JP2746912B2 - 吹付けコンクリート用急結剤 - Google Patents
吹付けコンクリート用急結剤Info
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- JP2746912B2 JP2746912B2 JP63123797A JP12379788A JP2746912B2 JP 2746912 B2 JP2746912 B2 JP 2746912B2 JP 63123797 A JP63123797 A JP 63123797A JP 12379788 A JP12379788 A JP 12379788A JP 2746912 B2 JP2746912 B2 JP 2746912B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/0093—Aluminates
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一成分としてアルミン酸ナトリウムを含有
してなる吹付けコンクリート用急結剤に関する。
してなる吹付けコンクリート用急結剤に関する。
従来、アルミン酸ナトリウムを一成分とする吹付けコ
ンクリート用急結剤（以下単に「急結剤」という）に
は、アルミン酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを混合
した二成分系のもの、およびカルシウムアルミネートを
主体とし、アルミン酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウム
を混合した３成分系のものが公知である（特開昭63−11
2448、特公昭56−27457）。
ンクリート用急結剤（以下単に「急結剤」という）に
は、アルミン酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを混合
した二成分系のもの、およびカルシウムアルミネートを
主体とし、アルミン酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウム
を混合した３成分系のものが公知である（特開昭63−11
2448、特公昭56−27457）。
この３成分系急結剤は湧水個所への吹付け施工を始め
としてさまざまな悪条件下において優れた急結性を示す
ことが知られている。
としてさまざまな悪条件下において優れた急結性を示す
ことが知られている。
このように急結剤の一成分としてアルミン酸ナトリウ
ムが用いられる理由は、吹付け後のコンクリート混練物
の急結を促進させる作用を有するためであり、アルミン
酸ナトリウムは急結剤の一成分として重要な成分であ
る。このアルミン酸ナトリウムは、Na2O/Al2O3（モル
比）が1.0〜1.5であった（特開昭61−162666）。
ムが用いられる理由は、吹付け後のコンクリート混練物
の急結を促進させる作用を有するためであり、アルミン
酸ナトリウムは急結剤の一成分として重要な成分であ
る。このアルミン酸ナトリウムは、Na2O/Al2O3（モル
比）が1.0〜1.5であった（特開昭61−162666）。
また、その製造方法はつぎのとおりであった。その製
造方法としては、 イ）Na2O含有量の多いアルミン酸ナトリウム水溶液、ま
たは水酸化ナトリウムなどのナトリウム源に、水酸化ア
ルミニウム、アルミナゲルなどのアルミニウム源を配合
し、撹拌溶解させた後、蒸発乾固し、あるいはさらに加
熱する ロ）イ）のアルミニウム源と炭酸ナトリウムなどのナト
リウム源の配合物を焼成する などが知られている。これを粉砕して急結剤の原料とし
て使用されてきた。
造方法としては、 イ）Na2O含有量の多いアルミン酸ナトリウム水溶液、ま
たは水酸化ナトリウムなどのナトリウム源に、水酸化ア
ルミニウム、アルミナゲルなどのアルミニウム源を配合
し、撹拌溶解させた後、蒸発乾固し、あるいはさらに加
熱する ロ）イ）のアルミニウム源と炭酸ナトリウムなどのナト
リウム源の配合物を焼成する などが知られている。これを粉砕して急結剤の原料とし
て使用されてきた。
しかしながら、アルミン酸ナトリウムは、吸湿性が非
常に大きいため、扱いにくいうえに、たとえばボールミ
ルで粉砕する場合、媒体やライニングに付着し、クッシ
ョン作用をするため、細かくするのが困難であった。そ
のため、アルミン酸ナトリウムは、粒径0.15〜0.3mm程
度の粗目に粉砕したものを、急結剤原料として使用せざ
るを得なかった（特公昭43−16541）。
常に大きいため、扱いにくいうえに、たとえばボールミ
ルで粉砕する場合、媒体やライニングに付着し、クッシ
ョン作用をするため、細かくするのが困難であった。そ
のため、アルミン酸ナトリウムは、粒径0.15〜0.3mm程
度の粗目に粉砕したものを、急結剤原料として使用せざ
るを得なかった（特公昭43−16541）。
その結果、この急結剤を用いて吹付け施工をすると、
