JP6207992B2 - Cement admixture and cement composition-hardened cement using the same - Google Patents
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Description
本発明は、土木・建築分野で使用されるセメント硬化体の製造方法およびセメント硬化体に関する。 The present invention relates to a method for producing a hardened cement body and a hardened cement body used in the field of civil engineering and architecture.
寒冷地においてコンクリートやスレートなどセメント硬化体の凍結融解抵抗性が課題となっている。凍結融解抵抗性の向上には、AE剤、起泡剤、マイクロバブルを含んだ混練水などによって硬化体中に空気を導入することが行われている(特許文献1〜4)。しかしながら、セメントの種類やセメント硬化体の製造条件によっては、導入した空気の安定性に課題があり、さらなる凍結融解抵抗性の向上が求められている。 Freezing and thawing resistance of hardened cement bodies such as concrete and slate is a problem in cold regions. In order to improve the freeze-thaw resistance, air is introduced into the cured body with AE agent, foaming agent, kneaded water containing microbubbles, etc. (Patent Documents 1 to 4). However, depending on the type of cement and the production conditions of the hardened cement body, there is a problem in the stability of the introduced air, and further improvement in freeze-thaw resistance is required.
一方、蒸気養生を行うプレキャストコンクリートの製造において、強度発現を促進して型枠からの脱型を早める混和材の開発されている(特許文献5〜9)。しかしながら、凍結融解抵抗性についてはさらなる性能向上が求められている。 On the other hand, in the production of precast concrete subjected to steam curing, an admixture that promotes strength development and accelerates demolding from a mold has been developed (Patent Documents 5 to 9). However, further performance improvement is required for freeze-thaw resistance.
本発明者は、初期強度発現性と凍結融解抵抗性に優れるセメント混和材を提供する。 The present inventor provides a cement admixture excellent in initial strength development and freeze-thaw resistance.
すなわち、本発明は、(1)遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100質量部中、遊離石灰10〜70質量部、水硬性化合物10〜50質量部、無水石膏10〜60質量部である熱処理物と窒素ガス発泡物質を含有してなるセメント混和材、(2)さらに、グリセリンを含有してなる(1)のセメント混和材、(3)さらに、微粒子生石灰および/または微粒子無水石膏を含有してなる(1)または(2)のセメント混和材、(4)熱処理物と窒素ガス発泡物質を混合粉砕してなる(1)〜(3)のいずれかのセメント混和材、(5)セメントと、(1)〜(4)のいずれかのセメント混和材を含有してなるセメント組成物、(6)(5)のセメント組成物を用いて製造されたセメント硬化体、である。 That is, the present invention includes (1) 10 to 70 parts by mass of free lime, 10 to 50 parts by mass of hydraulic compound, and 10 to 60 parts by mass of anhydrous gypsum in a total of 100 parts by mass of free lime, hydraulic compound and anhydrous gypsum. A cement admixture comprising a heat-treated product and a nitrogen gas foaming substance; (2) a cement admixture according to (1) further comprising glycerin; and (3) a fine quicklime and / or fine anhydrous gypsum. The cement admixture according to (1) or (2), (4) the cement admixture according to any one of (1) to (3), which is obtained by mixing and pulverizing a heat-treated product and a nitrogen gas foaming substance, (5) A cement composition comprising the cement and the cement admixture of any one of (1) to (4), and a hardened cement body produced using the cement composition according to (6) and (5).
本発明のセメント混和材およびセメント組成物用いることにより、初期強度発現に優れ、かつ、凍結融解抵抗性に優れたセメント硬化体が得られるという効果を奏する。 By using the cement admixture and the cement composition of the present invention, there is an effect that a hardened cement body excellent in initial strength development and excellent in freeze-thaw resistance can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する部や%は特に規定のない限り質量基準である。
また、本発明のセメント硬化体とは、セメントペースト、セメントモルタル、およびセメントコンクリートの硬化体を総称するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Parts and% used in the present invention are based on mass unless otherwise specified.
