JP6037073B2 - Cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、セメント組成物に関し、とくにポルトランドセメントのセメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement composition, and more particularly to a cement composition of Portland cement.
モルタルやコンクリートを用いて作製された構造体を使用して建てられた建造物の品質を保証するために、モルタルやコンクリートに用いられるセメント組成物が発現する強度は高いことが必要である。このため、従来から、高い強度を発現する様々なセメント組成物が開発されてきた。そのようなセメント組成物の中に、セメント組成物の粒度分布や比表面積を調整することによってセメント組成物が発現する強度を高めたセメント組成物が従来技術として知られている。たとえば、特許文献１に記載のセメント含有粉体組成物では、セメント質材料のブレーン比表面積を１５００〜３３００ｃｍ２／ｇとし、かつ、１００μｍ篩残分量を０．５〜４０質量％とすることによって、セメント含有粉体組成物が発現する強度を高くしている。また、特許文献２に記載のセメント組成物では、セメント組成物中のシリカフュームのＢＥＴ比表面積を５〜１８ｍ２／ｇとし、セメント組成物中の石灰石微粉末の粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が９９体積％以上、粒径５μｍ以下の粒子が９５体積％以上、粒径２μｍ以下の粒子が７０〜９３体積％、粒径１μｍ以下の粒子が２７〜５０体積％、および、粒径０．５μｍ以下の粒子が１５体積％以下となるようにすることによって、セメント組成物が発現する強度を高くしている。さらに、特許文献３に記載のセメント組成物では、セメント組成物中の微粉セメントの粒度分布が、粒径２０μｍ以下の粉体の含有率が７５体積％以上、粒径１０μｍ以下の粉体の含有率が５５体積％以上、粒径１μｍ以下の粉体の含有率が５体積％以上、粒径０．５μｍ以下の粉体の含有率が１体積％以上の各条件を満たすようにすることによって、セメント組成物が発現する強度を高くしている。 In order to guarantee the quality of a building built using a structure produced using mortar or concrete, the strength of the cement composition used for mortar or concrete needs to be high. For this reason, various cement compositions that exhibit high strength have been developed. Among such cement compositions, a cement composition in which the strength of the cement composition is enhanced by adjusting the particle size distribution and specific surface area of the cement composition is known as the prior art. For example, in the cement-containing powder composition described in Patent Document 1, the cementitious material has a Blaine specific surface area of 1500 to 3300 cm 2 / g and a 100 μm sieve residue amount of 0.5 to 40% by mass. The strength of the cement-containing powder composition is increased. In the cement composition described in Patent Document 2, the BET specific surface area of silica fume in the cement composition is 5 to 18 m 2 / g, and the particle size distribution of the limestone fine powder in the cement composition is 10 μm or less. Particles of 99% by volume or more, particles having a particle size of 5 μm or less are 95% by volume or more, particles having a particle size of 2 μm or less are 70 to 93% by volume, particles having a particle size of 1 μm or less are 27 to 50% by volume, and particle size 0 The strength at which the cement composition is expressed is increased by adjusting the particle size of 5 μm or less to 15% by volume or less. Furthermore, in the cement composition described in Patent Document 3, the particle size distribution of the fine cement in the cement composition is such that the content of the powder having a particle size of 20 μm or less is 75% by volume or more and the content of the powder having a particle size of 10 μm or less. By satisfying each condition that the content ratio of the powder having a rate of 55% by volume or more, the particle size of 1 μm or less is 5% by volume or more, and the content of the powder having a particle size of 0.5 μm or less is 1% by volume or more. The strength of the cement composition is increased.
上述の特許文献１〜３に記載のセメント組成物では、モルタルから作製した供試体を使用してセメント組成物が発現する強度の評価を行っている。そして、モルタルによる評価でセメント組成物が高い強度を発現するのであれば、コンクリートにおいてもセメント組成物は高い強度を発現するとしている。このような観点から、従来は、コンクリートに用いるセメント組成物の品質管理を、モルタルを用いて作製した供試体を用いて行っていた。これは、ひとつには、セメント組成物の品質管理を、コンクリートの供試体を用いて行うと非常に手間と労力とがかかるという問題があるためである。 In the cement compositions described in Patent Documents 1 to 3 above, the strength of the cement composition is evaluated using a specimen prepared from mortar. And if cement composition expresses high intensity by evaluation by mortar, cement composition expresses high intensity also in concrete. From such a viewpoint, conventionally, quality control of a cement composition used for concrete has been performed using a specimen prepared using mortar. This is because there is a problem that it takes much labor and labor when quality control of a cement composition is performed using a concrete specimen.
しかしながら、本発明者等が検討を行った結果、モルタルによる評価で高い強度を発現するとされたセメント組成物が、コンクリートに用いると必ずしも高い強度を発現するとは限らないことがわかった。そこで、本発明は、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときの強度を担保でき、さらにコンクリートに使用する場合もモルタルによる評価で品質管理をすることができるセメント組成物を提供することを目的とする。 However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that a cement composition that is supposed to exhibit high strength by evaluation with mortar does not always exhibit high strength when used in concrete. Then, this invention aims at providing the cement composition which can ensure the intensity | strength when it uses for concrete by evaluation by mortar, and also can perform quality control by evaluation by mortar also when used for concrete. .
本発明者等は、鋭意研究を行った結果、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合、セメントクリンカ組成物の２．８μｍふるい通過分の割合、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合、ならびにセメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石灰石微粉末および石膏の合計の割合をそれぞれ所定の範囲内にすることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］セメントクリンカ、石膏および石灰石微粉末を含むセメント組成物であって、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合は１２質量％以下であり、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分の割合は２．０〜５．０質量％であり、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が２．０質量％以上であり、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合は５５質量％以上であるセメント組成物。
［２］セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が２．０質量％以上である上記［１］に記載のセメント組成物。
［３］セメント組成物のブレーン比表面積値が３０００ｃｍ２／ｇ以上であり、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が３．５質量％以下であり、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が１０質量％以下である上記［２］に記載のセメント組成物。
As a result of diligent research, the present inventors have found that the ratio of the 40 μm sieve residue of the cement composition, the ratio of the cement clinker composition passing through the 2.8 μm sieve, the ratio of limestone fine powder in the cement composition, and The present inventors have found that the above problems can be solved by setting the total ratio of the limestone fine powder and gypsum in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition within the predetermined ranges, and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
[1] A cement composition containing cement clinker, gypsum and fine limestone powder, the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition being 12% by mass or less, and the proportion of the cement composition passing through the 2.8 μm sieve Is 2.0-5.0% by mass, the proportion of fine limestone powder in the cement composition is 2.0% by mass or more, and converted to SO 3 of gypsum in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition The cement composition in which the total proportion of the mass and the fine powder of limestone is 55% by mass or more.
[2] The cement composition according to the above [1], wherein the mass ratio of gypsum in the cement composition converted to SO 3 is 2.0% by mass or more.
[3] The brane specific surface area value of the cement composition is 3000 cm 2 / g or more, and the proportion of the mass in terms of SO 3 of the gypsum in the cement composition is 3.5% by mass or less. Cement composition as described in said [2] whose ratio of a limestone fine powder is 10 mass% or less.
