JPH0986988A - セメント用硬化促進材 - Google Patents
セメント用硬化促進材Info
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- JPH0986988A JPH0986988A JP7250756A JP25075695A JPH0986988A JP H0986988 A JPH0986988 A JP H0986988A JP 7250756 A JP7250756 A JP 7250756A JP 25075695 A JP25075695 A JP 25075695A JP H0986988 A JPH0986988 A JP H0986988A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/32—Aluminous cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/10—Accelerators; Activators
- C04B2103/12—Set accelerators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含
むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・CaSO4を
主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有するセメ
ント用硬化促進材、及びこれを用いるセメントペース
ト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化促進方法。 【効果】 このセメント用硬化促進材はセメントペース
ト、モルタル、コンクリートを極めて速やかに凝結、硬
化させ、かつ得られる硬化体の初期強度及び長期強度も
高いので、速硬材及び急結材として有用である。
むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・CaSO4を
主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有するセメ
ント用硬化促進材、及びこれを用いるセメントペース
ト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化促進方法。 【効果】 このセメント用硬化促進材はセメントペース
ト、モルタル、コンクリートを極めて速やかに凝結、硬
化させ、かつ得られる硬化体の初期強度及び長期強度も
高いので、速硬材及び急結材として有用である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル、橋脚の
ような天井、壁面にセメントモルタルやコンクリートを
吹き付けるに際し、モルタルやコンクリートに自重によ
る剥落の余裕を与えず急速に硬化させるとともに、長期
にわたる強度を付与するための急結材や、セメントに混
合することにより初期強度発現性を高めるための硬化促
進材として有用なセメント用硬化促進材に関する。
ような天井、壁面にセメントモルタルやコンクリートを
吹き付けるに際し、モルタルやコンクリートに自重によ
る剥落の余裕を与えず急速に硬化させるとともに、長期
にわたる強度を付与するための急結材や、セメントに混
合することにより初期強度発現性を高めるための硬化促
進材として有用なセメント用硬化促進材に関する。
【０００２】
【従来の技術】水和活性に優れた組成物をセメントペー
スト、モルタルやコンクリートに混合することによっ
て、セメントの硬化、凝結速度を調整することができ、
これによりコンクリートやモルタルの初期強度を著しく
高めたり、凝結時間を極端に短くすることが可能であ
る。この組成物を用いてトンネルの天井部、橋台下など
の天板にコンクリートやモルタルを吹き付ける、いわゆ
る吹き付け工法が広く行われている。また、この組成物
は硬化時間が速いため即脱型のコンクリート二次製品等
にも使用されている。
スト、モルタルやコンクリートに混合することによっ
て、セメントの硬化、凝結速度を調整することができ、
これによりコンクリートやモルタルの初期強度を著しく
高めたり、凝結時間を極端に短くすることが可能であ
る。この組成物を用いてトンネルの天井部、橋台下など
の天板にコンクリートやモルタルを吹き付ける、いわゆ
る吹き付け工法が広く行われている。また、この組成物
は硬化時間が速いため即脱型のコンクリート二次製品等
にも使用されている。
【０００３】この組成物はセメント用急結材、速硬性混
和材等と呼ばれ（本発明では、これらをセメント用硬化
促進材と総称する）、例えば水ガラスを主体とするも
の、アルミン酸塩を主体とするもの、か焼明ばん石を主
体とするもの等が知られている。
和材等と呼ばれ（本発明では、これらをセメント用硬化
促進材と総称する）、例えば水ガラスを主体とするも
の、アルミン酸塩を主体とするもの、か焼明ばん石を主
体とするもの等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のセメント用硬化促進材は、種々の問題を有し、特
に吹き付け工事に利用する場合には改良すべき点があっ
た。
従来のセメント用硬化促進材は、種々の問題を有し、特
に吹き付け工事に利用する場合には改良すべき点があっ
た。
【０００５】すなわち、吹き付け工事に使用する流動性
コンクリートとして必要な特性は、付着性が良好で跳ね
返りが少ないこと、コンクリートの凝結が早く付着後直
ちに硬化すること、芯材となる鋼材を腐食させないこと
などが挙げられる。これに対し水ガラスを主体とするも
