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JPH10330140A - Cement accelerator - Google Patents

Cement accelerator

Info

Publication number
JPH10330140A
JPH10330140A JP13825197A JP13825197A JPH10330140A JP H10330140 A JPH10330140 A JP H10330140A JP 13825197 A JP13825197 A JP 13825197A JP 13825197 A JP13825197 A JP 13825197A JP H10330140 A JPH10330140 A JP H10330140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quick
aluminum sulfate
setting
cement
calcium sulfoaluminate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13825197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhisa Taguma
靖久 田熊
Shigeru Matsuura
茂 松浦
Koichi Soeda
孝一 副田
Kazunori Nishi
和紀 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Onoda Co Ltd
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
Onoda Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chichibu Onoda Cement Corp, Onoda Co Ltd filed Critical Chichibu Onoda Cement Corp
Priority to JP13825197A priority Critical patent/JPH10330140A/en
Publication of JPH10330140A publication Critical patent/JPH10330140A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10Accelerators; Activators
    • C04B2103/12Set accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1025Alkali-free or very low alkali-content materials

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cement accelerator not containing an alkali, good in bond performance on spraying the cement and developing an excellent setting performance in a short period of time by blending aluminum sulfate with a calcined material of a calcium sulfoalminate in a specific weight ratio. SOLUTION: This cement accelerator is obtained by adding 5-100 pt.wt. one or more kinds of additives selected from <=50 pt.wt. gypsum, <=50 pt.wt. lime and <=50 pt.wt. aluminum hydroxide into 100 pts.wt. mixture of 99-22 wt.% aluminum sulfate composed of Al2 (SO4 )3 .xH2 O (x is 15-18) and/or Al2 (SO4 )3 .yH2 O (y is 8-10) with 1-80 wt.% calcined material of a calcium sulfoaluminate of which chemical composition is CaO: 30-50 wt.%, Al2 O3 ; 30-55 wt.%, SO3 ; 7-32 wt.%, SiO2 ; <=14 wt.% anf Fe2 O3 ; <=14 wt.%, and having 2000-7500 cm<2> /g, preferably 3500-6500 cm<2> /g specific surface area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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
吹き付け施工するに際し、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のうち、
特にアルカリを含まないか、その含有量が極めて少ない
アルカリフリー急結材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for spraying cement mortar or concrete onto a ceiling or a wall such as a tunnel or a pier, which allows the mortar or concrete to harden rapidly without giving any room for peeling off by its own weight, and for a long time. Of quick-setting materials to give strength over
Particularly, the present invention relates to an alkali-free quick-setting material containing no alkali or having a very small content.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トンネル掘削面の補強工事として
モルタルやコンクリートを吹き付け、瞬時に硬化させる
いわゆるショットクリート工法において、急結材として
使用されてきたのは水ガラス(珪酸ソーダ)、アルミン
酸ソーダ、或いは非晶質のアルミン酸カルシウムに炭酸
ソーダ等のアルカリ塩を添加した、アルカリを多量に含
む物質であった。しかし、これらは強アルカリ性であ
り、吹き付け工事作業者の人体、特に皮膚、呼吸器、目
等に悪影響が有ることが指摘されているほか、周囲環境
もアルカリにより汚染する危険性がある。また、アルカ
リ金属イオンは、長期の間にモルタルやコンクリート中
の骨材、特にシリカ系の骨材といわゆるアルカリ骨材反
応を引き起こし、場合によってはコンクリートの著しい
強度低下につながる危険性がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a so-called shotcrete method in which mortar or concrete is sprayed to reinforce a tunnel excavation surface and is instantaneously hardened, water glass (sodium silicate) and sodium aluminate have been used as quick-setting materials. Or a substance containing a large amount of alkali by adding an alkali salt such as sodium carbonate to amorphous calcium aluminate. However, they are strongly alkaline, and it has been pointed out that they have an adverse effect on the human body, especially the skin, respiratory organs, eyes, etc. of the spraying construction worker, and there is a risk that the surrounding environment may be contaminated by the alkali. In addition, alkali metal ions cause a so-called alkali-aggregate reaction with aggregates in mortar and concrete, particularly silica-based aggregates, for a long period of time, and in some cases, there is a risk that the strength of concrete will be significantly reduced.

