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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023094091
(43)【公開日】2023-07-05
(54)【発明の名称】セメント組成物及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 7/02 20060101AFI20230628BHJP
C04B 24/12 20060101ALI20230628BHJP
C04B 28/04 20060101ALI20230628BHJP
【ＦＩ】
C04B7/02
C04B24/12 Z
C04B28/04
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021209351
(22)【出願日】2021-12-23
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】000183266
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 翔平
(72)【発明者】
【氏名】金井 謙介
(72)【発明者】
【氏名】狩野 和弘
(72)【発明者】
【氏名】広門 孝雄
(72)【発明者】
【氏名】上河内 貴
(72)【発明者】
【氏名】今津 大貴
【テーマコード（参考）】
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G112PB20
4G112PC12
(57)【要約】
【課題】ポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度に優れるセメント組成物及びポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度を向上することができるセメント組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
【選択図】なし
【解決手段】下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【請求項2】
前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項3】
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項4】
前記アルカノールアミンの含有量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント組成物。
【請求項5】
前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである請求項１～４のいずれか１項に記載のセメント組成物。
【請求項6】
下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合するセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合するセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【請求項7】
前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える請求項６に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項8】
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである請求項６又は７に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項9】
前記アルカノールアミンの添加量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である請求項６～８のいずれか１項に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項10】
前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである請求項６～９のいずれか１項に記載の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】
本発明は、セメント組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
クリンカ中には原料事情によりＭｇ、Ｎａ、Ｋといった少量成分が含有されており含有量も変化している。
例えば、非特許文献１には、高ＭｇＯ条件のセメントは同じアルカリ土類金属であるＣａと置換されることが知られており、それにより、非特許文献２に示す通り相対的にビーライト量が減少することから２８日材齢等の長期強度が低下することが知られている。非特許文献３にてＳＯ３を増加させることで高ＭｇＯでも強さを改善させる可能性があるという知見が得られている。
例えば、非特許文献１には、高ＭｇＯ条件のセメントは同じアルカリ土類金属であるＣａと置換されることが知られており、それにより、非特許文献２に示す通り相対的にビーライト量が減少することから２８日材齢等の長期強度が低下することが知られている。非特許文献３にてＳＯ３を増加させることで高ＭｇＯでも強さを改善させる可能性があるという知見が得られている。
【0003】
また、特許文献１では、焼成後のセメントクリンカ中のＭｇＯ含有量が１．０質量％を超えるとセメントの長期材齢における強度発現性が低下してしまうため、焼成後のポルトランドセメントクリンカ中のＭｇＯ含有量が１．０質量％以下となるように調整して原料を調合することが開示されている。
更に、特許文献２では、ボーグ式で算出される２ＣａＯ・ＳｉＯ２の含有率が３０～６０質量％のセメントクリンカであって、該セメントクリンカ中、ＭｇＯの含有率が１．２質量％以上、１．９質量％未満であり、ＳＯ３の含有率が０．４～１．２質量％であることを特徴とするセメントクリンカを開示している。
更に、特許文献２では、ボーグ式で算出される２ＣａＯ・ＳｉＯ２の含有率が３０～６０質量％のセメントクリンカであって、該セメントクリンカ中、ＭｇＯの含有率が１．２質量％以上、１．９質量％未満であり、ＳＯ３の含有率が０．４～１．２質量％であることを特徴とするセメントクリンカを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－０１３０２３号公報
【特許文献2】特開２０１８－６５７５０号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Ｃｒｙｓｔａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｓｏｌｉｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ、ｉｎ ５ｔｈ Ｉ．Ｓ．Ｃ．Ｃ、Ｖｏｌ．１、６１－６６（１９６９）
【非特許文献2】セメント技術年報、Ｖｏｌ．２２、６２－６６（１９６８）
【非特許文献3】Ｃｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、高ＭｇＯ条件のセメント成分を調整することから制御が難しく、非特許文献１～３に記載の手法では、安定して長期強さを維持することができていない。この問題点は原料である石灰石を産出する鉱山にて時折、大量のドロマイトを含むことがあり、製造したセメントが高ＭｇＯとなることでコンクリート等の品質性能にばらつきを生じさせていた。そのため、特許文献１のように、ＭｇＯ含有量を低くする必要があった。特許文献２においては、セメント中のＭｇＯの含有率が大きくても、セメントの長期強度発現性の低下を防ぐことができると説明されているが、それでもＭｇＯ含有率の上限を１．９質量％未満とする必要があった。
【0007】
本発明は、ポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度に優れるセメント組成物及びポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度を向上することができるセメント組成物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】
【0008】
本発明は、以下の＜１＞～＜１０＞を提供する。
＜１＞ 下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
＜１＞ 下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含むセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【0009】
＜２＞ 前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える＜１＞に記載のセメント組成物。
