JPS6251912B2

JPS6251912B2 -

Info

Publication number: JPS6251912B2
Application number: JP56002733A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yoshino; Hiroshi Kyoda; Muneyoshi Katayama; Yoshihisa Hamazaki
Original assignee: Shinagawa Shiro Renga KK; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Shinagawa Shiro Renga KK; JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-01-13
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1987-11-02
Also published as: JPS57118056A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルミナセメントを使用した新規な耐
火コンクリート組成物に関する。更に詳しくは本
発明は耐火超微粉、アルミナセメント、解膠剤お
よびアルミナセメントの硬化遅延剤および硬化促
進剤よりなる硬化調整剤を併用することにより、
施工水分量を可能な限り少なくし、少量のアルミ
ナセメントで高強度、高耐火性および高耐食性を
有し、かつ、季節の温度変化にも十分対処できる
作業性を有する耐火コンクリート組成物に関する
ものである。従来の耐火コンクリート組成物は一般に粒度調
整された耐火骨材75〜85重量％とアルミナセメン
ト15〜25重量％より構成されている。上記耐火コンクリート組成物は施工、製造およ
び管理の省力化の利点よりこれまで、雰囲気炉を
主体に、その使用が拡大されてきた。しかし、こ
の種の耐火コンクリート組成物は結合剤にアルミ
ナセメントを多量に使用しているため次のような
欠点を有している：(1)アルミナセメントの脱水に
伴なう中間温度域での強度劣化、(2)アルミナセメ
ント中のCaOが融剤として働き、耐熱性および耐
食性が同質れんがに比べ劣る、(3)施工水分量が多
いため見掛気孔率が同質のれんがに比べ高い。このような従来耐火コンクリート組成物の欠点
を解決する方法として、特公昭51−9770号があ
る。この種の耐火コンクリート組成物は、少なく
とも１種の水硬性アルミナセメント５〜８重量
％、少なくとも一種の耐火性粉末2.5〜４重量
％、PHが少なくとも11の少なくとも１種の解膠剤
0.01〜0.3重量％および耐火骨材86〜92重量％か
らなるものである。この種の耐火コンクリート組成物は施工が適切
に行なわれればアルミナセメントの使用量も少な
く、かつ低施工水分量化により、従来耐火コンク
リート組成物の欠点を解決できると考えられる。
しかし、使用している解膠剤のPHが少なくとも11
であるためアルミナセメントからのカルシウムイ
オンの溶解を促進し、耐火コンクリート組成物を
解膠状態から凝集状態にすることにより硬化現象
を起こし、充分な鋳込みまでの作業時間がとれ
ず、はなはだしきは混練中中に硬化現象を起こ
し、使用に耐えないものである。本発明は、このような硬化特性上の欠点を解決
する耐火コンクリート組成物を提供するものであ
る。すなわち、本発明の耐火コンクリート組成物
は粒度調整された１種以上の耐火骨材を84〜97重
量％、粒子径が10μ以下、好ましくは１μ以下の
１種以上の耐火性超微粉末２〜８重量％、１種以
上のアルミナセメントを１〜８重量％、PHが７未
満の１種以上の解膠剤を外掛0.01〜0.5重量％、
および硬化調整剤としてアルミナセメント硬化遅
延剤外掛0.005〜0.1重量％およびアルミナセメン
トの硬化促進剤を0.005〜0.1重量％の組成よりな
る、耐火コンクリート組成物である。以下、本発明の耐火コンクリート組成物を構成
する各成分について詳細に説明する。本発明に使用する粒度調整された耐火骨材は、
珪砂、珪石、ロー石などの珪酸質原料、電融アル
ミナ、焼結アルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサイ
ト、バン土頁岩などの高アルミナ質原料、マグネ
シアクリンカー、フオルステライト、ドロマイト
クリンカー、クロム鉱などの塩基性原料、その
他、ジルコニア、ジルコン、炭化珪素、炭素質原
料など一般に耐火物原料に使用されるもののうち
１種以上が84〜97重量％である。アルミナセメントは一般に市販されているもの
で、例えばアルコアCA−25電化ハイアルミナセ
メントスーパー、セカール250およびJIS1種また
は２種のアルミナセメント等のうち一種以上の１
〜８重量％であり、１重量％以下では充分な強度
が得られず、８重量％以上では施工水分量が少な
いため８重量％を越えた部分は未水和アルミナセ
メントとして残留するため添加の必要性がない。耐火性超微粉については粒子径が10μ以下、好
ましくは１μ以下の粘土、カオリン、フエロシリ
