JPH0222160A

JPH0222160A - セメントの凝結を促進し且つエフロレッセンス作用を除去する方法および組成物

Info

Publication number: JPH0222160A
Application number: JP1028528A
Authority: JP
Inventors: Alain Mathieu; アレン　マシュー
Original assignee: Lafarge Fondu International SA
Current assignee: Imerys Aluminates SA
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-01-25
Also published as: EP0328431A1; US4983220A; ZA89915B; PT89647A; PT89647B; FR2626873B1; FR2626873A1; AU2855589A; AU616932B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ポルトランドセメントの凝結を促進すると共
にポルトランドセメントの炭酸化に基づくエフロレッセ
ンス作用の出現を防止する方法に関する。

さらに本発明は、ポルトランドセメントの凝結を促進す
ると共にコンクリート、モルタル若しくはコーティング
で形成された表面におけるエフロレッセンス作用の出現
を防止するための組成物に関するものである。

［発明の背景］水和に際し、ポルトランドセメントはポルトランダイト
（Ｐｏｒｔｌａｎｄｉｔｅ）　　として知られた消石灰
を放出し、これは極めて急速に炭酸化する傾向を有する
ことが知られている。ポルトランダイトの形成は、珪酸
三カルシウム（３ＣａＯ，５ｉＯ７）または珪酸二カル
シウム（２ＣａＯ，Ｓｉｎ□）〔これらはセメント製造
における呼称に従えば、夫々、式Ｃ３Ｓ若しくはＣ２Ｓ
によって示される〕のいずれかの水和反応に基づいてい
る。この水和反応はポルトランダイトＣａ　（ＯＨ）　
２の形成をもたらし、これは水和の最初の数時間で出現
し始め、且つ２４時間後に多量となる。

水和過程は一般式：％式％によって支配され、あるいはセメント製造における呼称
（すなわち、Ｃａ［ｌ　＝Ｃ，Ｓｉ［ｌ。＝ＳおよびＨ
２０＝Ｈ）に従えば、次式：％式％）［：によって支配される。

このポルトランダイトＣａ　（ＤＨ）　２　は所定の温
度および湿度条件が満たされると、急速に炭酸化し、こ
れによりコンクリート、モルタルおよびコーティングの
表面に対シエフロレッセンス作用の出現をもたらす。事
実、炭酸化およびエフロレッセンス作用の出現は、主と
して低温且つ湿潤な気候条件の際に生ずる。湿度は石灰
を表面まで移動させて炭酸化に対し極めて鋭敏にする。

外部温度も促進因子となる。何故なら、低温環境は水硬
性結合剤の凝結を遅延させ、湿度条件が満たされるとカ
ルシウムイオンを液相にて材料の表面まで移動されるこ
とが周知である。

実際上、この炭酸化は、次式：％式％に従う石灰と大気中の炭酸との反応によって生ずる。

Ｃａ　（ＤＨ）　２は極めて反応性が高く、大気中のＣ
Ｏ２との反応による炭酸化に対し極めて鋭敏となり、従
って、ビルディング構造体の表面に望ましくない着色差
を生ぜしめる。

［発明の目的］従って、本発明はこのエフロレッセンス作用の発生を防
止すると共に、これによりセメント、モルタル、若しく
はコーティングから形成された表面に生ずる望ましくな
い炭酸化領域を防止し得るような方法および組成物を提
供することにある。

［目的を達成するための手段］本発明によれば、ポルトランドセメントの凝結を促進し
てカルシウムイオンが液相にて移動する期間を短縮する
と共に、ポルトランドセメントの石灰を複合化させる方
法が提案され、この方法はアルミン酸カルシウムに基づ
く材料および三水和アルミナに基づく材料を含有した組
成物をポルトランドセメントに添加し、前記組成物は粒
子の８５％が４４μ未満の寸法を有するような微細度を
得るまで前記２成分を一緒に激しく磨砕することにより
形成されることを特徴とする。実際上、４４μ篩より大
きい寸法の生成物の割合は１５％未満である。

