JP2021008396A - Geopolymer composition and its production method, admixture for geopolymer composition, and cured geopolymer body - Google Patents

Geopolymer composition and its production method, admixture for geopolymer composition, and cured geopolymer body Download PDF

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Kenichi Kitano
健一 北野
和史 植村
Kazufumi Uemura
和史 植村
正隆 雑賀
Masataka Saiga
正隆 雑賀
良貢 佐々木
Yoshitsugu Sasaki
良貢 佐々木
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Abstract

To provide a geopolymer composition that makes it possible to obtain a cured geopolymer body having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property, and a method for producing the same; and to provide an admixture suitable for use in the production of geopolymer composition, and a cured geopolymer body, namely, a cured product of the geopolymer composition.SOLUTION: A geopolymer composition comprising a base component (A), a water-soluble cellulose ether (B), and an anionic surfactant (C), wherein the base component (A) contains coal ash and/or blast furnace slag, and wherein an aqueous 2 wt.% solution of the water-soluble cellulose ether (B) has a viscosity 100 to 50,000 mPa s at 20°C.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ジオポリマー組成物とその製造方法、ジオポリマー組成物用混和剤、及びジオポリマー硬化体に関する。 The present invention relates to a geopolymer composition and a method for producing the same, an admixture for the geopolymer composition, and a cured geopolymer.

コンクリートやモルタル等の硬化体は、それぞれ建設材料として世界中で広く使用されており、主原料であるセメントの世界需要は今後もその生産量が増すと予測されている。セメントは、石灰石の化学分解により製造されるが、その際に大量の二酸化炭素が排出されるため、地球温暖化へ繋がる可能性もあり、セメントに代わる原料が求められている。
なかでも、フランスのDavidovitsらによって提唱された石炭灰や高炉スラグ、メタカオリン等を用いたジオポリマーは、セメントに変わる原料としてだけでなく、二酸化炭素の低減や廃棄物の有効活用の観点からも、重要な技術として開発が行われている。
Hardened materials such as concrete and mortar are widely used as construction materials all over the world, and it is predicted that the production volume of cement, which is the main raw material, will continue to increase in the future. Cement is produced by the chemical decomposition of limestone, but since a large amount of carbon dioxide is emitted at that time, it may lead to global warming, and a raw material that replaces cement is required.
Among them, geopolymers using coal ash, blast furnace slag, metacaolin, etc., proposed by Davidovits et al. In France, are not only used as raw materials to replace cement, but also from the viewpoint of reducing carbon dioxide and effectively utilizing waste. It is being developed as an important technology.

ジオポリマーに関しては、吸水率が30wt%以上であり、最大空孔径が1mm以下であり、含まれる空孔のうち、40%以上が吸水に関与する空孔であることを特徴とする分散性に優れる吸水性ジオポリマー素材が特許文献1に例示されており、気泡導入のために発泡剤として、過酸化水素水、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過ホウ酸ナトリウム等の過酸化物が好ましいとされている。
また、特許文献2では、水と、化学活性化剤と、セメント質反応性材料とを含み、化学活性化剤がアルカリ金属塩、アルカリ金属塩基、およびそれらの混合物からなる群より選択されるものであり、セメント質反応性材料が熱活性化アルミノケイ酸塩鉱物、アルミン酸カルシウムセメント、硫酸カルシウム二水和物、硫酸カルシウム半水和物、無水硫酸カルシウムおよびそれらの混合物からなる群より選択される硫酸カルシウムを含む、アルミノケイ酸塩ジオポリマー組成物が例示されており、ジオ成分とセメント質反応性材料の調製とそれに伴う急結反応の遅延・発熱緩和により、ジオポリマー硬化体にひび割れ等が発生する事を防止できるとしている。ただし、特許文献2に例示されるセメント系成分は通常流通しているセメントであり、二酸化炭素の削減効果は低い。
Regarding the geopolymer, the dispersibility is characterized in that the water absorption rate is 30 wt% or more, the maximum pore diameter is 1 mm or less, and 40% or more of the contained pores are pores involved in water absorption. An excellent water-absorbent geopolymer material is exemplified in Patent Document 1, and a peroxide such as hydrogen peroxide solution, sodium peroxide, potassium peroxide, or sodium perborate is preferable as a foaming agent for introducing bubbles. Has been done.
Further, in Patent Document 2, a substance containing water, a chemical activator, and a cementaceous reactive material, and the chemical activator is selected from the group consisting of an alkali metal salt, an alkali metal base, and a mixture thereof. The cementitious reactive material is selected from the group consisting of thermally activated aluminosilicate minerals, calcium aluminocate cement, calcium sulfate dihydrate, calcium sulfate hemihydrate, anhydrous calcium sulfate and mixtures thereof. An aluminosilicate geopolymer composition containing calcium sulfate is exemplified, and cracks and the like occur in the cured geopolymer due to the preparation of the geo-component and the cementitious reactive material and the delay of the rapid hydration reaction and the mitigation of heat generation. It is said that it can be prevented from doing so. However, the cement-based component exemplified in Patent Document 2 is a cement that is normally distributed, and the effect of reducing carbon dioxide is low.

特開2011−219281号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-219281 特表2015−514675号公報Special Table 2015-514675

しかし、特許文献1のジオポリマー素材では、発泡剤により導入される気泡の径の制御が困難であり、得られるジオポリマー硬化体の内部の気泡径が不均一となりがちであった。また、硬化体内部の気泡も偏在、局在しており、硬化体の比重の均一性が低くなることが確認され、さらに収縮低減性も劣ることが確認された。
また、特許文献2のジオポリマー組成物では、導入された気泡が、発熱による組成物の温度上昇により、偏在や粗大化、合一化し、得られるジオポリマー硬化体に導入される気泡径が不均一となり、硬化体の比重の均一性が低下することが確認された。また、硬化体の収縮低減性も不十分であった。
However, in the geopolymer material of Patent Document 1, it is difficult to control the diameter of the bubbles introduced by the foaming agent, and the diameter of the bubbles inside the obtained geopolymer cured product tends to be non-uniform. In addition, it was confirmed that the bubbles inside the cured product were unevenly distributed and localized, and that the uniformity of the specific gravity of the cured product was low, and that the shrinkage reduction property was also inferior.
Further, in the geopolymer composition of Patent Document 2, the introduced bubbles are unevenly distributed, coarsened, and coalesced due to the temperature rise of the composition due to heat generation, and the bubble diameter introduced into the obtained cured geopolymer is not large. It was confirmed that the cured product became uniform and the uniformity of the specific gravity of the cured product decreased. In addition, the shrinkage reducing property of the cured product was insufficient.

このように、比重が均一で、収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができるジオポリマー組成物はこれまでなかった。
本発明の目的は、比重が均一で、収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができるジオポリマー組成物とその製造方法、該ジオポリマー組成物の製造に好適に用いられるジオポリマー組成物用混和剤及び該ジオポリマー組成物の硬化物であるジオポリマー硬化体を提供することである。
As described above, there has been no geopolymer composition capable of obtaining a cured geopolymer having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property.
An object of the present invention is a geopolymer composition capable of obtaining a cured geopolymer composition having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property, a method for producing the same, and a geopolymer composition preferably used for producing the geopolymer composition. It is to provide a physical admixture and a geopolymer cured product which is a cured product of the geopolymer composition.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の基材成分と、特定の水溶性セルロースエーテルと、アニオン性界面活性剤とを含むジオポリマー組成物であれば、比重が均一で、収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a geopolymer composition containing a specific base material component, a specific water-soluble cellulose ether, and an anionic surfactant. We have found that a cured geopolymer having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property can be obtained, and have reached the present invention.

すなわち本発明は、基材成分(A)と、水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むジオポリマー組成物であって、前記成分(A)が石炭灰及び/または高炉スラグを含み、20℃における前記セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が、100〜50000mPa・sである、ジオポリマー組成物である。 That is, the present invention is a geopolymer composition containing a base material component (A), a water-soluble cellulose ether (B), and an anionic surfactant (C), wherein the component (A) is coal ash and / Or a geopolymer composition containing blast furnace slag and having a viscosity of an aqueous solution containing 2% by weight of the cellulose ether (B) at 20 ° C. of 100 to 50,000 mPa · s.

ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHが12以上14以下であると好ましい。
両性界面活性剤(D)をさらに含むと好ましい。
アルカリ金属珪酸塩を必須に含むアルカリ成分(E)をさらに含むと好ましい。
The pH of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. is preferably 12 or more and 14 or less.
It is preferable to further contain the amphoteric surfactant (D).
It is preferable to further contain an alkali component (E) that essentially contains an alkali metal silicate.

本発明のジオポリマー組成物の製造方法は、上記のジオポリマー組成物の製造方法であって、基材成分(A)と、ジオポリマー組成物用混和剤とを混合する工程を含み、前記ジオポリマー組成物用混和剤が水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含み、20℃における前記水溶性セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が100〜50000mPa・sである、ジオポリマー組成物の製造方法である。
前記混和剤が両性界面活性剤(D)をさらに含むと好ましい。
The method for producing a geopolymer composition of the present invention is the above-mentioned method for producing a geopolymer composition, which comprises a step of mixing the base material component (A) and an admixture for a geopolymer composition. The admixture for a polymer composition contains a water-soluble cellulose ether (B) and an anionic surfactant (C), and the viscosity of an aqueous solution having a concentration of 2% by weight of the water-soluble cellulose ether (B) at 20 ° C. is 100. It is a method for producing a geopolymer composition of ~ 50,000 mPa · s.
It is preferable that the admixture further contains an amphoteric surfactant (D).

本発明のジオポリマー組成物用混和剤は、水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むジオポリマー組成物用混和剤であって、20℃における前記セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が、100〜50000mPa・sである。
両性界面活性剤(D)をさらに含むと好ましい。
The admixture for a geopolymer composition of the present invention is an admixture for a geopolymer composition containing a water-soluble cellulose ether (B) and an anionic surfactant (C), and the cellulose ether at 20 ° C. The viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of B) is 100 to 50,000 mPa · s.
It is preferable to further contain the amphoteric surfactant (D).

本発明のジオポリマー硬化体は、上記のジオポリマー組成物の硬化物である。 The geopolymer cured product of the present invention is a cured product of the above geopolymer composition.

本発明のジオポリマー組成物は、比重が均一で収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができる。
本発明のジオポリマー組成物の製造方法は、比重が均一で収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができるジオポリマー組成物を効率的に製造することができる。
本発明のジオポリマー組成物用混和剤は、比重が均一で収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができるジオポリマー組成物を得ることができる。
本発明のジオポリマー硬化体は、比重が均一で収縮低減性に優れる。
The geopolymer composition of the present invention can obtain a cured geopolymer composition having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property.
The method for producing a geopolymer composition of the present invention can efficiently produce a geopolymer composition capable of obtaining a cured geopolymer composition having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property.
The admixture for a geopolymer composition of the present invention can obtain a geopolymer composition capable of obtaining a cured geopolymer having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property.
The cured geopolymer of the present invention has a uniform specific gravity and is excellent in shrinkage reduction.

本発明のジオポリマー組成物は、基材成分(A)と、水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むものである。以下、ジオポリマー組成物に含まれる各材料を詳しく説明する。 The geopolymer composition of the present invention contains a base material component (A), a water-soluble cellulose ether (B), and an anionic surfactant (C). Hereinafter, each material contained in the geopolymer composition will be described in detail.

〔基材成分(A)〕
基材成分(A)(以下、単に成分(A)ということがある)は、SiO及びAlを含み、硬化する材料であり、石炭灰及び/または高炉スラグを必須に含む。成分(A)が石炭灰及び/または高炉スラグを含むことで、比重が均一で、収縮低減性に優れるジオポリマー硬化体(以下、単に硬化体ということがある)を得ることができる。
石炭灰としては、たとえば、流動床石炭灰、フライアッシュ、クリンカアッシュ等を挙げることができる。また、高炉スラグは、高炉で鉄を精製する際に副生する残渣である。
[Base material component (A)]
The base material component (A) (hereinafter, may be simply referred to as the component (A)) is a material that contains SiO 2 and Al 2 O 3 and is cured, and essentially contains coal ash and / or blast furnace slag. When the component (A) contains coal ash and / or blast furnace slag, a geopolymer cured product having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property (hereinafter, may be simply referred to as a cured product) can be obtained.
Examples of the coal ash include liquid bed coal ash, fly ash, clinker ash and the like. Blast furnace slag is a residue produced as a by-product when iron is refined in a blast furnace.

