JPS5913462B2

JPS5913462B2 - ２型無水石こう系硬化材

Info

Publication number: JPS5913462B2
Application number: JP54173596A
Authority: JP
Inventors: 和彦岩谷; 健一加賀屋; 悟鎌田
Original assignee: NIPPONKAI KENSETSU KK
Current assignee: NIPPONKAI KENSETSU KK
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1979-12-29
Publication date: 1984-03-29
Also published as: JPS5696757A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はこの出願の発明者が先きになした昭和５３年
特許願第１４３７７１号（特開昭５５＝７１６５４号公
報）、発明の名称■準焦水石こう系硬化材の発明の改良
にかかわる。

従来から石こう、鉄鋼炉プラグ、セメント系の硬化組成
物があり、この３つの素材を配合すれば容易に硬化組成
物となることが知られている。

この場合における配合組成は、石こう（二水石こうを指
す。

）１０〜１５重量パーセントセメント２〜５重量パーセ
ント、鉄鋼デスラグ８５〜９０重量パーセントの組成物
か、石こう（二水石こう）約１０重量パーセント、セメ
ント３０〜５０重量パーセント、鉄鋼炉スラグ４０〜６
０重量パーセント程度の組成物で石こう（二水石こう）
で３０重量パーセント以ＩＰ合された硬化組成物は見ら
れない。

これは一般的に石こう（二水石こう）が３０重量パーセ
ントも配合されると、硬化物の物性が悪くなることが確
認されているためである。

又、従来取り上げられた石こうは二水石こうで、■準焦
水石こうが配合材料として取り扱われたものはあまり見
られない。

この発明に示す■準焦水石こうはフッ酸製造時の副製品
で、通常、膨張セメントの原料などに使用される程度で
あり、現在三水石こうへの転換は経費の点から顧みられ
ない。

■準焦水石こうはα石こうに類似した物硅を持ちすぐれ
た面をも有するので、応用方法によっては、可成り個性
的な実用材料化を期待出来るものであるが、遅い硬化速
度とフッ酸副製品の場合、製造時の夾雑物を含んでいる
品質的な問題で、安価な材料でありながら用途が挟い現
状である又、仮に純品に近く品質を改善出来たとしても
石こうとして致命的な性質である弱い耐水性の問題が残
ることになる。

本発明はこれらの問題点（特に、硬化速度と耐水性）を
解決し、■準焦水石こうの有する長所をそのまま利用す
る目的で改良検討を重ねた結果、次のような方法で対処
することが出来たすなわち、粉砕した■準焦水石こうに
硬化促進剤を混合し、更に消石灰と水を加えてｐＨ１１
〜１２のスラＩＪ−にすると、無水石こうの粉砕粒度の
大小で変動するが割り合い短時間で硬化させることがで
きる。

この硬化物の強度は、α石こう並みの比較的高い値を示
すが、耐水性は三水石こう単位の場合に示す結果と変ら
ない位い極めて悪い。

そこでこの点の改善を目的として、先出願発明のメカニ
ズムきなった各種硅酸塩物質の効果について、更に検討
を重ねた結果、配合する硅酸塩物質は、迅速な反応性を
内容とした効果目的に合致させるためには、天然産のも
のより人工のものが合理的と考え此等の中より鉄鋼炉ス
ラグ系物質を主として取り上げて実験を行なった。

鉄鋼炉プラグ系物質に該当するものには鉄鋼炉フラグ、
肥料用硅カル、高炉スラグセメント等を上げることがで
きる。

この中で入手性、品質に対する信頼性、物性、経済性を
集約すると高炉スラグセメントが最適と考えられるので
これを代表物質として採用した。

実験の結果は、副製■準焦水石こうの場合、高炉プラグ
セメントを８．５〜２４重量パ重量パーセント台して得
られる硬化体の物性について各種の測定結果決定的なも
のはなく、５０重量パーセント程度配合してようやく改
善の糸口が得られた。

すなわち、２４電量パーセント以下の配合で得られる硬
化体は、先ず第一に強度と硬化速度共に不光分であり、
５０重量パーセント程度の配合で強度はようやく改善さ
れ、無添加体に比較して曲げ、圧縮共に２００パーセン
ト近い強度となることを確認した。

