JPS5945627B2 - Sulfur cement composition and sulfur concrete - Google Patents

Sulfur cement composition and sulfur concrete

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JPS5945627B2
JPS5945627B2 JP51058472A JP5847276A JPS5945627B2 JP S5945627 B2 JPS5945627 B2 JP S5945627B2 JP 51058472 A JP51058472 A JP 51058472A JP 5847276 A JP5847276 A JP 5847276A JP S5945627 B2 JPS5945627 B2 JP S5945627B2
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アラン・エイチ・ブルーム
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/36Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫黄セメント及び硫黄セメントから製造される
硫黄コンクリートに係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to sulfur cement and sulfur concrete made from sulfur cement.

硫黄セメントは、特殊な用途、即ち、接合部のシール、
屋根材、装飾品等として及び鉄階段又は鋼階段の露出面
のコート材として従来、古(から使用されている。
Sulfur cement has special uses, namely: sealing joints;
It has been used since ancient times as a roofing material, decorative item, etc., and as a coating material for the exposed surfaces of iron stairs.

硫黄セメントから高強度の耐久性コンクリート状材料を
製造する試みはいずれも、経費、耐久性、又は他の障害
に遭遇し、工業化の段階に到達していない。
All attempts to produce high strength, durable concrete-like materials from sulfur cement have encountered cost, durability, or other obstacles and have not reached the stage of industrialization.

結合剤たる硫黄の強度を増加するために、石炭、砂もし
くは軽石の添加、ピチューメン、金属硫化物及び繊維材
料の添加、又は溶融硫黄にジチオ燐酸とエチレン系炭化
水素とのジエステルを添合することが提案されてきた。
To increase the strength of the sulfur binder, add coal, sand or pumice, add pitumene, metal sulfides and fibrous materials, or incorporate diesters of dithiophosphoric acid and ethylenic hydrocarbons into the molten sulfur. has been proposed.

硫黄セメントの工業化を阻んでいる主要な原因は、硫黄
セメントが熱応力下で徐々に脆化し、引続き崩壊するこ
とである。
The main reason hindering the industrialization of sulfur cement is that sulfur cement gradually becomes brittle under thermal stress and subsequently disintegrates.

この脆化現象は、最初に非晶質の硫黄が徐々に結晶化す
ることに起因すると考えられる。
This embrittlement phenomenon is thought to be caused by the gradual crystallization of initially amorphous sulfur.

種々の有機又は無機添加剤により結晶化の部分的な阻止
が実現した。
Partial inhibition of crystallization was achieved with various organic or inorganic additives.

硫黄セメント中の非晶質の形状の硫黄を安定化するため
にチオコール製品(多硫化オレフィン)が使用された。
Thiokol products (polysulfide olefins) were used to stabilize the amorphous form of sulfur in sulfur cements.

しかし乍ら、これらのセメントは、高価であり且つ不快
臭を発する故に、大量生産規模の製造は実現しなかった
However, since these cements are expensive and emit unpleasant odors, mass production has not been realized.

ジシクロペンタジェンは良好な安定性を有しており更に
好し℃ゼ済性を有しているが、硫黄セメントに不快臭を
付与すると共に、別の欠点をも有する。
Although dicyclopentadiene has good stability and even favorable temperature evaporation, it imparts an unpleasant odor to sulfur cement and has other drawbacks.

例えば低濃度であってもその蒸気は極めて有毒である。For example, its vapors are extremely toxic even at low concentrations.

更にジシクロペンタジェンを使用する場合、蒸気状の物
質の過度の損失を回避するためにジシクロペンタジェン
を溶融硫黄と共に還流させることが必要である。
Furthermore, if dicyclopentadiene is used, it is necessary to reflux the dicyclopentadiene with the molten sulfur in order to avoid excessive loss of vaporous material.

従って、本発明の課題は、既存技術の組成物の欠点を克
服した硫黄セメント組成物を開発することである。
It is therefore an object of the present invention to develop sulfur cement compositions which overcome the drawbacks of compositions of the existing art.

