JPH0416537A

JPH0416537A - ２型無水石膏の硬化促進方法

Info

Publication number: JPH0416537A
Application number: JP11969390A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ishikawa; 陽一石川; Kiyoshi Koibuchi; 清鯉渕; Kozo Sedo; 瀬渡　宏三
Original assignee: Daiichi Cement Co Ltd
Current assignee: DC Co Ltd
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-21
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07115911B2

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】く産業上の利用分野〉 ■！Ｊ１無水石無水石材料とする建材等の石膏硬化体の
製造、あるいは、ｎ型無水石膏系のセルフレベリング材
などｒｉ型無水石πの水和硬化現象を利用する産業にお
いて、従来技術による方法よりも。

ｒｉ型無水石音の水和時の【Ｎ速度が速く、凝結後の強
度増進速度が速く、かつ、石膏硬化体の最終強度が大な
るｎ型無水石膏の硬化促進方法を提供するものである。

〈従来の技術〉ｎ型無水石膏を原材料とする建材等の石膏硬化体の製造
、あるいは、ｎｇ１無水石膏系のセルフレベリング材な
どｎ型無水石膏の水和硬化現象を利用する産業において
、ｎ型無水石膏の水和を促進するための硬化促進剤とし
て、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム
およびカリ明ツ等の硫酸塩を使用することが−ｎに行な
われている。（例えば、特公昭５８−２１８８、特公昭
この際に、硬化補助剤として水酸化カルシウムを併用す
ると、水和が促進するこも知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉前記の従来技術である硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、
硫酸アルミニウム、カリ明春等の硫酸塩系硬化促進剤は
、それなりに有効である。しかし、ｎ型無水石膏を原材
料とする建材等の石膏硬化体の製造、あるいは、ｎ型無
水石膏系のセルフレベリング材などｎ型無水石膏の水和
硬化現象を利用する産業において、従来から使用されて
いる硬化促進剤よりも、ｎ型無水石膏の水和時の凝結速
度が速く、凝結後の強度増進速度も速くなり、かつ、石
膏硬化体の最終強度が大なるｒＩ型無水石膏の硬化促進
方法の開発が強く望まれている。このような新たなｎ型
無水石膏の硬化促進方法が開発されると、以下に述べる
ような従来からのいくつかの問題点が解決できる。

第一に、従来から汎用されている弗酸ｎ型無水石膏（工
業副産物）に比較して、天然ｎ型無水石膏は水和速度が
遅いという問題点が揚げられる。

従って、従来技術では、水和速度を速くするために、天
然ｎ！！２無水石膏の粉末度を細かくするという手段で
対応するしか方法がなかったが、この手段は、微粉砕す
るための粉砕費用が上昇するというｒＪＪｍ点がある。

従来から使用されている硬化促進剤よりも、水和速度が
速いｎ型無水石膏の硬化促進方法が開発されれば、天然
ｎ型無水石膏の粉末度を細かくしなくても、対応可能と
なり、経済的効果が大きい。

なお、フロン規制の関係から、今後、工業副産物である
弗酸ｎ型無水石膏の発生量が減少していく傾向にあり、
水和速度の遅い天然ｎ型無水石膏を多用せざるを得ない
状況にあり、従来から使用されている硬化促進剤よりも
、水和速度が速いｎ型無水石膏の硬化促進方法の開発が
望まれている現状にある。

第二に、ｎ型無水石膏の水和速度は、養生温度が低いほ
ど速くなることから、一般には、低温養生が採用されて
いる。しかし、このためには、冷凍機および養生槽等の
設備費あるいは冷凍機の運転費用などの製造費用が上昇
するという問題点がある。従来から使用されている硬化
促進剤よりも、水和速度が速いｎ型無水石膏の硬化促進
方法が開開されれば、低温養生を行なわなくても、ある
いは、低温養生期間を短縮することも可能となり、経済
的効果が大きい。

