JP2007514634A5

JP2007514634A5 -

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Publication number: JP2007514634A5
Application number: JP2006544528A
Authority: JP
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2008-02-07

Description

本発明によれば、シリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとするマトリックス中である種の無機酸化物および任意成分としてのある種の無機ハロゲン化物の総割合を組成物質量の少なくとも5%のレベルに維持することにより、高活性指数を有する水硬性無機組成物が得られることを見出した。
さらに詳細には、本発明に従う水硬性無機組成物は、組成物質量の少なくとも25％、好ましくは少なくとも30％を占める、シリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとするガラス質または結晶化マトリックス；組成物質量の少なくとも5％を占める、Ti、V、Cr、Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Pb、Ba、Sr、P、S、Na、K、Zr、Mo、Be、Tl、As、SnおよびCdの酸化物およびハロゲン化物から選ばれた１種または数種の特定の無機酸化物および任意成分としての１種または数種の特定の無機ハロゲン化物；多くとも31質量％のアルミナ(Al₂O₃)；10質量％未満のフェライト；および組成物質量に対して0.05質量％未満、好ましくは0.01質量％未満のCを含む。
上記フェライトは、一般に0.3〜5質量％の組成物中酸化鉄含有量に相当するカルシウムアルミノフェライトである。
本明細書において使用するときの水硬性無機組成物なる用語は、水と反応して安定な水和物を含む生成物を生成し且つ経時的に安定な機械的性質を発生させる、とりわけ、低寸法変化(なかんずく、膨張等)を有する無機化合物を主として含む組成物を意味するものと理解されたい。
本明細書において使用するときの用語ガラス質マトリックスとは、マトリックス質量の少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%を占めるガラス質相を含むシリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとするマトリックスを意味するものと理解されたい。

