JP2004123430A

JP2004123430A - Aluminous cement composition

Info

Publication number: JP2004123430A
Application number: JP2002288475A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Sawabe; 澤辺　則彦; Yoshinobu Hirano; 平野　義信; Koji Onishi; 大西　宏二
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP4062041B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminous cement composition wherein quality deterioration of the powder mixture is prevented during its storage and its quality observed at the time of preparation is maintained over a long time. <P>SOLUTION: The aluminous cement composition excellent in shelf stability essentially comprises, by mass, 100 pts. aluminous cement and 0.01-0.2 pts. methylhydrogenpolysiloxane silicone oil. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般の土木・建築構造物等の構築に多用されるアルミナセメント系組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミナセメント系組成物は、速硬性、速強性に優れていることから、緊急性を有する土木・建築工事（災害復旧、道路補修等）で使用されている。
この有用性を最大限に利用すべく、特性改善については不断の検討が行なわれ、種々の技術が開示されている。例えば、特許文献１には、セルフレベリング性セメント組成物としての流動性改善、及び硬化体強度、ひび割れ特性の改善を目的として、シリコーンオイルを添加したものが開示されている。また、特許文献２には、撥水性及び耐ひび割れ性が優れる硬化体を与え、流動性に優れるセメント組成物が開示されている。更に、特許文献３には、低起泡性のセメント用分散剤を添加し、表面における気泡生成を抑える技術が開示されている。
アルミナセメント系組成物の抱える大きな課題の一つは、貯蔵時に流動性、強度発現性等の品質が変化すること、すなわち、貯蔵安定性の低さである。特に高温多湿時期の貯蔵安定性の低さは大きな問題であると考えられる。
例えば、流動性が低下した場合、ワーカビリティーの低下、充填不良、不陸の発生等、施工欠陥を招く恐れがある。また、流動性を回復させるため、水量過多による混練を行った場合、アルミナセメント系組成物の利点である速硬性、速強性の低下、収縮増大によるひび割れ等の問題が発生する。さらに、強度発現性が低下した場合、所定強度発現まで時間を要するため、工期が長くかかり問題となる。
そこで、これらの問題解決を目的とした技術も開示されている。例えば、特許文献４には、脂肪酸及び又はそれらの塩類を含有させて貯蔵安定性を向上させたセメント組成物が開示されている。また、特許文献５には、白土含有脂肪酸カルシウムを配合して長期保管を可能にしたセメント硬化物が開示されている。
しかし、これらの技術では、それなりの効果は認められるものの、貯蔵安定性は未だ十分なものではない。特に高温多湿となる夏期時期の貯蔵安定性については、該特性が更に改善された製品の提供が求められていた。
【０００３】
従来技術の問題点としては、高温多湿時期における貯蔵安定性が不十分であることがあげられる。貯蔵時の劣化は高温ほど進行しやすく、高温場所での貯蔵では、従来技術を持ってしても、解決が困難であった。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１９８１３８号公報（２ページ）
【特許文献２】
特開２００１−８９２２１号公報（２ページ）
【特許文献３】
特開平５−２４６７４３号公報（２ページ）
【特許文献４】
特開２００１−１５１５４８号公報（２ページ）
【特許文献５】
特開２００１−４８６２６号公報（２ページ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、粉体混合物の貯蔵時における品質低下が防止され、調製時の品質を長期間にわたり保持することが可能なアルミナセメント系組成物の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
アルミナセメントの粒子表面を特定のシリコーンオイルでコーティングすることにより、粉体貯蔵時における粉体間での化学反応を抑制し、アルミナセメント系組成物の活性度（反応性）低下を防止することで、アルミナセメント系組成物の貯蔵時（粉体混合物貯蔵時）における品質安定性の飛躍的向上を見出し、本発明を解決した。
すなわち本発明は、アルミナセメントとメチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルとを必須成分として含み、アルミナセメント１００質量部に対するメチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル含有量が０．０１〜０．２質量部であることを特徴とする、貯蔵安定性に優れたアルミナセメント系組成物に関する。
以下に本発明を詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、アルミナセメント系組成物にシリコーンオイルの一種であるメチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル（信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ−９９）を添加し、アルミナセメント粒子の表面を当該シリコーンオイルで被覆することを特徴とする。
メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルは、Ｓｉ−Ｈ結合を有するシリコーンオイルである。当該シリコーンオイルは、分子内にＳｉ−Ｈ端末を有し、この端末が空気中の酸素によって酸化され、新たなシロキサン結合ができることにより、優れた撥水性を付与する。また、このＳｉ−Ｈ端末はアルミナセメント粒子表面の水酸基と結合する端末でもあることから、アルミナセメント系組成物に他のシリコーンオイルを使用した場合には発現しない優れた貯蔵安定性を付与する。
【０００８】
一方、アルミナセメントは、組成の異なるものが種々市販されているが、何れも主成分はカルシウムアルミネートであり、問題なく使用できる。
【０００９】
メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルの添加量は、アルミナセメント１００質量部に対して０．０１〜０．２質量部とする。好ましくは、０．０５〜０．１５質量部の範囲内で添加する。メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルの添加量が少なすぎると、アルミナセメント系組成物の貯蔵安定性が十分に得られず、一方、多すぎると、硬化体の強度低下を招くだけでなく、不経済である。
【００１０】
本発明のアルミナセメント系組成物は、一般的な混合機で調整できる。例えば、ナウターミキサ、リボンミキサ、オムニミキサ等の使用が可能である。
また、原料混合工程で、必須成分であるアルミナセメント及びメチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルに添加可能な成分、換言すると、貯蔵中に存在させても構わない成分は、各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、フィラーセメント及びアルミナセメントクリンカー等のセメント組成物の他、石膏、スラグ、炭酸カルシウム、フライアッシュ、シリカ粉、粘土鉱物等の無機質混和材、砂、砂利等の骨材、パーライト、ひる石等の無機系軽量骨材、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム等の粉砕物、又、減水剤、消泡剤、増粘剤、収縮低減剤、膨張剤・材、発泡剤、硬化促進剤、急硬剤、遅延剤等の無機・有機系混和剤等であり、このうち１種又は２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で、アルミナセメント、メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルに混合することができる。
なお、本発明におけるアルミナセメント系組成物とは、アルミナセメント及びメチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイルを必須成分として含んだものを言い、上記した、必須成分以外の成分の有無には関わらない。
本発明におけるアルミナセメント系組成物の貯蔵には、一般に使用されているセメントの包装袋、紙袋、ポリエチレン袋、ポリビニール袋の他に、外気接触が無い金属性・有機質系の密閉容器等が使用可能であり、屋内で６ヶ月貯蔵しても品質に変化はない。
【００１１】
本発明のアルミナセメント系組成物は、水、又はエマルジョン等と練混ぜて、モルタル、コンクリート、セルフレベリング材、グラウト材等を調整し、一般の土木・建築構造物、耐火性、耐酸性を要する構造物の構築等に使用できる。
【００１２】
