JPS5939389B2

JPS5939389B2 - セメント組成物

Info

Publication number: JPS5939389B2
Application number: JP51091225A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム・エイ・マーロウ
Original assignee: Southwest Research Institute SwRI
Current assignee: Southwest Research Institute SwRI
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1984-09-22
Also published as: AU1456676A; US4030939A; SE426578B; MX147326A; FR2319596B1; BE842457A; JPS5216520A; DE2631090B2; DE2631090A1; SE7606338L; NL188990C; ZA763509B; NL188990B; FR2319596A1; IT1064672B; DE2631090C3; AU501203B2; NL7606310A; CA1068730A; GB1533672A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えばシリカ耐火レンガやシリカ成形物等に
使用されるセメント組成物に関する。

従来より、シリカ耐火レンガやシリカ成形物は、多くの
分野に使用されており、例えば、特殊な前処理を施さず
に古いコンクリートや土壌表面等の道路や車道を迅速に
補修するのに使用され、また、高温キルンの補修または
建造、耐火レンガの製造、耐火レンガ結合用モルタルの
製造、高温露出時に適当な熱膨張を伴なう鋳造構造物の
製造に使用されるとともに金属に対する接着性が優秀で
耐摩耗性が良好であり、濃硫酸、濃塩酸等の鉱酸に不活
性であるため、パイプ、反応器、貯蔵タンクなどの耐薬
品性コーティングに使用されている。

また、レンガモルタルに使用することもでき、この際に
はレンガの引張強度よりも大きな結合力をレンガモルタ
ルに付与することができ、この場合、ほかで大量生産し
、仕事場にそのままの形で配送したチルドアップ壁を組
立て式につくることもできる。

このように、シリカ耐火レンガやシリカ成形物は、多く
の分野に使用されているのであるが、従来の成形法と得
られる成形品には種々の欠点が生じている。

すなわち、従来においては、高エネルギーを要する方法
が採用されており、この方法は種々の不都合が生じる方
法である。

例えばコスト高のキルンを必要とするとともに、多量の
燃料を消費し、然も化学薬品の処方−子熱一燃成一冷却
のサイクルを厳密に制御する必要があり、これら条件を
注意深く制御しないときには良好な品質の製品を得るこ
とはできなかった。

また、種々のアルミン酸カルシウム、焼結アルミナセメ
ントや耐火成形物が上記方法により製造されているが、
これらの方法で作られた製品は何らかの性質が劣ってお
り、従って硬化速度が速く、接着結合性が高く、材料費
が低く、原料の入手性が良いとともに、機械的性質、熱
的性質、化学的性質等のすべての性質が良好であるよう
な製品は得られなかった。

上記の性質がすべて良好であるとともに、特別な熟練を
必要とせずに種々の用途に簡単に使用できる製品の出現
が要望されていた。

上記要件を満たすシリカ耐火レンガやシリカ成形物を見
い出すために、多くの研究が行われ、種々のシリカ耐火
レンガやシリカ成形物が作られており、種々の製品およ
びそれらの用途が、例えば米国特許第３，１３８，４７
１号、第３，４５０，５４８号、第３，４９０，９３１
号、第３，８１３，２５３号、第３，８２９，３２０号
やＭ、Ｓ。

フローリー（Ｃｒｏｗｌｅｙ）とＪ、Ｆ、ワイガ
ント（Ｗｙｇａｎｔ）により、１９６８年２月発行の
ケミカル・エンジニアリング・プログレス、第４４〜４
８頁の「耐酸性コンクリート（Ａｃ１ｄＲｅ５ｉ −
５ｔａｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅ）Ｊ等の多くの文献に
記載されており、例えば米国特許第３，１３８，４７１
号、第３．４５０，５４８号、第３，４９０，９３１号
には結合剤としてシリカ対ナトリウムの比３．０１〜３
．２２：１のケイ酸ナトリウムを含有する化学的硬化性
の耐酸性セメントが記述されているがこれら特許公報に
記載のセメント製品は、他のセメントと金属に対する接
着力が貧弱であり、余りに速く硬化してしまうため、接
着剤や高温セメントを必要とする用途に適用するのが特
に困難であるとともに、硬化時間が１５分程度の短い時
間で、セメントの作動時間としては不適当なものであり
、遅延剤を含有する米国特許第３，４９０，９３１号の
セメント製品でさえ、作動時間がわずかに４５〜７５分
に増大するだけであった。

