JPH0450154A - Multimodal spherical hydraulic composition and cured article of multimodal spherical hydraulic composition - Google Patents
Multimodal spherical hydraulic composition and cured article of multimodal spherical hydraulic compositionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、多モード球状水硬性組成物に係り、詳しく
は低水セメント比と剪断応力下で混合することによって
最密充填で成形でき、これにより緻密でしかも高曲げ強
度を有するとともに、耐水性、耐火性にも優れたセメン
ト製品の製造を可能にする多モード球状水硬性組成物と
その硬化体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" This invention relates to multimodal spherical hydraulic compositions that can be formed in close packing by mixing under low water-cement ratio and shear stress; The present invention relates to a multimode spherical hydraulic composition and a cured product thereof, which enable the production of cement products that are dense and have high bending strength, as well as excellent water resistance and fire resistance.
「従来の技術」
従来、セメントとして例えばポルトランドセメントを製
造するには、原料を粉砕してこれをロータリーキルンて
焼成し、その後得られたセメントクリンカ−を空気で急
冷する。そして、冷却したセメントクリンカ−に石膏粉
末を添加し、さらにこれをチューブミルなどにより再度
微粉砕して所望する粒度のセメントを得る。``Prior Art'' Conventionally, in order to produce cement such as Portland cement, raw materials are pulverized and fired in a rotary kiln, and the resulting cement clinker is then rapidly cooled with air. Then, gypsum powder is added to the cooled cement clinker, and this is further pulverized again using a tube mill or the like to obtain cement of a desired particle size.
ところで、このようにして得られたポルトランドセメン
トにあっては、一般に水セメント比が60%程度、4週
材令のモルタル圧縮強度が400kg/am”程度で曲
げ強度が50〜70kg/cm” (5〜7MPa)程
度しか得ることができなかった。By the way, the Portland cement obtained in this way generally has a water-cement ratio of about 60%, a mortar compressive strength of about 400 kg/am'' at 4 weeks of age, and a bending strength of 50 to 70 kg/cm'' ( It was possible to obtain only about 5 to 7 MPa).
「発明が解決しようとする課題」
上記欠点を解決するため、高剪断混合ないしカレンダー
成形等の方法によってセメント硬化体構造中の空隙を微
少にすることにより、曲げ強度が50 M P a以上
で靭性の大きな水硬性セメント質硬化体を得る技術が提
供されている。(特開昭56−9256号公報、特開昭
56−14465公報、特開昭56−84349公報)
しかし、これらの技術によるセメント硬化体は耐水性に
劣り、しかも長時間経過後硬化体が自然崩壊する。また
、これら技術は、有機物の多量添加が必須となり、よっ
て耐火性に劣り燃焼するため不燃材にならないといった
致命的な欠点かある。``Problems to be Solved by the Invention'' In order to solve the above-mentioned drawbacks, by minimizing the voids in the structure of the hardened cement product using methods such as high shear mixing or calendar molding, it is possible to achieve a bending strength of 50 MPa or more and toughness. A technique for obtaining a large hydraulic cementitious body has been provided. (JP-A-56-9256, JP-A-56-14465, JP-A-56-84349) However, the cement hardened products produced by these techniques have poor water resistance, and moreover, the hardened products naturally disappear after a long period of time. Collapse. Furthermore, these techniques require the addition of a large amount of organic matter, which has a fatal drawback in that the material has poor fire resistance and burns, making it impossible to use as a noncombustible material.
したがって、これらの技術に基づく水硬性セメント質硬
化体は実用化が極めて困難であった。Therefore, it has been extremely difficult to put hydraulic cementitious hardened bodies based on these techniques into practical use.
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐水性、
耐火性に優れ、しかも高曲げ強度を有するセメント製品
を得ることのできる多モード球状水硬性組成物を提供す
ることを目的とするものである。This invention was made in view of the above circumstances, and has water resistance,
The object of the present invention is to provide a multi-mode spherical hydraulic composition which can provide a cement product having excellent fire resistance and high bending strength.
「課題を解決するための手段」
本発明における請求項1記載の多モード球状水硬性組成
物では、多モードの粒度分布構成を有した球状水硬性セ
メントと、α−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム
化合物にSiO!が固溶してなる/リコカー7タイト、
リン酸四カルシウムγ−珪酸二カルシウムの少なくとも
一種とからなることを上記課題の解決手段とした。"Means for Solving the Problems" The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1 of the present invention includes a spherical hydraulic cement having a multimodal particle size distribution configuration, α-tricalcium phosphate, and a calcium phosphate compound. SiO! is formed as a solid solution/Licocar 7tite,
The solution to the above problem is to consist of at least one type of tetracalcium phosphate γ-dicalcium silicate.
また、請求項2記載の多モード球状水硬性組成物では、
請求項1記載の多モード球状水硬性組成物において、配
合されるα−リン酸三カルシウム。Moreover, in the multimode spherical hydraulic composition according to claim 2,
The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1, wherein α-tricalcium phosphate is incorporated.
リン酸カルシウム化合物にSiO2が固溶してなるシリ
コカーノタイト、リン酸四カルシウム、γ珪酸二カル/
ウムか多モードの粒度分布構成を有した球状化体である
ことを上記課題の解決手段とした。Silicocarnotite formed by solid solution of SiO2 in calcium phosphate compound, tetracalcium phosphate, gamma dical silicate/
The solution to the above problem was to use a spheroid having a multi-mode particle size distribution structure.
請求項3記載の多モード球状水硬性組成物では、請求項
1又は2記載の多モード球状水硬性組成物100重量部
に対し、水30重量部以下を添加してなることを上記課
題の解決手段とした。The multimode spherical hydraulic composition according to claim 3 solves the above problem by adding 30 parts by weight or less of water to 100 parts by weight of the multimode spherical hydraulic composition according to claim 1 or 2. It was used as a means.
請求項4記載の多モード球状水硬性組成物では、多モー
ドの粒度分布構成を有した球状水硬性セメントと、シリ
カゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質物質微粒子の
うち少なくとも一種とからなることを上記課題の解決手
段とした。The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 4, which is composed of a spherical hydraulic cement having a multimodal particle size distribution configuration and at least one of silica sol microparticles, silica gel microparticles, and silicic material microparticles, solves the above problem. It was used as a solution.
請求項5記載の多モード球状水硬性組成物では、多モー
ドの粒度分布構成を有した球状水硬性セメントと、α−
リン酸三カルンウム、リン酸カルシウム化合物にSiO
2が固溶してなるシリコカーノタイト、リン酸四カルシ
ウム、γ−珪酸二カルシウムの少なくとも一種と、シリ
カゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質物質微粒子の
うち少なくとも一種とからなることを上記課題の解決手
段とした。The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 5 includes a spherical hydraulic cement having a multimodal particle size distribution structure, and α-
Tricarium phosphate, calcium phosphate compound with SiO
Means for solving the above problems is made of at least one of silicocarnotite, tetracalcium phosphate, and γ-dicalcium silicate in which 2 is dissolved in solid solution, and at least one of silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicate substance fine particles. And so.
請求項6記載の多モード球状水硬性セメントでは、請求
項1.2.3又は5記載の多モード球状水硬性組成物に
おいて、添加するα−リン酸三カルシウム、リン酸カル
シウム化合物にSiC,が固溶してなるシリコカーノタ
イト、リン酸四カル7ウム、γ−珪酸二カルシウムの少
なくとも一種が、α−リン酸三カル/ウム、リン酸カル
ンウム化合物にS iOtが固溶してなるシリコカーノ
タイトの少なくとも一種とリン酸四カルンウムとの混合
粉体からなるリン酸カルシウム化合物混合粉末であり、
かつ該リン酸カルシウム化合物混合粉末かヒドロキンア
パタイト、Ca、o(PO2)6(○H)、、Ca5(
P○、)、(OH)等のリン酸カルシウム化合物を熱分
解して得られたものであることを上記課題の解決手段と
した。In the multimode spherical hydraulic cement according to claim 6, in the multimode spherical hydraulic composition according to claim 1.2.3 or 5, SiC is solidly dissolved in the α-tricalcium phosphate and calcium phosphate compound to be added. silicocarnotite formed by solid solution of SiOt in at least one of tetracalcium phosphate and γ-dicalcium silicate and α-tricalcium/ium phosphate and calcium phosphate compound; A calcium phosphate compound mixed powder consisting of a mixed powder of at least one kind and tetracarunium phosphate,
And the calcium phosphate compound mixed powder is hydroquine apatite, Ca, o(PO2)6(○H), , Ca5(
The solution to the above problem is that it is obtained by thermally decomposing calcium phosphate compounds such as P○, ), (OH), etc.
請求項7記載の多モード球状水硬性組成物では、請求項
1.2.3.4.5又は6記載の多モード球状水硬性組
成物において、多モードの粒度分布構成を有した球状水
硬性セメントが、高温火炎中にセメントクリンカ−を通
過させて溶融または半溶融状態とし、次いでこれを冷却
して得られた球状水硬性セメントクリンカーからなるこ
とを上記課題の解決手段とした。In the multimode spherical hydraulic composition according to claim 7, in the multimode spherical hydraulic composition according to claim 1.2.3.4.5 or 6, the spherical hydraulic composition has a multimodal particle size distribution configuration. A means for solving the above problem is that the cement consists of a spherical hydraulic cement clinker obtained by passing the cement clinker through a high-temperature flame to make it molten or semi-molten, and then cooling it.
請求項8記載の多モード球状水硬性組成物では、請求項
1.2.3.4.5.6又は7記載の多モード球状水硬
性組成物において、充填材、繊維、筋材、骨材の少なく
とも一種を添加してなることを上記課題の解決手段とし
た。In the multimodal spherical hydraulic composition according to claim 8, in the multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1.2.3.4.5.6 or 7, filler, fiber, reinforcement, aggregate The solution to the above problem is to add at least one of the above.
請求項9記載の多モード球状水硬性組成物硬化体では、
請求項1.2.4.5.6.7又は8記載の多モード球
状水硬性組成物100重量部に対し、水30重量部以下
を添加し、さらにこれを混練して成形した後、相対湿度
20〜70%及び/又は5〜15気圧下にて、40〜1
80℃の湿度で硬化処理して得られたことを上記課題の
解決手段とした。In the multimode spherical hydraulic composition cured product according to claim 9,
30 parts by weight or less of water is added to 100 parts by weight of the multimode spherical hydraulic composition according to claim 1.2.4.5.6.7 or 8, and after kneading and molding, 40-1 under humidity 20-70% and/or 5-15 atm
The solution to the above problem was obtained by performing a curing treatment at a humidity of 80°C.
以下、この発明の多モード球状水硬性組成物を詳しく説
明する。Hereinafter, the multimode spherical hydraulic composition of the present invention will be explained in detail.
まず、球状水硬性セメントについて説明すると、球状水
硬性セメントは粒子が球状のもので、例えば以下の■〜
■の方法によって製造されるものである。First, to explain about spherical hydraulic cement, spherical hydraulic cement has spherical particles, for example, the following ■ ~
It is manufactured by the method (2).