成分(A)は、石炭灰及び/または高炉スラグ以外のものを含んでもよい。石炭灰及び/または高炉スラグ以外のものとしては、都市ごみ焼却灰溶融スラグ、下水汚泥焼却灰溶融スラグ、メタカオリン、製鋼スラグ等を挙げることができる。
成分(A)に占める石炭灰及び/または高炉スラグの重量割合は、特に限定されないが、好ましくは35〜100重量%、より好ましくは40〜100重量%、さらに好ましくは45〜100重量%、特に好ましくは47.5〜100重量%、最も好ましくは50〜100重量%である。成分(A)に占める石炭灰及び/または高炉スラグの重量割合が35重量%未満の場合、硬化体の硬化不良が発生し、また、粉吹きにより外観が損なわれることがある。
Component (A) may include anything other than coal ash and / or blast furnace slag. Examples of other than coal ash and / or blast furnace slag include municipal waste incineration ash molten slag, sewage sludge incineration ash molten slag, metakaolin, steelmaking slag and the like.
The weight ratio of coal ash and / or blast furnace slag to the component (A) is not particularly limited, but is preferably 35 to 100% by weight, more preferably 40 to 100% by weight, still more preferably 45 to 100% by weight, and particularly. It is preferably 47.5 to 100% by weight, most preferably 50 to 100% by weight. When the weight ratio of coal ash and / or blast furnace slag to the component (A) is less than 35% by weight, poor curing of the cured product may occur, and the appearance may be impaired by powder blowing.

〔水溶性セルロースエーテル(B)〕
水溶性セルロースエーテル(B)(以下、セルロースエーテル(B)ということがある)は、非イオン性のセルロース誘導体である。セルロースエーテル(B)を含むことで、ジオポリマー組成物に適度な粘性を付与することができ、ジオポリマー組成物に含まれる材料の材料不分離性が向上する。また、ジオポリマー組成物に導入される気泡の安定性も向上し、比重が均一で、収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができる。
セルロースエーテル(B)は、その水溶液が40℃以上90℃未満のゲル化点を示すと、本願効果を奏する点で、好ましい。なお、本発明におけるセルロースエーテル(B)の水溶液のゲル化点は、可視光線透過率測定装置を使用し、セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液を一定の昇温速度で加熱し、セル長10mmにおける波長650nmの可視光の透過度を測定し、20℃での透過度を100%とし、90℃での透過度を0%とした際の50%透過度を示す温度をゲル化点とした。
[Water-soluble cellulose ether (B)]
The water-soluble cellulose ether (B) (hereinafter, may be referred to as cellulose ether (B)) is a nonionic cellulose derivative. By containing the cellulose ether (B), an appropriate viscosity can be imparted to the geopolymer composition, and the material inseparability of the material contained in the geopolymer composition is improved. In addition, the stability of the bubbles introduced into the geopolymer composition is also improved, and a cured geopolymer product having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property can be obtained.
Cellulose ether (B) is preferable in that the effect of the present application can be obtained when the aqueous solution shows a gel point of 40 ° C. or higher and lower than 90 ° C. At the gelling point of the aqueous solution of cellulose ether (B) in the present invention, an aqueous solution having a concentration of 2% by weight of cellulose ether (B) is heated at a constant heating rate by using a visible light transmittance measuring device. The transmittance of visible light with a wavelength of 650 nm at a cell length of 10 mm was measured, and the temperature indicating 50% transmittance when the transmittance at 20 ° C. was 100% and the transmittance at 90 ° C. was 0% was gelled. It was a point.

セルロースエーテル(B)としては、たとえば、メチルセルロース等のアルキルセルロース;ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース;ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース等を挙げることができ、1種または2種以上を併用してもよい。
セルロースエーテル(B)は、本願効果を奏する点で、水酸基を有すると好ましい。
Examples of the cellulose ether (B) include alkyl cellulose such as methyl cellulose; hydroxyalkyl cellulose such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose; and hydroxyalkyl alkyl cellulose such as hydroxyethyl methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose. Alternatively, two or more types may be used in combination.
The cellulose ether (B) preferably has a hydroxyl group in that it exhibits the effects of the present application.

セルロースエーテル(B)において、20℃におけるセルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度は、100〜50000mPa・sである。濃度2重量%の水溶液の粘度が100mPa・s未満であると、材料不分離性が低下し、比重が均一な収縮低減性に優れた硬化体が得られない。一方、50000mPa・s超であると、均一な気泡を導入できず、得られる硬化体の比重が不均一になる。また、セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が上記範囲外であると、硬化体の製造効率が低下する。
20℃におけるセルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度は、好ましくは150mP〜45000mPa・s、より好ましくは200〜40000mPa・s、さらに好ましくは250〜35000mPa・s、特に好ましくは300〜30000mPa・s、最も好ましくは350〜25000mPa・sである。なお、20℃におけるセルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度は、B型粘度計を用いて測定した。
In the cellulose ether (B), the viscosity of the aqueous solution having a concentration of the cellulose ether (B) of 2% by weight at 20 ° C. is 100 to 50,000 mPa · s. If the viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight is less than 100 mPa · s, the material inseparability is lowered, and a cured product having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 50,000 mPa · s, uniform bubbles cannot be introduced, and the specific gravity of the obtained cured product becomes non-uniform. Further, if the viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of the cellulose ether (B) is out of the above range, the production efficiency of the cured product is lowered.
The viscosity of the aqueous solution having a concentration of cellulose ether (B) of 2% by weight at 20 ° C. is preferably 150 mP to 45,000 mPa · s, more preferably 200 to 40,000 mPa · s, still more preferably 250 to 35,000 mPa · s, and particularly preferably 300 to 300. It is 30,000 mPa · s, most preferably 350 to 25,000 mPa · s. The viscosity of the aqueous solution having a concentration of cellulose ether (B) of 2% by weight at 20 ° C. was measured using a B-type viscometer.

ジオポリマー組成物において、セルロースエーテル(B)の含有量は、特に限定されないが、成分(A)100重量部に対して0.10〜2.5重量部であると好ましい。セルロースエーテル(B)の含有量が0.10重量部未満であると、材料不分離性が低下することがある。一方、セルロースエーテル(B)の含有量が2.5重量部超であると、均一な気泡を導入できず、得られる硬化体の比重が不均一になることがある。また、硬化体の製造効率も低下することがある。
セルロースエーテル(B)の含有量は、より好ましくは0.125〜2.25重量部、さらに好ましくは0.15〜2.0重量部、特に好ましくは0.175〜1.75重量部、最も好ましくは0.2〜1.50重量部である。
In the geopolymer composition, the content of the cellulose ether (B) is not particularly limited, but is preferably 0.10 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). If the content of cellulose ether (B) is less than 0.10 parts by weight, the material non-separability may decrease. On the other hand, if the content of the cellulose ether (B) is more than 2.5 parts by weight, uniform bubbles cannot be introduced, and the specific gravity of the obtained cured product may be non-uniform. In addition, the production efficiency of the cured product may decrease.
The content of the cellulose ether (B) is more preferably 0.125 to 2.25 parts by weight, further preferably 0.15 to 2.0 parts by weight, and particularly preferably 0.175 to 1.75 parts by weight. It is preferably 0.2 to 1.50 parts by weight.

〔アニオン性界面活性剤(C)〕
アニオン性界面活性剤(C)(以下、単に活性剤(C)ということがある)は、ジオポリマー組成物に均一な気泡を導入できる材料である。これにより、得られるジオポリマー硬化体は軽量で、比重が均一となる。また、得られる硬化体は凍害による割れを抑制することができる。
さらに、ジオポリマー組成物は活性剤(C)を含むことで、セルロースエーテル(B)と活性剤(C)が相互作用し、セルロースエーテル(B)が活性剤(C)により保護され、ジオポリマー組成物中でセルロースエーテル(B)の安定性を向上させることができると考えられ、導入される気泡の安定性が向上する。
[Anionic surfactant (C)]
The anionic surfactant (C) (hereinafter, may be simply referred to as the activator (C)) is a material capable of introducing uniform bubbles into the geopolymer composition. As a result, the obtained cured geopolymer is lightweight and has a uniform specific gravity. In addition, the obtained cured product can suppress cracking due to frost damage.
Furthermore, by containing the activator (C) in the geopolymer composition, the cellulose ether (B) and the activator (C) interact with each other, the cellulose ether (B) is protected by the activator (C), and the geopolymer is formed. It is considered that the stability of the cellulose ether (B) can be improved in the composition, and the stability of the introduced bubbles is improved.

活性剤(C)としては、たとえば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等を挙げることができる。
カルボン酸塩は、特に限定はないが、本願効果を奏する点で、炭素原子を8〜22個有するものであると好ましい。カルボン酸塩の有する炭素原子の数は、より好ましくは10〜20、最も好ましくは12〜18である。カルボン酸塩としては、たとえば、オレイン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウム等の脂肪酸塩;N−ラウロイルグルタミン酸モノナトリウム、N−ステアロイル−L−グルタミン酸ジナトリウム等のアシルアミノ酸塩等を挙げることができる。
Examples of the activator (C) include carboxylates, sulfonates, sulfates, phosphates and the like.
The carboxylate is not particularly limited, but is preferably one having 8 to 22 carbon atoms in terms of exhibiting the effects of the present application. The number of carbon atoms contained in the carboxylate is more preferably 10 to 20, and most preferably 12 to 18. Examples of the carboxylate include fatty acid salts such as sodium oleate and potassium palmitate; and acyl amino acid salts such as N-lauroyl glutamate monosodium and N-stearoyl-L-glutamic acid disodium.

スルホン酸塩は、特に限定はないが、本願効果を奏する点で、炭素原子を8〜20個有するものであると好ましい。スルホン酸塩の有する炭素原子の数は、より好ましくは8〜18個、特に好ましくは10〜16個である。スルホン酸塩としては、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;2−スルホテトラデカン酸−1−メチルエステルナトリウム塩、2−スルホヘキサデカン酸−1−メチルエステルナトリウム塩等のα−スルホ脂肪酸エステル塩;テトラデセンスルホン酸ナトリウム等のα−オレフィンスルホン酸塩等を挙げることができる。 The sulfonate is not particularly limited, but is preferably one having 8 to 20 carbon atoms in terms of exhibiting the effects of the present application. The number of carbon atoms contained in the sulfonate is more preferably 8 to 18, particularly preferably 10 to 16. Examples of the sulfonate include alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate; α-sulfonates such as 2-sulfotetradecanoic acid-1-methyl ester sodium salt and 2-sulfohexadecanoic acid-1-methyl ester sodium salt. Fatty acid ester salt; α-olefin sulfonate such as sodium tetradecene sulfonate and the like can be mentioned.

硫酸エステル塩は、特に限定はないが、本願効果を奏する点で、炭素原子を8〜20個有するものであると好ましい。硫酸エステル塩の有する炭素原子の数は、より好ましくは10〜18個、特に好ましくは11〜17個である。硫酸エステル塩としては、たとえば、ラウリル硫酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸アンモニウム塩、ステアリル硫酸ナトリウム塩、セチル硫酸ナトリウム塩のアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。
リン酸エステル塩は、特に限定はないが、本願効果を奏する点で、炭素原子を8〜20個有するものであると好ましい。リン酸エステル塩の有する炭素原子の数は、より好ましくは8〜18個、特に好ましくは10〜16個である。リン酸エステル塩としては、ラウリルリン酸ナトリウム塩、ラウリルリン酸カリウム塩等の高級アルコールリン酸エステル塩やそのアルキレンオキシド付加物等を挙げることができる。
The sulfate ester salt is not particularly limited, but is preferably one having 8 to 20 carbon atoms in terms of exhibiting the effects of the present application. The number of carbon atoms contained in the sulfate ester salt is more preferably 10 to 18, particularly preferably 11 to 17. Examples of the sulfate ester salt include sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium stearyl sulfate, and alkyl sulfates of sodium cetyl sulfate.
The phosphoric acid ester salt is not particularly limited, but is preferably one having 8 to 20 carbon atoms in terms of exhibiting the effects of the present application. The number of carbon atoms contained in the phosphoric acid ester salt is more preferably 8 to 18, particularly preferably 10 to 16. Examples of the phosphoric acid ester salt include higher alcohol phosphate ester salts such as sodium lauryl phosphate salt and potassium lauryl phosphate salt, and alkylene oxide adducts thereof.

