JPH1025136A

JPH1025136A - アルミナセメント、アルミナセメント組成物、及びそれを用いた不定形耐火物

Info

Publication number: JPH1025136A
Application number: JP8183798A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Nozawa; 和己野澤; Yuji Koga; 祐司古賀; Kenji Sekiguchi; 憲司関口
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来品に無い高強度、高流動性、高耐食性、
及び耐摩耗性のアルミナセメント、アルミナセメント組
成物、及び不定形耐火物を提供すること。【解決手段】ＣＡ、ＣＡ₂、及びＣ₁₂Ａ₇を含有し、
Ｃ₁₂Ａ₇が５〜15重量％であり、CaO が20〜40重量％で
ある水硬性物質を含有するアルミナセメント（ＡＣ）、
該水硬性物質とα-Al₂O₃とを含有し、α-Al₂O₃がＡＣ10
0 重量部中５〜80重量部であるＡＣ、該ＡＣと、カルボ
ン酸類、炭酸塩、ポリアクリル酸類、ポリメタクリル酸
類、アクリル酸類−メタクリル酸類共重合体、及びホウ
酸類等の添加剤とを含有するＡＣ組成物、該ＡＣ又は該
ＡＣ組成物と耐火骨材とを含有する不定形耐火物を構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナセメン
ト、アルミナセメント組成物、及び不定形耐火物、特
に、従来品に無い高強度、高流動性、高耐食性、及び耐
摩耗性を有する、アルミナセメント、アルミナセメント
組成物、及び不定形耐火物に関する。本発明のアルミナ
セメント、アルミナセメント組成物、及び不定形耐火物
は、アルミナセメントが使用されている耐火物分野、化
学プラントのライニング、及び耐食材料等への利用が可
能である。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、特定割合のCaO ・Al₂O
₃、12CaO ・7Al₂O₃、及び非晶質からなり、α−アルミ
ナ、ヒドロオキシカルボン酸、及び無機炭酸塩を含有し
てなるアルミナセメント組成物、水溶性のポリアクリル
酸類及び／又はメタクリル酸−アクリル酸共重合体と、
アルカリ金属炭酸塩とを含有してなるアルミナセメン
ト、特定のCaO ／Al₂O₃比を持つ無定形カルシウムアル
ミネート（非晶質カルシウムアルミネート）を含有する
アルミナセメント、CaO ・Al₂O₃、CaO ・2Al₂O₃、3CaO
・Al₂O ₃ 、12CaO ・7Al₂O₃、及び11CaO ・7Al₂O₃・CaF₂
等の一種又は二種以上の鉱物組成に対応する非晶質カル
シウムアルミネートを主成分とするアルミナセメント、
少なくとも80重量％以上のカルシウムアルミネート組成
をもつクリンカーと特定の比表面積をもつアルミナとを
含有してなるアルミナセメント、アルミナセメントクリ
ンカーにアルミナ質微粉を含有してなるアルミナセメン
ト、並びに、CaO・2Al₂O₃を主体にし、12CaO ・7Al
₂O₃、微粉アルミナ、及びスルホン酸系アニオン界面活
性剤を配合してなるアルミナセメント等が提案されてい
る（特開昭49−32921号公報、特開昭50−102617号公
報、及び特開昭55−121933号公報等、特開昭55− 75947
号公報や特開昭55-75948号公報など、特開昭61−132556
号公報、特開昭61− 77659号公報、及び特開平 2−1756
38号公報等、特開昭52−111920号公報や特公昭47− 406
94号公報など、並びに、特開昭55−121934号公報や特開
昭55−144456号公報など）。また、アルミナセメントの
鉱物組成と添加剤の種類についての基本特性も提案され
ている（HIGH ALUMINA CEMENT AND CONCRETES ;T.D.ROB
SON 1962）。

【０００３】これらの特許や文献に記載されているアル
ミナセメントは、高強度発現性、高耐火性、及び高流動
性等の特性改善を目的としたものであるが、いずれも一
長一短があり、従来の市販品の範疇を逸脱する物ではな
かった。特に、アルミナセメント中のAl₂O₃含有量を高
め、耐食性と耐火性とを向上させようとすると養生強度
や乾燥強度が著しく低下するという課題があり、アルミ
ナセメント中のCaO とAl₂O₃の含有割合は必然的に制限
されるものであった。また、多くのアルミナセメントの
鉱物組成は、カルシウムアルミネートの種類とその配合
割合の多少にかかわらず、流動性を確保するため、ま
た、強度発現性付与の面や適度の硬化性確保の面で、Ca
O ・Al₂O₃を主体とするものに限定されていた。

【０００４】一方、カルシウムアルミネートの硬化速度
の調整に、12CaO ・7Al₂O₃のような早硬性のカルシウム
アルミネートを配合することが提案されている（特開昭
54−139637号公報）。しかしながら、CaO ・2Al₂O₃や3C
aO・5Al₂O₃は硬化遅延性や強度発現性が低下する傾向を
示し、12CaO ・7Al₂O₃、5CaO・3Al₂O₃、及び3CaO・Al₂O
₃は、急硬性を示す特徴があり、添加剤等で硬化調整を
行っても、CaO ・Al₂O₃ を主体とするアルミナセメント
には、強度発現性の面で劣るという課題があった。

【０００５】このように、アルミナセメントに関する技
術を記載する特許等は多数存在するものの、実際に工業
化されているアルミナセメントは、その鉱物組成がCaO
・Al ₂O₃を主体とするものに限定され、さらに、硬化調
整の目的で、また、高耐火性や強度発現性付与の目的
で、12CaO ・7Al₂O₃、α−アルミナ、及び各種添加剤を
含有したものである。

【０００６】また、これらはそれぞれに、流動性、強度
発現性、硬化性、及び耐火性等に特色があるが、現在、
耐火物分野、特に、製銑設備や製鋼設備で要求される不
定形耐火物の要求レベルには、流動性、強度発現性、耐
火性、及び耐食性等の特性が不十分であった。特に、ス
ラグラインや取り鍋の敷き部、鋼浴部、及び高炉内の補
修等のように、高強度発現性、耐食性、耐摩耗性、及び
耐スポーリング性等を要求される箇所に施工する不定形
耐火物には、従来のアルミナセメントでは流動性と強度
発現性が不足し、一定量以上のアルミナセメントが必要
で、このアルミナセメントの使用量に由来する不定形耐
火物中のCaO 量は減少できるものではなかった。耐久性
向上には、不定形耐火物中のCaO 量の減少化が不可欠で
あり、このためには、従来のアルミナセメントや公知技
術では、多少の優劣はあるものの、大幅な性能向上は期
待できなかった。

