JP2024500834A - セメント系組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、アルミン酸カルシウムセメント;高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);およびヒュームドシリカを含んでなる第一成分(1)と、焼成ボーキサイト;および溶融ジルコニアムライトを含んでなる第二成分(2)とを含んでなる二成分(2K)無水組成物を対象とする。
Description
本発明は、二成分(2K)セメント系組成物を対象とする。より具体的には、本発明は、アルミン酸カルシウムセメント;高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);およびヒュームドシリカを含んでなる第一成分(1)と、焼成ボーキサイト;および溶融ジルコニアムライトを含んでなる第二成分(2)とを含んでなる二成分(2K)組成物を対象とする。
腐食性化学物質および/または研磨力への曝露を場合により伴った高温に曝露される産業機械、産業設備、商業機械、商業機器および構造材料の被覆としての有用性の高まりが、セメント系材料に見出されている。この硬化または固化した材料は、その下にある基材を、そのような過酷な環境条件から保護する堅牢な複合構造を提供できる。
しかし、この方法でのセメント系被覆のより広い使用に対する多くの障害が確認されている。第一に、そうでなければそのような被覆のための候補となるであろう多くの産業設備は、複雑な形状をしている:配管、シュート、ホッパー、バンカー、ビンおよび炉が、複雑な構成の構造の説明的な例として挙げられ得る。このような複雑さにより、被覆には寸法安定性が求められる。第二に、キャスタブル材料または適用された被覆の硬化時の収縮により、キャストされた構造に隙間が、被覆に亀裂若しくは不均一性が、および/または被覆構造に機械的応力が生じ得る。第三に、そのような被覆組成物は、対象となる基材に対して適当な接着性を示さなければならない。更に、組成物は、キャストされたブロックまたは適用された被覆で迅速に強度を発現しなければならない:キャスタブル構造または被覆構造は、組成物が完全に硬化した後にのみ利用可能であり得るため、強度の発現が遅いことは不利になる可能性がある。
米国特許第5,135,576号(Knutら)には、スーパーコンクリートの内部構造に接着されたセラミック材料の外層;またはセラミック材料の内層に接着されたスーパーコンクリートの外部構造のいずれかを含んでなる複合構造が開示されている。セラミック材料は、製造または使用中に少なくとも540℃以上の温度に付される無機または金属製品から選択される。スーパーコンクリートは、水硬性セメントをベースとするマトリックスに埋め込まれ、少なくとも70MPaの強度を有する高密度充填無機材料粒子を含んでなる。
CN 1618887 A(Hunan University)には、接着剤としてのリン酸二水素アルミニウム、アルミナ(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、および固化剤から調製される耐火性耐摩耗性無機塗料が開示されている。
CN 101570650 A(Beijing Tongda Refractory Technologies Co. Ltd)は、プレート状の板状アルミナ、褐色アルミナおよびボーキサイトシャモットから選択される骨材原料;プレート状の板状アルミナ粉末、フリントクレイ粉末、α-Al2O3微粉末およびセラミック粉末から選択される微粉末材料;リン酸溶液、固体リン酸二水素アルミニウムおよびクレイ粉末から選択される結合剤;硬化剤としての溶融マグネサイト;並びにホウ酸ナトリウムおよびヘキサメタリン酸ナトリウムから選択される焼結助剤に基づく耐摩耗性難燃性被覆の製造方法を提供している。
FR 2943665(Kerneos)には、乾燥モルタルの総重量に基づいて、i)50~90重量%の骨材(その少なくとも30重量%は、30重量%のアルミナを含んでなる合成無機アルミノ石灰骨材である);並びにii)10~50重量%の、1.2~2.7のモル比(C/A)で酸化カルシウム(C)および酸化アルミニウム(A)を含有するアルミン酸カルシウム鉱物化合物および硫酸カルシウムを含んでなるエトリンガイトバインダーを含んでなるセルフレベリングモルタルが開示されている。上記バインダーは、可溶性であり、1以上の非晶質および/または結晶化鉱物相と結合する。湿潤モルタルは、前記乾燥モルタルを、水と固体との比が0.5:1未満となるような量の水と混合することによって得られる。
米国特許第10,221,096号(Dubey)には、コンクリート、プレキャスト建築要素およびパネル等のセメント系製品のためのジオポリマーセメント系バインダー組成物の製造方法が開示されている。ジオポリマーセメント系組成物は、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、硫酸カルシウムおよび化学活性化剤の相乗効果のある混合物を水と混合することによって製造される。
上記の先行開示を考慮すると、当該技術分野では、硬化すると、(例えば400℃以上の)高温での物理的および化学的安定性を示し、かつ、厳しい環境条件下での浸食および機械的抵抗からの保護をもたらす、被覆または複合構造を提供できるセメント系組成物の開発に対する要求が依然として存在する。この組成物はまた、迅速な強度発現、良好な接着性、および硬化時の限定された収縮によって特徴付けられるべきである。
本発明の第一の実施形態によると、
アルミン酸カルシウムセメント;
高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
焼成ボーキサイト;および
溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる二成分(2K)無水組成物が提供される。
アルミン酸カルシウムセメント;
高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
焼成ボーキサイト;および
溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる二成分(2K)無水組成物が提供される。
多くの実施形態では、二成分(2K)無水組成物は、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、
15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記アルミン酸カルシウムセメント;
15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
1~15重量%、好ましくは3~15重量%の前記ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、