しかし、硬化速度は依然として遅く、いづれの場合も無
添加体と比較して３倍以上の時間がかかり実用的に問題
のあることが分かった。

又、耐水性も全般に向上したもののまだ不満足の領域に
入っていた。

そこで此等の諸点を改善するため、更に検討した結果、
２４電量パーセント以下の配合で発生する強度不足には
普通ポルトランドセメントの添加が効果を示し、全般に
必要な硬化速度の加速改善に対してはアルミナセメント
を２〜４重量重量パーセントナることにより効果のある
ことが分かった。

又、耐水性改善は普通ポル十ランドセメントとアルミナ
セメント両者の相乗効果で光分対応することが可能であ
った。

此等の結果を適宜組合わせることにより、強度と硬化速
度と耐水性３点を同時に解決できる。

又、当然予想された事項であるが硬化促進剤無添加条件
では硬化速度は遅く硬化体の強度は若干低下する結果を
示した。

ここで使用する鉄鋼炉プラグ糸吻質としては、先に示し
た高炉プラグセメント及び鉄鋼炉ヌラグ（急冷品、除冷
品）及び転炉プラグが同類物質として挙げられる。

更に溶解を伴なう固体間の反応であるから、仕込む各原
料物質の粒度は出来る限り微粉砕品であることが第１の
要件で、通常、１７０メツシユ以下の細かさ、好ましく
は２００メツシユ以下であることが望ましい結果を示し
た。

次に、各原料物質の適切な配合範囲を示して見ると、■
地熱水石こうは３０〜７０重量パーセント（二水石こう
として３８〜８８．６重量パーセント）で、７０重量パ
ーセントを越えると耐水性が悪くなり実用上に問題があ
る。

４７〜７０重量パーセントの範囲では耐水性がなお完全
でないが、利用する方面として建材、特に内装材として
充分である。

３０〜４７重量パーセントでは、建材や土木資材などに
適する強度と耐水性を示す物性となるが、■地熱水石こ
うの有効利用を主に考えた経済的な観点に立てば４５重
量パーセント前後と見られる。

又、３０電量パーセント以下の場合、■地熱水石こう系
硬化材と称することは難かしくなる。

■地熱水石こうと対応する鉄鋼炉フラグ系物質として高
炉プラグセメントを取り上げると、適切な範囲として５
５〜２０重量パーセントと見られる。

５５重量パーセント以上配合では■地熱水石こう系硬化
材とは考えにくいし、５５〜４５重量パーセントでは強
度、耐水性共に問題がなく、配合材料はいづれの方面に
も実用可能なものと見られる。

４５〜２０重量パーセントの場合は内装用建材として充
分であり、２０電量パーセント以下では耐水性が悪く実
用上問題がある。

普通ポルトランドセメントは１５重量パーセント程度ま
でが物性向上の限界で、これ以上増加しても物性に効果
は認められなかった。

一方、アルミナセメントは適切な範囲として、１．５〜
５重量パーセントの添加と考えられ１．５重量パーセン
ト以下では硬化速度が無添加品に比較して顕著でなく、
５重量パーセント以上では水利凝結反応が急激に進行し
て硬化体の温度上昇が認められ、結果として、強度はむ
しろ低下することが分かった。

■地熱水石こうに添加する消石灰は、中和が主目的なの
で０，５〜１．０重量パーセント程度で充分であり、必
要外の添加は混水量の増大並びに強度の低下が認められ
た。

水利促進剤の添加量は、硫酸カリ、カリ明ばん合量で１
〜１．５重量パーセント程度で、■地熱水石こうの水利
促進効果は光分て多く加えることは不可溶性成分である
ためと経済性とを考慮すれば少量添加が望ましい。

勿論、硬化材の実用的見地から考えた経済組成としでは
、硬化材の持つ最高物性を維持できる範囲で■準焦水石
こうの最大配合量の点と言うことになる。

この硬化材の経済組成がどのようなものか集約すると次
のような組成とみられる。

■準焦水石こうとして４０〜４５重量パーセント、高炉
スラグセメント４０〜４５重量パーセント、普通ポルト
ランドセメント６〜１３重量パーセント、アルミナセメ
ント２〜５重量パーセント、消石灰０．５重量パーセン
ト、硫酸力ＩＪ０．６重量パーセント、カリ明ばん０．
４重量パーセント程度で、短的に言えば、この組成を境
にして、■準焦水石こうが多くなる配合組成は次第に物
性を下降させ、逆に■準焦水石こうが少くなる配合組成
は最適物性を維持して行くことになる。

