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公開番号2024169595
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2024162097,2020064846
出願日2024-09-19,2020-03-31
発明の名称セメント組成物、及びセメント組成物の製造方法
出願人UBE三菱セメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 7/00 20060101AFI20241128BHJP(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】C₃A量が多い場合であっても、セメント製造時のCO₂排出量を従前よりも低減して製造することが可能であり、DEF膨張を抑制し、高温養生後の脱型強度に優れるセメント組成物を提供できる。
【解決手段】本開示の一側面は、Bogue式によって算出されるC₃S量が20.0～80.0質量%であり、C₃A量が6.0～15.0質量%であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を含有し、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を100質量%とする、上記混合材の含有量が2.0～30.0質量%であり、上記C₃S量、上記C₃A量、並びに、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を100質量%に対する石炭灰の含有量が、[C₃S量(質量%)]≦-3.3×[C₃A量(質量%)]+2.0×[石炭灰の含有量(質量%)]+β …式(1)[上記式(1)において、上記βは91.0以下の実数を示す]の関係を満たす、セメント組成物を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ
３
Ｓ量が２０．０～８０．０質量％であり、Ｃ
３
Ａ量が６．０～１５．０質量％であるセメントクリンカーと、
石膏と、
混合材と、を含有し、
前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％とする、前記混合材の含有量が２．０～３０．０質量％であり、
前記Ｃ
３
Ｓ量、前記Ｃ
３
Ａ量、並びに、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量が、
［Ｃ
３
Ｓ量（質量％）］≦－３．３×［Ｃ
３
Ａ量（質量％）］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β …式（１）
［前記式（１）において、前記βは９１．０以下の実数を示す。］
の関係を満たす、セメント組成物。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記セメントクリンカーがＳＯ
３
及びＲ
２
Ｏを含み、
前記セメントクリンカー１００質量％における、前記ＳＯ
３
量が０．１０～２．００質量％であり、且つ前記Ｒ
２
Ｏ量が０．１０～２．００質量％である、請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項３】
ブレーン比表面積が３０００～６０００ｃｍ
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４】
前記混合材が石灰石を含み、
前記石灰石の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を基準として、２．０～２２．５質量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項５】
前記混合材が石灰石及び石炭灰を含み、
前記石炭灰の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を基準として、１５．０～８５．０質量％である、請求項１～４のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項６】
前記石炭灰のブレーン比表面積が３９００～１００００ｃｍ
２
／ｇである、請求項１～５のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項７】
前記石膏の含有量が、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％として、ＳＯ
３
換算で、０．５質量％以上１．８質量％未満である、請求項１～６のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項８】
前記石炭灰は、４μｍ残分が４０～８５体積％であり、且つ３２μｍ残分が０～２０．０体積％である、請求項１～７のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項９】
硬化促進剤を更に含有し、
前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計量１００質量部に対する前記硬化促進剤の含有量が０．１～２０質量部である、請求項１～８のいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項１０】
Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ
３
Ｓ量が２０．０～８０．０質量％であり、Ｃ
３
Ａ量が６．０～１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を混合する工程を備え、
前記工程において、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％とする前記混合材の含有量を２．０～３０．０質量％とし、前記Ｃ