［実施態様］本発明による組成物の他の実施態様において、前記成分
を構成するアルミン酸カルシウムに基づく材料は３５〜
７２％を占める合計Ａβ２（１３含有量を有し、従って
、アルミン酸カルシウムの含有量は３５〜９８％を占め
る。

好ましくは、組成物における三水和アルミナの比率は４
０〜７０％を占める。

三水和アルミナは、化学工程により得ることが出来、あ
るいは天然三水和物で構成される。

好ましくは、組成物は１種、若しくは数種の流動性調節
添加剤を含有し、これらの添加剤は好ましくは炭酸ナト
リウムまたはクエン酸三ナトリウムよりなっている。

アルミン酸カルシウムは、例えば、バイエル法から生ず
るボーキサイトまたは化学アルミナから得ることが出来
る。

本発明の一実施態様によれば、ポルトランドセメント中
の前記組成物の比率は重量で表わして５〜４０％を占め
る。

さらに、本発明はポルトランドセメントの凝結を促進す
ると共に液相におけるカルシウムイオンの移動期間を短
縮し、且つポルトランドセメントの水和に際し放出され
る石灰を複合化させ得る組成物にも関し、この組成物は
主としてアルミン酸カルシウムに基づく材料および三水
和アルミナに基づく材料で形成されると共に、組成物の
８５％が４４μ未満の寸法を有するような成分の微細度
を有することを特徴とする。

事実、この微細に磨砕された組成物はポルトランドセメ
ントの凝結を促進すると共に、水和に際し放出された反
応性のポルトランダイトを複合化させて３ＣａＯ，Ａｌ
２Ｏ２、６ＨａＯ１若しくは４ＣａＯ，１２ｏ３．　ｎ
）Ｉ２０型の複合水和物（従って、セメント用語によれ
ば、Ｃ，ＡＨ，若しくはＣ１ＡＨｎ）を形成し、これら
水和物はＣａ　（ＯＨ）　２が出現すると瞬時に生成さ
れる。

好ましくは、組成物中の三水和アルミナの比率は４０〜
７０％を占め、且つアルミン酸カルシウムに基づく材料
の比率は３５〜７２％の合計Ａβ２（１３含有量を有し
、従って、アルミン酸カルシウムの含有量は３５〜９８
％を占める。

実際上、本発明による組成物の目的は、ポルトランドセ
メントの凝結を促進し、その生成に際し順次にアルミナ
と水和石灰との反応を生ぜしめ、その結果、エフロレッセンス作用の原因となる表面方向
への液相中のＣａ”イオンの移動を防止することである
。

本発明による組成物は、従って、外壁用のモルタルまた
はコーティングを形成するのに特に適している。

この分野における従来技術は上記のような組成物自体も
その用途についても開示していない。

事実、フランス特許出願第２２９５９２８号は、本発明
の方法に反し、二酸化炭素雲囲気下での加熱、凝結およ
び硬化処理を提案しており、生成されるシリカの極く少
量部分が５０μ未満の微細度を有する。

さらに、このことは粘度が特定されておらず、且つハロ
ゲンアルミン酸カル、シウムを含有し得るような急速凝
結結合剤に関するドイツ特許出願第２５１８７９９号に
ついても云える。

［実施例］限定はしないが、以下の実施例による説明から本発明の
他の目的および特徴が明らかとなるであろう。特記しな
い限り比率は重量によって表わす。

消石灰Ｃａ　（ＯＨ）　２の存在を決定する測定は示差
熱分析によって行ない、さらにセメントペーストの水和
生成物の検査は、出来れば、Ｘ線回折スペクトルを検討
して完成する。

実施例１〜４に用いたポルトランドセメントは、少なく
とも、９７％のタリンカを含有するが、硫酸カルシウム
を含まないＣＰＡ型（フランス基準１５３０１に従う）
とし、且つ実施例５においては、ＣＰＪ型とし、このセ
メントのタリン力含有量は少なくとも６５％（硫酸カル
シウムを含まず）であり、残部は１種若しくは数種の成
分、例えば、溶鉱炉スラグ、ブープラン、煙道粉塵、石
灰質充填物で構成される（フランス基準ＮＦＰ　１５３
０１　に従う）。「アルミン酸カルシウム」という用語
は、アルミン酸カルシウムを含有する全ゆる物質を意味
する。

