JPH0477339A

JPH0477339A - アルミナセメント組成物

Info

Publication number: JPH0477339A
Application number: JP18804890A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sasagawa; 幸男笹川; Kenji Hasuo; 蓮尾　賢治; Osao Kawabata; 川畑　長生
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-03-11
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0776122B2

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、アルミナセメント組成物及びそれを用いた急
硬セメント組成物に関し、詳しくは、急硬性を有しなが
ら、流動性や可使時間が十分に確保できるアルミナセメ
ント組成物及びそれを用いた急硬セメント組成物に関す
る。

特に、本発明は、耐火材や土木・建材分野をはじめとす
る急硬性を必要とする材料、例えば、急硬プレミックス
モルタルや急硬ポリマーセメントをはじめ、キャスタブ
ル、止水材、防水材、耐食材、目地材、接着材及び補修
材等に広く利用できるものである。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、この種のアルミナセメント組成物として、ＣａＯ
−５ｉＯ□−ＡＩよ０．三成分状態図で合成されたカル
シウムアルミネート鉱物を様々に配合することによる各
種アルミナセメント組成物が検討され、（Ｔ。

Ｄ、Ｒｏｂｓｏｎ；Ｈｉｇｈ　Ａｌｕｎ＋ｉｎａ　Ｃｅ
ｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ。

１９６２年）、例えば、特開昭４９−３２９２１号公報
、特開昭５２−１１１９２０号公報、特公昭４７−４０
６９４号公報、特公昭５６−３１２９８号公報及び特公
昭６３−３７０５４号公報等が提案されている。

これらを大別すると、■アルミナセメントの硬化を早く
した組成物として、１２ＣａＯ・７Ａｈ０３のような、
Ａ１ｚＯｚ／ＣａＯのモル比が１より大となる、早硬性
カルシウムアルミネートを配合したもの、■アルミナセ
メントの硬化を逆に遅くした組成物として、ＣａＯ・２
ＡｌｚＯｓのようなＡｌｚＯｚ／ＣａＯのモル比がｌよ
り小となる、遅硬性カルシウムアルミネートを配合した
もの及び■硬化時間をコントロールするため、ＬｉｚＣ
（ｈやクエン酸類などの凝結調整剤を配合したもの等に
分類できる。

しかしながら、前記■や■には、流動性や可使時間が確
保できなかったり、添加する凝結調整剤によって雰囲気
温度や施工温度などの要因により、セメントの硬化が著
しく遅れたり、早くなり過ぎるという課題を持っていた
。

また、急硬性セメント組成物として、特開昭４８１０２
４号公報、特開平１−２９８０５０号公報及び特開平１
−３０８８５１号公報等が知られているが、いずれも止
水材や補修材などのように適度な可使時間を必要とし、
しかも、象、硬性が要求される用途への使用は、施工温
度などの温度要因により可使時間と硬化性のバランスの
面で非常に難しいものであった。

本発明者らは鋭意研究を重ね、特定の組成物を使用する
ことにより、従来技術では満足できなかった流動性、可
使時間及び急硬性等のバランスの取れたアルミナセメン
ト組成物及び急硬性セメント組成物が得られる知見を得
て本発明を完成するに至った。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は、ＣａＯ３８〜４２重量％、５ｉＯ２４
〜６重量％及びＦｅｚＯ＝　５重量％以下であって、鉱
物組成として１２Ｃａ０・７ＡｌｚＯｚを含有しないこ
とを特徴とするアルミナセメント組成物であり、ポルト
ランドセメント、該アルミナセメント組成物及びセッコ
ウを必須成分とする急硬セメント組成物である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に係るアルミナセメントａ成物は、Ｃａ０３８〜
４２重量％、５ｉｆｔ　４〜６重量％及びＦｅｚＯ３５
重量％以下の成分比をもつアルミナセメント組成物であ
る。

本発明においては、前記特定のＣａｂ、　５ｉｎ２及び
Ｆｅ、０３の成分比を持ち、ＣＩ□Ａ、を含有しないこ
とが技術のポイントであって、アルミナセメント組成物
や急硬セメント組成物として、流動性や可使時間が確保
でき、急硬性と強度発現性が良好なものが好ましい。こ
の成分比の測定は、ＪＩＳ　Ｒ２５２２記載の方法によ
って実施可能である。

