JPH0357045B2 - - Google Patents

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JPH0357045B2
JPH0357045B2 JP57143492A JP14349282A JPH0357045B2 JP H0357045 B2 JPH0357045 B2 JP H0357045B2 JP 57143492 A JP57143492 A JP 57143492A JP 14349282 A JP14349282 A JP 14349282A JP H0357045 B2 JPH0357045 B2 JP H0357045B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators or shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • C04B22/16Acids or salts thereof containing phosphorus in the anion, e.g. phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26Phosphates
    • C01B25/45Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐水性の改善されたリン酸塩を基礎
とする水ガラスセメント用硬化剤に関する。
化学装置及び炉の組立てにおいて、耐酸性の水
ガラスセメントが広く使用される。このセメント
は、酸に耐えるか又は高温に耐える充填剤(例え
ばケイ砂、硫酸バリウム又はシヤモツト)、ケイ
酸アルカリ(例えばソーダ−もしくはカリ−水ガ
ラス)及び硬化剤から製造される。この硬化剤
は、水ガラスからシリカゲルを沈殿させることに
よつて硬化を起こし、上記セメントを耐水性及び
耐酸性にする。硬化剤と一緒に練つたセメント材
料は、十分に長い間、処理可能であらねばならず
且つその後に速かに硬化しなければならない。
ケイフツ化アルカリが、水ガラスセメント用硬
化剤として長い間知られている。しかしこれはか
なりの欠点をもつ。酸の作用を受けるとこのケイ
フツ化物はフツ化水素を分離するので装置の内張
りと接触する液体を汚染し、又、金属も鉱物の内
張りも腐蝕する。充填剤としてシヤモツトをかな
り含有する耐火性セメントの場合には、フツ素の
含有は耐火性を低下させる。
ドイツ特許第1252835号(米国特許第3445257
号)には、予め熱処理を受けた縮合したリン酸ア
ルミニウムを基礎とする耐酸性水ガラスセメント
用硬化剤が記載されている。ドイツ特許第
1769999号明細書に記載されている亜鉛、鉛、鉄
又はマグネシウムのテンパリング(Tempering)
したリン酸塩も、水ガラスセメントを硬化させる
のに適する。これらのすべてのリン酸塩硬化剤
は、水ガラスセメントの内張りが耐水性になるま
でに長時間かかるという共通の欠点をもつ。この
特性は、使用者ができるだけ早く装置を稼動する
ことを望み且つ、セメントの内張りが耐水性にな
るまで数週間待つことを好まないので、非常に重
要である。通常、そのような装置は、使用前に水
できれいにされる。そのほかに、言うまでもなく
このセメント材料は、多数の他の要求を満たさね
ばならない。該材料は例えば可使時間(ポツトラ
イフ)が十分に長くなければならないがその後に
非常に速かに硬化しなければならない。
しかし、既知のリン酸塩硬化剤は、要求される
全部の特性を同時に最適に示すことはない。特に
例えば可使時間と耐水性になるまでの時間とが一
般にかなり対抗する。例えば硬化剤の種類又は濃
度によつて1ないし2時間の最適な可使時間に調
節すると、耐水性になるまで時間が約20日にな
る。他方、硬化剤の種類又は濃度によつて最適な
耐水性になるまでの時間を1ないし3日に調節す
ると、同時にセメントの可使時間が、全く受け入
れられ得ない数分に減る。
従つて本発明の目的は、上記の欠点をもたない
そしてセメント材料中へ入れた後に充分に長い加
工時間にし且つ又セメントが耐水性になるまでの
時間を充分に減らす、新規な硬化剤を提供するこ
とであつた。この目的は、本発明によつて達成さ
れる。
