JP3523298B2 - セメント組成物 - Google Patents
セメント組成物Info
- Publication number
- JP3523298B2 JP3523298B2 JP22706993A JP22706993A JP3523298B2 JP 3523298 B2 JP3523298 B2 JP 3523298B2 JP 22706993 A JP22706993 A JP 22706993A JP 22706993 A JP22706993 A JP 22706993A JP 3523298 B2 JP3523298 B2 JP 3523298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- parts
- acid
- alumina
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- C04B28/06—Aluminous cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セメント組成物、特
に、可使時間を延長し、適当な硬化時間を得ることがで
き、良好な流動性や強度発現性を確保することが可能な
セメント組成物に関する。 【０００２】本発明のセメント組成物は、耐火コンクリ
ート等の耐火物分野をはじめとし、土木・建材分野など
に広く使用可能である。なお、本発明に記載の％は、特
に記載のない限り重量％である。 【０００３】 【従来の技術とその課題】従来から、アルミナセメント
の可使時間を延長し、適当な硬化時間を得るために、ま
た、良好な流動性や強度発現性を確保するために、糖
類、カルボン酸類、リン酸類、及びホウ酸類等をアルミ
ナセメントの硬化調整剤として併用したアルミナセメン
トが提案されている（HIGH-ALMINA CEMENTS AND CONCRE
TES T.D.ROBSON P129-133 1962年発行）。 【０００４】しかしながら、この種のアルミナセメント
は、キャスタブルに配合した時の可使時間が確保でき
ず、流動性や強度発現性に欠けるなどの課題があった。 【０００５】また、クエン酸、酒石酸、及びスルホン酸
系アニオン界面活性剤からなる凝結調整剤を併用したア
ルミナセメント、ヒドロオキシカルボン酸と無機炭酸塩
からなる凝結調整剤を併用したアルミナセメント、水溶
性のポリアクリル酸又はその塩と、アルカリ金属炭酸塩
及び／又はヒドロオキシカルボン酸又はその塩を併用し
たアルミナセメント、水溶性ポリメタクリル酸又はその
塩、メタクリル酸−アクリル酸共重合体又はその塩と、
アルカリ金属炭酸塩及び／又はヒドロオキシカルボン酸
又はその塩を含有してなるアルミナセメント、並びに、
水溶性ポリアクリル酸及び／又はポリメタクリル酸、ヒ
ドロオキシカルボン酸、及び無機炭酸塩からなる分散剤
を併用したアルミナセメント等も提案されている（特開
昭49-52216号公報、特開昭50-28090号公報、特開昭55-7
5947号公報、特開昭55-75948号公報、及び特開昭55-121
933号公報等）。 【０００６】しかしながら、これらのアルミナセメント
も、配合してキャスタブルにした時にアルミナセメント
に要求される機能、特に、可使時間が長く取れ、適当な
硬化時間、良好な流動性、及び良好な強度発現性を確保
するといった機能が十分満足されるものではなかった。
即ち、可使時間を延長させ、流動性を向上させようとす
ると、硬化時間が遅れ、強度発現性も悪くなる。逆に、
強度発現性を向上させようとすると流動性が悪くなり、
可使時間が短くなるといった相反する傾向が強くみられ
るなどの課題があった。 【０００７】また、最近、施工物の大型化や異形化が進
んでおり、可使時間の確保と流動性のさらなる向上が要
求され、従来技術では対応が困難であった。 【０００８】本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭
意検討を重ねた結果、特定の材料を組み合わせることに
よって、流動性を損なうことなく、可使時間が長く取
れ、適当な硬化時間と優れた強度発現性が確保できる知
見を得て本発明を完成するに至った。 【０００９】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネート、アクリル酸−メタクリル酸共重合
体、炭酸塩、ホウ酸、及びカルボン酸類を含有してな
り、アクリル酸−メタクリル酸共重合体100重量部に対
して、炭酸塩が10〜100重量部、ホウ酸類が10〜100重量
部、及びカルボン酸類が10〜200重量部であるセメント
組成物である。 【００１０】以下、本発明を詳しく説明する。 【００１１】本発明に係るカルシウムアルミネートと
は、アルミナ原料としてボーキサイト、アルミ残灰、バ
イヤーアルミナ、電融アルミナ、及び焼結アルミナ等の
精製アルミナを、カルシア原料として、石灰石、炭酸カ
ルシウム、生石灰、及び水酸化カルシウム等を用い、所
定の鉱物が生成するような割合で配合し、電気炉、反射
炉、平炉、転炉、及びロータリーキルン等で、溶融及び
／又は焼成して得られた水硬性鉱物を、ボールミル、チ
ューブミル、振動ミル、ジェットミル、ローラーミル、
及びタワーミル等の粉砕機で粉砕して得られるものであ
る。 【００１２】カルシウムアルミネートの鉱物組成は、Ca
OをC、Al2O3をAとすると、通常、C3A、CA、C12A7、及び
CA2等と示される水硬性カルシウムアルミネートを主体
とする鉱物で、結晶質、非晶質いずれの使用も可能であ
る。カルシウムアルミネートの鉱物組成は、特に限定さ
れるものではないが、CAとC12A7を主体とし、CAとC12A7
の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である
回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であることが好
ましく、0.3〜５であることがより好ましく、0.5〜３で
あることが適当な硬化時間と優れた強度発現性を示すの
で最も好ましい。回折強度比が0.1未満では硬化時間が
遅延しやすく、逆に10を越えると可使時間の延長と良好
な流動性が確保できない恐れがある。ここでいう回折強
度比とは、Cu−Kα線のＸ線を照射した時の回折強度
で、CAの結晶格子数ｄ値4.67Åと、C12A7のｄ値4.89Å
の回折強度比である。本発明のカルシウムアルミネート
の製造方法は特に制限されるものではないが、例えば、
CAとC12A7の生成比がC12A7/CA＝0.1〜10の範囲になるよ
うに、CAとC1 2A7を個別に製造して混合しても良く、CA
とC12A7を前記生成比になるように一度に製造すること
も可能である。特に、焼成法によって製造したカルシウ
ムアルミネートを使用することは強度発現性が優れるた
め好ましい。 【００１３】焼成法で製造する場合の原料配合割合は、
重量比でCaOが20〜60％、Al2O3が80〜40％が好ましく、
CaOが30〜40％、Al2O3が70〜60％がより好ましい。カル
シウムアルミネートの焼成温度としては、1,000〜1,600
℃が好ましく、1,200〜1,500℃がより好ましい。 【００１４】本発明のカルシウムアルミネートは、不純
物として、2CaO・Al2O3・SiO2、4CaO・Al2O・Fe2O3、及びCa
O・TiO2等を含有するものの使用も可能であるが、カルシ
ウムアルミネートを配合してキャスタブルとした際、Ca
OとAl2O3以外の、例えば、SiO2、TiO2、Fe2O3 、及びMg
O等の不純物が、高温時の収縮の原因となったり、低融
点化合物を生成するなどのため、これらの不純物の含有
量は少ない方が好ましい。 【００１５】カルシウムアルミネートの粒度は、細かい
方が流動性や強度発現性に優れるため好ましく、JIS R
2521で規定されるブレーン法による測定法で、比表面積
は3,000cm2/g以上が好ましく、4,000cm2/g以上がより好
ましく、6,000cm2/g以上が最も好ましい。また、カルシ