のは硬化後のコンクリートの強度が向上せず長期安定性
が不充分で、しかもアルカリ量も多くアルカリ公害を生
じる恐れがある。
コンクリートとして必要な特性は、付着性が良好で跳ね
返りが少ないこと、コンクリートの凝結が早く付着後直
ちに硬化すること、芯材となる鋼材を腐食させないこと
などが挙げられる。これに対し水ガラスを主体とするも
のは硬化後のコンクリートの強度が向上せず長期安定性
が不充分で、しかもアルカリ量も多くアルカリ公害を生
じる恐れがある。
【０００６】また、アルミン酸ソーダと炭酸ソーダとか
らなる急結材は、その添加量の変動により凝結時間、初
期強度が大きく変化し、品質が安定しないという問題点
が指摘されている。また、これらは吸湿性が高く、アル
カリ量も多く長期安定性にも問題があった。か焼明ばん
石を主体とするものは、付着性が低く初期強度発現性も
低い。溶融アルミン酸カルシウム系急結材では、溶融カ
ルシウムアルミネートの組成がCaO／Al2O3モル比で１．
７付近でかつ非晶質のものを用いた場合に理想的な急結
性能を示すがCaO／Al2O3モル比の変動や、冷却速度の不
足によるアルミン酸カルシウムの結晶化によりその急結
性は低下する。
らなる急結材は、その添加量の変動により凝結時間、初
期強度が大きく変化し、品質が安定しないという問題点
が指摘されている。また、これらは吸湿性が高く、アル
カリ量も多く長期安定性にも問題があった。か焼明ばん
石を主体とするものは、付着性が低く初期強度発現性も
低い。溶融アルミン酸カルシウム系急結材では、溶融カ
ルシウムアルミネートの組成がCaO／Al2O3モル比で１．
７付近でかつ非晶質のものを用いた場合に理想的な急結
性能を示すがCaO／Al2O3モル比の変動や、冷却速度の不
足によるアルミン酸カルシウムの結晶化によりその急結
性は低下する。
【０００７】一方、ナトリウムカルシウムアルミネート
化合物系急結材では、セメントに対して充分な量を添加
しないと充分な急結性能が発揮できない場合があり、ま
た、通常では特に問題を生じないが、厳冬期には急結性
能が低下するもの、硬化後の強度が充分に発現しないも
のがある。
化合物系急結材では、セメントに対して充分な量を添加
しないと充分な急結性能が発揮できない場合があり、ま
た、通常では特に問題を生じないが、厳冬期には急結性
能が低下するもの、硬化後の強度が充分に発現しないも
のがある。
【０００８】例えば、特開平２−２５８６５９号公報に
はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物でCaOが２０〜５３重量％、N
a2Oが２〜２０重量％及びAl2O3が３５〜７５重量％であ
る焼成物が開示されているが、この焼成物には3CaO・2N
a2O・5Al2O3の結晶質及びガラス質が含まれている。と
ころが、この3CaO・2Na2O・5Al2O3の結晶質ではガラス
質ほどの急結性は得られないため、その鉱物組成はガラ
ス質にした方が好ましいが、ガラス質を製造するには溶
融炉等を使用するためコストが高くなるという問題があ
る。
はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物でCaOが２０〜５３重量％、N
a2Oが２〜２０重量％及びAl2O3が３５〜７５重量％であ
る焼成物が開示されているが、この焼成物には3CaO・2N
a2O・5Al2O3の結晶質及びガラス質が含まれている。と
ころが、この3CaO・2Na2O・5Al2O3の結晶質ではガラス
質ほどの急結性は得られないため、その鉱物組成はガラ
ス質にした方が好ましいが、ガラス質を製造するには溶
融炉等を使用するためコストが高くなるという問題があ
る。
【０００９】従って本発明の目的は、セメントペース
ト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化を著しく促進
させ、しかも高い初期強度及び長期強度発現が期待でき
るセメント用硬化促進材を提供するものである。
ト、モルタル、コンクリートの凝結、硬化を著しく促進
させ、しかも高い初期強度及び長期強度発現が期待でき
るセメント用硬化促進材を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らはCaO-
Na2O-Al2O3系焼成物に着目し、その鉱物組成と急結性能
及び速硬性能との関係について種々検討した結果、CaO-
Na2O-Al2O3系焼成物のうちで、8CaO・Na2O・3Al2O3の含
量が高いほど急結性能及び速硬性能が良好であり、8CaO
・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含む焼成物が特にセメ
ント用速硬材として良好であることを見出した。そして
更に検討を重ねた結果、3CaO・3Al2O3・CaSO4を主成分
とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物と8CaO・Na2O・3Al2O3
を主成分とするCaO-Na2O-Al2O3系焼成物とを併用すると
急結性能及び速硬性能が高く、しかも低温硬化性状も良
好なセメント用速硬材が得られることを見出し、本発明
を完成するに至った。
Na2O-Al2O3系焼成物に着目し、その鉱物組成と急結性能
及び速硬性能との関係について種々検討した結果、CaO-
Na2O-Al2O3系焼成物のうちで、8CaO・Na2O・3Al2O3の含
量が高いほど急結性能及び速硬性能が良好であり、8CaO
・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含む焼成物が特にセメ
