JPH0472794B2 - - Google Patents

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JPH0472794B2
JPH0472794B2 JP30947386A JP30947386A JPH0472794B2 JP H0472794 B2 JPH0472794 B2 JP H0472794B2 JP 30947386 A JP30947386 A JP 30947386A JP 30947386 A JP30947386 A JP 30947386A JP H0472794 B2 JPH0472794 B2 JP H0472794B2
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JP
Japan
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resistant
acid
molten slag
cement
calcium phosphate
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Application number
JP30947386A
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Japanese (ja)
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JPS63166532A (en
Inventor
Bunji Machi
Hideki Ueda
Minoru Sawaide
Takuro Odawara
Yasutoshi Nakajima
Shinji Iino
Yukio Takahashi
Minoru Ooshima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Publication of JPS63166532A publication Critical patent/JPS63166532A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、耐溶融スラグ用コンクリート材に係
り、特に耐熱性の優れた珪酸カルシウム系耐熱セ
メント硬化物をベースとする耐溶融スラグ用コン
クリート材に関する。 (従来の技術) 従来、各種高熱装置において高熱抵抗性のある
種々の材料が開発使用されており、無機系の材料
として金属、セラミツクス、セメントなどが用い
られている。 このうち、金属、セラミツクスは概して緻密質
で機械強度も高く、耐熱材料としてあらゆる用途
に適用されているが、その成形が容器でなく又は
高温処理が必要であるといつた問題点があるとこ
ろ、セメントはそれに骨材と水を配合して流動化
して型内に流込むことによつて容易に所望形状成
形体が得られる利点がある。 しかしながら、耐熱材料としての耐熱セメント
の使用は、それがセラミツクスのごとく高温に耐
えられないことや機械強度の不足などの点から、
余り普及していない。 (発明が解決しようとする問題点) 耐熱セメントとしては、アルミナセメントが代
表的なものとして知られている。 アルミナセメントは速硬性で耐熱性が高い反
面、転位による強度低下、また中間温度における
ボンドの弱化に起因する熱間強度の低下の問題を
有している。 そして、珪酸カルシウム系組成物で最も一般的
なセメントであるポルトランドセメントは、水
和、硬化の際多量に生成されるCa(OH)2のため
に、それが以下の反応 Ca(OH)2 CaO+H2O(スレーキング現象) を起こし、組織劣化を招く欠点があり、耐熱性は
劣る。 そこで、これに超微粒のSiO2を添加混合する
ことにより、下記反応により前記スレーキング現
象を防止したものが提供されている。 Ca(OH)2+SiO2→CxSyHz (ただし該式において、C:CaO,S:SiO2
H:H2Oであり、主に、C2S,C3S2,CSが生成
混在しているものと考えられる) しかしながら本発明者は、このような防止法だ
けでは問題のあることを知つた。 すなわち、示差熱分析の結果、490℃、730℃、
905℃における組織の劣化を確認しており、また
加熱に伴う残存圧縮強度試験によると、700℃を
越えると急激な強度低下がおこつていることがわ
かつた。 (問題点を解決するための手段) 本発明者は以上に鑑み研究の結果、珪酸カルシ
ウム系セメントのスレーキング現象の発生を防止
し、更に残存水酸化カルシウムを無害化し、そし
てかつ耐熱性を格段に向上させた耐溶融スラグ用
