(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
CAとC12A7の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であるカルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、及びホウ酸類を含有してなるセメント組成物。
【請求項２】
CAとC12A7の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であるカルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、並びに、炭酸塩又はカルボン酸類を含有してなるセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、セメント組成物に関し、さらに詳しくは、可使時間を延長し、適当な硬化時間を得、良好な流動性や強度発現性を確保することが可能なセメント組成物に関する。
【０００２】
本発明のセメント組成物は、耐火コンクリートや耐火キャスタブルなどの耐火物分野を初めとし、土木・建材分野などに広く使用可能である。
【０００３】
【従来の技術とその課題】
従来から、アルミナセメントの可使時間を延長し、適当な硬化時間を得、良好な流動性や強度発現性を確保するために、糖類、カルボン酸類、リン酸類、及びホウ酸等のアルミナセメントの硬化調整剤を併用したアルミナセメントが提案されている（ＨＩＧＨ−ＡＬＵＭＩＮＡ  ＣＥＭＥＮＴＳ  ＡＮＤ  ＣＯＮＣＲＥＴＥＳ  Ｔ．Ｄ．ＲＯＢＳＯＮ  Ｐ１２９−１３３  １９６２年発行）。
【０００４】
しかしながら、このアルミナセメントは、可使時間が確保できず、流動性や強度発現性に欠けるなどの課題があった。
【０００５】
また、クエン酸、酒石酸、及びスルホン酸系アニオン界面活性剤からなる凝結調整剤を併用したアルミナセメント、ヒドロオキシカルボン酸と無機炭酸塩からなる凝結調整剤を併用したアルミナセメント、水溶性のポリアクリル酸又はその塩と、アルカリ金属炭酸塩及び／又はヒドロオキシカルボン酸又はその塩を併用したアルミナセメント、水溶性ポリメタクリル酸又はその塩、メタクリル酸−アクリル酸共重合体又はその塩と、アルカリ金属炭酸塩及び／又はヒドロオキシカルボン酸又はその塩を含有してなるアルミナセメント、並びに、水溶性ポリアクリル酸及び／又はポリメタクリル酸、ヒドロオキシカルボン酸、及び無機炭酸塩からなる分散剤を併用したアルミナセメント等も提案されている（特開昭４９−５２２１６号公報、特公昭５０−２８０９０号公報、特開昭５５−７５９４７号公報、特開昭５５−７５９４８号公報、及び特開昭５５−１２１９３３号公報等）。
【０００６】
しかしながら、これらもアルミナセメントに本来要求されている機能、特に、可使時間が長く取れ、適当な硬化時間と良好な流動性と強度発現性を確保するといった機能が十分満足されるものではなかった。
【０００７】
即ち、可使時間を延長させ、流動性を向上させると、硬化時間が遅れ、強度発現性も悪くなる。逆に、適当な硬化時間を確保し、強度発現性を向上させようとすると流動性が悪く、可使時間が短くなるといった相反する傾向が強く見られるなどの課題があった。
【０００８】
また、最近、施工物の大型化や異形化が進んでおり、可使時間の確保と流動性のさらなる向上が要求され、従来技術では対応が困難であった。
【０００９】
本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の材料を組合わせることによって、流動性を損なうことなく、可使時間が長く取れ、適当な硬化時間と優れた強度発現性が確保できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、CAとC12A7の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であるカルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、及びホウ酸類を含有してなるセメント組成物であり、CAとC12A7の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である回折強度比でC12A7/CA＝0.1〜10の範囲であるカルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、並びに、炭酸塩又はカルボン酸類を含有してなるセメント組成物である。
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１２】
