JP2002104855A

JP2002104855A - アルミナセメント用混和材及びこれを用いた水硬性組成物

Info

Publication number: JP2002104855A
Application number: JP2001176728A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hayashi; 浩志林; Masaki Takimoto; 雅樹瀧本; Masaki Ishimori; 正樹石森
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高い耐酸性と強度発現性を示し、優れた施工
性と予混合体で供給することにも対応できる水硬性組成
物並びに当該機能を付与することができる混和材を提供
する。【解決手段】ポリアルキレングリコール鎖を有するポ
リカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、還元
性無機化合物又は還元性無機化合物と還元性有機化合物
を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉
末と、溶融スラグ粉末、高炉スラグ粉末、転炉スラグ粉
末、脱燐スラグ粉末、脱珪スラグ粉末から選択される１
種以上のスラグ粉末を含有してなる混和材並びに該混和
材をアルミナセメントに配合した水硬性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水和反応物質とし
てアルミナセメントを使用した早期強度発現性と耐酸性
に優れた水硬性組成物並びに当該性状付与のため必須含
有されるアルミナセメント用混和材に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】耐酸性を有する水硬性組成物
としては一般には高炉スラグセメントが使用されてい
る。高炉スラグセメントは、他のセメント類よりも優れ
た耐酸性を備えてはいるが、とりたてて強力ではないた
め、例えば強酸下で使用される可能性がある水処理場の
排水ピットには適さないなど用途的制約が残る他、強度
発現性が低い。一方、耐酸性を有する水硬性組成物に
は、ポルトランドセメントなど他のセメントを水硬性基
材とし、これに耐酸性強化成分が配合されたものも知ら
れている。耐酸性が強くないセメント類に耐酸性を付与
するには、これまで水ガラスが配合されてきた。これは
水ガラスが珪フッ化ナトリウムや縮合燐酸アルミニウム
等の硬化促進成分の配合によって、強力な耐酸物質であ
るシリカゲルを生成するからである。

【０００３】また、高炉スラグセメントでは十分でなか
った強度発現性、とりわけ早期強度発現性を補完する上
で、高炉スラグと水ガラスとの配合を基本組成とする水
硬性組成物は耐酸性と高い強度発現性が期待できるもの
として提唱されている。（特公告昭６３−６６７８９）

【０００４】しかしながら、水ガラスを加えた水硬性組
成物は、生じたシリカゲルが耐水性に劣るため、脱水収
縮が起こり、また未反応水ガラス等が水に溶けて多孔性
の硬化体となり易い。また、粘性が高いため施工時の作
業性に著しい制約があり、更に予混合状態での商品とし
て長時間の保管や搬送・供給にも適し難かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
問題点の解消、即ち高い耐酸性と強度発現性を示し、優
れた施工性と予混合品としての供給にも適する水硬性組
成物並びに当該機能を付与せしめることができる混和材
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の検
討を行った結果、ポリアルキレングリコール鎖を有する
ポリカルボン酸系高分子化合物含有液に、還元性無機化
合物と還元性有機化合物を添加して乾燥粉末化すれば、
流動性・分散性付与作用に富む粉末が得られ、更に耐酸
性強化作用を付与するため特定のスラグ粉末を加えた混
合粉が早期強度発現性に優れるアルミナセメントの混和
材として最適であり、また該混和材をアルミナセメント
を始めとする配合物に加えた水硬性組成物は強力な耐酸
性を有し、施工性も良好で高い強度発現性となったこと
から本発明を完成させるに至った。