第三に、ｎ型無水石膏の水和速度が遅いことから、気乾
養生期間も長くなり、生産性が低いという問題点がある
。従来から使用されている硬化促進剤よりも、水和速度
が速いＴＩ型無水石膏の硬化促進方法が開発されれば、
気乾養生期間を短縮することが可能となり、生産性が向
上することから経済的に生産することができる。

第四に、ｎ型無水石膏を原材料とする建材等の石膏硬化
体の最終強度が低いという問題点がある。

従来から使用されている硬化促進剤よりも、最終強度が
大なるｎ型無水石膏の硬化促進方法が開発されれば、■
型無水石脅を原材料とする建材等の石膏硬化体の品質向
上が計れる。

く課題を解決するための手段〉天然ｎ型無水石膏粉末を硬化させる場合、前述したよう
に、従来技術では硬化速度が遅いため、経済的な生産が
不可能である。そこで、この課題を解決するために新た
な■型態水の硬化促進方法を開発するべく、硬化促進剤
として燐酸塩に着目し、鋭意研究を行なった結果、本発
明を完成するに至った。

ｎ型無水石膏粉末に対して、硬化促進剤として燐酸水素
二カリウム、燐酸二水素カリウムおよび燐酸二水素カル
シウムの内のＩＦｉ類以上と、硬化補助剤として水酸化
カルシウムおよび水酸化カリウムの内の１種類以上とを
添加することにより、前述の課題を解決することができ
る。

また、ｎ型無水石膏粉末に対して、硬化促進剤として燐
酸水素二カリウム、燐酸二水素カリウムおよび燐酸二水
素カルシウムの内の１種類以上と、硫酸カリウム、硫酸
アルミニウムおよびカリ明春の内の１種類以上と、硬化
補助剤として水酸化カルシウムおよび水酸化カリウムの
内の１種類以上とを添加することによっても、前述の課
題を解決することができる。

さらには、適当量の凝結遅延剤および減水剤などの混和
剤を必要に応じて添加することにより、凝結時間のコン
トロールおよび流動性の改善を計ることができることを
見いだし、本発明を完成するに至った。

く作　用〉従来は、ｎ型無水石膏の水利を促、進するための硬化促
進剤として、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アル
ミニウム、カリ明−等の硫酸塩を使用することが一般に
行なわれており、硬化補助剤として水酸化カルシウムが
知られているが、本発明は、従来技術よりも、ｎ型無水
石膏の水和時の凝結速度が速く、凝結後の強度増進速度
も速くなり、かつ、石膏硬化体の最終強度が大なるｎ型
無水石膏の硬化促進方法を提供するものである。

本発明の具体的な作用としては、硬化促進剤である水素
イオンを含む水溶性燐酸塩が、硬化補助剤であるアルカ
リ金属あるいはアルカリ土類金属の水酸化物の共存下で
、最適なＰＨ領領域おいて、ｎ型無水石膏の溶解度を上
昇させることにより、ｎ型無水石膏の水利速度を速くす
るものと思われる。この際に、水素イオンが重要な働き
をしているものと考えられる。

また、実施例に示したように金属イオン間にも相性が認
められ、カリウム系の硬化促進剤を使用する場合には、
カルシウム系の硬化補助剤の方−が効果が優り、一方、
カルシウム系の硬化促進剤を使用する場合には、カリウ
ム系の硬化補助剤の方が効果が優ることも分かった。

硬化促進剤および硬化補助剤の添加量は、実施例に示し
たようにｎ型無水石膏に対して、少なすぎるとその効果
が小さくなり、また、一定の限度量を越えるとｎ型無水
石膏の水和速度が速くなり過ぎ、急結現象を起こすため
好ましくなく、最適な添加量が存在する。

凝結時間が短すぎる場合は、必要に応じて適当量の凝結
遅延剤などの混和剤を添加することにより、凝結時間を
延ばすことができる。また、混線水量を減らして高強度
化をｆｆｆる際に、適当な流動性が得られない場合は、
必要に応じて適当量の減水剤あるいは流動化剤などの混
和剤を添加することにより、流動性を改善することがで
きる。これらの混和剤は、石膏用あるいはセメント用と
して＃！知の混和剤で良い。