実施例１次の組成：合計Ａβ２（１３ａＯ３ｉＯ□ １ｅ２ＦｅＯ，＋Ｆｅ０７０．４％２８．６％０．８％０゜１％０．１％を有するアルミン酸カルシウム３８％とバイエル法から
出る（すなわち、１（１４）％のＡβ（ＯＨ）３を含有
する）三水和アルミナ６２％との混合物をボールミルで
一緒に磨砕した。４４μ篩より大きい寸法の生成物の割
合が１５％未満となるような最終混合物の微細度が得ら
れるよう磨砕時間を調節した。

本発明による組成物を構成するこのようにして得られた
混合物２３％を少なくとも０．７％のタリン力を含有す
るポルトランドセメント７７％と混合し、タリン力は次
の組成を有する：Ｓ１０□ ＦｅＯ３Ａ　Ｉｔ　２（１３ａｎｇＯＣＯ□ Ｐ、Ｆ２ＯＮａ）１２０２２、６５％０．２６％２．９５％６７、３２％０．５４％２．５１％０．７７％１．０７％０．７０％０．２６％このボルトランドセメントタリンカの鉱物学的組成は次
の通りである。

３ＣａＯ，Ｓｉｎ□（Ｃ３Ｓ）　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　５３．３％２ＣａＯ，ＳｉＯ□（
Ｃ２Ｓ）　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
２４．６％３ＣＡＯ，八Ａ　２（１３（Ｃ３Ａ）　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・７．４％４ＣａＯ
，Ａｌ２Ｏ２（Ｃ１ＡＦ）・・・・・・・・・・・・・
・・０．８％少量化合物・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　１３．９％ポルトランド
セメントと上記で得られた組成物との混合物の１部を含
有する珪素質サンドモルタルを２部の砂と合した。ＶＩ
ＣＡＴニードル法によりモルタルの凝結を測定した。０
．４の水／結合剤の比につき、次の結果かえられた：凝
結時間：凝結の開始　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・１４　ｍｎ凝結の終了　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・１９　ｍｎ圧縮におけ
る機械耐性３０分間後　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　１．３ＭＰａ事実、アルミン酸カル
シウムに基づく材料と水和アルミナに基づく材料との混
合物２３％および上記ポルトランドセメント７７％で構
成され、２０％の水で希釈された純粋なセメントペース
トに関する示差熱分析による検査は、混合してから２時
間後および２４時間後に全＜　Ｃａ　（ＯＨ）　２の存
在を示さなかった。

実施例２　。

この実施例は実施例１と同じ材料を用いて行なったが、
但し比率を相違させた。すなわち、アルミン酸カルシウ
ムと三水和アルミナとの混合物４０％およびポルトラン
ドセメント６０％の比率を用いた。

実施例１に記載したと同じ手順に従って行なった試験は
次の結果を与えた。

凝　　　結：開　　　始　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　５　ｍｎ終　了・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・９　ｍｎ３０分
間における圧縮耐性　・・・・・・　２．１ＭＰａ同様
にして、示差熱分析は混合してから２時間後、および２
４時間後にＣａ（叶）２の存在を示さなかった。

実施例３この実施例は実施例１および２と同じ材料を用いて行な
ったが、但し次の流動性調節剤を添加した：炭酸ナトリウム　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・０．３％クエン酸三ナトリウム　・・・
・・・・・・・・・・・・０．２０％実施例１および２
と同じ条件下で行なった試験は次の結果を与えた：凝　　結：開　　　始　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　１５　ｍｎ終　了・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１９　ｍｎ２
時間後の圧縮耐性　・・・・・・・・・・・・　５．８
ＭＰａ示差熱分析は混合してから２時間後および２４時
間後に微量のポルトランダイトをも検出し得なかった。

