(57)【要約】      （修正有）【課題】鉄筋を腐食させることなく、また温度依存性を有さず常温においても低温おいてもセメント硬化を促進することができ、従って短期強度発現性に優れ、更には経済的なセメントの硬化促進剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】セメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去したセメント水和物スラリー、又は、前記セメント水和物スラリーを乾燥させたセメント水和物粉末であり、好ましくは該セメント水和物スラリーは４５μｍ篩を全通するものであり、更に、セメント水和物は、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させたものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去したセメント水和物スラリーであることを特徴とする、セメント硬化促進剤。
【請求項２】
セメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去し、得られたセメント水和物スラリーを乾燥させたセメント水和物粉末であることを特徴とする、セメント硬化促進剤。
【請求項３】
請求項１又は２記載のセメント硬化促進剤において、セメント水和物スラリーは、４５μｍ篩を全通するものであり、更に、セメント水和物は、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させたものであることを特徴とする、セメント硬化促進剤。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかの項記載のセメント硬化促進剤において、既成のコンクリート組成物は、生コンクリート製造時に発生する戻りコンクリート組成物及び／又は付着コンクリート組成物を含む、コンクリート組成物の残分であることを特徴とする、セメント硬化促進剤。
【請求項５】
既成のコンクリート組成物から粗骨材を除去し、次いで特定の寸法以下の粒子を含むように細骨材を除去して、セメント水和物スラリーを得ることを特徴とする、セメント硬化促進剤の製造方法。
【請求項６】
既成のコンクリート組成物から粗骨材を除去し、次いで特定の寸法以下の粒子を含むように細骨材を除去して、セメント水和物スラリーを得、該セメント水和物スラリーを乾燥させて、乾燥微粉末を得ることを特徴とする、セメント硬化促進剤の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載のセメント硬化促進剤の製造方法において、粗骨材を除去した後、ＪＩＳ  ４５μ篩を通過させて細骨材を除去し、セメント水和物スラリーが４５μｍ篩を全通するものとし、更にセメント水和物は、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させることを特徴とする、セメント硬化促進剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセメントの硬化促進剤及びその製造方法に関し、特に、常温においても低温においても、セメントペーストやモルタル、コンクリートの硬化を促進して、優れた短期強度発現性を発揮することができる、セメント硬化促進剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントの硬化促進剤としては、従来より多数の無機系化合物や有機系化合物が知られており、これらの化学薬品が多く利用されている。
例えば、無機系化合物としては、塩化カルシウム等の塩化物、硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、チオ硫酸塩、アルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩、ケイ酸塩等が使用されている。
また、有機系化合物としては、ギ酸塩、酢酸塩、アミノ酸化合物、トリエタノールアミン等が使用されている。
【０００３】
近年では、無機系化合物や有機系化合物の組成を工夫したセメント硬化促進剤や、配合割合や配合の組合せを工夫したセメント硬化促進剤が提案されている。
【０００４】
特開２０１１−０８８７５７号公報（特許文献１）には、２種以上のアルカノールアミン系化合物及び、ポリカルボン酸系共重合体、リグニンスルホン酸系分散剤及びナフタレン系分散剤等のセメント分散剤を含み、前記該２種以上のアルカノールアミン系化合物は、トリエタノールアミンとトリイソプロパノールアミンとを含み、該トリエタノールアミンとトリイソプロパノールアミンとの質量比は、トリエタノールアミン／トリイソプロパノールアミン＝１０〜９０／９０〜１０である、セメント硬化促進剤が開示されている。
【０００５】
また、特開２００３−２７７１１１号公報（特許文献２）には、消石灰と、チオ硫酸塩、ギ酸塩、硝酸塩及び亜硝酸塩の中から選ばれた少なくとも一種以上を含有し、消石灰と、チオ硫酸塩、ギ酸塩、硝酸塩及び亜硝酸塩の中から選ばれた少なくとも一種以上の配合割合を質量比で９７／３〜５／９５とする、セメントの硬化促進剤が開示されており、特開２００１−２１３６４６号公報（特許文献３）には、蟻酸塩と硫酸塩との混合物からなるセメントの硬化促進剤が提案されている。