【０００７】即ち、本発明は、次の（イ）〜（ハ）で表
されるアルミナセメント用混和材及び（ニ）で表される
水硬性組成物である。（イ）ポリアルキレングリコール
鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とす
る液に、還元性無機化合物又は還元性無機化合物と還元
性有機化合物性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化
することにより得られる粉末と、溶融スラグ粉末、高炉
スラグ粉末、転炉スラグ粉末、脱燐スラグ粉末、脱珪ス
ラグ粉末から選択される１種以上のスラグ粉末を含有し
てなるアルミナセメント用混和材。（ロ）アルカリ金属
の水酸化物、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸
塩、珪酸塩の群から選択される１種以上及び／又は石膏
を含有する前記（イ）のアルミナセメント用混和材。
（ハ）トリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物を主
成分とする液を乾燥粉末化することにより得られる粉末
を含有する前記（イ）又は（ロ）のアルミナセメント用
混和材。（ニ）前記（イ）〜（ハ）の何れかのアルミナ
セメント用混和材とアルミナセメントを含有してなる水
硬性組成物。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のアルミナセメント用混和
材は、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボ
ン酸系高分子化合物を主成分とする液に還元性無機化合
物及び還元性有機化合物を添加し、乾燥粉末化すること
により得られた粉末を必須構成成分とする。ポリアルキ
レングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合
物としては、特に限定されず、例えば（Ｄ¹）ポリアル
キレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸系共重
合体及び（Ｄ²）ポリアルキレングリコール鎖を有する
マレイン酸系共重合体（但し、（Ｄ²）の場合、多価金
属塩を除く）等が挙げられ、これらは１種でも２種以上
を混合して用いても良い。

【０００９】これらのうち（Ｄ¹）としては、基−ＣＯ
ＯＭ（式中、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示す）及びポ
リアルキレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸
系共重合体が好ましいものとして挙げられる。また（Ｄ
²）としては、ポリアルキレングリコールアルケニルエ
ーテル−無水マレイン酸共重合体（但し、多価金属塩を
除く）等が好ましいものとして挙げられる。

【００１０】上記（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重合
体の基−ＣＯＯＭ中のＭは、水素原子；ナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属；カルシウム、マグネシウム等
のアルカリ土類金属；アンモニウム又は有機アミンが好
ましい。

【００１１】上記（Ｄ¹）及び（Ｄ²）におけるポリアル
キレングリコール鎖としては、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ（Ｒ^a）
Ｏ）_b−で示されるものが好ましい。ここでＲ^aは水素原
子又はメチル基を示し、ｂは２〜２００であり、好まし
くは５〜１０９であり、ｂが１又は２００を超える値で
あると分散能保持性が低下するため好ましくない。

【００１２】さらに（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重
合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式
（１）で示される構成単位を４０〜８０モル％、下記式
（２）で示される構成単位を２〜２５モル％、下記式
（３）で示される構成単位を３〜２０モル％及び下記式
（４）で示される構成単位を１〜４５モル％の割合で有
する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アク
リル酸系共重合体が挙げられる。

【００１３】

【化１】

【００１４】〔式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴及びＲ⁵は同一又は
異なって水素原子又はメチル基を示し、Ｒ³及びＲ⁶は炭
素数１〜３のアルキル基を示し、Ｍ¹は水素原子、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機ア
ミンを示し、Ｘは−ＳＯ₃Ｍ²又は−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ²
（ここで、Ｍ²は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウムまたは有機アミンを示し、Ｐｈは
フェニレン基を示す）を示し、ｎは２〜２００の整数を
示す〕

【００１５】上記式（１）〜（４）中、Ｒ¹及びＲ⁴は、
メチル基が好ましい。またＲ³及びＲ⁶としては、メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げ
られ、特にメチル基が好ましい。また、Ｍ¹としては、
ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ア
ルカノールアミン等が好ましく、特に水へ高溶解性であ
ることからナトリウムが好ましい。また、基Ｘ中のＭ²
は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、カル
シウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、アンモニ
ウム及びエタノールアミン等のアルカノールアミン等の
有機アミンが挙げられる。これらのうちＸとしては−Ｓ
Ｏ₃Ｎａが好ましい。また、（４）式中のｎは２〜２０
０であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９
がより好ましい。構成単位（１）は４０〜８０モル％で
あることが好ましく、特に４５〜７５モル％であること
が好ましい。構成単位（２）は２〜２５モル％であるこ
とが好ましく、特に５〜２０モル％であることが好まし
い。構成単位（３）は３〜２０モル％であることが好ま
しく、特に５〜１５モル％であることが好ましい。構成
単位（４）は１〜４５モル％であることが好ましく、特
に３〜４０モル％であることが好ましい。尚、構成単位
のモル％は、（１）〜（４）の全構成単位を１００モル
％とした場合のそれぞれの構成単位のモル％を表す。

