specific silos, and low-heat Portland cement has silos installed in large-scale properties such as a ready-made plant at the installation site. Have been shipped.
Therefore, if it is an admixture type, there is no need for new capital investment such as the addition of silos, and it can be used by opening bags at ready-mixed concrete plants throughout the country, but low heat Portland cement has excellent properties. However, since the usage form is a cement type, there has been a problem of requiring a new capital investment such as adding a silo.
[0004]
On the other hand, organic acids have been known as cement setting retarders (Japanese Patent Laid-Open No. 50-80315, US Pat. No. 3,427175, etc.).
However, when an organic acid is used, an effect of suppressing heat of hydration can be obtained, but there is a problem that strength development is deteriorated or condensation is extremely delayed.
In order to solve such problems, an admixture composed mainly of an organic acid and a rapid setting alkali metal inorganic salt such as an alkali metal carbonate, silicate, aluminate, or hydroxide has been proposed. (Japanese Patent Publication No. 7-12963).
However, this admixture has a large temperature dependency on the hydration heat suppression effect, and has a problem that the hydration heat suppression effect is remarkable at a low temperature, but is poor at a high temperature.
[0005]
Dextrin is known as a hydration heat inhibitor (Japanese Patent Publication No. 57-261).
However, dextrin has almost no effect of suppressing heat of hydration at low temperatures, and there is a problem that hydration is excessively delayed at high temperatures.
In order to solve this problem, an admixture mainly composed of dextrin and salicylic acid which is a kind of organic acid has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 60-54955).
However, this admixture had the advantage that the temperature dependency was small with respect to the effect of suppressing hydration heat, but there was a problem that the strength development was poor.
Therefore, the development of a material that has a low temperature dependency on the hydration heat suppression effect, can remarkably reduce the hydration heat value, and has good strength development has been awaited today.
[0006]
As a result of various studies, the present inventor not only has a small temperature dependence on the hydration heat suppression effect, but also can significantly reduce the hydration heat generation by using a specific cement admixture, and exhibit strength. The present invention has been completed by obtaining knowledge that a good cement composition can be obtained.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention comprises (1) cement, (2) 5 to 40 parts by weight of nitrates and (2-2) 5 to 30 parts by weight of organic acids in 100 parts by weight of cement admixture.
And (2-3) dextrin
A cement composition comprising 30 to 90 parts by weight of a cement admixture containing 0.05 to 3 parts by weight in 100 parts by weight of a binder comprising cement and cement admixture (1) (2-1) 0.5-15 parts by weight of nitrates, (2-2) 0.5-10 parts by weight of organic acids, and (2-3) 5-40 parts by weight of dextrin in 100 parts by weight of cement admixture And (2-4) a cement admixture containing 40 to 90 parts by weight of reactive silica fine powder and / or anhydrous gypsum in an amount of 1 to 15 parts by weight in 100 parts by weight of a binder comprising cement and cement admixture. (2-1) is the cement composition in which calcium nitrite is used, (2-2) is the cement composition in which citric acid is used (2) -4) is the cement composition in which silica fume is used, It is a cement composition comprising the cement admixture according to claim 6, wherein a Portland cement.
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0009]
The nitrates used in the present invention are not particularly limited, and specific examples include alkali metal salts or alkaline earth metal salts of nitrites and nitrates, among which sodium salts, potassium salts, and calcium salts. Is economically preferable, and the best results are observed particularly when calcium nitrite is used.
Since nitrates are water-soluble, in the present invention, they can be added in powder form or dissolved in kneaded water for use. In addition, nitrates, when dissolved in water, have a freezing point lowering effect and are useful as antifreeze agents.
The particle size of nitrates is not particularly limited.
[0010]
The organic acids used in the present invention are not particularly limited, and carboxylic acids, oxymonocarboxylic acids, oxypolycarboxylic acids, and polycarboxylic acids or their salts can be used.
Specific examples of the carboxylic acid include succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, and heptanoic acid, which are saturated or unsaturated carboxylic acids. Include heptonic acid, gluconic acid, and glycolic acid. Examples of the oxypolycarboxylic acid include malic acid, tartaric acid, and citric acid. Examples of the polycarboxylic acid include co-condensates such as acrylic acid and maleic anhydride. Alkaline earth metal salts and salts such as zinc, copper, aluminum, and ammonium can be mentioned.
In the present invention, one or more of these can be used. In particular, the best effect is observed when citric acid or a salt thereof is used.