15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記焼成ボーキサイト;および
15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる。
15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記アルミン酸カルシウムセメント;
15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
1~15重量%、好ましくは3~15重量%の前記ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、
15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記焼成ボーキサイト;および
15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる。
組成物において、高炉水砕スラグ微粉末に対するアルミン酸カルシウムセメントの重量比が、0.8~1.2:1、例えば0.9~1.1:1であることが好ましい。
組成物は、炭化ケイ素を更に含み得、これは、好ましくは、不揮発性成分の総重量に基づいて5~20重量%の量で組成物中に存在すべきである。組成物中に存在する炭化ケイ素の少なくとも一部が前記第一成分(1)に含まれていることが好ましい。
本発明の第二の実施形態では、上記および添付の特許請求の範囲で規定した二成分(2K)組成物と水とを含んでなる硬化性被覆組成物が提供される。被覆組成物は、好ましくは、0.5~1.5、好ましくは0.75~1.25の水係数(water factor)によって特徴付けられる。
本発明はまた、上記および添付の特許請求の範囲で規定した被覆組成物から得られた硬化生成物も提供する。被覆組成物は硬化すると、迅速な強度発現、無視できる収縮、並びに(特に金属基材および耐火材料に対する)実用的な接着性を示す。被覆組成物はまた、高温および摩耗を包含するがこれらに限定されない厳しい環境条件に曝露される基材を保護するための安価な手段を提供すると考えられる。
本明細書で使用される場合、単数形の「a」、「an」および「the」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。
本明細書で使用される「含んでなる」、「含む」および「含んでなり」という用語は、「包含してなる」、「包含する」、「含有してなる」、または「含有する」と同義であり、包括的またはオープンエンドであり、追加の言及されていない部材、要素、または方法の工程を除外するものではない。
本明細書で使用される場合、「からなる」という用語は、特定されていない要素、成分、部材または方法の工程を除外する。完全を期すために、「含む」という用語は「からなる」を包含する。
量、濃度、寸法および他のパラメーターを範囲、好ましい範囲、上限値、下限値、または好ましい上限値で表す場合、明細書において、得られる範囲が明確に言及されているか否かに関係なく、任意の上限または好ましい値と任意の下限または好ましい値とを組み合わせることによって得られる任意の範囲も具体的に開示されていると理解されるべきである。
また、標準的な理解に従って、「0から」と表されている重量範囲には、0重量%が具体的に含まれ、前記範囲によって定義される成分は、組成物中に存在してもしなくてもよい。
「好ましい」、「好ましくは」、「望ましくは」および「特に」という用語は、本明細書では、特定の状況下で特定の利益をもたらす可能性のある本開示の実施形態を表すために頻繁に使用されている。しかし、1つ以上の好ましい、好適な、望ましい、または特定の実施形態の列挙は、他の実施形態が有用ではないことを意味するものではなく、また、それらの他の実施形態を本開示の範囲から除外することを意図するものではない。
本明細書全体で使用される「し得る」または「され得る」という言葉は、強制的な意味ではなく、許容的な意味、即ち潜在的な意味で使用されている。
本明細書において、室温は23℃±2℃である。本明細書において、「周囲条件」とは、組成物が配置されている環境、または被覆層若しくは前記被覆層の基材が配置されている環境の温度および圧力を意味する。
本明細書における「二成分(2K)組成物」は、第一成分(1)および第二成分(2)をそれらの(高い)反応性の故に別の容器に保存する必要がある組成物であると理解される。2パートを適用直前に混合すると、通常は追加の活性化を伴わずに反応して結合を形成する。混合成分間の反応を促進するために、より高い温度、湿気、または連続水相を適用し得る。
「無水」という用語は、本明細書では、適用可能な組成物、成分またはパートが、混合物、成分またはパートの重量に基づいて、0.25重量%未満の水を含むことを意味することが意図されている。「本質的に含まない」という用語は、関連する組成物、成分、またはパートが記載された要素を0.25重量%未満含むことを意味すると同様に解釈されるべきである。
本明細書で使用する「水」という用語は、水道水、湧き水、精製水、脱イオン水、脱塩蒸留水を包含することが意図されている。水は、液体の形態で本発明の被覆組成物に含まれる。硬化被覆組成物の強度の発現に必要な水和物の形成に固体の水は動員できないため、固体水粒子(氷)の存在は好ましくない。
前記組成物は、「組成物中の全ての不揮発性成分の総重量に基づく重量%」によって定義される。完全を期するため、揮発性成分とは、101.3kPaの標準大気圧で測定した初留点が250℃以下の成分である。従って、不揮発性成分とは、101.3kPaの標準大気圧で測定した初留点が250℃を超える成分のことである。
本出願の被覆組成物が適用され得る「耐火材料」は、1500℃を超える融点を有する材料を意味する。この定義は、グラファイト、ホウ素、ケイ素、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデン、ニオブ、タンタルおよびタングステン等の元素である耐火材料;並びに典型的にはケイ化物、酸化物、ホウ化物または炭化物である化合物である耐火材料を包含する。耐火性化合物の例には、酸化アルミニウム;窒化アルミニウム;酸化ケイ素;酸化マグネシウム;酸化カルシウム;酸化ジルコニウム;酸化クロム;炭化ケイ素;窒化ケイ素;炭化ホウ素および窒化ホウ素が包含される。「耐火材料」という用語はまた、モノリシック材料と成形材料の両方を包含することが意図されている。そして、このような耐火材料の形状を限定する特別な意図は存在しない:例示的な形状には、セラミック繊維、ブロック、レンガ、ウェッジ、タイルおよびプレートが包含されるが、より複雑な形状も同様に想定される。
