JPH07206488A - ホスホマグネシアセメントの製法 - Google Patents
ホスホマグネシアセメントの製法Info
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Abstract
するセメントを生じるホスホマグネシアセメントの製造
方法及びホスホマグネシアセメント用組成物を提供す
る。 【構成】 第一にリンをベースにした構成成分及び第二
にマグネシウムをベースにした構成成分を含む構成要素
(該2つの構成成分をバインダー相と呼ぶ)に少なくと
も一種のシリコーン化合物及び水を混合することからな
るホスホマグネシアセメントの製造方法。第一にリンを
ベースにした構成成分及び第二にマグネシウムをベース
にした構成成分を含む構成要素(該2つの構成成分をバ
インダー相と呼ぶ)、並びに少なくとも一種のシリコー
ン化合物を組成物中に分配させてなるホスホマグネシア
セメント用組成物。
Description
トの製法及びそのセメントを製造するための組成物に関
する。
な用途の内の一つは道路、橋及び空港の滑走路を急速に
修理することである。ホスホマグネシアセメントは、割
れ或は孔を充填し或は崩壊された領域を被覆するのに用
いられる。これらのセメントは、ポルトランドセメント
に良く接着する外に、大きな破壊係数及び圧縮抵抗を有
し、このことは、それらがそのような用途に特に適して
いることを意味する。加えて、これらのセメントについ
ての硬化時間は数十分程に短くすることができる。これ
より、道が一旦修理されると、道は処理した後わずかの
時間で交通に再開することができる。
トが水に感応性であることである。それらの機械的性質
は、水に漬けられた際に或は単に水に接触された際に、
劣化する。一つの解決策は防水コンパウンドを使用して
セメントの表面を処理することである。しかし、このタ
イプの処理は、たとえ性質が向上されたとしても、恒久
的でない点で、完全には満足すべきものではない。実
際、セメントの用途がなんであれ、特に上述したものは
常に水を多かれ少なかれ受け、コーティングを多かれ少
なかれ急速に消失させる。容認し得る機械的性質を保持
するつもりならば、セメント表面を、次いで再び処理し
なければならない。
規則的な間隔で繰り返さなければならないので、セメン
トの最終的な性質に関しても、また費用に関しても満足
すべきものでないことは明らかである。本発明は、水へ
の感応性が相当に低減され、効果が持続するセメントを
生じるホスホマグネシアセメントの製造方法を提供する
ことによって上記の問題を克服することを目的とする。
リンをベースにした構成成分及び第二にマグネシウムを
ベースにした構成成分を含む構成要素(該2つの構成成
分をバインダーと呼ぶ)に少なくとも一種のシリコーン
化合物及び水を混合することからなるホスホマグネシア
セメントの製造方法を提供する。発明は、また第一にリ
ンをベースにした構成成分及び第二にマグネシウムをベ
ースにした構成成分(2つの構成成分をバインダー相と
呼ぶ)、並びに少なくとも一種のシリコーン化合物を組
成物中に分配させてなる組成物を提供する。発明のその
他の利点及び特徴は下記の記載及び例から明らかになる
ものと思う。
要ならば通常のセメント添加剤を有する第一及び第二構
成成分を含む組成物、並びに上述した2種の構成成分及
び必要に応じて慣用のセメント添加剤をベースにし、か
つまた凝集体も含む組成物の両方を意味する。初めに、
ホスホマグネシアセメントの構成要素を明瞭にするため
に説明する。発明のセメントは、これより第一のリンを
ベースにした構成成分及び第二のマグネシウムをベース
にした構成成分で構成されるバインダー相を含む。
り、任意のものを直接か或はプリカーサーの形態でのい
ずれかで使用することができる。リンをベースにした化
合物の例は下記の通りであり、これらに制限されない:
五酸化リン,リン酸或は誘導体、例えばオルトリン酸、
ピロリン酸、もしくはポリリン酸、或はこれらの酸の
