JPS62207753A - 水硬性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セメント質物質の粒子を、それと略同等の粒
径を持つ金属粒子で置換することを特徴とする特に注型
加工性ならびに水硬体の機械加工性に優れた水硬性組成
物に関する。

〔従来技術〕

金にべ材料は、各種の広範な用途に用いられているが、
形状のあるものを簡単に得ることは難しく、流し込みと
簡単な機械加工のみで目的とする形状が得られることが
できれば、機械加工の工程短縮も含めて非常に経済的で
あり、そのような材料の出現が望まれている。

例えば、型材料においては、鋳鉄やＺＭＳなどの低融点
合金は流し込み成形が可能なものの、高温処理が必要な
ため、熱ひずみを取り除く工程や表面加工が必要である
。従って、これら材料に代替する常温で流し込み成形が
可能で、簡単な平面出しや穴あけ加工によって型が成形
できるような簡便な材料が切望されている。

一方、経済的で、常温流し込み成形可能な材料としてセ
メントコンクリートが良く知られているが、機械加工が
できないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明者らは、常温成形可能でかつ機械加工が可能な材
料を提供することを目的として、種々検オを加えた結果
、セメント質物質の粒径とほぼ同等の大きさを有する金
属粒子で、セメント質物質を置換することにより目的と
する材料が得られることを見い出し、本発明を完成する
に至った。

〔発明の構成〕

この発明を概説すれば、セメント質物質と、前記ヒメン
ト質物質の粒径と略同等の粒径を有する金属粒子を含む
ことを特徴とする水硬性組成物に関するものでおる。

以下、本発明の構成について詳細に説明する。

本発明で使用するセメント質物質としては、各種レメン
ト、水硬活性の鉱物物質、水硬活性を有覆る物質と刺激
剤との組合わせ、及びこれらの混合物をあげることがで
きる。

前記各種セメントとしては普通ポルトランドセメント、
早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメン
ト、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセ
メント、及び耐硫酸塩ポルトランドセメントなどの各種
ポルトランドセメント；アルミナセメント；各種油井セ
メント：シリカセメント、フライアッシュセメント、及
び高炉スラグ［ノメントなどの混合セメント：及び前記
セメントの混合物をあげることができる。

前記水硬活性の鉱物物質としては、ｃａ３ｓ　ｉ　ｏ！
ｒ鉱物物質、ｃａ、ｓｉｏ、固溶体及びこれらの混合物
をあげることかできる。

一般にセメントの主要構成鉱物であるニーライトは、Ｃ
ａ３Ｓ　ｉ　Ｏ８固溶体の一例である。化学量論式は、
研究者によって異なるが一般には Ｃａ＋ｏ５ＨＣＩｚＡｌＯｔ＆　　（Ａｌｓｉ３．ＪＯ
−）　　（Ｇ、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ　　ａｎｄＳ、Ｉａ
ｋａｇｉ、Ｐｒｏｃ、５ｔｈ　Ｉｎｔ冒、ｓｙｍｐ、ｃ
ｈｅｍ、ｃｅｍｅｎｔ　。

１ｏｋｙｏ、　１．１８１−２２５（１９６８））が考
えられており、その他に微量成分が含まれる場合もある
。

前記水硬活性を有する物質としては、高炉スラグ、フラ
イアッシュ及びこれらの混合物をあげることができる。

このような物質はそれ自身では水硬性を有していないが
、刺激剤の組合わせによっ−（強固に硬化する。刺激剤
とは従来より知られているものであり、各種セメント；
水酸化カルシウム二酸化カルシウム：生石灰：カルシウ
ムサルフォアルミネート鉱物：各種無機および有機アル
カリ塩、例えば炭酸塩、重炭酸塩、水酸化物、ケイフッ
化物、グルコン酸、クエン酸などのナトリウム、リチウ
ム、カリウム塩二石膏などを一種、あるいは二種以上、
組合わせたものをあげることができる。添加量は、刺激
剤の種類、要求される性能によって大きく異なるが、水
硬活性を有する物７１１ｏｏ重最部に対φて１００重最
部以下、好ましくは６０重量部以下とするのが望ましい
。水硬活性をイ、ｊする物質のうち、特に高炉スラグが
好ましい。