【０００６】
しかし、亜硝酸塩等の従来のセメント硬化促進剤は、温度依存性が大きく、特に低温での硬化促進が十分ではなく、寒冷地において利用することが困難であった。
更に、気温の変動や季節の変化により、可使時間や硬化時間が変動しやすく、結果として、特に冬場では短期強度発現性が安定しないという問題があった、
また、化学薬品である従来のセメント硬化促進剤は、セメントと混合してコンクリートやモルタルを建造物に適用した際には、鉄筋を腐食させるおそれがあった。
また、化学薬品は高価であるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０８８７５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７１１１号公報
【特許文献３】特開２００１−２１３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、鉄筋を腐食させることなく、また温度依存性を有さず常温においても低温においてもセメント硬化を促進することができ、従って短期強度発現性に優れ、更には経済的なセメントの硬化促進剤及びその製造方法を提供することである。
更に他の目的は、既成のコンクリート組成物、例えば生コンクリート製造時に発生する戻りコンクリートや、コンクリートミキサー車に付着している、従来は洗浄により廃棄処分されていた付着コンクリート等の有効な再利用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するため、既成のコンクリート組成物の残分である、戻りコンクリートや付着コンクリート等をセメントの硬化促進剤として用いることで、温度に左右されず、常温においても低温においても、短期強度発現性を促進することができることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
即ち、本発明のセメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去したセメント水和物スラリーであることを特徴とする、セメント硬化促進剤である。
また、他の本発明のセメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去し、得られたセメント水和物スラリーを乾燥させたセメント水和物粉末であることを特徴とする、セメント硬化促進剤である。
【００１１】
好適には、上記本発明のセメント硬化促進剤において、セメント水和物スラリーは、４５μｍ篩を全通するものであり、更に、セメント水和物は、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させたものであることを特徴とする。
更に好適には、上記本発明のセメント硬化促進剤において、既成のコンクリート組成物は、生コンクリート製造時に発生する戻りコンクリート組成物及び／又はコンクリートミキサー車に付着している付着コンクリート組成物を含むコンクリート組成物の残分であることを特徴とする。
【００１２】
本発明のセメント硬化促進剤の製造方法は、既成のコンクリート組成物から粗骨材を除去し、次いで特定の寸法以下の粒子を含むように細骨材を除去して、セメント水和物スラリーを得ることを特徴とする、セメント硬化促進剤の製造方法である。
また、他の本発明のセメント硬化促進剤の製造方法は、既成のコンクリート組成物から粗骨材を除去し、次いで特定の寸法以下の粒子を含むように細骨材を除去して、セメント水和物スラリーを得、該セメント水和物スラリーを乾燥させて、乾燥微粉末を得ることを特徴とする、セメント硬化促進剤の製造方法である。
【００１３】
好適には、上記本発明のセメント硬化促進剤の製造方法において、粗骨材を除去した後、ＪＩＳ  ４５μ篩を通過させて細骨材を除去し、セメント水和物スラリーが４５μｍ篩を全通するものとし、更にセメント水和物は、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセメント硬化促進剤は、セメントに添加配合することで、温度依存性を有さず常温においても低温においてもセメント硬化を促進することができ、優れた短期強度発現性を奏することができる。
これにより、施工の合理化が図れ、道路舗装や道路補修等の早期開放が図れることとなり、緊急工事等の緊急性を要する施工に有効に利用することが可能となる。
また、本発明のセメント硬化促進剤は、化学薬品ではなく、コンクリート組成物から調製されているため、これをセメント促進剤としてセメント等とともに用いて得られたコンクリートやモルタルを建造物に適用した場合に、鉄筋を腐食するおそれがなくなる。
更に、既成のコンクリート組成物の残分、例えば生コンクリート製造時に発生する戻りコンクリートや、コンクリートミキサー車に付着している、従来は洗浄により廃棄処分されていた付着コンクリート等の有効な再利用を図ることができる。