＜３＞ 前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである＜１＞または＜２＞に記載のセメント組成物。
＜４＞ 前記アルカノールアミンの含有量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のセメント組成物。
＜５＞ 前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のセメント組成物。
＜３＞ 前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである＜１＞または＜２＞に記載のセメント組成物。
＜４＞ 前記アルカノールアミンの含有量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のセメント組成物。
＜５＞ 前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のセメント組成物。
【0010】
＜６＞ 下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合するセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合するセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【0011】
＜７＞ 前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える＜６＞に記載のセメント組成物の製造方法。
＜８＞ 前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである＜６＞または＜７＞に記載のセメント組成物の製造方法。
＜９＞ 前記アルカノールアミンの添加量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である＜６＞～＜８＞のいずれか１つに記載のセメント組成物の製造方法。
＜１０＞ 前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである＜６＞～＜９＞のいずれか１つに記載のセメント組成物の製造方法。
＜８＞ 前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントである＜６＞または＜７＞に記載のセメント組成物の製造方法。
＜９＞ 前記アルカノールアミンの添加量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である＜６＞～＜８＞のいずれか１つに記載のセメント組成物の製造方法。
＜１０＞ 前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである＜６＞～＜９＞のいずれか１つに記載のセメント組成物の製造方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度に優れるセメント組成物及びポルトランドセメント中のＭｇＯ含有量が高くても、モルタル長期強度を向上することができるセメント組成物の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施例及び比較例の条件＊＊に対する△Ｃ４ＡＦの値をプロットしたグラフである。
【図2】実施例及び比較例の７日材齢と２８材齢における条件＊＊に対するモルタル増進強度差の値をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書中の「ＡＡ～ＢＢ」との数値範囲の表記は、「ＡＡ以上ＢＢ以下」であることを意味する。
【0015】
＜セメント組成物＞
本発明のセメント組成物は、下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を含む。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
（１）中、ＭｇＯはポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３はポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３はポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定したポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
以下、上記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントを「本発明におけるポルトランドセメント」又は単に「本発明におけるセメント」と称する。
本発明のセメント組成物は、換言すると、クリンカと、石膏と、アルカノールアミンとを含み、クリンカ及び石膏を含むポルトランドセメントが上記の（１）及び（２）を満たし、アルカノールアミンの含有量が上記範囲である。
本発明のセメント組成物は、下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を含む。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
（１）中、ＭｇＯはポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３はポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３はポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定したポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
以下、上記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントを「本発明におけるポルトランドセメント」又は単に「本発明におけるセメント」と称する。
本発明のセメント組成物は、換言すると、クリンカと、石膏と、アルカノールアミンとを含み、クリンカ及び石膏を含むポルトランドセメントが上記の（１）及び（２）を満たし、アルカノールアミンの含有量が上記範囲である。
【0016】
セメント中のＭｇＯ含有率が高いと、例えば、１.３０質量％以上であると、カルシウムの水和が少なくなるため、相対的にモルタル等の強度を低下させてしまう。
強度を向上するために、アルカノールアミン等の助剤を用いることが知られているが、アルカノールアミンによる強度増が期待されるのは、７日材齢未満の短期強度であり、長期強度は、むしろ低下させる傾向にあった。
しかし、セメント組成物の内容を上記構成とすることで、モルタル長期強度を向上することができる。かかる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
強度を向上するために、アルカノールアミン等の助剤を用いることが知られているが、アルカノールアミンによる強度増が期待されるのは、７日材齢未満の短期強度であり、長期強度は、むしろ低下させる傾向にあった。
しかし、セメント組成物の内容を上記構成とすることで、モルタル長期強度を向上することができる。かかる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
【0017】
［条件（１）］
条件（１）は「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」が０．５５～０．９５であることである。
詳細は定かではないが、Ｆｅ２Ｏ３の質量に対するＭｇＯの質量が大きくなったり、セメント中のＳＯ３換算量（質量基準）に対するクリンカ中のＳＯ３換算量（質量基準）が大きくなることは、フェライト相の固溶に関連していると考えられる。「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」は、いわば、フェライト相の固溶量の指標と考えることができる。
本発明におけるポルトランドセメントと共に含まれるアルカノールアミンはフェライト相中の鉄等を溶かしてゲル中に溶解させ、均一に浸透することで水密性を促進、モルタル強度を増進する機能を有することから、マグネシウムとＳＯ３がフェライト相に固溶することにより、アルカノールアミンによるモルタル強度増強効果を更に向上することとなり、モルタル長期強度を向上することができると考えられる。
条件（１）は「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」が０．５５～０．９５であることである。
詳細は定かではないが、Ｆｅ２Ｏ３の質量に対するＭｇＯの質量が大きくなったり、セメント中のＳＯ３換算量（質量基準）に対するクリンカ中のＳＯ３換算量（質量基準）が大きくなることは、フェライト相の固溶に関連していると考えられる。「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」は、いわば、フェライト相の固溶量の指標と考えることができる。