活性剤(C)は上記の1種または2種以上を併用してもよい。また、活性剤(C)は、本願効果を奏する点で、アルカリ金属塩であると好ましい。 As the activator (C), one or more of the above may be used in combination. Further, the activator (C) is preferably an alkali metal salt from the viewpoint of exhibiting the effects of the present application.

ジオポリマー組成物における活性剤(C)の含有量は、特に限定されないが、成分(A)100重量部に対して0.10〜2.5重量部であると好ましい。活性剤(C)の含有量が0.10重量部未満であると、導入される気泡が不充分となり、また、導入される気泡の安定性が低下することがある。一方、活性剤(C)の含有量が2.5重量部超であると、導入される気泡が過剰となり、得られる硬化体の強度が低下することがある。
活性剤(C)の含有量は、より好ましくは0.125〜2.25重量部、さらに好ましくは0.15〜2.0重量部、特に好ましくは0.175〜1.75重量部、最も好ましくは0.20〜1.5重量部である。
The content of the activator (C) in the geopolymer composition is not particularly limited, but is preferably 0.10 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). If the content of the activator (C) is less than 0.10 parts by weight, the introduced bubbles may be insufficient and the stability of the introduced bubbles may be lowered. On the other hand, if the content of the activator (C) is more than 2.5 parts by weight, the introduced bubbles may become excessive and the strength of the obtained cured product may decrease.
The content of the activator (C) is more preferably 0.125 to 2.25 parts by weight, further preferably 0.15 to 2.0 parts by weight, particularly preferably 0.175 to 1.75 parts by weight, most preferably. It is preferably 0.20 to 1.5 parts by weight.

ジオポリマー組成物におけるセルロースエーテル(B)と活性剤(C)の含有量の比(セルロースエーテル(B)/活性剤(C))は、特に限定されないが、30/70〜90/10であると好ましい。セルロースエーテル(B)/活性剤(C)が30/70未満であると、ジオポリマー組成物に導入される気泡の安定性が低下することがある。一方、セルロースエーテル(B)と活性剤(C)の含有量の比が90/10を超えると、ジオポリマー組成物の材料不分離性が低下することがある。セルロースエーテル(B)/(C)は、より好ましくは32.5/67.5〜87.5/12.5、さらに好ましくは35/65〜85/15、特に好ましくは37.5/62.5〜82.5/17.5、最も好ましくは40/60〜80/20である。 The ratio of the content of the cellulose ether (B) to the activator (C) in the geopolymer composition (cellulose ether (B) / activator (C)) is not particularly limited, but is 30/70 to 90/10. Is preferable. If the cellulose ether (B) / activator (C) is less than 30/70, the stability of the bubbles introduced into the geopolymer composition may decrease. On the other hand, if the ratio of the contents of the cellulose ether (B) and the activator (C) exceeds 90/10, the material inseparability of the geopolymer composition may decrease. Cellulose ether (B) / (C) is more preferably 32.5 / 67.5-87.5 / 12.5, still more preferably 35 / 65-85 / 15, particularly preferably 37.5 / 62. It is 5 to 82.5 / 17.5, most preferably 40/60 to 80/20.

〔両性界面活性剤(D)〕
本発明のジオポリマー組成物は、さらに両性界面活性剤(D)(以下、単に活性剤(D)ということがある)を含んでもよい。ジオポリマー組成物が活性剤(D)を含むと、導入される気泡の発生、及び導入される気泡の安定性をさらに向上させることができ、好ましい。これは、活性剤(D)と活性剤(C)とが相互作用し、活性剤(C)の安定性が向上し、それに伴いセルロースエーテル(B)の安定性がさらに向上するためであると考えられる。
[Amphoteric surfactant (D)]
The geopolymer composition of the present invention may further contain an amphoteric surfactant (D) (hereinafter, may be simply referred to as an activator (D)). It is preferable that the geopolymer composition contains the activator (D) because the generation of introduced bubbles and the stability of the introduced bubbles can be further improved. This is because the activator (D) and the activator (C) interact with each other, the stability of the activator (C) is improved, and the stability of the cellulose ether (B) is further improved accordingly. Conceivable.

活性剤(D)としては、たとえば、2−ウンデシル−N,N−(ヒドロキシエチルカルボキシメチル)−2−イミダゾリンナトリウム、2−ココイル−2−イミダゾリニウムヒドロキサイド−1−カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等のイミダゾリン系両性界面活性剤;2−ヘプタデシル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等のベタイン系両性界面活性剤;N−ラウリルグリシン、N−ラウリル−β−アラニン、N−ステアリル−β−アラニン等のアミノ酸系両性界面活性剤等を挙げることができ、1種または2種以上を併用してもよい。
活性剤(D)は、本願効果を奏する点から、ベタイン系両性界面活性剤及び/またはアミノ酸系両性界面活性剤であると好ましい。
Examples of the activator (D) include 2-undecyl-N, N- (hydroxyethylcarboxymethyl) -2-imidazoline sodium and 2-cocoyl-2-imidazolinium hydroxide-1-carboxyethyroxy disodium salt. And other imidazoline amphoteric tensides; 2-heptadecyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolium betainee, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, alkylbetaine, amide betaine, sulfobetaine and other betaine amphoteric tensides; Amino acid amphoteric tenside agents such as −laurylglycine, N-lauryl-β-alanine, and N-stearyl-β-alanine can be mentioned, and one or more of them may be used in combination.
The activator (D) is preferably a betaine-based amphoteric surfactant and / or an amino acid-based amphoteric surfactant from the viewpoint of exhibiting the effects of the present application.

本発明のジオポリマー組成物が活性剤(D)を含む場合、ジオポリマー組成物における活性剤(D)の含有量は、特に限定されないが、成分(A)100重量部に対して0.050〜1.0重量部であると好ましい。活性剤(D)の含有量が0.050重量部未満であると、導入される気泡が不充分となり、また、導入される気泡の安定性が低下することがある。一方、活性剤(D)の含有量が1.0重量部超であると、導入される気泡が過剰となり、得られる硬化体の強度が低下することがある。活性剤(D)の含有量は、より好ましくは0.10〜0.93重量部、さらに好ましくは0.13〜0.85重量部、特に好ましくは0.15〜0.77重量部、最も好ましくは0.17〜0.70重量部である。 When the geopolymer composition of the present invention contains the activator (D), the content of the activator (D) in the geopolymer composition is not particularly limited, but is 0.050 per 100 parts by weight of the component (A). It is preferably about 1.0 part by weight. If the content of the activator (D) is less than 0.050 parts by weight, the introduced bubbles may be insufficient and the stability of the introduced bubbles may be lowered. On the other hand, if the content of the activator (D) is more than 1.0 part by weight, the introduced bubbles may become excessive and the strength of the obtained cured product may decrease. The content of the activator (D) is more preferably 0.10 to 0.93 parts by weight, further preferably 0.13 to 0.85 parts by weight, particularly preferably 0.15 to 0.77 parts by weight, most preferably. It is preferably 0.17 to 0.70 parts by weight.

本発明のジオポリマー組成物が活性剤(D)を含む場合、ジオポリマー組成物における活性剤(C)と活性剤(D)の含有量の比(活性剤(C)/活性剤(D))は、本願効果を奏する点で、(1)30/70〜70/30、(2)32.5/67.5〜67.5/32.5、(3)35/65〜65/35、(4)37.5/62.5〜62.5/37.5、(5)40/60〜60/40の順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるほど、好ましい)。 When the geopolymer composition of the present invention contains an activator (D), the ratio of the content of the activator (C) to the activator (D) in the geopolymer composition (activator (C) / activator (D)). ) Indicates the effects of the present application: (1) 30/70 to 70/30, (2) 32.5 / 67.5 to 67.5 / 32.5, (3) 35/65 to 65/35. , (4) 37.5 / 62.5 to 62.5 / 37.5, and (5) 40/60 to 60/40 are preferable in this order (the larger the number in parentheses, the more preferable).

〔アルカリ成分(E)〕
本発明のジオポリマー組成物は、アルカリ金属珪酸塩を必須とするアルカリ成分(E)(以下、単に成分(E)ということがある)をさらに含むと、得られる硬化体は収縮低減性が向上するため、好ましい。
アルカリ金属珪酸塩としては、たとえば、珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等を挙げることができ、1種または2種以上併用してもよい。また、成分(E)において、アルカリ金属珪酸塩以外のものとしては、たとえば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物等を挙げることができ、1種または2種以上併用してもよい。
[Alkaline component (E)]
When the geopolymer composition of the present invention further contains an alkali component (E) (hereinafter, may be simply referred to as a component (E)) that requires an alkali metal silicate, the obtained cured product has improved shrinkage reduction property. Therefore, it is preferable.
Examples of the alkali metal silicate include lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate and the like, and one or more of them may be used in combination. In addition, in the component (E), examples other than the alkali metal silicate include hydroxides of alkali metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkalis such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide. Hydroxides of earth metals and the like can be mentioned, and one kind or two or more kinds may be used in combination.

成分(E)に占めるアルカリ金属珪酸塩の重量割合は、特に限定されないが、20〜100重量%であると好ましい。アルカリ金属珪酸塩の重量割合が20重量%未満であると、得られる硬化体の収縮低減性が低下することがある。成分(E)に占めるアルカリ金属珪酸塩の重量割合は、より好ましくは25〜95重量%、さらに好ましくは30〜90重量%、特に好ましくは35〜85重量%、最も好ましくは40〜80重量%である。 The weight ratio of the alkali metal silicate to the component (E) is not particularly limited, but is preferably 20 to 100% by weight. If the weight ratio of the alkali metal silicate is less than 20% by weight, the shrinkage reducing property of the obtained cured product may be lowered. The weight ratio of the alkali metal silicate to the component (E) is more preferably 25 to 95% by weight, further preferably 30 to 90% by weight, particularly preferably 35 to 85% by weight, and most preferably 40 to 80% by weight. Is.

本発明のジオポリマー組成物が成分(E)を含む場合、ジオポリマー組成物における成分(E)の含有量は、特に限定されないが、成分(A)100重量部に対して5.0〜50重量部であると好ましい。成分(E)の含有量が2.5重量部未満であると、得られる硬化体は硬化が不十分で、硬化体の収縮低減性が低下することがある。一方、成分(E)の含有量が50重量部超であると、得られる硬化体の表面に粉吹きや塩の析出が発生し、外観が損なわれることがある。成分(E)の含有量は、より好ましくは7.5〜45.7重量部、さらに好ましくは10〜45重量部、特に好ましくは12.5〜42.5重量部、最も好ましくは15〜40重量部である。 When the geopolymer composition of the present invention contains the component (E), the content of the component (E) in the geopolymer composition is not particularly limited, but is 5.0 to 50 with respect to 100 parts by weight of the component (A). It is preferably a part by weight. If the content of the component (E) is less than 2.5 parts by weight, the obtained cured product may be insufficiently cured, and the shrinkage reducing property of the cured product may be lowered. On the other hand, if the content of the component (E) is more than 50 parts by weight, powder blowing or salt precipitation may occur on the surface of the obtained cured product, and the appearance may be impaired. The content of the component (E) is more preferably 7.5 to 45.7 parts by weight, further preferably 10 to 45 parts by weight, particularly preferably 12.5 to 42.5 parts by weight, and most preferably 15 to 40 parts by weight. It is a part by weight.

〔水〕
本発明のジオポリマー組成物は、材料の分散性や硬化体の成形性の観点から、水を含むと好ましい。水としては、水道水、イオン交換水、軟水、蒸留水等が挙げられる。
本発明のジオポリマー組成物が水を含む場合、ジオポリマー組成物全体に占める水の重量割合は、特に限定されないが、15〜30重量%であると好ましい。水の重量割合が15重量%未満の場合、ジオポリマー組成物の粘度が大きくなり、成形性が低下することがある。また、均一な気泡を導入できないことがある。一方、水の重量割合が30重量%超の場合、硬化体の寸法安定性が低下することがある。水の重量割合は、より好ましくは18〜28重量%、特に好ましくは20〜25重量%である。
〔water〕
The geopolymer composition of the present invention preferably contains water from the viewpoint of material dispersibility and moldability of the cured product. Examples of water include tap water, ion-exchanged water, soft water, distilled water and the like.
When the geopolymer composition of the present invention contains water, the weight ratio of water to the entire geopolymer composition is not particularly limited, but is preferably 15 to 30% by weight. If the weight ratio of water is less than 15% by weight, the viscosity of the geopolymer composition may increase and the moldability may decrease. In addition, it may not be possible to introduce uniform bubbles. On the other hand, when the weight ratio of water exceeds 30% by weight, the dimensional stability of the cured product may decrease. The weight ratio of water is more preferably 18 to 28% by weight, particularly preferably 20 to 25% by weight.