本発明に係るカルシウムアルミネートとは、アルミナ原料として、ボーキサイト、アルミ残灰、バイヤーアルミナ、電融アルミナ、及び焼結アルミナ等の精製アルミナを、カルシア原料として、石灰石、炭酸カルシウム、生石灰、及び水酸化カルシウム等を用い、所定の鉱物が生成するような割合で配合し、電気炉、反射炉、平炉、転炉、及びロータリーキルン等で、溶融及び／又は焼成して得られた水硬性鉱物を、ボールミル、チューブミル、振動ミル、ローラーミル、ジェットミル、及びタワーミル等の粉砕機で粉砕して得られるものである。
【００１３】
カルシウムアルミネートの鉱物組成は、ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡとすると、通常、Ｃ５Ａ３、Ｃ３Ａ、ＣＡ、Ｃ１２Ａ７、Ｃ３Ａ５、及びＣＡ２等と示される水硬性カルシウムアルミネートを主体とする鉱物で、結晶質、非晶質いずれも使用可能である。
【００１４】
カルシウムアルミネートの鉱物組成は、特に制限されるものではないが、ＣＡとＣ１２Ａ７を主体とし、ＣＡとＣ１２Ａ７の生成比が、粉末Ｘ線回折分析法によるピーク比である回折強度比でＣ１２Ａ７／ＣＡ＝０．１〜１０の範囲であることが好ましく、Ｏ．３〜５であることがより好ましく、０．５〜３であることが適当な硬化時間と優れた強度発現性を示すのでもっとも好ましい。回折強度比が０．１未満では硬化時間が遅延しやすく、逆に、１０を越えると長い可使時間と良好な流動性が確保できないおそれがある。
【００１５】
ここでいう回折強度比とは、Ｃｕ−Ｋα線のＸ線を照射した時の回折強度で、ＣＡの結晶格子数ｄ値４．６７Åと、Ｃ１２Ａ７のｄ値４．８９Åの回折強度比である。
【００１６】
本発明のカルシウムアルミネートの製造法は特に制限されるものではないが、例えば、ＣＡとＣ１２Ａ７の生成比がＣ１２Ａ７／ＣＡ＝０．１〜１０の範囲になるように、ＣＡとＣ１２Ａ７を個別に製造して混合しても良く、ＣＡとＣ１２Ａ７を前記生成比になるように一度に製造することも可能である。
【００１７】
特に、焼成法によって製造したカルシウムアルミネートを使用することは強度発現性が優れるため好ましい。
【００１８】
焼成法で製造する場合の原料の配合割合は、重量比でＣａＯ２０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３８０〜４０％が好ましく、ＣａＯ３０〜４０％、Ａｌ２Ｏ３７０〜６０％がより好ましい。
【００１９】
カルシウムアルミネートの焼成温度としては、１，０００〜１，６００℃が好ましく、１，２００〜１，５００℃がより好ましい。
【００２０】
本発明のカルシウムアルミネートは、不純物として、ＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、及びＣａＯ・ＴｉＯ２等を含有するものの使用も可能であるが、カルシウムアルミネートをキャスタブルとして使用した際、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３以外の、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、及びＭｇＯ等の不純物が、高温時の収縮の原因となったり、低融点化合物を生成するなどのため、これらの不純物の含有量は少ない方が好ましい。
【００２１】
カルシウムアルミネートの粒度は、細かい方が流動性や強度発現性に優れるため好ましく、ＪＩＳ  Ｒ  ２５２１で規定されるブーレーン法による測定で、比表面積は３，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、４，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましく、６，０００ｃｍ２／ｇ以上が最も好ましい。
【００２２】
また、カルシウムアルミネートの平均粒子径は２０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。平均粒子径が小さいほど、水と混練りして使用する際にチクソトロピックな高流動性が発揮できるため好ましい。
【００２３】
本発明に係るポリアクリル酸類とは、ポリアクリル酸、アクリル酸、及びアクリル酸の誘導体又はそれらのアルカリ塩であって、具体的には、ポリアクリル酸又はそのアルカリ塩、アクリル酸又はそのアルカリ塩、及びポリアクリル酸エステル共重合体又はそのアルカリ塩等である。また、共重合体としては、架橋分岐型の使用が好ましい。
【００２４】
ポリアクリル酸類のアルカリ塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩等の使用が可能であるが、入手しやすさからナトリウム塩の使用が好ましい。
【００２５】