実施例４次の組成：合計Ａ　Ｉ！　２［１３・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・ＣａＯ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｓ
ＩＯ□ Ｔ＋０□ Ｆｅ２Ｏ３＋Ｆｅ０３９．０％３７．５％４．３％２．８％１６．４％を有するアルミン酸カルシウム４２％と、次の組成：アルミナ三水和物　・・・・・・・・・・・・・・・６
１．９％アルミナ−水和物　　・・・・・・・・・・・
・・・・１４．９％不純物・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・２３．２％を有するオーストラ
リア産ワイパ型ボーキサイトとしての乾燥三水和ボーキ
サイト５８％との混合物を、４４μ篩より大きい寸法の
生成物の割合が１５％未満となるような微細度を得るま
で一緒に磨砕した。本発明による組成物を構成する、こ
のように得られた混合物２５％を、次の化学組成を有す
るポルトランドセメント７５％と混合した：Ｆｅ２０゜ＡＡ、（１３ＣａＯｇＯ８Ｏ５２３、７８％２．２２％２．７１％６６、７８％０．８１％２．０２％０．３６％０．８９％０．３１％０．１２％ボルトランドセメントタリン力の鉱物学的組成は次の通
りである：３ＣａＯ，Ｓｉｎ□（Ｃ３Ｓ）　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・６２．１％２ＣａＯ，５ｉｔ）□（
Ｃ２Ｓ）　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・２
１．９％３ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ２（［：３Ａ）　　・・・
・・・・・・・・・・・・　３．４％４ＣＡＯ，Ａ　Ｉ
　２（１３．　　Ｆｅ２Ｏ＊　（Ｃ４ＡＦ）　−・”　
６．８％少量化合物・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・　５．８％次いで、前記組成物
とポルトランドセメントとの総重量に対して表わし、０
．５％のクエン酸三ナトリウムを添加した。

前記組成物と前記セメントとクエン酸三ナトリウムとの
前記比率における混合物１部を２部の砂と共に含有する
サンドモルタルを作成し、次の性質が測定された：凝　　　結：開　　　始耐　　　性：６時間後２４時間後Ｑ　ｍｎ４．５ＭＰａ６　ＭＰａ示差熱分析は混合してから３２時間および２４時間後に
微量のポルトランダイ）（Ｃａ（叶）２）をも示さなか
った。

実施例５次の組成：合計Ａ　ｌ１２（１３ａｎＳ１０□ Ｆｅｎ３＋ＦｅＯ少量化合物５０．５％３７．６％５．１％２．６％２．５％１．７％を有するアルミン酸カルシウム４２％と１（１４）％Ａ
　ｎ　（ＤＨ）　３　になるバイエルアルミナ三水塩５
８％との混合物を、この混合物の８５％が４４μ篩を通
過するよう一緒に充分微細に磨砕した。

本発明による組成物を構成するこのように得られた混合
物１８％を、最高３５％の石灰質充填剤を含有するポル
トランドセメント８２％と混合した。石灰質充填剤を含
まないポルトランドセメントの化学組成は次の通りであ
る：Ｓ＋０２Ｆｅ、（１３ＡＡ、（１３ａｎｇＯ（”［１２Ｐ、Ｆ２ＯＮａ、０２６、３７％１．６８％４．７５％５６、８４％１．６０％２．７９％１．５３％３．１２％０．８５％０．４７％ボルトランドセメントタリン力の鉱物学的組成は次の通
りである：３ＣａＯ，Ｓｉｎ、　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・２ＣａＯ，ＳｉＯ２・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・３ＣａＯ，Ａ　
１．０．　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・４ＣａＯ，＾ｊｉ！２（１３．　　Ｆｅ２（１３＝
少量化合物６０．３％２４％５．９％２．３％７．５％前記組成物と前記ポルトランドセメントとの混合物１部
および砂２部とから作成したモルタルにつき決定された
水硬特性は次の通りであった：凝結の開始機械耐性＝６時間後２４時間後０　ｍｎ４．８ＭＰａ２　ＭＰａ２時間および２４時間後の示唆熱分析により、微量のＣ
ａ　（ＤＨ）　２でさえ検出されなかった。