また、ジオポリマー組成物は、アルコール、ポリアルキレングリコール、ポリグリセリン等を含んでもよい。アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセンリン等を挙げることができる。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンプロピレングリコール等を挙げることができる。 Moreover, the geopolymer composition may contain alcohol, polyalkylene glycol, polyglycerin and the like. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycenrin and the like. Examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene propylene glycol and the like.

〔骨材〕
本発明のジオポリマー組成物はさらに骨材を含んでもよい。骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石、火山礫軽量骨材、珪砂、珪石粉、シリカフューム、石灰石粉等の天然骨材;スラグ骨材、人工軽量骨材、重量骨材等の人工骨材を挙げることができ、1種または2種以上併用してもよい。また、骨材の粒度は、所望の硬化体にあわせて適宜調整することができる。
本発明のジオポリマー組成物は骨材を含む場合、ジオポリマー組成物において、骨材の含有量は、特に限定されないが、成分(A)100質量部に対して50〜600重量部であると好ましく、より好ましくは75〜500質量部、さらに好ましくは100〜400重量部である。
〔aggregate〕
The geopolymer composition of the present invention may further contain aggregate. As aggregates, natural aggregates such as river gravel, mountain gravel, sea gravel, crushed stone, volcanic gravel lightweight aggregate, silica sand, silica stone powder, silica fume, limestone powder; slag aggregate, artificial lightweight aggregate, heavy aggregate, etc. Artificial aggregates can be mentioned, and one or more of them may be used in combination. In addition, the particle size of the aggregate can be appropriately adjusted according to the desired cured product.
When the geopolymer composition of the present invention contains an aggregate, the content of the aggregate in the geopolymer composition is not particularly limited, but is 50 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is preferably more preferably 75 to 500 parts by mass, still more preferably 100 to 400 parts by weight.

〔その他成分〕
本発明のジオポリマー組成物は、上記で説明した材料以外に、本願効果を損なわない範囲で、繊維、軽量化剤、充填剤、セメント成分、凝結調整剤、粘度調整剤、保水剤、消泡剤、膨張剤、防水剤、撥水剤、防錆剤、着色剤等をさらに含んでもよい。
繊維としては、たとえば、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維;パルプ、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等の有機繊維等を挙げることができる。
軽量化剤としては、たとえば、パーライト等の無機軽量剤;ポリスチレン系等の有機発泡剤;有機質中空微小球等の有機軽量化材を挙げることができる。
充填剤としては、たとえば、有機充填剤や無機充填剤を挙げることができる。有機充填剤としては、たとえば、アラビアゴム、トラガントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、カラヤガム、クインスシード、ゼラチン、セラック、ロジン、カゼイン、スターチ等の天然高分子化合物;アルギン酸ナトリウム、エステルガム、ニトロセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、結晶セルロース、デキストリン等の半合成高分子化合物;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルメチルエーテル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン、ナイロン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリスチレン、ウレタン、ポリエチレン、フッ素樹脂等の樹脂等を挙げることができる。無機充填剤としては、たとえば、非晶質シリカ粉体、パーライト、ゼオライト、珪藻土、ベントナイト、タルク、カオリン、マイカ、クレー、ヒドロキシアパタイト、セラミックパウダー、金属石鹸、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、酸化チタン、焼成硫酸カルシウム(焼セッコウ)、リン酸カルシウム、酸化鉄、酸化亜鉛、ケイ酸バリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸バリウム等を挙げることができる。
セメント成分としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、シリカセメント、等を挙げることができる。
凝結調整剤として、たとえば、ケイフッ化マグネシウム等のケイフッ化物、ホウ酸等のホウ酸類、グルコン酸、グルコヘプトン酸、クエン酸、酒石酸等のオキシカルボン酸類およびその塩。リグニンスルホン酸、フミン酸、タンニン酸等の高分子有機酸類およびその塩等を挙げることができる。
粘度調整剤としては、たとえば、カルボキシメチルセルロース及びその塩;ヒドロキシプロピル化デンプン等のデンプン系高分子;ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸及びその塩等の水溶性高分子;キサンタンガム、グアガム等のバイオポリマー;エチレン−酢酸ビニル共重合体のエマルジョン、ポリアクリル酸エステルエマルジョン、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、酢酸ビニル−ビニルバーサテート共重合体のエマルジョン等の樹脂エマルジョン等を挙げることができる。
[Other ingredients]
In addition to the materials described above, the geopolymer composition of the present invention contains fibers, lightening agents, fillers, cement components, coagulation adjusters, viscosity modifiers, water retention agents, and defoamers, as long as the effects of the present application are not impaired. It may further contain an agent, a swelling agent, a waterproofing agent, a water repellent agent, a rust preventive agent, a coloring agent and the like.
Examples of the fiber include inorganic fibers such as glass fiber and carbon fiber; and organic fiber such as pulp, vinylon fiber and polypropylene fiber.
Examples of the lightening agent include an inorganic lightening agent such as pearlite; an organic foaming agent such as polystyrene; and an organic weight reducing material such as organic hollow microspheres.
Examples of the filler include an organic filler and an inorganic filler. Organic fillers include, for example, natural polymer compounds such as arabic rubber, tragant gum, guar gum, locust bean gum, karaya gum, quince seed, gelatin, cellac, rosin, casein, starch; sodium alginate, ester gum, nitrocellulose, hydroxy. Semi-synthetic polymer compounds such as propyl cellulose, crystalline cellulose, and dextrin; polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, sodium polyacrylate, carboxyvinyl polymer, polyvinyl methyl ether, phenol resin, epoxy resin, urea resin, polyamide resin, silicone, nylon, Examples thereof include resins such as polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, crosslinked polystyrene, urethane, polyethylene, and fluororesin. Examples of the inorganic filler include amorphous silica powder, pearlite, zeolite, diatomaceous earth, bentonite, talc, kaolin, mica, clay, hydroxyapatite, ceramic powder, metal soap, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum carbonate, and oxidation. Examples thereof include titanium, calcined calcium sulfate (baked talc), calcium phosphate, iron oxide, zinc oxide, barium silicate, calcium silicate, magnesium silicate, barium sulfate and the like.
Examples of the cement component include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, silica cement, and the like.
Examples of the coagulation regulator include siliceous fluorides such as magnesium silicate, boric acids such as boric acid, oxycarboxylic acids such as gluconic acid, glucoheptonic acid, citric acid, and tartaric acid, and salts thereof. Examples thereof include high molecular weight organic acids such as lignin sulfonic acid, humic acid, and tannic acid, and salts thereof.
Examples of the viscosity modifier include carboxymethyl cellulose and its salt; a starch-based polymer such as hydroxypropylated starch; a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid and its salt; and biotechnology such as xanthan gum and guagam. Polymers: Resin emulsions such as ethylene-vinyl acetate copolymer emulsions, polyvinyl acetate emulsions, polyvinyl acetate emulsions, and vinyl acetate-vinyl versatetate copolymer emulsions can be mentioned.

保水剤としては、アルコキシポリプロピレングリコールアクリレート等を挙げることができる。
消泡剤としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドを主成分とするポリオキシアルキレン系消泡剤;ポリプロピレングリコール系消泡剤や鉱物油系消泡剤;変性シリコーン系消泡剤;ジメチルポリシロキサン等を挙げることができる。
膨張剤としては、アルミニウム粉体、反応性シリコーン粉体等を配合できる。
防水剤や撥水剤としては、塩化カルシウム;ジルコニウム化合物;脂肪酸石鹸、脂肪酸、脂肪酸エステル、またはこれらをエマルジョン化した脂肪酸系化合物;シリコーンオイル;シリコーンエマルジョン;パラフィンエマルジョン;アスファルトエマルジョン;油含有廃白土;ゴムラテックス等を挙げることができる。
Examples of the water retention agent include alkoxypolypropylene glycol acrylate and the like.
Examples of the defoaming agent include polyoxyalkylene-based defoaming agents containing ethylene oxide and propylene oxide as main components; polypropylene glycol-based defoaming agents and mineral oil-based defoaming agents; modified silicone-based defoaming agents; dimethylpolysiloxane and the like. be able to.
As the leavening agent, aluminum powder, reactive silicone powder and the like can be blended.
As waterproofing agents and water repellents, calcium chloride; zirconium compounds; fatty acid soaps, fatty acids, fatty acid esters, or fatty acid compounds obtained by emulsifying these; silicone oils; silicone emulsions; paraffin emulsions; asphalt emulsions; oil-containing waste white clay; Examples include rubber latex.

上記各材料は、水や有機溶媒等の液状物に分散させた状態または溶液となった状態のものを使用してもよい。 As each of the above materials, those in a state of being dispersed in a liquid material such as water or an organic solvent or in a state of being in a solution may be used.

〔ジオポリマー組成物、ジオポリマー組成物の製造方法〕
本発明のジオポリマー組成物は、上述の成分(A)、セルロースエーテル(B)、活性剤(C)を必須に含むため、比重が均一で収縮低減性に優れたジオポリマー硬化体を得ることができる。
また、本発明のジオポリマー組成物は耐凍結融解性に優れるジオポリマー硬化体を得ることができる。
[Geopolymer composition, method for producing geopolymer composition]
Since the geopolymer composition of the present invention indispensably contains the above-mentioned component (A), cellulose ether (B), and activator (C), a cured geopolymer having a uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property can be obtained. Can be done.
Further, the geopolymer composition of the present invention can obtain a cured geopolymer having excellent freeze-thaw resistance.

本発明のジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHは、特に限定されないが、本願効果を奏する点で、12以上14以下であると好ましい。pHが12未満であると、得られる硬化体は硬化が不十分となることがある。ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHは、より好ましくは12.25以上14以下、さらに好ましくは12.5以上14以下である。
なお、本発明における「ジオポリマー組成物の水不溶分」とは、ジオポリマー組成物を120℃で加熱し、恒量となった時の残留物を意味する。また、ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHの測定方法は、実施例で測定される方法によるものである。
The pH of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition of the present invention at 20 ° C. is not particularly limited, but is preferably 12 or more and 14 or less in terms of exhibiting the effects of the present application. If the pH is less than 12, the resulting cured product may be poorly cured. The pH of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. is more preferably 12.25 or more and 14 or less, and further preferably 12.5 or more and 14 or less.
The "water-insoluble content of the geopolymer composition" in the present invention means a residue when the geopolymer composition is heated at 120 ° C. to a constant weight. Further, the method for measuring the pH of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. is the method measured in Examples.

本発明のジオポリマー組成物は、セルロースエーテル(B)と活性剤(C)を必須としているため、上述のとおり、活性剤(C)によりセルロースエーテル(B)の安定性が向上すると考えられる。これによりジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%のpHが12以上14以下である、強いアルカリ性を示すジオポリマー組成物である場合でも、ジオポリマー組成物に含まれる材料の材料不分離性や、導入される気泡の安定性が損なわれず、比重が均一で、収縮低減性に優れた硬化体を得ることができ、さらに、得られる硬化体は通常のセメントによるコンクリートやモルタルと同様の性能を得ることができると考えられる。 Since the geopolymer composition of the present invention requires a cellulose ether (B) and an activator (C), it is considered that the activator (C) improves the stability of the cellulose ether (B) as described above. As a result, even if the geopolymer composition exhibits strong alkalinity and the pH of the water-insoluble content of the geopolymer composition is 82.5% by weight, which is 12 or more and 14 or less, the material of the material contained in the geopolymer composition. A cured product having uniform specific gravity and excellent shrinkage reduction property can be obtained without impairing the inseparability and the stability of the introduced air bubbles, and the obtained cured product can be obtained from ordinary cement concrete or mortar. It is considered that similar performance can be obtained.

