JPH08198649A

JPH08198649A - カルシウムアルミネート、セメント組成物、及びそれを含有してなる不定形耐火物

Info

Publication number: JPH08198649A
Application number: JP6227031A
Authority: JP
Inventors: Yuji Koga; 祐司古賀; Yukio Sasagawa; 幸男笹川
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な流動性や耐消化性、適度な硬化時間、
及び高強度発現性等を有し、耐食性に優れ、消化による
硬化体のクラックが発生しないカルシウムアルミネー
ト、セメント組成物、及びその不定形耐火物を提供する
こと。【構成】所定の原料を熱処理してなり、マグネシアス
ピネル類を含有し、CaO15〜30重量％、Al₂O₃60〜75重量
％、及びMgO３〜15重量％であるカルシウムアルミネー
ト、該カルシウムアルミネートを含有したセメント組成
物、及び該セメント組成物と耐火骨材とを含有した不定
形耐火物を構成とする。【効果】本発明により、塩基性煉瓦の不定形化が可能
になるばかりでなく、スラグ浸食の激しい部位の耐用が
大幅に向上するなどの効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カルシウムアルミネー
ト、セメント組成物、及びそれを含有してなる不定形耐
火物、特に、良好な流動性、適度な硬化時間、及び高強
度発現性等を有し、しかも耐食性に優れており、消化に
よる硬化体のクラックが発生しないカルシウムアルミネ
ート、セメント組成物、及びそれを含有してなる不定形
耐火物に関する。

【０００２】本発明のカルシウムアルミネート、セメン
ト組成物、及びそれを含有してなる不定形耐火物は、高
炉、電気炉、セメントキルン、石灰炉、及び焼却炉等の
耐火物分野を始めとし、化学プラントの内張り材や耐火
ボードなど、土木・建材分野へも広く使用可能であり、
特に、耐火物分野に使用した際、大きな効果が得られ
る。

【０００３】

【従来の技術とその課題】従来、セメント組成物又はそ
れを含有した不定形耐火物として、アルミナセメント
と、マグネシア及び／又はジルコン等を含有したセメン
ト組成物、並びに、アルミナセメントに塩基性のマグネ
シアスピネル、マグネシア及び／又はアルミナ等を含有
した不定形耐火物等が提案されている(特開昭60-112676
号公報、特開昭60-122773号公報、特開昭60-166273号公
報、及び特開昭60-260476号公報、並びに、特開平5-009
080号公報、特開平5-009081号公報、特開平4-198064号
公報、特開平4-193773号公報、特開平4-182362号公報、
特開平4-243980号公報、特開平4-325450号公報、特開昭
61-158872号公報、セラミックデータブック 1992 p168
〜175、及び品川白煉瓦社技報 No.32 1989 p75〜86
等)。しかしながら、これらのセメント組成物やそれを
含有した不定形耐火物は、アルミナセメントとMgO等の
塩基性材料を混合して製造するため、その塩基性材料が
消化し、完全に消化を防止することができずこれら材料
からなる硬化体が破壊するなどの課題があった。ここ
で、消化とは、MgO等の塩基性成分が、施工する際の添
加水と接触することによって、例えば、Mg(OH)₂等のよ
うに水酸化物となり、体積膨張し、硬化体にクラックが
発生するものである。

【０００４】この消化防止のため、混合する塩基性材料
そのものの耐消化性を向上させたもの等が開発されてい
るが、その耐消化性は十分でなく、実用には至っていな
いのが現状である(旭化成・新日本化学社マグネシア技
報 No.3 p22〜29 1990、耐消化性に優れたMgOクリンカ
ー耐火物 1992 p686)。

【０００５】また、塩基性材料の耐消化性向上は、塩基
性材料を粉体及び／又はクリンカー状で混合して得られ
るセメント組成物や不定形耐火物では困難であった(特
開平4-357152号公報、特開昭57-191256号公報、品川白
煉瓦社技報NO.428, 1991, p30〜43)。

