JP2013502365A - ビーライト−スルホアルミン酸カルシウム−フェライトクリンカーに基づく水硬性結合剤に対する添加剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、組成物であって、当該組成物の総質量に対する相対的な質量により表すと0.01から3%の分子毎に2つから4つのカルボキシル基を有するポリカルボン酸又はその塩と、97から99.99%のビーライト−スルホアルミン酸カルシウム−フェライトクリンカー(BCSAFクリンカー)とを含む組成物に関係する。
Description
・CはCaO(石灰)を表し、
・AはAl2O3(アルミナ)を表し、
・FはFe2O3を表し、
・SはSiO2(シリカ)を表し、
・$はSO3を表し、
・HはH2O(水)を表す。
C2S:不純なケイ酸二カルシウム(Ca2SiO4):(ビーライト)2(CaO)・(SiO2)
C3A:アルミン酸三カルシウム(Ca3Al2O6):(アルミネート)3(CaO)・(Al2O3)
C4AF:鉄アルミン酸四カルシウム(Ca4Al2Fe2O10):(フェライト、アルミノフェライト又はブラウンミラー石(brownmillerite))4(CaO)・(Al2O3)・(Fe2O3)、又は、より一般的には、xを0.2から0.8とするとき一般式 2(CaO)・x(Al2O3)・(1−x)(Fe2O3)によって表される化合物
C4A3$:スルホアルミン酸カルシウム《ye'elimite;イーリミット》4(CaO)・3(Al2O3)・(SO3)
石灰石:CaCO3
石膏:CaSO4・2(H2O)
硫酸カルシウム0.5水和物(プラスター):CaSO4・0.5H2O
無水硫酸カルシウム(硬石膏):CaSO4
ペリクレース:MgO
シリカ又は石英:SiO2。
AI2O3:8から22%
SiO2 :15から25%
Fe2O3:3から15%
SO3 :2から10%。
酸化マグネシウムとして示される0から5%のマグネシウム、
酸化ナトリウムとして示される0から5%のナトリウム、
酸化カリウムとして示される0から5%のカリウム、
酸化ホウ素として示される0から3%のホウ素、
無水燐酸として示される0から7%の燐、
各元素の酸化物として示される0から5%の亜鉛、マンガン、チタニウム、又はこれらの混合物、
フッ化カルシウム及び塩化カルシウムとして示される0から3%のフッ素、塩素又はこれらの混合物、
を含み、前記の二次的元素の合計は15%と等しいかこれよりも小さい。
酸化マグネシウムとして示される1から4%のマグネシウム、
酸化ナトリウムとして示される0.1から2%のナトリウム、
酸化カリウムとして示される0.1から2%のカリウム、
酸化ホウ素として示される0から2%のホウ素、
無水燐酸として示される0から4%の燐、
各元素の酸化物として示される0から3%の亜鉛、マンガン、チタニウム、又はこれらの混合物、
フッ化カルシウム及び塩化カルシウムとして示される0から3%のフッ素、塩素又はこれらの混合物、
を含むことが望ましい。
酸化ナトリウムとして示される0.2から1.5%のナトリウム、
酸化カリウムとして示される0.2から1.5%のカリウム、
酸化ホウ素として示される0.2から2%のホウ素、
フッ化カルシウム及び塩化カルシウムとして示される0から1%のフッ素、塩素又はこれらの混合物、
を含むことが望ましい。
酸化ホウ素として示される0.2から2%のホウ素、
酸化カリウムとして表される0.1から2%のカリウム、
を含む。
酸化ホウ素として表される0.2から2%のホウ素、
酸化ナトリウムとして示される0.1から2%のナトリウム、
を含む。
酸化ホウ素として示される0.2から2%のホウ素、
を含むことが望ましい。
酸化カリウムとして表される0.2から2%のカリウム、
酸化燐(P2O5)として表される0.5から4%の燐、
を含む。
酸化カリウムとして表される0.2から2%のカリウム、
酸化燐(P2O5)として表される0.5から4%の燐、
酸化ホウ素として示される0.1%未満のホウ素、
を含む。
(b)工程(a)にて得た原料混合物に、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、ホウ素、燐、亜鉛、マンガン、チタニウム、フッ素、塩素のいずれか又はこれらの混合物から選ばれた二次的元素を供給する少なくとも1つの添加剤を加え且つ混合する。添加量は、クリンカー化の後に、前記に示した通り、二次的元素の対応する量がクリンカーの総質量に対して20%に等しいか又はそれより小さいようにする
