特許 5815903 マグネシアセメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5815903

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】マグネシアセメント

(51)【国際特許分類】

   C04B 9/04 20060101AFI20151029BHJP

【ＦＩ】

   C04B9/04

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-68569(P2015-68569)

(22)【出願日】2015年3月30日

【審査請求日】2015年3月30日

(31)【優先権主張番号】特願2014-220017(P2014-220017)

(32)【優先日】2014年10月29日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592015802

【氏名又は名称】赤穂化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122954

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷部 善太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162396

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100194803

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 理弘

(72)【発明者】

【氏名】橋本 千明

(72)【発明者】

【氏名】小野 敬義

【審査官】 永田 史泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−７９８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２０８２４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ７／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ４０／００−４０／０６

Ｃ０４Ｂ１０３／００−１１１／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）酸化マグネシウム
（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種
（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種
の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、
（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないことを特徴とするマグネシアセメント。

【請求項2】

前記（ａ）酸化マグネシウムの比表面積が５ｍ^２／ｇ以上５００ｍ^２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマグネシアセメント。

【請求項3】

前記（ｂ）塩化マグネシウムが１〜５水和物であることを特徴とする請求項１または２に記載のマグネシアセメント。

【請求項4】

前記（ｂ）塩化マグネシウムが６水和物であることを特徴とする請求項１または２に記載のマグネシアセメント。

【請求項5】

前記（ｃ）硫酸マグネシウムが０〜６水和物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネシアセメント。

【請求項6】

前記（ａ）酸化マグネシウムと、前記（ｂ）塩化マグネシウムと前記（ｃ）硫酸マグネシウムとの和の無水塩換算重量比が２０：８０〜９５：５であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマグネシアセメント。

【請求項7】

前記（ｂ）塩化マグネシウムと（ｃ）硫酸マグネシウムとの無水塩換算重量比が１：０．０５〜１：５であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマグネシアセメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネシアセメントに関する。

【背景技術】

【0002】

塩化マグネシウム又は硫酸マグネシウムのいずれかと、酸化マグネシウムの２成分からなるマグネシアセメントが知られている（特許文献１、２参照）。マグネシアセメントは一般的なポルトランドセメントに比べて硬化速度が速く、成形体強度が高いという好ましい特性を有するが、広く利用されるに至っていない。これは、保存性、硬化後の安定性に問題があるためである。すなわち、原料である塩化マグネシウムが潮解性、硫酸マグネシウムが風解性を有することから、粉体の状態での保存が困難である。そして、潮解性を有する塩化マグネシウムを原料としたマグネシアセメントを硬化したマグネシアコンクリートは、経時で変色、結露、強度低下する、風解性を有する硫酸マグネシウムを原料としたマグネシアセメントを硬化したマグネシアコンクリートは、経時で白化、粉化、強度低下するという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−２２３８５６号公報

【特許文献2】特開平９−２２７１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、保存性に優れ、硬化後に安定性に優れたマグネシアコンクリートとなるマグネシアセメントを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

１．（ａ）酸化マグネシウム
（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種
（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種
の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、
（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないことを特徴とするマグネシアセメント。
２．前記（ａ）酸化マグネシウムの比表面積が５ｍ^２／ｇ以上５００ｍ^２／ｇ以下であることを特徴とする１．に記載のマグネシアセメント。
３．前記（ｂ）塩化マグネシウムが１〜５水和物であることを特徴とする１．または２．に記載のマグネシアセメント。
４．前記（ｃ）硫酸マグネシウムが０〜６水和物であることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載のマグネシアセメント。
５．前記（ａ）酸化マグネシウムと、前記（ｂ）塩化マグネシウムと前記（ｃ）硫酸マグネシウムとの和の無水塩換算重量比が２０：８０〜９５：５であることを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載のマグネシアセメント。
６．前記（ｂ）塩化マグネシウムと（ｃ）硫酸マグネシウムとの無水塩換算重量比が１：０．０５〜１：５であることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載のマグネシアセメント。
７．１．〜６．のいずれかに記載のマグネシアセメントを硬化してなるマグネシアコンクリート。