即ち、耐久性にすぐれた硫黄セメント、格外品の硫黄か
ら製造し得る硫黄セメント、塩、多くの酸及び溶剤の腐
蝕作用に対する抵抗性を有する硫黄セメント、良好な熱
絶縁性を有しており且つ冷却期間中に高強度を獲得し得
る硫黄セメントを開発することであり、更にこれらの硫
黄セメントから自消性の硫黄コンクリートを製造するこ
とである。
Namely, sulfur cement with excellent durability, sulfur cement which can be manufactured from subgrade sulfur, sulfur cement which is resistant to the corrosive action of salts, many acids and solvents, has good thermal insulation properties and The objective is to develop sulfur cements that can acquire high strength during the cooling period and to produce self-extinguishing sulfur concrete from these sulfur cements.

本発明の第1の主特徴は、(am黄と(b)微細に分
・割された粒状の増粘性、界面活性固体無機安定剤の結
合剤とから成る硫黄セメント組成物を提供することであ
る。
The first main feature of the present invention is that (am yellow and (b) finely divided
- To provide a sulfur cement composition consisting of a divided granular thickening agent, a binder of a surfactant solid inorganic stabilizer.

本発明の主要な副次的特徴は、第1の主発明に、10重
量%以下の(e)オレフィン系炭化水素重合物質から成
る液体有機安定剤の結合剤を添加することである。
A major sub-feature of the present invention is the addition to the first main invention of a liquid organic stabilizer binder comprising up to 10% by weight of (e) an olefinic hydrocarbon polymeric material.

前記重合物質は石油から誘導されるものであり、約50
重量%より多い不揮発分を含有しており、ライス法によ
る最小沃素制約100c ? /f?であり、炭化水素
重合体が硫黄と反応して硫黄含有重合体を形成し得る。
The polymeric material is derived from petroleum and contains about 50
Contains non-volatile content greater than % by weight, and the minimum iodine restriction by Rice method is 100c? /f? and the hydrocarbon polymer can react with sulfur to form a sulfur-containing polymer.

本発明の副次的特徴によれば、硫黄セメント組成物が、
好しくは、硫黄(a)各100重量部当り安定剤(b)
約10〜150重量部を含有する。
According to a secondary feature of the invention, the sulfur cement composition comprises:
Preferably, each 100 parts by weight of sulfur (a) stabilizer (b)
It contains about 10 to 150 parts by weight.

本発明の別の副次的特徴によれば、オレフィン系炭化水
素重合体(e)が、好しくは比2:1又はより犬の硫黄
とオレフィン系炭化水素との反応により生成する硫黄含
有重合体の形状である。
According to another sub-characteristic of the invention, the olefinic hydrocarbon polymer (e) is a sulfur-containing polymer formed by reaction of sulfur and olefinic hydrocarbon, preferably in a ratio of 2:1 or higher. It is a combined shape.

更に別の副次的特徴によれば、粒状安定剤ら)が粒径1
00メツシユ(0,147mm )以下であり、好しく
は粒径200メツシユ(0,074mm)以下のフライ
アッシュでアル。
According to a further sub-characteristic, the particulate stabilizer, etc.) has a particle size of 1
00 mesh (0,147 mm) or less, preferably fly ash with a particle size of 200 mesh (0,074 mm) or less.

更に別の副次的特徴によれば、重合体(e)の量が硫黄
総量の約1〜5重量%である。
According to yet another sub-characteristic, the amount of polymer (e) is about 1-5% by weight of the total amount of sulfur.

更に別の副次的特徴によれば、主発明を変更し、耐久性
を付与する添加剤、好しくは1・5・9−シクロドデカ
トリエン、又はジフェノキシジチオホスフィン酸と硫黄
とα−メチルスチレンとの反応生成物を添加する。
According to yet another sub-characteristic, the main invention is modified by adding durability-imparting additives, preferably 1,5,9-cyclododecatriene, or diphenoxydithiophosphinic acid, sulfur and α-methyl. Add the reaction product with styrene.

前記硫黄セメント組成物を使用して本発明の硫黄コンク
リート組成物を製造し得る。
The sulfur cement composition may be used to produce the sulfur concrete composition of the present invention.

従って、本発明の第2の主特徴によれば、(a)硫黄と
(b)微細に分割された粒状の増粘性界面活性固体無機
安定剤の結合剤とから成る囚硫黄セメント組成物と(B
)天然又は人造骨材とから構成される硫黄コンクリート
が提供される。
According to a second main feature of the invention, therefore, a sulfur cement composition comprising (a) sulfur and (b) a binder of a finely divided particulate thickening surface-active solid inorganic stabilizer; B
) sulfur concrete composed of natural or artificial aggregates is provided.