ント用速硬材として良好であることを見出した。そして
更に検討を重ねた結果、3CaO・3Al2O3・CaSO4を主成分
とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物と8CaO・Na2O・3Al2O3
を主成分とするCaO-Na2O-Al2O3系焼成物とを併用すると
急結性能及び速硬性能が高く、しかも低温硬化性状も良
好なセメント用速硬材が得られることを見出し、本発明
を完成するに至った。
【００１１】すなわち、本発明は8CaO・Na2O・3Al2O3を
５０重量％以上含むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・
3Al2O3・CaSO4を主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物
を含有するセメント用硬化促進材を提供するものであ
る。
５０重量％以上含むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・
3Al2O3・CaSO4を主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物
を含有するセメント用硬化促進材を提供するものであ
る。
【００１２】また、本発明はコンクリート又はモルタル
を混練する際に、上記のセメント用硬化促進材をセメン
トに対し２〜４０重量％添加することを特徴とするコン
クリート又はモルタルの凝結硬化促進方法を提供するも
のである。
を混練する際に、上記のセメント用硬化促進材をセメン
トに対し２〜４０重量％添加することを特徴とするコン
クリート又はモルタルの凝結硬化促進方法を提供するも
のである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるCaO-Na2O-Al2
O3系焼成物は、8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含
むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物であるが、その化学組成はCa
O、Na2O及びAl2O3に換算した化学組成がCaO ５４〜６５
重量％、Na2O ５〜２０重量％及びAl2O3 ２１〜４０重
量％であるものが好ましい。
O3系焼成物は、8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含
むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物であるが、その化学組成はCa
O、Na2O及びAl2O3に換算した化学組成がCaO ５４〜６５
重量％、Na2O ５〜２０重量％及びAl2O3 ２１〜４０重
量％であるものが好ましい。
【００１４】この8CaO・Na2O・3Al2O3（以下、C8NA3と
略す）はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物の中で最も高くカルシ
ウムを含有する鉱物であり、他のCaO-Na2O-Al2O3系焼成
物に比べ（例えば3CaO・2Na2O・5Al2O3（以下、C3N2A5
と略す））に比べ非常に良好な急結性能を示す。一方、
このC8NA3はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物を焼成する際にCaO
を５４重量％以上に確保することにより、その生成量が
増加し、その結果急結性能が増大する。そして、特にC8
NA3量が５０重量％以上の場合、特に良好な急結性能を
示す。ところが、CaOが５４重量％未満の場合十分に焼
成温度及び焼成時間をかけるとC8NA3が生成するが、そ
の生成量は少なく、他の鉱物特にC3N 2A5が多量に生成し
急結性能が低下する。特にCaOが４０重量％以下の場合
は3CaO・2Na2O・5Al2O3の生成量が増加し急結性能も低
下する。またCaOが６５重量％以上になると遊離石灰量
が増加しコンクリート硬化体等の膨張の原因や、CaO-Na
2O-Al2O3系焼成物中のC8NA3の含有量が低下し、好まし
くない。
略す）はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物の中で最も高くカルシ
ウムを含有する鉱物であり、他のCaO-Na2O-Al2O3系焼成
物に比べ（例えば3CaO・2Na2O・5Al2O3（以下、C3N2A5
と略す））に比べ非常に良好な急結性能を示す。一方、
このC8NA3はCaO-Na2O-Al2O3系焼成物を焼成する際にCaO
を５４重量％以上に確保することにより、その生成量が
増加し、その結果急結性能が増大する。そして、特にC8
NA3量が５０重量％以上の場合、特に良好な急結性能を
示す。ところが、CaOが５４重量％未満の場合十分に焼
成温度及び焼成時間をかけるとC8NA3が生成するが、そ
の生成量は少なく、他の鉱物特にC3N 2A5が多量に生成し
急結性能が低下する。特にCaOが４０重量％以下の場合
は3CaO・2Na2O・5Al2O3の生成量が増加し急結性能も低
下する。またCaOが６５重量％以上になると遊離石灰量
が増加しコンクリート硬化体等の膨張の原因や、CaO-Na
2O-Al2O3系焼成物中のC8NA3の含有量が低下し、好まし
くない。
【００１５】また、良好な急結性能や速硬性を示した急
結材についての検討結果から、当該成分C8NA3は、ゲル
の生成→カルシウムアルミネート水和物の生成→エトリ
ンガイト、モノサルフェート水和物の生成の順で水和が
進行し、この反応の形態が非常に良好な急結性能を示す