また、アルミナセメント組成物は、流動性、可使時間及
び急硬性のバランスの面から、Ｃａ０３Ｂ〜４２重量％
、５ｉＯｚ　４〜６重量％及びＦｅｚＯ，５重量％以下
の成分比であり、Ｃａ０３８．２〜４１．０重量％、５
ｉＯｚ４．２〜５．５重量％、ＦｅｚＯ１１，０〜４．
０重量％の成分比がより好ましい。

このアルミナセメント組成物は、所定の成分比となるよ
うに、ボーキサイト、バイヤー法アルミナ及びアルミ残
灰等のアルミナ源、生石灰、石灰石及び消石灰等のカル
シア源、また、シャモット、砕砂及び煉瓦くず等のシリ
カ源、さらには、赤泥、べんがら及び赤ボーキサイト等
の酸化鉄源を配合し、１２ＣａＯ−７ａｔｚＯｉ（以下
自ｇａ、という）を含有しないように、溶融法及び／又
は焼成法によって合成したタリンカーを調節してできる
ものである。

具体的には電気炉法、反射炉法、平炉法、抵抗炉法及び
ロータリーキルン法等の溶融法で製造したタリンカーを
使用したものが好ましい。

溶融法で製造する溶融の程度は、塩酸分解法による不溶
解残分量で測定でき、本発明においては不溶解残分量１
０％以下のものが好ましく、５％以下がより好ましい。

また、アルミナセメント組成物成物の鉱物の結晶化率は
、粉末法Ｘ線回折法によって測定でき、結晶化率３０〜
９０％が好ましく、可使時間と急硬性のバランスから４
０〜７０％がより好ましい。

なお、結晶化率は次式から算出することが可能である。

結晶化率（χ）＝（ピーク面積／全面積’）　Ｘ　１０
０さらに、Ｃ１□Ａ７の生成の有無については、粉末Ｘ
線回折法によるＣＩ！Ａ？の回折線の有無により確認で
きる。

特に本発明では、Ｃ＋ｚＡｔの有無の他にＣａＯ１Ｓｉ
Ｏ□及びＦｅ２Ｏ，の成分比が重要なポイントであって
、Ｃ，□Ａ、を含有すると急硬性を示し、流動性や可使
時間が不足するため好ましくない。

合成したタリンカーは、ボールミル、チューブミル、振
動ミル、ローラーミル、ジェットミル及びオングミル等
の粉砕機で粉砕することができる。

アルミナセメント組成物の粒度は、ブレーン値で４，０
００ｃｊ／ｇ以上が好ましく　、４，８００〜１０，０
００ｄ／ｇがより好ましい。ブレーン値が４，０００ｃ
ｊ／ｇ未満では、水和反応性に乏しく急硬性が低下しや
すく、１０．０００ｃｄ／ｇを越えると一次粒子が凝集
しやすく、アルミナセメント粒子の分散状態が悪くなる
傾向がある。

本発明に係るセッコウとしては、■型、■型、■型態水
セッコウ、半水セッコウ及び二本セッコウがあるが、ア
ルミナセメント組成物やポルトランドセメントと配合し
た際の、相乗効果による象、硬性や強度発現性の面から
、■型態水セッコウが好ましい。

セッコウの粒度は、他の材料との組み合せによる相乗効
果を引き出すためには重要である。一般に市販されてい
るセッコウの粒度は、ブレーン値で２．０００〜３．０
ＯＯｃ（／ｇのものがほとんどであるが、本発明におい
ては、４，０００ｃｊ／ｇ以上が好ましく、６．０００
ａａ／ｇ以上の微粉タイプがより好ましい。

また、市販品はローラーミルやチューブミルなどの粉砕
機で微粉化することが可能である。

本発明におけるセッコウとアルミナセメント組成物の配
合割合は、セッコウ／アルミナセメントの重量比で（Ｌ
２／１〜３／１が好ましく、０．５／　１〜２／１が、
急硬セメント組成物として使用した際、流動性や可使時
間が確保でき、急硬性と強度発現性に優れるためより好
ましい。