Claims

組成物質量の少なくとも25％、好ましくは少なくとも30％を占める、シリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとするガラス質または結晶化マトリックス；組成物質量の少なくとも5％を占める、Ti、V、Cr、Mn、Ｚn、Co、Ni、Cu、Pb、Ba、Sr、P、S、Na、K、Zr、Mo、Be、Tl、As、SnおよびCdの酸化物およびハロゲン化物から選ばれた１種または数種の特定の無機酸化物および任意成分としての１種または数種の特定の無機ハロゲン化物；多くとも31質量％のアルミナ(Al₂O₃)；10質量％未満のフェライト(カルシウムアルミノフェライト)；および組成物質量に対して0.05質量％未満、好ましくは0.01質量％未満のCを含むことを特徴とする水硬性無機組成物。
組成物の総質量に対する質量％で下記を含む、請求項１記載の水硬性無機組成物：
‐酸化チタン：0〜10％、好ましくは0.1〜10%；
‐酸化バナジウム：0〜0.5％、好ましくは0.2〜0.5%；
‐酸化クロム：0〜0.5%；
‐酸化マンガン：0〜5％、好ましくは0.5〜5%；
‐酸化亜鉛：0〜2％、好ましくは0.1〜2%；
‐酸化コバルト：0〜0.05％、好ましくは0.01〜0.5%；
‐酸化ニッケル：0〜0.5％、好ましくは0.01〜0.5%；
‐酸化銅：0〜2％、好ましくは0.1〜2%；
‐酸化鉛：0〜0.01％、好ましくは0.001〜0.01%；
‐酸化バリウム：0〜2％、好ましくは0.1〜2%；
‐酸化ストロンチウム：0〜2％、好ましくは0.1〜2%；
‐酸化リン：0〜2％、好ましくは0.1〜2%；
‐酸化イオウ：0〜3％、好ましくは0.2〜3%；
‐酸化ナトリウム：0〜10％、好ましくは0.5〜10%；
‐酸化カリウム：0〜10％、好ましくは0.5〜10%；
‐酸化ジルコニウム：0〜0.1％、好ましくは0.01〜0.1%；
‐酸化モリブデン：0〜0.1％、好ましくは0.01〜0.1%；
‐酸化タリウム：0〜0.1％、好ましくは0.01〜0.1%；
‐酸化錫：0〜0.1％、好ましくは0.01〜0.1%；
‐酸化カドミウム：0〜0.005％、好ましくは0.0002〜0.005%；および、
‐酸化ヒ素：0〜0.002％、好ましくは0.0001〜0.002%。
前記任意成分としてのハロゲン化物が、塩化物、フッ化物およびヨウ化物から選ばれる、請求項１または２記載の水硬性無機組成物。
前記無機酸化物が、ナトリウム、カリウム、クロム、ニッケル、コバルト、リン、亜鉛、イオウ、チタン、バリウム、マンガンおよびストロンチウムの酸化物から選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項記載の水硬性無機組成物。
前記組成物が、下記の酸化物の少なくとも全てを含有する、請求項１〜４のいずれか１項記載の水硬性無機化合物：
イオウ、チタン、バリウム、マンガン、ストロンチウムおよび亜鉛の酸化物。
前記マトリックスが結晶化マトリックスであり、前記特定の無機酸化物および任意成分としてのハロゲン化物が組成物の総質量の最大で7％を占める、請求項１〜５のいずれか１項記載の水硬性無機組成物。
前記マトリックスが、結晶化されており、マトリックスの総質量に対して下記を含有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の水硬性無機組成物：
鉱物学的組成物A：
‐ケイ酸二カルシウム(C2S)：5〜35%、好ましくは10〜30%；
‐アルミン酸一カルシウム(CA)：20〜60%、好ましくは30〜55%；および、
‐メリライト(ゲーレナイトC2ASとオクルマナイトC2MS2の固溶体)：5〜50％、好ましくは10〜40％；または、
鉱物学的組成物B：
‐ケイ酸二カルシウム(C2S)：20〜60%、好ましくは20〜50%；
‐アルミン酸カルシウム(C12A7)：20〜70%、好ましくは20〜60％；および、
‐アルミン酸カルシウム(C3A)：0〜45%、好ましくは0〜40%。
得られる製品の総質量に対して80質量％までの、好ましくは50質量％までの請求項１〜７のいずれか１項記載の水硬性無機組成物を含む、セメント製品または水硬性バインダー。
前記水硬性無機組成物への補完物が、ポルトランドセメント、アルミナセメント、天然および合成石膏プラスター、リン石膏およびこれらの混合物から選ばれる、請求項８記載のセメント製品または水硬性バインダー。
下記の工程を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の水硬性無機組成物の製造方法：
(a) 最終水硬性無機組成物の少なくとも25質量％、好ましくは少なくとも30質量％の割合のシリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとし且つ請求項１記載の無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物を、最終水硬性無機組成物中で、最終組成物の少なくとも5質量％のこれら無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物の割合を得るのに十分なまたは不十分な量で含有するマトリックスを形成し得る物質を得る工程；
(b) 不十分な濃度の無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物を有する場合の前記マトリックスを形成し得る物質に、請求項１記載の特定の無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物を、最終水硬性無機組成物中で少なくとも5質量％のこれら無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物の割合を得るのに十分な量で含有する追加物質を添加する工程；
(c) 十分な濃度の無機酸化物および任意成分としての無機ハロゲン化物を有する場合の工程(a)の物質または工程(b)で得られた生成物を、1450℃〜1650℃、好ましくは少なくとも1500℃、より好ましくは少なくとも1550℃の温度で、10^-7 ≦ pO₂ ≦ 10^-5雰囲気の部分酸素圧を有する還元雰囲気中で精錬する工程；および、
(d) 最終水硬性無機組成物を回収する工程。
シリコ-アルミン酸カルシウムおよびマグネシウムをベースとするマトリックスを形成し得る前記物質を、製鋼所スラグ並びに工業炉およびパワープラントに由来する粉塵から選択する、請求項１０記載の方法。
前記マトリックスを形成し得る物質と前記任意成分としての添加した物質中の未燃焼炭素の前記還元雰囲気を得るのに添加した還元剤の炭素と比較した質量割合が、0.02〜5の範囲である、請求項１０または１１記載の方法。
前記追加物質を、製鋼所、パワープラント、セメントプラントおよび化学工業に由来する残渣から選択する、請求項１０〜１２のいずれか１項記載の方法。