ことが明らかになった。
結材についての検討結果から、当該成分C8NA3は、ゲル
の生成→カルシウムアルミネート水和物の生成→エトリ
ンガイト、モノサルフェート水和物の生成の順で水和が
進行し、この反応の形態が非常に良好な急結性能を示す
ことが明らかになった。
【００１６】本発明で用いるCaO-Na2O-Al2O3系焼成物に
おいては、C8NA3含量が高いほど急結性能が良好であ
り、６０重量％以上がより好ましく、７０重量％以上が
更に好ましく、９０重量％以上が特に好ましい。
おいては、C8NA3含量が高いほど急結性能が良好であ
り、６０重量％以上がより好ましく、７０重量％以上が
更に好ましく、９０重量％以上が特に好ましい。
【００１７】また当該CaO-Na2O-Al2O3系焼成物中に含ま
れるC8NA3以外の成分としては、フリーCaO、Na2O・Al2O
3が挙げられる。更に微量成分としてCaO・Al2O3、Si
O2、K2O、MgO、Fe2O3、TiO2等を合計で５重量％程度含
有していてもよい。
れるC8NA3以外の成分としては、フリーCaO、Na2O・Al2O
3が挙げられる。更に微量成分としてCaO・Al2O3、Si
O2、K2O、MgO、Fe2O3、TiO2等を合計で５重量％程度含
有していてもよい。
【００１８】かかる成分CaO-Na2O-Al2O3系焼成物は、Ca
O源、Na2O源及びAl2O3源を１４００℃未満の温度で焼成
することにより得ることができる。焼成は、電気炉等の
適切な設備により行われるが、Na2Oの揮散を考慮すると
焼成温度が高い程Na2Oの揮散は高くなり、必ずしも高い
温度で焼成する必要はないが、１１００〜１４００℃で
焼成するのが好ましい。ここで、CaO源としてはCaO、Ca
CO3、Ca(OH)2などが、Na2O源としてはNa2CO3などが、Al
2O3源としてはAl2O3、Al(OH)3などが使用できる。な
お、Na2OとAl2O3の共通源としてアルミン酸ナトリウム
も使用できる。
O源、Na2O源及びAl2O3源を１４００℃未満の温度で焼成
することにより得ることができる。焼成は、電気炉等の
適切な設備により行われるが、Na2Oの揮散を考慮すると
焼成温度が高い程Na2Oの揮散は高くなり、必ずしも高い
温度で焼成する必要はないが、１１００〜１４００℃で
焼成するのが好ましい。ここで、CaO源としてはCaO、Ca
CO3、Ca(OH)2などが、Na2O源としてはNa2CO3などが、Al
2O3源としてはAl2O3、Al(OH)3などが使用できる。な
お、Na2OとAl2O3の共通源としてアルミン酸ナトリウム
も使用できる。
【００１９】また、本発明に用いられるCaO-Al2O3-CaSO
4系焼成物は3CaO・3Al2O3・CaSO4を主成分とする焼成物
であるが、3CaO・3Al2O3・CaSO4がほぼ１００％である
焼成物が好ましい。この焼成物は、例えばCaO源としてC
aO、CaCO3、Ca(OH)2などを用い、Al2O3源としてAl2O3、
Al(OH)3などを用い、CaSO4源として無水、半水、二水の
CaSO4、Al2(SO3)3を用いて、１２００〜１３００℃で焼
成することにより得られる。ここで、CaO源は３３〜３
８重量％、Al2O3源は４８〜５２重量％、CaSO4源はSO3
換算で１０〜１５重量％用いるのが好ましい。
4系焼成物は3CaO・3Al2O3・CaSO4を主成分とする焼成物
であるが、3CaO・3Al2O3・CaSO4がほぼ１００％である
焼成物が好ましい。この焼成物は、例えばCaO源としてC
aO、CaCO3、Ca(OH)2などを用い、Al2O3源としてAl2O3、
Al(OH)3などを用い、CaSO4源として無水、半水、二水の
CaSO4、Al2(SO3)3を用いて、１２００〜１３００℃で焼
成することにより得られる。ここで、CaO源は３３〜３
８重量％、Al2O3源は４８〜５２重量％、CaSO4源はSO3
換算で１０〜１５重量％用いるのが好ましい。
【００２０】CaO-Na2O-Al2O3系焼成物とCaO-Al2O3-CaSO
4系焼成物との混合比は、特に制限されないが、重量比
で６：４〜４：６が好ましい。
4系焼成物との混合比は、特に制限されないが、重量比
で６：４〜４：６が好ましい。
【００２１】本発明のセメント用硬化促進材において
は、上記の２種の焼成物を含む組成物〔以下、成分
（Ａ）という〕に加えて、アルミン酸アルカリ、炭酸ア
ルカリ、石灰、石膏及び水酸化アルミニウムから選ばれ
る１種以上〔成分（Ｂ）〕を配合すると、成分（Ａ）の
急結性能が更に向上する。すなわち、成分（Ａ）と成分
（Ｂ）の混合物をセメントに添加することにより、セメ
ントペースト、モルタル、コンクリート中に多量のエト
リンガイトやアルミナゲルが生成し凝結及び硬化が著し
く促進される。当該成分（Ｂ）の添加量は、成分（Ａ）
１００重量部に対し１０〜３００重量部が好ましいが、
５０〜２００重量部が特に好ましい。
は、上記の２種の焼成物を含む組成物〔以下、成分
（Ａ）という〕に加えて、アルミン酸アルカリ、炭酸ア
ルカリ、石灰、石膏及び水酸化アルミニウムから選ばれ
る１種以上〔成分（Ｂ）〕を配合すると、成分（Ａ）の
急結性能が更に向上する。すなわち、成分（Ａ）と成分
（Ｂ）の混合物をセメントに添加することにより、セメ
ントペースト、モルタル、コンクリート中に多量のエト
リンガイトやアルミナゲルが生成し凝結及び硬化が著し
く促進される。当該成分（Ｂ）の添加量は、成分（Ａ）
１００重量部に対し１０〜３００重量部が好ましいが、
５０〜２００重量部が特に好ましい。
【００２２】これらのアルミン酸アルカリ、炭酸アルカ
リ、石灰、石膏及び水酸化アルミニウムは、このうち１
