JPS5836983A - 耐熱性成形体 - 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】 本発明は水硬性セメントを結合剤とした水硬性耐熱組成
物を使用することを特徴とするプレモールド品に関する
ものである。

さらに絆しくいえば、ポルトランド系水硬性セメントを
結合剤として用い、従来、その使用上の＃害となってい
た熱特性を改善し、高強度でがっ、容積安定性に優れた
水硬性耐熱組成物を使用することを特徴とするプレモー
ルド品に関するものである。　　　　　− プレモールド品は現場施工の高能率化、単純化、省力化
、施工体の高品質化、均質化等の効果により、建築土木
築炉等の分野で広範に使用されている。その多くが水硬
性セメントを結合剤としたプレキ中スト品であるが、水
硬性セメントとして、ポルトランド系セメシトを極用し
た場合には、主成分として３ＣａＯ・５ｉ０２．２Ｃａ
Ｏ−３ｉ０２を含有しているため、水和反応により珪酸
カルシウム等の水和物と共に遊離の水酸化カルシウムを
多量に遊離する。この水酸化カルシウムは空気中の炭酸
ガスと反応して炭酸カルシウムを生成する。この反応は
、温度の上昇とともにその速度が増大し、この反応によ
り生成した炭酸カルシウムは６００℃以上で脱炭酸反応
を起して酸化カルシウムな生４する。又一方では、水酸
化カルシウムは４５０℃以上の温度で脱水反応により酸
化カルシウムを生成する。このようにして生成した酸化
カルシウムは冷却されるに従って、空気中の水分と反応
して水酸化カルシウムを生成する。これらの化学的変化
は、同時に著しい物理的変化を招来するものであり、水
酸化カルシウムの炭酸化によって生成した炭酸カルシウ
ムは比重が大きく、その粒子の周辺に間隙が形成され、
組成的に弱化して強度の劣化を来たす。又、酸化カルシ
ウムの水和により比重の小さい水酸化カルシウムを生成
し、膨張さらには１裂現象を伴い組織の弱化による強度
の劣化を招来する。ポルトランド系水硬性セメントに見
られるこれらの欠点はプレモールド用耐熱組成物の結合
剤としてポルトランド系水硬性セメントを適用する場合
の大きな障害となっている。

水硬性セメントとしてアルミナセメントを使用した場合
には早期強度の発現、さらに耐熱性等の利点があるが、
低温領域における水和物の結晶変態に伴う著しい強度劣
化が生ずる等の欠点があり、かつ非常に高価となるため
、用途が限定される。

そこで、本発明者等は、ポルトランド系水硬性セメント
の上記の欠点を改善し安価で、しかも高強度、容積安定
性の優れたブレモールド用水硬性耐熱組成物を得る目的
で研究を重ねた。ポルトランド系水硬性セメントの上記
の如き欠点はその水和反応により生成する遊離水酸化カ
ルシウムにあり、これを捕捉し、水酸化カルシウムの前
記のような悪影響を防ぐ着想は公知であった。その方法
として、従来コンクリートの分野においては、数々の混
和剤、例えば可溶白土、フライア・ノシニ、高炉水滓、
微細な珪砂、珪藻土等を添加して行っていた。しかしな
がら、これら混和剤はいずれも長期的に徐々に反応して
行くタイプのものであって、常圧では反応速度が極めて
遅く、反応促進のためオートクレーブ養生が必要であり
、高価な設備なしにはプレモールド品の製造は不可能で
あった。

そこで、本発明者等は更に研究を続け、水酸化カルシウ
ムとの反応性の向上という観点から、シリカ粒子の表面
活性及び粒度に着目し、種々検討した結果超微粒状無定
形シリカが著しい効果のあることを見い出した。そして
、水硬性セメント関〜９０重量部に対し、この超微粒状
無定形シリカを１０−５０部の使用が最も有効であるこ
とを見い出した。

本発明は水硬性セメント（資）〜匍重量部、超微粒状無
定形シリカ１０〜５０重量部、分散剤０．１〜３重量部
よりなる混合物５〜７０重量部と耐熱骨材３０〜９５１
１量部よりなる水硬性耐熱組成物を用いたプレモールド
品である。

本発明に使用する水硬性セメントとしては普通ポルトラ
ンドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポル
トランドセメント、白色ポルトランドセメント、低熱ポ
ルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、
高炉セメント、フライアッシュセメント等のいずれでも
よい。

また、超微粒状無定形シリカは一次粒子として０、０１
μ〜３μの無定形シリカが好適であり、その添加量は水
硬性セメン）５０〜（資）重量部に対し、１０〜団重量
部の範囲で使用され、好ましくは１５〜４０重量部であ
る。そして、１０１ｉ量部未満ではその効果が小さく、
又５０重量部を越えると効果は変らないが、焼成収縮が
大となり容積安定性が劣化する。