また、米国特許第３，１３８，４７１号、第３，４５０
，５４８号、第３，４９０，９３１号の方法により作ら
れたセメントスラリーは、極めて粘稠であり、そのため
容易にはコテで塗ることができず、また噴霧できないた
めに良好に成形できず、これらセメントは、生パンのよ
うな粘度を有しており、噴霧等を可能とするためには多
量の水を添加する必要があるが、粘度を低下させるため
に多量の水を添加すると、強度が低下するという不都合
が生ずる。

更に、これら特許公報に記載の組成物はケイ酸ナトリウ
ム溶液中に合計約１３％の水を含有しており、これら組
成物の製品の圧縮強度は、上記希釈度においてさえ２５
００ｐｓｉ以上であるが、２５００ｐｓｉ以上の圧縮強
度を有するものは特別の装置を使用して成形しなければ
、湿潤ケーキを所定の硬化状１験用立方体に圧縮できな
い等の不都合が生ずる。

このように、従来の成形法および得られる成形物は種々
の欠点を有するものであり、改善の余地が残っていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、噴霧乾燥水利ケイ酸アルカリ金属塩粉
末とシリカ重合体形成剤と水とからなり、迅速に硬化し
、強度が高く、他のセメント、鉱物や金属に対する接着
性が良好で、極めて小エネルギーかつ低コストにセメン
ト製品を製造できるセメント組成物を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、シリカ重合体の連通網目構造を有
し、低温または１０００下程度の温度において分解する
ポルトランドセメントや他の水硬セメントを含まないセ
メント組成物であって、硬化時に収縮や膨張が起らない
とともに発熱せず、制御された硬化速度で硬化し、湿潤
スラリーに固有の流動性を有し、スラリーとして押出し
可能であり、最小量の水分しか必要とせずに最大限の作
動性と硬化速度が得られ、また室漢で硬化可能で、高度
の機械的強度、耐薬品性、耐摩耗性、良好な耐熱性を有
し、材料の入手性が良く、多量の燃料やエネルギーを要
せずに低コストで製造でき、また、通常のガラス繊維と
化学的に相溶性てあり、然もレンガ構造物、道路等の補
修に極めて有用な接着性を有する等の利点のあるセメン
ト組成物を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、任意成分としてケイ酸質充填
剤とフッ化物の捕捉剤とを含有するセメント組成物を提
供することにある。

本発明のなお他の目的は、特定成分を特定重量比で含有
するセメント組成物を提供することにある。

すなわち、本発明に係るセメント組成物は、（ａ）Ｓｉ
Ｏ２：Ｍ２Ｏ（但し、Ｍはナトリウムまたはカリウム）
の重量比が約２．４〜３．２２：１の噴霧乾燥水和ケイ
酸アルカリ金属塩粉末と、（ｂ）Ｍ２ＳｔＦ
ｅ（但し、Ｍはナトリウムまたはカリウム）のフッ化
ケイ素酸アルカリ金属塩シリカ重合体形成剤と、および
（ｃ）水とからなることを特徴とするものである。

以下に、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に使用されるケイ酸アルカリ土属塩粉末は、Ｓｉ
Ｏ□：Ｍ２Ｏ（但し、Ｍはナトリウムまたはカリウム）
の重量比が約２．４〜３．２２：１の範囲内の噴霧乾燥
水和した形態の粉末であり、この成分は本発明に係るセ
メント組成物の重要な一成分で、従来のセメント組成物
と区別する成分である。