The hardened cement of the present invention is a general term for hardened bodies of cement paste, cement mortar, and cement concrete.
ガス発泡物質の具体例としては、例えば、アルミ粉、過炭酸塩、窒素ガス発泡物質、過硫酸塩、過ホウ酸塩および過マンガン酸塩などの過酸化物質などが挙げられる。
本発明では、窒素ガス発砲物質を用いることが、初期強度発現性と凍結融解抵抗性の向上が大きいことから好ましい。ここで、窒素ガス発砲物質とは、アゾ化合物、ニトロソ化合物、およびヒドラジン誘導体からなる群から選ばれた一種または二種以上が使用可能であり、例えば、アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミドやアゾビスイソブチルニトリルなどが挙げられ、ニトロソ化合物としては、N,N’−ジニトロペンタメチレンテトラミンなどが挙げられ、ヒドラジン誘導体としては、4,4’−オキシビスやヒドラジンカルボンアミドが挙げられ、本発明では、これらの一種または二種以上が使用可能であり、特にアゾ化合物であるアゾジカルボンアミドを使用することが好ましい。これらの窒素ガス発砲物質は、塩基性のセメントが水と練混ぜた際にそのアルカリ性雰囲気で窒素ガスを発生するもので、一酸化炭素、二酸化炭素、およびアンモニアなどのガスを副生してもよい。
Specific examples of the gas foaming material include aluminum powder, percarbonate, nitrogen gas foaming material, peroxygenated materials such as persulfate, perborate and permanganate.
In the present invention, it is preferable to use a nitrogen gas foaming material because the initial strength development and the freeze-thaw resistance are greatly improved. Here, the nitrogen gas foaming substance may be one or more selected from the group consisting of an azo compound, a nitroso compound, and a hydrazine derivative. Examples of the azo compound include azodicarbonamide and azobis. Isobutyl nitrile and the like are mentioned. Examples of the nitroso compound include N, N′-dinitropentamethylenetetramine. Examples of the hydrazine derivative include 4,4′-oxybis and hydrazine carbonamide. 1 type or 2 types or more can be used, and it is particularly preferable to use azodicarbonamide which is an azo compound. These nitrogen gas foaming substances generate nitrogen gas in an alkaline atmosphere when basic cement is mixed with water. Even if by-products such as carbon monoxide, carbon dioxide, and ammonia are produced as by-products. Good.
窒素ガス発泡物質の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、セメント混和材100部中、0.1〜10部が好ましく、0.5〜5部がより好ましい。それぞれ、好ましい範囲の下限値未満では、充分な凍結融解抵抗性を付与することができない場合があり、好ましい範囲の上限値を超えて使用すると、強度発現性が低下する傾向がある。
また、窒素ガス発泡物質をセメント混和材に配合する際、熱処理物とボールミルや振動ミルなどで混合粉砕することで凍結融解抵抗性が向上することから好ましい。
Although the usage-amount of a nitrogen gas foaming material is not specifically limited, Usually, 0.1-10 parts are preferable in 100 parts of cement admixtures, and 0.5-5 parts are more preferable. In each case, if it is less than the lower limit value of the preferred range, sufficient freeze-thaw resistance may not be imparted, and if it exceeds the upper limit value of the preferred range, strength development tends to decrease.
In addition, when blending the nitrogen gas foaming material into the cement admixture, it is preferable to mix and pulverize the heat-treated product with a ball mill, a vibration mill or the like because the freeze-thaw resistance is improved.
本発明のセメント混和材に使用される熱処理物とは、CaO原料、CaSO4原料、さらに、Al2O3原料、Fe2O3原料、SiO2原料の中から選ばれる少なくとも1種の原料を混合したものを熱処理して得られる。 The heat-treated product used in the cement admixture of the present invention is a CaO raw material, a CaSO 4 raw material, and at least one raw material selected from Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, and SiO 2 raw material. It is obtained by heat treating the mixture.
