JPH0380138A - マグネシア―ホスフェートセメント組成物 - Google Patents

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） 本発明は酸化マグネシウム成分とリン酸塩成分を基本成
分としこれに水を加えるだけで反応硬化するワンバック
型のマグネシア−ホスフェトセメント組成物に関するも
のであり、　更に言えば建築物、道路等の補修用セメン
ト材モルタル材または補修用コンクリート材、　歯科用
またはその他の金属鋳込用鋳型材、　耐火物材またはそ
の表面コーテイング材に用いられるマグネシア−ホスフ
ェートセメントに関するものである。

（従来の技術） 従来よりマグネシア−ポスフェート系のセメント組成物
は、短時間で高強度の硬化体をつくり、　熱的な線変化
率も低く特徴あるセメント材料であることから、　その
機能的な＠徴セメントとして用いられていた。

前記セメント組成物において、構成薬剤の検討が種々行
われているが、　次のようなことが知られている。

■第３リン酸ナトリウムとリン酸２水素アンモニウムの
併用による硬化時間の影響について記載されている。　
（Ｃｈｅｍｊｃａｌ　　Ａｂｓｔｒａｃｔ９７巻２号１
．１．０１０ｇやＣｂ　ｅ　ｍｌ　Ｃａ　］、　　Ａ　
ｂ　ｓ　ｔ　ｒ　ａ　ｃｔ　９９巻２４号１９９６６０
ｎ）、　しかし、　リン酸２水素アンモニウムとリン酸
２水素アルカリ金属塩の併用は記載されていない。　ま
た、　このセメント組成物より得られる硬化体の強度を
向上する検討が試みられ、　例えば、 ■ＬｉＦの添加による硬化時間の影響について研究があ
るａ　　（Ｃｈ　ｅ　ｍ　ｉ　ｃ　ａ　］　　Ａ　ｌ）
　ｓ　ｔｒ　ａ、　ｃ　ｔ　８９巻８号６３７７５ｇ）
■主に骨材の配合による強度の変化（Ｃ）〕ｅｍ１ｃａ
ｌ　　Ａｂｓｔｒａｃｔ１０１巻２０号１７７５５８ｔ
） ■減水剤による水分の削減効果について報告がある。　
（Ｃ’ｈｅｍｉｃａ１．　　Ａｂｓｔｒａｃｔ９９巻２
４号１９９６６０ｎ） （発明が解決しようとする課題） しかしながら、　このような従来技術につき本発明者ら
の検討によれば、■については、　第３リン酸ナトリウ
ムは中性塩であるため酸化マグネシウムとの反応性が悪
くなり、　硬化初期の強度が低く、　十分な強度の発現
に長時間を要し速硬性の特徴がなくなる。同様に、　リ
ン酸】水素２アルカリ金属塩でも酸性度が低く好ましく
ない。

また、　フッ化すヂウムの使用は特定の酸化マグネシア
原料に対して選択性があり、　その作用効果に非常なバ
ラツキがあるのみならず、　高価であり、原料的には実
用的なものではない。

他方、　マグネシアホスフェート系セメント組成物にお
いて、　リン酸２水素アンモニウムが使用されたが微量
のリン酸１水素２アンモニウムの混在や該セメント組成
物におけるマグネシアの塩基作用により取扱いや反応操
作上アンモニア臭を発生゛づることがあり、　作業環境
、　周辺環境に害を与える。

本発明は、　このような従来のマグネシアホスフェート
系セメント組成物の改善を図り、　実用的なものを提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、　叙上の欠点を解決すべく研究を重ねた
結果、　リン酸２水素アンモニウムとリン酸２水素アル
カリ金属塩を併用が、意外にもセメント組成物の硬化体
強度が格段と向上するするのみならずアンモニア臭もな
いことを知見し本発明を完成した。

即ち、本発明は酸化マグネシウム、　リン酸２水素アン
モニウムおよびリン酸２水素アルカリ金属塩を基本成分
とするマグネシア−ホスフェト系セメント組成物に係る
ものである。

本発明に使用する酸化マグネシウムとしては、ＭｇＯ成
分がり　５　ｗ　Ｌ％以上のｂのが々ｆ、Ｊニジいが、
　用途によっては８０ｗｔ％以下でも使用でき、　特に
限定されるものではない。

また、　酸化マグネシウムの粒度は、　３２５メッシコ
篩通過分が８０ｗｔ％以」二であるのが好ましいが、　
１５０メツシュ篩通過分が８０ｗｔ％以上でも使用でき
る。

また、酸化マグネシウムは後記する骨材としての使用態
様もありうることからみると、　セメント成分としての
微細なものから組粒なもので使用できるので、粒度につ
いては幅広く適用でき、特に限定の必要はない。

