JP3348813B2

JP3348813B2 - アルミナセメント物質、それを含有してなるアルミナセメント、及びそれを用いた不定形耐火物

Info

Publication number: JP3348813B2
Application number: JP32893295A
Authority: JP
Inventors: 幸男笹川; 和己野沢; 雅則久本
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JPH09165239A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミナセメント物
質、それを含有してなるアルミナセメント、及びそれを
用いた不定形耐火物に関し、特に、従来品にない高流動
性や可使時間を確保するアルミナセメント物質、それを
含有してなるアルミナセメント、及びそれを用いた不定
形耐火物に関する。

【０００２】本発明のアルミナセメント物質、それを含
有してなるアルミナセメント、及びそれを用いた不定形
耐火物は、アルミナセメントが使用されている耐火物分
野、化学プラントのライニング、耐食材料、及び土木建
築分野等への利用が可能である。

【０００３】

【従来の技術とその課題】アルミナセメントとは、CaO・
Al₂O₃、CaO・2Al₂O₃、及び12CaO・7Al₂O₃等と示される水
硬性カルシウムアルミネートの鉱物組成が主体となるよ
うに各種原料を配合し、溶融及び／又は焼成して製造し
たクリンカーを単独粉砕した水硬性セメント、又はその
クリンカーにアルミナや各種添加剤を配合し粉砕した水
硬性セメントをいう(秋山桂一著、セメント・コンクリ
ートの化学、p234〜235、1984)。そして、各種原料から
SiO₂が混入するため、アルミナセメントは、CaO-Al₂O₃-
SiO₂三成分の状態図に示されるカルシウムアルミネート
を様々に配合することにより検討された(T.D.Robson；H
ith Alumina Cements and Concrete,p1〜45,1962、特開
昭49−32921号公報、特開昭52−111920号公報、及び特
開平4−77339号公報等)。

【０００４】従来、アルミナセメントの流動性や可使時
間を確保するため、特定割合のCaO・Al₂O₃とCaO・2Al₂O₃
の鉱物組成と添加剤とを併用したアルミナセメントが提
案された(特開平2−175638号公報、特開平7−232941号
公報、及び特開平7−232956号公報等)。しかしながら、
このアルミナセメントは、一定時間内に硬化することが
要求されるにもかかわらず、鉱物組成としてCaO・Al₂O₃
とCaO・2Al₂O₃とを含有しているため、施工温度が低温の
場合、著しい硬化遅延を生じ、一定時間内に硬化しにく
いという課題があった。

【０００５】さらに、アルミナセメントと特定粒度の骨
材とを使用した無振動(セルフレベリング)で施工可能な
不定形耐火物も提案された(特開平4−260673号公報、特
開平5−180689号公報、及び特開平7−237977号公報
等)。しかしながら、骨材の粒度構成や添加剤の併用で
は不定形耐火物の流動性を向上することができないとい
う課題があった。

【０００６】これらの特許や文献に記載されているアル
ミナセメントは、強度発現性を得ようとすると可使時間
が確保できなかったり、高耐火性を得るために、Al₂O₃
含有率を上げると流動性が低下したり、強度発現性が不
足するなどの課題があり、従来の品質レベルを凌駕でき
るものではなかった。

【０００７】一方、アルミナセメントの主用途である耐
火物分野では、アルミナセメントを配合した不定形耐火
物の適用範囲が増加する傾向にあり、また、不定形耐火
物の施工方法も省力化されつつあり、例えば、１回の施
工量が10トンを越えるような場合に実施する多量混練り
やポンプ圧送による施工、セルフレベリング施工、及び
ノンバイブレーター施工等が普及してきた。そのため、
特に、高強度発現性や高緻密性を目的とし、アルミナセ
メント、シリカヒューム等の超微粉、及び分散剤を配合
した不定形耐火物では、その適用範囲が増えるにつれ、
可使時間不足の問題が深刻化してきた。

【０００８】また、アルミナセメントと水とを混合する
と、アルミナセメントを構成する水硬性カルシウムアル
ミネートから、Ca²⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、及びAl₂O₄
^2-等のイオンが溶出する。この溶出したイオンと超微粉
とが凝集硬化する理論を適用して、不定形耐火物、特に
超微粉を配合した不定形耐火物では、その凝集や可使時
間の確保について各種の技術報告が報告された(耐火物,
33-59,p3〜7,1981、耐火物,33-393,p31〜34,1981、及び
耐火物,40-5,p270〜278,1988等)。

【０００９】アルミナセメントの水和は、注水後、液相
に溶出するイオンによって進行するため、コロイドの凝
集や分散をモデルとしたＤＬＶＯ理論に基づき、不定形
耐火物では、溶出したイオン量に凝集速度が依存するこ
ととなり、高温施工雰囲気での流動性や可使時間の確保
が難しいという課題があった。ここでいうＤＬＶＯ理論
とは、コロイドの安定性理論(Verwey,E.J.W.etc：Thero
ry of the Stability of Lyophobic Colloids,Elsevie
r.New york,1948)を基本とし、懸濁液のレオロジー的特
性が超微粉の分散と凝集に密な関係があることによると
いうものであり、粒子間に働くポテンシャルエネルギー
と電気二重層間との静電気的反発ポテンシャルの関係を
示したものである。この理論によれば、電解質の濃度を
上げれば上げるほど、また、イオン価の大きい電解質ほ
ど凝集は促進される。アルミナセメントから溶出するCa
²⁺やAl₂O₄ ^2-などの多価イオンが、不定形耐火物に凝集
特性を付与し、凝集が早くなることから流動性が低下し
たり、可使時間が短くなる傾向を示す。このため、従来
のアルミナセメントでは、多価イオンの制御が不充分で
流動性と可使時間とを確保できるものではないという課
題があった。

【００１０】特に、施工の省力化を目的としたポンプ圧
送による施工、コンクリートミキサー車などによる施
工、及びノンバイブレーター施工等では、不定形耐火物
にした際の流動性が非常に重要であって、従来のアルミ
ナセメントでは、流動性や可使時間が確保できず、ミキ
サー内で固まったり、ホッパーから排出できないなどの
課題があった。

【００１１】さらに、近年、各種施工方法に適応した不
定形耐火物としての特性が要求されるようになり、従来
のアルミナセメントでは、流動性や可使時間が充分確保
できないという課題があった。

【００１２】また、従来のアルミナセメントの鉱物組成
は、適度な流動性を確保し、強度発現性や硬化性付与の
面で、CaO・Al₂O₃を主体とするものに限定されていた。
特に、カルシウムアルミネートは、CaO／Al₂O₃モル比に
より特性が変化し、CaO／Al₂O₃モル比が大きくなると耐
火度が低下したり、急硬性を示したりし、CaO／Al₂O₃モ
ル比が小さくなると高耐火性や硬化遅延性を示すことが
一般に知られている。