コンクリート材を開発した。 すなわち本発明は、耐溶融スラグ用コンクリー
ト材において、珪酸カルシウム系耐熱セメント硬
化物層の表面に、リン酸カルシウムを主成分する
酸性水溶液との混合物スラリーを打設して積層一
体化をせしめて構成したことを特徴とする耐溶融
スラグ用コンクリート材である。 本発明の耐溶融スラグ用コンクリート材は、溶
融スラグが接触される個所、例えば転炉からの排
スラグ受パン、あるいはスラグを流す通路床等に
使用することができる。 例えば転炉作業において、出鋼後転炉に残留す
るスラグは、直接又はスラグ鍋台車を経由してス
ラグ受パンに排滓され、冷却された後、スラグ受
パンを転回して取り出されるが、該排滓時に用い
られるスラグ受パンの構造は、第1図図示のごと
く、上部が開口した箱舟型のものである。 例えば、該スラグ受パンに本発明のコンクリー
ト材を適用する。 第1図は、本発明耐溶融スラグ用コンクリート
材を転炉から排滓された溶融スラグを受けるスラ
グ受パンの一例を一部切欠断面とした斜視図で示
したものであり、1は枠体、2は珪酸カルシウム
系耐熱セメント硬化物層で、枠体1の内面に打設
されたものであり、3は酸水溶液、例えばリン酸
水溶液による処理層で、珪酸カルシウム系耐熱セ
メント硬化物層2の表面にリン酸水溶液を塗布し
たものである。 そして、4はリン酸カルシウムスラリー硬化物
層である。 本例では、珪酸カルシウム系耐熱セメント硬化
物層2の表面に、リン酸カルシウムを主成分とす
るスラリー打設体4が積層、一体化された溶融ス
ラグ受パン構造となつている。 この際において、珪酸カルシウム系耐熱セメン
ト硬化物層2の表面に、表面処理剤として酸水溶
液、特にリン酸水溶液を塗布して、処理層3を形
成しておくこと、更にはこの際、作業性を考える
とPHを3〜6程度に調製したリン酸水溶液を塗
布して処理層3を形成しておくことは、後述する
理由からより好ましいことである。 リン酸水溶液のPH調製には、通常用いられる
アルカリ剤例えばアンモニア、エタノールアミン
等の有機アミン、ナトリウム、カリウム等のアル
カリ又はアルカリ土類金属の水酸化物等を用いる
ことができる。 ところで上記の構成において、珪酸カルシウム
系耐熱セメントは前述したように常用のセメント
であつてコストも低く入手しやすいものである。 またその面に打設されたリン酸カルシウムは高
温に加熱されると融点が1400〜1800℃以上にも達
するアパタイトを生成し、この生成物が高温度に
対する優れた抵抗性を発揮する。 そして、スラリー中における酸性水溶液はリン
酸カルシウムを水和硬化するのに役立つものであ
るが特にリン酸水溶液を使用するときは下式のご
とく、スレーキング防止を図つた珪酸カルシウム
系耐熱セメントから引き続き生成される遊離の水
酸化カルシウムを捕捉し、リン酸カルシウムとの
強固な界面を形成させるものである。 2H3PO4+3Ca(OH)2 →Ca2(PO42+6H2O 本発明に使用する混合物スラリーの主成分であ
るリン酸カルシウムは、カルシウムとリンを原子
比(グラムアトムの比をいう、以下同じ)として
Ca/P 1.4〜1.6の割合で含有し、700℃〜1400
℃、好ましくは900℃〜1300℃の温度で焼成した
ものが好ましい。 本発明においては、また硬化促進剤としてフツ
化物に加えて酸類を用いるとよい。 本発明の実施に用いる酸は有機酸でも無機酸で
も有効であり、当然ながらその混合物も有効であ
る。これらの酸類は硬化時間の短縮及び硬度増加
の効果を得るために必要である。これらの酸類を
硬化促進剤として用いる場合、硬化速度及び硬化
体の物性等から見て水溶液のPHは2.5〜6.0の範
囲が好ましく、3.0〜5.0がより好ましい。 本発明の実施に用いる有機酸としては、ギ酸、
酢酸、プロピオン酸等の低級一塩基脂肪酸、リン
ゴ酸、グリコール酸、乳酸、クエン酸、糖酸、ア
スコルビン酸等のヒドロキシカルボン酸、グルタ
ミン酸、アスパラギン酸等の酸性アミノ酸、シウ
酸、マロン酸、コハク酸、タルダール酸、アジピ
ン酸、マレイン酸、フマール酸、ムコン酸等の二
塩基酸、ピルビン酸、アセト酢酸、レブリン酸等
のケト酸、サリチル酸、安息香酸、桂皮酸、フタ
ル酸等の芳香族カルボン酸類及びそのアルカリ金
属、アルカリ土類金属又はアンモニウム塩等の塩
及び加水分解により容易にカルボン酸基を生成す
る上記有機酸の誘導体例えば酸無水物や酸塩化物
等がある。 無機酸類としてはリン酸、塩酸、硫酸、硝酸、
フツ酸、ホウ酸等がある。 これらの酸類を含む水溶液のPHを調製するとき
にはアンモニヤ、アミン、アルカリ金属の水酸化
物、アルカリ土類金属の水酸化物等を用いること
ができる。 さらに硬化物の硬度を上げるために、本発明に
