JPS59174556A - Non-shrinkage hydraulic cement composition - Google Patents

Non-shrinkage hydraulic cement composition

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JPS59174556A
JPS59174556A JP4726783A JP4726783A JPS59174556A JP S59174556 A JPS59174556 A JP S59174556A JP 4726783 A JP4726783 A JP 4726783A JP 4726783 A JP4726783 A JP 4726783A JP S59174556 A JPS59174556 A JP S59174556A
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alkali
cement composition
composition
resistance
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博之 内藤
潔 高井
佐藤 茂己
修 斉藤
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Mizusawa Industrial Chemicals Ltd
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ホウケイ酸アルカリ等を結着剤成分として含
有する水硬性セメント組成物に関するもので、より詳細
には硬化時に離漿水の発生を伴なう収縮がなく、硬化物
の耐透水性、耐候性、耐海水性、耐酸性、機械的強度に
優れた硬化成形体を製造するに適した水硬性セメント組
成物に関する。   ゛特に本発明は原子炉廃水の処理
の際副生ずる無水、芒硝、無水ホウ酸塩等を含有する廃
棄物を固化するのに適した水硬性セメント組成物に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hydraulic cement composition containing an alkali borosilicate or the like as a binder component. The present invention relates to a hydraulic cement composition suitable for producing a cured molded product having excellent water permeability, weather resistance, seawater resistance, acid resistance, and mechanical strength. In particular, the present invention relates to a hydraulic cement composition suitable for solidifying waste containing anhydrous, mirabilite, anhydrous borates, etc., which are by-products during the treatment of nuclear reactor wastewater.

従来、セメント組成物としては、ポルトランドセメント
の如き水硬性セメント類が広く使用されているが、この
ような公知の水硬性セメント類においては、この組成物
に硬化性を与えるために、26乃至35%にも達する混
水量が必要である。
Conventionally, hydraulic cements such as Portland cement have been widely used as cement compositions, but in such known hydraulic cements, 26 to 35 % of water is required.

しかしながら、水硬性セメントの機械的強度や緻密性は
混水量に密接な関連があることがよく知られており、従
来のポルトランドセメントは比較的大きい混水量を有す
ることに関連して、その硬化体は曲げ強度等が比較的低
く、また透水性が比較的大であるという欠点を有してい
る。更に、公知のポルトランドセメントの未硬化水性組
成物は、混水量が大きいにもかかわらず、流動性に乏し
く、例えば微細な空隙等に前記組成物を充填させること
が困難であるという問題がある。
However, it is well known that the mechanical strength and density of hydraulic cement are closely related to the amount of water mixed in, and conventional Portland cement has a relatively large amount of water mixed in. has the drawbacks of relatively low bending strength and relatively high water permeability. Furthermore, known uncured aqueous portland cement compositions have a problem of poor fluidity despite having a large amount of water mixed in, making it difficult to fill minute voids with the composition, for example.

従来、原子炉周辺から出る濃縮廃液の乾燥物や廃液処理
に使ったイオン交換樹脂等を、固化剤で固めた状態で容
器内に充填し、この密閉容器を貯蔵し或いは廃棄処分に
付することが行われているが、この目的に使用する同化
剤は以下に述べる種々の安来を満足するものでなければ
ならない。先ず、この同化剤は放射線に曝露されること
から、放射線による劣化の著しいものであってはならず
、かかる見地からは無機系の同化剤が望まれる。また、
この固化剤は、耐水浸透性に優れ、機械的強度や耐候性
に優れたものでなければならない。更に、この固化剤は
充填等の作業に十分な時間のポットライフを有すると共
に、容器内のどの部分にも一様に流動して充填されるよ
うな流動性を有するものでなければならない。更にまた
、容器容量肖りの廃棄物容量、即ち減容比を大きくする
ことも重要でちり、このためには前記同化剤は可及的に
少ない容積で使用されなければならない。
Conventionally, dried concentrated waste liquid from around a nuclear reactor or ion exchange resin used for waste liquid treatment is filled into a container in a state in which it is hardened with a solidifying agent, and this sealed container is stored or disposed of. However, the anabolic agent used for this purpose must satisfy the various safety requirements described below. First, since this assimilating agent is exposed to radiation, it must not be significantly degraded by radiation, and from this point of view, an inorganic assimilating agent is desired. Also,
This solidifying agent must have excellent water penetration resistance, mechanical strength, and weather resistance. Furthermore, this solidifying agent must have a pot life long enough for operations such as filling, and must also have fluidity so that it can uniformly flow and fill any part of the container. Furthermore, it is also important to increase the waste volume relative to the container volume, ie the volume reduction ratio, and for this purpose the assimilation agent must be used in as small a volume as possible.

一方、無機質結着剤としてホウケイ酸アルカリと無機リ
ン酸質硬化剤等の硬化剤とから成る組成物も既に提案さ
れており(特公昭57−42581号公報)、この組成
物は早期ゲル化や部分ゲル化に対して安定化され、かな
り長いポットライフを有することが知られているが、こ
の結着剤組成物を上述した同化剤としての用途に使用す
ると、成る種の欠点を生ずることが認められた。即ち、
この組成物は硬化に際して、離漿水を生じて収縮する傾
向があるという欠点があり、更に、充填する廃棄物が廃
水のイオン交換処理に伴なって副生ずる無水芒硝等の塩
類を含有する場合には、この無水芒硝が離漿水中に溶解
し、この溶液が含水塩に再結晶することによって逆に体
積膨張を来し、こ7れによってセメント組成物硬化体に
クラック等が発生するという欠点を生じる。
On the other hand, a composition comprising an alkali borosilicate and a curing agent such as an inorganic phosphoric acid curing agent as an inorganic binder has already been proposed (Japanese Patent Publication No. 57-42581), and this composition can prevent early gelation. Although stabilized against partial gelation and known to have a fairly long pot life, the use of this binder composition in the above-mentioned applications as an anabolic agent may result in certain disadvantages. Admitted. That is,
This composition has the disadvantage that it tends to produce syneresis water and shrink when cured, and furthermore, if the waste to be filled contains salts such as anhydrous sodium sulfate, which is a by-product of the ion exchange treatment of wastewater. The drawback is that this anhydrous sodium sulfate dissolves in syneresis water, and this solution recrystallizes into hydrated salt, resulting in volumetric expansion, which causes cracks, etc., to occur in the hardened cement composition. occurs.

従って、本発明の目的は、ホウケイ酸アルカリ等の結着
主成分と硬化剤とを含有する水硬性セメント組成物にお
いて、離漿水の発生を伴なう硬化時の収縮を防止するこ
とである。
Therefore, an object of the present invention is to prevent shrinkage during curing accompanied by the generation of syneresis water in a hydraulic cement composition containing a main binding component such as an alkali borosilicate and a curing agent. .

本発明の他の目的は、充填時の流動性や硬化時の非収縮
性に優れていると共に、硬化物の耐透水性、耐候性、耐
海水性、耐酸性、機械的強度に優れている水硬性セメン
ト組成物を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a cured product with excellent fluidity during filling and non-shrinkage during curing, as well as excellent water permeability, weather resistance, seawater resistance, acid resistance, and mechanical strength of the cured product. The present invention provides a hydraulic cement composition.

本発明の更に他の目的は、原子炉廃水の処理の際無水芒
硝、無水ホウ酸塩等を含有する固体廃棄物を固化するた
めの固化剤として有用な水硬性セメント組成物を提供す
るにある。
Still another object of the present invention is to provide a hydraulic cement composition useful as a solidifying agent for solidifying solid waste containing anhydrous sodium sulfate, anhydrous borate, etc. during the treatment of nuclear reactor wastewater. .

本発明によれば、(A)水溶性ホウケイ酸アルカリまた
は水溶性ケイ酸アルカリとアルカリ水浴液に可溶なホウ
酸アルカリとの組合せ、(B)ホウケイ酸アルカリに対
する酸性硬化剤、及び<C)アニオン系界面活性剤を主
体とする保水剤を含有して成ることを特徴とする水硬性
セメント組成物が提供される。
According to the present invention, (A) a water-soluble alkali borosilicate or a combination of a water-soluble alkali silicate and an alkali borate soluble in an alkaline bath liquid, (B) an acidic curing agent for the alkali borosilicate, and <C) A hydraulic cement composition is provided that is characterized by containing a water retention agent mainly consisting of an anionic surfactant.