【００１３】さらに、原料不純物に由来するSiO₂、Ti
O₂、Fe₂O₃、及びMgO等の化学成分は、不定形耐火物に使
用した際、低融点化合物を生成し、耐火度や熱間強度を
低下するといった課題があった。

【００１４】一方、カルシウムアルミネートの硬化速度
を調整するため、12CaO・7Al₂O₃のような早硬性カルシウ
ムアルミネートを配合することが提案された(特開昭54
−13639号公報)。また、CaO・2Al₂O₃や3CaO・5Al₂O₃は、
高耐火性を有するものの硬化遅延性が大きいという課題
があり、流動性、硬化性、及び強度発現性をバランスさ
せたものとして、CaO・Al₂O₃、CaO・2Al₂O₃、及び12CaO・7
Al₂O₃を混在させたアルミナセメントが提案された(特開
平7−61844号公報等)。

【００１５】さらに、これら従来のアルミナセメントを
低セメントキャスタブルに使用した際、アルミナセメン
トからのCa²⁺、Al³⁺、Al₂O₄ ^2-、及びOH^-等のイオンの溶
出量を低減し、可使時間の確保を目的としたものとし
て、粒度分布を変えたアルミナセメントや粒子形状が角
状又は鱗片状のアルミナセメントが提案された(特開昭5
8−36953号公報や特開昭61−7200号公報など)。しかし
ながら、アルミナセメントの粒度分布や粒子形状を変え
てもカルシウムアルミネートに起因する多価イオンの溶
出制御は不充分で、流動性と可使時間の確保が満足でき
るものではなかった。

【００１６】また、アルミナセメントに遅延性を付与す
るものとして、特定のガラス化率を有するCaO・Al₂O₃と2
CaO・Al₂O₃・SiO₂とを主成分とする硬化遅延剤が提案され
た(特開昭61−248487号公報)。しかしながら、この硬化
遅延剤を使用しても、硬化時間と高耐火性とを充分確保
できるものではなく、可使時間を延長することも不充分
であるという課題があった。

【００１７】アルミナセメントを耐火物分野に使用する
場合、SiO₂を含有したものは耐火性が劣るため、通常、
SiO₂は配合されず、アルミナセメント製造時に使用する
ボーキサイト等の原料中に存在するSiO₂によりカルシウ
ムアルミネートの副産物として生成する2CaO・Al₂O₃・SiO
₂の量の程度に留まっており、その2CaO・Al₂O₃・SiO₂は、
水和活性が著しく低く、耐火度低下等を示すため、これ
まで積極的にアルミナセメントに活用されたものはなか
った。

【００１８】流動性や可使時間の確保を目的に添加剤を
併用した技術として、例えば、特定割合のCaO・Al
₂O₃、12CaO・7Al₂O₃、及び非晶質からなり、α-Al₂O₃、
ヒドロオキシカルボン酸、及び無機炭酸塩を含有してな
るアルミナセメント組成物(特公昭45−129562号公報、
特開昭49−32921号公報、特開昭50−102617号公報、及
び特開昭55−121933号公報等)、水溶性のポリアクリ
ル酸類及び／又はメタクリル酸−アクリル酸共重合体と
アルカリ金属炭酸塩とを含有してなるアルミナセメント
(特開昭55−75947号公報や特開昭55−75948号公報な
ど)、特定のCaO／Al₂O₃モル比を持つ非晶質を含有す
るアルミナセメント、又はCaO・Al₂O₃、CaO・2Al₂O₃、3Ca
O・Al₂O₃、12CaO・7Al₂O₃、及び11CaO・7Al₂O₃・CaF₂等のう
ちの一種以上の鉱物組成に対応する非晶質カルシウムア
ルミネートを主成分とするアルミナセメント(特開昭61
−132556号公報、特開昭61−77659号公報、及び特開平2
−175638号公報等)、少なくとも80重量％以上のCaO・
Al₂O₃のクリンカーと特定比表面積のアルミナとを含有
してなるアルミナセメント、又はアルミナセメントクリ
ンカーにアルミナ質微粉を粉砕してなるアルミナセメン
ト(特開昭52−111920号公報や特公昭43−74896号公報な
ど)、 CaO・2Al₂O₃を主体にして12CaO・7Al₂O₃、微粉ア
ルミナ、及びスルホン酸系アニオン界面活性剤を配合し
てなるアルミナセメント(特開昭55−144456号公報や特
開昭55−121934号公報)、特定割合のCaO・Al₂O₃とCaO
・2Al₂O₃を含有するクリンカーとα-Al₂O₃からなるアル
ミナセメント(USP 4162923)、カルシウムアルミネー
ト、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、及び炭酸塩又はカル
ボン酸類からなるセメント組成物(特開平6−157097号公
報)等が提案されたが低セメントキャスタブルに適用し
た場合、高温施工時等では可使時間が確保できず、流動
性が充分確保できないという課題があった。

【００１９】通常、市販のアルミナセメントは、いずれ
もCaO・Al₂O₃を主体にし、要求特性に応じて、12CaO・7Al
₂O₃、α-Al₂O₃、及び添加剤等を含有したものであっ
て、クリンカー製造時の副産物としてCaO・2Al₂O₃を若干
量含有したものである。

【００２０】ボーキサイト等の天然原料を使用したアル
ミナセメントには、2CaO・Al₂O₃・SiO ₂が見られるもの
の、あくまでも不純物としての量であり、本発明のよう
に積極的に鉱物組成として配合調整したものはなかった
(耐火物,Vol.29,p368〜374,1977、耐火物,Vol.34,p634
〜640,1982)。また、高純度アルミナや水酸化アルミニ
ウムなどの合成原料を使用したアルミナセメントでは、
SiO₂を含有すると耐火度が低下する課題があり、SiO₂は
積極的に除外されており、本発明のように各種鉱物組成
を組み合わせることでSiO₂を含有する2CaO・Al₂O₃・SiO₂
鉱物組成の特性を引き出すものはなかった。そして、こ
れらのアルミナセメントでは、耐火物分野、特に、製銑
設備や製鋼設備などの鉄鋼分野で要求される不定形耐火
物の特性レベルには、流動性、強度発現性、耐火性、及
び耐食性等の面で不充分であるという課題があった。