ウムアルミネートの平均粒子径は20μm以下が好まし
く、５μm以下がより好ましい。平均粒子径が小さけれ
ば小さいほど、水と混練りして使用する際にチクソトロ
ピックな高流動性が発揮できるため好ましい。 【００１６】本発明に係るアクリル酸−メタクリル酸共
重合体とは、アクリル酸又はアクリル酸の無機塩とメタ
クリル酸又はメタクリル酸の無機塩の共重合体であっ
て、ナトリウム塩やカリウム塩などの使用が可能である
が、入手しやすさからナトリウム塩の使用が好ましい。
なかでも、水に可溶な重合体で、固形分95％以上、25℃
における40％濃度のスラリー粘度が10,000cps以下の可
溶性重合度タイプのものの使用が、セメントの流動性を
向上する面から好ましい。水溶性スラリーの粘度は、Ｂ
型粘度計によって測定できるもので、重合度を表してお
り、重合度が高いものほど粘度も大きくなる傾向にあ
り、本発明では、25℃における40％濃度のスラリー粘度
が100〜2,000cpsのものを使用することが好ましく、300
〜1,000cpsのものを使用することがより好ましい。 【００１７】ここで、アクリル酸とは、ポリアクリル
酸、アクリル酸、及びアクリル酸の誘導体又はそれらの
アルカリ塩であって、具体的には、ポリアクリル酸又は
そのアルカリ塩、アクリル酸又はそのアルカリ塩、及び
ポリアクリル酸エステル共重合体又はそのアルカリ塩等
である。また、共重合体としては架橋分岐型の共重合体
が好ましい。 【００１８】また、メタクリル酸とは、ポリメタクリル
酸、メタクリル酸、及びメタクリル酸の誘導体又はそれ
らのアルカリ塩であって、具体的には、ポリメタクリル
酸又はそのアルカリ塩、メタクリル酸又はそのアルカリ
塩、及びポリメタクリル酸エステル共重合体又はそのア
ルカリ塩等である。また、共重合体としては架橋分岐型
の共重合体が好ましい。 【００１９】アクリル酸とメタクリル酸の共重合割合
は、重量比で、アクリル酸／メタクリル酸が９／１〜４
／６の割合であることが好ましく、特に、８／２〜５／
５の範囲の共重合体が分散作用に優れ好ましい。特に好
ましい共重合体の組み合わせは、アクリル酸ナトリウム
／メタクリル酸ナトリウムが８／２〜５／５である。ア
クリル酸の割合が多過ぎると、アクリル酸の特徴が強く
なり、流動性と凝集時間が早くなる傾向を示し、アクリ
ル酸の割合が少な過ぎると、メタクリル酸の特徴を強く
示し、混練り時の粘性が高くなり、また、硬化遅延を生
じやすくなるばかりでなく、共重合が不可能となる傾向
があり好ましくない。 【００２０】本発明において、アクリル酸−メタクリル
酸共重合体(以下本共重合体という)の水溶性スラリーの
イオン性やｐＨは、特に限定されるものではないが、カ
ルシウムアルミネートと配合した際、より大きな流動性
を得るために、本共重合体がアニオン性で、かつ、25℃
における１％濃度の水溶性スラリーのｐＨが中性からア
ルカリ性であることが重要で、特にｐＨが7.5〜11の範
囲のものが好ましい。また、本共重合体を、あらかじめ
カルシウムアルミネートにプレミックスすることがで
き、施工時に別途に投入したり、混合したりする手間が
削減できる面から、粉末タイプであることが好ましい。
本共重合体の粉末化は、液状品をスプレードライヤー等
の乾燥機で乾燥処理するなどして製造することが可能で
ある。 【００２１】本発明に係る炭酸塩としては、無機炭酸塩
のいずれの使用も可能であるが、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、及び
炭酸水素カリウム等の炭酸アルカリ塩の使用が好まし
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、入手しやすさから炭酸ナトリウムの使用
が好ましく、JIS K 1201、JIS K 8624、及びJIS K 8625
で規定される炭酸ナトリウムの使用が可能である。炭酸
塩の粒度は、カルシウムアルミネートと混和した際、水
に溶解しやすいように、細かいものほど好ましく、100
メッシュ以下が好ましく、200メッシュ以下がより好ま
しい。炭酸塩の純度は、特に限定されるものではなく、
現在、工業的に精製されている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％程度以上のものの
使用が好ましい。 【００２２】本発明に係るホウ酸類とは、ホウ酸又はそ
のアルカリ塩である。ここで、ホウ酸とは、別名ボール
酸、正ホウ酸、又はオルソホウ酸と呼ばれるもので、H3
BO3の化学式で表され、ピロホウ酸、テトラホウ酸、又
はメタホウ酸を含有するものの使用も可能である。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、生成し
たホウ酸を遊離させて分離抽出後、精製して得られる。
ホウ酸のアルカリ塩とは、ナトリウム塩やカリウム塩な
どであって、そのうち、ナト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、カルシウムアルミネートと
混和した際、水に溶解しやすいように細かいもの程好ま
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類の使
用が可能であって、ホウ酸類中のBO3分が80％程度以上
のものの使用が好ましい。 【００２３】本発明に係るカルボン酸類とは、キャスタ
ブル混練時の可使時間の延長と流動性を向上のために使
用するもので、オキシカルボン酸又はそのアルカリ塩で
あり、具体的にはクエン酸、酒石酸、コハク酸、乳酸、
及びグルコン酸又はそのアルカリ塩等が挙げられる。ま
た、カルボン酸類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る。こ
れらのうち、クエン酸又はそのアルカリ塩、なかでも、
キャスタブルの可使時間を延長し、適当な硬化時間を
得、流動性や強度発現性を良好にする等の面から、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。
カルボン酸類の粒度は、カルシウムアルミネートと混和
した際、水に溶解しやすいように、細かいものほど好ま
しく、100メッシュ以下が好ましく、200メッシュ以下が
より好ましい。カルボン酸類の純度は、特に限定される
ものではなく、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り、目的とするカルボン酸類の純
度が80％程度以上のものの使用が好ましい。なかでも、
不純物としての硫酸塩が0.05％以下のクエン酸又はその
塩や、20℃における１％水溶液のｐＨが７〜10の範囲の
クエン酸ナトリウム又はクエン酸カリウムを使用するこ
とは、可使時間が長く取れるためより好ましい。 【００２４】上記各材料の配合割合は、本共重合体100
重量部に対して、炭酸塩10〜100重量部、ホウ酸類10〜1
00重量部、及びカルボン酸類10〜200重量部が好まし
い。さらに、本共重合体100重量部に対して、炭酸塩20
〜50重量部、ホウ酸類20〜50重量部、及びカルボン酸類
15〜100重量部がより好ましい。この範囲外では、カル
シウムアルミネートと配合した際、可使時間、硬化時
間、流動性、及び強度発現性等のバランスが取れず、可
使時間が短くなったり、硬化時間が遅延したり、流動性
が不足する傾向がある。 【００２５】本共重合体、炭酸塩、ホウ酸類、及びカル
ボン酸類からなる混合物の使用量は、カルシウムアルミ
ネート100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、
0.5〜５重量部がより好ましい。10重量部を越えると硬
化遅延傾向が強くなり、0.1重量部より少ないと可使時
間が短くなり、流動性が不良となる傾向がある。 【００２６】本発明のセメント組成物は、各種ポルトラ
ンドセメント等のセメントと併用することも可能であ
り、本発明のセメント組成物単独でセメントとして使用
することも可能である。 【００２７】また、本発明のセメント組成物を、高耐火