また本発明のセメント硬化促進剤の製造方法は、上記本発明のセメント硬化促進剤を、有効に調製することができる方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を以下の好適例を例示しつつ説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のセメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去したセメント水和物スラリーである。
また、他の本発明のセメントに添加配合するセメント硬化促進剤は、既成のコンクリート組成物から骨材を除去し、得られたセメント水和物スラリーを乾燥させたセメント水和物粉末である。
【００１６】
ここで、「セメント水和物」とは、セメントの水和反応が完全に完了している状態のものではなく、８０℃で乾燥した後に得られる粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させた状態のものをいうものとする。
また、「セメント水和物スラリー」とは、前記セメント水和物を含むスラリーをいうものとする。
「既成コンクリート組成物」とは、既に調製されたコンクリート組成物であって、生コンクリート製造時に発生する戻りコンクリート組成物や、コンクリートミキサー車に付着している付着コンクリート組成物等の既に製造されたコンクリート組成物残分も含むものであり、該既成コンクリート組成物に含有されるセメント水和物は上記セメント水和物である。
【００１７】
本発明のセメント硬化促進剤は、戻りコンクリートや付着コンクリート等の既成コンクリート組成物から篩等により骨材部分を除去し、得られたセメント水和物スラリーの微粉部分をセメントの硬化促進剤として使用するものである。
既成のコンクリート組成物から骨材を除去するには、篩等の公知の任意の分離手段を用いることができる。
好適には、既成のコンクリート組成物から、まず粗骨材を除去する。除去する手段は公知の任意の手段が用いられ、例えばウェットスクリーニング法により除去することができる。
【００１８】
粗骨材を除去した後に得られたセメント水和物スラリーを、さらにＪＩＳ篩等の任意の公知の分離手段に通過させ、該篩を通過しない細骨材を除去する。
かかるＪＩＳ篩の篩目は呼び寸法１５０〜２２μｍ、特に４５μｍ、さらに好ましくは２６μｍとするのが望ましい。
前記ＪＩＳ篩等の分離手段を通過したセメント水和物スラリーを、セメント硬化促進剤として用いる。
かかるセメント硬化促進剤としてのセメント水和物スラリーの水和の程度は、８０℃で乾燥した後のセメント水和物微粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和させたセメント水和物を含むスラリーである。
具体的には、該スラリーを８０℃で乾燥した後、１０００℃で強熱したときの減量が５％以上であることが必要である。
５％未満であると、セメント硬化促進剤としての効果を有効に発現することができない場合がある。
【００１９】
また、前記ＪＩＳ篩等の分離手段を全通したセメント水和物スラリーを乾燥させて、乾燥して得られたセメント水和物微粉末を、セメント硬化促進剤とする。
乾燥は、８０℃の乾燥減量が１０％以下になるまで乾燥することが、得られるセメント水和物が８０℃で乾燥した後の水和物粉末の強熱減量が５％以上となるので望ましい。
具体的には、セメント水和物微粉末は、セメント水和物スラリーを乾燥した後、前記ＪＩＳ篩目を有する篩等を通過した微粉末である。即ち、好適には、ＪＩＳ篩目４５μｍを通過した微粉末、さらに好ましくは２０μｍとする。
セメント水和物微粉末を得るには、セメント水和物スラリーを乾燥させたものをそのまま前記ＪＩＳ篩に通過させても、また乾燥させたものを解砕した後に前記ＪＩＳ篩に通過させてもよい。
【００２０】
また、セメント水和物微粉末としての特徴は、８０℃で乾燥した後のセメント水和物微粉末の強熱減量が５％以上となるまで水和したセメント水和物スラリーが、８０℃乾燥時の減量が１０％以下となるように乾燥されたものである。
具体的には、スラリーを乾燥して粉体とする場合には、乾燥品を８０℃中に２４時間置いた場合の減量が１０％以下となるように乾燥する。これ以上の水分があると、単独あるいはセメントと混合して貯蔵中に変質するおそれがあり望ましくない。
【００２１】
このようにして得られたセメント硬化促進剤は、使用するセメントの種類や用途等に応じて、その配合割合を変化させて用いることができ、それによりセメントの凝結時間を任意に調整することができる。
例えば、セメント水和物粉末換算で、セメン１００質量部に対して、１〜１５質量部、好適には例えば５質量部を添加して用いることができる。
１質量部未満では硬化促進の効果が少なく、また１５質量部を超えても強度発現性の増強がみられず実用的なメリットが少ない。
【００２２】
セメント硬化促進剤として、上記セメント水和物スラリーを用いる場合には、コンクリートやモルタル製造時にそのまま他の材料とともに投入して用いることができ、また上記セメント水和物粉末を用いる場合には、予めセメントと混合するプレミックスとすることも、またコンクリートやモルタル製造時に他の材料とともに投入して用いることも可能である。
