JPS63282150A

JPS63282150A - 水硬性組成物

Info

Publication number: JPS63282150A
Application number: JP11748187A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hamaguchi; 浜口　哲夫; Toshimata Matsui; 利又松井; Yoshio Natsuume; 伊男夏梅
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1988-11-18

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）本発明は新規な水硬性組成物に関し、更に詳しくは、シ
リカ質材料を用いた水硬性組成物に関する。

（従来の技術）シリカ質材料は、水酸化カルシウムと水との存在下で硬
化する性質を有している。一般にポゾランと呼ばれてい
るが、その代表的なものであるフライアッシュは、火力
発電々どで燃料に微粉炭を用いて圧搾空気で燃焼させる
とき、灰分が溶融してガラス状球体となったものとして
得られ、最近その発生量が増加しているが、多くの場合
、産業廃棄物として処理されており、一部がポルトラン
ドセメントと混合してシリカセメントとして産業に利用
されているにすぎない。

（発明が解決しようとする問題点）シリカ質材料と水酸化カルシ゛ウムとの混合物は、低発
熱性であること、酸性の水に対する抵抗性が大きいなど
の利点を有するが、通常のセメント組成物に比べて強度
発現が緩やかであり、一定の強度を示すようになるまで
の時間が長いという問題点がある。このため、シリカセ
メントについてのＪＩＳ規格においても、シリカセメン
ト中のシリカ質材料の混合割合は３０％以下に抑えられ
ている。フライアッシェセメントについても、ＪＩＳ規
格において、やはり、その混合割合は３０％以下とされ
ている。

このような状況から、上述のシリカ質材料の性能上の利
点を活かし、また、安価であるという経済的な有利性を
活用するため、シリカ質材料を多量に用いて、強度の発
現が早く、しかも、高強度の硬化物を得る方法が求めら
れていた。

本発明者らは、このような課題を達成すべく鋭意検討の
結果、シリカ質材料、含カルシウム成分及び水を用いて
水硬性組成物を得るときに、使用する水の供給源として
有機含水ゲルを使用すると、分散性に優れた均一な硬化
性組成物が得られ、低水分量で硬化可能となり、その結
果として、強度の発現が早く、しかも強度の高い硬化物
が得られることを見出し、この知見に基いて本発明を完
成するに至った〇（問題点を解決するための手段）かくして本発明によれば、シリカ質材料、含カルシウム
成分および有機含水ゲルを主成分とする水硬性組成物が
提供畑れる。

本発明において用いられるシリカ質材料は、含カルシウ
ム成分の存在下で水硬性を示すもので、天然に得られる
ものとしては、火山灰、けいそう±、凝灰岩、白土類な
どがある。また、人工的に、あるいは、各産業において
副瞠物として得られるものとしては、フライアッシュ、
煉瓦屑、フェロシリコン製造時にできる微粒子のシリカ
などがある。シリカ質材料はＪＩＳ　Ｒ５２１２に１．
フライア。

ッシェはＪＩＳ　Ａ　６２０１に、それぞれ、規定され
ているが、これに限定されることはない。

本発明において用いられる含カルシウム成分は、シリカ
質材料が、これと反応して硬化物を生成するために必要
な水酸化カルシウムを生成するものであればよく、その
具体例としては、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、
石膏、水と水利反応を起こすと水酸化カルシウムを生成
する各種セメントなどが挙げられる。高強度の硬化物を
経済的に得るには、ポルトランドセメント、又は、ポル
トランドセメントと石膏との併用系が有利である。

本発明において、含カルシウム成分の量は、通常、シリ
カ質材料が反応に必要とする量となるが、目的物の要求
性能や用途などにより、適宜選択される。例えば、含カ
ルシウム成分として消石灰を用いる場合には、シリカ質
材料１００重量部に対して１〜２０重量部であり、これ
以上では、硬化物の性能に問題が生ずる。また、含カル
７ウム成分としてポルトランドセメントを用いる場合に
は、シリカ質材料１００重量部に対して１０重量部以２
炉Ｏ上÷φ→重量部以下であり、これ以上の使用量では、経
済的に不利である。