本明細書で使用する「金属材料」という用語は、純粋な金属、金属合金、または金属複合材料を意味する。本発明の被覆組成物が適用され得る例示的な金属および金属合金としては、以下が挙げられる:アルミニウム;アルミニウム合金;青銅;ベリリウム;ベリリウム合金;クロム;クロム合金;コバルト;コバルト合金;銅;銅合金;金;鉄;鉄合金;鋼;マグネシウム;マグネシウム合金;ニッケル;ニッケル合金;鉛;鉛合金;錫;錫ビスマスおよび錫鉛等の錫合金;亜鉛;亜鉛合金;および国際ニッケル100(IN-100)および国際ニッケル718(IN-718)等の超合金。代表的な鋼には、るつぼ鋼;炭素鋼;ばね鋼;合金鋼;マレージング鋼;並びにオーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼およびマルテンサイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼が包含される。そしてまた、このような金属材料の形状を限定する特別な意図は存在しない:産業設備で見られるパイプ、エルボ、ホッパー、ビン、シュート、炉等の複雑な形状が確実に想定される。
本明細書で使用する「コンクリート」とは、石、砂利、艶消し岩、または砂等の骨材の粒子間のスペースを埋め、骨材粒子同士を結合するマトリックス(セメントまたはバインダー)に埋め込まれる骨材を含有するあらゆる種類の建築材料を意味する。例示的なマトリックスには、ポルトランドセメント、鉱物モルタル、アスファルトおよびポリマー樹脂が包含される。「コンクリート」は、補強材として、有機若しくはシリカベースの繊維、または金属製のワイヤー、ケーブル若しくはロッドを更に含んでもよい。
完全を期するため、「水係数」という用語は、本明細書では、被覆組成物に使用される水の重量を、使用される不揮発性成分の総重量で割ったもの(w/w)を表すために使用される。
本明細書で使用される場合、「硬化」とは、所定の組成物が流体混合物から固体に硬化する反応を意味する。概して、本明細書における硬化は、周囲条件への曝露によって、または熱若しくは放射線への意図的な曝露によって、実施され得る。
特に記載のない限り、用語「粒度」は粒子の最長軸を意味する。一般的な球形の粒子の場合、最長軸は直径である。
本明細書で使用される「平均粒度」(D50)という用語は、サンプリングされた粒子の体積の50%が記載されたD50値よりも大きく、サンプリングされた粒子の体積の50%が記載されたD50値よりも小さい粒度を意味する。同様に、使用されている場合「D90」という用語は、サンプリングされた粒子の体積の90%が記載されたD90値よりも小さく、サンプリングされた粒子の体積の10%が記載されたD90値よりも大きい粒度を意味する。
本明細書に記載の被覆組成物の粘度は、特に規定されていない限り、ブルックフィールド粘度計を使用して20℃、相対湿度(RH)50%の標準条件で測定される。ブルックフィールド粘度計の校正方法、スピンドルの種類および回転速度は、測定する組成物に応じて製造業者の指示に従って適宜選択される。
二成分無水組成物の第一成分(1)
本発明の組成物の成分Aは必ず以下を含む:
i)アルミン酸カルシウムセメント;
ii)高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
iii)ヒュームドシリカ。
本発明の組成物の成分Aは必ず以下を含む:
i)アルミン酸カルシウムセメント;
ii)高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
iii)ヒュームドシリカ。
i)アルミン酸カルシウムセメント
本発明の組成物は、アルミン酸カルシウムセメントを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記アルミン酸カルシウムを含んでなることが好ましい。
本発明の組成物は、アルミン酸カルシウムセメントを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記アルミン酸カルシウムを含んでなることが好ましい。
本明細書で使用する「アルミン酸カルシウムセメント」という用語は、規格EN 14647アルミン酸カルシウムセメント:組成、仕様、および適合基準に準拠したセメントを意味する。このようなセメントは、当技術分野で知られているように、製錬または焼結によって製造でき、この規格内で、鉄が豊富なセメントと鉄が少ないセメントのグループに分類できる。いわゆる鉄不含有アルミン酸カルシウムセメントは、EN 14647の規定には含まれない。
鉄が豊富な典型的なアルミン酸カルシウムセメントは、製錬プロセスによって製造され、灰色から黒っぽい灰色の色を有しており、36~42%のAl2O3、2~6%のSiO2、14~19%のFe2O3、37~40%のCaO、1.5%未満のMgO、0.4%未満のSO3の重量での化学組成によって特徴付けられ得る。
鉄が少ないアルミン酸カルシウムセメントは、ベージュから灰色の色を有しており、典型的には、重量で、50~55%のAl2O3、2~6%のSiO2、1~3%のFe2O3、37~40%のCaO、1.5%未満のMgO、および0.4%未満のSO3を含有する。従って、アルミン酸カルシウムセメントの色が暗いほど、鉄の含有量が高いことは、明らかである。
アルミン酸カルシウムセメントを製造するとき、酸化アルミニウム(A)と酸化カルシウム(C)の選択された比率に応じて、以下の鉱物相が形成される:i)鉄含有量が高いアルミン酸カルシウムセメントでは、アルミン酸一カルシウム(CA)、褐色ミレライト(C4AF)、ビーライト(C2S)、ゲーレナイト(C2AS)、マイエナイト(C12A7)およびペロブスカイト(CT);およびii)鉄含有量が低いアルミン酸カルシウムセメントでは、CA、C2AS、CTおよびC12A7。
アルミン酸一カルシウム相(CA)は主に、ケイ酸カルシウムタイプのセメントと比較した場合、アルミン酸カルシウムセメントの好ましい水硬特性(特に初期の強度発現)に関与する。CA相、および含まれている場合のC12A7相は、水と迅速に反応する、アルミン酸カルシウムセメントにおける唯一の相であると考えられる。しかし、アルミン酸カルシウムの水との反応性は、C/Aモル比の増大に伴って増大すると言える一方で、C12A7含有量が高すぎると、その高い水硬反応性に起因して、アルミン酸カルシウムセメントの時期尚早な硬化が促進され得る。
本発明における使用に好ましいアルミン酸カルシウムセメントは、アルミン酸カルシウムセメントの総重量に基づいて、好ましくは30~55重量%、より好ましくは35~45重量%の酸化アルミニウム含有量によって特徴付けられ得る。別の実施形態では、本発明における使用のためのアルミン酸カルシウムセメントは、好ましくは、主な鉱物相としてアルミン酸一カルシウム(CA)を有する。これは、CAが、アルミン酸カルシウムセメント中に存在する全ての鉱物相の最大の割合であること、好ましくは、CA含有量がアルミン酸カルシウムセメントの総重量に基づいて50重量%より高いことを意味する。別の実施形態では、本発明において使用されるアルミン酸カルシウムセメントは、1000℃超、好ましくは1200℃超の耐火性を好ましくは有する。