【００２１】一方、従来技術として、例えば、アルミナ
セメントに含有されるCaO・Al₂O₃、CaO・2Al₂O₃、及び12C
aO・7Al₂O₃等のカルシウムアルミネートに関する研究は
数多く見られ、中でもCaO・2Al₂O₃は硬化遅延傾向を示す
ことから、従来技術としてCaO・2Al₂O₃を含有させたもの
の研究が行われた(Cement and Concrete research;Vol.
20,p623〜635,1990、Trans.J.Br.Ceram.Soc.;81(2),p35
〜42,1982、及び耐火物 No.11,p18〜24,1982)。しかし
ながら、実際の不定形耐火物に使用すると流動性や可使
時間が充分確保できないという課題があった。

【００２２】また、アルミナセメントの長期強度を改善
する目的で、2CaO・Al₂O₃・SiO₂を含有した鉄鋼スラグ粉
末を混合する手法が提案された(特開昭53−12926号公報
や特開昭60−5055号公報など)。しかしながら、不定形
耐火物に使用した場合、流動性や可使時間が充分確保で
きないばかりか耐火度不足や高温下での強度が不足する
という課題があった。

【００２３】本発明者は、前記課題を解消すべく種々検
討を重ねた結果、特定の鉱物組成のアルミナセメント物
質やアルミナセメントを使用することによって前記課題
が解消でき、特に、不定形耐火物として要求される、流
動性、可使時間、硬化性、及び強度発現性等の諸特性を
満足させることができるという知見を得て本発明を完成
するに至った。

【００２４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、CaO・Al
_２O_３、CaO・2Al_２O_３、及び2CaO・Al_２O_３・SiO_２の鉱物
組成を含有してなり、該鉱物組成の割合が、CaO・Al_２O
_３20〜80重量％、CaO・2Al_２O_３５〜50重量％、及び2CaO
・Al_２O_３・SiO_２５〜60重量％であるアルミナセメント物
質であり、該アルミナセメント物質を含有してなるアル
ミナセメントであり、該アルミナセメントと耐火骨材と
を含有してなる不定形耐火物である。

【００２５】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２６】本発明で使用するアルミナセメント物質と
は、CaOをC、Al₂O₃をA、SiO₂をSとすると、鉱物組成と
して、CA、CA₂、及びC₂ASを含有してなるもので、さら
に、CA、CA₂、及びC₂ASを含有してなり、CAが20〜80重
量％、CA₂が５〜50重量％、及びC₂ASが５〜60重量％で
あるアルミナセメント物質であり、この特定の鉱物組成
の含有割合が重要である。即ち、従来技術では、アルミ
ナセメントの構成成分とすると著しい硬化遅延、強度発
現性の低下、及び耐火度の低下の原因となり好ましくな
かったC₂ASを、特定割合のCAとCA₂とを併用することに
よって、著しい硬化遅延や強度発現性の低下を生じるこ
となく、流動性が確保でき、可使時間が延長できるもの
である。

【００２７】アルミナセメント物質は、石灰石や生石灰
などのCaO原料、赤ボーキサイト等の天然原料をバイヤ
ープロセス等の精製法により精製して得られた高純度ア
ルミナ、ボーキサイト、及びアルミ残灰等のAl₂O₃原
料、並びに、珪砂、溶融シリカ、白土、ロー石、及びシ
ャモット等のSiO₂原料を、熱処理生成物中の鉱物組成が
所定の割合になるように配合し、電気炉、反射炉、縦型
炉、平炉、シャフトキルン、及びロータリーキルン等の
設備で、溶融及び／又は焼成して得られるクリンカーを
粉砕してなるものである。

【００２８】本発明では、焼成法で製造したクリンカー
に比べて、カルシウムアルミネートの鉱物組成割合を本
発明の目的内で製造しやすい溶融法でクリンカーを製造
することが好ましい。溶融法でアルミナセメント物質を
製造する場合、CaO原料、Al₂O₃原料、及びSiO₂原料を所
定の割合で混合及び／又は混合粉砕し、電気炉、平炉、
又は反射炉等の溶融炉で、1,500℃以上の高温で溶融す
るのが好ましく、未反応原料が完全に無くなるまで溶融
することがより好ましい。原料配合物を溶融後、高圧空
気や水に接触させて冷却し、アルミナセメントのクリン
カーとすることが好ましい。これらクリンカーの粉砕・
混合は、クリンカー同士を混合後、粉砕しても良く、あ
るいは、各々粉砕したものを混合しても良く、特に、目
的の鉱物組成割合になるようにする手段は制限されるも
のではない。クリンカーの粉砕機としては、通常、粉塊
物の微粉砕に使用される、例えば、ローラーミル、ジェ
ットミル、チューブミル、ボールミル、及び振動ミル等
の粉砕機の使用が可能である。

【００２９】本発明の目的とする鉱物組成を得る方法と
しては、CA-CA₂-C₂AS鉱物組成を一時に合成する方法、C
A、CA₂、及びC₂ASの各鉱物組成を単独に合成し所定の割
合になるように配合する方法、並びに、CA-C₂AS鉱物組
成、CA₂-C₂AS鉱物組成、CA、CA₂、及びC₂AS鉱物組成を
含有するクリンカーを合成し、所定の鉱物組成になるよ
うに混合する方法等がある。

【００３０】本発明における鉱物組成の配合割合は、Cu
−Kα線を用いたＸ線回折分析によって分析可能であ
る。Ｘ線回折法による鉱物組成の定量方法として、回折
線の強度比測定法、内部標準法、Zevine法、及びＸ線回
折ピーク分離法等があり、本発明においては、いずれの
方法でも定量可能である。ここでいう回折線の強度比測
定法は、各鉱物組成の回折強度を相対的に現した値で示
すものであり、内部標準法とは、内部標準物質と試料と
を一定の割合で混合し、成分濃度と回折線強度比との間
には直線関係が得られることを利用して、濃度が既知の
標準試料で検量線を作成し分析する方法である。また、
Zevine法とは、試料の平均質量吸収係数と回折線強度比
とを測定し、ｎ次の連立方程式を解くことにより各結晶
相を定量する方法であり、平均質量吸収係数は蛍光Ｘ線
分析法又は化学分析によって試料の成分を定量し、算出
することができる。この他、試料の結晶やガラス相から
測定するＸ線回折ピーク分離法でも定量可能である。本
発明においてはいずれの方法でも、鉱物組成やガラス化
率を定量することが可能であるが、測定が簡単で、精度
が良いZevine法又は回折線の強度比測定法が好ましい。

