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公開番号2024065246
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-15
出願番号2022173991
出願日2022-10-31
発明の名称セメント組成物
出願人太平洋セメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 28/02 20060101AFI20240508BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】廃ガラスの有効利用を図ることができ、強度発現性に優れたセメント組成物を提供する。
【解決手段】セメントと、下記式(1)で表される数値が230以上であるガラス粉末と、セメント混和剤を含み、セメントとガラス粉末の合計100質量%中のガラス粉末の割合が1～30質量%であるセメント組成物。
(SiO₂+Al₂O₃)×ブレーン比表面積/1000・・・(1)
(上記式(1)中、SiO₂はガラス粉末中のSiO₂の含有率(質量%)、Al₂O₃はガラス粉末中のAl₂O₃の含有率(質量%)、ブレーン比表面積はガラス粉末のブレーン比表面積(cm²/g)である。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
セメントと、下記式（１）で表される数値が２３０以上であるガラス粉末と、セメント混和剤を含み、
上記セメントと上記ガラス粉末の合計１００質量％中の上記ガラス粉末の割合が１～３０質量％であることを特徴とするセメント組成物。
（ＳｉＯ
２
＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（１）
（上記式（１）中、ＳｉＯ
２
は上記ガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
は上記ガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
上記ガラス粉末は、１～４μｍの粒径を有する上記ガラス粒子の含有率が２５～７０体積％で、かつ、１０～４０μｍの粒径を有する上記ガラス粒子の含有率が１５～５５体積％であるものである請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項３】
上記ガラス粉末がホウケイ酸ガラス粉末である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項４】
上記ガラス粉末中、ＳｉＯ
２
の含有率が４０質量％以上、Ａｌ
２
Ｏ
３
の含有率が１０～１８質量％、ＣａＯの含有率が１６～３０質量％である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項５】
上記ガラス粉末の強熱減量が２．０質量％以下である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項６】
上記ガラス粉末のブレーン比表面積が３，０００～７，０００ｃｍ
２
／ｇである請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項７】
上記ガラス粉末の下記式（２）で表される数値が１．０以上である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
（ＣａＯ／ＳｉＯ
２
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（２）
（上記式（２）中、ＣａＯは上記ガラス粉末中のＣａＯの含有率（質量％）、ＳｉＯ
２
は上記ガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
【請求項８】
上記ガラス粉末の下記式（３）で表される数値が１３８以上である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
（ＣａＯ＋Ａｌ
２
Ｏ
３
））×ブレーン比表面積／１０００・・・（３）
（上記式（３）中、ＣａＯは上記ガラス粉末中のＣａＯの含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
は上記ガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
【請求項９】
さらに、水を含む請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項１０】
さらに、細骨材を含む請求項９に記載のセメント組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント組成物に関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物である廃ガラスの有効利用について様々な技術が検討されている。
例えば、特許文献１には、ガラス粉末とセメント系固化材の混合物にアクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含む水溶液を添加し混練、固化させて形成した透水性ブロック、及び、上記ガラス粉末として、廃ガラスの破砕粉を用いることが記載されている。
また、特許文献２には、アルカリ含有ガラス粉末からアルカリ成分の一部またはすべてを除去したものであって、アルカリ含有量が３重量％以下であり、かつ平均粒子径が１～２０μｍであることを特徴とするセメント用混和材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２９８０９号公報
特開２００４－１２３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、廃ガラスの有効利用を図ることができ、強度発現性に優れたセメント組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメントと、式（１）：（ＳｉＯ
２
の含有率＋Ａｌ
２
Ｏ
３
の含有率）×ブレーン比表面積／１０００で表される数値が２３０以上であるガラス粉末と、セメント混和剤を含み、セメントとガラス粉末の合計１００質量％中のガラス粉末の割合が１～３０質量％であるセメント組成物によれば上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［１０］を提供するものである。
［１］セメントと、下記式（１）で表される数値が２３０以上であるガラス粉末と、セメント混和剤を含み、上記セメントと上記ガラス粉末の合計１００質量％中の上記ガラス粉末の割合が１～３０質量％であることを特徴とするセメント組成物。
（ＳｉＯ
２
＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（１）
（上記式（１）中、ＳｉＯ