(c)工程(b)にて得た混合物を、1150℃から1400℃、望ましくは1200℃から1325℃の温度において、硫酸カルシウムが二酸化硫黄に還元されるのを避けるために十分に酸化性の雰囲気中、少なくとも15分間、か焼する。
・シリカの供給源、例えば、砂、粘土、泥炭土、フライアッシュ、石炭燃焼灰、ポゾラン、シリカヒューム(該シリカの供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
・カルシウムの供給源、例えば、石灰石、泥炭土、フライアッシュ、石炭燃焼灰、スラグ、ポゾラン、都市ゴミ焼却灰(該カルシウムの供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
・アルミナの供給源、例えば、粘土、泥炭土、フライアッシュ、石炭燃焼灰、ポゾラン、ボーキサイト、アルミナ赤泥(alumina red mud)特にアルミナ採取時の工業廃棄物から得られるアルミナ泥、紅土(laterites)、斜長岩(anorthosite)、曹長石(albite)、長石(feldspar)(該アルミニウムの供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
・鉄の供給源、例えば、酸化鉄、紅土、鉄鋼スラグ、鉄鉱石(該鉄の供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
・硫酸カルシウムの供給源、例えば、石膏、硫酸カルシウム0.5水和物(α又はβ)又は無水硫酸カルシウム(本発明における該硫酸カルシウムの相応しい供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
を含む。
・ホウ素の供給源、例えば、ホウ砂、ホウ酸、コールマン石(colemanite)又は他のあらゆるホウ素を含む化合物(該ホウ素の供給源は採石場又は工業工程の結果に由来しても良い)
・マグネシウムの供給源、例えばマグネシウム塩
・ナトリウムの供給源、例えばナトリウム塩
・カリウムの供給源、例えばカリウム塩
・燐の供給源、例えば燐塩
・亜鉛の供給源、例えば酸化亜鉛
・マグネシウムの供給源、例えば酸化マグネシウム
・チタニウムの供給源、例えば酸化チタニウム
・フッ素の供給源、例えばフッ素塩
・塩素の供給源、例えば塩素塩
又は、これらの混合物
である。
・30から99.9%の本発明の組成物
・0.1から40%の硫酸カルシウム(セメントの総質量に対する質量%)
・0.1から70%の鉱物添加物(セメントの総質量に対する質量%)
を含むセメントに関係する。
本発明のセメントは、望ましくは0.1から70%の鉱物性添加物、より望ましくは0.1から50%の鉱物添加物、最も望ましくは0.1から30%の鉱物添加物(セメントの総質量に対する質量%)を含む。
原料:
BCSAFクリンカーは、石灰石、カオリナイト(kaolinite )粘土、硫酸カルシウム、酸化鉄から得たものであり、その化学組成は、以下の表1に、総質量に対する質量%により示されている。
原材料の調製:原材料は、前もって個々に粉砕し、以下の特性を満たすようにする。
・200μmにおける残分0%
・100μmにおける最大残分10%。
・全ての構成要素が入ったビニール袋を振ることによる簡単な手作業の混合
・2kgの原料と2kgの脱塩水との混合物をジャーミルに4時間通させる
・乾燥炉内において110℃にて一晩乾燥する
・工程(a)にて得た1000gの原材料に26.59gのホウ砂を加え、アイリッヒ型のミキサーに3分間通すことにより均一化する
粒状化:本発明の方法における工程(a)に即して原料粉末を得た後、該原料粉末は直径約1cmの粒とするために造粒工程に供される。
・本発明の方法における工程(a)に即して得た原料粉末1kgによって満たされた4つの坩堝を用意する
・満たされた4つの坩堝(言い換えると、およそ4×250gの原料粉末)を覆い無しで炉に入れる
・温度勾配n°1:1000℃/時にて975℃まで昇温する
・975℃にて1時間維持する
・坩堝に覆いを付ける
・温度勾配n°2:300℃/時にて1350℃まで昇温する