本発明によれば、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときの強度を担保でき、さらにコンクリートに使用する場合もモルタルによる評価で品質管理をすることができるセメント組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the intensity | strength when using for concrete by evaluation by mortar can be ensured, and also when using for concrete, the cement composition which can perform quality control by evaluation by mortar can be provided.
本発明は、セメントクリンカ、石膏および石灰石微粉末を含むセメント組成物であって、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合は１２質量％以下であり、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分は２．０〜５．０質量％であり、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が２．０質量％以上であり、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合は５５質量％以上である。また、本発明のセメント組成物は、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が２．０質量％以上であってもよい。さらに、本発明のセメント組成物は、セメント組成物のブレーン比表面積値が３０００ｃｍ２／ｇ以上であり、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が３．５質量％以下であり、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が１０質量％以下であってもよい。以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is a cement composition containing cement clinker, gypsum and fine limestone powder, wherein the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition is 12% by mass or less, and the amount of the cement composition passing through the 2.8 μm sieve is 2.0 to 5.0% by mass, the proportion of fine limestone powder in the cement composition is 2.0% by mass or more, and converted to SO 3 of gypsum in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition. The total ratio of the mass and the fine powder of limestone is 55% by mass or more. In the cement composition of the present invention, the mass ratio in terms of SO 3 of gypsum in the cement composition may be 2.0% by mass or more. Further, in the cement composition of the present invention, the brane specific surface area value of the cement composition is 3000 cm 2 / g or more, and the mass ratio in terms of SO 3 of gypsum in the cement composition is 3.5% by mass or less. Yes, the proportion of fine limestone powder in the cement composition may be 10% by mass or less. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
（セメントクリンカ）
本発明のセメント組成物に使用されるセメントクリンカは、セメント組成物を構成する主要組成物であり、石灰石（ＣａＯ成分）、粘土（Ａｌ２Ｏ３成分、ＳｉＯ２成分）、ケイ石（ＳｉＯ２成分）および酸化鉄原料（Ｆｅ２Ｏ３成分）などを適量ずつ配合し、１４５０℃前後の高温で焼成して製造される。セメントクリンカは、３ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ３Ｓ）、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ２Ｓ）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（略号：Ｃ３Ａ）、および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（略号：Ｃ４ＡＦ）を含む。セメントクリンカは、エーライト（Ｃ３Ｓ）およびビーライト（Ｃ２Ｓ）の主要鉱物と、その主要鉱物の結晶間に存在するアルミネート相（Ｃ３Ａ）およびフェライト相（Ｃ４ＡＦ）の間隙相などとから構成される。
(Cement clinker)
The cement clinker used in the cement composition of the present invention is a main composition constituting the cement composition, and includes limestone (CaO component), clay (Al 2 O 3 component, SiO 2 component), and quartzite (SiO 2 ). Ingredients) and iron oxide raw materials (Fe 2 O 3 ingredients) are blended in appropriate amounts and fired at a high temperature of around 1450 ° C. The cement clinker is composed of 3CaO.SiO 2 (abbreviation: C 3 S), 2CaO · SiO 2 (abbreviation: C 2 S), 3CaO · Al 2 O 3 (abbreviation: C 3 A), and 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 (abbreviation: C 4 AF) is included. Cement clinker is composed of the main minerals of alite (C 3 S) and belite (C 2 S) and the aluminate phase (C 3 A) and ferrite phase (C 4 AF) existing between the crystals of the main mineral. It is composed of a gap phase and the like.
なお、セメントクリンカにおける３ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ３Ｓ）、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ２Ｓ）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（略号：Ｃ３Ａ）および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（略号：Ｃ４ＡＦ）の割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９９「ポルトランドセメントの化学分析方法」により測定したセメントクリンカにおけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３の割合から、セメント化学の分野でボーグ式と呼ばれる計算式により求められる（たとえば、大門正機編訳「セメントの化学」、内田老鶴圃（１９８９）、ｐ．１１を参照）。 Note that 3CaO · SiO 2 (abbreviation: C 3 S), 2CaO · SiO 2 (abbreviation: C 2 S), 3CaO · Al 2 O 3 (abbreviation: C 3 A) and 4CaO · Al 2 O 3 · in cement clinker are used. The proportion of FeO 3 (abbreviation: C 4 AF) is based on the proportion of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 in cement clinker measured by JIS R 5202: 1999 “Chemical analysis method of Portland cement”. It is calculated | required by the calculation formula called the Borg formula in the field of cement chemistry (for example, see Daimon Masaki's translation "Cement chemistry", Uchida Otsukuru (1989), p.11).
本発明のセメント組成物は、ポルトランドセメントであり、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されている品質を満たせば、セメントクリンカにおける３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、とくに限定されない。しかし、セメント組成物の流動性がさらに良好にするために、セメント組成物の質量に対する３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合は、好ましくは、１１．５質量％以下である。なお、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合の好ましい範囲の下限値は、とくに限定されないが、たとえば７質量％である。また、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合は、上述のボーグ式から算出した値である。 The cement composition of the present invention are Portland cement, JIS R 5210: 2009 satisfy the quality as defined in "portland cement", 3CaO · SiO 2 in the cement clinker, 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O ratio of 3 and 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 is not particularly limited. However, in order to further improve the fluidity of the cement composition, the ratio of 3CaO.Al 2 O 3 to the mass of the cement composition is preferably 11.5% by mass or less. In addition, the lower limit of the preferable range of the ratio of CaO · Al 2 O 3 is not particularly limited, but is, for example, 7% by mass. The ratio of 3CaO · Al 2 O 3 is a value calculated from the above-mentioned Borg equation.
さらに、セメント組成物の質量に対する３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、たとえば５４〜６８質量％であり、セメント組成物の質量に対する２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、たとえば５〜２６質量％であり、セメント組成物の質量に対する４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、たとえば７〜１１質量％である。これらの割合は、上述のボーグ式から算出した値である。 Furthermore, the proportion of 3CaO · SiO 2 with respect to the mass of the cement composition is, for example, 54 to 68 wt%, the proportion of 2CaO · SiO 2 with respect to the mass of the cement composition is, for example, 5 to 26 wt%, the cement composition proportion of 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 to the mass of an object is, for example, 7 to 11 wt%. These ratios are values calculated from the above-mentioned Borg equation.
（セメントクリンカの製造）
次に、セメントクリンカの製造の一例について説明する。セメントクリンカ原料としては、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌなどを含み、所望によりＦｅを含むものであれば、元素単体物、酸化物、炭酸化物などの形態を問わず用いることができ、また、それらの混合物を用いることができる。天然原料の例として、石灰石、粘土、珪石、酸化鉄原料が挙げられ、工業的な原料の例として、上記元素を含む廃棄物原料、高炉スラグ、フライアッシュなどが挙げられる。かかるセメントクリンカ原料の混合割合に関しては、とくに限定されるものではなく、目的とする鉱物組成に対応した成分組成となるように原料配合を定めることができる。
(Manufacture of cement clinker)
Next, an example of manufacturing a cement clinker will be described. As a cement clinker raw material, it can be used regardless of the form of elemental element, oxide, carbonate, etc., as long as it contains Ca, Si, Al, etc. and optionally contains Fe, and a mixture thereof. Can be used. Examples of natural raw materials include limestone, clay, silica, and iron oxide raw materials. Examples of industrial raw materials include waste raw materials containing the above elements, blast furnace slag, fly ash, and the like. The mixing ratio of the cement clinker raw material is not particularly limited, and the raw material composition can be determined so as to have a component composition corresponding to the target mineral composition.