【発明の効果】

【0006】

本発明のマグネシアセメントは、従来の２成分系のマグネシアセメントと比較して優れた保存性を有し、粉体の状態で長期間保管することができる。また、本発明のマグネシアセメントを硬化したマグネシアコンクリートは、高湿度下、あるいは低湿度下で使用されても変色等の外観変化、強度低下を起こさない。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、（ａ）酸化マグネシウム
（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種
（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種
の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、
（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないことを特徴とするマグネシアセメントに関する。

【0008】

（ａ）酸化マグネシウム
酸化マグネシウムは、鉱石のマグネサイト（炭酸マグネシウム）や、海水にアルカリを反応させて得られる水酸化マグネシウム等を原料とし、焼成等により炭酸根又は水分子等を除く事により得られる。おおむね１８００℃以下の温度で焼成された酸化マグネシウムは、水と接触すると等モルの水分子と結合して水酸化マグネシウムとなる水和反応を起こす。
十分な水存在下で酸化マグネシウムが水和反応を起こす際、塩化マグネシウムや硫酸マグネシウム等の塩類が存在すると、その塩類の種類や濃度によりマグネシウムオキシクロライドやマグネシウムオキシサルフェート等のいわゆる副塩を形成する。

【0009】

酸化マグネシウムの水和反応並びに副塩形成反応は、添加水量を適度に調整する事により、良好な硬化体、いわゆるマグネシアコンクリートを得ることができる。７７Ｋの窒素ガスを吸着させた時の吸着等温線から算出できる比表面積が、５ｍ^２／ｇ以上５００ｍ^２／ｇ以下の酸化マグネシウムが好ましい。比表面積が５ｍ^２／ｇ未満では硬化反応が起こりにくく、５００ｍ^２／ｇより大きいと、硬化後のマグネシアコンクリートがひび割れやすい。比表面積は、１０ｍ^２／ｇ以上２００ｍ^２／ｇ以下であることがより好ましい。

【0010】

（ｂ）塩化マグネシウム
塩化マグネシウムには、無水塩（０水塩）、１水塩、２水塩、４水塩、６水塩、８水塩、１２水塩が存在する。「水塩」とは結晶として単離できる化合物を意味する。本明細書では、塩化マグネシウムを「水和物」として特定しているが、「水和物」とは乾燥等により６水塩より結晶水を取り除き、塩化マグネシウムに対する結晶水のモル比を四捨五入して塩化マグネシウムの状態を表したものである。例えば、塩化マグネシウムに３水塩は存在しないが、塩化マグネシウム６水塩から結晶水を取り除き、塩化マグネシウムと結晶水とのモル比が１：２．５以上１：３．５未満であるものを「塩化マグネシウム３水和物」と呼ぶ。

【0011】

一般的に塩化マグネシウムと称される物は６水塩であり、本明細書では、「塩化マグネシウム６水和物」と呼ぶ。この塩化マグネシウム６水和物は、空気中の水分を取り込んで水溶液となる潮解性を有する。塩化マグネシウムはその結晶水のモル数に関わらず潮解性を有するが、塩化マグネシウム６水和物は、水分を吸湿するとすぐに結晶が溶解してしまうほど潮解性が強い。また、塩化マグネシウム０水和物（無水塩）は、吸水性が高く、限界水蒸気圧が低い事から６水和物と同等以上の潮解性を有する。
一方、加熱乾燥等により塩化マグネシウム６水和物より結晶水を一部取り除いた塩化マグネシウムの１〜５水和物は、空気中の水分を吸湿しても直ちに結晶の溶解が始まらず、潮解までに若干の時間差がある。

【0012】

本発明において、（ｂ）塩化マグネシウムは０〜６水和物の少なくとも１種を含有すればよく、２種以上を混合して含有してもよい。塩化マグネシウムは吸湿しても溶解して水溶液となるまで時間のかかる１〜５水和物が好ましい。１水和物は工業的に生産することが困難であるため、２水和物、４水和物が最も好ましい。