性や高耐食性を必要とする用途等に使用する際の中間温
度域、即ち、700〜1,200℃近辺で高強度を得るために
は、α−アルミナをさらに配合することは好ましい。 【００２８】ここで、α−アルミナとは、ボーキサイト
からバイヤープロセス等で精製して得られた水酸化アル
ミニウムを、ロータリーキルン等の焼成設備で焼成した
ものであって、バイヤーアルミナ、易焼結アルミナ、又
は仮焼アルミナ等と称されるものである。α−アルミナ
のα化率は70％以上が好ましく、90％以上がより好まし
く、95％以上が高温での焼成強度が優れ、高温での収縮
が小さいため最も好ましい。そして、α−アルミナのAl
2O3含有量は95％以上が好ましく、99％以上がより好ま
しい。また、α−アルミナのNa2O含有量は1.0％以下が
好ましく、0.5％以下がより好ましい。さらに、α−ア
ルミナの窒素ガス吸着によるB.E.T 法で測定した比表面
積は0.1〜100m2/gが好ましく、0.5〜20m2/gがより好ま
しく、２〜10m2/gが最も好ましい。ここで、アルミナの
粉砕は、アルミナ粒子を構成するα結晶の粒子径より小
さく粉砕することが本発明のセメント組成物を使用した
際の作業性、可使時間、及び高温での焼成強度確保等の
面から好ましい。 【００２９】本発明のセメント組成物に、α−アルミナ
を配合する方法としては、ナウタミキサー、パン型ミキ
サー、及びコーンブレンダー等で混合して粉砕する方
法、各々秤量後、ボールミル、チューブミル、振動ミ
ル、ローラーミル、及びタワーミル等の粉砕機で混合粉
砕する方法、あるいは、本発明のアルミナを粉砕機で単
独粉砕した後、混合機で所定の粒度に粉砕したカルシウ
ムアルミネートなどの材料を混合する方法等が挙げられ
る。 【００３０】α−アルミナの配合量は、カルシウムアル
ミネート100重量部に対して、５〜500重量部が養生強度
や乾燥強度の低下が少ない面から好ましく、20〜300重
量部がより好ましい。５重量部未満では、高温での焼成
強度が不十分で、耐火性向上効果が少なく、500重量部
を越えると養生強度や乾燥強度が低下する傾向がある。 【００３１】さらに、本発明では、前記材料各々に、又
は、各材料の混合物に、100〜300℃の温度で30分以上、
好ましくは60分以上、乾燥又は軽焼の処理をすること
は、カルシウムアルミネートと配合した際の流動性が向
上するため好ましく、特に、150〜200℃で処理したもの
は可使時間を長くし、適当な硬化時間を得、流動性や強
度発現性を良好にする等の効果が著しい。 【００３２】なお、カルボン酸類としてグルコン酸又は
その塩を使用する場合は、グルコン酸又はその塩は、20
0℃付近で急激に熱分解を起こすおそれがあるため、他
の材料に後添加することが好ましい。この場合のグルコ
ン酸又はその塩の配合割合は、カルシウムアルミネート
の種類や目的とする要求特性によって適宜決められるべ
きものであるが、通常、カルシウムアルミネート100重
量部に対して、10重量部以下が好ましく、１重量部以下
がより好ましい。グルコン酸塩の添加量が多いと、カル
シウムアルミネートと混合した時に硬化時間が遅延する
傾向がある。 【００３３】本発明のセメント組成物は、ＧＣ−ＭＳ、
Ｃ13−ＮＭＲ、ＨＰＬＣ、及びＦＴ−ＩＲ等の機器分析
や放射化分析法等で特定化することが可能である。 【００３４】本発明を構成する各原料の混合方法は、特
に規定されるものではなく、各原料を所定の割合になる
ように配合しＶ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、所定の割合で配
合した後、振動ミル、チューブミル、及びボールミル等
の粉砕機で混合粉砕することが可能である。 【００３５】また、耐火物用途に使用する場合は、さら
に、シリカヒュームや微粉アルミナなどの粒径３μm 程
度以下の各種超微粉や、アルミナ、マグネシア、スピネ
ル、シャモット、ボーキサイト、及び煉瓦くず等の耐火
骨材を併用することも有効であり、特に、マグネシアや
スピネルなどの塩基性骨材及び／又はアルミナやムライ
トなどの耐火骨材の併用は好ましい。 【００３６】さらに、キャスタブルの硬化乾燥時の爆裂
防止材として、金属アルミニウム、有機質繊維、及び乳
酸アルミニウム等と配合することが可能である。 【００３７】 【実施例】以下、本発明を実施例にて説明する。 【００３８】実施例１ アルミナ源として、比表面積８m2/g、Al2O3が99.6％、N
a2Oが0.35％、α化率が96％、平均粒子径が45μｍの日
本軽金属社製α−アルミナ、商品名「Ａ１２」を用い、カ
ルシア源として、市販の生石灰を用い、それぞれを生成
物中のC12A7とCAのピーク比が所定の値になるように配
合し、シリコニット電気炉で焼成し、カルシウムアルミ
ネートクリンカーを製造し、バッチ式ボールミルで粉砕
してブレーン比表面積6,000cm2/gの各種のカルシウムア
ルミネートを製造した。各種カルシウムアルミネート10
0重量部に対して、本共重合体ａのアクリル酸ナトリウ
ム−メタクリル酸ナトリウム共重合体100重量部、炭酸
塩αの炭酸ナトリウム30重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナ
トリウム20重量部、及びカルボン酸類のクエン酸ナト
リウム20重量部を配合した混合物を、表１に示すように
配合し、千代田技研工業社製オムニミキサー10型で30分
間混合してセメント組成物を作製した。作製したセメン
ト組成物の各物性を30℃の恒温室内で測定した。結果を
表１に併記する。 【００３９】＜測定方法＞ 流動性 ：豊浦標準砂200重量部、セメント組成物100重
量部、及び水60重量部を練り鍋にて３分間混練して作製
した、JIS R 2521記載のモルタルを用いて、30℃で所定
時間放置後、30秒間練り返しを行い、フローテーブルに
より15回タップした後の広がり径を、JIS R 2521に準じ
て測定し、この所定時間経過後のフロー値を流動性とし
た。 可使時間：作製したモルタルをポリ袋に入れ、触指にて
モルタルの柔らかさがなくなるまでに要した時間を可使
時間とした。 硬化時間：作製した混練物を少量ポリビーカーに移し取
り、白金測温抵抗体と打点記録計によって測定し、注水
からピークまでにかかった時間を硬化時間とした。 圧縮強度：作製したモルタルを4 ×4 ×16cmの型枠に打
設し、24時間養生後の圧縮強度を油圧測定機にて測定し
た。 鉱物組成：リガク社製Ｘ線回折装置「ＲＡＤ−２Ｂ」に
より測定。C12A7=4.89Å、C3A=4.22Å、CA=4.67Å、及
びCA2=4.44Åの回折強度比を測定。 【００４０】＜使用材料＞ カルシウムアルミネートＡ：CaO30％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.1 カルシウムアルミネートＢ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.3 カルシウムアルミネートＣ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.3 カルシウムアルミネートＤ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.5 カルシウムアルミネートＥ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比1.0 カルシウムアルミネートＦ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比3.0 カルシウムアルミネートＧ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比5.0 カルシウムアルミネートＨ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比10 本共重合体ａ：アクリル酸ナトリウム−メタクリル酸ナ
トリウム共重合体、日本純薬社製、40％濃度のスラリー
粘度が400〜500cps/25℃、40％濃度のスラリーｐＨが9.
