JPH0341420B2

JPH0341420B2 -

Info

Publication number: JPH0341420B2
Application number: JP58213128A
Authority: JP
Priority date: 1983-11-12
Filing date: 1983-11-12
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS60108352A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、カルシウムアルミネートと無機硫酸
塩を急硬成分とし、他に3CaO・SiO₂、2CaO・
SiO₂、及び4CaO・Al₂O₃・Fe₂O₃等のセメント鉱
物を含有してなる急硬セメントに、アルミン酸
塩、無機炭酸塩、及びオキシカルボン酸類の規定
量を含有させることにより、注水後、少なくとも
20分以上の硬化時間を保持し、かつ、１時間の圧
縮強度が１：２モルタルで200kgf／cm²以上を発
現するような水和速度が極めて速い超速硬セメン
ト組成物に関する。従来より種々の急硬セメント組成物が提案され
ているが、施工に必要な作業時間を20分以上とす
ると、いづれも、１時間後の圧縮強度は50〜100
Kgｆ／cm²程度となり、200Kgｆ／cm²程度の強度を
発現するには２時間以上が必要であつた。一方、
急硬セメントに対するユーザーの要求はますます
高度化し、例えば、市街地における道路工事や鉄
道関係の補修工事などのように、長時間にわたつ
て交通をしや断することができない所において
は、なるべく速い時間に高強度を発現するような
コンクリートが要求されている。また、アルミン酸塩はセメントの急結剤として
広く知られているが、カルシウムアルミネートと
併用すると、どのような凝結調節剤を用いても施
工に必要な20分程度以上の作業時間を確保するこ
とができないので、20分程度以上の作業時間が必
要でない特殊用途、例えば、吹付工事などにしか
使用されることがなかつた。本発明者等は、カルシウムアルミネートと無機
硫酸塩を急硬成分とする急硬セメントに、アルミ
ン酸塩を添加すると急結するが、注水後１〜２時
間の圧縮強度が著しく高められ、かつ、長期強度
の低下もない非常に優れた超速硬セメントが得ら
れる知見をもとにさらに鋭意研究をつみ重ねた結
果、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩、及びオ
キシカルボン酸類の特定量を併用すると、各材料
の相剰効果の下に、施工に必要な20分以上の硬化
時間を保有し、かつ、１：２モルタルで１時間後
200Kgｆ／cm²を超える強度を発現する超速硬セメ
ント組成物が得られることを見い出し本発明を完
成した。即ち、本発明は、カルシウムアルミネート対無
機硫酸塩の重量比が１対0.5〜３からなる急硬成
分を15〜35重量％含有してなる急硬セメントを主
成分とし、内割重量で、アルミン酸ナトリウム
0.2〜５％、無機炭酸塩0.2〜５％、及びオキシカ
ルボン酸類0.1〜２％を含有してなる超速硬セメ
ント組成物である。以下、さらに詳しく本発明を説明する。本発明に係るカルシウムアルミネートとは、単
独使用では、１〜５分程度の強度発現は大である
が、その後の強度の伸びが悪く、硬化時間を20分
程度まで延ばすことができず、無機硫酸塩と併用
することにより始めて効果を奏するものであり、
具体的には、12CaO・7Al₂O₃、3CaO・Al₂O₃、
CaO・Al₂O₃、11CaO・7Al₂O₃・CaX₂（Ｘはハロ
ゲン）などの無定形又は結晶形が用いられる。また、本発明に係る無機硫酸塩としては、各種
セツコウ類や硫酸ナトリウムなどが使用される。そのうち、12CaO・7Al₂O₃又は12CaO・
7Al₂O₃とCaO・Al₂O₃の混合物と型無水セツコ
ウの組合わせが好ましく、最も高強度を発現す
る。カルシウムアルミネート対無機硫酸塩の重量比
は１対0.5〜３であり、１〜1.5が好ましい。これ
以外の割合では、20分以上の作業時間を確保でき
ないか又は１時間で200Kgｆ／cm²以上の強度は得
られない。カルシウムアルミネートと無機硫酸塩からなる
急硬成分の粉末度はブレーン値で3000cm²／ｇもあ
れば十分であり、4000〜8000cm²／ｇが好ましい。急硬成分の使用量は、セメントに対し15〜35重
量部％であり、25〜30重量％が好ましい。これ以
外の使用量では、作業時間がとれないか又は高強
度が得られない。アルミン酸ナトリウムは、本発明の目的を達成
するための重要成分であり、急硬成分を配合して
なる急硬セメントの水和反応を著しく高め、１時
間で200Kgｆ／cm²以上の強度を発現させるために
必要なものである。本発明の配合において、アル
ミン酸ナトリウムは、急結剤でありながら逆に硬
化時間を延ばすという特異な作用を示し、長期強
度を低下させることもない。急硬セメントに対するアルミン酸ナトリウムの
配合量は、内割重量で0.2〜５％であり、0.5〜２
％が好ましい。0.2％未満では所定の強度に達せ
ず、また、５％をこえると凝結調節剤を用いても
作業時間を確保することができず、さらには長期
耐久性に問題がある。本発明に係る無機炭酸塩としては、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び
炭酸水素カリウム等が挙げられる。また、本発明に係るオキシカルボン酸類として
は、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、及びリンゴ
酸又はそれらの酸のナトリウム、カリウム、及び
カルシウム等の水溶性塩が使用される。本発明において、無機炭酸塩とオキシカルボン
酸類は、強度増進と凝結遅延の機能を有する。こ
れらは単独で使用しても若干硬化時間がのびるの
みであり、20分以上の作業時間を確保するには両
者を併用する必要がある。また、使用量も重要であつて、急硬セメントに
対し内割重量で、無機炭酸塩は0.2〜５％であり、
0.5〜２％が好ましく、オキシカルボン酸類は0.1
〜２％であり、0.2〜１％が好ましい。これ以外
の使用量では、瞬結して施工に必要な作業時間が
とれないか又は高強度が得られない。以上、本発明の超速硬セメント組成物を使用す
れば、20分以上の作業時間において、従来は３〜
６時間を要した強度をわずか１時間で発現させる
ことができ、その後の強度も順調に伸び、長期耐
久性に優れ、しかも、硬化体には斑点化現象を起
こさない等の効果を発揮するものである。以下、実施例をあげてさらに具体的に説明す
る。実施例１ 12CaO・7Al₂O₃とCaO・Al₂O₃を主成分とする
ブレーン値4800cm²／ｇのカルシウムアルミネート
粉末（CaO分44.5％）100重量部に型無水セツ
コウ（ブレーン値６，500cm²／ｇ）150重量部を配
合して得られた急硬成分を市販早強ポルトランド
セメントに内割で10〜40重量％配合し、さらに内
割重量でアルミン酸ナトリウムと炭酸カリウムを
それぞれ１％、クエン酸を0.4％添加して超速硬
セメント組成物を調合した。このセメント組成物100重量部、川砂
（FM2.60）200重量部、水36重量部をモルミキサ
ーで練り混ぜ、20℃恒温室にて硬化時間
（ASTM C403−65Tに準じる）と１時間圧縮強
度を測定した。その結果を第１表に示す。