使用するリン酸カルシウムを主成分とする混合物
スラリーに、フツ化物を添加することが好まし
い。 このようなフツ化物としてはフツ酸のアンモニ
ウム又はアミン塩、アルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩等でのフツ素がリン酸カルシウム中にと
り込まれてフロロアパタイトになりうるものであ
れば良い。この場合、フツ化物の添加量はカルシ
ウムとフツ素の原子比としてCa/F 4.2〜60が
好ましい。一方、硬化物の硬度を上げるためにカ
ルシウム以外の2価又は3価のイオンとなり得
る。金属原子Me例えば、鉄、コバルト、ニツケ
ル、クロム、バリウム、ストロンチウムを含む可
溶性化合物をリン酸カルシウム中のリン酸根
(PO4)に対するモル比Me/PO4として2.5×10-4
以上を混合物スラリーに添加することもできる
し、前記フツ化物との併用も可能である。 なお、この場合、後記実施例に示すように前記
金属原子(Me)をリン酸カルシウム焼成時にこ
れらの金属原子(Me)を含む化合物を加えて焼
成してリン酸カルシウム中に導入することもでき
る。 本発明に使用するリン酸カルシウムを主成分と
するスラリーの粉体成分と酸性水溶液からなる液
体成分とは重量比で10:2〜10:5の割合で混合
するのが良い。液体成分がこれより少ないと組成
物の流動性が不足であり、これより多いと組成物
の流動性が過剰になり好ましくない。 本発明のリン酸カルシウムを主成分とするスラ
リーは単独でも使用出来るが、骨材を加えて使用
することは次の利点を期待できる。 (ア) 価格の安い骨材を使用して、製品である耐溶
融スラグ用コンクリート材の製造コストを下げ
ることができる。 (イ) 熱安定性の良い骨材を使用して耐熱性及び寸
法安定性を向上できる。 (ウ) 比重の小さい骨材を使用して軽量化が可能で
ある。 骨材としてはコンクリート用に一般に使用され
るものを使用することができるが、得られる硬化
体と同質のアパタイトであることから火成岩質燐
鉱石、又は水性岩質燐鉱石及びその焼成品は好ま
しい骨材と言える。 以上の各成分塑性の組合わせ、積層によつて得
られる耐溶融スラグ用コンクリート材は、すべて
流し込みによる成形が可能でその製造が容易であ
り、また打設リン酸カルシウムスラリー硬化物は
耐熱性が非常に優れ1600℃までの不燃耐火被覆材
として作用するなどのため、耐熱性に優れかつ高
温での優れた力学的強度を保有する等優良な諸特
性を有するものとなる。 本発明の耐溶融スラグ用コンクリート材の製造
は以下のようにして行なわれる。 まず珪酸カルシウム系耐熱セメントに超微粒の
SiO2(例えばシリカヒユーム)を添加混合したも
のに、高級シヤモツト、煉瓦くず等を混合し、水
を加えて均一混合した後、成形型枠内に流し込
む。 そのまま一定時間放置して養生硬化させた後、
次いでその表面に予め酸水溶液、好ましくはリン
酸水溶液を付着させて未中和の残存水酸化カルシ
ウム分を中和する。 しかし、該中和処理工程は必要に応じて、省略
することができる。 次いで、リン酸カルシウムを主成分とする粉体
成分とその硬化剤としての酸性水溶液からなる液
体成分とを充分に混合した混合物スラリーを単独
で又は必要に応じて骨材と混合した後、前記養生
硬化物表面へ所望厚さに打設して積層一体化す
る。 この場合、所望厚さは、通常数ミリから数十セ
ンチまで考えられるが、前記養生硬化物の種類に
よつて変わる。つまりリン酸カルシウムとその硬
化剤による硬化物を通して伝達する温度が前記養
生硬化物の耐熱温度(使用限界温度)以下となる
ように、その厚さを決定する。 この際、前記酸性水として、リン酸水溶液を用
いると、前記硬化物より生成する残存水酸化カル
シウムをリン酸のカルシウム塩として固定化する
ことが出来、この固定化されたリン酸カルシウム
層の介在のために、その上に打設される化学的に
同質系のリン酸カルシウムを主成分とするスラリ
ーはより強固に一体化されることとなる。 その結果、該耐溶融スラグ用コンクリート材は
比較的高温度の熔融スラグに接しても、侵食され
難くしかも機械強度の低下が少なく、従来のもの
に比較し、その製造が容易で、かつ耐久性もかな
り向上したものとなる。 以上の耐溶融スラグ用コンクリート材の層構造
は、第2図に図示するごとく、珪酸カルシウム系
耐熱セメント硬化物層2の上に、酸による処理層
3があり、更にその上にリン酸カルシウムスラリ
ー硬化物層4が順に積層された状態となつてい
る。 (実施例) 次ぎに、本発明の実施例を説明する。 以下のごとく、実施例1〜3の、本発明実施例
耐溶融スラグ用コンクリート材と、比較例1の耐
熱セメント材、比較例2の普通ポルトランドセメ