本発明におけるポルトランドセメントと共に含まれるアルカノールアミンはフェライト相中の鉄等を溶かしてゲル中に溶解させ、均一に浸透することで水密性を促進、モルタル強度を増進する機能を有することから、マグネシウムとＳＯ３がフェライト相に固溶することにより、アルカノールアミンによるモルタル強度増強効果を更に向上することとなり、モルタル長期強度を向上することができると考えられる。
【0018】
「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」が０．５５未満では、フェライト相の固溶量が少なく、アルカノールアミンによるモルタル強度増強効果を十分に得ることができず、モルタル長期強度に優れない。
「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」が０．９５を超えると、アルカノールアミンによる強度増進効果が得られにくくなり、アルカノールアミン、未反応のＭｇＯ及びＭｇＳＯ４それぞれが過剰となって膨張ひび割れを起こし、モルタル強度を維持することができない。
モルタル長期強度をより向上する観点から、「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」は、０.６０～０.９０であることが好ましく、０.７０～０.８０であることがより好ましい。
「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」が０．９５を超えると、アルカノールアミンによる強度増進効果が得られにくくなり、アルカノールアミン、未反応のＭｇＯ及びＭｇＳＯ４それぞれが過剰となって膨張ひび割れを起こし、モルタル強度を維持することができない。
モルタル長期強度をより向上する観点から、「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」は、０.６０～０.９０であることが好ましく、０.７０～０.８０であることがより好ましい。
【0019】
更に、条件（１）中、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超えることが好ましい。
セメント中のＦｅ２Ｏ３の質量に対するＭｇＯの質量は、Ｃ４ＡＦの固溶量を表すものと考えられ、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３が０．３５を超えることで、Ｃ４ＡＦの固溶を促進することができる。
フェライト相の固溶量増加の観点から、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３６～０．６０であることが好ましく、０．４０～０．５０であることがより好ましい。
セメント中のＦｅ２Ｏ３の質量に対するＭｇＯの質量は、Ｃ４ＡＦの固溶量を表すものと考えられ、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３が０．３５を超えることで、Ｃ４ＡＦの固溶を促進することができる。
フェライト相の固溶量増加の観点から、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３６～０．６０であることが好ましく、０．４０～０．５０であることがより好ましい。
【0020】
アルカノールアミンの固溶量増加の観点から、条件（１）中、ＭｇＯ、すなわち、セメント中のＭｇＯの質量は、３．５質量％以下であることが好ましく、０．５～３．０質量％であることがより好ましく、１．０～２．５質量％であることが更に好ましい。
【0021】
フェライト相の固溶安定化の観点から、条件（１）中、Ｆｅ２Ｏ３、すなわち、セメント中のＦｅ２Ｏ３の質量は、２．０～４．０質量％であることが好ましく、２．５～３．５質量％であることがより好ましく、２．７～３．４質量％であることが更に好ましい。
【0022】
Ｃ４ＡＦの固溶助長及びセメント流動性確保の観点から、条件（１）中、ＣＬ’ＳＯ３、すなわち、クリンカのＳＯ３換算量は、２．５量％以下であることが好ましく、０．２～２．０質量％であることがより好ましく、０．５～１．５質量％であることが更に好ましい。
【0023】
セメント流動性確保の観点から、条件（１）中、ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３の分母であるＳＯ３の範囲、すなわち、セメントのＳＯ３換算量は、３．５量％以下であることが好ましく、０．５～３．０質量％であることがより好ましく、１．５～２．５質量％であることが更に好ましい。
【0024】
［条件（２）］
条件（２）は、△Ｃ４ＡＦが０ポイント以上であることである。
なお、０ポイントとは、例えば、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）が１０．１質量％のとき、ボーグ式により算出されるＣ４ＡＦ（Ｂ．Ｃ４ＡＦ）も１０．１質量％であるような場合を意味する。
△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量とＢ．Ｃ４ＡＦの質量との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表し、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）と、ボーグ式により算出されるＣ４ＡＦ（Ｂ．Ｃ４ＡＦ）との差分である。ボーグ式ではマグネシウムを考慮しないため、△Ｃ４ＡＦからＭｇＯの固溶量を見積もることができ、セメント中のＭｇＯ含有量が多くなると、△Ｃ４ＡＦも増える。本発明では、高ＭｇＯ条件でのモルタル長期強度を向上するという観点から、△Ｃ４ＡＦが０以上であることを条件とする。
アルカノールアミンによりＭｇＯが固溶したフェライト相の溶解量増加が強度増進に影響するため、△Ｃ４ＡＦは０.３～１.５ポイントであることが好ましく、０.５～１.５ポイントであることがより好ましい。
条件（２）は、△Ｃ４ＡＦが０ポイント以上であることである。
なお、０ポイントとは、例えば、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）が１０．１質量％のとき、ボーグ式により算出されるＣ４ＡＦ（Ｂ．Ｃ４ＡＦ）も１０．１質量％であるような場合を意味する。
△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量とＢ．Ｃ４ＡＦの質量との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表し、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）と、ボーグ式により算出されるＣ４ＡＦ（Ｂ．Ｃ４ＡＦ）との差分である。ボーグ式ではマグネシウムを考慮しないため、△Ｃ４ＡＦからＭｇＯの固溶量を見積もることができ、セメント中のＭｇＯ含有量が多くなると、△Ｃ４ＡＦも増える。本発明では、高ＭｇＯ条件でのモルタル長期強度を向上するという観点から、△Ｃ４ＡＦが０以上であることを条件とする。
アルカノールアミンによりＭｇＯが固溶したフェライト相の溶解量増加が強度増進に影響するため、△Ｃ４ＡＦは０.３～１.５ポイントであることが好ましく、０.５～１.５ポイントであることがより好ましい。
【0025】
Ｒ．Ｃ４ＡＦは、以下のステップにより求められる。
まず、セメントのＸ線回折測定を行い、プロファイルを得る。得られたプロファイルを、リートベルト法により解析し、セメント鉱物の定量を行う。解析対象の鉱物はＣ３Ｓ－Ｍ１（Ｍ１相）、Ｃ３Ｓ－Ｍ３（Ｍ３相）、Ｃ２Ｓ－α’Ｈ（α’Ｈ相）、Ｃ２Ｓ－β（β相）、Ｃ３Ａ－ｃｕｂｉｃ（立方晶）、Ｃ３Ａ－ｏｒｔｈｏ（斜方晶）、Ｃ４ＡＦとする。リートベルト解析では、各鉱物の基本結晶構造データに基づき、格子定数、スケールファクター等をパラメータとして、実測プロファイルと理論プロファイルとがフィッティングするように精密化操作を行う。最終的に精密化されたスケールファクターから、上記各鉱物の質量割合を算出し、更にＲ．Ｃ４ＡＦの含有率（質量％）を得る。
Ｘ線回析装置の具体的な測定条件は、実施例にて示す。
まず、セメントのＸ線回折測定を行い、プロファイルを得る。得られたプロファイルを、リートベルト法により解析し、セメント鉱物の定量を行う。解析対象の鉱物はＣ３Ｓ－Ｍ１（Ｍ１相）、Ｃ３Ｓ－Ｍ３（Ｍ３相）、Ｃ２Ｓ－α’Ｈ（α’Ｈ相）、Ｃ２Ｓ－β（β相）、Ｃ３Ａ－ｃｕｂｉｃ（立方晶）、Ｃ３Ａ－ｏｒｔｈｏ（斜方晶）、Ｃ４ＡＦとする。リートベルト解析では、各鉱物の基本結晶構造データに基づき、格子定数、スケールファクター等をパラメータとして、実測プロファイルと理論プロファイルとがフィッティングするように精密化操作を行う。最終的に精密化されたスケールファクターから、上記各鉱物の質量割合を算出し、更にＲ．Ｃ４ＡＦの含有率（質量％）を得る。
Ｘ線回析装置の具体的な測定条件は、実施例にて示す。
【0026】