本発明のジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃における粘度は、特に限定されないが、本願効果を奏する点で、2000〜40000mPa・sであると好ましい。粘度が2000mPa・s未満であると、ジオポリマー組成物に含まれる材料の材料不分離性や導入される気泡の安定性が低下することがある。一方、粘度が40000mPa・s超であると、均一な気泡を導入できず、得られる硬化体の比重が不均一となり、また、外観が損なわれることがある。ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃における粘度は、より好ましくは2500〜35000mPa・s、さらに好ましくは3000〜30000mPa・s、特に好ましくは3500〜25000mPa・sである。なお、ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃における粘度の測定方法は、B型粘度計を用いて測定した。 The viscosity of the aqueous dispersion of the geopolymer composition of the present invention having a concentration of 82.5% by weight in water at 20 ° C. is not particularly limited, but is preferably 2000 to 40,000 mPa · s in terms of achieving the effects of the present application. .. If the viscosity is less than 2000 mPa · s, the material inseparability of the material contained in the geopolymer composition and the stability of the introduced bubbles may decrease. On the other hand, if the viscosity is more than 40,000 mPa · s, uniform bubbles cannot be introduced, the specific gravity of the obtained cured product becomes non-uniform, and the appearance may be impaired. The viscosity of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. is more preferably 2500 to 35000 mPa · s, further preferably 3000 to 30000 mPa · s, and particularly preferably 3500 to 25000 mPa · s.・ S. The method for measuring the viscosity of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of the water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. was measured using a B-type viscometer.

本発明のジオポリマー組成物における製造方法としては、上述の成分(A)、セルロースエーテル(B)及び活性剤(C)を必須として混合する工程(成分(A)、セルロースエーテル(B)及び活性剤(C)を必須とする混合物を得る工程)を含む。混合物はさらに上述の活性剤(D)、成分(E)、骨材及び水から選ばれる少なくとも1つを含むと好ましい。混合物は、また、上述のその他成分を含んでもよい。 As a production method in the geopolymer composition of the present invention, a step of mixing the above-mentioned component (A), cellulose ether (B) and activator (C) as essential (component (A), cellulose ether (B) and activity). A step of obtaining a mixture in which the agent (C) is essential) is included. The mixture preferably further comprises at least one selected from the activator (D), component (E), aggregate and water described above. The mixture may also contain the other ingredients mentioned above.

上述の材料を混合する順番としては、たとえば、下記の1)〜5)の順で添加し、混合する方法を挙げることができる。また、材料については水分散液の状態のもの、または水溶液の状態のものを用いてもよい。
1)成分(A)にセルロースエーテル(B)と活性剤(C)を添加、混合し、混合物1を得る。
2)混合物1に、骨材と活性剤(D)を添加、混合し、混合物2を得る。
3)混合物2に水が所定量となるように添加、混合し、混合物3を得る。
4)混合物3に、成分(E)の水溶液を添加、混合し、混合物4を得る。
5)混合物4を更に撹拌して気泡を導入し、ジオポリマー組成物を得る。
Examples of the order of mixing the above-mentioned materials include a method of adding and mixing in the order of 1) to 5) below. Further, the material may be in the state of an aqueous dispersion or in the state of an aqueous solution.
1) Cellulose ether (B) and activator (C) are added to the component (A) and mixed to obtain a mixture 1.
2) The aggregate and the activator (D) are added to and mixed with the mixture 1 to obtain a mixture 2.
3) Add water to the mixture 2 so as to have a predetermined amount and mix to obtain the mixture 3.
4) An aqueous solution of the component (E) is added to and mixed with the mixture 3 to obtain a mixture 4.
5) The mixture 4 is further stirred to introduce air bubbles to obtain a geopolymer composition.

上記1)〜3)に用いる装置としては、液添加機構が備わった混合機が挙げられ、たとえば、主羽根による浮遊拡散混合とチョッパー羽根による高速剪断分散の2つの機能を備えた混合機、プロシェアミキサー、アイリッヒミキサー、レーディゲミキサー等を挙げることができる。また、上記4)〜5)に用いる装置としては、混練槽内に2本の撹拌ロータを並列に設け、各撹拌ロータを相対的に逆方向に回転させて内容物を混練する装置;双腕式ニーダー、混合容器内面を自転する撹拌羽根で混合を行う装置(惑星回転機構を持った装置);モルタルミキサー、ホバートミキサー等を挙げることができる。また混合物4の入った容器にモルタルハンドミキサー等で直接混合することも可能である。 Examples of the apparatus used in the above 1) to 3) include a mixer equipped with a liquid addition mechanism. For example, a mixer having two functions of floating diffusion mixing by a main blade and high-speed shear dispersion by a chopper blade, a professional. Share mixers, Erich mixers, Reedige mixers and the like can be mentioned. Further, as the device used in the above 4) to 5), two stirring rotors are provided in parallel in the kneading tank, and each stirring rotor is rotated in relatively opposite directions to knead the contents; Examples include a formula kneader, a device that mixes with a stirring blade that rotates on the inner surface of the mixing container (a device having a planetary rotation mechanism); a mortar mixer, a hobart mixer, and the like. It is also possible to mix directly into the container containing the mixture 4 with a mortar hand mixer or the like.

成分(A)、セルロースエーテル(B)及び活性剤(C)を必須として混合する工程としては、セルロースエーテル(B)と活性剤(C)を必須に含むジオポリマー組成物用混和剤と、成分(A)とを混合する工程であると、材料の分散性を向上させることができ、好ましい。 In the step of mixing the component (A), the cellulose ether (B) and the activator (C) as essential, an admixture for a geopolymer composition containing the cellulose ether (B) and the activator (C) as essential, and the component The step of mixing with (A) is preferable because the dispersibility of the material can be improved.

〔ジオポリマー組成物用混和剤、ジオポリマー組成物用混和剤の製造方法〕
本発明のジオポリマー組成物用混和剤(以下、単に混和剤ということがある)は、水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含み、20℃におけるセルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が、100〜50000mPa・sであるものである。
[Manufacturing agent for geopolymer composition, admixture for geopolymer composition]
The admixture for a geopolymer composition of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as an admixture) contains a water-soluble cellulose ether (B) and an anionic surfactant (C), and is a cellulose ether at 20 ° C. The viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of B) is 100 to 50,000 mPa · s.

本発明のジオポリマー組成物用混和剤において、セルロースエーテル(B)と活性剤(C)の含有量の比(セルロースエーテル(B)/活性剤(C))は、特に限定されないが、上述の範囲であると好ましい。 In the admixture for the geopolymer composition of the present invention, the ratio of the content of the cellulose ether (B) to the activator (C) (cellulose ether (B) / activator (C)) is not particularly limited, but is described above. It is preferably in the range.

本発明のジオポリマー組成物用混和剤は、さらに上述の両性界面活性剤(D)を含んでもよい。混和剤が活性剤(D)を含むと、ジオポリマー組成物の保存安定性を向上させることができるため、好ましい。
混和剤が活性剤(D)を含む場合、混和剤における活性剤(C)と活性剤(D)の含有量の比(活性剤(C)/活性剤(D))は、特に限定されないが、上述の範囲であると好ましい。
The admixture for a geopolymer composition of the present invention may further contain the amphoteric tenside agent (D) described above. It is preferable that the admixture contains the activator (D) because the storage stability of the geopolymer composition can be improved.
When the admixture contains the activator (D), the ratio of the content of the activator (C) to the activator (D) in the admixture (activator (C) / activator (D)) is not particularly limited. , It is preferable that it is in the above range.

本発明のジオポリマー組成物用混和剤の形態としては、下記の6)〜8)のいずれでもよい。
6)構成する材料が混合され、一体となったもの。
7)構成する材料の一部が混合された物とそれ以外の材料が、別個に包装(パッケージ)されたキット。
8)構成する材料が別個に包装(パッケージ)されたキット。
The form of the admixture for the geopolymer composition of the present invention may be any of the following 6) to 8).
6) The constituent materials are mixed and integrated.
7) A kit in which a part of the constituent materials is mixed and the other materials are separately packaged.
8) A kit in which the constituent materials are separately packaged.

本発明のジオポリマー組成物用混和剤としては、混和剤を構成する材料のうちの少なくとも1種が液状物である場合、その液状物と粒状物との混合物である湿化物が混和剤に含まれていてもよい。
粒状物としては、上記骨材及び上記その他成分から選ばれる少なくとも1種であってもよく、成分(A)であってもよい。また、粒状物としては、JIS−K5101−13に準拠した精製アマニ油法の吸油量が200〜500g/100gであると好ましい。粒状物の吸油量が200g/100g未満であると、混和剤がべとつき、均一に分散しないことがある。一方、粒状物の吸油量が500g/100g超であると、ジオポリマー組成物の製造コストが大きくなり過ぎることがある。粒状物の吸油量は、より好ましくは200〜400g/100g、特に好ましくは200〜300g/100gである。
As the admixture for the geopolymer composition of the present invention, when at least one of the materials constituting the admixture is a liquid substance, the admixture contains a wet product which is a mixture of the liquid substance and the granular substance. It may be.
The granular material may be at least one selected from the above aggregate and the above other components, and may be the component (A). Further, as the granular material, the oil absorption amount of the refined linseed oil method based on JIS-K5101-13 is preferably 200 to 500 g / 100 g. If the oil absorption of the granules is less than 200 g / 100 g, the admixture may become sticky and may not be uniformly dispersed. On the other hand, if the oil absorption of the granules exceeds 500 g / 100 g, the production cost of the geopolymer composition may become too high. The oil absorption of the granular material is more preferably 200 to 400 g / 100 g, and particularly preferably 200 to 300 g / 100 g.

本発明のジオポリマー組成物用混和剤の製造方法としては、たとえば、上記1)〜5)に用いられる装置、ナウターミキサー、リボンミキサー等の一般的な混合機を使用して、混合することにより製造することができる。 As a method for producing an admixture for a geopolymer composition of the present invention, for example, mixing is performed using a general mixer such as the apparatus used in 1) to 5) above, a Nauter mixer, and a ribbon mixer. Can be manufactured by

〔ジオポリマー硬化体、ジオポリマー硬化体の製造方法〕
本発明のジオポリマー硬化体は、上述のジオポリマー組成物の硬化物であるので、比重が均一で、収縮低減性に優れる。また、本発明のジオポリマー硬化体は耐凍結融解性に優れるようになる。
[Manufacturing method of cured geopolymer and cured geopolymer]
Since the cured geopolymer of the present invention is a cured product of the above-mentioned geopolymer composition, it has a uniform specific gravity and is excellent in shrinkage reduction. In addition, the cured geopolymer of the present invention has excellent freeze-thaw resistance.

本発明のジオポリマー硬化体の比重は、特に限定されないが、1.0〜1.9であると好ましい。硬化体の比重が1.0未満であると、著しく強度が不足し、ワレやカケが発生し、外観が損なわれることがある。一方、硬化体の比重が1.9超であると、導入される気泡が不充分となり、耐凍結融解性が低下することがある。硬化体の比重は、より好ましくは1.05〜1.85、さらに好ましくは1.10〜1.80、特に好ましくは1.15〜1.75、最も好ましくは1.20〜1.70である。なお、ジオポリマー硬化体の比重の測定方法は、実施例で測定される方法によるものである。 The specific gravity of the cured geopolymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 1.9. If the specific gravity of the cured product is less than 1.0, the strength is remarkably insufficient, cracks and chips may occur, and the appearance may be impaired. On the other hand, if the specific gravity of the cured product is more than 1.9, the introduced air bubbles may be insufficient and the freeze-thaw resistance may be lowered. The specific gravity of the cured product is more preferably 1.05 to 1.85, further preferably 1.10 to 1.80, particularly preferably 1.15 to 1.75, and most preferably 1.20 to 1.70. is there. The method for measuring the specific gravity of the cured geopolymer is the method measured in Examples.

本発明のジオポリマー硬化体全体に占める水の含有量は、特に限定されないが、5重量%以下であると好ましい。含水量が5重量%超であると、硬化が不十分となり、強度が低くなることがある。水の含有量は、4.9重量%以下、さらに好ましくは4.8重量%以下、特に好ましくは4.7重量%以下、最も好ましくは4.6重量%以下である。また、含水量の好ましい下限は2.0重量%以上である。実施例で測定される方法によるものである。 The content of water in the entire cured geopolymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5% by weight or less. If the water content is more than 5% by weight, the curing may be insufficient and the strength may be lowered. The water content is 4.9% by weight or less, more preferably 4.8% by weight or less, particularly preferably 4.7% by weight or less, and most preferably 4.6% by weight or less. The preferable lower limit of the water content is 2.0% by weight or more. It is by the method measured in the examples.