塩、例えばアルミニウム、カルシウム、カリウム、マグ
ネシウムもしくはアンモニウムのリン酸塩、リン酸水素
塩、オルトリン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩、ト
リポリリン酸塩もしくはテトラポリリン酸塩、或はこれ
らの混合物。肥料製造工業或は製鋼所(スチール酸洗
い、腐食低減処理)からのリン含有流出物をリンをベー
スにした構成成分として使用することができることに留
意すべきである。未処理のリン酸もまた使用することが
できる。
な一実施態様で用いる。カリウム、マグネシウムもしく
はアンモニウムのリン酸塩及びリン酸水素塩、或はこれ
らの混合物を用いるのが好ましい。リン酸二水素アンモ
ニウを用いるのが最も好ましい。リンをベースにした構
成成分は液体か或は固体のいずれかの形態で使用するこ
とができる。リンをベースにした構成成分は固体の形態
で用いるのが好ましい。
あり、特に粒度測定が高々300μmである粒子の形態
である。この値は臨界的なものでなく、粒径が300μ
mを越える構成成分を使用するならば、発明の組成物中
に加入する前に、粉砕するのが望ましいことに留意すべ
きである。第二の変法では、構成成分を多孔質担体に吸
着させた形態で使用する。担体は、例えば珪藻土、クレ
ー、ベントナイト、シリカ或はアルミナにすることがで
きる。吸着は既知の方法を用いて行う。すなわち、リン
をベースにした構成成分の溶液或は懸濁液を攪拌しなが
ら担体に接触させ、生成した懸濁液を加熱して過剰の液
を蒸発させるのが普通である。この作業は、また担体を
ドラム中に或は回転ディスク上に含浸させることによっ
て行うこともできる。
のマグネシウムをベースにした構成成分からなる。マグ
ネシウム化合物は、それが第一成分と水の存在において
反応する限り、任意のものを本発明用に使用することが
できる。本発明において使用するのに適した構成成分の
例は酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム及び炭酸マ
グネシウムである。好適な実施態様では、酸化マグネシ
ウムをベースにした構成成分を使用する。通常炭酸マグ
ネシウムを1200℃を越える温度で焼成することによ
って得られる死焼マグネシアが特に適している。
使用することができ或は酸化マグネシウムはカルシウ
ム、ケイ素、アルミニウム或は鉄から選び要素を少なく
とも一種含んでよい。これらの要素は酸化物或は水酸化
物の形態であるのが普通である。このタイプの化合物の
例は主に酸化マグネシウム及び酸化カルシウムを含有す
る混合物であるドロマイトである。純な酸化マグネシウ
ムを用いる場合、それは少なくとも純度80%である。
使用するマグネシウムをベースにした構成成分は2m2
/gより小さい比表面積を有するのが好ましい。一層特
には、比表面積は1m2 /gより小さい。
普通である。規定する範囲外の粒度測定を有する化合物
を使用してもよいが、これは特に有利ではない、これよ
り、粒度測定が500μmを越えるならば、組成物中に
加入する前に、粉砕することが必要になり得る。他方、
構成成分の粒度測定が10μmより小さければ、水に接
触させる組成物の性質を変更し得る。特に、凝結遅緩剤
の濃度を増大させない場合、セメントの硬化速度が増大
し得る。これについては下記に検討する。これより、生
成するセメントはその使用の様式或は値段に関してそれ
程重要なものではない。
るならば、粉砕した後に発明の方法において使用するの
がよいことに留意すべきである。リンをベースにした構
成成分(P2 O5 の重量として表わす)に対するマグネ
シウムをベースにした構成成分(MgOの重量として表
わす)の割合は、一層特には1〜3である。バインダー
相、すなわちリン及びマグネシウムをベースにした構成
成分は10〜40重量部を構成する。バインダー相は1
5〜30重量部を構成するのが好ましい。
また凝結遅緩剤を構成要素として含んでもよい。一層特
には、これらの剤はマグネシウムと複合体を形成するこ