上記噴霧乾燥水和ケイ酸アルカリ金属塩粉末は、ケイ酸
ナトリウムなどのケイ酸アルカリ金属塩の溶液を所定の
温度、空気速度、相対湿度の条件下で常法的に噴霧乾燥
して、自由流動性微小球を有するものとすることにより
、製造される。

驚異的なことに、噴霧乾燥製品は、原料とは異なる性質
を有し、噴霧乾燥粉末から作られる水溶液は、原料溶液
とは異なる物理的、化学的性質を有する。

噴霧乾燥製品は、溶解させても元の形態に戻ることはな
いので、真に異なる種類のものと言える。

噴霧乾燥処理剤の粉末を溶解させたものの粘度、反応性
、アルカリ度、清澄度は、噴霧乾燥により変わる。

これらの変化の理由は完全にはわからないが、予期でき
ない独特な変化が起こり、独特な性質が得られるものと
考えられる。

以下の理論に限定するわけではないが、成る程度の二酸
化炭素が乾燥時に攻撃し、酸化ナトリウムとシリカとの
化学的会合塵を変え、新しい種類の生成物を作り、これ
により例えばセメントの接着性が変わり、スラリーの流
動性が高くなり、反応速度と硬化時間が遅くなるととも
に制御され、機械的性質や熱的性質が良好となるものと
考えられる。

噴霧乾燥工程において、液状ケイ酸ナトリウム溶液を高
速の遠心ディスクから放出して微滴を熱エアーまたは熱
ガスの閉循環流に入れて、液滴の水分含量を所定の濃度
にまで減少させ、その時点で部分的脱水液滴を固化し、
サイクロン分離機中に回収することによって液状ケイ酸
溶液をアトマイゼーションにかける。

回収された固体は、水和物として分子構造に化学的に結
合するか物理的に吸収、吸着される形態で、約１８重量
％の水を含有している。

水に分散する際に、これら粉末は容易に溶解するが、前
述のように化学的性質と物性は、原料溶液の性質とは非
常に異なるものとなる。

ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏまたはｓｔ０２／に２０Ｄ比が
高い水和粉末、つまり比が３．２２：１程度の粉末は本
発明において有用であるが、長期に貯蔵しているとセメ
ント系の反応性等が変化することがあるため、これらの
ものを長期、例えば噴霧乾燥後１ケ月以上にわたって貯
蔵する場合には注意を要する。

２４：１の比率のものは最適の貯蔵安定性を示し、老化
に関係なく再現性の良い結果が得られるが、この比率の
材料も他の比率のものと同様に、空気特に貯蔵時にＣＯ
２や水分と接触させないようにしなければならない。

品質の良好な実用上優秀な製品が得られるので、２４：
１の比率のものが本発明においては好ましい。

本発明の処方物に使用するのに適した噴霧乾燥水和ケイ
酸ナトＩＪウム粉末として、ペンシルバニア州、フィラ
デルフィアのフィラデルフィア・クオルツ・カンパニー
により製造され、ブリテシル（Ｂｒｉｔｅｓｉｌ）
なる商標で市販されているものを使用できる。

本発明に係るセメント組成物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ（但
し、Ｍはナトリウムおよび／またはカリウム）の比が約
２４＝１から約３．２２：１の範囲の水和ケイ酸アルカ
リ金属塩粉末とともに、弱酸の先駆体としてのシリカ重
合体形成剤、すなわちフッ化ケイ素酸ナトリウム（Ｎａ
２ＳｉＦｅ）および（または）フッ化ケイ素酸カリウム
（Ｋ２Ｓ１Ｆ６）を含有する。

なお、噴霧乾燥水利ケイ酸カリウム粉末とフッ化ケイ素
酸カリウムとを組み合わせたものは、噴霧乾燥水和ケイ
酸ナトリウム粉末とフッ化ケイ素酸ナトリウムとを組み
合わせたものよりも、得られる製品が良くないため、水
和ケイ酸カリウム粉末を使用する場合には、フッ化ケイ
素酸ナトリウムをシリカ重合体形成剤として使用すべき
であり、また、フッ化ケイ素酸カリウムをシリカ重合体
形成剤として使用するときには、水利ケイ酸ナトリウム
粉末を使用すべきである。