本発明の主要な副次的特徴によれば、第2の主発明に、
10重量%以下の(c)オレフィン系炭化水素重合物質
から成る液体有機安定剤の結合剤を添加する。
According to the main sub-characteristics of the present invention, the second main invention includes:
Up to 10% by weight of (c) a liquid organic stabilizer binder consisting of an olefinic hydrocarbon polymeric material is added.

前記重合物質は石油から誘導され、約50重量%より多
い不揮発分を含有しており、ライス法による最小沃素制
約100 c ?/flであり、炭化水素重合体は硫黄
と反応して硫黄含有重合体を形成し得る。
The polymeric material is derived from petroleum, contains greater than about 50% non-volatile content by weight, and has a minimum iodine constraint of 100 c? /fl, and the hydrocarbon polymer can react with sulfur to form a sulfur-containing polymer.

好しくは、前記硫黄コンクリート組成物中のB/Aの割
合は、(B)が約20〜64、従って(A)が約36〜
80である。
Preferably, the ratio of B/A in the sulfur concrete composition is such that (B) is about 20-64 and (A) is about 36-64.
It is 80.

前記の如き硫黄コンクリートは、前記の硫黄セメントの
副次的特徴と同様の下記の如き種々の副次的特徴を有す
る。
Sulfur concrete as described above has various sub-characteristics similar to the sub-characteristics of sulfur cement as described below.

本発明の別の副次的特徴によれば、オレフィン系炭化水
素重合体(C)が、好しくは比率2:1又はより犬の硫
黄とオレフィン系炭化水素との反応により生成する硫黄
含有重合体の形状である。
According to another sub-characteristic of the invention, the olefinic hydrocarbon polymer (C) is a sulfur-containing polymer formed by reaction of sulfur and olefinic hydrocarbon, preferably in a ratio of 2:1 or higher. It is a combined shape.

更に別の副次的特徴によれば、粒状安定剤(b)は粒径
100メツシユ以下であり、好しくは粒径200メツシ
ユ以下のフライアッシュである。
According to a further sub-characteristic, the particulate stabilizer (b) is fly ash having a particle size of less than 100 mesh, preferably less than 200 mesh.

更に別の副次的特徴によれば、重合体(e)の量が硫黄
総量の約1〜5重量%である。
According to yet another sub-characteristic, the amount of polymer (e) is about 1-5% by weight of the total amount of sulfur.

更に別の副次的特徴によれば、主発明を変更し、耐火性
を付与する添加剤、好しくは1・5・9−シクロドデカ
トリエン、又はジフェノキシジチオホスフィン酸と硫黄
とα−メチルスチレンとの反応生成物を添加する。
According to yet another sub-characteristic, the main invention is modified to include additives imparting fire resistance, preferably 1,5,9-cyclododecatriene, or diphenoxydithiophosphinic acid, sulfur and α-methyl. Add the reaction product with styrene.

本発明は、建設業の分野に於いて広く適用される硫黄コ
ンクリートの製造に使用し得る硫黄セメントを提供する
The present invention provides a sulfur cement that can be used in the production of sulfur concrete, which is widely applied in the field of construction industry.

本発明のセメントは既存の製品の欠点を克服しており、
更に多(の明白な利点を有する。
The cement of the invention overcomes the drawbacks of existing products,
It also has many obvious advantages.

本発明の主特徴たる硫黄セメントは、増粘性、界面活性
安定剤を使用しており且つ所望の場合、補助的化学安定
剤を使用する。
The sulfur cement, which is the main feature of the present invention, uses thickening, surfactant stabilizers and, if desired, supplementary chemical stabilizers.

化学安定剤の割合をセメントの用途に従って変更し得る
The proportion of chemical stabilizers can be varied according to the use of the cement.

本発明の組成物に使用される化学安定剤は、石油から誘
導され、不揮発分が約50重量%より多く、ライス法に
よる沃素価の最小値100 c fl/f!であり硫黄
と反応して硫黄含有重合体を形成し得るいかなるオレフ
ィン系炭化水素重合体であってもよい。
The chemical stabilizers used in the compositions of the present invention are derived from petroleum, have a non-volatile content of greater than about 50% by weight, and have a minimum Rice Iodine Number of 100 c fl/f! It may be any olefinic hydrocarbon polymer that can react with sulfur to form a sulfur-containing polymer.