ジオポリマー硬化体の製造方法としては、たとえば、ジオポリマー組成物を遠心注型等の注型や押出等により成型体を作製し、作製した成型体を加熱して、成型体を硬化させる方法が挙げられる。また、必要に応じて脱型し、さらに加熱して、水分を所定量まで除去してもよい。 As a method for producing a cured geopolymer, for example, a method of producing a molded body by casting or extruding a geopolymer composition by centrifugal casting or the like, and heating the prepared molded body to cure the molded body. Can be mentioned. Further, if necessary, the mold may be removed and further heated to remove water to a predetermined amount.

成型体を作製する際に用いる装置としては、型内にジオポリマー組成物を注型するディスペンサーや定容量移送ポンプ、余剰の気泡を脱泡するタッピングマシーン、バイブレーター、真空脱気装置等を挙げることができる。
成型体の加熱温度は、特に限定されないが、40〜90℃であると好ましく、42.5〜87.5℃であるとより好ましく、45〜85℃であるとさらに好ましく、47.5〜82.5であると特に好ましく、50〜80℃であると最も好ましい。
成型体の加熱時間は、特に限定されないが、24〜96時間であると好ましい。
成型体の加熱時に用いる装置としては、たとえば、オーブンや圧力容器で高温の蒸気をもって庫内を加温できるオートクレーブ等を挙げることができる。
Examples of the device used when producing the molded body include a dispenser for casting the geopolymer composition into the mold, a constant-volume transfer pump, a tapping machine for defoaming excess air bubbles, a vibrator, a vacuum degassing device, and the like. Can be done.
The heating temperature of the molded body is not particularly limited, but is preferably 40 to 90 ° C, more preferably 42.5 to 87.5 ° C, still more preferably 45 to 85 ° C, and 47.5 to 82 ° C. It is particularly preferably .5, and most preferably 50 to 80 ° C.
The heating time of the molded product is not particularly limited, but is preferably 24 to 96 hours.
Examples of the device used for heating the molded body include an autoclave that can heat the inside of the chamber with high-temperature steam in an oven or a pressure vessel.

本発明のジオポリマー硬化体は、セメント・コンクリートやモルタル製品の類似物として、各種建築用資材、土木用資材、舗装道路用資材等に利用することができる。 The geopolymer cured product of the present invention can be used as a similar product to cement / concrete and mortar products for various building materials, civil engineering materials, paved road materials and the like.

以下に、本発明のジオポリマー組成物の実施例について、具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、断りのない限り、「部」とは「重量部」を意味するものであり、「%」とは「重量%」を意味するものとする。 Hereinafter, examples of the geopolymer composition of the present invention will be specifically described. The present invention is not limited to these examples. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, "parts" means "parts by weight" and "%" means "% by weight".

〔水溶性セルロースエーテル(B)のゲル化点の測定〕
可視光線透過率測定装置(日本分光株式会社製、型式:V−750)を使用し、セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液を1分間に0.5℃の昇温速度で加熱し、セル長10mmにおける波長650nmの可視光の透過度を測定し、20℃での透過度を100%とし、90℃での透過度を0%とした際の50%透過度を示す温度をゲル化点とした。
[Measurement of gel point of water-soluble cellulose ether (B)]
Using a visible light transmittance measuring device (manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd., model: V-750), an aqueous solution having a concentration of cellulose ether (B) of 2% by weight is heated at a heating rate of 0.5 ° C. per minute. , The transmittance of visible light with a wavelength of 650 nm at a cell length of 10 mm was measured, and the temperature indicating 50% transmittance when the transmittance at 20 ° C. was 100% and the transmittance at 90 ° C. was 0% was set to gel. It was a turning point.

〔pHの測定〕
ジオポリマー組成物・水不溶分の濃度82.5重量%での20℃におけるpHを、pHメーター(株式会社堀場製作所製、卓上型pHメーターF−71型)を用いて測定した。
[Measurement of pH]
The pH at 20 ° C. at a concentration of 82.5% by weight of the geopolymer composition / water-insoluble matter was measured using a pH meter (a tabletop pH meter F-71 manufactured by HORIBA, Ltd.).

〔粘度の測定〕
ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃における粘度の測定、及びセルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度の測定はB型粘度計(東機産業株式会社製、TVB型)を用いて測定した。
[Measurement of viscosity]
The viscosity of an aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of a water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. and the viscosity of an aqueous solution having a concentration of 2% by weight of cellulose ether (B) are measured by a B-type viscometer. It was measured using a TVB type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.

〔ジオポリマー硬化体の水の含有量の測定〕
得られたジオポリマー硬化体をオーブンにて120℃で24時間加熱し、下記式(1)よりジオポリマー硬化体の水の含有量(含水量)を測定した。
ジオポリマー硬化体の含水量(重量%)=100×[(加熱前のジオポリマー硬化体の重量)−(加熱後のジオポリマー硬化体の重量)]/(加熱前のジオポリマー硬化体の重量) (1)
[Measurement of water content of cured geopolymer]
The obtained cured geopolymer was heated in an oven at 120 ° C. for 24 hours, and the water content (water content) of the cured geopolymer was measured from the following formula (1).
Moisture content of the cured geopolymer (% by weight) = 100 × [(weight of the cured geopolymer before heating)-(weight of the cured geopolymer after heating)] / (weight of the cured geopolymer before heating) ) (1)

〔ジオポリマー硬化体の比重の測定〕
電子比重計(アルファーミラージュ株式会社製、ALFA MIRAGE MDS−3000)を用い、20℃で得られたジオポリマー硬化体の比重を測定した。測定開始はジオポリマー硬化体を水中埋没させ、30秒経過してから測定を開始した。
[Measurement of specific gravity of cured geopolymer]
Using an electronic hydrometer (ALFA MIRAGE MDS-3000, manufactured by Alpha Mirage Co., Ltd.), the specific gravity of the cured geopolymer obtained at 20 ° C. was measured. To start the measurement, the geopolymer cured product was immersed in water, and the measurement was started after 30 seconds had passed.

〔ジオポリマー硬化体の外観評価1〕
得られたジオポリマー硬化体表面の黒斑状物の有無を確認した。
○:黒斑状物は確認されず、材料の分散性、安定性が良好。
△:わずかに黒斑状物が確認され、材料の分散性、安定性がやや不良。
×:黒斑状物が多く確認され、材料の分散性、安定性が不良。
[Appearance evaluation of cured geopolymer 1]
The presence or absence of black spots on the surface of the obtained cured geopolymer was confirmed.
◯: No black spots were confirmed, and the material was well dispersed and stable.
Δ: Slight black spots were confirmed, and the dispersibility and stability of the material were slightly poor.
X: Many black spots were confirmed, and the dispersibility and stability of the material were poor.

〔ジオポリマー硬化体の外観評価2〕
得られたジオポリマー硬化体上面の泡状物の有無を確認した。
○:上面に泡状物はなく、気泡の安定性が良好。
△:上面に薄い泡状物が確認され、気泡の安定性がやや不良。
×:上面に泡状物が層となる状態が確認され、気泡の安定性が不良。
[Appearance evaluation of cured geopolymer 2]
The presence or absence of foam on the upper surface of the obtained cured geopolymer was confirmed.
◯: There are no bubbles on the upper surface, and the stability of bubbles is good.
Δ: A thin foam was confirmed on the upper surface, and the stability of the foam was slightly poor.
X: A state in which foamy substances are layered on the upper surface is confirmed, and the stability of bubbles is poor.

〔ジオポリマー硬化体の外観評価3〕
得られたジオポリマー硬化体表面のツヤの有無を確認した。
○:ツヤが確認され、材料の分散性が良好。
△:わずかにツヤが確認され、材料の分散性がやや不良。
×:ツヤがなく、材料の分散性が不良。
[Appearance evaluation of cured geopolymer 3]
The presence or absence of gloss on the surface of the obtained cured geopolymer was confirmed.
◯: Gloss is confirmed and the material is well dispersed.
Δ: Slight gloss was confirmed, and the dispersibility of the material was slightly poor.
×: Not glossy and poor material dispersibility.

〔ジオポリマー硬化体の外観評価4〕
得られたジオポリマー硬化体の表面及び切断面のφ1mm以上の粗大泡の有無を確認した。
○:φ1mm以上の粗大泡が表面・切断面に観察されず、泡が均一。
△:φ1mm以上の粗大泡は表面には観察されなかったが、切断面に観察され、泡がやや不均一。
×:φ1mm以上の粗大泡が表面及び切断面に観察され、泡が不均一。
[Appearance evaluation of cured geopolymer 4]
The presence or absence of coarse bubbles of φ1 mm or more on the surface and cut surface of the obtained cured geopolymer was confirmed.
◯: Coarse bubbles of φ1 mm or more are not observed on the surface / cut surface, and the bubbles are uniform.
Δ: Coarse bubbles of φ1 mm or more were not observed on the surface, but were observed on the cut surface, and the bubbles were slightly uneven.
X: Coarse bubbles of φ1 mm or more are observed on the surface and cut surface, and the bubbles are non-uniform.

〔ジオポリマー硬化体の外観評価5〕
得られたジオポリマー硬化体表面のワレ、ヒビの有無を確認した。
○:硬化体表面にヒビやワレが確認されなかった。
△:硬化体の表面にヒビやワレが僅かに確認された。
×:硬化体の表面にヒビやワレが確認された。
[Appearance evaluation of cured geopolymer 5]
The presence or absence of cracks and cracks on the surface of the obtained cured geopolymer was confirmed.
◯: No cracks or cracks were found on the surface of the cured product.
Δ: Slight cracks and cracks were confirmed on the surface of the cured product.
X: Cracks and cracks were confirmed on the surface of the cured product.

〔ジオポリマー硬化体の収縮低減性の評価〕
得られたジオポリマー硬化体の底部の径の最大値を使用した型の底面の直径で除した値を収縮率(%)とし、得られた収縮率(%)より下記の基準に従い、ジオポリマー硬化体の収縮低減性を評価した。
○:97.5%以上
△:95.0%以上、97.5%未満
×:95.0%未満
[Evaluation of shrinkage reduction property of cured geopolymer]
The value obtained by dividing the maximum value of the bottom diameter of the obtained geopolymer cured product by the diameter of the bottom surface of the mold using the obtained shrinkage ratio (%) was defined as the shrinkage ratio (%), and the obtained shrinkage ratio (%) was calculated according to the following criteria. The shrinkage reduction property of the cured product was evaluated.
◯: 97.5% or more Δ: 95.0% or more, less than 97.5% ×: less than 95.0%

〔ジオポリマー硬化体の比重の均一性の評価〕
得られたジオポリマー硬化体を均等になるよう上下に二分割し、それぞれの比重の差の絶対値より下記の基準に従い、ジオポリマー硬化体の比重の均一性を評価した。
○:|比重の差|<0.050
△:0.050≦|比重の差|<0.10
×:|比重の差|≦0.10
[Evaluation of specific gravity uniformity of cured geopolymer]
The obtained cured geopolymer was divided into upper and lower parts so as to be uniform, and the uniformity of the specific gravity of the cured geopolymer was evaluated from the absolute value of the difference in specific gravity of each according to the following criteria.
◯: | Difference in specific gravity | < 0.050
Δ: 0.050 ≦ | Difference in specific gravity | <0.10
×: | Difference in specific gravity | ≤ 0.10