【０００７】本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検
討を重ねた結果、特定の鉱物組成と化学成分からなる水
硬性物質を配合したアルミナセメントが、高強度発現性
と流動性に優れ、適度の可使時間や硬化性が得られるこ
とを知見して本発明を完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、CaO ・
Al₂O₃、CaO ・2Al₂O₃、及び12CaO ・7Al₂O₃の鉱物組成
を含有してなり、鉱物組成中の12CaO ・7Al₂O₃が５〜15
重量％であり、化学成分のCaO とAl₂O₃の合計中のCaO
が20〜40重量％である水硬性物質を含有してなるアルミ
ナセメントであり、該水硬性物質とα−アルミナとを含
有してなり、α−アルミナが、水硬性物質とα−アルミ
ナとの合計100 重量部中、５〜80重量部であるアルミナ
セメントであり、該アルミナセメントと、カルボン酸
類、炭酸塩、ポリアクリル酸類、ポリメタクリル酸類、
アクリル酸類−メタクリル酸類共重合体、及びホウ酸類
からなる群より選ばれた一種又は二種以上の添加剤とを
含有してなるアルミナセメント組成物であり、該アルミ
ナセメント又はアルミナセメント組成物と耐火骨材とを
含有してなる不定形耐火物である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明で使用する水硬性物質は、CaO ・Al
₂O₃(CA) 、CaO ・2Al₂O₃(CA₂) 、及び12CaO ・7Al₂O₃(C
₁₂A₇) の鉱物組成を含有してなり、鉱物組成中のC₁₂A₇
が５〜15重量％であり、化学成分のCaO とAl₂O₃の合計
中のCaO が20〜40重量％である。特に、鉱物組成中のC
₁₂A₇は５重量％以上、14重量％未満が好ましく、５〜1
0重量％がさらに好ましく、この特定の鉱物組成と化学
成分とを両立させることが重要である。水硬性物質は、
前記の鉱物組成と化学成分の範囲を外れると必要な高強
度発現性が得られにくい。

【００１１】水硬性物質は、石灰石や生石灰などのCaO
原料と、赤ボーキサイト等の天然原料をバイヤープロセ
ス等の精製法により精製して得られた高純度アルミナや
ボーキサイト等のAl₂O₃原料とを、所定の成分割合にな
るように配合し、電気炉、反射炉、縦型炉、平炉、シャ
フトキルン、及びロータリーキルン等の設備で、溶融及
び／又は焼成して得られるクリンカーを粉砕したもので
ある。特に、本発明においては、溶融法によって製造し
た水硬性物質に比べて、焼成法により製造した水硬性物
質が、そのカルシウムアルミネートの鉱物組成の生成割
合が、本発明の範囲内で製造しやすい面から好ましい。
即ち、熱力学的に、CA、CA₂、及びC₁₂A₇の三つの鉱物
組成が一度の溶融で存在することは不可能であり、その
ため、本発明の鉱物組成を得るには、CA−CA₂とCA−C₁₂
A₇の二成分系の鉱物組成を、又は、CA、CA₂、及びC₁₂
A₇の単一の鉱物組成を所定の割合に配合する必要があ
り、水硬性物質の鉱物組成は、溶融法では得られ難い。
これに対し、焼成法では、カルシウムアルミネートの生
成がCaO 中へのAl₂O₃の拡散反応を主体とするため、熱
力学的に隣接する複数の鉱物組成が得られ、目的とする
化学成分割合のものが製造しやすいことが、焼成法のメ
リットである。具体的には、本発明の所定のCA−CA₂−
C₁₂A₇系の鉱物組成が、一度の焼成によって得られる。
焼成法で水硬性物質を製造する場合、水硬性物質は、Ca
O 原料とAl₂O₃原料とを所定の割合で混合し、若しく
は、混合粉砕し、又は、一部混合後、さらに、混合粉砕
し、例えば、ロータリーキルンを用いて1,000 〜1,600
℃の温度で焼成して得たクリンカーを粉砕して得られ
る。そして、原料の粒度調整、焼成温度、焼成時間、及
び冷却速度が、所定の鉱物組成を得るための管理ポイン
トである。未反応原料が水硬性物質中に存在すると、流
動性が悪化したり、強度発現性が低下したり、高温下で
の体積安定性が不良となったりする傾向がある。

【００１２】本発明においては、鉱物組成の種類の他
に、これら鉱物組成、CA、CA₂、及びC₁₂A₇を特定の割
合で含有することが重要である。これら鉱物組成の含有
割合（鉱物組成比）は、Ｘ線回折によって分析可能であ
って、それぞれの鉱物組成比は、例えば、CAが30〜80重
量％、CA₂が５〜45重量％、及びC₁₂A₇が５〜15重量％
になるように水硬性物質を製造したものが好ましい。さ
らに、強度発現性、流動性、及び硬化性のバランスの面
からC₁₂A₇の含有量は、５重量％以上、14重量％未満が
より好ましく、５〜10重量％が最も好ましい。５重量％
未満では硬化遅延性と強度発現性が低下する傾向があ
り、15重量％を越えると流動性がとれず可使時間が短く
なる傾向がある。また、水硬性物質としては、所定の、
CA、CA₂、及びC₁₂A₇の鉱物組成の他に、さらに、原料
から混入する不純物により生成する、2CaO・Al₂O₃・Si
O₂、CaO・TiO₂、及び4CaO・Al₂O₃・Fe₂O₃等と示され
る鉱物組成を含有するものも使用可能である。

【００１３】さらに、水硬性物質の化学成分のCaO とAl
₂O₃の合計中、CaO が20〜40重量％であることが重要で
あり、CaO が24〜32重量％であることがより好ましい。
CaOが40重量％を越えるとC₁₂A₇、3CaO・Al₂O₃(C₃A)、
及び5CaO・3Al₂O₃(C₅A₃)等の急硬性の鉱物組成が生成し
やすくなり、流動性がとれず、可使時間が短くなるので
好ましくない。また、CaO が20重量％未満ではCA₂、C₃
A₅、及び未反応のα−アルミナ等の硬化遅延性や非水硬
性の鉱物組成が生成しやすくなり、硬化遅延性と強度発
現性が低下する傾向があり好ましくない。また、水硬性
物質の特性を損なわない範囲で、未反応のCaO や未反応
のAl₂O₃を少量含有することも可能である。未反応のCaO
は２重量％以下が、また、未反応のAl₂O₃は20重量％
以下程度が好ましい。

【００１４】水硬性物質のガラス化率は特に限定される
ものではないが、一般にガラス化率が高いと水硬性が強
くなり高強度の硬化体が得られる。ガラス化率は、溶融
及び／又は焼成した高温のクリンカーを冷却する程度に
より調整可能であり、急冷するとガラス化率が高くな
る。このガラス化率は、粉末Ｘ線回折による鉱物組成の
分析で測定可能で、その程度は、回折線の強度が弱いも
の程ガラス化率が大きいことを示す。