本発明において第一の成分(A)として用いる(1)水
溶性ホウケイ酸アルカリまたは(III水溶性ケイ酸ア
ルカリとアルカリ水溶液に可溶なホウ酸アルカリとの組
合せは、従来のケイ酸アルカリ・バインダーに加えて、
ホウ酸分を含有するという化学組成上の特徴を有し、こ
の特徴に関連して、強度の脱水条件下においても伺、水
アメ状の状態を維持するという従来のケイ酸質バインダ
ーには認められン【い!1′q性を有している。この特
性の故に、この第一成分(A)は、酸性硬化剤(B)と
の組合せで使用したときも、このセメント組成物に優れ
た結着作用と適度のポットライフとを与え、しかも水性
分散液として使用したときに、該組成物を早期ゲル化や
部分ゲル化を生ずることなく、流動性に富んだ状態に維
持するという望ましい作用が得られる。
The combination of (1) water-soluble alkali borosilicate or (III water-soluble alkali silicate and alkali borate soluble in an aqueous alkali solution) used as the first component (A) in the present invention is a conventional alkali silicate binder. In addition to,
It has a chemical composition characteristic of containing boric acid, and related to this characteristic, it can be used even under severe dehydration conditions and maintains a starch syrup-like state. Karen [I! It has 1′q property. Because of this property, the first component (A), when used in combination with the acidic curing agent (B), also provides the cement composition with excellent binding action and a moderate pot life, while also providing an aqueous When used as a dispersion, the desired effect is that the composition remains highly fluid without premature or partial gelation.

更に、この水硬性セメント組成物は著しく少ない混水量
を有するにもかかわらず優れた流動性を有するという利
点を有するが、硬化に際して離漿水を生じて収縮すると
いう欠点がある。このような離漿水が生じると、硬化固
化体の外観が不良となるばかりではなく、固化すべき対
象が無水芒硝等の無水の可溶性塩である場合には、この
塩類が離漿水中に溶解して含水塩に再結晶化し、これに
よる体積膨張で硬化固化体に応力集中やクラックを発生
するという問題がある。
Furthermore, this hydraulic cement composition has the advantage of having excellent fluidity despite having a significantly small amount of mixed water, but has the disadvantage of producing syneresis water and shrinkage upon hardening. If such syneresis water is produced, not only will the appearance of the hardened solidified product be poor, but if the object to be solidified is anhydrous soluble salts such as anhydrous sodium sulfate, this salt will dissolve in the syneresis water. This causes problems such as stress concentration and cracks in the hardened solidified product due to volumetric expansion caused by recrystallization into hydrated salt.

本発明の水硬性セメント組成物は、アニオン系界面活性
剤を主体とする保水剤ヲ會有することが顕著な特徴であ
る。従来、アニオン系界面活性剤をポルトランドセメン
ト等の減水剤として用いることは周知に属する。この減
水剤とは、ポルトランドセメントへの混水量を可及的に
低減させて、しかもセメントスラリーの流動性を向上さ
せようとするものである。
A notable feature of the hydraulic cement composition of the present invention is that it contains a water retention agent mainly consisting of an anionic surfactant. Conventionally, it is well known that anionic surfactants are used as water reducing agents for Portland cement and the like. This water reducing agent is intended to reduce the amount of water mixed into Portland cement as much as possible and to improve the fluidity of cement slurry.

これに対して、本発明ではアニオン−系界面活性剤を前
述したホウケイ酸アルカリ等の結着性成分及び酸性硬化
剤を含有する水硬性セメントの保水剤、即ち硬化時にお
ける離漿水の発生を抑制し、その収縮を防止する保水剤
としてこれを使用するものである。
In contrast, in the present invention, the anionic surfactant is used as a water retention agent for hydraulic cement containing a binding component such as an alkali borosilicate and an acidic curing agent, that is, to prevent the generation of syneresis water during curing. It is used as a water retention agent to suppress and prevent its shrinkage.

即ち、ホウケイ酸アルカリバインダーと酸性硬化剤との
組合せから成る水硬性セメント類は、それらの組成や混
水量によっても相違するが、一般的に言って、硬化の前
後において、1.0乃至4%の容積の減少或いは全体当
り1.0乃至10重量%の離漿水に基ずく重量減少を生
じる。この離漿水の発生成いは収縮は、各成分の分散に
用いられていた水分が、硬化体の組織乃至構造にはもは
やなじめず、その系外へ排出されるためと思われる。
That is, hydraulic cements made of a combination of an alkali borosilicate binder and an acid curing agent vary depending on their composition and the amount of water mixed, but generally speaking, the content is 1.0 to 4% before and after curing. or a weight loss due to syneresis water of 1.0 to 10% by weight based on the total weight. This generation or contraction of syneresis water is thought to be due to the fact that the water used for dispersing each component no longer adapts to the tissue or structure of the cured product and is discharged out of the system.

この離漿水の発生を防止するために、混水量を一定レベ
ル以下に低下させることが考えられるが、この場合には
、必要な流動性(充填性、成形性)が得られず、また硬
化体の強度等が低下するという問題を生じる。
In order to prevent syneresis water from occurring, it may be possible to reduce the amount of mixed water below a certain level, but in this case, the necessary fluidity (fillability, moldability) may not be obtained, and the hardening This causes the problem that the strength of the body etc. decreases.

本発明によれば、この組成物中にアニオン系界面活性剤
を配合することにより、離漿水の発生平収縮が実質上ゼ
ロに抑制されるのであって、この理由を本発明1者等は
次のように推定している。即ち、シリカゲルの粒状化に
際して、アニオン系界面剤の成るものがバインダー乃至
は強度向上剤として作用することが知られている。本発
明の組成物にふ・いても、硬化に際してホウケイ酸の網
目構     造、即ちゲルが形成されると考えられる
が、系中に添加されたアニオン系界面活性剤が、このゲ
ル構造中に水分を構造水として安定に保持させ、組織を
均質化さ−ビるように作用するものと推定される。この
推定は、本発明の組成物が耐収縮性(耐離水性)に優れ
ているばかりではなく、耐透水性にも優れているという
事実とも良く符合するものである。
According to the present invention, by incorporating an anionic surfactant into the composition, the generation of syneresis water is suppressed to substantially zero, and the present inventors have explained the reason for this. It is estimated as follows. That is, it is known that when granulating silica gel, an anionic surfactant acts as a binder or strength improver. In the composition of the present invention, it is thought that a network structure of borosilicate, that is, a gel, is formed during curing, but the anionic surfactant added to the system causes moisture to form in this gel structure. It is presumed that this acts to stably hold the water as structured water and homogenize the tissue. This estimation agrees well with the fact that the composition of the present invention not only has excellent shrinkage resistance (water syneresis resistance) but also excellent water permeation resistance.

本発明において、第一成分(A)は、粉末ケイ酸アルカ
リと粉末ホウ酸アルカリとの組合せであることができる
。この粉末ケイ酸アルカリは、水溶性乃至は水分散性の
ものであり、MtO: 5sOt(式中、Mはアルカリ
金属を表わす)のモル比で表わして、1 : 1.3乃
至1:3.2のモル比を有するものが好適である。アル
カリのモル比が上記範4       間外では結着剤
として使用したときの接着強度等が低下する傾向がある
。ケイ酸ソーダが本発明の目的に好適であるが、ケイ酸
カリを用いることもできる。本発明に用いるケイ酸アル
カリは、粉末であるという条件内で水オロした水分等を
含有していても何等差支えない。
In the present invention, the first component (A) can be a combination of powdered alkali silicate and powdered alkali borate. This powdered alkali silicate is water-soluble or water-dispersible, and has a molar ratio of MtO: 5sOt (wherein M represents an alkali metal) of 1:1.3 to 1:3. Those having a molar ratio of 2 are preferred. When the molar ratio of alkali is outside the above range 4, adhesive strength etc. tend to decrease when used as a binder. Sodium silicate is preferred for the purposes of the present invention, but potassium silicate can also be used. The alkali silicate used in the present invention may contain water or the like as long as it is in the form of a powder.

ホウ酸アルカリ塩としては、このものがアルカリ性水溶
液に可溶であるという条件内で任意の塩を用いることが
でき、例えばホウ酸ソーダ、ホウ酸カリが好適に使用さ
れる。これらのホウ酸塩は、無水塩でも、或いは6水塩
、5水塩、7水塩、10水塩のような含水塩であっても
よい。
As the alkali borate salt, any salt can be used as long as it is soluble in an alkaline aqueous solution, and for example, sodium borate and potassium borate are preferably used. These borates may be anhydrous salts or hydrated salts such as hexahydrate, pentahydrate, heptahydrate, and decahydrate.