そして、目的とするセメントクリンカが得られるような組成で混合されたセメントクリンカ原料を、下記の焼成条件で焼成し、冷却する。焼成は、通常、電気炉やロータリーキルンなどを用いて行われる。焼成方法としては、たとえば、セメントクリンカ原料を、所定の第１焼成温度および第１焼成時間で加熱して焼成を行う第１焼成工程と、該第１焼成工程後、第１焼成温度から所定の第２焼成温度まで所定の昇温時間をかけて昇温させる昇温工程と、該昇温工程後、第２焼成温度および所定の第２焼成時間で加熱して焼成を行う第２焼成工程とを含む方法が挙げられる。たとえば、電気炉を用いた場合、セメントクリンカ原料を、１０００℃の焼成温度（第１焼成温度）で３０分間（第１焼成時間）加熱して焼成を行った後（第１焼成工程）、１４５０℃（第２焼成温度）まで３０分間（昇温時間）かけて昇温させ（昇温工程）、さらに１４５０℃で１５分間（第２焼成時間）加熱して焼成を行った後（第２焼成工程）、焼成物を急冷することにより、セメントクリンカを製造することができる。 Then, the cement clinker raw material mixed in such a composition that the desired cement clinker is obtained is fired under the following firing conditions and cooled. Firing is usually performed using an electric furnace or a rotary kiln. As a firing method, for example, a cement clinker raw material is heated at a predetermined first firing temperature and a first firing time and fired, and after the first firing step, a predetermined firing temperature is determined from the first firing temperature. A temperature raising step for raising the temperature to a second firing temperature over a predetermined temperature rise time, and a second firing step for heating and firing at the second firing temperature and a predetermined second firing time after the temperature raising step, The method containing is mentioned. For example, when an electric furnace is used, the cement clinker raw material is fired by firing at a firing temperature of 1000 ° C. (first firing temperature) for 30 minutes (first firing time) (first firing step), 1450. After heating up to 30 ° C. (second firing temperature) over 30 minutes (temperature raising time) (temperature raising step) and further heating at 1450 ° C. for 15 minutes (second firing time) (second firing) Step), a cement clinker can be produced by rapidly cooling the fired product.
（石膏）
本発明のセメント組成物は石膏を含む。また、本発明における石膏は半水石膏を含む。本発明における石膏は、無水石膏および／または二水石膏をさらに含んでもよい。セメント組成物の質量に対する石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、好ましくは２．０質量％以上であり、より好ましくは２．０〜３．５質量％である。石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が２．０質量％以上であると、セメント組成物が発現する短期強度（たとえば、材齢３日のコンクリートの強度）がさらに強くなる。また、石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が２．０〜３．５質量％であると、さらにセメント組成物が発現する長期強度（たとえば、材齢２８日のコンクリートの強度）がさらに強くなる。なお、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。
(plaster)
The cement composition of the present invention includes gypsum. The gypsum in the present invention includes hemihydrate gypsum. The gypsum in the present invention may further contain anhydrous gypsum and / or dihydrate gypsum. The ratio of the mass in terms of gypsum SO 3 to the mass of the cement composition is preferably 2.0% by mass or more, and more preferably 2.0 to 3.5% by mass. When the proportion of the mass converted to SO 3 of gypsum is 2.0% by mass or more, the short-term strength (for example, the strength of concrete at the age of 3 days) expressed by the cement composition is further increased. Further, when the mass ratio of gypsum converted to SO 3 is 2.0 to 3.5% by mass, the long-term strength (for example, the strength of concrete at age 28) that the cement composition develops is even stronger. Become. In addition, the ratio of the mass in terms of SO 3 of gypsum in the cement composition can be measured according to JIS R 5202: 2010 “Chemical analysis method of Portland cement”.
セメント組成物の質量に対する半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、好ましくは１．３質量％以下である。半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が１．３質量％以下であると、セメント組成物の流動性がさらに良好になる。なお、セメント組成物の質量に対する半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合の好ましい範囲の下限値はとくに限定されないが、たとえば、０．７質量％である。また、セメント組成物の質量に対する半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は次のようにして測定する。熱重量−示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ分析装置）を使用して、常温から３００℃までの間の温度範囲における二水石膏に起因する脱水量と、二水石膏から転化した半水石膏および元々存在していた半水石膏に起因する脱水量とを測定し、これらの脱水量から、二水石膏および半水石膏を定量する。そして、その定量された半水石膏の値をＳＯ３に換算して、セメント組成物の質量に対する半水石膏のＳＯ３換算の質量の割合を算出することができる。 The ratio of the mass of hemihydrate gypsum converted to SO 3 with respect to the mass of the cement composition is preferably 1.3% by mass or less. When the ratio of the weight of hemihydrate gypsum converted to SO 3 is 1.3% by mass or less, the fluidity of the cement composition is further improved. The lower limit of the preferable range of the ratio of the mass in terms of SO 3 of hemihydrate gypsum to the mass of the cement composition is not particularly limited, for example, 0.7% by weight. The ratio of the mass in terms of SO 3 of hemihydrate gypsum to the mass of the cement composition is measured as follows. Using a thermogravimetric-differential thermal analyzer (TG-DTA analyzer), the amount of water dehydrated due to dihydrate gypsum in the temperature range from room temperature to 300 ° C., and hemihydrate gypsum converted from dihydrate gypsum and The amount of dehydration caused by hemihydrate gypsum that was originally present is measured, and dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum are quantified from these dehydration amounts. Then, it is possible in terms of the value of the hemihydrate gypsum which is the quantified SO 3, and calculates the ratio of the mass of SO 3 Conversion hemihydrate gypsum to the mass of cement composition.
（石灰石微粉末）
本発明の石灰石微粉末は、ブレーン比表面積値が５０００〜２００００ｃｍ２／ｇ程度の石灰石微粉末である。石灰石微粉末は、主に、モルタルやコンクリートの流動性改善や耐久性および強度向上を目的としてセメント組成物に添加される。セメント組成物中の石灰石微粉末の割合は、２．０質量％以上であり、好ましくは２．０〜１０質量％である。セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が２．０質量％未満であると、モルタルによる評価ではセメント組成物が発現する強度が高くても、コンクリートとして使用する場合、セメント組成物が発現する強度が低くなる場合がある。このため、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が２．０質量％未満であると、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときのセメント組成物の強度を担保できず、コンクリートに使用する場合、モルタルによる評価でセメント組成物を品質管理することができない場合がある。また、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合が２．０〜１０質量％であると、セメント組成物が発現する長期強度（たとえば、材齢２８日のコンクリートの強度）がさらに強くなる。なお、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合は、ＪＩＳ Ｍ ８８５０：１９９４「石灰石分析方法」に準拠して測定する。
(Limestone fine powder)
The limestone fine powder of the present invention is a limestone fine powder having a Blaine specific surface area value of about 5000 to 20000 cm 2 / g. Limestone fine powder is added to a cement composition mainly for the purpose of improving fluidity, durability and strength of mortar and concrete. The proportion of fine limestone powder in the cement composition is 2.0% by mass or more, preferably 2.0 to 10% by mass. When the ratio of the limestone fine powder in the cement composition is less than 2.0% by mass, the strength of the cement composition when used as concrete is high even when the strength of the cement composition is high in the mortar evaluation. May be lower. For this reason, when the proportion of the limestone fine powder in the cement composition is less than 2.0% by mass, the strength of the cement composition when used for concrete in the evaluation by mortar cannot be secured, and when used for concrete, In some cases, the quality of the cement composition cannot be controlled by the mortar evaluation. Further, when the proportion of the limestone fine powder in the cement composition is 2.0 to 10% by mass, the long-term strength (for example, the strength of concrete at 28 days of age) expressed by the cement composition is further increased. In addition, the ratio of the limestone fine powder in a cement composition is measured based on JIS M 8850: 1994 "limestone analysis method".