ント材の各種類について、4cm×4cm×12cmの試
験体を作成し、残存圧縮強度、耐火度、熱スポー
リング性について確認した。 その結果は表−1に示す通り、実施例耐溶融ス
ラグ用コンクリート材は、他のセメント材に比べ
て優れた特性を示しており、結果は良好であつ
た。 実施例1: 超微粒SiO2を44.1%(重量比)混入した普通ポ
ルトランドセメントをW/C35%で混練り、硬化
させ、1モルクエン酸溶液を表面に塗布する。次
いでその上に下記組成のリン酸カルシウムスラ
リーを打設し、積層一体化して、試験体とした。 リン酸カルシウム(Ca3(PO42)97.5%、フ
ツ化カルシウム2.5%の割合で、混合した粉末
68.55%と1モルクエン酸溶液(アンモニア水
にてPH3に調製したもの)31.45%とで配合混
練したスラリー。 実施例2: リン酸カルシウムスラリー組成を下記とした
ものを用いた以外は、実施例1と同じである。 第二燐酸カルシウム(CaHPO4)99.8%と、
ピロリン酸鉄(Fe4(P2O73)0.2%を混合粉砕
し、電気炉で500℃にて2時間焼成、その後室
温まで冷却する。この焼成粉末62%と、炭酸カ
ルシウムCaCO338%とを充分に混合し、再度
電気炉中で1200℃にて2.5時間焼成後、冷却し
てFe含有リン酸カルシウムを得る。 このFe含有リン酸カルシウム78.6%と、1モ
ルクエン酸溶液(但しアンモニア水にてPH4.5
に調製)21.4%とで配合混練したスラリー。 実施例3: リン酸カルシウムスラリー組成を下記とした
ものを用いた以外は、実施例1と同じである。 リン酸カルシウム(Ca3(PO42)99.3%、酸
性フツ化アンモニウム)(NH4HF2)0.4%、フ
ツ化カルシウム(CaF2)0.3%の割合で粉砕混
合した粉末73.5%と、0.5モルリン酸水溶液26.5
%とで配合混練したスラリー。 比較例1:(耐熱セメント材) 普通ポルトランドセメントに超微粒SiO2を44.1
%(重量比)混入した耐熱セメントを水セメント
比W/C35%で配合混練した硬化物を試験体とし
た。 比較例2:(普通ポルトランドセメント材) 普通ポルトランドセメントを水セメント比W/
C35%で配合混練した硬化物を試験体とした。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a molten slag-resistant concrete material, and more particularly to a molten slag-resistant concrete material based on a cured calcium silicate heat-resistant cement having excellent heat resistance. (Prior Art) Conventionally, various materials with high heat resistance have been developed and used in various high-temperature devices, and metals, ceramics, cement, etc. have been used as inorganic materials. Among these, metals and ceramics are generally dense and have high mechanical strength, and are used for various purposes as heat-resistant materials, but there are problems such as the fact that they cannot be molded into containers or require high temperature treatment. Cement has the advantage that a molded product of a desired shape can be easily obtained by mixing aggregate and water to fluidize it and pouring it into a mold. However, the use of heat-resistant cement as a heat-resistant material is difficult because it cannot withstand high temperatures like ceramics and lacks mechanical strength.