本発明を限定することを意図するものではないが、例示的な市販のアルミン酸カルシウムセメントには、以下のものが包含される:Calucemから入手可能なIstraTM40およびIstraTM50;Kerneosから入手可能なCiment FonduおよびSecarTM51;Cementos Molinsから入手可能なElectrolandm;およびGorkaから入手可能なGorkalTM40およびGorkalTM50。
ii)高炉水砕スラグ微粉末(GGBS)
本発明の組成物は、高炉水砕スラグ微粉末(GGBS)を含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記高炉水砕スラグ微粉末を含むことが好ましい。上記組成物と相互に排他的であることを意図したものではない、組成物の別の表現では、組成物における高炉水砕スラグ微粉末に対するアルミン酸カルシウムセメントの重量比は、0.8~1.2:1、好ましくは0.9~1.1:1であることが好ましい。これらの範囲には、本明細書において非常に好ましい重量比を表す比1:1が含まれることに留意されたい。
本発明の組成物は、高炉水砕スラグ微粉末(GGBS)を含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~25重量%、好ましくは18~23重量%の前記高炉水砕スラグ微粉末を含むことが好ましい。上記組成物と相互に排他的であることを意図したものではない、組成物の別の表現では、組成物における高炉水砕スラグ微粉末に対するアルミン酸カルシウムセメントの重量比は、0.8~1.2:1、好ましくは0.9~1.1:1であることが好ましい。これらの範囲には、本明細書において非常に好ましい重量比を表す比1:1が含まれることに留意されたい。
高炉水砕スラグ微粉末(GGBS)は、高炉で鉄鉱石と石灰石から銑鉄を製造する際に生成される廃棄スラグ由来の副産物である。鉄鉱石由来の脈石、コークスの燃焼残渣、石灰石、およびその他の添加材料を含んでなる溶融物質である高炉スラグは、新しく形成された銑鉄の上に皮として「浮遊」する。溶融スラグの化学組成は、鉱石の性質、石灰石フラックスの組成、コークスの組成、および製造される鉄の種類に応じて大きく異なり得る。
溶融スラグは急冷することによって、より具体的には水のジェットにそれを供給することによって粒状化される。急冷された造粒固体は、その90%超がガラスからなる。次いで、顆粒を微粉末に粉砕して、GGBSを製造する。高炉水砕スラグ微粉末は潜在的に水和性を有する。即ち、アルカリ環境に曝露されると水和する。
通常、高炉水砕スラグ微粉末は、前記スラグ微粉末の重量に基づいて、下記組成を有する:30~50重量%の石灰(CaO);28~38重量%のシリカ(SiO2);8~23重量%のアルミナ(Al2O3);1~17重量%のマグネシア(MgO);1~2.5重量%の硫黄;および1~3重量%の酸化第一鉄および酸化マンガン。しかし、スラグの潜在的な水硬性結合力は、その特定の組成に依存することが、当技術分野で知られている。従って、本発明では、高炉水砕スラグ微粉末が、下記構成要件の少なくとも1つを満たしていることが好ましい:
i)28~35重量%、好ましくは28~32重量%のシリカ(SiO2)含有量;
ii)10~23重量%、好ましくは12~23重量%のアルミナ(Al2O3);および
iii)1.0より大きい、好ましくは1.5より大きい(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2の重量比。
これらの要件は相互に排他的ではないことに注意すべきである。要件の1つ、2つ、または3つが満たされ得る。
i)28~35重量%、好ましくは28~32重量%のシリカ(SiO2)含有量;
ii)10~23重量%、好ましくは12~23重量%のアルミナ(Al2O3);および
iii)1.0より大きい、好ましくは1.5より大きい(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2の重量比。
これらの要件は相互に排他的ではないことに注意すべきである。要件の1つ、2つ、または3つが満たされ得る。
上記した好ましい組成から独立してまたはそれに加えて、高炉水砕スラグ微粉末が、
a)少なくとも92%の、赤外吸収分光法により測定されるガラス性(glassiness);および
b)少なくとも5000cm2/gの、規格EN 196-6の通気法(ブレイン)に従って測定された粉末度
を有することが好ましい。
a)少なくとも92%の、赤外吸収分光法により測定されるガラス性(glassiness);および
b)少なくとも5000cm2/gの、規格EN 196-6の通気法(ブレイン)に従って測定された粉末度
を有することが好ましい。
単一の高炉水砕スラグ微粉末源自体が好ましい特性の全てを満たさない可能性があることが認識されるであろう。従って、混合物が所望の特性を備えるように、少なくとも2つの高炉水砕スラグ微粉末源の混合物を形成する必要があり得ると考えられる。
iii)ヒュームドシリカ
組成物は、ヒュームドシリカを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、1~15重量%、好ましくは3~15重量%または3~12重量%の前記ヒュームドシリカを含むことが好ましい。ヒュームドシリカの少なくとも一部は、組成物の第一成分に配合される。しかし、これは、ヒュームドシリカの一部が本明細書で定義される第二成分に含まれることを妨げるものではない。
組成物は、ヒュームドシリカを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、1~15重量%、好ましくは3~15重量%または3~12重量%の前記ヒュームドシリカを含むことが好ましい。ヒュームドシリカの少なくとも一部は、組成物の第一成分に配合される。しかし、これは、ヒュームドシリカの一部が本明細書で定義される第二成分に含まれることを妨げるものではない。
ヒュームドシリカは、酸素-水素炎中の高温によって製造される、細かく分割された非晶質二酸化ケイ素粒子として定義される:ヒュームドシリカを生成する例示的な熱分解法は、四塩化ケイ素の気相加水分解である。完全を期するため、本発明で使用されるヒュームドシリカは、未処理、従って親水性でなければならない。処理されたまたは疎水性のヒュームドシリカは適当ではないと考えられる。
当技術分野で一般に理解されているように、ヒュームドシリカは、一次粒子の凝集または集合したクラスターを含有する。一次粒子は、高解像度の透過型電子顕微鏡(TEM)画像で確認できる最小の粒子であり、これ以上粉砕することはできない:このような一次粒子のサイズは5nm~100nmの範囲である。いくつかの一次粒子は、その接触点で集まり、二次構造を形成し得る:これらの集合構造には、凝集物と、存在する場合は集合体の両方が含まれる。凝集物は、2つ以上の一次粒子の塊であり、これを、従来の混合または分散装置を使用して崩壊させるのは不可能または非常に困難である:凝集物の一次粒子は一緒に焼結される。集合体は、対照的に、緩く結合した2つ以上の凝集物で構成される:集合体において、集合した粒子は、静電気力とファンデルワールス力によって一緒に保持され得、従って、セメント系組成物の従来の高強度混合条件またはヒュームドシリカ分散体を生成するのに十分な条件に曝露されると、より小さな集合体および凝集物に崩壊し得る。
