JP2007070133A - セメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法及びそのセメント組成物用微粒子シリカスラリー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シリカフュームを含有した原料シリカスラリーを、粉砕媒体を用いて、例えば、媒体攪拌式湿式粉砕機で、湿式粉砕してなるセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法、媒体攪拌式湿式粉砕機のローターの回転数が400RPM以上及び/又は媒体攪拌式湿式粉砕機の周速が3m/S以上である該セメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法、シリカフュームが、SiO2を80%以上含有してなる非晶質シリカである及び/又はその非一次粒子の最大粒径が1μm以下の非晶質シリカである該セメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法などを構成とする。
【選択図】 なし
Description
また、このような粉砕機では数ミクロン程度の二次粒子までの分散は可能だが、ほぼ完全に2μm以下に処理することは難しいといわれている。
従ってこの様な方法によりシリカフュームスラリーを製造した場合、長期的にはスラリー内で粒子径の大きい二次粒子の沈降が起こり、スラリーの安定性はもとより、沈降した粒子により使用上トラブルを起こすことが懸念されている。
得られたセメント組成物用微粒子シリカスラリーは、特定の粒径以下の微粒子シリカスラリーであり、セメントと併用した場合、シリカフュームを粉体で使用した場合や、単に水に分散した場合に比べ、流動性や強度発現性が向上する。
また、注入材として使用する場合には、優れた浸透性が得られる。
SFの組成としては、全成分中のSiO2成分が80%以上が好ましく、85%以上がより好ましい。SiO2成分が80%未満では凝集性が強くなり、スラリー化が困難になる場合がある。
さらに、SFの粒子径は、最大粒径が1.0μm以下が好ましく、0.8μm以下がより好ましい。1.0μmを超えると品質が安定しない場合があり、流動性や強度発現性の向上が得られない場合がある。
SFは、通常、顆粒化している製品はもちろん、粉末の製品でも凝集により一部の粒子は数μm〜数百μmの二次粒子となっているため、粉砕、特に、湿式粉砕することが好ましい。
溶媒の使用量は、SF100部に対して、55〜400部程度が好ましい。
pH調整剤の使用量は、SF100部に対して、2.0部以下が好ましく、1.0部以下がより好ましい。
分散剤の使用量は、SF100部に対して、0.3〜2.0部が好ましい。
攪拌粉砕機の中で、攪拌槽型粉砕機としては、三井鉱山社製商品名「アトライター」やアイメックス社製商品名「サンドグラインダー」などがあり、流通管型粉砕機としては、ウイリー・アー・バッコーフェンAG社製商品名「ダイノーミル」、アイメックス社製商品名「ウルトラビスコミル」、コトブキ技研工業社製商品名「スーパーアペックスミル」、ターボ工業社製商品名「OBミル」、三井鉱山社製商品名「SCミル」、及びアシザワ・ファインテック社製商品名「スターミル」などがあり、環状粉砕機としては、三菱重工業社製商品名「ダイヤモンドファインミル」やドライスヴェルケGmbH社製商品名「パールミル」などがある。
これらのうち、粉砕性能に優れている流通管型粉砕機が好ましい
また、粉砕媒体の容器内の充填量は特に制限されるものではないが、容器の容積の50〜95容積%が好ましく、70〜90容積%がより好ましい。この範囲外では粉砕効率が低下する場合がある。
粉砕媒体の材質は特に限定されるものではなく、通常、アルミナなどのアルミナセラミックス、ジルコニア、窒化珪素、及び炭化珪素が使用される。
SFと水を等量混合して、硫酸を併用してpH5〜6となるようにし、ハンドミキサーで5分間攪拌し、原料シリカスラリーを調製した。原料シリカスラリー中のSFの粒度分布を図1に示す。
調製した原料シリカスラリーを、ホースポンプを用い、媒体攪拌式湿式粉砕機、コトブキ工業社社製商品名「スーパーアッペクスミル」に輸送し、ジルコニア製で、平均粒径0.5mmの粉砕媒体を、媒体攪拌式湿式粉砕機の容器の80%充填し、表1に示すローターの回転数で湿式粉砕を行い、微粒子シリカスラリーを作製した。微粒子スラリー中のSFの濃度は50%であった。微粒子スラリー中のSFの粒度分布を図2に示す。
作製した直後の微粒子シリカスラリーの粘度、pH、並びに、粒度1μm以下と、粒度1μmを超える粒度1μm上の割合、及び最大粒径の粒度分布を測定した。結果を表1に併記する。
SF :市販品、SiO293%、非一次粒子の最大径0.8μmの非晶質シリカ、密度2.29g/cm3、BET比表面積19m2/g、平均粒子径67.0μm