【００１６】又特に（Ｄ¹）（メタ）アクリル酸系共重
合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式
（５）で示される構成単位を４０〜７０モル％、下記式
（６）で示される構成単位を５〜３０モル％、下記式
（７）で示される構成単位を１〜２０モル％、下記式
（８）で示される構成単位を１〜３０モル％、下記式
（９）で示される構成単位を１〜３０モル％の割合で有
する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アク
リル酸系共重合体が挙げられる。

【００１７】

【化２】

【００１８】〔式中、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹³及び
Ｒ¹⁴は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、
Ｒ⁹、Ｒ¹²及びＲ¹⁵は炭素数１〜３のアルキル基を示
し、Ｍ³は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Ｙは−ＳＯ₃
Ｍ⁴又は−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ⁴（ここで、Ｍ⁴は水素原
子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又
は有機アミンを示し、Ｐｈはフェニレン基を示す。）を
示し、ｍは２〜２００の整数を示し、ｐは２〜１０９の
整数を示す。〕

【００１９】上記式（５）〜（９）中、Ｒ⁷、Ｒ¹⁰及び
Ｒ¹³はメチル基が好ましい。また、Ｒ⁹、Ｒ¹²及びＲ¹⁵
としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−
プロピル基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。ま
た、Ｍ³及びＭ⁴としては、ナトリウム、カリウム、カル
シウム、マグネシウム、アルカノールアミン等が好まし
く、特にナトリウムが好ましい。また基Ｙとしては−Ｓ
Ｏ₃Ｎａが好ましい。（８）式中のｍは２〜２００であ
るが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９が好ま
しく、さらに３０〜１０９が好ましい。また、（９）式
中のｐは２〜１０９であるが、５〜５０が好ましい。構
成単位（５）は４０〜７０モル％であることが好まし
く、特に４５〜６５モル％であることが好ましい。構成
単位（６）は５〜３０モル％であることが好ましく、特
に８〜２３モル％であることが好ましい。構成単位
（７）は１〜２０モル％であることが好ましく、特に５
〜２５モル％であることが好ましい。構成単位（８）は
１〜３０モル％であることが好ましく、特に５〜２５モ
ル％であることが好ましい。また、構成単位（９）は１
〜３０モル％であることが好ましく、特に３〜２５モル
％であることが好ましい。尚、構成単位のモル％は、
（５）〜（９）の全構成単位を１００モル％とした場合
のそれぞれの構成単位のモル％を表す。

【００２０】上記構成単位からなる（メタ）アクリル酸
系共重合体としては、数平均分子量２０００〜５０００
０（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）のものが
好ましく、３５００〜３００００のものがより好まし
い。

【００２１】一方、（Ｄ²）ポリアルキレングリコール
鎖を有するマレイン酸系共重合体としては、メチルポリ
エチレングリコールビニルエーテル−無水マレイン酸共
重合体、ポリエチレングリコールアリルエーテル−無水
マレイン酸共重合体、メチルポリエチレングリコールア
リルエーテル−無水マレイン酸共重合体、メタクリル酸
メチルポリエチレングリコール−マレイン酸共重合体等
が挙げられる。当該共重合体（Ｄ²）の好ましい数平均
分子量（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）は、
３０００〜２０００００が好ましく、特に３０００〜８
００００が好ましい。

【００２２】ポリアルキレングリコール鎖を有する高分
子化合物を主成分とする液を粉末化するために還元性化
合物を配合する。該化合物を配合することなく乾燥粉末
化するとゲルの発生により、混練・攪拌操作の負荷が大
となって、安定した品質の粉末が容易には得られなくな
る。とりわけ、還元性化合物として還元性無機化合物及
び還元性有機化合物を併用すると、乾燥粉末化工程中で
の混練攪拌に対する負荷を著しく低減でき、少なくとも
乾燥終了まで、ゲルの発生を抑えることができ、かつ留
去される水のＣＯＤ値（化学的酸素要求量）を低減する
ことができる。

