JPS6042178B2

JPS6042178B2 - アルミナセメント

Info

Publication number: JPS6042178B2
Application number: JP5878478A
Authority: JP
Inventors: 忠輔志儀
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1985-09-20
Also published as: JPS54150432A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はアルミナセメントに関し、とくに耐火性と
アルカリに対する抵抗性の改善を図つた新規な水硬性組
成物を提案しようとするものである。

通常のアルミナセメントは、一般に１２ＣａＯ・７Ａ
１２Ｏ３（以下Ｃ、。

Ａ、と略す）、ＣａＯ−Ａ１。０３（同様にＣＡ）およ
びＣａＯ−２Ａ１。

Ｏ。（ＣＡ０）などの水硬性カルシウム・アルミネート
を主成分とし、耐火性が高くまた短期強度の発現にすぐ
れているので、炉の内張りや、各種窯業製品、あるいは
緊急工事、寒冷工事などで賞用される。なかでもＣＡ
−ＣＡ２系アルミナセメントは、ＣＡを主成分とするも
のよりも耐火性が大きい長所がある。

かようなアルミナセメントの耐火性を、さらに向上さ
せようとして、α−Ｎ。

Ｏ。（以下α−Ａと略す）の微粉末を混和する試みも見
られるが、に。Ｏ）Ｎａ。Ｏなどを含んだ、アルカリ蒸
気や溶液あるいはアルカリスラグの如きと接触するよう
な用途では、これらのアルカリにα−Ａが侵されてβ−
Ａｌ。Ｏ。（β−Ａ）に転移し、強度の低下をもたらす
ため、その使途に制限を受けることとなる。発明者は
、かような欠点の有利な解決には、上記の水硬性カルシ
ウム・アルミネートよりなるアルミナセメントに、Ｃａ
Ｏ−６Ａｌ２Ｏ３（以下ＣＡ６と略す）粉末を存在させ
ることの卓効を見出し、この発明を完成したものである
。

ところてＣＡ６に関しては、従来アルミナセメントに
配合する骨材として、該セメントに対し１■４以上の重
量比の如き高率配合の下で用い、耐火物の高温性能の改
善に資することにつき一部既知ではあるが、かような骨
材では格別問題とはならない水硬性がとくに粉末状のＣ
Ａ。

では乏しく、そのためこれをセメント成分に利用する企
ての如きは従来顧慮だにされたことはなく、ましてやア
ルカリに対する抵抗性強増への寄与は、発明者自身予想
に絶した意表外のことで、発明者らが、上記したα−Ａ
による耐火性増強がときに強度劣化を伴うことの不都合
を解決すべくα−Ａに代るべきアルミナセメントへの添
加成分につき、あまた物質についての広範な実験を重ね
た、あくなき探究の成果としてはじめて究明されたとこ
ろである。こ）にこの発明は基本的に、Ａｌ２Ｏ３／Ｃ
ａＯモル比が３未満の水硬性カルシウム●アルミネート
１０呼量部と、ＣＡ６を主成分とする難水硬性カルシウ
ム・アルミネート１０〜３５鍾量部との混合粉末よりな
るアルミナセメントであり、また上記混合粉末の全組成
中のＡｌ２Ｏ３含有量が５５〜８５重量％でかつ、Ｃａ
Ｏ弓囚。０３／ＣａＯ●Ａｌ２Ｏ３重量比が０．０５〜
３であるアルミナセメントである。

この発明において水硬性カルシウム・アルミネートは、
Ｃｌ２Ａ７、ＣＡおよびＣＡ２の一種または二種以上と
なるものであり、Ａｌ２Ｏ３／ＣａＯモル比が３未満と
限定する理由は、この値が３以上では水硬性がセメント
の主体成分として利用するのに不相当な程に低く、該セ
メントの使途で要請される強度は発現させ得ないからで
あるる。ＣＡ６を主体とする難水硬性カルシウム・アル
ミネートは、アルカリに対する抵抗性向上に関する上述
知見に従つてこの発明の必須成分であり、とくにその成
分割合には、上記のようにＡｌ２Ｏ３／ＣａＯを限定し
た水硬性カルシウム・アルミネート１叩重量部に対し１
０〜３５呼量部の範囲でこの発明の目的に適合する。

そしてその配合量の増加は、それに従つてアルカリに対
する抵抗性は一層強まるが、３５呼量部を越える程にも
過多になると、セメントの水硬性が使用に適しない程に
も低下し、一方１０重量部よりも少ないときには、アル
カリに対する抵抗性の増強にさしたる効果が期待できな
くなる。一般にカルシウム・アルミネートは、生石灰、
消石灰および炭酸石灰などの石灰質原料と、ボーキサイ
ト、ダイヤスボアないしは高純度Ａｌ２Ｏ３粉末などの
アルミナ質原料とを、ほＳ゛量論的に混合し１６００゜
Ｃ以上の高温て焼成または溶融することによつて製造さ
れ、この高温処理装置は、とくにＣＡ６について、生成
物の取出しに困難が少いロータリーキルンを好適とする
。

