(57)【要約】  【課題】  セメントの硬化を阻害、遅延する硬化阻害成分が混入した場合にも、セメントの水和反応による硬化が迅速にもたらされるように、セメントの硬化阻害成分を吸着して硬化阻害を抑制するセメントの硬化阻害成分吸着材と、その硬化阻害成分吸着材を混入することで、セメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造する方法に関し、  従来の洗浄手段を用いる方法、木質補強材を被覆する手段を用いる方法、硬化促進剤を用いる方法のような種々の問題点がなく、硬化阻害抑制のための処理作業を簡単に行なうことのできるセメントの硬化阻害成分吸着材を提供することを課題とする。  【解決手段】  セメントと、該セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物に混入されて、前記硬化阻害成分を吸着するセメントの硬化阻害成分吸着材であって、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、該セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物に混入されて、前記硬化阻害成分を吸着するセメントの硬化阻害成分吸着材であって、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有することを特徴とするセメントの硬化阻害成分吸着材。
【請求項２】
硬化阻害成分含有物質が、パルプ、木片、木毛等の木質補強材である請求項１記載のセメントの硬化阻害成分吸着材。
【請求項３】
セメントと、該セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物を硬化させてセメント硬化体を製造するセメント硬化体の製造方法において、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有するセメントの硬化阻害成分吸着材を、前記セメント組成物に混入して、前記硬化阻害成分含有物質から溶出される硬化阻害成分を前記硬化成分吸着材に吸着させることによりセメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造することを特徴とするセメント硬化体の製造方法。
【請求項４】
硬化阻害成分含有物質が、パルプ、木片、木毛等の木質補強材である請求項３記載のセメント硬化体の製造方法。
【請求項５】
セメント硬化体を製造する際、木質補強材を解繊し且つ解繊時に硬化阻害成分吸着材を添加し、解繊後にセメントを混合する請求項４記載のセメント硬化体の製造方法。
【請求項６】
硬化阻害成分吸着材が、乾燥重量ベースでセメント組成物中に0.1 〜80重量％混入される請求項３乃至５のいずれかに記載のセメント硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントの硬化を阻害、遅延する硬化阻害成分が混入した場合にも、セメントの水和反応による硬化が迅速にもたらされるように、セメントの硬化阻害成分を吸着して硬化阻害を抑制するセメントの硬化阻害成分吸着材と、その硬化阻害成分吸着材を混入することで、セメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、セメント、骨材、並びにパルプ、木片、木毛等の木質補強材を主成分とするセメント硬化体を製造する際、これら木質補強材に含まれる成分の中には、セメントの硬化を阻害し、遅延を引き起こす硬化阻害成分が含まれているため、このようなセメント硬化体の強度が低下することがある。
【０００３】
硬化阻害成分としては、種々のものが知られているが、例えばフッ化物、リン酸塩、ホウ酸塩等の無機物、オキシカルボン酸類、ケトカルボン酸類、糖アルコール類、糖類等の有機物が挙げられる。
【０００４】
そこで、このようなセメントの硬化阻害を抑制するために、従来では、木質補強材を酸又はアルカリ等で処理し、セメントの硬化阻害成分を溶出、洗浄する方法、速硬系のセメント等で被覆する方法、或いは硬化促進剤を添加する方法等が実施され、或いは提案されていた。
【０００５】
セメントの硬化阻害成分を溶出、洗浄する方法は、たとえば下記特許文献１の従来技術等に記載されているが、この方法では、そのような処理を施してもセメントの硬化阻害を十分に抑制することが難しく、処理をする際に大量の排水が発生する等の問題点がある。  
【特許文献１】特公平７−102984号公報
【０００６】
また、速硬系のセメント等で被覆する方法としては、下記特許文献２に記載されたような方法があるが、先ず木質補強材を被覆する工程があり、その後、本練りの工程へ移行する手順となるため、作業が煩雑になるとともに、速硬系材料は可使時間の制御が大変になり難しいことからも、工程管理に手間がかかることなっていた。
【特許文献２】特開平６−87637号公報
【０００７】
さらに、硬化促進剤を添加する方法では、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、蟻酸塩、及び酢酸塩などが、硬化促進剤として使用されている。たとえば上記特許文献１には、前述の洗浄する方法に変えて、塩化カルシウム等を硬化促進剤として使用することが開示されている。