【００１５】クリンカーの粉砕には、通常、粉塊物の微
粉砕用に使用される、例えば、ローラーミル、ジェット
ミル、チューブミル、ボールミル、及び振動ミル等の粉
砕機の使用が可能である。これら粉砕機によってクリン
カーを、ブレーン比表面積が、好ましくは3,000cm²/g以
上、より好ましくは4,000cm²/g以上になるまで粉砕す
る。水硬性物質のブレーン比表面積は、水硬性物質の重
要特性である流動性、硬化性、及び強度発現性に関連
し、要求特性を得るためには重要な管理ポイントであっ
て、4,500 〜6,000cm²/gが最も好ましい。

【００１６】本発明で使用するα−アルミナとは、水硬
性物質と配合してアルミナセメントとするもので、高耐
火性、高温強度発現性、及び体積安定性を付与するもの
であり、バイヤープロセス等によって高純度化処理され
た水酸化アルミニウムをロータリーキルンで焼成して得
られる精製アルミナであって、一般には、高純度アルミ
ナ、バイヤーアルミナ、易焼結アルミナ、及び軽焼アル
ミナ等と呼ばれるものである。α−アルミナの純度は、
通常のバイヤープロセスによって製造されたアルミナで
あれば、Al₂O₃90重量％以上程度の純度は確保可能であ
り、98重量％以上がより好ましい。Al₂O₃の純度は高け
れば高いほど好ましいが、90重量％以上あれば十分であ
る。配合するα−アルミナの種類によって、アルミナセ
メント又はアルミナセメント組成物の特性が大きく変化
するため、α−アルミナの選択は重要である。α−アル
ミナの粒度は、粉砕前の一次粒子径が平均粒子径(Dp50)
で、20〜100μ程度のものであって、30〜60μが好まし
く、40〜50μがより好ましい。20μ未満では流動性が低
下しやすく、100 μを越えると不定形耐火物に使用した
際の焼結強度が低下しやすくなる傾向がある。また、α
−アルミナの焼成度は、ＢＥＴ法による比表面積で0.5
〜100m²/g が好ましく、２〜10m²/gがより好ましく、６
〜８m²/gが最も好ましい。通常、この一次粒子径は、バ
イヤープロセスにおける水酸化アルミニウムの析出速度
に関連し、析出速度を遅くすると粒子径の大きいものが
得られ、逆に早くすると粒子径の小さい物が得られる。
焼成度は、比表面積が大きいほど軽焼タイプのアルミナ
であることを示し、高温下で使用した際、焼結性に優れ
るが収縮が大きくなる欠点も有する。α−アルミナの比
表面積が大きいとアルミナセメントにした際の流動性が
低下し、逆に小さいと流動性が向上する傾向を示す。ま
た、比表面積が大きいと不定形耐火物に配合した際、高
温での焼結性は向上するものの、過焼結により、耐スポ
ーリング性が低下し、収縮も大きくなる傾向を示す。比
表面積が小さいα−アルミナを配合したものは、収縮が
小さくなり、焼結強度が低下する傾向がある。本発明に
おいてα−アルミナの選択は、アルミナセメント又はア
ルミナセメント組成物の特性を大きく左右するため慎重
に行うべきであり、不定形耐火物に配合した際の要求品
質に応じて、適宜決定されるものであるが、流動性、硬
化性、強度発現性、耐スポーリング性、及び収縮率を小
さくする面から、前記のα−アルミナが好ましい。α−
アルミナは、Al₂O₃純度の他に不純物としてのNa₂Oの量
が問題であって、Na₂Oが多いとアルミナセメントにした
際、流動性や耐火性の低下、高温での収縮発生等の課題
があるため、Na₂O量は少ない方が好ましく、0.5 重量％
以下が好ましく、0.3 重量％以下の低ソーダタイプのも
のがより好ましい。

【００１７】本発明において、水硬性物質とα−アルミ
ナとを含有するアルミナセメントを製造する際の混合・
粉砕方法は特に限定されるものではないが、α−アルミ
ナを単独でアルミナセメント相当の粒度まで、好ましく
はDp50が２〜10μ程度まで粉砕後水硬性物質と混合する
か、クリンカーと混合粉砕する方法が可能である。本発
明では、クリンカーと混合粉砕した方がアルミナセメン
ト又はアルミナセメント組成物中に均一に混合されるた
め、不定形耐火物に使用した際、硬化体組織が均一にな
り、耐食性が向上するなどの効果が得られ好ましい。ク
リンカー又は水硬性物質と、α−アルミナとの合計100
重量部中のα−アルミナの使用量は、２〜80重量部が好
ましく、クリンカー又は水硬性物質60〜95重量部に対し
て、α−アルミナ５〜40重量部がより好ましい。α−ア
ルミナの使用量が増加すると、耐火性や高温での焼結強
度は増加するが、養生強度や乾燥後の強度が低下し、流
動性も低下する傾向がある。特に好ましくは、使用する
クリンカー又は水硬性物質の成分組成との兼ね合いがあ
るが、α−アルミナを使用した段階での成分比が、CaO
１〜30重量％、Al₂O₃70〜99重量％の割合になるように
配合することが重要である。特に、本発明においては、
CaO ２〜20重量％、Al₂O ₃80〜98重量％になるように配
合することが好ましく、CaO ３〜20重量％、Al₂O ₃80〜
97重量％がより好ましい。CaO が多いと不定形耐火物に
使用した際の耐食性が低下し、Al₂O₃が多いと流動性と
強度発現性が低下する傾向がある。なお、アルミナセメ
ント又はアルミナセメント組成物を使用する不定形耐火
物の要求特性によっては、この成分範囲に捕らわれる必
要がなく、流動的に配合割合を変えることも可能であ
る。

【００１８】本発明で使用するカルボン酸類とはカルボ
ン酸又はそのアルカリ塩である。ここで、カルボン酸と
は、オキシカルボン酸であって、具体的には、クエン
酸、酒石酸、コハク酸、乳酸、及びグルコン酸等が挙げ
られる。また、カルボン酸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、中で
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
しく、クエン酸カリウムの使用が最も好ましい。カルボ
ン酸類の粒度は、アルミナセメントと混和した際、水に
溶解しやすいように、細かければ細かい程好ましく、10
0 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。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
使用が可能であって、純度が80重量％程度以上が好まし
い。中でも、不純物として硫酸塩が0.05重量％以下のク
エン酸又はその塩や、20℃における１重量％水溶液のｐ
Ｈが７〜10のクエン酸又はその塩を使用することが、可
使時間に優れるためより好ましい。

