JPS61500842A - ポルトランドセメントとアルミナセメントとを含む水硬性バインダを迅速かつ制御自在に凝結させるための方法、及び水硬性バインダ、及び水硬性バインダと骨材との混合物、並びに建築素材の製造方法 - Google Patents

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】 ボμトヲンドセメントとアルミナセメントとを含む水硬性バインダを迅速かつ制 御自在に凝結させるだめの方法、及び水硬性バインダ、及び水硬性バインダと骨 材との混合物、並びに建築素材の製造方法 本発明はボｐ）ランドセメント（Ｐｏｒｔｌａｎｄ　ｃｅｍｅｎｔ）とアルミナ セメント（ａｌｕｍｉｎａ　ｃｅｍｅｎｔ）とを含む水硬性バインダ（ｈｙｄｒ ａｕｌｉｃ　ｂｉｎｄｅｒ）を迅速かつ制御自在に凝ＦＭ（ｓｅｔ）させるだめ の方法に関する。さらに、本発明は、任意に骨材及び／又は補強材との混合物の 形餞をと９うる水硬性バインダ、並びに係る水硬性バインダを利用した建築素材 の製造方法に関する。

ポルトランドセメントとアルミナセメントとの混合物についての用途及び特にそ の問題点は、１９５０年２月１６日に「道路建築素材学会（Ｒｏａｄ　Ｂｕｉｌ ｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｇｒｏｕｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｏｃｉｅｔｙ） Ｊにてティー・ディー・ロプソン（Ｔ　−Ｄ　−Ｒｏｂｓｏｎ　）が行なった講 演によシ明らかＫされている。ポルトランドセメントとアルミナセメントとの混 合物は、各々のセメント成分単独である場合よシも凝結が迅速に行なわれるとい う利点を有する。さらに、各々のセメント成分自体が好保存性で、混合に先立っ て個別に保存できるだけでなく、水を厳格に排除さえすれば、両者の混合後も長 期間保存できるので、高速凝結性の特殊セメントに特有の保存上の問題を回避で きるものである。

しかしながら、！ｉ！際のところこのようなセメント混合物は、処理時間、強度 増加及び最終強度を制御できないばかりでなく、最終強度は通常各凌のセメント 成分単独の場合よシも低いと共に、後の熱負荷によシさらに低下するため、潜在 用途が限定されていることが分った。さらに、処理時間に関連する凝結時間は混 合物中における両セメントの割合に大きく依存しておシ、このため、断続して行 なわれる供給機作問における小さな組成変動によシ凝結作用が遅延又は促進され 、乱れが生じる。従って、ポルトランドセメントとアルミナセメントの混合物は ごく限られた用途にしか使用することはできなかった。

建築素材の製造、特に連続製造においては、七μり〃（スラリー）の調製後にで きるだけ迅速に取扱い可能な強度を確保して、成形建築素材を最終硬化させるべ く連続製造設備の製造フィンから取シ出せるようにするため、ポルトランドセメ ント及びアルミナセメントの各々よりも迅速ＫＭ結可能なバインダを使用する必 要がある。凝結を迅速に行なえれば、連続製造設備における素材の滞漸時間を短 くできるため、生産性を高めることができる。現在までのところ、この目的のた め特殊セメント混合物が使用されていたが、この場合、累ゲの初期強度はスルホ アμミン酸塩（ｓｕｌｆｏ−ａｌｕｍｉｎａｔｅ）の形成によシ決定されていた 。しかしながら、スμホアρミン酸塩の形成は、後に素材長さ及び強度の変化を 招来させるという欠点があった。

本発明は上述した欠点及び問題点を解消するもので、下記要件を満足する七ｙり 〃を得ることができるバインダ組成物を提供することを目的とする。すなわち、 七ρりｐを得るために少なくとも１５分の処理時間を確保でき、モ〃り／Ｌ’調 象後６分以内に既にある程度の強度を呈し、２０分以内らなければならない。さ らに、バインダ組成物の凝蒋は制御可能でなければならず、このことはめ全材料 の供給割合の異なシによって異なった結果が生じないことを意味して、・いる。