本明細書で使用される場合、ヒュームドシリカの「二次粒子」は、凝集した粒子の最終的なサイズを意味する。ヒュームドシリカの二次粒子は、株式会社堀場製作所から入手可能なPartica LA-950 Particle Size Distribution Analyzer等の装置を使用して、動的光散乱分析によって測定できる。この方法により、平均粒度(D50)が算出できる。
本発明では、ヒュームドシリカが、乾燥状態で、0.1μm~30μm、例えば0.1μm~10μmの平均二次粒度(D50)を有することが好ましい。
本発明において有用である適当な市販グレードの親水性ヒュームドシリカとしては、以下のものが挙げられる:Degussa AGから入手可能なAerosil(登録商標)製品ライン、例えば、AEROSIL(登録商標)150、AEROSIL(登録商標)200 SPおよびAEROSIL(登録商標)300;Degussa AGから入手可能なSipernat(登録商標)製品ライン、例えば、Sipernat(登録商標)22LS;およびCabot CorporationからのCab-o-sil製品ライン。
二成分無水組成物の第二成分(2)
本発明の組成物の成分Bは、i)焼成ボーキサイト;およびii)溶融ジルコニアムライトを必ず含んでなる。
本発明の組成物の成分Bは、i)焼成ボーキサイト;およびii)溶融ジルコニアムライトを必ず含んでなる。
i)焼成ボーキサイト
組成物の第二成分は、焼成ボーキサイトを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記焼成ボーキサイトを含むことが好ましい。二成分(2K)無水組成物は、例えば、20~30重量%の前記焼成ボーキサイトを含んでよい。
組成物の第二成分は、焼成ボーキサイトを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記焼成ボーキサイトを含むことが好ましい。二成分(2K)無水組成物は、例えば、20~30重量%の前記焼成ボーキサイトを含んでよい。
ボーキサイト自体は、例えば酸化鉄、チタニアおよびシリカ等を包含する他の酸化物を含有する不純な形態のアルミナである。当技術分野で知られているように、焼成ボーキサイトは、上級グレードまたは高アルミナボーキサイトを、通常はロータリーキルン、ラウンドキルンまたはシャフトキルンにて、例えば80℃~1600℃の高温で焼結することによって製造される。ボーキサイトを焼成するこの方法により、ボーキサイトから水分が除去され、焼成ボーキサイトに、その特徴である高いアルミナ含有量および耐火性、低い鉄含有量、並びに粒子の硬度および靱性が与えられる。
本発明の限定を意図するものではないが、本発明の焼成ボーキサイトは、焼成ボーキサイトの重量に基づいて、a)少なくとも82重量%、好ましくは少なくとも83重量%のアルミナ含有量;b)5重量%未満のシリカ(SiO2)含有量;c)4.5重量%未満の二酸化チタン含有量;およびd)4.5重量%未満のFe2O3含有量を有することにより特徴付けられ得る。焼成ボーキサイトはまた、0.5重量%未満の、水硬性セメントの化学分析のためのASTM C114規格試験方法により測定される強熱減量により特徴付けられ得る。
この組成要件から独立して、またはそれに加えて、本発明では、ISO 3310-1:2016試験用篩-技術要件および試験-パート1:金属ワイヤークロスの試験用篩に従って測定される焼成ボーキサイトの粒度が、35メッシュより小さく、好ましくは50メッシュ~500メッシュ、例えば65~325メッシュの範囲であることが好ましい。
ii)溶融ジルコニアムライト
組成物の第二成分は、溶融ジルコニアムライトを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記溶融ジルコニアムライトを含むことが好ましい。二成分(2K)無水組成物は、例えば、20~30重量%の前記溶融ジルコニアムライトを含んでよい。
組成物の第二成分は、溶融ジルコニアムライトを含んでなる。組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、15~35重量%、好ましくは20~35重量%の前記溶融ジルコニアムライトを含むことが好ましい。二成分(2K)無水組成物は、例えば、20~30重量%の前記溶融ジルコニアムライトを含んでよい。
当技術分野で知られているように、ムライト(3Al2O3・2SiO2)は、シリマナイト中のアルミナの斜方晶系均質固溶体であり、紅柱石、シリマナイトまたはカイヤナイトを加熱することによって製造できる。溶融ジルコニアムライトは、所定の割合のジルコニアとムライトを混合し、混合物を溶融するのに十分な温度に加熱し、その後冷却して固化体を形成することによって調製できる。次いで、固化体を粉砕し、粒子状の溶融ジルコニアムライトを製造する。ジルコニアは、ムライト中にロッド状および/または小塊状で実質的に分散しており、これにより、材料に耐熱衝撃性および耐薬品性が付与される。
本発明で使用される溶融ジルコニアムライトが、溶融ジルコニアムライトの重量に基づいて、25~45重量%、例えば30~45重量%のジルコニア;および55~75重量%、例えば55~70重量%のムライトを含むことが好ましい。25重量%未満のジルコニアの量は、得られた被覆に有効な耐薬品性および耐熱衝撃性を付与するのに十分ではない一方で、45重量%を超える量は、その材料に脆性を付与すると考えられる。
この組成要件から独立して、またはそれに加えて、本発明では、ISO 3310-1:2016試験用篩-技術要件および試験-パート1:金属ワイヤークロスの試験用篩に従って測定される溶融ジルコニアムライトの粒度が、100メッシュ未満、好ましくは120メッシュ~500メッシュの範囲であることが好ましい。
炭化ケイ素
二成分(2K)無水組成物は、炭化ケイ素を更に含んでよい:従って、組成物は、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて0~20重量%の前記炭化ケイ素を含むことにより更に特徴付けられ得る。二成分(2K)無水組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、5~20重量%、好ましくは15~15重量%の前記炭化ケイ素を含むことが好ましい。炭化ケイ素は、組成物の二成分の一方または両方に配合され得るが、炭化ケイ素の少なくとも一部、好ましくはほとんどの重量部分が、第一成分に含まれることが好ましい。