特に、本発明では、ポリアクリル酸ナトリウムの使用が好ましく、なかでも、低重合度の水に可溶性の重合体で、固形分９５％以上、４０％濃度の水性スラリーの２５℃におけるスラリー粘度が１０，０００ｃｐｓ以下の可溶性重合度タイプのものの使用が、セメントの流動性を向上する面から好ましい。
【００２６】
水性スラリーの粘度は、Ｂ型粘度計によって測定できるもので、重合度を表しており、重合度が高いもの程粘度も大きくなる傾向にあり、本発明では、１００〜２，０００ｃｐｓの粘度のものを使用することが好ましい。
【００２７】
本発明において、ポリアクリル酸類の水性スラリーのイオン性やｐＨは、特に限定されるものではないが、カルシウムアルミネートと配合した際、より大きな流動性を得るために、ポリアクリル酸類がアニオン性で、かつ、２５℃における１％濃度の水性スラリーのｐＨが中性からアルカリ性であることが好ましく、特に、ｐＨが７．５〜１１の範囲のものがより好ましい。
【００２８】
また本発明においては、あらかじめカルシウムアルミネートにプレミックスすることができ、施工時の配合にかかる手間が削減できるため、ポリアクリル酸類は粉末タイプであることが好ましい。
【００２９】
粉末状のポリアクリル酸類は、液状品をスプレードライヤー等の乾燥機で乾燥処理するなどして製造することが可能である。
【００３０】
本発明に係るホウ酸類とは、ホウ酸又はそのアルカリ塩である。
ここで、ホウ酸とは、別名ボール酸、正ホウ酸、又はオルソホウ酸と呼ばれるもので、Ｈ３ＢＯ４の化学式で表され、ピロホウ酸、テトラホウ酸、又はメタホウ酸を含有するものの使用も可能である。
【００３１】
ホウ酸の製造方法は、特に限定されるものではないが、通常、ホウ酸の原鉱石に硫酸を加えて加熱分解し、生成したホウ酸を遊離させて分離抽出後、精製して得られる。
【００３２】
ホウ酸のアルカリ塩とは、ナトリウム塩、及びカリウム塩等であって、そのうち、ナトリウム塩やカリウム塩の使用が好ましく、その含水化合物や無水化合物のいずれの使用も可能である。
【００３３】
ホウ酸類の粒度は、カルシウムアルミネートと混和した際、水に溶解しやすいように、細かいもの程好ましい。
【００３４】
また、ホウ酸類の純度は、特に限定されるものではないが、現在、工業的に精製されているホウ酸類の使用が可能であって、ホウ酸類中のＢＯ４分が８０％程度以上のものの使用が好ましい。
【００３５】
本発明に係る炭酸塩としては、無機炭酸塩のいずれの使用も可能であるが、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウム等の炭酸アルカリ塩の使用が好ましく、その含水塩や無水塩のいずれの使用も可能である。これらのうち、炭酸ナトリウムの使用が好ましく、ＪＩＳ  Ｋ  １２０１、ＪＩＳ  Ｋ  ８６２４、及びＪＩＳ  Ｋ  ８６２５で規定される炭酸ナトリウムの使用が可能である。
【００３６】
炭酸塩の粒度は、カルシウムアルミネートと混和した際、水に溶解しやすいように、細かいもの程好ましく、１００メッシュ以下が好ましく、２００メッシュ以下がより好ましい。
【００３７】
炭酸塩の純度は、特に限定されるものではなく、現在、工業的に精製されている炭酸塩の使用が可能であって、目的とする炭酸塩の純度が８０％程度以上のものの使用が好ましい。
【００３８】
本発明に係るカルボン酸類とは、オキシカルボン酸又はそのアルカリ塩であり、具体的には、クエン酸、酒石酸、コハク酸、乳酸、及びグルコン酸又はそのアルカリ塩等が挙げられる。
【００３９】
また、カルボン酸類のアルカリ塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩等が挙げられる。これらのうち、クエン酸又はそのアルカリ塩、なかでも、クエン酸ナトリウムやクエン酸カリウムの使用が好ましい。
【００４０】
カルボン酸類の粒度は、カルシウムアルミネートと混和した際、水に溶解しやすいように、細かいもの程好ましく、１００メッシュ以下が好ましく、２００メッシュ以下がより好ましい。
【００４１】
カルボン酸類の純度は、特に限定されるものではないが、現在、工業的に精製されているカルボン酸類の使用が可能であり、目的とするカルボン酸類の純度が８０％程度以上のものの使用が好ましい。なかでも、不純物としての硫酸塩が０．０５％以下のクエン酸又はその塩や、２０℃における１％水溶液のｐＨが７〜１０の範囲のクエン酸又はその塩を使用することは、可使時間が長く取れるためより好ましい。
【００４２】
上記各材料の配合割合は、ポリアクリル酸類１００重量部に対して、ホウ酸類１０〜３００重量部が、また、ポリメタクリル酸類１００重量部に対して、ホウ酸類１０〜２００重量部と炭酸塩１０〜２００重量部が、さらには、ポリアクリル酸類１００重量部に対して、ホウ酸類１０〜１００重量部とカルボン酸類５〜２００重量部が好ましく、ポリメタクリル酸類１００重量部に対して、ホウ酸類２０〜１００重量部が、また、ホウ酸類２０〜１００重量部と炭酸塩５０〜１００重量部が、さらには、ホウ酸類２０〜５０重量部とカルボン酸類１０〜１００重量部がより好ましい。
