JPS5951504B2 - 加熱硬化型セメント組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱硬化型セメント組成物に関する。

本発明における加熱硬化型セメント組成物とは、常温で
は水分が存在しても硬化速度が遅いが一定温度以上に加
熱されると水分の存在下に急速に硬化する性質を有する
ものであって、セメンＩ・を主成分とする組成物をいう
。

従来から加熱硬化型セメント組成物として、ポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、石膏類、石灰類からな
る組成物が提供されており、常温では水分が存在しても
硬化速度が遅く、６０℃以上に加熱されると水分の存在
下に急速に硬化する性質を有している。

しかしながら従来の加熱硬化型セメント組成物では、組
成物中に占めるポルトランドセメント量が少なく、アル
ミナセメント量が多い組成物になされていたので水分の
存在下で６０℃以上で一旦熱硬化させて得られた成形物
を、再び６０℃以上の乾燥条件下においた際に機械的強
度の低下が顕著となり、しかも乾燥収縮による寸法変化
が著しく大きくなり亀裂発生の原因となっていた。

又従来の加熱硬化型セメント組成物から得られた成形物
を建築物の内外壁に使用した際に防火性能上要求される
耐爆裂性が著しく低いものとなる欠点があった。

本発明は上記従来の加熱硬化型セメント組成物の有する
欠点を解消することを目的とするものであり、熱硬化に
より得られた成形物を高温に保持して乾燥した際の機械
的強度の低下を防ぎ乾燥収縮による寸法変化、耐爆裂性
を改善すると共に、熱硬化した成形物の機械的強度を向
上させ成形物を脱型した際に形崩れを生ずるのを防ぐこ
とができる、加熱硬化型セメン）・組成物を提供するこ
とを目的とする。

本発明の要旨とするところは、ポルトランドセメント８
１〜９６．５重量部、アルミナセメンｌ−１０〜２．４
重量部、無水石膏又は（及び）半水石膏５〜０．７重量
部、石灰５〜０．５重量部からなる混合セメンｌ−１０
０重量部当り、有機カルボン酸のアルカリ金属塩を０．
２〜２．０重量部混合していることを特徴とする、加熱
硬化型セメント組成物に存する。

次に本発明加熱硬化型セメン）〜組成物について更に詳
細に説明する。

混合セメントとは、セメント、石膏、石灰等を混合して
得られる材料であり、本発明における混合セメントは、
ポルトランドセメント８１〜９６．５重量部、アルミナ
セメンＩ・１０〜２．４重量部、無水石膏又は（及び）
半水石膏５〜０．７重量部、石灰５〜０．５重量部から
なる。

ポルトランドセメントとしては、例えば普通ポルトラン
ドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポ
ルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高酸
化型ポルトランドセメント等が存する。

本発明においては、混合セメント１００重量部中にポル
トランドセメントが８１〜９６．５重量部使用される。

ポルトランドセメントの量が８０〜９６重量部にされる
のは、本発明加熱硬化型セメント組成物を使用し水分の
存在下で加熱硬化して得られた成形物を加熱硬化後、長
期間を経過後における機械的強度の維持を図り、６０℃
以上に再加熱して乾燥した際に機械的強度が低下するの
を防ぎ、又乾燥収縮により寸法変化を生ずるのを防ぎ、
更に耐爆裂性を改善するためである。

しかしてポルトランドセメントの量が８１重量部よりも
少量め場合には、前記成形物の乾燥時の機械的強度の低
下、乾燥収縮による寸法変化が著しく、耐爆裂性が得難
いものとなり、又９６．５重量部よりも多量になるとア
ルミナセメント、石膏、石灰の各成分の割合が少量にな
りすぎて水分の存在下で加熱硬化させた際の成形物の機
械的強度が充分に得られないものとなる。

アルミナセメントは、カルシウムアルミネートを主成分
とするセメントであり、本発明加熱硬化型セメント組成
物を使用し水分の存在下で加熱硬化して得られる成形物
の機械的強度の発現に寄与するカルシウムスルホアルミ
ホー１−水和物を生成させる役割を有するものである。