【００３１】アルミナセメント物質の鉱物組成割合は、
CA20〜80重量部、CA₂５〜50重量部、及びC₂AS５〜60重
量部が好ましく、CA40〜60重量部、CA₂10〜30重量部、
及びC ₂AS10〜30重量部がより好ましい。アルミナセメン
ト物質の鉱物組成比がこの範囲外であると、流動性、硬
化性、及び強度発現性が悪化する場合があり、C₂ASの含
有量が多いと強度低下や硬化遅延が大きく、また、CA₂
が少ないと水和後の水酸化アルミニウムの生成量が少な
く、不定形耐火物に使用した際、約800〜1,000℃の中間
温度域での強度が低下する場合がある。また、一定量の
CAを含有していないと強度が不充分であり、このため、
CA、CA₂、及びC₂ASの鉱物組成割合は重要である。

【００３２】本発明のアルミナセメント物質には、目的
とするCA、CA₂、及びC₂ASの他に、原料に起因するα-Al
₂O₃や原料中の不純物から生成するCaO・TiO₂や4CaO・Al₂O
₃・Fe₂O₃などの不純物を含有しているものも使用可能で
あるが、アルミナセメント物質中の不純物は少ない方が
好ましく、その合計量は５重量％以下が好ましく、TiO₂
0.5重量％以下、Fe₂O₃0.5重量％以下、及びMgO0.5重量
％以下がより好ましい。これら不純物が多くなると耐火
度だけでなく、強度発現性、高温下での硬化体としての
体積安定性や耐スポーリング抵抗性などの特性が悪化す
るばかりでなく、スラグなどへの耐食性が低下する場合
がある。

【００３３】本発明におけるアルミナセメント物質のガ
ラス化率は、溶融及び／又は焼成した高温のクリンカー
を冷却する速度により調整可能であり、特に限定される
ものではないが、アルミナセメント物質では、ガラス化
率が高いと可使時間が長く取れるので好ましい。ガラス
化率は、粉末Ｘ線回折法による鉱物組成の分析で測定が
可能であり、回折線の強度が弱いもの程ガラス化率が大
きい。本発明では、ガラス化率は20％以上が好ましく、
50％以上がより好ましい。このガラス化率は、粉末Ｘ線
回折法による回折線の消失により測定することが可能で
あり、ガラス化率(重量％)＝100−(ピーク面積／全回折
線面積)×100の式によって算出できる。アルミナセメン
トは、一般に溶融や焼成によって製造したクリンカーを
水や空気に接触させて冷却する方法で製造されるが、冷
却時に急冷するとガラス化率は高くなり、また、クリン
カーの鉱物組成中のSiO₂含有量が多くなるとガラス化率
は高くなる。

【００３４】アルミナセメント物質やアルミナセメント
の粒度は、流動性、硬化性、及び強度発現性に影響する
ため、目的特性を得るためには重要な管理ポントであっ
て、粉砕したクリンカーの粒度は、例えば、JIS R 2521
に記載のブレーン比表面積の測定方法で測定でき、ブレ
ーン値2,000〜8,000cm²/gが好ましく、4,000〜7,000cm²
/gがより好ましい。2,000cm²/g未満ではアルミナセメン
ト物質やアルミナセメントとしての水和活性が低く、強
度発現性が低下したり、硬化不良が発生したりする場合
がある。また、8,000cm²/gを越えると水和活性が大きく
なりすぎ、注水後の可使時間が確保できない場合があ
る。また、平均粒子径は、20μ以下が流動性と高温での
可使時間に優れるため好ましく、１〜15μがより好まし
い。20μを越えると流動性が低下したり、硬化遅延する
場合がある。ここでいう平均粒子径とは、レーザー回折
法、レーザー散乱法、及び沈降天秤法等の一般的に使用
されている粒度分布測定機による粒度測定結果の値であ
って、50％平均径である。

【００３５】本発明のアルミナセメント物質はそのまま
アルミナセメントとして使用することが可能であるが、
耐火性や耐食性を向上させる目的でα-Al₂O₃を配合する
ことも可能である。

【００３６】α-Al₂O₃は、本発明のアルミナセメントを
不定形耐火物に使用した際、高耐火性、高温強度発現
性、及び体積安定性を付与する面から好ましいもので、
バイヤープロセス等によって高純度化処理された水酸化
アルミニウムをロータリーキルンで焼成して得られる精
製アルミナであって、Al₂O₃を90重量％以上含有する高
純度アルミナであり、一般には、高純度アルミナ、バイ
ヤーアルミナ、易焼結アルミナ、又は軽焼アルミナと呼
ばれるものである。

【００３７】また、配合するα-Al₂O₃の種類によって、
アルミナセメントの特性が大きく変わるため、α-Al₂O₃
の選択は重要である。特に、本発明においては、組み合
わせるアルミナセメント物質との相互作用によって、初
めて従来品に無い特性を発揮できるものである。

【００３８】α-Al₂O₃の粒度は、粉砕前の一次粒子径が
平均粒子径(Dp50)で、30〜100μが好ましい。通常、こ
の一次粒子径は、バイヤープロセスにおける水酸化アル
ミニウムの析出速度に関連し、析出速度を遅くすると大
径のものが得られ、逆に早くすると小径のものが得られ
る。また、焼成度は、ＢＥＴ法による比表面積で0.2〜1
00m²/gが好ましい。焼成度は、比表面積が大きいものほ
ど軽焼タイプのアルミナであることを示し、高温下で使
用した際、焼結性に優れるが収縮が大きくなる欠点も有
する。比表面積が大きいとアルミナセメントにした際の
流動性が低下し、逆に小さいと流動性が向上する傾向を
示す。また、比表面積が大きいと不定形耐火物に配合し
た際、高温での焼結性は向上するものの、過焼結によ
り、耐スポーリング性が低下し、収縮も大きくなる傾向
を示す。比表面積が小さいアルミナを配合したものは、
逆の傾向を示す。このため、本発明に配合するアルミナ
の選択は、アルミナセメントの特性を大きく左右するた
め、慎重に行うべきであり、不定形耐火物に配合した際
の要求品質に応じて、適宜決定すべきものであるが、本
発明では、α-Al₂O₃の一次粒子径が30〜100μで、アル
ミナの焼成度が0.2〜100m²/gが好ましく、一次粒子径40
〜80μで、0.3〜10m²/gがより好ましく、流動性、硬化
性、強度発現性、収縮率、及び耐スポーリング性の面か
ら、一次粒子径が45〜65μで、焼成度が0.5〜２m²/gが
最も好ましい。