この発明の硬化材の水利反応を検討して見ると、水利促
進剤である硫酸カリ、カリ明ばんの作用で無水石こうが
溶解すると共に鉄鋼炉フラグ系物質やセメント中のＣ３
Ａ及び系内の石灰分との三者反応の結果、ポゾラン反応
を経て急速にエトリンジャイト（３ＣａＯ−Ａ４０ｓ
・３ＣａｓＯ４＠３２Ｈ２０）等のセメント鉱物組織
に変って行き、硬化し硬化体の強度、耐水性など物性を
向上させるものと見られる。

この場合の反応速度はアルミナセメントの添加で一層促
進されるものと判断され、この発明は工）ＩＪンジャ
イトの最適生成ふん囲気を構成するものである。

したがって、水和促進剤やアルミナセメントの欠除は硬
化完了の時間遅延となる。

これ等の関係はＸ線解析結果からも裏付けることができ
た。

実施例に示すように、適性な組成で配合された硬化材は
、混水量３０〜３３重量パーセント程度の水を加えてか
く拌したスラリーは５時間ないし６時間で硬化した。

この硬化体を室温、飽和水蒸気下で７日間養生したもの
は比重１．８〜２．０となり、圧縮強度３５０〜４００
ｋｇ／ＣＩＩＬ、抽げ強度８０〜９０ｋｇ／ＣＴＬで、
４５°Ｃ乾燥恒量体の耐水性は室温流水中２０日保持（
２ｃｍ立方成形体単位表面積（ｄ）当り２０１の常温水
通過〕で０．２〜０．９重量パーセントの減量にとどま
った。

実施例（第１図参照）フッ酸製造副産物である■準焦水石こうについて３２メ
ツシユふるいアンダーサイズ（粗粒）又は２００メツシ
ユふるいアンダーサイズ（細粒）を使用した。

この３２メツシユアンダ一■型無水石こう１００部に鉄
鋼炉フラグ系物質として高炉スラグセメント０種９，６
〜３２．５部を混合したもの、又は２００メツシユアン
ダ一■型無水石こう１００部に高炉スラグセメント０種
３２．５〜１０１．６部を混合したものに、消石灰を１
．１〜２．３部更に混合した。

仕込み全量に対して３０係の混水量となるよう採取した
水に粉砕した硫酸カリ１，４〜１．６部、カリ明ばん１
．０部を溶解した後、先の無水石こう一高炉スラグセメ
ント混合物と更に混合し充分かく拌した後、砲金製金型
にパイブレーク−を当でながら流し込み硬化させた。

スラリーの流動性が不足した場合適宜水を少量加え流動
性を保持した。

これを実験Ａとする。

２００メツシユアンダ一■型無水石こう１００部に高炉
プラグセメント０種３２．５〜１０２．２部及び普通ポ
ルトランドセメント８．７〜２７，７部を混合したもの
に消石灰を１．０〜１．２部更に混合した。

仕込み全量に対して３０係の混水量となるように採取し
た水に粉砕した硫酸カリ１．３〜１．５部、カリ明ばん
０，９〜１．０部を溶解した後、先の無水石こう一高炉
フラグセメントー普通ポルトランドセメント混合物と更
に混合し充分かく拌した後砲金製金型にパイブレーク−
を当てながら流し込み硬化させた。

スラリーの流動性が不足した場合、適宜水を少量加え流
動性を保持した。

これを実験Ｂとする。

３２メツシユアンダー又は２００メツシユアンダ一■型
無水石こう１００部に高炉スラグセメン）Ｃ種３２．５
〜１０１．９部及びアルミナセメント１号３．１〜７，
４部を混合したものに消石灰を１．１〜１．３部更に混
合した。