前記したセメント質物質は、一般的にいって、１〜１０
０μｍの粒径のものが使用されるが流動性や水和反応性
から、通常平均粒径が１０〜３０μｍの：ｂのが好まし
い。

次に、本発明で使用する金属粒子成分について説明する
。

本発明で使用する金属粒子成分は、セメント質物質と略
同等の粒径を有するものであり、セメント質水硬材料の
混線時、注型時の作業性、加工性、ａ３よび水硬体の機
械的強度（機械加工性）を改善覆る目的で配合される。

本発明の重要な点は、これら所望の特性を発現させるた
めにセメント質物Ｙ１の使用を極力抑制し、セメント質
物質の置換成分として特定粒径の金属粒子を用いること
にある。

前記金属粒子の粒径は、小さすぎると流動性が低トし、
一定の流動性を得るための水量が増加し硬化体の強度が
低下してしまうこと、また大きすぎると多量に添加した
場合、粒子の剥落等を生じ系の機械加工性が低下すると
いうネガティブ面が強くなり、これらを勘案して１００
μｍ以下、即ち、セメント質物質の粒径と略同程度のも
のを使用することが重要である。金属粒子を構成する成
分的な制限は特になく、例えば鉄、ステンレス、フェロ
クロム等の合金鉄などが使用される。

前記金属粒子の使用割合は、セメント質物質の内削で１
０〜９５体積部を金属粒子で置き換えることができる。

１０体積部以下では、機械加工性は改良されず、９５体
積部を越えると強度を得ることがでさ゛ない。

本発明においては、前記セメント質物質に対して、土木
建築分野において常用されている膨張材、急硬材、高強
度混和材、硬化促進剤、硬化遅延剤や減水剤などの化学
混和剤を併用することもできる。

前記膨張材としては、エトリンガイド系のもの、例えば
電気化学工業（株）製商品名ｒ　Ｃ３ＡＩＩ２０Ｊ、ま
たは焼成ＣａＯが好ましく、焼成ＣａＯ中でも１１００
〜１３００℃で焼成され、平均結晶径が１０μ以下のも
のが好ましい。

前記急硬材としてはカルシウムアルミネート系のものが
よく、例えばアルミナセメントやアルミリセメントと石
膏を組合わせたもの、及び電気化学工業（株）製商品名
［デンカＥＳＪや「小野田セメント（株）製商品名「ジ
ェットセメント」などが用いられる。

前記高強度混和材としては石膏系のもがあり、例えば電
気化学工業（株）製商品名「デンカΣ１０００」、日本
セメント（株）製商品名「アサノスーパーミックス」等
が有効である。

前記硬化促進剤としては、塩化カルシウムなどの塩化物
、チオシアン酸塩、亜硝酸塩、クロム酸塩、硝酸塩など
が用いられる。更に、硬化遅延剤としては糖類：可溶性
デキストリン；グルコン酸などの有機酸及びその塩；フ
ッ化合物などの無機ｌｆ：＋ｌｊなどを用いることがで
きるまた、本発明においては主要構成成分であるセメン
ト質物質、および該セメント質物質と略同等の粒径を有
する金属粒子に加えて、各種の骨材、補強材が併用され
得る。

前記骨材とは１００μｍを越える粒径を持つものをいい
、一般に土木建築の分野において用いられているもので
良く、川砂、山砂、海砂、砕砂、スラグ砂などや、砕石
、川砂利、スラグ砕石、計量骨材などが用いられる。ざ
らに、硬質なものとして、具体的にはモース硬度６以上
好ましくは７以上、又はヌープ圧子硬度７００Ｋｇ／ｒ
Ｈｒ１２″以上ざらに好ましくは８０ＯＮｆｆ／ａ＋”
以上のいずれかの基準で選定されたものを用いると、強
度を著しく向上させることができるので好適である。こ
の基準を満足するものを例示すれば、砕石、エメリー、
黄鉄鉱、磁鉄鉱、黄玉、ローソン石、コランダム、ツェ
ナサイト、スピネル、繰柱石、金縁石、電気石、花崗岩
、紅柱石、十字石、ジルコン、焼成ボーキサイト、重焼
ばん土頁岩、炭化硼素“、炭化タングステン、フェロシ
リコンナイトライド、窒化硅素、溶融シリカ、電融マグ
ネシア、炭化硅素、立方晶窒化硼素、陶磁器粉砕品など
がある。なお、特に機械加工性を考慮するとステンレス
、鉄などの金属材料が好ましい。