【００３９】また、α-Al₂O₃の純度は、通常のバイヤー
プロセスによって製造されたアルミナであれば、Al₂O₃9
8重量％以上の純度の確保が可能である。本発明では、A
l₂O₃の純度は高いことにこしたことはないが、98重量％
以上あれば充分である。α-Al₂O₃では、Al₂O₃純度の他
に不純物としてのNa₂O量が問題であって、Na₂Oが多いと
アルミナセメントにした際、流動性が低下したり、耐火
性が低下したり、高温で収縮したりする場合がある。そ
のため、Na₂O量は少ない方が好ましく、0.5重量％以下
が好ましく、0.35重量％以下がより好ましい。

【００４０】本発明では、このα-Al₂O₃とアルミナセメ
ントのクリンカーとを配合し、粉砕機で混合粉砕する
か、α-Al₂O₃を単独でアルミナセメント相当の粒度まで
粉砕後、クリンカー粉砕物と混合することも可能であ
る。α-Al₂O₃を単独で粉砕する場合は、Dp50が１〜10μ
程度まで粉砕することが好ましい。本発明では、α-Al₂
O₃をクリンカーと混合粉砕した方がアルミナセメント粒
子との馴染みが良く、またアルミナセメント中に均一に
混合されるため、不定形耐火物に使用した際、硬化体組
織が均一になり、耐食性が向上する傾向がある。

【００４１】α-Al_２O_３の使用量は、アルミナセメント
物質とα-Al_２O_３からなるアルミナセメント100重量部
中、０〜50重量部が好ましく、10〜40重量部がより好ま
しい。α-Al_２O_３の使用量を増量すると、耐火性や高温
での焼成強度は増加するが、常温での養生強度や乾燥強
度が低下し、流動性も低下する傾向があり、配合するク
リンカーの成分組成との兼ね合いがあるが、α-Al_２O_３
配合後の化学成分比が、CaO21〜28重量％、Al_２O_３70〜
78重量％、及びSiO_２１〜４重量％の範囲になるように
配合したものが、流動性が良好で、高強度発現性が得ら
れる面からより好ましい。CaOやSiO_２が多いと耐食性や
耐火度が著しく低下する傾向がある。耐火骨材としてマ
グネシア質骨材を配合した不定形耐火物の場合、アルミ
ナセメント中のα-Al_２O_３が多いと、高温下でマグネシ
アと反応し、マグネシアスピネルを生成することがあ
り、その過程で体積膨張する傾向を示すため、アルミナ
セメント中のα-Al_２O_３が80重量％を越えるように多量
に配合することは、目的とする不定形耐火物で配合する
耐火骨材の種類と添加量によっては好ましくない。

【００４２】さらに、本発明では、アルミナセメントや
不定形耐火物の流動性の改善目的で、通常、不定形耐火
物に配合される、例えば、耐火物 33-59,p3-7,1981、耐
火物33-393,p31-34,1981、及び耐火物 40-5,p270-278,1
988等に記載されている、硬化遅延剤や硬化促進剤など
の添加剤や、流動化剤等を併用することが可能である。

【００４３】硬化遅延剤としては、カルボン酸類、アル
カリ金属炭酸塩、ホウ酸類、ポリアクリル酸類、ポリメ
タクリル酸類、及びリン酸類が挙げられ、そのうち、カ
ルボン酸又はそのアルカリ塩の使用が好ましい。

【００４４】ここで、カルボン酸類とは、オキシカルボ
ン酸類であって、具体的には、クエン酸、グルコン酸、
酒石酸、コハク酸、乳酸、リンゴ酸、及びサリチル酸又
はそれらのナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム
塩等のアルカリ塩等が挙げられる。これらのうち、クエ
ン酸又はそのアルカリ塩、中でもクエン酸ナトリウムや
クエン酸カリウムの使用が好ましい。カルボン酸類の純
度は特に限定されるものではないが、現在、工業的に精
製されているカルボン酸類の使用が可能であって、目的
とするカルボン酸類の純度が80重量％程度以上が好まし
い。中でも、不純物として硫酸塩が0.05重量％以下のク
エン酸又はその塩や、20℃における１重量％濃度の水溶
液のｐＨが７〜10のクエン酸又はその塩を使用すること
は、可使時間に優れるため好ましい。

【００４５】アルカリ金属炭酸塩としては、無機の炭酸
塩のいずれも使用可能であるが、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウム
等のアルカリ金属炭酸塩の使用が好ましく、その含水塩
や無水塩のいずれの使用も可能である。これらのうち、
炭酸ナトリウムの使用が好ましく、JIS K 1201やJISK 8
625で規定される炭酸ナトリウムを使用することが可能
である。アルカリ金属炭酸塩の粒度は、アルミナセメン
トと混合した際、水に溶解しやすいように、細かいもの
程好ましく、100メッシュ以下、特に、200メッシュ以下
が好ましい。アルカリ金属炭酸塩の純度は特に限定され
るものではないが、現在、工業的に精製されているアル
カリ金属炭酸塩の使用が可能であって、目的とする炭酸
塩の純度が80重量％程度以上のものの使用が好ましい。

【００４６】ホウ酸類とはホウ酸又はそのアルカリ塩を
いう。ホウ酸は、別名ボール酸、正ホウ酸、又はオルソ
ホウ酸と呼ばれ、H₃BO₄で示され、ピロホウ酸、テトラ
ホウ酸、及びメタホウ酸を含有するものである。ホウ酸
の製造方法は特に限定されるものではないが、通常、ホ
ウ酸の原鉱石に硫酸を加えて加熱分解し、ホウ酸を遊離
させて分離抽出後、精製する。ホウ酸のアルカリ塩とし
ては、ナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩等
が挙げられ、そのうち、ナトリウム塩又はカリウム塩の
使用が好ましく、その含水化合物や無水化合物のいずれ
の使用も可能である。ホウ酸類の粒度は、アルミナセメ
ントに混合した際、水に溶解しやすいように小さければ
小さいほど好ましい。また、ホウ酸類の純度は特に限定
されるものではないが、現在、工業的に精製されている
ホウ酸の使用が可能であって、ホウ酸中のBO₄分が80重
量％以上が好ましい。

【００４７】ポリアクリル酸類としては、ポリアクリル
酸又はこれらの塩で、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリ
アクリル酸カリウム、及びポリアクリル酸アンモニウム
等が挙げられるが、これらの中で、性能、価格、入手し
易さ、及び取扱い易さ等からポリアクリル酸ナトリウム
の使用が最も好ましい。

【００４８】ポリメタクリル酸類とは、ポリメタクリル
酸又はこれらの塩で、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポ
リメタクリル酸カリウム、及びポリメタクリル酸アンモ
ニウム等が挙げられるが、これらの中で、性能、価格、
入手し易さ、及び取扱い易さ等からポリメタクリル酸ナ
トリウムの使用が最も好ましい。