以上、本発明を実施例につき説明したが、本発明はこれ
らのみに限定されず、本発明の思想および範囲を逸脱す
ることなく多くの改変をなし得ることが当業者には了解
されよう。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミン酸カルシウムに基づく材料および三水和
アルミナに基づく材料を含有する組成物をポルトランド
セメントに添加し、前記組成物は粒子の８５％が４４μ
未満の寸法を有する微細度を得るまで前記２種の成分を
一緒に激しく磨砕することにより生成されることを特徴
とするポルトランドセメントの凝結を促進し且つ液相に
おけるカルシウムイオンの移動期間を短縮すると共にポ
ルトランドセメントの水和に際し放出される石灰を複合
化させる方法。
（２）請求項１記載の方法において、アルミン酸カルシ
ウムに基づく材料が３５〜７２％を占める合計Ａｌ＿２
Ｏ＿３含有量を有し、従って、３５〜９８％を占めるア
ルミン酸カルシウム含有量を有することを特徴とするセ
メントの凝結を促進し且つエフロレッセンス作用を除去
する方法。
（３）請求項１記載の方法において、組成物におけるア
ルミン酸カルシウムの比率が３０〜６０％を占めること
を特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロレッセ
ンス作用を除去する方法。
（４）請求項１記載の方法において、ポルトランドセメ
ントにおける組成物の比率が重量で表わして５〜４０％
を占めることを特徴とするセメントの凝結を促進し且つ
エフロレッセンス作用を除去する方法。
（５）請求項１記載の方法において、三水和アルミナが
化学工程で得られるか、または天然の三水和物よりなる
ことを特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロレ
ッセンス作用を除去する方法。
（６）請求項１記載の方法において、アルミン酸カルシ
ウムがボーキサイトまたは化学アルミナから得られるこ
とを特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロレッ
センス作用を除去する方法。
（７）請求項１記載の方法において、組成物が流動性調
節添加剤を含有することを特徴とするセメントの凝結を
促進し且つエフロレッセンス作用を除去する方法。
（８）主成分として次の成分、すなわち、アルミン酸カ
ルシウムに基づく材料および三水和アルミナに基づく材
料で構成され、さらに組成物における成分の８５％が４
４μの篩を通過するような組成物であることを特徴とす
るポルトランドセメントの凝結を促進し且つ液相におけ
るカルシウムイオンの移動期間を短縮すると共にポルト
ランドセメントの水和に際し放出される石灰を複合化さ
せる組成物。
（９）請求項８記載の組成物において、アルミン酸カル
シウムに基づく材料が３５〜７２％を占める合計Ａｌ＿
２Ｏ＿３含有量を有し、３５〜９８％を占めるアルミン
酸カルシウム含有量を有することを特徴とするセメント
の凝結を促進し且つエフロレッセンス作用を除去する組
成物。
（１０）請求項８記載の組成物において、組成物におけ
る三水和アルミナの比率が４０〜７０％を占めることを
特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロレッセン
ス作用を除去する組成物。
（１１）請求項８記載の組成物において、流動性調節添
加剤を含有することを特徴とするセメントの凝結を促進
し且つエフロレッセンス作用を除去する組成物。
（１２）請求項１２記載の組成物において、添加剤が炭
酸ナトリウムまたはクエン酸三ナトリウムよりなること
を特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロレッセ
ンス作用を除去する組成物。
（１３）請求項８記載の組成物において、三水和アルミ
ナが化学工程で得られるか、または天然三水和物よりな
ることを特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロ
レッセンス作用を除去する組成物。
（１４）請求項８記載の組成物において、アルミン酸カ
ルシウムがボーキサイトまたは化学アルミナから得られ
ることを特徴とするセメントの凝結を促進し且つエフロ
レッセンス作用を除去する組成物。
（１５）請求項８記載の組成物において、外壁用のモル
タル若しくはコーティングを形成するために使用される
ことを特徴とするセメントの凝結を促進し且つ、エフロ
レッセンス作用を除去する組成物。