JPS597660B2 - セメント組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は構造セメントに関し、特にボートランドセメン
ド又は高アルミナセメントが適切でない用途にそれらと
同じ役割を果すことができるセメント組成物に関する。

ポートランドセメンド及び高アルミナセメントは、それ
らの組成のため、ポートランドセメントの場合には水酸
化カルシウム、水相珪酸塩及びアルミン酸塩の形成、高
アルミナセメントの場合には水和アルミン酸塩の形成に
よってそれらの凝固及び硬化が行なわれる。

之等セメントの特徴は硬化生成物が多かれ少なかれアル
カリ性即ちｐＨが７より上であるとい・う事である。

よく知られている如く、之等の生成物の多くの硫酸塩特
に高濃度の硫酸塩又は或る塩基の塩、例えばポートラン
ドセメントの場合にはマグネシア（例えばｆｉマグネシ
ウム及び塩化マグネシウム）、高アルミナセメントの場
合にはナトリウムの如き塩基の塩によって侵されること
に対し完全な抵抗性はもたない。

高アルミナセメントの場合には常温及び高温の両方で時
間と共に劣化する。

之等両方のセメントの水和生成物はわずかに水溶性で、
特に低硬度値の水ではそうである。

之等のセメントはいずれも水和セメント生成物のアルカ
リ性のため実際上どのような濃度でも無機或は有機酸の
溶液に対する抵抗性をもたない。

高アルミナセメントはｐＨ ４以上の酸溶液に対する抵
抗性をもつものと言われている。

しかしこの酸性度は非常に低い。

ポートランド高アルミナセメントは両方共糖溶液で侵さ
れる。

水と混合した時の之等のセメントのアルカリ性のため、
それらは永久的にガラス繊維或はシリカ繊維と両立でき
るわけではない。

なぜならそれらセメントは、之等材科を特にその強度の
大部分に寄与する表面で化学的に侵すからである。

最近アルカリ侵食に一層大きな抵抗性をもつ特別なガラ
スが、前のＢｕｉｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓ
ｔａｔｉｏｎによって開発されたが、それは通常の繊維
ガラスよりはるかに高価である。

この非常に大きな強度のシリカ繊維を、之等セメントと
共に用いることはできない。

その結果この補強材の形は、ほとんど耐炎性ではないエ
ポキシ及びポリスチレンの如きプラスチック材料とガラ
ス繊維との使用に制限されている。

本発明は、凝固するセメントで全く異なった化学反応が
行われることに依り、上記欠点を解決するものである。

本発明は、選択された天然産又は人工合成された鉱物酸
化物の化学的組み合せ物と、オルト燐酸溶液との反応に
より硬い物体に凝固（ ｓｅｔ ）金属燐酸塩を形成す
ることに関する。

本発明によりセメントは（Ａ）（１）アノーサイト中に
過剰シリカを固溶しているアノーサイトおよ店２）アノ
ーサイト中に曹長石を３０重量％を超えない量で固溶し
ているアノーサイトから選ばれる酸化物の粒状化学的組
み合せ物を、組み合せ物の成分酸化物を共同して生成す
る鉱物類の混合物あるいは焼結条件下で上記酸化物を生
成する化合物類の混合物を化学量論的割合で焼結するこ
とにより用意し、焼結物を粉砕し、（Ｂ）粉砕後の焼結
物をオルト燐酸の水溶液と反応させることにより製造さ
れる。

更に本発明は、該酸化物の組み合せ物とオルト燐酸溶液
と不活性骨材又は繊維状補強材との混合することによっ
て製造されたコンクリート又はモルタル又は他の複合体
生成物を与える。

オルト燐酸溶液の組成は好ましくは次の範囲内であるべ
きである： ここで言及する全ての試験及び実施例では、次の組成を
有する燐酸溶液が用いられた： 特にセメント組成物は次のものを含有又は形成する混合
物をか焼することによって製造される：Ｃａｂ，Ｓｉ０
２およびＡｌ２０３ と他の可能な酸化物；之等の酸化
物は、必要な割合でほとんど化合物として存在するか又
は反応条件で形成される。

該混合物中に含有又は形成されている物質で、該酸化物
組み合せを生ずるための要件に無関係で、本発明による
セメントの形成には役立たない物質は、ここでは単に不
活性物質として言及する。