通常、化学安定剤の使用量は、硫黄総量の約10重量%
以下であり、好しくは硫黄総量の約1〜5重量%である
Usually, the amount of chemical stabilizer used is about 10% by weight of the total amount of sulfur.
and preferably about 1 to 5% by weight of the total amount of sulfur.

前記の如き化学安定剤の所要量は、セメントの用途及び
所望の性質に準拠する。
The amount of chemical stabilizer as described above depends on the use and desired properties of the cement.

数種の手段により化学安定剤を最終セメントミックスに
添合し得る。
Chemical stabilizers can be incorporated into the final cement mix by several means.

好しくは、化学安定剤を最終ミックス中の所要量の硫黄
の1部と約140℃で約30分間に亘り予反応させる。
Preferably, the chemical stabilizer is pre-reacted with a portion of the required amount of sulfur in the final mix at about 140° C. for about 30 minutes.

得られた濃縮物を将来使用するために保存しておいても
よく、又は混合温度に於いて最終ミックス中に所要量の
硫黄を存在させるために残留量の硫黄(液化)に溶解し
てもよい。
The resulting concentrate may be stored for future use or dissolved into a residual amount of sulfur (liquefied) to present the required amount of sulfur in the final mix at the mixing temperature. good.

前記の如き性質を有するいかなる化学安定剤の使用も可
能であるが、典型的な化学安定剤は例えば、RP220
(商標、Exxon Chemical Co、)、R
PO20(商標、Exxon Chemical Co
、)、CTLA(商標、Enjay Chemical
Co、)及びEscopol (商標、Es5o C
hemical AB、スエーデン)である。
Typical chemical stabilizers include, for example, RP220, although any chemical stabilizer having the properties described above can be used.
(Trademark, Exxon Chemical Co.), R
PO20 (trademark, Exxon Chemical Co.
), CTLA (Trademark, Enjay Chemical
Co, ) and Escopol (trademark, Es5o C
chemical AB, Sweden).

いずれもオレフィンの部分重合により生成する熱反応性
オレフィン系液体炭化水素である。
Both are thermally reactive olefinic liquid hydrocarbons produced by partial polymerization of olefins.

加工自在なコンシステンシを有する本発明の第1の主特
徴に係る硫賛含有セメントを提供する目的で、微細に分
割された増粘性材料、例えばフライアッシュ、石膏、ド
ロマイト、微粉砕石灰岩、黄鉄鉱と磁硫鉄鉱との混合物
、又は岩塵の添加が必要である。
In order to provide a sulfur-containing cement according to the first main feature of the invention having a processable consistency, finely divided thickening materials such as fly ash, gypsum, dolomite, pulverized limestone, pyrite and A mixture with pyrrhotite or the addition of rock dust is required.

これらは粒径100メツシユ以下であり、好しくは粒径
200メツシユ以下である。
These particles have a particle size of 100 mesh or less, preferably 200 mesh or less.

炭化水素化石燃料の燃焼生成物であり、通常、セノスフ
イアと称する中空の極小球の形状であり多量の酸化珪素
と酸化アルミニウム及び少量の酸化第二鉄、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム、炭素から成るフライアッシュは、粒径の小ささ、形
状及び表面組織の観点から特に有効な増粘性材料である
A product of combustion of hydrocarbon fossil fuels, usually in the form of hollow microspheres called cenospheres, containing large amounts of silicon oxide and aluminum oxide and small amounts of ferric oxide, calcium oxide, magnesium oxide, sodium oxide, and potassium oxide. Fly ash, which is composed of carbon, is a particularly effective thickening material in view of its small particle size, shape, and surface structure.

前記材料は、セメント原料に関わりな(最終セメントに
高度の耐久性を付与し、増粘剤と硫黄セメント安定剤と
いう2種の機能を果す。
Said material is independent of the cement raw material (imparts a high degree of durability in the final cement) and serves two functions: thickener and sulfur cement stabilizer.

フライアッシュの粉末度及び所望のコンシステンシに基
いて、硫黄総重量の1〜1.5倍量のフライアッシュを
添加するのが有利である。
Depending on the fineness of the fly ash and the desired consistency, it is advantageous to add fly ash in an amount of 1 to 1.5 times the total weight of sulfur.