硬化促進剤として本発明の特許請求の範囲に示した以外
に、燐酸水素二ナトリウムおよび燐酸二水素ナトリウム
に同様の効果が認められる。しかし、これらのナトリウ
ム塩は、良好な硬化促進効果が認められるものの、白華
現象を起！こすため好ましくない。

なお、水素イオンを含まない燐酸カリウム、燐酸ナトリ
ウム、ピロ燐酸カリウム、ピロ燐酸ナトリウムおよびト
リポリ燐酸ナトリウム等の燐酸塩には硬化促進作用は認
められず、また、燐酸−水素カルシウムは、水素イオン
を含んでいるにもかかわらず、水溶性がないため硬化促
進作用は認められなかった。

硬化補助剤は、アルカ−金属あ７・いはアルカリ土類金
属の水酸化物ならいずれも効果がある。しかし、水酸化
ナトリウムは良好な硬化補助剤ではあるが、白華現象を
起こすため好ましくなく、水酸化カルシウムおよび水酸
化カリウムが好ましい。

なお、本発明の特許請求の範囲に示した硬化促進剤と硬
化補助剤に見合うような、別の薬剤を添加して本発明と
同様な■型無水石膏の硬化促進方法が存在するが、この
方法は本発明から容易に顕推できるものである。具体的
には、■型無水石膏粉末に燐酸（）１．Ｐｏ、）とアル
カリ金属あるいはアルカリ土類金属の水酸化物を添加し
て、ＰＨをコントロールすれば、本発明と同様な反応系
が設定できる。すなわち、本発明の硬化促進剤と同一の
薬剤を反応系において合成しているに過ぎないからであ
る。

また、本発明の硬化促進剤あるいは硬化補助剤を、それ
ぞれ２種類以上併用することにより複合効果が期待でき
る。すなわち、初期高強度型と乾燥後の強度の高いもの
とがあり、これらを併用することにより、希盟する任意
の強度発現パターンが設計できる。

また、実施例−７に示したように従来技術の硬化促進剤
である硫酸カリウム、硫酸ナトリウム。

硫酸アルミニウムおよびカリ明春等の硫酸塩の１種類以
上と、本発明の硬化促進剤である燐酸水素ニカリウム、
燐酸二水素カリウムおよび燐酸二水素カルシウムの内の
１種類以上とを併用することもでき、従来技術よりも、
■型無水石膏の水和時の凝結速度が速く、凝結後の強度
増進速度も速くなり、かつ、石膏硬化体の最終強度が大
なる石膏硬化体を製造することができる。

〈実　施　例−１〉実施例−１は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本発明の硬化促進剤として
燐酸水素二カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシ
ウムを使用した場合の実施例とを比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００−／Ｈの天然■型無水石膏
粉末１００重量部に、表−１に示す添加量（天然■型無
水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤および硬
化補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３分間混
線し、ＪＩＳ　Ｒ５２０１ｒセメント物理試験方法Ｊに
準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−１に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−２
に示した。

表−１ ■型無水石膏の強度増進効果の比較従来技術である比較例に対して、本発明にょる実施例の
強度増進が、極めて優れている最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

表−２Ｄ型無水石膏の水和促進効果の比較従来技術である比較例に対して１本発明による実施例の
凝結速度ががなり促進される最適な薬剤添加量の範囲が
あることが分かる。

く実　施　例−２〉実施例−２は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と１本発明の硬化促進剤として
燐酸水素二カリウムを、硬化補助剤として水酸化カリウ
ムを使用した場合の実施例とを比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００ｃｍ／にの天然■型態水石
膏粉末１００重量部に、表−３に示す添加量（天然■型
無水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤および
硬化補助剤を添加溶解した水４３ｉ１量部を加え、３分
間混練し、　ＪＩＳ　Ｒ５２０１Ｆセメント物理試験方
法Ｊに準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−３に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−４
に示した。