人工的に製造される酸化物組み合せに適した原科には、
粘度、泥灰、又は粘土状物質又はそれらから導かれた物
質、例えば石炭灰又は粉砕クリンカーがあり、例として
ロンドンクレー、キマリツジクレー（ Ｋｉｍｍｅｒｉ
ｄｇｅ Ｃｌａｙ ） 、オクスフオードクレー、チャ
イナクレー、負岩、粘板岩等々がある。

通常之等はそれ自身では適切な組成をもたず、アルミナ
、炭酸カルシウム、石灰石、珪砂又は他の粘土又は之等
物質の一方又は他方を実質的量で含む材料の添加を必要
とする。

構造材料としての用途としては、得られるセメントが大
きな強度をもつに到る点でかなりの量の酸化鉄を与える
組成物を用いるのが有利である。

ロンドンクレーの如く天然産の鉄含有粘度を用いると、
原料のコストが小さくなる。

チャイナクレーに基づく酸化鉄含有量の少ないセメント
は、もし白色で明るい色の耐火セメントが望まれるなら
ば有用である。

原科は、ボールミル又はチューブミル中で好ましくは湿
式で一緒に混合し、細かく粉砕する。

原料を経済的に適当な最も細かい所まで粉砕するのが有
利である。

もしそれらが充分軟かいならば、それらはウオシュミル
（ ｗａｓｈ ｍ ｉｌｌ ） 又はＤＯ転ドラムで粉
砕し、もし必要なら更にボール又はチューブミルで粉砕
してもよい。

それらは、ポートランドセメント製造に用いられる如き
ロータリーキルン又は情況によって便利な他の炉でか焼
するのが好ましい。

そのような便利な炉は、特にオックスフォードクレーの
如き或る燃料含有粘土を用いることができるならば非常
に経済的な建築煉瓦又は耐火性煉瓦を焼成するのに用い
られる種類のキルンであってよい。

人工的に製造されたセメントのか焼の最適温度は、既知
の化学的方法によって決定される実質的に完全な化学的
結合を生ずる温度で且つ与えられたセメントの粉砕粒度
に対して最終コンクリートに最高の強度を与える温度で
ある。

か焼温度は焼結範囲内にあるべきであり、組成に依存し
、実験によって決定される。

例えばロンドンクレー、ボーキサイト及びチョークでは
、か焼温度は１１００℃程の低さであるが、チャイナク
レー及びチョークでは１５００℃程の高さである。

このように焼成温度は一般に１１００℃〜１５００℃に
あるが、用いられる原料によりいくらか高い温度で焼成
することを否定するものではない。

焼成は通常酸化性雰囲気で行なわれるが、還元性雰囲で
焼成することに不利があるわけではない。

本発明を適用する場合、アノーサイトオルト燐酸との反
応で燐酸カルシウム及び燐酸アルミニウムを形成し、も
し酸化鉄が原科中に存在すると、燐酸第二鉄又は第一鉄
を形成し、それらは硬い塊りに凝固する。

もしか焼温度が１２１６℃より上であると、モノカルシ
ウムフエライトのいくらか或は全てが分解し、いくらか
の酸化第二鉄が恐らくいくらかの酸化第一鉄と共に形成
される。

もしか焼が還元雰囲気中で行われると、酸化第一鉄が形
成され、一層大きな割合の酸化鉄例えば約１５％Ｆｅ２
０３に相当する量より多い場合には、酸化第一鉄が酸化
雰囲気中でさえも形成されるであろう。

酸化第一鉄は燐酸と反応して燐酸第＝鉄を形成し、之は
生成物の強度に貢献する。

之等のセメントでは酸化第一鉄が存在する場合、それら
は通常磁鉄鉱として酸化第二鉄と共に存在する。

磁鉄鉱は、人工合成物でも天然産のものでも粉砕すると
オルト燐酸溶液と反応してセメントを生じ、それは凝固
及び硬化して大きな強度を与える。

しかし、粉砕が非常に粗くなげればそれは速く凝固する
。

か焼に関しては、一般に起きる焼結は或る量の溶融物質
の生成を含むものと考えるべきであるが、その材料は、
加熱がロータリーキルンで行われる場合ノジュール（
ｎｏｄｕｌｅ）の形成に役立つ可塑状態にあるかも知れ
ないが、最高温度でも流動はしない。