（４０μｍふるい残分の割合）
本発明のセメント組成物の４０μｍふるい残分の割合は１２質量％以下である。セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合が１２質量％よりも大きいと、モルタルによる評価ではセメント組成物が発現する強度が高くても、コンクリートとして使用する場合、セメント組成物が発現する強度が低くなる場合がある。このため、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合が１２質量％よりも大きいと、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときのセメント組成物の強度を担保できず、コンクリートに使用する場合、モルタルによる評価でセメント組成物を品質管理することができない。なお、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合は、ＪＣＡＳ Ｋ−０３−２００５ 「エア・ジェット式ふるい装置によるセメント粉末度試験方法」に準拠して、４０μｍの目開きのふるい網を用いて測定される。また、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合の範囲の下限値はとくに限定されないが、たとえば、４質量％である。
(Rate of 40μm sieve residue)
The proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition of the present invention is 12% by mass or less. When the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition is larger than 12% by mass, the strength of the cement composition is low when used as concrete, even if the strength of the cement composition is high in the mortar evaluation. There is a case. For this reason, when the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition is larger than 12% by mass, the strength of the cement composition when used for concrete cannot be ensured by the evaluation by mortar. The cement composition cannot be quality controlled by the evaluation. The proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition was measured using a 40 μm sieve screen according to JCAS K-03-2005 “Cement fineness test method using an air jet sieve device”. Is done. Moreover, the lower limit of the range of the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition is not particularly limited, but is, for example, 4% by mass.
（２．８μｍふるい通過分の割合）
本発明のセメント組成物の２．８μｍ通過分の割合は２．０〜５．０質量％であり、好ましくは３．５〜５．０質量％である。セメント組成物の２．８μｍ通過分の割合が２．０質量％未満であると、モルタルによる評価ではセメント組成物が発現する強度が高くても、コンクリートとして使用する場合、セメント組成物が発現する強度が低くなる場合がある。このため、セメント組成物の２．８μｍ通過分の割合が２．０質量％未満であると、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときのセメント組成物の強度を担保できず、コンクリートに使用する場合、モルタルによる評価でセメント組成物を品質管理することができない場合がある。また、セメント組成物の２．８μｍ通過分の割合が５．０質量％よりも大きいと、セメント組成物の充分な流動性が得られない。なお、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分の割合は、ＪＣＡＳ Ｋ−０３−２００５ 「エア・ジェット式ふるい装置によるセメント粉末度試験方法」に準拠して、２．８μｍの目開きのふるい網を用いて測定される。
(Rate of 2.8μm sieve passage)
The proportion of the 2.8 μm passing portion of the cement composition of the present invention is 2.0 to 5.0 mass%, preferably 3.5 to 5.0 mass%. When the proportion of the cement composition passing through 2.8 μm is less than 2.0% by mass, the cement composition develops when used as concrete even if the strength of the cement composition developed is high in the mortar evaluation. The strength may be lowered. For this reason, when the proportion of the 2.8 μm passage of the cement composition is less than 2.0 mass%, the strength of the cement composition when used for concrete cannot be ensured by evaluation with a mortar, and when used for concrete In some cases, the quality of the cement composition cannot be controlled by mortar evaluation. On the other hand, if the proportion of the cement composition passing through 2.8 μm is larger than 5.0% by mass, sufficient fluidity of the cement composition cannot be obtained. The proportion of the cement composition passing through the 2.8 μm sieve was determined according to JCAS K-03-2005 “Cement fineness test method using an air-jet sieving device”, and a sieve mesh with an opening of 2.8 μm. Is measured.
本発明のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合は５５質量％以上である。セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合が５５質量％未満であると、モルタルによる評価ではセメント組成物が発現する強度が高くても、コンクリートとして使用する場合、セメント組成物が発現する強度が低くなる場合がある。このため、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合が５５質量％未満であると、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときのセメント組成物の強度を担保できず、コンクリートに使用する場合、モルタルによる評価でセメント組成物を品質管理することができない場合がある。なお、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合の上限値はとくに限定されないが、たとえば、８５質量％である。 The ratio of the total amount of the limestone fine powder and the mass of the gypsum converted to SO 3 in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition of the present invention is 55% by mass or more. When the mass ratio of gypsum converted to SO 3 and the total proportion of limestone fine powder in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition is less than 55% by mass, the strength by which the cement composition is expressed by mortar is high. However, when used as concrete, the strength at which the cement composition develops may be low. For this reason, when the ratio of the total amount of the limestone fine powder and the mass of gypsum converted to SO 3 in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition is less than 55% by mass, the cement when used in concrete by evaluation by mortar When the strength of the composition cannot be ensured and it is used for concrete, the quality of the cement composition may not be controlled by mortar evaluation. In addition, although the upper limit of the ratio of the total amount of the limestone fine powder and the mass converted to gypsum SO 3 in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition is not particularly limited, for example, it is 85% by mass.
（ブレーン比表面積）
本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は、好ましくは３０００ｃｍ２／ｇ以上であり、より好ましくは３０００〜３８００ｃｍ２／ｇである。セメント組成物のブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上であると、セメント組成物が発現する長期強度（たとえば、材齢２８日のコンクリートの強度）がさらに強くなる。また、セメント組成物のブレーン比表面積が３０００〜３８００ｃｍ２／ｇであると、セメント組成物の流動性がさらに良好になる。なお、ブレーン比表面積とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準拠したブレーン方式により測定した比表面積である。
(Brain specific surface area)
Blaine specific surface area of the cement composition of the present invention is preferably at 3000 cm 2 / g or more, more preferably 3000~3800cm 2 / g. When the specific surface area of the cement composition is 3000 cm 2 / g or more, the long-term strength expressed by the cement composition (for example, the strength of concrete at 28 days of age) is further increased. Further, when the cement composition has a Blaine specific surface area of 3000 to 3800 cm 2 / g, the fluidity of the cement composition is further improved. The specific surface area of the brain is a specific surface area measured by a brain method in accordance with JIS R 5201: 2015 “Cement physical test method”.