【実施例】
（１）使用原料
次の原料を使用した。
・アルミナセメント：市販品
・シリコーンオイル：メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル、
（信越化学工業（株）製、製品名：ＫＦ−９９）
・ポルトランドセメント：早強セメント
・高炉スラグ：市販品
・石膏：ＩＩ型無水石膏（市販品）
・消石灰：市販品
・骨材：６号珪砂（市販品）
・促進剤：炭酸リチウム（市販品）、硫酸アルミニウム（市販品）
・流動化剤：メラミン系流動化剤（市販品）
・増粘剤：メチルセルローズ系増粘剤（市販品）
・消泡剤：ポリエーテル系消泡剤（市販品）
・膨張剤：アルミニウム粉系膨張剤（市販品）
・遅延剤：クエン酸ナトリウム（市販品）
・ステアリン酸（比較例２、３）：市販品
・シリコーンオイル（比較例４、５）：ジメチルポリシロキサンシリコーンオイル（市販品）
・シリコーンオイル（比較例６、７）：アルキル変性型シリコーンオイル（市販品）
【００１３】
（２）シリコーンオイル処理
原料の混合にはナウターミキサを使用し、表２に示すアルミナセメント系組成物を得た。
【００１４】
（３）評価
アルミナセメント系組成物を、紙袋に２５ｋｇ入れて閉封し、温度３５℃、相対湿度６５％の試験室内で貯蔵した。貯蔵安定性の評価は、所定期間まで貯蔵したアルミナセメント系組成物１００質量部及び水２５質量部を２分間混練して調整したモルタルについて、次の評価試験を行った。
・Ｊ_１４ロート流下値：土木学会充てんモルタルの流動性試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ　　５４１−１９９９）、
・圧縮強度（１．５時間）：セメントの物理試験方法（ＪＩＳ　Ｒ　５２０１−１９９７、附属書２）
シリコーンオイル及びステアリン酸を除く配合割合を表１に、結果を表２に、それぞれ示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
比較例１の組成物では、調製後２ヶ月以降で、また、比較例２〜７の組成物では、調製後４ヶ月で大幅な流動性低下及び強度発現性低下が認められる。それに対して、実施例１〜４の組成物では、調製後６ヶ月経過時においても、流動性、強度発現性の低下はほとんど認められない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のアルミナセメント系組成物は、高温時期の保管においても、優れた貯蔵安定性を発揮し、モルタル調整後の流動性、また、強度発現性における経時変化も小さい。すなわち、品質保持期間が飛躍的に向上しており、特にアルミナセメント系組成物が本来有する速硬性、速強性を失うことなく長期の保管が可能になり、製造、貯蔵、施工面での利点は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】組成物の貯蔵期間とモルタル流動性の関係を示す図である。
【図２】組成物の貯蔵期間とモルタルの強度発現性の関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an alumina cement-based composition frequently used for construction of general civil engineering and building structures.
[0002]
[Prior art]
Alumina cement-based compositions are used in civil engineering and building construction (disaster recovery, road repairs, etc.) with urgency because they are excellent in rapid curing and rapid strength.
In order to make the most of this usefulness, constant improvements have been made to improve the characteristics, and various techniques have been disclosed. For example, Patent Document 1 discloses one in which silicone oil is added for the purpose of improving fluidity as a self-leveling cement composition, and improving cured body strength and cracking characteristics. Patent Document 2 discloses a cement composition that gives a cured product having excellent water repellency and crack resistance and excellent fluidity. Furthermore, Patent Document 3 discloses a technique for suppressing the generation of bubbles on the surface by adding a low foaming dispersant for cement.
One of the major problems of the alumina cement-based composition is that quality such as fluidity and strength development changes during storage, that is, low storage stability. In particular, the low storage stability at high temperature and high humidity is considered to be a big problem.
For example, when the fluidity is lowered, there is a risk of causing construction defects such as reduced workability, poor filling, and occurrence of unevenness. In addition, when kneading is performed with an excessive amount of water in order to restore fluidity, problems such as quick hardening and reduced strength, which are advantages of the alumina cement-based composition, and cracks due to increased shrinkage occur. Further, when the strength development is reduced, it takes time to develop the predetermined strength, so that the construction period is long and becomes a problem.
Therefore, a technique for solving these problems is also disclosed. For example, Patent Document 4 discloses a cement composition containing a fatty acid and / or a salt thereof to improve storage stability. Further, Patent Document 5 discloses a hardened cement that contains a clay-containing fatty acid calcium to enable long-term storage.
However, although some effects are recognized with these technologies, the storage stability is still not sufficient. In particular, regarding the storage stability in the summer season when it is hot and humid, it has been desired to provide a product with further improved characteristics.
[0003]
The problem with the prior art is that the storage stability at high temperature and high humidity is insufficient. Deterioration during storage is more likely to proceed at higher temperatures, and it has been difficult to solve the problem in the storage at high temperatures even with the prior art.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3198138 (2 pages)
[Patent Document 2]