アノーサイト製造用ではあるが、はるかに過剰のシリカ
例えば約１０％より多いシリカを含む組成物は、通常溶
融及び特に急冷によって悪影響を受け（急冷はアノーサ
イトを含まないガラスを生ずる）、オルト燐酸との反応
中過剰のシリカはゼラチン状で遊離し、それが最終的コ
ンクリートを弱《する。

次の組成をもつセメントは一例である：Ｓｉ０２５２．
３％；Ａｌ２０３３０．１％； Ｆｅ２０３０．７％；
Ｃａ０ １ ６．８％、之を溶融して水で急冷した。

之はアノーサイトを含まないガラスである。之は、燐酸
溶液とよく混合すると、ゆつ《り凝固して最終的に中程
度に硬化するセメントを生ずる。

コンクリートに作ると、それは未だ８力団でも充分な強
度をもたない。

同じ組成物を焼結することにより調製すると正常な凝固
時間をもつコンクリートを与え、それは満足に硬化して
１インチ立方体コンクリート試験で１か月で６５００ｐ
ｓｉの強度を与える。

このセメントは８２％のアノルサイ｝、１６．９％の過
剰のシリカ及び１．１％の少量の酸化物を含んでいた。

焼結し急冷しないと、ゼラチン状態で遊離するシリカは
少ない。

このように、本発明に従って用いる方法は焼結である。

か焼温度は融剤を用いることによってかなり低下するこ
とができる。

もし酸化鉄含有量が１０％を超えるならば、焼成温度が
１２００℃を超えないのがモノカルシウムフエライトの
溶解を避けるため好まし《、もし良好な結合が得られな
いならば融剤を添加するのがよいであろう。

経済的で大気汚染問題が許す限り融剤の使用がかなり有
利である。

普通の粘土（例えばロンドンクレー）の如き或る原科は
、既にアルカリの形で融剤を含んでいるが、更にフラツ
クス、できれば異なった種類の融剤を添加することによ
って改良することができる。

価値ある融剤はアルカ’） （ ａｌｋａｌｉｓ ）、
螢石（即ち弗化カルシウム）及び天然又は合成氷晶石の
如き弗化物及び弗化ナトリウム又は弗化カリウムである
。

アルカリ融剤は、それらが燐酸との反応で可溶性化合物
へ導かれるように使用を限定すべきである。

５％迄の量のＮａ２０＋Ｋ２０が安全である。もし一層
多くの融剤が望まれるならば、螢石又は氷晶石を導入す
るのが一層よい。

氷晶石は全ての融剤の中で最も強力なものであり、もし
経済的及び大気汚染問題を許すならば、選択すべきもの
であるが、アルカリ（ナトリウム）を含んでいるので注
意して使用すべきである。

螢石はこの欠点をもたず、安価であるが、強力ではない
。

この用途で考えられる全ての混合物が、注意深い融剤の
添加によってどうにか改良される。

特に之は酸化鉄が少いか又はそれを含まない混合物の場
合に当てはまる。

之等の混合物は白色及び／又は耐火性セメントを製造す
るのに用いられるであろうが、融剤はそれらの色を悪く
し、耐火度を減ずるのでここでは反対Ｋ示すことができ
る。

セメントの凝固時間及び硬化速度は非常に変動し、その
組成、微細度及び燐酸溶液の組成によって大きく支配さ
れる。

之等の因子は、必要な性質に従い試験によって決定され
る。

斯様に凝固時間は、夫々異なったセメント凝固速度を有
する少なくとも二種類の該酸化物組み合せを用いること
により調節してもよい。

別法として又は追加として、酸化物の組み合せはセメン
トの凝固を遅延させる効果を有する化合物によって増大
してもよい。

そのような化合物は一組み合せ物の人工的調製の際に添
加してもよく、或は天然状態で存在していてもよ《、化
学的に別個の成分として又は他の酸化物と結合して存在
していてもよい。