【０００８】
これらは、木質補強材から硬化阻害成分が溶出する前に、セメントの硬化を完了させることによって硬化阻害を抑制することを意図したものであるが、硬化阻害成分の影響が大きい場合、硬化促進剤では所望の時間内に硬化しないことがある。また、製造工程によっては、リサイクル液等に硬化促進剤が濃縮され、可使時間の制御が困難になる危険性があり、さらに、例えば塩化物を用いた場合等は発錆の危険性がある等、必ずしも有効な対策とはいえない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決しうるもので、上記従来の洗浄手段を用いる方法、木質補強材を被覆する手段を用いる方法、硬化促進剤を用いる方法のような種々の問題点がなく、硬化阻害抑制のための処理作業を簡単に行なうことのできるセメントの硬化阻害成分吸着材を提供することを課題とする。
【００１０】
本発明者等は、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上という非常に大きい比表面積を有し、且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物粉体は、木質補強材から溶出する硬化阻害成分に対して非常に高い吸着性を有しており、セメント硬化体を製造する際にこのケイ酸カルシウム水和物粉体を添加することによって、硬化阻害がほぼ完全に抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、セメントの硬化阻害成分吸着材に係る請求項１記載の発明は、セメントと、該セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物に混入されて、前記硬化阻害成分を吸着するセメントの硬化阻害成分吸着材であって、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有することを特徴とする。
【００１２】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載のセメントの硬化阻害成分吸着材において、硬化阻害成分含有物質が、パルプ、木片、木毛等の木質補強材であることを特徴とする。      
【００１３】
さらにセメント硬化体の製造方法に係る請求項３記載の発明は、セメントと、該セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物を硬化させてセメント硬化体を製造するセメント硬化体の製造方法において、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有するセメントの硬化阻害成分吸着材を、前記セメント組成物に混入して、前記硬化阻害成分含有物質から溶出される硬化阻害成分を前記硬化阻害成分吸着材に吸着させることによりセメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造することを特徴とする。
【００１４】
さらに請求項４記載の発明は、請求項３記載のセメント硬化体の製造方法において、硬化阻害成分含有物質が、パルプ、木片、木毛等の木質補強材であることを特徴とする。
さらに請求項５記載の発明は、請求項４記載のセメント硬化体の製造方法において、セメント硬化体を製造する際、木質補強材を解繊し且つ解繊時に硬化阻害成分吸着材を添加し、解繊後にセメントを混合することを特徴とする。
【００１５】
さらに請求項６記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載のセメント硬化体の製造方法において、硬化阻害成分吸着材が、乾燥重量ベースでセメント組成物中に0.1 〜80重量％混入されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述のように、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有するセメントの硬化阻害成分吸着材をセメント組成物に混入して、硬化阻害成分含有物質から溶出される硬化阻害成分を前記硬化阻害成分吸着材に吸着させることによりセメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造する方法であるため、上述のようなセメントの硬化阻害成分吸着材を添加するだけの簡単な作業で、排水を出す等の従来の不都合を生じさせることなく、セメントの硬化阻害を抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
一実施形態のセメントの硬化阻害成分吸着材は、ＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物からなる。この硬化阻害成分吸着材は、セメントと、セメントの硬化を阻害する硬化阻害成分を含有する硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物に混入されて使用されるものである。