0/25℃、アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリウ
ム重量比が８／２ 炭酸塩α：炭酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 ホウ酸類イ：ホウ酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 カルボン酸類：クエン酸ナトリウム、石津製薬社製試
薬１級 【００４１】 【表１】【００４２】表１から明らかなように、C12A7/CAピーク
比の異なるカルシウムアルミネートを配合しても、本発
明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間
が確保でき、優れた流動性と高い強度発現性を示す。 【００４３】実施例２ 本共重合体100重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム2
0重量部、カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量
部、及び表２に示す炭酸塩を配合した混合物を、カルシ
ウムアルミネートＢ100重量部に対して、0.8重量部配合
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。 【００４４】＜使用材料＞ 本共重合体ｂ：アクリル酸ナトリウム−メタクリル酸ナ
トリウム共重合体、日本純薬社製、40％濃度のスラリー
粘度が1,000〜1,100cps/25℃、40％濃度のスラリーｐＨ
が6.7/25℃、アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナト
リウム重量比が５／５ 炭酸塩β：炭酸カリウム、石津製薬社製試薬１級 炭酸塩γ：炭酸水素ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 【００４５】 【表２】【００４６】表２から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示す。 【００４７】実施例３ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量
部、及び表３に示すホウ酸類を配合した混合物を用いた
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。 【００４８】＜使用材料＞ ホウ酸類ロ：ホウ酸カリウム、石津製薬社製試薬１級 ホウ酸類ハ：ホウ酸、石津製薬社製試薬１級 【００４９】 【表３】【００５０】表３から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示す。 【００５１】実施例４ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム20重量部、及び
表４に示すカルボン酸類を配合した混合物を用いたこと
以外は実施例２と同様に行った。結果を表４に併記す
る。 【００５２】＜使用材料＞ カルボン酸類：クエン酸カリウム、石津製薬社製試薬
１級 カルボン酸類：：クエン酸、石津製薬社製試薬１級 【００５３】 【表４】【００５４】表４から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来には無かった
優れた特性を持っている。 【００５５】実施例５ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム20重量部、及び
カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量部を配合し
た混合物を、カルシウムアルミネートＢ100重量部に対
して、表５に示すように配合したこと以外は実施例１と
同様に行った。結果を表５に併記する。 【００５６】 【表５】 【００５７】表５から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来になかった優
れた特性を持っている。 【００５８】実施例５ 実施例１で使用したα−アルミナ50重量部とカルシウム
アルミネートＢ50重量部との合計100重量部に対して、
実施例１で使用した混合物を1.6重量部配合し、川崎重
工社製１５型振動ミルで所定の粒度まで混合粉砕し、本
発明のセメント組成物を製造し、その物性を測定した。
結果を表６に併記する。物性の測定は、次のように行っ
たこと以外は実施例２と同様に行った。 【００５９】＜測定方法＞ ブレーン比表面積:JIS R 2521 記載の測定方法に準じ
た。 平均粒子径：島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定
装置「ＳＡＬＤ1000 Aレンジ」により測定した。 焼成強度：セメント組成物20重量部、骨材として、昭和
電工社製焼結アルミナの粒度3.36〜1.68mmを24重量部、
1.68〜0.71mmを16重量部、0.71〜0.297mmを20重量部、
及び0.297mm下を20重量部、並びに、水を８重量部配合
して、モルタルミキサーで５分間混練りし、４×４×16
cmの型枠に詰め、24時間養生した後脱枠した。さらに、
110℃で20時間、その後400℃で３時間乾燥して得られた
テストピースをシリコニット型電気炉で1,000℃で焼成
した後、室温まで徐冷し圧縮強度を測定した。 【００６０】 【表６】 【００６１】表６から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来には無かった
優れた特性を持っている。 【００６２】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明のセメント組成物は、従来品では達成することができ
なかった、キャスタブルに配合した時に、アルミナセメ
ントが本来要求されている機能、特に、可使時間が長く
取れ、適当な硬化時間、流動性や強度発現性といった機
能を十分満足できる。また、従来品にはなかった高流動
性と可使時間延長効果を発揮できるものである。 【００６３】本発明のセメント組成物は、耐火コンクリ
ートなどの耐火物分野を初めとし、土木・建材分野など
に広く使用可能である。 【００６４】そして、耐火性や高温強度に優れるため、
アルミナ、マグネシア、スピネル、シャモット、ボーキ
サイト、炭化珪素、溶融シリカ、ジルコン、及び煉瓦く
ず等の耐火骨材と配合して、耐火コンクリートやプレキ
ャストブロック等の耐火物として、あるいは、砂、砂
利、及び砕石等と配合したり、さらには、各種ポリマー
エマルジョンやラテックスなどと配合・混練りしたコン
クリートやモルタルなどの土木・建材材料として使用可
能である。
に、可使時間を延長し、適当な硬化時間を得ることがで
き、良好な流動性や強度発現性を確保することが可能な
セメント組成物に関する。 【０００２】本発明のセメント組成物は、耐火コンクリ
ート等の耐火物分野をはじめとし、土木・建材分野など
に広く使用可能である。なお、本発明に記載の％は、特
に記載のない限り重量％である。 【０００３】 【従来の技術とその課題】従来から、アルミナセメント
の可使時間を延長し、適当な硬化時間を得るために、ま
た、良好な流動性や強度発現性を確保するために、糖
類、カルボン酸類、リン酸類、及びホウ酸類等をアルミ
ナセメントの硬化調整剤として併用したアルミナセメン