本発明に係るポルトランドセメントは、珪石粉等のシリ
カ源と石灰石等のカルシア源を原料として製造されるも
のである。そして、鉱物組成として、２ＣａＯ−５ｉＯ
，や３ＣａＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムシリケートを
主要水硬性鉱物として含むものであって、具体的には、
普通・早強・超早強・中よう熱・白色及び耐硫酸塩等の
各種ポルトランドセメントや高炉セメントやシリカセメ
ントなどの各種混合セメントが挙げられ、目的とする流
動性、可使時間及び２、硬性等の面から、組み合わせる
ポルトランドセメントを適宜選定することが可能である
。例えば、より急硬性の強い急硬性セメント組成物には
、早強ポルトランドセメントや、超早強ポルトランドセ
メントが、また、カラー急硬セメント組成物には、顔料
の特性を出しやすい白色ポルトランドセメントが好まし
い。

ポルトランドセメントの配合割合は、ポルトランドセメ
ント５０〜９０重量部に対して、アルミナセメント組成
物とセッコウの合計が５０〜１０重量部が好ましく、ポ
ルトランドセメント６０〜８６重量部に対して、アルミ
ナセメント組成物とセンコラの合計が４０〜１４重量部
が、急硬性と強度発現性が良好でより好ましい。

また、本発明において、各材料の少なくとも二種類以上
をプレミックスしておくことは、施工現場での粉末のハ
ンドリング上好ましいが、施工時に前記割合になるよう
に調合することも可能である。

さらに、本発明では、急硬性を向上させるために、消石
灰をアルミナセメント組成物に併用することは好ましく
、アルミナセメント組成物１００重量部に対して、消石
灰１〜３０重量部が好ましく、３〜２０重量部がより好
ましい。この範囲外では、急硬性や長期強度が不十分と
なる傾向がある。

また、本発明では、長期強度の向上、収縮の緩和及びク
ラックやソリの防止等の目的のため、例えば、スラグ粉
末、フライアッシュ及びシリカヒユーム等のポゾラン活
性を有する材料や、アーウィン系や石灰系などの収縮防
止混和材を適量配合することも可能である。

本発明のアルミナセメント組成物は、その象２硬性を生
かし、耐火骨材、超微粉及び硬化調整剤等を配合した不
定形キャスタブルや耐火コンクリートなどの耐火材とし
て、あるいは、土木、建材向けの象、硬材料として使用
可能である。

不定形キャスタブルへ使用する場合は、「耐火物、１９
８８．ＶＯｌ、４０．Ｎ１１４　（特集号）」に準じて
使用することが可能である。

また、本発明の象、硬セメント組成物には、骨材として
砂、色砂及び砂利等を併用することが可能である。具体
的には、［セメント・コンクリートＮｏ、４１５．１９
８１年９月号（特集号）」に記載されているものが配合
できる。

さらに、必要に応じて、流動性、可使時間及び硬化性等
を改善する目的で、ＡＥ減水剤、減水剤、硬化遅延剤、
硬化促進剤及び分散剤等の添加剤を併用しても良い、具
体的には、リグニンスルホン酸塩系、ホルマリン縮合物
系、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物系、ポリカ
ルボン酸塩系やリン酸系、ホウ酸系及びオキシカルボン
酸系又はその塩等の、常用のコンクリート混和材やアル
ミナセメント添加剤が本発明品の特性を損わない範囲で
単独もしくは併用できる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例にて説明する。

実施例１中国産ボーキサイト、オーストラリア産赤ボーキサイト
、溶融シリカ及び生石灰を用い、所定のＣａＯｌＳｉｎ
ｇ及びＦｅｚＯ３の成分比になるように配合し、小型電
気炉で溶融後、溶融物をタッピングし、エアークエンチ
ングによって常温まで急冷して目的とするクリンカーを
製造した。

