JP6695549B2 - Admixture for geopolymer and cured geopolymer - Google Patents

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Description

本発明はジオポリマー用の混和剤、並びに該混和剤を含むジオポリマー形成組成物及び該組成物の硬化体であるジオポリマー硬化体に関する。更に詳しくは、配合したジオポリマー硬化体の乾燥収縮を抑制し、収縮低減効果を発揮するジオポリマー用混和剤に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an admixture for a geopolymer, a geopolymer-forming composition containing the admixture, and a cured geopolymer which is a cured product of the composition. More specifically, it relates to an admixture for a geopolymer, which suppresses drying shrinkage of a blended geopolymer cured product and exhibits a shrinkage reducing effect.

フランスのDavidovitsによって1978年に提唱されたジオポリマー(以下、GPとも称する)は、メタカオリン等の活性フィラー(アルミノシリケート源)がアルカリ溶液(アルカリ源:アルカリ金属ケイ酸塩、NaOH等)で刺激されることによって硬化し、セメントを使用せずに硬化体を作製できる無機材料である。セメントの製造におけるCO排出量は、コンクリート製造時のCO排出量全体の6割以上を占めるため、これを使用せずに済むGPは、通常のコンクリートに比べ、CO排出量を80〜90%程度低減することができ(非特許文献1)、環境負荷軽減を図れる材料として注目されている。
GPを構成する上記活性フィラーは、GPの硬化に必要な陽イオンの供給源となるため、構成元素としてSiとAlを多く含むものであることが望ましく、天然物であればメタカオリンなどが使用される。また、活性フィラーとしてフライアッシュ(以下、FAとも称する)や高炉スラグ微粉末(以下、BFSとも称する)、都市ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末、下水汚泥溶融スラグ微粉末といった廃棄物や副産物も使用することができる。このため、GPは、廃棄物のリサイクルの観点からも、重要な技術と位置づけられる。
またGPは、ポルトランドセメントを用いた従来のコンクリートと比較して、強度発現性、耐火性、アルカリ骨材反応抵抗性、耐硫酸塩抵抗性に優れ、重金属を固定できる等の特徴を有する。
A geopolymer (hereinafter also referred to as GP) proposed by Davidovits of France in 1978 is an active filler (aluminosilicate source) such as metakaolin which is stimulated with an alkaline solution (alkali source: alkali metal silicate, NaOH, etc.). It is an inorganic material that is hardened by curing and can be made into a hardened body without using cement. CO 2 emissions in the production of cement, to occupy the least 60% of the total CO 2 emissions during concrete production, the GP becomes unnecessary to use it, compared with ordinary concrete, 80 CO 2 emissions It can be reduced by about 90% (Non-Patent Document 1), and is attracting attention as a material that can reduce the environmental load.
Since the above-mentioned active filler constituting GP serves as a source of cations necessary for curing GP, it is desirable that it contains a large amount of Si and Al as constituent elements, and if it is a natural product, metakaolin or the like is used. In addition, fly ash (hereinafter, also referred to as FA), blast furnace slag fine powder (hereinafter, also referred to as BFS), municipal waste incineration ash molten slag fine powder, sewage sludge molten slag fine powder, and other waste materials and by-products are also used as active fillers. be able to. Therefore, GP is positioned as an important technology from the viewpoint of waste recycling.
Further, GP is superior in strength development, fire resistance, alkali-aggregate reaction resistance, sulfate resistance, and is capable of fixing heavy metals, as compared with conventional concrete using Portland cement.

これまでジオポリマーの活性フィラーとして、FAとBFSを採用した例が多く報告されている。活性フィラーのなかでも、酸化カルシウム(CaO)の含有量が比較的少ないFAを単独で使用したGPは、凝結・硬化時間が長く(例えば常温(気中)養生の場合、1日以上)、十分な可使時間は確保されるものの強度発現性に乏しい(例えば非特許文献2及び非特許文献3)。一方、酸化カルシウムの含有量が比較的多いBFSを活性フィラーとしたGPは、強度発現性に非常に優れるものの、常温下の凝結時間は10〜40分ほどで極めて短く、その作業性は悪い。このため、GPの強度発現性を高める目的で、FAを用いたジオポリマーにBFSを混合使用する検討例がいくつか報告されている(例えば、非特許文献3及び非特許文献4)。   Up to now, many cases have been reported in which FA and BFS are adopted as active fillers for geopolymers. Among the active fillers, GP using FA alone, which has a relatively low content of calcium oxide (CaO), has a long setting and hardening time (for example, at room temperature (in the air), 1 day or more), and is sufficient. Although a long pot life is ensured, strength development is poor (for example, Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3). On the other hand, GP using BFS, which has a relatively high content of calcium oxide, as an active filler is very excellent in strength development, but the setting time at room temperature is extremely short at about 10 to 40 minutes, and its workability is poor. For this reason, some studies have been reported on the use of BFS mixed with a geopolymer using FA for the purpose of enhancing GP strength development (for example, Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4).

またGPの圧縮強度と凝結時間を適切かつ同時にコントロールする技術を開発することを目指し、混和材の使用によるGP組成物の凝結時間調整方法が検討されている(特許文献1)。例えば、糖類、酸、およびキレート剤を用いたGPの凝結時間の調節方法が提案されている。
さらに、ショ糖またはクエン酸を添加したフライアッシュベースを用いたジオポリマーモルタルの凝結時間と圧縮強度の変化についての実験的考察が報告されている(非特許文献5)。また、アルカリシリカ溶液に用いる金属水酸化物として水酸化カリウムを使用し、水酸化カリウムの濃度とアルカリシリカ溶液のSiO/KOのモル比等を調整することで、BFSを用いたGPの凝結時間を延長できることが指摘されている(非特許文献6)。
In addition, a method for adjusting the setting time of the GP composition by using an admixture has been studied with the aim of developing a technique for appropriately and simultaneously controlling the compressive strength and setting time of GP (Patent Document 1). For example, methods of controlling the setting time of GP using sugars, acids, and chelating agents have been proposed.
Furthermore, experimental consideration has been reported on changes in setting time and compressive strength of geopolymer mortar using a fly ash base containing sucrose or citric acid (Non-Patent Document 5). Further, by using potassium hydroxide as the metal hydroxide used in the alkali silica solution and adjusting the concentration of potassium hydroxide and the SiO 2 / K 2 O molar ratio of the alkali silica solution, GP using BFS can be used. It has been pointed out that the setting time can be extended (Non-Patent Document 6).

GP研究の歴史はまだ浅く、例えばGPの硬化反応は、上述の活性フィラー由来の陽イオンとアルカリシリカ溶液由来のケイ酸化合物による重縮合により進行するものであるとされている(特許文献2)ものの、用いる活性フィラーによって凝結時間と強度が変化するなど、そのメカニズムの詳細において未だ不明な点が多い。
そして現状では、酸化カルシウムの含有量が比較的多い活性フィラーを用いる場合には凝結と強度の発現が非常に早いという特徴、またポルトランドセメントに替わる新たな無機材料として実用化を図るという観点から、上述の文献に示すように、GP研究は圧縮強度(強度発現性)と凝結時間(作業性)の制御(両立)に関してまずは大きな主眼が置かれているといえる。
こうした中、本発明者らの検討において、上述の強度発現性や作業性の観点に加え、GPの収縮特性が従来のセメントコンクリートのそれとは大きく異なることに着目した。例えばGPは、後述するように硬化反応の一態様として考えられているアルミノシリケート源とアルカリ源による縮重合反応の進行に伴い、アルカリシリカ溶液中の水分が系外に排出され、硬化体に大きな体積変化(乾燥収縮)が発生する。一方、GPはアルカリ源の濃度低下や滲出が生じる虞があるため空気中で養生させる必要があるが、7日間の気中(常温)養生後に脱型したGPコンクリートの乾燥収縮によるひずみは(以下、乾燥収縮ひずみという)、従来のセメントコンクリートと比べて遥かに大きく(およそ3〜4倍)、GPの実用化を目指す上で看過できない課題となることを見出した。この乾燥収縮ひずみは、通常、800(μm/m)以上と大きくなると、硬化体にひび割れを発生させる虞があるものの、現状では、GPの乾燥収縮を抑制する手段に関する検証例や報告例は極めて少ない。
こうした種々の課題を踏まえ、本発明は、これまで課題とされたジオポリマーの硬化前の流動性保持時間の延長と硬化体の強度発現性の確保のみならず、乾燥収縮を抑制できる硬化体を得られる、新たなジオポリマー用添加剤の提供を課題とするものである。
The history of GP research is still short, and for example, the curing reaction of GP is said to proceed by polycondensation of the above-mentioned cation derived from the active filler and the silicic acid compound derived from the alkali silica solution (Patent Document 2). However, there are still many unclear points in the details of the mechanism, such as the setting time and strength changing depending on the active filler used.
And in the current situation, when using an active filler having a relatively high content of calcium oxide, the characteristics of setting and strength are very fast, and from the viewpoint of practical application as a new inorganic material replacing Portland cement, As shown in the above-mentioned literature, it can be said that the GP research is mainly focused on control (compatibility) of compressive strength (strength development) and setting time (workability).
Under such circumstances, in the study by the present inventors, in addition to the above-described viewpoint of strength development and workability, it was noted that the GP shrinkage characteristics are significantly different from those of conventional cement concrete. For example, in GP, as the polycondensation reaction with an aluminosilicate source and an alkali source, which is considered as one mode of the curing reaction, progresses, the water in the alkali silica solution is discharged out of the system, and a large amount is generated in the cured body. Volume change (dry shrinkage) occurs. On the other hand, GP may need to be aged in air because it may cause a decrease in the concentration of alkali source and exudation, but the strain due to dry shrinkage of GP concrete demolded after curing in air (normal temperature) for 7 days ( It was found that the shrinkage strain is much larger than that of conventional cement concrete (about 3 to 4 times), which is an issue that cannot be overlooked when aiming for the practical use of GP. If the dry shrinkage strain is usually large (800 μm / m) or more, cracks may occur in the cured product, but at present, there are very few verification examples and report examples regarding means for suppressing the dry shrinkage of GP. Few.
Based on these various problems, the present invention provides a cured product capable of suppressing drying shrinkage as well as extending the fluidity retention time before curing of the geopolymer and ensuring the strength development of the cured product, which has been a problem so far. It is an object to provide a new additive for geopolymer obtained.

本発明者らが検討した結果、1種以上の特定構造を有するオキシアルキレンアルキルエーテル系化合物からなる収縮低減剤と、1種以上の脂肪族オキシカルボン酸系化合物からなる収縮低減助剤とを組み合わせて混和剤とし、これをジオポリマーに対して用いることにより、乾燥収縮を抑制して、硬化体における収縮ひずみを著しく低減させるとともに、強度発現性を損なうことなく作業性を確保し、さらには、硬化体表面の黒ずみや白華の発生を抑制し、表面美観効果をも得られることを見出した。   As a result of studies by the present inventors, a shrinkage-reducing agent comprising one or more oxyalkylene alkyl ether-based compounds having a specific structure and a shrinkage-reducing auxiliary agent comprising one or more aliphatic oxycarboxylic acid-based compounds are combined. As an admixture, and by using this for a geopolymer, it suppresses drying shrinkage, significantly reduces the shrinkage strain in the cured product, and secures workability without impairing strength expression, and further, It has been found that generation of darkening and white sinter on the surface of the cured product can be suppressed and a surface aesthetic effect can be obtained.

すなわち本発明は、
下記一般式(1)
−O−(AO)n− (1)
[式中、AOは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表す。]
で表される構造を有するエーテル系化合物を含むジオポリマー用収縮低減剤と、
水酸基価が250〜1500mgKOH/g、かつ酸価が250〜950mgKOH/gである1種以上の脂肪族オキシカルボン酸の塩を含み、前記脂肪族オキシカルボン酸の水酸基価/酸価の質量加重平均値が0.40以上5.00未満であるジオポリマー用収縮低減助剤
とを含み、
前記収縮低減助剤は乳酸塩、リンゴ酸塩、及び酒石酸塩からなる群から選択される少なくとも一種の脂肪族オキシカルボン酸の塩を含むものである、
ジオポリマー用混和剤に関する。
That is, the present invention is
The following general formula (1)
-O- (AO) n- (1)
[In the formula, AO represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents an average addition mole number of alkylene oxide and represents 1 to 200. ]
A shrinkage reducing agent for a geopolymer containing an ether compound having a structure represented by:
A mass-weighted average of the hydroxyl value / acid value of the aliphatic oxycarboxylic acid, including a salt of at least one aliphatic oxycarboxylic acid having a hydroxyl value of 250 to 1500 mgKOH / g and an acid value of 250 to 950 mgKOH / g. A shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer having a value of 0.40 or more and less than 5.00,
The shrinkage-reducing aid contains at least one salt of an aliphatic oxycarboxylic acid selected from the group consisting of lactate, malate, and tartrate.
It relates to an admixture for geopolymers.

本発明のジオポリマー用混和剤において、前記収縮低減助剤は、酒石酸塩を含むもので
あることが好ましい。
In the admixture for geopolymers of the present invention, it is preferable that the shrinkage reducing auxiliary agent contains a tartrate salt.