また、任意成分として、充填剤及び共反応体として作用
するケイ砂、シリカ細粉、フライアッシュ、粘土および
（または）シリカ含量の高い粘土質物質等のケイ酸質充
填剤を処方物に添加することが好ましい。

更に、任意成分として本発明に使用されるフッ化物の捕
捉剤は、二塩基性または三塩基性のリン酸カルシウム、
二塩基性または三塩基性のリン酸マグネシウム、リン酸
アルミニウム、多価金属酸化物、例えばＭｇＯ、アルミ
ナ三水塩等のＡＬ２０３゜Ｆｅ２Ｏ３ｔＦｅＯｔＶ２０
５、Ｈｆ２０５．’ｒｉｏ□、硼酸カルシウム、例え
ば天然コールマン石、合成コールマン石、四硼酸カルシ
ウム五水塩、およびフッ化ナトリウムと結合した際に不
溶性で耐熱性のフッ化物塩または錯体を形成する他の金
属塩などである。

任意成分として上記のフッ化物の捕捉剤を添加すると、
１５００下以上の温度領域でも使用可能な硬化製品を得
ることができるようになる。

なおフッ化物の捕捉反応において、氷晶石またはフッ化
水素酸アルミニウムが形成されるが、カルシウム、アル
ミニウムや類似元素のフッ化物はフラックスせず、１８
００Ｔ以下の低温においてはシリカ重合体の融点を低下
させず、多くのフッ化物は２０００下以上の温度でも安
定である。

次に、上記成分の配合量につき説明すると、上記噴霧乾
燥水和ケイ酸アルカリ金属塩粉末の量は３〜３０重量部
、好ましくは１０重量部程度上記フッ化ケイ素酸アルカ
リ金属塩シリカ重合体形成剤の量は２〜１５重量部、好
ましくは２５〜１０重量部、更に好ましくは４〜５重量
部程度、任意成分としての上記ケイ酸質充填剤の量はＯ
〜約２００重量部、好ましくは７５重量部程度、上記フ
ッ化物捕捉剤の量は１〜１０重量部、好ましくは２〜５
重量部、水量は上記固形物１００重量部当たり７〜２０
重量部、好ましくは１０〜１１重量部である。

次いで、本発明に係るセメント組成物の調製法につき説
明すると、先ず所定量の噴霧乾燥水和ケイ酸アルカリ金
属塩粉末とフッ化ケイ素酸アルカリ金属塩シリカ重合体
形成剤、任意成分としてケイ酸質充填剤およびフッ化物
の捕捉剤を乾式で混合もしくは配合し、次いで水を添加
して水利ケイ酸アルカリ金属塩粉末の部分的溶液とし、
コロイド状電解質の放出により混合物を流動化させ、ス
ラリーに部分的電荷をかけ、高度の潤滑性を与え電解質
なしのスラリーをわずかに湿潤した粉末にする、水を乾
燥粉末に添加した直後には、液化は起こらないが、はと
んどまたは全く伺も攪拌しなくとも、約２分後には湿潤
物質は高度に流動化した状態に突然液化し、容易に注入
し、ポンプ給送押出しできるものとなる。

スラリーは、次いで適当なベントナイト物質を添加する
ことにより、チキソトロピーを示すものとなる。

本発明に係るセメント組成物において起る反応を以下の
理論にのみ限定するつもりはないが、次のような反応が
生じているものと考えられる。

即ち、シリカ重合体形成剤が徐々に加水分解して、少量
の酸を遊離させるために、重合反応が確実になり、各粒
子のすぐ近くの領域が部分的に約２．５〜３．５のｐＨ
になり、ケイ酸ナトリウムを例えばフッ化水素で中和す
ることにより遊離されたケイ酸ヒドロゲルが定常的に重
合するようになる。

遊離酸が消費されて、フッ化す）ＩＪウムに転化する
ために、ケイ酸は重合して、高分子量の連続的網目構造
を有する生成物が作られ、この生成物が充填剤のまわり
で固化し、各物質を一緒に結合させる。