ケイ酸アルカリとホウ酸アルカリとは、ケイ酸アルカリ
中のSingに対するホウ酸アルカリ中の31030モ
ル比が1:0.03乃至1:0.3、特に1:0.05
乃至1:0.25の範囲となるように組合せ使用するの
がよい。
The alkali silicate and alkali borate have a molar ratio of 31030 in the alkali borate to Sing in the alkali silicate from 1:0.03 to 1:0.3, particularly 1:0.05.
It is preferable to use a combination in the range of 1:0.25.

ケイ酸アルカリとホウ酸アルカリとを、粉末混合物とし
て使用する代りに、これらをホウケイ酸アルカリ水溶液
の形で用いることもできる。即ち、この水溶液は前記2
つの塩を水に溶解して所望により加熱反応さ一忙ること
により得られる。或いは、市販の水ガラス溶液にホウ酸
アルカリ或いはホウ酸アルカリとアルカリとを加えて、
溶液を加熱反応させることによっても製造し得る。
Instead of using the alkali silicate and alkali borate as a powder mixture, they can also be used in the form of an aqueous aqueous solution of the alkali borosilicate. That is, this aqueous solution is
It can be obtained by dissolving two salts in water and carrying out a heating reaction if desired. Alternatively, by adding alkali borate or alkali borate and alkali to a commercially available water glass solution,
It can also be produced by heating a solution.

伺、ホウ酸分(BIOs)のモル比が上記範囲よりも小
さいときには、耐水性が低下すると共に、安定性も低下
する傾向があり、一方上記範囲よりも大きくしてもそれ
による格別の利点は得られず、経済的にも不利となる。
However, when the molar ratio of boric acids (BIOs) is smaller than the above range, water resistance and stability tend to decrease, whereas even if it is larger than the above range, there is no particular advantage. This is economically disadvantageous.

第二の成分CE)として用いる酸性硬化剤とじては、ケ
イフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化
カルシウム、ケイフッ化アルミニウム等のケイフッ化物
;ポリリン酸ケイ素、ポリリン酸ケイ素のアルカリ金属
塩、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸アルミ
ニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩:5A酸アルミニウム
、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、各種ホウ酸塩
等の他の酸性塩を挙げることができる。これらの酸性硬
化剤は何れも水中に添加したとき酸性側のpHを示すも
のであり、第一成分(A)の硬化剤として作用するもの
である。
The acidic curing agent used as the second component CE) includes silicofluorides such as sodium silicofluoride, potassium silicofluoride, calcium silicofluoride, and aluminum silicofluoride; silicon polyphosphate, alkali metal salts of silicon polyphosphate, and titanium phosphate. , phosphates such as zirconium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate: other acid salts such as aluminum 5A acid, aluminum nitrate, aluminum chloride, and various borates. All of these acidic curing agents exhibit an acidic pH when added to water, and act as a curing agent for the first component (A).

これらの酸性硬化剤(B)の内でも、本発明においては
、ケイフッ化物、特にケイフッ化アルカリを用いること
が望ましい。即ち、ケイフッ化アルカリは、硬化剤とし
ての作用を有することは勿論であるが、この硬化剤を含
有する組成物は、水への濡れ性やスラリー状態での流動
性に優れているという利点を与える。このケイフッ化ア
ルカリを、少量のポリリン酸ケイ素との組合せで硬化剤
として用いると硬化体の諸物性の点では最良の結果がイ
Oられる。
Among these acidic curing agents (B), in the present invention, it is desirable to use a silicofluoride, especially an alkali silicofluoride. In other words, the alkali fluorosilicide has the function of a hardening agent, but a composition containing this hardening agent has the advantage of being excellent in water wettability and fluidity in a slurry state. give. When this alkali fluorosilicide is used as a curing agent in combination with a small amount of silicon polyphosphate, the best results can be obtained in terms of various physical properties of the cured product.

本発明においては、第6成分(C)としてアニオン性界
面活性剤を主体とする保水剤を用いる。アニオン性界面
活性剤としては、リグニンスルホン酸塩、アルキルナフ
タリンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、
ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物等が好適に使
用される。カチオン性の界面活性剤では、本発明のよう
な収縮防止効果は得られない。好適な保水剤はナフタリ
ンスルホン酸のホルムアルデヒド高縮合物であり、塩と
しては、カリウム塩、ナトリ、ウム塩、アンモ2ニウム
塩、アミン塩、カルシウム塩等が使用される。
In the present invention, a water retention agent mainly composed of an anionic surfactant is used as the sixth component (C). Examples of anionic surfactants include lignin sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, alkylbenzene sulfonate,
Naphthalene sulfonate formalin condensate and the like are preferably used. A cationic surfactant cannot provide the shrinkage preventing effect as in the present invention. A suitable water retention agent is a formaldehyde high condensate of naphthalene sulfonic acid, and the salts used include potassium salts, sodium salts, umium salts, ammonium salts, amine salts, calcium salts, and the like.

保水剤(C)としては、アニオン性界面活性剤を単独で
使用し得る他、アニオン性界面活性剤をゼオライトと組
合せて用いることができる。ゼオライトを組合せで用い
ると、離漿性の発生防止に補助的効果、乃至は相乗作用
が認められ、しかも耐水性が一層顕著に向上する。ゼオ
ライトとしては、クリノプチロライト、エリオナイト、
モルデナイト、チャバザイトJlpの天然ゼオライトJ
PA型、X型、Y型或いは7“型等の合成ゼオライト類
が好適に使用される。
As the water retention agent (C), anionic surfactants can be used alone or in combination with zeolite. When zeolite is used in combination, an auxiliary effect or a synergistic effect is observed in preventing the occurrence of syneresis, and water resistance is further significantly improved. Zeolites include clinoptilolite, erionite,
Mordenite, Chabazite Jlp natural zeolite J
Synthetic zeolites such as PA type, X type, Y type or 7'' type are preferably used.

本発明においては、固形分を基阜として、ホウケイ酸ア
ルカリ等のバインダー成分(A) 100型針部当り、
酸性硬化剤CB)を50乃至100重量部、特に60乃
至75重量部、及び保水剤としてのアニオン性界面活性
剤(C)を0.1乃至20重量部、特に1乃至5重量部
の景で用いるのがよい。
In the present invention, based on the solid content, binder component (A) such as alkali borosilicate, per 100-type needle,
50 to 100 parts by weight, especially 60 to 75 parts by weight of an acidic curing agent CB), and 0.1 to 20 parts by weight, especially 1 to 5 parts by weight, of an anionic surfactant (C) as a water retention agent. Good to use.

即ち、酸性硬化剤の量が上記範囲よりも少いと、この組
成物が固化しに<<、また硬化物の強度及び耐水性が低
下する傾向があり、捷だ上記範囲よりも多いと流動性が
低下し、ポットライフも頗か/ くなり、更に硬化物の緻密性が失われて、硬化物の緒特
性が低下する傾向がある。
That is, if the amount of the acidic curing agent is less than the above range, the composition tends to solidify and the strength and water resistance of the cured product tend to decrease, while if the amount exceeds the above range, the composition tends to harden. There is a tendency for the pot life to decrease, the pot life to become short, and the compactness of the cured product to be lost, resulting in a decrease in the properties of the cured product.

また、保水剤(、C)の量が上記範囲よりも少ないと、
離漿水発生の防止や収縮の防止の効果が前記範囲内にあ
る場合に比して劣るようになり、一方上記範囲よりも多
いと、スラリーの流動性を低下させ、硬化体の耐水性J
P機械的性質が低下する傾向がみられる。
Also, if the amount of water retention agent (,C) is less than the above range,
The effects of preventing syneresis water generation and shrinkage will be inferior to those within the above range, while on the other hand, if the amount exceeds the above range, the fluidity of the slurry will decrease and the water resistance of the cured product J
There is a tendency for P mechanical properties to decrease.

保水性助剤としてのゼオライトは、バインダー成分(A
) 100重量部当り2乃至7重量部、特に3乃至5重
量部の葉で用いるのがよい。
Zeolite as a water retention aid is a binder component (A
) It is preferred to use 2 to 7 parts by weight, especially 3 to 5 parts by weight of leaves per 100 parts by weight.

本発明の水硬性セメント組成物には上述した必須成分以
外に種々の配合剤乃至は助剤を配合できる。
The hydraulic cement composition of the present invention may contain various additives or auxiliaries in addition to the above-mentioned essential components.