セメントを用いたキャスタブルの組織において、一般に
セメントは均一に分散されておらず、大部分のものは４
０〜６０μ程度の粒子に団粒化して偏在している。この
ことは添加されたセメントが有効に利用されないことで
あり、そこでセメントを有効に利用するために、セメン
トを一次粒子の状態まで十分に分散させれば少量で従来
以上の強度を保有させることができる０本発明で使用す
る分散剤は、このセメントの分散のために用いる。分散
剤としてはアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩または
アンモニウム塩、アルキルアリルスルホン酸のアルカリ
金属塩またはアンモニウム塩等が特に好適である。

分散剤の添加量はセメント５０〜９０重量部に対し、０
．１〜３重量部の範囲である。０．１重量部未満ではセ
メントの分散性と減水性が悪く、３重量部を越えると分
散剤の種類によって分散性と減水性を低下するかまた、
効果は変わらないが高価になることや品家面に悪影響を
及ぼす。本発明において、分散剤を添加することによっ
て、水硬性セメントを均一に分散させるため、セメント
量を少量に抑えることができるとともに、その減水効果
で水のセメント比を下げることによりマトリックス部の
耐熱性、容積安定性ならびに高強度化が図られる。

また、この分散剤は共存する超微粒状無定形シリカを高
度に分散化し、セメント粒子のキャリヤーとなりセメン
トのより一層の分散化、減水化の副次的効果も得られる
。

本発明に用いる耐熱組成物は上記の水硬性セメント、超
微粒状無定形シリカおよび分散剤の混合物と耐熱骨材よ
りなっている。これに用いる゛耐熱骨材は珪石、ロー石
、シ中モット、シリマイト、カイヤナイト、アンダリエ
ーサイト、合成ムライト、ボーキサイト、焼成パン土頁
岩、焼成アルミナ、電融アルミナ、炭化珪素、窒化珪素
、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、スピネル、石灰
石、生ドロマイト、フォルステライト、クロム鉄鉱及び
、これらの１種又は２種以上を組み合せた使用済レンガ
又はレンガ屑、砂岩、頁岩、玄武岩、安山岩、流紋岩、
花崗岩、閃緑岩、蛇紋岩、粘板岩等の砕石、いわゆる砂
利、海砂、川砂、山砂、鉱滓バラス等を１種又は２種以
上組み合せて用いることができる。

この耐熱性骨材と前記水硬性セメント、超微粒状無定形
シリカおよび分散剤の混合物との配合比は、目的とする
水硬性耐熱組成物の強度、耐熱性によって適宜選択でき
るが、５〜７０重量部重量部−３０〜匍の範囲である。

混合物の量が゛５重量部未満の場合は強度が低下し、７
０部を越えると耐熱性、容積安定性が低下する。

本発明用の組成物には上記の水硬性セメント、超微粒状
無定形シリカ、分散剤、耐熱性骨材の他に膨張性セメン
トの効果をもたらすために収縮防止剤、断熱性セメント
の効果をもたらすため中空アルミナ、シラスバルーン、
軽石、ブツシュバルーン、ガラスバルーン等の軽量骨材
および発泡スチロール、発泡ポリエチレン等の発泡体を
一適宜添加してもよい。更に強度付与のために通常用い
られているスチールファイバー、ステンレスファイバー
、セラミックファイバー、カーボンファイバー、アルミ
ナファイバー等を加えてもよい、また、乾燥時の耐爆裂
性のために発熱材として、金属アルミニウム、金属シリ
コン等を入れることもできる。また、断熱性強度付与を
兼ね備えるものとして有機繊維、無機繊維等の添加も有
効である。

またコンクリートおよびキャスタブル耐火物の補強用と
して通常使用される鉄筋、アンカー、スタッドも金物の
耐熱性を考慮した上で有効に適用できる。

上記組成物を用いた本発明のプレモールド品の成形方法
は、組成物に適量の水を加え、従来のコンクリート、キ
ャスタブルと同様に自然流動流し込み、振動流し込み、
振動成形、吹付、圧入、こて塗り、投射、ラミング等で
適当な形状と大きさの型枠に充填する。またパイプ形状
の場合、高速度で回転させて、遠心力による成形も可能
である。

硬化抜脱枠してプレモールド品とする。養生方法は自然
養生、蒸気養生、オートクレーブ養生いずれの方法も可
能だが、上記のごとく自然養生においても遊離石灰が超
微粒状シリカにより捕捉されるのが、本発明に用いる耐
熱組成物の特徴であり、蒸気養生、オートクレーブ養生
は必須ではない。

本発明のプレモールド品は製鉄業界において、高炉関係
で基礎、シャフト部、防熱板、環状管、鋳床、樋カバー
、鉱滓処理場の床、隔壁、熱風炉関係で基礎、送風支管
、熱風管、コークス炉関係で基礎、本体煙道、ドア１．
コークワーフ、ドライクエンチングのクー１ン〆チヤン
バー、コークス炉上、コークガイド車、転炉関係で防熱
板、ＣＯＧダクト、その他の関係で造塊場の作業床、湯
道レンガ固定、インゴット台車、ＣＣ基礎、加熱炉、均
熱炉、焼鈍炉等の熱処理炉の基礎、内張り、外張り、煙
道、煙突、圧延基の作業床、更に非鉄、化学関係の同様
の場所、セメント、セラミックス業界、更には焼却炉、
原子炉、ロケット発射台等にも用いることができる。ま
た、従来セメントが使用されている建造物の基礎、壁等
に使用される。