■高温火炎中にセメントクリンカーを通過させて溶融ま
たは半溶融状態とし、次いてこれを冷却し、その後石膏
粉末を添加して得る方法。■ A method of obtaining cement by passing cement clinker through a high-temperature flame to make it molten or semi-molten, then cooling it, and then adding gypsum powder.
■高温火炎中にセメントクリンカ−と石膏粉末との混合
物を通過させて溶融または半溶融状態とし、その後これ
を冷却して得る方法。■ A method in which a mixture of cement clinker and gypsum powder is passed through a high-temperature flame to form a molten or semi-molten state, and then the mixture is cooled.
■高温火炎中にセメントクリンカ−を通過させて溶融ま
たは半溶融とし、次いでこれを冷却し、その後、該セメ
ントクリンカーと同方法で、あるいは従来公知の球状化
処理方法で作製した球状の石膏粉末を添加して得る方法
。■Cement clinker is passed through a high-temperature flame to melt or semi-melt it, and then it is cooled, and then spherical gypsum powder produced by the same method as the cement clinker or by a conventionally known spheroidizing method is added. How to obtain by adding.
■高速気流中衝撃法によりセメントクリンカ−あるいは
セメントクリンカ−と石膏粉末との混合物を球状化して
得る方法。■A method in which cement clinker or a mixture of cement clinker and gypsum powder is spheroidized by an impact method in a high-speed air stream.
すなわち、セメントとして当然添加される石膏について
は、セメントタリンカーの球状化処理後に添加してもよ
く、またセメントタリンカーとともに球状化処理しても
よく、さらにはセメントクリンカ−とは別に球状化処理
し、後に球状化処理したセメントタリンカーと混合して
もよい。なお、本発明における水硬性セメントの球状化
処理方法としては、上記のごとき方法の他に、粉砕等に
よる公知の球状化処理方法が利用することができる。In other words, gypsum, which is naturally added as cement, may be added after the cement clinker is spheroidized, or it may be spheroidized together with the cement clinker, or it may be spheroidized separately from the cement clinker. However, it may be mixed with cement tarinker which has been spheroidized afterwards. In addition to the above-mentioned methods, known spheroidizing methods such as pulverization can be used as the method for spheroidizing the hydraulic cement in the present invention.
また、後述する本発明のα−リン酸三カルシウム。Also, α-tricalcium phosphate of the present invention, which will be described later.
リン酸カルシウム化合物にS iOtが固溶してなるシ
リコカーノタイト、リン酸四カルシウム、γ珪酸二カル
シウムの球状化処理方法についても、上述したごと(、
高温火炎中にこれらを通過させて溶融または半溶融状態
とし、次いでこれを冷却して得てもよく、その他公知の
方法(高圧溶融噴射また破砕等)で行ってもよい。As mentioned above, the method for spheroidizing silicocarnotite, tetracalcium phosphate, and dicalcium γ silicate, which are formed by solid solution of SiOt in a calcium phosphate compound, is as follows.
They may be passed through a high-temperature flame to become molten or semi-molten and then cooled, or may be obtained by other known methods (high-pressure melt injection, crushing, etc.).
上記■の方法について詳述すると、この方法によって球
状水硬性セメントを得るには、まず従来と同様に原料を
粉砕してこれをロータリーキルンて焼成し、その後得ら
れたセメントクリンカ−を空気で急冷する。そして、冷
却したセメントクリンカーに石膏を添加し、これらをチ
ューブミルなどによって再度微粉砕し、所望する粒径に
調整する。ここで、最終的に高温火炎中に下記のとおり
分級されたモードのセメントタリンカーを通過させて、
その後球状化石膏を添加させて得られる多モード球状水
硬性セメントの粒度は、例えば多モードが2モードであ
る場合、粒子が粗大な方のモードの粒径が40〜110
μmのセメント粒子と粒子が微細な方のモードの粒径が
1〜10μmのセメント粒子となる。さらに詳述すると
、本発明の高嵩火炎中に投入するセメントタリンカーは
、ふるい分は分級等の公知の方法で分級して粒径が50
〜120μ肩のセメントタリン力−粒子と、粒径が1〜
20μmのセメントタリンカー粒子とをそれぞれ得る。To explain in detail the above method (■), in order to obtain spherical hydraulic cement by this method, first the raw materials are crushed and fired in a rotary kiln in the same way as in the past, and then the obtained cement clinker is quenched with air. . Then, gypsum is added to the cooled cement clinker and pulverized again using a tube mill or the like to adjust to a desired particle size. Finally, a cement barrel with the following classified mode is passed through the high-temperature flame.
The particle size of the multimode spherical hydraulic cement obtained by subsequently adding spherical gypsum is, for example, when the multimode is two modes, the particle size of the coarser mode is 40 to 110.
The cement particles have a diameter of 1 to 10 μm in the mode where the particles are finer. To explain in more detail, the cement tarinker to be introduced into the high-volume flame of the present invention is classified by a known method such as classification to obtain a particle size of 50%.
~120μ shoulder cement talin force-particles and particle size 1~
20 μm cement tarinker particles are obtained respectively.
この場合にセメントクリンカ−粒子を粒径が50〜12
011mのものと1〜20μ屑のものとを得るようにし
たのは、これらのセメントタリン力−粒子を高温火炎中
に通過させて球状化させることによって見掛けの平均粒
径が小さくなり、最終的に球状化石膏を添加して得られ
る球状セメントの粒径が40〜110μ肩のセメント粒
子と1〜10μlのセメント粒子とになるからである。In this case, the cement clinker particles have a particle size of 50 to 12
The reason for obtaining the 0.11m and 1-20μ particles is that by passing these cement particles through a high-temperature flame to make them spheroidal, the apparent average particle size becomes smaller, and the final This is because the particle size of the spherical cement obtained by adding spherical gypsum to the cement particles is 40 to 110 μl and 1 to 10 μl.
そして、このように分級されて作製された各粒径のセメ
ントタリンカー粒子は、例えば、粒子が粗大な方のモー
ドの粒子が全体の50重量%以上、粒子が微細な方のモ
ードの粒子が全体の5重量%以上になるよう配合される
。The cement tarinker particles of each particle size classified and produced in this way are, for example, 50% by weight or more of the particles in the coarser mode, and 50% by weight or more of the particles in the finer mode. It is blended so that it accounts for 5% by weight or more of the total weight.
次に、プロパン、ブタン、プロピレン、アセトン、水素
などの可燃ガスや、重油、軽油などの液体燃料または石
油、さらにはオイルコークスなどの固体燃料を燃料とす
る火炎発生装置を用意し、この装置から火炎を発生せし
める。次いで、この火炎中に上述したように粒径が調整
されたセメントクリンカ−粒子を所定量ずつ供給してこ
れを溶融または半溶融化せしめ、さらにこれを冷却する
。Next, prepare a flame generator that uses flammable gases such as propane, butane, propylene, acetone, and hydrogen, liquid fuels such as heavy oil and light oil, or petroleum, and even solid fuels such as oil coke. Generates flame. Next, a predetermined amount of cement clinker particles, the particle size of which has been adjusted as described above, is fed into the flame to melt or semi-melt it, and then it is cooled.
ここで、必要に応じてモード外の粒径のセメントタリン
カー粒子を粒子調整後のセメントクリンカー粒子中に添
加し、球状化処理に供すが、その場合に添加される粒子
の量としては、例えば隣合うモードの中間粒度の粒子の
合計重量が、上記隣合うモードの粒度のそれぞれの粒子
の合計重量に対して20%以下となるように添加するの
が好ましく、また上記40〜110μ肩と1〜10μ肩
との二つのモードの例では、これら二つのモードの範囲
外の粒子の合計重量が、全体の重量に対して20%以下
となるように添加するのか好ましい。Here, if necessary, cement clinker particles having a particle size outside the mode are added to the cement clinker particles after particle adjustment and subjected to spheroidization treatment, but the amount of particles added in that case is, for example, It is preferable to add so that the total weight of particles of intermediate particle size in adjacent modes is 20% or less of the total weight of each particle of particle size in adjacent modes, and the above-mentioned 40 to 110 μ shoulder and 1 In the example of two modes with a shoulder of ~10μ, it is preferable to add the particles so that the total weight of particles outside the range of these two modes is 20% or less of the total weight.
このようにしてセメントタリンカー粒子を火炎中に通過
させると、溶融または半溶融したセメントタリンカー粒
子はその表面張力で球状化する。When the cement talin car particles are passed through the flame in this manner, the molten or semi-molten cement talin car particles become spherical due to their surface tension.
ここで火炎温度としては、セメントタリンカーの種類に
よっても異なるが、少なくとも1000 ’C以上、好
ましくは1500℃以上が必要であり、1000℃より
低いとセメントタリンカー粒子が十分溶融または半溶融
状態に至らず、し、たがってセメントタリンカー粒子が
十分に球状にならず好ましくない。また、火炎中での滞
留時間としては、0.01〜0.05秒程度か好ましい
。なお、上記火炎発生装置の燃料として天分の多いもの
を使用する場合には、セメント成分か目標の成分となる
ように予めセメント原料の配合を調整する必要がある。The flame temperature here varies depending on the type of cement tarinker, but it needs to be at least 1000'C or higher, preferably 1500°C or higher; if it is lower than 1000°C, the cement tarinker particles will not fully melt or be in a semi-molten state. Therefore, the cement talin car particles do not become sufficiently spherical, which is not preferable. Further, the residence time in the flame is preferably about 0.01 to 0.05 seconds. In addition, when using a highly gifted fuel as the fuel for the above-mentioned flame generator, it is necessary to adjust the blend of cement raw materials in advance so that it becomes a cement component or a target component.
その後、得られた球状のセメントクリンカ−100重量
部に対しO〜5重量部程度の石膏粉末を添加し、所望す
る水硬スピードに調整して球状水硬性セメントとする。Thereafter, about 0 to 5 parts by weight of gypsum powder is added to 100 parts by weight of the obtained spherical cement clinker, and the desired hydraulic speed is adjusted to obtain a spherical hydraulic cement.
また石膏粉末の粒径としては、セメントクリン力−粒子
の各モードの粒径となるように予め調整しておくのが、
得られる球状水硬性セメントの最密充填の向上や流動性
の向上、さらにはそれから得られるセメント硬化体の曲
げ強度の向上を図るうえで好ましい。In addition, the particle size of the gypsum powder should be adjusted in advance so that it corresponds to the cement curing force - each mode of the particle.
This is preferable in order to improve the close packing and fluidity of the resulting spherical hydraulic cement, and also to improve the bending strength of the hardened cement product obtained therefrom.