例えば、この組成物にはフライアッシュを配合すること
が望ましい。即ち、保水剤としてのアニオン性界面剤を
配合すると、硬化成形体の圧縮強度が若干低下する傾向
があるが、フライアッシュ、を配合することにより、圧
縮強度の低下を防止し、更に、離漿水発生防止及び耐透
水性向上、更に耐海水性向上にも補助的な効果が認めら
れる。フライアッシュとは、微粉炭燃焼ボイラーから集
ジン器で捕集される微小な灰の粒子であって、一般にシ
リカが45%以上の灰分の球状粒子で、44μのフルイ
を75%以上が通過するものである。このフライアッシ
ュは、バインダー成分(A) 100重量部当り2乃至
60重量部、特に5乃至25重置部の量で用いるのがよ
い。
For example, it is desirable to incorporate fly ash into this composition. In other words, when an anionic surfactant is added as a water retention agent, the compressive strength of the cured molded product tends to decrease slightly, but by adding fly ash, this decrease in compressive strength is prevented, and furthermore, syneresis Supplementary effects are observed in preventing water generation and improving water permeability, as well as improving seawater resistance. Fly ash is minute ash particles collected by a gin collector from a pulverized coal combustion boiler, and is generally a spherical particle with an ash content of 45% or more of silica, and 75% or more of it passes through a 44μ sieve. It is something. This fly ash is preferably used in an amount of 2 to 60 parts by weight, particularly 5 to 25 parts by weight, per 100 parts by weight of the binder component (A).

本発明の水硬性セメント組成物には、結晶性メタケイ酸
バリウムの粉末を配合することが、フロー特性の点で望
ましい。即ち、結晶性メタケイ酸バリウムを配合するこ
とにより、硬化前の水性スラリーの流動性が顕著に向上
し、例えば容器内に粒状廃棄物を充填し、この後に水性
スラリーを注加した局舎でさえも、全ての粒状物間の微
細空間にすき間′f、【シに浸透し、先金な同化体を形
成することが可能となる。結晶性メタケイ酸バリウムは
、一般に0.5乃至60重量%の水町溶分を官有するも
のが、この目的に好適である。成分CE)は成分(A)
 1 () 0重量部当り0.1乃至20重量部、特に
1乃至5重量部の址で使用するのがよい。
From the viewpoint of flow characteristics, it is desirable to incorporate crystalline barium metasilicate powder into the hydraulic cement composition of the present invention. That is, by blending crystalline barium metasilicate, the fluidity of the aqueous slurry before hardening is significantly improved. It also penetrates into the microscopic spaces between all the particles, making it possible to form solid assimilated bodies. Crystalline barium metasilicate, generally having a water-soluble content of 0.5 to 60% by weight, is suitable for this purpose. Component CE) is component (A)
It is preferable to use 0.1 to 20 parts by weight, particularly 1 to 5 parts by weight, per 0 parts by weight of the compound.

補強剤としては、ガラス繊維、ロック・ウール、スラグ
・ウール、石綿、タルク、カーボン繊維、金)IA織繊
維のステーブル、スライバー、マット、織イ臥不織布或
いは網等の繊維質補強剤を使用す署      ること
ができ、更にカーボンブラック、ガラス粉、ホワイトカ
ーボン、ケイ砂粉、各輝金属粉等の微Vy末1111強
剤を使用することができる。また、充填オイとしては、
カオリン、暁成りレイ、酸性白土、活性白土、二酸化ケ
イ素、アルミノケイ1i12およびその塩、二酸化チタ
ン、二酸化ジルコニウム、アルミナ粉、硫酸バリウム、
炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム
、ケイ酸カルシウム、酸化亜鉛、石膏、ゼオライト粉、
砂、岩石、耐火性鉱物等の各捕無機質充填材や骨材が使
用される。捷だ、本発明のセメント組成物の強度補強な
らびに適度の含水量の調節のために、ポルトランドセメ
ント粉末、アルミナセメント粉末、等の水利型セメント
粉末を使用することもできる。さらにまたフェノール樹
脂、尿素樹脂、CMC等の各種有機質の充填材を粉末と
してまたは液状体として配合使用することができる。
As a reinforcing agent, use fibrous reinforcing agents such as glass fiber, rock wool, slag wool, asbestos, talc, carbon fiber, gold) IA woven fiber stable, sliver, mat, woven non-woven fabric or net. In addition, fine Vy powder 1111 strength agents such as carbon black, glass powder, white carbon, silica sand powder, and various bright metal powders can be used. In addition, as a filling oil,
Kaolin, Akatsuki Rei, acid clay, activated clay, silicon dioxide, aluminosilicon 1i12 and its salts, titanium dioxide, zirconium dioxide, alumina powder, barium sulfate,
Magnesium carbonate, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium silicate, zinc oxide, gypsum, zeolite powder,
Inorganic fillers and aggregates such as sand, rock, and refractory minerals are used. However, water-based cement powders such as Portland cement powder, alumina cement powder, etc. can also be used to strengthen the cement composition of the present invention and to appropriately adjust the water content. Furthermore, various organic fillers such as phenol resin, urea resin, CMC, etc. can be mixed and used in the form of powder or liquid.

顔料としては、二酸化チタン等の白色顔料の外に、黄鉛
、ベンガラ、群青、クロムグリーン、マルスバイオレッ
ト、カーボンブラック、ベンガラ等の有色顔料が使用さ
れる。
In addition to white pigments such as titanium dioxide, colored pigments such as yellow lead, red iron, ultramarine, chrome green, mars violet, carbon black, and red iron are used as pigments.

前月としては、用途に応じて、酸性、中性或いは塩基性
の各種耐火物骨材が使用され、例えばシャモット、ロウ
石、ムライト、半ケイ石質高アルミナ質(パーライト)
等のAlvOs  S i Ox系骨材;ケイ石等の5
i02系骨材;コランダム、その他の電融アルミナ等の
A /lOs系骨材;ホルステライト等のMgO−8i
O7系骨材;炭化硅素(SiC系):焦鉛ニクロム質、
クロムマグネシウム質、マグネシウムクロム質;マグネ
シアクリンカ−1電融マグネシア、焼成ドロマイト、マ
グネシャ、カルジャ等の単独或いは2種以上の組合せを
挙げることができる。
Various acidic, neutral, or basic refractory aggregates are used depending on the purpose, such as chamotte, waxite, mullite, semisiliceous high alumina (perlite), etc.
AlvOs SiOx aggregates such as;
i02 type aggregate; A/lOs type aggregate such as corundum and other fused alumina; MgO-8i such as holsterite
O7-based aggregate; silicon carbide (SiC-based): pyrolead nichrome,
Magnesium chromium, magnesium chromium; magnesia clinker 1 Magnesium fused magnesia, calcined dolomite, magnesia, karja, etc. may be used alone or in combination of two or more.

これらの骨材は、それ自体公知の粒度調整、郡ち、一般
に粒径1乃至5mmの粗粒分が10乃至70重素置、粒
径1門よりも小さい微粒分が90乃至60重it%とな
るような割合いで配合し、耐火物組成物とする。勿論、
これらの骨材を、直接上記粒度構成に近い粒度となるよ
うに粉砕し、篩分は等を行うことなしに骨材として使用
することもできる。
These aggregates are subjected to particle size adjustment which is known per se. Generally, the coarse particles with a particle size of 1 to 5 mm are 10 to 70% by weight, and the fine particles with a particle size of less than 1 mm are 90 to 60% by weight. A refractory composition is prepared by blending them in such proportions as follows. Of course,
These aggregates can also be directly pulverized to a particle size close to the above particle size structure and used as aggregates without sieving or the like.

また、初期水性分散液の粘着性を一時的に増強するため
に、各種糊料、ラテックス、各種増粘剤等を配合するこ
ともできる。
Furthermore, various thickeners, latexes, various thickeners, etc. may be added to temporarily enhance the tackiness of the initial aqueous dispersion.

上述した配合剤は、勿論最終組成物の作業性を損わない
ように、種類及び配合量を選択する必要がある。
Of course, the types and amounts of the above-mentioned compounding agents must be selected so as not to impair the workability of the final composition.

本発明の水硬性セメント組成物は、硬化剤成分とバイン
ダー成分とを別個に包装したツー・パッケージ型の硬化
組成物として、また全ての成分を一緒に配合したワン・
パッケージ型の硬化組成物として種々の用途に供するこ
とができる。
The hydraulic cement composition of the present invention can be used as a two-package curing composition in which the curing agent component and the binder component are packaged separately, or as a one-package curing composition in which all the components are mixed together.
It can be used for various purposes as a packaged cured composition.