【0003】こうした現状を踏まえ、アルカリを含有し
ない急結材としてシリカゾルやアルミナゾル系の急結材
が考案されているが、これらの急結性は低く、実際に急
結材として用いるためにはまだまだ課題が多い。すなわ
ちこれらのシリカゾルやアルミナゾル系の急結材は、モ
ルタル、コンクリートとの混合後に増粘効果があり、あ
る程度流動性を抑えて付着はするものの、その後の硬化
が遅く、吹き付け厚さが厚くなったりすると自重に耐え
られず剥落を起こし易い。急結材として良好な性能を発
現するためには、初期の硬化性能を改善することが必要
で、特にモルタル、コンクリートに混合されてから10
分以内に確実に硬化が進行していく必要がある。
Under such circumstances, silica sol and alumina sol-based quick-setting materials have been devised as quick-setting materials containing no alkali. However, these quick-setting materials have a low quick-setting property, and are still far from being practically used as quick-setting materials. There are many issues. In other words, these silica sol and alumina sol quick-setting materials have a thickening effect after mixing with mortar and concrete, and although they adhere to a certain extent by suppressing fluidity, their subsequent curing is slow and the sprayed thickness becomes thick. Then, it cannot withstand its own weight and tends to peel off. In order to exhibit good performance as a quick-setting material, it is necessary to improve the initial hardening performance, especially after mixing with mortar and concrete.
It is necessary to ensure that the curing proceeds within minutes.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、アルカリを実質上含有しない急結材であって、吹き
付け時の付着性能が良好で、かつ短時間で優れた硬化性
能を発現する急結材を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a quick-setting material containing substantially no alkali, exhibiting good adhesion when spraying, and exhibiting excellent curing performance in a short time. To provide quick setting material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、硫
酸アルミニウムとカルシウムスルホアルミネート焼成物
とを含有する材料について鋭意検討した結果、この両者
を適切な混合比で配合した急結材が、アルカリフリーで
も良好な急結性能を有し、吹き付け時の付着性能も優れ
ていることを見出し、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a material containing aluminum sulfate and a calcined calcium sulfoaluminate, and as a result, have found that a quick-setting material containing both of them at an appropriate mixing ratio is obtained. It has been found that the composition has good quick-setting performance even in an alkali-free condition and has excellent adhesion performance when sprayed, and has completed the present invention.

【0006】すなわち、本発明は、(a)硫酸アルミニ
ウム及び(b)カルシウムスルホアルミネート焼成物を
重量比で(a):(b)=99:1〜20:80の範囲
で含有することを特徴とするセメント用急結材を提供す
るものである。
That is, the present invention provides that (a) aluminum sulfate and (b) a calcined product of calcium sulfoaluminate are contained in a weight ratio of (a) :( b) = 99: 1 to 20:80. It is intended to provide a quick-setting material for cement which is characterized.

【0007】本発明に用いられる(a)硫酸アルミニウ
ムは、aAl2O3・bSO3・cH2Oなる基本化学式で表されるも
のであり、特にa:b=1:3、すなわちAl2(SO4)3
ベースにしたものが安定で製造も容易である。この硫酸
アルミニウム中には化学成分として通常製造される範囲
で混入してくる鉄成分等の不純物を含有していても差し
支えない。
The aluminum sulfate (a) used in the present invention is represented by a basic chemical formula of aAl 2 O 3 .bSO 3 .cH 2 O. In particular, a: b = 1: 3, that is, Al 2 ( Those based on SO 4 ) 3 are stable and easy to manufacture. This aluminum sulfate may contain impurities such as iron components which are mixed as a chemical component in a range normally produced.