本発明におけるポルトランドセメントは、既述の条件（１）及び（２）を満たすものであれば特に制限されず、普通、早強、超早強、白色、耐硫酸塩、中庸熱、低熱等のポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカ質混合材（ポゾラン）等を混合してなる混合セメント、アルミナセメント等の特殊セメントも使用できるが、特にボーグ式におけるフェライト相が６質量％以上のセメントが好適である。
【0027】
より具体的には、本発明のセメント組成物に使用されるポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓ（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）が４５～７５質量％、Ｃ２Ｓ（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）が５～２５質量％、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）が７～１１質量％、Ｃ４ＡＦ（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３）が７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであることが好ましい。
また、本発明のセメント組成物に使用されるポルトランドセメントは、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）が、７．５～１２質量％であることが好ましい。
また、本発明のセメント組成物に使用されるポルトランドセメントは、リートベルト解析により得られるＣ４ＡＦ（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）が、７．５～１２質量％であることが好ましい。
【0028】
（Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ）
セメント中のＣ３Ｓの含有量が４５質量％以上であることで、アルカノールアミンの添加による強度増進効果が大きく、モルタル強さに優れ、また、流動性に優れる。セメント中のＣ３Ｓの含有量が４５質量％以上であることで、相対的に被粉砕性が劣るＣ２Ｓの含有量が少なくなる。その結果、セメント組成物を一定のブレーン比表面積にするまでに要する粉砕時間が短くなり、主に被粉砕性がよいＣ２Ｓ以外の鉱物（Ｃ３Ｓ、Ｃ３Ａ、及びＣ４ＡＦ）の過粉砕が抑制され、ブレーン比表面積の増大が抑えられる。また、アルカノールアミンの添加による強度増進メカニズムは、クリンカ中のＣ４ＡＦを選択的に溶解させることでＣ４ＡＦに近隣するＣ４ＡＦの水との接触機会が増大し水和が促進され強度増進することになる。クリンカの過粉砕が抑制されることで、もともと各鉱物が複合して存在しているクリンカ粒子が単独の鉱物として存在しにくくなり、Ｃ４ＡＦの溶解がＣ４ＡＦの水和促進に繋がり易く、したがって、アルカノールアミンの添加による強度増進効果が得られやすい。
セメント中のＣ３Ｓの含有量が７５質量％以下であることで、コンクリートの長期圧縮強度を十分維持することができる。
セメント中のＣ２Ｓの含有量が５質量％以上であることで、コンクリートの長期圧縮強度を十分維持することができる。
セメント中のＣ２Ｓの含有量が２５質量％以下であることで、コンクリートの初期圧縮強度を十分維持することができる。
セメント中のＣ３Ｓの含有量が４５質量％以上であることで、アルカノールアミンの添加による強度増進効果が大きく、モルタル強さに優れ、また、流動性に優れる。セメント中のＣ３Ｓの含有量が４５質量％以上であることで、相対的に被粉砕性が劣るＣ２Ｓの含有量が少なくなる。その結果、セメント組成物を一定のブレーン比表面積にするまでに要する粉砕時間が短くなり、主に被粉砕性がよいＣ２Ｓ以外の鉱物（Ｃ３Ｓ、Ｃ３Ａ、及びＣ４ＡＦ）の過粉砕が抑制され、ブレーン比表面積の増大が抑えられる。また、アルカノールアミンの添加による強度増進メカニズムは、クリンカ中のＣ４ＡＦを選択的に溶解させることでＣ４ＡＦに近隣するＣ４ＡＦの水との接触機会が増大し水和が促進され強度増進することになる。クリンカの過粉砕が抑制されることで、もともと各鉱物が複合して存在しているクリンカ粒子が単独の鉱物として存在しにくくなり、Ｃ４ＡＦの溶解がＣ４ＡＦの水和促進に繋がり易く、したがって、アルカノールアミンの添加による強度増進効果が得られやすい。
セメント中のＣ３Ｓの含有量が７５質量％以下であることで、コンクリートの長期圧縮強度を十分維持することができる。
セメント中のＣ２Ｓの含有量が５質量％以上であることで、コンクリートの長期圧縮強度を十分維持することができる。
セメント中のＣ２Ｓの含有量が２５質量％以下であることで、コンクリートの初期圧縮強度を十分維持することができる。
【0029】
強度と流動性を増進する観点から、セメント中のＣ３Ｓの含有量は、５０～７０質量％であることがより好ましい。
【0030】
（Ｃ４ＡＦ、Ｃ３Ａ）
セメント中のＣ４ＡＦの含有量が７質量％以上であることで、アルカノールアミンの添加によるＣ４ＡＦの溶解が促進され、Ｃ３Ｓの反応が促進されることにより、顕著な強度増進効果を発揮することができる。
セメント中のＣ４ＡＦの含有量が１１質量％以下であることで、Ｃ４ＡＦ中のＦｅイオンの溶解によって生じた水酸化鉄ゲル量を抑制することができ、クリンカ粒子表面の被覆を抑制することができるため、水和の遅延を防止することができる。
Ｃ４ＡＦとＣ３Ａの合計は約１８質量％で一定であり、セメント中のＣ４ＡＦの含有量が増えればＣ３Ａの含有量は減り、Ｃ４ＡＦの含有量が減ればＣ３Ａの含有量は増加する。
強度と流動性を増進する観点から、セメント中のＣ４ＡＦの含有量は、７～９質量％であることが好ましく、８～９質量％であることがより好ましい。
セメント中のＣ４ＡＦの含有量が７質量％以上であることで、アルカノールアミンの添加によるＣ４ＡＦの溶解が促進され、Ｃ３Ｓの反応が促進されることにより、顕著な強度増進効果を発揮することができる。
セメント中のＣ４ＡＦの含有量が１１質量％以下であることで、Ｃ４ＡＦ中のＦｅイオンの溶解によって生じた水酸化鉄ゲル量を抑制することができ、クリンカ粒子表面の被覆を抑制することができるため、水和の遅延を防止することができる。
Ｃ４ＡＦとＣ３Ａの合計は約１８質量％で一定であり、セメント中のＣ４ＡＦの含有量が増えればＣ３Ａの含有量は減り、Ｃ４ＡＦの含有量が減ればＣ３Ａの含有量は増加する。
強度と流動性を増進する観点から、セメント中のＣ４ＡＦの含有量は、７～９質量％であることが好ましく、８～９質量％であることがより好ましい。
【0031】
〔アルカノールアミン〕
本発明のセメント組成物は、本発明におけるポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンを含む。
アルカノールアミンは、また、強度増進剤として作用する。
本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量が、ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００１質量部未満であると、強度増進効果が得られない。本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量がポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．０２５質量部を超えると、初期強度の増進効果は顕著であるが、２８日材齢では、初期の水和活性が活発であったことに起因して水和組織が粗となり強度増進効果が得られなくなる。
上記観点から、本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量は、本発明におけるポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部であることが好ましい。
本発明のセメント組成物は、本発明におけるポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンを含む。
アルカノールアミンは、また、強度増進剤として作用する。
本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量が、ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００１質量部未満であると、強度増進効果が得られない。本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量がポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．０２５質量部を超えると、初期強度の増進効果は顕著であるが、２８日材齢では、初期の水和活性が活発であったことに起因して水和組織が粗となり強度増進効果が得られなくなる。
上記観点から、本発明のセメント組成物中のアルカノールアミンの含有量は、本発明におけるポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部であることが好ましい。
【0032】
アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、メチルエタノールアミン、メチルイソプロパノールアミン、Ｎ－ｎ－ブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、Ｎ－ｎ－ブチルジエタノールアミン、Ｎ－メチルジイソプロパノールアミン、ジエタノールイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールエタノールアミン、テトラヒドロキシエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン、トリス（２－ヒドロキシブチル）アミン等が例示できる。
アルカノールアミンは１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
アルカノールアミンは１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【0033】
中でも、アルカノールアミンは、ジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、エタノールジイソプロパノールアミン（ＥＤＩＰＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ－メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミン（ＢＤＥＡ）からなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましく、ジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、エタノールジイソプロパノールアミン（ＥＤＩＰＡ）及びトリエタノールアミン（ＴＥＡ）からなる群より選択される少なくとも１つであることがより好ましく、ジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）が更に好ましい。
【0034】
アルカノールアミンは、一般的に高粘度なため混合が難しく、モルタル生成時に添加するのは不向きである。従って、セメント製造の仕上げ工程にて粉砕助剤として添加することが好ましい。また、アルカノールアミンを水に希釈及び溶解して使用するとセメントとの混合が容易になり、効率よく本発明のセメント組成物を製造することができる。
【0035】
〔石膏〕
本発明のセメント組成物は、石膏を含む。
石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏のいずれも使用することができる。
セメント組成物中の石膏の含有量は、ＳＯ３換算で０．５～２．５質量％であることが好ましい。
セメント組成物中の石膏の含有量が上記範囲であることにより、セメント組成物の乾燥収縮を適切にすることができるとともに、セメント組成物が発現する強度を高くすることができる。
セメント組成物中の石膏の含有量は、上記の観点から、ＳＯ３換算で、１．０～１．８質量％であることがより好ましい。
石膏中のＳＯ３の割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、石膏の配合量と石膏に含まれるＳＯ３の割合から求めることができる。
本発明のセメント組成物は、石膏を含む。
石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏のいずれも使用することができる。
セメント組成物中の石膏の含有量は、ＳＯ３換算で０．５～２．５質量％であることが好ましい。
セメント組成物中の石膏の含有量が上記範囲であることにより、セメント組成物の乾燥収縮を適切にすることができるとともに、セメント組成物が発現する強度を高くすることができる。
セメント組成物中の石膏の含有量は、上記の観点から、ＳＯ３換算で、１．０～１．８質量％であることがより好ましい。
石膏中のＳＯ３の割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。セメント組成物中の石膏のＳＯ３に換算した質量の割合は、石膏の配合量と石膏に含まれるＳＯ３の割合から求めることができる。
【0036】
〔石灰石〕
本発明のセメント組成物は、微粉末化による短期強度の向上とＣＯ２排出量削減を目的として、石灰石を含んでいてもよい。
セメント組成物中の石灰石の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」で規定されているが、本発明においては該ＪＩＳ規格に規定されている範囲を超えて石灰石が添加されていてもよい。
セメント組成物中の石灰石の含有量は、０～２０質量％であることが好ましく、０～１０質量％であることがより好ましく、２～５質量％であることが更に好ましい。なお、石灰石の含有量が０質量％とは、セメント組成物の製造に石灰石を添加しないことを意味する。
本発明のセメント組成物は、微粉末化による短期強度の向上とＣＯ２排出量削減を目的として、石灰石を含んでいてもよい。
セメント組成物中の石灰石の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」で規定されているが、本発明においては該ＪＩＳ規格に規定されている範囲を超えて石灰石が添加されていてもよい。
セメント組成物中の石灰石の含有量は、０～２０質量％であることが好ましく、０～１０質量％であることがより好ましく、２～５質量％であることが更に好ましい。なお、石灰石の含有量が０質量％とは、セメント組成物の製造に石灰石を添加しないことを意味する。
【0037】
〔その他の成分〕
本発明のセメント組成物には、流動性、水和速度、強度発現性等の調節用として、フライアッシュ、高炉スラグあるいはシリカフュームなどをさらに添加することができる。
本発明のセメント組成物には、流動性、水和速度、強度発現性等の調節用として、フライアッシュ、高炉スラグあるいはシリカフュームなどをさらに添加することができる。
【0038】
（ブレーン比表面積）
本発明のセメント組成物は、ブレーン比表面積が３０００～３４００ｃｍ２／ｇであることが好ましい。
ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上であることでモルタル強さが低下しにくく、３４００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性が低下を抑制し、また、アルカノールアミンによるＣ４ＡＦの溶解低下を抑えて、強度増進効果を維持することができる。
強度をより増進する観点から、セメント組成物のブレーン比表面積は、３１００～３３００ｃｍ２／ｇであることがより好ましい。
セメント組成物のブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準じて測定すればよい。
本発明のセメント組成物は、ブレーン比表面積が３０００～３４００ｃｍ２／ｇであることが好ましい。
ブレーン比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上であることでモルタル強さが低下しにくく、３４００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性が低下を抑制し、また、アルカノールアミンによるＣ４ＡＦの溶解低下を抑えて、強度増進効果を維持することができる。
強度をより増進する観点から、セメント組成物のブレーン比表面積は、３１００～３３００ｃｍ２／ｇであることがより好ましい。
セメント組成物のブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準じて測定すればよい。
【0039】
＜セメント組成物の製造方法＞
本発明のセメント組成物の製造方法は、下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を混合し、本発明のセメント組成物を製造する方法である。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
（１）中、ＭｇＯはポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３はポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３はポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定したポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
本発明のセメント組成物の製造方法は、下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、を混合し、本発明のセメント組成物を製造する方法である。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