２
は上記ガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
は上記ガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
［２］上記ガラス粉末は、１～４μｍの粒径を有する上記ガラス粒子の含有率が２５～７０体積％で、かつ、１０～４０μｍの粒径を有する上記ガラス粒子の含有率が１５～５５体積％であるものである前記［１］に記載のセメント組成物。
［３］上記ガラス粉末が、ホウケイ酸ガラス粉末である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］上記ガラス粉末中、ＳｉＯ
２
の含有率が４０質量％以上、Ａｌ
２
Ｏ
３
の含有率が１０～１８質量％、ＣａＯの含有率が１６～３０質量％である前記［１］～［３］のいずれかに記載のセメント組成物。
［５］上記ガラス粉末の強熱減量が２．０質量％以下である前記［１］～［４］のいずれかに記載のセメント組成物。
［６］上記ガラス粉末のブレーン比表面積が３，０００～７，０００ｃｍ
２
／ｇである前記［１］～［５］のいずれかに記載のセメント組成物。
【０００６】
［７］上記ガラス粉末の下記式（２）で表される数値が１．０以上である前記［１］～［６］のいずれかに記載のセメント組成物。
（ＣａＯ／ＳｉＯ
２
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（２）
（上記式（２）中、ＣａＯは上記ガラス粉末中のＣａＯの含有率（質量％）、ＳｉＯ
２
は上記ガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
［８］上記ガラス粉末の下記式（３）で表される数値が１３８以上である前記［１］～［７］のいずれかに記載のセメント組成物。
（ＣａＯ＋Ａｌ
２
Ｏ
３
））×ブレーン比表面積／１０００・・・（３）
（上記式（３）中、ＣａＯは上記ガラス粉末中のＣａＯの含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
は上記ガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積は上記ガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
［９］さらに、水を含む前記［１］～［８］のいずれかに記載のセメント組成物。
［１０］さらに、細骨材を含む前記［１］～［９］のいずれかに記載のセメント組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセメント組成物によれば廃ガラスの有効利用を図ることができる。また、本発明のセメント組成物は強度発現性に優れたものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のセメント組成物は、セメントと、下記式（１）で表される数値が２３０以上であるガラス粉末と、セメント混和剤を含み、セメントとガラス粉末の合計１００質量％中のガラス粉末の割合が１～３０質量％であるものである。
（ＳｉＯ
２
＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（１）
（上記式（１）中、ＳｉＯ
２
はガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
はガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積はガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
なお、本明細書中、「セメント組成物」とは、水を含まない粉粒状の組成物のほか、水を含む組成物（ペースト、モルタル、又はコンクリート）であって、硬化前の流動性を有する形態および硬化後の形態を包含するものである。
以下、詳しく説明する。
セメント組成物に含まれるセメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント（「ＪＩＳＲ５２１２：２００９（シリカセメント）」に規定されるもの）等の混合セメントや、シリカフューム含有セメント（例えば、太平洋セメント社製、商品名「シリカフュームプレミックスセメント」、本明細書中、「シリカフューム含有セメント」には、シリカセメントは含まれないものとする。）や、エコセメントや、白色セメントや、超速硬セメント等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、入手の容易性や強度発現性等の観点から、各種ポルトランドセメントが好ましく、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントがより好ましく、普通ポルトランドセメントが特に好ましい。
また、セメント組成物がいわゆる超高強度コンクリート（例えば、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ
２
以上であるもの）である場合には、低熱ポルトランドセメント、シリカセメント、
シリカフューム含有セメントが特に好ましい。
【０００９】
セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２，０００～６，０００ｃｍ
２
／ｇ、より好ましくは２，５００～５，０００ｃｍ
２
／ｇ、特に好ましくは３，０００～４，０００ｃｍ
２
／ｇである。上記ブレーン比表面積が２，０００ｃｍ
２
／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。上記ブレーン比表面積が６，０００ｃｍ
２
／ｇ以下であれば、セメントの製造に要する労力を小さくし、より容易に入手することができる。
【００１０】
ガラス粉末の下記式（１）で表される数値は、２３０以上、好ましくは２３５～３５０、より好ましくは２５０～３４５、さらに好ましくは２７０～３４０、特に好ましくは３００～３４０である。上記数値が２３０未満であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。上記数値が３５０以下であれば、ガラス粉末の入手がより容易となり、かつ、ガラス粉末の製造に要する労力をより小さくすることができる。
（ＳｉＯ
２
＋Ａｌ
２
Ｏ
３
）×ブレーン比表面積／１０００・・・（１）
（上記式（１）中、ＳｉＯ
２
はガラス粉末中のＳｉＯ
２
の含有率（質量％）、Ａｌ
２
Ｏ
３
はガラス粉末中のＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率（質量％）、ブレーン比表面積はガラス粉末のブレーン比表面積（ｃｍ
２
／ｇ）である。）
（【００１１】以降は省略されています）

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