アルミン酸ナトリウムが吹付け用のコンクリート原料と
均一に混合されないため、吹き付けたコンクリートが局
部的に急結せず、剥離落下したりして、吹付け作業の効
率を悪くしていた。
アルミン酸ナトリウムが吹付け用のコンクリート原料と
均一に混合されないため、吹き付けたコンクリートが局
部的に急結せず、剥離落下したりして、吹付け作業の効
率を悪くしていた。
そこで、その対策として、急結剤の添加率を高くして
吹付ける方法が行なわれた。この方法により、急結性は
向上し、剥離も減少し、施工上一応満足できた。しか
し、その反面コンクリート中のアルカリ量が多くなり過
ぎて、アルカリ骨材反応を生じさせるなど、別の欠点を
引き起こした。
吹付ける方法が行なわれた。この方法により、急結性は
向上し、剥離も減少し、施工上一応満足できた。しか
し、その反面コンクリート中のアルカリ量が多くなり過
ぎて、アルカリ骨材反応を生じさせるなど、別の欠点を
引き起こした。
そこで、本発明者らは、従来の欠点を解消するため、
被粉砕性の良好な、換言すれば150μｍ以上の粒子が数
％以下程度に粉砕可能で、しかも急結性の良好なアルミ
ン酸ナトリウムの製法を研究した結果、原料配合物のNa
2O/Al2O3（モル比）および加熱温度が重要な条件である
との知見を得て、本発明を完成するにいたった。
被粉砕性の良好な、換言すれば150μｍ以上の粒子が数
％以下程度に粉砕可能で、しかも急結性の良好なアルミ
ン酸ナトリウムの製法を研究した結果、原料配合物のNa
2O/Al2O3（モル比）および加熱温度が重要な条件である
との知見を得て、本発明を完成するにいたった。
すなわち、本発明の要旨は、アルミニウム源およびナ
トリウム源からなる配合物を加熱してつくられたアルミ
ン酸ナトリウムと、カルシウムアルミネートと、炭酸ナ
トリウムとからなる吹付けコンクリート用急結剤におい
て、前記アルミン酸ナトリウムが、Na2O/Al2O3（モル
比）が0.5以上、1.0未満に調整された配合物を300〜120
0℃で加熱してつくられた無水アルミン酸ナトリウムで
あることを特徴とする吹付けコンクリート用急結剤にあ
る。
トリウム源からなる配合物を加熱してつくられたアルミ
ン酸ナトリウムと、カルシウムアルミネートと、炭酸ナ
トリウムとからなる吹付けコンクリート用急結剤におい
て、前記アルミン酸ナトリウムが、Na2O/Al2O3（モル
比）が0.5以上、1.0未満に調整された配合物を300〜120
0℃で加熱してつくられた無水アルミン酸ナトリウムで
あることを特徴とする吹付けコンクリート用急結剤にあ
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、アルミニウム源およびナトリウム源
からなる配合物は、そのNa2O/Al2O3（モル比）が0.5以
上、1.0未満に調整することが肝要である。Na2O/Al2O3
（モル比）が、0.5未満であると、該配合物を加熱して
生成した無水アルミン酸ナトリウムの量が少なくなり、
急結剤としての急結性が低下するので好ましくない。逆
に1.0以上であると吸湿性が高くなり、比粉砕性が悪く
なるので好ましくない。Na2O/Al2O3（モル比）の望まし
い範囲は、0.65〜0.95である。
からなる配合物は、そのNa2O/Al2O3（モル比）が0.5以
上、1.0未満に調整することが肝要である。Na2O/Al2O3
（モル比）が、0.5未満であると、該配合物を加熱して
生成した無水アルミン酸ナトリウムの量が少なくなり、
急結剤としての急結性が低下するので好ましくない。逆
に1.0以上であると吸湿性が高くなり、比粉砕性が悪く
なるので好ましくない。Na2O/Al2O3（モル比）の望まし
い範囲は、0.65〜0.95である。
アルミニウム源としては、水酸化アルミニウム、アル
ミナゲル等、ナトリウム源としては、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム等従来のものが使用できる。
ミナゲル等、ナトリウム源としては、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム等従来のものが使用できる。
それらの原料を所定の割合に調整して配合物を得るに
は、慣用の方法に従って行なえばよい。
は、慣用の方法に従って行なえばよい。
次に、上記の方法で得られた配合物を慣用の加熱装
置、たとえば電気炉を用い、大気中、300〜1200℃で加
熱して、無水のアルミン酸ナトリウムをつくる。加熱温
度が300℃未満では、生成したアルミン酸ナトリウム中
に付着水、結晶水または未反応のナトリウム化合物が残
存し、吸湿性が高く、粉砕時にボール等にコーチングが
付着して被粉砕性を低下させるので好ましくない。逆に
1200℃を超えると配合物中にαアルミナのような急結反
応に寄与しない生成物が多量にできるので、急結剤原料
として適さない。好ましい加熱温度は400〜900℃であ
る。なお加熱時間は、特に限定しないが、目安として0.