ケイ酸質の独特に仕込まれたコロイド状ヒドロゲルは、
金属や鉱物表面を攻撃して、ケイ酸塩をこれらの表面に
結合させる。

金属表面、鉱物表面や、結合自由エネルギーが得られる
相溶性の表面のすべての場合に、同一機構で接着される
ものと考えられる。

上記のようにして形成されたフッ化ナトリウムはシリカ
重合体マトリックスに対してフラックス化剤として作用
し、シリカ重合体の融点を低くする。

シリカ重合体の融点を余り低くすると好ましくないので
、形成されるフッ化ナトリウム量を最小限にするように
ケイ酸質充填剤等の物質の量を調整するか、或いはフッ
化物の捕捉剤を使用して不活性な形態にするか、または
、両者を同時に行うかして、フッ化ナトリウムの量を低
下させる。

このようにして、生成されるフッ化ナトリウムの濃度は
、反応初期においてけ約４重量％またはそれ以下に維持
させる。

そして、任意成分としてのフッ化物の捕捉剤を添加して
いると、フッ化ナトリウムの量は更に減少し、また、加
熱してもその量は減り、更に、セメント製品を熱的環境
に使用した際にもその量は減少する。

本発明のシリカセメントは、特定の種類の充填剤、試薬
等を使用することによって独特の性質を有するものとな
る。

ＳｉＯ□：Ｎａ２Ｏ比またはＳｉＯ２：に２０比が狭い
範囲内にある噴霧乾燥水和ケイ酸アルカリ金属塩粉末を
使用すると、極めて少量の水でスラリーの流動性が非常
に高くなる。

このことにより、本発明に係るセメントが独特の物理的
性質、化学的性質、機械的性質を有するものとなるので
ある。

大抵の無機セメント系の化学的硬化に必須の水の量は最
終製品の性質を決めるため、水量は重要な因子である。

硬化製品に過剰もしくは残留の水が残っていて、これが
蒸発すると、氷結氷解によって損傷しゃすい細孔や部分
が生じたり、異物が入ってしまい、強度等が低下する。

ポルトランドセメントのような水和セメントの場合、水
利水またはトラップ水は製品の耐熱性を悪化する。

本発明のセメント組成物は大抵の製品用途において約１
０〜１２重量％の水分を使用しているだけであるので、
高度の不浸透性と高い機械的強度が得られる。

本発明によれば、室温で硬化し、接着強度が高く、優秀
な機械的性質と化学的性質を有し、耐熱性が高いととも
に、材料が容易に入手できかつ安い等のことを特徴とす
るセメント組成物が得られ、また、本発明に係るセメン
トは、最小量のシラノール基を有するシリカの無定形重
合体で、加熱して脱水することにより、室温で得られる
ものよりも強度の高いものが得られるが、従来の多くの
無機セメントは加熱により弱くなるか破壊される不都合
が生ずる。

上記したように、本発明に係るセメント組成物は、特定
の噴霧乾燥水和ケイ酸アルカリ金属塩粉末と、フッ化ケ
イ素酸アルカリ金属塩シリカ重合体形成剤と、および水
とから構成されているから、シリカ重合体の連通網目構
造を有し、低温または１０００下程度の温度において分
解するポルトランドセメントや他の水硬セメントを含ま
ないセメント組成物であって、硬化時に収縮や膨張が起
こらないとともに発熱せず、制御された硬化速度で迅速
に硬化し、湿潤スラリーに固有の流動性を有し、スラリ
ーとして押出し可能であり、最小量の水分しか必要とせ
ずに最大限の作動性と硬化速度が得られ、また室温で硬
化可能で、高度の機械的強度、耐薬品性、耐摩耗性、良
好な耐熱性を有し、材料の入手性が良く、多量の燃料や
エネルギーを要せずに低コストで製造でき、また、通常
のガラス繊維と化学的に相溶性であり、然も、他のセメ
ント、鉱物や金属に対する接着性が良好であるとともに
、レンガ構造物、道路等の補修に極めて有用な接着性を
有する等の利点がある。