本発明において、　特に使用しやすい酸化マグネシウム
は、　酸化マグネシウム　無水リン酸２水素アンモニウ
ム゛　水を１４１４°　１０に混合した後５分以内に硬
化する性質を有するものである。

本発明は、　かかるマグネシアに対し、　リン酸２水素
アンモニウムとリン酸２水素アルカリ金属塩の混合２水
素塩を用いることを特徴とするものである。

この場合、　リン酸２水素アルカリ金属塩は、リン酸２
水素ナトリウムまたはリン酸２水素カリウムであり、　
コスト面からリン酸２水素すトリウムが使用し易い。

これらの２水素リン酸塩はセメント組成物として、　酸
化マグネシウム粉体と混合したときの貯蔵安定性からみ
ると、無水物が好ましいが、持に長期保存をしないなら
ば、　含水塩でもよい。

同様に、貯蔵安定性の点で微粉末よりも粗粒がよく、　
好ましくは１５０メツシュ通過分が１０重量％以下がよ
い。

本発明に係るセメント組成物において、　酸化マグネシ
ウム、　リン酸２水素アンモニウム及びリン酸２水素ア
ルカリ金属塩の組成比は使用目的により異なるが、　一
般的には、　モル比　Ｍｇ○／　　（ＮＨＩ）（２Ｐ○
ａ＋　Ｍ　Ｈ２Ｐ　Ｏ＋）［式中、　ＭはＮａ又は／及
びＫを表ず］】〜１０の範１こあり、好ましくは１５〜
７．　０が良　い。

その理由は、　前記モル比が１未満では反応後に未反応
のリン酸塩が残存し硬化体強度が低く、熱的な安定性に
も欠ける傾向であり、　１０を超えると酸化マグネシウ
ムを骨材として用いた場合を除いて、　硬化体の物性が
未反応ＭｇＯ成分の性質によって大きく影響されること
となり耐水性の低下、　アンモニア臭の発生、耐酸性の
低下等の現象が現れてくるからである。

又、　リン酸２水素アンモニウムとリン酸２水素アルカ
リ金属塩の使用比率は、　アンモニウム塩１モルに対し
てアルカリ金属塩０．　１〜５゜０モルが高い強度が得
られて好ましく、特に０゜５〜２．　０モルが好ましい
が、　アンモニア臭をなくすためだけの目的であれば０
．　１〜０．　５モルを使用する。

本発明には上記基本成分の他に、組成物の硬化時間を遅
延するに足りる量の硬化遅延剤を配合することが実用上
好ましい。硬化遅延剤としては水溶性バリウム化合物、
　水溶性ボウ素化合物、　水溶性ホスボン酸化合物、　
水溶性酢酸亜鉛の１種または２種以上を使用する。

水溶性バリウム塩としては水酸化バリウム、塩化バリウ
ム、硝酸バリウムなどが使用でき、前記と同様の理由か
ら無水物が好ましいが、含水物でも用途によっては使用
できる。

水溶性ホウ素化合物としては、　例えば、　ホウ酸、　
ホウ砂等水に溶けてオルトホウ酸イオン、メタボウ酸イ
オンを放出するものならなんでもよ　い。

水溶性ホスホン酸化合物としては、例えば、ヒドロキシ
エタンジホスホン酸（ナトリウム塩）ニトリロトリスメ
ヂレンホスホン酸（ナトリウム塩）等が挙げられる。

水溶性酢酸亜鉛としては、　例えば酢酸亜鉛２水塩がよ
い。

かかる硬化遅延剤の使用量は、　セメント組成物の構成
成分や目的とする硬化時間により、異なるけれども通常
、酸化マグネシウム１モルに対して、　多くとも０１モ
ルまでの範囲である。

本発明に係るマグネシア−ホスフェート系セメント組成
物は、　かかる酸化マグネシウム、　２水素リン酸塩、
　および必要に応じて配合する硬化遅延剤の各成分より
構成される混合粉体であるけれども、　このセメント組
成物に骨材を、　混合しておいてもよい。

骨材は用途によって任意選定することができ、例えば、
耐火材料への用途には、　例えば、　シリカ、　アルミ
ナ、　マグネシア、　カルシア、　ジルコニア、　ムラ
イトなど、　建材や土木材への用途には例えは、　珪石
、珪砂、珪岩等の骨材が挙げられ、　これは用途に応じ
た粒度、　配合で使用する。

また、　予め骨材をセメント組成物へ配合した場合酸化
マグネシウム粒子と２水素リン酸塩粒子の固体間反応を
物理的に抑制する作用もあって好ましく、　この作用は
、微細な骨材程効果があるので、　適宜骨材の粒度構成
をとることが好ましい。