トが提案されている（HIGH-ALMINA CEMENTS AND CONCRE
TES T.D.ROBSON P129-133 1962年発行）。 【０００４】しかしながら、この種のアルミナセメント
は、キャスタブルに配合した時の可使時間が確保でき
ず、流動性や強度発現性に欠けるなどの課題があった。 【０００５】また、クエン酸、酒石酸、及びスルホン酸
系アニオン界面活性剤からなる凝結調整剤を併用したア
ルミナセメント、ヒドロオキシカルボン酸と無機炭酸塩
からなる凝結調整剤を併用したアルミナセメント、水溶
性のポリアクリル酸又はその塩と、アルカリ金属炭酸塩
及び／又はヒドロオキシカルボン酸又はその塩を併用し
たアルミナセメント、水溶性ポリメタクリル酸又はその
塩、メタクリル酸−アクリル酸共重合体又はその塩と、
アルカリ金属炭酸塩及び／又はヒドロオキシカルボン酸
又はその塩を含有してなるアルミナセメント、並びに、
水溶性ポリアクリル酸及び／又はポリメタクリル酸、ヒ
ドロオキシカルボン酸、及び無機炭酸塩からなる分散剤
を併用したアルミナセメント等も提案されている（特開
昭49-52216号公報、特開昭50-28090号公報、特開昭55-7
5947号公報、特開昭55-75948号公報、及び特開昭55-121
933号公報等）。 【０００６】しかしながら、これらのアルミナセメント
も、配合してキャスタブルにした時にアルミナセメント
に要求される機能、特に、可使時間が長く取れ、適当な
硬化時間、良好な流動性、及び良好な強度発現性を確保
するといった機能が十分満足されるものではなかった。
即ち、可使時間を延長させ、流動性を向上させようとす
ると、硬化時間が遅れ、強度発現性も悪くなる。逆に、
強度発現性を向上させようとすると流動性が悪くなり、
可使時間が短くなるといった相反する傾向が強くみられ
るなどの課題があった。 【０００７】また、最近、施工物の大型化や異形化が進
んでおり、可使時間の確保と流動性のさらなる向上が要
求され、従来技術では対応が困難であった。 【０００８】本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭
意検討を重ねた結果、特定の材料を組み合わせることに
よって、流動性を損なうことなく、可使時間が長く取
れ、適当な硬化時間と優れた強度発現性が確保できる知
見を得て本発明を完成するに至った。 【０００９】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネート、アクリル酸−メタクリル酸共重合
体、炭酸塩、ホウ酸、及びカルボン酸類を含有してな
り、アクリル酸−メタクリル酸共重合体100重量部に対
して、炭酸塩が10〜100重量部、ホウ酸類が10〜100重量
部、及びカルボン酸類が10〜200重量部であるセメント
組成物である。 【００１０】以下、本発明を詳しく説明する。 【００１１】本発明に係るカルシウムアルミネートと
は、アルミナ原料としてボーキサイト、アルミ残灰、バ
イヤーアルミナ、電融アルミナ、及び焼結アルミナ等の
精製アルミナを、カルシア原料として、石灰石、炭酸カ
ルシウム、生石灰、及び水酸化カルシウム等を用い、所
定の鉱物が生成するような割合で配合し、電気炉、反射
炉、平炉、転炉、及びロータリーキルン等で、溶融及び
／又は焼成して得られた水硬性鉱物を、ボールミル、チ
ューブミル、振動ミル、ジェットミル、ローラーミル、
及びタワーミル等の粉砕機で粉砕して得られるものであ
る。 【００１２】カルシウムアルミネートの鉱物組成は、Ca
OをC、Al2O3をAとすると、通常、C3A、CA、C12A7、及び
CA2等と示される水硬性カルシウムアルミネートを主体
とする鉱物で、結晶質、非晶質いずれの使用も可能であ
る。カルシウムアルミネートの鉱物組成は、特に限定さ
れるものではないが、CAとC12A7を主体とし、CAとC12A7
の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である
回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であることが好
ましく、0.3〜５であることがより好ましく、0.5〜３で
あることが適当な硬化時間と優れた強度発現性を示すの
で最も好ましい。回折強度比が0.1未満では硬化時間が
遅延しやすく、逆に10を越えると可使時間の延長と良好
な流動性が確保できない恐れがある。ここでいう回折強
度比とは、Cu−Kα線のＸ線を照射した時の回折強度
で、CAの結晶格子数ｄ値4.67Åと、C12A7のｄ値4.89Å
の回折強度比である。本発明のカルシウムアルミネート
の製造方法は特に制限されるものではないが、例えば、
CAとC12A7の生成比がC12A7/CA＝0.1〜10の範囲になるよ
うに、CAとC1 2A7を個別に製造して混合しても良く、CA
とC12A7を前記生成比になるように一度に製造すること
も可能である。特に、焼成法によって製造したカルシウ
ムアルミネートを使用することは強度発現性が優れるた
め好ましい。 【００１３】焼成法で製造する場合の原料配合割合は、
重量比でCaOが20〜60％、Al2O3が80〜40％が好ましく、
CaOが30〜40％、Al2O3が70〜60％がより好ましい。カル
シウムアルミネートの焼成温度としては、1,000〜1,600
℃が好ましく、1,200〜1,500℃がより好ましい。 【００１４】本発明のカルシウムアルミネートは、不純
物として、2CaO・Al2O3・SiO2、4CaO・Al2O・Fe2O3、及びCa
O・TiO2等を含有するものの使用も可能であるが、カルシ
ウムアルミネートを配合してキャスタブルとした際、Ca
OとAl2O3以外の、例えば、SiO2、TiO2、Fe2O3 、及びMg
O等の不純物が、高温時の収縮の原因となったり、低融
点化合物を生成するなどのため、これらの不純物の含有
量は少ない方が好ましい。 【００１５】カルシウムアルミネートの粒度は、細かい
方が流動性や強度発現性に優れるため好ましく、JIS R
2521で規定されるブレーン法による測定法で、比表面積
は3,000cm2/g以上が好ましく、4,000cm2/g以上がより好
ましく、6,000cm2/g以上が最も好ましい。また、カルシ
ウムアルミネートの平均粒子径は20μm以下が好まし
く、５μm以下がより好ましい。平均粒子径が小さけれ
ば小さいほど、水と混練りして使用する際にチクソトロ
ピックな高流動性が発揮できるため好ましい。 【００１６】本発明に係るアクリル酸−メタクリル酸共
重合体とは、アクリル酸又はアクリル酸の無機塩とメタ
クリル酸又はメタクリル酸の無機塩の共重合体であっ
て、ナトリウム塩やカリウム塩などの使用が可能である
が、入手しやすさからナトリウム塩の使用が好ましい。
なかでも、水に可溶な重合体で、固形分95％以上、25℃
における40％濃度のスラリー粘度が10,000cps以下の可
溶性重合度タイプのものの使用が、セメントの流動性を
向上する面から好ましい。水溶性スラリーの粘度は、Ｂ
型粘度計によって測定できるもので、重合度を表してお
り、重合度が高いものほど粘度も大きくなる傾向にあ
り、本発明では、25℃における40％濃度のスラリー粘度
が100〜2,000cpsのものを使用することが好ましく、300
〜1,000cpsのものを使用することがより好ましい。 【００１７】ここで、アクリル酸とは、ポリアクリル
酸、アクリル酸、及びアクリル酸の誘導体又はそれらの