以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。

なお、以下の実施例においては、セメント組成物は、以
下の実施例に記載の量の種々の乾燥固体を予じめ配合し
、次いで、所定量の水と均一に混合し、湿潤組成物とす
ることにより調製された。

また、以下の実施例に記載の水利ケイ酸アルカリ金属塩
粉末は、噴霧乾燥物質であり、すべての成分の好ましい
量を記載する。

（実施例１）重量部１０〜６０メツシユの砂５゜シリカ細粉
２５Ｓｉ０２／Ｎａ２Ｏ比２．
４：１の水和ケイ酸ナトリウム粉末１０フツ化ケイ素
酸ナトリウム５水
１１＊〔註〕合計の固形物１００重
量部当たりの水の量。

以下の実施例においても同様。

＊印を付して他のものと区別する。

放置または連続的に混合すると、混合物は自然に液化し
、わずかに膨張性の流動特性を示すようになり、ブルッ
クフィールド粘度計で測定して、充填剤のメツシュサイ
ズに応じて約７００〜４５００ｃｐｓの粘度を有するも
のとなった。

室温（約７５下）で約６時間後、圧縮強度約４００ｐ
ｓｉの硬化物が得られ、圧縮強度は標準ＡＳＴＭＣ１
０９法で測定して２４時間以内に約４０００〜５０００
ｐｓｉに漸次増大した。

その後、熱が適用されるまでは、圧縮強度はほとんど増
加しなかった。

引張強度は、充填剤の等級と試料の老化の程度に応じて
圧縮の約１５〜２５％となった。

つまり充填剤が細かくなるに従って、等級は高くなり、
試料が古くなるに従って、引張強度は高くなった。

。１８００下に加熱すると、シリカ重合体がフッ化物
残留物のフランクス効果により部分的にガラス化するに
従って、生成物はわずかに軟化した。

冷却すると、生成物は硬質状態に戻るが、圧縮強度は１
０．０００ｐｓｉ以上に増大し、硬度はモース硬さで約
７．０〜８．０であった。

このセメントスラリーは古いセメント、レンガ、金属、
ガラス等に結合し、その粘着力が強いので、結合をなく
すには、セメントを破壊するか、基質を破壊する必要が
あった。

（実施例２）重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５Ｓｉ０２／Ｎａ２Ｏ比２．
４：１の水和ケイ酸ナトリウム粉末１０フツ化ケイ素
酸ナトリウム４重量部二塩基性リン酸カルシウム（Ｃａ２ＨＰＯ４）５水１１＊この
処方物の物理的特性は、実施例１のものと実質上同一で
あった。

但し、約２０００”Ｆに除熱した場合、生成物は硬度を
保持し、約２３００ ’Ｆに加熱しても軟化しなかった
。

このように、フッ化物の捕捉剤もしくは錯化剤として二
塩基性リン酸カルシウムを添加すると、表面の耐熱性が
改良ａた（実施例３）重量部１
０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５Ｓｉ０２／Ｎａ２０比
２．４：１の水利ケイ酸ナトリウム粉末１０
フツ化ケイ素酸ナトリウム４Ａ１（ＯＨ）
３（Ｎａ２Ａ１２０３とＮＨ４０Ｈとから得られるもの）５水
１１＊この処方物の
物理的性質は、実施例１のものと実質上同一であった。

但し、１８００下に除熱しても軟化せず、２０００下以
上においても耐熱性を示し、機械的性質は悪化しなかっ
た。

このように、フッ化物の捕捉剤もしくは錯化剤としてＡ
ｌ（ＯＨ）３を添加すると、表面の耐熱性が改良された
。

（実施例４）重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比２．４：１の水和ケイ酸ナトリウムの粉末１０フフ化ケイ素
酸ナトリウム４コ一ルマン石または硼酸カ
ルシウム（四硼酸カルシウム五水塩を除く）２水１１＊生成物
の物理的性質は、実施例１のものと実質上同一であった
。