【００２３】還元性無機化合物は、亜硫酸塩、亜硝酸
塩、チオ硫酸塩等が挙げられる。これらの塩としてはア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましい。当該還
元性無機化合物の添加により乾燥工程の混練攪拌時のゲ
ル化が防止できるのは、当該還元性無機化合物がポリカ
ルボン酸系共重合体含有液中に残存するラジカル反応開
始剤を失活させるためと考えられる。従って、還元性無
機化合物の添加量は、混合物中に残存するラジカル反応
開始剤の種類や残存量に応じて決定すればよく、通常は
高分子化合物合成に用いたラジカル反応開始剤の固型分
の量（モル％値）以下で残存ラジカル反応開始剤の酸化
力を失活できる量（モル％値）以上とするのが望まし
い。

【００２４】また、還元性有機化合物としては、アミン
系化合物、特にアルカノールアミン類が好ましい。具体
的にはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モ
ノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ
−ジエチルエタノールアミン等のアルカノールアミン、
ｓｅｃ−ブチルアミン等のアルキルアミン、エチレンジ
アミン等のジアミン類等が挙げられる。当該還元性有機
化合物の添加により、混練攪拌時の負荷が大きく低減さ
れ、乾燥粉末時に排出されるＣＯＤ値が低下（２００ｍ
ｇ／リットル以下）する。

【００２５】還元性無機化合物及び還元性有機化合物の
それぞれの添加量は、前記ポリカルボン酸系高分子化合
物の固型分含有量の０．０１〜２．５重量％、特に０．
５〜１．５重量％が好ましい。還元性有機化合物の添加
に際しては、前記高分子化合物の溶液のｐＨが７〜９の
場合に添加すると、添加効果が最大限得られるので望ま
しい。従って該溶液が酸性なら水酸化ナトリウム等の公
知アルカリの水溶液を加えて予めｐＨを調整しておく。
尚、還元性有機化合物の添加により、乾燥粉末化工程に
於ける混合攪拌機の負荷が低減され、また乾燥時に留去
される水のＣＯＤ値が低下する理由は、これが解砕助剤
として作用すると共に、アミン効果によって室温付近の
低温下で重合反応が進行し、未反応モノマーが消費され
るためと推測される。

【００２６】また、上記ポリカルボン酸高分子化合物を
主成分とする液には、粉末時の吸湿性やブロッキング性
等の改善、計量誤差低減のために、さらにポリアルキレ
ングリコールや炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩を
配合することができる。

【００２７】ポリアルキレングリコールとしては、分子
量１０００〜２００００のポリプロピレングリコールが
好ましいものとして挙げられる。

【００２８】また、炭素数８〜２２の脂肪酸またはその
塩は、飽和でも不飽和でも良く、また直鎖又は分岐の何
れを有するものであっても良い。その例としては、カプ
リル酸、ペラルゴン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、ト
リデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチ
ン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、
アラキン酸、ベヘン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、
エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸
及びそれらの塩を挙げることができる。上記脂肪酸の塩
としては、ナトリウム、カリウム、バリウム、カルシウ
ム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属塩が好
ましい。その中でもステアリン酸又はその塩が好まし
く、特にステアリン酸カルシウムが良い。これらのポリ
アルキレングリコール及び炭素数８〜２２の脂肪酸又は
その塩の配合量は、前記ポリカルボン酸系高分子化合物
を主成分とする液の固型分含有量の０．２〜３０重量
％、特に０．５〜２０重量％が好ましい。

【００２９】このようにして得たポリカルボン酸系高分
子化合物を主成分とする液の乾燥粉末化は、熱風式など
の対流型の乾燥装置又は熱伝導型の乾燥装置であれば特
に限定されないが、処理物が５〜４０％の溶液の場合は
前者の乾燥装置であるスプレードライヤー、フラッシュ
ジェットドライヤーなどが適している。処理物が４０％
を超える高濃度溶液や粘弾性の高いものの場合は、熱伝
導型の乾燥装置である混練攪拌乾燥機、バンド型連続真
空乾燥機等の乾燥機を用いるのが良い。しかしながら、
ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系
高分子化合物は、濃縮過程で粘性を帯びることがあるの
で粉末化の効率等の点から、混練攪拌を行うことにより
乾燥粉末化する手段が特に好ましい。混練・攪拌の温度
は、４０〜１２０℃程度が好ましく、より好ましくは６
０〜１１０℃程度とする。混練・攪拌は大気中でも行う
ことができるが、変質防止の観点から減圧又は窒素やア
ルゴンなどの不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。
また、硬度が３０°以上になるまで濃縮した後に、０．
５ｋｇ／ｍ³／ｒｐｍ以上の馬力で混練攪拌しながら、
乾燥粉末化するのが好ましい。このような乾燥粉末操作
を行うことにより、粉末を得ることができる。尚、乾燥
後の粉末は小塊状に凝集している場合もあるが、この塊
状物は脆弱であるため容易に単粒子化できる。使用上の
利便性から任意の粉砕・分級方法により平均粒径５〜２
０００μｍ、より好ましくは１０〜５００μｍに調整す
ることが望ましい。製造された粉末は熱に比較的弱いた
め蓄熱性が低い粉砕機が好ましく、具体的にはピン型ミ
ルが好ましい。また、粒度調整時は粉砕と分級を別々に
行う方が熱の蓄積を防ぐには良い。