本発明のセメント組成物髪ま、種々の成形物品の製造に
使用することができる。例えば、本発明の・iメント組
成物は、繊維質或いは微粉末状の補強材或いは充填材、
更に骨材と組合せて、種々の離燃性の成形構造物、例え
ば屋根材、内外装用タイル、ブロック、レンガ、中空壁
部材、床部材、仕切部材、防音材、高層建築の鉄材の耐
火被覆等の建築材料:テーブル、椅子等の家具類;食器
その他の容器;各種装飾品;パイプ、シート、ブロック
、ビーム、柱、ケーシング等の各8構造材料;各種鋳物
用型;定形成いは不定形の窯業用レンガ;産業廃棄特に
放射性PA棄等の処理にA、〜着11す、粘結剤、接着
剤、固結剤、セメント剤、目池剤、ノ(インダーとして
有用である。
The cement composition of the present invention can be used in the production of various molded articles. For example, the i-ment composition of the present invention may contain a fibrous or finely powdered reinforcing material or filler,
Furthermore, in combination with aggregate, it can be used to create various combustible molded structures, such as roofing materials, interior and exterior tiles, blocks, bricks, hollow wall members, floor members, partition members, soundproofing materials, fireproof coatings for steel materials in high-rise buildings, etc. Building materials: Furniture such as tables and chairs; Tableware and other containers; Various decorative items; Eight structural materials such as pipes, sheets, blocks, beams, columns, and casings; Various casting molds; Fixed or irregular shapes Bricks for the ceramic industry; Useful as a binder, adhesive, solidifying agent, cement agent, filler agent, and inder for the treatment of industrial waste, especially radioactive PA waste.

また、本発明のセメント組成物は、ガラス、レンガ、ス
レート、ブロック、トウ磁器等の各種魚業製品、金屑等
を接着させて集合体乃至は接涜構造物を製造するための
接着剤としての用途にも有用である。
The cement composition of the present invention can also be used as an adhesive for manufacturing aggregates or sacrificial structures by bonding glass, bricks, slate, blocks, various fish industry products such as tow porcelain, scrap metal, etc. It is also useful for applications such as

更に本発明のセメント組成物は、レンガ、トウ器、コン
クリート製品、石膏ボード、木材、紙、その他の繊^[
1i爬品を言浸乃至衣面処(417,して、これらの材
料に不燃性或いは水不浸透性等の性質を賦与するのに有
用であり、またこれQこ不燃性被覆を形成するのに有用
である。
Furthermore, the cement composition of the present invention can be applied to bricks, towware, concrete products, gypsum boards, wood, paper, and other fibers.
It is useful for imparting properties such as non-combustibility or water impermeability to these materials, and is also useful for forming non-combustible coatings. It is useful for

更にまた、本発明のセメント組成物は、充填材或いは顔
料を必要により添加して、無機質塗料とし、耐熱塗料と
して各種構造物に塗布することができる。
Furthermore, the cement composition of the present invention can be made into an inorganic paint by adding fillers or pigments as necessary, and applied to various structures as a heat-resistant paint.

本発明の組成物を用いて固化物成形物、接着構造物及び
被覆構造物を製造するに際して、その水性分散体の硬化
は、常態においても或いは加熱加圧下にも行うことがで
きる。例えば、硬化温度は10乃至200℃、特に10
乃至150℃の範囲でよく、また硬化時の圧力は常圧で
も或いは10kg/am2程度迄の加圧下でもよい。ま
た、硬化時の騨囲気は通常空気中で十分であるが、所望
によっては減圧下或いは窒素ガス雰囲気のような不活性
雰囲気とすることができ、更に硬化時間を短縮するため
に雰囲気として炭酸ガスを用いてもよい。
When producing solidified molded products, adhesive structures, and coated structures using the composition of the present invention, the aqueous dispersion can be cured under normal conditions or under heat and pressure. For example, the curing temperature is 10 to 200°C, especially 10
The temperature may be in the range of 150° C. to 150° C., and the pressure during curing may be normal pressure or under pressure of up to about 10 kg/am 2 . In addition, the atmosphere during curing is usually air, but if desired, it can be under reduced pressure or an inert atmosphere such as a nitrogen gas atmosphere, and carbon dioxide gas can be used as the atmosphere to further shorten the curing time. may also be used.

さらにまた、硬化に際して硬化、雰囲気を高湿度、例え
ば60%、好適には80%以上の条件に保つことによっ
て、硬化体の内部と表面部とを均質に硬化させることが
可能となり、成型体の強度ならびに他の物性を向上させ
ることができる。
Furthermore, by keeping the curing atmosphere at a high humidity condition, for example, 60%, preferably 80% or higher, it is possible to homogeneously harden the inside and surface of the cured product, making it possible to harden the molded product uniformly. Strength and other physical properties can be improved.

必要な硬化時間は、温度や硬化剤さらに助剤の種類及び
配合量によっても相違するが、一般的に言って、2分間
乃至1週間の内から用いる硬化温度に応じて適当な時間
を選ぶのがよい。例えば、被覆組成物の加熱硬化の場合
には2乃至10分間程度の時間で十分な硬化を行うこと
ができ、接着構造物や厚手の成形物の室温硬化の場合に
は、完全な機械的強度を有する硬化物を得るのに1週間
程度の時間を要する場合もある。
The required curing time varies depending on the temperature, curing agent, and type and amount of auxiliary agents, but generally speaking, choose an appropriate time depending on the curing temperature used from 2 minutes to 1 week. Good. For example, in the case of heat curing of a coating composition, sufficient curing can be achieved in about 2 to 10 minutes, and in the case of room temperature curing of adhesive structures and thick moldings, complete mechanical strength can be achieved. It may take about one week to obtain a cured product having the following properties.

本発明のセメント組成物は、前述した種々の特性を有す
るため、放射性廃棄物I¥jに無水芒硝や無水ホウ#l
塩を含む廃水乾燥物の固化剤としての用途にに供すると
種々の利点が達成される。先ず、本発明の水硬性セメン
ト組成物は、著しく少量の゛混水量で硬化が可能で、し
かもこの硬化物は種々の機械的強度に優れている1こめ
、従来の水硬性セメント類に比して著しく少量の使用で
放射性廃棄物の固化をでき、その結果として、廃棄物を
高い減容比でドラムカン等の容器内に充填させ、固化さ
せることがでべる。しかも、ごの硬化用水性セメント組
成物は、少ない混水量にもかかわらず、1粍い流動性を
イイしており、前記廃棄物の粒状体を容器内に充填した
後、これを性別した場合にも容器内の隅々に行きわたっ
て、これらを被覆し一体に固化するという作用を有する
。更に、この同化剤は硬化後の緻密性、耐透水性、耐収
縮性も優れているため、仮りに水分等と接触した場合に
も、廃棄物と水とが直接接触するのが防止され、1だ廃
棄物等に含まれる無水塩が吸水結晶化するのを防止して
、固化剤の層にダラツク等が発生するのを防止できる。
Since the cement composition of the present invention has the various properties described above, it is suitable for use in radioactive waste I¥j such as anhydrous mirabilite or anhydrous borium.
Various advantages are achieved when dry salt-containing wastewater is used as a solidifying agent. First, the hydraulic cement composition of the present invention can be cured with an extremely small amount of water mixed in, and the cured product has excellent mechanical strength in various ways, compared to conventional hydraulic cements. It is possible to solidify radioactive waste using a very small amount, and as a result, the waste can be filled into a container such as a drum can and solidified at a high volume reduction ratio. In addition, the aqueous cement composition for hardening has excellent fluidity despite the small amount of water mixed in, and when the waste granules are filled in a container and then mixed, It also has the effect of reaching every corner of the container, coating them, and solidifying them together. Furthermore, this assimilating agent has excellent density, water permeability, and shrinkage resistance after curing, so even if it comes into contact with moisture, direct contact between waste and water is prevented. First, it can prevent the anhydrous salt contained in the waste etc. from absorbing water and crystallizing it, thereby preventing the formation of slugs etc. in the solidifying agent layer.

のみならず、この固化剤は耐水性、耐酸性、耐候性に優
れているばかりではなく、海水に対しても顕著な耐性を
有している。更に、この固化剤は廃棄物中に高放射性の
セシウムが含有されている場合にも、これを固定してそ
の溶出を防止するという予想外の特性を有している。
Furthermore, this solidifying agent not only has excellent water resistance, acid resistance, and weather resistance, but also has remarkable resistance to seawater. Furthermore, this solidifying agent has the unexpected property of fixing highly radioactive cesium and preventing its elution even when the waste contains highly radioactive cesium.

本発明を次の例で説明する。The invention is illustrated by the following example.

実施例1゜ セメント組成物について説明する。Example 1゜ The cement composition will be explained.