アルカリ塩であって、具体的には、ポリアクリル酸又は
そのアルカリ塩、アクリル酸又はそのアルカリ塩、及び
ポリアクリル酸エステル共重合体又はそのアルカリ塩等
である。また、共重合体としては架橋分岐型の共重合体
が好ましい。 【００１８】また、メタクリル酸とは、ポリメタクリル
酸、メタクリル酸、及びメタクリル酸の誘導体又はそれ
らのアルカリ塩であって、具体的には、ポリメタクリル
酸又はそのアルカリ塩、メタクリル酸又はそのアルカリ
塩、及びポリメタクリル酸エステル共重合体又はそのア
ルカリ塩等である。また、共重合体としては架橋分岐型
の共重合体が好ましい。 【００１９】アクリル酸とメタクリル酸の共重合割合
は、重量比で、アクリル酸／メタクリル酸が９／１〜４
／６の割合であることが好ましく、特に、８／２〜５／
５の範囲の共重合体が分散作用に優れ好ましい。特に好
ましい共重合体の組み合わせは、アクリル酸ナトリウム
／メタクリル酸ナトリウムが８／２〜５／５である。ア
クリル酸の割合が多過ぎると、アクリル酸の特徴が強く
なり、流動性と凝集時間が早くなる傾向を示し、アクリ
ル酸の割合が少な過ぎると、メタクリル酸の特徴を強く
示し、混練り時の粘性が高くなり、また、硬化遅延を生
じやすくなるばかりでなく、共重合が不可能となる傾向
があり好ましくない。 【００２０】本発明において、アクリル酸−メタクリル
酸共重合体(以下本共重合体という)の水溶性スラリーの
イオン性やｐＨは、特に限定されるものではないが、カ
ルシウムアルミネートと配合した際、より大きな流動性
を得るために、本共重合体がアニオン性で、かつ、25℃
における１％濃度の水溶性スラリーのｐＨが中性からア
ルカリ性であることが重要で、特にｐＨが7.5〜11の範
囲のものが好ましい。また、本共重合体を、あらかじめ
カルシウムアルミネートにプレミックスすることがで
き、施工時に別途に投入したり、混合したりする手間が
削減できる面から、粉末タイプであることが好ましい。
本共重合体の粉末化は、液状品をスプレードライヤー等
の乾燥機で乾燥処理するなどして製造することが可能で
ある。 【００２１】本発明に係る炭酸塩としては、無機炭酸塩
のいずれの使用も可能であるが、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、及び
炭酸水素カリウム等の炭酸アルカリ塩の使用が好まし
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、入手しやすさから炭酸ナトリウムの使用
が好ましく、JIS K 1201、JIS K 8624、及びJIS K 8625
で規定される炭酸ナトリウムの使用が可能である。炭酸
塩の粒度は、カルシウムアルミネートと混和した際、水
に溶解しやすいように、細かいものほど好ましく、100
メッシュ以下が好ましく、200メッシュ以下がより好ま
しい。炭酸塩の純度は、特に限定されるものではなく、
現在、工業的に精製されている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％程度以上のものの
使用が好ましい。 【００２２】本発明に係るホウ酸類とは、ホウ酸又はそ
のアルカリ塩である。ここで、ホウ酸とは、別名ボール
酸、正ホウ酸、又はオルソホウ酸と呼ばれるもので、H3
BO3の化学式で表され、ピロホウ酸、テトラホウ酸、又
はメタホウ酸を含有するものの使用も可能である。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、生成し
たホウ酸を遊離させて分離抽出後、精製して得られる。
ホウ酸のアルカリ塩とは、ナトリウム塩やカリウム塩な
どであって、そのうち、ナト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、カルシウムアルミネートと
混和した際、水に溶解しやすいように細かいもの程好ま
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類の使
用が可能であって、ホウ酸類中のBO3分が80％程度以上
のものの使用が好ましい。 【００２３】本発明に係るカルボン酸類とは、キャスタ
ブル混練時の可使時間の延長と流動性を向上のために使
用するもので、オキシカルボン酸又はそのアルカリ塩で
あり、具体的にはクエン酸、酒石酸、コハク酸、乳酸、
及びグルコン酸又はそのアルカリ塩等が挙げられる。ま
た、カルボン酸類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る。こ
れらのうち、クエン酸又はそのアルカリ塩、なかでも、
キャスタブルの可使時間を延長し、適当な硬化時間を
得、流動性や強度発現性を良好にする等の面から、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。
カルボン酸類の粒度は、カルシウムアルミネートと混和
した際、水に溶解しやすいように、細かいものほど好ま
しく、100メッシュ以下が好ましく、200メッシュ以下が
より好ましい。カルボン酸類の純度は、特に限定される
ものではなく、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り、目的とするカルボン酸類の純
度が80％程度以上のものの使用が好ましい。なかでも、
不純物としての硫酸塩が0.05％以下のクエン酸又はその
塩や、20℃における１％水溶液のｐＨが７〜10の範囲の
クエン酸ナトリウム又はクエン酸カリウムを使用するこ
とは、可使時間が長く取れるためより好ましい。 【００２４】上記各材料の配合割合は、本共重合体100
重量部に対して、炭酸塩10〜100重量部、ホウ酸類10〜1
00重量部、及びカルボン酸類10〜200重量部が好まし
い。さらに、本共重合体100重量部に対して、炭酸塩20
〜50重量部、ホウ酸類20〜50重量部、及びカルボン酸類
15〜100重量部がより好ましい。この範囲外では、カル
シウムアルミネートと配合した際、可使時間、硬化時
間、流動性、及び強度発現性等のバランスが取れず、可
使時間が短くなったり、硬化時間が遅延したり、流動性
が不足する傾向がある。 【００２５】本共重合体、炭酸塩、ホウ酸類、及びカル
ボン酸類からなる混合物の使用量は、カルシウムアルミ
ネート100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、
0.5〜５重量部がより好ましい。10重量部を越えると硬
化遅延傾向が強くなり、0.1重量部より少ないと可使時
間が短くなり、流動性が不良となる傾向がある。 【００２６】本発明のセメント組成物は、各種ポルトラ
ンドセメント等のセメントと併用することも可能であ
り、本発明のセメント組成物単独でセメントとして使用
することも可能である。 【００２７】また、本発明のセメント組成物を、高耐火
性や高耐食性を必要とする用途等に使用する際の中間温
度域、即ち、700〜1,200℃近辺で高強度を得るために
は、α−アルミナをさらに配合することは好ましい。 【００２８】ここで、α−アルミナとは、ボーキサイト
からバイヤープロセス等で精製して得られた水酸化アル
ミニウムを、ロータリーキルン等の焼成設備で焼成した
ものであって、バイヤーアルミナ、易焼結アルミナ、又
は仮焼アルミナ等と称されるものである。α−アルミナ
のα化率は70％以上が好ましく、90％以上がより好まし
く、95％以上が高温での焼成強度が優れ、高温での収縮