【0013】

（ｃ）硫酸マグネシウム
硫酸マグネシウムには、無水塩（０水塩）、１水塩、２水塩、４水塩、５水塩、６水塩、７水塩、１２水塩が存在する。「水塩」とは結晶として単離できる化合物を意味する。一般的に硫酸マグネシウムと称される物は７水塩であり、この硫酸マグネシウム７水塩は、乾燥空気中に放置すると結晶水を失う特性、すなわち、風解性を有する。７水塩は、乾燥条件下２０℃で結晶水を１つ失い６水塩となる。また、乾燥条件下で昇温すると常温〜１３０℃で順次結晶水を６つ失い１水塩となる。高温になるほど多くの結晶水を失い、乾燥条件下約２４８℃で無水塩となる。硫酸マグネシウム７水塩は常温で結晶水を離水するが、４〜６水塩は常温で安定であり、０〜２水塩は常温で吸湿性を有する。

【0014】

本明細書では、硫酸マグネシウムを上記（ｂ）塩化マグネシウムと同じく「水和物」として特定している。「水和物」とは乾燥等により７水塩より結晶水を取り除き、硫酸マグネシウムに対する結晶水のモル比を四捨五入して硫酸マグネシウムの状態を表したものである。例えば、硫酸マグネシウムに３水塩は存在しないが、硫酸マグネシウム７水塩から結晶水を取り除き、硫酸マグネシウムと結晶水とのモル比が１：２．５以上１：３．５未満であるものを「硫酸マグネシウム３水和物」と呼ぶ。「硫酸マグネシウム３水和物」は、常温で結晶水を離水しない硫酸マグネシウムであり、食品添加物などとして広く用いられている（第８版食品添加物公定書 ６５７頁参照）。

【0015】

本発明において、（ｃ）硫酸マグネシウムは０〜７水和物の少なくとも１種を含有すればよく、２種以上を混合して含有してもよい。結晶水量が少ないほど安定性が増すため、０〜６水和物が好ましく、０〜４水和物がより好ましく、０〜３水和物が最も好ましい。また、工業的な製造しやすさの点からは３水和物が好ましい。

【0016】

本発明のマグネシアセメントにおいて、前記（ａ）酸化マグネシウムと、前記（ｂ）塩化マグネシウムと前記（ｃ）硫酸マグネシウムとの和（塩総量）の無水塩換算重量比が２０：８０〜９５：５であることが好ましい。前記（ａ）酸化マグネシウムと、前記（ｂ）塩化マグネシウムと前記（ｃ）硫酸マグネシウムとの和（塩総量）との無水塩換算重量比は、５０：５０〜８５：１５であることがより好ましく、６０：４０〜８０：２０であることがさらに好ましく、７５：２５であることが最も好ましい。

【0017】

塩総量中の（ｂ）塩化マグネシウムと（ｃ）硫酸マグネシウムとの配合比は、任意に調整することができるが、（ｂ）塩化マグネシウムと（ｃ）硫酸マグネシウムの無水塩換算重量比が１：０．０５〜１：５としたものが、硬化後のマグネシアコンクリートにおいて、原料塩由来の風解性、潮解性がバランスを取り合い、風解による白化や、潮解による吸湿変色を抑制できるため好ましい。（ｂ）塩化マグネシウムと（ｃ）硫酸マグネシウムとの無水塩換算重量比は、１：０．１５〜１：２．５であることがより好ましく、１：０．２〜１：２であることがより好ましく、１：０．３〜１：１．７であることがより好ましく、１：０．４〜１：１．５であることがさらに好ましい。

【0018】

本発明のマグネシアセメントは、（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種と（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種の両方を含有することを特徴とする。本発明のマグネシアセメントは、（ｂ）塩化マグネシウム、（ｃ）硫酸マグネシウムの両方を含有し、原料塩由来の潮解性と風解性がバランスを取る事により、マグネシアコンクリートの安定性が顕著に優れていると推測される。

