JP6598849B2 - 表面処理剤を含む非晶質カルシウムアルミネートを主成分とする超急硬性セメント - Google Patents
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Description
[特許文献1](中国特許第102765738号公報)には、たとえば非晶質カルシウムアルミネート組成物、およびその製造方法が記載されている。非晶質カルシウムアルミネートは、凝結時間を改善するためのセメント系組成物の添加剤として、または鉄鋼生産の添加剤として使用することができる。特に、非晶質カルシウムアルミネートは、重量基準で、その全重量と比較して、40〜60%のCaO(C)、30〜60%のAl2O3(A)、0.01〜1%のS、1〜10%のSiO2、0.05〜3%のFe2O3、0.01〜5%のCaF2、1〜10%のMgO、0〜3%のTiO2および0.01〜1%のPを含む。
i)原材料源の少なくとも酸化カルシウムおよびアルミナを、溶融用の炉に投入するステップと;
ii)使用される方法および原材料に依存して、溶融炉中、組成物の溶融を可能にする最低温度、典型的には約1250℃〜2300℃で、原材料の完全な溶融を可能にする時間の間、典型的には10mn〜10hの間養生するステップと;
iii)液体カルシウムアルミネートの前記クリンカーを炉の出口直後で回収するステップと;
iv)カルシウムアルミネート系クリンカーの温度を結晶化温度よりも低い温度まで急激に低下させるために、前記液体カルシウムアルミネート系クリンカーの養生後に冷却して、非晶質カルシウムアルミネートを得るステップと;
v)カルシウムアルミネートセメントを得るために、非晶質カルシウムアルミネート系クリンカーを粉砕するステップと;
vi)老化防止表面処理が行われた非晶質カルシウムアルミネート系セメントを得るために、有機化合物を加えるステップと、
を含む製造方法に関する。
(a)35〜55%の酸化カルシウムCaO(C)、
(b)19〜55%のアルミナAl2O3(A)を含み、C/Aモル比が、1.5以上、好ましくは1.7以上、最も好ましくは2以上、特に1.5〜3の範囲である非晶質カルシウムアルミネートを少なくとも含む超急硬性セメント組成物(水硬結合剤)であって、
非晶質カルシウムアルミネートが、少なくとも2つの親水性官能基および1つの疎水性鎖を有する有機化合物を含む表面老化防止処理剤で被覆されることを特徴とする、超急硬性セメント組成物(水硬結合剤)に関する。
i)原材料源の少なくとも酸化カルシウムおよびアルミナを、溶融用の炉に投入するステップと;
ii)使用される方法および原材料に依存して、溶融炉中、組成物の溶融を可能にする最低温度、典型的には約1250℃〜2300℃(たとえば約1400℃)で、原材料の完全な溶融を可能にする時間の間、典型的には10mn〜10hの間養生するステップと;
iii)炉を出た直後に前記液体カルシウムアルミネート系クリンカーを回収するステップと;
iv)カルシウムアルミネート系クリンカーの温度を結晶化温度よりも低い温度まで急激に低下させるために、前記液体カルシウムアルミネート系クリンカーの養生後に冷却して、非晶質カルシウムアルミネートを得るステップと;
v)カルシウムアルミネートセメントを得るために、非晶質カルシウムアルミネート系クリンカーを粉砕するステップと;
vi)老化防止表面処理が行われた非晶質カルシウムアルミネート系セメントを得るために、有機化合物を加えるステップと、
を含む。
15〜50%、好ましくは30〜40%の、本発明によるセメント組成物および/またはポルトランドセメントおよび/または硫酸カルシウムなどの水硬結合剤、
25〜80%、好ましくは50〜70%の無機フィラー、
0〜2%、好ましくは0.05〜0.5%の流動化組成物、
0〜5%の他の添加剤(促進剤、遅延剤、消泡剤、空気連行剤、コンクリートの作業性調整剤、撥水剤)を含む。他の添加剤は当業者には周知である。
本発明による3つのセメント組成物、すなわちB1、B2、およびB3と、3つの比較組成物、すなわちA1、A2、およびA3とを作製した。比較組成物A1、A2、およびA3は、老化防止剤を含まない非晶質カルシウムアルミネートを主成分とするセメントであり、一方、本発明によるセメント組成物B1、B2、およびB3はそのような老化防止剤を含む。
上記セメント組成物A1およびB1を使用して、以下の表2に示す配合で2つのモルタル組成物を作製した。
重量再増加
25グラムの試験セメントを満たしたアルミニウムカップを用いてセメント単独(A1またはB1)の重量再増加分析を行う。こうして作製したカップを秤量し、温度20℃および70%相対湿度の下に置く。重量再増加は、展示時間の関数としてのカップの重量変化を監視することにある。結果は、セメント重量と比較した重量再増加%の単位で表される。
モルタル単独またはセメント単独を必要量の水(セメント単独試験の場合35%の水、および配合物試験の場合14%)と30秒間、舌圧子を用いて手で混合する。次に、こうして作製した混合物を直ちに、記録装置Testo(Testo 177)に接続したK型熱電対を取り付けたプラスチック容器(直径25mm、高さ100mm))中に注ぐ。
図1および2に示されるように、本発明によるセメント(B1〜B3)は、組成物B1およびB2をそれぞれ組成物A1およびA2と比較した場合に、20℃および70%相対湿度で13日間保管した後で重量再増加を70%を超えるだけ、さらには75%だけ減少させることができる。