【０００６】さらに、カルシウムアルミネートにマグネ
シアスピネルを含有した鉱物組成を使用することが提案
されたが、記載されているCaO・6Al₂O₃をその鉱物組成と
するカルシウムアルミネートをセメントとして使用する
際、最も重要な機能である水硬性が無く、不定形耐火物
のバインダーとしては使用できないという課題があった
(JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE LETTERS 11, 1992, p3
15-316)。

【０００７】本発明者は、塩基性不定形耐火物を施工す
る際、課題となる塩基性材料の消化が後混合した遊離の
塩基性材料の存在によることに着目し、鋭意研究を行っ
た結果、セメント組成物を製造する際、クリンカー鉱
物、特に、水硬性材料であるカルシウムアルミネート中
に、あらかじめ、MgO等の塩基性成分を含有させること
により、前記課題が解消できる知見を得て本発明を完成
させるに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、CaO原
料、Al₂O₃原料、及びMgO原料を配合し、熱処理してな
り、生成物中にマグネシアスピネル類を含有し、生成物
中の化学成分がCaO15〜30重量％、Al₂O₃60〜75重量％、
及びMgO３〜15重量％であることを特徴とするカルシウ
ムアルミネートであり、該カルシウムアルミネートを含
有してなるセメント組成物であり、該セメント組成物と
耐火骨材とを含有してなる不定形耐火物である。

【０００９】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１０】本発明で使用するカルシウムアルミネート
は、配合したCaO原料、Al₂O₃原料、及びMgO原料を熱処
理してなり、その生成物中にマグネシアスピネル類を含
有し、特定の化学成分を有するものである。

【００１１】本発明で使用するCaO原料としては、石灰
石、炭酸カルシウム、生石灰、及び水酸化カルシウム等
が使用可能である。また、Al₂O₃原料としては、バン土
頁岩、ボーキサイト、及び高アルミナシャモット等の天
然アルミナ原料、並びに、バイヤーアルミナ、電融アル
ミナ、及び焼結アルミナといった精製アルミナ等が使用
可能である。さらに、MgO原料としては、様々なMgOを含
有したものが使用可能であり、具体的には、海水法によ
り海水から抽出された水酸化マグネシウム、炭酸マグネ
シウム、それらをキルン等で焼成して得られるマグネシ
アクリンカー、軽焼マグネシア、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、中国等で採掘される天然マグネシア、高純度化処理
された精製マグネシア、及び気相法マグネシア等が挙げ
られ、MgO原料中のMgOの純度は、80％以上のものがSiO₂
やTiO₂などの不純物が少なく好ましい。CaO原料、Al₂O₃
原料、及びMgO原料の粒度は、特に制限されるものでは
ないが、カルシウムアルミネートが生成しやすい面か
ら、30mm以下が好ましく、５mm以下がより好ましい。

【００１２】本発明のカルシウムアルミネートは、前記
CaO原料、Al₂O₃原料、及びMgO原料を配合し、電気炉、
反射炉、平炉、転炉、及びロータリーキルン等で、溶融
及び／又は焼成の熱処理をし、その生成物を、ボールミ
ル、チューブミル、振動ミル、ローラーミル、及びタワ
ーミル等の粉砕機で粉砕して製造できる。

【００１３】このように、本発明では、カルシウムアル
ミネートを溶融及び／又は焼成する熱処理方法のいずれ
でも製造可能であるが、電気炉、反射炉、高周波炉、及
びプラズマ溶解炉等のように、配合した原料を完全に溶
融できる溶融法により、製造することが好ましい。溶融
法で製造する場合、CaO原料、Al₂O₃原料、及びMgO原料
を完全に反応させるため、溶融温度は1,500℃以上が好
ましく、1,600℃以上がより好ましく、1,800℃以上が最
も好ましい。この溶融物を通常の電気炉等の操業方法に
準じてタッピングした後、高速空気流や回転式クーラー
などによりハンドリングが可能な温度まで冷却して、目
的とする生成物を得る。溶融に際し、CaO、Al₂O₃、及び
MgOは、炉内で比重分離しやすいため、溶融後、例え
ば、少なくとも５分程度以上の一定時間溶融状態を保
ち、組成的に安定した鉱物を製造することが重要であ
る。溶融状態保持時間が十分でないとMgOがマグネシア
スピネルとして生成物中に含有されず、フリーのMgOと
して生成物中に存在する傾向がある。