凝固時間はオルト燐酸溶液の水量によって或る程度迄調
節され、オルト燐酸の濃度を増大することによって凝固
時間を或る程度増大することができる。

温度も効果をもっている。低温は凝固時間を増大し、高
温はそれを減少する。

本発明の目的のために、セメントの微細度はその粒径指
標（ Ｃ，Ｐ，Ｓ．） によって特徴づけられる。

粒径指標とは、或る粒径でセメントの５０重量％がその
粒径より小さ《なる粒径の事で、よく知られたＡｎｄｅ
ｒｓｅｎ Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ
（ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ ３ ４ ０
６ ； Ｐａｒｔ ３二１９６３、” Ｍｅｔｈｏｄ
ｓ ｆｏｒ ｔｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓ ｉｚｅ ｏｆＰ ｏｗｄｅ
ｒｓ ． Ｌ ｉｑｕｉｄ Ｓ ｅｄｉ ｍｅｎｔａｔ
ｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ” ）によって決定される。

アノーサイト自身は、非常に粗《粉砕しない限り極めて
速い凝固速度を有するセメントを与える。

通常その挙動を穏やかにする必要がある。

原科中に過剰のシリカを配合すると凝固時間が遅《なる
ことが判明している。

之はアノーサイト中過剰のシリカのいくらかの固溶体に
よって起る。

過剰のアルミナは過剰のシリカによるその遅延を一層大
きくするが、過剰のアルミナ自身は貧弱な遅延剤である
。

ＣａＯ−Ａｌ２０３−Ｓｉ０２三成分系の研究に際し、
米国でのＲａｎｋｉｎ， Ｗｒｉｇｈｔｔ’）他により
行なわれた研究ではアノーサイト（ＣａＯ−ＡＩ２０３
．２Ｓｉ０２）とシリカ又はアルミナとの間に固溶体に
見されなかった。

之は行なわれた実験の仕方による。

試料は先ず溶融し、次いで種々の温度へ冷却及び急冷し
、或は溶融して次に非常にゆっくり冷却して平衡状態に
到達させた。

もし組成物を溶融せず焼結すると、異なった状態のもの
が得られ、アノーサイトとシリカ又はシリカとアルミナ
の固溶体が得られる。

之は光学的顕微鏡測定により示されている。

焼結試科中のアノーサイトの存在は顕微鏡的方法及びＸ
線によって証明されている。

Ｘ線回折により、溶融及び急冷試料（ガラス）中にはア
ノーサイトは存在しないことが示されている。

単に微粉砕シリカ及び／又はアルミナとアノーサイトと
を混合しても、アノーサイトのシリカによる希釈に起因
する液体／アノーサイト比の増大により惹き起されるわ
ずかな値以上に凝固時間を増大することはない。

その混合物は前述の如く依然として非常に速く凝固する
。

四つのセメントからなる一連のセメントを作り、固溶体
の効果を例示する。

セメントＡ コノセメントは結晶状態のアノーサイトから実質的にな
り、７１．８％チャイナクレー、３．１％アルミナ及び
２５．１％炭酸カルシウムの混合物を１４５０℃の平均
温度で１０分間焼結し、完全に焼結した結合生成物を生
成させることによって作った。

（アノーサイトの溶融温度は１５５３℃である）。

生成物が１〜５ミクロンの相当直径（ ｅｑｕｉｖａｌ
ｅｎｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ ）のアノーサイト結晶から
なることは顕微鏡検査により確められ、又アノーサイト
であることはＸ線回折分析により証明されている。

生成物を１１．９ミクロンのｃ， ｐ， ｓ，迄粉砕し
た。

燐酸溶液と混合した時、それは直ちに熱の発生を伴なっ
て凝固し、全く操作できなかった。

セメントＢ−Ｅ 之は、アノーサイトと量を少しずつ増加した過剰シリカ
とからなるように構成した四つのセメントからなる一連
のセメントである。

これら混合物をそれらの中の過剰のシリカと共に焼結し
た。

即ち過剰のシリカをセメントと混合したのではない。

結果は次の通りである。

純粋のアノーサイトセメントを単に微粉砕シリカと共に
混合すると、その混合物は上記セメントＢ−Ｅと全《異
なった挙動を示す。

例えば４０％純粋アノーサイトと６０％微粉砕石英（Ｃ
．Ｐ，８６．８ミクロン）の混合物は、依然゛として燐
酸溶液によりすぐ（ ｆｌａｓｈ ）凝固し、操作でき
なかった，同じことは前に言及した範囲内の他オルト燐
酸混合物を用いた場合にも言える。