また、上記■の方法が■の方法の例と異なるところは、
火炎発生装置の火炎中にセメントクリンカ−粒子単独で
なく粒度調整後のセメントクリンカー粒子と同じく粒度
調整後の石膏粉末との混合物を供給し、焼成溶融化する
点である。そしてこの場合、火炎中より取出し冷却する
ことにより、石膏粉末を添加することなく球状のセメン
トが得られる。ここで、火炎の温度は上記例と異なり1
300 ’C以上とされる。また、この場合にセメント
クリンカ−に混合される石膏粉末の量は、石膏粉末の一
部か1300℃以上で分解することから、上記例に比へ
多く配合するのか好ましい。Also, the difference between method ■ above and method example ■ is as follows:
The point is that not only cement clinker particles alone but also a mixture of cement clinker particles whose particle size has been adjusted and gypsum powder whose particle size has also been adjusted are fed into the flame of a flame generator and fired and melted. In this case, by taking the cement out of the flame and cooling it, spherical cement can be obtained without adding gypsum powder. Here, unlike the above example, the flame temperature is 1
It is considered to be over 300'C. Further, in this case, it is preferable to mix a larger amount of gypsum powder into the cement clinker than in the above example, since some of the gypsum powder decomposes at temperatures above 1300°C.
また、上記■の方法が■の方法の例と異なるところは、
得られた球状のセメントタリンカーに添加する石膏粉末
として、球状の石膏粉末を用いる点である。ここで球状
の石膏粉末としては、セメントタリンカーの場合と同様
に高温火炎中に通過させたり、あるいは石膏製造工程に
おいて球状化処理を施したものなどが用いられる。Also, the difference between method ■ above and method example ■ is as follows:
The point is that spherical gypsum powder is used as the gypsum powder to be added to the obtained spherical cement aggregate. Here, the spherical gypsum powder used is one that has been passed through a high-temperature flame as in the case of cement talin car, or that has been subjected to spheroidization treatment in the gypsum manufacturing process.
また、上記■の方法は、■〜■の方法と全く異なる方法
で、セメントクリンカ−を火炎中に通じることなく、単
に高速気流による衝撃によってタリンカーの角張った部
分を削り、結果として球状のセメント粒子を得る方法で
ある。このように、本発明に係る球状水硬性セメントク
リンカ−またはセメントの製造方法については、上述し
た高温火炎中を通過させて得る方法に限定されることな
く、多モードに分級されたセメントタリンカーまたはセ
メントを公知の方法で球状化処理してもよい。In addition, method (1) above is a completely different method from methods (2) to (2) in which the angular parts of the clinker are simply shaved off by the impact of high-speed airflow without passing the cement clinker into the flame, resulting in spherical cement particles. This is the way to obtain. As described above, the method for producing spherical hydraulic cement clinker or cement according to the present invention is not limited to the above-mentioned method of producing cement clinker or cement by passing it through a high-temperature flame. The cement may be spheroidized by a known method.
なお、本発明では、多モードに分級した後球状化処理を
行ってもよく、また球状化処理した後多モード化しても
よい。In addition, in the present invention, the spheroidization process may be performed after classification into multiple modes, or the spheroidization process may be performed and then converted into multimodes.
このようにして得られた球状水硬性セメントにあっては
、いずれも球形であることから粒子間の摩擦抵抗が少な
く、よって従来のセメントに比べ同一の水セメント比で
は大きなフロー値を有するものとなる。そして、これに
より流動性がよく充填性もよくなることから、硬化後の
セメント硬化。Since the spherical hydraulic cements obtained in this way are all spherical, there is less frictional resistance between the particles, and therefore they have a larger flow value than conventional cements at the same water-cement ratio. Become. This also improves fluidity and filling properties, so cement hardens after hardening.
体の強度が従来のセメントからなるものに比べ高いもの
となる。The strength of the body is higher than that of conventional cement.
次に、上記球状水硬性セメントの多モード化について説
明する。Next, the multi-mode formation of the above-mentioned spherical hydraulic cement will be explained.
ここで「多モードjとは、分布パターンにおいて粒径の
二つまたはそれ以上の区別しうるバンド、すなわちモー
ドがあることを意味するものであり、隣合う主要バンド
(すなわちモード)間の中間粒径が非常に少ない割合で
存在するに過ぎず、したがって全体にわたる粒度分布が
実質上連続でないことを意味するものである。各モード
の中間粒径の粒子は完全に除かれる必要かなく、中間粒
径の粒子の合計重量が隣合う主要バンド(すなわちモー
ド)における粒子の合計重量の20%を越えないように
すれば十分である。また、多モードとしては、2モード
であるのが望まししが、3モードが有利なこともあり、
さらに4モードにしてもよい。しかし、これを越えてモ
ードを増やしても得られる効果が少なく、追加コストお
よび労力の点で経済的にも不利である。Here, ``multimodal j'' means that there are two or more distinguishable bands, or modes, of grain size in the distribution pattern, and there are intermediate grains between adjacent major bands (i.e., modes). This means that only a very small proportion of the sizes are present, and therefore the overall particle size distribution is not substantially continuous. It is sufficient that the total weight of particles of different diameters does not exceed 20% of the total weight of particles in adjacent major bands (i.e. modes).Also, as for multimode, bimodal is preferable. However, 3 modes may be advantageous,
Furthermore, four modes may be used. However, even if the number of modes is increased beyond this, there is little effect to be obtained, and it is economically disadvantageous in terms of additional costs and labor.
球状水硬性セメントの所望粒度分布の例を定量的に示す
と、2モ一ド分布については以下のとおりである。A quantitative example of the desired particle size distribution of the spherical hydraulic cement is as follows regarding the bimodal distribution.
第1の一般的な指針として、それぞれのバンド(モード
)における粒子の重量平均粒径の比は、実用上できる限
り広く離れているべきである。この理由は、それによっ
てその水硬性セメントから作られるセメント製品におけ
る所望する特性の達成、すなわち曲げ強度の向上なとが
促進されるからである。したがって、粗大な方のモード
の重量平均粒径をり、とし、微細な方のモードの重量平
均粒径をり、とすれば、D、: D、の比は、好ましく
は2以上、さらに好ましくは10以上、さらに好ましく
は20〜40の範囲とされる。As a first general guideline, the ratio of the weight average particle sizes of the particles in each band (mode) should be as widely separated as practical. The reason for this is that it facilitates achieving the desired properties in cement products made from the hydraulic cement, ie increased flexural strength. Therefore, if the weight average particle size of the coarser mode is , and the weight average particle size of the finer mode is , then the ratio of D: D is preferably 2 or more, more preferably is in the range of 10 or more, more preferably in the range of 20 to 40.
第2の指針として、各モード中の粒径の範囲は、広いよ
りも狭いことが望ましい。すなわち、各モードについて
の粒径範囲は技術的にも経済的にもできる限り狭いのが
好ましいのである。As a second guideline, it is preferable that the range of particle sizes in each mode be narrower than wider. That is, it is preferable that the particle size range for each mode is as narrow as technically and economically possible.
2モ一ド分布の球状水硬性セメントで特に有用な組成を
示すと、下記の粒径および重量比からなるものが挙げら
れる。Particularly useful compositions of spherical hydraulic cements with a bimodal distribution include those having the following particle sizes and weight ratios.
(a)粒径が40〜110μ次で、重量比が全体の50
重量%以上、好ましくは70〜90重量%、(b)粒径
が1〜10μlで、重量比が全体の5重量%以上、好ま
しくは10〜30重量%、(C)上記(a)および(b
)の二つの範囲外の粒径が全体の20重量%以下、好ま
しくは10重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下
。(a) The particle size is 40 to 110 μm, and the weight ratio is 50% of the total.
% by weight or more, preferably 70 to 90% by weight, (b) the particle size is 1 to 10 μl, and the weight ratio is 5% to the total weight, preferably 10 to 30% by weight, (C) the above (a) and ( b
) The particle size outside the two ranges is 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less of the total weight.
また、上記(a)および(b)の粒径範囲においては、
さらに狭い粒径範囲にすることによって最密充填なとの
向上を図ることかできる。すなわち、例えば(a)にお
いては、約20〜25μmの幅で分布する40〜90μ
mの粒径範囲が好ましく、(b)において、約5μmの
幅で分布する4〜8μ次の粒径範囲が好ましい。In addition, in the particle size ranges of (a) and (b) above,
By narrowing the particle size range, it is possible to improve the close packing. That is, for example, in (a), 40 to 90 μm distributed with a width of about 20 to 25 μm
A particle size range of m is preferred, and in (b) a particle size range of order 4 to 8 μm distributed with a width of about 5 μm is preferred.
第1および第2の指針を応用することにより、上記の特
定な粒径範囲(a)、(b)および(C)からなる組成
物の範囲外の有用な組成物を規定することができる。な
お、最適の組成物は、ある程度までは使用される球状水
硬性セメントの性状、経済性(殊に所望寸法の規定およ
び分級を行うための経済性)、ならびに硬化セメント製
品の最大強度にどの程度まで近付けることが要求される
か、によって左右される。By applying the first and second guidelines, useful compositions outside the specific particle size ranges (a), (b) and (C) described above can be defined. It should be noted that the optimum composition depends, to a certain extent, on the properties of the spherical hydraulic cement used, its economics (in particular the economics of specifying the desired dimensions and performing the classification), and the degree to which it affects the maximum strength of the hardened cement product. It depends on whether it is required to get as close as possible.
3モードについては、上記2モードの場合に似た指針か
適用できる。三つのモード、すなわち粗大、中間および
微細モードの重量平均粒径を、DID、およびD3とす
れば、D、: D、およびり、: D3の比は、上記の
2重モード分布におけるり、: D。For the 3 modes, guidelines similar to those for the 2 modes above can be applied. If the weight average particle diameters of the three modes, namely coarse, intermediate and fine modes, are DID and D3, then the ratio of D: D and D3 is: D.
について規定した比を満足するへきものである。It is a special product that satisfies the ratio specified for .
もちろん、D、:D、およびD t : D sの両者
を同一とすることは実用的でないかも知れない。したが
って両者は互いにかなり差異があってもよいが、少なく
とも一方が好ましい範囲にあるのがよい。また、2モ一
ド分布においてそれぞれのモードを狭い粒径範囲にする
ことにより得られる効果は、3モ一ド分布においても同
様であり、したがって各モードの粒径範囲を狭くするこ
とがやはり好ましい。Of course, it may not be practical to make both D, :D, and Dt:Ds the same. Therefore, although there may be considerable differences between the two, it is preferable that at least one of them be within a preferable range. Furthermore, the effect obtained by narrowing the particle size range of each mode in a two-mode distribution is the same in a three-mode distribution, and therefore it is still preferable to narrow the particle size range of each mode. .
3モ一ド分布の球状水硬性セメントで特に有用な組成を
示すと、下記の粒径および重量比からなるものが挙げら
れる。Particularly useful compositions of spherical hydraulic cements with a trimodal distribution include those having the following particle sizes and weight ratios.
(a)粒径が40〜150μ次、好ましくは100〜1
50μ肩で重量比が全体の50重量%以上、好ましくは
70〜90重量%、
(b)粒径が7〜12μ尻で重量比が全体の5重量%以
上、好ましくは10〜30重量%、(c)粒径が0.5
〜2μ肩で重量比が全体の1重量%以上、好ましくは3
〜8重量%。(a) Particle size is 40 to 150μ, preferably 100 to 1
(b) When the grain size is 7 to 12μ, the weight ratio is 50% or more of the total weight, preferably 10 to 30% by weight, (c) Particle size is 0.5
~2μ shoulder and the weight ratio is 1% or more of the total weight, preferably 3
~8% by weight.