【００１４】本発明のカルシウムアルミネートは、CaO
をC、Al₂O₃をA、及びH₂OをHとすると、鉱物組成とし
て、CA₂、CA、C₁₂A₇、及びC₁₂A₇H等と示される水硬性カ
ルシウムアルミネート質の一種又は二種以上を主成分と
して含有する。カルシウムアルミネートの結晶形態は、
結晶質、非晶質いずれであっても使用可能である。ま
た、カルシウムアルミネートは、特に制限されるもので
はないが、セメント組成物とした際に、優れた流動性と
適度な硬化時間、及び高強度を発現する面から、CAを主
体とするものが好ましい。不純物として、2CaO・Al₂O₃・S
iO₂、4CaO・Al₂O₃・Fe₂O₃、及びCaO・TiO₂等を含有するカ
ルシウムアルミネート質の使用も可能であるが、CaOとA
l₂O₃以外の成分、例えば、SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃、K₂O、及
びNa₂O等の不純物は、不定形耐火物として使用した際、
高温時の収縮によりクラックや剥離が発生したり、低融
点化合物の生成によって、耐火度や荷重軟化点が低下し
たり、耐食性等の特性が劣化したりするため、これらの
不純物の含有量は少ない方が好ましい。

【００１５】本発明のカルシウムアルミネートの化学成
分は、CaO15〜30重量％、Al₂O₃60〜75重量％、及びMgO
３〜15重量％であり、CaO20〜25重量％、Al₂O₃65〜70重
量％、及びMgO５〜10重量％が好ましい。CaOが30重量％
を越えると、C₁₂A₇やC₃Aなどの急硬性の鉱物組成が生成
しやすくなり、流動性が得にくくなり、可使時間が短く
なるので好ましくない。逆に、CaOが15重量％未満で
は、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、MgOが15重量％を越えると、水硬性成分で
あるカルシウムアルミネート質の量が減少するため、強
度発現性が低下する傾向があり、MgOが３重量％未満で
は耐食性が低下する傾向があり好ましくない。

【００１６】本発明のマグネシアスピネルとは、MgOとA
l₂O₃とからなるMgO・Al₂O₃を主鉱物とするものであっ
て、マグネシアスピネル中のMgOとAl₂O₃の成分比は、Mg
O20〜40重量％、Al₂O₃60〜80重量％であることが好まし
い。マグネシアスピネルがカルシウムアルミネートに含
有している場合、マグネシアスピネル中のMgOとAl₂O₃の
成分比は、MgO25〜35重量％、Al₂O₃65〜75重量％がより
好ましい。MgOが20重量％未満では耐食性が低下する傾
向があり、40重量％を越えると水と混練りした際、MgO
の消化により硬化体が膨張したり、水と混練り時に溶出
するMgイオンによって流動性が悪化しやすくなる傾向が
見られる。

【００１７】本発明において、熱処理による生成物のカ
ルシウムアルミネートにマグネシアスピネルが含有して
いることが重要である。特に、ＥＰＭＡ等による分析で
カルシウムアルミネートを分析した際、マグネシアスピ
ネルがカルシウムアルミネート質中にほぼ均一に分散し
ていることが好ましい。

【００１８】本発明において、マグネシアスピネルの他
に、カルシウムアルミネート中にマグネシアを含有して
いても問題ない。

【００１９】ここでマグネシアとは、MgOであって、カ
ルシウムアルミネート中でカルシウムアルミネート質に
含有していることが好ましく、マグネシアスピネル中に
一部含有していることも可能である。また、本発明でマ
グネシアは、ＥＰＭＡ等による分析でカルシウムアルミ
ネートを分析した際、マグネシアがカルシウムアルミネ
ート質中にほぼ均一に分散していることが好ましい。均
一に分散していないと、セメント組成物にした際、遊離
のMgOが生成し、消化が発生しやすくなる傾向がある。