仕込み全量に対して３０％の混水量となるよう採取した
水に粉砕した硫酸カリ１．４〜１．５部、カリ明ばん０
．８〜１．０部を溶解した後、先の無水石こう一高炉ス
ラグセメントーアルミナセメント混合物と更に混合し光
分かく拌した後、砲金製金型にバイブレータ−を当てな
がら流し込み硬化させた。

この実験をＣとする。

２００メツシユアンダ一■型無水石こう１００部に高炉
スラグセメント０種３２．６〜１５９．７部及び普通ポ
ルトランドセメント８．７〜４１．３部とアルミナセメ
ント１号３．０〜９５部を混合したものに消石灰を１．
０〜１．６部更に混合した。

仕込み全量に対して３０％の混水量となるよう採取した
水に粉砕した硫酸カリ１．４〜１．６部、カリ明ばん０
．９〜１．０部を溶解した後、先の無水石こう一高炉フ
ラグセメントー普通ポルトランドセメント−アルミナセ
メント混合物と更に混合し、充分かく拌した後、砲金製
金型にバイブレータ−を当てながら流し込み硬化させた
。

スラリーの流動性が不足した場合、適宜水を少量加え流
動性を保持したこの実験をＤとする。

２００メツシユアンダ一■型無水石こう１００部に高炉
プラグセメント０種１０１．７部及び普通ポルトランド
セメント２７．６部とアルミナセメント１号７．６部を
混合したものに消石灰を１．２部更に混合した。

仕込み全量に対して３０％の混水量となるよう採取した
水に先の無水石こう一高炉フラグセメントー普通ポルト
ランドセメント−アルミナセメント混合物を混合し、充
分かく拌した後、砲金製金型にパイブレーク−を当てな
がら流し込み硬化させた。

スラリーの流動性が不足した場合、適宜水を少量カロえ
流動性を保持した。

この実験をＥとする。

以上の実験で得られた硬化体の硬化時間（脱型までの時
間）、強度、耐水性についで調査した結果を第１図に併
せで示した。

強度は島津式万能試験機で測定したもので、テストピー
スは圧縮強度測定用は２ｃ１ｒＬ×２ｃＩｒＬ×２ｃＩ
ｒＬの立方体５個、曲げ強度測定用は２ｃＩＩｌ×２Ｃ
ｒｒＬ×６ｃｒＩＬの直方体３個を使用し、強度はこれ
らの平均値で材令は室温飽和水蒸気圧下７日であった。

耐水試験体は２ｃ１１′Ｌ×２ＣＩＩ′Ｌ×２ＣｒｒＬ
の立方体２個を使用し、単位表面積（ｄ）当り５日間テ
ストで５＃、２００日間テスト２１の水道水を流した。

減量は２個の平均値で４５℃乾燥恒量後１日室温放置基
準で測定した。

減量測定波圧縮強度を測定した。

又、試験体は種々の表面状態が観察された。

実験１９．２０は鉄鋼炉フラグ系物質として肥料用硅カ
ル高炉水砕スラグ品を使用し前記最適実験条件で確認し
たものである。

実験２１，２２はＡ社市販品２種類を当実験と同一条件
で比較したものである。

次に比較例として実験２３．２４を示すと、３０メツシ
ユアンダー又は２００メツシユアンダーの■準焦水石こ
うを、３０％の混水量となるよう採取した水に硬化促進
剤を溶解した液に混合し、充分かく拌した後、消石灰を
少量づつ投入し混合スラリーのｐＨを１１〜１２とした
後金型に流し込み硬化した。

投入した消石灰は無水石こう１００部に対し１．６〜１
．９部、硫酸カリは１．６部、カリ明はんば１．０部で
あった。

硬化体は前と同様に物性を調査した。

本実施例の如き配合によって得られた硬化体は、比較例
において得られた硬化体に比較して表１で認められると
おりに、向上した強度と耐水性を有し、硬化時間も大巾
に短縮可能にしたものであって建材及び土質改良材とし
て光分な適性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験数値を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１ ■準焦水石こう３０〜７０％と鉄鋼炉プラグ系物質
５５〜２０％とに、普通ポルトランドセメント０〜１５
％、アルミナセメント１．５〜５％、消石灰０５〜０゜
７％、無水石こう水和促進剤若干％を添加混合すること
により水利硬化体の硬化時間を短縮することを特徴とす
る■準焦水石こう系硬化材。