[0011]
The dextrin used in the present invention is generally called a modified starch and is usually obtained by hydrolyzing starch. Of these, acid roasted dextrin obtained by adding dilute acid and decomposing it is the most common.
However, those obtained by acid soaking, maltodextrin obtained by enzymatic degradation of starch, British gum obtained by non-roasting, or starch added with water, or solutions of alkalis or concentrated salts It is possible to use one or two or more of the pregelatinized starch obtained by rapidly dehydrating and drying the pregelatinized product as long as the object of the present invention is not impaired. In particular, the cold water soluble content of dextrin at 20 ° C. is preferably 5 to 90%, more preferably 10 to 65%. If it is less than 5%, a sufficient hydration heat suppression effect may not be obtained, and if it exceeds 90%, curing failure may occur.
[0012]
The reactive silica fine powder used in the present invention is a collective term for fine powders of substances mainly composed of siliceous material and having latent hydraulic properties, and is not particularly limited. For example, silica fume is used. , Diatomaceous earth, silicic acid white clay, fly ash, blast furnace slag, fine powders such as silica dust, and the like, and one or more of these can be used in the present invention.
The particle size of the reactive silica fine powder, blur - preferably 3,000 cm 2 / g or more in emission values, more preferably at least 6,000cm 2 / g, 8,000cm 2 / g or more is most preferred. If it is less than 3,000 cm 2 / g, sufficient strength development may not be obtained.
[0013]
The anhydrous gypsum used in the present invention is not particularly limited, and is obtained by heat-treating natural anhydrous gypsum produced naturally, by-product anhydrous gypsum produced as an industrial byproduct, or dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum. Anything can be used.
Is not particularly limited granularity of anhydrous gypsum, it blurs - preferably 2,000 cm 2 / g or more in emission values, 4,000 cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 2,000 cm 2 / g, strength development and dimensional stability may deteriorate.
[0014]
The component ratio in the cement admixture of the present invention is not particularly limited. However, when the cement admixture contains nitrates and dextrin, the nitrates are 5 parts in 100 parts by weight of the cement admixture. -30 parts by weight is preferable, and 10-20 parts by weight is more preferable. The amount of dextrin is preferably 70 to 95 parts by weight, more preferably 80 to 90 parts by weight.
When the cement admixture contains nitrates, organic acids, and dextrins, the nitrates are preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the cement admixture. Further, the organic acid is preferably 5 to 30 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight. Further, the dextrin is preferably 30 to 90 parts by weight, more preferably 40 to 80 parts by weight.
When the cement admixture contains nitrates, organic acids, and reactive silica fine powder and / or anhydrous gypsum (hereinafter referred to as strength enhancing material), the nitrates are contained in 100 parts by weight of the cement admixture, 1 to 25 parts by weight is preferable, and 5 to 15 parts by weight is more preferable. Moreover, 0.5-10 weight part is preferable and, as for organic acids, 1-8 weight part is more preferable. Further, the strength enhancing material is preferably 65 to 98 parts by weight, and more preferably 75 to 95 parts by weight.
When the cement admixture contains nitrates, organic acids, dextrin, and a strength enhancer, the nitrate is preferably 0.5 to 15 parts by weight, and 2 to 8 parts by weight in 100 parts by weight of the cement admixture. More preferred. The organic acid is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 4 parts by weight. Furthermore, the dextrin is preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 35 parts by weight. And 40-90 weight part is preferable, and 50-85 weight part is more preferable for a strength enhancer.
When the component ratio in the cement admixture is outside these ranges, the effect of the present invention, that is, the temperature dependency on the hydration heat suppression effect is small, the hydration heat generation amount can be remarkably reduced, and the strength development is good. In some cases, it is not possible to improve the multifaceted performance.
[0015]
The amount of the cement admixture of the present invention is not particularly limited. However, when the cement admixture contains nitrates and dextrin, the cement admixture includes nitrates, organic acids, and In the case of containing dextrin, 0.05 to 3 parts by weight is preferable, and 0.1 to 1 part by weight is more preferable in 100 parts by weight of a binder composed of cement and a cement admixture.
Further, when the cement admixture contains nitrates, organic acids, and a strength enhancer, the amount of the cement admixture used is preferably 1 to 20 parts by weight in 100 parts by weight of the binder, and 5 to 15 Part by weight is more preferred.