上記原料配合をＣＡ６組成に対してはほＳ゛量論比とし
て得られる処理生成物は、通常、８呼量％以上のＣＡ６
であつて少量のＣＡ２を含むがα−Ａは殆んど認められ
ないので、何ら障害なく使用し得る。

この処理生成物すなわちＣＡ６を主体とするカルシウム
・アルミネートと上述の水硬性カルシウム●アルミネー
トとの混合は、両者の配合物について粉砕を施すか、ま
たは予め粉砕したものを混合してもよい。

何れについても粉砕の程度は、アルミナセメントとして
、低水量のもとに良好な流動性を付与する必要上、粉末
度として１０μｍ以下が１５重量％以上、さらに好まし
くは３鍾量％以上にすることがのぞましい。

これらの粉砕には、ボールミルや振動ミルなどを、そし
て混合には、エヤーブレンダや羽根つきミキサなど、を
任意に用いることができる。

上述アルミナセメントについてさらに実験を進めた結果
発明者らはさらに、上記のようにして得られらるような
ＣＡｌＣＡ２およびＣＡ６からなる力”ルシウム・アル
ミネート鉱物を主成分とする水硬性組成物についてとく
に全組成中のＡｌ２Ｏ３含有量が５５〜８５重量％であ
り、しかもＣ．Ａ２／ＣＡの重量比が０．０５〜３であ
るとき、耐火性ならびに強度の一層顕著な改善がもたら
されることを確めたものである。すなわちこの発明のア
ルミナセメントの基本的な成分はＣＡ．ｌ５ＣＡ２てあ
るがこのうちＣＡは主として強度発現に、そしてＣＡ２
は主に耐火性の付与に寄与し、これらの両特性を兼摂さ
せるのには、製造上の配慮によつてＣＡ２／ＣＡの割合
を重量比で０．０５〜３とくに好ましくは０．１〜１．
０とするのである。

Ａｌ２Ｏ３含有量が５５重量％に満たないとアルカリに
対する抵抗性に不満があり、一方８５重量％をこえると
強度発現の劣化のうれいがある。

またＣＡ２／ＣＡ比が０．０５未満のとき強度発現には
有利であつても耐火性の低下が伴われ、これに反して上
記割合いがこえると耐火性の面ではよくとも強度発現が
不充分となる。

また上記のようにＣＡ２／ＣＡ比が０．０５〜３となる
ような水硬性カルシウム・アルミネートの原料配合の下
に、上述した処理を経て得られるアルミナセメントのＡ
ｌ２Ｏ３含有量は、ほＳ゛５０〜７５重量％程度となり
、かような条件にあつてはＣｌ。

Ａ７が殆ど生成しなこともあつて処理作業性の阻害なく
、焼成も容易となる。かくして得られるＣＡ−ＣＡ２系
の水硬性カルシウム・アルミネートと、すでにのべたよ
うにＣＡ６を主成分とする難水硬性カルシウム・アルミ
ネートとを混合することについてはすでにのべたところ
と同様であり、その結果全組成中のＡｌ。Ｏ３含有量が
５５〜８５重量％、ＣＡ２／ＣＡ比０．０５〜３のアル
ミナセメントが得られる。以上述べた何れのアルミナセ
メントについてもその使用に当つて練り混ぜが施された
際に、フロー値の低下を抑制し、作業可能時間すなわち
ポツトライフを延長するために、次のリターダを、セメ
ントに対する内掛け重量％で０．０１〜２％を予め含有
させておくのは有利である。

リターダ、くえん酸、酒石酸、サリチル酸、りんご酸な
どのカルボン酸や、これらのカリウムもしくはナトリウ
ムなどの塩と、ＮａＨＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｎａ２ｃＯ
３などの無機炭酸塩とを、前者１に対し後者を０．０３
〜３の重量比の割合いの混合物の如きを有利に使用でき
る。

次にこの発明の実施例を説明する。

実施例１第１表の組成を有する水硬性カルシウム・アルミネート
８５重量部と第２表の組成を有するＣＡ６を主体とする
難水硬性カルシウム・アルミネート１５重量部とを配合
し、ボールミルで粉砕混合し、Ａ］２０３含有率が６０
重量％で、粒径１０μｍ以下が４０重量％のアルミナセ
メントを得た。

このアルミナセメントに４＝下シヤモツトを骨材として
重量比１：４に配合し、水−セメント比０．５５で混練
し、４×４×１６ｃ１ｎの供試体を成形した。

これを１３００℃のＫ２Ｏ４鍾量％含有のスラグ融液中
に１０ＣＨＩ間浸漬した後、曲げ強度を測定したところ
、６３．５ｋ９′ｄであり、市販のアルミナセメントに
よる１０．７ｋ９１ｄに比べて、著しくアルカリに対す
る低抗性を高めることができた。実施例２第３表の組成を有するＣＡ−ＣＡ２系アルミナセメント
クリンカー７鍾量部と、第４表に組成になりＣＡ６を主
体とする難水硬性カルシウム・アルミネート３踵量部と
を配合し、ボールミルで粉砕混合して、ＣＡ２／ＣＡ重
量比０．３５、Ａｌ。