その他１３００°Ｃ以下の範囲での一所に適宜使用する
ことができる。

次に本発明の実施例をあげて、本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例により何ら限定されるもので
はない。

例 ポルトランドセメント７０％、無定形シリカフラワー３
０％、マイティー１００（花王石ケン（株）製分散剤）
（外掛）を混合し、本発明用組成物のポルトランド系水
硬性セメント、超微粒状無定形シリカおよび分散剤の混
合物を１１整し、これを混合物１とする。これに骨材と
してシ中モ・ノドを用い、水と混練して本発明用の組成
物を製造した。この組成成分の割合は次表の通りである
。なお比較例として、前記混合物ｌの代りにアルミナセ
メント、ポルトランドセメントを用いた組成物で物性を
測定した。

本発明用組成物および比−例１および比較例２で１００
０　Ｘ　１０００　Ｘ　１００ｍのブロックを鋳込み、
室温で７日間養生後８００℃ｘ２Ｑ、ｈｒｓ加熱した。

加熱直後は３者ともキレツはなかったが、２０℃の頒％
の湿度下での消化テストでは比較例１のみに大龜裂が発
生した。

特許出願人　　黒崎窯業　株式会社 代理人　伊東　９忠 （ほか１名） 手続−補正書 昭和５７年ｌＯ月ｇ日 特許庁長官　若杉　和　夫殿 １、事件の表示 嘘０５６年　特許願　第１２７９０６号３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 住所 ４、代理人 （１）　　特許請求の範囲を下記の通り訂正。

［１，水硬性セメン１−５０〜９０重量部、超微粒状無
定形シリカ１０〜５０Ｍ量部、分散剤０．１〜３重量部
よりなる混合物５〜７０重量部と耐熱性骨材３０〜９５
重量部よりなる水硬性耐熱組成物を使用することを特徴
とする耐熱性成形体。」 （２）　　明細書１頁１１〜１２行「プレモールド品」
を「耐熱性成形体（プレモールド品）」と訂正。

（３）同１頁１３行、３頁５行、７行、１４行、１７〜
１８行「ポルトランド系」を削除。

（４）同２頁３〜４行「とじて、ポルトランド系セメン
ト」を削除。

（５）　　同３頁９行「水硬性セメント」を「耐熱性結
合剤」と訂正。

（６）　　同３頁１２行「劣化が」を「劣化を」と訂正
。

（７）　　同４頁ｌ１行「等」を削除。

（８）同５頁１７行、２０行、６頁１行、２行、５行、
１０行、１２行「セメント」を「水硬性セメント」と訂
正。

（９）同６頁１３〜１４行「分散剤の・・・するかまた
、」を削除。

ＱＯＩ　　同７頁５行「耐熱組成物」を「水硬性耐熱組
成物」と訂正。

（１１）　　同７頁７行、７〜８行←Ｈ神→「耐熱骨材
」を「耐熱性骨材」と訂正。

（１２）　　同７頁１７行「いわゆる」を削除。

（１３）　　同７頁２０行「この耐熱性骨材と」を削除
。

（１４）　　同８頁１行「・・・混合物と」の次に「前
記耐熱性骨材と」を挿入。

（１５）　　同８頁４行「９ｏ」を「９５」と訂正。

（１６）　　同８頁１２行「・・・ガラスバルーン」の
次に「、レンガ屑」を挿入。

（１７）　　同８頁１７行「・・・アルミナファイバー
」の次に「、ガラスファイバー」を挿入。

（１８）　　同９頁８行「流し」を「鋳」と訂正。

（１９）　　同９頁１４行、１５行「自然」を「気乾」
と訂正。

（２０）　　同９頁１６行「超微粒状」の次に「無定形
」を挿入。

（２１）　　同９頁１７行「耐熱組成物」を「水硬性耐
熱組成物」と訂正。

（２２）　　同１０頁２０行、１１頁ｌｌ＋「％」をＩ
「重量部」と訂正。

（２３）　　同１１頁２行「分散剤）」の次に「１．５
重量部」を挿入。

（２４）　　同１１頁２行〜４行「本発明・・・調整し
、」を削除。

（２５）　　同１２頁の表中２〜９行を欠配の通り訂正
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、水硬性セメン）５０〜９０重量部、超微粒状無定・
   形シリカ１０〜５０１１１１部、分散剤０．１〜３重量
   部よりなる混合物５〜７０１ｆｉｉ部と耐熱性骨材３０
   〜９５重量ｌｌｌよりなる水硬性耐熱Ｍ酸物を使用する
   ことを特徴とするプレモールド品。