（１）中、ＭｇＯはポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３はポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３はポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定したポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３はポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【0040】
本発明のセメント組成物の製造方法で用いるポルトランドセメントは、本発明のセメント組成物が含むポルトランドセメントと同じであり、好ましい態様も同様である。すなわち、ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超えることが好ましく、本発明におけるポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ３Ｓが４５～７５質量％、Ｃ２Ｓが５～２５質量％、Ｃ３Ａが７～１１質量％、Ｃ４ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであることが好ましい。
【0041】
アルカノールアミンの配合量は、本発明のセメント組成物におけるアルカノールアミンの含有量と同様であり、好ましい範囲も同様である。すなわち、アルカノールアミンの添加量は、本発明におけるポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部であることが好ましい。
また、石灰石の配合量は、既述の石灰石含有量と同義であり、好ましい範囲も同様である。
また、石灰石の配合量は、既述の石灰石含有量と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0042】
本発明のセメント組成物の製造方法で用いるアルカノールアミンは、本発明のセメント組成物が含むアルカノールアミンと同じであり、好ましい態様も同様である。
すなわち、本発明のセメント組成物の製造方法で用いるアルカノールアミンは、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましい。
アルカノールアミンは、一般的に高粘度なため混合が難しく、モルタル生成時に添加するのは不向きである。従って、セメント製造の仕上げ工程にて粉砕助剤として添加することが好ましい。また、アルカノールアミンを水に希釈及び溶解して使用するとセメントとの混合が容易になり、効率よく本発明のセメント組成物を製造することができる。
すなわち、本発明のセメント組成物の製造方法で用いるアルカノールアミンは、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましい。
アルカノールアミンは、一般的に高粘度なため混合が難しく、モルタル生成時に添加するのは不向きである。従って、セメント製造の仕上げ工程にて粉砕助剤として添加することが好ましい。また、アルカノールアミンを水に希釈及び溶解して使用するとセメントとの混合が容易になり、効率よく本発明のセメント組成物を製造することができる。
【0043】
本発明のセメント組成物の製造方法における各成分の混合の手段としては特に限定されない。例えば、ミキサー、ボールミル、ロッシェミル、エアーブレンディングサイロ等が挙げられる。混合時間は、通常のセメント組成物の製造において十分に混合が行われたと判断される範囲で設定することができる。
【0044】
本製造方法において、セメント組成物のブレーン比表面積が３０００～３４００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕が行われることが好ましい。
【0045】
本発明のセメント組成物の製造方法では、本発明におけるポルトランドセメントクリンカと、石膏と、石灰石と、アルカノールアミンとの添加に加え、高炉スラグ、シリカ質混合材及びフライアッシュをさらに添加することができる。
本発明では、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定される高炉スラグ及びシリカ質混合材を使用することができる。フライアッシュに関しては、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるフライアッシュＩ種及びフライアッシュＩＩ種の他、フライアッシュＩＩＩ種及びフライアッシュＩＶ種も使用することができる。
本発明では、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定される高炉スラグ及びシリカ質混合材を使用することができる。フライアッシュに関しては、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるフライアッシュＩ種及びフライアッシュＩＩ種の他、フライアッシュＩＩＩ種及びフライアッシュＩＶ種も使用することができる。
【実施例0046】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0047】
＜セメント組成物の成分＞
セメント組成物の製造に下記の材料を使用した。
１．クリンカ
表１～２に示す化学組成及び鉱物組成の普通ポルトランドセメントクリンカ〔住友大阪セメント（株）製〕を用いた。表１～２中、ＨＭは水硬率、ＳＭは珪酸率、ＩＭは鉄率を意味する。なお、表１～２中の「％」は質量基準（質量％）である。
クリンカの化学組成は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４：２０１９「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準じて蛍光Ｘ線測定装置（ＰＲＩＭＵＳ ＩＶ、株式会社リガク製）を用いて、ガラスビード法にて成分分析を行った。鉱物組成は、得られたＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の質量割合から、下記のボーグ式を用いて算出した。
Ｃ３Ｓ＝（４．０７×ＣａＯ）－（７．６０×ＳｉＯ２）－（６．７２×Ａｌ２Ｏ３）－（１．４３×Ｆｅ２Ｏ３）
Ｃ２Ｓ＝（２．８７×ＳｉＯ２）－（０．７５４×Ｃ３Ｓ）
Ｃ３Ａ＝（２．６５×Ａｌ２Ｏ３）－（１．６９×Ｆｅ２Ｏ３）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
セメント組成物の製造に下記の材料を使用した。
１．クリンカ
表１～２に示す化学組成及び鉱物組成の普通ポルトランドセメントクリンカ〔住友大阪セメント（株）製〕を用いた。表１～２中、ＨＭは水硬率、ＳＭは珪酸率、ＩＭは鉄率を意味する。なお、表１～２中の「％」は質量基準（質量％）である。
クリンカの化学組成は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４：２０１９「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準じて蛍光Ｘ線測定装置（ＰＲＩＭＵＳ ＩＶ、株式会社リガク製）を用いて、ガラスビード法にて成分分析を行った。鉱物組成は、得られたＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の質量割合から、下記のボーグ式を用いて算出した。
Ｃ３Ｓ＝（４．０７×ＣａＯ）－（７．６０×ＳｉＯ２）－（６．７２×Ａｌ２Ｏ３）－（１．４３×Ｆｅ２Ｏ３）
Ｃ２Ｓ＝（２．８７×ＳｉＯ２）－（０．７５４×Ｃ３Ｓ）
Ｃ３Ａ＝（２．６５×Ａｌ２Ｏ３）－（１．６９×Ｆｅ２Ｏ３）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
【0048】
（クリンカの化学組成と鉱物組成）
クリンカの化学組成と鉱物組成を表１～２に示す。
クリンカの化学組成と鉱物組成を表１～２に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】
２．アルカノールアミン
・ＤＥＩＰＡ：ジエタノールイソプロパノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＴＥＡ：トリエタノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＴＩＰＡ：トリイソプロパノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＥＤＩＰＡ：エタノールジイソプロパノールアミン
〔シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製〕
・ＤＥＩＰＡ：ジエタノールイソプロパノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＴＥＡ：トリエタノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＴＩＰＡ：トリイソプロパノールアミン〔東京化成工業（株）製〕
・ＥＤＩＰＡ：エタノールジイソプロパノールアミン