JP 2001-89221 A (2 pages)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-246743 (2 pages)
[Patent Document 4]
JP 2001-151548 A (2 pages)
[Patent Document 5]
JP 2001-48626 A (2 pages)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an alumina cement-based composition capable of preventing quality deterioration during storage of a powder mixture and maintaining the quality during preparation for a long period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
By coating the surface of alumina cement particles with a specific silicone oil, the chemical reaction between the powders during powder storage can be suppressed, and the activity (reactivity) of the alumina cement composition can be prevented from decreasing. The present invention has been solved by finding a dramatic improvement in quality stability during storage of an alumina cementitious composition (when storing a powder mixture).
That is, the present invention includes alumina cement and methyl hydrogen polysiloxane silicone oil as essential components, and the methyl hydrogen polysiloxane silicone oil content is 0.01 to 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina cement. It is related with the alumina cement-type composition excellent in the storage stability characterized by these.
The present invention is described in detail below.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, methyl hydrogen polysiloxane silicone oil (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-99), which is a kind of silicone oil, is added to an alumina cement-based composition, and the surface of the alumina cement particles It is characterized by being coated with silicone oil.
Methyl hydrogen polysiloxane silicone oil is a silicone oil having Si-H bonds. The silicone oil has a Si—H terminal in the molecule, and this terminal is oxidized by oxygen in the air to form a new siloxane bond, thereby providing excellent water repellency. Moreover, since this Si-H terminal is also a terminal couple | bonded with the hydroxyl group of the alumina cement particle surface, when the other silicone oil is used for an alumina cement type composition, the outstanding storage stability which is not provided is provided.
[0008]
On the other hand, various alumina cements having different compositions are commercially available, but all of them are calcium aluminate and can be used without any problem.
[0009]
The amount of methyl hydrogen polysiloxane silicone oil added is 0.01 to 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alumina cement. Preferably, it adds within the range of 0.05-0.15 mass part. If the amount of methyl hydrogen polysiloxane silicone oil added is too small, the storage stability of the alumina cementitious composition will not be sufficiently obtained. On the other hand, if it is too much, not only will the strength of the cured product be reduced, but it will also be uneconomical. It is.
[0010]
The alumina cement-type composition of this invention can be adjusted with a common mixer. For example, a Nauter mixer, a ribbon mixer, an omni mixer, etc. can be used.
In addition, components that can be added to the alumina cement and methyl hydrogen polysiloxane silicone oil, which are essential components in the raw material mixing step, in other words, components that may be present during storage include various Portland cement, blast furnace cement, In addition to cement compositions such as ash cement, silica cement, filler cement and alumina cement clinker, mineral admixtures such as gypsum, slag, calcium carbonate, fly ash, silica powder and clay minerals, aggregates such as sand and gravel, pearlite , Inorganic lightweight aggregates such as vermiculite, pulverized products such as urethane crushed and EVA foam, water reducing agents, antifoaming agents, thickeners, shrinkage reducing agents, expansion agents / materials, foaming agents, curing accelerators, Inorganic / organic admixtures such as rapid hardening agents, retarders, etc., of which one or two or more are substantially the object of the present invention To the extent that does not impair, alumina cement can be mixed methylhydrogenpolysiloxane silicone oil.
In addition, the alumina cement-type composition in this invention says what contains an alumina cement and methyl hydrogen polysiloxane silicone oil as an essential component, and is not concerned with the presence or absence of above-mentioned components other than an essential component.