It's not very popular. (Problems to be Solved by the Invention) Alumina cement is known as a typical heat-resistant cement. Although alumina cement has rapid hardening and high heat resistance, it suffers from a reduction in strength due to dislocations and a reduction in hot strength due to weakening of the bond at intermediate temperatures. Portland cement, which is the most common cement with a calcium silicate composition, has a large amount of Ca(OH) 2 produced during hydration and hardening, so it undergoes the following reaction: Ca(OH) 2 CaO+H 2O (slaking phenomenon), which causes structural deterioration, and has poor heat resistance. Therefore, by adding and mixing ultrafine particles of SiO 2 to this, a product has been provided in which the above-mentioned slaking phenomenon is prevented by the following reaction. Ca(OH) 2 +SiO 2 →CxSyHz (However, in this formula, C: CaO, S: SiO 2 ,
(H: H 2 O, and it is thought that C 2 S, C 3 S 2 and CS are mainly produced and mixed) However, the present inventor has found that there is a problem with this prevention method alone. I knew. In other words, the results of differential thermal analysis are 490℃, 730℃,
Deterioration of the structure has been confirmed at 905°C, and a residual compressive strength test with heating revealed that there is a rapid decrease in strength when the temperature exceeds 700°C. (Means for Solving the Problems) In view of the above, the present inventor has conducted research to prevent the occurrence of the slaking phenomenon in calcium silicate cement, render residual calcium hydroxide harmless, and significantly improve heat resistance. We have developed a concrete material with improved molten slag resistance. That is, the present invention provides a molten slag-resistant concrete material in which a slurry of a mixture containing calcium phosphate as a main component and an acidic aqueous solution is poured onto the surface of a hardened calcium silicate heat-resistant cement layer to form an integrated layer. This is a concrete material for molten slag that is resistant to molten slag. The molten slag-resistant concrete material of the present invention can be used in places where molten slag comes into contact, such as a waste slag receiving pan from a converter or a passage floor through which slag flows. For example, in converter operation, the slag remaining in the converter after steel tapping is discharged into a slag receiving pan directly or via a slag pan truck, and after being cooled, it is taken out by rotating the slag receiving pan. The structure of the slag receiving pan used during the slag discharge is an ark-shaped one with an open top, as shown in FIG. For example, the concrete material of the present invention is applied to the slag receiving pan. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an example of a slag receiving pan for receiving molten slag discharged from a converter, using the molten slag-resistant concrete material of the present invention, and 1 is a frame body. , 2 is a calcium silicate-based heat-resistant cement hardened material layer, which is placed on the inner surface of the frame 1. 3 is a layer treated with an acid aqueous solution, for example, a phosphoric acid aqueous solution, and the calcium silicate-based heat-resistant cement hardened material layer 2 A phosphoric acid aqueous solution is applied to the surface. And 4 is a calcium phosphate slurry cured material layer. In this example, a molten slag receiving pan structure is formed in which a slurry casting body 4 whose main component is calcium phosphate is laminated and integrated on the surface of a calcium silicate-based heat-resistant cement hardened material layer 2. At this time, it is necessary to apply an acid aqueous solution, especially a phosphoric acid aqueous solution, as a surface treatment agent to the surface of the calcium silicate-based heat-resistant cement cured material layer 2 to form a treated layer 3, and furthermore, at this time, workability is improved. Considering this, it is more preferable to form the treated layer 3 by applying a phosphoric acid aqueous solution adjusted to have a pH of about 3 to 6 for reasons described later. To adjust the pH of the phosphoric acid aqueous solution, commonly used alkaline agents such as ammonia, organic amines such as ethanolamine, alkali such as sodium and potassium, or alkaline earth metal hydroxides, etc. can be used. By the way, in the above configuration, the calcium silicate-based heat-resistant cement is, as mentioned above, a commonly used cement that is low in cost and easy to obtain. Furthermore, when the calcium phosphate placed on the surface is heated to high temperatures, it produces apatite with a melting point of 1,400 to 1,800 degrees Celsius or higher, and this product exhibits excellent resistance to high temperatures. The acidic aqueous solution in the slurry is useful for hydration-hardening of calcium phosphate, but especially when using a phosphoric acid aqueous solution, as shown in the formula below, it is continuously generated from a calcium silicate-based heat-resistant cement that is designed to prevent slaking. It captures free calcium hydroxide and forms a strong interface with calcium phosphate. 2H 3 PO 4 +3Ca(OH) 2 →Ca 2 (PO 4 ) 2 +6H 2 O Calcium phosphate, which is the main component of the mixture slurry used in the present invention, has calcium and phosphorus in an atomic ratio (gram atom ratio, hereinafter referred to as same) as