酸化チタンを原科へ添加すると、予期される如くシリカ
と同様な状態にアノーサイトの凝固時間を遅延するが、
経済的理由からあまり好ましくない。

骨灰（燐酸カルシウム）を原料混合物へ添加すると、ほ
んのわずか遅延作用を及ぼす。

従って組成物によりセメントは便利な凝固時間を与える
ように、粗く又は細かく粉砕する必要があることが分る
。

凝固時間は、オルト燐酸含有量を調節することによって
調節できる。

例えば溶液中５０％より多いオルト燐酸では、酸濃度と
共に凝固時間が増大し、その値より低いと、その効果は
セメントの組成と共に変化する。

溶液中の燐酸亜鉛及び燐酸アルミニウムは凝固時間を増
大する。

アノーサイトは問題の岩石中天然にはめったに純粋な状
態では産出せず、ンーダ曹長石 （Ｎａ２０−Ａ１２０３．６Ｓｉ０２）との固溶体とし
て産出し、その曹長石と連続的一連の固溶体を形成する
。

知られている固溶体は次の名称を有する：曹長石は本発
明の目的のセメントとしては不活性で、アノーサイトと
の固溶体はアノーサイトの活性度を低下する。

例えば曹灰長石は実質的に不活性であり、灰曹長石及び
中性長石もそうである。

バイトーナイト（ ｂｙｔｏｗｎｉｔｅ ） は調製さ
れ、有用なセメントになることが判明したが、アノーサ
イトの含有量を増大すると凝固時間は短かくなる。

曹長石３０％／ア、ノー丈イト７０％の組成物はゆつ《
り凝固し、非常に細か《粉砕する必要がある。

之より大きな曹長石含有量は有用なセメントを生じない
。

曹長石２０％／アノーサイト８０％の組成のバイトーナ
イトは、初期凝固時間２５分の有用なセメントになる。

之等の、本発明の３゛０重量％より多くない曹長石を有
する固溶体は人工的に作られ、凝固時間は固溶体中の曹
長石の量によって調節できるが、過剰のシリカによる調
節は、上述の如く一層便利なので好ましい。

一般に本発明のセメントは乾燥状態で粉砕してもよいが
、それらは湿式で粉砕するのが好ましい。

後者は、通常与えられた硬化速度に対して凝固時間を増
大する効果を有する。

同じＣ．Ｐ．Ｓ．では、セメントは乾式粉砕より湿式粉
砕した方が長い凝固時間を有し、それは与えられたコン
システンシ− （ Ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ）に対し
て一層多《ノオルト燐酸溶液を必要とし、之は一層大き
な最終強度へ導く。

この挙動は構造材料用セメントとして実際に用いるのに
大きな価値がある。

もし湿式粉砕するならば、生成物は、燐酸の添加で気泡
を出す原因になる粉砕媒体から生じた微細な鉄を磁石で
除去すべきである。

できれば非金属ミルライニングを有するセラミック粉砕
媒体が用いられるならば、その効果は堅い鉄合金を用い
た場合よりはるかに低下するかも知れないが、磁石によ
る除去は不必要であろう。

磁石により存在する磁鉄鉱のいくらかが除去されるが、
それは強度賦与成分なので置換されなければならない。

磁鉄鉱が主成分である場合には湿式粉砕は反対に指示さ
れ、乾式粉砕又は非金属ミルライニングを有するセラミ
ック粉砕媒体を用いるのがよい。

セメントが湿式粉砕された場合、得られたスラリーは通
常脱水されるが、オルト燐酸溶液を添加した時、存在す
る水が許容されるならばそれは湿潤のまま用いられても
よい。

水含有量が増大すると之等セメントの収縮が増大する。

比較的大きな収縮と比較的小さな収縮との間の転換点は
、約５４％の水の所にある。

４０％より少ない水の場合には収縮は非常に小さい。

構造材科用としては、セメントは通常骨材と共に用いら
れコンクリートを得る。

しかしそれらは、骨材をほとんど又は全く用いずに、板
状材科或は高抗張力をもつ他の形態の材料を形成するた
め、ガラス又はシリカ繊維と共に用いてもよい。

この場合、水含有量の低い例えば４０％以下の溶液が収
縮を最小にするため用いられるであろう。

板状材料の製造は、通常スプレー法により行われる。

押し出しによって特別な形態のものを作ってもよい。

本発明の具体例では、適当に粉砕された形態の酸化物の
組み合せを含む材料を、砂利及び／又は砂と混合し、次
いでオルト燐酸溶液と混合し、或は酸化物を含む材料を
先ず酸と混合し、次いで砂利及び／又は砂に添加する。