本発明の主特徴たる硫黄セメントの顕著な特徴は、前記
硫黄セメントが高純度硫黄を必要とせず、炭化水素不純
物、風塵及び他の”汚染物”を含有する格外品の硫黄を
用いて製造し得ることである。
The salient feature of the sulfur cement, which is the main feature of the present invention, is that the sulfur cement does not require high-purity sulfur, but is manufactured using subgrade sulfur containing hydrocarbon impurities, wind dust, and other "contaminants."It's about getting.

硫黄中の硫化水素(H2S)の存在が有害であると断定
されていたが、通常、簡単な方法で硫黄を再溶融して、
この汚染物の濃度を無害なレベルまで減少させ得る。
Although it was determined that the presence of hydrogen sulfide (H2S) in sulfur was harmful, it is usually possible to remelt the sulfur using simple methods.
The concentration of this contaminant can be reduced to a harmless level.

本発明の第1の主特徴に従って製造されるセメントは、
塩、多くの酸及び溶剤の腐食作用に対する抵抗性を有す
る。
The cement produced according to the first main feature of the invention comprises:
Resistant to the corrosive effects of salts, many acids and solvents.

しかし乍ら、高濃度の熱酸化酸及び濃縮強塩基はセメン
トを侵食する。
However, high concentrations of thermal oxidizing acids and concentrated strong bases attack cement.

セメントは実質的に湿気に対して不透性であり、良好な
熱絶縁性を有しており、水を加えずに高温で使用し、冷
却中に高い強度を獲得する。
Cement is virtually impermeable to moisture, has good thermal insulation properties, can be used at high temperatures without adding water and acquires high strength during cooling.

従って、硬化用の水を必要とする従来のポートランドセ
メントコンクリートの場合常に付随した凍結の問題もな
く、寒冷気候のもとで硫黄コンクリートの流し込み作業
を実施し得る。
Thus, sulfur concrete pouring operations can be carried out in cold climates without the freezing problems always associated with conventional Portland cement concrete, which requires water for curing.

本発明の第1の主特徴たる前記硫黄セメントと共に使用
されて本発明の第2の主特徴たる強固な耐久性コンクリ
ートを製造し得る骨材の種類は広範囲に亘る。
There is a wide range of aggregate types that can be used with the sulfur cement, the first major feature of the present invention, to produce strong, durable concrete, the second major feature of the present invention.

従来の骨材中、この場合に有利に使用されるのは、砂、
粉砕シンダー、れんが粉、鋳物砂、粉砕石英岩、粉砕石
灰岩、粉末珪土、気泡頁岩、気泡クレー、粉砕重晶石、
粉砕れんが、粉砕ポートランドセメントコンクリート及
び粉砕花崗岩である。
Among the conventional aggregates used advantageously in this case are sand,
Crushed cinder, brick powder, foundry sand, crushed quartzite, crushed limestone, powdered silica, aerated shale, aerated clay, crushed barite,
Crushed brick, crushed Portland cement concrete and crushed granite.

骨材粒子が角状であり、粉砕によって形成される粗表面
組織を有するのが好しい。
Preferably, the aggregate particles are angular and have a rough surface texture formed by grinding.

十分な量の流体ミックスを使用するか又は高温の型枠を
使用すると、型枠の表面が正確に複製される。
Using a sufficient amount of fluid mix or using a hot formwork will accurately replicate the surface of the formwork.

硫黄の入手容易な地方では、本発明の主特徴たるセメン
ト及びコンクリートを競争価格で製造し得る。
In areas where sulfur is readily available, cement and concrete, which are the main features of this invention, can be produced at competitive prices.

硫黄セメントと種々の密度の骨材とが適合し得るので、
例えば約10ポンド/立方フイートから約100〜23
0ポンド/立方フイートもしくは約500ポンド/立方
フイートに至る極めて広範囲の密度のコンクリートが製
造可能である。
Since sulfur cement and aggregates of various densities are compatible,
For example, from about 10 pounds per cubic foot to about 100 to 23
Concrete can be produced in a very wide range of densities, from 0 pounds per cubic foot to about 500 pounds per cubic foot.

本発明の第2の主特徴たる硫黄コンクリートを、鋼、石
綿、ガラス繊維又は他の強化材を使用し、従来の方法゛
種化し得る。
The second main feature of the invention, sulfur concrete, can be modified using conventional methods using steel, asbestos, fiberglass or other reinforcements.

本発明の第2の主特徴たる硫黄コンクリートは硫黄の約
1の重量の灰分を含有しており、自消性である。
The second main feature of the invention, sulfur concrete, contains about 1 part ash by weight of sulfur and is self-extinguishing.