本発明で云う遊離石灰とは、通常f−CaOと呼ばれるものである。
本発明で云う水硬性化合物とは、3CaO・3Al2O3・CaSO4で表されるyeelimite(アウインとも称される)、3CaO・SiO2(C3Sと略記)や2CaO・SiO2(C2Sと略記)で表されるカルシウムシリケート、4CaO・Al2O3・Fe2O3(C4AFと略記)や6CaO・2Al2O3・Fe2O3(C6A2Fと略記)、6CaO・Al2O3・Fe2O3(C6AFと略記)で表されるカルシウムアルミノフェライト、2CaO・Fe2O3(C2Fと略記)などのカルシウムフェライトなどであり、これらのうちの1種または2種以上を含むことが好ましい。
本発明で云う無水石膏とは、CaSO4として表されるものである。
The free lime referred to in the present invention is usually called f-CaO.
The hydraulic compound referred to in the present invention is yelimeite (also referred to as Auin) represented by 3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 , 3CaO.SiO 2 (abbreviated as C 3 S) and 2CaO.SiO 2 (C calcium silicate represented by 2 S abbreviated), 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 4 AF for short) and 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 6 a 2 F abbreviated ), calcium aluminosilicate ferrite represented by 6CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (C 6 AF abbreviated), 2CaO · Fe 2 O 3 (C 2 F hereinafter) and the like calcium ferrite such, these It is preferable that 1 type or 2 types or more are included.
The anhydrous gypsum referred to in the present invention is represented as CaSO 4 .
CaO原料としては石灰石や消石灰などが挙げられ、Al2O3原料としてはボーキサイトやアルミ残灰などが挙げられ、Fe2O3原料としては銅カラミや市販の酸化鉄などが挙げられ、SiO2原料としては珪石などが挙げられ、CaSO4原料としては二水石膏、半水石膏および無水石膏などが挙げられる。
これら原料には不純物を含む場合があるが、本発明の効果を阻害しない範囲内では特に問題とはならない。不純物としては、MgO、TiO2、ZrO2、MnO、P2O5、Na2O、K2O、Li2O、硫黄、フッ素、塩素などが挙げられる。
The CaO feed include such as limestone or slaked lime, as the Al 2 O 3 raw material include such as bauxite and aluminum residual ash, as the Fe 2 O 3 raw material include copper Karami and commercial iron oxide, SiO 2 Examples of the raw material include silica stone, and examples of the CaSO 4 raw material include dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum.
These raw materials may contain impurities, but this is not a problem as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of impurities include MgO, TiO 2 , ZrO 2 , MnO, P 2 O 5 , Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, sulfur, fluorine, and chlorine.
本発明において、CaO原料と、CaSO4原料と、さらに、Al2O3原料、Fe2O3原料、およびSiO2原料の中から選ばれる少なくとも1種の原料とを混合したものを熱処理する方法は、特に限定されるものではないが、電気炉やキルンなどを用いて、1000〜1600℃の温度で焼成することが好ましく、1200〜1500℃がより好ましい。1000℃未満では、練り混ぜ直後のコンクリートの流動性の確保が難しい場合や初期強度の発現性が充分でない場合があり、1600℃を超えると無水石膏が分解する場合や初期強度の発現性が不十分になる場合がある。 In the present invention, a method of heat-treating a mixture of a CaO raw material, a CaSO 4 raw material, and at least one raw material selected from Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, and SiO 2 raw material Although it does not specifically limit, it is preferable to bake at the temperature of 1000-1600 degreeC using an electric furnace, a kiln, etc., and 1200-1500 degreeC is more preferable. If the temperature is lower than 1000 ° C, it may be difficult to ensure the fluidity of the concrete immediately after mixing, or the initial strength may not be sufficiently developed. If the temperature exceeds 1600 ° C, anhydrous gypsum may decompose or the initial strength may not be sufficiently developed. It may be enough.