【0008】(b)カルシウムスルホアルミネート焼成
物とは、アウイン(3CaO・3Al2O3・CaSO4)を主鉱物と
するCaO-Al2O3-SO3系組成物の焼成されたクリンカーで
あり、2CaO・SiO2、4CaO・Al2O3・Fe2O3等の副鉱物や、
他の微量成分を含んでいても構わないが、アウインの比
率が高いほど急硬性能上は望ましい。
(B) The calcined product of calcium sulfoaluminate is a clinker obtained by calcining a CaO—Al 2 O 3 —SO 3 composition mainly containing aauin (3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 ). There, and vice minerals such as 2CaO · SiO 2, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3,
Although other minor components may be included, the higher the ratio of the outer parts, the more desirable the rapid hardening performance.

【0009】本発明において、(a)硫酸アルミニウム
は水と混練されたセメントから溶出したカルシウムイオ
ンと反応し、針状のエトリンガイト(通常、3CaO・Al2O
3・3CaSO4・32H2Oと表記される)を生成し、硬化に寄与
するが、硫酸アルミニウムの溶解度が高いためその反応
は液相の反応として短時間に集中して生じやすい。一
方、(b)カルシウムスルホアルミネート焼成物中の主
成分であるアウインは、同様に水と混練されたセメント
から溶出したカルシウムイオンと反応し、針状のエトリ
ンガイトを生成すると同時に、アルミナゲル(Al(OH)3
ゲル)を生成することが知られている。ただしアウイン
は硫酸アルミニウムに比べて溶解度が低く、水和反応は
アウイン粒子表面で起こり、生成したエトリンガイドや
アルミナゲルが粒子表面を覆って以後の水和の進行を押
さえる働きをする。このためエトリンガイドの生成は硫
酸アルミニウムほど急激でなく、比較的おだやかに進行
する。また、生成したアルミナゲルが流動性のあるモル
タルやコンクリートに、適度にチクソ性のある粘性を付
与し、壁面への付着を良好にするものである。
In the present invention, (a) aluminum sulfate reacts with calcium ions eluted from cement kneaded with water to form acicular ettringite (usually 3CaO.Al 2 O).
3 · 3CaSO 4 · 32H generates 2 O and the notation), contributes to curing, prone to concentrate in a short time as a reaction of the reaction liquid phase due to the high solubility of aluminum sulfate. On the other hand, (b) Auin, which is the main component in the calcined product of calcium sulfoaluminate, reacts with calcium ions eluted from the cement similarly kneaded with water to form acicular ettringite, and at the same time, alumina gel (Al (OH) 3
Gel). However, Auin has a lower solubility than aluminum sulfate, and the hydration reaction occurs on the surface of the Auin particles, and the formed ettrine guide or alumina gel covers the particle surfaces and functions to suppress the progress of hydration thereafter. For this reason, the production of ettrine guides is not as abrupt as aluminum sulfate and proceeds relatively mildly. Further, the generated alumina gel imparts a moderately thixotropic viscosity to the fluid mortar or concrete, thereby improving the adhesion to the wall surface.

【0010】吹き付けコンクリートとしては、ただ急結
材が混合されたあと単純に瞬結すればいいというもので
はなく、たとえばコンクリートへの急結材の混合後、瞬
時に硬化しては急結材とコンクリートの混合が不十分で
あり、固まる部分と全く固まらない部分が生じてしま
う。また、うまく混合しても、壁面に到達する前に硬化
してしまうと、壁面への保持が悪くはね返って落ちてし
まう、いわゆるリバウンドが多くなり、吹き付け効率の
低下を招く。すなわち、良好な吹き付け性状のモルタ
ル、コンクリートは、急結材の混合直後にある程度の粘
性が付与されるが、著しい硬化はせず、時間とともに硬
化が進行していくものでなければならない。
[0010] Sprayed concrete does not simply involve instantaneous setting after the quick-setting material has been mixed. Insufficient mixing of concrete results in hardening and non-hardening parts. In addition, even if mixed well, if it is hardened before it reaches the wall surface, it is poorly held on the wall surface and rebounds, so-called rebound increases, resulting in a decrease in spraying efficiency. In other words, mortar and concrete having good spray properties have a certain degree of viscosity immediately after mixing of the quick-setting material, but do not undergo remarkable hardening and must be hardened over time.