【００２０】本発明のカルシウムアルミネートのガラス
化率は、タッピング後の冷却速度を調整することでコン
トロール可能であって、高圧空気等で強制冷却するとガ
ラス化率が多くなる傾向がある。このガラス化の程度
は、粉末Ｘ線回折法による特定鉱物組成の回折線のピー
ク面積により算出可能である。本発明では、ガラス化率
は特に限定されるものではないが、カルシウムアルミネ
ートのガラス化率が高いと水硬性が強くなり、高強度の
硬化体が得られるため、ガラス化率は高い方が好まし
い。ガラス化率は30％以上が好ましく、50％以上が高強
度が得られる面からより好ましい。

【００２１】本発明のカルシウムアルミネートの粒度
は、細かい方が流動性と強度発現性に優れるため好まし
く、JIS R 2521で規定されるブレーン法による測定で、
比表面積が3,000cm²/g以上が好ましく、4,000cm²/g以上
がより好ましく、5,000cm²/g以上が最も好ましい。ま
た、カルシウムアルミネートの平均粒子径は、20μｍ以
下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。平均粒子径
が小さいほど、水と混練りして使用する際に高流動性が
発揮でき、低混練り水量で硬化体が得られるため、緻密
な組織が得られ耐用が良くなるため好ましい。特に、水
と均一に水和反応するためには、90μｍを越えるような
大粒径の粒子が少ない方が好ましく、水和反応が均一に
進行し、硬化性状をコントロールしやすい面から45μｍ
を越える粒度のものが少ない方がより好ましい。

【００２２】本発明のカルシウムアルミネートは、それ
自身を、また、カルシウムアルミネートとアルミナを併
用してセメント組成物として使用できる。カルシウムア
ルミネートの配合量は、セメント組成物100重量部中、5
0〜100重量部が好ましく、80〜100重量部がより好まし
い。50重量部未満では、強度発現性が低下する傾向があ
る。

【００２３】本発明のセメント組成物の粒度は、細かい
方が流動性と強度発現性に優れるため好ましく、JIS R
2521で規定されるブレーン法による測定で、比表面積が
3,000cm²/g以上が好ましく、4,000cm²/g以上がより好ま
しく、5,000cm²/g以上が最も好ましい。また、セメント
組成物の平均粒子径は、20μｍ以下が好ましく、５μｍ
以下がより好ましい。平均粒子径が小さいほど、水と混
練りして使用する際に高流動性が発揮でき、低混練り水
量で硬化体が得られるため、緻密な組織が得られ耐用が
良くなるため好ましい。特に、水と均一に水和反応する
ためには、90μｍを越えるような大粒径の粒子が少ない
方が好ましく、水和反応が均一に進行し、硬化性状をコ
ントロールしやすい面から45μｍを越える粒度のものが
少ない方がより好ましい。

【００２４】本発明では、各化学成分の構成割合の他に
構成鉱物組成の形態が重要であって、特に、MgOをMとす
ると、カルシウムアルミネート中の鉱物組成が、少なく
ともCAとMAを主体とし、フリーのMgOが少ないものが好
ましい。フリーのMgOが存在すると水と混練りした際、M
gOの消化により硬化体が膨張したり、水と混練り時に溶
出するMgイオンによって流動性が悪化しやすくなる傾向
が見られる。