【００４３】
なかでも、ポリアクリル酸ナトリウムと、ホウ酸ナトリウム及び／叉はホウ酸カリウムのホウ酸塩の組合せが、また、ポリアクリル酸ナトリウムと、ホウ酸ナトリウム及び／叉はホウ酸カリウムのホウ酸塩、並びに、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸カリウムの炭酸アルカリ塩の組合せが、さらには、ポリアクリル酸ナトリウムと、ホウ酸ナトリウム及び／叉はホウ酸カリウムのホウ酸塩、並びに、クエン酸及び／叉はクエン酸ナトリウムのクエン酸類の組合せが好ましく、入手しやすさからナトリウム塩の組み合わせが実用的である。
【００４４】
この範囲外では、カルシウムアルミネートと配合した際、可使時間、硬化時間、流動性、及び強度発現性等のバランスが取れず、可使時間が短くなったり、硬化時間が遅延したり、流動性が不足する傾向がある。
【００４５】
そして、ポリアクリル酸類とホウ酸類からなる、又は、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、及び炭酸塩からなる、さらには、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、及びカルボン酸類からなる混合物の使用量は、カルシウムアルミネート１００重量部に対して、０．１〜１０重量部が好ましく、０．５〜５重量部がより好ましい。１０重量部を越えると、硬化遅延傾向が強くなり、０．１重量部より少ないと、可使時間が短くなり、流動性が不良となる傾向がある。
【００４６】
本発明のセメント組成物を、高耐火性や高耐食性を必要とする用途等に使用する際の中間温度域、即ち、７００〜１，２００℃近辺で高強度を得るためには、α−アルミナをさらに配合することは好ましい。
【００４７】
ここでα−アルミナとは、ボーキサイトからバイヤープロセス等で精製して得られた水酸化アルミニウムを、ロータリーキルン等の焼成設備で焼成した物であって、バイヤーアルミナ、易焼結アルミナ、又は仮焼アルミナ等と称されるものである。
【００４８】
α−アルミナのα化率は７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、９５％以上が高温強度が優れ、高温での収縮が小さいためもっとも好ましい。
【００４９】
また、α−アルミナのＡｌ２Ｏ３含有量は９５％以上が好ましく、９９％以上がより好ましい。
【００５０】
また、α−アルミナのＮａ２Ｏ含有量は１．Ｏ％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
【００５１】
さらに、α−アルミナの窒素ガス吸着によるＢ．Ｅ．Ｔ．法で測定した比表面積は０．１〜１００ｍ２／ｇが好ましく、０．５〜２０ｍ２／ｇがより好ましく、２〜１０ｍ２／ｇがもっとも好ましい。
【００５２】
また、平均粒子径が０．５〜１０μｍになるようにアルミナ粒子を粉砕加工したものの使用が好ましい。
【００５３】
ここで、アルミナの粉砕は、アルミナ粒子を構成するα結晶の粒子径より小さく粉砕することが、本発明のセメント組成物を使用した際の作業性、可使時間、及び高温焼成強度確保等の面から好ましい。
【００５４】
本発明のセメント組成物に、α−アルミナを配合する方法としては、ナウタミキサー、パン型ミキサー、及びコーンブレンダー等で混合して粉砕する方法、各々秤量後、ボールミル、チューブミル、振動ミル、ローラーミル、及びタワーミル等の粉砕機で混合粉砕する方法、あるいは、本発明のアルミナを粉砕機で単独粉砕したのち、混合機で所定の粒度に粉砕したカルシウムアルミネートなどの材料を混合する方法等が挙げられる。
【００５５】
α−アルミナの配合量は、カルシウムアルミネート１００重量部に対して、５〜５００重量部が養生強度や乾燥強度の低下が少ない面から好ましく、２０〜３００重量部がより好ましい。５重量部未満では、高温焼成時の焼結強度が不十分で、耐火性向上効果が少なく、５００重量部を越えると養生強度や乾燥強度が低下する傾向がある。
【００５６】
さらに、本発明では、可使時間の延長と流動性の向上の目的でポリメタクリル酸類を併用することが可能である。
【００５７】
ここでポリメタクリル酸類とは、ポリメタクリル酸又はそのアルカリ塩、メタクリル酸又はそのアルカリ塩、メタクリル酸又はそのアルカリ塩の共重合体、並びに、メタクリル酸エステル系合成樹脂等である。
【００５８】
