JPS6366788B2

JPS6366788B2 -

Info

Publication number: JPS6366788B2
Application number: JP57140488A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Isozaki; Eiichi Arimizu; Sadayuki Iwamoto
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1982-08-14
Filing date: 1982-08-14
Publication date: 1988-12-22
Also published as: JPS5930751A; FI73409B; FI832918A0; FI832918A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は耐酸、耐熱性の大なる結合剤に関す
る。本発明は、耐酸性が要求される構造物及びヒ
ユーム管、パイル、ポールなどのコンクリート二
次製品の耐酸性ライニング剤として使用される。
また、耐酸性キヤスタブルの結合剤として使用す
ることができ、さらに床仕上材すなわちセルフレ
ベリング材として、特に化学薬品、食品等を取り
扱う場所の床材として用いられる。〔従来の技術〕従来、耐酸セメントと呼ばれるものには水ガラ
ス系、アルミナセメント系および高炉セメント系
があつた。ポルトランドセメント類は酸性物質に
対し抵抗性が小さいため、耐酸性を要求される箇
所に施工することができず、強いて施工しても頻
繁に補修をしなければならない。水ガラス系のも
のは耐アルカリ性、耐水性が低く、アルミナセメ
ント系のものは酸の種類によつては効果がない。
高炉セメント系のものもポルトランドセメントを
かなり含んでいるため耐酸性は高くない。このた
め水ガラスにアルミナセメントあるいはフライア
ツシユなどを配合し、化学抵抗性を改良する試み
が行われているが、未だ充分なものが得られてい
ない。（特公昭47−32811号）一般に高炉スラグ、転炉スラグ、フライアツシ
ユ等の潜在水硬性を有する物質にCa
（OH）₂Na₂CO₃等のアルカリ刺激剤を加えること
により水硬性が高まり、水と混和したとき、ポル
トランドセメントの場合より緩慢ではあるが、凝
結、硬化を起こすことは知られている。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明者らは耐酸、耐熱性結合剤を得るため潜
在水硬性を有する物質（以下潜在水硬性物質とい
う）を試みたが、単にアルカリ刺激剤を添加した
のみでは耐酸、耐熱性が不充分であつた。そこで
反応性シリカ質含有物を使用したが、この場合は
耐酸性は改良されるものの圧縮強度の低下が著し
かつた。〔問題解決の手段〕本発明は、潜在水硬性物質にアルカリ金属水酸
化物と反応性シリカ質含有物とセメント減水剤と
を配合した場合には、耐酸、耐熱性共に向上し、
作業性が改良され、圧縮強度の低下もみられない
ことを見出して完成したものである。本発明に用いる潜在水硬性物質としては鉄鋼ス
ラグ、フライアツシユなどがあり、鉄鋼スラグに
は高炉スラグ、転炉スラグがあり、高炉スラグに
は潜在水硬性の高い水砕スラグと低い除冷スラグ
がある。本発明には水砕スラグが適し、ガラス化
率50％以上、塩基度＝CaO＋MgO＋Al₂O₃／SiO₂＝1.5 以上が好ましい。化学抵抗性を高めるためには
CaO成分を極力減少させることが望ましいが、強
度発現は低下する傾向にある。本発明においては
アルカリ金属水酸化物と反応性シリカ質含有物を
用いることによつて、アルカリ―シリケート反応
が生じ、珪酸ゲルを生成する。この珪酸ゲルは耐
酸性に優れているばかりでなく、自由水を取り込
むことにより膨潤圧を生じ、乾燥収縮を低減し組
織を密実にする効果を有し、酸の浸透を抑える。潜在水硬性物質の粉末度はブレーン比表面積で
2000cm²／ｇ以上を必要とし、これ以下では強度発
現が充分でなく、8000cm²／ｇ以上になると効果が
ほぼ上限に達し、粉砕動力が嵩み、経済的でな
い。アルカリ金属水酸化物は潜在水硬性物質のアル
カリ刺激剤として用いる。アルカリ金属水酸化物
としてはリチウム、ナトリウム、カリウム塩があ
るが、工業的にはナトリウム塩が一般的である。
更にアルカリ金属炭酸塩を併用しても良い。反応性シリカ質含有物としては、いわゆる活性