また本発明のジオポリマー用混和剤において、前記収縮低減剤は、前記エーテル系化合物が、下記一般式(2)及び一般式(3)で表される化合物のうち一種以上を含むことが好ましい。
−O−(AO)n1−R (2)
(式中、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n1はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n1が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表す。)
[−O−(AO)n2−R (3)
(式中、
は炭素原子数2乃至30のm価の多価アルコールからm個のヒドロキシ基を除いた残基を表し、
は水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n2はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n2が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表し、
mは2乃至8の整数を表す。)
Moreover, in the admixture for geopolymers of the present invention, it is preferable that, in the shrinkage reducing agent, the ether compound includes one or more compounds represented by the following general formulas (2) and (3).
R 1 -O- (A 1 O) n1 -R 2 (2)
(In the formula,
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have an unsaturated bond having 1 to 22 carbon atoms,
A 1 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n1 is the average number of added moles of alkylene oxide and represents a number of 1 to 200;
When n1 is 2 or more, A 1 O represents an alkyleneoxy group which may be the same or different. )
R 3 [-O- (A 2 O ) n2 -R 4] m (3)
(In the formula,
R 3 represents a residue obtained by removing m hydroxy groups from an m-valent polyhydric alcohol having 2 to 30 carbon atoms,
R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms and optionally containing an unsaturated bond,
A 2 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n2 is the average number of moles of alkylene oxide added and represents a number of 1 to 200;
When n2 is 2 or more, A 2 O represents the same or different alkyleneoxy groups,
m represents an integer of 2 to 8. )

さらに本発明のジオポリマー用混和剤において、前記収縮低減剤は、前記エーテル系化合物が、下記一般式(4)で表される化合物のうち一種以上を含むことが好ましい。
−O−(AO)n3−R (4)
(式中、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至22の第三級アルキル基、炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルキル基、炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、n3はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、(AO)n3は同種のアルキレンオキサイドのn3個の連続鎖を表す。)
さらに、好ましい態様において、前記エーテル系化合物は、上記式(4)中、
は水素原子、炭素原子数1乃至12の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至12の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至12の第三級アルキル基、炭素原子数2乃至4の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至4の分岐鎖アルケニル基、又はフェニル基を表し、
は水素原子、又は炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基を表し、
Oは炭素原子数2又は3の二価のアルキレンオキサイド基を表し
n3は1乃至100の数を表す化合物であることが望ましい。
Furthermore, in the admixture for geopolymers of the present invention, it is preferable that in the shrinkage reducing agent, the ether compound contains one or more compounds represented by the following general formula (4).
R 5 -O- (A 3 O) n3 -R 6 (4)
(In the formula,
R 5 is a hydrogen atom, a linear primary alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a branched primary alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, or a tertiary alkyl group having 4 to 22 carbon atoms Represents a linear alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, a branched alkenyl group having 3 to 22 carbon atoms, a (meth) acryloyl group, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms,
R 6 is a hydrogen atom, a straight chain alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a branched chain alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, a straight chain alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, or a branched chain having 3 to 22 carbon atoms. Represents a chain alkenyl group, a (meth) acryloyl group, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, n3 represents the average number of moles of added alkylene oxide and represents 1 to 200, and (A 3 O) n3 represents the same alkylene. Represents n3 consecutive chains of oxide. )
Furthermore, in a preferred embodiment, the ether compound is represented by the above formula (4):
R 5 is a hydrogen atom, a linear primary alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched primary alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a tertiary alkyl group having 4 to 12 carbon atoms Represents a linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, a branched alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms, or a phenyl group,
R 6 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 or 3 carbon atoms, and n 3 is preferably a compound representing a number of 1 to 100.

なお本発明のジオポリマー用混和剤において、前記収縮低減剤は、前記エーテル系化合
物が100〜10,000の重量平均分子量(Mw)を有する化合物であることが好ましい。
In the admixture for geopolymers of the present invention, the shrinkage reducing agent is preferably a compound in which the ether compound has a weight average molecular weight (Mw) of 100 to 10,000.

また本発明のジオポリマー用混和剤において、前記収縮低減剤は、CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、並びに、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源を含む混合物より形成されるジオポリマーに適用される添加剤であることが好ましい。   Moreover, in the admixture for geopolymers of the present invention, the shrinkage reducing agent is at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass, and an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal. It is preferably an additive applied to a geopolymer formed from a mixture containing at least one alkali source selected from the group consisting of silicates.

また本発明は、前記ジオポリマー用混和剤、CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源、及び骨材を含む、ジオポリマー形成組成物に関する。
さらには、前記ジオポリマー形成組成物の硬化体、すなわち前記ジオポリマー用混和剤、CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源、及び骨材を含む、ジオポリマー硬化体に関する。
Further, the present invention comprises the group consisting of the admixture for geopolymer, at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal silicate. A geopolymer-forming composition comprising at least one alkali source selected and an aggregate.
Further, a cured product of the geopolymer-forming composition, that is, the admixture for geopolymer, at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and The present invention relates to a cured geopolymer containing at least one alkali source selected from the group consisting of alkali metal silicates and an aggregate.

本発明のジオポリマー用混和剤は、これを配合したジオポリマーにおける収縮低減効果に優れ、さらにジオポリマーの凝結時間を調整できるとともに、硬化体の強度発現性を損なうことなく、硬化前の作業性を改善し、同時に硬化体の表面の美観を高める、ジオポリマー硬化体を得ることができる。   The admixture for a geopolymer of the present invention has an excellent shrinkage-reducing effect in a geopolymer containing the same, and can adjust the setting time of the geopolymer, without impairing the strength development of the cured product, and the workability before curing. It is possible to obtain a geopolymer cured product that improves the surface appearance of the cured product and improves the appearance of the cured product.

前述したように、ジオポリマー(GP)は、アルミノシリケート源(活性フィラー)及びアルカリ源(アルカリシリカ溶液など)を含む材料より作製される。ここでGP形成材料(GP形成組成物)に含まれる水は、従来のコンクリートにおけるポルトランドセメントの水和反応とは異なり、GPの硬化反応の一態様として考えられているアルミノシリケート源とアルカリ源による縮重合反応には関与しないと考えられる。そのため、GP形成組成物の凝結・硬化に伴い、硬化反応に関与しない組成物中(アルカリ溶液中)の水は蒸気として系外に排出され得る。すなわち水分の逸散による乾燥収縮は、GPにおいては凝結段階から既に発生すると考えられる。実際、本発明者らは、GPコンクリートの乾燥収縮ひずみが、従来のセメントコンクリートと比べて遥かに大きいことを確認している。
このように乾燥収縮ひずみを抑制することは、GPの実用化を図る上で重要な課題の一つといえるものの、GPの乾燥収縮に関する数少ない報告例(例えば非特許文献7及び非特許文献8)においても、収縮低減のための具体的な手段、例えば収縮低減効果を発揮する成分や構成に関する十分な検討はなされていない。なお、水ガラスとスラグを配合したコンクリート(水スラグコンクリート)において、従来のコンクリート用収縮低減剤を配合した報告例(特許文献3)はあるが、本報告例は初期材齢の乾燥収縮が大きいことに着目したにすぎない。またアルカリ活性剤を添加したアルミノケイ酸塩結合材(アルカリ活性化アルミノケイ酸塩結合材)において、アミン化合物が収縮低減に効果があるとの報告例もあるが(特許文献4及び特許文献5)、オキシアルキレンアルキルエーテル系化合物についての言及はない。
本発明は、特定のオキシアルキレンアルキルエーテル系化合物からなる収縮低減剤と、特定の脂肪族オキシカルボン酸系化合物からなる収縮低減助剤を組み合わせた混和剤という構成を採用することにより、GPの凝結段階から発生すると考えられる乾燥収縮を抑制するとともに、凝結時間の調整と硬化体の強度発現性の両立を実現し、さらには硬化体の外観が良好なものとなることを見出しなされたものである。
以下、本発明について詳述する。
As described above, the geopolymer (GP) is made of a material containing an aluminosilicate source (active filler) and an alkali source (alkali silica solution or the like). Here, the water contained in the GP forming material (GP forming composition) is different from the hydration reaction of Portland cement in conventional concrete, and is due to an aluminosilicate source and an alkali source, which are considered as one mode of the GP curing reaction. It is considered that it does not participate in the polycondensation reaction. Therefore, with the setting and curing of the GP-forming composition, water in the composition (in the alkaline solution) that does not participate in the curing reaction can be discharged to the outside of the system as steam. That is, it is considered that the drying shrinkage due to the dissipation of water has already occurred in GP from the setting stage. In fact, the inventors have confirmed that the dry shrinkage strain of GP concrete is much higher than that of conventional cement concrete.
Although it can be said that suppressing the drying shrinkage strain is one of the important problems in putting the GP into practical use, in a few reports on the drying shrinkage of the GP (for example, Non-Patent Document 7 and Non-Patent Document 8). However, specific means for reducing shrinkage, for example, components and constitutions that exert the effect of reducing shrinkage have not been sufficiently examined. In addition, although there is a report example (Patent Document 3) in which a conventional shrinkage reducing agent for concrete is mixed in concrete containing water glass and slag (water slag concrete), this report example has a large dry shrinkage at an initial age. I just focused on that. In addition, in aluminosilicate binders (alkali activated aluminosilicate binders) added with an alkali activator, there are reports that amine compounds are effective in reducing shrinkage (Patent Documents 4 and 5), There is no reference to oxyalkylene alkyl ether compounds.
The present invention adopts a composition of an admixture in which a shrinkage-reducing agent composed of a specific oxyalkylene alkyl ether compound and a shrinkage-reducing auxiliary agent composed of a specific aliphatic oxycarboxylic acid compound are adopted, whereby the GP is condensed. It was discovered that while suppressing the drying shrinkage that is considered to occur from the stage, it realizes both the adjustment of the setting time and the strength development of the cured product, and that the cured product has a good appearance. ..
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[ジオポリマー用混和剤]
本発明はジオポリマー用収縮低減剤とジオポリマー用収縮低減助剤とを含むジオポリマー用混和剤に関する。
なお、本発明のジオポリマー用混和剤において、後述する収縮低減剤と収縮低減助剤との配合比は特に限定されないが、例えば収縮低減剤:収縮低減助剤=10:1〜1:10(質量比)、好ましくは(同)5:1〜1:5とすることができる。
本発明のジオポリマー用混和剤は、後述する収縮低減剤と収縮低減助剤を含む形態、後述する収縮低減剤と収縮低減助剤以外に公知の混和剤を配合した形態、ジオポリマー(硬化体)製造時に、本発明のジオポリマー用混和剤における収縮低減剤と収縮低減助剤、所望により公知の混和剤を別々に(或いは少なくとも二種を組み合わせて)添加し、最終的にジオポリマー中で混合される形態の何れをも含む。
[Admixture for geopolymer]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an admixture for geopolymer, which contains a shrinkage reducing agent for geopolymer and a shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer.
In the admixture for geopolymers of the present invention, the compounding ratio of the shrinkage-reducing agent and the shrinkage-reducing auxiliary agent described later is not particularly limited, but for example, shrinkage-reducing agent: shrinkage-reducing auxiliary agent = 10: 1 to 1:10 ( Mass ratio), preferably (the same) 5: 1 to 1: 5.
The admixture for a geopolymer of the present invention is a form containing a shrinkage-reducing agent and a shrinkage-reducing aid described below, a form in which a known admixture other than the shrinkage-reducing agent and the shrinkage-reducing aid described below is blended, and a geopolymer (cured product). ) At the time of production, the shrinkage-reducing agent and the shrinkage-reducing aid in the admixture for a geopolymer of the present invention are added separately (or at least two kinds in combination), and finally in the geopolymer. Includes any of the mixed forms.

<ジオポリマー用収縮低減剤>
本発明のジオポリマー用混和剤に使用する収縮低減剤は、下記一般式(1)で表される構造を有するエーテル系化合物を含む。
−O−(AO)n− (1)
上記式(1)中、AOは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表す。
なお、nが2以上の場合、AOは同一種のアルキレンオキサイド基から構成されていても、2種以上のアルキレンオキサイド基から構成されていてもよく、後者の場合、種類の異なるアルキレンオキシド基はブロック付加であってもランダム付加であってもよい。
また上記一般式(1)で表される構造を有するエーテル系化合物、そして、後述する一般式(2)乃至(4)で表される化合物は、その重量平均分子量(Mw)については特に限定されないが、例えばMwが100〜10,000である化合物が好ましく、さらにはMwが100〜5,000である化合物が好ましく、特に100〜1,000である化合物、より特には100〜500である化合物が好適である。なお本明細書において重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算で測定される値をいう。
<Shrinkage reducer for geopolymer>
The shrinkage reducing agent used in the admixture for a geopolymer of the present invention contains an ether compound having a structure represented by the following general formula (1).
-O- (AO) n- (1)
In the above formula (1), AO represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents an average addition mole number of alkylene oxide and represents 1 to 200.
When n is 2 or more, AO may be composed of the same kind of alkylene oxide groups or two or more kinds of alkylene oxide groups. In the latter case, different kinds of alkylene oxide groups are It may be block addition or random addition.
The weight average molecular weight (Mw) of the ether compound having the structure represented by the general formula (1) and the compounds represented by the general formulas (2) to (4) described later is not particularly limited. However, for example, a compound having Mw of 100 to 10,000 is preferable, a compound having Mw of 100 to 5,000 is preferable, a compound having 100 to 1,000 is particularly preferable, and a compound having 100 to 500 is more preferable. Is preferred. In addition, in this specification, a weight average molecular weight (Mw) says the value measured by polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC).

上記収縮低減剤において、前記エーテル系化合物として下記一般式(2)及び一般式(3)で表される化合物のうち一種以上を含むことが好ましい。
−O−(AO)n1−R (2)
上記式(2)中、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n1はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n1が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表す。
[−O−(AO)n2−R (3)
上記式(3)中、
は炭素原子数2乃至30のm価の多価アルコールからm個のヒドロキシ基を除いた残基を表し、
は水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n2はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n2が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表し、
mは2乃至8の整数を表す。
In the shrinkage reducing agent, it is preferable that the ether compound include one or more compounds represented by the following general formulas (2) and (3).
R 1 -O- (A 1 O) n1 -R 2 (2)
In the above formula (2),
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have an unsaturated bond having 1 to 22 carbon atoms,
A 1 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n1 is the average number of added moles of alkylene oxide and represents a number of 1 to 200;
When n1 is 2 or more, A 1 O represents an alkyleneoxy group which may be the same or different.
R 3 [-O- (A 2 O ) n2 -R 4] m (3)
In the above formula (3),
R 3 represents a residue obtained by removing m hydroxy groups from an m-valent polyhydric alcohol having 2 to 30 carbon atoms,
R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms and optionally containing an unsaturated bond,
A 2 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n2 is the average number of moles of alkylene oxide added and represents a number of 1 to 200;
When n2 is 2 or more, A 2 O represents the same or different alkyleneoxy groups,
m represents an integer of 2 to 8.