とができる化合物から選ぶ。そのような化合物の特定の
例は下記の通りである:クエン酸、シュウ酸或は酒石酸
のようなカルボン酸、硼素を含有する酸、エステル或は
塩、リンを含有する酸、エステル或は塩、例えばトリポ
リリン酸ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸ナトリウム、リ
ゴ硫酸ナトリウム、塩化亜鉛、酢酸銅、グルコン酸ナト
リウム、ナトリウムセルロースの硫酸塩酢酸塩、ホルム
アルデヒドとアミノリグノセルフェートとの反応の生成
物、ジアルデヒドデンプン、N,N−ジメチロールジヒ
ドロキシエチレン尿素、シリコフルオリド、タル油及び
スクロース。これらの化合物は単独で用いても或は混合
物として用いてもよい。
て、或は硼素を含有する酸、エステル或は塩を用いるの
が好ましい。この後者の範疇の化合物の例は下記の通り
であり、これらに限定されない:硼酸及びそのアルカリ
金属塩、例えばナトリウム塩(硼砂)、或はアミンもし
くはアンモニウム塩のような塩。また、トリアルキルオ
キシボレート或はトリアリールオキシボレートのような
硼酸エステルも適している。
を有する粉末の形態で用いることができる。最終のセメ
ント中の凝結遅緩剤の量は0〜4重量部である。発明の
方法の重要な特徴は、少なくとも一種のシリコーン化合
物を使用することである。
M)、R2 SiO(単位D)、R3SiO1.5 (単位
T)及びSiO2 (単位Q)タイプのポリシロキサン鎖
を含有する化合物である。これらの式において、Rラジ
カルは同じでも或は異なってもよく、水素、線状もしく
は枝分れしたアルキルラジカル、或はビニル、フェニル
もしくは3,3,3−トリフルオロプロピルラジカルに
することができる。一層特には、アルキルラジカルは炭
素原子1〜8を含有する。いくつかの例はメチル、エチ
ル、ピロピル、イソピロピル、t−ブチル、n−ヘキシ
ル、n−オクチルラジカルである。メチルラジカルが好
適である。
リコーンを用いる。任意の水素化アルキルシリコーンを
用いることができる。シリコーンは30〜120単位を
含有するのが好ましい。特に、使用するシリコーンは主
にM及びD単位を含有する。それらは溶液の形態でも或
は固体の形態でも、特に樹脂の形態でも、油の形態でも
或はエマルションの形態でもよく、水中の形態が好まし
い。発明の方法において使用するシリコーンの量は2重
量部に等しくするか或はこれより少なくする。この量は
1重量部に等しいか或はこれより少ないのが好ましい。
セメントは、また凝集体を構成要素として含有する。こ
れらの化合物の例はシリカ、砂、アルミナ、ジルコニ
ア、酸化ジルコニウム、未精製ドロマイト、クロム鉱
石、石灰石、クリンカー、バーミキュライト、パーライ
ト、燃料灰(fuel ash)或は凝縮シリカスモー
クであり、これらを単独で或は混合物として使用する。
好適な実施態様では、砂に燃料灰及び/又は凝縮シリカ
スモークを組み合わせて使用しても或は組み合わせない
で使用してもい。
NFP 15−403に従う。使用することができる燃
料灰はアルミノシリケート灰、特に発電所における燃焼
からのものが普通である。灰は粒度測定0.5〜200
μmを有するのが普通である。発明の組成物の構成成分
になり得る凝縮シリカスモークは比表面積20〜30m
2 /gを有するのが普通である。凝集体の使用量は60
〜90重量部である。凝集体の量は65〜85重量部が
好ましい。一層特には、凝集体中の燃料灰及び/又は凝
縮シリカスモークの濃度は4〜6重量部である。
セメントは、また、セメント組成物において用いること
ができる任意の既知の添加剤も構成要素として含有す
る。随意の補充的な添加剤の例は液化剤、例えばリグノ
スルホン酸ナトリウム並びにナフタレンスルホネート、
ナフタレン、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリ
ン酸ナトリウム、リン酸水素アンモニウム、メラニン及
びアルキルシリコネートの縮合物である。消泡剤もまた