ポリメタクリル酸類は、水に溶解したとき、アニオン性であることが好ましく、その水性スラリーのｐＨが中性からアルカリ性であることが重要で、特にｐＨが７〜１２の範囲のポリメタクリル酸類の使用が好ましい。
【００５９】
ポリメタクリル酸類のアルカリ塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、及びカルシウム塩等があるが、可使時間を長くし、適当な硬化時間を得、流動性や強度発現性を良好にする等のためにナトリウム塩の使用が好ましい。
【００６０】
ポリメタクリル酸類の重合度は大き過ぎると、カルシウムアルミネートとの混練り時にフロー値が小さくなり、流動性が低下する傾向があり好ましくなく、５０〜１００，０００程度が好ましい。
【００６１】
また本発明において、ポリメタクリル酸類は、あらかじめカルシウムアルミネートにプレミックスすることができ、施工時の配合にかかる手間が削減できる面から、粉末タイプであることが好ましい。
【００６２】
粉末状のポリメタクリル酸類は、液状品をスプレードライヤー等の乾燥機で乾燥処理するなどして製造することが可能である。
【００６３】
ポリメタクリル酸類の配合割合は、カルシウムアルミネートの種類や目的とする要求特性によって適宜決められるべきものであるが、通常、本発明のポリアクリル酸類１００重量部に対して、ポリメタクリル酸類１０００重量部以下が好ましく、５００重量部以下がより好ましい。ポリメタクリル酸類の添加量が多いと、カルシウムアルミネートと混合した時に硬化時間が遅延する傾向がある。
【００６４】
さらに、本発明では、前記材料各々に、又は、その混合物に、１００〜３００℃の温度で３０分以上、好ましくは６０分以上、乾燥又は軽焼の処理をすることは、カルシウムアルミネートと配合した際の流動性が向上するため好ましく、特に、１５０〜２００℃で処理したものは可使時間を長くし、適当な硬化時間を得、流動性や強度発現性を良好にする等の効果が著しい。
【００６５】
本発明のセメント組成物は、ＧＣ−ＭＳ、Ｃ１３−ＮＭＲ、ＨＰＬＣ、及びＦＴ−ＩＲ等の機器分析や放射化分析法などで特定化することが可能である。
【００６６】
本発明を構成する各材料の配合方法は、特に限定されるものではなく、各材料を所定の割合になるように配合し、Ｖ型ブレンダー、コーンブレンダー、ナウタミキサー、パン型ミキサー、及びオムニミキサー等の混合機を用いて均一混合するか、あるいは、所定の割合で配合した後、振動ミル、チューブミル、及びボールミル等の粉砕機で混合粉砕することが可能である。
【００６７】
本発明では、カルシウムアルミネートのクリンカーを粉砕後、他の材料を後添加する方法より、カルシウムアルミネートのクリンカー粉砕時に他の材料を配合し、混合粉砕する方法がその効果を十分に発揮でき好ましい。
【００６８】
さらに、本発明では、必要に応じて、通常、セメントに使用する減水剤、ＡＥ剤、及び分散剤等の各種セメント添加剤の併用も可能である。
【００６９】
また、耐火物用途に使用する場合は、さらに、シリカヒュームや微粉アルミナなどの粒径３μｍ程度以下の各種超微粉や、アルミナ、マグネシア、スピネル、シャモット、ボーキサイト、及び煉瓦くず等の耐火骨材を併用することも有効であり、特に、マグネシアやスピネルなどの塩基性骨材及び／又はアルミナやムライトなどの耐火骨材の併用は好ましい。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明を実施例にて説明する。
【００７１】
実施例１
アルミナ源として、比表面積８ｍ２／ｇ、Ａｌ２Ｏ３が９９．６％、Ｎａ２Ｏが０．３５％、α化率が９６％、平均粒子径が４５μｍの日本軽金属社製アルミナ、商品名「Ａ１２」を用い、カルシア源として、市販の生石灰を用い、それぞれを生成物中のＣ１２Ａ７とＣＡのピーク比が２．０になるように配合し、シリコニット電気炉で焼成し、カルシウムアルミネートクリンカーを製造し、バッチ式ボールミルで粉砕してブレーン比表面積６，０００ｃｍ２／ｇのカルシウムアルミネートｄを製造した。
【００７２】
表１に示す材料を配合した混合物を、カルシウムアルミネートｄ１００重量部に対して、０．８重量部配合し、千代田技研工業社製オムニミキサー１０型で３０分間混合してセメント組成物を作製した。
次の方法に従って、作製したセメント組成物の各物性を３０℃の恒温室内で測定した。結果を表１に併記する。
【００７３】
＜測定方法＞
流動性  ：豊浦標準砂２００重量部、セメント組成物１００重量部、及び水６０重量部を練り鍋にて３分間混合して作製した、ＪＩＳ  Ｒ  ２５２１記載のモルタルを用いて、所定温度で所定時間放置後、３０秒間練り返しを行い、フローテーブルにより１５回タップした後の広がり径を、ＪＩＳ  Ｒ  ２５２１に準じて測定し、この所定時間経過後のフロー値を流動性とした。