上記式中、R、R及びRにおける炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基としては、上記炭素原子数を有するアルキル基及びアルケニル基(下記の炭素原子数1乃至22のアルキル基、炭素原子数2乃至22のアルケニル基参照)、一価の芳香族炭化水素基(ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ピレン、ペリレン等)等が挙げられる。
上記該炭化水素基は、カルボニル結合(−C(=O)−)、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−、−O−C(=O)−)、アミノ結合(−NH−)、アミド結合(−C(=O)−NH−、−NH−C(=O)−)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される基を含んでいてもよい。
また一価の芳香族炭化水素基にあっては、後述する置換基を含んでいてもよい。
In the above formula, the monovalent hydrocarbon group for R 1 , R 2 and R 4 which may contain an unsaturated bond having 1 to 22 carbon atoms includes an alkyl group and an alkenyl group having the above carbon number (see the following). And alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 22 carbon atoms), monovalent aromatic hydrocarbon groups (benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, chrysene, pyrene, perylene, etc.) and the like. ..
The said hydrocarbon group has a carbonyl bond (-C (= O)-), an ether bond (-O-), an ester bond (-C (= O) -O-, -OC (= O)-). , An amino bond (-NH-), an amide bond (-C (= O) -NH-, -NH-C (= O)-), and a group selected from the group consisting of a combination thereof. Good.
Further, the monovalent aromatic hydrocarbon group may contain a substituent described later.

上記炭素原子数1乃至22のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基が挙げられ、炭素原子数3以上を有するアルキル基(すなわち上記したメチル基及びエチル基を除き、プロピル基以降に記載した基)にあっては、分岐鎖、環状鎖を含んでいてもよい。
また上記炭素原子数2乃至22のアルケニル基としては、エタニル基、プロパニル基、ブタニル基、ペンタニル基、ヘキサニル基、ヘプタニル基、オクタニル基、ノナニル基、デカニル基、ウンデカニル基、ドデカニル基、トリデカニル基、テトラデカニル基、ペンタデカニル基、ヘキサデカニル基、ヘプタデカニル基、オクタデカニル基、ノナデカニル基、エイコサニル基、ヘンエイコサニル基、ドコサニル基が挙げられ、炭素原子数3以上を有するアルケニル基(すなわち上記したエタニル基を除き、プロパニル基以降に記載した基)にあっては、分岐鎖、環状鎖を含んでいてもよい。
Examples of the alkyl group having 1 to 22 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group. Group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, heneicosyl group, docosyl group, and an alkyl group having 3 or more carbon atoms (that is, the above-mentioned methyl group and ethyl group. Except the above, the groups described after the propyl group) may include a branched chain and a cyclic chain.
Examples of the alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms include ethanyl group, propanyl group, butanyl group, pentanyl group, hexanyl group, heptanyl group, octanyl group, nonanyl group, decanyl group, undecanyl group, dodecanyl group, tridecanyl group, Examples thereof include a tetradecanyl group, a pentadecanyl group, a hexadecanyl group, a heptadecanyl group, an octadecanyl group, a nonadecanyl group, an eicosanyl group, a heneicosanyl group, and a docosanyl group, and an alkenyl group having 3 or more carbon atoms (that is, a propanyl group except the above-mentioned ethanyl group. The groups described below) may include a branched chain or a cyclic chain.

また、Rにおける炭素原子数2乃至30のm価の多価アルコールとは、直鎖状の多価アルコール、また不飽和二重結合を含んでいてもよく、同一炭素原子に複数のヒドロキシ基が結合していてもよく、さらに炭素原子数3以上の場合には分岐鎖、環状鎖を含んでいてもよい、多価アルコールを表す。
上記m価の多価アルコールとは、具体的には2乃至8個のヒドロキシ基を有する化合物であり、例えば2価アルコール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコールおよびヘキサンジオール);3〜5価の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタンおよびジグリセリン);糖類及びその誘導体(ショ糖、グルコース、フルクトースおよびメチルグリコシド等)が挙げられる。このうち、好ましくは3〜5価の多価アルコールと糖類が用いられ、より好ましくはソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びショ糖である。
したがって、Rにおいて炭素原子数2乃至30のm価の多価アルコールからm個のヒドロキシ基を除いた残基としては、例えば炭素原子数2乃至30のm価の炭化水素基が挙げられ、該炭化水素基はエーテル結合を含んでいてもよい。
なお、炭素原子数2乃至30m価の炭化水素基としては特に限定されるものではないが、例えば、炭素原子数2乃至30のアルカン、炭素原子数2乃至30のアルケンなどから、水素原子をm個除いた基等が挙げられる。
上記炭素原子数2乃至30のアルカンとしては、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカ
ン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン等であり、これらは直鎖状、分岐状、環状、それらの組み合わせであってもよい。
また上記炭素原子数2乃至30のアルケンとしては、エテン、プロペン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、ヘンエイコセン、ドコセン、トリコセン、テトラコセン、ペンタコセン、ヘキサコセン、ヘプタコセン、オクタコセン、ノナコセン、トリアコンテン等であり、これらは直鎖状、分岐状、環状、それらの組み合わせであってもよい。
The m-valent polyhydric alcohol having 2 to 30 carbon atoms in R 3 may be a linear polyhydric alcohol or an unsaturated double bond, and may have a plurality of hydroxy groups at the same carbon atom. Represents a polyhydric alcohol which may be bonded, and when it has 3 or more carbon atoms, may contain a branched chain or a cyclic chain.
The m-valent polyhydric alcohol is specifically a compound having 2 to 8 hydroxy groups, and examples thereof include dihydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, neopentyl glycol and hexanediol). Trihydric to polyhydric alcohols (glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitan and diglycerin); sugars and their derivatives (sucrose, glucose, fructose and methylglycoside). Of these, polyhydric alcohols having 3 to 5 valences and sugars are preferably used, and more preferably sorbitol, sorbitan, polyglycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol and sucrose.
Therefore, examples of the residue of R 3 obtained by removing m hydroxy groups from an m-valent polyhydric alcohol having 2 to 30 carbon atoms include an m-valent hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms, The hydrocarbon group may contain an ether bond.
Note that the hydrocarbon group having a valence of 2 to 30 m is not particularly limited, but for example, an alkane having a carbon number of 2 to 30, an alkene having a carbon number of 2 to 30 can be used to convert a hydrogen atom to m. Examples thereof include groups excluding individual groups.
Examples of the alkane having 2 to 30 carbon atoms include ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, eicosane, Heneicosane, docosane, tricosane, tetracosane, pentacosane, hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane, triacontane, and the like, which may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof.
Examples of the alkene having 2 to 30 carbon atoms include ethene, propene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene, decene, undecene, dodecene, tridecene, tetradecene, pentadecene, hexadecene, octadecene, nonadecene, eicosene, heneicosene. , Docosene, tricosene, tetracocene, pentacocene, hexacocene, heptacocene, octacocene, nonacocene, triacontene, and the like, which may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof.

上記AO、AOにおける炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基が挙げられる(なお、構造式の記載の都合上、OA、OA(オキシアルキレン基)と記載されている場合も含め、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基ともいう場合がある)。
またn1、n2が2以上の場合、AO、AOはそれぞれ同一種のアルキレンオキサイド基から構成されていても、2種以上のアルキレンオキサイド基から構成されていてもよく、後者の場合、種類の異なるアルキレンオキシド基はブロック付加であってもランダム付加であってもよい。
Examples of the divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 O and A 2 O include an ethylene oxide group, a propylene oxide group and a butylene oxide group (for convenience of description of the structural formula, It may be referred to as an oxyethylene group, an oxypropylene group, or an oxybutylene group, including the case where it is described as O 1 A or OA 2 (oxyalkylene group)).
When n1 and n2 are 2 or more, A 1 O and A 2 O may each be composed of the same kind of alkylene oxide group or two or more kinds of alkylene oxide groups, and in the latter case The different alkylene oxide groups may be block-added or random-added.

なかでも、上記収縮低減剤は、前記エーテル系化合物として下記一般式(4)で表される化合物のうち一種以上を含むことが好ましい。
−O−(AO)n3−R (4)
上記式(4)中、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖又は分岐鎖の第一級又は第三級アルキル基(すなわち炭素原子数1乃至22の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至22の第三級アルキル基)、炭素原子数2乃至22の直鎖又は分岐鎖のアルケニル基(すなわち炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基)、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖又は分岐鎖のアルキル基(すなわち、炭素原子数1乃至22の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルキル基)、炭素原子数2乃至22の直鎖又は分岐鎖のアルケニル基(すなわち、炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基)、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、n3はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、(AO)n3は同種のアルキレンオキサイドのn3個の連続鎖を表す。
Above all, it is preferable that the shrinkage reducing agent contains one or more compounds represented by the following general formula (4) as the ether compound.
R 5 -O- (A 3 O) n3 -R 6 (4)
In the above formula (4),
R 5 is a hydrogen atom, a linear or branched primary or tertiary alkyl group having 1 to 22 carbon atoms (that is, a linear primary alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or 3 carbon atoms). To C22 branched-chain primary alkyl groups, C4 to C22 tertiary alkyl groups), and C2 to C22 straight-chain or branched alkenyl groups (that is, C2 to C22). A linear alkenyl group, a branched alkenyl group having 3 to 22 carbon atoms), a (meth) acryloyl group, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms,
R 6 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms (that is, a linear alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 22 carbon atoms), carbon A straight chain or branched chain alkenyl group having 2 to 22 atoms (that is, a straight chain alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, a branched chain alkenyl group having 3 to 22 carbon atoms), a (meth) acryloyl group, or carbon Represents a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, n3 represents the average number of moles of added alkylene oxide and represents 1 to 200, and (A 3 O) n3 represents the same alkylene. Represents n3 consecutive chains of oxide.

上記R及びRにおいて、炭素原子数1乃至22の直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、ドデシル基(ラウリル基)、テトラデシル基(ミルスチル基)、ヘキサデシル基(パルミチル基)、オクタデシル基(ステアリル基)、イコシル基、ドコシル基(ベヘニル基)等が挙げられる。
上記炭素原子数2乃至22の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基としては、上記炭素原子数1乃至22のアルキル基として挙げた基において、炭素−炭素二重結合を一個持つ基が挙げられる。具体的には、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、エイコセニル基、ドコセニル基
等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイル基は、メタクリロイル基、アクリロイル基が挙げられる。
上記炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ピレン、ペリレン等の芳香環を有する一価の基が挙げられる。該一価の芳香族炭化水素基は、置換基を含んでいてもよく、該置換基としてはハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、前記ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至22の一価の炭化水素基(前記R等において例示する炭素原子数1乃至22のアルキル基及び炭素原子数2乃至22のアルケニル基等)を挙げることができる。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms in R 5 and R 6 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, dodecyl group (lauryl group), tetradecyl group (myristyl group), hexadecyl group ( Palmyl group), octadecyl group (stearyl group), icosyl group, docosyl group (behenyl group) and the like.
Examples of the straight-chain or branched-chain alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms include the groups having one carbon-carbon double bond in the groups mentioned as the alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. .. Specifically, an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a heptenyl group, an octenyl group, a nonenyl group, a decenyl group, a dodecenyl group, a tetradecenyl group, a hexadecenyl group, an octadecenyl group, an eicosenyl group, a docosenyl group, etc. Is mentioned.
Examples of the (meth) acryloyl group include a methacryloyl group and an acryloyl group.
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms include monovalent groups having an aromatic ring such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, chrysene, pyrene and perylene. The monovalent aromatic hydrocarbon group may contain a substituent, and as the substituent, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), or a substituent thereof may be used. Examples thereof include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms (such as an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms and an alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, which are exemplified in R 1 and the like).

またAOにおける炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基が挙げられる(なお、構造式の記載の都合上OA(オキシアルキレン基)となっている場合も含め、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基ともいう場合がある)。
なお、(AO)n3が同種のアルキレンオキサイドのn3個の連続鎖を表すとは、一の化合物において複数種のアルキレンオキサイド基(例えばエチレンオキサイド基とプロピレンオキサイド基の双方)が含まれることがないことを意味する。
Examples of the divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms in A 3 O include an ethylene oxide group, a propylene oxide group, and a butylene oxide group (for convenience of description of the structural formula, O 3 A (oxy)). (Alkylene group), sometimes including oxyethylene group, oxypropylene group, oxybutylene group).
Note that (A 3 O) n3 represents n3 continuous chains of the same alkylene oxide means that one compound contains a plurality of alkylene oxide groups (for example, both ethylene oxide groups and propylene oxide groups). Means no.

好ましい態様において、前記エーテル系化合物は、上記式(2)中、
は水素原子、炭素原子数1乃至12の直鎖又は分岐鎖のアルキル基(すなわち炭素原子数1乃至12の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至12の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至12の第三級アルキル基)、炭素原子数2乃至4の分岐鎖アルケニル基(すなわち炭素原子数2乃至4の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至4の分岐鎖アルケニル基)、又はフェニル基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基を表し、
Oは炭素原子数2又は3の二価のアルキレンオキサイド基を表し
n3は1乃至100の数を表す化合物であることが望ましい。
In a preferred embodiment, the ether compound is a compound represented by the above formula (2):
R 5 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (that is, a linear primary alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched chain primary alkyl group having 3 to 12 carbon atoms). Primary alkyl group, tertiary alkyl group having 4 to 12 carbon atoms), branched chain alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms (that is, linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, 3 to 4 carbon atoms) A branched alkenyl group), or a phenyl group,
R 6 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 or 3 carbon atoms, and n 3 is preferably a compound representing a number of 1 to 100.