一方、本発明で用いられる有機含水ゲルは、多量の水、
例えば自重の５〜１０００倍、好ましくは１０〜８００
倍の水を含有しているゲル状の有機物であればいずれで
もよく、その具体例として、例えば、デンプン−アクリ
ロニトリルグラフト共重合体系、カルボキシメチルセル
ロース系、ポリアクリロニトリル系、ポリエチレンオキ
サイド系、酢酸ビニル−アクリル酸塩共重合体系、ビニ
ルアルコール−アクリル酸塩共重合体系、ポリアクリル
酸塩系、オレフィン−無水マレイン酸共重合体系などの
ごとき高吸水性ポリマーに水を吸収させて得られる含水
ゲル、ポリアクリル酸塩やオレフィン−無水マレイン酸
共重合体塩などのごときポリカルボン酸塩を水の存在下
に架橋剤と反応させて得られる含水ゲルなどが例示され
る。

上記の高吸収性ポリマーの種類は一格別制限されるもの
ではなく、一般に市販嘔れているものであればいずれも
使用できる。

本発明において有機含水ゲルの混合量は、通常、使用水
量を供給しうる量となるが、その量は目的物の要求性能
や用途などによって適宜選択される。

しかし、含水ゲルを構成する有機分の量は全水硬性成分
１００重量部当り５重量部以下に保つのが好ましい。

ここで、全水硬性成分とは、シリカ質材料と、含カルシ
ウム成分として用いられるもののうちポルトランドセメ
ントなどの、それ自体水硬性を有するものとをいう。

また、かかる有機含水ゲルの形状は粒状、板状、棒状な
どがあり、使用方法などにより特に限定されないが、混
合の仕易さの点で粒状ゲルとして用いるのが好ましい。

用いられる水は、特に制限され々いが、通常、水道水、
地下水、海水などが用いられる。

本発明の水硬性組成物中の水量は、使用材料及びその組
成により異なるため一概には決められないが、その上限
は硬化物の強度を低下させないために、通常、全水硬性
成分の５０重ｆｉ％以下、好ましくけ４０重量％以下で
ある。

また、使用水量の下限は限定されないが、通常は全水硬
性成分の３重量％以上、好ましくは１０重量％以上であ
る。水量の下限は全水硬性成分の化学量論的比率よりは
るかに少ない量であるが、水硬性成分は徐々に水和物を
生成し養生期間等に外部から必要な水が補給されること
により少ない水量で硬化物の製造が可能となる◇ 本発明では、必要に応じてシリカ質材料、含カルシウム
成分と有機含水ゲルの他に通常用いられている骨材、補
強材を適宜配合することができる。

骨材や補強材の具体例としては、砂、砂利、パーライト
等の軽量骨材、鋼球、パライト等の加重材、石膏、粘土
、クレー、ベントナイト、石灰、樹脂繊維、パルプ繊維
、カーボン繊維、アラミド繊維、金属繊維、ガラス繊維
、石綿、木片などが例示される◇ さらに必要に応じて混和剤も配合することができる。混
和剤の具体例としては、減水剤、バインダー、分散剤、
空気連行剤、湿潤分散剤、膨張剤、防水剤、強度増進剤
、硬化促進剤、硬化遅延剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、
増粘剤等が例示烙れる０かかる混和剤は予め高吸水性樹
脂に含有させることができる場合は、含有させて用いる
方が好ましいＯ本発明における混合順序は、目的物の使用目的に応じて
適宜選択することができる。その具体的な方法としては
、例えばシリカ質材料、含カルシウム成分と有機含水ゲ
ルを混合した後に、必要に応じて骨材、補強材などを混
合する方法、予め有機含水ゲルと骨材などを混合した後
、シリカ質材料、含カルシウム成分を混合する方法、全
ての材料を同時に混合する方法などが挙げられる。混合
する際には、通常、ホバートミキサー、傾胴形ミキサー
、強制練りミキサーなどが用いられるが、特に限定され
るものではない。

かくして得られる本発明の水硬性組成物は、水で流動化
した通常のスラリー状組成物と異なり、固体粒子同士の
混合物である。この組成物を硬化する方法はとくに限定
されるものではなく、例えば加圧成型、振動成型、遠心
成型などの方法が適用される。例えば加圧成型の場合に
は、組成物を型枠に充填したのち加圧することにより塵
取りが行われる。