発明の方法において使用することができる。例はポリジ
メチルシロキサンベースの消泡剤である。これらの添加
剤は5重量部より多い量で存在させないのが普通であ
る。添加剤の量は0〜2重量部が好ましい。
することに在る。2つの可能な方法を用いてよい。すな
わちセメントの構成要素すべてと水とを同時にか或は別
々にのいずれかで一緒にする。後者の方法では、バイン
ダー相、凝集体、必要とする場合凝結遅緩剤及び上記の
随意の添加剤の内のいくつか或はすべてを含有する組成
物を製造するのが普通である。これに、次いで、前の工
程で組成物に導入しない要素を含有してよい水を混合す
る。
おいて使用するシリコーンを組成物の構成成分として或
は水と共に導入する添加剤として導入することができる
ことに留意すべきである。2つの選択を同時に採用して
もよい。必須の点は、シリコーンが生成するセメント中
に分配されること、一層特にはシリコーンがセメントの
マスを通して均質に分配されることである。水の添加量
は、可塑性の、均質なかつ可鍛性のペーストが得られる
ようにする。水の添加量は、バインダー相、凝集体及び
存在するとすれば凝結遅緩剤に対して15重量%を越え
ないのが普通であり、一層特には10重量%を越えな
い。
用して、剪断応力条件下で、一緒に混合する。混合作業
は周囲温度に近い温度で実施するのが有利である。混合
作業は数分〜1時間続く。セメントの硬化時間は有利に
は2時間より短く、一層特には1時間より短い。
アセメント用の組成物を提供する。それは、第一にリン
をベースにした構成成分、第二にマグネシウムをベース
にした構成成分(2つの構成成分をバインダー相と呼
ぶ)、及び少なくとも一種のシリコーン化合物を組成物
中に分配させてなる。セメント組成物に入れることがで
きる構成成分、シリコーン及び添加剤の上記の記述はこ
の場合にも関係したままであり、繰り返す必要はない。
部で表わす下記の割合を有する: ・バインダー相 : 10〜40 MgO/P2 O5 の割合: 1〜3 ・凝集体 : 60〜90 ・凝結遅緩剤 : 0〜4 ・シリコーン : ≦2 ・添加剤 : 0〜5。
部で表わす下記の割合を有する: ・バインダー相 : 15〜30 MgO/P2 O5 の割合: 1〜3 ・凝集体 : 65〜85 ・凝結遅緩剤 : 0〜4 ・シリコーン : ≦1 ・添加剤 : 0〜2。
ることによって得られる。当業者ならば、種々の構成要
素の形態に応じて、主条件が、リンをベースにした構成
成分及びマグネシウムをベースにした構成成分を、2つ
の構成成分の間の反応及び続く凝固を開始させないよう
に、水の存在において接触させないことであることを知
って、どの導入の順序が最も適しているかを選ぶことが
できる。例えば、要素の内の一種又はそれ以上が水を含
有するならば、上に規定した2つの構成成分が同時に水
に接触しないように、それを組成物を製造するのに使用
する前に任意の既知の手段を用いて乾燥させてもよく、
或は組成物を製造する間に中間の乾燥工程を実施するこ
とができる。
が好適であるならば、その場合、セメント本来を、それ
を調製したら直ぐに使用しなければならない。しかし、
セメントの最終調製工程を簡単にするためには、できる
だけ完全な組成物を製造するのが一層有利になり得る。
混合は、任意のタイプの混合機を使用して行う。混合作
業は温度周囲温度〜100℃で行う。これは数分〜4時
間続く。得られた組成物は、水の存在において貯蔵しな
い限り、無限の期間貯蔵することができる。発明の具体
例を、今記載することにするが、これらは発明を制限す
るものではない。
を製造しかつセメントサンプルを造って破壊係数及び圧
縮抵抗値を生成した:組成物製法 リンをベースにした構成成分及びマグネシウムをベース
にした構成成分、凝集体及び凝結遅緩剤を含有する混合
物を調製しかつローラーの間で1時間均質化した。混合
水及び添加剤(例えば、消泡剤或は液化剤)を秤量し、
混合機(AFNOR基準P15−411(ASTM C
305)に従う)に遅い混合速度(60rpm)で入れ