【００１９】本発明で使用する炭酸塩としては、無機炭
酸塩のいずれも使用可能であるが、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
ナトリウムが使用可能である。炭酸塩の粒度は、アルミ
ナセメントと混和した際、水に溶解しやすいように、細
かい程好ましく、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。炭酸塩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重量％程度以上のものの使用が好ましい。

【００２０】本発明で使用するポリアクリル酸類とは、
ポリアクリル酸やそ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、ポリアクリル酸
ナトリウム、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って、共重合体としては、架橋分
岐型が好ましい。ポリアクリル酸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
使用可能であるが、入手しやすさからナトリウム塩が好
ましい。特に、本発明で添加剤として配合する際は、ポ
リアクリル酸ナトリウムの使用が好ましく、中でも低重
合度の水に可溶な重合体で、固形分が95重量％以上、40
重量％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、カルシウムアルミネートの流動性を向上する面から
好ましい。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、重合度を現しており、重合度が高い
程、粘度も大きくなる傾向にあり、本発明では、100 〜
2,000cpsの粘度が好ましい。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、アルミナセメントと配合した際、
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重量％スラリーのｐ
Ｈが中性からアルカリ性が好ましく、特に、ｐＨが7.5
〜11がより好ましい。また、ポリアクリル酸類は、あら
かじめアルミナセメントにプレミックスすることがで
き、施工時に別途に投入したり、混合したりする手間が
削減できる面から、粉末タイプが好ましい。ポリアクリ
ル酸類の粉末化は、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ことで可能である。

【００２１】本発明で使用するポリメタクリル酸類と
は、メタクリル酸メチル等の非官能性モノマー、メタク
リル酸ジエチルアミノエチル等の一官能性モノマー、及
びジメタクリル酸エチレン等の多官能性モノマーに分類
されるメタクリルモノマー、ポリメタクリル酸又はその
アルカリ塩、並びに、共重合体を含むメタクリル酸エス
テル系合成樹脂であり、水に溶解したときのイオン性が
アニオン性が好ましく、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が好ま
しい。ポリメタクリル酸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
が、アルミナセメントと併用する効果の面からナトリウ
ム塩が好ましい。ポリメタクリル酸類の重合度が大き過
ぎるとアルミナセメントと混練りする時にフロー値が小
さくなり、流動性が低下するため好ましくない。50〜10
0,000 程度の重合度が好ましい。また、ポリメタクリル
酸類は、あらかじめアルミナセメントにプレミックスす
ることができ、施工時に別途に投入したり、混合したり
する手間が削減できる面から粉末タイプが好ましい。ポ
リメタクリル酸類の粉末化は、ポリメタクリル酸類を製
造する際、液状品をスプレードライヤー等の乾燥機で乾
燥処理することで可能である。

【００２２】本発明で使用するアクリル酸類−メタクリ
ル酸類共重合体としては、分子量が5,000 〜20,000の共
重合体であって、ナトリウム塩やカリウム塩などの使用
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。特に、本発明では、アクリル酸−メタクリ
ル酸共重合体のナトリウム塩の使用が好ましく、中で
も、水に可溶な重合体で、固形分95重量％以上、25℃に
おける40重量％濃度のスラリー粘度が10,000cps 以下の
可溶性重合度タイプのものの使用が、アルミナセメント
の流動性を向上する面から好ましい。水溶性スラリーの
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、重合度が高いものほど粘度も大きくなる
傾向にあり、本発明では、25℃における40重量％濃度の
スラリー粘度が100 〜2,000cpsのものを使用することが
好ましく、300 〜1,000cpsのものを使用することがより
好ましい。アクリル酸類とメタクリル酸類の共重合の割
合は、アクリル酸類／メタクリル酸類が重量比で９／１
〜４／６の割合が好ましく、８／２〜５／５の割合の共
重合体が分散作用に優れより好ましい。特に好ましい共
重合体の組み合わせは、アクリル酸ナトリウム／メタク
リル酸ナトリウムの重量比が８／２〜５／５である。ア
クリル酸類の割合が多過ぎるとアクリル酸類の特徴が強
くなり、流動性が低下したり凝集時間が早くなる傾向を
示し、アクリル酸類の割合が少な過ぎるとメタクリル酸
類の特徴を強く示し、混練り時の粘性が高くなり、また
硬化遅延を生じやすくなるばかりでなく、共重合が不可
能となる傾向があり好ましくない。本発明において、ア
クリル酸類−メタクリル酸類共重合体の水溶性スラリー
のイオン性やｐＨは特に限定されるものではないが、ア
ルミナセメントと配合した際、より大きな流動性を得る
ために、アクリル酸類−メタクリル酸類共重合体がアニ
オン性で、かつ、25℃における１重量％濃度の水溶性ス
ラリーのｐＨが中性からアルカリ性であることが重要
で、ｐＨが7.5 〜11が好ましい。また、アクリル酸類−
メタクリル酸類共重合体は、あらかじめアルミナセメン
トにプレミックスすることができ、施工時に別途に投入
したり、混合したりする手間が削減できる面から、粉末
タイプが好ましい。アクリル酸類−メタクリル酸類共重
合体の粉末化は、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。

【００２３】本発明で使用するホウ酸類とは、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物で、
化学式H₃BO₄で表され、ピロホウ酸、テトラホウ酸、及
びメタホウ酸を含有するものである。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、ホウ酸を分離抽出後、精
製して得られる。ホウ酸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って、そ
のうち、ナトリウム塩又は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。ホウ酸類の粒度は、アルミナセメントに混和し
た際、水に溶解しやすいように小さい程好ましい。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ものの使用が可能であっ
て、ホウ酸類中のBO₄分が80重量％以上のものの使用が
好ましい。