【0011】本発明においては、(a)硫酸アルミニウ
ムと(b)カルシウムスルホアルミネート焼成物とを適
切な比率で混合することにより、付着性能が良好で、か
つ急結性の良好な急結材としたものである。すなわち、
(a)硫酸アルミニウムと(b)カルシウムスルホアル
ミネート焼成物の比率〔(a):(b)〕が重量比で9
9:1〜20:80の範囲が適切であり、更に望ましく
は90:10〜40:60の範囲である。(a)硫酸ア
ルミニウムが多すぎると混合直後の粘性が高すぎて吹き
付け性が悪くなり、また硬化速度も十分でない。一方、
(b)カルシウムスルホアルミネート焼成物が多すぎる
と、硬化速度が低下するので好ましくない。
In the present invention, by mixing (a) aluminum sulfate and (b) calcined calcium sulfoaluminate in an appropriate ratio, a quick-setting material having good adhesion performance and good quick-setting property. It is what it was. That is,
The weight ratio of (a): aluminum sulfate and (b) calcined calcium sulfoaluminate [(a) :( b)] is 9 by weight.
The range of 9: 1 to 20:80 is appropriate, and more preferably the range of 90:10 to 40:60. (A) If the amount of aluminum sulfate is too large, the viscosity immediately after mixing is too high, so that the spraying property is poor and the curing speed is not sufficient. on the other hand,
(B) If the calcined calcium sulfoaluminate is too large, the curing rate is undesirably reduced.

【0012】また、(a)硫酸アルミニウムとしては、
結晶水が多いものが好ましく、結晶水が6以下の硫酸ア
ルミニウムを使用した場合硬化速度が十分でない傾向に
あり、結晶水が8以上の場合、すなわちAl2(SO4)3・xH2
O(x=15〜18)及び/又はAl2(SO4)3・yH2O(y=
8〜10)であるものを使用した場合、より良好な急結
性能が得られる。
Further, (a) as aluminum sulfate,
It is preferable that the amount of water of crystallization is large. When aluminum sulfate having water of crystallization of 6 or less is used, the curing rate tends to be insufficient. When the amount of water of crystallization is 8 or more, that is, Al 2 (SO 4 ) 3 .xH 2
O (x = 15-18) and / or Al 2 (SO 4 ) 3 .yH 2 O (y =
8-10), better quick-setting performance can be obtained.

【0013】(b)カルシウムスルホアルミネート焼成
物は、その化学組成範囲を、重量%で、CaO 30〜5
0、Al2O3 30〜55、SO3 7〜32、SiO2 ≦14、F
e2O3≦14とすることにより優れた急結性能が得られ、
より望ましくは、CaO 33〜43、Al2O3 40〜53、
SiO3 10〜23、SiO2 ≦7、Fe2O3 ≦7である。
(B) The calcined product of calcium sulfoaluminate has a chemical composition range of 30 to 5% by weight of CaO.
0, Al 2 O 3 30-55, SO 3 7-32, SiO 2 ≦ 14, F
Excellent quick-setting performance is obtained by setting e 2 O 3 ≦ 14,
More preferably, CaO 33-43, Al 2 O 3 40-53,
SiO 3 10 to 23, a SiO 2 ≦ 7, Fe 2 O 3 ≦ 7.

【0014】更に(b)カルシウムスルホアルミネート
焼成物は、その粒度を調整することにより更に性能を向
上させることができる。すなわち、比表面積を2000
〜7500cm2/g、より望ましくは3500〜650
0cm2/gとすることで、適切な凝結硬化速度を有する
急結材とすることができる。
Further, the performance of the calcined calcium sulfoaluminate (b) can be further improved by adjusting the particle size. That is, the specific surface area is 2000
77500 cm 2 / g, more preferably 3500 to 650
By setting it to 0 cm 2 / g, a quick setting material having an appropriate setting and hardening rate can be obtained.