・1350℃にて30分間維持した後、坩堝を空にして鋼製曹にて急冷する
BCSAFクリンカーは、ブレーン比表面積4000cm2/gで得られる。
以下の表3及び4に定められた比率は、本発明に即して作られたセメントの構成要素の比率を示す。
モルタルは、EN196−1規格に沿って作られる。
・450gの前記のようにして得られたセメント
・1350gの標準化砂
・225gの水
である。
Claims (13)
- 組成物であって、前記組成物の総質量に対する質量%により表すと
0.01から3%の分子毎に2つから4つのカルボキシル基を有するポリカルボン酸又はその塩と、
97から99.99%のビーライト−スルホアルミン酸カルシウム−フェライトクリンカー(BCSAFクリンカー)と、
を少なくとも含み、BCSAFクリンカーは、BCSAFクリンカーの総質量に対する質量%により表すと
5から30%の一般式C2AXF(1−X)(Xは0.2から0.8)により表される鉄アルミン酸カルシウム相と、
10から35%のスルホアルミン酸カルシウム相《イーリミット》(C4A3$)と、
40から75%のビーライト(C2 S)と、
0.01から10%の硫酸カルシウム、硫酸アルカリ、ペロブスカイト、ゲーレナイト、遊離石灰及びペリクレースから選ばれる1つ又はそれ以上の微量相及び/又はガラス相とを含み、
これらの相の百分率を合計すると97%に等しいか又はこれを超える組成物。 - 請求項1の組成物において、
前記組成物の総質量に対する質量%により表すと0.01から3%、より好ましくは0.03から1%、最も好ましくは0.1から0.5%のポリカルボン酸を含むことを特徴とする組成物。 - 請求項1又は2において、
クエン酸、マロン酸、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸、シュウ酸、マレイン酸、酒石酸、コハク酸、アスコルビン酸、グルタミン酸から選ばれた少なくとも1つのポリカルボン酸又はその塩か、それらの混合物を含むことを特徴とする組成物。 - 請求項3において、
少なくとも1つのクエン酸又はその塩を含むことを特徴とする組成物。 - 請求項1〜4のいずれか1つにおいて、
アルカノールアミンを更に含むことを特徴とする組成物。 - 請求項1〜5のいずれか1つにおいて、
ビーライト−スルホアルミン酸カルシウム−フェライトクリンカー(BCSAFクリンカー)は、鉱物学的相C3Sを含まないことを特徴とする組成物。 - セメントであって、少なくとも、
30から99.9%の請求項1〜6のいずれか1つの組成物と、
前記セメントの総質量に対する質量%により表すと0.1から40%の硫酸カルシウムと、
前記セメントの総質量に対する質量%により表すと0.1から70%の鉱物添加物とを含むことを特徴とするセメント。 - 請求項7のセメントにおいて、
鉱物添加物は、スラグ(《セメント》NF EN 197−1規格、5.2.2章の定めによる)、鉄鋼スラグ、ポゾラン材(《セメント》NF EN 197−1規格、5.2.3章の定めによる)、フライアッシュ(《セメント》NF EN 197−1規格、5.2.4章の定めによる)並びに石灰石(《セメント》NF EN 197−1規格、5.2.6章の定めによる)又はこれらの混合物であることを特徴とするセメント。 - 請求項7又は8のセメント及び少なくとも1つのポリカルボン酸又はその塩を少なくとも含み、前記ポリカルボン酸は分子毎に2つから4つのカルボキシル基を有するコンクリート又はモルタル。
- 請求項7又は8のセメントにおける凝結後の機械的強度増強のために、分子毎に2つから4つのカルボキシル基を有する少なくとも1つのポリカルボン酸又はその塩を少なくとも1つ使用する方法。
- 請求項10において、
前記酸は、BCSAFセメントの混合水中に存在することを特徴とする方法。 - 請求項9のコンクリート又はモルタルを調製する方法において、
請求項7又は8のセメントと、骨材、水、少なくとも1つのポリカルボン酸又はその塩及び任意で添加剤とを混合する工程を備え、
前記ポリカルボン酸は、分子毎に2つから4つのカルボキシル基を有するコンクリート又はセメントの調製方法。 - 請求項9のコンクリート若しくはモルタル、又は、請求項7若しくは8のセメントを用いた建築部材。
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