【００１８】
ここで硬化阻害成分含有物質とは、たとえばパルプ、木片、木毛等の木質補強材のようなものである。非常に大きい比表面積を有するケイ酸カルシウム水和物粒子は、通常、多孔質構造を有するものであり、木質補強材に含まれる硬化阻害成分となる各種有機化合物を、ケイ酸カルシウム水和物の表面及び細孔内に吸着する。またケイ酸カルシウムは、不燃性であり、しかも安価である。
【００１９】
ケイ酸カルシウム水和物は、比表面積が30m2/g以上であることが必要である。ケイ酸カルシウム水和物の比表面積が30m2/gより小さい場合には、木質補強材に含まれる硬化阻害成分を吸着する性能が十分に発揮されないこととなるからである。硬化阻害成分を吸着する性能を十分に発揮させる観点からは、50m2/g程度以上であることがより好ましい。ここで比表面積は、Ｎ2 ガスの吸着量に基づいて求めたＢＥＴ法による比表面積である。
【００２０】
この硬化阻害成分吸着材には、ケイ酸カルシウム水和物以外のものが含まれていてもよい。
【００２１】
ケイ酸カルシウム水和物の製造方法については特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート廃材から骨材部分を除去した後、破砕機等で破砕、粉砕し、必要に応じて分級する方法の他、生コンクリートプラント或いはプレキャストコンクリートプラントなどで発生するスラッジを必要に応じて乾燥、粉砕し、分級する方法等が挙げられる。
【００２２】
スラッジ水の水分を蒸発させるなどして、セメント硬化体に含まれる硬化阻害物質を吸着するに十分なスラッジ量が含まれる濃度に調整したスラッジ水をセメント硬化体の混練水として用いることもできる。
【００２３】
一実施形態のセメント硬化体の製造方法は、上記のようなＢＥＴ比表面積が30m2/g以上であり且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．２〜４．０であるケイ酸カルシウム水和物を含有するセメントの硬化阻害成分吸着材を、セメントと、上記木質補強材のような硬化阻害成分含有物質とを含むセメント組成物に混入して、硬化阻害成分含有物質から溶出される硬化阻害成分を、前記硬化阻害成分吸着材に吸着させることによりセメントの硬化阻害を抑制しつつセメント硬化体を製造する方法である。
【００２４】
硬化阻害成分吸着材を混入するには、特に制限はないが、セメント組成物中の硬化阻害成分を吸着できる実質的な有効量以上とし、またセメント硬化体に要求される所定強度を満足するセメント、その他の成分量を確保した上で、その残余の量を硬化阻害成分吸着材量の最大許容量とすればよい。尚、本発明の硬化阻害成分吸着材は、硬化体強度に対する悪影響が少ないので、硬化阻害成分吸着のための必要量よりも過剰であっても問題はない。
【００２５】
具体的には、乾燥重量ベースで、セメント組成物中に0.1 〜80重量％混入されることが望ましい。セメント、骨材（細骨材、フライアッシュ、スラグ、炭酸カルシウム等の無機質粉体を含む）、及び木質補強材（パルプ、木片、木毛など）を主成分とする、セメント硬化体の製造にあたって、木質補強材と混練水、或いは木質補強材と混練水の一部を解繊の目的などで事前に混合する場合に、上記実施形態の吸着材を添加してもよいし、事前に混合したものにセメントなどが投入される、いわゆる本練りの際に添加してもよく、全材料を一括投入する場合には、その際に添加してもよい。事前に混合するときに添加するのが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２６】
事前に混合する場合には、木質補強材を解繊する工程において硬化阻害成分吸着材を添加し、解繊後にセメント及び骨材が混合される。このようなセメント硬化体は、本練り時の添加でも効果が十分期待される。本練りで効果が期待できることからも明らかなように、事前混合時に添加した場合には、効果の発現が早く、また添加率も少なくて済む。
【００２７】
硬化阻害物質を吸着させて影響をなくす作用を供する材料であるため、セメント硬化体に使用されるセメントの種類は問わない。通常使用されているセメントを用いればよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２９】
（実施例１）  
本実施例の硬化阻害成分吸着材は、ケイ酸カルシウム水和物からなるもので、ＢＥＴ比表面積が40m2/gであり、且つＣａ／Ｓｉのモル比が２．０である。
【００３０】
この硬化阻害成分吸着材を添加するセメント組成物として、次の組成からなるものを準備した。
成分                            配合量
セメント                          １９５ｇ
高炉スラグ微粉末                  ２９２ｇ
フライアッシュ                    １４５ｇ
パルプ                              １６．５ｇ
水                                ４１２．５ｇ
【００３１】