Contains Ca/P at a ratio of 1.4 to 1.6, 700℃ to 1400℃
Preferably, the material is fired at a temperature of 900°C to 1300°C. In the present invention, acids may be used in addition to fluoride as a curing accelerator. The acid used in the practice of the present invention can be either an organic acid or an inorganic acid, and naturally a mixture thereof is also effective. These acids are necessary to shorten curing time and increase hardness. When these acids are used as a curing accelerator, the pH of the aqueous solution is preferably in the range of 2.5 to 6.0, more preferably 3.0 to 5.0, in view of the curing rate and physical properties of the cured product. Organic acids used in the practice of the present invention include formic acid,
Lower monobasic fatty acids such as acetic acid and propionic acid, hydroxycarboxylic acids such as malic acid, glycolic acid, lactic acid, citric acid, sugar acid, and ascorbic acid, acidic amino acids such as glutamic acid and aspartic acid, sialic acid, malonic acid, and succinic acid. , dibasic acids such as tardaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, and muconic acid; keto acids such as pyruvic acid, acetoacetic acid, and levulinic acid; and aromatic carboxylic acids such as salicylic acid, benzoic acid, cinnamic acid, and phthalic acid. and its salts such as alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts, and derivatives of the above-mentioned organic acids that easily produce carboxylic acid groups by hydrolysis, such as acid anhydrides and acid chlorides. Inorganic acids include phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid,
Examples include hydrofluoric acid and boric acid. When adjusting the pH of an aqueous solution containing these acids, ammonia, amines, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, etc. can be used. Furthermore, in order to increase the hardness of the cured product, it is preferable to add fluoride to the mixture slurry containing calcium phosphate as a main component used in the present invention. Such a fluoride may be any ammonium or amine salt, alkali metal salt, or alkaline earth metal salt of hydrofluoric acid that can be incorporated into calcium phosphate to form fluoroapatite. In this case, the amount of fluoride added is preferably Ca/F 4.2 to 60 as an atomic ratio of calcium to fluorine. On the other hand, in order to increase the hardness of the cured product, it can be a divalent or trivalent ion other than calcium. The molar ratio Me/PO 4 of soluble compounds containing metal atoms Me, e.g. iron, cobalt, nickel, chromium, barium, and strontium to the phosphate group (PO 4 ) in calcium phosphate is 2.5×10 -4
The above can be added to the mixture slurry, or can be used in combination with the above-mentioned fluoride. In this case, as shown in Examples below, the metal atoms (Me) can also be introduced into the calcium phosphate by adding a compound containing these metal atoms (Me) at the time of baking the calcium phosphate. The powder component of the slurry containing calcium phosphate as a main component used in the present invention and the liquid component consisting of an acidic aqueous solution are preferably mixed at a weight ratio of 10:2 to 10:5. If the liquid component is less than this, the fluidity of the composition will be insufficient, and if it is more than this, the fluidity of the composition will be excessive, which is not preferable. Although the slurry containing calcium phosphate as a main component of the present invention can be used alone, the following advantages can be expected when it is used with the addition of aggregate. (a) By using inexpensive aggregates, it is possible to reduce the manufacturing cost of the product, molten slag-resistant concrete material. (b) Heat resistance and dimensional stability can be improved by using aggregate with good thermal stability. (c) It is possible to reduce weight by using aggregate with low specific gravity. Aggregates that are generally used for concrete can be used, but igneous rock phosphate rock, aqueous rock phosphate rock, and their calcined products are preferable because they are apatite of the same quality as the hardened material obtained. It can be said to be a material. The molten slag-resistant concrete materials obtained by combining the plasticity of each of the above components and laminating them can all be molded by pouring and are easy to manufacture, and the hardened cast calcium phosphate slurry has very high heat resistance. It has excellent properties such as excellent heat resistance and excellent mechanical strength at high temperatures, as it acts as a non-combustible fire-resistant coating material up to 1600°C. The production of the molten slag-resistant concrete material of the present invention is carried out as follows. First, ultra-fine grains were added to calcium silicate-based heat-resistant cement.
