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JP-2026077343-A - 焼成物及び粉末状セメント組成物

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Abstract

【課題】ＣＯ ２ 排出原単位が小さく、脱型時及び炭酸化養生後の強度発現性に優れ、かつ、硬化前の流動性に優れた焼成物及び該焼成物を含む粉末状セメント組成物を提供する。 【解決手段】ボーグ式を用いて算出した値として、Ｃ ３ Ｓの値が－３０～５質量％であり、Ｃ ２ Ｓの値が６０～９５質量％であり、Ｃ ３ Ａの値とＣ ４ ＡＦの値の合計が１５～４０質量％である焼成物。該焼成物及び石膏を含む粉末状セメント組成物であって、上記粉末状セメント組成物中の上記石膏の割合がＳＯ ３ 換算で１．０～６．０質量％である粉末状セメント組成物。 【選択図】なし

Inventors

  • 渡辺 泰樹
  • 小林 和揮
  • 扇 嘉史
  • 細川 佳史

Assignees

  • 太平洋セメント株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (8)

  1. ボーグ式を用いて算出した値として、Ｃ ３ Ｓの値が－３０～５質量％であり、Ｃ ２ Ｓの値が６０～９５質量％であり、Ｃ ３ Ａの値とＣ ４ ＡＦの値の合計が１５～４０質量％であることを特徴とする焼成物。
  2. さらに、ワラストナイトを０．１～１０．０質量％の割合で含む請求項１に記載の焼成物。
  3. 請求項１又は２に記載の焼成物及び石膏を含む粉末状セメント組成物であって、 上記粉末状セメント組成物中の上記石膏の割合がＳＯ ３ 換算で０．５～６．０質量％である粉末状セメント組成物。
  4. さらに、ポルトランドセメントクリンカを含み、 上記粉末状セメント組成物中の上記焼成物の割合が１０～８０質量％である請求項３に記載の粉末状セメント組成物。
  5. さらに、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、焼成粘土、及び火山ガラス微粉末から選ばれる少なくとも１種以上を含む請求項３に記載の粉末状セメント組成物。
  6. 請求項３に記載の粉末状セメント組成物、骨材、及び水を含む水硬性組成物。
  7. さらに、セメント混和剤を含む請求項６に記載の水硬性組成物。
  8. 上記水硬性組成物が、炭酸化硬化体である請求項６に記載の水硬性組成物。