コンおよびメタシリコンの製造副産物として生じ
るシリカフラワー含水珪酸、カーボンブラツクお
よび気相法で造られるシリカ、アルミナ、酸化チ
タンのうち一種以上が２〜８％である。粒子径に
ついては10μ以上では解膠剤との併用による減水
効果が少なく、１μ以下の超微粉の場合に特に減
水効果が顕著である。添加量については２重量％
未満では充分な減水効果が得られず、８重量％を
越えると加熱後の収縮が大きくなるため望ましく
ない。解膠剤についてはその使用目的はアルミナ
セメントおよび耐火超微粉を分散させることによ
り減水効果を得るものであり、水性媒質中のPHが
７未満の酸性ピロリン酸ソーダ、ウルトラポリリ
ン酸ソーダ、酸性メタリン酸ソーダ、酸性ヘキサ
メタリン酸ソーダなどの酸性リン酸塩のうち一種
以上が0.01〜0.5重量％である。解膠剤のPHは耐
火コンクリート組成物の硬化物性に大きな影響を
及ぼし、その選択は重要となる。図面に解膠剤に
アルカリ性リン酸塩および酸性リン酸塩を使用し
た耐火コンクリート組成物の気温20℃での３分混
練後のJIS2521の耐火物用アルミナセメントの物
理試験方法のフロー試験で測定したフロー値を示
す。フロー値は施工現場での作業性を評価する一
手段であり、一応フロー値110未満では施工が可
能であり、110以下では不可能である。すなわち
図からも明らかであるが従来のPHが少なくとも11
のようなアルカリ性のポリリン酸塩では混練後解
膠剤がアルミナセメントからのカルシウムイオン
の溶解を促進し、耐火コンクリート組成物を解膠
状態から凝集状態にすることにより硬化現象を起
こし、充分な作業時間がとれず、はなはだしきは
混練中に硬化現象を引き起こす。一方、本発明の
如くPHが７未満の酸性リン酸塩を解膠剤に使用す
れば混練後30分以上の作業時間が得られ、アルカ
リ性リン酸塩にくらべ硬化特性がかなり改善され
る。しかし、この種の耐火コンクリート組成物も
20℃では30〜60分程度の作業時間が得られるが、
例えば５℃では10時間以上、30℃では５分以下の
作業時間となり、冬季においては硬化不足により
翌日脱枠が不可能となつたり、夏季においては充
分な作業時間が得られず。はなはだしきは混練中
に硬化現象も生じる。また、解膠剤の添加量につ
いては0.01％以下では充分な分散効果が得られ
ず、また0.5％以上では最適分散状態が得られな
い。アルミナセメントの硬化促進剤および硬化遅延
剤からなる硬化調整剤については、従来の耐火コ
ンクリート組成物の欠点である硬化特性を完全に
解決するための本発明のポイントとなる成分であ
り、アルミナセメントの硬化促進剤としては、硫
酸塩、硝酸塩、Na₂CO₃、K₂CO₃、Na₂SiO₂、
K₂SiO₂、Li塩、Ca（OH）₂などのうち一種以上で
あり、アルミナセメント遅延剤としてはクエン
酸、酒石酸、グルコン酸などの脂肪族カルボン酸
およびこれらの塩およびホウ砂、ホウ酸および小
麦粉、カゼイン、デン粉、セルロース製品などの
うち一種以上であり、これらの硬化調整剤の添加
量についてはアルミナセメント硬化遅延剤が
0.005〜0.1重量％、アルミナセメント硬化促進剤
が0.005〜0.1重量％である。すなわち、夏季の如
く硬化の早い場合はアルミナセメント硬化遅延剤
の添加が適切な作業時間の確保に有効であり、ア
ルミナセメント硬化遅延剤を0.005〜0.1重量％添
加することにより30分以上の作業時間が得られ
る。添加量については0.005重量％未満では30分
以上の作業時間が得られず、0.1重量％を越える
と10時間以上となり、硬化が不充分で翌日の脱枠
が不可能となる。また冬季の如く硬化が遅い場合
はアルミナセメント硬化促進剤の添加が有効と考
えられる。しかし、アルミナセメント硬化促進剤
単味を添加すると、アルミナセメントへの硬化促
進作用が混練中より開始し急激に凝集状況となり
充分な作業時間が取れない。しかしアルミナセメ
ント硬化遅延剤を0.005〜0.1重量％添加し、さら
にアルミナセメント硬化促進剤を添加することに
より、適切な作業時間が得られる。すなわち、硬
化遅延剤は硬化促進剤あるいはアルミナセメント
より溶解してくるCaイオン等と錯体を形成し、
これらイオンを一時封鎖することにより適切な作
業時間を得ようとするものである。それ故、気温
の低い冬季においてもアルミナセメント硬化促進
剤を添加する場合、必ずアルミナセメント硬化遅
延剤の併用添加が必要となる。以下に、本発明の実施例を掲げて説明するが、
本発明はこれらの限定されるものではない。実施例１下記成分を混合してなる耐火コンクリート組成
物に水を4.0〜5.0重量％加え混練する。これより
調整した耐火コンクリートの20℃での特性を比較
例とあわせ表１に示す。これより、アルカリ性リ
ン酸塩であるヘキサメタリン酸ソーダーを解膠剤
に使用した比較例２は施工水分が少なく、強度、
物性は実施例と大差ないが３分程度の作業時間し
か取れず作業上問題がある。また、酸性リン酸ソ
ーダを使用した比較例１も作業時間は約20分と比
較例２にくらべると良好である。今だ不充分であ
るのに対し、硬化遅延剤および硬化促進剤を使用
した実施例１は60分以上の作業時間が得られ、作
業上充分使用できるものである。