【００２３】
本発明のセメント硬化促進剤は、上記したようにあらかじめアルミナセメントにプレミックスすることが可能であり、施工時に別途に投入したり、混合したりする手間が省けることから、粉末タイプであることが好ましい。また、硬化促進剤の混合方法は、特に限定されるものではなく、所望する配合割合になるように配合し、任意の種類のセメントと、Ｖ型ブレンダー、コーンブレンダー、ナウタミキサ、パン型ミキサ、及びオムニミキサなどの混合機等を用いて混合配合して、温度依存性がなく、常温や低温でも短期強度発現性に優れたコンクリートやモルタルを調製することができる。
【実施例】
【００２４】
本発明を次の実施例及び比較例により説明する。
（実施例１）
［本発明の硬化促進剤］
本発明の硬化促進剤を以下のようにして調製した。
但し、材料として以下の材料を用いた。
セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製
細骨材（Ｓ）：鹿児島産陸砂
粗骨材（Ｇ）：笠間産砕石
混和剤：高性能減水剤（商品名  レオビルドＳＰ８ＳＢＳ、ＢＡＳＦポゾリス社製）
水    ：水道水
【００２５】
上記［本発明の硬化促進剤］に示す各材料を用いて、次の表１に示す配合割合で各材料を配合して撹拌混練して、コンクリート組成物を調製した。
表１中、スランプ値は、ＪＩＳ  Ａ  １１０１により測定した値、空気量はＪＩＳ  Ａ  １１２８により測定した値である。
【００２６】
【表１】
2013203580.tif 000002
【００２７】
混練後２時間経過後に、公知のウェットスクリーニング方法により、得られたコンクリート組成物中から、含有される粗骨材を除去して、セメント水和物スラリーを得た。該セメント水和物スラリーは、８０℃で乾燥した後の試料の強熱減量が５％以上となるように水和したスラリーとした。次いで得られたセメント水和物スラリーをＪＩＳ篩（篩目４５μｍ）を用いて細骨材を分離し、得られたスラリーを８０℃で乾燥させて、ＪＩＳ篩（篩目２０μｍ）を通過した微粉末であるセメント部分水和物微粉末を得た。当該微粉末を本発明の硬化促進剤とした。
【００２８】
（比較例１）
市販のＢＡＳＦポゾリス社製の硬化促進剤（商品名：ポズテック９９）を、比較のための比較硬化促進剤１とした。
（比較例２）
材齢が１年以上経過した普通コンクリートを破砕し、粉砕後、ＪＩＳ篩（篩目は、呼び寸法４５μｍ）で骨材を取り除き、これに普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社製）を内割りで３０質量％添加し、水／粉体比（質量比）０．３で水と十分に混練したのち成型し、２４時間後に脱型し、２０℃湿度８０％で湿空養生を２日間行い、その後１５３℃で１０時間のオートクレーブ養生を行い、養生後、粉砕して粉末度を５０００ｃｍ２／ｇにしたものを、比較のための比較硬化促進剤２とした。
【００２９】
（試験例）
得られた実施例１及び比較例１〜２の硬化促進剤を用いて、各モルタルを調製した。
但し、材料として以下の材料を用いた。
セメント：普通ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製
砂：ＪＩＳ標準砂
硬化促進剤：実施例１の硬化促進剤・比較例１の硬化促進剤１・比較例２の硬化促進剤２
水：水道水
【００３０】
上記各材料を用い、各硬化促進剤はセメント１００質量部に対して５質量部配合することとした以外は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して、水／セメント比が質量比５０％となるように配合して、混練することにより各モルタルを調製した。また、上記各硬化促進剤をしないモルタルも比較のために同様に調製した（比較例３）。
得られた各モルタルの強度を、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて行い、各モルタル打設３日後、７日後の強度及び、各モルタルの凝結時間（始発時間・終結時間）を、それぞれ２０℃及び５℃の環境下で測定し、その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2013203580.tif 000003
【００３２】
上記表２より、本発明の硬化促進剤を配合したモルタルは、市販の硬化促進剤を添加したモルタル及び無添加のモルタルと比較して、常温（２０℃）及び低温（５℃）のいずれの環境下においても、セメントの硬化促進作用が優れており、強度発現性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のセメントの硬化促進剤を用いたコンクリートやモルタルは、温度に依存することなく常温及び低温において優れた短期強度発現性を有するため、温暖地及び寒冷地における緊急工事等の短期強度発現性が求められる土木・建築構造物の施工の合理化や早期開放（道路舗装等）に有効に利用される。また、既成のコンクリート組成物の残分の有効利用を図る。