【００３０】また、本発明のアルミナセメント用混和材
を構成するスラグ粉末は、溶融スラグ粉末、高炉スラグ
粉末、転炉スラグ粉末、脱燐スラグ粉末、脱珪スラグ粉
末から選択される１種又は任意の２種以上の粉末とす
る。好ましくは使用に際して、任意の粉砕・分級方法に
よりブレーン比表面積３０００〜８０００に調整した粉
末にすると、反応性の向上に加え、使用上の利便性が高
まるので良い。

【００３１】ここで、溶融スラグ粉末とは、下水汚泥や
都市ゴミなどの廃棄物を高温で溶融した後、急冷して得
られたスラグの粉砕物である。本発明では特に、含有成
分としてＣａＯ／ＳｉＯ₂のモル比０．１〜１．８の溶
融スラグ粉末を使用するのが好ましい。また高炉スラグ
粉末は、銑鉄製造工程で得られるものであって、一般に
コンクリート混和材として使用されているものと大差な
い限り、何れのものでも使用できる。同様に、転炉スラ
グ粉末、脱燐スラグ粉末、脱珪スラグ粉末は、何れも公
知のものなら本発明での使用に際し、特に制限されな
い。

【００３２】本発明のアルミナセメント混和材は、この
ようなスラグ粉末と、前記のポリアルキレングリコール
鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とす
る液に、還元性無機化合物又は還元性無機化合物と還元
性有機化合物を添加し、次いで乾燥粉末化することによ
り得られる粉末を必須含有したものからなる。

【００３３】また、本発明のアルミナセメント混和材
は、アルカリ金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩、硝酸
塩、亜硝酸塩、硫酸塩、珪酸塩の群から選択される１種
又は任意の２種以上及び／又は石膏を含有するものであ
っても良い。アルカリ金属は周期律表第１Ａ族の金属な
ら特に限定されず、その水酸化物、塩化物、炭酸塩、硝
酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、珪酸塩は何れもアルミナセメ
ントの硬化反応を促進させる作用がある。また、石膏は
無水石膏、半水石膏、二水石膏の何れでも良く、流動性
と硬化性を向上させ、乾燥収縮を抑制させる作用を有す
る。前記混合物へ配合する際は、何れも好ましくは粒径
１００μｍ以下の粉末を使用する。アルカリ金属の水酸
化物、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、珪
酸塩の群から選択される化合物の配合量は、スラグ粉末
１００重量部に対し１〜８０重量部とする。１重量部未
満の配合量では配合効果が殆ど現れず、８０重量部を超
える配合量では施工性が低下するので何れも好ましくな
い。石膏の配合量はスラグ粉末１００重量部に対し１０
〜３００重量部、好ましくは２０〜２００重量部とす
る。１０重量部未満の配合量では配合効果が殆ど現れ
ず、３００重量部を超える配合量では施工性が低下した
り強度低下に繋がるので何れも好ましくない。