Ｏ３含有率７３重量％、粒径１０ＰＷＬ以下３踵量％の
アルミナセメントを得た。このアルミナセメントに、、
４ｗｎ下電融アルミナを骨材として重量比で１：４に配
合し、水−セメント比０．５７にて混練し、供試体を成
形したのち２０℃で２＠間養生し、ＪＩＳ−Ｋ−２２１
３に準じて熱間曲げ強度を測定した。

その結果を第５表に示す。比較例は市販の耐火性アルミ
ナセメントである。次に、このアルミナセメントに対し
４瓢下シヤモツトよりなる骨材を重量比で１：４の割合
いに配合し、水−セメント比０．５７で混練し、４×４
×１泗の供試体を成形した。

これをＫ２Ｏ３呼量％含有のスラグ融液中に５Ｃ＠間浸
漬したのち、曲げ強度を測定したところ、この発明のア
ルミナセメントによると５３．９ｋ９１ｃＩｔ１市販の
アルミナセメントでは９．１ｋｇＩｃＦ１ｆであつた。
実施例３アルミナセメントクリンカーとＣＡ６の配合割合を第６
表のように変えた以外は、実施例２と同様にして得られ
た供試体について熱間曲げ強度とアルカリに対する抵抗
性を測定した。

その結果を第６表に示した。なお、アルミナセメントク
リンカー７０とＣＡ６３Ｏの組成せについては、実施例
２の成績を再び掲げ比較に供した。

実施例４次に第７表の組成になるＣ−Ｃｌ２Ａ７系アルミナセメ
ントクリンカー５唾量部と第８表の組成になるＣＡ６主
体のカルシウム●アルミネート５鍾量部とを配合し、ボ
ールミル内で粉砕混合し、Ａｌ２Ｏ３含有率７６．鍾量
％で、粉末度は１０μｍ以下が５５重量％であるアルミ
ナセメントを得た。

この配合物には、４Ｔｎ！ｎ下電融アルミナを骨材とし
て重量比で１：４の割合に配合し、水−セメント比０．
５７で混練して供試体を形成し、２０℃で２４時間養生
してから、ＪＩＳＫ−２２１３に準じて熱間曲げ強度を
測定した。

その結果を第９表に示す。なお比較例は市販の耐火性ア
ルミナセメントである。次に骨材を４ＴＳｎ下のシヤモ
ツトに代えこれを重量比で１：４に配合し、水−セメン
ト比０．５６４で混練し４０×４０×１６０藺の供試体
を作成した。Ｋ２Ｏ３唾量％を含有するスラグ融液（１
３００℃）中に３（２）間浸漬した後に、曲け強度を測
定したところ、第１咳に示す結果が得られた。
ぇ実施例６実施例５実施例４において使用したこの発明によるセメント１０
唾量部に対し、くえん酸ソーダ５唾量％と炭酸ソーダ５
０重量％からなる添加剤を０．鍾量部配合し混合した。

この配合物について、実施例４と同様に熱間曲げ強度、
アルカリスラグ侵蝕試験を行なつたところ、実施例４と
同等の結果が得られた。さらに、凝結時間、フロー値お
び強度を測定したところ、第１１表の結果が得られ、市
販の耐火性アルミナセメントに較べて強度が大きいこと
を認めた。

次に骨材を４Ｔｗｔ下仮焼ボーキサイトに代えてこれを
重量比１：４に配合し、これを水−セメント比０．６と
して混練し、混練後の経時フロー値の測定を行なつたと
ころ、第１法に示す結果であつた。

実施例１で得られたアルミナセメントの内割重量に対し
リターダを添加し、ＪＩＳＲ２５２１に準じてモル
タルの経時フロー値の測定を行なったころ、第１３表に
示す結果であった。

Claims

【特許請求の範囲】１Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＣａＯモル比が３未満の水硬性カ
ルシウム・アルミネート１００重量部と、ＣａＯ・６Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３を主体とする難水硬性カルシウム・アルミ
ネート１０〜３５０重量部との混合粉末よりなるアルミ
ナセメント。２全組成中のＡｌ＿２Ｏ＿３含有量が５５〜８５重量
％でかつ、ＣａＯ・２Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＣａＯ・Ａｌ＿
２Ｏ＿３重量比が０．０５〜３である１記載のアルミナ
セメント。３Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＣａＯモル比が３未満の水硬性カ
ルシウム・アルミネート１００重量部と、ＣａＯ・６Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３を主体とする難水硬性カルシウム・アルミ
ネート１０〜３５０重量部との混合粉末を主成分とし、
カルホン酸またはこれらのカリウムもしくはナトリウム
塩と無機炭酸塩とを重量比１：０．０３〜３に配合した
リターダを、セメントに対する内掛け重量％で０．０１
〜２％含有する組成になるアルミナセメント。