種のみを用いてもよいが、２種以上を組合わせて用いる
のが好ましく、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、石
灰及び石膏を配合するのがより好ましく、これらすべて
を配合するのが特に好ましい。
リ、石灰、石膏及び水酸化アルミニウムは、このうち１
種のみを用いてもよいが、２種以上を組合わせて用いる
のが好ましく、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、石
灰及び石膏を配合するのがより好ましく、これらすべて
を配合するのが特に好ましい。
【００２３】アルミン酸アルカリ（Ｂ−１）としては特
にアルミン酸ソーダが好ましく、成分（Ａ）１００重量
部に対して０．１〜３０重量部配合するのがより好まし
い。アルミン酸アルカリの配合量は、成分（Ａ）の焼成
時に生成するアルミン酸ソーダ量によっても異なり、成
分（Ａ）中のアルミン酸ソーダ生成量が多い場合には添
加しなくてもよく、３０重量部を超えると吹き付け性状
が低下する。
にアルミン酸ソーダが好ましく、成分（Ａ）１００重量
部に対して０．１〜３０重量部配合するのがより好まし
い。アルミン酸アルカリの配合量は、成分（Ａ）の焼成
時に生成するアルミン酸ソーダ量によっても異なり、成
分（Ａ）中のアルミン酸ソーダ生成量が多い場合には添
加しなくてもよく、３０重量部を超えると吹き付け性状
が低下する。
【００２４】炭酸アルカリ（Ｂ−２）は、成分（Ａ）の
急結性の補完的役割を果たす副材であり、その例として
は炭酸リチウム、炭酸ソーダ、炭酸カリウム等が挙げら
れる。炭酸アルカリの配合量は、成分（Ａ）１００重量
部に対し１０〜４０重量部が好ましい。これが１０重量
部未満ではAl2O3イオンの溶出の増進が充分でなく、充
分な急結性を示さないことがある。またこれが４０重量
部を超えると長期強度及び耐久性が低下することがあ
る。
急結性の補完的役割を果たす副材であり、その例として
は炭酸リチウム、炭酸ソーダ、炭酸カリウム等が挙げら
れる。炭酸アルカリの配合量は、成分（Ａ）１００重量
部に対し１０〜４０重量部が好ましい。これが１０重量
部未満ではAl2O3イオンの溶出の増進が充分でなく、充
分な急結性を示さないことがある。またこれが４０重量
部を超えると長期強度及び耐久性が低下することがあ
る。
【００２５】石灰（Ｂ−３）は実質上８０％以上のCaO
又はCa(OH)2となり、エトリンガイトの生成量及び生成
速度を制御する重要な役割を果たす。その配合比は、成
分（Ａ）１００重量部に対し５〜４０重量部が好まし
い。これが４０重量部を超えると強度発現性が低下する
ことがあり、またこれが５重量部未満では充分な急結性
を示さないことがある。石灰として生石灰を用いる場合
は、硬焼としてＣａ2+イオンの溶出を極力低下させたも
のが良好な性能を示す。
又はCa(OH)2となり、エトリンガイトの生成量及び生成
速度を制御する重要な役割を果たす。その配合比は、成
分（Ａ）１００重量部に対し５〜４０重量部が好まし
い。これが４０重量部を超えると強度発現性が低下する
ことがあり、またこれが５重量部未満では充分な急結性
を示さないことがある。石灰として生石灰を用いる場合
は、硬焼としてＣａ2+イオンの溶出を極力低下させたも
のが良好な性能を示す。
【００２６】石膏（Ｂ−４）は、エトリンガイト及びモ
ノサルフェート水和物の生成のバランスを図るものであ
り、非水溶性のII型無水石膏が最も好ましい。その添加
量は使用温度によって異なるが、成分（Ａ）１００重量
部に対し０．１〜５０重量部の範囲が好ましい。使用温
度が５〜１０℃では石膏の配合比は０．１〜２０重量部
が好ましい。低温度使用の場合、これらが２０重量部以
上となるとエトリンガイトの生成量が低く、強度発現が
低くなる恐れがあるのでこの範囲が好ましい。石膏は、
使用温度が１０〜３０℃では２０〜３０重量部、使用温
度が３０℃以上の場合は３０〜５０重量部で更に良好な
急結性を示す。
ノサルフェート水和物の生成のバランスを図るものであ
り、非水溶性のII型無水石膏が最も好ましい。その添加
量は使用温度によって異なるが、成分（Ａ）１００重量
部に対し０．１〜５０重量部の範囲が好ましい。使用温
度が５〜１０℃では石膏の配合比は０．１〜２０重量部
が好ましい。低温度使用の場合、これらが２０重量部以
上となるとエトリンガイトの生成量が低く、強度発現が
低くなる恐れがあるのでこの範囲が好ましい。石膏は、
使用温度が１０〜３０℃では２０〜３０重量部、使用温
度が３０℃以上の場合は３０〜５０重量部で更に良好な
急結性を示す。
【００２７】水酸化アルミニウム（Ｂ−５）は、アルミ
ン酸ソーダの配合比が多い場合は可溶性アルミニウムを
多く必要としない。アルミン酸ソーダの配合比が１５重
量部以下のときは使用すると良好な結果が得られる。ま
た、水酸化アルミニウムの配合量は成分（Ａ）１００重
量部に対し１〜２０重量部が好ましく、使用温度が２０
℃以下のときは１０〜２０重量部、２０℃以上のときは
１〜１０重量部使用するとより好ましい。
ン酸ソーダの配合比が多い場合は可溶性アルミニウムを
多く必要としない。アルミン酸ソーダの配合比が１５重
量部以下のときは使用すると良好な結果が得られる。ま
た、水酸化アルミニウムの配合量は成分（Ａ）１００重
量部に対し１〜２０重量部が好ましく、使用温度が２０
℃以下のときは１０〜２０重量部、２０℃以上のときは
１〜１０重量部使用するとより好ましい。
【００２８】このように、成分（Ａ）１００重量部に対
し（Ｂ−１）アルミン酸アルカリを０．１〜３０重量
部、（Ｂ−２）炭酸アルカリを１０〜４０重量部、（Ｂ
−３）石灰を５〜４０重量部、（Ｂ−４）石膏を０．１