【００３４】また、本発明のアルミナセメント混和材
は、トリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物を主成
分とする粉末状有機化合物を含有したものでも良い。該
粉末状有機化合物を含有することによって水添加後の流
動性の経時変化をより低減でき、従って本混和材を使用
した水硬性組成物の施工性を高めることができる。トリ
アジン誘導体のホルムアルデヒド縮合物としては、ベン
ゾグアナミン、メチルグアナミンなどのグアナミン類や
メラミンなどのホルムアルデヒド縮合物が挙げられ、特
にメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物が好適に
使用できる。メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物の粉末は、公知のものであれば限定されず、入手の容
易性等から市販品が推奨される。この粉末状有機化合物
の配合量は、前記のポリカルボン酸系高分子化合物に還
元性化合物が添加されたものを乾燥粉末化して得た粉末
１００重量部に対し、１０〜５００重量部、好ましくは
３０〜３００重量部とする。５００重量部を超える配合
量では、本混和材を用いた水硬性組成物が材料分離を起
こすことがあるので好ましくない。また、１０重量部未
満では配合効果が殆ど現れないので好ましくない。

【００３５】また本発明は、前記のアルミナセメント混
和材とアルミナセメントを主成分とする水硬性組成物で
ある。本発明で使用するアルミナセメントは特に限定さ
れるものではないが、望ましくはモノカルシウムアルミ
ネートを主要鉱物相として含有するクリンカ粉砕物から
得られるブレーン比表面積２０００〜７０００ｃｍ²／
ｇのアルミナセメントが推奨される。

【００３６】アルミナセメントに対する前記アルミナセ
メント混和材の配合量は、アルミナセメント１００重量
部に対し５〜１００重量部とするのが好ましい。５重量
部未満では耐酸性能や施工性を改善する効果が乏しく、
１００重量部を超えると硬化体の強度低下を招くことが
あるので何れも好ましくない。

【００３７】また、本発明の水硬性組成物は、骨材を含
むことができる。コンクリートやモルタル用骨材は種々
の材質のものが知られているが、本発明で使用する骨材
は酸に対して抵抗性のある骨材であれば何れのものでも
使用することができ、例えばアルミナ骨材、ムライト骨
材、シャモット骨材、珪石骨材、炭化珪素骨材、アルミ
ナセメント骨材等を挙げることができる。また、アルミ
ナセメント骨材は、アルミナセメントクリンカを粗粉す
ることにより得られ、それ自体の耐酸性は珪石骨材など
に比べ低いが、アルミナセメントと共に用いることによ
り、緻密で耐酸性の高い硬化体を形成することができ
る。

【００３８】また更に、本発明の水硬性組成物は、施工
性や硬化後の性状に支障を及ぼすような成分でない限
り、他の増量材や公知混和剤を適宜含むことができる。
公知混和剤の例としては、オキシカルボン酸又はその塩
を主成分とする遅延剤、アルコール系やシリコン系の消
泡剤、メチルセルロースやアクリル樹脂を主成分とする
増粘剤、ポリオキシアルキレンエーテル等を主成分とす
る収縮低減剤などを使用することができる。尚、このよ
うな公知混和剤は施工直前に配合しても良い。

【００３９】また、本発明の水硬性組成物は、通常は袋
詰めの形態で搬送、提供され、使用する時にミキサー等
の混練機で水と混練したものを、塗り込み施工や吹付け
施工又は流し込み施工等を行う。尚、ここでの水の添加
量は、アルミナセメント１００重量部に対して、概ね３
０〜１００重量部とする。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【００４１】〔使用材料〕使用した材料並びにその製法
等の詳細は以下の通りである。尚、ブレーン比表面積を
調整した材料の調整方法は、ミル粉砕と所望の網目径の
振動震による分級操作により行った。（Ａ）ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする粉
末＜Ａ１＞：メタクリル酸ナトリウム５４モル％、メタ
リルスルホン酸ナトリウム７モル％、メチルアクリレー
ト８モル％並びにメトキシポリ（ｎ＝４０）エチレング
リコールメタクリルレート３１モル％を重合させてなる
分子量１１８００の高分子化合物を主成分とする固型分
濃度４５重量％の溶液８００ｇに、ｐＨ調整のために１
０重量％の濃度の水酸化ナトリウム水溶液７５．２ｇを
加えて常温で約３分間攪拌し、次いで亜硫酸ソーダ及び
トリエタノールアミンを固型分濃度に対して０．５重量
部添加し、３分間攪拌した。これを処理容積が１リット
ルのニーダー型混練攪拌機に入れて温度９０℃、３０ｔ
ｏｒｒの減圧下で混練しながら濃縮・乾燥を行った。得
られた粉粒体を粉砕機で粉砕し、分級して粒径５０〜５
００μｍの粉末（Ａ１）を製造した。尚、該粉末の含水
率は１．８重量％であった。