【００４９】リン酸類とは、ヘキサメタリン酸、トリポ
リリン酸、及びピロリン酸又はそのアルカリ塩等が挙げ
られる。

【００５０】また、硬化促進剤としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、及び水酸化カルシウム等の水酸
化物や、炭酸リチウム等のリチウム塩が挙げられ、その
うちリチウム塩の使用が硬化促進作用が強い面から好ま
しい。

【００５１】添加剤の使用量は、アルミナセメント100
重量部に対して、0.5〜2.5重量部が好ましく、1.0〜2.0
重量部がより好ましい。0.5重量部未満では作業性が低
下する場合があり、2.5重量部を越えると硬化が遅延し
たり、強度が低下する場合がある。

【００５２】流動化剤は、セメント分散性に優れる界面
活性剤を主成分とする混和剤であって、一般には、ナフ
タレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩(ナフタレン
系)、メラミン樹脂スルホン酸ホルマリン縮合物の塩(メ
ラミン系)、及びオレフィン／マレイン酸共重合物の塩
(カルボン酸系)等が使用可能である。具体的にはβ−ナ
フタレンスルホン酸高縮合物のナトリウム塩、クレオソ
ート油スルホン酸縮合物のナトリウム塩、β−ナフタレ
ンスルホン酸低縮合物のナトリウム塩、及びポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる。流動
化剤の使用量は特に限定されるものではないが、アルミ
ナセメントと耐火骨材からなる不定形耐火物100重量部
に対し、0.5〜５重量部が好ましい。

【００５３】添加剤や流動化剤の配合方法は特に限定さ
れるものではなく、添加剤等を所定の割合になるように
配合し、あらかじめ粉砕したアルミナセメントと、Ｖ型
ブレンダー、コーンブレンダー、ナウタミキサー、パン
型ミキサー、及びオムニミキサー等の混合機を用いて均
一混合するか、あるいは、所定の割合でアルミナセメン
トと添加剤等を配合後、振動ミル、チューブミル、ボー
ルミル、及びローラーミル等の粉砕機で混合粉砕するこ
とが可能である。また、本発明では、添加剤等を100〜4
00℃の温度で加熱し、アルミナセメントと混合するか、
又は添加剤等とアルミナセメントとを一緒に混合したも
のを加熱する方法が可能である。加熱方法としては、粉
砕と同時に加熱する方法、輸送時に熱風で加熱する方
法、輸送機械を加熱する方法、及び貯蔵時に加熱する方
法等が可能である。

【００５４】これらの添加剤は、ＩＣＰ、ＩＣＰＡ、Ｇ
Ｃ−ＭＳ、ＮＭＲ、ＨＰＬＣ、及びＦＴ−ＩＲ等の機器
分析、キレート分析、及び放射化分析法等で種類と量比
とを特定化することが可能である。

【００５５】本発明で使用する水は特に限定されるもの
ではなく、水道水、天然水、及び河川水等、一般のコン
クリート用として使用される水が使用できるが、Na⁺、K
⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、及びCl^-等の可溶性成分の少ない水の使
用が好ましい。水の使用量は目的とする不定形耐火物に
よって適宜決定され、特に限定されるものではないが、
その量が多いとブリージングしたり強度が低下する。そ
のため、流し込み施工する不定形耐火物では、通常、不
定形耐火物100重量部に対して、２〜20重量部が好まし
い。一般的には、JIS R 2553記載の方法で測定したフロ
ー値が130〜240mmになるように水を添加することが好ま
しい。

【００５６】本発明で使用する耐火骨材とは、耐火骨材
92〜99重量％とアルミナセメント１〜８重量％からなる
低セメントキャスタブルタイプに使用することが好まし
いもので、通常、不定形耐火物に使用されている耐火骨
材が使用可能である。具体的には、溶融マグネシア、焼
結マグネシア、天然マグネシア、及び軽焼マグネシア等
のマグネシア質、溶融マグネシアスピネルや焼結マグネ
シアスピネルなどのマグネシアスピネル質、溶融アルミ
ナ、焼結アルミナ、軽焼アルミナ、及び易焼結アルミナ
等のアルミナ質、オイルピッチ、タール、及び鱗状黒鉛
等のカーボン質、並びに、シリカヒューム、コロイダル
シリカ、軽焼アルミナ、及び易焼結アルミナ等の超微粉
等が挙げられ、その他、溶融シリカ、焼成ムライト、酸
化クロム、ボーキサイト、アンダルサイト、シリマナイ
ト、シャモット、ケイ石、ロー石、粘土、ジルコン、ジ
ルコニア、ドロマイト、パーライト、バーミキュライ
ト、煉瓦屑、陶器屑、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化珪
素、及び窒化珪素鉄等の使用が可能である。特に、本発
明の不定形耐火物においては、耐食性、耐用性(耐久
性)、及び耐火性の面から、マグネシア質骨材、マグネ
シアスピネル質骨材、アルミナ質骨材、カーボン質骨
材、超微粉、並びに、シャモットや炭化珪素等の骨材の
中から選ばれた一種又は二種以上の耐火骨材を配合する
ことが好ましい。また、鉄鋼製造プロセスの溶鋼工程に
使用する場合は、スラグ浸透抑制の面から、マグネシア
質骨材とアルミナ質骨材の併用、又はマグネシアスピネ
ル質骨材とアルミナ質骨材の併用が好ましく、溶銑工程
に使用する場合には、電融アルミナや焼結アルミナなど
のアルミナ質骨材とカーボン質骨材、シリカヒューム等
の超微粉、及び添加剤等との併用が好ましい。

【００５７】ここで、マグネシア質骨材とは、海水法に
より海水から抽出された水酸化マグネシウム、炭酸マグ
ネシウム、天然マグネシアであるマグネサイト、又は天
然炭酸マグネシウムをロータリーキルン等で焼成して得
られる焼結マグネシアクリンカーを、また、その焼結マ
グネシアクリンカーを電気炉等で溶融して得られる電融
マグネシアクリンカーを、さらには、焼結マグネシアク
リンカーと電融マグネシアクリンカーの混合物等を所定
のサイズに粉砕し、篩い分けしたものであって、MgOの
純度が80重量％以上のものが不定形耐火物に使用した
際、耐食性に優れる面で好ましく、SiO₂やTiO₂などの不
純物が少ないものが好ましく、MgOの純度が95重量％以
上であり、CaOの含有率が２重量％以下、SiO₂の含有率
が0.5重量％以下、及びB₂O₃の含有率が0.5重量％以下の
マグネシアが、耐食性に優れる面から好ましい。この
他、スピネルコーティングしたマグネシア、粒界にチタ
ン酸マグネシウムを含有させたマグネシア、マグネシア
粒子表面にカルシウムアルミネートを生成させたマグネ
シア、塩基性煉瓦に使用される、高純度、高嵩密度、及
び粗大結晶粒の特殊なマグネシアクリンカー、並びに、
耐熱スポーリング性を向上させたマグネシア・ジルコニ
アクリンカー等を粉砕した特殊なマグネシアも使用可能
である。マグネシアクリンカーにおけるMgO／Al₂O₃モル
比は、１／１〜0.1／１が好ましく、0.4／１〜0.2／１
が不定形耐火物に配合した際、耐用性に優れる面からよ
り好ましい。