更に米国特許第3459717号に記載の方法で、適当
な添加剤、例えば1・5・9−シクロドデカトリエン又
はジフェノキシジチオホスフィン酸と硫黄とα−メチル
スチレンとの反応生成物を添加して、耐火性を付与し及
び/又は加熱時のS02の形成を阻止し得る。
Furthermore, by adding suitable additives such as 1,5,9-cyclododecatriene or the reaction product of diphenoxydithiophosphinic acid with sulfur and α-methylstyrene in the manner described in U.S. Pat. No. 3,459,717, It may provide fire resistance and/or prevent the formation of S02 upon heating.

本発明の第1の主特徴たる硫黄セメントから製造される
本発明の第2の主特徴たる硫黄コンクリートは耐火材で
なく、120℃より高温に加熱すると軟化し溶解するで
あろう。
Sulfur concrete, the second main feature of the invention, made from the sulfur cement, the first main feature of the invention, is not refractory and will soften and dissolve when heated above 120°C.

しかし乍ら硫黄の存在によりコンクリートの熱伝導性が
低下するので、溶解速度が遅延する。
However, the presence of sulfur reduces the thermal conductivity of concrete, thereby retarding the rate of dissolution.

本発明の硫黄コンクリートに使用される骨材の粒度は、
本質的には従来のコンクリートに使用される骨材の粒度
と同様の原則に基づくものであるが、硫黄コンクリート
の粉末度とシルト分とに対する許容度は遥かに大きい。
The particle size of the aggregate used in the sulfur concrete of the present invention is:
Although essentially based on the same principles as the aggregate granularity used in conventional concrete, sulfur concrete has much greater tolerance to fineness and silt content.

コンクリートの最終強度の約80%が1日で獲得される
Approximately 80% of the final strength of the concrete is achieved in one day.

最終強度のほぼ100%が4日後に獲得される。Almost 100% of final strength is obtained after 4 days.

これらの硫黄コンクリートを建設材料に使用し、種々の
プレキャストコンクリート及び現場打ちコンクリートと
して適用し得る。
These sulfur concretes can be used as construction materials and applied as various precast and cast-in-place concretes.

例えば歩道、階段、駐車場、道路の中央境界柵、下水管
、腐敗タンク、杭、足場、土台、舗道、工業タンク、池
、水泳プール等の製造に使用し得る。
It can be used, for example, in the production of sidewalks, stairs, parking lots, road central border fences, sewer pipes, septic tanks, piles, scaffolding, foundations, pavements, industrial tanks, ponds, swimming pools, etc.

更に高温の硫黄コンクリートミックスをポンプ吐出し噴
霧して、土手、道路、線路の堤防に耐水耐食性外被を形
成したり、潅概用水路、農業貯水池のライニング等を形
成し得る。
Additionally, the hot sulfur concrete mix can be pumped and sprayed to form a water- and corrosion-resistant casing on embankments, roads, railway lines, irrigation canals, agricultural reservoir linings, and the like.

下記の実施例は、本発明の具体例を、例示的にのみ示す
The following examples illustrate embodiments of the invention by way of example only.

試料 1〜7 炭化水素安定剤の予反応 炭化水素安定剤(約25℃)を激しく攪拌しつつ溶融硫
黄(約140℃)に添加した。
Samples 1-7 Prereaction of Hydrocarbon Stabilizer The hydrocarbon stabilizer (approximately 25°C) was added to molten sulfur (approximately 140°C) with vigorous stirring.

熱を加えて反応温度を約140〜150℃に維持した。Heat was applied to maintain the reaction temperature at about 140-150°C.

この温度に於いて約15〜40分間反応を継続した。The reaction continued at this temperature for approximately 15-40 minutes.

ミックスの均質度の観察、反応混合物の温度の注意深い
観察又は混合物の粘度の増加の観察により反応の進行を
検査し得た。
The progress of the reaction could be checked by observing the homogeneity of the mix, carefully observing the temperature of the reaction mixture, or observing an increase in the viscosity of the mixture.

硫黄と安定剤との重量比が4:1未満の場合、発熱反応
によって温度が155℃より高温に上昇するのを阻止す
るために添加速度の制御が必要であった。
When the weight ratio of sulfur to stabilizer was less than 4:1, control of the addition rate was necessary to prevent the exothermic reaction from raising the temperature above 155°C.

