JPH05500792A - 少なくとも潜在水硬性の結合剤を主成部分として表面にくすり掛けされた物体を製造する方法 - Google Patents

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】 少なくとも言在水硬性の結合剤を主成部分として表面にくすり掛けされた物体を 製造する方法本発明は！少なくとも潜在水硬性の結合剤を主成部分として表面に くすり掛けされた物体を製造する方法に関する。

この場合＋　「物体」という概念は，表面にくすり掛けされなければならないか 菅又はうわぐすりを形成する被覆を備える！容器中管電板モして又単体構造体の ようなあらゆる種類の成形品を含む。

［Ｗ往水硬性の無機結合剤」という概念は，添加剤（例えば鉱さい粒子，トラス ，フライアッシュ）及び／又は骨材を含む又は含まないｔ例えばボルトランドセ メント，アルミナセメントなどから成る又はこれらを生成部分とした公知の結合 剤及び結合剤系を表わしている。その限りではｔ本発明は，くすり掛けされたコ ンクリート体をａ造する方法も含んでいる。

有機結合剤という概念もやはり澱粉，デキストリンッリグニンラボリビニルアル コールなどのようなラこの種の公知の結合剤を表わしている。

普通のセメント書特にボルトランドセメントクを使用して在来のコンクリートに くすり掛けすることはデ最近提案されている（インターブリック（Ｉｎｔｅｒｂ ｒｉｃｋ）第３巻，第２号，　１９８７年ｔ３０）。しかしそこに記載されてい る方法はｌ実際上実施可能でない。

例えばセラミック成形品の被覆のために使用されるようなうわぐすりは！溶融相 に達するためにくすり掛けの際に９００ないし１１００℃の温度に加熱されなけ ればならない。しかしポルトランドセメントのような普通の無機結合剤を使用し て製造された！セメントによりＭ！された基体がこのような温度ｍ囲で適当な時 間にわたってくすり掛けされる場合は，これは、ずっと低い温度でもう既に！コ ンクリート体中に形成された珪酸カルシウム水化物の分解に至らせ嘗そして実験 により！約３００℃からもう既に８０％以上のコンクリート体の強度損失が生ず ることが分かった。数時間を要するくすり掛は過程の際に安定した成形体が得ら れないことは朗らかである。更にｔ珪酸カルシウム水化物から出る水により気泡 が発生し，これらの気泡は均一なうわぐすり塗布を可能にしない。

前述の刊行物に骨材として石英が提案される限りｔこの骨材も周知の石英破裂に より結局くすり掛けの際のコンクリート製基体の障害を引き起こす。

再水和を達成するために！うわぐすり焼成の際の（かなりの）強度損失を先ず甘 受し，統いてコンクリート基体を水に入れることが日本の刊行物の中で提案され る限りでは！この提案も純粋に理論的にかつ実際上実行可能でないようである。

なぜならば特に前述の熱処理の際にＣａＯになるように脱水された材料が水吸収 後に水酸化カルシウムを形成しながら（周知の）膨張現象を，従って又基体の機 械的破壊を引き起こすからである。

日本国特許出願第８６７１６０５５８号明細書に開示された少くすり掛けきれた コンクリート体をＷ造する方法も実施可能でない。

なぜならば一方では１そこに使用されている硼酸鉛フリットζは極めて不安定で ありかつその他の点ではこの場合にも石灰膨張が防止され得ないからである。

他方では，ａ当な成形品を製造するために，かつ又修理の目的のためにも！基体 に無機結合剤からくすり掛けする切なる要求がある。この場合！例えば水処理に 使用されるようなコンクリート製容器が例として挙げられる。これらの容器は時 のたつうちにコンクリートに対する貯蔵された水の作用により損傷され，修理を 必要とする。この場合中この種の容器のくすり掛けは対策を講ずることができる 。なぜならば例えばｔｌＩｌ製容器の使用は製造技術的及び経済的理由から問題 にならないことがしばしばあるからである。

本発明の基礎になっている課題は？どのようにして物体が少なくとも潜在水硬性 の９特に無機結合剤を主成分として強度を十分に保ちながらくすり掛けされ得る かの可能性を明示することである。この場合Ｉ特に１在来の結合剤を用いるよう に努力している。