この目的を達成するために、本発明は、ポルトランドセメントと７μミナセメン トとを含む水硬性バインダを迅速かつ制御自在に凝結させるための方法であって 、ポルトランドセメントとアルミナセメントラ湿潤比で３：１〜１０：１の割合 で含むと共に、ポルトランドセメント及び７μミナセメント双方の乾重量に対し て０．５〜５重ｆｔ、壬のカルシウム化合物を追加的に含む組成物を調製し、こ の組成物に対し水を添加し、得られたスラリーを凝結させることを特徴とする水 硬性バインダの凝結方法を提供する。

一般的には前記バインダ組成物に対し砂などの骨材も添加される。

本発明の方法によシ調製された高速凝結性モルタｆｉ７（スラリー）は、特に水 酸化力μシウム（消石灰）等のカルシこの場合、凝結強度はカルシウム化合物の 添加ムを上記の範囲内とすることにより最適化される。

モルタルの鉤裂及び成形後は、昇呂して凝結を行なわせるのが好ましい。これに よ）、アルミン酸塩を安定な最終生成物に変換させｆｃ後にのみ、ケイ酸塩の水 和を起させることが可能となる。熱処理を省略した場合、初期段階ではより高い 強度を得られることが多いのは確かであるが、後に強度損失を伴なうのがほとん どで、この強度損失はもはや補助的反応では補うことができないものである。従 って、熱処理によって、素材の多孔質化及び強度低下を防止できるものである。

さらに、バインダ組成物に対しフライアッシュを添加するのが好ましい。このフ ライアッシュは、後の水利によシケイ酸塩から生ずる水酸化力ρシウムの大部分 を無害化させると共に、強度増加にも寄与する。また、７フイアツシユとの反応 は、ｊ＆終良品の多孔度低下につながると共に、製造に伴なう公害、外部環境が シ品に与える攻撃（悪影響）、製品からの石灰及び鉄分の流失を制限する。さら に、建築素材に補強用として内在されるガラス繊維の悪影響も効果的に防止でき るル０τある。

本発明の他の冥施例によれば、七μりμの処理時間は酸の添加によシ調整される 。水硬性バインダの総覧重量に対・し０．１〜０．３重量％の酸を添加すると、 建築素材の連続製造フィンに望ましいモｐり〜処理時間ｔ−達成できる。酸は添 加すべき水に予じめ溶解しておいて、均質な乾燥バインダ組巷表昭６１−５００ ８４２　（３） 底物に水と伴に接触さぐるようにするのが簡便である。

酸としては、無機酸及び有機酸の双方を使用することができるが、特に多官能力 ｙポン酸を例示しておく。中でも、クエン酸を添加するのが望ましい。

さらに、通例に従って、水とバインダ組成物との混合物に０．１〜０．５重量％ のフラックスを添加することによシ、混合を促進すると共に、過剰空気の侵入を ＩＡ避するようにしてもよい。

本発明の最も好適な方法によシ調製されるモルタルは迅速に凝結すると共に、最 終強度が高いものとなる。この理白によシ、このモルタルから得られる建築素材 は種々な分野で通用できる。

Ｑｉの火よ・け板（ｌｉｇｈｔ　ｆｉｒｅ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｐｌａｆａ） 強度要求はそれほど太き・〈なく、高速凝結のみが重要である適用分野の場合、 前述した好適な処置のうちいくつかは省略することができる。

不発明の方法を芙施する場合、各出発材料の供給割合が異なっても９！買的に一 定の挙動が得られることが分った。

このことは１、ポルトランドセメントとアルミナセメントの従来混合物に）ける 処理時間（特に凝結時間）が、各セメントの出所（２発生ｔＡ）及び組成によっ て変化することから考えれば鵞く−べきことである。

このような観点から、本発明に係る水硬性バインダは、７５〜９０！麓奄、好ま しくは７９〜８４７ｉ量暢のポルトランドセメントと、９−２４４重量％好まし くは１４〜１９重量％リアルミナセメントと、０．５〜５賞量幅、好ましくは１ ．５〜２重ｆｆｉチの消石灰とを含んでいる。