<ジオポリマー用収縮低減助剤>
本発明のジオポリマー用混和剤は、前記収縮低減剤に加えて、さらに収縮低減助剤を含む。該収縮低減助剤は、本発明の混和剤に用いる収縮低減剤による収縮低減効果をより一層高める働きを有するものであれば限定されずに使用し得、一例として凝結遅延効果を発揮する添加剤等を用いることができる。
本発明においては、前記収縮低減効果をより一層高め得る観点から、好ましい収縮低減助剤として、特定の水酸基価及び酸価、並びに特定の水酸基価/酸価を有する1種以上の脂肪族オキシカルボン酸の塩を用いる。
<Shrinkage reduction aid for geopolymer>
The admixture for geopolymers of the present invention further contains a shrinkage reducing auxiliary agent in addition to the shrinkage reducing agent. The shrinkage-reducing aid may be used without limitation as long as it has a function of further enhancing the shrinkage-reducing effect of the shrinkage-reducing agent used in the admixture of the present invention, and as an example, an additive exhibiting a setting retarding effect. Etc. can be used.
In the present invention, from the viewpoint of further enhancing the shrinkage reducing effect, as a preferred shrinkage reducing auxiliary agent, one or more aliphatic oxycarboxylic acids having a specific hydroxyl value and acid value, and a specific hydroxyl value / acid value. An acid salt is used.

上記収縮低減助剤において、上記脂肪族オキシカルボン酸としては、水酸基価が250〜1500mgKOH/g、かつ酸価が250〜950mgKOH/gであり、またその水酸基価と酸価の比である水酸基価/酸価が0.40以上5.00未満であるものを使用する。上記水酸基価/酸価は、好ましくは0.50以上4.00以下であり、より好ましくは1.00以上4.00以下であることが望ましい。
なお、脂肪族オキシカルボン酸を2種以上使用する場合、上記水酸基価と酸価の比は、使用する複数の脂肪族オキシカルボン酸の質量荷重平均した水酸基価/同質量荷重平均した酸価として算出される。また、複数種を組み合わせて使用した場合に質量荷重平均した水酸基価/酸価の値が上記数値範囲内(0.40以上5.00未満)にあるものであれば、脂肪族オキシカルボン酸1種のみでは上記水酸基価と酸価の比が上記数値範囲を外れるものであっても使用することができる。
In the shrinkage reduction aid, the aliphatic oxycarboxylic acid has a hydroxyl value of 250 to 1500 mgKOH / g and an acid value of 250 to 950 mgKOH / g, and a hydroxyl value which is a ratio of the hydroxyl value and the acid value. / Use an acid value of 0.40 or more and less than 5.00. The hydroxyl value / acid value is preferably 0.50 or more and 4.00 or less, and more preferably 1.00 or more and 4.00 or less.
When two or more kinds of aliphatic oxycarboxylic acids are used, the ratio of the hydroxyl value to the acid value is defined as the weight value averaged hydroxyl value / the same weight averaged acid value of the plurality of aliphatic oxycarboxylic acids used. Is calculated. Further, when the weight-averaged hydroxyl value / acid value in the case of using plural kinds in combination is within the above numerical range (0.40 or more and less than 5.00), the aliphatic oxycarboxylic acid 1 If only the seed is used, it can be used even if the ratio of the hydroxyl value to the acid value is out of the above numerical range.

上記脂肪族オキシカルボン酸としては、グリコール酸、乳酸、タルトロン酸、グリセリ
ン酸、2−ヒドロキシ酪酸、γ−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、イソクエン酸、メバロン酸、パントイン酸、グルコン酸、キナ酸、シキミ酸等の脂肪族又は脂環式オキシカルボン酸が挙げられる。これら脂肪族オキシカルボン酸は一種を単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of the aliphatic oxycarboxylic acid include glycolic acid, lactic acid, tartronic acid, glyceric acid, 2-hydroxybutyric acid, γ-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, isocitric acid, mevalonic acid, pantoin. Examples thereof include aliphatic or alicyclic oxycarboxylic acids such as acid, gluconic acid, quinic acid, and shikimic acid. These aliphatic oxycarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

中でも、好ましい脂肪族オキシカルボン酸としては、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸が挙げられ、さらに乳酸、リンゴ酸、及び酒石酸が好ましく、中でも酒石酸、その中でも入手が容易なL−酒石酸が最も好ましい。
また二種以上を組み合わせて使用する場合には、少なくとも一方を酒石酸とすることにより、硬化体の外観における白華の発生を抑制でき、好ましい表面外観を得られるために好ましい。二種以上を組み合わせて使用する場合の好ましい組み合わせとしては、例えば酒石酸とリンゴ酸、酒石酸とグルコン酸等が挙げられる。
Among them, preferable aliphatic oxycarboxylic acids include lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, and gluconic acid, more preferably lactic acid, malic acid, and tartaric acid, among which tartaric acid, among which L-tartaric acid is easily available. Is most preferred.
Further, when two or more kinds are used in combination, it is preferable to use tartaric acid in at least one of them in order to suppress the occurrence of efflorescence in the appearance of the cured product and to obtain a preferable surface appearance. When two or more kinds are used in combination, preferred combinations include, for example, tartaric acid and malic acid, tartaric acid and gluconic acid, and the like.

またこれら脂肪族オキシカルボン酸の塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられ、好ましくはナトリウム塩である。   Examples of the salt of these aliphatic oxycarboxylic acids include alkali metal salts such as lithium salt, sodium salt and potassium salt, preferably sodium salt.

[ジオポリマー形成組成物・ジオポリマー]
本発明の上記混和剤を適用するジオポリマーは、前述したように、活性フィラー等のアルミノシリケート源、アルカリシリカ溶液等のアルカリ源、及び骨材などを含む混合物より構成される。
なお、本発明は、前記ジオポリマー用混和剤と、ジオポリマーを構成する前記活性フィラー等のアルミノシリケート源及びアルカリシリカ溶液等のアルカリ源、並びに後述する骨材を含むジオポリマー形成組成物、並びに該ジオポリマー形成組成物の硬化体であるジオポリマー硬化体も対象とする。
[Geopolymer-forming composition / geopolymer]
As described above, the geopolymer to which the above-mentioned admixture of the present invention is applied is composed of a mixture containing an aluminosilicate source such as an active filler, an alkali source such as an alkali silica solution, and an aggregate.
Incidentally, the present invention, the admixture for the geopolymer, a geopolymer-forming composition containing an aluminosilicate source such as the active filler constituting the geopolymer and an alkali source such as an alkali silica solution, and an aggregate to be described later, and A geopolymer cured product which is a cured product of the geopolymer-forming composition is also intended.

本発明のジオポリマー用混和剤が適用されるジオポリマーは、アルミノシリケート源として後述する各種の活性フィラーの少なくとも一種類を必須として含有するものとされ、またアルカリ源として後述する所謂水ガラスなどを含有するものとされるものである。
本発明の混和剤が対象とするジオポリマーは、例えばアミノシリケート源として、フライアッシュを0乃至100質量%及び高炉スラグ微粉末を100乃至0質量%の割合(合計で100質量%)にて含むものを対象とすることができ、好ましくはCaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源と、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源を含みて構成されるものを対象とすることができる。
The geopolymer to which the admixture for geopolymer of the present invention is applied is supposed to contain at least one kind of various active fillers described below as an aluminosilicate source, and a so-called water glass described below as an alkali source. It is supposed to be contained.
The geopolymer targeted by the admixture of the present invention contains, for example, 0 to 100% by mass of fly ash and 100 to 0% by mass of blast furnace slag fine powder as the aminosilicate source (total 100% by mass). From which at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass and an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal silicate can be used. It is possible to use an object that includes at least one selected alkali source.

<アルミノシリケート源:活性フィラー>
上記アルミノシリケート源とは、アルミノシリケート(xMO・yAl・zSiO・nHO、Mはアルカリ金属)を成分として含有する成分を指し、高アルカリ性溶液(アルカリシリカ溶液)との接触により、アルミニウムやケイ素等の陽イオンを溶出し、それらの供給源となる作用を有する。
アルミノシリケート源の好適な例として、1)フライアッシュ、クリンカアッシュ、流動床石炭灰、高炉スラグ微粉末、都市ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末、赤泥、および下水汚泥焼却灰溶融スラグ微粉末などの産業廃棄物・副産物、2)メタカオリンなどの天然アルミノシリケート鉱物および粘土とその焼物、3)火山灰などを挙げることが出来る。
これらのうち、上記1)の産業廃棄物は、他のアルミノシリケート源と比較して、産地制限がなく、かつ産業廃棄物資源の有効利用にもつながり、特に好適である。
本発明では、上記アルミノシリケート源として、CaO含有量が1〜60質量%であるものを少なくとも一種用いることが好ましい。例えばCaO含有量が1〜10質量%程度のアルミノシリケート源としてはフライアッシュやクリンカアッシュが挙げられる。またCaO含有量が10〜60質量%と比較的高いアルミノシリケート源としては、例えば、
高炉スラグ微粉末、都市ごみ焼却灰スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰スラグ微粉末、CaOに富む流動床石炭灰等が挙げられる。本発明の好ましい態様の一つとして、上記CaO含有量の比較的高いアルミノシリケート源の少なくとも一種とフライアッシュを混合使用すること、特に高炉スラグ微粉末とフライアッシュを混合使用する態様が挙げられる。
<Aluminosilicate source: Active filler>
The aluminosilicate source refers to a component containing aluminosilicate (xM 2 O.yAl 2 O 3 .zSiO 2 .nH 2 O, M is an alkali metal) as a component, and is referred to as a highly alkaline solution (alkali silica solution). Upon contact, it elutes cations such as aluminum and silicon, and acts as a supply source of them.
Suitable examples of aluminosilicate sources include 1) fly ash, clinker ash, fluidized bed coal ash, blast furnace slag fine powder, municipal solid waste incinerated ash molten slag fine powder, red mud, and sewage sludge incinerated ash molten slag fine powder. Industrial wastes and by-products, 2) natural aluminosilicate minerals such as metakaolin and clay and its burnt products, 3) volcanic ash can be mentioned.
Among these, the industrial waste of the above 1) is particularly preferable, as compared with other aluminosilicate sources, because it has no restrictions on the production site and leads to effective utilization of industrial waste resources.
In the present invention, it is preferable to use at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60 mass%. For example, as an aluminosilicate source having a CaO content of about 1 to 10% by mass, fly ash and clinker ash can be mentioned. Further, as an aluminosilicate source having a relatively high CaO content of 10 to 60% by mass, for example,
Blast furnace slag fine powder, municipal solid waste incineration ash slag fine powder, sewage sludge incinerator ash slag fine powder, CaO-rich fluidized bed coal ash and the like can be mentioned. As one of the preferred embodiments of the present invention, there is mentioned an embodiment in which at least one of the aluminosilicate sources having a relatively high CaO content and fly ash are mixed and used, and in particular, blast furnace slag fine powder and fly ash are mixed and used.

高炉スラグ微粉末は、高炉で鉄を精製する際の副産物で、酸化カルシウム(CaO)、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)を主成分とし、JIS A6206に規格されている。特に使用する高炉スラグ微粉末は、CaOの含有率が30〜60質量%の範囲にあるものが好ましい。
また都市ごみ焼却灰スラグは、都市ごみを焼却処理する際に生じた灰を高温で溶融・冷却して得られるものであり、高炉スラグ同様、ケイ素、アルミニウムおよびカルシウムなどの酸化物が主成分である。CaOの含有率が15〜45質量%の範囲にあるものが好ましく用いられる。
流動床石炭灰は、加圧流動床石炭ボイラーから発生した灰である。炉内で脱硫する目的で石灰石微粉末を混和して石炭を燃焼させるため、後述するフライアッシュとクリンカアッシュに比べCaOを多く含有することが特徴である。流動床石炭灰は現在のコンクリート混和材用フライアッシュのJIS規格(JIS A 6201)を満足するものではないが、アルカリシリケート源として用いることが可能である。CaOの含有率は、灰の発生場所によって異なるが、20〜55質量%である。
なお、下水汚泥焼却灰溶融スラグは、下水の処理によって発生する汚泥を濃縮・脱水した後、800℃程度で焼却した灰をさらに高温で溶融・冷却して得られるものである。脱水時に添加する凝集剤の種類によって下水汚泥焼却灰は分類され、すなわち、消石灰、塩化第二鉄を添加した石灰系焼却灰と、高分子凝集剤を添加した高分子系焼却灰に分類される。石灰系焼却灰のCaOの含有率は、脱水時の消石灰の添加率により異なるが、一般的に30〜50質量%程度である。一方、高分子系焼却灰のCaOの含有率は10質量%程度以下である。従って、本発明に使用するアルミノシリケート源としては、石灰系焼却灰によるスラグを用いることが好ましい。
The blast furnace slag fine powder is a by-product when refining iron in a blast furnace, contains calcium oxide (CaO), silica (SiO 2 ), and alumina (Al 2 O 3 ) as main components, and is specified in JIS A6206. Particularly, the blast furnace slag fine powder to be used preferably has a CaO content in the range of 30 to 60 mass%.
Municipal solid waste incineration ash slag is obtained by melting and cooling the ash produced during the incineration of municipal solid waste at high temperatures, and, like blast furnace slag, contains oxides of silicon, aluminum and calcium as its main components. is there. A CaO content of 15 to 45% by mass is preferably used.
Fluidized bed coal ash is ash generated from a pressurized fluidized bed coal boiler. Since limestone fine powder is mixed for the purpose of desulfurization in the furnace to burn coal, it is characterized by containing more CaO than fly ash and clinker ash described later. Although fluidized bed coal ash does not satisfy the current JIS standard (JIS A 6201) of fly ash for concrete admixtures, it can be used as a source of alkali silicate. The CaO content is 20 to 55 mass% although it varies depending on the ash generation site.
The sewage sludge incineration ash molten slag is obtained by concentrating and dewatering sludge generated by the treatment of sewage, and then melting and cooling the ash incinerated at about 800 ° C at a higher temperature. Sewage sludge incineration ash is classified according to the type of coagulant added during dehydration, that is, it is classified into lime-based incineration ash containing slaked lime and ferric chloride and polymer-based incineration ash containing polymer coagulant. . The CaO content of the lime-based incineration ash varies depending on the addition rate of slaked lime during dehydration, but is generally about 30 to 50 mass%. On the other hand, the content of CaO in the high-polymer incineration ash is about 10 mass% or less. Therefore, as the aluminosilicate source used in the present invention, it is preferable to use slag from lime-based incineration ash.