得られた混合物は凝固及び硬化し、構造材科目的に適し
たコンクリート又はモルタルになる。

凝固及び硬化生成物は通常７より小さい。

鋼補強材が用いられる時には、それは、非常に抵抗性の
ある燐酸第一鉄の保護層を形成するようにコンクリート
へ適用する前にオルト燐酸で処理するのがよい。

もし之を行なわないと、鋼はその場で燐酸塩化されるこ
とになり、水素を発生してそれが鋼とコンクリートとの
付着を弱《する。

炭酸塩は用いられる骨材から除かれていなければならな
いことは明らかである。

本発明のセメントを用いて作られたコンクリートは、ど
のような濃度の硫酸塩に対しても抵抗性があり、ガラス
とシリカ繊維と両立でき、糖溶液及び多くの希釈有機酸
に対する抵抗性を有する。

粉末状で、本発明のセメントはポートランドセメント及
び高アルミナセメント粉末の如く、湿潤雰囲気中で劣化
することはない。

次の実施例は本発明を例示するためのもので、それをそ
れら実施例に限定するものではない。

使われている％は重量に基づく。

与えられた実施例に於て、初期凝固時間はコンクリート
を混合してからそれが硬《なり始める迄にかかった時間
である。

コンクリートに対する試験は、ＢｒｉｔｉｓｈＳ ｔａ
ｎｄａｒｄ Ｂ， Ｓ． １ ２ ［ポートランドセメ
ントに記載された４インチ立方コンクリート試験と同じ
結果を与えるように考えられた１インチ立方コンクリー
ト試験によって行われた。

この試験の利点は、必要な材料が少量ですみ、必要な保
存場所が少なく、侵食剤（例えば硫酸塩、酸、糖類）と
の結果がはるかに迅速に得られることである。

この試験はＡｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｐｏｒｔｌａｎｄ
ＣｅｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ｌ ｉｍ
ｉｔｅｄのＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｐａｒｔｍｅｎｔで開
発されたものである。

実施例 １ 原料：エセックス（Ｅｓｓｅｘ）オケンデン（ Ｏ ｃ
ｋｅｎｄｅｎ ）からのロンドンクレー、酸化アルミニ
ウム、炭酸カルシウムの三元系。

１１５０℃で焼結。

セメント分析値： 粒径指標は１０．２ミクロン。

１カ月での圧縮強度は１インチ立方コンクリートで７８
５０ｐｓｉであった。

用いられた燐酸溶液は前に記載した通りであった。

初期凝固時間＝３０分 酸化鉄の存在は、このセメントを酸化鉄をほとんど含ま
ない実施例２と比較することにより分る如《、かなり強
度を増大する。

不活性物質３２．７％が存在し、その分析値は次の通り 次の表に於て第２欄（１）の％の数字は、前記セメント
の分析値から之等の値を差し引いて差を与えたものであ
り、それを次に１００％基準に計算し直したのが（２）
である。

セメント組成物に関して之等の％を表すと次のようにな
る。

実施例 ２ 原科：チャイナクレー、炭酸カルシウム、１３５０℃で
焼結 セメント分析値二 粒径指標は６．１ミクロン．１カ月での圧縮強度は１イ
ンチ立方コンクリート試験に対し６７５０ｐｓｉ．用い
られた燐酸溶液は前の記載中に規定してある。

初期凝固時間は２０分であった。数字を実施例１の如く
取り扱って次の結果を得た。

不活性物質はセメントの４０．２％．その分析値は次の
通り； 次の表に於て、第２欄（１）の％の数字は前記セメント
の分析値から之等の値を差し引いたものであり、それを
１００％の基準に直したのが（２）である。

（２）欄中の組成は、アノーサイトの組成に近いが過剰
のシリカを含む。

セメント自身のアノーサイト含有量は５９．１％である
。

実施例 ３ このセメントは、普通のＬｏｎｄｏｎ Ｂｒｉｃｋ Ｃ
ｏ，Ｒｕｓｔｉｃ Ｆｌｅｔｔｏｎ 煉瓦を１１．８
ミクロンのＣ．Ｐ．Ｓへ粉砕することによって作られた
。