表−３０型態水石膏の強度増進効果の比較表−４ ■型無水石膏の水和促進効果の比較従来技術である比較例に対して、本発明による実施例の
強度増進が、極めて優れている最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

従来技術である比較例に対して１本発明による実施例の
凝結速度がかなり促進される最適な薬剤添加量の範囲が
あることが分かる。

く実　施　例−３〉実施例−３は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本発明の硬化促進剤として
燐酸二水素カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシ
ウムを使用した場合の実施例とを比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００ｃｍ／ｇの天然■型態水石
膏粉末１００重量部に、表−５に示す添加ｉ！ｋ（天然
■型無水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤お
よび硬化補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３
分間混線し、ＪＩＳ　Ｒ５２０１＋セメント物理試験方
法ノに準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−５に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養生
した＠４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−６
に示した。

表−５ ■型無水石膏の強度増進効果の比較従来技術である比較例に対して１本発明による実施例の
強度増進が、極めて優れている最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

表−６Ｕ型無水石膏の水和促進効果の比較従来技術である比較例に対して、本発明による実施例の
凝結速度が、がなり促進される最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

く実　施　例−４〉実施例−４は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本発明の硬化促進剤として
燐酸二水素カリウムを、硬化補助剤として水酸化カリウ
ムを使用した場合の実施例とを比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００ｄ／にの天然■型態水石膏
粉末１００重量部に、表−７に示す添加量（天然ｎ型無
水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤および硬
化補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３分間混
練し、ＪＩＳ　Ｒ５２０１１セメント物理試験方法」に
準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−７に、ａ１４：試験結果および材令７日まで気乾
養生したｆ＆４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを
表−８に示した。

表−７■型無水石膏の強度増進効果の比較表−８■型無
水石膏の水和促進効果の比較従来技術である比較例に対
して、本発明による実施例の強度増進が、極めて優れて
いる最適な薬剤添加量の範囲があることが分かる。

従来技術である比較例に対して、本発明による実施例の
凝結速度が、がなり促進される最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

く実　施　例−５〉実施例−５は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本開明の硬化促進剤として
燐酸二水素カルシウムを、硬化補助剤として水酸化カル
シウムを使用した場合の実施例とを比較したものである
。

ブレーン粉末度が約６０００−への天然■型態水石膏粉
末１００重量部に、表−９に示す添加量（天然■型無水
石膏粉末に対する重量百分率ンの硬化促進剤および硬化
補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３分間混練
し、ＪＩＳ　Ｒ５２０１ｒセメント物理試験方法ｊに準
じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した彼４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−９に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−１
０に示した。

表−９■型無水石膏の強度増進効果の比較従来技術であ
る比較例に対して、本発明による実施例の強度増進が、
優れている最適な薬剤添加量の範囲があることが分かる
。

表−１０ｎ型無水石膏の水和促進効果の比較この薬剤組合せの場合は、共にカルシウム系のためか、
従来技術である比較例に対して、表−９に示したように
本発明による実施例の強度増進は比較的良好な結果が得
られたものの、凝結時間はむしろ長くなった。

〈実　施　例−６〉実施例−６は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本発明の硬化促進剤として
燐酸二水素カルシウムを、硬化補助剤として水酸化カリ
ウムを使用した場合の実施例とを比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００−／ｇの天然■型態水石膏
粉末１００重愈部に、表−１１に示す添加量（天然ｎ型
無水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤および
硬化補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３分間
混練し、　ＪＩＳ　Ｒ５２０１１セメント物理試験方法
」に準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−１１に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養
生した後４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−
１２に示した。

表−１１ｎ型無水石膏の強度増進効果の比較衣−１２ｎ型無水石膏の水和促進効果の比較従来技術である比較例に対して、本発明による実施例の
強度増進が、極めて優れている最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