ところで、酸性のアルミニウム−含有リン酸塩
を第一段階で恒量になるまで200℃以上で400℃を
越えない温度に、そして第二段階で再び恒量にな
るまで400℃以上で750℃を越えない温度に加熱す
る熱処理によつて酸性のアルミニウム−含有リン
酸からテンパーリングしたアルミニウム−含有リ
ン酸塩を製造する方法において、上記酸性のアル
ミニム−含有リン酸塩が更に鉄を含有し、そして
鉄成分およびアルミニウム成分をリン酸溶液中
に、上記リン酸が95:5から5:95までの原子比
Al:Feおよび1.1:1から3:1までのP:(Al
+Fe)を有するように導入し、次いで蒸発させ
ることによつて製造されることを特徴とする、上
記方法を見出した。
新規な縮合したリン酸鉄アルミニウムは、回分
的に又は連続的に、例えば蒸発用のスプレー塔及
びテンパリング用の回転炉によつて、製造するこ
とができる。それは、最適な特性をもち、特に十
分に長い加工時間をもたらし且つ同時に耐水性を
速かに起す。テンパリングされるべきリン酸塩
が、リン酸塩のほかに同時にアルミニウム及び鉄
を含有する溶液から製造されるということが重要
である。テンパリングしたリン酸アルミニウムと
テンパリングしたリン酸鉄とを後から混合しても
同じ総組成の生成物になるがこの生成物は、本発
明で使用される混合リン酸塩の好ましい特性を示
さない。なぜならそれの値は両方の単独成分の値
の中間であるからである。
新規なテンパリングされた混合リン酸塩を製造
するためには、リン酸に可溶な全部の鉄及びアル
ミニウムの化合物及び上記の金属自体を使用する
ことができる。適当な化合物は、酸化物、水酸化
物、炭酸塩、リン酸塩、塩化物、オキシ塩化物又
は硝酸塩である。
前記のモル比を維持しながらこれらの出発物質
をリン酸の中へ、純粋なリン酸アルミニウムの場
合のように入れ、かゝるリン酸溶液のリン酸塩の
溶液を先ず蒸発乾固する。次にこれに、ドイツ特
許第1252835号明細書(米国特許第3445257号)か
ら既に知られている段階的熱処理を行う。その際
先ず恒量になるまで400℃を越えない温度で加熱
する。処理温度の下限は約200℃であり、使用す
るリン酸鉄アルミニウムの組成に左右される。縮
合は水の脱離によつて進むので、処理温度の下限
は熱重量分析又は示差熱分析によつて容易に測定
することができる。次に更に加熱し、再び恒量に
なるまで750℃を越えない温度でテンパリングす
る。この場合400℃、殊に500℃の最低温度を維持
するのが好ましい。
熱処理の際に金属酸化物の量と五酸化燐の量と
は大して変化しないので、前記の五酸化燐の金属
酸化物に対する比は、出発成分、酸性リン酸塩、
及び縮合リン酸塩にもあてはまる。原子比Al:
Feが25:75から75:25までであるのが特に好ま
しい。
熱処理の目的生成物は鉄()イオンだけを含
有していて鉄()イオンをもう含有していない
のが好ましい。このことは、全部の鉄がFe3+
形で存在する溶液を蒸発させることによつて又は
蒸発させたまだFe()イオンを含有しているリ
ン酸塩を、酸化する条件でテンパリングすること
によつて達成することができる。
SiO2/アルカリ金属酸化物の比が広い幅で、
例えば1.5:1から4:1まで、変動しうるカリ
ウムもしくはソーダ水ガラスが、セメント
(Cemente)の製造に適する。このセメントは一
般に0.5ないし10重量%の本発明により製造しう
る硬化剤を含有すべきである。そのために一般
に、硬化剤4重量部当り水ガラスを25重量部から
35重量部までそして充填剤を90重量部から100重
量部までにするのが有利である。使用しうる充填
剤は、当該技術分野に属する者に知られているも
のであり、ケイソウ土をも含めた種々の結晶形の
二酸化ケイ素、更にはアルミノケイ酸塩例えばカ
オリン及び粘度、炭化ケイ素、コランダム、又は
重晶石が使用可能である。充填剤又は充填剤混合
物の選択は、水ガラスセメントの使用分野に左右
される。
以下、例を挙げて本発明を更に詳しく説明す
る。
なお、以下の例および比較例における処理時間
または可使時間は、1〜2時間であつた。
比較例 1 82%H3PO4232.3g及び水62mlから成る混合物
を60℃に加熱し、次に撹拌しながら62.4gのAl
(OH)3を振りまく。反応が終つた後、約200℃に
加熱したローラーで溶液を薄片状にする。