本発明は，この目的が選択的な！しかし密接な関係にある２つの方策により達成 され！物体全体の代わりに溶融のために設けられた層（後の表面うわぐすり）だ けが加熱される場合に水硬性の１従って＠定されてのみ熱的に安定した物体上に 高い温度で溶融すろうわぐすりが塗布され得るという認識のもとにある。

この場合，うわぐすつとして設けられた材料（充填材）が結合剤を介して基体の 表面と結合されなければならないことも認識された。有機結合剤を使用する場合 ！この結合剤はくすり掛けの際に熱分解され，無機結合剤の場合には結合剤の成 分かうわぐすりに残る。無機結合剤を使用する場合，短期間の温度負荷の際にか つ水和せしめられた結合剤の溶融温度より明らかに低い温度においてもう既に結 合剤と共に共融混合物を形成する適当な骨材により！うわぐすりを形成するため の温度を低下させることができる。通常Ｉ溶融相を形成するには僅か数秒間の短 い熱作用で十分であり！それによって！その下にある材料は太した温ｇ負荷も受 けないので１７頭に述べた強度損失は回避される１、 これに関してデうわぐすりの破壊に至らせる一石英破裂による体積拡大を防止す る７１Ｔめに１溶融相を形成する成分が石英なしである。−とは重要である。く すり掛けさオフるべき部分は物体自体の表面であるかｉ又は前成形された物体に 塗布された被覆である。前者の場合には１はばくすり掛けが達成され、Ｉ！２の 変形例は２段階方法を前提としておリラ先ず物体が形成され。

次いで１＝の物体に被覆が塗布される。

有機結合剤を使用する場合はすこの２段階方法が好ましい。

４二の場合！水のような液体と混合１ノたす有機結合剤（成分へ）と低温ｉ？恣 融する材料（成分Ｂ）とから成る被覆が所定の物体に塗布されやこの場合！成分 Ｂの溶融温度はｌ有機結合剤が続いて行われる熱処理の際に焼失１ノ得るように 、この有機結合剤の分解温度と同じか又はそれより高くなければならない。従っ て有機結合剤はこの場合第一に１被覆を物体に固定（結合）するのに役立つ６続 いて行われる屹燥により！物体上の被覆の結合は更に改善されろ、。

、ユれらの方法は請求項１及び２の特徴により個々に説明されている。

５同な構成は従属：ｎ求項の特徴から明らかになる。

これらσ）従属請求項；こはす先ず成分Ｂとして適した骨材、ＫＪち長５．高炉 スラグ及び／又は鉱さい粒子が挙げられておりνこの混合９長石が好まれる。水 和せしめられた無機セメント又はコンクリートは明らかに１３００°Ｃ以上の溶 融温度を持っておりフ他力、前述の物質の６加によりＩ第１の溶融相が形成され る際の温度が約９００°Ｃ以下に低下せしめられる。同じことがタセラミツクフ リットラ待にＰｂを含むフリッｈ、ｍｇ分Ｂとして使用される場合にも適用され る。フリット又はガラス粉混合物は本発明の意味において特にを利である。なぜ ならば個々のフリットは僅か７００”Ｃないし１０００”（、の溶融温度しか持 っていないからである。

結合剤と溶融相を形成する成分との間の反応性を高めるために１溶融相を形成す る成分はｌａｍ以下の粒度ｉなるべく粉末の形で存在しなければならない。材料 は微細であればあるほど良好に反応する。この場合製物体の表面範囲に溶融相を 形成するには数秒でもう十分である。

無機結合剤の使用の際に表面範囲においてできるだけ低い溶融温度を持つ溶融体 を短時間で得ることが望まジノいから９更にツ溶融相を形成する成分の割合を少 なくとも３０重量％に設定することが提案されている。実験により！全材料に関 して７５重量％の割合が本発明の意味において特に有利であることが分かったつ しかし有機結合剤を成分Ａとして使用する場合にもｔ量の割合を上述したように 選ぶことができる。

この方法の著しい利点は９在来の結合剤を用いることができることである。例え ば！ポルトランドセメント又はアルミナセメントが無機結合剤とＩ）で挙げられ 、デキストリン又はリグニンが有機結合剤として挙げられる。両方の結合剤系の 組合せも可能である。他の、／Ｊ）なくとも潜在水硬性のの無機結合剤も使用で きる。