球状水硬性セメントの多モード分布調整は、上述したご
とくセメントタリンカー粒子を球状化処理するに先立ち
、予め分級しておき、これらを所望する重量比に混合す
るようにしてもよく、また粒度調整前のセメントタリン
カー粒子を球状化処理し、次いでこれを篩別もしくは他
の任意の慣用手段により分級して所望する粒径範囲の粒
子を得、その後これらを所望する重量比となるよう混合
してもよい。ここで、多モード分布調整のため分級操作
が必要となるのは、従来の粒状水硬性セメントが一般に
は最初粗い材料が粉砕されて粉粒体にされることにより
製造されため、得られる粉粒体が非常に幅のある粒径分
布を有するものとなるためである。すなわち、従来市販
されている水硬性セメントでは、粒径範囲が広く実質上
連続的な粒径バンドにわたって拡がる粒径分布(例えば
1μ1以上から約150μmまで)を有するのが一般的
なのである。なお、分級操作によって分離されたセメン
ト粒子のうち、所望値よりも大きな粒度のものについて
は、粉砕処理あるいは再溶融処理によって所望する粒度
に調整することができるのはもちろんである。To adjust the multimode distribution of spherical hydraulic cement, as described above, prior to spheroidizing the cement talinker particles, it is possible to classify them in advance and mix them in a desired weight ratio, or by adjusting the particle size. The previous cement talin car particles are spheronized and then classified by sieving or any other conventional means to obtain particles in the desired size range and then mixed in the desired weight ratio. It's okay. Here, the reason why a classification operation is required to adjust the multimode distribution is because conventional granular hydraulic cement is generally manufactured by first grinding a coarse material into granules. This is because the particles have a very wide particle size distribution. That is, conventionally commercially available hydraulic cements typically have a particle size distribution that extends over a broad, substantially continuous particle size band (eg, from 1 μm or more to about 150 μm). Of course, among the cement particles separated by the classification operation, those having a particle size larger than a desired value can be adjusted to the desired particle size by pulverization treatment or remelting treatment.
そして、このようにして得られた多モード球状水硬性セ
メントに、α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウ
ムとが混合されて形成されたリン酸カルシウム化合物混
合粉末あるいはγ−珪珪酸ニルルシウム、シリカゾル微
粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質物質微粒子のうち少な
くとも一種との一方あるいは両方を混合することにより
、本発明の多モード球状水硬性組成物が得られる。ここ
での混合時、または水を添加して混合するあたっては、
高周波を加えること、また高剪断応力下で混合すること
が、得られる硬化体がより一層高曲げ強度を有するもの
となって好ましい。The thus obtained multimode spherical hydraulic cement is then mixed with a calcium phosphate compound mixed powder formed by mixing α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate, or γ-nyllucium silicate, silica sol fine particles, The multimode spherical hydraulic composition of the present invention can be obtained by mixing one or both of silica gel particles and at least one type of silicic material particles. When mixing here or when adding water and mixing,
Applying high frequency waves and mixing under high shear stress are preferable because the resulting cured product has even higher bending strength.
また、α−リン酸三カルシウム
[α−Cas(PO,)、] 、 IJン酸カルシカ
ルシウム化合in、が固溶してなるシリコカーノタイト
[Ca3(PO,)2− Ca、S io、の固溶体]
の少なくとも一種とリン酸四カルシウム[Ca、o (
P O4)z]との混合粉体からなるリン酸カルシウム
化合物混合粉末としては、ヒドロキシアパタイト、Ca
1o(PO4)6(OH)6、Ca5(P O4)3(
OH)等のリン酸カルシウム化合物を熱分解して得られ
たものが好適とされる。すなわち、このようなリン酸カ
ルシウム化合物混合粉末を作製するには、例えば、湿式
合成法によって合成した、カルシウムのリンに対するモ
ル比が1.50〜1.68であるヒドロキシアパタイト
を1200’C以上の高温で脱水熱分解し、さらにこれ
を粉砕してα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウ
ムとの混合粉体を作製する。ここで、ヒドロキシアパタ
イトの合成法としては、例えば水酸化カルシウムスラリ
ーにリン酸溶液を滴下して反応熟成させ、ろ過洗浄後、
乾燥して得る方法や、また第ニリン酸カルシウムと炭酸
カルシウムとを1200℃以上て高温処理することによ
って得られるα−リン酸三カルシウムとリン酸四カル7
ウムとの混合物を、さらに水と混合して得る方法が採用
可能である。特に後者の場合、合成したヒドロキシアパ
タイトを1200℃以上で再度高温処理することによっ
て得られるα−リン酸三カルシウムとリン酸四カル/ウ
ムの混合物が、化学組成的に均質となることからより好
ましい。また、シリコカーノタイトの一部となるリン酸
カルシウム化合物や前記α−リン酸三カルシウムを合成
するには、前記ヒドロキシアパタイトの他にも、リン酸
、第一リン酸カルシウム、第ニリン酸カルシウム、第三
リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、
リン酸アンモニウム、水酸化カルシウム等を所定比率に
混合し、600℃以上の高温で焼成することによっても
得ることができる。In addition, silicocarnotite [Ca3(PO,)2-Ca,Sio, formed by solid solution of α-tricalcium phosphate [α-Cas(PO,), ], IJcalcium phosphate compound in, solid solution]
and at least one of tetracalcium phosphate [Ca, o (
The calcium phosphate compound mixed powder consisting of mixed powder with P O4)z] includes hydroxyapatite, Ca
1o(PO4)6(OH)6, Ca5(PO4)3(
Those obtained by thermally decomposing calcium phosphate compounds such as OH) are preferred. That is, in order to produce such a mixed powder of calcium phosphate compound, for example, hydroxyapatite synthesized by a wet synthesis method and having a molar ratio of calcium to phosphorus of 1.50 to 1.68 is heated at a high temperature of 1200'C or higher. The mixture is dehydrated and thermally decomposed and further pulverized to produce a mixed powder of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate. Here, as a method for synthesizing hydroxyapatite, for example, a phosphoric acid solution is dropped into a calcium hydroxide slurry, the reaction is aged, and after filtration and washing,
α-Tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate 7 obtained by drying or by treating calcium diphosphate and calcium carbonate at a high temperature of 1200°C or higher.
It is possible to adopt a method in which a mixture with umum is further mixed with water. In particular, in the latter case, a mixture of α-tricalcium phosphate and tetracalcium/ium phosphate, which is obtained by subjecting the synthesized hydroxyapatite to high temperature treatment at 1200°C or higher, is more preferable because it has a homogeneous chemical composition. . In addition, in addition to the hydroxyapatite, phosphoric acid, monocalcium phosphate, dibasic calcium phosphate, tribasic calcium phosphate, calcium carbonate, and calcium, calcium nitrate,
It can also be obtained by mixing ammonium phosphate, calcium hydroxide, etc. in a predetermined ratio and firing at a high temperature of 600° C. or higher.
また、本発明に利用するγ−珪珪酸シカルシウム粉末製
造方法としては、まず純度99wt%以上の酸化カルシ
ウム系、水酸化カルシウム系または炭酸カルシウムの粉
末と純度991t%以上の二酸化珪素等の粉末とCao
/ S i Otのモル比で1.90〜2.05とな
るように混合し、1000〜1500℃の温度で30分
〜3時間焼成し、しかる後室温まで徐冷する工程からな
るγ−珪珪酸シカルシウム粉末製造方法によって得る。In addition, as a method for producing γ-silicium silicic acid powder used in the present invention, first, a powder of calcium oxide, calcium hydroxide, or calcium carbonate with a purity of 99 wt% or more and a powder of silicon dioxide, etc. with a purity of 991 t% or more are combined. Cao
/SiOt in a molar ratio of 1.90 to 2.05, calcined at a temperature of 1000 to 1500°C for 30 minutes to 3 hours, and then slowly cooled to room temperature. Obtained by a method for producing sicalcium silicate powder.
このようにして得られたγ−珪珪酸シカルシウム粉末、
白色の微粉末となる。γ-Sicalcium silicate powder obtained in this way,
It becomes a fine white powder.
一方、α−リン酸三カルシウムに代わってシリコカーノ
タイトを用いる場合、該シリコカーノタイトを作製する
には、やはり前記したリン酸カルシウムのうち適宜なも
のに珪酸を所定比率で混合し、600 ’C以上の高温
で焼成して5iftを固溶させることにより得ることが
できる。On the other hand, when using silicocarnotite in place of α-tricalcium phosphate, to prepare the silicocarnotite, silicic acid is mixed with a suitable one of the above-mentioned calcium phosphates at a predetermined ratio, It can be obtained by calcining at a high temperature of 5.5ft to form a solid solution.
さらに、前記リン酸カルシウム化合物の作製については
、Ca、o(P O、)−(OH)=やCas(P O
4)−(OH)ヲ1500 ’C以上で熱分解して得る
方法や、α−リン酸三カルシウムあるいはシリコカーノ
タイトとリン酸四カル/ウムの粉体を別個に調合し、カ
ルシウムのリンに対するモル比が1.50〜1.68と
なるように混合する方法も採用可能である。Furthermore, regarding the preparation of the calcium phosphate compound, Ca,o(PO,)-(OH)= and Cas(PO
4) -(OH) can be obtained by thermal decomposition at 1500'C or higher, or by separately preparing powders of α-tricalcium phosphate or silicocarnotite and tetracalcium/ium phosphate, to increase the ratio of calcium to phosphorus. It is also possible to adopt a method of mixing so that the molar ratio is 1.50 to 1.68.
なお、カルシウムのリンに対するモル比か、150〜1
.68であるヒドロキシアパタイトを用い、これを脱水
熱分解したのは、前記モル比の範囲にてヒドロキンアパ
タイトが安定であるからである。In addition, the molar ratio of calcium to phosphorus is 150 to 1
.. The reason why hydroxyapatite having No. 68 was used and subjected to dehydrothermal decomposition is that hydroxyapatite is stable within the above molar ratio range.
このようにして得られるリン酸カルシウム化合物混合粉
末についても、上述したごとく球状化処理を施すのが好
ましいが、もちろん通常の粒状化処理のみでもよい。ま
た、その粒径については、該リン酸カルシウム化合物混
合粉末の配合量にもよるが、上述した球状水硬性セメン
トの多モード粒度分布構成を損なうことのないよう、予
め該多モード粒度分布構成と同等の粒度分布構成に調整
するのが好ましい。そして、このようなリン酸カルシウ
ム化合物粉末の上記多モード球状水硬性セメントへの配
合量としては、多モード球状水硬性セメント対リン酸化
合物粉末の比で99:1〜l・99の範囲とされる。The calcium phosphate compound mixed powder obtained in this way is also preferably subjected to the spheroidization treatment as described above, but of course only the usual granulation treatment may be applied. The particle size also depends on the blending amount of the calcium phosphate compound mixed powder, but in order not to damage the multi-mode particle size distribution structure of the spherical hydraulic cement mentioned above, the particle size should be determined in advance to be equivalent to the multi-mode particle size distribution structure of the spherical hydraulic cement. It is preferable to adjust the particle size distribution configuration. The amount of the calcium phosphate compound powder to be added to the multimode spherical hydraulic cement is in the range of 99:1 to 1·99 in terms of the ratio of the multimode spherical hydraulic cement to the phosphate compound powder.