フライアッシュは、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)を主成分とし、JIS A 6201において、粒度やフロー値に基づきI〜IV種(JIS A6201)に規格されている。その粒度が細かく反応性に富むJIS I種、II種がジオポリマー原料として特に適している。フライアッシュ中のCaOの含有率は〜10.1質量%程度とされる。
またクリンカアッシュは石炭燃焼ボイラー底部で回収される溶結状の石炭灰を粉砕処理したものである。クリンカアッシュ中のCaOの含有率は2〜9質量%程度とされる。
フライアッシュ、クリンカアッシュともに、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)成分が全質量中の70〜90%を占めているため、アルカリシリケート源として有用である。
Fly ash contains silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) as main components, and is specified in JIS A 6201 as I to IV types (JIS A6201) based on particle size and flow value. JIS type I and type II, which have a fine particle size and are highly reactive, are particularly suitable as a geopolymer raw material. The content of CaO in fly ash is set to about 10.1% by mass.
Clinker ash is obtained by crushing the coal-like coal ash collected at the bottom of the coal-fired boiler. The content of CaO in the clinker ash is set to about 2 to 9% by mass.
In both fly ash and clinker ash, since silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) components account for 70 to 90% of the total mass, they are useful as a source of alkali silicate.

前述したように本発明のジオポリマー用混和剤が適用されるジオポリマー(ジオポリマー形成組成物・ジオポリマー硬化体)は、上記のCaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、具体的には、高炉スラグ微粉末、都市ごみ焼却灰スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰溶融スラグ微粉末および(CaOに富む)流動床石炭灰等の比較的CaO含有量が高いアルミノシリケート源や、CaO含有量の低いフライアッシュやクリンカアッシュ等のアルミノシリケート源の少なくとも一種を、アルミノシリケート源(活性フィラー)として含む。
当該活性フィラー中における上記のCaO含有量の高いアルミノシリケート源の配合割合は活性フィラーの全質量に対して1質量%から100質量%であり、好ましくは10質量%から100質量%であり、さらに好ましくは20質量%以上である。
2種以上の活性フィラーを用いる場合、活性フィラー全体のうち、CaOが占める割合
は1〜60質量%、好ましくは10質量%〜60質量%である。上記のCaO含有量が高い微粉末や灰の割合を変更することによってCaOの含有量を調整することができる。
As described above, the geopolymer (geopolymer forming composition / geopolymer cured product) to which the admixture for geopolymer of the present invention is applied is at least one aluminosilicate having a CaO content of 1 to 60% by mass. Source, specifically, blast furnace slag fine powder, municipal solid waste incineration ash slag fine powder, sewage sludge incineration ash molten slag fine powder, and fluidized bed coal ash (rich in CaO), and aluminosilicate sources with relatively high CaO content Or at least one aluminosilicate source such as fly ash or clinker ash having a low CaO content as an aluminosilicate source (active filler).
The mixing ratio of the aluminosilicate source having a high CaO content in the active filler is 1% by mass to 100% by mass, preferably 10% by mass to 100% by mass, based on the total mass of the active filler. It is preferably at least 20% by mass.
When two or more kinds of active fillers are used, the proportion of CaO in the whole active filler is 1 to 60% by mass, preferably 10% to 60% by mass. The CaO content can be adjusted by changing the proportion of the fine powder or ash having a high CaO content.

<アルカリ源:アルカリシリカ溶液>
本発明において、アルカリ源とは、高アルカリ性を示す化合物の水溶液を指し、前記アルミノシリケート源と接触することにより、それらを活性化させ、アルミニウム及びケイ素等の陽イオンを溶出させる作用を有する。
アルカリ源に使用する化合物としては、1)水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水酸化物、2)炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの炭酸アルカリ塩、3)ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムなどのアルカリケイ酸塩のほか、これら1)〜3)の組み合わせを好適に用いることが出来る。
<Alkali source: Alkali silica solution>
In the present invention, the alkali source refers to an aqueous solution of a compound exhibiting high alkalinity, and has a function of activating cations such as aluminum and silicon by contacting the aluminosilicate source to activate them.
The compounds used as the alkali source include 1) alkali hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, 2) alkali carbonate salts such as sodium carbonate and potassium carbonate, 3) sodium silicate, potassium silicate and silicic acid. In addition to alkali silicates such as lithium, combinations of these 1) to 3) can be preferably used.

上記のうち、ナトリウム化合物は価格面においてより好適である。
また3)アルカリケイ酸塩を用いる場合には、それ自身がジオポリマー形成に預かるケイ酸モノマー(Si(OH))の供給源となるため、一層好適である。
これらの観点から、アルカリ供給源の化合物の好ましい例としては、ケイ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの併用を挙げることができる。また、工業実施上の経済性(コスト)を損なわない範囲で上記ナトリウム化合物の一部を対応するカリウム化合物にて置き換えることも可能である。
したがって、上記アルカリ源としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウムの水溶液が好適に用いられ、特に好ましくはケイ酸ナトリウム水溶液が用いられる。
上記ケイ酸ナトリウム水溶液は、通称“水ガラス”と呼ばれるものであり、市販品が使用できる。化学組成として、SiO=20〜40%、NaO=5〜20%を含むものが好ましい。
なお、本発明において、アルカリ源として水ガラスを使用する場合、好ましい態様においてSiOとNaOのモル比:SiO/NaOが2.1以上である場合には、廃棄物の大量利用の観点から、前記活性フィラーにおける高炉スラグ微粉末の割合(質量)を50%未満とすることが好ましい。
Of the above, the sodium compound is more preferable in terms of price.
Further, 3) the case of using an alkali silicate is more preferable because it itself serves as a supply source of the silicic acid monomer (Si (OH) 4 ) which is entrusted to the formation of the geopolymer.
From these viewpoints, preferred examples of the compound as the alkali source include sodium silicate, sodium hydroxide, and a combination of sodium silicate and sodium hydroxide. Further, it is possible to replace a part of the sodium compound with a corresponding potassium compound as long as the economical efficiency (cost) in industrial implementation is not impaired.
Therefore, as the alkali source, an aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium silicate or potassium silicate is preferably used, and a sodium silicate aqueous solution is particularly preferably used.
The aqueous sodium silicate solution is commonly called "water glass", and a commercially available product can be used. The chemical composition preferably contains SiO 2 = 20-40% and Na 2 O = 5-20%.
In the present invention, when water glass is used as the alkali source, in a preferred embodiment, when the molar ratio of SiO 2 and Na 2 O: SiO 2 / Na 2 O is 2.1 or more, a large amount of waste is generated. From the viewpoint of utilization, the ratio (mass) of the blast furnace slag fine powder in the active filler is preferably less than 50%.

アルカリ源を構成する、アルカリ量/水量のモル比(以下、モル比)は0.1以上であることが望ましい。モル比が合理的な範囲では高いほど、得られるジオポリマー硬化体の強度発現性が良いため、練り混ぜ時に添加するアルカリの量を増やし、水を減らす必要があるが、反面、水を減らすほど流動性が低下し、型枠への充填が困難となる。そのため、モル比は0.15以上であることがより好ましい。
使用するアルカリ水溶液の濃度は、好ましくは20〜50質量%の範囲である。
It is desirable that the molar ratio of the amount of alkali to the amount of water (hereinafter referred to as the molar ratio) that constitutes the alkali source is 0.1 or more. The higher the molar ratio is within a reasonable range, the better the strength development of the obtained geopolymer cured product, so it is necessary to increase the amount of alkali added during kneading and reduce the amount of water. The fluidity is reduced and it becomes difficult to fill the mold. Therefore, the molar ratio is more preferably 0.15 or more.
The concentration of the aqueous alkaline solution used is preferably in the range of 20 to 50% by mass.

<ジオポリマー形成組成物・ジオポリマー硬化体>
ジオポリマー形成組成物の製造において、前記活性フィラーとして複数のものを使用する場合には、これらを混合し、アルミノシリケート源を用意する。別途用意したアルカリ源を、アルミノシリケート源に添加して混合し、さらに骨材を添加して混合し、また後述するように本発明の混和剤を加えて、ジオポリマー形成組成物を製造する。
なお本発明は、上記ジオポリマー用混和剤、CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源、及び骨材を含む、ジオポリマー硬化体も対象とする。
<Geopolymer-forming composition / geopolymer cured product>
When a plurality of active fillers are used in the production of the geopolymer-forming composition, these are mixed to prepare an aluminosilicate source. A separately prepared alkali source is added to and mixed with an aluminosilicate source, further aggregate is added and mixed, and the admixture of the present invention is added as described below to produce a geopolymer-forming composition.
The present invention is based on the group consisting of the above-mentioned admixture for geopolymer, at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal silicate. Also intended are hardened geopolymers, which include at least one alkali source selected and aggregates.

前記骨材としては、一般的なコンクリートやモルタルに一般に使用されているもの(細骨材、粗骨材等)を好適に用いることができる。   As the aggregate, those generally used for general concrete and mortar (fine aggregate, coarse aggregate, etc.) can be preferably used.

本発明のジオポリマー用混和剤は、アルカリ源を用意する際に一緒に添加してもよく、また、アルカリ源、アルミノシリケート源及び骨材を練り混ぜた後に添加し、均一に混合してもよい。またジオポリマー用混和剤を水溶液として使用することも、固体として使用することも可能である。アルミノシリケート源と、ジオポリマー用混和剤および/または該混和剤の水溶液を予め混合したものを用いてジオポリマー形成組成物を製造することも可能である。
このようにジオポリマー用混和剤は、アルミノシリケート源とアルカリ源のいずれかと混合して、さらに残りのジオポリマーの使用材料と混合してもよいし、予め混合したアルミノシリケート源とアルカリ源の混合物に添加してもよいが、後者(混合物への添加)のほうが好ましい。また、添加方法として、所要の添加量を一括でして添加してもよいし、所要の添加量を分割して加えることもできる。また例えば先に混和剤の一部として上記収縮低減剤を添加して練り混ぜ、後に収縮低減助剤を加えることもできる。
ジオポリマーの配合設計に関して、アルカリ溶液(アルカリ源:例えば水ガラス+水酸化ナトウリム+水)の総質量とアルミノシリケート源(活性フィラー粉体(B))の総質量の比([アルカリ溶液/B]×100(%))は、構造体や製品に必要とされる強度によって適宜設定可能であるが、作業性を考慮すると、好ましくは40〜65質量%である。
また、アルカリ溶液の構成成分の割合、例えば[水ガラス(WG)の総質量]/[水酸化ナトリウム(NaOH)又は水酸化ナトリウム水溶液(NaOHaq)の総質量]で表される質量比は、ジオポリマー(硬化体)の目標凝結時間および強度によって適宜設定可能であるが、好ましくは1.0〜4.0の範囲である。この比率は、水ガラスと水酸化ナトリウム水溶液の体積比で設定することも可能である。
なおジオポリマー用混和剤の配合割合は、混和剤の構成に加え、ジオポリマー形成組成物(ジオポリマーの使用材料)の構成(例えばアルミノシリケート源の構成など)によって種々変化し得るが、一例としてアルミノシリケート源の質量に対して1乃至30質量%、例えば5乃至20質量%にて配合することができる。
The admixture for geopolymer of the present invention may be added together when preparing an alkali source, or may be added after kneading the alkali source, aluminosilicate source and aggregate, and evenly mixed. Good. It is also possible to use the admixture for geopolymer as an aqueous solution or as a solid. It is also possible to prepare the geopolymer-forming composition using an aluminosilicate source and an admixture for a geopolymer and / or an aqueous solution of the admixture, which have been premixed.
In this way, the admixture for geopolymer may be mixed with either an aluminosilicate source or an alkali source and further mixed with the remaining materials used for the geopolymer, or a mixture of a premixed aluminosilicate source and an alkali source. However, the latter (addition to the mixture) is preferred. As a method of addition, the required addition amount may be added all at once, or the required addition amount may be divided and added. Further, for example, the shrinkage-reducing agent can be added as a part of the admixture and kneaded first, and then the shrinkage-reducing auxiliary agent can be added.
Regarding the blending design of the geopolymer, the ratio of the total mass of the alkali solution (alkali source: eg water glass + sodium hydroxide hydroxide + water) and the total mass of the aluminosilicate source (active filler powder (B)) ([alkaline solution / B ] × 100 (%)) can be appropriately set depending on the strength required for the structure or product, but is preferably 40 to 65 mass% in consideration of workability.
Further, the ratio of the constituents of the alkaline solution, for example, the mass ratio represented by [total mass of water glass (WG)] / [total mass of sodium hydroxide (NaOH) or aqueous sodium hydroxide solution (NaOHaq)] is It can be appropriately set depending on the target setting time and strength of the polymer (cured product), but is preferably in the range of 1.0 to 4.0. This ratio can also be set by the volume ratio of water glass and aqueous sodium hydroxide solution.
The mixing ratio of the admixture for a geopolymer can be variously changed depending on the constitution of the admixture and the constitution of the geopolymer-forming composition (material used for the geopolymer) (for example, constitution of aluminosilicate source). The amount of the aluminosilicate source can be 1 to 30% by mass, for example, 5 to 20% by mass.