【００２４】本発明は、アルミナセメントに、カルボン
酸類、炭酸塩、ポリアクリル酸類、ポリメタクリル酸
類、アクリル酸類−メタクリル酸類共重合体、及びホウ
酸類からなる群より選ばれた一種又は二種以上の添加剤
を併用するものである。添加剤の種類の組み合わせは、
アルミナセメントによって、適宜選択できるもので特に
限定されるものではないが、カルボン酸類−炭酸塩−ポ
リアクリル酸類、カルボン酸類−炭酸塩−ホウ酸類、及
びカルボン酸類−炭酸塩−ポリアクリル酸類−ホウ酸類
の組み合わせが、流動性、硬化性、及び強度発現性のバ
ランスが確保できる面から好ましい。特に、カルボン酸
類としてクエン酸ナトリウム、炭酸塩として炭酸ナトリ
ウム、ポリアクリル酸類としてポリアクリル酸ナトリウ
ム、ホウ酸類としてホウ砂を配合したものが、アルミナ
セメント組成物として流動性に優れるため、より好まし
い。これら添加剤は、アルミナセメント100 重量部に対
して、添加剤の合計量が5.0 重量部以下になるように配
合するのが好ましく、0.1 〜2.0 重量部が硬化遅延が少
なく、高流動性が確保できる面からより好ましい。ま
た、添加剤の配合割合は、カルボン酸類−炭酸塩−ポリ
アクリル酸類を使用する場合は、ポリアクリル酸類100
重量部に対して、カルボン酸類20〜40重量部、炭酸塩60
〜100 重量部が、また、カルボン酸類−炭酸塩−ホウ酸
類を使用する場合は、カルボン酸類100 重量部に対し
て、炭酸塩20〜50重量部、ホウ酸類５〜25重量部が、さ
らに、カルボン酸類−炭酸塩−ポリアクリル酸類−ホウ
酸類を使用する場合は、ポリアクリル酸類100 重量部に
対して、カルボン酸類10〜30重量部、炭酸塩50〜80重量
部、ホウ酸類25〜45重量部が好ましい。

【００２５】本発明において、添加剤の配合方法は特に
限定されるものではなく、各添加剤を所定の割合になる
ように配合し、あらかじめ粉砕したクリンカーと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、所定の割合でクリンカーに配合
後、振動ミル、チューブミル、ボールミル、及びローラ
ーミル等の粉砕機で混合粉砕することが可能である。さ
らに、本発明では、個々の添加剤を、又は、添加剤の混
合物を、100 〜300℃の温度で30分以上、好ましくは60
分以上、乾燥又は軽焼の熱処理をすると、アルミナセメ
ントに配合した際の流動性が向上するため好ましく、特
に、150 〜200 ℃で熱処理したものの効果が著しい。本
発明の添加剤は、ＧＣ−ＭＳ、Ｃ¹³−ＮＭＲ、ＨＰＬ
Ｃ、イオンクロマト、及びＦＴ−ＩＲ等の機器分析や放
射化分析等で分析することが可能である。

【００２６】本発明で使用する耐火骨材とは、通常、不
定形耐火物に使用されている耐火骨材が使用可能であっ
て、具体的には、溶融マグネシア、焼結マグネシア、天
然マグネシア、及び軽焼マグネシア等のマグネシア、溶
融マグネシアスピネルや焼結マグネシアスピネルなどの
マグネシアスピネル、溶融アルミナ、焼結アルミナ、軽
焼アルミナ、及び易焼結アルミナ等のアルミナ、シリカ
ヒューム、コロイダルシリカ、軽焼アルミナ、及び易焼
結アルミナ等の超微粉、その他、溶融シリカ、焼成ムラ
イト、酸化クロム、ボーキサイト、アンダルサイト、シ
リマナイト、シャモット、ケイ石、ロー石、粘土、ジル
コン、ジルコニア、ドロマイト、パーライト、バーミキ
ュライト、煉瓦屑、陶器屑、窒化珪素、窒化ホウ素、炭
化珪素、及び窒化珪素鉄等の使用が可能である。特に、
本発明の不定形耐火物においては、耐食性、耐用性、及
び耐火性の面から、マグネシア、マグネシアスピネル、
アルミナ、及び超微粉の中から選ばれた一種又は二種以
上の耐火骨材を使用することが好ましい。また、スラグ
の不定形耐火物中への浸透抑制面から、マグネシアとア
ルミナの組み合わせや、マグネシアスピネルとアルミナ
の組み合わせが好ましい。

【００２７】ここで、マグネシアとは、海水法により海
水から抽出されたMg(OH)₂、炭酸マグネシア、天然MgO
であるマグネサイト、又は、天然炭酸マグネシアをロー
タリーキルン等で焼成して得られる焼結マグネシアクリ
ンカー、若しくは、その焼結マグネシアクリンカーを電
気炉等で溶融して得られる電融マグネシアクリンカーを
所定のサイズに粉砕し、篩い分けしたものであって、Mg
O の純度が80重量％以上のものが不定形耐火物に使用し
た際、耐食性に優れる面で好ましく、SiO₂やTiO₂などの
不純物が少ないものが好ましく、MgO の純度が95重量％
以上であり、CaO の含有率が２重量％以下、SiO₂の含有
率が0.5 重量％以下、B₂O₃の含有率が0.5 重量％以下の
マグネシアが、耐食性に優れる面からより好ましい。こ
の他、スピネルコーティングしたマグネシア、粒界にチ
タン酸マグネシウムを含有させたマグネシア、マグネシ
ア粒子表面にカルシウムアルミネートを生成させたマグ
ネシア、及び塩基性煉瓦に使用される特殊なマグネシア
クリンカーや耐熱スポーリング性を向上させたマグネシ
ア・ジルコニアクリンカー等の特殊なマグネシアも使用
可能である。

【００２８】また、本発明で使用するマグネシアスピネ
ルとは、水酸化マグネシウムや仮焼マグネシアなどのMg
O 原料と、水酸化アルミニウムや仮焼アルミナなどのAl
₂O₃原料を、所定の割合になるように調合し、ロータリ
ーキルン等の焼成装置を用いて、約1,800 〜1,900 ℃の
温度で反応・焼結させてスピネルクリンカーとしたも
の、電気炉などの溶融装置で溶融した溶融マグネシアス
ピネルを所定のサイズに粉砕し篩い分けしたもの、さら
には、これら焼成したものと溶融したものを混合したも
の等である。マグネシアスピネルにおけるMgO ／Al₂O₃
の重量比は、１／１〜0.1 ／１が好ましく、0.4 ／１〜
0.2 ／１が不定形耐火物に配合した際、耐久性に優れる
面からより好ましい。

【００２９】本発明で使用するアルミナとは、水酸化ア
ルミニウムや仮焼アルミナなどのAl ₂O₃原料を、ロータ
リーキルン等の焼成装置や電気炉等の溶融装置で焼結及
び／又は溶融し、所定のサイズに粉砕し、篩い分けした
ものであって、鉱物組成としては、α−アルミナやβ−
アルミナなどと示される酸化アルミニウムであり、焼結
アルミナ、仮焼アルミナ、及び易焼結アルミナ等と呼ば
れるものであって、通常、Al₂O₃を90重量％以上含有す
るα−アルミナの使用が最も好ましい。また、アルミナ
とジルコニアを溶融することで得られる、耐熱スポーリ
ング性を向上させたアルミナ・ジルコニアクリンカー等
の使用も可能である。