熱処理物の各鉱物の割合は、以下の範囲であることが好ましい。
遊離石灰の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜70部が好ましく、20〜60部がより好ましい。水硬性化合物の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜50部が好ましく、20〜30部がより好ましい。無水石膏の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜60部が好ましく20〜50部がより好ましい。
The proportion of each mineral in the heat-treated product is preferably in the following range.
The content of free lime is preferably 10 to 70 parts and more preferably 20 to 60 parts in a total of 100 parts of free lime, hydraulic compound and anhydrous gypsum. The content of the hydraulic compound is preferably 10 to 50 parts, more preferably 20 to 30 parts, out of a total of 100 parts of free lime, hydraulic compound and anhydrous gypsum. The content of anhydrous gypsum is preferably 10 to 60 parts, more preferably 20 to 50 parts, out of a total of 100 parts of free lime, hydraulic compound and anhydrous gypsum.
各鉱物の含有量は、従来一般の分析方法で確認することができる。例えば、粉砕した試料を粉末X線回折装置にかけ、生成鉱物を確認するとともにデータをリートベルト法にて解析し、鉱物を定量することができる。また、化学成分と粉末X線回折の同定結果に基づいて、鉱物量を計算によって求めることもできる。 The content of each mineral can be confirmed by a conventional general analysis method. For example, the pulverized sample can be applied to a powder X-ray diffractometer to confirm the produced mineral and analyze the data by the Rietveld method to quantify the mineral. Further, based on the identification result of chemical components and powder X-ray diffraction, the amount of minerals can also be obtained by calculation.
本発明の熱処理物を含有してなるセメント混和材の粉末度は、ブレーン比表面積で2500〜9000cm2/gが好ましく、3500〜9000cm2/gがより好ましい。2500cm2/g未満では、初期強度の増進が不十分の場合や長期に亘って後膨張して強度が低下する場合がある。また、9000cm2/gを超えるとコンクリートの流動性が低下する場合がある。 Fineness of the cement admixture comprising a heat-treated product of the present invention is preferably 2500~9000cm 2 / g in Blaine specific surface area, 3500~9000cm 2 / g is more preferable. If it is less than 2500 cm < 2 > / g, the initial strength may be insufficiently increased, or it may be expanded after a long period of time to decrease the strength. Moreover, when it exceeds 9000 cm < 2 > / g, the fluidity | liquidity of concrete may fall.
本発明で使用するグリセリンは、化学式でC3H8O3、化学名1,2,3-プロパントリオールまたはグリセロールで表される化合物である。 Glycerin used in the present invention is a compound represented by the chemical formula C 3 H 8 O 3 , chemical name 1,2,3-propanetriol or glycerol.
セメント混和材に添加するグリセリンの割合は、特に限定されるものではないが、熱処理物と窒素ガス発泡物質とグリセリンの合計100部中、好ましくは0.1〜10部であり、より好ましくは1〜5部である。0.1部未満では硬化体の初期強度の増進効果などが得られない場合があり、10部を超えると混練り物の流動性が悪くなる場合がある。 The proportion of glycerin added to the cement admixture is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts, more preferably 1 in a total of 100 parts of the heat-treated product, the nitrogen gas foaming material and glycerin. ~ 5 parts. If it is less than 0.1 part, the effect of increasing the initial strength of the cured product may not be obtained, and if it exceeds 10 parts, the fluidity of the kneaded product may be deteriorated.
本発明のセメント混和材の使用量は、配合によって変化するため特に限定されるものではないが、通常、セメントと早期脱型材からなるセメント組成物100部中、2〜15部が好ましく、5〜12部がより好ましい。前記範囲外では、圧縮強度の増進効果が小さくなる場合がある。 Although the usage-amount of the cement admixture of this invention changes with mixing | blending, it is not specifically limited, Usually, 2-15 parts are preferable in 100 parts of cement compositions which consist of a cement and an early mold release material, 12 parts is more preferred. Outside the range, the effect of increasing the compressive strength may be small.