A−1水溶性ホウケイ酸アルカリ(バインダー剤、成分
(A)) 水溶性ホウケイ酸アルカリとしては、本発明者等の特許
(’%公昭57−42581号公報〕明細書記載の方法
に準拠して調製した下記組成の水溶性ホウケイ酸ソーダ
粉末の試料番号BF;S−1を主に選んだ。
A-1 Water-soluble alkali borosilicate (binder agent, component (A)) The water-soluble alkali borosilicate is prepared according to the method described in the patent of the present inventors ('% Publication No. 57-42581). Sample number BF; S-1 of water-soluble sodium borosilicate powder having the following composition was mainly selected.

第1表 A−2ポリリン酸ケイ素(酸性硬化剤(1)、成分(B
)) ボIJ 9ン酸ケイ素は本発明者等の2件の特許(特公
昭46−40866号および特公昭46−42711号
公報及び特公昭57−42581号公報)明細書記載の
方法に準拠して調製された下記組成及び特性のポリリン
酸ケイ素の試料番号Ps−1を主に選んだ。
Table 1 A-2 Silicon polyphosphate (acid curing agent (1), component (B)
)) BoIJ Silicon 9-phosphate was prepared according to the method described in the specifications of two patents of the present inventors (Japanese Patent Publication No. 46-40866, Japanese Patent Publication No. 46-42711, and Japanese Patent Publication No. 57-42581). Sample No. Ps-1 of silicon polyphosphate having the following composition and characteristics was mainly selected.

第2表 なお、ここに調製したポリリン酸ケイ素について、下記
に記載する測定方法によって分散性ならびにゲル化時間
を測定し、その結果を第4表に併せ表示する。
Table 2 Note that the dispersibility and gelation time of the silicon polyphosphate prepared herein were measured by the measuring method described below, and the results are also shown in Table 4.

A)分散性ならびにゲル化時間の測定 ゲル化時間の測定は、本発明者らの出s特許(特公昭5
7−42581号及び特願昭57−62277号公報)
明細書記載の方法に準拠して測定した。
A) Measurement of dispersibility and gelation time Measurement of gelation time is carried out in accordance with the patent issued by the present inventors.
7-42581 and Japanese Patent Application No. 57-62277)
It was measured according to the method described in the specification.

また分散性に関しては、粉末試料に水を加え、攪拌を開
始した時に試料全体が均質なペースト状となることを分
散性良好とし、攪拌開始時にママコが出来たり、不均質
状態になる時は分散性不良と判断した。もちろん分散性
不良の試料は本発明の硬化剤とはならない。
In addition, regarding dispersibility, when water is added to a powder sample and the entire sample becomes a homogeneous paste when stirring is started, the dispersibility is considered to be good. It was determined that he had a sexual defect. Of course, samples with poor dispersibility cannot be used as the curing agent of the present invention.

A−3ケイフッ化アルカリ(酸性硬化剤(2)、成分(
8月 ケイフッ化アルカリとしては、市販工業薬品のケイ7)
化ソーダ(Nα2SiFa)の粉末を選んだ。
A-3 Alkali fluorosilicide (acid curing agent (2), component (
As an alkali silicofluoride, the commercially available industrial chemical 7)
Sodium oxide (Nα2SiFa) powder was selected.

A−47ニオン系界面活性剤(保水剤、成分(の)アニ
オン糸界面活性剤としては、市販品のβ−ナフタリンス
ルホン酸ホルiリン縮金粉末である商品名デモールN(
花王石けん株式会社製ンを主に選んだ。
A-47 Anionic surfactant (water retention agent, component) The anionic surfactant is commercially available β-naphthalene sulfonic acid phorin powder with the trade name Demol N (
We mainly selected products manufactured by Kao Soap Co., Ltd.

A−5結晶性メタケイ酸バリウム(流動性改良剤、成分
(C)) 結晶性メタケイ酸バリウムとしては、一般市販のもので
も良いが、本実施例においては代表的調製方法として下
記参考例1に記載された方法により14製した結晶性メ
タケイ酸バリウム試料番号B5−1を選んだ。
A-5 Crystalline barium metasilicate (flow improver, component (C)) Crystalline barium metasilicate may be a commercially available product, but in this example, the following Reference Example 1 was used as a typical preparation method. Crystalline barium metasilicate sample number B5-1, prepared by the method described, was selected.

参考例1゜ ケイ酸源にフラタリ硅砂、及び特許(特願昭57−42
581号公報)明細書記載の参考例10方法で調製され
た特殊ケイ酸ゲルである易反応性ケイ酸と7ラタリ硅砂
との等モル混合物、バリウム源として市販試薬の炭酸バ
リウムを選び、5sOt/BaOのモル比が0.2乃至
1、好ましくは0.5乃至1、より好ましくは1になる
ように調製し両者を混合し、15乃至20%の水で調湿
造粒にて約10闘径の顆粒状とした後、回転式キルンを
用いて、900乃至1200℃好ましくは1000乃至
1100℃で0.5乃至1時間、焼成し、乾式粉砕にて
粒径6J]μ以下95%以上に分殺し結晶性メタケイ酸
バリウム塩を調製した。
Reference example 1゜Flattary silica sand as a silicic acid source and patent (patent application 1983-42
581 Publication) An equimolar mixture of easily reactive silicic acid, which is a special silicic acid gel prepared by the method of Reference Example 10 described in the specification, and 7 Lattari silica sand, barium carbonate, a commercially available reagent, was selected as the barium source, and 5 sOt/ Adjust the molar ratio of BaO to 0.2 to 1, preferably 0.5 to 1, more preferably 1, mix both, and granulate with 15 to 20% water for about 10 minutes. After pulverizing into granules with a diameter of 6J]μ or less, they are fired in a rotary kiln at 900 to 1200°C, preferably 1000 to 1100°C for 0.5 to 1 hour, and then dry pulverized to a particle size of 6J] μ or less and 95% or more. A fractionated crystalline barium metasilicate salt was prepared.

第3表 B)成分(C)の水可溶BaOの測定 試料5tを秤量し、2001rLl三角フラスコに入れ
蒸留水100−を加え、密栓して30分間攪拌した後口
別し、そのF液中のBaO成分を分析し、試料5tで徐
した重量%をもって、BaO成分の水可溶分とする。
Table 3 B) Measurement sample of water-soluble BaO (component (C)) 5 tons was weighed, placed in a 2001rL Erlenmeyer flask, added with 100% of distilled water, tightly stoppered, stirred for 30 minutes, separated, and placed in the solution F. The BaO component of the sample was analyzed, and the weight percent obtained by dividing the sample by 5 tons was taken as the water-soluble portion of the BaO component.

A−6無定形ケイ酸バリウム(充填安定化剤、成分(D
)) 無定形ケイ酸バリウムとしては、本発明者等の特許(特
願昭57−42581号公報)明細書記載の一者例2の
方法tC準拠して調製した無定形ケイ酸バリウムの試料
番号BAL&−1を主に選んだ。
A-6 Amorphous barium silicate (filling stabilizer, component (D
)) As the amorphous barium silicate, sample number of amorphous barium silicate prepared according to the method tC of Example 2 described in the patent specification of the present inventors (Japanese Patent Application No. 57-42581) is used. I mainly chose BAL&-1.

なおここに調製されたケイ酸バリウムの粒度分布は、1
0μ以下(50重敏%)、10乃至30μ(60屯喰%
)、60乃至60μ(20市量%)又このものの5%水
分散pliは11及びl’laoの水可溶分は2.6重
量%であった。
The particle size distribution of the barium silicate prepared here is 1
0μ or less (50%), 10 to 30μ (60%
), 60 to 60μ (20% by weight), and the 5% water dispersion pli of this was 11, and the water soluble content of l'lao was 2.6% by weight.

A−7助剤 助剤としては、本発明のセメント組成物としてノヘース
トの流動性を低下させない条件において、主に下記に示
す粉末を助剤として選んだ。
A-7 Auxiliary As the auxiliary, the following powders were mainly selected as the auxiliary under conditions that do not reduce the fluidity of Nohaste as the cement composition of the present invention.

品 名      主成分   原料番号ケイ酸カルシ
ウム  <CaO8ift)  AG −CSケイ酸マ
グネシウム  <Ma()Sift)   AG −M
Sフライアッシュ   C3iOx)    AG−h
’1ゼオライト     ()   AG−Zポルトラ
ンドセメント   ()   AG−PC以上の配合剤
を用いて、第4表に本実施例の基本配合としてのセメン
ト組成物を表示した。
Product name Main ingredient Raw material number Calcium silicate <CaO8ift) AG -CS Magnesium silicate <Ma()Sift) AG -M
S fly ash C3iOx) AG-h
'1 Zeolite () AG-Z Portland Cement () Table 4 shows the cement composition as the basic formulation of this example using compounding agents of AG-PC or higher.