【００３０】耐火骨材は、通常、５〜３mm、３〜１mm、
１〜０mm、200 メッシュ下、及び325 メッシュ下等の粒
度のものを要求物性に応じて配合する。

【００３１】本発明において、耐火骨材として、さら
に、粒径が微小の粉体である超微粉を使用することが可
能である。本発明で使用する超微粉とは、粒径10μ以下
の粒子が80重量％以上占める耐火性微粉末であって、平
均粒子径が１μ以下で、ＢＥＴ法による比表面積が10m²
/g以上のものが、不定形耐火物に配合した際、流動性が
確保でき、高強度を有するため好ましい。具体的には、
シリカヒューム、コロイダルシリカや、易焼結アルミ
ナ、非晶質シリカ、ジルコン、炭化珪素、窒化珪素、酸
化クロム、及び酸化チタン等の無機微粉が使用可能であ
り、このうち、シリカヒューム、コロイダルシリカ、及
び易焼結アルミナ微粉が好ましい。

【００３２】本発明の不定形耐火物の配合割合は、施工
場所によって適宜決定すべきものであり、特に限定され
るものではないが、アルミナセメント又はアルミナセメ
ント組成物と耐火骨材の合計100 重量部中、耐火骨材9
9.5〜50重量部が好ましく、耐食性と強度発現性の面か
ら、耐火骨材98〜85重量部がより好ましい。耐火骨材の
粒度調整は、不定形耐火物の要求物性によって、適宜決
定されるもので、特に限定されるものではないが、例え
ば、アルミナセメント又はアルミナセメント組成物を２
〜15重量部含有する不定形耐火物100 重量部中、粒径１
mm以下の焼結マグネシアが５〜20重量部、残部が粒径１
〜10mmの電融アルミナ及び／又は焼結アルミナからなる
もの、又は、粒径１mm以下のマグネシアスピネルが５〜
20重量部、残部が粒径１〜10mmの電融アルミナ及び／又
は焼結アルミナからなるものが、流動性がよく、強度が
高く、スラグ侵食が少ない面から好ましい。

【００３３】本発明において、アルミナセメントと耐火
骨材とを配合してなる不定形耐火物に、さらに、添加剤
を併用することは、不定形耐火物の構成材料である１mm
以下の微粉をマトリックス中へ分散させる面から、ま
た、超微粉の分散作用や解こう作用を有する面からも好
ましい。また、アルミナセメント、添加剤、及び耐火骨
材を配合してなる不定形耐火物に、流動性の調節の面か
ら、さらに、添加剤としてリン酸類を配合することも可
能である。

【００３４】リン酸類としては、ヘキサメタリン酸、ト
リポリリン酸、ウルトラリン酸、ピロリン酸、及びオル
トリン酸又はこれらの塩が挙げられ、ヘキサメタリン酸
とトリポリリン酸が分散作用に優れるため好ましく、飽
和水溶液のｐＨがアルカリ性であって、ｐＨが8.0 〜1
1.0がより好ましい。リン酸類の塩としては、ナトリウ
ム、カリウム、及びカルシウム塩のいずれかであって、
入手のしやすさからナトリウム塩が好ましい。リン酸類
の粒度は、200 メッシュ以下程度のものが、混練り時に
溶解しやすく、分散作用が優れるため好ましく、品質的
には、一般に医薬品や食品添加物などとして市販されて
いるものが使用可能である。

【００３５】本発明においては、これら添加剤は、一種
又は二種以上の配合が可能であって、特に、カルボン酸
類とホウ酸、リン酸類とホウ酸、ホウ酸とポリアクリル
酸類、及びホウ酸とアクリル酸類−メタクリル酸類の共
重合体の組み合わせが分散作用に優れる面から好まし
い。

【００３６】本発明の不定形耐火物の製造方法は特に限
定されるものではなく、通常の不定形耐火物の製造方法
に準じ、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、所定の割合で混練り施工する
際、混練り機に直接秤込むことも可能である。

【００３７】さらに、本発明の不定形耐火物に、アルカ
リ水溶液と反応し水素ガスを発生する金属アルミニウム
や金属マグネシウムなどの発泡材や、ビニロンファイバ
ー、ポリプロピレンファイバー、及び塩化ビニールファ
イバー等の有機繊維、乳酸アルミニウム等の塩基性コロ
イド、窒素ガス発生分解繊維、並びに、フミン酸類等の
爆裂防止材を必要に応じて、硬化体乾燥時の爆裂防止の
目的で配合することも可能である。また、従来からセメ
ントの流動性、可使時間、硬化時間、及び強度発現性等
の性状を改善する目的で使用されている、メラミン類、
ナフタレンスルホン酸類、ポリカルボン酸類、ホルムア
ルデヒドの縮合物等の界面活性剤（新コンクリート用混
和材料；シーエムシー社製1989年７月31日発行）、ＡＥ
減水剤（セメント・コンクリート；No.556 P36-45 ６月
号 1993 ）、及びデキストリンや澱粉等の糖類等を必要
に応じて配合することも可能である。

【００３８】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに説明す
る。

【００３９】実施例１ CaO 原料とAl₂O₃原料とを表１に示すクリンカーの鉱物
組成比になるように配合し、ボールミルで混合粉砕し、
ロータリーキルンで1,000 〜1,600 ℃の温度で焼成後、
放冷してクリンカーを製造した。製造したクリンカーの
化学成分のCaOとAl₂O₃を表１に併記する。このクリン
カーをバッチ式ボールミルで粉砕して、ブレーン値約4,
500 〜6,000cm²/gの水硬性物質を製造した。製造した水
硬性物質をアルミナセメントとし、その25重量部と、耐
火骨材ａ75重量部とを混合して不定形耐火物を調製し
た。調製した不定形耐火物100 重量部に、水11重量部を
添加し、25℃恒温室内で、モルタルミキサーで３分間混
練りして成形し、養生し、不定形耐火物の硬化体を作成
し、その物性の測定を行った。結果を表１に併記する。

【００４０】＜使用材料＞ CaO 原料：仮焼アルミナ、市販品 Al₂O₃原料：石灰石粉、市販品、100 メッシュ下耐火骨材ａ：焼結アルミナ、内外セラミック社製商品名
「アルミナイトＡ37」、2.36〜1.17mm30重量部、1.17〜
0.59mm20重量部、0.59〜0.30mm10重量部、及び0.3 mm下
15重量部混合品