但し、１８００下に加熱しても、軟化せず、１８００°
Ｆ以上においても耐熱性を示し、機械的性質は悪化しな
かった。

このようにフッ化物の捕捉剤もしくは錯化剤としてコー
ルマン石もしくは硼酸カルシウムを添加すると、表面の
耐熱性が改良された。

（実施例５）重量部１０〜６０メツシユの砂５゜シリカ細粉
２５ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比２．
４：１（７）水利ケイ酸ナトリウム粉末１０フフ化ケイ素
酸ナトリウム４四硼酸カルシウム五水塩
２水
１１＊この処方物のスラリーは、約１５分以内に
非可逆的にゲル化し、実施例１の場合よりも加速された
速度で硬化し続けた。

硬化生成物は、約１８００下では軟化せず、機械的強度
を悪化せず、十分な耐熱性を示した。

このように、フッ化物の捕捉剤もしくは錯化剤として四
硼酸ナトＩＪウム五水塩を添加すると表面の耐熱性が改
良される。

（実施例６）重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５Ｓｉ０２／Ｎａ２０比２．４：１の水和ケイ
酸ナトリウム粉末１゜フッ化ケイ素酸ナトリ
ウム４三塩基性リン酸マグネシウム
２水１１
＊リン酸マグネシウムを添加すると、生成物が速く硬化
した。

スラリーは、約１時間以内に非可逆的にゲル化し、実施
例１の場合よりも加速された速度で漸次硬化した。

硬化生成物の物理的特性は、実施例１のものとは異なり
、１９００下以上（１９００〜１９５０下）の温度では
機械的強度は余り変化しなかった。

このように、フッ化物の捕捉剤もしくは錯化剤として三
塩基性リン酸マグネシウムを添加すると、表面の耐熱性
は変化した。

（実施例７）重量部２０〜６０メツシユの砂５゜３２５メツシ
ュ通過のシリカ細粉２５ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比２．４：１の水和ケイ酸ナトＩＪウム粉末７フツ化ケイ
素酸ナトリウム２５水
１ｏ＊この処方物は、多くの点で実
施例１のものと同様であるが、フッ化物含量が少ないた
め高温での耐性が良いが、圧縮強度は３０００〜３５０
０ｐｓｉとわずかに低かった。

圧縮強度の減少は、耐熱性の改善によって相殺された。

結合剤もしくは重合体形成剤の濃度が減少しているため
、コストを低くして適用することができる。

（実施例８）重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５Ｓｉ０２／Ｎａ２Ｏ比２．
４：１の水和ケイ酸ナトリウム粉末２０フフ化ケイ
素酸ナトリウム１０水
１１＊生成物は、２４時間硬化後、
８０００ｐｓｉの圧縮強度を示した。

このように、結合剤もしくは重合体形成剤の含量を増加
させると、圧縮強度は増大するが、表面の耐熱性は低下
した。

（実施例９）実施例１または６のシリカ細粉の一部または全部の代り
にフライアッシュを使用した。

硬化後の生成物の物理的特性は、実施例１または６のも
のと類似であった。

成形時に本例の生成物は、実施例１．６のものとは異な
る色となり、実施例１の生成物よりも粘度が低いものと
なった。

シリカ細粉の代りにフライアッシュを使用すると、更に
経済的となる。

（実施例１０）実施例２．３．４．５で使用したようなフッ化物の捕捉
剤を実施例７．８の成分に添加すると、高温耐性が少し
低い生成物が得られた。

（実施例１１）実施例１に使用されたフッ化ケイ素酸ナトリウムの代り
にフッ化ケイ素酸カリウムを使用した。

その組成は次の通りである。

重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５ＳｉＯ２／Ｎａ２０
比２．４：１の水利ケイ酸ナトリウム粉末１
０７フ化ケイ素酸カリウム５水
１１＊放置または連続
的に混合すると、混合物は自然に液化し、わずかに膨張
性の流動特性を示すようになり、ブルックフィールド粘
度計で測定して、充填剤のメツシュサイズに応じて約７
００〜４５００ｃｐｓの粘度を有するものとなった。