〜５０重量部、及び（Ｂ−５）水酸化アルミニウムを１
〜２０重量部配合すると、凝結時間が短縮されることか
ら、吹き付け工事等に使用するセメント用急結材として
特に有用である。
し（Ｂ−１）アルミン酸アルカリを０．１〜３０重量
部、（Ｂ−２）炭酸アルカリを１０〜４０重量部、（Ｂ
−３）石灰を５〜４０重量部、（Ｂ−４）石膏を０．１
〜５０重量部、及び（Ｂ−５）水酸化アルミニウムを１
〜２０重量部配合すると、凝結時間が短縮されることか
ら、吹き付け工事等に使用するセメント用急結材として
特に有用である。
【００２９】また、本発明においては、成分（Ａ）１０
０重量部に対し、（Ｃ）CaO、Na2O及びAl2O3に換算した
化学組成がCaO １〜２０重量％、Na2O ２０〜４０重量
％、Al2O3 ４０〜６５重量％であり、アルミン酸ソーダ
を主体とした焼成物を１０〜４０重量部配合すると、急
結性能が更に向上し、特に低温での凝結時間が短縮さ
れ、強度も向上する。ここで、当該成分（Ｃ）の焼成物
はアルミン酸ソーダを主体とするものであるが、アルミ
ン酸ソーダの含量は３０重量％以上、特に５０重量％以
上が好ましい。また成分（Ｃ）にはアルミン酸ソーダ以
外に主としてフリーCaOが含まれ、CaO・Al2O3の含量は
少ないほうが好ましい。なお、成分（Ｃ）は、CaO、Na2
O及びAl2O3を１４００℃未満の温度で焼成することによ
り得られる。
０重量部に対し、（Ｃ）CaO、Na2O及びAl2O3に換算した
化学組成がCaO １〜２０重量％、Na2O ２０〜４０重量
％、Al2O3 ４０〜６５重量％であり、アルミン酸ソーダ
を主体とした焼成物を１０〜４０重量部配合すると、急
結性能が更に向上し、特に低温での凝結時間が短縮さ
れ、強度も向上する。ここで、当該成分（Ｃ）の焼成物
はアルミン酸ソーダを主体とするものであるが、アルミ
ン酸ソーダの含量は３０重量％以上、特に５０重量％以
上が好ましい。また成分（Ｃ）にはアルミン酸ソーダ以
外に主としてフリーCaOが含まれ、CaO・Al2O3の含量は
少ないほうが好ましい。なお、成分（Ｃ）は、CaO、Na2
O及びAl2O3を１４００℃未満の温度で焼成することによ
り得られる。
【００３０】なお、当該成分（Ａ）及び成分（Ｃ）を含
む組成物に前記成分（Ｂ）を配合する場合、その配合量
は成分（Ａ）及び成分（Ｃ）の合計量１００重量部に対
して（Ｂ−１）アルミン酸アルカリ０．１〜３０重量
部、（Ｂ−２）炭酸アルカリ１０〜４０重量部、（Ｂ−
３）石灰５〜４０重量部、（Ｂ−４）石膏０．１〜５０
重量部、（Ｂ−５）水酸化アルミニウム１〜２０重量部
が好ましい。この配合量は、成分（Ａ）１００重量部に
対しては、（Ｂ−１）０．１〜４２重量部、（Ｂ−２）
１１〜５６重量部、（Ｂ−３）５．５〜５６重量部、
（Ｂ−４）０．１〜７０重量部、（Ｂ−５）１〜２８重
量部である。
む組成物に前記成分（Ｂ）を配合する場合、その配合量
は成分（Ａ）及び成分（Ｃ）の合計量１００重量部に対
して（Ｂ−１）アルミン酸アルカリ０．１〜３０重量
部、（Ｂ−２）炭酸アルカリ１０〜４０重量部、（Ｂ−
３）石灰５〜４０重量部、（Ｂ−４）石膏０．１〜５０
重量部、（Ｂ−５）水酸化アルミニウム１〜２０重量部
が好ましい。この配合量は、成分（Ａ）１００重量部に
対しては、（Ｂ−１）０．１〜４２重量部、（Ｂ−２）
１１〜５６重量部、（Ｂ−３）５．５〜５６重量部、
（Ｂ−４）０．１〜７０重量部、（Ｂ−５）１〜２８重
量部である。
【００３１】本発明のセメント用硬化促進材を用いてセ
メントペースト、コンクリートやモルタルの凝結、硬化
を促進させるには、セメントペースト、コンクリート又
はモルタルを混練する際にこのセメント用硬化促進材を
セメントに対し２〜４０重量％添加すればよい。
メントペースト、コンクリートやモルタルの凝結、硬化
を促進させるには、セメントペースト、コンクリート又
はモルタルを混練する際にこのセメント用硬化促進材を
セメントに対し２〜４０重量％添加すればよい。
【００３２】この方法によれば混練するセメントペース
ト、コンクリートやモルタルに必要な速硬性を付与する
ことができる。予めセメントに本発明セメント用硬化促
進材を混合した場合一定の使い方しかできないが、この
ように混練の際に添加すれば配合や添加量を変えること
により任意に硬化速度をコントロールすることができ
る。また特に急結性能に優れた硬化促進材を用いれば、
コンクリート又はモルタルの吹き付けで使用できる。セ
メント用硬化促進材の添加量が２重量％未満では凝結、
硬化速度が遅く吹き付け工事用としては充分でなく、ま
たこれが４０重量％を超えると長期強度及び耐久性が低
下し好ましくない。
ト、コンクリートやモルタルに必要な速硬性を付与する
ことができる。予めセメントに本発明セメント用硬化促
進材を混合した場合一定の使い方しかできないが、この
ように混練の際に添加すれば配合や添加量を変えること
により任意に硬化速度をコントロールすることができ
る。また特に急結性能に優れた硬化促進材を用いれば、
コンクリート又はモルタルの吹き付けで使用できる。セ
メント用硬化促進材の添加量が２重量％未満では凝結、
硬化速度が遅く吹き付け工事用としては充分でなく、ま
たこれが４０重量％を超えると長期強度及び耐久性が低
下し好ましくない。
【００３３】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】製造例１ （１）成分（Ａ）のCaO-Na2O-Al2O3系焼成物の製造 CaO源に生石灰、Al2O3源に日本軽金属社製の純アルミ
ナ、Na2O源として炭酸ソーダを使用し、ロータリーキル