【００２５】本発明のセメント組成物の鉱物組成の形態
は、粉末Ｘ線回折法により特定化することが可能であっ
て、各鉱物組成の回折線の有無や回折強度によって含有
鉱物組成を特定化、あるいは定量することが可能であ
る。マグネシアスピネルがカルシウムアルミネート中に
含有しているかどうかは、製造したカルシウムアルミネ
ートの断面を、直接、ＥＰＭＡ、ＸＭＡ、及びＥＳＣＡ
等の電子顕微鏡観察や偏光顕微鏡観察などにより、Mg
O、CaO、及びAl₂O₃の界面の元素配列や濃度を観察する
ことにより確認できる。また、既に粉砕されたセメント
組成物は、カルシウムアルミネート質とマグネシアスピ
ネルとの鉱物の真比重差を利用し、遠心分離機にて粉砕
物を比重分離して、各分離層のＸ線回折分析や化学成分
分析を行うことで、MgOがカルシウムアルミネート中に
含有していたものか、あるいはカルシウムアルミネート
質に後添加されたものかを識別判定することが可能であ
る。カルシウムアルミネート中にマグネシアスピネルが
含有していたものであれば比重分離することはできず、
マグネシアスピネルやマグネシアを後添加したものであ
れば、比重差によって分離・同定が可能となる。本発明
においては、あらかじめマグネシアスピネルがカルシウ
ムアルミネート中に含有していることが必要であり、マ
グネシアスピネルを含有させることによって不定形耐火
物に配合した際の耐消化性や耐食性が向上するものであ
る。

【００２６】本発明では、高耐火性や耐食性をさらに向
上させるため、カルシウムアルミネートを粉砕する際に
アルミナを混合粉砕したり、流動性や硬化性を調整する
ため、通常アルミナセメント組成物に使用されている、
分散剤、硬化促進剤、及び硬化遅延剤等の硬化調整剤を
配合することが可能である。

【００２７】硬化調整剤は、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機能
を有する分散剤、硬化促進剤、及び硬化遅延剤等であ
る。

【００２８】ここで、分散剤としては、メラミン類、
ポリカルボン酸類、ホルムアルデヒドの縮合物、及び水
溶性のポリアクリル酸又はその塩と、アルカリ金属炭酸
塩との混合物、ヒドロオキシカルボン酸又はその塩、
水溶性ポリメタクリル酸とアルカリ金属炭酸塩との混
合物、メタクリル酸−アクリル酸共重合体又はこれら
の塩とアルカリ金属炭酸塩との混合物、並びに、ヒド
ロオキシカルボン酸又はその塩から選ばれた一種又は二
種以上の使用が可能である。

【００２９】また、硬化促進剤としては、炭酸リチウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の使用が
可能である。さらに、硬化遅延剤としては、糖類、カル
ボン酸類、リン酸類、及びホウ酸類等、ヒドロオキシカ
ルボン酸と無機炭酸塩の混合物、グルコン酸、クエン
酸、酒石酸、及びスルホン酸系アニオン界面活性剤等、
並びに、クエン酸類とホウ酸類からなるセメント混和材
等の使用が可能である。

【００３０】本発明のセメント組成物は、良好な流動
性、適度な硬化時間、及び高強度発現性を有し、しか
も、耐浸食性に優れており、従来のセメント組成物の課
題であった硬化体の消化の問題がないセメント組成物で
あって、通常の不定形耐火物に配合するアルミナセメン
トと同様の使用が可能である。

【００３１】本発明で使用する耐火骨材としては、一般
に不定形耐火物の骨材として使用されている、焼結アル
ミナ、電融アルミナ、及び易焼結アルミナ等のアルミナ
質骨材、電融マグネシア、焼結マグネシア、軽焼マグネ
シア、天然マグネシア、マグネシアスピネル、及びマグ
ネサイト等のマグネシア質骨材、並びに、ジルコン、ジ
ルコニア、溶融シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化珪素
鉄、炭化ホウ素、ロー石、及びシャモット等、通常不定
形耐火物に使用されている骨材類、さらには、気流衝撃
法等の新規粒子の表面改質方法により合成された黒鉛、
炭化珪素、窒化珪素、及びホウ化物等が使用可能であ
る。本発明のセメント組成物と組み合わせる耐火骨材と
しては、不定形耐火物の要求特性によって適宜設定すべ
きものであるが、鉄鋼関連の不定形耐火物においては、
アルミナ質骨材、マグネシア質骨材、並びに、天然黒
鉛、人工黒鉛、カーボンブラック、及びミッチ又はそれ
らのペレット等のカーボン質骨材を必要に応じて組合せ
ることが好ましい。

【００３２】本発明では、不定形耐火物に配合した際の
耐食性向上の面からマグネシアやマグネシアスピネル等
の塩基性成分を含有した耐火骨材を使用することは本発
明のセメント組成物の特性を十分に発揮できるため好ま
しい。