水 :水道水
粘度 :微粒子スラリーをB型回転粘度計を用いて、20℃、ローター回転数20RPMで測定
pH :微粒子スラリーをHORIBA社製pHメーターD−51を用い測定
粒度分布 :微粒子スラリーをHORIBA社製レーザー回折/散乱式粒度分布測定機商品名「LA−910W」を用い測定。測定の前処理として超音波による分散はせず。
表2に示すローターの周速で湿式粉砕を行ったこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
ローターの回転数を2,000RPM、ローターの周速16.7m/Sとし、表3に示すジルコニア製の粉砕媒体を用いたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
ローターの回転数を2,000RPM、ローターの周速16.7m/Sとし、表4に示すSF濃度の原料シリカスラリーを用いたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に併記する。
ローターの回転数を2,000RPM、ローターの周速16.7m/Sとし、原料シリカスラリーのpHを表5のとおりとし、粘度とpHを測定したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表5に併記する。
ローターの回転数を2,000RPM、ローターの周速16.7m/Sとし、原料シリカスラリーのpHを8、原料シリカスラリー中のSFの濃度を50%としたこと以外は実験例1と同様に行い微粒子スラリーを調製した。微粒子スラリーのpHは であった。
調製したSFの濃度を50%の微粒子スラリー200kg、セメント1,000kg、細骨材1,250kg、高強度混和材20kg、高性能AE減水剤16.8kg、及び微粒子スラリー中の水と減水剤を含んだ全水量を230kgとし、水と、セメント、高強度混和材、及びSFからなる結合材の比である水結合材比を20.5%としてモルタルを作製し、そのフローと圧縮強度を測定した。結果を表6に併記する。
セメント :普通ポルトランドセメント
細骨材 :フェロニッケルスラグ細骨材
高強度混和材:無水セッコウ系市販品
高性能AE減水剤:ポリカルボン酸系、市販品
フロー :JIS R 5201に準拠
圧縮強度 :JIS R 5201に準拠、材齢28日で測定
Claims (11)
- シリカフュームを含有した原料シリカスラリーを、粉砕媒体を用いて湿式粉砕してなるセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- シリカフュームを含有した原料シリカスラリーを、媒体攪拌式湿式粉砕機で湿式粉砕する請求項1に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- 媒体攪拌式湿式粉砕機のローターの回転数が400RPM以上である請求項2に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- 媒体攪拌式湿式粉砕機のローターの周速が3m/S以上である請求項2又は請求項3に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- 粉砕媒体の平均粒径が2mm以下である請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- シリカフュームが、SiO2を80%以上含有してなる非晶質シリカである請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- シリカフュームが、その非一次粒子の最大粒径が1μm以下の非晶質シリカである請求項1〜請求項6のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法。
- 請求項1〜請求項7のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリーの製造方法で製造されたセメント組成物用微粒子シリカスラリー。
- シリカフュームの80%以上が1.0μm以下であり、かつ、シリカフュームの最大粒子径が2.0μm以下である請求項8に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリー。
- シリカフュームが20〜65%である請求項8又は請求項9に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリー。
- pHが3〜9である請求項8〜請求項10のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物用微粒子シリカスラリー。
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