該温度では硫化水素(H2S)が発生し、これが生成物
の発泡と分解とを誘引した。
At that temperature hydrogen sulfide (H2S) was evolved, which induced foaming and decomposition of the product.

前記の所定条件に於いて反応を生起すると硫黄含有重合
体が生成した。
When the reaction occurred under the above specified conditions, a sulfur-containing polymer was produced.

該重合体は、冷却するとガラス状性質を獲得し、この性
質を永久に保持していた。
The polymer acquired glassy properties upon cooling and retained this property permanently.

例示の目的で使用したオレフィン系炭化水素重合体の性
質を第1表に示す。
The properties of the olefinic hydrocarbon polymers used for illustrative purposes are shown in Table 1.

更に7種の硫黄含有重合体を生成するための反応条件を
第2表に示す。
Reaction conditions for producing seven additional sulfur-containing polymers are shown in Table 2.

実施例 1〜9 硫黄セメント及び硫黄セメントから製造されるコンクリ
ート 実施例1〜9の第1組の硫黄セメントは、所要量の硫黄
(予反応物質中の含有量を減算した量)と、予反応物質
とを混合し、次にセメントに所望のコンシステンシを付
与するフライアラシュラ混合して製造した。
Examples 1-9 Sulfur cement and concrete made from the sulfur cement The sulfur cement of the first set of Examples 1-9 contains the required amount of sulfur (minus the content in the pre-reactant) and the pre-reacted The materials were mixed together and then fried to give the desired consistency to the cement.

次に骨材を添加して硫黄コンクリートを製造した。Then aggregate was added to produce sulfur concrete.

+立方フィートの加熱コンクリートミキサー内で配合材
料を約130℃で約15分間攪拌し、型枠に注入した。
The mix was stirred in a + cubic foot heated concrete mixer at about 130° C. for about 15 minutes and poured into forms.

型枠に振動及び軽打を加えて締固めを行った。Compaction was performed by applying vibration and light tapping to the formwork.

簡単に例示するために、いずれの実施例でも炭化水素安
定剤としてRP220を使用した。
For ease of illustration, RP220 was used as the hydrocarbon stabilizer in both examples.

実施例 10〜13 実施例1〜9に類似の方法で第2組の硫黄セメントと硫
黄コンクリートとを製造した。
Examples 10-13 A second set of sulfur cement and sulfur concrete was made in a manner similar to Examples 1-9.

これらの実施例では、未処理安定剤(即ち硫黄と予反応
させない)を用いており、前者の実施例の予反応物質添
加に代り、安定剤をミックスに直接添加した。
These examples used untreated stabilizer (ie, not pre-reacted with sulfur), and the stabilizer was added directly to the mix instead of the pre-reactant addition of the former examples.

完全な反応を生起するために攪拌時間を延長し20分間
とした。
Stirring time was extended to 20 minutes to allow complete reaction to occur.

参考例 14〜22 実施例1〜9に類似の方法で製造した第3組の硫黄セメ
ント及び硫黄コンクリートでは、炭化水素安定剤を省略
した。
Reference Examples 14-22 In a third set of sulfur cement and sulfur concrete made in a similar manner to Examples 1-9, the hydrocarbon stabilizer was omitted.

このようなミックスから製造される硫黄コンクリートの
用途は限定される。
Sulfur concrete produced from such mixes has limited uses.

即ち温度変化サイクルが極めて穏やかな地下又は水中の
構造体の如き比較的等温性の場合にのみ使用し得る。
That is, it can only be used in relatively isothermal applications, such as underground or underwater structures, where temperature change cycles are very gentle.

下記の第3表に結果を概略的に表示する。The results are summarized in Table 3 below.

実施例23〜25および参考例26 実施例1〜9に類似の方法で硫黄セメント及び硫黄コン
クリートを製造した。
Examples 23-25 and Reference Example 26 Sulfur cement and sulfur concrete were produced in a manner similar to Examples 1-9.

各実施例について水吸収率、熱応力下での耐候試験によ
る圧縮強度の変化及びクランキング発生の有無を測定し
た。
For each example, water absorption rate, change in compressive strength by weathering test under thermal stress, and presence or absence of cranking were measured.

その結果を第5表に示す。The results are shown in Table 5.