３
Ｓ量、前記Ｃ
３
Ａ量、並びに、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量が、
［Ｃ
３
Ｓ量（質量％）］≦－３．３×［Ｃ
３
Ａ量（質量％）］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β …式（１）
［前記式（１）において、前記βは９１．０以下の実数を示す］
の関係を満たすように、前記セメントクリンカー、前記石膏及び前記混合材の配合を調整することを特徴とする、セメント組成物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、セメント組成物、及びセメント組成物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、国内でも、蒸気養生で得られる二次製品等における遅延エトリンガイト形成(ＤＥＦ)及びＤＥＦに伴うセメント硬化体の劣化が問題視されている。ＤＥＦとは、以下のような膨張性のエトリンガイトの再生成現象のことをいう。まず、初期の高温養生及びセメント組成物の発熱によって、コンクリート内部の温度が著しく上昇することで、本来初期に生成するべきエトリンガイトの分解が発生する。その後、コンクリートの供用中に水分が供給されることによって、エトリンガイトの再生成に伴い硬化体組織に膨張が生じるため、コンクリートにひび割れ等の深刻な劣化を引き起こしている。
【０００３】
例えば、非特許文献１では、国内のコンクリート二次製品（プレキャストコンクリート製品）の膨張事例が報告されている。多くの事例で、Ｃ
３
Ａ量の多い白色セメントが使用されている。Ｃ
３
Ａ量の多いセメントを用いてコンクリート二次製品を製造するに際して、型枠回転率を上げるため高温下で蒸気養生が行われているが、この際の熱履歴が、コンクリート二次製品におけるＤＥＦ膨張に影響を与えていることが報告されている。
【０００４】
ＤＥＦを抑制する方策が種々検討されている。非特許文献２では、普通ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントよりも、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメントを使用した場合の方が、ＤＥＦによる膨張が生じにくいことが示されている。しかし、ＤＥＦ膨張を抑制する上記セメントでは、発熱抑制等の目的でＣ
３
Ａ量が低く設定されており、原料に添加できる単位セメント量あたりの廃棄物使用量が低下するという問題がある。
【０００５】
セメントの原料であるセメントクリンカーは、その製造工程におけるＣＯ
２
排出量が多いことが知られている。地球温暖化防止の観点から、セメント組成物におけるセメントの含有量を低下させるため、石炭灰等の混合材の含有量を今後さらに増加させることが望まれている。混合材として、石炭灰以外に、例えば、石灰石等も知られている。ＣＯ
２
排出量制限の観点からは石灰石の配合が有効であるが、石灰石の添加はＤＥＦの促進を招くことが報告されている(例えば、非特許文献３)。
【０００６】
二次製品の製造では型枠回転率を上げ、歩留まりを向上させるため、高温養生後の脱型時の強度が必要とされる。特許文献１には、セメント組成物に塩素バイパスダストを添加することで、脱型時の圧縮強さを十分に向上させるセメント組成物、当該セメント組成物を用いて調製されたモルタル及びコンクリートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１７６７７４号公報
【非特許文献】
【０００８】
川端雄一郎、松下博通，「高温上記養生を行ったコンクリートにおけるＤＥＦ膨張に関する検討」，土木学会論文集Ｅ２（材料・コンクリート構造），２０１１，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．４，ｐ．５４９－５６３
「マスコンクリートのひび割れ制御指針２０１６」，２０１６，公益社団法人日本コンクリート学会
浅本晋吾他，「遅延エトリンガイト生成に及ぼす炭酸イオンの影響に関する検討」，コンクリート工学年次論文集，２０１６，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１，ｐ．８１９－８２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本開示は、Ｃ
３
Ａ量が多い場合であっても、セメント製造時のＣＯ
２
排出量を従前よりも低減して製造することが可能であり、セメント硬化体におけるＤＥＦ膨張を抑制し、高温養生後の脱型時の圧縮強さに優れるセメント組成物、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一側面は、Ｂｏｇｕｅ式によって算出されるＣ
３
Ｓ量が２０．０～８０．０質量％であり、Ｃ
３
Ａ量が６．０～１５．０質量％であるセメントクリンカーと、石膏と、混合材と、を含有し、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％とする、上記混合材の含有量が２．０～３０．０質量％であり、上記Ｃ
３
Ｓ量、上記Ｃ
３
Ａ量、並びに、上記セメントクリンカー、上記石膏及び上記混合材の合計の含有量を１００質量％に対する石炭灰の含有量が、［Ｃ
３
Ｓ量（質量％）］≦－３．３×［Ｃ
３
Ａ量（質量％）］＋２．０×［石炭灰の含有量（質量％）］＋β …式（１）［上記式（１）において、上記βは９１．０以下の実数を示す］の関係を満たし、セメント組成物を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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