【００５８】マグネシアスピネル質骨材とは、水酸化マ
グネシウムや仮焼マグネシア等のMgO原料と、水酸化ア
ルミニウムや仮焼アルミナ等のAl₂O₃原料とを、所定の
割合になるように配合し、ロータリーキルン等の焼成装
置を用いて、約1,800〜1,900℃の温度で反応・焼成させ
たスピネルクリンカーを、また、電気炉などの溶融装置
にて溶融したマグネシアスピネルクリンカーを、さらに
は、これらの焼成したものと溶融したものを混合したク
リンカー等を所定のサイズに粉砕し、篩い分けしたもの
である。

【００５９】アルミナ質骨材とは、水酸化アルミニウム
や仮焼アルミナなどのAl₂O₃原料を、電気炉等の溶融装
置やロータリーキルン等の焼成装置によって、溶融及び
／又は焼成したものを、所定のサイズに粉砕し、篩い分
けしたものであって、鉱物組成としては、α-Al₂O₃やβ
-Al₂O₃などと示される酸化アルミニウムであり、焼結ア
ルミナ、仮焼アルミナ、及び易焼結アルミナ等と呼ばれ
るものである。通常、Al₂O₃を90重量％以上含有するα-
Al₂O₃の使用が最も好ましい。また、アルミナとジルコ
ニアクリンカーとを溶融して得られる、耐熱スポーリン
グ性を向上させたアルミナ・ジルコニアクリンカー等の
使用も可能である。

【００６０】耐火骨材は、通常、５〜３mm、４〜１mm、
３〜１mm、１mm下、200メッシュ下、及び325メッシュ下
等の粒度のものを要求物性に応じて配合する。

【００６１】本発明において、耐火骨材として、さら
に、粒径が微小の粉体である超微粉を使用することが可
能である。

【００６２】ここで、超微粉とは、粒径10μ以下の粒子
が80重量％以上の耐火性微粉末であって、平均粒子径が
１μ以下で、ＢＥＴ法による比表面積が10m²/g以上のも
のが、不定形耐火物に配合した際、流動性が確保でき、
高強度発現性を有するため好ましい。具体的には、シリ
カヒューム、コロイダルシリカ、易焼結アルミナ、非晶
質シリカ、ジルコン、炭化珪素、窒化珪素、酸化クロ
ム、及び酸化チタン等の無機微粉が使用可能であり、こ
のうち、シリカヒューム、コロイダルシリカ、及び易焼
結アルミナの使用が好ましい。特に、低セメントキャス
タブルに使用するシリカヒュームは、スラリーにした際
のｐＨが分散性を左右することから重要であって、弱酸
性から酸性のものが特に可使時間が確保できる面から好
ましい。

【００６３】本発明の耐火骨材の使用量は、施工場所に
よって適宜決定すべきものであり、特に限定されるもの
ではないが、不定形耐火物100重量部中、50〜99重量部
が好ましく、耐食性の面から、85〜90重量部がより好ま
しい。耐火骨材としてシリカヒューム等の超微粉を低セ
メントキャスタブルに使用する場合は、アルミナセメン
ト２〜６重量部、耐火骨材94〜98重量部、及びシリカヒ
ューム５重量部以下とする配合が、著しく流動性と可使
時間を確保できる面から好ましい。

【００６４】本発明の不定形耐火物の製造方法は特に限
定されるものではないが、通常の不定形耐火物の製造方
法に準じ、各構成原料を所定の割合になるように配合
し、Ｖ型ブレンダー、コーンブレンダー、ナウターミキ
サー、パン型ミキサー、及びオムニミキサー等の混合機
を用いて均一混合するか、あるいは、所定の割合で混練
り施工する際、混練り機に直接秤込むことも可能であ
る。

【００６５】さらに、本発明の不定形耐火物には、硬化
体を乾燥する際に生じやすい爆裂を防止する目的で、金
属アルミニウムやシリコン合金などの金属粉末、ビニル
繊維やポリプロピレンなどの有機繊維、窒素含有ガス生
成物、及びデキストリン等の爆裂防止剤を必要に応じて
配合することも可能である。爆裂防止剤の使用量は目的
とする耐爆裂性に応じて適宜決定すべきもので一義的に
決定することはできないが、一般的には、不定形耐火物
100重量部に対して、0.05〜５重量部配合することが可
能である。

【００６６】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに説明す
る。

【００６７】実施例１ CaO原料、Al₂O₃原料、及びSiO₂原料を配合し、電気炉に
て溶融後、高圧冷却エアーにより溶融物を急冷して、所
定の鉱物組成のクリンカーを合成した。合成したクリン
カーを、ブレーン値が約4,800cm²/gになるようにバッチ
式ボールミルで粉砕し、粉砕時間によってブレーン値を
調整して本発明のアルミナセメントを製造した。このア
ルミナセメント３重量部、粒度４〜１mmの耐火骨材ａ79
重量部、粒度１mm下の耐火骨材ｂ18重量部、超微粉であ
る耐火骨材ｃ３重量部、添加剤Ａ0.05重量部、及び添加
剤Ｂ0.03重量部を配合して不定形耐火物を製造した。製
造した不定形耐火物100重量部に対して、水7.2重量部を
加え、ミキサーで５分間混練り後、鉱物組成、流動性と
してフロー値、可使時間、硬化時間、常温強度として養
生強度や乾燥強度、及び高温強度として焼成強度をそれ
ぞれ測定した。測定は全て30℃恒温室内で行った。結果
を表１に併記する。

