特許ウォッチ

公開番号2025076117
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187859
出願日2023-11-01
発明の名称水硬性組成物
出願人株式会社トクヤマ
代理人
主分類C04B 28/04 20060101AFI20250508BHJP(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】本発明は高炉スラグをセメントの一部に置換した場合の初期強度発現を向上させる水硬性組成物を提供するものである。
【解決手段】ポルトランドセメント、高炉スラグ、結晶性層状ケイ酸ナトリウム、細骨材及び水を含む水硬性組成物であり、前記ポルトランドセメント40質量部以上70質量部未満、前記高炉スラグ30質量部を超え60質量部以下(但し、ポルトランドセメントと高炉スラグの合計を100質量部とする)であり、前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムがポルトランドセメントと高炉スラグの合計100質量部に対して0質量部超12質量部以下であり、水の質量Wとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Bとの比W/Bが0.25以上0.70以下、結晶性ケイ酸ナトリウムと細骨材の合計質量Sとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Bとの比S/Bが0.3以上4以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポルトランドセメント、高炉スラグ、結晶性層状ケイ酸ナトリウム、細骨材及び水を含む水硬性組成物であって、前記ポルトランドセメント４０質量部以上７０質量部未満、前記高炉スラグ３０質量部を超え６０質量部以下（但し、ポルトランドセメントと高炉スラグの合計を１００質量部とする）であり、前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムがポルトランドセメントと高炉スラグの合計１００質量部に対して０質量部超１２質量部以下であり、水の質量Ｗとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Ｂとの比Ｗ／Ｂが０．２５以上０．７０以下、結晶性ケイ酸ナトリウムと細骨材の合計質量Ｓとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Ｂとの比Ｓ／Ｂが０．３以上４以下であることを特徴とする水硬性組成物。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムが、下記式（１）
Ｎａ
ｘ
Ｈ
（２－ｘ）
ｙＳｉ
２
Ｏ
５
・ｚＨ
２
Ｏ（１）
（式中、ｘは０を超え２以下、ｙは１±０．１、ｚは０を超え５以下の数）
で示される化学組成を有することを特徴とする請求項１に記載の水硬性組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポルトランドセメント、高炉スラグ、結晶性層状ケイ酸ナトリウム、細骨材及び水を含む水硬性組成物に関する。詳しくは、高炉スラグを含有する水硬性組成物の初期強度発現を向上させる水硬性組成物に関する。さらに詳しくは、高炉スラグを含有する水硬性組成物に結晶性層状ケイ酸ナトリウムを利用することにより、初期強度発現を向上させる水硬性組成物に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の地球環境問題と関連して、廃棄物、副産物等の有効利用は重要な課題となっている。セメント産業、セメント製造設備の特徴を活かし、セメント製造時に原料や燃料として廃棄物を有効利用あるいは処理を行うことは、安全かつ大量処分が可能という観点から有効とされている。
【０００３】
大量生産・大量消費型産業であるセメント産業は、セメント製造時に原料や燃料として廃棄物を有効利用あるいは処理を行い、省資源・省エネルギーで効率よくセメントを製造することが重要とされている。
【０００４】
一方、地球温暖化の観点からすると、セメント産業はＣＯ
２
排出量の多い産業に位置付けられている。セメント産業で排出されるＣＯ
２
は、セメント製造段階での、クリンカー原料となる石灰石の脱炭酸による。セメント産業でのＣＯ
２
低減については、クリンカー量を少なくした混合セメントが有効とされる。このような混合セメントの混合成分の一つとして高炉スラグを混合した高炉セメントがあり、その中でもＪＩＳＲ５２１１で規定されている高炉セメントＢ種（高炉セメント中の高炉スラグの分量が３０質量％を超え６０質量％以下）が最も多く使用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
伊代田岳史：高炉スラグ微粉末を大量使用したコンクリート、コンクリート工学、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．５、ｐｐ．４０９－４１４（２０１４）
谷田貝敦ほか：鉱物組成を調整したクリンカーを用いた高炉セメントＡ種の特性、セメント・コンクリート論文集、Ｖｏｌ．６６、ｐｐ．３３８－３４５（２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高炉スラグをセメント用混合材としてセメントの一部に置換した場合、セメント単独で使用した場合に比べて初期強度が低下するという課題があった。（非特許文献１、２）
従って本発明は、高炉スラグをセメントの一部に置換した場合の初期強度発現を向上させる水硬性組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。そして、結晶性層状ケイ酸ナトリウムが、高炉スラグの潜在水硬性を引出す刺激材として作用することを見出し、このことに着目した。
【０００８】
その結果、結晶性層状ケイ酸ナトリウムが含むＮａ
２
Ｏは高炉スラグの潜在水硬性を高め、ＳｉＯ
２
はセメントと反応し水和物を生成するため初期強度が高まることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
水硬性組成物の用途としては、モルタル、生コンクリート及び工場二次製品等がある。生コンクリートに急結剤として一般的に知られている水ガラスや粉末珪曹（ケイ酸ナトリウム）を添加した場合、アルカリ濃度が急激に上昇し急結作用を起こすために、流動性や粘性等の観点から施工性が著しく悪化するという問題があった。しかし、結晶性層状ケイ酸ナトリウムは溶解時におけるアルカリ濃度の上昇が緩やかであるため、初期強度発現の向上に加えて流動性も確保できることを見出した。
【００１０】
即ち本発明は、ポルトランドセメント、高炉スラグ、結晶性層状ケイ酸ナトリウム、細骨材及び水を含む水硬性組成物であって、前記ポルトランドセメント４０質量部以上７０質量部未満、前記高炉スラグ３０質量部を超え６０質量部以下（但し、ポルトランドセメントと高炉スラグの合計を１００質量部とする）であり、前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムがポルトランドセメントと高炉スラグの合計１００質量部に対して０質量部超１２質量部以下であり、水の質量Ｗとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Ｂとの比Ｗ／Ｂが０．２５以上０．７０以下、結晶性ケイ酸ナトリウムと細骨材の合計質量Ｓとポルトランドセメントと高炉スラグの合計質量Ｂとの比Ｓ／Ｂが０．３以上４以下であることを特徴とする水硬性組成物である。上記水硬性組成物において、前記結晶性層状ケイ酸ナトリウムが下記式（１）
Ｎａ
ｘ
Ｈ
（２－ｘ）
ｙＳｉ
２
Ｏ
５
・ｚＨ
２
Ｏ（１）
（式中、ｘは０を超え２以下、ｙは１±０．１、ｚは０を超え５以下の数）
で示される化学組成を有することが好適である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許