【表】実施例２急硬成分の配合量を25重量％とし、急硬成分の
カルシウムアルミネートと型無水セツコウの割
合を変化させたこと以外は実施例１と同様に行つ
た。結果を第２表に示す。

【表】カルシウムアルミネートとセツコウの比
は重量比
実施例３急硬成分の配合量を25重量％とし、アルミン酸
ソーダの内割添加量を変化させたこと以外は実施
例１と同様に行つた。結果を第３表に示す。

【表】実施例４急硬成分の配合量を25重量％とし、無機炭酸塩
の種類と添加量（内割）を変化させたこと以外は
実施例１と同様に行つた。結果を第４表に示す。

【表】実施例５急硬成分の配合量を25重量％とし、オキシカル
ボン酸類の種類と添加量（内割）を変化させたこ
と以外は実施例１と同様に行つた。結果を第５表
に示す。

【表】実施例６急硬成分の配合量を25重量％とした実施例１の
超速硬セメント組成物に対し、外割で、β−ナフ
タレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物塩を主成分
とする市販の高性能減水剤商品名「マイテイ−
100」を固形分で１％添加し、セメント量400Kg／
m³、水セメント比32％、細骨材率34％、スランプ
８cmの配合でコンクリートを練り混ぜ、硬化時間
と圧縮強度（φ10×20cm）を測定した。比較例と
して、前記配合からアルミン酸ナトリウムを抜い
て試験した。結果第６表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１カルシウムアルミネート対無機硫酸塩の重量
比が１対0.5〜３からなる急硬成分を15〜35重量
％含有してなる急硬セメントを主成分とし、内割
重量で、アルミン酸ナトリウム0.2〜５％、無機
炭酸塩0.2〜５％、及びオキシカルボン酸類0.1〜
２％を含有してなる超速硬セメント組成物。