例えばセメント成分を一層フライアッシュ又は他のポゾラン物質に置き換えるこ とができる。埒に請求項２による方法の使用の際にモルタル又はコンクリートを 形成するために結合剤相に不活性骨材を付加することも可能である。不活性骨材 としてｙ例えば玄武岩窄フランダム・珪灰石！れんが破片などが考慮の対象にな る。骨材は従来のやり方で、ａち待に塊状又は粒状で処理さｉ１得る。

これらの骨材中の酸化鉄のある程度の含有量は、物体の表面における溶融温度の 低下のす味で好ましく作用する。なぜならば酸化鉄は溶剤のように作用するから であるう上述の無機結合剤の他に瞥特殊結合剤も使用することができる。例えば フルオロ珪酸塩と組み合わされた水ガラスが挙げられる。なるべくフルオロ珪酸 塩はフルオロ珪酸ナトリウム又はカリウムｌ特にヘキサフルオロ珪酸ナトリウム であるのが好ましい。

このような結合剤は欠のような反応機構を示す。

２Ｎａ２０　（Ｓｉ０２）　、　十Ｎａ２ＳｉＦ６　＝　６ＮａＦ　＋　（２ｘ 　＋　り　５ｉ０２そわによれば９結合剤は中熱定形珪酸から成る。高分散され た三次元骨格を形成し！この骨格は有利な強度値！即ち５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ 引張強さ及び５ＯＮ／ｍｍ２以上の圧ｍ強さを生ぜしめる。ごの混合、２０ない し３０重量％の結合剤割合を前提としている。

欝少に挙げた結合剤の使用は、コンクリート技術から周知であるような処理に至 らせる。結合剤と骨材との混合は塑性材料を生ぜしめ！このＩ！件材料は難なく 成形品になるように注入され得る。特に有利なのは！硬化が数秒間しか行われず ｔ遅くとも４８時間後に完全に終了することである。

所定の量の割合の水ガラス及び／又はフルオロ珪酸塩を在来の結合剤に混合する ことも可能である。

物体に塗布された被覆は非常に薄くてもよく！例えば１ｍｍ以下でよい。熱処理 の際に層は基体の表面まで溶融する。

しかし無機結合剤の使用の際に一層厚い（例えば２ｍｍ以上の）被覆も塗布され 得るのでｔうゎぐすりと基体との間のうゎぐすりの溶融後に１溶融しない移行範 囲がまだ残っている。

この方法で′ｍ造された物体の熱処理！従って又くすり掛けは種々のやり方で行 える。

表面に直接火炎展射することができる。赤外線照射又は電気加熱も可能である。

特に好ましいのはう加熱装置が上述の物体の表面にわたって案内される方法であ り！この物体の個々の面部分が数秒間！例えば３ないし１０秒間９だけ温度負荷 を受け。

この時間は溶融相を表面に形成するのに十分であり！この溶融相は加熱装置の更 なる案内後に硬質のうわぐすりを形成しながら冷却する。

こうして修理処置は非常に簡単に行える。更なる化学腐食が減少されるようにｔ 欠陥のあるコンクリート面を修理する。切なる要求があることは既に指摘された 。この場合を欠陥のあるコンクリート部分を請求項１又は２による被覆で覆うこ とができる。凝固の際に、新たに塗布された層は基材と結合される。

被覆が水和せしめられかつ硬化せしめられた後に！この被覆は。

上述したようにνくすり掛けされ！こうして＋ｇじられた密な！くすり掛けされ た表面が形成され讐この表面は１被覆された部分を特に化学腐食に対して非常に 抵抗力があるようにする。

本発明はｔ上述したように、新しい成形品のＷａのためだけではなく既存の物体 の修理のためにもプくすり掛けされた物体を製造し又はくすり掛けされた表面を 持つ基体を形成することができる？驚くほど簡単な方法を提供する。この場合り 従来のセラミックくすり掛は方法と比べて９極く短時間で減少される熱作用によ り？水和せしめられた基材の強度が実際上完全に維持される。

本発明による方法により製造された物体は種々の分野で使用できる。これらの物 体は安価に製造可能である。なぜならば在来の結合剤又はコンクリートを用いる ことができｆそして浄化処理及びくすり掛けが特別な装置又は製造技術を必要と しないので、製造が問題ないからである。実験により、１０５０℃の温度におけ る２５重量％のポルトランドセメント及び７５重量％の長石を含む結合剤系に火 炎放射する際＋　３ないし５秒後にもう既に、はぼ帆うないし１ｍｍの厚さを持 つｌ閉じられたうわぐすり層が得られ９しかもその際、明らかに短時間の熱処理 及びその結果生する非常に急激な温度低下による基体内の結合剤系の水利用の著 しい破壊は起こらない。