【００４１】＜測定方法＞化学成分：CaO とAl₂O₃はJIS R 2522に準じ測定鉱物組成：Ｘ線回折分析装置で測定したＸ線回折図を
Zevin 法で定性分析流動性：３分間混練り後の不定形耐火物を用いて、
フローテーブルにより15回タップした後の広がり径をJI
S R 2521に準じて測定硬化時間：作成した不定形耐火物500 ｇを、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り測
定した、注水から水和発熱のピークまでにかかった時間養生強度：作成した不定形耐火物を４×４×16cmの型
枠に突き棒でスタンピングしながら打設し、表面をセメ
ントナイフで平に整えて硬化体とし、24時間養生後の圧
縮強度乾燥強度：養生後の硬化体を110 ℃で24時間乾燥し室
温に放冷後の圧縮強度焼成強度：乾燥後の硬化体をシリコニット電気炉に入
れ、５℃／分の昇温速度で1,000 ℃まで昇温後、２時間
保持し、室温に放冷後の圧縮強度収縮率：24時間養生後を基準とした焼成後の硬化体
の残存線変化率

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から明らかなように、比較例に比べ
て、本発明のアルミナセメントは、約１時間以上という
適度な可使時間が確保でき、養生強度、乾燥強度、及び
焼成強度とも高強度が得られ、収縮も許容範囲の約−0.
25以内であった。このため、本発明のアルミナセメント
を使用すると、不定形耐火物中の単位セメント量が低減
でき、耐摩耗性や耐食性などの特性が向上する。

【００４４】実施例２実施例１で製造したクリンカー〜13とα−アルミナと
を表２に示す割合で配合し、ボールミルで粉砕混合して
アルミナセメントと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。なお、アルミナセメント
中のCaO とAl₂O₃を表２に併記する。

【００４５】＜使用材料＞ α−アルミナ：日本軽金属社製商品名「Ａ１３アルミ
ナ」

【００４６】

【表２】

【００４７】表２から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメントは、従来品に比べて適度な可使時間が確保で
き、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度とも高強度が得
られ、収縮率も許容範囲であった。また、CaO 量が低い
にもかかわらず、高強度発現性を有し、本発明のアルミ
ナセメントを使用すると、不定形耐火物中の単位セメン
ト量の低減や、耐摩耗性や耐食性などの特性が向上す
る。

【００４８】実施例３クリンカーとα−アルミナとを表３に示す割合で配合
し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。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメントは、好ましい流動性と硬化時間が得られ、養
生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高いものが、また、
収縮率が小さいものが得られた。

【００５１】実施例４クリンカー60重量部とα−アルミナ40重量部とからな
るアルミナセメント20重量部と、アルミナセメント100
重量部に対して、表４に示す各種添加剤を１重量部配合
してアルミナセメント組成物とし、このアルミナセメン
ト組成物20重量部、耐火骨材ｂ80重量部、及びアルミナ
セメント組成物と耐火骨材からなる不定形耐火物100 重
量部に対して、8.3 重量部の水を添加し、20℃恒温室内
で、混練りから養生までを行い、実施例１と同様に不定
形耐火物の硬化体を作成しその特性を評価した。結果を
表４に併記する。比較のため市販のアルミナセメントを
使用して同様の試験を行った。結果を表４に併記する。

【００５２】＜使用材料＞耐火骨材ｂ：焼結アルミナ、昭和電工社製商品名「ＳＲ
Ｗ」、3.36〜1.19mm28重量部、1.19〜0.59mm17重量部、
0.59〜0.297mm 15重量部、0.297 mm下14重量部、及び32
5 メッシュ下６重量部添加剤Ａ：クエン酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１
級品添加剤Ｂ：炭酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級品添加剤Ｃ：ポリアクリル酸ナトリウム、市販品添加剤Ｄ：ポリメタクリル酸ナトリウム、市販品添加剤Ｅ：アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナト
リウム７／３共重合体添加剤Ｆ：ホウ砂、石津製薬社製試薬１級品市販品α ：アルミナセメント、電気化学工業社製商品
名「Ｓ−２」市販品β ：アルミナセメント、アルコア社製商品名
「ＣＡ２５Ｒ」市販品γ ：アルミナセメント、ラファージュ社製商品
名「セカール８０」

【００５３】

【表４】

【００５４】表４から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメント組成物は、市販品に比べて、適度な可使時間
と高流動性が得られ、著しく高い養生強度、乾燥強度、
及び焼成強度が得られた。また、収縮も小さいものであ
った。

【００５５】実施例５アルミナセメント100 重量部に対して、表５に示すよう
に添加剤を配合したこと以外は実施例４と同様に行っ
た。結果を表５に併記する。

【００５６】

【表５】

【００５７】表５から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメント組成物は、著しい硬化遅延なく、優れた流動
性が得られ、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高い
ものであり、収縮率も小さいものであった。

【００５８】実施例６アルミナセメント100 重量部に対して、表６に示すよう
に添加剤を配合したこと以外は実施例４と同様に行っ
た。結果を表６に併記する。

【００５９】＜使用材料＞添加剤Ｇ：クエン酸カリウム、石津製薬社製試薬１級品添加剤Ｈ：グルコン酸カリウム、石津製薬社製試薬１級
品添加剤Ｉ：酒石酸ナトリウム、石津製薬社製試薬１級品添加剤Ｊ：クエン酸、石津製薬社製試薬１級品添加剤Ｋ：炭酸カリウム、石津製薬社製試薬１級品添加剤Ｌ：ポリアクリル酸、市販品添加剤Ｍ：ポリメタクリル酸、市販品添加剤Ｎ：アクリル酸／メタクリル酸５／５の共重合体添加剤Ｏ：アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリ
ウム８／２の共重合体添加剤Ｐ：アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリ
ウム５／５の共重合体添加剤Ｑ：アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリ
ウム４／６の共重合体

【００６０】

【表６】

【００６１】表６から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメント組成物は、著しい硬化遅延なく、優れた流動
性が得られ、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高い
ものであり、収縮率は小さいものである。

【００６２】実施例７アルミナセメント100 重量部に対して、表７に示すよう
に添加剤を配合したこと以外は実施例４と同様に行っ
た。結果を表７に併記する。

【００６３】

【表７】

【００６４】表７から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメント組成物は、著しい硬化遅延なく、優れた流動
性が得られ、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高い
ものであり、収縮率は小さいものであった。

【００６５】実施例８アルミナセメント100 重量部に対して、表８に示すよう
に添加剤を1.5 重量部配合し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。

【００６６】

【表８】

【００６７】表８から明らかなように、本発明のアルミ
ナセメント組成物は、著しい硬化遅延なく、優れた流動
性が得られ、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高い
ものであり、収縮率は小さいものであった。

【００６８】実施例９クリンカー60重量部とα−アルミナ40重量部とを混合
してアルミナセメントとし、耐火骨材ｃ５〜３mm品40重
量部、耐火骨材ｃ３〜１mm品45重量部、耐火骨材ｄ１mm
下品８重量部、及び耐火骨材ｄ200 メッシュ下品７重量
部を混合し耐火骨材とし、このアルミナセメント、耐火
骨材、及びアルミナセメント100 重量部に対して、添加
剤Ｒを0.1 重量部を表９に示すように配合し、千代田技
研社製オムニミキサーで、20分間混合し、不定形耐火物
を製造し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。