When the cement admixture contains nitrates, organic acids, dextrin, and a strength enhancer, the amount of the cement admixture used is preferably 1 to 15 parts by weight in 100 parts by weight of the binder. More preferred is ˜10 parts by weight.
When the amount of the cement admixture used is outside these ranges, the effect of the present invention, that is, the temperature dependency on the hydration heat suppression effect is small, the hydration heat generation amount can be remarkably reduced, and the strength development is good. It may not be obtained.
[0016]
In the present invention, by combining the various cements of the present invention with various portland cements such as normal, early strength, and ultra-early strength, various mixed cements obtained by mixing blast furnace slag, fly ash, and the like with these portland cements, It is possible to obtain a cement composition having a small hydration heat value and good strength development. In addition, there is no problem even if the cement admixture of the present invention is used in combination with moderately hot Portland cement or low heat Portland cement, which originally has a low hydration calorific value.
[0017]
In the present invention, in addition to cement, cement admixture, and aggregates such as sand and gravel, setting accelerator, water reducing agent, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, high performance AE water reducing agent, AE agent, thickening agent. Cement hardener, cement expansive material, rust inhibitor, polymer emulsion, clay minerals such as bentonite and montmorillonite, ion exchangers such as zeolite, hydrotalcite and hydrocalumite, inorganic phosphate, and boric acid Etc. can be used in combination as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.
[0018]
Any existing stirring device can be used as the mixing device used in producing the cement admixture of the present invention. For example, tilting mixer, omni mixer, V-type mixer, Henschel mixer, and Nauta. -A mixer can be used.
Moreover, mixing may mix each material at the time of construction, and may mix part or all beforehand. The mixing order is not particularly limited.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by experimental examples.
[0020]
Experimental example 1
A cement admixture was prepared by blending 15 parts by weight of nitrates A and 85 parts by weight of dextrin A.
Using the prepared cement admixture, in 100 parts by weight of the binder consisting of cement and cement admixture, the amount of cement admixture shown in Table 1 is used. The unit binder amount is 300kg / m 3 and the unit water amount is 150kg / m. 3, s / a = 42% and the concrete - has the door prepared.
In order to confirm the hydration heat suppression effect using the prepared concrete, the amount of heat insulation temperature rise due to the heat of hydration and the compressive strength of the cement at the casting temperature of 20 ° C. were measured. The results are also shown in Table 1.
[0021]
<Materials used>
Nitrate A: Reagent grade 1 calcium nitrite dextrin A: Cold water soluble content 30%
Cement α: Ordinary Portland cement, commercial sand: Himekawa, Niigata Prefecture, specific gravity 2.62
Gravel: from Himekawa, Niigata, crushed stone, Gmax = 20mm, specific gravity 2.64
Water: Tap water [0022]
<Measurement method>
Adiabatic temperature rise: A thermal insulation temperature measuring device manufactured by Tokyo Riko Co., Ltd. that controls the temperature of the concrete and the temperature of the variable temperature chamber to be always the same by placing a heat insulation pot with a sample volume of 0.01 m 3 in a small variable temperature chamber. Compressive strength measured using: Measured according to JIS A 1108 [0023]
[Table 1]
Experimental example 2
Example 1 except that the amount of cement admixture used in 100 parts by weight of the binder was 0.5 parts by weight, and nitrates A and dextrin A in the amounts shown in Table 2 were used in 100 parts by weight of cement admixture. The same was done. The adiabatic temperature rise when the casting temperature is 5 ° C and 30 ° C is also shown. The results are also shown in Table 2.
[0025]
[Table 2]
Experimental example 3
A cement admixture was prepared by blending 20 parts by weight of nitrates A, 15 parts by weight of organic acids a, and 65 parts by weight of dextrin A.
The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that the prepared cement admixture was used and the cement admixture in the amount shown in Table 3 was used in 100 parts by weight of the binder composed of cement and cement admixture. The results are also shown in Table 3.
[0027]
<Materials used>
Organic acids a: Reagent grade 1 citric acid
[Table 3]
Experimental Example 4
In 100 parts by weight of the binder, the amount of cement admixture used is 0.5 parts by weight. In 100 parts by weight of the cement admixture, nitrates A, organic acids a and dextrin A in the amounts shown in Table 4 are blended and placed. The same procedure as in Experimental Example 3 was performed except that the amount of increase in the adiabatic temperature was also measured at temperatures of 5 ° C. and 30 ° C. The results are also shown in Table 4.