可使時間：作製したモルタルをポリ袋に入れ、触指にてモルタルの柔らかさがなくなるまでに要した時間を可使時間とした。
硬化時間：作製したモルタルを少量、ポリビーカーに移し取り、白金測温抵抗体と打点記録計によって測定し、注水から発熱ピークまでにかかった時間を硬化時間とした。
圧縮強度：作製したモルタルを４×４×１６ｃｍの型枠に打設し、２４時間養生後の圧縮強度を油圧測定機にて測定した。
鉱物組成：リガク社製Ｘ線回折装置「ＲＡＤ−２Ｂ」により測定。Ｃ１２Ａ７＝４．８９Å、Ｃ３Ａ＝４．２２Å、ＣＡ＝４．６７Å、及びＣＡ２＝４．４４Åの回折強度比を測定。
【００７４】
＜使用材料＞
カルシウムアルミネートｄ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝２．０
ポリアクリル酸類ａ：ポリアクリル酸、日本純薬社製
ポリアクリル酸類ｂ：ポリアクリル酸ナトリウム、日本純薬社製
ホウ酸類α：ホウ酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
ホウ酸類β：ホウ酸カリウム、石津製薬社製試薬１級
ホウ酸類γ：ホウ酸、石津製薬社製試薬１級
【００７５】
【表１】
0003560350.tif 000002
【００７６】
表１から明らかなように、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優れた流動性や高い強度発現性を示し、従来品には無かった優れた特性を持っている。
【００７７】
実施例２
各種カルシウムアルミネート１００重量部に対して、ポリアクリル酸類ｂのポリアクリル酸ナトリウム１００重量部とホウ酸ナトリウム３５重量部とを配合した混合物を、表２に示すように配合したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００７８】
＜使用材料＞
カルシウムアルミネートａ：ＣａＯ２０％、主鉱物ＣＡとＣＡ２、ＣＡ２／ＣＡ＝１．０
カルシウムアルミネートｂ：ＣａＯ２５％、主鉱物ＣＡとＣＡ２、ＣＡ２／ＣＡ＝０．３
カルシウムアルミネートｃ：ＣａＯ３０％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝０．１
カルシウムアルミネートｅ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝０．３
カルシウムアルミネートｆ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝０．５
カルシウムアルミネートｇ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝１．０
カルシウムアルミネートｈ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝３．０
カルシウムアルミネートｉ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝５．０
カルシウムアルミネートｊ：ＣａＯ３５％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝１０
カルシウムアルミネートｋ：ＣａＯ４０％、主鉱物ＣＡとＣ１２Ａ７、Ｃ１２Ａ７／ＣＡピーク比＝５０
カルシウムアルミネートｌ：ＣａＯ５０％、主鉱物Ｃ１２Ａ７
カルシウムアルミネートｍ：ＣａＯ６０％、主鉱物Ｃ１２Ａ７とＣ３Ａ、Ｃ１２Ａ７／Ｃ３Ａピーク比＝０．２
【００７９】
【表２】
0003560350.tif 000003
【００８０】
表２から明らかなように、異なるカルシウムアルミネートを配合しても、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を確保でき、優れた流動性と高い強度発現性を示す。
【００８１】
実施例３
ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部と、表３に示すような水性スラリーのｐＨの異なるポリアクリル酸類１００重量部とを混合した混合物を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００８２】
【表３】
0003560350.tif 000004
【００８３】
表３から明らかなように、ポリアクリル酸類のｐＨを変えることで、可使時間、硬化時間、流動性、及び強度発現性を調整することが可能である。
【００８４】
実施例４
α−アルミナ５０重量部とカルシウムアルミネート５０重量部との混合物１００重量部に対して、実施例２で使用した混合物を１．６重量部配合し、川崎重工社製１５型振動ミルで所定の粒度まで混合粉砕し、本発明のセメント組成物を製造し、その物性を測定した。結果を表４に併記する。