第4表 B−1セメント組成物のペーストおよび固化体第1表に
表示した6種の基本配合を用いて、アニオン界面活性剤
のデモールNおよヒ助剤(セオライト、フライアッシュ
等)を添加した第2表に表示した各配合の水硬性セメン
ト組成物粉体を所足の混水量で均質なペーストとしおよ
びこのペーストを型枠(60φxt50mm)K流し込
み、温度25℃、関係湿度75%の条件で硬化させ、得
られた固化体について下記A乃至Hに記載する測定方法
による物性ならびに効果についてそれぞれ測定し、その
結果を第6表に表示した。なお本発明の七メン)f、f
ll動物おけるアニオン界面活性剤および助剤の添加効
果を明確にするために、比較例(試料番号111−1)
を示した。
Table 4 B-1 Paste and solidified cement composition Using the six basic formulations shown in Table 1, anionic surfactant Demol N and auxiliary agents (ceolite, fly ash, etc.) were added. The hydraulic cement composition powder of each composition shown in Table 2 was made into a homogeneous paste by mixing the required amount of water, and this paste was poured into a mold (60φ x 50mm) under the conditions of a temperature of 25°C and a relative humidity of 75%. The physical properties and effects of the obtained solidified product were measured using the measurement methods described in A to H below, and the results are shown in Table 6. In addition, the seven members of the present invention) f, f
Comparative Example (Sample No. 111-1)
showed that.

以上の結果、第5表及び第6表から明らかなように、本
発明の基本配合から成るセメント組成物の固化体は、離
漿現象を併ないながら硬化し、固化1本は、体積収縮を
来たすが、試料番号1−1から1〜5の結果からアニオ
ン界面活性剤のデモールNを添加することによって、離
漿が抑制されその結果同化体は保水性が向上し、収縮率
が減少することが理解される。
As a result of the above, as is clear from Tables 5 and 6, the solidified cement composition consisting of the basic composition of the present invention hardens with syneresis phenomenon, and one solidified solidified product exhibits volumetric shrinkage. However, from the results of sample numbers 1-1 to 1 to 5, by adding the anionic surfactant Demol N, syneresis is suppressed, and as a result, the water retention of the assimilate is improved and the shrinkage rate is reduced. is understood.

又、極めて興味のある結果として保水剤としてのデモー
ルNを配合することによって、本発明のセメント組成物
は上記した収縮が防止されると共に、従来の水硬性セメ
ントの欠点であった耐透水性が著しく改善されることが
判明した。しかも助剤として%にゼオライトを併用する
ことによってその保水性ならびに耐透水性の点で一層の
向上が見られる。
Also, as a very interesting result, by incorporating Demol N as a water retention agent, the cement composition of the present invention can prevent the above-mentioned shrinkage and also improve water permeation resistance, which was a drawback of conventional hydraulic cement. It was found that this was significantly improved. Furthermore, by using zeolite as an auxiliary agent, further improvements can be seen in terms of water retention and water permeation resistance.

史らにデモールNu従来、セメントの減水剤としてセメ
ントペーストの流動性を向上させる目的で利用されてい
るが、本発明のセメント組成物糸では、むしろ低下させ
るし、又圧縮強度も減少させる傾向にあることから、上
記のデモール添加による効果は、従来のセメント系には
なかった本発明のセメント組成物に見られる特徴である
Demol Nu has conventionally been used as a water reducing agent for cement to improve the fluidity of cement paste, but in the cement composition yarn of the present invention, it tends to lower it and also tend to reduce the compressive strength. For this reason, the above-mentioned effect due to the addition of Demol is a feature found in the cement composition of the present invention, which was not found in conventional cement systems.

更らに助剤としてゼオライト及びフライアッシュを併用
することによって減少ぎみの圧縮強度も改良され又、耐
透水性も安定化されることもよく理解される。
Furthermore, it is well understood that the combined use of zeolite and fly ash as auxiliary agents improves the compressive strength that tends to decrease, and also stabilizes the water permeation resistance.

A)混水量 ペースト中の添加水の重量% B)  70−値 試料粉体を所定量の混水量(Xft%)で均質な水性ペ
ーストとし、各経時毎にその一定量5mlを注射器で傾
斜角50°のガラス傾斜板上に流し、その1分間の初期
落下長(ホ)を測定し、その値をフロー値(cm/m1
n)と定義し、この値から水性ペーストの流動特性を評
価した。
A) Amount of water mixed: Weight % of added water in the paste B) 70-value sample powder is mixed with a predetermined amount of water (Xft%) to make a homogeneous aqueous paste, and at each time, a fixed amount of 5 ml is poured with a syringe at an inclination angle. Flow onto a glass inclined plate at an angle of 50°, measure the initial fall length (E) for 1 minute, and calculate that value as the flow value (cm/m1).
n), and the flow characteristics of the aqueous paste were evaluated from this value.

C)固化時間 水性ペーストが温度25℃、関係湿度75%の条件で経
時的にゲル化しつつ硬化して、固化体の表面が硬度Hの
鉛薙の芯がささらなくなる時間を計り、同化時間(hr
)とした。
C) Solidification time The aqueous paste gels and hardens over time under conditions of a temperature of 25°C and relative humidity of 75%, and the time required for the surface of the solidified product to become clear of the hardness H lead wick is measured, and the assimilation time ( hr
).

D)離漿率 1M度25℃、関係湿度75%の条件で、完全密封容器
に所定混水財の所定重量のペース)(H’s)を注入し
、光音同化した4日後に、脱型した固化体の表面の離漿
水を素早く払きとり、その固化体の重i: (Wt )
を測定し、次いで下記の式より離漿率を算出した。
D) Syneresis rate 1M Under the conditions of 25°C and relative humidity of 75%, inject a specified weight of pace) (H's) of a specified mixed product into a completely sealed container, and 4 days after photoacoustic assimilation, syneresis. Quickly wipe off the syneresis water on the surface of the molded solidified body, and the weight of the solidified body i: (Wt)
was measured, and then the syneresis rate was calculated using the following formula.

(14’+  Wt) 100 離漿率−一□ O ただしW。−混水量を含むセメント組成物の理論水分量 E)収縮率 温度25℃、関係湿度75%の条件で、完全密封容器(
内径DI)に所定混水敏のペーストを注入し、死金同化
した4日後に脱型した同化体の径(Dりを測定し、次い
で、下記の式より収縮率を算出した。
(14'+ Wt) 100 Syneresis rate -1□ O However, W. - Theoretical moisture content of the cement composition including the amount of mixed water
A paste with a predetermined water density was injected into the inner diameter DI), and the diameter (D) of the demolded assimilated product was measured 4 days after the assimilation of the dead metal, and then the shrinkage rate was calculated from the following formula.

F)透水度 直径3.5crrL、厚さ5CIrLの固化体を静置条
件の赤色着色水中に浸漬させた後、同化体を上、中、下
に輪切りにした三つ個の切断面の着色水の浸透度(Il
llR)を同化体側面よりそれぞれ測定し、その平均値
から透水度を評価した。
F) Water permeability After immersing a solidified body with a diameter of 3.5 crrL and a thickness of 5 CIrL in red colored water under standing conditions, the assimilated body was sliced into three slices into colored water at the top, middle, and bottom. The penetrance (Il
llR) was measured from the side of the assimilate, and the water permeability was evaluated from the average value.

G)耐水性 同化体を静電水中に浸漬させ、少なくとも60日以上に
亘って、ヒビ割れ、崩壊及び膨潤等の形状変化が全くな
い場合をもって耐水性有りと評価した。
G) Water Resistance The assimilated product was immersed in electrostatic water, and was evaluated as water resistant if there was no change in shape such as cracking, collapse, or swelling for at least 60 days.

、、li)曲げ及び圧縮強度 温度25℃、関係湿度75%の条件で3日周化両生した
JIS−A1106 K準拠して得た正方形断面の供試
体について、6点曲げ法で曲げ強度を測定しfこ。又J
IS−A1114に準拠して、形状比2<L/D)の円
柱体の供試体について圧縮強度を測定した。
,,li) Bending and Compressive Strength The bending strength was measured by the 6-point bending method on a square cross-section specimen obtained in accordance with JIS-A1106K, which was subjected to 3-day cycles under the conditions of a temperature of 25°C and a relative humidity of 75%. Shifko. Also J
The compressive strength of a cylindrical specimen having a shape ratio of 2<L/D was measured in accordance with IS-A1114.

