JPS6016381B2 - 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、セメント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、ボルトラン
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こ０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。

しかしながら従釆の加熱硬化型セメント組成物では、組
成物中に占めるボ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６ぴ０以上で一旦熱硬化させて得られた成形物
を、再び６０００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
従釆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。

本発明者は、ボルトランドセメント８０〜９亀重量部」
アルミナセメント１３〜２．５重量部、無水石膏又は（
及び）半水石膏７〜１．５重量部の混合セメントを形成
して成形物の高温乾燥時の機械的強度、乾嬢収縮による
寸法変化、耐爆裂性を改善し、この混合セメント１０の
重量部当り、０．２〜２重量部の有機カルボン酸のアル
カリ金属塩を混合することにより成形物の加熱硬化直後
の機械的強度を良好にすることを解明したのである。

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
欠点を解消し、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
ト組成物を提供することを目的とする。

次に本発明加熱硬化型セメント組成物について更に詳細
に説明する。

本発明における混合セメントは、ボルトランドセメント
８０乃至９亀重量部、アルミナセメント１３〜２．５重
量部、無水石膏又は（及び）半水石膏７〜１．５重量部
からなる。

ボルトランドセメントとしては、例えば普通ボルトラン
ドセメント、早強ボルトランドセメント、超早強ボルト
ランドセメント、中庸熱ボルトランドセメント、低熱ボ
ルトランドセメント、白色ボルトランドセメント、高酸
化型ボ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重量部中にボルトランドセメン
トが８０〜９亀重量部使用される。

ボルトランドセメントの量が８０〜９母重量部にされる
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、６０ｏ
Ｃ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。しかしてボルト
ランドセメントの量が８の重量部よりも少量の場合には
、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９抗重量部よりも多量になるとアルミナセメント、石
膏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
ムスルホアルミネート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１０の重
量部中に１３〜２．５重量部使用される。そしてアルミ
ナセメントが２．５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
的強度の発現が困難になり、またアルミナセメントが１
箱重量部よりも多量の場合には、混合セメント中のボル
ト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、熱硬化後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、半水石膏は単独あるいは混合して混合セメント１
０の重量部中に７〜１．５重量部使用される。

又、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
がら浪合セメントにおいては、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ボルトランドセメ
ントの量が、混合セメント１００重量部中に８の重量部
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
ミネートの生成量が減少し、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、前記の浪合セメント１０の重量部当り、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型崩れを生じた
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、グルタール酸、グリコー
ル酸等のナト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ト１０の
重量部当り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、この混合セメント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６０００乃至１００００が好適であり、６００
０よりも低温では硬化速度が遅く、又１００ｑ○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６０ｑ○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型
崩れを防ぐことができ、成形物を量産するに適したもの
にすることができる。以下に本発明の実施例を記す。

実施例 １ 雛早強ボルトランドセメント８１．の重量部、アルミナ
セメント１２．亀重量部、焼石管６．４重量部、からな
る混合セメント１０の重量部当り、クエン酸ナトリウム
０．曙重量部を混合し、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４０×４０×１６価／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こ０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。更に成型物の加熱硬化を３
ぴ片間継続した後、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℃の陣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１日、３日、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１００００の陣温糟中に成形物を保持し１日、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 超早強ボルトランドセメント母８の重量部、アルミナセ
メント８．４重量部、焼石骨３．抗重量部からなる混合
セメント１０の重量部当り、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℃の垣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１日、３日、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１００ｏ
ｏの陣温槽中に成形物を保持し、１日、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。第１表 第２表 実施例 ３ 超早強ボルトランドセメント織．の重量部、アルミナセ
メント８．４重量部、焼石骨３．館重量部、からなる混
合セメント１０の重量部当りりんご酸ナトリウム１．２
重量部を混合し、砂（２ｒ／ｍメッシュ節通過）／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４０×４０×１
６０ｈ／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８０００に昇温ごせて３び分
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２５．５ｋ９／地、圧縮強度は８２．５
ｋ９／めであった。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３晩ンを経過した時点での成形物の曲。ナ
強度は１．２ｋｇ／水、圧縮強度は５．０ｋ９／めであ
った。実施例 ４超早強ボルトランドセメント８２．の
重量部、アルミナセメント１２．亀重量部、焼石管２．
０重量部、無水石膏２．刀重量部からなる混合セメント
１０の重量部当りクエン酸ナトリウム０．６重量部を混
合し、砂（２ｈ／ｍメッシュ筋通過）／セメント比が２
．５、水／セメント比が０．３５、減水剤／セメント比
が０．０２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４０×４０×１６仇ｈ／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７びＣに昇温ごせて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５２．９ｋ９／仇、圧縮強度は１７９．２ｋｇ／の
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、ＪＩＳＡＩ３０１による２段加熱曲線
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 ５，６ 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０．６ふ砂／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×
４０×１６０ｈ／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８０００に昇温ごせて３び分
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３び分を経過した
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 ２〜５ 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×
４０×１６仇ｈ／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８０００に昇温させて加熱硬
化を急速に行なわせた。比較例２，３では３び分間経過
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
３粉ご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２，３の欄に託す。尚、比較例４
，５では成形物が形崩れしてしまい脱型できなかった。
従つて比較例４，５では曲げ強度、圧縮強度の測定は不
能であった。第 ３ 表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポルトランドセメント８０〜９６重量部、アルミナ
   セメント１３〜２．５重量部、無水石膏又は（及び）半
   水石膏７〜１．５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 有機カルボン酸がりんご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。 ４ 有機カルボン酸がグルコン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。 ５ 有機カルボン酸がグルタ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。 ６ 有機カルボン酸が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。 ７ アルカリ金属塩がナトリウム塩である特許請求の範
   囲第１項から第６項のいずれか１項記載の加熱硬化型セ
   メント組成物。 ８ アルカリ金属塩がカリウム塩である特許請求の範囲
   第１項から第６項のいずれか１項記載の加熱硬化型セメ
   ント組成物。