このようなリン酸カルシウム化合物粉末は、水和反応に
より硬化してヒドロキシアパタイト、Ca、o(P 0
−)8(○H)7、Cas(P O4)3(OH)を生
成するものであり、硬化に伴って高曲げ強度を発現する
とともに、極めて大きな接着力を有するものである。し
たがってこのリン酸カルシウム化合物粉末を配合した多
モード球状水硬性組成物は、多モード球状水硬性セメン
トの硬化とリン酸カル7ウム化合物粉末の硬化(すなわ
ち高接着性)とか相乗的に作用し、得られる硬化体が極
めて高い曲げ強度を有するものとなり、しかもこれら多
モード水硬性セメントとリン酸カルシウム化合物粉末と
か共に無機物質であることから高い耐火性を有するもの
となる。Such calcium phosphate compound powder hardens through a hydration reaction to form hydroxyapatite, Ca,o(P 0
-)8(○H)7, Cas(PO4)3(OH), and exhibits high bending strength upon curing and has extremely large adhesive strength. Therefore, a multimode spherical hydraulic composition containing this calcium phosphate compound powder can be obtained by synergistically curing the multimode spherical hydraulic cement and curing the calcium phosphate compound powder (i.e., high adhesiveness). The cured product has extremely high bending strength, and since both the multimode hydraulic cement and the calcium phosphate compound powder are inorganic substances, it has high fire resistance.
一方、シリカゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質物
質微粒子としては、従来より一般的に用いられているも
のを用いることができ、もちろん市販のものを使用する
ことが可能である。そして、これら微粒子についても、
上述したリン酸カルシウム化合物混合粉末の場合と同様
に球状化処理を施すのか好ましいか、もちろん通常の非
処理のものを用いることもできる。また、その粒径につ
いても、その配合量にもよるが、上述した球状水硬性セ
メントの多モード粒度分布構成を損なうことのないよう
、予め該多モード粒度分布構成と同等の粒度分布構成に
調整するのが好ましい。そして、このような微粒子の上
記多モード球状水硬性セメントへの配合量としては、多
モード球状水硬性セメント対リン酸化合物粉末の比で9
9:1〜1゜99の範囲とされる。On the other hand, as the silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicic acid substance fine particles, those commonly used in the past can be used, and of course commercially available ones can be used. And regarding these fine particles,
It is preferable to subject the powder to spheroidization treatment as in the case of the above-mentioned mixed powder of calcium phosphate compound, but of course it is also possible to use a normal non-treated powder. The particle size also depends on its blending amount, but it is adjusted in advance to a particle size distribution composition equivalent to the multimode particle size distribution composition of the above-mentioned spherical hydraulic cement so as not to damage the multimode particle size distribution composition. It is preferable to do so. The amount of such fine particles to be added to the multimode spherical hydraulic cement is such that the ratio of the multimode spherical hydraulic cement to the phosphate compound powder is 9.
The range is 9:1 to 1°99.
さらに、多モード球状水硬性セメントに、上記リン酸カ
ルシウム化合物混合粉末と、シリカゾル微粒子、シリカ
ゲル微粒子、珪酸質物質微粒子のうち少なくとも一種と
の両方を混合する場合にも、その配合量としては、多モ
ード球状水硬性セメント対地の混合粉末および微粒子の
合計量の比で、99:1〜1:99の範囲とされる。な
お、該αリン酸三カルンウム、リン酸カルシウム化合物
にS iOtが固溶してなるシリコカーノタイト、リン
酸四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムの各々が多モー
ドの粒度分布構成を有する球状化体水硬性組成物である
。ここで、多モード化は上記した方法で行われ、また球
状化も上記した方法で行われる。γ−珪酸二カルンウム
と任意に混合された該多モード球状水硬性組成物よりな
る粉末100重量部に対して水30重量部以下、ならび
に任意に細骨材、充填材等を添加し、さらにこれを混線
して成形した後、相対湿度20〜70%及び/又は5〜
15気圧下にて、40〜180℃の湿度で硬化処理して
得られた多モード球状水硬性組成物硬化体である。Furthermore, when mixing both the above-mentioned calcium phosphate compound mixed powder and at least one of silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicic material fine particles into a multimode spherical hydraulic cement, the blending amount is as follows: The ratio of the total amount of mixed powder and fine particles in the hydraulic cement to the soil is in the range of 99:1 to 1:99. In addition, each of the silicocarnotite, tetracalcium phosphate, and γ-dicalcium silicate formed by solid solution of SiOt in α-tricarunium phosphate, calcium phosphate compound is a spheroidized body hydraulically having a multimodal particle size distribution structure. It is a composition. Here, multimode formation is performed by the method described above, and spheroidization is also performed by the method described above. 30 parts by weight or less of water and optionally fine aggregate, filler, etc. are added to 100 parts by weight of the powder made of the multimode spherical hydraulic composition optionally mixed with γ-dicalunium silicate, and further, After mixing and molding, the relative humidity is 20-70% and/or 5-70%.
This is a cured product of a multimode spherical hydraulic composition obtained by curing treatment at a humidity of 40 to 180°C under 15 atm.
そして、このようにして得られた多モード球状水硬性組
成物を硬化せしめるには、該組成物100重量部に対し
て、水を30重量部以下添加する。In order to cure the multimode spherical hydraulic composition thus obtained, 30 parts by weight or less of water is added to 100 parts by weight of the composition.
ここで、水の添加量を30重量部以下としたが、水の添
加量は組成物を可塑変形させうるに十分な量であればよ
いことから組成物か可塑変形する限り可及的に少なくす
るべきであり、好ましくは15重量部以下、より好まし
くは7重量部以下の添加量とする。すなわち本発明にお
ける多モード球状水硬性セメントは、球状化水硬性セメ
ントを用いたことによって初めて前記添加水量の低減を
可能にし、さらには該球状水硬性セメントの多モード化
によって添加水量の低減をより一層可能にしたのであり
、これによって得られる硬化体の曲げ強度を従来のセメ
ント硬化体に比べ格段に向上せしめたものである。Here, the amount of water added was set to 30 parts by weight or less, but since the amount of water added should be sufficient to plastically deform the composition, it should be kept as small as possible as long as the composition is plastically deformed. The amount added should preferably be 15 parts by weight or less, more preferably 7 parts by weight or less. In other words, the multi-mode spherical hydraulic cement of the present invention makes it possible to reduce the amount of added water for the first time by using the spherical hydraulic cement, and furthermore, by making the spherical hydraulic cement multimodal, the amount of added water can be further reduced. As a result, the bending strength of the resulting hardened product is significantly improved compared to conventional hardened cement products.
また、本発明の多モード球状水硬性組成物では、必要に
より公知の有機合成樹脂や水分散性加工処理添加剤、水
溶性加工処理添加剤、非水分散性加工処理添加剤、非水
溶性加工処理添加剤を0.1〜10.0重量部程度配合
してもよく、これらを配合添加することにより、さらに
−層必要水量の低減を図ることができ、これにより得ら
れる硬化体の曲げ強度などをより高めることができる。In addition, in the multimode spherical hydraulic composition of the present invention, if necessary, known organic synthetic resins, water-dispersible processing additives, water-soluble processing additives, non-water-dispersible processing additives, water-insoluble processing additives, etc. Approximately 0.1 to 10.0 parts by weight of processing additives may be blended, and by blending and adding these, it is possible to further reduce the amount of water required for the layer, thereby increasing the bending strength of the resulting cured product. etc. can be further improved.
しかし、これら添加剤は耐熱性を低下させるので、必要
により添加するものであって、強制されるものではない
。ここで、前記加工処理添加剤を加えるのは、多モード
球状水硬性セメントと水との分散混合を促進するためで
あり、これによって水の添加量を少なくするためである
。また、その添加量を0.1〜10.0重量部にしたの
は、0.1重量部未満では添加する効果が実質的に得ら
れず、方10.0重量部を越えると、形成される硬化体
(セメント製品)の耐水性、耐火性が低下して好ましく
ないからである。However, since these additives reduce heat resistance, they are added as necessary and are not mandatory. Here, the purpose of adding the processing additive is to promote dispersion and mixing of the multimode spherical hydraulic cement and water, thereby reducing the amount of water added. In addition, the addition amount is set to 0.1 to 10.0 parts by weight because if it is less than 0.1 part by weight, the effect of adding it will not be obtained substantially, whereas if it exceeds 10.0 parts by weight, it will not be formed. This is because the water resistance and fire resistance of the cured product (cement product) deteriorates, which is undesirable.
さらに必要に応じ、本発明の多モード球状水硬性組成物
に、細骨材、粗骨材、充填剤、繊維、筋材を添加剤とし
て配合して硬化体を得るようにしてもよい。Furthermore, if necessary, fine aggregates, coarse aggregates, fillers, fibers, and reinforcement materials may be added to the multimode spherical hydraulic composition of the present invention as additives to obtain a cured product.
また、このような多モード球状水硬性組成物は、比較的
低い圧力下での成形によっても容易かつ好適に成形硬化
できるが、もちろん高圧下で成形してもよく、例えば押
出し成形やプレス成形、射出成形によっても成形するこ
とかできる。また、このようにして得られた多モード球
状水硬性組成物を成形するに際し、得られる成形体(硬
化体)として特に高曲げ強度を必要とする場合には、該
組成物を全体にわたって良く混合することか好ましく、
例えば該組成物を高剪断条件下で混合するのが望ましい
。ここで、高剪断条件下で混合する場合には、例えばバ
ンバリーミキサ−やスクリュー押出機を用いても行うこ
とができるか、ツインロールミルを用い、そのロール間
のニップに組成物を繰り返し通過させることによって高
剪断力を付与し、混合するのがより好ましく、この操作
により組成物を全体にわたって良く混合することかでき
、これによって得られる硬化体を十分な高曲げ強度とす
ることができる。Further, such a multimode spherical hydraulic composition can be easily and suitably molded and cured by molding under relatively low pressure, but of course it may also be molded under high pressure, such as extrusion molding, press molding, It can also be molded by injection molding. In addition, when molding the multimode spherical hydraulic composition obtained in this way, if particularly high bending strength is required for the molded product (cured product) obtained, the composition should be thoroughly mixed throughout. It is preferable to
For example, it may be desirable to mix the composition under high shear conditions. Here, when mixing under high shear conditions, it can be carried out using, for example, a Banbury mixer or a screw extruder, or it can be carried out by using a twin roll mill and repeatedly passing the composition through the nip between the rolls. It is more preferable to mix by applying a high shearing force to the composition. By this operation, the composition can be well mixed throughout, and the cured product obtained thereby can have sufficiently high bending strength.