実施例2゜ 本発明のセメント組成物の耐酸性、耐海水及び耐浸出性
等の諸耐性について説明する。
Example 2 Various resistances such as acid resistance, seawater resistance and leaching resistance of the cement composition of the present invention will be explained.

第4表に表示した配合による本発明のセメント組成物の
同化体について、下記I乃至Kに記載する方法によって
それぞれ諸耐性を評価し、その結果を併せて第4表に表
示した。なお評価を明確にするため、普通セメント(試
料番号2H−1,2H−2)、耐酸セメント(試料番号
211−3)をそれぞれ比較例とした。
The various resistances of the assimilated cement compositions of the present invention having the formulations shown in Table 4 were evaluated by the methods described in I to K below, and the results are also shown in Table 4. In order to clarify the evaluation, ordinary cement (sample numbers 2H-1 and 2H-2) and acid-resistant cement (sample number 211-3) were used as comparative examples.

I)耐酸性 供試体を濃度60%の減酸に28日間浸漬後、圧縮強度
CP(h)を測定し、浸漬前の圧縮強度(P ao)か
ら下式のように耐酸性を評価した。
I) Acid resistance The compressive strength CP (h) was measured after the specimen was immersed in reduced acid at a concentration of 60% for 28 days, and the acid resistance was evaluated from the compressive strength (P ao) before immersion using the following formula.

耐酸性= Cl−CPa。−PaI)/Pao〕100
J)耐海水性 供試体を海水に28日間浸漬後、圧縮強度(PtB)を
測定し、浸漬前の圧縮強度(P8o)から下式のように
耐海水性を評価した。
Acid resistance = Cl-CPa. -PaI)/Pao]100
J) Seawater resistance After immersing the specimen in seawater for 28 days, the compressive strength (PtB) was measured, and the seawater resistance was evaluated from the compressive strength (P8o) before immersion using the following formula.

耐海水性= (1−(J’go−Pat)/Pso) 
I DOK)セシュムイオンの耐浸出性 所定量のセシュムイオンを含む水で固化させた供試体を
一定量の純水中[30日間浸漬させた後、溶出セシュム
イオン量を定量し、これより浸出率(装置%)を算出し
、耐浸出性を評価した。
Seawater resistance = (1-(J'go-Pat)/Pso)
I DOK) Leaching resistance of seshum ions A specimen solidified with water containing a predetermined amount of seshum ions was immersed in a certain amount of pure water for 30 days. ) was calculated to evaluate the leaching resistance.

L)セシュムの耐浸出1生 所定量のセシュムイオンを含む水で固化させた供試体を
一定吐の純水中VC40日間浸漬さ一忙た後、溶出セシ
ュムイオン献を定it L、これより?拝出率(徂財%
)を算出し、この値より耐浸出性を計画(7た。
L) Resistance to leaching of seshum 1 After a specimen solidified with water containing a predetermined amount of seshum ions was immersed in pure water with a constant flow of VC for 40 days, the leaching resistance of seshum ions was determined. Delivery rate (foreign wealth%)
) was calculated, and the leaching resistance was planned based on this value (7).

以上の結果、第8表から明らかなように、本発明による
セメント組成物からなる固化体は、従来の水硬性セメン
ト同化体に比較して耐酸性、耐海水性、及びセシウムイ
オンの耐浸出性等の諸耐性に著しく優ぐれた同化体であ
ることが判明した。
As a result of the above, as is clear from Table 8, the solidified body made of the cement composition according to the present invention has better acid resistance, seawater resistance, and cesium ion leaching resistance than conventional hydraulic cement assimilates. It has been found that it is an assimilated substance with extremely excellent resistance to various conditions such as.

行くに耐酸性、耐海水性において、助剤としてのフライ
アッシュが、又耐浸出性においてはゼオライトがそれぞ
れ本発明の基本配合及びデモールNvC対して効果的な
相乗性が発現されることもよく理解される。
It is also well understood that fly ash as an auxiliary agent has effective synergy with the basic formulation of the present invention and Demol NvC in terms of acid resistance and seawater resistance, and zeolite has effective synergism with respect to leaching resistance. be done.

実施例S 不発明水硬性セメント組成物の応用例について説明する
Example S An application example of the inventive hydraulic cement composition will be described.

6−1:ペレット状放射性廃棄物の同化原子力@電析な
どから発生する放射性廃棄物は従来ドラム缶などの容器
内でセメントやアスファルトと均質混合固化させた後、
保管されているが、従来の方法では容器内に充填できる
放射性廃棄物のtが少なく、貯蔵体の個数が増大するた
め、この減容比の改善が求められている。
6-1: Assimilation of pelleted radioactive waste Radioactive waste generated from nuclear power @electrodeposition is conventionally mixed homogeneously with cement or asphalt in a container such as a drum and solidified.
However, in the conventional method, the amount of radioactive waste that can be filled into a container is small, and the number of storage bodies increases, so there is a need to improve this volume reduction ratio.

この貯蔵体の貯蔵容量を減少させることを目的に、放射
性廃棄物の乾燥粉体を前もって加圧成形にて、35X2
5X13mmのココナツ形ペレット状固形物に圧縮成形
した後、容器内にアスファルトで固化させる特許C特開
昭52−85699、特開昭52−85700)が出願
されている。
In order to reduce the storage capacity of this storage body, dry powder of radioactive waste was pre-press-molded into a 35x2
Patent C JP-A-52-85699, JP-A-52-85700) has been filed in which the product is compression-molded into a 5 x 13 mm coconut-shaped solid pellet and then solidified with asphalt in a container.

そこで上記特許に準拠したベレット状固形物(株式会社
日立製作所日立工場製) 260kfを充填させた20
01ドラム容器中に実施例1の第8表に表示した試料番
号2−6の本発明セメント組成物粉体の水性ペースト1
1 Qkg(約65))を8分で注入させ、次いで温度
25℃に放置し、2日間後に完全な固化体となった。
Therefore, a pellet-shaped solid material (manufactured by Hitachi Factory, Hitachi, Ltd.) in accordance with the above patent was filled with 260 kf.
01 Aqueous paste 1 of the cement composition powder of the present invention of sample number 2-6 shown in Table 8 of Example 1 in a drum container
1 Qkg (approximately 65)) was injected in 8 minutes, and then left at a temperature of 25°C, and the product became completely solidified after 2 days.

そこで、2001のドラム缶実容積が1857、これに
260klilのペレットを入れた時に生ず名ペレット
間隙によるドラム缶の空隙容積が約65Jとなる。本実
施例で注入した110kgのペーストの容積は、ペース
トの比重(約1.7)から算出すると約657’となる
Therefore, the actual volume of the 2001 drum is 1857, and when 260 kli of pellets are put into it, the void volume of the drum due to the pellet gap is approximately 65 J. The volume of the 110 kg of paste injected in this example is approximately 657' when calculated from the specific gravity of the paste (approximately 1.7).

以上の結果から、流動性改良剤を配合した本発明セメン
ト組成物は、極めて低い混水晴で使用してもそのペース
トは容器内に細密光、1創されたベレット間隙による微
細な空隙へ浸透し完全に充填されるほど流動性に優ぐれ
た水性ペーストになることが判明した。
From the above results, it was found that even when the cement composition of the present invention containing a fluidity improver is used at an extremely low mixing level, the paste penetrates into the fine voids created by the pellets created by the fine light in the container. It was found that the more completely the paste is filled, the more fluid the aqueous paste becomes.

特許出願人 水澤化学工秦株式会社Patent applicant: Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (11(A)水溶性ホウケイ酸アルカリまたは水溶性ケ
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶なホウ酸アルカリ
との組合せ、(B)ホウケイ酸アルカリに対する酸性硬
化剤、及びCC)アニオン系界面活性剤を主体とする保
水剤を含有して成ることを特徴とする水硬性セメント組
成物。 (2)固形分を基準として、成分CA) 100重量部
当り、成分(B)を50乃至100重量部及び成分(C
)を0.1乃至20重量部の量で含有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の組成物。
[Claims] (11(A) a water-soluble alkali borosilicate or a combination of a water-soluble alkali silicate and an alkali borate soluble in an aqueous alkali solution, (B) an acidic curing agent for the alkali borosilicate, and CC) A hydraulic cement composition characterized by containing a water retention agent mainly consisting of an anionic surfactant. (2) Based on the solid content, 50 to 100 parts by weight of component (B) and component (C) per 100 parts by weight of component CA).
) in an amount of 0.1 to 20 parts by weight.
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