従来技術である比較例に対して１本発明による実施例の
凝結速度が、かなり促進される最適な薬剤添加量の範囲
があることが分かる。

く実　施　例−７〉実施例−７は、従来技術の代表例である硬化促進剤とし
て硫酸カリウムを、硬化補助剤として水酸化カルシウム
を使用した場合の比較例と、本発明の硬化促進剤として
燐酸水素二カリウムと硫酸カリウムを併用し、硬化補助
剤として水酸化カルシウムを使用した場合の実施例とを
比較したものである。

ブレーン粉末度が約６０００−への天然ｎ型無水石膏粉
末１００重量部に、表−１３に示す添加量（天然ｎ型無
水石膏粉末に対する重量百分率）の硬化促進剤および硬
化補助剤を添加溶解した水４３重量部を加え、３分間混
練し、　ＪＩＳ　Ｒ５２０１１セメント物理試験方法」
に準じて試験した。

気乾養生の材令１日、７日および材令７日まで気乾養生
した後４０℃で１２時間乾燥した供試体の強度試験結果
を表−１３に、凝結試験結果および材令７日まで気乾養
生した役４０℃で１２時間乾燥した供試体のＰＨを表−
１４に示した。

表−１３ｎ型無水石膏の強度増進効果の比較燐酸水素二カリウムと硫酸カリウムを併用することによ
り、従来技術である比較例に比べて、強度増進が極めて
優れており、実施例−１に示した燐酸水素二カリウムの
単独２％使用よりも更に強度増進効果が大きいことが分
かる。

表−１４ｎ型無水石膏の水和促進効果の比較燐酸水素二
カリウムと硫酸カリウムを併用することにより、従来技
術である比較例に比べて、凝結速度がかなり促進されて
おり、実施例−１に示した燐酸水素二カリウムの単独２
％使用よりも更に凝結促進効果が大きいことが分かる。

〈発明の効果〉フロン規制の関係から、今後、工業副産物である弗酸ｎ
型無水石膏の発生量が減少していく傾向にあり、天然ｎ
型無水石膏を多用せざるを得ない状況にあるが、本発明
によれば、水和速度が遅い天然ｎ型無水石膏を早期に硬
化させることが可能であり、本発明の効果は極めて大き
いと言える。

また、弗酸ｎ型無水石膏を原材料とする建材等の石膏硬
化体を製造する場合においても、本発明の方法によれば
、従来技術による方法よりも、水和速度が速くなるため
、低温養生が必要であったことあるいは長い養生期間を
必要とする等の養生条件の緩和が計れ、経済的効果が期
待できる。

さらには１本発明の方法によれば１石膏硬化体の最終強
度が大なる石膏硬化体の製造が可能となるため、ｎ型無
水石膏を原材料とする建材等の品質向上も計れる。

また１本発明の効果は、ｎ型無水石膏を原材料とする建
材等の分野のみならず、例えば、無水石膏系のセルフレ
ベリング材等のｎ型無水石膏の水和硬化現象を利用する
あらゆる産業に波及する。

代理人平井部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）II型無水石膏粉末に対して、硬化促進剤として燐
酸水素二カリウム、燐酸二水素カリウムおよび燐酸二水
素カルシウムの内の１種類以上と、硬化補助剤として水
酸化カルシウムおよび水酸化カリウムの内の１種類以上
とを添加することを特徴とするII型無水石膏の硬化促進
方法。
（２）II型無水石膏粉末に対して、硬化促進剤として燐
酸水素二カリウム、燐酸二水素カリウムおよび燐酸二水
素カルシウムの内の１種類以上と、硫酸カリウム、硫酸
アルミニウムおよびカリ明■の内の１種類以上と、硬化
補助剤として水酸化カルシウムおよび水酸化カリウムの
内の１種類以上とを添加することを特徴とするII型無水
石膏の硬化促進方法。
（３）適当量の凝結遅延剤および減水剤などの混和剤を
必要に応じて添加することを特徴とする特許請求の範囲
第１項および第２項記載のII型無水石膏の硬化促進方法
。