また、硬化させるにあたっては、製品(硬化体)として
所望される強度等に応じて、組成物中に鉄筋、合成樹脂
筋、非鉄合金または非鉄金属(アルミニウム他)、炭素
繊維、ガラスファイバー、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維
、グラスウール、木片またその繊維等の筋を補強用とし
て公知の方法により配設してもよく、さらにはプレスト
レス、ケミカルプレストレス等を付加してもよい。In addition, depending on the desired strength of the product (cured product), reinforcing bars, synthetic resin bars, non-ferrous alloys or non-ferrous metals (aluminum etc.), carbon fibers, glass fibers, silicon carbide, etc. may be added to the composition during curing. Streaks of fibers, silicon nitride fibers, glass wool, wood chips, or their fibers may be provided for reinforcement by known methods, and prestressing, chemical prestressing, etc. may be added.
さらに、硬化体の気孔率特性をコントロールするには、
組成物の硬化を加圧下で行い、少なくとも組成物が圧力
の解放時に弛緩しない(すなわち圧力の解放時に実質的
に寸法変化しない)程度にまで硬化が進行したのちに圧
力を解放することが有利である。そしてこの場合、適用
圧力としては低くでもよく、例えば3 M P a以上
であれば十分である。また加圧時間については、水硬性
セメントの種類や硬化条件(すなわち硬化温度や湿度)
によって左右されることから、予め簡単な実験によって
求めるのが望ましい。Furthermore, to control the porosity characteristics of the cured product,
It is advantageous to cure the composition under pressure and release the pressure after curing has proceeded at least to the extent that the composition does not relax upon release of pressure (i.e. does not substantially change dimensions upon release of pressure). be. In this case, the applied pressure may be low, for example, 3 MPa or more is sufficient. Regarding pressurization time, the type of hydraulic cement and curing conditions (i.e. curing temperature and humidity)
Therefore, it is desirable to obtain it in advance through a simple experiment.
本発明の多モード球状水硬性組成物によれば、リン酸カ
ルシウム化合物、シリカゾル微粒子、シリカゲル微粒子
、珪酸質物質微粒子がいずれも無機質であることから得
られる硬化体が耐火性、耐熱性、耐水性に極めて優れた
ものとなる。ここで、シリカゾル微粒子、シリカゲル微
粒子、珪酸質微粒子を添加することにより、本発明の水
和硬化体はその曲げ強度が大幅に増大する。また、水硬
性セメント粒子およびその他の配合組成物が球形である
ことから粒子間の摩擦抵抗が少なく、よって従来のセメ
ントに比べ同一の水セメント比では大きなフロー値を有
するものとなるのはもちろん、流動性がよく充填性もよ
くなることから最密充填を図ることができ、しかも多モ
ードであることからより一層最密充填が可能になり、極
めて緻密な硬化体を得ることができる。According to the multimode spherical hydraulic composition of the present invention, since the calcium phosphate compound, silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicic material fine particles are all inorganic, the cured product obtained has extremely high fire resistance, heat resistance, and water resistance. It will be excellent. By adding fine silica sol particles, fine silica gel particles, and fine silicic acid particles, the bending strength of the hydrated hardened product of the present invention is significantly increased. In addition, since the hydraulic cement particles and other compounded compositions are spherical, there is less frictional resistance between the particles, so of course they have a larger flow value than conventional cement at the same water-cement ratio. Since it has good fluidity and good filling properties, it is possible to achieve close packing, and since it is multimodal, it is possible to achieve even tightest packing, and an extremely dense cured product can be obtained.
また、リン酸カルシウム化合物や、シリカゾル微粒子、
シリカゲル微粒子、珪酸質物質微粒子の配合添加により
、得られる硬化体はこれらリン酸カルシウム化合物等の
硬化に伴って相乗的に硬化度が増し、よって3 Q M
P a以上、さらには50M P a以上の高曲げ強
度となるなど、多モード球状水硬性セメント単味からな
る硬化体に比へより一層高い曲げ強度、高い圧縮強度を
有するものとなる。In addition, calcium phosphate compounds, silica sol fine particles,
By blending and adding silica gel fine particles and silicate substance fine particles, the degree of hardening of the resulting cured product increases synergistically with the hardening of these calcium phosphate compounds, etc., and therefore 3 Q M
It has higher bending strength and compressive strength than a cured product made of a single multimode spherical hydraulic cement, such as a high bending strength of P a or more, and even 50 MPa or more.
なお、本発明における多モード球状水硬性セメントの素
材としては、ポルトランドセメントに限らス、他のセメ
ント、例えばアルミナセメント白色セメント、早強セメ
ント、中庸熱セメント。The material for the multimode spherical hydraulic cement in the present invention is limited to Portland cement, and other cements such as alumina cement, white cement, early strength cement, and moderate heat cement.
超早強セメント(例えばジェットセメント)、高炉セメ
ント、シリカセメント、フライアッシュセメント、高硫
酸塩セメント、海水セメント、オイルウェルセメントを
用いることができるのはもちろん、タフロック、生石灰
、その他の土壌改良材プラスター、止水セメント1注入
用セメント(含むグラフトセメント)、耐酸セメントな
と全てのものを用いることができる。Ultra early strength cement (e.g. jet cement), blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, high sulfate cement, seawater cement, oil well cement can be used, as well as Toughrock, quicklime and other soil improvement plasters. , waterproof cement 1, injection cement (including graft cement), and acid-resistant cement can all be used.
「実施例」 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。"Example" Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.
(実施例1)
従来の製造方法によりセメントクリンカ−(ポルトラン
ドセメント)を作製し、得られたセメントクリンカ−を
1500’Cの火炎中にて焼成溶融(半溶融)せしめた
後、冷却して石膏粉末を加え、球状水硬性セメントを得
た。(Example 1) Cement clinker (Portland cement) was produced by a conventional manufacturing method, and the obtained cement clinker was calcined and melted (semi-molten) in a flame at 1500'C, and then cooled to form gypsum. Powder was added to obtain spherical hydraulic cement.
得られたセメントに以下に示すような配合で標準砂およ
び水を加えてモルタルを作製した。このモルタルの圧縮
強度1曲げ強度、フロー値をJIS標準モルタルに基づ
いて調べ、その結果を第1表に示す。A mortar was prepared by adding standard sand and water to the obtained cement in the following formulation. The compressive strength 1 bending strength and flow value of this mortar were investigated based on JIS standard mortar, and the results are shown in Table 1.
セメント; 540g
標準砂 ; 1040g
水 ; 324g (W/C=60%)
また、比較のため従来のセメントを用い、上記配合によ
りモルタルを作製し、上記実施例と同様にしてその圧縮
強度1曲げ強度、フロー値を調べその結果を第1表に併
記する。Cement; 540g Standard sand; 1040g Water; 324g (W/C=60%)
For comparison, mortar was prepared using conventional cement with the above formulation, and its compressive strength 1 bending strength and flow value were measured in the same manner as in the above examples, and the results are also listed in Table 1.
第1表
第1表に示した結果より、実施例の球状水硬性セメント
は比較例のものに比べ、圧縮強度1曲げ強度、フロー値
のいずれにおいても優れていることが確認された。From the results shown in Table 1, it was confirmed that the spherical hydraulic cement of the example was superior to that of the comparative example in both compressive strength, bending strength, and flow value.
(実施例2)
実施例1で得た球状のセメント粒子を、その粒径により
以下の二つの成分に分級した。(Example 2) The spherical cement particles obtained in Example 1 were classified into the following two components according to their particle sizes.
粒度成分■;125μmの開口寸法の篩を通過するか7
6μlの開口寸法の篩を通過しないものからなる成分。Particle size component ■: Does it pass through a sieve with an opening size of 125 μm?7
Components that do not pass through a sieve with an opening size of 6 μl.
粒度成分■;粒子分級器[Alpinej 100M
Z R(商標)を用いて粒径10μ麗以下のものからな
る成分(この成分は実質上すべての粒径が1〜10μ肩
の範囲内にあり、そのピークが4μlである)。Particle size component ■; Particle classifier [Alpinej 100M
Z R (trademark), a component consisting of particles with a particle size of 10 μl or less (substantially all particle sizes of this component are within the range of 1 to 10 μl, and the peak is 4 μl).
このようにして得られた粒度成分080重量部と粒度成
分020重量部とを混合撹拌し、十分に混合された乾燥
混合物を作製した。次に、この乾燥混合物100重量部
と、Ca+o(P O−)a(OH)tを1500℃で
熱分解して得たα−リン酸三カルシウムとリン酸四カル
シウムとのリン酸カルシウム化合物混合粉体3重量部と
、水15重量部とをプラネタリ−ミキサー中で超音波を
かけながら混合した。次いで、得られた混合物をツイン
ロールミルに入れ、該ミルのロール間のニップに繰り返
して通過させて組成物を完全に混合し、シートの形態に
した。次いで、得られたシートをツインロールミルから
取り出し、4MPaの加圧下で押圧し、さらに温度20
’C1相対湿度98%の雰囲気中にて7日間静置し、そ
の後大気条件下で7日間静置して乾燥した。080 parts by weight of the particle size component thus obtained and 020 parts by weight of the particle size component were mixed and stirred to prepare a thoroughly mixed dry mixture. Next, 100 parts by weight of this dry mixture and a mixed powder of a calcium phosphate compound of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by thermally decomposing Ca+o(PO-)a(OH)t at 1500°C were prepared. 3 parts by weight and 15 parts by weight of water were mixed in a planetary mixer while applying ultrasonic waves. The resulting mixture was then placed in a twin roll mill and passed repeatedly through the nip between the rolls of the mill to thoroughly mix the composition and form it into a sheet. Next, the obtained sheet was taken out from the twin roll mill, pressed under a pressure of 4 MPa, and further heated to a temperature of 20
'C1 It was allowed to stand for 7 days in an atmosphere with a relative humidity of 98%, and then left to stand for 7 days under atmospheric conditions to dry.
このようにして得られたシート状セメント硬化体に切口
を入れて寸法5.OX 1.7X0.3 (cm)の多
数の片の輪郭を描き、これら片を切目線のところで折り
離してから、インストロン試験機により3点屈曲試験を
行った。なお、試験にあたっては、スパンヲ3.2cm
、クロスヘツド速度ヲ0 、05cm/minとして片
の破壊荷重を測定した。A cut is made in the sheet-like hardened cement body obtained in this way and the size is 5. A number of pieces of OX 1.7 x 0.3 (cm) were outlined and the pieces were broken apart at the score line and then subjected to a three point bending test on an Instron testing machine. In addition, for the test, the span was 3.2 cm.
The breaking load of the piece was measured with a crosshead speed of 0 and 05 cm/min.