【0015】更に、本発明においては、前記(a)硫酸
アルミニウム及び(b)カルシウムスルホアルミネート
焼成物に加えて、石膏、石灰、水酸化アルミニウムの中
から選ばれる1種以上を適当量混合することで、より性
能の優れた急結材とすることができる。すなわち、石膏
は水と混練されたモルタル、コンクリートのセメントペ
ースト中の硫酸イオンの補填に有効であり、石灰は初期
のカルシウムイオン濃度を高く保ち、急結材の反応を活
発化させる。水酸化アルミニウムはアルミニウム成分の
補填に有効である。しかし、これら副成分の過剰の添加
は硫酸アルミニウム及びカルシウムスルホアルミネート
焼成物の量を低下させることとなり、結果として急硬性
の低下を招く。また、セメントペースト中の成分として
は、カルシウムイオン、硫酸イオン、アルミニウム成分
のバランスも必要なため、単一成分のみの多量添加は有
効ではない。すなわち(a)硫酸アルミニウム及び
(b)カルシウムスルホアルミネート焼成物の合計量1
00重量部に対し、これら成分の添加量は5〜100重
量部が適切であって、更には個々の量として50重量部
以下が適切である。
Further, in the present invention, in addition to (a) aluminum sulfate and (b) calcined calcium sulfoaluminate, at least one selected from gypsum, lime and aluminum hydroxide is mixed in an appropriate amount. Thereby, a quick-setting material having better performance can be obtained. That is, gypsum is effective for supplementing sulfate ions in mortar and concrete cement paste mixed with water, and lime keeps the initial calcium ion concentration high and activates the reaction of the quick-setting material. Aluminum hydroxide is effective in supplementing the aluminum component. However, excessive addition of these subcomponents will reduce the amount of the calcined product of aluminum sulfate and calcium sulfoaluminate, and as a result, the rapid hardening will be reduced. In addition, as a component in the cement paste, a balance of calcium ion, sulfate ion, and aluminum component is also required, so that addition of a single component in a large amount is not effective. That is, the total amount of (a) aluminum sulfate and (b) calcined calcium sulfoaluminate is 1
With respect to 00 parts by weight, the addition amount of these components is suitably 5 to 100 parts by weight, and more preferably 50 parts by weight or less as an individual amount.

【0016】石膏としては二水石膏、半水石膏、無水石
膏が利用できるが、溶解速度の点で無水石膏が最も望ま
しい。石灰としては、溶解性の高い生石灰や消石灰が利
用できる。水酸化アルミニウムとしてはギブサイト、ベ
ーマイトなどの結晶性水酸化アルミニウムのほか、非晶
質の水酸化アルミニウムも使用でき、特に非晶質の水酸
化アルミニウムは良好な性能を示す。
As gypsum, gypsum dihydrate, hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum can be used, but anhydrous gypsum is most preferable in terms of dissolution rate. As the lime, quick lime or slaked lime having high solubility can be used. As aluminum hydroxide, besides crystalline aluminum hydroxide such as gibbsite and boehmite, amorphous aluminum hydroxide can be used. In particular, amorphous aluminum hydroxide exhibits good performance.

【0017】なお、本発明の急結材をモルタル、コンク
リートに使用するにあたっては、通常の吹き付けモルタ
ル、コンクリートに使用される減水剤、AE剤等の各種
混和剤や、強度増進材や増粘材等の混和材を併用しても
差し支えない。
When the quick-setting material of the present invention is used for mortar and concrete, various admixtures such as a water-reducing agent and an AE agent used for ordinary spray mortar and concrete, a strength-enhancing material and a thickening material are used. Admixtures such as may be used in combination.

【0018】本発明の急結材は、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
付け施工する目的で使用されるものであり、その使用方
法は特に制限されず、吹き付け直前に本発明急結材とモ
ルタル、コンクリート等とを混合して吹き付けすればよ
い。
The quick-setting material of the present invention is used for the purpose of spraying cement mortar or concrete onto a ceiling or a wall such as a tunnel or a pier, and the method of use is not particularly limited. What is necessary is just to mix and spray the quick-setting material of the present invention and mortar, concrete or the like.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
The present invention is not limited by these.