微粒子生石灰としては、石灰石や消石灰を焼成して生石灰としたものを粉砕して使用することが可能であり、平均粒子径は20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましい。
微粒子無水石膏としては、天然無水石膏、ニ水石膏、半水石膏などを粉砕して使用することが可能であり、平均粒子径は20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましい。
微粒子生石灰および/または微粒子無水石膏を置換配合する割合は、特に限定されるものではないが、通常、熱処理物と微粒子生石灰および/または微粒子無水石膏の合計100部中、60部以下が好ましい。60部を超えて置換すると混練り物の流動性が低下して型枠に充填することが困難になる場合や、硬化体の初期強度が逆に低下する場合がある。
なお、微粒子生石灰や微粒子無水石膏の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計を用い、超音波装置を用いて分散させた状態で測定を行う。
Fine particulate quicklime can be used by pulverizing limestone or slaked lime to obtain quicklime, and the average particle size is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
As the fine particle anhydrous gypsum, natural anhydrous gypsum, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum and the like can be used by pulverization, and the average particle diameter is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less.
The ratio of the fine calcium oxide and / or fine particle anhydrous gypsum to be substituted and blended is not particularly limited, but it is usually preferably 60 parts or less in a total of 100 parts of the heat-treated product and the fine particle calcium oxide and / or fine particle anhydrous gypsum. If the amount exceeds 60 parts, the fluidity of the kneaded product may be lowered, making it difficult to fill the mold, or the initial strength of the cured product may be lowered.
In addition, the average particle diameter of fine particle quick lime and fine particle anhydrous gypsum is measured in the state disperse | distributed using the ultrasonic diffraction apparatus using the laser diffraction type particle size distribution meter.
本発明では減水剤を併用できる。減水剤はセメントに対する分散作用や空気連行作用を有し、流動性改善や強度増進するものの総称であり、具体的には、ナフタレンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、およびポリカルボン酸系減水剤などが挙げられるが、特には限定されるものではない。これらの中では、効果が大きい点で、リグニンスルホン酸系減水剤が好ましい。 In the present invention, a water reducing agent can be used in combination. Water-reducing agent is a generic name for those that have a dispersing action and air-entraining action on cement, improve fluidity and increase strength. Specifically, naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, melamine sulfonic acid-based water reducing agent, lignin sulfonic acid-based Although a water reducing agent, a polycarboxylic acid type water reducing agent, etc. are mentioned, it does not specifically limit. Among these, a lignin sulfonic acid-based water reducing agent is preferable because of its great effect.
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱などの各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカ、または石灰石微粉などを混合した各種混合セメント、ならびに、廃棄物利用型セメント、いわゆるエコセメントなどが挙げられる。これらの中では、練り混ぜ性および強度発現性の点で、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントが好ましい。 As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, ultra-early strength, low heat, and moderate heat, and various portland cements mixed with blast furnace slag, fly ash, silica, limestone fine powder, etc. Examples include mixed cement, waste-use cement, so-called eco-cement, and the like. Among these, ordinary Portland cement or early-strength Portland cement is preferable in terms of kneadability and strength development.
本発明では、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、パルプスラッジ焼却灰などの混和材料、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、ポリマー、凝結調整剤、ベントナイトなどの粘土鉱物、ならびに、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの1種または2種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 In the present invention, limestone fine powder, blast furnace slow-cooled slag fine powder, sewage sludge incineration ash and its molten slag, admixture materials such as municipal waste incineration ash and its molten slag, pulp sludge incineration ash, water reducing agent, AE water reducing agent, high Performance water reducing agent, high performance AE water reducing agent, antifoaming agent, thickening agent, rust preventive agent, antifreeze agent, shrinkage reducing agent, polymer, setting modifier, clay minerals such as bentonite, and anion exchange such as hydrotalcite One or more of the body and the like can be used as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.