このクリンカーをバッチ式ボールミルにて粉砕し、アル
ミナセメント組成物を得た。アルミナセメント組成物の
特性を表−１に示す。

このアルミナセメント組成物を用いたモルタルを使用し
て各物性を測定した。結果を表−１に併記する。

なお、使用材料と物性の測定方法は次のとおりである。

〈使用原料〉中国産トキサイト；中国、青島産仮焼ボーキサイト１〜
５■サイズ品。

オーストラリア産赤ボーキサイト；オーストラリア・コ
マルコ産赤ボーキサイトを１１０　’Ｃで３時間乾燥。

溶融シリカ；電気化学工業社製商品名「デンカ溶融シリ
カ」１〜５ｓ＋ａ＋サイズ品。

生石灰　　；日本石灰工業社製「Ｂ式生石灰」５〜３閣
サイズ品。

〈測定方法〉 ■流動性　、　ＪＩＳ　Ｒ２５２１のフロー試験方法に
準した所定温度におけるタップフロー値（ａｌｌ）。

■可使時間；所定温度において、ＪＩＳ　Ｒ２５２１の
タップフロー値が１５０ｍ以下になるまでに必要とした
注水からの時間（分）。

■硬化性　、　Ｊ、Ｉｓ　Ｒ２５２１のモルタルを用い
、所定温度におけるモルタルの水和発熱ピークまでに要
した注水からの時間（分）を打点温度記録計により測定
。

■養生強度；　ＪＩＳ　Ｒ２５２１の方法で用いた所定
温度において養生した、モルタル硬化体の圧縮強度（ｋ
ｇｆ／ボ）。

表−１に示すように、本発明のアルミナセメントは３０
℃という高温条件下でも流動性が良好で、可使時間も長
（、しかも、５°Ｃというような低温条件下でも、短時
間で硬化するという、従来のアルミナセメントでは満足
できなかった優れた物性を持っている。

実施例２実施例１、表−１の配合Ｎａ１−２２のアルミナセメン
ト組成物に所定の配合比になるようにセンコラを加え、
セメント組成物を調整し、それに、ポルトランドセメン
トを混合して、急硬セメント組成物を得て、実施例１と
同様に測定した。結果を表−２に併記する。

なお、比較として、実施例１で用いた市販のアルミナセ
メントＡ−Ｄを使用して同様の測定を行った。

く使用材料〉セッコウ　；セントラル硝子社製商品名「■型態水セッ
コウ」をローラーミルで所定の粒度に粉砕。

ポルトランド；中央セメント社製商品名「普通ポルトラ
ンドセメント」。

３、その他；石津製薬社製試薬１級。

く測定方法〉 ■急硬性　；急硬セメント組成物に水を加え、ハンドミ
キシング後のペーストの凝結時間。

０強　度　；急硬セメント組成物に水を加え、ハンドミ
キシング後のペーストをφ１００　Ｘ　５０腫の容器に
注入し、注入後の強度変化を油圧式ブロクター測定機に
て測定。

表−２から明らかなように、本発明の急硬セメント組成
物を用いると、適度な凝結時間が得られ、可使時間を確
保できるばかりでなく、硬化開始後の強度発現が良好で
優れた硬化性を示す。

〔発明の効果〕

以上の結果かられかるように、本発明のアルミナセメン
）＆Ｉｌ成物を用いると、従来の技術では得られなかっ
た高温施工時の流動性や可使時間を、必要にしてかつ十
分に確保でき、低温でも優れた硬化性を示す。

また、本発明の箸、硬性セメント組成物は、適度な凝結
時間と優れた唐、硬性や強度発現性が得られる。

この結果、従来のアルミナセメントや急硬セメントでは
、施工が難しかった耐火材、土木、建材分野をはじめと
し広く流用できる。

特許出願人　電気化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣａＯ３８〜４２重量％、ＳｉＯ＿２４〜６重量
％及びＦｅ＿２Ｏ＿３５重量％以下であって、鉱物組成
として、１２ＣａＯ・７Ａｌ＿２Ｏ＿３を含有しないこ
とを特徴とするアルミナセメント組成物。
（２）ポルトランドセメント、請求項１記載のアルミナ
セメント組成物及びセッコウを必須成分とする急硬セメ
ント組成物。