【００６９】＜使用材料＞耐火骨材ｃ：電融アルミナ、昭和電工社製耐火骨材ｄ：焼結マグネシア、宇部化学社製添加剤Ｒ：ポリアクリル酸、市販品

【００７０】＜測定方法＞浸食テスト：JIS R 2214に準じて、塩基度CaO/SiO₂=1.5
の合成スラグによる浸食試験を行い、スラグの浸食深さ
をＥＰＭＡで測定した。

【００７１】

【表９】

【００７２】表９から明らかなように、本発明の不定形
耐火物は、アルミナセメント組成物の配合量が少なく、
また、不定形耐火物中のCaO 含有量が少ないにもかかわ
らず、優れた流動性と硬化時間を有するものであり、養
生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高く、スラグの侵食
が少ないものであった。

【００７３】実施例１０表１０に示す粒度構成をもち、粒度５〜３mm（）40重
量部、３〜１mm（）45重量部、１mm下（）10重量
部、及び200 メッシュ下（）５重量部の耐火骨材を用
い、アルミナセメント、耐火骨材、及びアルミナセメン
ト100 重量部に対する添加剤Ｒを表１０に示すように配
合したこと以外は実施例９と同様に行った。結果を表１
０に併記する。

【００７４】＜使用材料＞耐火骨材ｅ：焼結アルミナ、昭和電工社製耐火骨材ｆ：焼結マグネシアスピネル、新日本化学社製

【００７５】

【表１０】

【００７６】表１０から明らかなように、本発明の不定
形耐火物は、アルミナセメント組成物の配合量が少な
く、また、不定形耐火物中のCaO 含有量が少ないにもか
かわらず、優れた流動性と硬化時間を有するものであ
り、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高く、スラグ
の侵食が少なかった。

【００７７】実施例１１表１１に示す量の超微粉と、アルミナセメント100 重量
部に対する各種添加剤を0.1 重量部とを配合したこと以
外は実施例９と同様に行った。結果を表１１に併記す
る。

【００７８】＜使用材料＞超微粉α：シリカヒューム、エルケム社製超微粉β：微粉アルミナ、アルコア社製商品名「Ａ16Ｓ
Ｇ」添加剤Ｓ：ホウ酸／クエン酸ナトリウム重量比１／２の
混合物添加剤Ｔ：ホウ酸／トリポリリン酸ナトリウム重量比１
／２の混合物添加剤Ｕ：ホウ酸／ポリアクリル酸ナトリウム重量比１
／２の混合物添加剤Ｖ：ホウ酸／ポリメタクリル酸ナトリウム重量比
１／２の混合物添加剤Ｗ：ホウ酸／アクリル酸ナトリウム−メタクリル
酸ナトリウム重量比１／２の混合物添加剤Ｘ：アクリル酸ナトリウム／メタクリル酸ナトリ
ウム６／４の共重合体添加剤Ｙ：トリポリリン酸ナトリウム、太平化学社製添加剤Ｚ：ホウ酸

【００７９】

【表１１】

【００８０】表１１から明らかなように、本発明の不定
形耐火物は、アルミナセメント組成物の配合量が少な
く、また、不定形耐火物中のCaO 含有量が少ないにもか
かわらず、優れた流動性と硬化時間を有するものであ
り、養生強度、乾燥強度、及び焼成強度が高く、スラグ
の浸食が少なかった。

【００８１】

【発明の効果】実施例から明らかなように、本発明のア
ルミナセメント、アルミナセメント組成物、及び不定形
耐火物は、従来品に無い、適度な可使時間、高強度発現
性、高流動性、高耐食性、及び耐摩耗性を有するもので
ある。これを耐火物分野に使用した場合、不定形耐火物
として一定の強度を確保するために配合するアルミナセ
メント量を低減することが可能であり、アルミナセメン
ト量の低減効果によって、不定形耐火物中のCaO 量を低
減でき、その結果、耐食性が向上する。

【００８２】そして、本発明のアルミナセメント、アル
ミナセメント組成物、及び不定形耐火物は、これまでア
ルミナセメントが使用されてきた、高炉や電気炉などの
炉周辺はもちろんのこと、吹き付け材、圧入材、及び樋
材等の不定形耐火物や、混銑車、トピード、タンディッ
シュ、取り鍋、及びランス材等、さらには、均熱炉、加
熱炉、及びコークス炉等の製銑設備や製鋼設備、並び
に、セメントキルン関連設備等に使用でき、転炉や特殊
精錬鍋など、従来のアルミナセメントでは不定形化が困
難であった、塩基性煉瓦等の分野の不定形化が可能にな
り、従来品に無い高耐久性が期待できる。また、耐火物
分野のみならず、高強度発現性、高流動性、高耐食性、
及び耐摩耗性が要求される化学プラントのライニングや
耐食材料などにも使用が可能である。さらには、本発明
のアルミナセメント、アルミナセメント組成物、及び不
定形耐火物を使用したライニング材は、高耐火性、高強
度発現性、耐磨耗性、及び高耐食性が得られるため、石
油精製設備等の耐食材、耐摩耗材、及び耐火材等として
使用できるばかりでなく、水硬性セラミックス、触媒担
体、及び耐食建材等にも使用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 35/66 Ｃ０４Ｂ 35/66 Ｋ //(Ｃ０４Ｂ 28/06 24:04 22:10 24:26 22:08） 111:26 111:28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 CaO ・Al₂O₃、CaO ・2Al₂O₃、及び12Ca
O ・7Al₂O₃の鉱物組成を含有してなり、鉱物組成中の12
CaO ・7Al₂O₃が５〜15重量％であり、化学成分のCaO と
Al₂O₃の合計中のCaO が20〜40重量％である水硬性物質
を含有してなるアルミナセメント。
【請求項２】請求項１記載の水硬性物質と、α−アル
ミナとを含有してなり、α−アルミナが、水硬性物質と
α−アルミナとの合計100 重量部中、５〜80重量部であ
ることを特徴とするアルミナセメント。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載のアルミナセ
メントと、カルボン酸類、炭酸塩、ポリアクリル酸類、
ポリメタクリル酸類、アクリル酸類−メタクリル酸類共
重合体、及びホウ酸類からなる群より選ばれた一種又は
二種以上の添加剤とを含有してなるアルミナセメント組
成物。
【請求項４】請求項１又は２記載のアルミナセメント
と耐火骨材とを含有してなる不定形耐火物。
【請求項５】請求項３記載のアルミナセメント組成物
と耐火骨材とを含有してなる不定形耐火物。