本発明で使用する練り混ぜ水量は、特に限定されるものではないが、通常、水/セメント組成物比で25〜70%が好ましく、30〜50%がより好ましい。これらの範囲外では施工性が大きく低下したり、強度が低下したりする場合がある。 The amount of kneading water used in the present invention is not particularly limited, but is usually preferably 25 to 70%, more preferably 30 to 50% in terms of the water / cement composition ratio. Outside these ranges, workability may be greatly reduced or the strength may be reduced.
以下に実験例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実験例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to experimental examples below, but the present invention is not limited to these experimental examples.
「実験例1」
CaO原料、CaSO4原料、Al2O3原料を調合して、使用材料に示すような所定の鉱物組成となるように原料を混合し、電気炉を用いて1350℃で熱処理し、熱処理物を調製した。この熱処理物と表1に示す量の窒素ガス発泡物質とグリセリンを合計100部となるように、ボールミルで混合粉砕または混合してセメント混和材を調製した。さらに、微粒子生石灰と微粒子無水石膏を配合したセメント混和材を調製した。
なお、混合粉砕はボールミルを用い、熱処理物の粉砕と同時に行った。
また、混合はレーディゲミキサーで行ない、粉砕された熱処理物と窒素ガス発泡物質とを混合した。
セメントに高炉セメントB種を用い、単位水量145kg/m3、単位セメント量440kg/m3、減水剤2.5kg/m3、s/a39.4%、空気量4.5%をコンクリートの基本配合とした。空気量はAE剤の添加量で調整した。セメント混和材はセメントに内割で置換する形で20kg/m3配合し、配合しないものも比較で試験した。混練水には水道水を使用した。なお減水剤はあらかじめ混練水に添加した。
このコンクリートを5℃環境で練り混ぜ、型枠に充填し、テーブルバイブレーターを用いて振動成形を行ない、20℃で1時間の前置時間を確保した後、20℃/hrで昇温し、60℃で2時間の蒸気養生を行った。その後、材齢6hrで脱型し、28日間水中養生を行った後、圧縮強度および凍結融解抵抗性試験を実施した。
"Experiment 1"
A CaO raw material, a CaSO 4 raw material, and an Al 2 O 3 raw material are mixed, the raw materials are mixed so as to have a predetermined mineral composition as shown in the materials used, and heat-treated at 1350 ° C. using an electric furnace. Prepared. A cement admixture was prepared by mixing and pulverizing with a ball mill or mixing so that the heat-treated product, the nitrogen gas foaming material in the amount shown in Table 1, and glycerin totaled 100 parts. Further, a cement admixture containing fine lime and fine anhydrous gypsum was prepared.
The mixing and pulverization was performed simultaneously with the pulverization of the heat-treated product using a ball mill.
Further, the mixing was performed by a Laedige mixer, and the pulverized heat-treated product and the nitrogen gas foaming material were mixed.
With blast furnace cement B species in the cement, unit water content 145 kg / m 3, the unit amount of cement 440 kg / m 3, water reducing agent 2.5kg / m 3, s / a39.4 %, based on the air amount 4.5% of the concrete Formulated. The amount of air was adjusted by the amount of AE agent added. The cement admixture was blended with 20 kg / m 3 in such a manner that the cement was replaced by an internal split, and those not blended were also tested for comparison. Tap water was used as the kneading water. The water reducing agent was previously added to the kneaded water.
This concrete is kneaded in an environment of 5 ° C., filled into a mold, and subjected to vibration molding using a table vibrator. After securing a pre-time of 1 hour at 20 ° C., the temperature is increased at 20 ° C./hr, Steam curing was carried out at 2 ° C. for 2 hours. Thereafter, the mold was demolded at a material age of 6 hours, and after water curing for 28 days, a compressive strength and freeze-thaw resistance test was performed.