（セメント組成物の流動性）
本発明のセメント組成物は、セメント組成物のブレーン比表面積を３８００ｃｍ２／ｇ以下にし、セメント組成物の２．８μｍ通過分の割合を５．０質量％以下にし、セメント組成物中の半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を１．３質量％以下にし、さらにセメント組成物中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合を１１．５質量％以下にすることによって、流動性をより良好にすることができる。
(Cement composition fluidity)
In the cement composition of the present invention, the brane specific surface area of the cement composition is 3800 cm 2 / g or less, the proportion of the cement composition passing through 2.8 μm is 5.0 mass% or less, and half water in the cement composition is obtained. By making the ratio of the mass converted to SO 3 of gypsum to 1.3% by mass or less and further making the ratio of 3CaO · Al 2 O 3 in the cement composition 11.5% by mass or less, the flowability is further improved. Can be.
（セメント組成物のその他の成分）
本発明のセメント組成物には、流動性、水和速度または強度発現の調節用として、フライアッシュ、高炉スラグあるいはシリカフュームなどをさらに添加することができる。また、本発明のセメント組成物に、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤、とくにポリカル系高性能ＡＥ減水剤を添加することにより、コンクリートの流動性および強度をより向上させることができる。
(Other components of cement composition)
Fly ash, blast furnace slag, silica fume, or the like can be further added to the cement composition of the present invention for adjusting fluidity, hydration rate or strength development. In addition, by adding an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent, particularly a polycal-based high performance AE water reducing agent to the cement composition of the present invention, the fluidity and strength of the concrete can be further improved. Can do.
（モルタルおよびコンクリート）
本発明のセメント組成物を、水と混合することにより、セメントミルクを作製することができ、水および砂と混合することにより、モルタルを作製することができ、砂および砂利と混合することにより、コンクリートを製造することができる。また、上記セメント組成物からモルタルやコンクリートを作製する際、高炉スラグやフライアッシュなどを添加することもできる。
(Mortar and concrete)
Cement milk can be made by mixing the cement composition of the present invention with water, mortar can be made by mixing with water and sand, and by mixing with sand and gravel, Concrete can be manufactured. Moreover, when producing mortar and concrete from the said cement composition, blast furnace slag, fly ash, etc. can also be added.
なお、上述したように、モルタルによる評価で高い強度を発現するとされたセメント組成物が、コンクリートに用いると必ずしも高い強度を発現するとは限らない。これは、以下の理由によると推測される。なお、この推測は、本発明を限定しない。モルタルの強度は、セメント組成物の水和に関連する因子に依存する。一方、コンクリートの強度は、セメント組成物の水和に関連する因子のほかに、セメント組成物と骨材との間の界面に生成する欠陥への応力集中による破壊の因子による。すなわち、モルタルの強度は、マトリックスであるセメント組成物の強度と骨材の強度とにより決まるのに対し、セメントの強度は、マトリックスであるセメント組成物の強度と、骨材の強度と、セメント組成物および骨材の間の接着強度とにより決まるので、モルタルによる評価で高い強度を発現するとされたセメント組成物が、コンクリートに用いると必ずしも高い強度を発現するとは限らないと推測される。 In addition, as above-mentioned, the cement composition which was supposed to express high intensity | strength by evaluation by mortar does not necessarily express high intensity | strength, if it uses for concrete. This is presumed to be due to the following reason. This guess does not limit the present invention. The strength of the mortar depends on factors related to the hydration of the cement composition. On the other hand, the strength of concrete depends not only on the factors related to the hydration of the cement composition but also on the factors of failure due to stress concentration on the defects generated at the interface between the cement composition and the aggregate. That is, the strength of the mortar is determined by the strength of the cement composition that is the matrix and the strength of the aggregate, whereas the strength of the cement is the strength of the cement composition that is the matrix, the strength of the aggregate, and the cement composition. Since it is determined by the adhesive strength between the object and the aggregate, it is presumed that the cement composition, which is supposed to exhibit high strength by mortar evaluation, does not necessarily exhibit high strength when used in concrete.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例は、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, an Example does not limit this invention.
［評価方法］
実施例および比較例のセメント組成物を次の評価方法で評価した。
（ブレーン比表面積値）
実施例および比較例のセメント組成物のブレーン比表面積値をＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。
[Evaluation method]
The cement compositions of Examples and Comparative Examples were evaluated by the following evaluation methods.
(Brain specific surface area value)
Blaine specific surface area values of the cement compositions of Examples and Comparative Examples were measured according to JIS R 5201: 2015 “Cement physical test method”.
（４０μｍふるい残分の割合）
実施例および比較例のセメント組成物の４０μｍふるい残分の割合を、ＪＣＡＳ Ｋ−０３−２００５ 「エア・ジェット式ふるい装置によるセメント粉末度試験方法」に準拠して、４０μｍの目開きのふるい網を用いて測定した。
(Rate of 40μm sieve residue)
According to JCAS K-03-2005 “Cement fineness test method using an air jet sieving apparatus”, the proportion of the 40 μm sieve residue of the cement compositions of Examples and Comparative Examples is 40 μm. It measured using.
（２．８μｍふるい通過分の割合）
実施例および比較例のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分の割合を、ＪＣＡＳ Ｋ−０３−２００５ 「エア・ジェット式ふるい装置によるセメント粉末度試験方法」に準拠して、２．８μｍの目開きのふるい網を用いて測定した。
(Rate of 2.8μm sieve passage)
According to JCAS K-03-2005 “Cement fineness test method using air jet sieving device”, the proportion of the cement composition of Examples and Comparative Examples was 2.8 μm. Measurements were made using an open sieve screen.
（セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合）
実施例および比較例のセメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定した。
(Ratio of mass in terms of SO 3 of gypsum in cement composition)
The mass ratio in terms of SO 3 of gypsum in the cement compositions of Examples and Comparative Examples was measured according to JIS R 5202: 2010 “Chemical analysis method for Portland cement”.
（セメント組成物中の半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合）
熱重量−示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ分析装置）（（株）リガク製、型番：Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＥＶＯ）を使用して、常温から３００℃までの間の温度範囲における二水石膏に起因する脱水量と、二水石膏から転化した半水石膏および元々存在していた半水石膏に起因する脱水量とを測定し、これらの脱水量から、二水石膏および半水石膏を定量した。そして、その定量された半水石膏の値をＳＯ３に換算して、セメント組成物の質量に対する半水石膏のＳＯ３換算の質量の割合を算出した。
(Ratio of mass in terms of SO 3 of hemihydrate gypsum in cement composition)
Dehydration caused by dihydrate gypsum in a temperature range from room temperature to 300 ° C. using a thermogravimetric-differential thermal analyzer (TG-DTA analyzer) (manufactured by Rigaku Corporation, model number: Thermo plus EVO) The amount of water and the amount of dehydration resulting from hemihydrate gypsum converted from dihydrate gypsum and the originally existing hemihydrate gypsum were measured, and from these dehydration amounts, dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum were quantified. Then, by converting the value of the hemihydrate gypsum which is the quantified SO 3, and calculating the ratio of the mass of SO 3 Conversion hemihydrate gypsum to the mass of cement composition.