5〜2.0時間が適当である。
置、たとえば電気炉を用い、大気中、300〜1200℃で加
熱して、無水のアルミン酸ナトリウムをつくる。加熱温
度が300℃未満では、生成したアルミン酸ナトリウム中
に付着水、結晶水または未反応のナトリウム化合物が残
存し、吸湿性が高く、粉砕時にボール等にコーチングが
付着して被粉砕性を低下させるので好ましくない。逆に
1200℃を超えると配合物中にαアルミナのような急結反
応に寄与しない生成物が多量にできるので、急結剤原料
として適さない。好ましい加熱温度は400〜900℃であ
る。なお加熱時間は、特に限定しないが、目安として0.
5〜2.0時間が適当である。
加熱によって生成した生成物は無水アルミン酸ナトリ
ウム（Na2O・Al2O3）と活性アルミナ、γアルミナのよ
うな非晶質および／または低結晶質からなる複合物であ
る。（なお、本明細書において、この複合物を“無水ア
ルミン酸ナトリウム”と表現するものであり、また、
“無水アルミン酸ナトリウムを主とする”と表現するこ
ともある。） この非晶質、低結晶質の各アルミナは、被粉砕性が良
好なうえに水和活性を有するので、急結剤の急結性にも
寄与する。
ウム（Na2O・Al2O3）と活性アルミナ、γアルミナのよ
うな非晶質および／または低結晶質からなる複合物であ
る。（なお、本明細書において、この複合物を“無水ア
ルミン酸ナトリウム”と表現するものであり、また、
“無水アルミン酸ナトリウムを主とする”と表現するこ
ともある。） この非晶質、低結晶質の各アルミナは、被粉砕性が良
好なうえに水和活性を有するので、急結剤の急結性にも
寄与する。
加熱して得られた無水アルミン酸ナトリウムを含む生
成物は、通常は塊状である。これを粉砕するには、慣用
の粉砕機、たとえばボールミル、振動ミル等を用いて粉
砕すればよく、従来のアルミン酸ナトリウムに比してボ
ールやライニングへのコーティングが極めて少ない。
成物は、通常は塊状である。これを粉砕するには、慣用
の粉砕機、たとえばボールミル、振動ミル等を用いて粉
砕すればよく、従来のアルミン酸ナトリウムに比してボ
ールやライニングへのコーティングが極めて少ない。
このようにして得られた無水アルミン酸ナトリウムを
主とする粉末、炭酸ナトリウム粉末、カルシウムアルミ
ネート粉末を公知の配合割合で混合すれば、本発明の急
結剤が得られる。本発明の急結剤は、乾式吹付け用、湿
式吹付け用のいずれにも使用できる。
主とする粉末、炭酸ナトリウム粉末、カルシウムアルミ
ネート粉末を公知の配合割合で混合すれば、本発明の急
結剤が得られる。本発明の急結剤は、乾式吹付け用、湿
式吹付け用のいずれにも使用できる。
つぎに、本発明を実施例に基づいて説明する。
以下の実施例１〜５は、本発明の急結剤の配合成分で
ある“無水アルミン酸ナトリウム”に対する具体例であ
り、比較例１〜４は、この具体例に対応する比較のため
の例である。また、実施例6,7は、本発明の急結剤に係
る実施例である。
ある“無水アルミン酸ナトリウム”に対する具体例であ
り、比較例１〜４は、この具体例に対応する比較のため
の例である。また、実施例6,7は、本発明の急結剤に係
る実施例である。
実施例１〜５、比較例１〜４ 約100℃に加熱されたNa2O/Al2O3（モル比）＝1.56の
市販のアルミン酸ナトリウム溶液（日本軽金属社製「SA
−20」）に、市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属社
製「Ｈ−32」）を第１表に示すNa2O/Al2O3（モル比）に
なるように撹拌しながら加えて、スラリーをつくった。
市販のアルミン酸ナトリウム溶液（日本軽金属社製「SA
−20」）に、市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属社
製「Ｈ−32」）を第１表に示すNa2O/Al2O3（モル比）に
なるように撹拌しながら加えて、スラリーをつくった。
得られた各スラリーを濃縮乾燥した後、粒径1mm以下
に粗砕した。これらの粗砕物を電気炉で、200〜1300
℃、30分〜１時間加熱し、それぞれの生成物を得た。
に粗砕した。これらの粗砕物を電気炉で、200〜1300
℃、30分〜１時間加熱し、それぞれの生成物を得た。
ついで各生成物100gを、鉄製ボール（直径13mm）を装
填した鉄製ボールミル（直径20cm×長さ20cm）に投入
し、回転速度120rpmで15分間粉砕した。その後粉砕物を
取り出し、150μｍふるいで残分を測定し、その結果を
同表に併記した。なお、上記各粉砕物について粉末Ｘ線
回析法で調べたところ、比較例３を除いた各粉砕物中の
アルミン酸ナトリウムはいずれも無水物であった。
填した鉄製ボールミル（直径20cm×長さ20cm）に投入
し、回転速度120rpmで15分間粉砕した。その後粉砕物を
取り出し、150μｍふるいで残分を測定し、その結果を
同表に併記した。なお、上記各粉砕物について粉末Ｘ線
回析法で調べたところ、比較例３を除いた各粉砕物中の