【0020】製造例 工業原料の石灰石、アルミナ、石膏、珪砂、酸化鉄を粉
砕したのち、それぞれ表1に示す(イ)又は(ロ)の化
学組成となるように混合して、ロータリー・キルンで焼
点温度1300℃で焼成し、カルシウムスルホアルミネ
ートクリンカーを得た。これをロールクラッシャーで粗
砕したのち、ボールミルでブレーン比表面積がクリンカ
ー(イ)は2000、5000、又は8000cm2/g
となるように、クリンカー(ロ)は5000cm2/gと
なるように粉砕して、カルシウムスルホアルミネート焼
成物とした。一方、硫酸アルミニウムとして市販の硫酸
アルミニウム(18水塩と9水塩の混合物、平均13水
塩)(ハ)と、これを加熱し一部脱水したもの(平均
5.3水塩)(ニ)を使用した。また、石膏として無水
石膏、石灰として市販の消石灰、水酸化アルミニウムと
してギブサイトを使用した。
Production Example After crushing industrial materials such as limestone, alumina, gypsum, silica sand, and iron oxide, they are mixed so as to have the chemical composition of (a) or (b) shown in Table 1, respectively, and then mixed with a rotary kiln. Calcination was performed at a firing point of 1300 ° C. to obtain a calcium sulfoaluminate clinker. After crushing this with a roll crusher, the specific surface area of the clinker is 2,000, 5,000, or 8,000 cm 2 / g by a ball mill.
The clinker (b) was pulverized to 5000 cm 2 / g to obtain a calcined calcium sulfoaluminate. On the other hand, commercially available aluminum sulfate (a mixture of 18 and 9 hydrates, average 13 hydrates) as aluminum sulfate (c), and partially dehydrated by heating (5.3 hydrate on average) (d) It was used. Further, anhydrous gypsum was used as gypsum, slaked lime commercially available as lime, and gibbsite was used as aluminum hydroxide.

【0021】この硫酸アルミニウム(AS)、カルシウ
ムスルホアルミネート焼成物(CSA)、無水石膏(C
S)、消石灰(CH)及び水酸化アルミニウム(AH)
を表2に示す重量比率で混合した。表2中、比較例4と
しては、従来から知られているシリカゾルを用いた。
The aluminum sulfate (AS), calcined calcium sulfoaluminate (CSA), and anhydrous gypsum (C
S), slaked lime (CH) and aluminum hydroxide (AH)
Were mixed at the weight ratios shown in Table 2. In Table 2, as Comparative Example 4, a conventionally known silica sol was used.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】試験例 急結性能の評価として、水/セメント比0.4のセメン
トペーストによるプロクター貫入抵抗値を測定した。急
結材添加量はセメント100重量部に対し、12重量部
とした。また、水との混練から10秒後までのペースト
の性状を目視により観察し、4段階で評価した。得られ
た結果を表3に示す。
Test Example As an evaluation of quick-setting performance, the penetration resistance of a proctor with a cement paste having a water / cement ratio of 0.4 was measured. The addition amount of the quick setting material was 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement. Further, the properties of the paste up to 10 seconds after kneading with water were visually observed and evaluated on a four-point scale. Table 3 shows the obtained results.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】表3から明らかなように、本発明の急結材
は、混練直後のペーストの性状が良好であり、かつ急結
性能に優れていることがわかる。特に、硫酸アルミニウ
ムとして5.3水和物を用いた場合に比べ、8〜10水
和物及び16〜18水和物を用いた場合の急結性能は顕
著であった。
As is evident from Table 3, the quick-setting material of the present invention has good properties of the paste immediately after kneading and excellent quick-setting performance. In particular, the quick-setting performance when using 8 to 10 hydrates and 16 to 18 hydrates was remarkable as compared with the case where 5.3 hydrate was used as aluminum sulfate.