【0019】

ただし、（ｂ）塩化マグネシウム０水和物または６水和物と、（ｃ）硫酸マグネシウム７水和物とを組み合わせると硬化前の粉状であるマグネシアセメントを安定して保存できない。これは、密閉条件下にあっても常温下において風解性を有する硫酸マグネシウム７水和物が放出した水分子を、潮解性を有する塩化マグネシウム０水和物または６水和物が直ちに取り込んで溶解し、塩化マグネシウムを含む遊離水が発生するためである。すなわち、（ｂ）塩化マグネシウム０水和物または６水和物と（ｃ）硫酸マグネシウム７水和物とを混合して、室温で密封保管すると、密封直後には粉末であったものが、数分後には遊離水の水滴が生じ、その混合比によっては数時間経過すると水溶液となる。

【0020】

この（ｂ）塩化マグネシウム０水和物または６水和物と（ｃ）硫酸マグネシウム７水和物の混合物中に、さらに（ａ）酸化マグネシウムが含まれていると、生じた遊離水により水和反応が開始してしまう。さらに、塩化マグネシウムの水への溶解、酸化マグネシウムの水和反応はいずれも発熱反応であり、発生した熱により硫酸マグネシウム水和物の風解による離水、並びに酸化マグネシウムの水和反応および副塩形成反応が促進されるため、混合して放置するだけで硬化反応が進行してしまう。
（ａ）酸化マグネシウム、（ｂ）塩化マグネシウム０水和物または６水和物と（ｃ）硫酸マグネシウム７水和物とを混合したマグネシアセメントは、乾燥雰囲気下室温で密封保管しているだけで硬化してしまうため、粉末の状態で保存することができない。また、大量に混合して保管していると反応で生じた熱が内部に蓄積して１００℃以上の高温となるため、火災の危険性がある。

【0021】

他方、本発明の（ａ）酸化マグネシウム、（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種、（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないことを特徴とするマグネシアセメントは、乾燥雰囲気下室温で密封保管しても粉体のままであり、保存性、取り扱い性に優れている。

【0022】

本発明のマグネシアセメントには、必要に応じて繊維補強材、界面活性剤、減水剤、流動化剤、発泡剤、防水材、ポリマー混和剤、軽量化骨材、骨材等の添加剤を配合することができる。例えば、機械的強度を増すために、ガラス繊維、植物性繊維、動物性繊維、化学繊維等の繊維補強材を、軽量化のために軽石、シラス、バーミキュライトなどの無機軽量化骨剤、発泡ウレタンなどの有機軽量化骨材を、発熱および収縮の抑制と低コスト化のために砂や砂利等の骨材を配合することができる。

【0023】

本発明のマグネシアセメント１００重量部に対し、２０〜８５重量部の範囲で、適量の水を徐々に加えて全体が均一になるまで攪拌混合したスラリーを、型などに流し入れ、静置することにより、マグネシアコンクリートの成形体を得ることができる。加える水の量は、（ｂ）塩化マグネシウムおよび（ｃ）硫酸マグネシウム中の結晶水量に応じて適宜定めることができ、結晶水量が多いと混合する水量は少なくてよい。常温で２４時間以上静置する事により、十分な強度を持ったマグネシアコンクリートを得る事ができる。硬化反応は２４時間経過後も継続して促進され、約２００時間経過すると最強強度に達する。
本発明のマグネシアセメントを硬化してなるマグネシアコンクリートは、高湿度下や低湿度下で使用しても潮解や風解を起こさないため、白化、粉化、強度低下等が起こらず、安定性に優れている。

【0024】

本発明のマグネシアセメントを硬化してなるマグネシアコンクリートの用途は特に限定されない。例えば、ダム・橋梁・橋脚・トンネル等の建築構造物、壁材・床材・外装パネル等の建築材料、ブロック、電柱、貯水升、下水溝等の土木資材等が挙げられる。