物性の測定は次のように行ったこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８５】
＜測定方法＞
ブレーン比表面積：ＪＩＳ  Ｒ  ２５２１記載の測定方法に準じた。
平均粒子径：島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定機「ＳＡＬＤ１０００  Ａレンヂ」により測定した。
高温強度  ：セメント組成物を２０重量部、骨材として、昭和電工社製焼結アルミナの粒度３．３６〜１．６８ｍｍを２４重量部、１．６８〜０．７１ｍｍを１６重量部、０．７１〜０．２９７ｍｍを２０重量部、及び０．２９７ｍｍ下を２０重量部、並びに、水を８重量部配合して、モルタルミキサーで５分間混練りし、４×４×１６ｃｍの型枠に詰め、２４時間養生した後脱枠した。
さらに、１１０℃で２０時間、その後４００℃で３時間乾燥して得られたテストピースをシリコニット型電気炉で所定の温度で３時間焼成した後、室温まで放冷し圧縮強度を測定した。
【００８６】
【表４】
0003560350.tif 000005
【００８７】
表４から明らかなように、本発明のセメント組成物にアルミナを配合すると、高温強度が高くなり、耐火物として優れた性能を有する。
【００８８】
実施例５
ポリアクリル酸類１００重量部と表５に示す各種材料を配合した混合物を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表５に併記する。
【００８９】
＜使用材料＞
炭酸塩  イ：炭酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
炭酸塩  ロ：炭酸カリウム、石津製薬社製試薬１級
炭酸塩  ハ：炭酸水素ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
【００９０】
【表５】
0003560350.tif 000006
【００９１】
表５から明らかなように、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優れた流動性や高い強度発現性を示し、従来品には無かった優れた特性を持っている。
【００９２】
実施例６
ポリアクリル酸類ｂのポリアクリル酸ナトリウム１００重量部、ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部、及び炭酸塩イの炭酸ナトリウム７０重量部の混合物を用いたこと以外は実施例２と同様に行った。結果を表６に併記する。
【００９３】
【表６】
0003560350.tif 000007
【００９４】
表６から明らかなように、異なるカルシウムアルミネートを配合しても、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間が確保でき、優れた流動性と高い強度発現性を示す。
【００９５】
実施例７
ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部、炭酸塩イの炭酸ナトリウム７０重量部、及び表７に示すように水性スラリーのｐＨの異なるポリアクリル酸類１００重量部を混合した混合物を用いたこと以外は実施例３と同様に行った。結果を表７に併記する。
【００９６】
【表７】
0003560350.tif 000008
【００９７】
表７から明らかなように、ポリアクリル酸類のｐＨを変えることで、可使時間、硬化時間、流動性、及び強度発現性を調整することが可能である。
【００９８】
実施例８
実施例６で使用した混合物を用いたこと以外は実施例４と同様に行った。結果を表８に併記する。
【００９９】
【表８】
0003560350.tif 000009
【０１００】
表８から明らかなように、本発明のセメント組成物にアルミナを配合すると、高温強度が高くなり、耐火物として優れた性能を有する。
【０１０１】
実施例９
ポリアクリル酸類１００重量部、カルボン酸類Ａのカルボン酸ナトリウム２０重量部、及び表９に示す材料を配合した混合物を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表９に併記する。
【０１０２】
＜使用材料＞
カルボン酸類Ａ：クエン酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
【０１０３】
【表９】
0003560350.tif 000010
【０１０４】
表９から明らかなように、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優れた流動性や高い強度発現性を示し、従来品には無かった優れた特性を持っている。
【０１０５】