以下実施例により本発明を説明する。ただし本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。   The present invention will be described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these Examples and Comparative Examples.

[ジオポリマー用収縮低減助剤の調製]
表1に示すオキシカルボン酸系化合物と、48質量%水酸化ナトリウム水溶液((株)カネカ製、製品名「苛性ソーダ」、35℃での比重:1.504、純分:48%、モル濃度:18.1mol/L)及びイオン交換水を用い、中和反応により表2に示すジオポリマー用収縮低減助剤(ナトリウム塩の30%水溶液)を調製した。オキシカルボン酸(酸)と水酸化ナトリウム(アルカリ)のモル比率は1:1であった。次いで、ジオポリマー用収縮低減助剤の水溶液を加熱濃縮・再結晶し分別することで、固形のジオポリマー用収縮低減助剤(ナトリウム塩)(A1、B1、B2)を得た。以下のジオポリマーモルタル実施例においては、モルタル配合に必要な水量を有させるため、水溶液形態のジオポリマー用収縮低減助剤と固体形態のジオポリマー用収縮低減助剤を併用した。
[Preparation of shrinkage reduction aid for geopolymer]
An oxycarboxylic acid compound shown in Table 1 and a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution (manufactured by Kaneka Corporation, product name "caustic soda", specific gravity at 35 ° C: 1.504, pure content: 48%, molar concentration: 18.1 mol / L) and ion-exchanged water were used to prepare the shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer (30% aqueous solution of sodium salt) shown in Table 2 by a neutralization reaction. The molar ratio of oxycarboxylic acid (acid) and sodium hydroxide (alkali) was 1: 1. Then, the aqueous solution of the shrinkage-reducing auxiliary agent for geopolymer was heated, concentrated, recrystallized, and fractionated to obtain a solid shrinkage-reducing auxiliary agent (sodium salt) for geopolymer (A1, B1, B2). In the following examples of geopolymer mortar, the shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer in the form of an aqueous solution and the shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer in the form of solid were used together in order to have the amount of water necessary for blending the mortar.

Figure 0006695549
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Figure 0006695549
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[ジオポリマー用収縮低減剤の調製]
表3に実施例で使用したジオポリマー用収縮低減剤X1〜X9及び比較用の収縮低減剤Y3〜Y7を示す。
なお、比較例に用いた収縮低減剤のうち、Y3及びY4は特許第4677181号明細書の実施例(実施例23及び比較例14)に開示された収縮低減剤、Y5は特表2015−536294号公報の実施例(例番号7)に開示された凍結融解安定剤である。
[Preparation of shrink reducing agent for geopolymer]
Table 3 shows shrinkage reducing agents X1 to X9 for geopolymers and comparative shrinkage reducing agents Y3 to Y7 used in the examples.
In addition, among the shrinkage reducing agents used in the comparative examples, Y3 and Y4 are the shrinkage reducing agents disclosed in the examples (Example 23 and Comparative example 14) of Japanese Patent No. 4677181, and Y5 is the special table 2015-536294. It is a freeze-thaw stabilizer disclosed in the examples (Example No. 7) of the publication.

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[試験に供したアルカリ溶液の調製]
48質量%水酸化ナトリウム水溶液((株)カネカ製、製品名「苛性ソーダ」、35℃での比重:1.504、純分:48%、モル濃度:18.1mol/L)100質量部に対し、イオン交換水20質量部を加えて混合し、40質量%水酸化ナトリウム水溶液(比重:1.43、モル濃度:14.3mol/L)を調製した。
同様に、上記48質量%水酸化ナトリウム水溶液100質量部に対し、イオン交換水60質量部を加えて混合し、30質量%水酸化ナトリウム水溶液(比重:1.33、モル濃度10.0mol/L)を調製した。
[Preparation of alkaline solution used in test]
48 mass% sodium hydroxide aqueous solution (manufactured by Kaneka Corporation, product name “caustic soda”, specific gravity at 35 ° C .: 1.504, pure content: 48%, molar concentration: 18.1 mol / L) per 100 mass parts Then, 20 parts by mass of ion-exchanged water was added and mixed to prepare a 40% by mass aqueous sodium hydroxide solution (specific gravity: 1.43, molar concentration: 14.3 mol / L).
Similarly, to 100 parts by mass of the 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution, 60 parts by mass of ion-exchanged water is added and mixed, and a 30% by mass aqueous sodium hydroxide solution (specific gravity: 1.33, molar concentration 10.0 mol / L ) Was prepared.

前記手順にて調製した40質量%又は30質量%水酸化ナトリウム水溶液(NaOHaq)と、ケイ酸ナトリウム(WG)(富士化学(株)製、製品名「珪酸ソーダ 1号」、密度:1.534、SiO/NaOモル比=2.1、SiO:30%、NaO:15%)と、イオン交換水(W)を、表4及び表12(モルタル)及び表5(コンクリート)の単位量(g)に従い混合して混合し、No.M1〜M6及びC1に示すアルカリ溶液(GP溶液)を調製した。
なお、上記アルカリ溶液には、ジオポリマー用収縮低減剤及びジオポリマー用収縮低減助剤は含まれない。
40 mass% or 30 mass% sodium hydroxide aqueous solution (NaOHaq) prepared by the above procedure and sodium silicate (WG) (manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., product name "sodium silicate No. 1", density: 1.534) , SiO 2 / Na 2 O molar ratio = 2.1, SiO 2 : 30%, Na 2 O: 15%) and ion-exchanged water (W) are shown in Table 4 and Table 12 (mortar) and Table 5 (concrete). ) Are mixed and mixed according to the unit amount (g), and No. An alkaline solution (GP solution) shown in M1 to M6 and C1 was prepared.
The alkaline solution does not include a shrink reducing agent for geopolymers and a shrink reducing aid for geopolymers.

[試験に供したジオポリマーモルタルの調製]
表3に示すジオポリマー用収縮低減剤及び表2に示すジオポリマー用収縮低減助剤を、
表4及び表12(モルタル)及び表5(コンクリート)に示す活性フィラーBの質量(g)または都市ゴミ焼却灰溶融スラグ微粉末WSの質量(g)に対してそれぞれ3質量%、5質量%又は7質量%(固形分換算)の割合で添加した。なお表4及び表12(モルタル)及び表5(コンクリート)に示すアルカリ溶液/B(フライアッシュ+高炉スラグ微粉末)またはアルカリ溶液/WS(都市ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末)(いずれも質量比、%)は各成分の使用量より算出した値である。
[Preparation of geopolymer mortar used for test]
The shrinkage reducing agent for geopolymers shown in Table 3 and the shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymers shown in Table 2 are
3% by mass and 5% by mass, respectively, with respect to the mass (g) of the active filler B shown in Table 4 and Table 12 (mortar) and Table 5 (concrete) or the mass (g) of the municipal waste incineration ash molten slag fine powder WS. Alternatively, it was added at a ratio of 7% by mass (solid content conversion). In addition, alkaline solution / B (fly ash + blast furnace slag fine powder) or alkaline solution / WS (urban waste incineration ash molten slag fine powder) shown in Table 4 and Table 12 (mortar) and Table 5 (concrete) (all are mass ratio). ,%) Is a value calculated from the amount of each component used.

[ジオポリマーモルタル・ジオポリマーコンクリート 評価試験]
<流動性の測定(モルタルフロー値)>
ジオポリマーモルタルの練り混ぜにはハイパワーミキサー((株)丸東製作所製:CB−34)を用いた。表4又は表12のNo.M1〜M6に示す配合において、使用した活性フィラーは、JIS II種のフライアッシュ(FA)と高炉スラグ微粉末4000(BFS)、あるいは都市ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末(WS)であった。前記の手順で調製したアルカリ溶液とジオポリマー用収縮低減剤及びジオポリマー用収縮低減助剤を、それぞれ所定の活性フィラーに対する割合で計量して、混合した後、活性フィラーに加え、低速(公転62rpm、自転141rpm)で120秒間撹拌した。
低速撹拌終了後、上記ミキサーの運転を停止し、停止してから30秒の間に、ミキサーに細骨材(S)として表4又は表12のNo.M1〜M6に示す配合(単位量)にてセメント強さ試験用標準砂を加え、再度低速で30秒間撹拌し、次いで速やかに60秒間高速(公転125rpm、自転284rpm)で撹拌した。高速撹拌終了後、作製したジオポリマーモルタルをJISフローコーンに充填し、JIS A 1171に準拠し、モルタルの流動性(モルタルフロー)を測定した。
[Geopolymer Mortar / Geopolymer Concrete Evaluation Test]
<Measurement of fluidity (mortar flow value)>
A high power mixer (manufactured by Maruto Co., Ltd .: CB-34) was used for kneading the geopolymer mortar. No. of Table 4 or Table 12. In the formulations shown in M1 to M6, the active fillers used were JIS II type fly ash (FA) and blast furnace slag fine powder 4000 (BFS), or municipal solid waste incinerated ash fused slag fine powder (WS). The alkaline solution, the shrinkage reducing agent for geopolymer, and the shrinkage reducing agent for geopolymer prepared in the above-mentioned procedure were weighed in proportions to the respective predetermined active fillers, mixed, and then added to the active fillers, at a low speed (revolution 62 rpm). , Rotation (141 rpm) for 120 seconds.
After the end of the low speed stirring, the operation of the mixer was stopped, and within 30 seconds after the operation was stopped, the mixer was operated as No. 4 in Table 4 or Table 12 as fine aggregate (S). Standard sand for cement strength test was added with the composition (unit amount) shown in M1 to M6, and the mixture was stirred again at low speed for 30 seconds, and then rapidly stirred at high speed (revolution 125 rpm, rotation 284 rpm) for 60 seconds. After completion of high-speed stirring, the produced geopolymer mortar was filled in a JIS flow cone, and the fluidity of the mortar (mortar flow) was measured according to JIS A1171.

<流動性の測定(フレッシュコンクリートのスランプ)>
ジオポリマーコンクリートの練混ぜには容量100Lの重力式ミキサーを用いた。表5のNo.C1に示す配合において、使用した活性フィラーは、JIS II種のフライアッシュ(FA)と高炉スラグ微粉末4000(BFS)であった。前記の手順で調製したアルカリ溶液とジオポリマー用収縮低減剤及びジオポリマー用収縮低減助剤を、それぞれ所定の活性フィラーに対する割合で計量して混合した後、活性フィラーを加え、60秒間撹拌した。その後、表5のNo.C1に示す配合(単位量)にて、ミキサーに細骨材(S)として川砂を加え120秒間撹拌し、次いでミキサーに粗骨材(G)として石灰砕石を加え120秒間撹拌した。練混ぜ終了後、JIS A 1101に準拠しスランプの測定を行った。
<Measurement of fluidity (fresh concrete slump)>
A gravity type mixer having a capacity of 100 L was used for mixing the geopolymer concrete. No. of Table 5 In the formulation shown in C1, the active filler used was JIS II type fly ash (FA) and blast furnace slag fine powder 4000 (BFS). The alkaline solution prepared by the above procedure, the shrinkage reducing agent for geopolymer and the shrinkage reducing aid for geopolymer were weighed and mixed at a ratio to a predetermined active filler, and then the active filler was added and stirred for 60 seconds. Then, in Table 5, No. With the composition (unit amount) shown in C1, river sand was added to the mixer as fine aggregate (S) and stirred for 120 seconds, and then lime crushed stone was added to the mixer as coarse aggregate (G) and stirred for 120 seconds. After completion of the kneading, the slump was measured according to JIS A 1101.

<凝結時間測定>
凝結時間の測定は、以下の手順で測定した。
《ジオポリマーモルタル》
上述の手順にて作製したジオポリマーモルタルを、試料容器(上端外径φ90mm、上端内径φ75±3mm、下端外径φ100mm、下端内径φ85±3mm、高さ40.0±0.5mmの円錐台形状)に充填して、凝結時間の測定に供した。始発時間は、ビガー針装置に設置した始発用標準針が底板の上面からおよそ1mmのところに止まるときとした。一方終結時間は、ビガー針装置に終結用標準針を設置し、ジオポリマーモルタルの表面に針の跡を止めるが、附属小片環による跡を残さないようになったときとした。始発および終結時間は、活性フィラーとアルカリ溶液の混合を開始した時刻を起点とした。
《ジオポリマーコンクリート》
上述の手順にて作製したジオポリマーコンクリートを、円柱型の試料容器(φ10cm×20cmのプラスチック製)に充填して、凝結時間の測定に供した。室温20±2℃の条件下で、所定時間経過毎に平滑にした試料表面をスランプ試験用の突き棒で突き刺し、圧痕が明瞭に残るまでの時間を計測し、始発時間とした。一方終結時間は、ジオポリマーコンクリートの表面に突き棒を刺したとき、突き棒の跡が残らない(付き棒が試料に刺さ
らない)ようになるまでの時間を計測し、終結時間とした。始発および終結時間は、活性フィラーとアルカリ溶液の混合を開始した時刻を起点とした。
<Measurement time>
The setting time was measured by the following procedure.
《Geopolymer mortar》
The geopolymer mortar produced by the above procedure was used as a sample container (upper end outer diameter φ90 mm, upper end inner diameter φ75 ± 3 mm, lower end outer diameter φ100 mm, lower end inner diameter φ85 ± 3 mm, height 40.0 ± 0.5 mm truncated cone shape ) And used for the measurement of setting time. The starting time was set to the time when the starting standard needle installed in the Bigger needle device stopped approximately 1 mm from the upper surface of the bottom plate. On the other hand, the termination time was set when a termination standard needle was installed in the biga needle device and the trace of the needle was stopped on the surface of the geopolymer mortar, but the trace by the attached small piece ring was not left. The starting and ending times were based on the time when the mixing of the active filler and the alkaline solution was started.
《Geopolymer concrete》
The geopolymer concrete produced by the above procedure was filled in a cylindrical sample container (made of plastic of φ10 cm × 20 cm) and used for the measurement of setting time. Under a condition of room temperature of 20 ± 2 ° C., the smoothed sample surface was pierced with a stick for a slump test at predetermined time intervals, and the time until the impression was clearly left was measured, which was taken as the initial time. On the other hand, the termination time was defined as the termination time by measuring the time until no trace of the stick was left when the surface of the geopolymer concrete was pierced (the stick with the stick did not stick to the sample). The starting and ending times were based on the time when the mixing of the active filler and the alkaline solution was started.