之等の煉瓦はオックスフォードクレーを約１１００℃へ
焼成することによって作られた。

三週間の強度は１インチ立方コンクリート試験に対し４
８５０ｐｓｉであった。

用いられた燐酸溶液は、前の記載中に規定してある。

初期凝固時間は４７分であった。

セメントの分析値は次の通り （残りはＭｇＯ，Ｋ２０、Ｎａ２０，ＳＯ３及び灼熱減
量からなっていた） セメント自体中には、埋論的Ｋ６．８％のモノカルシウ
ムフエライトと約４５％のアノーサイトが存在している
。

アノーサイトには過剰のシリカが存在する。

しかし煉瓦材料の特性が不規則なため、之等の数字は大
略のものと考えるべきである。

数字は、焼成前に適切に均質化した材料に対する数値に
相当する。

Ｆ ｌｅｔｔｏｎ煉瓦は、通常オルト燐酸上共に用いる
とセメントとして挙動するのに充分な石灰を含む。

い《らかの保存煉瓦も、それらが石灰を含んでいたため
同様な挙動をした。

本発明のセメントを用いて作られたコンクリートは、全
ての濃度に於けるあらゆる硫酸塩に対し完全な抵抗性を
もっている。

酢酸の場合を除き、記載の方法に従って製造し且つ用い
られると、それらは有機酸及び無機酸の希薄溶液、例え
ばｐＨが約２．５迄の低い溶液に対してのみ大きな抵抗
性を有する。

それらセメントは、強度を実際に増大する酢酸に対して
完全な抵抗性を有する。

それらは乳酸又は苛性ソーダに対しては抵抗性をもたな
い。

本発明のセメントの或るものに関係する化学的組成を有
し、燐酸を含有する珪酸塩セメントは、歯科用に知られ
ている。

例えば次のものを参照され度い。

（１） Ｅ，Ｗ． Ｓｋｉｍｅｒ及びＲ．Ｗ． Ｐｈ
ｉｌｌｉｐｓ著、” Ｔｈｅ Ｓ ｃｉｅｎｃｅ ｏｆ
Ｄｅｎｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ ”第６版（１９６
７）（米国フィラデルフィア及び英国ロンド７Ｗ． Ｂ
． Ｓａｕｎｄｅｒｓ Ｃｏ．出版）（２） Ａ．Ｄ
．Ｗｉｌｓｏｎ （英）著、” ＤｅｎｔａｌＳ ｉｌ
ｉｃａｔｅ Ｃｅｍｅｎｔｓ ” ３ ５ ４（Ｎａ
ｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ
ＳｐｅｃｉａｌＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ出版）及びガ
イザースブＪ４Ｍｄ（米国）で１９６９年１０月開催さ
れた歯科材料に関するシンポジウム第５０回会報６０８
、６月（１９７２） Ｓｋｉｎｎｅｒ及びＰｈｉｌｌｉｐｓの本は、歯科用珪
酸セメントについての最も埋解し易い説明を与えている
。

それらの全ては非常に複雑なガラスで、極めて純粋な原
科から作られ、それら原料は本発明のセメントとは違っ
て溶融状態に迄加熱され、水で急冷され、次いで微粉砕
されている。

ガラス状であるためそれらはアノーサイト又は結晶性物
質を全く含まない。

Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄの出版物中には
、そのような歯科用セメントの製造法が記載されている
：［粉末は、それらが粉砕されたガラス状物体で結晶質
クリンカーではない点でセメント中独特のもので、その
物理的状態は最終セメントの半透明性の原因になってい
る。

歯科用珪酸塩ガラスは、少量の燐酸塩を含む弗化物融剤
中でシリカとアルミナの混合物を融解することによって
製造される。

弗化物融剤は氷晶石に基づ《；弗化物の添加はその融点
を低下する」。

？って本発明のセメントは、それらの全く異なった性質
、規模及び目的によるのみならず、それらがアノーサイ
ト又は他の結晶質化合物を含みガラス状でない点で、そ
のような歯科用セメントとは異なっている。