【００４２】（Ａ）ポリカルボン酸系高分子化合物を主
成分とする粉末＜Ａ２＞：メタクリル酸ナトリウム５４
モル％、メタリルスルホン酸ナトリウム７モル％、メチ
ルアクリレート８モル％、メトキシポリ（ｎ＝４０）エ
チレングリコールメタクリルレート１６モル％並びにメ
トキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリル
レート１５モル％を重合させてなる分子量１０９００の
高分子化合物を主成分とする固型分濃度４５重量％の溶
液８００ｇに、ｐＨ調整のために１０重量％の濃度の水
酸化ナトリウム水溶液７５．２ｇを加えて常温で約３分
間攪拌し、次いで亜硫酸ソーダ及びトリエタノールアミ
ンを固型分濃度に対して０．５重量部添加し３分間攪拌
した。これを処理容積が１リットルのニーダー型混練攪
拌機に入れて温度９０℃、３０ｔｏｒｒの減圧下で混練
しながら濃縮・乾燥を行った。得られた粉粒体を粉砕機
で粉砕し、分級して粒径５０〜５００μｍの粉末（Ａ
２）を製造した。尚、該粉末の含水率は２．１重量％で
あった。

【００４３】（Ｂ）スラグ粉末＜Ｂ１〜Ｂ３＞：表１に
表す成分よりなる何れもブレーン比表面積４０００ｃｍ
²／ｇに調整した高炉スラグ粉末（Ｂ１）、下水汚泥溶
融スラグ粉末（Ｂ２）又は都市ゴミ溶融スラグ粉末（Ｂ
３）。下水汚泥溶融スラグは下水汚泥の乾燥ケーキを、
また都市ゴミ溶融スラグは都市ゴミ乾燥物を、何れも約
５ミリ以下に破砕した後、破砕物を溶融炉で１３００℃
に溶融し、溶融物を室温下に炉外急冷したものを粉砕し
て得た。

【００４４】

【表１】

【００４５】（Ｃ）アルカリ炭酸塩：炭酸リチウム（市販試薬粉末、純度９９％以上）

【００４６】（Ｄ）石膏＜Ｄ１〜Ｄ２＞：ＩＩ型無水石膏（Ｄ１）・・・ブレーン比表面積７００
０ｃｍ²／ｇ又は、半水石膏（Ｄ２）・・・ブレーン比表面積５００
０ｃｍ²／ｇ

【００４７】（Ｅ）トリアジン誘導体のホルムアルデヒ
ド縮合物を主成分とする粉末：市販品「メルメントＦ１０Ｍ」（ＳＫＷ社製）

【００４８】（Ｆ）遅延剤：酒石酸（市販試薬粉末、純度９９％以上）

【００４９】（Ｇ）増粘剤：アクリル再乳化形樹脂を主成分とする市販品「DRYCRYL
DP-2904」（ローム・アンド・ハース株式会社製）

【００５０】（Ｈ）消泡剤：アルコール系の市販品「ＳＮ−ディフォーマー１４Ｈ
Ｐ」（サンノプコ株式会社製）

【００５１】（Ｉ）アルミナセメント：市販品「アサノアルミナセメント２号」（太平洋セメン
ト株式会社製）ブレーン比表面積４３００ｃｍ²／ｇ

【００５２】（Ｊ）骨材：珪砂４〜７号の混合砂（重量比で４号：５号：６号：７
号＝３：２：３：２）

【００５３】〔アルミナセメント用混和材の作製〕材料
（Ａ）〜（Ｈ）を用い、表２に表す配合となるようヘン
シェル式ミキサーで混合し、アルミナセメント用混和材
（Ｎｏ．１〜１１）を作製した。

【００５４】

【表２】

【００５５】〔水硬性組成物の作製とその性状試験〕次
に、表２に記した該アルミナセメント用混和材（Ｎｏ．
１〜１１）と（Ｉ）のアルミナセメント並びに（Ｊ）の
骨材を表３の配合割合となるよう外割で１６重量％の水
と共にモルタルミキサーに一括投入し、約３分間混練し
て１．５リットルのモルタルスラリー（実施例１〜１
１）を作製した。また、参考のため、表３に記載した配
合割合となるよう外割で２５重量％（比較例１と２）又
は１６重量％（比較例３）の水を加えたモルタルスラリ
ーも作製した。