In addition to the commonly used cement packaging bags, paper bags, polyethylene bags and polyvinyl bags, metallic and organic airtight containers with no contact with the outside air are used for storage of the alumina cement-based composition in the present invention. It is possible, and there is no change in quality even if it is stored indoors for 6 months.
[0011]
The alumina cementitious composition of the present invention is kneaded with water or an emulsion to adjust mortar, concrete, self-leveling material, grout material, etc., and requires general civil engineering / building structures, fire resistance, acid resistance Can be used for construction of structures.
[0012]
【Example】
(1) Used raw materials The following raw materials were used.
・ Alumina cement: Commercial product ・ Silicone oil: Methyl hydrogen polysiloxane silicone oil,
(Product name: KF-99, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
・ Portland cement: Early-strength cement ・ Blast furnace slag: Commercial product ・ Gypsum: Type II anhydrous gypsum (commercial product)
・ Slaked lime: Commercial product ・ Aggregate: No. 6 silica sand (commercial product)
Accelerator: Lithium carbonate (commercial product), aluminum sulfate (commercial product)
-Fluidizer: Melamine fluidizer (commercially available)
・ Thickener: Methylcellulose thickener (commercially available)
・ Defoamer: Polyether-based defoamer (commercially available)
・ Swelling agent: Aluminum powder based swelling agent (commercially available)
・ Retarder: Sodium citrate (commercially available)
Stearic acid (Comparative Examples 2 and 3): Commercial product Silicone oil (Comparative Examples 4 and 5): Dimethylpolysiloxane silicone oil (commercial product)
Silicone oil (Comparative Examples 6 and 7): Alkyl-modified silicone oil (commercially available product)
[0013]
(2) A Nauta mixer was used for mixing the silicone oil-treated raw materials, and the alumina cement-based compositions shown in Table 2 were obtained.
[0014]
(3) Evaluation The alumina cementitious composition was sealed in 25 kg in a paper bag and stored in a test chamber at a temperature of 35 ° C. and a relative humidity of 65%. The storage stability was evaluated by conducting the following evaluation test on a mortar prepared by kneading 100 parts by mass of an alumina cement-based composition and 25 parts by mass of water stored for a predetermined period for 2 minutes.
· _{J 14} funnel flow value: Test Method of Flowability for Civil Engineers Filling Mortar (JSCE-F 541-1999),
Compressive strength (1.5 hours): Cement physical test method (JIS R 5201-1997, Annex 2)
Table 1 shows the blending ratio excluding silicone oil and stearic acid, and Table 2 shows the results.
[0015]
[Table 1]

[0016]
[Table 2]

[0017]
In the composition of Comparative Example 1, a significant decrease in fluidity and a decrease in strength are observed after 2 months after preparation, and in the compositions of Comparative Examples 2 to 7 after 4 months after preparation. On the other hand, in the compositions of Examples 1 to 4, almost no decrease in fluidity and strength development was observed even after 6 months from the preparation.
[0018]
【The invention's effect】
The alumina cement-based composition of the present invention exhibits excellent storage stability even during storage at high temperatures, and has little change over time in fluidity after mortar adjustment and strength development. In other words, the quality retention period has been dramatically improved, and in particular, it has become possible to store for a long time without losing the fast-hardness and fast-strength inherent in the alumina cement-based composition. Is big.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the storage period of a composition and mortar fluidity.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the storage period of the composition and the strength development of the mortar.

Claims

Alumina cement and methyl hydrogen polysiloxane silicone oil are included as essential components, and the methyl hydrogen polysiloxane silicone oil content with respect to 100 parts by mass of alumina cement is 0.01 to 0.2 parts by mass, Alumina cement-based composition with excellent storage stability.