アルミナセメントは混合セメント１００重量部中に１０
〜２．４重量部使用される。

そしてアルミナセメントが２．４重量部よりも少量では
、加熱硬化させた際にカルシウムスルホアルミネート水
和物の生成量が少なくなり、成形物を熱硬化させた際の
成形物の機械的強度の発現か１難になり、またアルミナ
セメンＩ〜が１０重量部よりも多量の場合には、混合セ
メント中のポルＩ・ランドセメントの使用量が少なくな
らざるを得ないから、熱硬化液長期間経過後の機械的強
度の低下をきたし、乾燥時の機械的強度の低下、収縮に
よる寸法変化を生じ、耐爆裂性の低下等をきたしやすい
ものとなる。

無水石膏又は（及び）半水石膏は混合セメント１００重
量部中に５〜０．７重量部使用され、又石灰は混合セメ
ンＩ− １００重量部中に５〜０．５重量部使用される
。

これらの無水石膏、半水石膏は、本発明加熱硬化型セメ
ント組成物を使用し水分の存在下で加熱硬化させた際に
生ずるカルシウムスルホアルミネート水和物の硫黄源、
カルシウム源となり、又石灰はカルシウム源となる。

前記の混合セメントにおいては、従来の加熱硬化型セメ
ントにおける短所であった、成形物の高温乾燥時の機械
的強度、乾燥収縮による寸法変化、耐爆裂性を顕著に改
善できるのである。

しかしながら混合セメンＩ−においては、加熱硬化した
直後（本発明においては加熱硬化開始後１時間以内をい
う）の成形物の機械的強度が著しく向上する領域におい
て前記諸性質の改善が充分に発現されず、逆に前記諸性
質の改善が顕著である領域においては加熱硬化した直後
の成形物の機械的強度の向上の程度が必ずしも充分には
ならないのである。

ことに本発明におけるようにポルトランドセメントの量
が、混合セメンｌ− １００重量部中に８１重量部以上
になると加熱硬化させた際のカルシウムスルホアルミネ
ートの生産量が減少し、加熱硬化した直後の成形物の機
械的強度が低くなる。

従って養生、高温乾燥を行なうために成形物を脱型させ
る際に成形物の型崩れを生ずるようなことになりやすい
のである。

そこで本発明においては、前記の混合セメント１００重
量部当り、０．２〜２．０重量部の有機カルボン酸のア
ルカリ金属塩を混合し、加熱硬化した直後であっても成
形物の機械的強度が良好となり、成形物を脱型させる際
に形崩れを生じたりすることがないようにしたものであ
る。

有機カルボン酸のアルカリ金属塩としては、例えばクエ
ン酸、りんご酸、グルコン酸、ゲルタール酸、グリコー
ル酸等のす１ヘリウム塩又はカリウム塩が存する。

有機カルボン酸のアルカリ金属塩は加熱により混合セメ
ントの硬化を促進させる働きを有するものであり、か・
る硬化促進作用によって成形物を加熱硬化させた直後に
おける機械的強度を向上させることができるのである。

そして前記有機カルボン酸のアルカリ金属塩は、脱型後
における高温乾燥時の機械的強度、乾燥収縮による寸法
変化、耐爆裂性の改善を阻害することがない。

しかしながら有機カルボン酸の使用量が前記混合セメン
ｈ１００重量部当す０．２重量部よりも少量であると加
熱された際の混合セメントの硬化促進作用が充分になら
ないし、又２重量部よりも多量であると加熱硬化された
成形物の脱型不良を生じやすくなる。

本発明において有機カルボン酸のアルカリ金属塩の混合
は、予じめ混合セメントを準備し、この混合セメンＩ・
に対しなされてもよいが、混合セメントのいずれか１又
は２以上の成分に対し混合し、混合セメントの残存成分
を更に加えて混合することにより、最終的に混合セメン
トに対し前記有機カルボン酸のアルカリ金属塩が混合さ
れておればよい。

本発明加熱硬化型セメント組成物においては、砂、砂利
等の各種骨材、天然繊維、合成繊維、金属繊維、鉱物繊
維等の補強材、各種高分子物質、例えば防水性を改良す
るためのゴムラテックス等を必要に応じて含有させても
よい。