〔シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製〕
【0052】
３．石灰石
関東化学（株）製、炭酸カルシウム 特級、ＣａＣＯ３：９９.５％
関東化学（株）製、炭酸カルシウム 特級、ＣａＣＯ３：９９.５％
【0053】
４．石膏
半水石膏を用いた。具体的には、化学石膏（ＣａＳＯ４（９７．８モル％））を乾燥機内で１２０℃、１２時間保持したものを使用した。石膏中のＳＯ３換算量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１５「セメントの化学分析法」に従って測定した。化学石膏の組成は表３に示すとおりである。
半水石膏を用いた。具体的には、化学石膏（ＣａＳＯ４（９７．８モル％））を乾燥機内で１２０℃、１２時間保持したものを使用した。石膏中のＳＯ３換算量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１５「セメントの化学分析法」に従って測定した。化学石膏の組成は表３に示すとおりである。
【0054】
【表3】
【0055】
＜セメントの製造＞
表１～２に示すクリンカに対し、石灰石を、得られるセメント中３.２質量％となるように、また、石膏（上記半水石膏）を表４の配合となるように、それぞれ添加して、ミキサーで混合し、セメントを得た。なお、表４中、ＣＬはクリンカを表す。また「％」は質量基準である。
表１～２に示すクリンカに対し、石灰石を、得られるセメント中３.２質量％となるように、また、石膏（上記半水石膏）を表４の配合となるように、それぞれ添加して、ミキサーで混合し、セメントを得た。なお、表４中、ＣＬはクリンカを表す。また「％」は質量基準である。
【0056】
【表4】
【0057】
（セメントの化学組成と鉱物組成）
クリンカの化学組成と同様の方法でセメントの化学組成を測定し、クリンカの鉱物組成と同様の方法でセメントの鉱物組成を算出した。結果を表５～９に示す。なお、表５～９中の「％」は質量基準（質量％）である。
なお、表６中の「Ｃ４ＡＦ」の値は、本発明におけるＢ．Ｃ４ＡＦであり、表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Bogue」欄に示す値を参照する。表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Rietveld」欄の値は、本発明におけるＲ．Ｃ４ＡＦであり、粉末Ｘ線回析装置で測定したセメントのＣ４ＡＦ値である。具体的には、粉末Ｘ線回折を利用したリートベルト解析方法を用いて次の測定条件で測定した。
クリンカの化学組成と同様の方法でセメントの化学組成を測定し、クリンカの鉱物組成と同様の方法でセメントの鉱物組成を算出した。結果を表５～９に示す。なお、表５～９中の「％」は質量基準（質量％）である。
なお、表６中の「Ｃ４ＡＦ」の値は、本発明におけるＢ．Ｃ４ＡＦであり、表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Bogue」欄に示す値を参照する。表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Rietveld」欄の値は、本発明におけるＲ．Ｃ４ＡＦであり、粉末Ｘ線回析装置で測定したセメントのＣ４ＡＦ値である。具体的には、粉末Ｘ線回折を利用したリートベルト解析方法を用いて次の測定条件で測定した。
【0058】
（測定条件）
・粉末Ｘ線回折装置：パナリティカル社製、Ｘ’ＰａｒｔＰｏｗｄｅｒ
・リートベルト解析ソフト：パナリティカル社製、Ｘ’Ｐａｒｔ Ｈｉｇｈ Ｓｃｏｒｅ Ｐｌｕｓｖｅｒｓｉｏｎ ２．１ｂ
・Ｘ線管球：Ｃｕ（管電圧；４５ｋＶ、管電流；４０ｍＡ）
・スリット：ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｓｌｉｔ－可変（照射幅－ １２ｍｍ、Ａｎｔｉｓｃａｔｔｅｒ ｓｌｉｔ－ ２°）
・測定範囲：２θ＝１０～７０°（ステップ幅：０．０１７°）
・スキャン速度：０．１０１２°／ｓ
・粉末Ｘ線回折装置：パナリティカル社製、Ｘ’ＰａｒｔＰｏｗｄｅｒ
・リートベルト解析ソフト：パナリティカル社製、Ｘ’Ｐａｒｔ Ｈｉｇｈ Ｓｃｏｒｅ Ｐｌｕｓｖｅｒｓｉｏｎ ２．１ｂ
・Ｘ線管球：Ｃｕ（管電圧；４５ｋＶ、管電流；４０ｍＡ）
・スリット：ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｓｌｉｔ－可変（照射幅－ １２ｍｍ、Ａｎｔｉｓｃａｔｔｅｒ ｓｌｉｔ－ ２°）
・測定範囲：２θ＝１０～７０°（ステップ幅：０．０１７°）
・スキャン速度：０．１０１２°／ｓ
【0059】
上記ソフトウエアに搭載されたリートベルト法による解析機能を用い、文献「セメント
化学専門委員会報告Ｃ－１２測定法の違いによるクリンカ鉱物量の差異の検討第二部第４章粉末Ｘ線回折／Ｒｉｅｔｖｅｌｄ解析による定量に関する検討」の共同実験手順書２に準拠して、セメントの各鉱物の割合（質量％）を得た。また、各鉱物の割合の合計を１００質量％とし、各実施例及び比較例のＣ４ＡＦの含有率Ｒ．Ｃ４ＡＦ（質量％）を得た。
化学専門委員会報告Ｃ－１２測定法の違いによるクリンカ鉱物量の差異の検討第二部第４章粉末Ｘ線回折／Ｒｉｅｔｖｅｌｄ解析による定量に関する検討」の共同実験手順書２に準拠して、セメントの各鉱物の割合（質量％）を得た。また、各鉱物の割合の合計を１００質量％とし、各実施例及び比較例のＣ４ＡＦの含有率Ｒ．Ｃ４ＡＦ（質量％）を得た。
【0060】
表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「△＊」欄の値は、表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Bogue」欄に示す値（Ｂ．Ｃ４ＡＦ）と、表７～９中の「Ｃ４ＡＦ（％）」欄の「Rietveld」欄に示す値（Ｒ．Ｃ４ＡＦ）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。
また、図１に、実施例及び比較例の条件＊＊に対する△Ｃ４ＡＦの値をプロットしたグラフを示す。
また、図１に、実施例及び比較例の条件＊＊に対する△Ｃ４ＡＦの値をプロットしたグラフを示す。
【0061】
【表5】
【0062】
【表6】
【0063】
＜セメント組成物の製造＞
〔実施例１〕
アミン無添加のセメント組成物として、表５～７に示すセメントを用いた。
アミン添加のセメント組成物として、表７に示すアルカノールアミン（ＤＥＩＰＡ）と、表５及び７に示すセメントからなる組成物を調製した。具体的には、セメントとアルカノールアミンとの合計中、アルカノールアミンの濃度が１０ｐｐｍ（セメント１００質量部に対し、０．００１質量部）となる量のアルカノールアミンを、セメントと共に混合した。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例１の各セメント組成物を得た。
〔実施例１〕
アミン無添加のセメント組成物として、表５～７に示すセメントを用いた。
アミン添加のセメント組成物として、表７に示すアルカノールアミン（ＤＥＩＰＡ）と、表５及び７に示すセメントからなる組成物を調製した。具体的には、セメントとアルカノールアミンとの合計中、アルカノールアミンの濃度が１０ｐｐｍ（セメント１００質量部に対し、０．００１質量部）となる量のアルカノールアミンを、セメントと共に混合した。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例１の各セメント組成物を得た。
【0064】
〔実施例２～１９、比較例１～７〕
アミン無添加のセメント組成物として、表５～８に示すセメントを用いた。
表５～８に示すセメントを用い、ＤＥＩＰＡを、セメントとＤＥＩＰＡとの合計中、表７又は８に示す濃度となる量で用いた他は、実施例１と同様にしてアミン添加のセメント組成物を得た。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例２～１９及び比較例１～７の各セメント組成物を得た。
アミン無添加のセメント組成物として、表５～８に示すセメントを用いた。
表５～８に示すセメントを用い、ＤＥＩＰＡを、セメントとＤＥＩＰＡとの合計中、表７又は８に示す濃度となる量で用いた他は、実施例１と同様にしてアミン添加のセメント組成物を得た。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例２～１９及び比較例１～７の各セメント組成物を得た。
【0065】
〔実施例２０～２２〕
アミン無添加のセメント組成物として、表５、６及び９に示すセメントを用いた。
アルカノールアミンとして、ＤＥＩＰＡに代えて、表９の「アミン種」に示すアルカノールアミンを用いた他は、実施例７と同様にして、アミン添加のセメント組成物を得た。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例２０～２２の各セメント組成物を得た。
アミン無添加のセメント組成物として、表５、６及び９に示すセメントを用いた。