A mixture of SiO 2 (for example, silica hume) is mixed with high-quality shamots, brick scraps, etc., water is added and the mixture is uniformly mixed, and then poured into a mold. After leaving it for a certain period of time to cure and harden,
Next, an acid aqueous solution, preferably a phosphoric acid aqueous solution, is applied to the surface in advance to neutralize the unneutralized residual calcium hydroxide. However, the neutralization step can be omitted if necessary. Next, a slurry of a mixture sufficiently mixed with a powder component mainly composed of calcium phosphate and a liquid component consisting of an acidic aqueous solution as a hardening agent is used alone or after mixing with aggregate as necessary, and then the cured and cured product is prepared. It is poured onto the surface to the desired thickness and laminated into one piece. In this case, the desired thickness is usually considered to be from several millimeters to several tens of centimeters, but it varies depending on the type of the cured material. That is, the thickness is determined so that the temperature transmitted through the cured product of calcium phosphate and its hardening agent is below the heat resistance temperature (usage limit temperature) of the cured cured product. At this time, if a phosphoric acid aqueous solution is used as the acidic water, residual calcium hydroxide generated from the cured product can be immobilized as a calcium salt of phosphoric acid, and due to the presence of this immobilized calcium phosphate layer, In addition, a slurry containing chemically homogeneous calcium phosphate as a main component, which is poured on top of the slurry, becomes more firmly integrated. As a result, the molten slag-resistant concrete material is resistant to corrosion even when it comes into contact with relatively high-temperature molten slag, and its mechanical strength decreases less, making it easier to manufacture and more durable than conventional materials. is also considerably improved. As shown in FIG. 2, the layered structure of the above-mentioned molten slag-resistant concrete material includes a layer 2 of cured calcium silicate-based heat-resistant cement, a layer 3 treated with acid, and a layer 3 of cured calcium phosphate slurry on top of the layer 2 of cured calcium silicate-based heat-resistant cement. The layers 4 are stacked one after another. (Example) Next, an example of the present invention will be described. As shown below, for each type of molten slag-resistant concrete material of Examples 1 to 3 of the present invention, heat-resistant cement material of Comparative Example 1, and ordinary Portland cement material of Comparative Example 2, a 4 cm x 4 cm x 12 cm A test specimen was created and its residual compressive strength, fire resistance, and thermal spalling resistance were confirmed. As shown in Table 1, the molten slag-resistant concrete material of the example exhibited superior properties compared to other cement materials, and the results were good. Example 1: Ordinary Portland cement mixed with 44.1% (weight ratio) of ultrafine SiO 2 was kneaded at 35% W/C, hardened, and a 1M citric acid solution was applied to the surface. Next, a calcium phosphate slurry having the composition shown below was placed thereon and laminated and integrated to obtain a test specimen. A mixed powder of 97.5% calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) and 2.5% calcium fluoride.
A slurry made by blending and kneading 68.55% and 31.45% of a 1M citric acid solution (adjusted to pH 3 with aqueous ammonia). Example 2: Same as Example 1 except that a calcium phosphate slurry having the following composition was used. Dicalcium phosphate (CaHPO 4 ) 99.8%,
0.2% of iron pyrophosphate (Fe 4 (P 2 O 7 ) 3 ) was mixed and ground, fired in an electric furnace at 500° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature. 62% of this calcined powder and 38% of calcium carbonate CaCO 3 are thoroughly mixed, calcined again in an electric furnace at 1200° C. for 2.5 hours, and then cooled to obtain Fe-containing calcium phosphate. This Fe-containing calcium phosphate 78.6% and 1M citric acid solution (however, PH4.5 with ammonia water)
Slurry prepared by mixing and kneading 21.4%. Example 3: Same as Example 1 except that a calcium phosphate slurry having the following composition was used. 73.5% powder mixed by pulverization at a ratio of 99.3% calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), 0.4% acidic ammonium fluoride (NH 4 HF 2 ), 0.3% calcium fluoride (CaF 2 ), and 0.5 mole phosphoric acid. Aqueous solution 26.5
Slurry mixed and kneaded with %. Comparative Example 1: (Heat-resistant cement material) 44.1% of ultrafine SiO 2 added to ordinary Portland cement
% (weight ratio) of heat-resistant cement was mixed and kneaded at a water-cement ratio W/C of 35%, and a cured product was used as a test specimen. Comparative Example 2: (Ordinary Portland cement material) Ordinary Portland cement to water-cement ratio W/
A cured product mixed and kneaded with 35% C was used as a test specimen.