【表】

【表】実施例２〜４下記成分を混合してなる耐火コンクリート組成
物に水5.5〜6.0重量％加え混練する、これより調
整された耐火コンクリートの気温２℃での特性
を、比較例とあわせ表−２に示す。これより２℃
という低温で酸性リン酸ソーダ塩のみを解膠剤に
使用した比較例３は充分な作業時間は得られる
が、硬化時間が24時間以上と長く、脱枠時の問題
が懸念される。一方、硬化調整剤としてアルミナ
セメント硬化促進剤のみを添加した比較例４はア
ルミナセメント硬化促進剤のアルミナセメントへ
の凝集作用によつて作業時間は30分以下となり作
業上問題となる。しかし、硬化調整剤としてアル
ミナセメント遅延剤とアルミナセメント硬化促進
剤を併用した実施例２、３および４は60分以上の
作業時間が得られ、かつ、硬化時間も脱枠上問題
とならないことが判る。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

図面は耐火コンクリート組成物の解膠剤として
アルカリ性リン酸塩または酸性リン酸塩を用いた
場合に気温20℃におけるフロー値と経過時間の関
係を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１粒度調整された１種以上の耐火骨材が84〜97
重量％、粒子径10μ以下の１種以上の耐火性超微
粉が２〜８重量％、１種以上のアルミナセメントが１〜８重量％、 PHが７未満の１種以上の解膠剤が外掛0.01〜
0.5重量％、アルミナセメントの硬化遅延剤が外掛0.005〜
0.1重量％、アルミナセメントの硬化促進剤が外掛0.005〜
0.1重量％、よりなる耐火コンクリート組成物。