アルカノールアミンとして、ＤＥＩＰＡに代えて、表９の「アミン種」に示すアルカノールアミンを用いた他は、実施例７と同様にして、アミン添加のセメント組成物を得た。
次いで、アミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物のそれぞれを、ブレーン比表面積値が３３００ｃｍ２／ｇとなるようにテスト用ボールミルで混合粉砕し、実施例２０～２２の各セメント組成物を得た。
【0066】
＜セメント組成物の評価＞
各実施例及び各比較例のアミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物を用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５の「セメントの物理試験方法」に準拠して供試材を形成し、モルタル圧縮強さ試験を測定した。
なお、供試材の配合比率は、水１１．１質量％、骨材６６．７質量％、セメント２２．２質量％であり、寸法は４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの直方体、供試材の作成後は、供試材を塩化ビニル製の樹脂で包み養生した。
各実施例及び各比較例のアミン無添加のセメント組成物及びアミン添加のセメント組成物を用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５の「セメントの物理試験方法」に準拠して供試材を形成し、モルタル圧縮強さ試験を測定した。
なお、供試材の配合比率は、水１１．１質量％、骨材６６．７質量％、セメント２２．２質量％であり、寸法は４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの直方体、供試材の作成後は、供試材を塩化ビニル製の樹脂で包み養生した。
【0067】
アミン無添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルの圧縮強さを表７～９の「材齢(無添加)(a)」欄に示し、アミン添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルの圧縮強さを表７～９の「材齢(アミン添加)(b)」欄に示した。数値が大きいほど、モルタル圧縮強さが高いことを意味する。
【0068】
表７～９の「△（b-a）」欄には、アミン添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルの圧縮強さから、アミン無添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルの圧縮強さを差し引いた差分（強度差分）を示した。強度差分の数値が大きいほど、強度増進効果が高いことを意味する。
また、図２に、７日材齢と２８材齢における条件＊＊に対するモルタル増進強度差の値をプロットしたグラフを示す。ここで、「条件＊＊」は表７～９の「条件＊＊」欄に示す数値であり、本発明におけるポルトランドセメントの条件（１）の「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」である。
また、図２に、７日材齢と２８材齢における条件＊＊に対するモルタル増進強度差の値をプロットしたグラフを示す。ここで、「条件＊＊」は表７～９の「条件＊＊」欄に示す数値であり、本発明におけるポルトランドセメントの条件（１）の「ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３」である。
【0069】
【表7】
【0070】
【表8】
【0071】
【表9】
【0072】
表７～９の「△（b-a）」欄に示されるモルタルの強度差分は、アミン添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルが、アミン無添加のセメント組成物を用いて得られたモルタルに比べ、どれほど強度が増しているかを示したものであり、数値がプラスで、大きいほど、強度増強効果が大きいことを示す。３日材齢の結果と、７日材齢及び２８日材齢の結果とを比べると、７日材齢以上の方が△（b-a）の数値が大きく、強度増強効果が大きいことがわかる。また、７日材齢と２８日材齢との比較は、図２にて示されており、２８日材齢の方が、強度増強効果が大きいことがわかる。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2022-09-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含み、
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ ３ Ｓが４５～７５質量％、Ｃ ２ Ｓが５～２５質量％、Ｃ ３ Ａが７～１１質量％、Ｃ ４ ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであるセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を含み、
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ ３ Ｓが４５～７５質量％、Ｃ ２ Ｓが５～２５質量％、Ｃ ３ Ａが７～１１質量％、Ｃ ４ ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであるセメント組成物。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【請求項2】
前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項3】
前記アルカノールアミンの含有量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項4】
前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント組成物。
【請求項5】
下記（１）及び（２）を満たすポルトランドセメントと、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合し、
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ ３ Ｓが４５～７５質量％、Ｃ ２ Ｓが５～２５質量％、Ｃ ３ Ａが７～１１質量％、Ｃ ４ ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであるセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１～０．０２５質量部のアルカノールアミンと、
を混合し、
前記ポルトランドセメントは、ボーグ式で算出されるＣ ３ Ｓが４５～７５質量％、Ｃ ２ Ｓが５～２５質量％、Ｃ ３ Ａが７～１１質量％、Ｃ ４ ＡＦが７～１１質量％である普通ポルトランドセメントであるセメント組成物の製造方法。
（１）０．５５≦ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＬ’ＳＯ３／ＳＯ３≦０．９５
（２）０≦△Ｃ４ＡＦ
前記（１）中、ＭｇＯは前記ポルトランドセメント中のＭｇＯの質量（質量％）を表し、Ｆｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表し、ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのＳＯ３換算量（質量％）を表し、ＣＬ’ＳＯ３は前記ポルトランドセメントのクリンカのＳＯ３換算量（質量％）を表す。
前記（２）中、△Ｃ４ＡＦは、Ｒ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）とＢ．Ｃ４ＡＦの質量（質量％）との差分（Ｒ．Ｃ４ＡＦ－Ｂ．Ｃ４ＡＦ）を表す。ここで、前記Ｒ．Ｃ４ＡＦは、粉末Ｘ線回析装置で測定した前記ポルトランドセメントのＣ４ＡＦ値を表し、前記Ｂ．Ｃ４ＡＦは、３．０４×Ｆｅ２Ｏ３を表す。前記Ｂ．Ｃ４ＡＦにおけるＦｅ２Ｏ３は前記ポルトランドセメント中のＦｅ２Ｏ３の質量（質量％）を表す。
【請求項6】
前記（１）中、前記ＭｇＯ／Ｆｅ２Ｏ３は、０．３５を超える請求項５に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項7】
前記アルカノールアミンの添加量が、前記ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００５～０．０２質量部である請求項５又は６に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項8】
前記アルカノールアミンが、ジエタノールイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エタノールジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びＮ－ｎ－ブチルジエタノールアミンからなる群より選択される少なくとも１つである請求項５～７のいずれか１項に記載のセメント組成物の製造方法。