【0027】これに対し、シリカゾルではほとんどプロ
クター貫入抵抗値が発現せず、その他の比較例2及び3
もプロクター貫入抵抗値が非常に低く、いずれも急結材
としては不十分なものであった。また、硫酸アルミニウ
ムのみの比較例1では、プロクター貫入抵抗値は発現す
るが、初期のこわばりによる流動性の低下が大きく、非
常に使いにくい性状であった。
On the other hand, silica sol hardly exhibited a proctor penetration resistance, and other Comparative Examples 2 and 3
In addition, the resistance to penetration of the proctor was very low, and none of them were sufficient as quick-setting materials. In Comparative Example 1 using only aluminum sulfate, the resistance to penetration by the proctor was exhibited, but the fluidity was greatly reduced due to the initial stiffness, and it was very difficult to use.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、アルカリを含まない
か、その含有量が極めて少ないアルカリフリー急結材で
あっても良好な短期硬化性能を発現し、吹き付け性状に
優れた急結材が得られる。
According to the present invention, even if the alkali-free quick-setting material contains no alkali or has a very small content, a quick-setting material exhibiting good short-term curing performance and excellent in spraying properties can be obtained. can get.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 副田 孝一 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 西 和紀 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 株式会 社小野田佐倉研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Koichi Soeda, Inventor 2-4-2 Daisaku, Sakura-shi, Chiba Prefecture Chinobu Onoda Noda Central Research Laboratory (72) Inventor Waki Nishi 2-4-2, Daisaku, Sakura-shi, Chiba Prefecture No. Inside the Onoda Sakura Research Laboratories

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)硫酸アルミニウム及び(b)カル
シウムスルホアルミネート焼成物を重量比で(a):
(b)=99:1〜20:80の範囲で含有することを
特徴とするセメント用急結材。
(1) A weight ratio of (a) aluminum sulfate and (b) a calcined product of calcium sulfoaluminate:
(B) A quick-setting material for cement, which is contained in the range of 99: 1 to 20:80.
【請求項2】 (a)硫酸アルミニウムが、Al2(SO4)3
・xH2O(x=15〜18)及び/又はAl2(SO4)3・yH2O
(y=8〜10)である請求項1記載のセメント用急結
材。
2. The method according to claim 1, wherein (a) the aluminum sulfate is Al 2 (SO 4 ) 3
· XH 2 O (x = 15~18 ) and / or Al 2 (SO 4) 3 · yH 2 O
The quick-setting material for cement according to claim 1, wherein (y = 8 to 10).
【請求項3】 (b)カルシウムスルホアルミネート焼
成物の化学組成が、 CaO 30〜50重量% Al23 30〜55重量% SO3 7〜32重量% SiO2 ≦14重量% Fe23 ≦14重量% の範囲である請求項1又は2記載のセメント用急結材。
The chemical composition of wherein (b) Calcium sulfoaluminate baked product, CaO 30 to 50 wt% Al 2 O 3 30 to 55 wt% SO 3 seven to thirty-two wt% SiO 2 ≦ 14 wt% Fe 2 O 3. The quick setting material for cement according to claim 1, wherein the content is in a range of 3 ≦ 14% by weight.
【請求項4】 (b)カルシウムスルホアルミネート焼
成物の粉末度が、比表面積で2500〜7500cm2
gの範囲である請求項1〜3のいずれか1項記載のセメ
ント用急結材。
4. The fineness of the calcined product of (b) calcium sulfoaluminate has a specific surface area of 2,500 to 7,500 cm 2 /
The quick-setting material for cement according to any one of claims 1 to 3, which is in a range of g.
【請求項5】 (a)硫酸アルミニウムと(b)カルシ
ウムスルホアルミネート焼成物の合計量100重量部に
対し、石灰、石膏及び水酸化アルミニウムから選ばれる
1種以上からなる成分を合計5〜100重量部添加し、
かつ石膏、石灰及び水酸化アルミニウムそれぞれ単独で
は50重量部以下である請求項1〜4のいずれか1項記
載のセメント用急結材。
5. A total of 5 to 100 components of at least one selected from lime, gypsum and aluminum hydroxide, based on 100 parts by weight of the total of (a) aluminum sulfate and (b) calcined calcium sulfoaluminate. Parts by weight,
The quick-setting material for cement according to any one of claims 1 to 4, wherein each of gypsum, lime and aluminum hydroxide alone is 50 parts by weight or less.
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