<使用材料>
水:水道水。
分散剤:ナフタレンスルホン酸系、商品名「マイティ150」、花王社製。
AE剤:商品名「マスターエア303A」、BASFジャパン社製。
窒素ガス発泡物質ア:アゾジカルボンアミド、市販品
窒素ガス発泡物質イ:ベンゼンスルホニルヒドラジド、市販品
CaO原料:炭酸カルシウム(石灰石微粉末)、100メッシュ、市販品
Al2O3原料:ボーキサイト、90μm篩通過率100%、市販品
CaSO4原料:二水石膏、ブレーン比表面積5000cm2/g、市販品
セメント:高炉セメントB種、市販品
微粒子生石灰:CaO含有量97%、平均粒子径10μm、市販品
微粒子無水石膏:天然無水石膏、平均粒子径8μm、市販品
熱処理物A:遊離石灰21部、Yeelimite32部、無水石膏47部の割合の熱処理物、密度2.90g/cm3、ブレーン比表面積3500cm2/g。
熱処理物B:遊離石灰30部、Yeelimite20部、C4AF5部、C2S5部、無水石膏35部の割合の熱処理物、密度2.98g/cm3、ブレーン比表面積3500cm2/g。
熱処理物C:遊離石灰50部、Yeelimite10部、C4AF5部、C2S5部、無水石膏30部の割合の熱処理物、密度3.05g/cm3、ブレーン比表面積3500cm2/g。
熱処理物D:遊離石灰70部、Yeelimite20部、無水石膏10部の割合の熱処理物、密度3.20g/cm3、ブレーン比表面積3500cm2/g。
熱処理物E:遊離石灰21部、Yeelimite32部、無水石膏47部を別々に合成して混合したもの。密度2.90g/cm3、ブレーン比表面積3500cm2/g。
熱処理物F:遊離石灰21部、Yeelimite32部、無水石膏47部の割合の熱処理物を50部、微粒子生石灰を23.5部、微粒子無水石膏を23.5部、グリセリン3部を混合粉砕し、ブレーン比表面積6000cm2/gに調製したもの。
グリセリン:市販品、精製グリセリン。
細骨材:新潟県姫川産、5mm下、密度2.62g/cm3
粗骨材:新潟県姫川産、25mm下、密度2.64g/cm3
<Materials used>
Water: tap water.
Dispersant: Naphthalenesulfonic acid, trade name “Mighty 150”, manufactured by Kao Corporation.
AE agent: Trade name “Master Air 303A”, manufactured by BASF Japan Ltd.
Nitrogen gas foaming material A: azodicarbonamide, commercial nitrogen gas foaming material A: benzenesulfonylhydrazide, commercial product CaO raw material: calcium carbonate (limestone fine powder), 100 mesh, commercial product Al 2 O 3 raw material: bauxite, 90 μm sieve Passage rate 100%, commercial product CaSO 4 raw material: dihydrate gypsum, Blaine specific surface area 5000 cm 2 / g, commercial product cement: blast furnace cement type B, commercial product fine lime: CaO content 97%, average particle size 10 μm, commercial product Fine particle anhydrous gypsum: natural anhydrous gypsum, average particle diameter 8 μm, commercial product A: 21 parts free lime, 32 parts Yelimite, 47 parts anhydrous gypsum, density 2.90 g / cm 3 , Blaine specific surface area 3500 cm 2 / G.
Heat-treated product B: heat-treated product in a ratio of 30 parts of free lime, 20 parts of Yelite, 5 parts of C 4 AF, 5 parts of C 2 S, 35 parts of anhydrous gypsum, density 2.98 g / cm 3 , and Blaine specific surface area 3500 cm 2 / g.
Heat-treated product C: heat-treated product having a ratio of 50 parts of free lime, 10 parts of Yelite, 5 parts of C 4 AF, 5 parts of C 2 S, 30 parts of anhydrous gypsum, density of 3.05 g / cm 3 , and Blaine specific surface area of 3500 cm 2 / g.