<収縮ひずみ測定>
《ジオポリマーモルタル》
表4又は表12のNo.M1〜M6に示す配合で調製したジオポリマーモルタルを、サイズ:φ5cm、高さ10cmのプラスチック製モールドに充填して供試体とし、この供試体の中心に(株)共和電業製埋込型ひずみゲージ(KMC−70−120−H4)を挿入し、上面を食品用ラップフィルム(旭化成ホームプロダクツ(株)製)で覆い、封緘した。供試体封緘後、20℃で1日間養生した後、供試体を脱型した。なお脱型時の材齢を1日とした。以後供試体を、温度20℃、相対湿度60%の条件下にて3週間気中養生を行い、埋込型ひずみゲージに接続するデータロガー(NTB−100A−120)を用いて、長さ変化の測定を行い、収縮ひずみ(μm/m)を求めた。
《ジオポリマーコンクリート》
表5のNo.C1に示す配合で調製したジオポリマーコンクリートを、円柱型の試料容器(φ10cm×20cmのプラスチック製)に充填して供試体とした。該供試体の作製段階(ジオポリマーコンクリートの充填段階)において、中心長さが60mmの埋込み型ひずみゲージ((株)共和電業製埋込型ひずみゲージ(KMC−70−120−H4))を供試体の中心に設置し、上面を食品用ラップフィルム(旭化成ホームプロダクツ(株)製)で覆い、封緘した。供試体封緘後、20℃で1日間養生した後、供試体を脱型した。なお脱型時の材齢を1日とした。以後供試体を、温度20℃、相対湿度60%の条件下にて6週間気中養生を行い、埋込型ひずみゲージに接続するデータロガー(NTB−100A−120)を用いて、長さ変化の測定を行い、収縮ひずみ(μm/m)を求めた。
<Shrinkage strain measurement>
《Geopolymer mortar》
No. of Table 4 or Table 12. A geopolymer mortar prepared with the composition shown in M1 to M6 was filled in a plastic mold having a size of φ5 cm and a height of 10 cm to prepare a test piece, and an implantable strain manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. at the center of the test piece. A gauge (KMC-70-120-H4) was inserted, the upper surface was covered with a food wrap film (manufactured by Asahi Kasei Home Products Co., Ltd.), and sealed. After sealing the specimen, the specimen was cured at 20 ° C. for 1 day, and then the specimen was demolded. The age at the time of demolding was set to 1 day. After that, the specimen was subjected to air curing for 3 weeks under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60%, and the length was changed by using a data logger (NTB-100A-120) connected to an implantable strain gauge. Was measured to determine the shrinkage strain (μm / m).
《Geopolymer concrete》
No. of Table 5 A columnar sample container (made of plastic of φ10 cm × 20 cm) was filled with the geopolymer concrete prepared with the composition shown in C1 to obtain a sample. At the production stage (geopolymer concrete filling stage) of the sample, an embedded strain gauge having a center length of 60 mm (an embedded strain gauge (KMC-70-120-H4) manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd.) was used. The test piece was placed at the center of the test piece, the upper surface was covered with a food wrap film (manufactured by Asahi Kasei Home Products Co., Ltd.), and sealed. After sealing the specimen, the specimen was cured at 20 ° C. for 1 day, and then the specimen was demolded. The age at the time of demolding was set to 1 day. After that, the specimen was subjected to air curing for 6 weeks under the conditions of temperature of 20 ° C. and relative humidity of 60%, and the length was changed using a data logger (NTB-100A-120) connected to an implantable strain gauge. Was measured to determine the shrinkage strain (μm / m).

<硬化体の圧縮強度測定及び表面外観の評価>
《ジオポリマーモルタル》
ジオポリマーモルタルの圧縮強度の測定にあたり、上述の<収縮ひずみ測定>と同様のプラスチック製モールドを用い、これに上述にて作製したジオポリマーモルタルを充填し、上面を食品用ラップフィルム(旭化成ホームプロダクツ(株)製)で覆い、供試体を封緘した。供試体封緘後、20℃にて1日間養生した後、供試体を脱型した。なお脱型時の材齢を1日とした。その後供試体を温度20℃、湿度60%にて28日間、気中養生を実施した(材齢28日)。
材齢28日の各供試体について、JIS A 1108の手順に従って圧縮強度を測定した。各実施例または比較例に対し、材齢28日にて各3本の供試体の平均値を圧縮強度(N/mm)とした。
また、上記手順にて得られたジオポリマーモルタル硬化体(材齢28日)について、以下の基準にて外観(黒ずみ・白華)を評価した。なお、気中養生終了後(材齢28日)の外観は、いずれの試供体においても材齢1日と比較して変化は確認されなかった。
・外観(黒ずみ・白華) 評価基準
×:供試体表面に黒ずみが目立って観察され、且つ、白華も目立って観察される
△:供試体表面に黒ずみが目立って観察されるが、白華は確認されない
○:供試体表面に黒ずみがわずかに観察されるが、白華は確認されない
◎:供試体表面に黒ずみ・白華が全く観察されない
<Measurement of compressive strength of cured product and evaluation of surface appearance>
《Geopolymer mortar》
When measuring the compressive strength of geopolymer mortar, a plastic mold similar to the above <Measurement of shrinkage strain> was used, and the geopolymer mortar prepared above was filled into this mold, and the top surface was wrapped with food (Asahi Kasei Home Products). (Manufactured by Co., Ltd.), and the specimen was sealed. After sealing the specimen, the specimen was cured at 20 ° C. for 1 day, and then the specimen was demolded. The age at the time of demolding was set to 1 day. Thereafter, the specimen was subjected to air curing at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% for 28 days (age 28 days).
The compressive strength of each specimen with a material age of 28 days was measured according to the procedure of JIS A 1108. For each example or comparative example, the compression strength (N / mm 2 ) was defined as the average value of three test specimens at 28 days of age.
Further, the appearance (blackening / white flower) of the cured geopolymer mortar (material age 28 days) obtained by the above procedure was evaluated according to the following criteria. It should be noted that no change was observed in the appearance after the end of air curing (28 days old) in comparison with 1 day old in any sample.
・ Appearance (blackness / white flower) Evaluation criteria
×: Black spots were noticeably observed on the surface of the specimen, and white sinter was also noticeable △: Black stains were noticeably observed on the surface of the specimen, but white sinter was not observed ○: Dark spots on the surface of the specimen Is slightly observed, but white sinter is not confirmed. ◎: No darkening or white sinter is observed on the surface of the specimen.

《ジオポリマーコンクリート》
ジオポリマーコンクリートの圧縮強度の測定にあたり、上述の<収縮ひずみ測定>と同様の円柱型の試料容器を用い、これにジオポリマーコンクリートを充填し、上面を食品用ラップフィルム(旭化成ホームプロダクツ(株)製)で覆い、供試体を封緘した。供試体封緘後、20℃にて1日間養生した後、供試体を脱型した。なお脱型時の材齢を1日とした。その後供試体を20℃、湿度60%にて28日間、気中養生を実施した。
材齢28日の各供試体について、JIS A 1108の手順に従って圧縮強度を測定した。各実施例または比較例に対し、材齢28日にて各3本の供試体の平均値を圧縮強度(N/mm)とした。
また、上記手順にて得られたジオポリマーコンクリート硬化体(材齢28日)について、以下の基準にて外観(黒ずみ・白華)を評価した。なお、気中養生終了後(材齢28日)の外観は、いずれの試供体においても材齢1日と比較して変化は確認されなかった。
・外観(黒ずみ・白華) 評価基準
×:供試体表面に黒ずみが目立って観察され、且つ、白華も目立って観察される。
△:供試体表面に黒ずみが目立って観察されるが、白華は確認されない
○:供試体表面に黒ずみがわずかに観察されるが、白華は確認されない
◎:供試体表面に黒ずみ・白華が全く観察されない
《Geopolymer concrete》
In measuring the compressive strength of geopolymer concrete, the same cylindrical sample container as in <Measurement of shrinkage strain> described above was used, and this was filled with geopolymer concrete, and the top surface was wrapped with food (Asahi Kasei Home Products Co., Ltd.). Manufactured) and sealed the specimen. After sealing the specimen, the specimen was cured at 20 ° C. for 1 day, and then the specimen was demolded. The age at the time of demolding was set to 1 day. After that, the specimen was subjected to air curing at 20 ° C. and a humidity of 60% for 28 days.
The compressive strength of each specimen with a material age of 28 days was measured according to the procedure of JIS A 1108. For each example or comparative example, the compression strength (N / mm 2 ) was defined as the average value of three test specimens at 28 days of age.
Further, the appearance (blackening / white flower) of the cured geopolymer concrete (age 28 days) obtained by the above procedure was evaluated according to the following criteria. It should be noted that no change was observed in the appearance after the end of air curing (28 days old) in comparison with 1 day old in any sample.
-Appearance (black spots / white sinter) Evaluation Criteria x: Black spots are noticeably observed on the surface of the specimen, and white sinter is also noticeably observed.
Δ: Black spots are conspicuously observed on the surface of the specimen, but white sinters are not observed. ○: Black spots are slightly observed on the surface of the specimen, but white sinters are not observed. ◎: Black spots / white sinters on the surface of the specimens. Is not observed at all

活性フィラーとしてフライアッシュ及び高炉スラグ微粉末を用いて作製したGPモルタルについて実施した、GPモルタルの流動性(モルタルフロー値)、凝結時間、圧縮強度、硬化体の表面外観の評価、並びに収縮ひずみの試験結果を表6〜表10に、GPコンクリートについて実施した、GPコンクリートの流動性(スランプ値)、凝結時間、圧縮強度、硬化体の表面外観の評価、並びに収縮ひずみの試験結果を表11に示す。
また、活性フィラーとして都市ごみ焼却灰溶融スラグ微粉末を用いて作製したGPモルタルについて実施した流動性(モルタルフロー値)、凝結時間、圧縮強度、硬化体の表面外観の評価、並びに収縮ひずみの試験結果を表13に示す。
Performed on GP mortar produced by using fly ash and blast furnace slag fine powder as active filler, fluidity of GP mortar (mortar flow value), setting time, compressive strength, evaluation of surface appearance of cured product, and shrinkage strain The test results are shown in Tables 6 to 10. Table 11 shows the fluidity (slump value) of GP concrete, the setting time, the compressive strength, the evaluation of the surface appearance of the cured product, and the test result of the shrinkage strain, which were carried out on GP concrete. Show.
Also, the fluidity (mortar flow value), setting time, compressive strength, evaluation of the surface appearance of the cured product, and contraction strain test conducted on GP mortar produced by using municipal waste incineration ash molten slag fine powder as an active filler. The results are shown in Table 13.

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前述したように、ジオポリマーに於いては、水分の逸散による乾燥収縮が凝結段階から発生すると考えられ、この乾燥収縮の低減を可能にすることが、ジオポリマー用添加剤として特に重要な性能の一つとなる。
表6〜表10及び表13に示すジオポリマーモルタルの試験結果(実施例1〜実施例45、実施例47)、及び表11に示すジオポリマーコンクリートの試験結果(実施例46)より、本発明のジオポリマー用収縮低減剤と収縮低減助剤とを含有するジオポリマー用混和剤の使用により、収縮低減剤と収縮低減助剤とを一切使用しない比較例(比較例1、8、15、22、29、36、39)と比べ、ジオポリマー(硬化体)の収縮ひずみがおよそ50%以上低減され、凝結始発時間が1.7〜3.5倍延長されるという結果が得られた。また比較用の収縮低減剤Y3〜Y5を使用した比較例(比較例3〜5、10〜12、17〜19、24〜26、31〜33)、比較用の収縮低減剤Y6又はY7と比較用の収縮低減助剤B1又はB2とを併用した比較例(比較例6、7、13、14、20、21、27、28、34、35)、さらに、本発明の混和剤に用いる収縮低減助剤A1のみを用いた比較例(比較例2、9、16、23、30、37、38)と比べても、およそ50%程度収縮ひずみが低減されるという結果を得た。
As described above, in the geopolymer, it is considered that the drying shrinkage due to the dissipation of water occurs from the setting stage, and it is particularly important as an additive for the geopolymer that the drying shrinkage can be reduced. Will be one of.
From the test results of the geopolymer mortars shown in Tables 6 to 10 and 13 (Examples 1 to 45, 47) and the test results of the geopolymer concrete shown in Table 11 (Example 46), the present invention was obtained. By using the admixture for geopolymers containing the shrinkage reducing agent for geopolymer and the shrinkage reducing auxiliary agent, a comparative example in which neither the shrinkage reducing agent nor the shrinkage reducing auxiliary agent is used (Comparative Examples 1, 8, 15, 22) , 29, 36, 39), the shrinkage strain of the geopolymer (cured product) was reduced by about 50% or more, and the initial time of setting was extended by 1.7 to 3.5 times. In addition, comparative examples using comparative shrinkage reducing agents Y3 to Y5 (Comparative Examples 3 to 5, 10 to 12, 17 to 19, 24 to 26, 31 to 33) and comparative shrinkage reducing agents Y6 and Y7 were compared. Comparative Example (Comparative Examples 6, 7, 13, 14, 20, 21, 27, 28, 34, 35) in which the shrinkage reducing auxiliary agent B1 or B2 is used in combination, and further the shrinkage reduction used in the admixture of the present invention Compared with the comparative examples (Comparative Examples 2, 9, 16, 23, 30, 37, 38) using only the auxiliary agent A1, the result was obtained that the shrinkage strain was reduced by about 50%.