（３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の含有量の割合）
実施例および比較例のセメント組成物の質量に対する３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、セメントクリンカの原料の配合量からＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３の割合を算出し、その算出結果を用いて上述のボーグ式から算出した。
(Content ratio of 3CaO · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3 , and 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3)
Ratio of the Examples and 3CaO · SiO 2 with respect to the mass of the cement composition of the comparative example, 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3 , and 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 from the amount of raw material of cement clinker The ratios of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 were calculated and calculated from the above-mentioned Borg equation using the calculation results.
（石灰石微粉末の割合）
実施例および比較例のセメント組成物中の石灰石微粉末の割合は、石灰石微粉末の配合量から算出した。
(Percentage of fine limestone powder)
The proportion of fine limestone powder in the cement compositions of Examples and Comparative Examples was calculated from the blending amount of fine limestone powder.
（２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合）
実施例および比較例のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合は、以下のように測定した。実施例および比較例のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分を、ＪＣＡＳ Ｋ−０３−２００５ 「エア・ジェット式ふるい装置によるセメント粉末度試験方法」に準拠して、２．８μｍの目開きのふるい網を用いて得た。次に、実施例および比較例のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定した。また、実施例および比較例のセメント組成物の２．８μｍふるい通過分中の石灰石微粉末の割合をＪＩＳ Ｍ ８８５０：１９９４「石灰石分析方法」に準拠して測定した。そして、測定した石膏のＳＯ３に換算した質量の割合および石灰石微粉末の割合を足し算して、２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合を算出した。
(Mass ratio converted to SO 3 of gypsum and limestone fine powder in the passage of 2.8 μm sieve)
The mass in terms of SO 3 of gypsum and the total proportion of fine limestone powder in the 2.8 μm sieve passage of the cement compositions of Examples and Comparative Examples were measured as follows. According to JCAS K-03-2005 “Cement fineness test method using air jet sieving device”, the 2.8 μm sieve passage of the cement compositions of Examples and Comparative Examples was 2.8 μm. Obtained using a sieve net. Next, according to JIS R 5202: 2010 “Chemical analysis method of Portland cement”, the proportion of mass converted to SO 3 of gypsum in the 2.8 μm sieve passage of the cement compositions of Examples and Comparative Examples. It was measured. Moreover, the ratio of the limestone fine powder in the 2.8 micrometer sieve passage part of the cement composition of an Example and a comparative example was measured based on JISM8850: 1994 "limestone analysis method". Then, calculated by addition the ratio of proportions and limestone fine powder mass in terms of SO 3 of the measured gypsum, the total proportion of the mass and limestone fine powder converted to SO 3 of gypsum in 2.8μm sieve pass fraction did.
（１８２日材齢コンクリート／モルタル強度比）
実施例および比較例のセメント組成物の１８２日材齢コンクリート強度および１８２日材齢モルタル強度を測定し、測定した１８２日材齢コンクリート強度を１８２日材齢モルタル強度で割り算することによって、１８２日材齢コンクリート／モルタル強度比を算出した。実施例および比較例のセメント組成物の１８２日材齢コンクリート強度は、ＪＩＳ Ａ １１３２：２０１４「コンクリートの強度試験用供試体の作り方：４．圧縮強度供試体」に準拠して、セメント組成物から作製したコンクリートをそれぞれ、φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してコンクリート供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢１８２日まで養生し、ＪＩＳＡ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して、各供試体における圧縮強さを測定した。また、実施例および比較例のセメント組成物の１８２日モルタル強度は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法：１０．４供試体の作り方」に準拠して、セメント組成物から作製したモルタルをそれぞれ、４０×４０×１６０ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してモルタル供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢１８２日まで養生し、ＪＩＳＲ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法：１０．５測定」に準拠して、圧縮強さを測定した。
(182 days old concrete / mortar strength ratio)
By measuring the 182 day age concrete strength and 182 day age mortar strength of the cement compositions of Examples and Comparative Examples, and dividing the measured 182 day age concrete strength by the 182 day age mortar strength, 182 days The age concrete / mortar strength ratio was calculated. The 182 day-age concrete strength of the cement compositions of Examples and Comparative Examples is determined from the cement composition according to JIS A 1132: 2014 “How to make a specimen for concrete strength test: 4. Compressive strength specimen”. Each of the produced concretes was placed on three metal molds having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm, and the molds were removed after 24 hours to produce three concrete specimens. The specimen was cured in water at 20 ° C. until the age of 182 days, and the compressive strength of each specimen was measured according to JIS A 1108: 2006 “Concrete compressive strength test method”. The 182 day mortar strengths of the cement compositions of Examples and Comparative Examples are mortars prepared from cement compositions in accordance with JIS R 5201: 2015 “Cement physical test method: 10.4 How to make specimens”. Were placed in three metal molds each having a size of 40 × 40 × 160 mm, and after 24 hours, they were demolded to prepare three mortar specimens. It was cured in water at 20 ° C. until the age of 182 days, and the compressive strength was measured in accordance with JIS R 5201: 2015 “Physical Test Method for Cement: 10.5 Measurement”.
（３日および２８日コンクリート強度）
実施例および比較例のセメント組成物の３日および２８日コンクリート強度は、ＪＩＳＡ １１３２：２０１４「コンクリートの強度試験用供試体の作り方：４．圧縮強度供試体」に準拠して、セメント組成物から作製したコンクリートをそれぞれ、φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してモルタル供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢３日および２８日まで養生し、ＪＩＳＡ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して、各材齢における圧縮強さを測定した。
(3 day and 28 day concrete strength)
The concrete strengths of the cement compositions of Examples and Comparative Examples were determined according to JIS A 1132: 2014 “How to Make Specimens for Concrete Strength Test: 4. Compressive Strength Specimens”. Each of the produced concretes was placed in three metal molds having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm, and demolded after 24 hours to prepare three mortar specimens. The material was cured in water at 20 ° C. until the age of 3 and 28, and the compressive strength at each age was measured according to JIS A 1108: 2006 “Concrete compressive strength test method”.
（１８２日材齢乾燥収縮）
実施例および比較例のセメント組成物の１８２日材齢乾燥収縮は、まず、ＪＩＳＡ １１２９−３：２０１０「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法−第３部：ダイヤルゲージ法」およびＪＩＳＡ １１３２：２０１４「コンクリートの強度試験用供試体の作り方：５．曲げ強度供試体」に準拠して、セメント組成物から作製したコンクリートをそれぞれ、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してコンクリート供試体を３個ずつ作製した。次に、ＪＩＳＡ １１２９−３：２０１０「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法−第３部：ダイヤルゲージ法」の付属書Ａ（参考）「モルタル及びコンクリートの乾燥による自由収縮ひずみ試験方法」に準拠して、作製されたコンクリート供試体を２０℃で７日間水中養生した後、２０℃、６５％ＲＨの雰囲気下に１８２日間保存し、かかる雰囲気下での保存開始時と１８２日保存後（１８２日材齢）のコンクリート供試体の長さを測定した。そして、各コンクリート供試体について保存開始時の長さ（基長）に対する１８２日保存後の長さの差を算出し、得られた３つの長さ変化を平均することによって、コンクリート供試体の１８２日材齢乾燥収縮を算出した。
(182 days age drying shrinkage)
The 182 day age drying shrinkage of the cement compositions of Examples and Comparative Examples was first measured according to JISA 1129-3: 2010 “Testing method for mortar and concrete length change—Part 3: Dial gauge method” and JISA 1132: 2014. In accordance with “How to Make Concrete Strength Test Specimens: 5. Bending Strength Specimen”, each concrete made from cement composition was placed in three metal molds of 100 mm × 100 mm × 400 mm, and 24 The mold was removed after time to produce three concrete specimens. Next, according to Appendix A (Reference) “Free Shrinkage Strain Test Method by Drying Mortar and Concrete” in JISA 1129-3: 2010 “Testing Method for Length Change of Mortar and Concrete—Part 3: Dial Gauge Method” The concrete specimen thus prepared was cured in water at 20 ° C. for 7 days, and then stored in an atmosphere of 20 ° C. and 65% RH for 182 days. At the start of storage in this atmosphere and after storage for 182 days (182 The length of the concrete specimens of (day age) was measured. Then, for each concrete specimen, the difference in length after storage for 182 days with respect to the length (base length) at the start of storage is calculated, and the obtained three length changes are averaged, whereby 182 of the concrete specimen is calculated. Daily material age drying shrinkage was calculated.