Claims (18)
- 非晶質カルシウムアルミネートの全重量に対して、
(a)35〜55重量%の酸化カルシウムCaO(C)と、
(b)19〜55重量%のアルミナAl2O3(A)と
を含み、C/Aのモル比が1.5以上である非晶質カルシウムアルミネートを少なくとも含む超急硬性セメント組成物において、
上記非晶質カルシウムアルミネートが、少なくとも2つの親水性官能基と1つの疎水性鎖とを有する有機化合物を含む表面処理剤で被覆されていることを特徴とする超急硬性セメント組成物。 - 前記セメント組成物中のこの有機化合物の重量濃度が、前記セメント組成物の重量と比較して、重量基準で0.025%〜5%、好ましくは0.05%〜2.5%の範囲である、請求項1に記載のセメント組成物。
- 前記有機化合物が少なくとも2つの酸、酸ハロゲン化物、または酸無水物の官能基を含む化合物である、請求項1または2に記載のセメント組成物。
- 前記有機化合物が、1つの脂肪族、アリール脂肪族、芳香族、またはアルキル芳香族の疎水性鎖を含む化合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- 前記疎水性鎖が2〜13個の炭素原子を含む、請求項4に記載のセメント組成物。
- 前記有機化合物が、コハク酸、セバシン酸、アジピン酸、オクタン二酸、デカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、グルタル酸、またはそれらの組合せの1つで構成される群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- 前記有機化合物がアジピン酸、グルタル酸、およびコハク酸の組合せである、請求項6に記載のセメント組成物。
- 非晶質カルシウムアルミネートが、重量基準で、非晶質アルミネートカルシウム(aluminate calcium)の全重量と比較して、1〜10%のシリカSiO2および(d)3〜16%の酸化鉄Fe2O3をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- 非晶質カルシウムアルミネートが、重量基準で、非晶質カルシウムアルミネートの全重量と比較して25〜48%、好ましくは34〜42%のアルミナ(b)を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- 非晶質カルシウムアルミネートが、重量基準で、非晶質カルシウムアルミネートの全重量と比較して、5〜10%、好ましくは5〜8%の酸化鉄(d)を含む、請求項8または9に記載のセメント組成物。
- 非晶質カルシウムアルミネートの水に対する溶解速度が15×10-6mol.S-1.m-2以上である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- 重量基準で、前記セメント組成物の全重量と比較して、30〜70%の硫酸カルシウムおよび30〜70%の前記非晶質カルシウムアルミネートを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載のセメント組成物。
- i)原材料源の少なくとも酸化カルシウムおよびアルミナを、溶融用の炉に投入するステップと;
ii)前記溶融炉中、前記組成物の溶融を可能にする最低温度で、前記原材料の完全な溶融を可能にする時間の間養生するステップと;
iii)前記ii)のステップで得られる液体のカルシウムアルミネート系クリンカーを前記炉の出口直後で回収するステップと;
iv)前記iii)のステップで回収した養生後の液体のカルシウムアルミネート系クリンカーを温度を結晶化温度よりも低い温度まで急激に冷却して、非晶質カルシウムアルミネートを得るステップと;
v)前記非晶質カルシウムアルミネート系クリンカーを粉砕してカルシウムアルミネートセメントを得るステップと;
vi)有機化合物を加えて老化防止表面処理が行われた非晶質カルシウムアルミネート系セメントを得るステップと、
を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の超急硬性セメント組成物の製造方法。 - 前記非晶質カルシウムアルミネート系クリンカーと、粉末として得られる前記有機化合物との共粉砕によってステップvi)がステップv)と同時に行われるか、ステップv)で得た前記カルシウムアルミネート含有セメントを前記有機化合物と、前記有機化合物の溶融温度よりも高い温度およびその分解温度よりも低い温度で高温混合することによってステップvi)が行われるかのいずれかである、請求項13に記載の超急硬性セメント組成物の製造方法。
- 硫酸カルシウムを前記クリンカーまたは前記非晶質カルシウムアルミネート含有セメントに加えるステップをさらに含む、請求項13または14に記載の超急硬性セメント組成物の製造方法。
- 前記溶融炉が反射炉である、請求項13〜15のいずれか一項に記載の超急硬性セメント組成物の製造方法。
- ポルトランドセメントの凝結を促進するための、請求項1〜12のいずれか一項に記載の超急硬性セメント組成物の使用。
- エトリンガイトを形成するための、請求項12に記載の超急硬性セメント組成物の使用。
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