【００５６】

【表３】

【００５７】各モルタルスラリーの混練終了直後〜９０
分経過時点までのフロー値、並びに該スラリーから作製
した供試体の材齢１、７及び２８日の圧縮強度をそれぞ
れＪＩＳＲ５２０１に準じた方法で測定した。結果
を表３に併せて記す。

【００５８】更に、耐酸試験として、該スラリーから作
製した硬化体の浸透拡散抵抗性と質量変化率をＪＳＴＭ
Ｃ７４０１（建材試験センター規格「溶液浸漬によ
るコンクリートの耐薬品性試験方法」）に準じて測定し
た。測定用試料は材齢２８日まで温度２０±１℃のイオ
ン交換水中で水中養生した硬化体（φ７５×１５０ｍ
ｍ）を用い、試験液（５重量％濃度の硫酸水溶液：ｐＨ
０．４±０．１）に浸漬させ、３０日間経過後に取り出
して洗浄した。浸透拡散抵抗性は、洗浄後の試料をダイ
ヤモンドカッターで長手方向に半分に切断した面に１％
フェノールフタレインエタノール溶液を噴霧することに
より呈色した部分の長さ（前記長手方向に垂直な長さ）
を測定し、浸漬深さを浸漬前の呈色長さと浸漬後の呈色
長さの差の半値として算出した。更に質量変化率は、浸
漬前と比べた浸漬後の重量増加率を算出した。以上の値
を表３に併せて記す。

【００５９】

【発明の効果】本発明の水硬性組成物は、強力な耐酸性
状を有するため、その用途を選ぶことなく使用すること
ができ、更に強度発現性、特に早期強度発現性にも優れ
る他、長期の保管や搬送性にも優れ、使用に際しては水
を加えるだけで良く、水添加後もアルミナセメント系で
はとかく制約が多い施工性にも実用上富む。更に、本発
明の水硬性組成物は水和反応の過程で水酸化カルシウム
を生成しないので、糖類や油類に対する耐食性も他の公
知セメント類から得た硬化体に比べ格段に高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 33/04 Ｃ０８Ｌ 33/04 35/02 35/02 61/26 61/26 //(Ｃ０４Ｂ 28/06 (Ｃ０４Ｂ 28/06 24:26 24:26 Ｅ 22:06 22:06 Ａ 22:10 22:10 24:30） 24:30）Ｂ 103:60 103:60 111:23 111:23 Ｆターム(参考） 4F070 AA32 AA37 AA45 AC13 AC16 AC17 AC19 AC20 AC22 AC46 DA33 DC05 DC11 4G012 PB03 PB06 PB07 PB08 PB09 PB10 PB11 PB13 PB20 PB31 PB34 PC01 PC11 PC12 4J002 BG07W BH02W CC17X CC18X CC19X DE058 DE228 DF036 DF038 DG036 DG046 DG048 DG059 DJ008 EN027 EN037 EN107

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアルキレングリコール鎖を有するポ
リカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液に、還元
性無機化合物又は還元性無機化合物と還元性有機化合物
を添加し、次いで乾燥粉末化することにより得られる粉
末と、溶融スラグ粉末、高炉スラグ粉末、転炉スラグ粉
末、脱燐スラグ粉末、脱珪スラグ粉末から選択される１
種以上のスラグ粉末を含有してなるアルミナセメント用
混和材。
【請求項２】アルカリ金属の水酸化物、塩化物、炭酸
塩、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、珪酸塩の群から選択さ
れる１種以上及び／又は石膏を含有する請求項１記載の
アルミナセメント用混和材。
【請求項３】トリアジン誘導体のホルムアルデヒド縮
合物を主成分とする液を乾燥粉末化することにより得ら
れる粉末を含有する請求項１又は２に記載のアルミナセ
メント用混和材。
【請求項４】請求項１〜３の何れか記載のアルミナセ
メント用混和材とアルミナセメントを含有してなる水硬
性組成物。