[0030]
[Table 4]
Experimental Example 5
The same procedure as in Experimental Example 3 was performed except that the amount of cement admixture used was 0.5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder, and nitrates shown in Table 5 were used. The results are also shown in Table 5.
[0032]
<Materials used>
Nitrate B: Reagent first grade lithium nitrite nitrate C: Reagent first grade calcium nitrate nitrate D: Reagent first grade lithium nitrate nitrate E: Mixture of 50 parts by weight nitrate and 50 parts by weight nitrate [0033]
[Table 5]
Experimental Example 6
The same procedure as in Experimental Example 3 was performed except that the amount of the cement admixture used was 0.5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder and the organic acids shown in Table 6 were used. The results are also shown in Table 6.
[0035]
<Materials used>
Organic acids b: Reagent primary tartaric acid organic acids c: Reagent primary sodium gluconate organic acids d: Reagent primary malonic acid organic acids e: Polycarboxylic acids, commercially available organic acids f: Organic acids a 50 parts by weight And a mixture of organic acids b50 parts by weight.
[Table 6]
Experimental Example 7
The same procedure as in Experimental Example 3 was performed except that the amount of the cement admixture used was 0.5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder and that the dextrin shown in Table 7 was used. The results are also shown in Table 7.
[0038]
<Materials used>
Dextrin B: 5% cold water soluble
Dextrin C: Cold water soluble 10%
Dextrin D: Cold water soluble content 65%
Dextrin E: Cold water soluble content 90%
[0039]
[Table 7]
Experimental Example 8
Except that the amount of cement admixture used was 7 parts by weight in 100 parts by weight of the binder by blending nitrates a, organic acids a and strength enhancing material (1) shown in Table 8 into cement admixture. It carried out similarly to Experimental example 1. The results are also shown in Table 8.
[0041]
<Materials used>
Strength enhancer (1): Commercially available silica fume, brain value 200,000 cm 2 / g
[0042]
[Table 8]
Experimental Example 9
A cement admixture was prepared by blending 4 parts by weight of nitrates a, 3 parts by weight of organic acids a, 13 parts by weight of dextrin A, and 80 parts by weight of a strength enhancer.
The same procedure as in Experimental Example 1 was performed except that the cement admixture in the amount shown in Table 9 was used in 100 parts by weight of the binder. The results are also shown in Table 9.
[0044]
[Table 9]
Experimental Example 10
The amount of the cement admixture used is 5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder, and the nitrates A, organic acids a, dextrin A, and the strength enhancer in the amount shown in Table 10 in 100 parts by weight of the cement admixture ▲ 1 The same operation as in Experimental Example 9 was conducted except that ▼ was blended. The results are also shown in Table 10.
[0046]
[Table 10]
Experimental Example 11
It was carried out in the same manner as in Experimental Example 9 except that the amount of cement admixture used was 5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder, and the strength enhancing material shown in Table 11 was used. The results are also shown in Table 11.
[0048]
<Materials used>
Strength enhancer ( 2 ): Blast furnace slag, commercial product, brain value 6,040 cm 2 / g
Strength enhancer (3): Fly ash, commercial product, brain value 4,110cm 2 / g
Strength enhancer (4): natural anhydrous gypsum, brain value 3,520cm 2 / g
Strength enhancer (5): By-product anhydrous gypsum, Brain value 5,200cm 2 / g
Strength enhancer (6): Strength enhancer (1) Mixture of 50 parts by weight and strength enhancer (5) 50 parts by weight
[Table 11]
Experimental Example 12
The experiment was performed in the same manner as in Experimental Example 9 except that the amount of the cement admixture used was 5 parts by weight in 100 parts by weight of the binder, and the cement shown in Table 12 was used. The results are also shown in Table 12.
For comparison, the results when no cement admixture is used are also shown.
[0051]
<Materials used>
Cement β: Low heat Portland cement, commercial cement γ: Early strength Portland cement, commercial product
[Table 12]
【The invention's effect】
By using the cement admixture of the present invention, it is possible to obtain a cement composition that has a small temperature dependency on the effect of suppressing hydration heat, can significantly reduce the amount of heat generated by hydration, and exhibits good strength development.
Claims (6)
混和材を、セメントとセメント混和材からなる結合材100重量部中、１〜15重量部とを含有してなるセメント組成物。A cement composition comprising 1 to 15 parts by weight of an admixture in 100 parts by weight of a binder composed of cement and a cement admixture.
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