任意ではめるが、ポルトランドセメント及び７μミナセメント双万の乾重量に対 し２５〜５０重量壬のフライアッシュを添加してもよい。その場合、本発明の水 硬性バインダは、５０〜７０３ｉｉｊｆｉ４のポルトランドセメントと、７〜２ ０重量憾のアルミナセメントと、１５〜３０重量鴫の７フイアツＶユと、０．３ 〜５重量憾の消石灰とを組成として有している。プライアッシュの門はポルトラ ンドセメント又は７ｐミ°ナセメントの飯に応じて変化させ得ると共に１ポ〃ト ランドセメント及びアルミナセメントの絶対比率も蒙°化させ得る。それぞれ消 石灰量との関連で定められるポルトランドセメント愈と７μミナセメント量間の 相互比率はよシ重要であるので、上記した範囲内に設定する必要がある。

さらに好適なフライプッシュ含有水硬性バインダは、５２〜６２重ｔ４０ボ＃） ？ン１’七メン）と、１２〜５ｏｉｉ＃、ｔＩＩのアルミナセメントと、２３〜 ２８Σｆｆ１ｌのフライ７ツＶユと、３〜５ｉｉ％の消石灰を含んでいる。

不発明は、さらに、前記バインダ以外に砂等の骨材及び／又はガラスは雉等の補 強材を含む混合物にも及ぶものでわれる。なぜならば、黒条素材の連続製造では 、製造ラインの乱れｔ−防止するために、処理時間の変動を回避すること及び＃ ！Ｎを早期に關始させることが要求されるからである。また、七〃りμは、凝結 段階でできるたけ早く取り扱い可能な強度を呈する必要がある。これらの要件は 、本発明の方法によシ達成できる。

本発明に係る連条素材製造方法を、該方法を概略的に示す添付図面に基づき、例 示的に説明する。

図面にお−て、２７谷器（１）、ポルトランドセメント容器（２）１、　アルミ ナセメント容器（３）、フフイアフＶ：Ｌ容Ｈ（４）、及び消゛石灰容器（５） 　＄示されている。これら容器は導管を介して投入装置（６）（ｄＯｔｉｎｇ　 ｄｅｖｉｃｅ　）に接続されてお）、この投入装置により出発材料が計量の上転 式ミキサー（７）　（ｄｒｙ　ｍ１ｘｅｒ）にパッチ式に導入さ九る。１回のバ ッチ分を乾式ミキサー（７）にて混合した後、これを貯蔵容器（８）に送給する が、それに付随して次のパッチ分を乾式ミキサー（７）に投入してもよい。また 、添加されるべき湿潤成分を貯積するための別な容器群も配設されて゛いる。す なわち、これら容器群は、水容器（９）と、例えば−ｈ」クエン酸溶液を収容す る酸容器αＱと、フラックス容器ｑυとから成っておシ、これら容器群は等管を 介して投入装置加に接続されている。この投入装置＠によシ、湿＠取分が計量の 上ミキサー叫に導入され、そしてミキサー０内で１製された水溶液は貯蔵容器（ Ｌ−（Ｉ　Ｋ　Ｎ給される。必要に応じて貯蔵容器α安にお度制御装置（へ）を 設けて、環境温度と無関係ｔｃ水溶液を一定温度に保つこともできる。なお、水 溶液のＸｔ４Ｈもパッチ式に行なわれる。

貯蔵容器（８）に収容された乾燥混合物は投入多宣頭を介して所望の速度で連続 ミキサー（ト）に導入される。一方、水溶液を含む貯蔵容器α４も連続ミキサー （至）に接続されているので、投入袋はαつを介して酸及びクラブクスを含むｊ 当量の水が水硬性バインダと＊甘との混合物に連続的に添加され、七ｙりｙを形 成する。

次に、ガラス容器α９に′ｆ？留されているガラス繊維が、投入表蓋としても機 能するガラス切断装置ｒＡＫ供給される。

そして、ここで切断されたガラス繊維は導管を介して外部ミキサー１２１）に導 かれて、その中で、連胱ミキサー■から一定速度で供給された七μタルと混合さ れる。

外部ミキサー（ロ）からモルタ〃とガラス繊維の混合物が、例えば開放金型（ｏ ｐｅｎ　ｍｏｌｄ）又は閉鎖金ｆｉ　（ｃｌｏｓｅｄ　ｍｏｌｄ）が配された成 形セクション四にもたらされる。