加圧の方法は、プレス、ローラー、ロールなどを用いて
行われ、圧力は水硬性組成物の組成によって必ずしも一
様ではないが、通常、５′Ｋｇ／ａｓ”以上である。加
圧に要する時間は圧力、組成などによって必ずしも一定
ではないが、通常は１分以上加圧を継続することが好ま
しい。また振動成型の場合には、型枠に充填後、振動に
よって型取りが行われる。

型取りされた組成物は、必要に応じて型枠をとりはずし
たのち、必要に応じて養生に供される。

養生の方法は格別制限式れるものではなく、その具体例
として水中養生、湿空養生、スチーム養生、オートクレ
ーブ養生などが例示される。

本発明の場合、養生の間に含水ゲル中の水分が徐々に滲
み出し、その水分によって硬化が進行するが、含水ゲル
中の水分量が硬化に必要な理論量よりも少ない場合には
養生の段階で外部から水分をとり込むことによって硬化
が完全なものとなる。

このようにして得られる硬化物は種々の用途に使用しう
るが、とくにパネル、セメント瓦、敷石、スレート、床
材、ブロックなどのごとき二次製品として有用である。

（発明の効果）かくして、本発明によれば、水の供給源として有機含水
ゲルを用いることによって、分散性がよく、低水分量で
硬化することができ、その結果として品質及び経済性に
優れた硬化物を与える水硬性組成物を得ることができる
。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、実施例、比較例及び参考例中の部はとくに断り
の々いかぎり重量基準である。

参考例１第１表に示す各種高吸水性樹脂に所定量の水を吸収させ
て含水ゲル（１）〜（ＩＩＩ）を得た。得られた各含水
ゲルは粒径約１鶴の粒子状であった。

第　　　１　　　表岨：　日本触媒化学社製、アクアリンク本２：三洋化成
社表、サンウェット＊３：　クラレイソプレン社製、ＫＩゲル参参考２インブチレン−無水マレイン酸共重合体（クラレイソプ
レンケミカル■製、イソパン１ｏ）ナトリウム塩（中和
度α７８）の８％水溶液１４４部にポリエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル（共栄社油脂化学工業■製、
エボライト４００Ｅ）８％水溶液７３部を加え、均一に
混合した後、ステンレス裂容器に流し込み水分が蒸発し
ないよう密封し、６０°Ｃのオープン中で２時間加熱し
架橋反応を行った。得られた含水ゲル（■）は５０Ｘ５
０Ｘ１０ｍ’ｌの直方体であった。

実施例１第３表に示す量のフライアッシ二（その物理化学的性質
を第２表に示した）及びセメント（アサノ普通ポルトラ
ンドセメント）に、砂（豊浦標準砂）１５００Ｆ及び第
３表に示す含水量に相当する量の含水ゲル（Ｉ）〜（■
）を添加し、ホバート型モルタルミキサーで３分間混練
したのち、フロー値をＪＩＳ　Ｒ５２０１に準じて測定
した。結果を第３表に示す。次に、５αφＸ１０（ｍの
モルタル用型枠に充填し、第３表に示す所定圧力を５分
間かけて成型品を作り、２０℃湿空にて一晩養生し、Ｊ
ＩＳ　Ａ　１１３２に準じて成型品の上面仕上げを行な
ったのち、脱型し２０℃の水中で所定材令まで養生を行
なった。

得られた硬化物の圧縮強度をＪＩＳ　Ａ　１１０８に準
じて測定した。結果を第３表に示す。

また、比較のため、含水ゲルの代わりに水を用いた場合
についても、実施例１と同様に操作をしく但し、加圧操
作は省略）、フロー値及び得られた硬化物の圧縮強度を
測定した。結果を、合せて第５表に示す。

第２表　フライアッシェの物理化学的性質この結果から
、本発明の場合には、低水分量で硬化することができ、
得られた硬化物の強度が著しく高度なことが分る。また
、同一の強度を得るのに、安価なフライアッシェを多量
に配合することができ、経済的に有利になることが分る
。

Claims

【特許請求の範囲】

シリカ質材料、含カルシウム成分および有機含水ゲルを
主成分とする水硬性組成物