アルミン酸ナトリウムはいずれも無水物であった。
実施例６ 実施例２で得た無水アルミン酸ナトリウムを主とする
粉末、無水炭酸ナトリウム粉末（徳山曹達社製「ライト
ソーダ灰」）および試製カルシウムアルミネート粉末
（主としてC3A,C12A7および非晶質、ブレーン比表面積5
000cm2/g）をそれぞれ20重量％、15重量％および65重量
％配合して急結剤を製造し、乾式吹付けコンクリート施
工実験を行った。
粉末、無水炭酸ナトリウム粉末（徳山曹達社製「ライト
ソーダ灰」）および試製カルシウムアルミネート粉末
（主としてC3A,C12A7および非晶質、ブレーン比表面積5
000cm2/g）をそれぞれ20重量％、15重量％および65重量
％配合して急結剤を製造し、乾式吹付けコンクリート施
工実験を行った。
まず、第２表に示す配合設計のドライコンクリートを
製造し、そのドライコンクリートをベルトコンベアで移
送中、その上に前記急結剤をセメントに対し５重量％添
加し、吹付け装置に供給し、混合し、ホースで圧送しな
がら、ホース先端の手前で水／セメント比が50重量％に
なるように水を圧入混合させて、5m2のトンネル岩盤面
に厚さ約20cmに吹き付けた。吹付けによるはね返り率
は、約27％程度にとどまり、また吹付け後のコンクリー
ト混練物はどの部分も直ちに硬化し始めた。その結果、
本願の急結剤は十分に急結作用を具備していることが認
められた。
製造し、そのドライコンクリートをベルトコンベアで移
送中、その上に前記急結剤をセメントに対し５重量％添
加し、吹付け装置に供給し、混合し、ホースで圧送しな
がら、ホース先端の手前で水／セメント比が50重量％に
なるように水を圧入混合させて、5m2のトンネル岩盤面
に厚さ約20cmに吹き付けた。吹付けによるはね返り率
は、約27％程度にとどまり、また吹付け後のコンクリー
ト混練物はどの部分も直ちに硬化し始めた。その結果、
本願の急結剤は十分に急結作用を具備していることが認
められた。
実施例７ 実施例６で用いた無水アルミン酸ナトリウムを主とす
る粉末、無水炭酸ナトリウム粉末および試製カルシウム
アルミネート粉末をそれぞれ５重量％、25重量％および
70重量％に配合して、急結剤を製造し、湿式吹付けコン
クリートの実験を行った。
る粉末、無水炭酸ナトリウム粉末および試製カルシウム
アルミネート粉末をそれぞれ５重量％、25重量％および
70重量％に配合して、急結剤を製造し、湿式吹付けコン
クリートの実験を行った。
まず第３表に示す配合のコンクリート混練物を製造
し、吹付装置に供給し、ホースで圧送し、ホース先端よ
り4m手前の所で、前記急結剤をセメントに対し、７％の
添加率になるように圧入し、混合させながら、5m2のト
ンネル上面の岩盤に厚さ約20cmに吹き付けた。
し、吹付装置に供給し、ホースで圧送し、ホース先端よ
り4m手前の所で、前記急結剤をセメントに対し、７％の
添加率になるように圧入し、混合させながら、5m2のト
ンネル上面の岩盤に厚さ約20cmに吹き付けた。
その結果、はね返り率は約25％と少く、また吹付け後
のコンクリート混練物は急結し、剥離落下することもな
く覆工を終了した。
のコンクリート混練物は急結し、剥離落下することもな
く覆工を終了した。
〔発明の効果〕 本発明の急結剤は、特定の無水アルミン酸ナトリウ
ム，カルシウムアルミネート，炭酸ナトリウムの３成分
系からなる吹付けコンクリート用急結剤であり、そし
て、上記アルミン酸ナトリウムとして、特定の無水アル
ミン酸ナトリウムを用いたことにより、従来困難であっ
たアルミン酸ナトリウムの粉砕が容易になり、細かくで
きた。その細かい無水アルミン酸ナトリウムは乾式用、
湿式用いずれの急結剤にも使用可能であるうえ、コンク
リート原料と均一に混合されるので、吹付け時に部分剥
離することもなく、また共存する非晶質または低結晶質
アルミナが水和活性を有するために、急結性に寄与し、
さらにNa2O含有量が少ないため、アルカリ骨材反応を引
き起こす可能性も小さい。
ム，カルシウムアルミネート，炭酸ナトリウムの３成分
系からなる吹付けコンクリート用急結剤であり、そし
て、上記アルミン酸ナトリウムとして、特定の無水アル
ミン酸ナトリウムを用いたことにより、従来困難であっ
たアルミン酸ナトリウムの粉砕が容易になり、細かくで
きた。その細かい無水アルミン酸ナトリウムは乾式用、
湿式用いずれの急結剤にも使用可能であるうえ、コンク
リート原料と均一に混合されるので、吹付け時に部分剥
離することもなく、また共存する非晶質または低結晶質
アルミナが水和活性を有するために、急結性に寄与し、
さらにNa2O含有量が少ないため、アルカリ骨材反応を引
き起こす可能性も小さい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−236741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−206341（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウム源およびナトリウム源からな