また、片の曲げ強度は以下の式に基づいて計算した。Moreover, the bending strength of the piece was calculated based on the following formula.
a = (1,5W L /d”u) X (0,10
1325/1.0332) [M P a]ここで、
W−破壊荷重(kg)
L−スパン(cm)
d−厚み(c、w)
ω=幅(Cx)
σ=曲げ強度(MPa)
このようにして試験片の曲げ強度を求めたところ、6回
の測定による平均値が32±2 M P aであった。a = (1,5W L /d”u) X (0,10
1325/1.0332) [MP a] Here, W - Breaking load (kg) L - Span (cm) d - Thickness (c, w) ω = Width (Cx) σ = Bending strength (MPa) Like this When the bending strength of the test piece was determined, the average value of six measurements was 32±2 MPa.
(実施例3)
実施例2て得た粒度成分080重量部と粒度成分020
重量部とを混合撹拌し、十分に混合された乾燥混合物を
作製した。次に、この乾燥混合物100fij1部をツ
インロールミルに入れ、さらに該ミル中にヒドロキシア
パタイトを1300℃て熱分解して得たα−リン酸三カ
ルシウムとリン酸四カルシウムとのリン酸カルンウム化
合物i6粉体15重量部と水10重量部を加えて一定速
度で混合した。すると、ミル中で混合されて得られた混
合物は硬いドウ(パン生地様のもの)状のものとなった
。次いで、このドウ状のものを2枚のポリエチレンテレ
フタレートシートの間に置き、5M P aの加圧力で
押圧して板状体にした。(Example 3) Particle size component 080 parts by weight obtained in Example 2 and particle size component 020 parts by weight
Parts by weight were mixed and stirred to prepare a thoroughly mixed dry mixture. Next, 1 part of 100 fij of this dry mixture was put into a twin-roll mill, and in the mill was added carunium phosphate compound i6 powder of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by thermally decomposing hydroxyapatite at 1300°C. 15 parts by weight of water and 10 parts by weight of water were added and mixed at a constant speed. Then, the mixture obtained by mixing in the mill became a hard dough (like bread dough). Next, this dough-like material was placed between two polyethylene terephthalate sheets and pressed with a pressure of 5 MPa to form a plate-like material.
このようにして得られた板状体を高湿箱(室温、相対湿
度90〜100%)中で7日間放置し、さらに大気条件
下で7日間放置し、板状セメント硬化体を得た。The plate-shaped body thus obtained was left in a high-humidity chamber (room temperature, relative humidity 90-100%) for 7 days, and then left under atmospheric conditions for 7 days to obtain a cured plate-shaped cement body.
この板状セメント硬化体を試験片とし、実施例2と同様
にして3点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は45±
5 M P aであった。Using this hardened cement plate as a test piece, a three-point bending test was conducted in the same manner as in Example 2, and the bending strength was 45±
It was 5 MPa.
(実施例4)
実施例2の操作を繰り返したが、本実施例では多モード
球状水硬性セメント100重量部に対し、ヒドロキシア
パタイトを1300℃で熱分解して得たα−リン酸三カ
ルシウムとリン酸四カルシウムとのリン酸カルシウム化
合物混合粉体5重量部と、シリカゾル5重量部と、水1
5重量部とを加えて得た混合物より、5MPa加圧下で
押圧してシートを作製した。(Example 4) The operation of Example 2 was repeated, but in this example, α-tricalcium phosphate obtained by thermally decomposing hydroxyapatite at 1300°C and 100 parts by weight of multimode spherical hydraulic cement were added. 5 parts by weight of a calcium phosphate compound mixed powder with tetracalcium phosphate, 5 parts by weight of silica sol, and 1 part by weight of water.
A sheet was produced by pressing the mixture obtained by adding 5 parts by weight under a pressure of 5 MPa.
得られたシートより試験片を作製し、実施例2と同様に
して3点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は60±2
M P aであった。A test piece was prepared from the obtained sheet and subjected to a three-point bending test in the same manner as in Example 2, and the bending strength was 60±2.
It was MPa.
(実施例5)
実施例1で得ら′れた球状水硬性セメントの粒子を、分
級してその粒径により以下の二つの成分にした。(Example 5) The spherical hydraulic cement particles obtained in Example 1 were classified into the following two components according to their particle sizes.
粒度成分■1粒径10μ肩を越える粒子からなる成分。Particle size component ■Component consisting of particles with a single particle size exceeding 10 μm.
粒度成分■;粒径10μ貢以下の粒子で、重量平均粒径
が5μ肩である成分。Particle size component ■: Particles with a particle size of 10 μm or less and a weight average particle size of 5 μm.
このようにして調整した粒度成分080重量部と粒度成
分020重量部とを混合撹拌し、十分に混合された乾燥
混合物を作製した。次に、この乾燥混合物100重量部
をツインロールミルに入れ、さらに該ミル中にヒドロキ
シアパタイトを1300℃で熱分解して得たα−リン酸
三カルシウムとリン酸四カルシウムとのリン酸カルシウ
ム化合物混合粉体5重量部と、シリカゾル5重量部と、
水23重量部とを加えて一定速度で混合し、トウ状のも
のを得た。次いで、このドウ状のものを2枚のポリエチ
レンテレフタレートシートの間に置き、3 M P a
の水圧プレスによる加圧力で押圧して厚さ3xxの板状
体にした。080 parts by weight of the particle size component thus adjusted and 020 parts by weight of the particle size component were mixed and stirred to produce a thoroughly mixed dry mixture. Next, 100 parts by weight of this dry mixture was placed in a twin roll mill, and in the mill, a mixed powder of a calcium phosphate compound of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by thermally decomposing hydroxyapatite at 1300°C was added. 5 parts by weight, 5 parts by weight of silica sol,
23 parts by weight of water were added and mixed at a constant speed to obtain a tow-like product. Next, this dough-like material was placed between two polyethylene terephthalate sheets and 3 MPa
It was pressed with the pressure of a hydraulic press to form a plate with a thickness of 3xx.
このようにして得られた板状体を温度18±2℃1相対
湿度100%に保った湿潤箱中に7日間放置し、さらに
大気条件下で7日間放置乾燥して板状硬化体を得た。The plate-shaped body thus obtained was left in a humid box maintained at a temperature of 18±2°C and relative humidity of 100% for 7 days, and then left to dry under atmospheric conditions for 7 days to obtain a cured plate-shaped body. Ta.
この板状硬化体を試験片とし、実施例2と同様にして3
点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は6回の測定によ
る平均値が60MPaであった。This plate-shaped cured body was used as a test piece, and the test was carried out in the same manner as in Example 2.
When a point bending test was conducted, the bending strength was measured 6 times and the average value was 60 MPa.
(実施例6)
実施例3の操作を繰り返したが、本実施例では多モード
球状水硬性セメントとして、粒径100〜120μ麓の
球状セメント80重量部と、粒径10μ!以下(ピーク
が5μR)の球状セメント20重量部とを用い、さらに
これら球状セメントの混合物100重量部に、Ca、o
(P O、)6(OH)−を1500℃で熱分解して得
たα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとのリ
ン酸カルシウム化合物混合粉体3重量部と、シリカゲル
3重量部と、水15重量部とを加えた。(Example 6) The operation of Example 3 was repeated, but in this example, as a multimode spherical hydraulic cement, 80 parts by weight of spherical cement with a particle size of 100 to 120 μm and a particle size of 10 μm! Using 20 parts by weight of the following spherical cement (with a peak of 5 μR), Ca, O
3 parts by weight of a mixed powder of a calcium phosphate compound of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by thermally decomposing (PO,)6(OH)- at 1500°C, 3 parts by weight of silica gel, and water. 15 parts by weight were added.
そして、得られたドウをポリエチレンテレフタレートシ
ートの間にて5 M P aの加圧力で押圧して板状体
にした。Then, the obtained dough was pressed between polyethylene terephthalate sheets with a pressure of 5 MPa to form a plate.
その後、この板状体を30’Cの温水中に浸漬した状態
にて7日間放置し、さらに大気条件下で7日間放置乾燥
して板状硬化体を得た。Thereafter, this plate-like body was left immersed in hot water at 30'C for 7 days, and further left to dry for 7 days under atmospheric conditions to obtain a cured plate-like body.
この板状硬化体を試験片とし、実施例2と同様にして3
点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は50±4 M
P aであった。This plate-shaped cured body was used as a test piece, and the test was carried out in the same manner as in Example 2.
When a point bending test was performed, the bending strength was 50 ± 4 M.
It was P a.
(実施例7)
実施例6の操作を繰り返したが、本実施例では多モード
球状水硬性セメント100重量部に、ヒドロキシアパタ
イトを1500’Cで熱分解して得たα−リン酸三カル
シウムとリン酸四カルシウムとのリン酸カルシウム化合
物混合粉体5重量部と、γ−珪酸二カルシウム粉末15
重量部と、水15重量部とを加えた。ここで、γ−珪酸
二カルシウムしては、(CaO)=S io 、が98
wt%、ブレーン値が1500cm”/ g、粒径88
μM以上かOQ4wt%、63μ貢以上が1.57wt
%、44μ所以上が4.47wt%、30μm以上が3
0.28wt%、20uw以上か58.0wt%、15
μi以上が72.44wt%のものを用いた。(Example 7) The operation of Example 6 was repeated, but in this example, α-tricalcium phosphate obtained by thermally decomposing hydroxyapatite at 1500'C was added to 100 parts by weight of multimode spherical hydraulic cement. 5 parts by weight of mixed powder of calcium phosphate compound with tetracalcium phosphate and 15 parts by weight of γ-dicalcium silicate powder
parts by weight and 15 parts by weight of water were added. Here, for γ-dicalcium silicate, (CaO)=S io is 98
wt%, Blaine value 1500cm”/g, particle size 88
More than μM or OQ4wt%, more than 63μ contribution is 1.57wt
%, 4.47 wt% for 44 μm or more, 3 for 30 μm or more
0.28wt%, 20uw or more or 58.0wt%, 15
A material having μi or more of 72.44 wt% was used.
以下、実施例6と同様の操作により板状硬化体を作製し
てこの板状硬化体を試験片とし、実施例2と同様にして
3点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は5回の測定に
よる平均値が65 M P aであった。Hereinafter, a plate-shaped cured body was prepared by the same operation as in Example 6, and this plate-shaped cured body was used as a test piece, and a 3-point bending test was conducted in the same manner as in Example 2. The bending strength was 5 times. The measured average value was 65 MPa.
(実施例8)
実施例6の操作を繰り返したが、本実施例では多モード
球状水硬性セメントとして、実施例2で示した粒度成分
(2重モード)を有する球状アルミニウム酸カルシウム
を用いた。(Example 8) The operation of Example 6 was repeated, but in this example, spherical calcium aluminate having the particle size composition (double mode) shown in Example 2 was used as the multimode spherical hydraulic cement.
そして、この球状アルミニウム酸カルシウムに、Ca、
o(P○、)、(OH)tを1500℃で熱分解して得
たα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとのリ
ン酸カルシウム化合物混合粉体7重量部と、シリカゾル
7重量部と、水15重量部とを加えた。Then, to this spherical calcium aluminate, Ca,
7 parts by weight of a calcium phosphate compound mixed powder of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by thermally decomposing o(P○, ), (OH)t at 1500°C, and 7 parts by weight of silica sol, 15 parts by weight of water were added.