骨材の使用量は、通常の流し込み成形においては、セメ
ント質物質と金属粒子との合計１００体積部に対し、３
００体積部以内で選択使用される。但し、あらかじめ骨
材を設置しておき、後からペーストやモルタルの注入、
あるいは流し込みをする方法であるプレパックド工法や
、この逆のポストパックド工法においては、この限りで
はない。

また、前記補強材して各種繊維や網が配合される。繊維
としては、スチール繊維、ステンレス繊維、石綿やアル
ミナ繊維などの各種天然および合成鉱物繊維、炭素繊維
、ガラス繊維、およびポリプロピレン、ビニロン、アク
リロニトリル、セルロースなどの天然または合成の有機
繊維等があげられる。また、補強として従来より用いら
れているその他の補強材、例えば、鋼棒やＦＲＰロッド
棒を用いることも可能である。

ざらに、本発明においては他の機能、例えば、開動性を
付与するものとして二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素
などの、いわゆる固体潤滑剤を配合することも可能であ
り、さらには、油しみ込み性のあるカーボンなどを用い
ることも可能である。

本発明においては前記した主要成分、あるいはこれに任
意の追加成分を添加したものに、水を加えて混練し、注
型成形した後、硬化せて成形体を得るものである。その
際、高性能減水剤を用いると有利である。

高性能減水剤とは、前記各種粉体成分と水の系において
湿潤性や流動性を確保するために用いられるもので、多
口に添加しても過度の空気連行を伴わず、分散力が大で
ある界面活性剤のことを意味する。このような高性能減
水剤としてリグニンスルホン酸塩、グルコン酸ナトリウ
ム、高分子量りゲニンスルホン酸塩、アルキルナフタリ
ンあるいはナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物の塩、メラミン樹脂スルホン酸塩、ポリアクリル酸塩
などが使用される。

使用する水の量は特に制限はないが、材料分離等を考慮
するとセメント質物質と金属粒子の合計１００重量部に
対して５０重量部以下が好ましい。更に好ましくは４０
重量部以下、更に好ましくは３０重量部以下である。

なお、前記各配合成分の混合および混練方法は均一に混
合及び混線できれば、いずれの方法でも良く、添加順序
にも特に制限されるものではない。

また、成形物の養生には各種の養生方法を用いることが
可能であり常＠養生、常圧蒸気養生、高温高圧養生、高
温養生のいずれの方法も採用することができ、必要なら
ば、これらの組合わせを行なってもよい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれら実施
例に何等、制限されるものではない。

第１表に示すような配合割合の成分及び所定の水位（各
成分の配合は重量部）とともに２１モルタルミキサーで
混練し、ＪＩＳ−Ｒ−５２０１準じて４×４×１６ｃｍ
の供試体を作成し、２０℃で１日、ついで５０℃で７日
の湿潤養生を実施し圧縮強度試験を行なった。又、機械
加工性を確認するため、フライス盤による平面出し、ボ
ール盤による穴あけを実施した。結果を第１表に示す。

第１表から明らかのように、本発明になる水硬性組成物
から調製した供試体はフライス盤による平面出し、及び
ボール盤による穴あけ加工において優れた加工性を示し
た。一方、比較例のものはこれらの機械加工がほとんど
不可能であったり、加工できたとしても平滑性に欠けた
りした。

以下余白 第１表 ル 難 （注） ［使用材料コ セメント・・・・・・秩父セメント（株）白色ポルトラ
ンドセメント（光透過法による平均粒径１０．３μｍ）
還元鉄粉・・・・・・同和鉄粉鉱業（株）　２（Ｘ）ｍ
ｅｓｈ全通（ふるい分は法７４μｍ以下） 超微粉・・・・・・シリカフラワー（ＴＥ）ｌによる平
均粒径０．２μｍ）高性能減水剤・・・・・・第一工業
製薬製商品名「セルフロー１１０ＰＪ（主成分：アルキ
ルナフタレンスルホン酪酸ホルムアルデヒド縮合物系） 高強度混和材・・・・・・無水石膏系、商品名［デンカ
Σ１００ＯＪ骨　材・・・・・・＊は川砂（粒径０．３
〜１．２履）他は鉄粉（粒径０．１５〜１．０ｍｍ　＞
〔発明の効果〕 本発明により、機械加工性に優れた、常温で注型成形が
可能なセメント質水硬組成物をか提供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント質物質、および前記セメント質物質と略同等の
   粒径を有する金属粒子を含むことを特徴とする水硬性組
   成物。