（２８日モルタル強度）
実施例および比較例のセメント組成物の２８日モルタル強度は、ＪＩＳＲ ５２０：２０１５「セメントの物理試験方法：１０．４供試体の作り方」に準拠して、セメント組成物から作製したモルタルをそれぞれ、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してモルタル供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢２８日まで養生し、ＪＩＳＲ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法：１０．５測定」に準拠して、圧縮強さを測定した。
(28-day mortar strength)
The 28-day mortar strengths of the cement compositions of Examples and Comparative Examples were determined in accordance with JISR 520: 2015 “Physical Test Method for Cement: 10.4 How to Make Specimens”, respectively. Three metal molds each having a size of 40 mm × 40 mm × 160 mm were placed, and the mold was removed after 24 hours to prepare three mortar specimens. It was cured in water at 20 ° C. until the age of 28 days, and the compressive strength was measured according to JIS R 5201: 2015 “Physical Test Method for Cement: 10.5 Measurement”.
（コンクリートのスランプフロー値の測定）
実施例および比較例のセメント組成物から作製したコンクリートのスランプフロー値を、「高流動コンクリート施工指針の試験方法（土木学会基準）スランプフロー試験」に準拠して測定した。スランプフローの測定は、コンクリート組成物混練りの５分経過後に実施した。
(Measurement of slump flow value of concrete)
The slump flow value of the concrete produced from the cement compositions of Examples and Comparative Examples was measured in accordance with the “Test Method of High Fluid Concrete Construction Guidelines (JST Standard) Slump Flow Test”. The slump flow was measured after 5 minutes of the kneading of the concrete composition.
［実施例および比較例のセメント組成物の作製］
以下のようにして、実施例および比較例のセメント組成物を作製した。
[Production of Cement Compositions of Examples and Comparative Examples]
The cement compositions of Examples and Comparative Examples were produced as follows.
＜実施例１〜１８、比較例１〜５＞
（セメントクリンカの作製）
クリンカ原料として、二酸化珪素（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＳｉＯ２）、酸化鉄（III）（関東化学（株）製、試薬特級、Ｆｅ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＣａＣＯ３）、酸化アルミニウム（関東化学（株）製、試薬１級、Ａｌ２Ｏ３）、塩基性炭酸マグネシウム（キシダ化学（株）製、試薬特級、約４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ）、炭酸ナトリウム（キシダ化学（株）製、無水・特級、Ｎａ２ＣＯ３）およびリン酸三カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、Ｃａ３（ＰＯ４）２）を用いた。
<Examples 1-18, Comparative Examples 1-5>
(Production of cement clinker)
As clinker raw materials, silicon dioxide (made by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent grade 1, SiO 2 ), iron oxide (III) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent special grade, Fe 2 O 3 ), calcium carbonate (Kishida Chemical ( Co., Ltd., reagent grade 1, CaCO 3 ), aluminum oxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent grade 1, Al 2 O 3 ), basic magnesium carbonate (made by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent special grade, about 4 MgCO 3 Mg (OH) 2 .5H 2 O), sodium carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., anhydrous / special grade, Na 2 CO 3 ) and tricalcium phosphate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent grade 1, Ca 3 (PO 4 ) 2 ) was used.
配合量を適宜変えて配合したクリンカ原料を、電気炉に投入して１０００℃で３０分間の焼成を行った後、１０００℃から１４５０℃まで３０分間かけて昇温させ、さらに１４５０℃で１５分間の焼成を行った後、焼成物を大気中に取り出すことによって急冷して、各実施例、比較例に用いたセメントクリンカを作製した。 The clinker material blended by changing the blending amount appropriately is put into an electric furnace and baked at 1000 ° C. for 30 minutes, then heated from 1000 ° C. to 1450 ° C. over 30 minutes, and further at 1450 ° C. for 15 minutes. Then, the fired product was rapidly cooled by taking it out into the atmosphere to prepare cement clinkers used in the examples and comparative examples.
（セメント組成物の作製）
上記作製したセメントクリンカと石膏（半水石膏（関東化学（株）製半水石膏、型番：０７１０８−０１（焼石膏 鹿１級））および二水石膏（（株）ノリタケカンパニーリミテッド製、型番：生石膏Ａ号））と石灰石微粉末（関東化学（株）製、型番：０７０５０−００（炭酸カルシウム（特級））とを配合した。そして、配合物を、ブレーン比表面積値が約３０００〜約３８００ｃｍ２／ｇの範囲となるようにボールミルで粉砕して、各実施例および比較例のセメント組成物を作製した。なお、実施例および比較例のセメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、石膏の配合量を変えることにより、各セメント組成物間で変わるようにした。また、実施例および比較例のセメント組成物中の半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、石膏の配合量を変えることにより、セメント組成物間で変わるようにした。なお、配合された石膏中の二水石膏の一部が粉砕中に半水石膏に変わるので、それによっても実施例および比較例のセメント組成物中の半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は各セメント組成物間で変わる。さらに、実施例および比較例のセメント組成物中の石灰石微粉末の割合は、石灰石微粉末の配合量を変えることにより、各セメント組成物間で変わるようにした。
(Preparation of cement composition)
Cement clinker and gypsum (half-water gypsum (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., model number: 07108-01 (calcined gypsum deer first grade))) and dihydrate gypsum (manufactured by Noritake Company Limited, model number) Raw gypsum A)) and limestone fine powder (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., model number: 07050-00 (calcium carbonate (special grade))), and the blend has a specific surface area value of about 3000 to about 3800 cm. The cement composition of each example and comparative example was prepared by pulverizing with a ball mill so as to be in the range of 2 / g, and the mass in terms of SO 3 of gypsum in the cement composition of the example and comparative example. the quality ratio of, by changing the amount of gypsum was to vary among the cement composition. also, in terms of sO 3 of hemihydrate gypsum in the cement compositions of examples and Comparative examples The ratio of the amount of gypsum was changed between cement compositions by changing the amount of gypsum, because part of the dihydrate gypsum in the blended gypsum changed to hemihydrate gypsum during grinding. In the cement compositions of Examples and Comparative Examples, the ratio of the weight of hemihydrate gypsum in terms of SO 3 varies among the cement compositions, and the limestone fine powder in the cement compositions of Examples and Comparative Examples The ratio was changed between the cement compositions by changing the blending amount of the limestone fine powder.