本発明に係るセメントは、　従来のマクネシアホスフェ
ート系セメントと特に異なることなく、　同様の水量を
もって水硬させることができる。

尤も、　必要に応じ、　水に代えて、　シリカゾルの如
き金属ゾル液を用いることができる。

（作　用） 本発明によればリン酸２水素アンモニウムとリン酸２水
素アルカリ金属塩を併用することにより、　そのメカニ
ズムの詳細については明らかではないけれども、　マグ
ネシア粒子との反応が効果的に促進されセメント組成物
の硬化体の強度が格段と向上する。

例えば、適宜配合割合を変えることにより、単独使用の
２倍の強度を得ることもできる。

又、　リン酸２水素アルカリ金属塩使用量を適宜選択す
ることにより、　アンモニア臭の発生を低下させ、　は
とんど無臭とすることが出来る。

（実施例） 以下、実施例を挙げて説明する。

各実施例における評価において、　硬化時間とは、セメ
ント組成物に水を添加してから混練物が可塑性を失うま
での時間で、指で押して判定する。

硬化体の強度とは、　硬化前の混練物を４０　ｍｍφＸ
　４０　ｍｍ　Ｈの型枠に入れて硬化させ所定時間後に
取り出してアームスラー型強度試験機を用いて測定した
圧縮強度である。

１〜３　　　　　　　　　　　１〜４ 酸化マグネシウム（宇部化学工業■製ＵＢＥ９５粉）と
試薬級リン酸２水素アンモニウム及び第１表に示す各種
アルカリ金属リン酸塩を１分間混合し、更に骨材として
珪岩を配合し１分間混合して骨材配合入りのセメント組
成物を調整した。

次いで、　この組成物に、所定量の水を加えた後、　］
分間混練し放置してこの組成物の反応による硬化時間及
び硬化体の圧縮強度を測定した。

混練作業中および硬化体のアンモニア臭を嗅し＼で、　
それも記録した。

この結果は、　第２表に示す。

第２表から判るように、　リン酸２水素アンモニウムと
リン酸２水素アルカリ金属塩を併用することにより、セ
メント組成物の硬化体の強度は格段と向上したことが明
らかである。

４〜７　　　　　　　　　　５〜６ 実施例１〜３で使用した酸化マグネシウム、リン酸塩及
び骨材に、硬化遅延剤を加えて十分混合して骨材入りの
セメント組成物を調整した。

次いで、　この組成物に所定量の水を加えた後１分間混
練し放置して同様に硬化時間及び硬化体の圧縮強度の測
定およびアンモニア臭につし）でも調べた。

なお、各成分材料の配合量を第３表に、評価の結果は第
４表に示す。

第４表中、　ＢｏｒａｘはＮ　ａ　２Ｂ　ｔｏ　７　１
０Ｉ］２０、　　デフロックＥＮ−３０はヒドロキシエ
タン、ジホスホン酸３ナトリウム塩（日本化学工業（株
）製）を表す。

第４表から判るように、　リン酸２水素アンモニウムと
リン酸２水素アルカリ金属塩を併用することにより、　
セメント組成物の硬化体の強度は格段と向上する。

第１表 （注）＊Ａ２８Ｐはリン酸２水素アンモニウム（Ｎｌ（
４Ｈ２ＰＯ４）第２表 第３表 （注）　　＊Ａ２ＨＰはリン酸２水素アンモニウム（Ｎ
Ｈ，８２ＰＯｔ）＊＊Ｎ２ＨＰはリン酸２水素ナトリウ
ム（ＮａＨ２ＰＯ，）第４表 （発明の効果） 本発明のマクネシアーホスフエートセメント組成物は、
従来のものに比べて、水硬作用が効果的に行われ、その
硬化体の強度が顕著に向上するのみならず、　不快なア
ンモニア臭を発生ずることもない。

従って、　、本発明のセメント組成物は、　一般のポル
トランドセメントとは異なる機能的水硬作用に基づく、
特殊セメントとして建築物、　道路等の補修用コンクリ
ート材、　歯科用又はその他の金属鋳込用鋳型材、耐火
物材又はその表面コーテイング材等に、　使用すること
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］酸化マグネシウム、リン酸２水素アンモニウムお
   よびリン酸２水素アルカリ金属塩を基本成分とする反応
   型セメント組成物。 ［２］請求項１の基本成分に硬化遅延剤を含有してなる
   反応型セメント組成物。 ［３］酸化マグネシウム成分、リン酸２水素アンモニウ
   ム及びリン酸２水素アルカリ金属塩の成分比がＭｇＯ／
   （ＭＨ２ＰＯ４＋ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）［式中、ＭはＮａ
   又は／およびＫを表す。］モル比１〜１０であり、且つ
   ＭＨ２ＰＯ４／ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４モル比が０．１〜５．
   ０である請求項［１］又は［２］の反応型セメント組成
   物。