る配合物を加熱してつくられたアルミン酸ナトリウム
と、カルシウムアルミネートと、炭酸ナトリウムとから
なる吹付けコンクリート用急結剤において、前記アルミ
ン酸ナトリウムが、Na2O/Al2O3（モル比）が0.5以上、
1.0未満に調整された配合物を300〜1200℃で加熱してつ
くられた無水アルミン酸ナトリウムであることを特徴と
する吹付けコンクリート用急結剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123797A JP2746912B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 吹付けコンクリート用急結剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123797A JP2746912B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 吹付けコンクリート用急結剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294554A JPH01294554A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2746912B2 true JP2746912B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=14869548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123797A Expired - Fee Related JP2746912B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 吹付けコンクリート用急結剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2746912B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5160376A (en) * | 1989-03-28 | 1992-11-03 | Onoda Cement Co., Ltd. | Cement setting accelerator and method of manufacturing the same |
| TW391950B (en) * | 1995-10-17 | 2000-06-01 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Spraying material and spraying method employing it |
| JP2003012356A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Taiheiyo Cement Corp | 吹付けコンクリ−ト用急結剤 |
| JP3949075B2 (ja) * | 2003-04-11 | 2007-07-25 | 電気化学工業株式会社 | 吹付け工法 |
| JP5052804B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2012-10-17 | 電気化学工業株式会社 | 緊急補修用材料 |
| CN105906225B (zh) * | 2016-04-14 | 2017-09-15 | 湖北腾辰科技股份有限公司 | 一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用 |
| CN112374785A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-19 | 洛阳恒源隧物资有限公司华阳新材料分公司 | 一种利用氧化铝厂铝酸钠精液制备液体速凝剂的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206341A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | 太平洋セメント株式会社 | セメント急結剤 |
| JPS63236741A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | 昭和電工株式会社 | 吹付け用急結剤 |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP63123797A patent/JP2746912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01294554A (ja) | 1989-11-28 |
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