二成分(2K)無水組成物は、炭化ケイ素を更に含んでよい:従って、組成物は、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて0~20重量%の前記炭化ケイ素を含むことにより更に特徴付けられ得る。二成分(2K)無水組成物が、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、5~20重量%、好ましくは15~15重量%の前記炭化ケイ素を含むことが好ましい。炭化ケイ素は、組成物の二成分の一方または両方に配合され得るが、炭化ケイ素の少なくとも一部、好ましくはほとんどの重量部分が、第一成分に含まれることが好ましい。
α-若しくはβ-炭化ケイ素多形体の単独、または前記多形体の混合物を、本発明の組成物において使用できることに注意すべきである。しかし、β-炭化ケイ素多形体は、α型と比較して耐酸化性に比較的劣る。従って、この理由から、α型は一般に、β-多形体よりも好ましく、好都合なことに、典型的には商業的に低コストである。多形体形態を相互に排他的にすることを意図したものではない、更なる好ましい実施形態では、前記炭化ケイ素が、98重量%、より好ましくは99重量%の純度と同一視される最小SiC含有量を有することが好ましい。
上記した好ましい組成から独立して、またはそれに加えて、本発明では、ISO 3310-1:2016試験用篩-技術要件および試験-パート1:金属ワイヤークロスの試験用篩に従って測定される炭化ケイ素の粒度が、100メッシュ未満、好ましくは200メッシュ~500メッシュの範囲であることが好ましい。
様々な平均粒度を有する炭化ケイ素粒子の混合物が、本出願において使用できると考えられる。これにより粒子の充填が促進され、それによって気孔率が減少し、硬化した組成物の耐磨耗性が向上する。しかし、組成物に含まれる炭化ケイ素粒子のいずれも5mmのサイズ(4メッシュ)を超えないことが好ましい。そのような大粒子が存在すると、特に原料被覆組成物バッチのビヒクル含有量がその規定範囲の上限に近い場合、原料被覆組成物バッチから沈降する傾向があり、不均一な生成物をもたらす傾向がある。
助剤
本明細書で使用される場合、用語「助剤」は、規格EN 206.1の意味の範囲内の物質、特にその3.1.22項の定義:未硬化または硬化組成物の特性を変更するために組成物の質量に対して少ない量で二成分(2K)無水組成物(混合前の前記組成物の一方の成分または両方の成分のいずれか)に添加される製品を意味する。そのような助剤は、組成物の性質および本質的な特性に悪影響を及ぼさない限り、所望の組み合わせおよび割合で使用できる。場合により例外もあり得るが、組成物は、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて全体として20重量%超、好ましくは10重量%超の量で助剤を含むべきではない。
本明細書で使用される場合、用語「助剤」は、規格EN 206.1の意味の範囲内の物質、特にその3.1.22項の定義:未硬化または硬化組成物の特性を変更するために組成物の質量に対して少ない量で二成分(2K)無水組成物(混合前の前記組成物の一方の成分または両方の成分のいずれか)に添加される製品を意味する。そのような助剤は、組成物の性質および本質的な特性に悪影響を及ぼさない限り、所望の組み合わせおよび割合で使用できる。場合により例外もあり得るが、組成物は、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて全体として20重量%超、好ましくは10重量%超の量で助剤を含むべきではない。
組成物は、下記から選択される少なくとも1つの助剤を含有してよい:可塑剤;減水剤(superplasticizer);グルコン酸塩、カルボン酸(クエン酸、酒石酸)、ホウ酸およびアルカリ金属リン酸塩等の凝結遅延剤;触媒;硝酸塩、チオシアン酸塩および塩化物塩等の硬化促進剤;アルカリ金属炭酸塩等の硬化促進剤;ラウリル硫酸ナトリウム等の空気混入剤;収縮防止剤;発泡防止剤または消泡剤;ステアリン酸カルシウム等の漏れ防止剤;軽石、トラス、サントリンアース、珪藻土、ホムストーンおよびチャート等の天然ポゾラン化合物;焼成粉砕クレイ(粉砕レンガ)、フライアッシュ、シリカダスト、オイルシェール灰およびメタカオリン等の合成ポゾラン化合物;ベントナイトおよびアタパルジャイト等の沈降防止剤;無機または有機顔料;1以上のラテックス;レオロジー調整剤;デンプンエーテル、セルロースエーテルおよび変性セルロースエーテル等の保水剤。
当技術分野で知られているように、「減水剤」は、静電反発力および/または立体嵩よって作用する凝集防止有機化合物を意味する。本発明において有用な減水剤の例には、限定されるものではないが、ポリカルボン酸塩;メラミンスルホン酸塩;およびポリナフタレンスルホン酸塩が包含される。
セメント系組成物中に有機ホモポリマーおよびコポリマーを含めることは妨げられない:そのようなポリマーの1以上のラテックスは、組成物およびそれから得られる被覆の接着性および物理的特性を緩和できる。適当な(コ)ポリマーの非限定的な例には、下記が包含される:酢酸ビニルホモポリマー;酢酸ビニルと少なくとも1種の更なるビニルエステルとのコポリマー;酢酸ビニルとエチレンとのコポリマー;酢酸ビニル、エチレンおよび少なくとも1種の更なるビニルエステルとのコポリマー;酢酸ビニル、エチレンおよび少なくとも1種の(メタ)アクリル酸エステルとのコポリマー;酢酸ビニルと(メタ)アクリレートおよび他のビニルエステルとのコポリマー;酢酸ビニル、エチレンおよび塩化ビニルのコポリマー;酢酸ビニル、エチレンおよびスチレンのコポリマー;酢酸ビニルとアクリレートとのコポリマー;スチレン-アクリル酸エステルコポリマー;スチレン-1,3-ブタジエンコポリマー;並びに塩化ビニル-エチレンコポリマー。
下記のものが好ましい:酢酸ビニルホモポリマー;酢酸ビニルとエチレンとのコポリマー;酢酸ビニル、エチレンおよびスチレンのコポリマー;酢酸ビニル、エチレン、およびカルボン酸基に1~15個の炭素原子を有するビニルエステル(例えば、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルおよびバーサチック酸ビニル)からなる群から選択される少なくとも1つのコモノマーのコポリマー;酢酸ビニル、エチレン、および1~15個の炭素原子を有する非分岐または分岐アルコールの(メタ)アクリル酸エステル(例えば、アクリル酸N-ブチルおよびアクリル酸2-エチルヘキシル)からなる群から選択される少なくとも1つのコモノマーのコポリマー;酢酸ビニル、カルボン酸基中に1~15個の炭素原子を有するビニルエステル、および1~15個の炭素原子を有する非分岐または分岐アルコールの(メタ)アクリル酸エステルのコポリマー;並びに酢酸ビニル、エチレン、および塩化ビニルのコポリマー。
そのようなポリマーは、乳化重合等の当業者が利用できる従来の手段によって調製できる。或いは、そのようなポリマーは、商業的供給源から提供されてもよい。例えば、以下を参照できる:Elotexから入手可能なFX7000スチレンアクリレートコポリマー;Elotexから入手可能なHD 1500酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルコポリマー;およびElotexから入手可能なFX2322酢酸ビニル/エチレンコポリマー。