Heat-treated product D: heat-treated product in a ratio of 70 parts free lime, 20 parts Yelimite, and 10 parts anhydrous gypsum, density 3.20 g / cm 3 , brain specific surface area 3500 cm 2 / g.
Heat-treated product E: 21 parts of free lime, 32 parts of Yelimite, and 47 parts of anhydrous gypsum were separately synthesized and mixed. Density 2.90 g / cm 3 , Blaine specific surface area 3500 cm 2 / g.
Heat-treated product F: 50 parts of heat-treated product with a ratio of 21 parts of free lime, 32 parts of Yelimeite, 47 parts of anhydrous gypsum, 23.5 parts of fine calcium oxide, 23.5 parts of fine anhydrous gypsum, 3 parts of glycerin, Prepared to have a Blaine specific surface area of 6000 cm 2 / g.
Glycerin: Commercial product, purified glycerin.
Fine aggregate: from Himekawa, Niigata Prefecture, 5 mm below, density 2.62 g / cm 3
Coarse aggregate: from Himekawa, Niigata Prefecture, 25 mm below, density 2.64 g / cm 3
<測定方法>
圧縮強度:JISA1108に準拠して測定した(材齢28日)。
凍結融解抵抗性:JISA1148(A法)に準拠して、水中凍結−水中融解にて試験を実施し、300サイクル時の相対動弾性係数と質量減少率を測定した。
<Measurement method>
Compressive strength: measured in accordance with JIS A1108 (age 28 days).
Freeze-thaw resistance: In accordance with JIS A1148 (Method A), the test was carried out by freezing in water-thawing in water, and the relative kinematic modulus and mass reduction rate at 300 cycles were measured.
表1より、各種熱処理物に窒素ガス発泡物質を組み合わせることによってコンクリートの凍結融解抵抗性が大幅に向上することが分かる。特に窒素ガス発泡物質アを用いた場合に効果が大きい。また窒素ガス発泡物質を熱処理物とともに混合粉砕することによって、単に混合するだけよりも凍結融解抵抗性が向上することが分かる。さらに、熱処理物にグリセリンや微粒子生石灰および/または微粒子無水石膏を併用した場合も凍結融解抵抗性が良好となる。 From Table 1, it can be seen that the freeze-thaw resistance of the concrete is greatly improved by combining the nitrogen gas foamed material with various heat-treated products. The effect is particularly great when nitrogen gas foam material is used. It can also be seen that the freeze-thaw resistance is improved by simply mixing and pulverizing the nitrogen gas foaming material together with the heat-treated product, rather than simply mixing. Furthermore, freeze-thaw resistance is also good when glycerin, fine lime and / or fine anhydrous gypsum are used in combination with the heat-treated product.
「実験例2」
セメント混和材として、熱処理物A、窒素ガス発泡物質アを用い、窒素ガス発泡物質アの使用量を表2に示すように変化させたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に示す。
"Experimental example 2"
The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that heat treated material A and nitrogen gas foaming substance A were used as the cement admixture, and the amount of nitrogen gas foaming substance A used was changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2.
表2より、窒素ガス発泡物質の配合割合を増加することで、圧縮強度への影響が少なく、コンクリートの凍結融解抵抗性が向上するが、10部を超えると圧縮強度、凍結融解抵抗性の向上は低下することが分かる。 From Table 2, increasing the blending ratio of nitrogen gas foaming material has little effect on compressive strength and improves the freeze-thaw resistance of concrete, but if it exceeds 10 parts, the compressive strength and freeze-thaw resistance are improved. Can be seen to decrease.
本発明のセメント混和材およびセメント組成物用いることにより、初期強度発現に優れ、かつ、凍結融解抵抗性に優れたセメント硬化体が得られるので、土木、建築分野で広範囲に使用される。 By using the cement admixture and the cement composition of the present invention, a hardened cement body having excellent initial strength and freezing and thawing resistance can be obtained, so that it is widely used in the civil engineering and construction fields.
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