が小さいため最も好ましい。そして、α−アルミナのAl
2O3含有量は95％以上が好ましく、99％以上がより好ま
しい。また、α−アルミナのNa2O含有量は1.0％以下が
好ましく、0.5％以下がより好ましい。さらに、α−ア
ルミナの窒素ガス吸着によるB.E.T 法で測定した比表面
積は0.1〜100m2/gが好ましく、0.5〜20m2/gがより好ま
しく、２〜10m2/gが最も好ましい。ここで、アルミナの
粉砕は、アルミナ粒子を構成するα結晶の粒子径より小
さく粉砕することが本発明のセメント組成物を使用した
際の作業性、可使時間、及び高温での焼成強度確保等の
面から好ましい。 【００２９】本発明のセメント組成物に、α−アルミナ
を配合する方法としては、ナウタミキサー、パン型ミキ
サー、及びコーンブレンダー等で混合して粉砕する方
法、各々秤量後、ボールミル、チューブミル、振動ミ
ル、ローラーミル、及びタワーミル等の粉砕機で混合粉
砕する方法、あるいは、本発明のアルミナを粉砕機で単
独粉砕した後、混合機で所定の粒度に粉砕したカルシウ
ムアルミネートなどの材料を混合する方法等が挙げられ
る。 【００３０】α−アルミナの配合量は、カルシウムアル
ミネート100重量部に対して、５〜500重量部が養生強度
や乾燥強度の低下が少ない面から好ましく、20〜300重
量部がより好ましい。５重量部未満では、高温での焼成
強度が不十分で、耐火性向上効果が少なく、500重量部
を越えると養生強度や乾燥強度が低下する傾向がある。 【００３１】さらに、本発明では、前記材料各々に、又
は、各材料の混合物に、100〜300℃の温度で30分以上、
好ましくは60分以上、乾燥又は軽焼の処理をすること
は、カルシウムアルミネートと配合した際の流動性が向
上するため好ましく、特に、150〜200℃で処理したもの
は可使時間を長くし、適当な硬化時間を得、流動性や強
度発現性を良好にする等の効果が著しい。 【００３２】なお、カルボン酸類としてグルコン酸又は
その塩を使用する場合は、グルコン酸又はその塩は、20
0℃付近で急激に熱分解を起こすおそれがあるため、他
の材料に後添加することが好ましい。この場合のグルコ
ン酸又はその塩の配合割合は、カルシウムアルミネート
の種類や目的とする要求特性によって適宜決められるべ
きものであるが、通常、カルシウムアルミネート100重
量部に対して、10重量部以下が好ましく、１重量部以下
がより好ましい。グルコン酸塩の添加量が多いと、カル
シウムアルミネートと混合した時に硬化時間が遅延する
傾向がある。 【００３３】本発明のセメント組成物は、ＧＣ−ＭＳ、
Ｃ13−ＮＭＲ、ＨＰＬＣ、及びＦＴ−ＩＲ等の機器分析
や放射化分析法等で特定化することが可能である。 【００３４】本発明を構成する各原料の混合方法は、特
に規定されるものではなく、各原料を所定の割合になる
ように配合しＶ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、所定の割合で配
合した後、振動ミル、チューブミル、及びボールミル等
の粉砕機で混合粉砕することが可能である。 【００３５】また、耐火物用途に使用する場合は、さら
に、シリカヒュームや微粉アルミナなどの粒径３μm 程
度以下の各種超微粉や、アルミナ、マグネシア、スピネ
ル、シャモット、ボーキサイト、及び煉瓦くず等の耐火
骨材を併用することも有効であり、特に、マグネシアや
スピネルなどの塩基性骨材及び／又はアルミナやムライ
トなどの耐火骨材の併用は好ましい。 【００３６】さらに、キャスタブルの硬化乾燥時の爆裂
防止材として、金属アルミニウム、有機質繊維、及び乳
酸アルミニウム等と配合することが可能である。 【００３７】 【実施例】以下、本発明を実施例にて説明する。 【００３８】実施例１ アルミナ源として、比表面積８m2/g、Al2O3が99.6％、N
a2Oが0.35％、α化率が96％、平均粒子径が45μｍの日
本軽金属社製α−アルミナ、商品名「Ａ１２」を用い、カ
ルシア源として、市販の生石灰を用い、それぞれを生成
物中のC12A7とCAのピーク比が所定の値になるように配
合し、シリコニット電気炉で焼成し、カルシウムアルミ
ネートクリンカーを製造し、バッチ式ボールミルで粉砕
してブレーン比表面積6,000cm2/gの各種のカルシウムア
ルミネートを製造した。各種カルシウムアルミネート10
0重量部に対して、本共重合体ａのアクリル酸ナトリウ
ム−メタクリル酸ナトリウム共重合体100重量部、炭酸
塩αの炭酸ナトリウム30重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナ
トリウム20重量部、及びカルボン酸類のクエン酸ナト
リウム20重量部を配合した混合物を、表１に示すように
配合し、千代田技研工業社製オムニミキサー10型で30分
間混合してセメント組成物を作製した。作製したセメン
ト組成物の各物性を30℃の恒温室内で測定した。結果を
表１に併記する。 【００３９】＜測定方法＞ 流動性 ：豊浦標準砂200重量部、セメント組成物100重
量部、及び水60重量部を練り鍋にて３分間混練して作製
した、JIS R 2521記載のモルタルを用いて、30℃で所定
時間放置後、30秒間練り返しを行い、フローテーブルに
より15回タップした後の広がり径を、JIS R 2521に準じ
て測定し、この所定時間経過後のフロー値を流動性とし
た。 可使時間：作製したモルタルをポリ袋に入れ、触指にて
モルタルの柔らかさがなくなるまでに要した時間を可使
時間とした。 硬化時間：作製した混練物を少量ポリビーカーに移し取
り、白金測温抵抗体と打点記録計によって測定し、注水
からピークまでにかかった時間を硬化時間とした。 圧縮強度：作製したモルタルを4 ×4 ×16cmの型枠に打
設し、24時間養生後の圧縮強度を油圧測定機にて測定し
た。 鉱物組成：リガク社製Ｘ線回折装置「ＲＡＤ−２Ｂ」に
より測定。C12A7=4.89Å、C3A=4.22Å、CA=4.67Å、及
びCA2=4.44Åの回折強度比を測定。 【００４０】＜使用材料＞ カルシウムアルミネートＡ：CaO30％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.1 カルシウムアルミネートＢ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.3 カルシウムアルミネートＣ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.3 カルシウムアルミネートＤ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比0.5 カルシウムアルミネートＥ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比1.0 カルシウムアルミネートＦ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比3.0 カルシウムアルミネートＧ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比5.0 カルシウムアルミネートＨ：CaO35％、主鉱物組成CAとC
12A7、C12A7/CAピーク比10 本共重合体ａ：アクリル酸ナトリウム−メタクリル酸ナ
トリウム共重合体、日本純薬社製、40％濃度のスラリー
粘度が400〜500cps/25℃、40％濃度のスラリーｐＨが9.