「レオロジー調整剤」という用語は、組成物の粘度、凝集力および剪断閾値のうちの1つ以上を高めるのに有用な有機化合物を指す。レオロジー調整剤は更に、抗ブリード効果を有し得る。本発明において有用な例示的なレオロジー調整剤としては、ダイユータンガム、キサンタンガム、ジェランガムおよびウェランガム等の変性または未変性多糖類が挙げられる。
方法および用途
使用時、本明細書において上記で定義した組成物の第一成分および第二成分を、水と一緒に混合する。本発明を限定することを意図するものではないが、混合では、従来、適当な混合器内で固体成分の少なくとも一部(好ましくは大部分、場合により全て)を乾式混合する必要がある:次いで、混合器を運転しながら、存在する場合は残りの固体成分と一緒に水を混合物に徐々に加える。均質な混合物を確実に得るには、成分100kg当たり少なくとも0.5kWの混合エネルギーを使用する高強度混合が好ましい。フラットブレードミキサーの使用が有益なこともある。
使用時、本明細書において上記で定義した組成物の第一成分および第二成分を、水と一緒に混合する。本発明を限定することを意図するものではないが、混合では、従来、適当な混合器内で固体成分の少なくとも一部(好ましくは大部分、場合により全て)を乾式混合する必要がある:次いで、混合器を運転しながら、存在する場合は残りの固体成分と一緒に水を混合物に徐々に加える。均質な混合物を確実に得るには、成分100kg当たり少なくとも0.5kWの混合エネルギーを使用する高強度混合が好ましい。フラットブレードミキサーの使用が有益なこともある。
被覆組成物の適用方法は、加える水の総量、および被覆組成物の適用に関連して水を乾燥成分と混合する時間を決める因子の1つである。しかし、更なる決定考慮事項は、水を加えすぎると粒子材料が浮遊状態から落下し得ることであり、この材料を再懸濁することは困難である。これに関し、0.5~1.5の水係数、例えば0.75~1.25の水係数が、本発明の被覆組成物の混合において好ましいものとして挙げられ得る。水係数から独立して、またはそれに加えて、被覆組成物が、100000センチポイズ未満、例えば10000~100000センチポイズの適用粘度により特徴付けられることが好ましい。
本発明の最も広い方法の実施形態によれば、上記被覆組成物は、基材に適用され、その後、イン・サイチュで硬化される。被覆組成物の適用前、多くの場合、関連する表面を前処理して異物を除去することが推奨される:この工程は、該当する場合、その後の被覆組成物の表面への接着を容易にする。そのような処理は当技術分野で知られており、例えば、下記の1つまたは複数の使用によって構成される一段階または多段階の方法で行うことができる:基材に適した酸および場合により酸化剤を用いたエッチング処理;超音波処理;化学プラズマ処理、コロナ処理、大気圧プラズマ処理および火炎プラズマ処理を含むプラズマ処理;水性アルカリ脱脂浴への浸漬;水系洗浄エマルションによる処理;四塩化炭素またはトリクロロエチレン等の洗浄溶剤による処理;および(好ましくは脱イオン水または脱塩水による)水洗。水系アルカリ性脱脂浴を使用する場合、表面に残っている脱脂剤は、基材表面を脱イオン水または脱塩水で濯ぐことによって除去することが好ましい。
次いで、被覆組成物を、下記のような従来の適用方法により、好ましくは前処理された基材の表面に適用する:刷毛塗り;ロール塗り;こて使用;フロート使用;ポンピング;ラム(ramming);キャスティング;ガンニング(gunning);および噴霧。ガンニング法および噴霧法は、従来の市販器具を用いて、器具の詰まりが回避され、制御された適用パターンが実現されるように圧力条件、ノズルの種類、導管(ホース)の長さおよび直径を選択して実施できる。
上記方法により被覆組成物の適用を一段階または多段階で実施できる一方で、10~100mm、例えば25~75mmまたは25~50mmの総湿潤フィルム厚さに、組成物を適用することが推奨される。
本発明の被覆組成物の硬化は、室温から100℃、好ましくは30℃~100℃、特に40℃~80℃の温度で起こり得る。適当な温度は、存在する特定の化合物および所望の硬化速度に依存し、必要に応じて簡単な予備試験を使用して当業者が個々の場合に決定することができる。適用可能な場合は、被覆組成物の各成分から生成される混合物の温度は、マイクロ波誘導を包含する従来の手段を使用して、混合温度および/または適用温度よりも高くすることができる。或いはまたは加えて、被覆組成物は、事前に加熱された基材に適用でき、この事前加熱により、組成物の迅速な硬化および基材への向上した接着性が促進される。例示的な実施形態では、被覆組成物は、所望の総厚さを達成するために一連の薄い層として適用され、各層の適用中、基材は30~100℃の温度に維持される。
本発明の被覆組成物は、コンクリート、耐火材料または金属材料で製造された既存の構造に適用できる。また、被覆組成物は、例えば被覆または耐火性表面材料がずれたり磨耗したりした機器を修復する等の、修復機能に使用できる。
以下の実施例は本発明を説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
下記被覆組成物を、動的ミキサーで混合した。この混合手順は、組み合わせたカルシウムアルミナセメント(CAC)および高炉水砕スラグ(1:1の重量比)のミキサーへの添加から開始され、次いで、ヒュームドシリカ、炭化ケイ素、触媒および減水剤を乾式混合した。続いて、焼成ボーキサイトおよび溶融ジルコニアムライトを、1の水係数を達成するのに十分な量の水と一緒に加える。
実施例は、同一の試験条件下で下記プロトコルに付され、それにより、各実施例の比較が可能になった。
オープンタイム:セメント系被覆組成物のオープンタイム(分)は、適用された組成物内にタイルを配置でき、組成物によるタイルの十分な湿潤が保証される時間である。オープンタイムの終わりは、タイルの裏側に対する組成物の湿潤が不十分であることによって示される。具体的には、5cm×5cmの陶器タイルを、2kg重を30秒間印加することによってセメント系組成物中に埋め込んだ。タイルを取り外し、タイルの裏側を評価した。タイルの面積の50%未満がセメント系組成物で覆われたときを、オープンタイムの終わりとみなした。
硬化時間:本明細書において、硬化時間(時間)は、セメント系被覆組成物が所定の被覆厚さで硬化または固化するのに要する時間である。これは、サンプルを通過する超音波速度の測定により測定される。硬化が進行するほど、超音波はより速くサンプルを伝導する。セメント系被覆組成物に応じて、超音波の最終速度は約2400ms-1の値に近づいた。ここでは、1200ms-1の超音波速度に達したとき、硬化時間を比較した。