本発明加熱硬化型セメント組成物を加熱硬化させる場合
の温度は６０℃乃至１００℃が好適であり、６０℃より
も低温では硬化速度が遅く、又１００℃よりも高温では
加熱硬化して得られた成形物は機械的強度の低いものと
なりやすい。

本発明加熱硬化型セメント組成物によれば、従来の加熱
硬化型セメント組成物における欠点であった、成形物を
一旦熱硬化させた後、再び６０℃以上に加熱して乾燥さ
せた際の機械的強度、亀裂発生の原因となる乾燥収縮に
よる寸法変化、建築物の防火性能上必要となる加熱時に
おける耐爆裂性を改善することができ、又熱硬化直後の
成形物に機械的強度を付与し脱型した際の形崩れを防ぐ
ことができ、成形物・を量産するに適したものとなる。

以下に本発明の実施例を記す。

実施例 １ 超早強ポルトランドセメント８１．０重量部、アルミナ
セメンｌ−９，４重量部、焼石膏４．９重量部、消石灰
４．９重量部からなる混合セメン１〜１００重量部当り
、クエン酸す）・リウム０．６重量部を混合し、更に水
／セメント比が０．６５、砂／セメント比が２．０とな
るように水及び砂を混合し、型内に入れて４０Ｘ ４０
Ｘ １６０ｍ ７ｍの寸法の角柱体を成形した。

かくして得られた成形物を８０℃に昇温させて加熱硬化
を急速に行なわせた後、脱型したが、脱型時には成形物
の形崩れを生じなかった。

更に成形物の加熱硬化を３０分間継続した後、常温で１
週間をかけて養生した。

養生開始から１週間経過後の成形物の圧縮強度を測定し
た。

養生後１００℃の恒温槽中に成形物を保持し、乾燥を行
なった。

又乾燥開始から１８，３Ｂ、１週間、４週間経過後の圧
縮強度の測定結果を第１表の実施例１の欄に示す。

又養生後１００℃の恒温槽中に成形物を保持し１Ｂ。

１週間、４週間を経過後の寸法変化を測定した。

これらの測定結果は、第２表の実施例１の欄に示す通り
であった。

実施例 ２ 超早強ポルトランドセメンｌ−８８，０重量部、アルミ
ナセメント６．７重量部、焼石膏２．２重量部、消石灰
３．１重量部からなる混合セメント１００重量部当り、
クエン酸ナトリウム０．６重量部を混合し、以下実施例
１と同様にして水、砂を混合し、成形、加熱硬化を行な
い脱型後、常温で養生を行なった。

養生開始から１週間を経過した後の成形物の圧縮強度を
測定した。

養生後１００℃の恒温槽中に成形物を保持し乾燥させた
。

乾燥開始から１週間経過後の圧縮強度、及び１Ｂ、３Ｂ
、１週間、４週間経過後の圧縮強度の測定結果を第１表
の実施例２の欄に示す。

又養生後１００℃の恒温槽中に成形物を保持し、１Ｂ、
１週間、４週間を経過後の寸法変化を測定した。

これらの測定結果を第２表の実施例２の欄に示す。

比較例 Ａ 超早強ポルトランドセメント７０重量部、アルミナセメ
ント１５重量部、焼石膏９重量部、消石灰６重量部から
なる混合セメント１００重量部当り、クエン酸すトリウ
ム０．６重量部を混合し、実施例１と同様にして成形物
の成形、加熱硬化、養生を行なった。

養生後、実施例１と同様に乾燥、強度測定、寸法変化を
測定した。

これらの測定結果は、第１表、第２表の比較例Ａの欄に
示す通りであつた。

上記第１表及び第２表から、実施例のものが比較例のも
のに比べて乾燥後の強度が大きく且つ乾燥収縮が小さい
ことがわかる。

実施例 ３ 超早強ポルトランドセメント８８．０重量部、アルミナ
セメント６．７重量部、焼石膏２．２重量部、消石灰３
．１重量部からなる混合セメント１００重量部当りりん
ご酸ナトリウム１．２重量部を混合し、砂（２ｍ／ｍメ
ツシュ篩通過）／セメント比が２．５、水／セメント比
が０．５となるように、砂及び水を加えて混合し、型内
に入れて４０ Ｘ ４０ Ｘ １６０ｍ／ｍの寸法の角
柱体を成形した。