0/25℃、アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリウ
ム重量比が８／２ 炭酸塩α：炭酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 ホウ酸類イ：ホウ酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 カルボン酸類：クエン酸ナトリウム、石津製薬社製試
薬１級 【００４１】 【表１】【００４２】表１から明らかなように、C12A7/CAピーク
比の異なるカルシウムアルミネートを配合しても、本発
明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間
が確保でき、優れた流動性と高い強度発現性を示す。 【００４３】実施例２ 本共重合体100重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム2
0重量部、カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量
部、及び表２に示す炭酸塩を配合した混合物を、カルシ
ウムアルミネートＢ100重量部に対して、0.8重量部配合
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。 【００４４】＜使用材料＞ 本共重合体ｂ：アクリル酸ナトリウム−メタクリル酸ナ
トリウム共重合体、日本純薬社製、40％濃度のスラリー
粘度が1,000〜1,100cps/25℃、40％濃度のスラリーｐＨ
が6.7/25℃、アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナト
リウム重量比が５／５ 炭酸塩β：炭酸カリウム、石津製薬社製試薬１級 炭酸塩γ：炭酸水素ナトリウム、石津製薬社製試薬１級 【００４５】 【表２】【００４６】表２から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示す。 【００４７】実施例３ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量
部、及び表３に示すホウ酸類を配合した混合物を用いた
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。 【００４８】＜使用材料＞ ホウ酸類ロ：ホウ酸カリウム、石津製薬社製試薬１級 ホウ酸類ハ：ホウ酸、石津製薬社製試薬１級 【００４９】 【表３】【００５０】表３から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示す。 【００５１】実施例４ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム20重量部、及び
表４に示すカルボン酸類を配合した混合物を用いたこと
以外は実施例２と同様に行った。結果を表４に併記す
る。 【００５２】＜使用材料＞ カルボン酸類：クエン酸カリウム、石津製薬社製試薬
１級 カルボン酸類：：クエン酸、石津製薬社製試薬１級 【００５３】 【表４】【００５４】表４から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来には無かった
優れた特性を持っている。 【００５５】実施例５ 本共重合体ａ100重量部、炭酸塩αの炭酸ナトリウム30
重量部、ホウ酸類イのホウ酸ナトリウム20重量部、及び
カルボン酸類のクエン酸ナトリウム20重量部を配合し
た混合物を、カルシウムアルミネートＢ100重量部に対
して、表５に示すように配合したこと以外は実施例１と
同様に行った。結果を表５に併記する。 【００５６】 【表５】 【００５７】表５から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来になかった優
れた特性を持っている。 【００５８】実施例５ 実施例１で使用したα−アルミナ50重量部とカルシウム
アルミネートＢ50重量部との合計100重量部に対して、
実施例１で使用した混合物を1.6重量部配合し、川崎重
工社製１５型振動ミルで所定の粒度まで混合粉砕し、本
発明のセメント組成物を製造し、その物性を測定した。
結果を表６に併記する。物性の測定は、次のように行っ
たこと以外は実施例２と同様に行った。 【００５９】＜測定方法＞ ブレーン比表面積:JIS R 2521 記載の測定方法に準じ
た。 平均粒子径：島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定
装置「ＳＡＬＤ1000 Aレンジ」により測定した。 焼成強度：セメント組成物20重量部、骨材として、昭和
電工社製焼結アルミナの粒度3.36〜1.68mmを24重量部、
1.68〜0.71mmを16重量部、0.71〜0.297mmを20重量部、
及び0.297mm下を20重量部、並びに、水を８重量部配合
して、モルタルミキサーで５分間混練りし、４×４×16
cmの型枠に詰め、24時間養生した後脱枠した。さらに、
110℃で20時間、その後400℃で３時間乾燥して得られた
テストピースをシリコニット型電気炉で1,000℃で焼成
した後、室温まで徐冷し圧縮強度を測定した。 【００６０】 【表６】 【００６１】表６から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優
れた流動性や高い強度発現性を示し、従来には無かった
優れた特性を持っている。 【００６２】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明のセメント組成物は、従来品では達成することができ
なかった、キャスタブルに配合した時に、アルミナセメ
ントが本来要求されている機能、特に、可使時間が長く
取れ、適当な硬化時間、流動性や強度発現性といった機
能を十分満足できる。また、従来品にはなかった高流動
性と可使時間延長効果を発揮できるものである。 【００６３】本発明のセメント組成物は、耐火コンクリ
ートなどの耐火物分野を初めとし、土木・建材分野など
に広く使用可能である。 【００６４】そして、耐火性や高温強度に優れるため、
アルミナ、マグネシア、スピネル、シャモット、ボーキ
サイト、炭化珪素、溶融シリカ、ジルコン、及び煉瓦く
ず等の耐火骨材と配合して、耐火コンクリートやプレキ
ャストブロック等の耐火物として、あるいは、砂、砂
利、及び砕石等と配合したり、さらには、各種ポリマー
エマルジョンやラテックスなどと配合・混練りしたコン
クリートやモルタルなどの土木・建材材料として使用可
能である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
(Ｃ０４Ｂ 28/06 Ｃ０４Ｂ 24:26 Ｅ
24:26 22:10
22:10 22:08 Ｚ
22:08 24:04
24:04） 103:10
103:10 103:20
103:20
(56)参考文献 特開 昭55−75948（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−51457（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−54140（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−115052（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 カルシウムアルミネート、アクリル酸−
メタクリル酸共重合体、炭酸塩、ホウ酸類、及びカルボ
ン酸類を含有してなり、アクリル酸−メタクリル酸共重
合体100重量部に対して、炭酸塩が10〜100重量部、ホウ
酸類が10〜100重量部、及びカルボン酸類が10〜200重量
部であるセメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22706993A JP3523298B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22706993A JP3523298B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | セメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781995A JPH0781995A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3523298B2 true JP3523298B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=16855048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22706993A Expired - Fee Related JP3523298B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523298B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3664826B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2005-06-29 | 三菱電機株式会社 | 超音波探傷装置 |
| US6076997A (en) * | 1997-12-03 | 2000-06-20 | Mbt Holding Ag | Deep mix soil stabilization method |
| FR2898353B1 (fr) * | 2006-03-07 | 2008-05-02 | Lafarge Aluminates Sa | Liant pour beton refractaire, preparation pour beton refractaire, beton refractaire et procede de fabrication |
| EP2368863A1 (de) | 2010-03-22 | 2011-09-28 | Sika Technology AG | Zusatzmittel für hydraulisch abbindende Systeme mit verbesserter Verarbeitbarkeit |
| JP6234285B2 (ja) * | 2014-03-12 | 2017-11-22 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
| JP6234284B2 (ja) * | 2014-03-12 | 2017-11-22 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP22706993A patent/JP3523298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781995A (ja) | 1995-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3523298B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JPH1025136A (ja) | アルミナセメント、アルミナセメント組成物、及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3757242B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP3348813B2 (ja) | 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 | |
| JP3526315B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3560350B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP4056170B2 (ja) | カルシウムアルミネート、アルミナセメント、アルミナセメント組成物、及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP4070287B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3531748B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP4101162B2 (ja) | アルミナセメント、アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3348814B2 (ja) | アルミナセメント及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3531946B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP2010052983A (ja) | カルシウムアルミネート | |
| JP2005162566A (ja) | アルミナセメント、アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP4588239B2 (ja) | アルミナセメント、アルミナセメント組成物、及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP4027487B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3290818B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JP3305444B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JPH07232941A (ja) | アルミナセメント及びアルミナセメント組成物 | |
| JP3278543B2 (ja) | アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物 | |
| JPH0776122B2 (ja) | アルミナセメント組成物 | |
| JP3348815B2 (ja) | 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 | |
| JPH0632642A (ja) | セメント組成物 | |
| JP3165171B2 (ja) | キャスタブル組成物 | |
| JP3340298B2 (ja) | アルミナセメント及びそれを用いた不定形耐火物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040206 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |