JPS6117781B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水硬セメントに関するものであ
り、特に凝固が行なわれた後でそのようなセメン
ト中のアルカリ残留物を中和するための組成物に
関するものである。

例えばポートランドセメントのような水硬セメ
ントは典型的にはカルシウムシリケートとカルシ
ウムアルミネートの錯混合物より成つている。水
の添加によつてカルシウムアルミネートがまず水
和し、次いでカルシウムシリケートが水を取り込
む。このプロセス中に自由な石灰が水酸化カルシ
ウムの形で分離され、したがつて組成物を強いア
ルカリ性にする。凝固が生じてから可成の期間セ
メント中にアルカリ度が残留する。

この残留アルカリ度の有害な影響には例えば雨
水によつて残留物が濾過されてセメント表面に不
体裁な生成物として成長することが挙げられ、さ
らに重要なものとしては補強材としてセメント中
に埋設されたり、セメントと直接接触している鋼
材の腐蝕を加速することが挙げられる。

この問題を解決するために凝固のための水の添
加の前或は添加と同時にセメントに酸物質を添加
することが考えられる。しかしながら凝固時に酸
を添加すると凝固プロセスに重大な障害となり、
著しく脆弱な構造となる。

この発明の目的はこれ等の欠点を打破し或は最
小のものとすることである。

この発明によれば、溶解するピロリン酸型でな
い酸物質を解放する粒子状で水溶性の５酸化リン
をベースとするガラス組成物を含んでおり、その
ガラス組成物の溶解速度は、酸物質の解放による
中和プロセスの大部分がセメントの実質上の変性
が行われる如きものである水硬セメント用中和剤
が提供される。

本発明者は或る種の水溶性ガラスが長期間に亘
つて予め定められた制御された比率で中和用酸物
質を解放するために使用できることを発見した。
酸物質の解放速度が遅く、かつガラスの組成によ
つて制御されるため凝固のためのセメントの変性
の大部分が行われるまでの間には凝固反応に何等
かの実質上の影響を与えるには不充分な酸しか解
放されない。セメントの変性の大部分が終わり酸
物質の解放が実質上セメントの変性に大きな影響
を与えなくなつた後にガラスは継続的に溶解し、
それによつてセメント中のアルカリ残留物を徐々
に中和する。

ここで使用されている「セメント」という語は
最も広い意味で使用され、セメント粉末と砂か
ら、および通常はコンクリートとして知られてい
るセメント粉末と砂利から形成された固体構造体
を含むものと理解されるべきである。

以下添付図面を参照に実施例で説明する。

本発明者はもしも水硬セメント中への酸物質の
解放をセメントの変性が実質上完了するまで遅ら
せるならば、最終構造物の強度に何等実質上の影
響を与えることなくアルカリ残留物の中和に充分
な量の酸物質を解放することができることを発見
した。この遅延した解放を行なわせるためには
種々の方法があるが、この目的に水溶性ガラス組
成物を使用することが好ましい。そのような組成
物はその構成物質の割合を制御することによつて
予定された溶解速度および予定された溶液のpH
値を有するように設計することができる。

組成を適当に調節することによつて所望の溶解
速度および生じた溶液のpH値を有するガラスを
形成することができることは当業者には明らかで
あろう。そのような技術については英国特許第
1512637号（C.F.Drake―49）および英国特許第
7930041号（C.F.Drake―70）に記載されてい
る。

酸解放ガラスは５酸化リンをベースにしたもの
でよい。代表的な組成対pHの関係が第１図に示
されている。ガラスは酸化ナトリウム／５酸化リ
ンガラスであり、図示のように溶液のpHは５酸
化リンの含有量を53〜72モル％の範囲で調節する
ことによつて3.5〜3.65の範囲で調節することが
できる。ガラスの所望の溶解pH値はガラスが使
用されるべきセメント系の性質に依存する。この
特定のガラス系はもちろん１実施例として与えら
れたものであり、ここに記載された技術はこのガ
ラス系に限定されるものではない。ガラスの組成
は便宜上酸化物として示されているが、ガラス自
身が自由な酸化物を含む必要はないことは当業者
には明らかであろう。

ガラスのpH値を決定したら、次の段階は適当
な溶解速度をもつ組成とすることである。これは
例えば酸化ナトリウム／５酸化リンガラスに酸化
カルシウム（CaO）を或る量添加することによつ
て達成され、その添加の効果は第２図に示されて
いる。例えば10〜25モル％の範囲の酸化カルシウ
ムの添加は溶解速度の大きさを２１／２倍程度の範囲 で変化させることが判る。

溶解速度に対するさらに大きな影響はガラス中
にアルミナ（Al₂O₃）を僅少な割合、典型的には
0.1乃至５モル％添加することによつて与えるこ
とができ、この効果が第３図に示されている。第
２図および第３図に示された技術について考察す
ると非常に広範囲のガラス溶解速度を得ることが
できることが認められる。その他のガラス変性酸
化物も溶解速度の制御のために使用できる。

ガラスその他の制御された酸物質解放材料は粉
末の形で乾いた或は水を加えたセメント中に加え
ることができ、或はバラスト材料の一部を形成す
る粒体として水を加えたセメント中に加えること
ができる。その代りに表面の異常生成物を阻止す
ることだけが要求される場合には酸材料はスリツ
プ（泥漿）として供給され表面層に与えられるよ
うにすることもできる。

可溶性ガラスを含むスリツプ被覆が使用される
場合にはセメント表面における藻類の生長を阻止
するためにガラス中に例えば酸化銅のような殺生
物剤を伴なわせることもできる。

或る用途では特定の酸解放物質に比較的低溶解
速度の被覆が設けられる。この被覆はセメントの
セメント変性中にゆつくりと溶解するが最終的に
はセメントの変性が実質上完了するような充分な
時間の経過後に高い溶解速度で酸物質を解放する
ように溶解する。

本発明者はセメント構造物のアルカリ残留の中
和はセメント或はそこに埋設されている補強鋼材
の腐蝕効果を減少させることを発見した。この腐
蝕の減少はガラス組成物の調整によつて促進する
ことができる。例えば共に酸性および腐蝕阻止特
性を有する酸化亜鉛／５酸化リンガラスによつて
腐蝕防止作用が促進される。さらに鋼材の保護の
ために鋼材の表面に腐蝕防止ガラスを例えば英国
特許出願第23790／77（C.F.Drake―58）、英国特
許第8036718号（C.F.Drake―A.Maries―P.F.
Bateson73―２―１）および英国特許第8011297
号（A.Maries―P.F.Bateson3―２）に記載され
ているように塗料組成物の形態で施してもよい。
保護作用は本出願人の英国特許出願（C.F.Drake
―76）に記載されているように銅の電鍍でまず鋼
材表面を被覆することによつてさらに強化され
る。

この明細書で説明した技術がガラス組成物に限
定されないことは当業者には明白であろう。しか
しながら、この目的にガラスを使用することは好
ましいことである。それはその非化学量論的性質
によつて溶解速度およびpH値の広範囲に亘つて
しかも連続的な可変範囲で材料の処理が可能であ
るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的なアルカリ金属リン酸ガラスの
組成とpHとの関係を示し、第２図は第１図のガ
ラスの組成と溶解速度との関係を示し、第３図は
第１図および第２図のガラスにアルミナを添加す
ることによる溶解速度に対する影響を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶解するとピロリン酸型でない酸物質を解放
   する粒子状で水溶性の５酸化リンをベースとする
   ガラス組成物を含んでおり、そのガラス組成物の
   溶解速度は、酸物質の解放による中和プロセスの
   大部分がセメントの実質上の変性が行われた後に
   行われる如きものであることを特徴とする水硬性
   セメント用中和剤。変性が行われた後２ 前記ガ
   ラスがアルカリ金属／５酸化リンガラスより成る
   ガラスであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の中和剤。 ３ 前記ガラスが酸化カルシウムおよびアルミナ
   の少なくとも一方のものを含んでいることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の中和剤。 ４ 溶解による溶液のpHが2.65乃至3.5であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
   項記載の中和剤。 ５ 前記ガラス組成物が１つ以上の腐蝕防止特性
   を有する物質を含んでいることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項記載
   の中和剤。 ６ 前記ガラス組成物が殺生物性の１つ以上の物
   質を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項のいずれか１項記載の中和剤。 ７ 前記ガラス組成物が銅酸化物を含んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の中和
   剤。 ８ 前記粒子状のガラス組成物が比較的溶解の低
   い物質で被覆されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項記載の
   中和剤。