実施例１０
ポリアクリル酸類ｂのポリアクリル酸ナトリウム１００重量部、ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部、及び表１０に示す材料を配合した混合物を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表１０に併記する。
【０１０６】
＜使用材料＞
カルボン酸類Ｂ：クエン酸カリウム、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｃ：クエン酸、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｄ：酒石酸、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｅ：酒石酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｆ：コハク酸、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｇ：コハク酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｈ：乳酸、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｉ：乳酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｊ：グルコン酸、石津製薬社製試薬１級
カルボン酸類Ｋ：グルコン酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級
【０１０７】
【表１０】
0003560350.tif 000011
【０１０８】
表１０から明らかなように、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間を持ち、優れた流動性や高い強度発現性を示し、従来品には無かった優れた特性を持っている。
【０１０９】
実施例１１
ポリアクリル酸類ｂのポリアクリル酸ナトリウム１００重量部、ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部、及びカルボン酸類Ａのクエン酸ナトリウム２０重量部を配合した混合物を用いたこと以外は実施例２と同様に行った。結果を表１１に併記する。
【０１１０】
【表１１】
0003560350.tif 000012
【０１１１】
表１１から明らかなように、異なるカルシウムアルミネートを配合しても、本発明のセメント組成物は、長い可使時間と適当な硬化時間が確保でき、優れた流動性と高い強度発現性を示す。
【０１１２】
実施例１２
ホウ酸類αのホウ酸ナトリウム３５重量部、カルボン酸類Ａのクエン酸ナトリウム２０重量部、及び表７に示すように水性スラリーのｐＨの異なるポリアクリル酸類１００重量部を混合した混合物を用いたこと以外は実施例３と同様に行った。結果を表１２に併記する。
【０１１３】
【表１２】
0003560350.tif 000013
【０１１４】
表１２から明らかなように、ポリアクリル酸類のｐＨを変えることで、可使時間、硬化時間、流動性、及び強度発現性を調整することが可能である。
【０１１５】
実施例１３
実施例１１で使用した混合物を使用したこと以外は実施例４と同様に行った。結果を表１３に併記する。
【０１１６】
【表１３】
0003560350.tif 000014
【０１１７】
表１３から明らかなように、本発明のセメント組成物にアルミナを配合すると、高温強度が高くなり、耐火物として優れた性能を有する。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明のセメント組成物は、従来品では達成することが出来なかった、セメントが本来要求されている機能、特に、可使時間が長く取れ、適当な硬化時間、流動性や強度発現性といった機能を十分満足出来る。
【０１１９】
また、従来品にはなかった高流動性と可使時間延長効果を発揮できるものである。
【０１２０】
本発明のセメント組成物は、耐火コンクリートや耐火キャスタブルなどの耐火物分野を初めとし、土木・建材分野などに広く使用可能である。
【０１２１】
そして、耐火性や高温強度に優れるため、アルミナ、マグネシア、スピネル、シャモット、ボーキサイト、炭化珪素、溶融シリカ、ジルコン、及び煉瓦くず等の耐火骨材と配合して、耐火コンクリート、不定形キャスダブル、及びプレキャストブロック等の耐火物として、あるいは、砂、砂利、及び砕石等と配合したり、さらには、各種ポリマーエマルジョンやラテックスなどと配合・混練りしたコンクリートやモルタルなどの土木・建築材料として使用可能である。