ンで焼成した。温度は１２００℃で焼成した。 （２）CaO-Al2O3-CaSO4系焼成物の製造 CaO源に生石灰、アルミ源に日本軽金属社製の純アルミ
ナ、SO3源として排脱２水石膏を使用し、ロータリーキ
ルンで焼成した。温度は１２００℃で焼成した。 （３）成分（Ｃ）の焼成物の製造 原料の使用量を変化させた以外は、上記（１）と同様に
して焼成した。
ナ、Na2O源として炭酸ソーダを使用し、ロータリーキル
ンで焼成した。温度は１２００℃で焼成した。 （２）CaO-Al2O3-CaSO4系焼成物の製造 CaO源に生石灰、アルミ源に日本軽金属社製の純アルミ
ナ、SO3源として排脱２水石膏を使用し、ロータリーキ
ルンで焼成した。温度は１２００℃で焼成した。 （３）成分（Ｃ）の焼成物の製造 原料の使用量を変化させた以外は、上記（１）と同様に
して焼成した。
【００３５】上記（１）、（２）及び（３）で得られた
焼成物の化学組成及び鉱物組成を表１〜表３に示す。ま
たブレーン比表面積は約６０００cm2／ｇとした。またC
8NA3及びアルミン酸ソーダ及び3CaO・3Al2O3・CaSO4の
含有量はＸ線回折により求めた。ソーダ灰及びアルミン
酸ソーダは工業用市販品を、また水酸化カルシウムは純
度９８％の工業試薬を、また無水石膏にはブレーン比表
面積６０００cm2／ｇのものを、水酸化アルミニウムは
純度９８％の試薬を用いた。
焼成物の化学組成及び鉱物組成を表１〜表３に示す。ま
たブレーン比表面積は約６０００cm2／ｇとした。またC
8NA3及びアルミン酸ソーダ及び3CaO・3Al2O3・CaSO4の
含有量はＸ線回折により求めた。ソーダ灰及びアルミン
酸ソーダは工業用市販品を、また水酸化カルシウムは純
度９８％の工業試薬を、また無水石膏にはブレーン比表
面積６０００cm2／ｇのものを、水酸化アルミニウムは
純度９８％の試薬を用いた。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】実施例１ 表４に示す組成のセメント用硬化促進材を調製し、その
速硬性能を評価した。評価は、セメントの中２０重量％
を表４の硬化促進材に置き換えＪＩＳ Ｒ５２０１に準
じてモルタル強さ試験を実施することにより行った。そ
の結果、表４に示すように本発明の硬化促進材はいずれ
も優れた速硬性を有することが判明した。なお、表中、
（Ｂ−１）はアルミン酸ソーダ、（Ｂ−２）は炭酸ソー
ダ（ソーダ灰）、（Ｂ−３）は水酸化カルシウム、（Ｂ
−４）は無水石膏を用いた（実施例２及び３も同じ）。
速硬性能を評価した。評価は、セメントの中２０重量％
を表４の硬化促進材に置き換えＪＩＳ Ｒ５２０１に準
じてモルタル強さ試験を実施することにより行った。そ
の結果、表４に示すように本発明の硬化促進材はいずれ
も優れた速硬性を有することが判明した。なお、表中、
（Ｂ−１）はアルミン酸ソーダ、（Ｂ−２）は炭酸ソー
ダ（ソーダ灰）、（Ｂ−３）は水酸化カルシウム、（Ｂ
−４）は無水石膏を用いた（実施例２及び３も同じ）。
【００４０】
【表４】
【００４１】実施例２ 表５に示す組成のセメント用硬化促進材を調製し、その
急結性能を評価した。すなわち、口径１０cm、高さ１５
cmの円筒型ポリ容器にセメント（普通ポルトランドセメ
ント）４００ｇを秤取り、これに水２４０ml（水セメン
ト比０．６）を入れた後、直径５cmの羽付ハンドドリル
で１０００rpmの回転数で１分間混合し、２８ｇの硬化
促進材を添加後、５秒間攪拌し、セメントペーストを平
滑にした後、静置した。硬化促進材を添加した直後より
セメントペーストの表面が完全に乾燥し始める時間を表
乾時間とし、１／２０in2のプロクター貫入針を使用し
１in．貫入した時の抵抗値を１、２、３及び５分後に測
定した。なお、実験は２０℃で行った。ここで表乾時間
はセメントの凝結の開始時間を示し、プロクター貫入抵
抗値は凝結に続く強度の促進を示す。その結果、表５に
示すように本発明の硬化促進材は、市販の急結材である
比較品よりも急速に凝結し、かつその強度も高かった。
急結性能を評価した。すなわち、口径１０cm、高さ１５
cmの円筒型ポリ容器にセメント（普通ポルトランドセメ
ント）４００ｇを秤取り、これに水２４０ml（水セメン
ト比０．６）を入れた後、直径５cmの羽付ハンドドリル
で１０００rpmの回転数で１分間混合し、２８ｇの硬化
促進材を添加後、５秒間攪拌し、セメントペーストを平
滑にした後、静置した。硬化促進材を添加した直後より
セメントペーストの表面が完全に乾燥し始める時間を表
乾時間とし、１／２０in2のプロクター貫入針を使用し
１in．貫入した時の抵抗値を１、２、３及び５分後に測
定した。なお、実験は２０℃で行った。ここで表乾時間
はセメントの凝結の開始時間を示し、プロクター貫入抵
抗値は凝結に続く強度の促進を示す。その結果、表５に
示すように本発明の硬化促進材は、市販の急結材である
比較品よりも急速に凝結し、かつその強度も高かった。
【００４２】
【表５】
【００４３】実施例３ 表６に示す組成のセメント用硬化促進材を調製し、その
急結性能を実施例２と同様にして評価した。その結果、
表６に示すように、本発明の硬化促進材は１０℃及び２
０℃のいずれの条件下でも極めて急速に凝結し、かつそ
の強度も高いので、低温条件下でも使用できることがわ
かる。
急結性能を実施例２と同様にして評価した。その結果、
表６に示すように、本発明の硬化促進材は１０℃及び２
０℃のいずれの条件下でも極めて急速に凝結し、かつそ
の強度も高いので、低温条件下でも使用できることがわ
かる。
【００４４】
【表６】
【００４５】
【発明の効果】本発明のセメント用硬化促進材はセメン
トペースト、モルタル、コンクリートを極めて速やかに
凝結、硬化させ、かつ得られる硬化体の初期強度及び長