かくして得られた成形物を８０℃に昇温させて３０分間
保持し加熱硬化を急速に行なわせた後脱型し、常温で養
生した。

養生開始から３０分を経過した時点での成形物の曲げ強
度は２６．３ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度は８４．４ｋｇ／
ｃｍ２であった。

比較例 １ 実施例３においてりんご酸ナトリウムの使用量を０．１
５重量部とした以外は実施例３と同様にして成形物の成
形、加熱硬化、養生を行なった。

養生開始から３０分を経過した時点での成形物の曲げ強
度は０．９ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度は３．ＯｋｇＺｃｍ
２であった。

実施例 ４ 超早強ポルトランドセメン）−８２，０重量部、アルミ
ナセメント９．０重量部、焼石膏３．５重量部、無水石
膏２．５重量部、消石灰４．０重量部からなる混合セメ
ント１００重量部当りクエン酸ナトリウム７０．６重量
部を混合し、砂（２ｍ／ｍメツシュ篩通過）／セメント
比が２．５、水／セメント比が０．３、減水剤／セメン
ト比が０．０１となるように、砂、水及び減水剤を加え
て混合し、型内に入れて４０ Ｘ ４０ Ｘ １６０ｍ
／ｍの寸法の角柱体を成形した。

かくして得られた成形物を７０℃に昇温させて３０分間
保持し加熱硬化を急速に行なわせた後脱型し、常温で養
生した。

養生開始から３０分を経過した時点での成形物の曲げ強
度は４９．１ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度は１８４ｋｇ／ｃ
ｍ２であった。

又この成形物から平板状試料を切出し、室温で４週間放
置後、ＪＩＳＡ１３０１による２級加熱曲線に従い、小
型防火性能試験装置を用いて加熱試験を行なった。

その結果成形物に爆裂を生じなかった。

実施例 ５〜８ 表３の各実施例の欄に示す成分からなる組成物を準備し
、これに水／セメント比が０．６５、砂／セメント比が
２．０となるように水、砂を混合し、型内に入れて４０
Ｘ ４０ Ｘ １６０ｍ ７ｍの寸法の角柱体を成形
した。

かくして得られた成形物を８０℃に昇温させて３０分間
保持し、加熱硬化を急速に行なわせた後脱型した。

脱型の際の成形物の形崩れは生じなかった。

次いで常温で養生した。

養生開始から３０分を経過した時点での曲げ強度及び圧
縮強度の測定結果を表３の各実施例の欄に記す。

比較例 ２〜９ 表３の各比較例の欄に示す成分からなる組成物を準備し
、これに水／セメント比が０．６５、砂／セメント比が
２．０となるように水、砂を混合し、型内に入れて４０
Ｘ ４０ Ｘ １６０ｍ ７ｍの寸法の角柱体を成形
した。

かくして得られた成形物を８０℃に昇温させて加熱硬化
を急速に行なわせた。

比較例２〜５では３０分間経過後の成形物の脱型は不良
であったので５０分間経過後に脱型を行なった。

次いで常温で養生した。

養生開始から３０分を経過した時点での曲げ強度及び圧
縮強度の測定結果を第３表の比・較例２〜５の欄に記す
。

尚、比較例６〜９では成形物が形崩れしてしまい脱型で
きなかった。

従って比較例６〜９では曲げ強度、圧縮強度の測定は不
能であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポルトランドセメント８１〜９６．５重量部、アル
   ミナセメント１０〜２．４重量部、無水石膏又は（及び
   ）半水石膏５〜０．７重量部、石灰５〜０．５重量部か
   らなる混合セメント１００重量部当り、有機カルボン酸
   のアルカリ金属塩を０．２〜２．０重量部混合している
   ことを特徴とする加熱硬化型セメント組成物。 ２ 有機カルボン酸が、クエン酸、りんご酸、グルコン
   酸、ゲルタール酸、又はグリコール酸である特許請求の
   範囲第１項記載の加熱硬化型セメント組成物。 ３ アルカリ金属塩が、ナｌ−リウム塩又はカリウム塩
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の加熱硬化
   型セメント組成物。