た。混合物を急速に注ぎ込み、30秒間ゆっくり、次い
で4分間急速に(120rpm)混合した。
金型を圧縮機上に固定してモルタルを沈降させた。それ
は下記の通りに作動した:金型を、各々の転換により1
5mmの落下衝撃を引き起こすカムによって移動させる
テーブルに固定した。衝撃60の期間を設定した。1時
間した後に、サンプルを金型から取り出し、相対湿度5
0%において21℃で乾燥させた。
プルを破壊するのに必要な圧力であった。調製した3つ
のサンプルの平均値を取った。圧縮抵抗は破壊されたサ
ンプル(6片)を用いて求めた。それらを2つの4×4
cmジョーの間に置き、破砕するまで圧縮した。用いた
結果は6片の平均値であった。
る): NH4 H2 PO4 (MAP B−RHONE POULENC) 40μm 11.5 MgO(Insulmag 4−STEETLEY) 20μm 13.5 比表面積<1m2 /g H3 BO3 (PROLABO) 90μm 1 砂 AFNOR基準NFP 15−403 − 70 燃料灰 0.5〜200μm 5 水 − 7.5 消泡剤(RhodorsilR − 0.23 RH414−RHONE POULENC)
ウムをベースにした構成成分、砂、燃料灰及び凝結遅緩
剤を混合機で一緒に混合し、約2時間均質化した。混合
水及び消泡剤を秤量し、混合機に混合物と接触させて入
れた(AFNOR基準P15−411)。混合した後
に、生成した混合物を機械的振動機を使用して2分間振
動させ、次いで軟鋼金型に移して3つのモルタルサンプ
ルを生成した。1時間した後に、サンプルを金型から取
り出し、相対湿度50%において21℃で7日間乾燥さ
せた。乾燥させた後に、3つを水中に浸漬し、他の3つ
を空気中で7日間乾燥させた。この配合物についての硬
化時間は30分であった。サンプルの破壊係数及び圧縮
抵抗を上記の通りにして測定した。結果を下記の表に示
す:
silR H68(RHONE−POULENC)水素
化メチルシリコーン油を固形分に対して1重量%混合水
に加えた。破壊係数及び圧縮抵抗テスト結果を下記の表
に示す:
油1%を加えることが参考と同じ乾燥圧縮抵抗を保持し
かつそれを湿潤環境において大きく向上させた(両方の
タイプの処理において抵抗損失を減少させた)ことを示
す。乾燥させた場合に、たとえ参考とRhodorsi
lR H68油を含有するサンプルとの間に破壊係数の
低下が見られたとしても、油を加えることは湿潤(+3
0.0%)の場合に物質の抵抗を相当に増大させた。
Claims (23)
- 【請求項1】 第一にリンをベースにした構成成分及び
第二にマグネシウムをベースにした構成成分を含む構成
要素(2つの構成成分をバインダー相と呼ぶ)に少なく
とも一種のシリコーン化合物及び水を混合することを特
徴とするホスホマグネシアセメントの製造方法。 - 【請求項2】 水素化アルキルシリコーンを使用するこ
とを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 シリコーンの使用量が2重量部に等しい
又はそれより少ない、好ましくは1重量部に等しい又は
それより少ないことを特徴とする請求項1又は2の方
法。 - 【請求項4】 リンをベースにした化合物を五酸化リ
ン、リン酸、リン酸誘導体或は該酸の塩から選び、単独
で或は混合物として使用することを特徴とする請求項1
〜3のいずれか一の方法。 - 【請求項5】 カリウム、マグネシウム或はアンモニウ
ムのリン酸塩或はリン酸水素塩、好ましくはリン酸二水
素アンモニウムを使用することを特徴とする請求項1〜
4のいずれか一の方法。 - 【請求項6】 マグネシウムをベースにした化合物を酸
化マグネシウム、水酸化マグネシウム及び炭酸マグネシ
ウムから選ぶことを特徴とする請求項1〜5のいずれか
一の方法。 - 【請求項7】 必要に応じてカルシウム、ケイ素、アル
ミニウム或は鉄から選ぶ元素を含む酸化マグネシウムを
使用し、これらの元素は通常酸化物或は水酸化物の形態
であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一の方
法。 - 【請求項8】 死焼マグネシア或はドロマイトを使用す
ることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一の方法。 - 【請求項9】 マグネシウムをベースにした構成成分が
2m2 /gより小さい比表面積、特に1m2 /gより小
さい比表面積を有することを特徴とする請求項6〜8の
いずれか一の方法。 - 【請求項10】 リンをベースにした構成成分(P2 O
5 の重量として表わす)に対するマグネシウムをベース
にした構成成分(MgOの重量として表わす)の比が1
〜3であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一
の方法。 - 【請求項11】 リン及びマグネシウムをベースにした
構成成分が10〜40重量部、好ましくは15〜30重
量部を構成することを特徴とする請求項1〜10のいず
れか一の方法。 - 【請求項12】 硼酸及びそのアルカリ金属塩、例えば
ナトリウム塩(硼砂)、或はアミンもしくはアンモニウ
ム塩のような塩から選ぶ凝結遅緩剤を構成要素として使
用することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一の
方法。 - 【請求項13】 凝結遅緩剤の量が0〜4重量部である
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一の方法。 - 【請求項14】 砂単独或は燃料灰及び/又は凝縮シリ
カスモークとの組合せから選ぶ凝集体を構成要素として
使用することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一
の方法。 - 【請求項15】 凝集体の量が60〜90重量部、好ま
しくは65〜85重量部であることを特徴とする請求項
1〜14のいずれか一の方法。 - 【請求項16】 燃料灰及び/又は凝縮シリカスモーク
の量が4〜6重量部であることを特徴とする請求項1〜
15のいずれか一の方法。 - 【請求項17】 液化剤或は消泡剤のような添加剤を構
成要素として5重量部より多くない、好ましくは0〜2
重量部の量で使用することを特徴とする請求項1〜16
のいずれか一の方法。 - 【請求項18】 水の量をリン及びマグネシウムをベー
スにした構成成分、凝集体及び存在するとすれば凝結遅
緩剤の重量に対して15重量%より少なくする、好まし
くは10重量%より少なくすることを特徴とする請求項
1〜17のいずれか一の方法。 - 【請求項19】 シリコーンに構成要素を混合し、次い
で水を混合することを特徴とする請求項1〜18のいず
れか一の方法。 - 【請求項20】 シリコーンに水を混合し、次いで構成
要素を混合することを特徴とする請求項1〜18のいず
れか一の方法。 - 【請求項21】 第一にリンをベースにした構成成分及
び第二にマグネシウムをベースにした構成成分を含む構
成要素(2つの構成成分をバインダー相と呼ぶ)、並び
に少なくとも一種のシリコーン化合物を分配させてなる
ことを特徴とする組成物。 - 【請求項22】 種々の構成要素の割合が重量部で表わ
して下記の通りであることを特徴とする請求項21の組
成物: ・バインダー相 : 10〜40 MgO/P2 O5 の割合: 1〜3 ・凝集体 : 60〜90 ・凝結遅緩剤 : 0〜4 ・シリコーン : ≦2 ・添加剤 : 0〜5。 - 【請求項23】 種々の構成要素の割合が重量部で表わ
して下記の通りであることを特徴とする請求項22の組
成物: ・バインダー相 : 15〜30 MgO/P2 O5 の割合: 1〜3 ・凝集体 : 65〜85 ・凝結遅緩剤 : 0〜4 ・シリコーン : ≦1 ・添加剤 : 0〜2。
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