Description

本発明は、焼成物、及び、該焼成物を含む粉末状セメント組成物に関する。 現在、地球温暖化の抑制のため、二酸化炭素の排出量の低減が重要な課題になっている。 セメント質硬化体の製造における、二酸化炭素の排出量を低減する方法として、セメント質硬化体の養生過程において二酸化炭素を吸収させることにより、セメント質硬化体を得るまでに排出される二酸化炭素の総量を低減する方法が知られている。 養生過程において多量の二酸化炭素を吸収することにより、排出される二酸化炭素の総量を大幅に低減することができるセメント質硬化体として、特許文献１には、（Ａ）ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末、及び、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、（Ｂ）水、及び、（Ｃ）骨材、を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなることを特徴とするセメント質硬化体が記載されている。 また、特許文献２には、（Ａ）Ｃ２Ｓ１００質量部に対して、Ｃ２ＡＳを１０～２００質量部含有し、かつ、Ｃ３Ａの含有量が２０質量部以下である焼成物の粉砕物と、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物と、（Ｂ）水と、（Ｃ）骨材、の各材料を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなることを特徴とするセメント質硬化体が記載されている。 特開２０１６－１５３３５７号公報特開２０１６－４７７８８号公報 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 ［使用材料］ （１）焼成物Ａ～Ｆ；焼成物の化学組成、リートベルト法を用いて定量したＣ２Ｓ等の鉱物組成の値、及びボーグ式で算出したＣ３Ｓ等の値を表１～３に示す。なお、光学顕微鏡を用いて焼成物Ａ～Ｆを確認したところ、いずれの焼成物にもＣ３Ｓは含まれていなかった。 （２）普通ポルトランドセメント（表５～６中、「ＯＰＣ」と示す。）；太平洋セメント社製、石膏の含有率（ＳＯ３換算：１．１６質量％、二水石膏：０．２７質量％、半水石膏：０．８９質量％）、普通ポルトランドセメントに含まれる普通ポルトランドセメントクリンカのＣＯ２排出原単位：５１２．４ｋｇ－ＣＯ２／トン （３）石膏粉末；半水化率：８０％ （４）細骨材；標準砂 （５）セメント混和剤Ａ；ＡＥ減水剤、ポゾリスソリューションズ社製、商品名「マスターポリヒード１５Ｓ」 （６）セメント混和剤Ｂ；空気量調整剤、ポゾリスソリューションズ社製、商品名「マスターエア４０４」 （７）セメント混和剤Ｃ；凝結遅延剤、クエン酸 ［実施例１～４、比較例１］ 表４に示す種類の焼成物と表４に示す量の石膏を混合して混合物ａ～ｅ（本願発明の粉末状セメント組成物に該当するもの）を調製した。また、混合物ａ～ｅのブレーン比表面積、全ＳＯ３の含有率を表４に示す。 混合物（粉末状セメント組成物）９０ｇと、細骨材２７０ｇと、水４５ｇとを、容量約１リットルの練り鉢を用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７（セメントの物理試験方法）」に準拠して混練した。より具体的には、混合物９０ｇと水４５ｇを練り鉢内に投入した後、ホバート社製のミキサを用いて、低速で３０秒間混練し、細骨材２７０ｇを練り鉢内に投入して、低速で３０秒間混練し、さらに、高速で３０秒間混練した。次いで、１５秒間かけて練り鉢内の内壁に付着した混練物を掻き落とした後、７５秒間静置し、高速で６０秒間混練することで混練物を得た。 なお、実施例１～３について、セメント混和剤Ａ、セメント混和剤Ｂ、及びセメント混和剤Ｃを、焼成物と石膏の合計１００質量部に対して、各々、１．０質量部、０．０１質量部、及び０．２１質量部となる量で添加した。 得られた混練物を、二つの型枠（２×２×３ｃｍ、６連）に打設した後、テーブルバイブレーターを用いて３０秒間振動を加えた。 二つの型枠のうち、一方の型枠は、養生槽内に静置した後、養生槽内の温度を２０℃で４時間保持した後、養生槽内が６５℃になるまで、昇温速度２０℃／時間の条件で昇温し、最高温度（６５℃）を４時間保持した後、養生槽内が２０℃になるまで、降温速度４．５℃の条件で降温した後、材齢２４時間に達するまで養生槽内で養生を行った後、脱型を行った。 他方の型枠は、最高温度が９０℃であり、降温速度が５．６℃／時間である以外は上述した一方の型と同様にして養生し、脱型を行った。 脱型後の供試体について、成形したときの両側面が加圧面となるように、２×２×３ｃｍに対応した専用の治具をセットし、荷重用加圧板を用いて、供試体中央部に毎秒６００±５０Ｎの割合で載荷して最大荷重を測定した。