〔実施例1〕
ポリディスカップに、フライアッシュ(II種)80重量部、高炉スラグ微粉末20重量部、珪砂100重量部(5号:6号:7号=1:1:0.5の重量比)を投入し、均一になるよう混合した。続いて、マーポローズ90MP−4000(松本油脂製薬株式会社製、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、20℃における2重量%水溶液の粘度が4696mPa・s)1.0重量部を添加、混合しつつ、ラバノールCK(松本油脂製薬株式会社製、ヤシ脂肪酸カリ石鹸、濃度40重量%、水分60重量%の水溶液)を0.60重量部投入し、均一になるよう混合した。さらに、水53.2重量部を投入、均一になるよう混合し、続けて工業用苛性ソーダ水溶液(水酸化ナトリウム 濃度48重量%、水分52重量%の水溶液)を10重量部(水酸化ナトリウム4.8重量部、水5.2重量部)添加し、水ガラス(JIS−1号、珪酸ナトリウム 濃度55重量%、水分45重量%の水溶液)を37.6重量部(珪酸ナトリウム20.7重量部、水16.9重量部)添加し、均一になるよう混合し、混合物4−1を得た。なお、材料の混合にはTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用し、回転数1000rpmで実施した。
得られた混合物4−1をTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用し、3000rpmで30秒攪拌し、その際に気泡を導入して、ジオポリマー組成物を得た。得られたジオポリマー組成物の水の含有量は75.7重量部であり、混合物4−1全体に占める水の含有量は、25.0重量%であった。また、得られたジオポリマーの水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃における粘度は8000mPa・s(NO4、3rpm)であり、水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHは12.6であった。
得られたジオポリマー組成物を内径22mm、高さ35mmのポリカーボネート製の円柱状の型に注型し、オーブンにて80℃で4時間加熱し、その後脱型して、引続きオーブンにて80℃で24時間加熱してジオポリマー硬化体を得た。なお、同じ形状の別個の型に合計3回注型し、上記と同様の方法でジオポリマー硬化体を作製し、評価は作製した3個の硬化体をもって実施した。なお、硬化体の水の含有量は3個の硬化体における水の含有量の平均値とし、硬化体の上下の比重の差の絶対値は3個の硬化体それぞれの上下の比重の差の絶対値の平均値とし、硬化体の収縮率は3個の硬化体の収縮率の平均値とした。
得られたジオポリマー硬化体の水の含有量は4.6重量%、比重は注型1個目が1.28、2個目が1.30、3個目が1.32となり、収縮低減性は97.8%で良好であり、比重の均一性は比重の差の絶対値が0.04で良好であった。また、得られたいずれのジオポリマー硬化体の表面に黒斑状物が確認されず、ツヤが確認され、材料の分散性が良好であり、ワレやカケが確認されなかった。また、硬化体の上面に泡状物がなく、気泡の安定性が良好であった。
[Example 1]
80 parts by weight of fly ash (Type II), 20 parts by weight of blast furnace slag fine powder, and 100 parts by weight of silica sand (weight ratio of No. 5: No. 6: 7 = 1: 1: 0.5) are put into a polydiscup. And mixed to be uniform. Subsequently, 1.0 part by weight of Marpolose 90MP-4000 (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., hydroxypropyl methylcellulose, viscosity of 2 wt% aqueous solution at 20 ° C. is 4696 mPa · s) was added and mixed while lavanol CK (Matsumoto Yushi). 0.60 parts by weight of an aqueous solution of coconut fatty acid potash soap manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd., concentration 40% by weight, and water content 60% by weight) was added and mixed so as to be uniform. Further, 53.2 parts by weight of water was added and mixed so as to be uniform, and then 10 parts by weight (sodium hydroxide 4.) of an aqueous solution of industrial caustic soda (an aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 48% by weight and a water content of 52% by weight) was added. 8 parts by weight of water, 5.2 parts by weight of water) was added, and 37.6 parts by weight (20.7 parts by weight of sodium hydroxide) of water glass (JIS-1, sodium silicate concentration 55% by weight, water content 45% by weight aqueous solution) was added. , 16.9 parts by weight of water) and mixed so as to be uniform to obtain a mixture 4-1. The materials were mixed using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A, manufactured by Primix Corporation) at a rotation speed of 1000 rpm.
The obtained mixture 4-1 was stirred at 3000 rpm for 30 seconds using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A, manufactured by Primix Corporation), and at that time, bubbles were introduced to geo. A polymer composition was obtained. The water content of the obtained geopolymer composition was 75.7 parts by weight, and the water content in the entire mixture 4-1 was 25.0% by weight. The viscosity of the obtained geopolymer aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of water-insoluble matter at 20 ° C. was 8000 mPa · s (NO4, 3 rpm), and the concentration of water-insoluble matter was 82.5% by weight. The pH of the aqueous dispersion at 20 ° C. was 12.6.
The obtained geopolymer composition was cast into a polycarbonate columnar mold having an inner diameter of 22 mm and a height of 35 mm, heated in an oven at 80 ° C. for 4 hours, then demolded, and subsequently in an oven at 80 ° C. The geopolymer cured product was obtained by heating in. A total of three times were cast into separate molds having the same shape to prepare a cured geopolymer by the same method as described above, and evaluation was carried out using the three cured products prepared. The water content of the cured product is the average value of the water content of the three cured products, and the absolute value of the difference between the upper and lower specific gravity of the cured product is the difference between the upper and lower specific gravity of each of the three cured products. The average value of the absolute values was used, and the shrinkage rate of the cured product was the average value of the shrinkage rates of the three cured products.
The water content of the obtained cured geopolymer was 4.6% by weight, and the specific gravity was 1.28 for the first casting, 1.30 for the second, and 1.32 for the third, reducing shrinkage. The property was good at 97.8%, and the uniformity of specific gravity was good when the absolute value of the difference in specific gravity was 0.04. In addition, no black spots were confirmed on the surface of any of the obtained cured geopolymers, gloss was confirmed, the dispersibility of the material was good, and cracks and chips were not confirmed. In addition, there were no bubbles on the upper surface of the cured product, and the stability of the bubbles was good.

〔実施例2〜16、比較例1〜30〕
実施例2〜16及び比較例1〜30では、表1、2、4、5及び6に示すように材料をそれぞれ変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体をそれぞれ得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表1、2、4,5及び6に示す。
[Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 to 30]
In Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 30, the geopolymer composition and the geopolymer cured product are the same as in Example 1 except that the materials are changed as shown in Tables 1, 2, 4, 5 and 6, respectively. Was obtained, and the physical properties and the like were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1, 2, 4, 5 and 6.

〔実施例17〕
ラバノールCKを2.0重量部とマーポビスターMLS(松本油脂製薬株式会社製、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン 濃度33重量%、水分67重量%の水溶液)を2.0重量部とを予め均一に混合したものを用い、その他の材料は表2に示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表2に示す。
[Example 17]
A uniform mixture of 2.0 parts by weight of Lavanol CK and 2.0 parts by weight of Marpo Vista MLS (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., an aqueous solution of lauryldimethylaminoacetic acid betaine concentration 33% by weight and water content 67% by weight). The geopolymer composition and the cured geopolymer were obtained in the same manner as in Example 1 except that the other materials were changed as shown in Table 2, and the physical properties and the like were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

〔実施例18〜20〕
実施例18〜20では、表2〜3に示すように材料をそれぞれ変更する以外は、実施例17と同様にジオポリマー組成物及びジオポリマー硬化体をそれぞれ得て、物性等も実施例17と同様に評価した。その結果を表2〜3に示す。
[Examples 18 to 20]
In Examples 18 to 20, a geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained in the same manner as in Example 17, except that the materials were changed as shown in Tables 2 and 3, respectively, and the physical properties and the like were also the same as in Example 17. Evaluated in the same way. The results are shown in Tables 2-3.

〔実施例21〕
マーポローズ90MP−4000を1.0重量部とラバノールCKを4.0重量部が別個に包装されたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3に示すように変更する以外は実施例と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 21]
A geopolymer composition admixture in which 1.0 part by weight of Marporose 90MP-4000 and 4.0 parts by weight of Lavanol CK were separately packaged was used, and other materials were changed as shown in Table 3. A geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained in the same manner as in Example, and their physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

〔実施例22〕
ポリディスカップにカープレックス#80(エボニックジャパン社製、非晶質シリカ粉体、吸油量:220g/100g)を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら、ラバノールCK4重量部をゆっくり添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状物を得た。得られた湿粉状物を用い、その他の材料は表3示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 22]
4 parts by weight of Carplex # 80 (Evonik Japan, amorphous silica powder, oil absorption: 220 g / 100 g) was added to the Polydiscup, followed by TK Homo Disper (Primix Corporation, TK. While stirring at 800 rpm using AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A), 4 parts by weight of lavanol CK was slowly added, followed by stirring at 3000 rpm for 30 seconds to obtain a wet powder. The obtained wet powder was used, and the geopolymer composition and the cured geopolymer were obtained in the same manner as in Example 1 except that the other materials were changed as shown in Table 3, and the physical properties were also the same as in Example 1. Evaluated in the same way. The results are shown in Table 3.

〔実施例23〕
ポリディスカップにカープレックス#80を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら、ラバノールCK4重量部をゆっくり添加し、湿粉状物となったことを確認し、その後マーポローズ90MP−4000を1重量部添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状のジオポリマー組成物用混和材を得た。得られたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 23]
4 parts by weight of Carplex # 80 was put into a polydiscup, and then Ravanol CK4 was stirred at 800 rpm using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A manufactured by Primix Corporation). Add 1 part by weight slowly to confirm that it became a wet powder, then add 1 part by weight of Marporose 90MP-4000, and then stir at 3000 rpm for 30 seconds to make a wet geopolymer composition. An admixture was obtained. Using the obtained admixture for geopolymer composition, the geopolymer composition and the cured geopolymer were obtained in the same manner as in Example 1 except that the other materials were changed as shown in Table 3, and the physical properties were also carried out. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

〔実施例24〕
ラバノールCKを2.0重量部とマーポビスターMLSを2.0重量部とを予め均一に混合し、混合物を作製した。次にポリディスカップにカープレックス#80を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら作製した混合物をゆっくり添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状物を得た。得られた湿粉状物と、マーポローズ90MP−4000がそれぞれ別個に包装されたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3に示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 24]
A mixture was prepared by uniformly mixing 2.0 parts by weight of Lavanol CK and 2.0 parts by weight of Marpo Vista MLS in advance. Next, 4 parts by weight of Carplex # 80 was put into the polydiscup, and then it was prepared using TK Homo Disper (manufactured by Primix Corporation, TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A) while stirring at 800 rpm. The mixture was slowly added, followed by stirring at 3000 rpm for 30 seconds to give a wet powder. The same as in Example 1 except that the obtained wet powder and the admixture for a geopolymer composition in which Marpolose 90MP-4000 are separately packaged are used, and the other materials are changed as shown in Table 3. A geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained, and their physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

〔実施例25〕
テイカパワーLN2050D(テイカ株式会社製、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム 濃度50重量%、水50重量%の水溶液)を2.0重量部とマーポビスターMLを2.0重量部とを予め均一に混合し、混合物を作製した。次にポリディスカップにカープレックス#80を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら、作製した混合物をゆっくり添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状物を得た。得られた湿粉状物と、マーポローズ90MP−4000がそれぞれ別個に包装されたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3に示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 25]
2.0 parts by weight of TAYCA Power LN2050D (manufactured by TAYCA Corporation, aqueous solution of sodium alkylbenzene sulfonate concentration 50% by weight, water 50% by weight) and 2.0 parts by weight of Marpo Vista ML are uniformly mixed in advance to prepare the mixture. Made. Next, 4 parts by weight of Carplex # 80 was put into the polydiscup, and then using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A manufactured by Primix Corporation) while stirring at 800 rpm. The prepared mixture was slowly added, followed by stirring at 3000 rpm for 30 seconds to give a wet powder. The same as in Example 1 except that the obtained wet powder and the admixture for a geopolymer composition in which Marpolose 90MP-4000 are separately packaged are used, and the other materials are changed as shown in Table 3. A geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained, and their physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

〔実施例26〕
ラバノールSF−7K(松本油脂製薬株式会社製、ポリオキシエチレンセカンダリーアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩 濃度33重量%、水60重量%の水溶液)を2.0重量部とマーポビスターMLを2.0重量部とを予め均一に混合し、混合物を作製した。次にポリディスカップにカープレックス#80を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら、作製した混合物をゆっくり添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状物を得た。得られた湿粉状物と、マーポローズ90MP−4000がそれぞれ別個に包装されたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3に示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 26]
Lavanol SF-7K (manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., aqueous solution of polyoxyethylene secondary alkyl ether sulfate sodium salt concentration 33% by weight, water 60% by weight) was 2.0 parts by weight and Marpo Vista ML was 2.0 parts by weight. Was uniformly mixed in advance to prepare a mixture. Next, 4 parts by weight of Carplex # 80 was put into the polydiscup, and then using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A manufactured by Primix Corporation) while stirring at 800 rpm. The prepared mixture was slowly added, followed by stirring at 3000 rpm for 30 seconds to give a wet powder. The same as in Example 1 except that the obtained wet powder and the admixture for a geopolymer composition in which Marpolose 90MP-4000 are separately packaged are used, and the other materials are changed as shown in Table 3. A geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained, and their physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