シリカ、オパール質硅石、シリカフラワー、コロ
イダルシリカ、ケイソウ土、アエロジル、シリカ
ゲルやガラス質の１、２、３、４号珪酸ナトリウ
ム、結晶質のメタ珪酸ナトリウム、オルソ珪酸ナ
トリウム、ピロ珪酸ナトリウムなどがあるが珪酸
ナトリウム系のものについては組成はNa₂O／
SiO₂＝0.1〜5.0好ましくは0.2〜1.1（モル比）の範
囲のものがよい。メタ珪酸ナトリウムは本発明に
おけるようにアルカリ刺激剤と併用すると、耐
酸、耐熱性のみならず高強度も得られるが、初期
強度に関しては特にきわ立つたところはない。し
かし、１〜２箇月後の強度増加が顕著であつて特
に好ましい反応性シリカ質含有物といえる。これらは粉末状あるいは溶液で使用して差支え
なく、使用量は潜在水硬性物質100重量部に対し
アルカリ金属水酸化物は１〜30重量部、好ましく
は３〜15重量部であり、反応性シリカ質含有物は
１〜60重量部、好ましくは３〜40重量部である。
これ以外の使用量では望ましい効果が得られな
い。本発明ではセメント減水剤として一般に市販さ
れているセメント系減水剤を使用することができ
るが、特に分子内にスルホン基を有する化合物、
例えばアルキルアリルスルホン酸塩系、芳香族多
環縮合物スルホン酸塩系（商品名、、マイテイ、
ポゾリス、メルメント）など、およびオキシ有機
酸塩系、糖類が好ましく、これらから１種以上を
選んで組合せ使用することにより耐酸、耐熱性の
他、曲げ強度を著しく高めることができる。使用
量は潜在水硬性物質100重量部に対し0.1〜6.0重
量部程度、好ましくは0.2〜4.0重量部である。ス
ラグ系セメントの欠点として、強度不足、表面硬
度が低い、乾燥収縮が大きい、長期材令で強度低
下することなどが指摘されており、これらを改善
するためにも上記セメント減水剤の使用は有効で
ある。さらに耐酸性を向上させるために、一般のポリ
マーセメントコンクリート用ポリマーを併用する
とよい。例えば天然ゴム（NR）、クロロプレン
ゴム（CR）、スチレンブタジエンゴム（SBR）、
アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）など
のゴムラテツクス、エポキシ、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、酢酸ビニル、エチレン―酢酸ビニル
共重合体、アスフアルト、ゴムアスフアルトなど
の樹脂エマルジヨン、カゼイン、セルロース誘導
体、エチレングリコール―プロピレングリコール
共重合体、ビニルアルコール、アクリル酸塩、フ
ルフリルアルコール、アクリルアミドなどの水溶
性ポリマーが挙げられ、これらを粉末化したもの
を添加してもよい。これらポリマーを配合すると
耐酸性に限らず接着性、曲げ強度や流動性が向上
する。〔発明の効果〕本発明によれば、耐酸性、耐熱性が向上した結
合剤が得られるため本発明品は普通ポルトランド
セメントが使用されている用途にすべて用いられ
る。また、普通ポルトランドセメントで作製され
た構造物あるいはヒユーム管、パイル、ポールな
どのコンクリート二次製品の表面をライニングす
ることによつて耐酸性を付与することができる。
また、普通ポルトランドセメントと比べて著しく
耐熱性に優れているから耐酸キヤスタブルの結合
剤として使用することができる。さらに接着性、
耐アルカリ性、耐水性、流動性も優れているた
め、床仕上材すなわちセルフレベリング材とし
て、特に化学薬品、食品等を取り扱う場所の床材
として用いればすぐれた効果を得ることができ
る。〔実施例〕以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。実施例１粉末度５、120cm²／ｇ、塩基度＝
CaO＋MgO＋Al₂O₃／SiO₂＝1.87、ガラス化率90％の高炉スラグ（以下単にスラグという）とフライア
ツシユの潜在水硬性物質に対し、アルカリ刺激剤
として水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムを使用
し、反応性シリカ質含有物としてオパール質硅
石、メタ珪酸ナトリウム、３号珪酸ナトリウムを
用い、セメント減水剤としてリグニンスルホン酸
ナトリウム、デキストリン、グルコン酸ナトリウ
ムを表―１に示す種々の比率に配合し結合剤を調
製した。これに砂と水を加えて混練して供試体を
作製し、強度発現、耐酸性の試験を行つた。その