尚、同表に、結合剤としてフライアッシュのみを含有す
る硫黄コンクリートの比較データを併記する(参考例)
The table also includes comparative data for sulfur concrete containing only fly ash as a binder (reference example).
.

上記試験結果からイオウ及びフライアッシュを含有する
硫黄セメントに硫黄総量の約10重量%以下の化学安定
剤を添加すると、水吸収率が太き(減少することが判明
した。
The above test results revealed that when a chemical stabilizer is added to a sulfur cement containing sulfur and fly ash in an amount of about 10% by weight or less based on the total amount of sulfur, the water absorption rate increases (decreases).

更に、耐候試験に於いてもクラッキングの発生が抑制さ
れかつ圧縮強度が太き(低下することなく維持されるこ
とが判明した。
Furthermore, it was found that the occurrence of cracking was suppressed and the compressive strength was maintained at a high level (without decreasing) in a weather test.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (八(a) 硫黄と、 (b) 石油から誘導され且つ約50重量%以上の不
揮発分を含有すると共にライス法による最小沃素制約1
00cf/fを示し更に硫黄と反応して硫黄含有重合体
を形成して硫黄セメント中に硫黄含有重合体として存在
し得るオレフィン系炭化水素重合物質から成る液体有機
安定剤と、 (c) 篩目的0.147mmのスクリーンを通過す
る大きさのフライアッシュから好ましくは成る増粘性の
表面活性微粒状固体無機安定剤と、から成る硫黄セメン
トと、 ここで、硫黄各100重量部当り前記液体有機安定剤は
約10重量%以下であり且つ前記固体無機安定剤は約1
0〜約150重量部であり、(B) 天然又は人造骨
材と、 から成る硫黄コンクリート組成物。 2 骨材(B)に対する硫黄セメント(A)の比が20
〜64:80〜36であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の硫黄コンクリート組成物。 3 微粒状無機安定剤が篩目0.074mmのスクリー
ンを通過する大きさであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の硫黄コンクリ
ート組成物。 4 液体有機安定剤が硫黄総量の約1〜5重量%である
ことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれ
かに記載の硫黄コンクリート組成物。 5 液体有機安定剤に対する硫黄の比が約2.45:1
又はそれより犬であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第4項のいずれかに記載の硫黄コンクリート
組成物。 6 耐火性を付与するために添加剤を含有することを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに
記載の硫黄コンクリート組成物。 7 前記添加剤が1・5・9−シクロドデカトリエンで
あることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の硫
黄コンクリート組成物。 8 前記添加剤がジフェノキシジチオホスフィン酸と硫
黄及びα−メチルスチレンとの反応生成物であることを
特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の硫黄コンクリ
ート組成物。
[Claims] 1 (8) (a) sulfur; (b) derived from petroleum, containing about 50% by weight or more of non-volatile content, and having a minimum iodine restriction according to the Rice process.
00 cf/f and further reacts with sulfur to form a sulfur-containing polymer and is capable of being present as a sulfur-containing polymer in the sulfur cement; (c) for sieving purposes; a sulfur cement comprising: a thickening surface-active particulate solid inorganic stabilizer preferably comprising fly ash of a size that passes through a 0.147 mm screen; and a sulfur cement comprising: said liquid organic stabilizer for each 100 parts by weight of sulfur is about 10% by weight or less and the solid inorganic stabilizer is about 1% by weight or less.
0 to about 150 parts by weight, and (B) a natural or artificial aggregate. 2 The ratio of sulfur cement (A) to aggregate (B) is 20
~64: The sulfur concrete composition according to claim 1, characterized in that it is 80 to 36. 3. The sulfur concrete composition according to claim 1 or 2, wherein the particulate inorganic stabilizer has a size that allows it to pass through a screen with a mesh size of 0.074 mm. 4. A sulfur concrete composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the liquid organic stabilizer is about 1 to 5% by weight of the total sulfur. 5 The ratio of sulfur to liquid organic stabilizer is approximately 2.45:1.
5. The sulfur concrete composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sulfur concrete composition is a dog or a dog. 6. The sulfur concrete composition according to any one of claims 1 to 5, which contains an additive to impart fire resistance. 7. The sulfur concrete composition according to claim 6, wherein the additive is 1,5,9-cyclododecatriene. 8. The sulfur concrete composition according to claim 6, wherein the additive is a reaction product of diphenoxydithiophosphinic acid, sulfur and α-methylstyrene.
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