【表】 以上の結果から明らかなように、実施例1,
2,3の場合は、残存圧縮強度、耐火性、熱スポ
ーリング性のいずれの物理特性も良好で、耐溶融
スラグ用材料として好ましいものであつた。 これに対して、比較例1,2の場合は、同物理
特性は普通又は不良であつた。 (発明の効果) 以上のとおり、本発明は珪酸カルシウム系耐熱
センメント硬化物成形体の表面に、リン酸カルシ
ウムを主成分とし、それと酸性水溶液との混合物
スラリーを打設して積層一体化せしめて構成した
耐溶融スラグ用コンクリート材であるため、従来
のものに比し、残存圧縮強度、耐火性、熱スポー
リング性のいずれの物理特性も良好で、溶融スラ
グに対する耐食性も良い。 そして、その製造が容易であり、かつ熱間機械
強度が十分保持できるので、コストの低い優れた
新規な耐溶融スラグ用コンクリート材である。
[Table] As is clear from the above results, Example 1,
In the cases of Nos. 2 and 3, all physical properties such as residual compressive strength, fire resistance, and thermal spalling properties were good, and they were preferable as materials for molten slag resistance. On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2, the same physical properties were normal or poor. (Effects of the Invention) As described above, the present invention is constructed by pouring a slurry of a mixture of calcium phosphate as a main component and an acidic aqueous solution onto the surface of a calcium silicate-based heat-resistant cement molded product and laminating it into an integrated structure. Since it is a molten slag-resistant concrete material, it has better physical properties such as residual compressive strength, fire resistance, and thermal spalling resistance than conventional concrete materials, and also has good corrosion resistance against molten slag. Since it is easy to manufacture and maintains sufficient hot mechanical strength, it is a novel and excellent molten slag-resistant concrete material at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明耐溶融スラグ用コンクリート
材を用いたスラグ受パンの一例を一部切欠断面と
して表した斜視図、第2図は本発明実施例の耐溶
融スラグ用コンクリート材の部分断面図を示す。 1……枠体、2……珪酸カルシウム系耐熱セメ
ント硬化物層、3……処理層、4……リン酸カル
シウムスラリー硬化物層。
Fig. 1 is a partially cutaway perspective view of an example of a slag receiving pan using the molten slag-resistant concrete material of the present invention, and Fig. 2 is a partial cross-section of the molten slag-resistant concrete material of the present invention. Show the diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Frame body, 2... Calcium silicate-based heat-resistant cement cured material layer, 3... Treatment layer, 4... Calcium phosphate slurry cured material layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 耐溶融スラグ用コンクリート材において、珪
酸カルシウム系耐熱セメント硬化物層の表面にリ
ン酸カルシウムを主成分とする酸性水溶液との混
合物スラリーを打設して積層一体化せしめて構成
したことを特徴とする耐溶融スラグ用コンクリー
ト材。 2 珪酸カルシウム系耐熱セメント硬化物層の表
面がリン酸水溶液で処理されたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐溶融ス
ラグ用コンクリート材。 3 珪酸カルシウム系耐熱セメントが、ポルトラ
ンドセメントに超微粒のSiO2が添加配合された
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の耐溶融スラグ用コンクリート
材。
[Scope of Claims] 1. A concrete material for molten slag, which is constructed by pouring a slurry of a mixture of calcium phosphate as a main component and an acidic aqueous solution on the surface of a hardened calcium silicate heat-resistant cement layer and integrating the layers. A concrete material for use in molten slag that is resistant to molten slag. 2. The molten slag-resistant concrete material according to claim 1, wherein the surface of the calcium silicate-based heat-resistant cement hardened material layer is treated with an aqueous phosphoric acid solution. 3. Claim 1, characterized in that the calcium silicate-based heat-resistant cement is a mixture of Portland cement and ultrafine SiO 2 particles.
The molten slag-resistant concrete material according to item 1 or 2.
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