〔実施例27〕
リポランLB−440(ライオンスペシャリティケミカルズ株式会社製、α−オレフィン(C14)スルホン酸ナトリウム塩 濃度35重量%、水63重量%の水溶液)を2.0重量部とマーポビスターMLを2.0重量部とを予め均一に混合し、混合物を作製した。次にポリディスカップにカープレックス#80を4重量部投入し、続いてTKホモディスパー(プライミクス株式会社製、T.K. AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A)を使用して800rpmで攪拌しながら、作製した混合物をゆっくり添加し、さらに続けて3000rpmで30秒間攪拌し、湿粉状物を得た。得られた湿粉状物と、マーポローズ90MP−4000がそれぞれ別個に包装されたジオポリマー組成物用混和剤を用い、その他の材料は表3に示すように変更する以外は、実施例1と同様にジオポリマー組成物とジオポリマー硬化体を得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
[Example 27]
Liporan LB-440 (manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd., an aqueous solution of α-olefin (C14) sodium sulfonate concentration 35% by weight, water 63% by weight) was 2.0 parts by weight and Marpo Vista ML was 2.0 parts by weight. Was uniformly mixed in advance to prepare a mixture. Next, 4 parts by weight of Carplex # 80 was put into the polydiscup, and then using TK Homo Disper (TK AUTO HOMO MIXER MODEL M TYPE A manufactured by Primix Corporation) while stirring at 800 rpm. The prepared mixture was slowly added, followed by stirring at 3000 rpm for 30 seconds to give a wet powder. The same as in Example 1 except that the obtained wet powder and the admixture for a geopolymer composition in which Marpolose 90MP-4000 are separately packaged are used, and the other materials are changed as shown in Table 3. A geopolymer composition and a cured geopolymer were obtained, and their physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2021008396
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使用した材料の詳細を、表7に示す。 Details of the materials used are shown in Table 7.

Figure 2021008396
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<圧縮強度、耐凍結融解性の評価>
実施例1、20、比較例1、18で得られるジオポリマー組成物を内径48mm、高さ70mmのポリプロピレン製の円柱状の型に注型した。また、比較例30で得られるジオポリマー組成物は内径48mm、高さ140mmのポリプロピレン製の円柱状の型に注型した。それぞれ注型したものをオーブンにて80℃で8時間加熱し、その後脱型して、引続きオーブンにて120℃で4時間加熱を行った後、更に80℃で24時間加熱してジオポリマー硬化体を得た。
なお、比較例30のジオポリマー組成物から得られたジオポリマー硬化体については、ジオポリマー組成物の注ぎ口側を上部として、高さ基準で上部50%を切り取り、残った硬化体を評価した。
ジオポリマー硬化体の圧縮強度の測定、耐収縮低減性の評価については下記のとおりに行い、ジオポリマーの比重についても上述の方法で測定した。また、耐収縮低減性の評価、圧縮強度及び比重の測定は、上記実施例と比較例それぞれで3個の硬化体を準備し、それぞれを評価・測定し、その平均値を採用した。その結果を表8に示す。
<Evaluation of compression strength and freeze-thaw resistance>
The geopolymer compositions obtained in Examples 1 and 20 and Comparative Examples 1 and 18 were cast into a polypropylene columnar mold having an inner diameter of 48 mm and a height of 70 mm. The geopolymer composition obtained in Comparative Example 30 was cast into a polypropylene columnar mold having an inner diameter of 48 mm and a height of 140 mm. Each cast is heated in an oven at 80 ° C. for 8 hours, then demolded, subsequently heated in an oven at 120 ° C. for 4 hours, and then further heated at 80 ° C. for 24 hours to cure the geopolymer. I got a body.
Regarding the geopolymer cured product obtained from the geopolymer composition of Comparative Example 30, 50% of the upper portion was cut out based on the height with the spout side of the geopolymer composition as the upper portion, and the remaining cured product was evaluated. ..
The compression strength of the cured geopolymer and the evaluation of shrinkage resistance were evaluated as follows, and the specific gravity of the geopolymer was also measured by the above method. Further, for the evaluation of shrinkage resistance and the measurement of compressive strength and specific gravity, three cured products were prepared in each of the above-mentioned Example and Comparative Example, each of them was evaluated and measured, and the average value thereof was adopted. The results are shown in Table 8.

〔ジオポリマー硬化体の圧縮強度の測定〕
アムスラー式圧縮試験機(MIC−101−0−02型、株式会社マルイ製)を使用し、JIS A1108に準拠した方法で圧縮強度の測定を行った。なお、測定した試験体は、上記方法にて得られた硬化体を20℃、65%の恒温室にて、48時間エージングしたものを使用した。
[Measurement of compressive strength of cured geopolymer]
The compression strength was measured by a method conforming to JIS A1108 using an Amsler type compression tester (MIC-101-0-02 type, manufactured by Marui Co., Ltd.). As the measured test piece, the cured product obtained by the above method was aged in a thermostatic chamber at 20 ° C. and 65% for 48 hours.

〔ジオポリマー硬化体の耐凍結融解性の評価〕
恒温恒湿機(PL−2型、タバイエスペック株式会社製)を使用し、JIS A1148の水中凍結融解試験法に準拠した方法で行った。試験温度範囲は+20〜−20℃で、300サイクルまで凍結融解を繰り返し、硬化体の評価前後の質量残存率を下記の式(1)より算出した。質量残存率の値が大きいほど耐凍結融解性が優れることを示す。
なお、質量残存率(W)は50サイクル毎で測定される下記スケーリングの累積質量から算出した。
nサイクル目のスケーリング:50サイクル毎に硬化体を載せたパンを引き上げ、パンに残ったスケールと流水で硬化体から脱落するスケールを採取した。採取されたスケールは、オーブンにて120℃×24時間で乾燥させた。得られたnサイクル目のスケーリングの質量を測定した。
nサイクル目の質量残存率(%):W=(w−w)×100/w (1)
:0サイクル目(評価前)の硬化体の質量
:nサイクル目までのスケーリングの累積質量
[Evaluation of freeze-thaw resistance of cured geopolymer]
A constant temperature and humidity machine (PL-2 type, manufactured by Tabay Espec Co., Ltd.) was used, and the method was performed in accordance with the JIS A1148 underwater freeze-thaw test method. The test temperature range was +20 to -20 ° C., freezing and thawing was repeated up to 300 cycles, and the mass residual ratio before and after the evaluation of the cured product was calculated from the following formula (1). The larger the value of the mass residual ratio, the better the freeze-thaw resistance.
The mass residual ratio (W n ) was calculated from the cumulative mass of the following scaling measured every 50 cycles.
Scaling of the nth cycle: The pan on which the cured product was placed was pulled up every 50 cycles, and the scale remaining on the pan and the scale that fell off from the cured product with running water were collected. The collected scales were dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours. The mass of the obtained n-cycle scaling was measured.
Mass residual rate (%) at the nth cycle: W n = (w 0 −w n ) × 100 / w 0 (1)
w 0 : Mass of cured product at 0th cycle (before evaluation) w n : Cumulative mass of scaling up to nth cycle

Figure 2021008396
Figure 2021008396

表1〜3から分かるように、実施例1〜27のジオポリマー組成物は、石炭灰及び/または高炉スラグを必須に含む基材成分(A)と、20℃における濃度2重量%の水溶液の粘度が100〜50000mPa・sである水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むジオポリマー組成物であるため、得られるジオポリマー硬化体は比重が均一で、収縮低減性に優れることを確認した。
一方、表4〜6から分かるように、ジオポリマー組成物が水溶性セルロースエーテル(B)を含まない場合(比較例1〜2、9〜30)、ジオポリマー組成物がアニオン性界面活性剤(C)を含まない場合(比較例3〜8)、本願課題を解決できていない。
As can be seen from Tables 1 to 27, the geopolymer compositions of Examples 1 to 27 consist of a base material component (A) essential containing coal ash and / or blast furnace slag and an aqueous solution having a concentration of 2% by weight at 20 ° C. Since it is a geopolymer composition containing a water-soluble cellulose ether (B) having a viscosity of 100 to 50,000 mPa · s and an anionic surfactant (C), the obtained cured geopolymer has a uniform specific gravity and shrinks. It was confirmed that the reduction property was excellent.
On the other hand, as can be seen from Tables 4 to 6, when the geopolymer composition does not contain the water-soluble cellulose ether (B) (Comparative Examples 1 to 2, 9 to 30), the geopolymer composition is an anionic surfactant (). When C) is not included (Comparative Examples 3 to 8), the problem of the present application has not been solved.

Claims (9)

基材成分(A)と、水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むジオポリマー組成物であって、
前記基材成分(A)が石炭灰及び/または高炉スラグを含み、
20℃における前記水溶性セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が、100〜50000mPa・sである、
ジオポリマー組成物。
A geopolymer composition containing a base material component (A), a water-soluble cellulose ether (B), and an anionic surfactant (C).
The base material component (A) contains coal ash and / or blast furnace slag.
The viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of the water-soluble cellulose ether (B) at 20 ° C. is 100 to 50,000 mPa · s.
Geopolymer composition.
ジオポリマー組成物の水不溶分の濃度82.5重量%の水分散液の20℃におけるpHが12以上14以下である、請求項1に記載のジオポリマー組成物。 The geopolymer composition according to claim 1, wherein the pH of the aqueous dispersion having a concentration of 82.5% by weight of a water-insoluble component of the geopolymer composition at 20 ° C. is 12 or more and 14 or less. 両性界面活性剤(D)をさらに含む、請求項1または2に記載のジオポリマー組成物。 The geopolymer composition according to claim 1 or 2, further comprising an amphoteric surfactant (D). アルカリ金属珪酸塩を必須に含むアルカリ成分(E)をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載のジオポリマー組成物。 The geopolymer composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising an alkaline component (E) containing an alkali metal silicate as an essential component. 請求項1〜4のいずれかに記載のジオポリマー組成物の製造方法であって、
基材成分(A)と、ジオポリマー組成物用混和剤とを混合する工程を含み、
前記基材成分(A)が石炭灰及び/または高炉スラグを含み、
前記ジオポリマー組成物用混和剤が水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含み、
20℃における前記水溶性セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が100〜50000mPa・sである、
ジオポリマー組成物の製造方法。
The method for producing a geopolymer composition according to any one of claims 1 to 4.
The step of mixing the base material component (A) and the admixture for a geopolymer composition is included.
The base material component (A) contains coal ash and / or blast furnace slag.
The admixture for a geopolymer composition contains a water-soluble cellulose ether (B) and an anionic surfactant (C).
The viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of the water-soluble cellulose ether (B) at 20 ° C. is 100 to 50,000 mPa · s.
A method for producing a geopolymer composition.
前記ジオポリマー組成物用混和剤が両性界面活性剤(D)をさらに含む、請求項5に記載のジオポリマー組成物の製造方法。 The method for producing a geopolymer composition according to claim 5, wherein the admixture for the geopolymer composition further contains an amphoteric surfactant (D). 水溶性セルロースエーテル(B)と、アニオン性界面活性剤(C)とを含むジオポリマー組成物用混和剤であって、
20℃における前記水溶性セルロースエーテル(B)の濃度2重量%の水溶液の粘度が、100〜50000mPa・sである、
ジオポリマー組成物用混和剤。
An admixture for a geopolymer composition containing a water-soluble cellulose ether (B) and an anionic surfactant (C).
The viscosity of the aqueous solution having a concentration of 2% by weight of the water-soluble cellulose ether (B) at 20 ° C. is 100 to 50,000 mPa · s.
Admixture for geopolymer compositions.
両性界面活性剤(D)をさらに含む、請求項7に記載のジオポリマー組成物用混和剤。 The admixture for a geopolymer composition according to claim 7, further comprising an amphoteric surfactant (D). 請求項1〜4のいずれかに記載のジオポリマー組成物の硬化物である、ジオポリマー硬化体。 A cured geopolymer which is a cured product of the geopolymer composition according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023190909A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 株式会社ジェイエスピー Method for producing geopolymer foam

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