【0025】

次に、本発明を実施例に基づいて、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

【実施例】

【0026】

・硫酸マグネシウム水和物の調製
硫酸マグネシウム７水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：精製硫酸マグネシウム 換算水和量７．０水）を出発原料とし、送風定温恒温器（ヤマト科学株式会社製 装置名：ＤＫＭ６００）を用い、通風下５０℃で乾燥を行い、約８時間の乾燥により強熱減量４７．５％（換算水和量６．１水）の硫酸マグネシウム６水和物を、約１５時間の乾燥により強熱減量４４．０％（換算水和量５．３水）の硫酸マグネシウム５水和物を、約３３時間の乾燥により強熱減量３７．５％（換算水和量４．０水）の硫酸マグネシウム４水和物を得た。
硫酸マグネシウム３水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ、換算水和量３．０水）と、硫酸マグネシウム０水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−０Ｋ、換算水和量０．１水）をそれぞれ２：１、１：２重量部で混合し、硫酸マグネシウム２水和物並びに硫酸マグネシウム１水和物とした。
硫酸マグネシウム７水和物、３水和物、０水和物は、それぞれ上記した市販品を用いた。

【0027】

・塩化マグネシウム水和物の調製
塩化マグネシウム６水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：クリスタリンＣＳ 換算水和量６．０水）を出発原料とし、真空定温乾燥機（ＴＡＢＡＩ ＥＳＰＥＣ ＣＯＲＰ社製、装置名：ＬＣＶ−２３２）を用い、６０℃にて約５時間真空乾燥を行い、全体重量を８．８％減少させた塩化マグネシウム５水和物（換算水和量５．０水）を、７０℃〜８０℃約１８時間真空乾燥を行い、全体重量を１７．７％減少させた塩化マグネシウム４水和物（換算水和量３．８水）を、７０℃〜８０℃約８３時間真空乾燥を行い、全体重量を２７．５％減少させた塩化マグネシウム３水和物（換算水和量２．９水）を得た。
塩化マグネシウム６水和物は上記した市販品を、塩化マグネシウム０水和物は赤穂化成株式会社製 商品名：無水塩化マグネシウム、換算水和量０．０水を用いた。
なお、塩化マグネシウムは１１８℃以上に加熱すると分解してしまうため、塩化マグネシウム水和物の水和量確認はＭｇ含有量測定により行った。

【0028】

・塩化マグネシウム６水和物と硫酸マグネシウム０〜７水和物との粉体での保存安定性試験
上記で調製した塩化マグネシウム６水和物と、硫酸マグネシウム０〜７水和物それぞれとを、粉体のまま重量比が５０：５０となるように混合し、混合物約１ｋｇをポリ袋に密閉して室内に静置した。

【0029】

硫酸マグネシウム０〜６水和物を用いたものは、２４時間後、２０日後ともに、外観の変化は見られず、粉体のままであった。硫酸マグネシウム７水和物を用いたものは、混合直後に遊離水が生じ、２４時間後には硬化した。

【0030】

・塩化マグネシウム０、３〜５水和物と硫酸マグネシウム７水和物との粉体での経時安定性試験
上記で調製した塩化マグネシウム０、３〜５水和物それぞれと、硫酸マグネシウム７水和物とを、粉体のまま重量比が５０：５０となるように混合し、混合物約１ｋｇをポリ袋に密閉して室内に静置した。

【0031】

塩化マグネシウム３〜５水和物を用いたものは、２４時間後、２０日後ともに、外観の変化は見られず、粉体状のままであった。塩化マグネシウム０水和物を用いたものは、２４時間後、２０日後も粉体を維持したが、混合直後に激しく発熱し、その温度は６０℃以上に達した。

【0032】

「実施例１」
酸化マグネシウム（赤穂化成株式会社製 商品名：ＡＭ−２ 比表面積：１２ｍ^２／ｇ）６０重量部、塩化マグネシウム６水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：クリスタリンＣＳ）３０重量部、硫酸マグネシウム３水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ）１０重量部をそれぞれ計量混合し、混合物約１ｋｇをポリ袋に密閉後室内に静置した。（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７４．１：１７．４：８．５である

【0033】

「実施例２」
（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を、６３．３：１４．９：２１．８とした以外は実施例１と同様にして、混合物を静置した。
「実施例３」
硫酸マグネシウム３水和物を上記で調製した４水和物とし、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を、６４．７：１５．１：２０．２とした以外は実施例１と同様にして、混合物を静置した。