次にこの材料を、少量の空気を通じる炉で200
℃に加熱し、この温度に更に2時間保つ。次に2
時間450℃に加熱し、この温度に更に1時間保つ。
冷却後、生成物を乳ばちで細かく砕く。それによ
つて製造された水ガラスセメントは16日後に耐水
性になる。
比較例 2 82%H3PO4549gと水350mlとから成る混合物
を60℃に予熱する。次に111.7gの粉末状金属鉄
を、撹拌しながら少しずつ、毎回更に加える前に
ガスの発生が終るのを待つて振りまいて加える。
次に、懸濁した形で既に少量の固形リン酸鉄を含
有するこの溶液を90℃に加熱し、約200℃の熱ロ
ーラーによつて薄片状にする。ロールで圧延した
生成物の原子比Fe3+:Fe2+は約9:1になつた。
次にこの材料を、少量の空気を通じる炉で200℃
に加熱し、この温度に2時間保つ。次に2時間で
更に500℃に加熱し、この温度で1時間テンパリ
ングする。冷却後、生成物を乳ばちで細かく砕
く。それによつて製造された水ガラスセメントは
12日後に初めて耐水性になる。
比較例 3 比較例1のテンパリングしたリン酸アルミニウ
ム100重量部と比較例2のテンパリングしたリン
酸鉄100重量部とを混合し、ボールミルで5分間
ひく。この混合したリン酸塩によつて製造された
水ガラスセメントは13日後に初めて耐水性にな
る。
例 8.2%H3PO4549gと水100mlとの混合物を60℃
に加熱し、次に撹拌しながら粉末状金属鉄55.9g
を少しずつ、毎回更に加える前にガスの発生が終
るのを待つて振りまいて加える。次に、水100ml
でこねた78gのAl(OH)3を、撹拌しながら加え
る。次にこの混合物を1時間100℃に保つ。その
後、この材料を、約200℃に加熱したローラーに
よつて薄片状にする。
次に、この生成物を、少量の空気を通じる炉で
200℃に加熱し、恒量になるまでこの温度に保つ。
次に2時間で500℃に加熱し、恒量になるまで約
1時間この温度でテンパリングする。冷却後、こ
の材料を乳ばちで細かく砕く。この混合リン酸塩
を使用して製造した水ガラスセメントは1日後に
もう完全に耐水性になつた。
セメント材料を製造するために各場合に34gの
カリ水ガラス(モル比SiO2:K2O=2.9:1)、96
gのケイ砂及び3.8gのテンパリングしたリン酸
塩硬化剤を混合した。各場合に数個の円柱形検体
(直径及び高さがそれぞれ25mm)を成形して硬化
させた。1日ずつの間隔で、水に浸すことによつ
て耐水性を測定した。耐水性の検体はその際もは
や崩壊しなかつた。なお、この例において、テン
パリングすべきリン酸塩のAl:FeおよびP:(Al
+Fe)並びにテンパリング後のFe3+:Fe2+は、
各々1:1、1.3:1および9:1であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸性のアルミニウム−含有リン酸塩を第一段
    階で恒量になるまで200℃以上で400℃を越えない
    温度に、そして第二段階で再び恒量になるまで
    400℃以上で750℃を越えない温度に加熱する熱処
    理によつて酸性のアルミニウム−含有リン酸から
    テンパーリングしたアルミニウム−含有リン酸塩
    を製造する方法において、 上記酸性のアルミニム−含有リン酸塩が更に鉄
    を含有し、そして鉄成分およびアルミニウム成分
    をリン酸溶液中に、上記リン酸が95:5から5:
    95までの原子比Al:Feおよび1.1:1から3:1
    までのP:(Al+Fe)を有するように導入し、次
    いで蒸発させることによつて製造されることを特
    徴とする、上記方法。
JP57143492A 1981-08-22 1982-08-20 アルミニウム―含有リン酸塩の製造方法 Granted JPS5836961A (ja)

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DE3133354.0 1981-08-22
DE19813133354 DE3133354A1 (de) 1981-08-22 1981-08-22 "haerter fuer wasserglaskitte"

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