不活性物質の決定法 セメントを正確に約１？秤量し、４インチ白金皿中にと
る。

２０ｍｌの濃塩酸を添加し、時計ガラスで覆い、時々攪
拌しなから３／４時間水蒸気浴上に置《。

次に１ｒｆＬｌの濃塩酸を添加し、１／４時間加熱と攪
拌を続ける。

次に熱い水でい《らか希釈し、いくらかの灰分をもたな
いろ過助剤を添加し、攪拌してそれを分散させる。

皿を水蒸気浴からとり、内容物を１２．５ｃｒｆＬのＡ
４ ０ Ｗｈａｔ ｍ ａｎろ紙でろ過する。

皿をろ過器中へ洗浄する残渣を熱水で３回洗う。

次にその残渣を２５０ＴＬｌの背の高いビーカー中へ、
残渣がろ紙の折り目にひっかからないように注意しなが
ら洗い落す。

ろ紙は保存する。

ビーカーの内容物を１００′／ｒＬｌにし、ｉｏｏ℃に
なる迄沸騰水浴中に置《。

６？の無水炭酸ナトリウムを添加し、１５分間屡々に攪
拌する。

灰分をもたないろ過助剤をい《らか添加し、保留したろ
過器でろ過する。

熱水で３回、熱塩酸（１−ｉｎ−２０）で３回、次に熱
水で５回洗滌する。

ろ過器を完全ではないがほとんど乾燥し、ルッポ中で約
９００℃で一定重量迄灼熱する。

灼熱残留物の重量を決定し、それをセメントの％とじて
表わす。

該残渣をＳｉ０２、Ａ１０３、Ｆｅ２０３及’Ｏ’Ｃ
ａ Ｏニツいて化学分析専門家によ《知られていル適当
な方法を用いて分析する。

この残渣は凝固及び硬化過程で有用な役割を何ら果さな
い不活性物質を表す。

この試験で用いられる水は蒸溜水又は脱イオン水でなげ
ればならない。

用いられる薬品は分析試薬級の品質のものでなければな
らない。

磁器皿及びルツボを用いてもよいが、白金製のものが好
ましい。

本発明の実施態様を以下に記す。

（１）水溶液が溶液に基いてオルト燐酸を３５〜７５重
量％含有する特許請求の範囲に記載の方法。

（２）水溶液が溶液に基いて１５重量％を超えない量の
オルト燐酸亜鉛を含有する前記第１項に記載の方法。

（３）水溶液が溶液に基いて２０重量％を超えない量の
オルト燐酸アルミニウムを含有する前記第１項に記載の
方法。

（４）酸化物の組み合せが、セメントの硬化に対する遅
延効果を有する化合物によって増大される特許請求の範
囲，に記載一の方法。

（５）更に、セメント組成物中にコンクリートを形成す
るための骨材を配合することを含む特許請求の範囲に記
載の方法。

（６）更に、セメント組成物中に繊維物質補強材を配合
することを含む特許請求の範囲に記載の方法。

（７）混合物がＦ ｅ ２ ０ ３を含有する特許請求
の範囲に記載の方法。

（８）混合物が鉄含有粘度を含む前記第７項に記載の方
法。

（９）混合物が少なくとも１０重量％の酸化鉄を含み、
焼結が１２００℃を超えない温度で行なわれる前記第７
項に記載の方法。

（１０） 焼結が１１００℃〜１５００℃迄ノ温度テ
行なわれ、選択された酸化物の最犬の化学的結合を得る
特許請求の範囲に記載の方法。

αυ 混合物が融剤を含有する特許請求の範囲に記載の
方法。

（１２） 粒状組み合せ物が少な《とも１５ミクロン
の粒径特性を有し、２％以上のマグネタイトからなる特
許請求の範囲記載の方法。

０３）更にガラス又はシリカ繊維補強剤を配合すること
を含む特許請求の範囲に記載のセメント組成物の製造方
法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （Ａ） （１）アノーサイト中に過剰シリカを
   固溶しているアノーサイトおよび（２）アノーサイト中
   に曹長石を３０重量％を超えない量で固溶しているアノ
   ーサイトから選ばれる酸化物の粒状化学的組み合せ物を
   、組み合せ物の成分酸化物を共同して生成する鉱物類の
   混合物あるいは焼結条件下で上記酸化物を生成する化合
   物類の混合物を化学量論的割合で焼結することにより用
   意し、焼結物を粉砕し、 （Ｂ） 粉砕後の焼結物をオルト燐酸の水溶液と反応
   させることを特徴とする、構造セメントを製造する方法
   。