結果を表―２に示す。なお、供試体はセメント・
砂比１：２、水・セメント比40％とし、４×４×
16cmのものを作り、20℃、80％RHで気乾養生し
た。なお、フロー値、圧縮強度はJIS R5201にした
がつて測定した。耐酸性は７日間気乾養生後に各
酸液に20℃で浸漬し28日後に取出し重量測定し、
次のように化率（％）を求めた。変化率（％）＝浸漬後重量−浸漬前重量／浸漬前重量×
100 以下の実施例、比較例においても同様とする。実施例２表―１に示す配合にさらにSBRラテツクス10
重量部を加えた以外は実施例１と同様にして耐酸
性試験を行つた。実施例１の各実験より重量変化
率が１〜２割減少した。実施例３実施例１と同様な配合で４×４×16cmのモルタ
ル供試体を作製し、耐熱性試験を行つた。共試体
は７日間気乾養生後、表―３に示す各温度で３時
間加熱した。加熱後冷却して圧縮強度を測定し
た。その結果を表―３に示す。本実施例において
骨材はシヤモツト粒を用いた。実施例４潜在水硬性物質に対する反応性シリカ質含有物
の配合量を変えて耐酸性、耐アルカリ性及び耐水
性を調べた。表―１の実験No.12の配合において、
オパール質珪石10重量部に変えて３号珪酸ナトリ
ウムを５、10、20、40、60、80、100重量部を加
えたものについて、各々を50℃の30％硫酸、50℃
の30％水酸化ナトリウム溶液及び50℃の純水にそ
れぞれ浸漬した。その他の実験条件は実施例１と
同様であつた。３号珪酸ナトリウムの添加量が60重量部以下で
は耐酸性は向上し、アルカリ、水に対しての重量
減少は５％以下であつた。80重量部以上では耐酸
性は改善したが、耐アルカリ性、耐水性とも低下
し、30％水酸化ナトリウム溶液及び純水にそれぞ
れ50℃で浸漬した場合は７日以内に共試体は共に
崩壊した。実施例５本実施例においては、セメント減水剤の添加量
と耐酸性との関係を調べた。表―１に示す実験No.
11の配合に更にリグニンスルホン酸ナトリウムを
2.0重量部加えたものを実験No.14とし、4.0重量部
加えたものを実験No.15とした。実験No.12の配合
に、更にデキストリンを2.0重量部加えたものを
実験No.16とし、4.0重量部加えたものを実験No.17
とした。これらの試料の各々について実施例１と
同様な実験条件で耐酸性を調べたところ、デキス
トリン系はリグニンスルホン酸ナトリウム系より
も耐酸性向上の効果が顕著であつた。この結果を
表―４に示す。実施例６スラグ100重量部、３号珪酸ナトリウム10重量
部、水酸化ナトリウム5.0重量部、炭酸ナトリウ
ム2.5重量部、デキストリン0.5重量部及びグルコ
ン酸ナトリウム0.1重量部の配合でスラグの粉末
度（ブレーン）を変えた以外は実施例１と同様に
して試験を行い、その結果を表―５に示す。実施例７ブレーン5120cm²／ｇのスラグ100重量部、水酸
化ナトリウム5.0重量部、炭酸ナトリウム2.5重量
部、デキストリン0.5重量部及びグルコン酸ナト
リウム0.1重量部の配合で３号珪酸ナトリウムの
使用量を変えた以外は実施例１と同様にして試験
を行つた。その結果を表―６に示す。実験No.26は耐酸性は良いが、フローが低く、強
度発現も著しく低く、実用上使用不可能である。
また耐アルカリ性、耐水性とも低下し、30％濃度
の水酸化ナトリウム溶液に20℃及び50℃で浸漬し
た場合、７日以内に共試体は崩壊した。実施例８ブレーン5120cm²／ｇのスラグ100重量部、３号
珪酸ナトリウム10重量部、水酸化ナトリウム5.0
重量部及び炭酸ナトリウム2.5重量部の配合でデ
キストリンの使用量を変えた以外は実施例１と同
様にして試験を行つた。その結果を表―７に示
す。実施例９ブレーン5120cm²／ｇのスラグ100重量部、３号
珪酸ナトリウム10重量部、デキストリン0.5重量
部、グルコン酸ナトリウム0.1重量部の配合で水
酸化ナトリウムの使用量を変えた以外は実施例１
と同様にして試験を行つた。その結果を表―８に
示す。

【表】反応性シリカ質含有物は粒度１mm以下のものを使
用した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１ブレーン2000cm²／ｇ以上の潜在水硬性を有す
る物質100重量部に対し、アルカリ金属水酸化物
１ないし30重量部と反応性シリカ質含有物１ない
し60重量部とセメント減水剤0.1ないし6.0重量部
とを含有する耐酸、耐熱性の大なる結合剤。