金型内で成形されつつある成形素材線、次いで凝結セクＶ−Ｉンロに供給され、 そこで熱匙理にかけられる。笑際上、成形六付は５〜２０分間４０〜６０℃に加 略される。この結果、成形素材は取′Ｄ扱い可能な強度を有し、金型から取シロ せるようになる。取シ出された素材は硬化セクシ曹ン（至）に移送され、そこで 通常の最終硬化（例えば、８０℃Ｓ潤雰囲気中で２４時間、引続き２０″Ｃ湿濶 雰囲気中で１４時間）が行なわれる。硬化された建築電材は、セクシ奮ン（ホ） Ｋて、最終製品へと最終処理された後、梱包される。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ボルトランドセメントとアルミナセメントとを含む水硬性バインダを迅速か つ制御自在に凝結させるための方法てあって、ボルトランドセメントとアルミナ セメントを湿潤比で３：１〜１０：１の割合で含むと共に、ボルトランドセメン ト及びアルミナセメント双方の乾重量に対して０．５〜５重量％のカルシウム化 合物を追加的に含む組成物を調製し、この組成物に対し水を添加し、得られたス ラリーを凝結させることを特徴とする水硬性バインダの凝結方法。 ２．バインダに骨材を添加することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法 。 ３．凝結を昇温して行なうことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載 の方法。 ４．凝結を４０〜６０℃で行なうことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方 法。 ５．セメント組成物がさらにフライアッシュを含んでいることを特徴とする請求 の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の方法。 ６．フライアッシュの添加量がボルトランドセメント及びアルミナセメント双方 の乾重量に対し２５〜５０重量％であることを特徴とする請求の範囲第５項に記 載の方法。 ７．セメント組成物に酸を添加することを特徴とする請求の範囲第１項ないし第 ６項のいずれかに記載の方法。 ８．クエン酸を酸として添加することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方 法。 ９．酸の添加量が水硬性バインダの総乾重量に対し０．１〜０．３重量％である ことを特徴とする請求の範囲第７項又は第８項に記載の方法。 １０．酸を水と一緒に添加することを特徴とする請求の範囲第７項ないし第９項 のいずれかに記載の方法。 １１．７５〜９０重量％のボルトランドセメントと、９〜２４重量％のアルミナ セメントと、０．５〜５重量％の消石灰とを含むことを特徴とする水硬性バイン ダ。 １２．ボルトランドセメントを７９〜８４重量％、アルミナセメントを１４〜１ ９重量％、消石灰を１．２〜２重量％含むことを特徴とする請求の範囲第１１項 に記載の水硬性バインダ。 １３．５０〜７０重量％のボルトランドセメントと、７〜２０重量％のアルミナ セメントと、１５〜３０重量％のフライアッシュと、０．３〜５重量％の消石灰 とを含むことを特徴とする水硬性バインダ。 １４．ボルトランドセメントを５２〜６２重量％、アルミナセメントを１２〜１ ６重量％、フライアッシュを２３〜２８重量％、消石灰を３〜５重量％含むこと を特徴とする請求の範囲第１３項に記載の水硬性バインダ。 １５．水硬性バインダの乾重量に対して９．１〜０．３重量％の酸、特にクエン 酸が添加されていることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第１４項のいず れかに記載の水硬性バインダ１６．請求の範囲第１１項ないし第１５項のいずれ かに記載の水硬性バインダと骨材とからなることを特徴とする混合物。 １７．請求の範囲第１１項ないし第１５項のいずれかに記載の水硬性バインダと 補強材とからなることを特徴とする混合物。 １８．請求の範囲第１１項ないし第１５項のいずれかに記載の水硬性バインダと 、骨材と、補強材とからなることを特徴とする混合物。 １９．補強材がガラス繊維からなることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載 の混合物。 ２０．請求の範囲第１１項ないし第１５項のいずれかに記載の水硬性バインダ又 は請求の範囲第１６項ないし第１９項のいずれかに記載の混合物に水を添加し、 得られたスラリーを成形にかけ、成形素材を昇温して凝結させ、凝結素材を通常 の様態で硬化させることを特徴とする建築素材の製造方法。 ２１．請求の範囲第２０項の方法により得られた建築素材。