【００６８】＜使用材料＞ CaO原料：市販生石灰 Al₂O₃原料：バイヤー法により製造された高純度アルミ
ナ、市販品、Al₂O₃純度99重量％、平均粒子径70μ SiO₂原料：市販、溶融シリカ α-Al₂O₃ ：市販品、純度99.9重量％、平均粒子径50μ 耐火骨材ａ：焼結アルミナ、市販品耐火骨材ｂ：微粉アルミナ、市販品耐火骨材ｃ：シリカヒューム、市販品添加剤Ａ：試薬、トリポリリン酸ナトリウム添加剤Ｂ：ホウ酸、市販品アルミナセメントα：市販品、主鉱物組成CA82重量％、
CA₂18重量％

【００６９】＜測定方法＞鉱物組成：Ｘ線回折装置により、Zevine法により定量
した鉱物組成量フロー値：流動性の評価、30℃恒温室内に混練り物を
所定時間放置した後、15回タッピングして測定可使時間：30℃恒温室内に混練り物をナイロン袋に移
し取り、触指にて硬化するまでに要した時間硬化時間：温度記録計を用いて、30℃恒温室内に混練
り物を放置した際の注水から発熱温度が最大に到達する
までの時間養生強度：常温強度、４×４×16cmの型枠に混練り物
を入れ、30℃恒温室内で24時間養生後の圧縮強度乾燥強度：常温強度、24時間養生後、さらに、110℃
にて24時間乾燥後の圧縮強度焼成強度：高温強度、110℃で乾燥後、シリコニット
電気炉にいれ、1,000℃で２時間焼成した後、室温まで
放冷したものの圧縮強度

【００７０】

【表１】

【００７１】表１に示すように、本発明の不定形耐火物
は、従来の市販アルミナセメントを配合したものに比べ
て、流動性が良好で、可使時間も長く、硬化時間や圧縮
強度とも問題のないものであった。

【００７２】実施例２５〜３mmの骨材(骨材)として耐火骨材ｄ40重量％、３
〜１mmの骨材(骨材)として耐火骨材ｄ45重量％、１mm
下の骨材(骨材)として耐火骨材ｄ10重量％、及び200
メッシュ下の骨材(骨材)として耐火骨材ｅ５重量％を
配合して耐火骨材とした。この耐火骨材と、CA60重量
％、CA₂20重量％、及びC₂AS20重量％のアルミナセメン
トとを表２に示す割合に配合し、千代田技研工業社製オ
ムニミキサーで、20分間混合し、本発明の不定形耐火物
を製造した。この不定形耐火物100重量部に対して、10
重量部の水を添加してモタルミキサーにて、30℃恒温室
内で混練りしたこと以外は実施例１と同様に行った。結
果を表２に併記する。

【００７３】＜使用材料＞耐火骨材ｄ：電融アルミナ、市販品耐火骨材ｅ：仮焼アルミナ、市販品

【００７４】

【表２】

【００７５】表２に示すように、本発明の不定形耐火物
は、従来の市販アルミナセメントを配合したものに比べ
て、流動性が良好で、可使時間も長く、硬化時間や圧縮
強度とも問題のないものであった。

【００７６】実施例３アルミナセメントを10重量部、耐火骨材を90重量部と
し、表３に示す種類の骨材、骨材、骨材、及び骨
材を使用したこと以外は実施例２と同様に行った。結
果を表３に併記する。

【００７７】＜使用材料＞耐火骨材ｆ：焼結マグネシアスピネル、市販品耐火骨材ｇ：焼結マグネシア、市販品

【００７８】

【表３】

【００７９】実施例４アルミナセメント10重量部と耐火骨材90重量部とからな
る不定形耐火物100重量部に対して、表４に示す種類の
添加剤0.05重量部を配合したこと以外は実施例２と同様
に行った。結果を表４に示す。

【００８０】＜使用材料＞添加剤Ｃ：ポリアクリル酸ナトリウム、市販品添加剤Ｄ：クエン酸ナトリウム、市販品

【００８１】

【表４】

【００８２】実施例５ CA60重量％、CA₂20重量％、及びC₂AS20重量％のアルミ
ナセメント物質を使用し、バッチ式ボールミルによる粉
砕時間を変えてブレーン値の異なるアルミナセメントを
試作した。試作したアルミナセメント10重量部と耐火骨
材90重量部とを配合したこと以外は実施例２と同様に行
った。結果を表５に併記する。

【００８３】

【表５】

【００８４】表５に示すように、本発明のアルミナセメ
ントは、ブレーン値が大きくなると可使時間と硬化時間
とが短くなる傾向を示すものの、圧縮強度は増加傾向に
あり、粉砕時のブレーン値をコントロールすることで、
可使時間等の特性を制御することが可能である。

【００８５】実施例６鉱物組成がCA60重量％、CA₂20重量％、及びC₂AS20重量
％となるように各種原料を配合して、電気炉にてクリン
カーを製造する際、高圧エアーの量を変化して溶融物の
ガラス化率を変え、ガラス化率の異なるアルミナセメン
ト物質を製造した。製造したアルミナセメント物質を、
バッチ式ボールミルにより粉砕し、ブレーン値を4,900c
m²/gに調整したこと以外は実施例１と同様に行った。結
果を表６に併記する。

【００８６】

【表６】

【００８７】表６に示すように、本発明のアルミナセメ
ントは、ガラス化率が大きくなると可使時間が長くな
り、硬化時間が短く傾向を示す。本発明においては、ア
ルミナセメントのガラス化率をコントロールすること
で、可使時間等の特性を制御することが可能である。

【００８８】

【発明の効果】本発明のアルミナセメント物質、それを
含有してなるアルミナセメント、及びそれを用いた不定
形耐火物は、従来品にない高流動性と可使時間とを確保
できるものであり、硬化性と強度発現性とも問題のない
ものであった。本発明品を耐火物分野に使用した場合、
ポンプ施工や無振動施工などの省力化施工方法に対応が
可能であり、従来品に見られた施工途中での混練り物の
硬化トラブルの発生が防止できる。また、化学プラント
のライニング材料や流動性と可使時間を重要視するよう
な土木建築材料としても使用可能である。さらには、水
硬性セラミックス、触媒材料、及び耐食材料等へも広く
適応可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 7/32 C04B 28/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 CaO ・ Al _２ O _３、CaO ・ 2Al _２ O _３、及び2CaO ・
Al _２ O _３・ SiO _２の鉱物組成を含有してなり、鉱物組成の
割合が、CaO・Al_２O_３20〜80重量％、CaO・2Al_２O_３５〜5
0重量％、及び2CaO・Al_２O_３・SiO_２５〜60重量％である
ことを特徴とするアルミナセメント物質。
【請求項２】請求項１記載のアルミナセメント物質を
含有してなるアルミナセメント。
【請求項３】請求項２記載のアルミナセメントと耐火
骨材とを含有してなる不定形耐火物。