ショアD硬度:これは、特定の圧子の侵入深さを測定することからなる標準化された試験である。本明細書において、ショアD硬度は、ASTM D2240に従って、デュロメーター圧子のサンプルへの侵入によって測定した。当技術分野で知られているように、ショアD硬度は、0~100の数値を提供する無次元の量であり、数値が大きいほど硬い材料を表す。
二体摩耗:この試験方法は、実際の使用において摩耗/摩擦摩耗を通常受けるまたは受け得る材料の耐摩耗性を測定する。この耐摩耗性は、ASTM-D 5963ゴム特性の標準試験方法-耐摩耗性(回転ドラム研磨機)に従って測定した。具体的には、回転ドラムに取り付けられた研磨シートの表面上で試験片を移動させ、体積損失として立方ミリメートル(mm3)単位で表すことにより耐摩耗性を測定した。体積損失について数値が小さいほど耐摩耗性に優れることを示す。
乾燥または引っ掻き摩耗:この試験方法は、乾燥した砂/ゴム車輪試験によって、引っ掻き摩耗に対する材料の耐性を測定するための実験室手順を対象としている。この耐摩耗性は、ASTM G-65:乾燥砂・ゴム車輪装置を用いた摩耗測定の標準試験方法に従って測定した。この標準試験方法に規定されているように、手順Bを用い、体積損失として立方ミリメートル(mm3)単位で摩耗試験の結果を報告した。耐摩耗性が高い材料ほど体積損失は小さい。
ガス噴射浸食試験:この試験方法は、ジェットノズル型浸食装置を用いたガス同伴固体粒子衝突浸食による材料損失の測定を対象としている。この耐摩耗性は、ASTM-G76:ガスジェットを用いた固体粒子衝突による浸食試験を実施するための標準試験方法に従って測定した。材料の体積損失として立方ミリメートル(mm3)単位で試験結果を報告した。耐浸食性が高い材料ほど、体積損失は小さい。
耐摩耗性:この試験方法は、室温での標準条件下でサンプルの相対的な耐摩耗性を測定する。この耐摩耗性は、ASTM C 704:室温での耐火材料の耐摩耗性のための標準試験方法に従って測定した。体積損失として立方ミリメートル(mm3)単位で試験結果を報告した。耐摩耗性が高い材料ほど、体積損失は小さい。
湿潤摩耗試験:これは、研磨媒体としての酸化アルミニウム粒子水スラリー、およびスラリーに浸漬された回転スチールホイールと線接触した平坦な試験片全体に研磨を強制する回転スチールホイールを使用する、材料のための高応力実験室摩耗試験である。この耐摩耗性は、ASTM-B 611S:硬質材料の高応力耐摩耗性を測定するための標準試験方法に従って測定した。体積損失として立方ミリメートル(mm3)単位で試験結果を報告した。耐摩耗性が高い材料ほど、体積損失は小さい。
圧縮強度:比較的低い均一荷重率で圧縮荷重を印加したときの各実施例の試験片のこの特性は、ASTM-D695-02A:硬質プラスチックの圧縮特性の標準試験方法に従って測定した。試験結果はMPa単位で報告する。
上述した説明および実施例を考慮すると、特許請求の範囲から逸脱することなく同等の修正を行えることが、当業者には明らかであろう。
Claims (16)
- アルミン酸カルシウムセメント;
高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
焼成ボーキサイト;および
溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる二成分(2K)無水組成物。 - 組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、
15~25重量%の前記アルミン酸カルシウムセメント;
15~25重量%の前記高炉水砕スラグ微粉末(GGBS);および
1~15重量%の前記ヒュームドシリカ
を含んでなる第一成分(1)と、
組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて、
15~35重量%の前記焼成ボーキサイト;および
15~35重量%の前記溶融ジルコニアムライト
を含んでなる第二成分(2)
とを含んでなる、請求項1に記載の組成物。 - 高炉水砕スラグ微粉末に対するアルミン酸カルシウムセメントの重量比は、0.8~1.2:1、好ましくは0.9~1.1:1である、請求項1または2に記載の組成物。
- 組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて5~20重量%の炭化ケイ素を更に含んでなる、請求項1~3のいずれかに記載の組成物。
- 前記炭化ケイ素の少なくとも一部は前記第一成分(1)に含まれる、請求項4に記載の組成物。
- 前記アルミン酸カルシウムセメントは、アルミン酸カルシウムセメントの総重量に基づいて、好ましくは30~55重量%、より好ましくは35~45重量%の酸化アルミニウム含有量によって特徴付けられる、請求項1~5のいずれかに記載の組成物。
- 高炉水砕スラグ微粉末は、下記条件:
i)前記スラグ微粉末の重量に基づいて28~35重量%のシリカ(SiO2)含有量;
ii)前記スラグ微粉末の重量に基づいて10~23重量%のアルミナ(Al2O3)含有量;および
iii)1.0より大きい(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2の重量比
の少なくとも1つを満たす、請求項1~6のいずれかに記載の組成物。 - 高炉水砕スラグ微粉末は、
a)少なくとも92%の赤外吸収分光法により測定されるガラス性;および
b)少なくとも5000cm2/gの規格EN 196-6の通気法(ブレイン)に従って測定される粉末度
を有する、請求項1~7のいずれかに記載の組成物。 - 焼成ボーキサイトは、35メッシュより小さい、好ましくは50メッシュ~500メッシュの範囲の、ISO 3310-1:2016に従って測定される粒度を有する、請求項1~8のいずれかに記載の組成物。
- 溶融ジルコニアムライトは、溶融ジルコニアムライトの重量に基づいて、25~45重量%のジルコニア;および55~75重量%のムライトを含んでなる、請求項1~9のいずれかに記載の組成物。
- 溶融ジルコニアムライトは、100メッシュより小さい、好ましくは120メッシュ~500メッシュの範囲の、ISO 3310-1:2016に従って測定される粒度を有する、請求項1~10のいずれかに記載の組成物。
- 減水剤を更に含んでなり、前記減水剤は、好ましくは、組成物における不揮発性成分の総重量に基づいて0.3~0.8重量%の量で組成物中に存在する、請求項1~11のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1~12のいずれかに記載の組成物と水とを含んでなる被覆組成物。
- 0.5~1.5、好ましくは0.75~1.25の水係数により特徴付けられる、請求項13に記載の被覆組成物。
- 請求項13または14に記載の被覆組成物から得られた硬化生成物。
- コンクリート、耐火材料または金属材料の被覆としての、請求項15に記載の硬化反応生成物の使用。
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