室温（約７５下）で約３時間抜圧縮強度約４００ｐｓｉ
の硬化物が得られ、圧縮強度は標準ＡＳＴＭＣ１０９法
で測定して、２４時間以内に約４０００〜５０００ｐ
ｓｉに漸次増大した。

特性、性質は実施例１のものと類似していた。

（実施例１２）実施例１で使用されたＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比２．４：１
の粉末の代りに、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比３．２２：１の
水和ケイ酸ナトリウム粉末を使用した。

その組成は次の通りである。

重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５Ｓ１０２／Ｎａ２Ｏ比３．
２２：１の水和ケイ酸ナトリウム粉末１０７フ化ケイ素
酸ナトリウム５水
１１＊放置または連続的に混合すると
、混合物は自然に液化し、わずかに膨張性の流動特性を
示すようになり、ブルックフィールド粘度計で測定して
、充填剤のメツシュサイズに応じて約７００〜４５００
ｃｐｓの粘度を有するものとなった。

室温（約７５下）で約６時間後、圧縮強度的４００ｐｓ
ｉの硬化物が得られ、圧縮強度は標準ＡＳＴＭＣ１０９
法で測定して、２４時間以内に約４０００〜５０００ｐ
ｓｉに漸次増大した。

本例により作られた生成物の特性と性質は、実施例１の
ものと同様であった。

しかし、５ｉＯ２Ａａ２０比２．４：１の水和ケイ酸す
ｌ−ＩＪウム粉末の場合と異なり、５ｉ０２／Ｎａ２Ｏ
比３．２２：１の粉末の場合には、噴霧乾燥法で製造し
た際に密閉容器内に約３０日間貯蔵後に化学変化がおき
てしまった。

新しく調製した前以って閉じた容器を使用する場合にだ
け実施例１２により、再現性のある結果が得られた。

（実施例１３）ケイ酸ナトリウムの代りに水利ケイ酸カリウム粉末を使
用した。

その組成は次の通りである。重量部１０〜６０メツシユの砂５０シリカ細粉
２５ＳｉＯ２／に２０比２．４
：１の水和ケイ酸カリウム粉末１０フツ化ケイ素
酸ナトリウム５水
１１＊放置または連続的に混合すると
、混合物は自然に液化し、わずかに膨張性の流動特性を
示すようになり、ブルックフィールド粘度計で測定して
、充填剤のメツシュサイズに応じて約７００〜４５００
ｃｐｓの粘度を有するものとなった。

室温（約７５下）で約３時間後、圧縮強度約４００ｐｓ
ｉの硬化物が得られ、圧縮強度は標準ＡＳＴＭＣ１０９
法で測定して２４時間以内に約４０００〜５０００ｐｓ
ｉに漸次増大した。

本例のセメントの特性、性質は実施例１のものと同様で
あった。

Claims

【特許請求の範囲】１ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ（但し、Ｍはナトリウムまたはカ
リウム）の重量比が約２．４〜３．２２：１の噴霧乾燥
水和ケイ酸アルカリ金属塩粉末３〜３０重量部と、Ｍ２
ＳｉＦ６で示されるフッ化ケイ素酸アルカリ金属塩
シリカ重合体形成剤２〜１５重量部と、水７〜２０重量
部とからなることを特徴とするセメント組成物。２ケイ砂、シリカ細粉、フライアッシュまたはケイ酸
質粘土等のケイ酸質充填剤２００重量部以下を含有する
ことを特徴とする特徴請求の範囲第１項記載のセメント
組成物。３二塩基性もしくは三塩基性リン酸カルシウム、二塩
基性もしくは三塩基性リン酸マグネシウム、リン酸アル
ミニウム、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化第一鉄、
酸化第二鉄、五酸化ハフニウム、酸化チタンまたは硼酸
カルシウム等のフッ化物の捕捉剤１〜１０重量部を含有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載のセメント組成物。