【００３３】本発明のセメント組成物は、前記耐火骨材
と、必要に応じて配合する硬化調整剤を配合した後、水
を加えてミキサー等の混練り機で混合し、目的とする施
工部位又は施工型に流し込み、硬化させた後、乾燥し高
温下で使用することが可能である。

【００３４】また、必要特性に応じてこのセメント組成
物又は不定形耐火物に、例えば、シリカフュームやエア
ロジルなどの超微粉や爆裂防止材を配合することが可能
である。

【００３５】さらに、本発明のセメント組成物の使用方
法は、特に流し込み手法に限定されるものではなく、通
常のアルミナセメントなどの耐火物バインダーが使用さ
れる吹き付け法、パッチング法、スタンプ法、及び小手
ぬり法等様々な施工方法に対応することが可能である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳しく説明する。

【００３７】実施例１ CaO原料として生石灰、Al₂O₃原料としてアルミナ、及び
MgO原料としてマグネシアを表１に示すように配合し、
電気炉で1,750〜1,900℃の高温溶融後、取り鍋に溶融物
をタッピングし放冷してカルシウムアルミネートを製造
した。さらに、得られたカルシウムアルミネートをジョ
ークラッシャーで５mm以下に粗砕し、バッチ式ボールミ
ルで粉砕し、セメント組成物を得た。このセメント組成
物の粒度をJIS R 2521に記載されているブレーン法で測
定した。結果を表１に示す。JIS R 2521に記載の方法に
準じて、得られたセメント組成物、豊浦標準砂、及び水
を、20℃恒温室内で、３分間混練りし、得たモルタルの
物性を測定した。

【００３８】＜使用材料＞ CaO原料：生石灰、電気化学工業社製生石灰、５〜10m
m、CaO98％ Al₂O₃原料：アルミナ、日本軽金属工業社製バイヤーア
ルミナ、商品名「NMA 10」、Al₂O₃99％ MgO原料：マグネシア、宇部化学工業社製マグネシア
クリンカー、MgO96％

【００３９】＜物性の測定方法＞粒度：JIS R 2521に記載の方法に準じてブレーン
比表面積を測定フロー値：流動性を評価するもので、混練後のモルタ
ルを、所定時間放置した後、30秒間練り返しを行ったも
のの広がり径をJIS R 2521に準じて測定硬化時間：混練後のモルタルを断熱容器に移し取り、
水和に伴う発熱を温度記録計にて測定し、注水から発熱
温度が最大になるまでにかかった時間を測定。圧縮強度：混練後のモルタルを40×40×160mmの型枠
に詰め、24時間経過後の硬化体の圧縮強度を加圧式圧縮
強度測定機で測定して、養生後の圧縮強度とし、24時間
経過後の硬化体を110℃の乾燥器内に入れ、20時間乾燥
した後、室温まで放冷し、同様に測定して、乾燥後の圧
縮強度とした。耐消化性：混練後のモルタルを40×40×160mmの型枠
に詰め、24時間経過後の硬化体を110℃の乾燥器内に入
れ、150℃のスチームを引き入れた蒸気養生箱の中に24
時間放置した後、クラックの発生の有無、曲がりの有
無、及び膨張率を評価した。クラックの発生と曲がり具
合は目視で評価し、膨張率は蒸気養生の前後の長さ変化
をマイクロメーターで測定。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、あらかじめカルシウムアルミネート中に塩
基性成分を含有させることによって、優れた水硬性、流
動性、強度発現性、及び耐消化性を有する。

【００４２】実施例２表２に示すように配合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、比較例には、従
来のアルミナセメントクリンカーに、上記セメント組成
物中のMgO含有量と等しくなるようにマグネシアスピネ
ルを混合粉砕した物を使用した。結果を表２に併記す
る。

【００４３】＜使用材料＞アルミナセメントクリンカー：CaO34％、Al₂O₃65％相当
品マグネシアスピネル：大村耐火社製合成スピネル、商品
名「MS-100」

【００４４】

【表２】

【００４５】表２から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物は、あらかじめカルシウムアルミネート中に塩
基性成分を含有させることによって、優れた水硬性、流
動性、強度発現性、及び耐消化性を有する。特に、耐消
化性は、塩基性骨材成分をアルミナセメントクリンカー
へ後添加した比較例に比べて格段に向上しており、強度
発現性も向上している。

【００４６】実施例３実施例１と２で製造したセメント組成物10重量部、耐火
骨材Ａ50重量部、耐火骨材Ｂ15重量部、及び耐火骨材Ｃ
25重量部を配合し、20℃恒温室内で、JIS R 2553に記載
の方法に準じ、モルタルミキサーで１分間空練り後、水
10重量部を添加し３分間混練りして得た不定形耐火物の
物性を測定した。結果を表３に示す。

【００４７】＜使用材料＞耐火骨材Ａ：昭和電工社製商品名「焼結アルミナSRW」、
５〜３mm品／３〜１mm品／１〜０mm品の重量比２／２／
１の混合物耐火骨材Ｂ：昭和電工社製商品名「電融アルミナRW92」、
220Mesh F品／325Mesh F品の重量比２／１の混合物耐火骨材Ｃ：新日本化学社製商品名「焼結スピネルSPL-
S」、１〜０mm品／昭和電工製「電融アルミナRW92」200Mes
h F品の重量比３／２の混合物

【００４８】＜測定方法＞耐食性：混練後のモルタルを40×40×160mmの型枠
に詰め、24時間経過後の硬化体を110℃の乾燥器内で乾
燥し、その後、400℃で２時間乾燥処理し、シリコニッ
ト電気炉で、1,000℃で時間焼成し、室温まで放冷した
硬化体を、高周波炉で溶融した高温スラグに10分間浸漬
し、その浸食状態とクラック発生の有無を目視で確認
後、浸漬試片をダイヤモンドカッターでカットし、硬化
体内部へのスラグの浸食状態をＥＰＭＡで分析した。こ
のＥＰＭＡによるスラグ浸潤厚みを浸食深さとした。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３から明らかなように、本発明のセメン
ト組成物を含有した不定形耐火物は、優れた水硬性、流
動性、強度発現性、及び耐消化性を有する。特に、耐消
化性は、塩基性骨材成分をアルミナセメントクリンカー
へ後添加した比較例に比べて格段に向上しており、長さ
変化も小さく、高温強度発現性や耐スラグ浸食性も著し
く向上している。

【００５１】

【発明の効果】以上の実施例から明かなように、本発明
のセメント組成物又はそれを含有した不定形耐火物は、
従来課題となっていた不定形耐火物製造時に骨材として
配合するマグネシアやスピネルといった塩基性材料の消
化の問題がなく、極めて良好な耐消化性とスラグ等に対
する耐食性を有し、不定形耐火物に配合した際、高流動
性、適度な硬化時間、及び高強度発現性が得られるもの
である。本発明のセメント組成物や不定形耐火物を使用
すると、従来のものでは、消化性、耐用性、及び強度発
現性の面で、施工が困難であったMgO−C系やMgO−Cr系
などの塩基性煉瓦の不定形化が可能になるばかりでな
く、スラグ浸食の激しい部位の耐用が大幅に向上するな
どの効果を奏する。また、本発明のセメント組成物又は
それを含有してなる不定形耐火物は、高炉、電気炉、セ
メントキルン、石灰炉、及び焼却炉等の耐火材分野を始
めとし、化学プラントの内張り材や耐火ボードなど、土
木・建材分野へも広く使用可能である。特に耐火物分野
に使用した際、大きな効果が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 CaO原料、Al₂O₃原料、及びMgO原料を配
合し、熱処理してなり、生成物中にマグネシアスピネル
類を含有し、生成物中の化学成分がCaO15〜30重量％、A
l₂O₃60〜75重量％、及びMgO３〜15重量％であることを
特徴とするカルシウムアルミネート。
【請求項２】請求項１記載のカルシウムアルミネート
を含有してなるセメント組成物。
【請求項３】請求項２記載の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。