セメントとしては、住友大阪セメント株式会社製の普通ポルトランドセメントを用いた。また、高炉スラグ微粉末としては、名古屋エスメント社製のものを用い、フライアッシュとしては、テクノ中部社製のものを用いた。さらに、パルプは新聞紙を破砕して用い、水は上水道水を用いた。尚、高炉スラグ微粉末及びフライアッシュは骨材として用いられ、パルプは木質補強材として用いられるものである。
【００３２】
本実施例の硬化阻害成分吸着材を上記セメント組成物に添加して混練する方法を説明すると、先ず粉砕機にパルプ及び水を投入し、４分間解繊する。次にポリ容器に解繊したパルプを入れ、粉体及び硬化阻害成分吸着材を投入し、ハンドミキサーで２分間混練する。次にこの混練物を、φ50×100mmの簡易型枠に成形し、85℃、５時間の蒸気養生を行なう。その後、１時間放冷した後、圧縮強度を測定した。
【００３３】
比較例として、ＢＥＴ比表面積が16m2/gであり、且つＣａ／Ｓｉのモル比が０．２であるゼオライトと（比較例１）、ＢＥＴ比表面積が27m2/gであり、且つＣａ／Ｓｉのモル比が１．０であるゾノトライト（比較例２）とを準備し、上記実施例１の硬化阻害成分吸着材と同様の方法で同様の組成のセメント組成物に添加、混練した。また、硬化阻害成分吸着材を添加しないセメント組成物（プレーン）についても同様に圧縮強度を測定した。
【００３４】
圧縮強度の測定結果を次表１に示す。
【表１】
2005281038.tif 000002
【００３５】
表１からも明らかなように、実施例１の硬化阻害成分吸着材は、プレーン、比較例１及び２に比べて圧縮強度が非常に優れたものであった。従って実施例１の硬化阻害成分吸着材には、硬化阻害成分の吸着効果があることが認められた。
【００３６】
（実施例２）  
本実施例の硬化阻害成分吸着材も、上記実施例１と同様にケイ酸カルシウム水和物からなるものであるが、ＢＥＴ比表面積が異なる３種類のものを準備した。すなわちＢＥＴ比表面積が80m2/gのもの（実施例２−１）と、ＢＥＴ比表面積が53m2/gのもの（実施例２−２）と、ＢＥＴ比表面積が30m2/gのもの（実施例２−３）である。実施例２−２及び実施例２−３は生コンクリートスラッジ、実施例２−１は生コンクリートスラッジを粉砕、分級したものである。Ｃａ／Ｓｉのモル比は、実施例２−１、実施例２−２、実施例２−３のいずれも２．０である。
【００３７】
これら硬化阻害成分吸着材を添加するセメント組成物として、次の組成からなるものを準備した。
成分                            配合量
セメント                          １９５ｇ
高炉スラグ微粉末                  ２９２ｇ
フライアッシュ                    １４５ｇ
パルプ                              １９．８ｇ
水                                ４１２．５ｇ
【００３８】
セメントとしては、住友大阪セメント株式会社製の普通ポルトランドセメントを用いた。また、高炉スラグ微粉末としては、名古屋エスメント社製のものを用い、フライアッシュとしては、テクノ中部社製のものを用いた。さらに、パルプは新聞紙を破砕して用い、水は上水道水を用いた。
【００３９】
本実施例の硬化阻害成分吸着材を上記セメント組成物に添加して混練する方法は、実施例１の場合と同様に、解繊工程、硬化阻害成分吸着材の添加工程、混練工程、成形工程、養生工程を経てなされる。１時間放冷した後、圧縮強度を測定する点も実施例１と同様である。ただし実施例２−２の硬化阻害成分吸着材は、解繊工程において添加した場合についても圧縮強度の試験を行なった。
【００４０】
本実施例では、セメント組成物に対する各実施例の硬化阻害成分吸着材の添加率を変えて試験を行なった。添加率は、混練水を除くセメント組成物100 重量部に対して、0.1 重量部、0.3 重量部、0.5 重量部、0.7 重量部、１重量部、３重量部、５重量部として、それぞれ圧縮強度を測定した。
【００４１】
圧縮強度の測定結果を次表２に示す。
【表２】
2005281038.tif 000003
【００４２】
表２からも明らかなように、実施例２−１、実施例２−２、実施例２−３のいずれの場合においても、無添加の場合に比べて圧縮強度が良好であった。また各実施例ともに、硬化阻害成分吸着材の添加率が高い程、圧縮強度が高くなり、従って添加率が高くなるにつれて硬化阻害成分の吸着効果が上昇していることが認められた。さらに、圧縮強度は実施例２−１、実施例２−２、実施例２−３の順に高かったが、このことから、硬化阻害成分吸着材のＢＥＴ比表面積が大きい程、圧縮強度が高くなり、従って硬化阻害成分の吸着効果が高くなることが確認できた。
【００４３】
さらに、実施例２−２の硬化阻害成分吸着材を解繊時に添加した場合が最も圧縮強度が高かったが、このことから硬化阻害成分吸着材を解繊時に添加する方が、硬化阻害成分の吸着効果が高くなることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のセメントの硬化阻害成分吸着材は、パルプ、木片、木毛等の木質補強材のようにセメントの硬化を阻害し、遅延を引き起こす硬化阻害成分が含まれている硬化阻害成分含有物質を含むセメント組成物に広く適用することができる。