また上記結果に示すように、本発明のジオポリマー用収縮低減剤と収縮低減助剤とを含有するジオポリマー用混和剤を配合したジオポリマー形成組成物(ジオポリマーモルタル・ジオポリマーコンクリート)は、その凝結時間を適切に調整する(例えば40〜80分前後、延長する)ことが可能となり、すなわち打込みの作業性を向上させることができること、また硬化体の強度発現性を損なうことなく、表面の美観に優れる、ジオポリマー(硬化体)を得ることができることが確認された。
ジオポリマーは運搬と打設の時間が長い場合に、水の蒸発および硬化反応などによる流動性の低下は大きい。この場合、硬化反応速度の調整は重要である。表6〜表10及び表13に示すジオポリマーモルタルの凝結時間の試験結果、及び表11に示すジオポリマーコンクリートの凝結時間の試験結果より、本発明の混和剤の使用により、長時間の作業性の確保が可能となり、作業時間の調整が可能となることが確認された。
Further, as shown in the above results, the geopolymer-forming composition (geopolymer mortar / geopolymer concrete) in which the admixture for geopolymer containing the shrinkage reducing agent for geopolymer and the shrinkage reducing auxiliary agent of the present invention is blended, It becomes possible to appropriately adjust the setting time (for example, to extend the time to about 40 to 80 minutes), that is, the workability of driving can be improved, and the strength development of the cured product is not impaired. It was confirmed that a geopolymer (cured body) having an excellent appearance could be obtained.
When the time required for transportation and placement of the geopolymer is long, the fluidity of the geopolymer is greatly reduced due to water evaporation and curing reaction. In this case, adjustment of the curing reaction rate is important. From the test results of the setting time of the geopolymer mortars shown in Tables 6 to 10 and Table 13 and the test results of the setting time of the geopolymer concrete shown in Table 11, long-term workability was obtained by using the admixture of the present invention. It has been confirmed that it is possible to secure the above and that the working time can be adjusted.

なお、本発明のジオポリマー用混和剤、すなわち特定の収縮低減剤と特定の収縮低減助
剤との併用により、CaOの含有量が高いフィラー(例えば高炉スラグ微粉末)を使ったジオポリマーにおいて、その収縮ひずみを大きく低減し、かつ、凝結始発時間を1.7〜3.5倍延長でき(混和剤使用と未使用の場合の凝結始発時間比)、更に20℃の気中養生をしても強度発現性が比較例と比べて低下することなく、高強度のジオポリマー硬化体を作製できることを確認した。
In addition, the admixture for geopolymers of the present invention, that is, in combination with a specific shrinkage reducing agent and a specific shrinkage reducing aid, in a geopolymer using a filler having a high CaO content (for example, blast furnace slag fine powder), The shrinkage strain can be greatly reduced, and the initial setting time can be extended by 1.7 to 3.5 times (ratio of initial setting time when admixture is used and when not used). It was also confirmed that a high-strength geopolymer cured product could be produced without lowering the strength development compared with the comparative example.

特開2014−28726号公報JP, 2014-28726, A 特開2012−240852号公報JP2012-240852A 特許第4677181号明細書Patent No. 4677181 特表2015−53624号公報Japanese Patent Publication No. 2015-53624 国際公開第2010/130582号International Publication No. 2010/130582

J.Davidovits, Properties of geopolymer cements, Proceedings of 1st International Conference on Alaline Cements and Concrete, KIEV, Ukraine, pp.131-149, 1994J. Davidovits, Properties of geopolymer cements, Proceedings of 1st International Conference on Alaline Cements and Concrete, KIEV, Ukraine, pp.131-149, 1994 D. Hardjito and B.V. Ranga, Development and properties of low-calcium fly ash-based geopolymer concrete, Research Report, Curtin University of Technology, pp 48-49, 2005D. Hardjito and B.V.Ranga, Development and properties of low-calcium fly ash-based geopolymer concrete, Research Report, Curtin University of Technology, pp 48-49, 2005 F. Puetras et al., Alkali-activated fly ash/slag cement strength behavior and hydration products, Cement and Concrete Research, Vol. 30, pp.1625-1632, 2000F. Puetras et al., Alkali-activated fly ash / slag cement strength behavior and hydration products, Cement and Concrete Research, Vol. 30, pp.1625-1632, 2000 一宮一夫ほか,フライアッシュベースのジオポリマーの配合ならびに高温抵抗性,コンクリート工学年次論文集,Vol.36,No.1,pp.2230-2235,2014Kazuo Ichinomiya et al. Mixture of fly ash-based geopolymer and high temperature resistance, Annual Review of Concrete Engineering, Vol. 36, No. 1, pp.2230-2235, 2014 Andri Kusbiantoro, et al., Development of sucrose and citric acid as the natural based admixture for fly ash based geopolymer, Proceedings of 3rd International Conference on Sustainable Future for Human Security, 2012Andri Kusbiantoro, et al., Development of sucrose and citric acid as the natural based admixture for fly ash based geopolymer, Proceedings of 3rd International Conference on Sustainable Future for Human Security, 2012 T.W. Cheng, J.P. Chiu, Fire-resistant geopolymer produced by granulated blast furnace slag, Minerals Engineering, Vol. 16, pp.205-210, 2003T.W.Cheng, J.P. Chiu, Fire-resistant geopolymer produced by granulated blast furnace slag, Minerals Engineering, Vol. 16, pp.205-210, 2003 本間雅人,加温養生を行ったジオポリマーモルタルの収縮特性,日本建築学会 学術講演梗概集(近畿),pp.355−356,2014Masato Honma, Shrinkage characteristics of geopolymer mortar that has been heated and cured, Summary of Academic Lectures by the Architectural Institute of Japan (Kinki), pp.355-356, 2014 M. Palacios, F. Puertas, Effect of shrinkage-reducing admixtures on the properties of alkali-activated slag mortars and pastes, Cement and Concrete Research, Vol. 37, pp.691-702, 2007M. Palacios, F. Puertas, Effect of shrinkage-reducing admixtures on the properties of alkali-activated slag mortars and pastes, Cement and Concrete Research, Vol. 37, pp.691-702, 2007

Claims (9)

下記一般式(1)
−O−(AO)n− (1)
[式中、AOは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表す。]
で表される構造を有するエーテル系化合物を含むジオポリマー用収縮低減剤と、
水酸基価が250〜1500mgKOH/g、かつ酸価が250〜950mgKOH/gである1種以上の脂肪族オキシカルボン酸の塩を含み、前記脂肪族オキシカルボン酸の水酸基価/酸価の質量加重平均値が0.40以上5.00未満であるジオポリマー用収縮低減助剤
とを含み、
前記収縮低減助剤は乳酸塩、リンゴ酸塩、及び酒石酸塩からなる群から選択される少なくとも一種の脂肪族オキシカルボン酸の塩を含むものである、
ジオポリマー用混和剤。
The following general formula (1)
-O- (AO) n- (1)
[In the formula, AO represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents an average addition mole number of alkylene oxide and represents 1 to 200. ]
A shrinkage reducing agent for a geopolymer containing an ether compound having a structure represented by:
A mass-weighted average of the hydroxyl value / acid value of the aliphatic oxycarboxylic acid, including a salt of at least one aliphatic oxycarboxylic acid having a hydroxyl value of 250 to 1500 mgKOH / g and an acid value of 250 to 950 mgKOH / g. A shrinkage reducing auxiliary agent for geopolymer having a value of 0.40 or more and less than 5.00,
The shrinkage-reducing aid contains at least one salt of an aliphatic oxycarboxylic acid selected from the group consisting of lactate, malate, and tartrate.
Admixture for geopolymer.
前記収縮低減助剤が、酒石酸塩を含むものである、請求項1に記載のジオポリマー用混和剤。 The admixture for a geopolymer according to claim 1, wherein the shrinkage reduction aid contains a tartrate salt. 前記エーテル系化合物が、下記一般式(2)及び一般式(3)で表される化合物のうち一種以上を含む、請求項1又は請求項2に記載のジオポリマー用混和剤。
−O−(AO)n1−R (2)
(式中、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n1はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n1が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表す。)
[−O−(AO)n2−R (3)
(式中、
は炭素原子数2乃至30のm価の多価アルコールからm個のヒドロキシ基を除いた残基を表し、
は水素原子、又は炭素原子数1乃至22の不飽和結合を含んでもよい一価の炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、
n2はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、
n2が2以上であるとき、AOは同一でも異なっていてもよいアルキレンオキシ基を表し、
mは2乃至8の整数を表す。)
The admixture for geopolymers according to claim 1 or 2, wherein the ether compound includes one or more compounds represented by the following general formulas (2) and (3).
R 1 -O- (A 1 O) n1 -R 2 (2)
(In the formula,
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have an unsaturated bond having 1 to 22 carbon atoms,
A 1 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n1 is the average number of added moles of alkylene oxide and represents a number of 1 to 200;
When n1 is 2 or more, A 1 O represents an alkyleneoxy group which may be the same or different. )
R 3 [-O- (A 2 O ) n2 -R 4] m (3)
(In the formula,
R 3 represents a residue obtained by removing m hydroxy groups from an m-valent polyhydric alcohol having 2 to 30 carbon atoms,
R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms and optionally containing an unsaturated bond,
A 2 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms,
n2 is the average number of moles of alkylene oxide added and represents a number of 1 to 200;
When n2 is 2 or more, A 2 O represents the same or different alkyleneoxy groups,
m represents an integer of 2 to 8. )
前記エーテル系化合物が、下記一般式(4)で表される化合物のうち一種以上を含む、請求項1乃至請求項3のうち何れか一項に記載のジオポリマー用混和剤。
−O−(AO)n3−R (4)
(式中、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至22の第三級アルキル基、炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至22の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至22の分岐
鎖アルキル基、炭素原子数2乃至22の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至22の分岐鎖アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、又は炭素原子数6乃至22の一価の芳香族炭化水素基を表し、
Oは炭素原子数2乃至4の二価のアルキレンオキサイド基を表し、n3はアルキレンオキサイドの平均付加モル数であって1乃至200の数を表し、(AO)n3は同種のアルキレンオキサイドのn3個の連続鎖を表す。)
The admixture for geopolymers according to any one of claims 1 to 3, wherein the ether compound includes one or more compounds represented by the following general formula (4).
R 5 -O- (A 3 O) n3 -R 6 (4)
(In the formula,
R 5 is a hydrogen atom, a linear primary alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a branched primary alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, or a tertiary alkyl group having 4 to 22 carbon atoms Represents a linear alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, a branched alkenyl group having 3 to 22 carbon atoms, a (meth) acryloyl group, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms,
R 6 is a hydrogen atom, a straight chain alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a branched chain alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, a straight chain alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, or a branched chain having 3 to 22 carbon atoms. Represents a chain alkenyl group, a (meth) acryloyl group, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 22 carbon atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 to 4 carbon atoms, n3 represents the average number of moles of added alkylene oxide and represents 1 to 200, and (A 3 O) n3 represents the same alkylene. Represents n3 consecutive chains of oxide. )
上記式(4)中、
は水素原子、炭素原子数1乃至12の直鎖の第一級アルキル基、炭素原子数3乃至12の分岐鎖の第一級アルキル基、炭素原子数4乃至12の第三級アルキル基、炭素原子数2乃至4の直鎖アルケニル基、炭素原子数3乃至4の分岐鎖アルケニル基、又はフェニル基を表し、
は水素原子、又は炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基を表し、
Oは炭素原子数2又は3の二価のアルキレンオキサイド基を表し
n3は1乃至100の数を表す、
請求項4に記載のジオポリマー用混和剤。
In the above formula (4),
R 5 is a hydrogen atom, a linear primary alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched primary alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a tertiary alkyl group having 4 to 12 carbon atoms Represents a linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, a branched alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms, or a phenyl group,
R 6 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
A 3 O represents a divalent alkylene oxide group having 2 or 3 carbon atoms, and n3 represents a number of 1 to 100,
The admixture for geopolymers according to claim 4.
前記エーテル系化合物が、100〜10,000の重量平均分子量(Mw)を有する化合物である、請求項1乃至請求項5のうち何れか一項に記載のジオポリマー用混和剤。 The admixture for geopolymers according to any one of claims 1 to 5, wherein the ether compound is a compound having a weight average molecular weight (Mw) of 100 to 10,000. 前記収縮低減剤が、CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、並びに、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源を含む混合物より形成されるジオポリマーの添加剤である、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載のジオポリマー用混和剤。 The shrinkage reducing agent is at least selected from the group consisting of at least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass, and an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal silicate. The admixture for geopolymer according to any one of claims 1 to 6, which is an additive for a geopolymer formed from a mixture containing one kind of alkali source. 請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載のジオポリマー用混和剤、
CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、
アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源、及び
骨材
を含む、ジオポリマー形成組成物。
An admixture for a geopolymer according to any one of claims 1 to 7,
At least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass,
A geopolymer-forming composition comprising an aggregate and at least one alkali source selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates and alkali metal silicates.
請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載のジオポリマー用混和剤、
CaO含有量が1〜60質量%である少なくとも一種のアルミノシリケート源、
アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属ケイ酸塩からなる群から選択される少なくとも一種のアルカリ源、及び
骨材
を含む、ジオポリマー硬化体。
An admixture for a geopolymer according to any one of claims 1 to 7,
At least one aluminosilicate source having a CaO content of 1 to 60% by mass,
A cured geopolymer containing an aggregate and at least one alkali source selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates and alkali metal silicates.
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