（モルタルの作製）
ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準拠してモルタルを調製し，強度試験を実施した。
(Mortar preparation)
Mortar was prepared according to JIS R 5201: 2015 “Cement physical test method” and a strength test was performed.
（コンクリートの作製）
下記の表１に示す配合割合で、実施例および比較例のセメント組成物、砂（揖斐川産川砂、粒径２５〜５ｍｍ）、砂利（西島産砕石、粒径５ｍｍ以下）、ＡＥ減水剤（ＢＡＳＦポゾリス（株）製、商品名：マスターポリーヒード１５Ｓ）および水を、パン型強制ミキサ（岡三機工（株）製、型番：ＳＴＲ−Ｎ２ ８Ｈ）を用いて均質に混合して、コンクリートを調製した。
(Production of concrete)
In the blending ratios shown in Table 1 below, the cement compositions of Examples and Comparative Examples, sand (Yodogawa production river sand, particle size 25-5 mm), gravel (Nishijima crushed stone, particle size 5 mm or less), AE water reducing agent (BASF) Pozzolith Co., Ltd., trade name: Master Polyheed 15S) and water are mixed homogeneously using a pan-type forced mixer (Okasan Kiko Co., Ltd., model number: STR-N2 8H), and concrete is mixed. Prepared.
実施例および比較例のセメント組成物の評価結果を下記の表２および表３に示す。 The evaluation results of the cement compositions of Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 and Table 3 below.
［結果］
（１）実施例１〜１８のセメント組成物の１８２日材齢コンクリート／モルタル強度比と比較例１〜５のセメント組成物の１８２日材齢コンクリート／モルタル強度比とを比較することによって、セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合を１２質量％以下とし、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分の割合を２．０〜５．０質量％とし、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合を２．０質量％以上とし、セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における石膏のＳＯ３に換算した質量および石灰石微粉末の合計の割合を５５質量％以上とすることにより、モルタルによる評価でコンクリートに使用したときのセメント組成物が発現する強度を担保でき、さらにコンクリートに使用する場合もモルタルによる評価でセメント組成物の品質管理をすることができることがわかった。
（２）実施例１〜１１のセメント組成物の３日コンクリート強度と実施例１２のセメント組成物の３日コンクリート強度とを比較することによって、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を２．０質量％以上にすることにより、セメント組成物が発現する短期強度をさらに強くできることがわかった。
（３）実施例１〜１１のセメント組成物の２８日コンクリート強度と実施例１３〜１５のセメント組成物の２８日コンクリート強度とを比較することによって、セメント組成物のブレーン比表面積値を３０００ｃｍ２／ｇ以上とし、セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を３．５質量％以下とし、セメント組成物中の石灰石微粉末の割合を１０質量％以下とすることにより、セメント組成物が発現する長期強度をさらに強くできることがわかった。
（４）実施例１〜１１のセメント組成物のコンクリートのスランプフロー値と実施例１６〜１８のセメント組成物のコンクリートのスランプフロー値とを比較することによって、セメント組成物のブレーン比表面積を３８００ｃｍ２／ｇ以下にし、セメント組成物の２．８μｍ通過分の割合を５．０質量％以下にし、セメント組成物中の半水石膏のＳＯ３に換算した質量の割合を１．３質量％以下にし、さらにセメント組成物中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合を１１．５質量％以下にすることによって、コンクリートの流動性をより良好にできることがわかった。
[result]
(1) By comparing the 182 day old concrete / mortar strength ratio of the cement compositions of Examples 1-18 with the 182 day old concrete / mortar strength ratio of the cement compositions of Comparative Examples 1-5, the cement The proportion of the 40 μm sieve residue of the composition is 12% by mass or less, the proportion of the cement composition passing through the 2.8 μm sieve is 2.0 to 5.0 mass%, and the proportion of fine limestone powder in the cement composition Is 2.0% by mass or more, and the ratio of the total amount of the limestone fine powder and the mass of gypsum converted to SO 3 in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition is 55% by mass or more. The strength of the cement composition when used in concrete can be guaranteed, and the quality of the cement composition can also be evaluated by mortar when used in concrete. I found that I can manage it.
(2) The mass converted to SO 3 of gypsum in the cement composition by comparing the 3-day concrete strength of the cement compositions of Examples 1 to 11 and the 3-day concrete strength of the cement composition of Example 12 It was found that the short-term strength expressed by the cement composition can be further increased by setting the ratio of 2.0% by mass or more.
(3) By comparing the 28-day concrete strength of the cement compositions of Examples 1 to 11 with the 28-day concrete strength of the cement compositions of Examples 13 to 15, the Blaine specific surface area value of the cement compositions was 3000 cm 2. / G or more, the proportion of mass converted to SO 3 of gypsum in the cement composition is 3.5% by mass or less, and the proportion of fine limestone powder in the cement composition is 10% by mass or less. It was found that the long-term strength expressed by the composition can be further increased.
(4) By comparing the slump flow value of the concrete of the cement composition of Examples 1 to 11 and the slump flow value of the concrete of the cement composition of Examples 16 to 18, the brane specific surface area of the cement composition was 3800 cm. 2 / g or less, the proportion of the cement composition passing through 2.8 μm is 5.0 mass% or less, and the proportion of the mass converted to SO 3 of the hemihydrate gypsum in the cement composition is 1.3 mass% or less. Furthermore, it was found that the flowability of the concrete can be further improved by setting the ratio of 3CaO · Al 2 O 3 in the cement composition to 11.5% by mass or less.
Claims (3)
前記セメント組成物の４０μｍふるい残分の割合は１２質量％以下であり、
前記セメント組成物の２．８μｍふるい通過分の割合は２．０〜５．０質量％であり、
前記セメント組成物中の前記石灰石微粉末の割合が２．０質量％以上であり、
前記セメント組成物の２．８μｍふるい通過分における前記石膏のＳＯ３に換算した質量および前記石灰石微粉末の合計の割合は５５質量％以上であるセメント組成物。 A cement composition comprising cement clinker, gypsum and limestone fine powder,
The proportion of the 40 μm sieve residue of the cement composition is 12% by mass or less,
The proportion of the cement composition passing through the 2.8 μm sieve is 2.0 to 5.0 mass%,
The proportion of the limestone fine powder in the cement composition is 2.0 mass% or more,
The cement composition wherein the mass of the gypsum converted to SO 3 and the total amount of the limestone fine powder in the 2.8 μm sieve passage of the cement composition is 55% by mass or more.
前記セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合が３．５質量％以下であり、前記セメント組成物中の前記石灰石微粉末の割合が１０質量％以下である請求項２に記載のセメント組成物。 The brane specific surface area value of the cement composition is 3000 cm 2 / g or more,
The ratio of the mass in terms of SO 3 gypsum cement composition is not more than 3.5 mass%, according to claim 2 ratio of the limestone fine powder of the cement composition is not more than 10 wt% Cement composition.
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