測定された最大荷重から、以下の式を用いて供試体の圧縮強度を算出した。 圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）＝最大荷重（Ｎ）／４００（ｍｍ２） 各々の結果を表４に示す。 なお、比較例１の供試体は、硬化が不十分であったため、脱型をすることができなかった。 表４から、比較例１では、脱型できない（硬化していない）のに対して、実施例１～４では、脱型時の圧縮強度が、脱型できる程度に十分な大きさであったことがわかる。 ［実施例５～８、比較例２～３］ 焼成物Ｆと石膏を混合して混合物ｆを調製した。混合物ｆ中の石膏のＳＯ３換算の割合は１．０質量％であった。 表５に示す種類及び配合割合となる混合物（実施例１～４、比較例１で調製した混合物ａ～ｅ、及び、上記混合物ｆ）と普通ポルトランドセメントを混合して粉末状セメント組成物を調製した。得られた粉末状セメント組成物９０ｇと、細骨材２７０ｇと、水４５ｇとを、容量約１リットルの練り鉢を用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７（セメントの物理試験方法）」に準拠して混練した。各材料の混練方法は、実施例１と同様にした。 なお、実施例５～７について、セメント混和剤Ａ、セメント混和剤Ｂ、及びセメント混和剤Ｃを、混合物と普通ポルトランドセメントの合計１００質量部に対して、各々、１．０質量部、０．０１質量部、及び０．２１質量部となる量で添加した。 得られた混練物を、二つの型枠（２×２×３ｃｍ、６連）に打設した後、テーブルバイブレーターを用いて３０秒間振動を加えた。 二つの型枠のうち、一方の型枠は、養生槽内に静置した後、養生槽内の温度を２０℃で４時間保持した後、養生槽内が６５℃になるまで、昇温速度２０℃／時間の条件で昇温し、最高温度（６５℃）を４時間保持した後、養生槽内が２０℃になるまで、降温速度４．５℃の条件で降温した後、材齢２４時間に達するまで養生槽内で養生を行った。次いで、脱型を行い、脱型後の供試体について、３０℃、相対湿度６０％、二酸化炭素濃度８０体積％の養生槽内で４８時間炭酸化養生を行った。 二つの型枠のうち、他方の型枠は、養生槽内に静置した後、養生槽内の温度を２０℃で４時間保持した後、養生槽内が９０℃になるまで、昇温速度２０℃／時間の条件で昇温し、最高温度（９０℃）を４時間保持した後、養生槽内が２０℃になるまで、降温速度４．５℃の条件で降温した後、材齢２４時間に達するまで養生槽内で養生を行った。次いで、脱型を行い、脱型を行った。脱型後の供試体について、３０℃、相対湿度６０％、二酸化炭素濃度８０体積％の養生槽内で４８時間炭酸化養生を行った。 蒸気養生後の供試体、及び、炭酸化養生後の供試体について、成形したときの両側面が加圧面となるように、２×２×３ｃｍに対応した専用の治具をセットし、荷重用加圧板を用いて、供試体中央部に毎秒６００±５０Ｎの割合で載荷して最大荷重を測定した。測定された最大荷重から、上述の式を用いて供試体の圧縮強度を算出した。 粉末状セメント組成物に含まれる石膏の割合、及び、各々の結果を表５に示す。 なお、表５中、「－」は、実験を行わなかったことを示す。 表５から、実施例５～８の脱型時の圧縮強度は、比較例２～３よりも大きく、かつ、炭酸化養生後の圧縮強度は、比較例２よりも大きいことがわかる。 ［実施例９～１３］ 混合物ａ（実施例１で調製したもの）と普通ポルトランドセメントを、表６に示す配合割合で混合して粉末状セメント組成物を調製した。得られた粉末状セメント組成物９０ｇと、細骨材２７０ｇと、水４５ｇとを、容量約１リットルの練り鉢を用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７（セメントの物理試験方法）」に準拠して混練した。各材料の混練方法は、実施例１と同様にした。 なお、実施例１３については、セメント混和剤Ａ、セメント混和剤Ｂ、及びセメント混和剤Ｃを、焼成物と普通ポルトランドセメントの合計１００質量部に対して、各々、１．０質量部、０．０１質量部、及び０．２１質量部となる量で添加した。 得られた混練物について、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５（セメントの物理試験方法）」に準拠して、１５回の落下運動を行い、フロー値を測定した。フロー値は二回測定した。 結果を表６に示す。 表６の実施例９～１２の比較から、普通ポルトランドセメントの配合割合が大きくなれば、フロー値も大きくなることがわかる。 また、実施例１３の結果から、粉末状セメント組成物がセメント混和剤を含むことで、普通ポルトランドセメントの配合割合が小さい場合であっても、フロー値を大きくしうることがわかる。