以下、実施例6と同様の操作により板状硬化体を作製し
、この板状硬化体を試験片とし、実施例2と同様にして
3点屈曲試験を行ったところ、曲げ強度は6Q M P
aであった。Hereinafter, a plate-shaped cured body was prepared by the same operation as in Example 6, and this plate-shaped cured body was used as a test piece. When a three-point bending test was conducted in the same manner as in Example 2, the bending strength was 6Q M P
It was a.
「発明の効果」
以上説明したようにこの発明の多モード球状水硬性組成
物は、多モードの粒度分布構成を有した水硬性セメント
に、α−リン酸三カルンウム、リン酸カルシウム化合物
に810.が固溶してなるシリコカーノタイト、リン酸
四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムの少なくとも一種
と、シリカゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質物質
微粒子のうち少なくとも一種との一方あるいは両方を配
合添加してなるものである。"Effects of the Invention" As explained above, the multimodal spherical hydraulic composition of the present invention has a hydraulic cement having a multimodal particle size distribution structure, α-tricarium phosphate, and a calcium phosphate compound of 810. is a solid solution of at least one of silicocarnotite, tetracalcium phosphate, and γ-dicalcium silicate, and at least one of at least one of silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicate substance fine particles, or both are blended and added. It is something.
したがって、この水硬性組成物によれば、リン酸カルシ
ウム化合物、シリカゾル微粒子、シリカゾル微粒子、珪
酸質物質微粒子がいずれも無機質であることから得られ
る硬化体が耐火性、耐熱性、耐水性に極めて優れたもの
となる。また、水硬性セメント粒子が球形であることか
ら粒子間の摩擦抵抗が少なく、よって従来のセメントに
比べ同一の水セメント比では大きなフロー値を有するも
のとなるのはもちろん、流動性がよく一層改善され充填
性もよくなることからより一層最密充填を図ることがで
き、しかもその上身モードであることからより一層最密
充填が可能になり、極めて緻密な硬化体を得ることがで
きる。Therefore, according to this hydraulic composition, since the calcium phosphate compound, silica sol fine particles, silica sol fine particles, and silicic material fine particles are all inorganic, the cured product obtained has extremely excellent fire resistance, heat resistance, and water resistance. becomes. In addition, since the hydraulic cement particles are spherical, there is less frictional resistance between the particles, and as a result, compared to conventional cement, it not only has a larger flow value at the same water-cement ratio, but also has better fluidity. Since the filling properties are also improved, even closer packing can be achieved, and since it is in the upper body mode, even closer packing is possible, and an extremely dense cured product can be obtained.
また、リン酸カルシウム化合物や、シリカゾル微粒子、
シリカゾル微粒子、珪酸質物質微粒子の配合添加により
、得られる硬化体はこれらリン酸カルンウム化合物等の
硬化に伴って相乗的に硬化度が増し、よって30 M
P a以上、さらには50MPa以上の高曲げ強度とな
るなど、多モード球状水硬性セメント単味からなる硬化
体に比へより一層高い曲げ強度、高い圧縮強度を有する
ものとなる。In addition, calcium phosphate compounds, silica sol fine particles,
By blending and adding silica sol fine particles and silicate substance fine particles, the degree of hardening of the obtained cured product increases synergistically with the curing of these carunium phosphate compounds, etc.
It has higher bending strength and compressive strength than a cured product made of a single multimode spherical hydraulic cement, such as a high bending strength of P a or more, and even 50 MPa or more.
このように、30 M P a以上さらには5 Q M
P a以上といった極めて高い曲げ強度を有する硬化
体となるので、これによってセメント製品市場の範囲を
越えて従来のセメント製品では全く存在しない高曲げ強
度の新しい硬化体製品を提供することができ、例えばセ
メント分野以外のプラスチック、鉄鋼、木材、非鉄金属
(アルミニウムその他)の領域の強度(曲げ)にも及ぶ
大きな曲げ強度硬化体製品を得ることができる。In this way, more than 30 MPa and even 5 Q M
Since the resulting hardened product has an extremely high bending strength of P a or more, it is possible to provide a new hardened product with a high bending strength that does not exist in conventional cement products beyond the scope of the cement product market. It is possible to obtain hardened products with high bending strength that extends beyond the cement field to include plastics, steel, wood, and non-ferrous metals (aluminum and others).
そして、このような硬化体が高曲げ強度を有することか
ら、この硬化体は薄厚に成形することが可能になり、プ
ラスチックや木材、鉄鋼、非鉄金属(アルミニウムその
他)なとの素材に代わり得る可能性のある新素材となる
。Since this type of cured product has high bending strength, it can be formed into a thin layer, making it possible to replace materials such as plastic, wood, steel, and non-ferrous metals (aluminum and others). It becomes a new material with a lot of properties.
Claims (1)
ントと、α−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム化
合物にSiO_2が固溶してなるシリコカーノタイト[
Ca_3(PO_4)_2−Ca_2SiO_4の固溶
体]、リン酸四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムの少
なくとも一種とからなる多モード球状水硬性組成物。 (2)請求項1記載の多モード球状水硬性組成物におい
て、 配合されるα−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム
化合物にSiO_2が固溶してなるシリコカーノタイト
、リン酸四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムが多モー
ドの粒度分布構成を有した球状化体である多モード球状
水硬性組成物。 (3)請求項1又は2記載の多モード球状水硬性組成物
100重量部に対し、水30重量部以下を添加してなる
多モード球状水硬性組成物。 (4)多モードの粒度分布構成を有した球状水硬性セメ
ントと、シリカゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸質
物質微粒子のうち少なくとも一種とからなる多モード球
状水硬性組成物。 (5)多モードの粒度分布構成を有した球状水硬性セメ
ントと、α−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム化
合物にSiO_2が固溶してなるシリコカーノタイト、
リン酸四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムの少なくと
も一種と、シリカゾル微粒子、シリカゲル微粒子、珪酸
質物質微粒子のうち少なくとも一種とからなる多モード
球状水硬性組成物。 (6)請求項1、2、3又は5記載の多モード球状水硬
性組成物において、 添加するα−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム化
合物にSiO_2が固溶してなるシリコカーノタイト、
リン酸四カルシウム、γ−珪酸二カルシウムの少なくと
も一種が、α−リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム
化合物にSiO_2が固溶してなるシリコカーノタイト
の少なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体か
らなるリン酸カルシウム化合物混合粉末であり、かつ該
リン酸カルシウム化合物混合粉末がヒドロキシアパタイ
ト、Ca_1_0(PO_4)_6(OH)_2、Ca
_5(PO_4)_3(OH)等のリン酸カルシウム化
合物を熱分解して得られたものである多モード球状水硬
性組成物。(7)請求項1、2、3、4、5又は6記載
の多モード球状水硬性組成物において、 多モードの粒度分布構成を有した球状水硬性セメントが
、高温火炎中にセメントクリンカーを通過させて溶融ま
たは半溶融状態とし、次いでこれを冷却して得られた球
状水硬性セメントクリンカーからなる多モード球状水硬
性組成物。 (8)請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の多モ
ード球状水硬性組成物において、充填材、繊維、筋材、
骨材の少なくとも一種を添加してなる多モード球状水硬
性組成物。(9)請求項1、2、4、5、6、7又は8
記載の多モード球状水硬性組成物100重量部に対し、
水30重量部以下を添加し、さらにこれを混練して成形
した後、相対湿度20〜70%及び/又は5〜15気圧
下にて、40〜180℃の湿度で硬化処理して得られた
多モード球状水硬性組成物硬化体。[Scope of Claims] (1) Spherical hydraulic cement with a multimodal particle size distribution structure, and silicocarnotite made of α-tricalcium phosphate and SiO_2 dissolved in a calcium phosphate compound [
A multimode spherical hydraulic composition comprising at least one of Ca_3(PO_4)_2-Ca_2SiO_4 solid solution], tetracalcium phosphate, and γ-dicalcium silicate. (2) The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1, which comprises α-tricalcium phosphate, silicocarnotite in which SiO_2 is solidly dissolved in the calcium phosphate compound, tetracalcium phosphate, and γ-disilicic acid. A multimodal spherical hydraulic composition in which calcium is a spheroidized body having a multimodal particle size distribution configuration. (3) A multimode spherical hydraulic composition obtained by adding 30 parts by weight or less of water to 100 parts by weight of the multimode spherical hydraulic composition according to claim 1 or 2. (4) A multimodal spherical hydraulic composition comprising a spherical hydraulic cement having a multimodal particle size distribution configuration and at least one of silica sol microparticles, silica gel microparticles, and silicate material microparticles. (5) A spherical hydraulic cement with a multimodal particle size distribution configuration, and a silicocarnotite formed by solidly dissolving SiO_2 in α-tricalcium phosphate and a calcium phosphate compound.
A multimode spherical hydraulic composition comprising at least one of tetracalcium phosphate and γ-dicalcium silicate, and at least one of silica sol fine particles, silica gel fine particles, and silicate substance fine particles. (6) The multimode spherical hydraulic composition according to claim 1, 2, 3, or 5, comprising: silicocarnotite in which SiO_2 is solidly dissolved in the α-tricalcium phosphate and calcium phosphate compound to be added;
At least one of tetracalcium phosphate and γ-dicalcium silicate is made of mixed powder of at least one of silicocarnotite and tetracalcium phosphate, which is formed by solid solution of SiO_2 in α-tricalcium phosphate and a calcium phosphate compound. It is a calcium phosphate compound mixed powder, and the calcium phosphate compound mixed powder is hydroxyapatite, Ca_1_0(PO_4)_6(OH)_2, Ca
A multimode spherical hydraulic composition obtained by thermally decomposing a calcium phosphate compound such as _5(PO_4)_3(OH). (7) The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the spherical hydraulic cement having a multimodal particle size distribution structure passes through a cement clinker in a high-temperature flame. A multimodal spherical hydraulic composition comprising a spherical hydraulic cement clinker obtained by melting or semi-molten the clinker and then cooling the same. (8) The multimodal spherical hydraulic composition according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, wherein a filler, a fiber, a reinforcement material,
A multimodal spherical hydraulic composition comprising at least one type of aggregate added thereto. (9) Claim 1, 2, 4, 5, 6, 7 or 8
For 100 parts by weight of the multimodal spherical hydraulic composition described,
After adding 30 parts by weight or less of water and further kneading and molding, the product was cured at a humidity of 40 to 180°C under a relative humidity of 20 to 70% and/or 5 to 15 atm. Multimode spherical hydraulic composition cured product.
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JP15894990A JPH0450154A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Multimodal spherical hydraulic composition and cured article of multimodal spherical hydraulic composition |
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JP15894990A Pending JPH0450154A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Multimodal spherical hydraulic composition and cured article of multimodal spherical hydraulic composition |
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JP (1) | JPH0450154A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003016234A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Cement admixture, cement composition, and method for suppressing carbonation using the same |
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-
1990
- 1990-06-18 JP JP15894990A patent/JPH0450154A/en active Pending
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