補正書の写しく翻訳文）提出前 （￥ｆ註法１８４条の８） 平成３年ｌＯ月１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　次のような段階 １．１　物体上に，成分Ａ（少なくとも潜在水硬性の無機結合剤及び／又は有機 結合剤）と，成分Ｂ（無機結合剤の溶融温度以下で溶融相を形成する，石英なし の材料）と，液体とから成る被覆が塗布される。 １．２　続いて又は結合剤の凝固後に被覆が乾燥される。 １．３　その後に，熱源が数秒間，即ち少なくとも被覆の表面の範囲に溶融相が 形成されるまでの間，被覆の表面に向けられる。 １．４　続いて，熱源が取り去られ又は遮断され，その後に溶融相が，閉じられ たうわぐすり層を形成しながら冷却する。 を持つ，少なくとも潜在水硬性の結合剤を主成部分として表面にくすり掛けされ た物体を製造する方法。 ２　次のような段階 ２．１　先ず，結合剤の溶融温度以下で溶融相を形成する，石英なしの材料（成 分Ｂ）分を含む結合剤（成分Ａ）が液体と混合されかつ成形され， ２．２　次いで，それが水和及び硬化せしめられる。 ２．３　その後に，熱源が数秒間，即ち物体の表面の範囲に溶融相が形成される までの間，形成された物体の表面に向けられる。 ２．４　続いて，熱源が取り去られ又は遮断され，その後に溶融相が，閉じられ たうわぐすり層を形成しながら冷却する。 を持つ，少なくとも潜在水硬性の無機結合剤を主成部分として表面にくすり掛け された物体を製造する方法。 ３　溶融相を形成する成分Ｂとして，長石，高炉スラグ又は鉱さい粒子が使用さ れることを特徴とする，請求項１又は２に記載の方法。 ４　溶融相を形成する成分として，セラミツクフリツト又はガラス粉が使用され ることを特徴とする，請求項１及び２のうち１つに記載の方法。 ５　粒度が１ｍｍ以下の，溶融相を形成する成分Ｂが使用されることを特徴とす る，請求項１ないし４のうち１つに記載の方法。 ６　溶融相を形成する粉末状成分Ｂが使用されることを特徴とする，請求項５に 記載の方法。 ７　全材料に関して少なくとも３０重量％の量の，溶融相を形成する成分Ｂが使 用されることを特徴とする，請求項１ないし６のうち１つに記載の方法。 ８　全材料に関して少なくとも７５重量％の量の，溶融相を形成する成分Ｂが使 用されることを特徴とする，請求項７に記載の方法。 ９　無機結合剤（成分Ａ）としてボルトランドセメント又はアルミナセメントが 使用されることを特徴とする，請求項１ないし８のうち１つに記載の方法。 １０　有機結合剤（成分Ａ）として澱粉，リグニン及びその誘導体，デキストリ ン，ポリビニルアルコール又はポリ酢酸ビニルが使用されることを特徴とする， 請求項１ないし８のうち１つに記載の方法。 １１　熱処理が直接火炎放射により行われることを特徴とする，請求項１ないし １０のうち１つに記載の方法。 １２　熱処理が赤外線照射により行われることを特徴とする，請求項１ないし１ １のうち１つに記載の方法。 １３　熱処理が電気加熱により行われることを特徴とする，請求項１ないし１１ のうち１つに記載の方法。 １４　熱源が連続的に物体の表面にわたつて案内されることを特徴とする，請求 項１ないし１３のうち１つに記載の方法。 １５　成分Ａとしての無機結合剤の使用の際の物体又は被覆の表面が７００℃以 上の温度，しかし純粋な結合剤又は結合剤系の溶融温度以下の温度に加熱される ことを特徴とする，請求項１ないし１４のうち１つに記載の方法。 １６　成分Ａとしての有機結合剤の使用の際の被覆が，この有機結合剤が焼失す る温度に加熱されることを特徴とする，請求項１ないし１４のうち１つに記載の 方法。