期強度も高いので、速硬材及び急結材として有用であ
る。
トペースト、モルタル、コンクリートを極めて速やかに
凝結、硬化させ、かつ得られる硬化体の初期強度及び長
期強度も高いので、速硬材及び急結材として有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 22/14 Ｃ０４Ｂ 22/14 Ｂ // Ｃ０４Ｂ 103:14 (72)発明者 田熊 靖久 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 宇智田 俊一郎 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 片岡 慎一 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 株式会 社小野田開発研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％以上含
むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・CaSO4を
主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有するセメ
ント用硬化促進材。 - 【請求項２】 （Ａ）8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％
以上含むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・Ca
SO4を主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有する
組成物１００重量部、並びに（Ｂ）アルミン酸アルカ
リ、炭酸アルカリ、石灰、石膏及び水酸化アルミニウム
から選ばれる１種以上１０〜３００重量部を含有するセ
メント用硬化促進材。 - 【請求項３】 （Ａ）8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％
以上含むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・Ca
SO4を主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有する
組成物１００重量部、（Ｂ−１）アルミン酸アルカリ
０．１〜３０重量部、（Ｂ−２）炭酸アルカリ１０〜４
０重量部、（Ｂ−３）石灰５〜４０重量部、並びに（Ｂ
−４）石膏０．１〜５０重量部を含有するセメント用硬
化促進材。 - 【請求項４】 更に（Ｂ−５）水酸化アルミニウム１〜
２０重量部を含有するものである請求項３記載のセメン
ト用硬化促進材。 - 【請求項５】 （Ａ）8CaO・Na2O・3Al2O3を５０重量％
以上含むCaO-Na2O-Al2O3系焼成物及び3CaO・3Al2O3・Ca
SO4を主成分とするCaO-Al2O3-CaSO4系焼成物を含有する
組成物１００重量部、（Ｃ）CaO、Na2O及びAl2O3に換算
した化学組成がCaO １〜２０重量％、Na2O ２０〜４０
重量％、Al2O3 ４０〜６５重量％であり、アルミン酸ソ
ーダを主体とした焼成物１０〜４０重量部、（Ｂ−１）
アルミン酸アルカリ０．１〜４２重量部、（Ｂ−２）炭
酸アルカリ１１〜５６重量部、（Ｂ−３）石灰５．５〜
５６重量部、並びに（Ｂ−４）石膏０．１〜７０重量部
を含有するセメント用硬化促進材。 - 【請求項６】 更に（Ｂ−５）水酸化アルミニウム１〜
２８重量部を含有するものである請求項５記載のセメン
ト用硬化促進材。 - 【請求項７】 セメントペースト、コンクリート又はモ
ルタルを混練する際に、請求項１〜６のいずれかの項記
載のセメント用硬化促進材をセメントに対し２〜４０重
量％添加することを特徴とするセメントペースト、コン
クリート又はモルタルの凝結、硬化促進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250756A JPH0986988A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | セメント用硬化促進材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250756A JPH0986988A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | セメント用硬化促進材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0986988A true JPH0986988A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17212579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7250756A Pending JPH0986988A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | セメント用硬化促進材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0986988A (ja) |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP7250756A patent/JPH0986988A/ja active Pending
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