【0034】

「実施例４」
硫酸マグネシウム３水和物を上記で調製した５水和物とし、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を、６５．８：１５．４：１８．８とした以外は実施例１と同様にして、混合物を静置した。
「実施例５」
硫酸マグネシウム３水和物を上記で調製した６水和物とし、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を、６６．８：１５．６：１７．６とした以外は実施例１と同様にして、混合物を静置した。

【0035】

「比較例１」
酸化マグネシウム（赤穂化成株式会社製 商品名：ＡＭ−２）６０重量部、塩化マグネシウム６水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：クリスタリンＣＳ）２０重量部、硫酸マグネシウム７水和物（赤穂化成株式会社製 商品名：精製硫酸マグネシウム）２０重量部をそれぞれ計量混合し、混合物約１ｋｇをポリ袋に密閉後室内に静置した。（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７５．８：１１．９：１２．３である。

【0036】

「比較例２」
（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を、６７．７：１５．８：１６．５とした以外は比較例１と同様にして、混合物を静置した。

【0037】

外観並びに触感により、塩類間の反応による遊離水の有無、並びに硬化の有無を判定した。結果を表１に示す。

【0038】

【表1】

【0039】

実施例１〜４は、静置３日後においても外観上の変化は認められず、遊離水の発生、硬化は認められなかった。静置７日後、２０日後も同様に遊離水の発生、および硬化は認められなかった。

【0040】

塩化マグネシウム６水和物と硫酸マグネシウム６水和物とを用いた実施例５は、静置３日後、７日後には外観上の変化は認められなかった。静置２０日後には全体的に緩やかな凝集が認められたものの、手で軽く外圧を加えると速やかに粉末状に戻り、硬化は認められなかった。

【0041】

比較例１、２は、静置３日後には混合物全体が一体化し、袋ごと持ち上げても板状のままの形を維持するほど硬化した。遊離水は認められなかったが、これは、塩化マグネシウム６水和物の潮解と硫酸マグネシウム７水和物の風解により遊離水は生じたものの、素早くマグネシアセメントの水和に利用されたためであると推測される。

【0042】

「実施例６」
酸化マグネシウム（商品名：ＡＭ−２）６０重量部、塩化マグネシウム６水和物（商品名：クリスタリンＣＳ）３０重量部、硫酸マグネシウム３水和物（商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ）１０重量部をそれぞれ計量混合した。
この混合物１００重量部に対し、水４１重量部を徐々に加えながら均一なスラリー状になるように攪拌混合した後、標準砂（一般財団法人日本セメント協会製 商品名：セメント強さ試験用標準砂）１４１重量部と混練し、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの供試体が３個作成できる型枠（株式会社関西機械製作所製 商品名：モルタル供試体作成用型枠ＫＣ−１４）に流し込んで７日間放置して硬化させて供試体１を得た。なお、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７４．１：１７．４：８．５である。

【0043】

「実施例７」
酸化マグネシウム（商品名：ＡＭ−２）６０重量部、塩化マグネシウム６水和物（商品名：クリスタリンＣＳ）２０重量部、硫酸マグネシウム３水和物（商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ）２０重量部をそれぞれ計量混合し、この混合物１００重量部に対し水４４重量部を加え、標準砂１４４重量部を加え、実施例６と同様にして、供試体２を得た。なお、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７２．１：１１．３：１６．６である。
「実施例８」
酸化マグネシウム（商品名：ＡＭ−２）５０重量部、塩化マグネシウム６水和物（商品名：クリスタリンＣＳ）２５重量部、硫酸マグネシウム３水和物（商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ）２５重量部をそれぞれ計量混合し、混合物１００重量部に対し水３６重量部を加え、標準砂１３６重量部を加え、実施例６と同様にして、供試体３を得た。なお、（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比を６３．３：１４．９：２１．８である。

【0044】

「比較例３」
普通ポルトランドセメント(宇部三菱セメント株式会社製 商品名：普通ポルトランドセメント)１００重量部に水５０重量部、標準砂２００重量部を徐々に加え、実施例６と同様にして供試体４を得た。

【0045】

実施例６〜８、及び比較例３で得た供試体１〜４について、ＪＩＳ Ｒ５２０１の記載に準じて圧縮強さと曲げ強さとを測定した。測定は３個の供試体で行い、その相加平均値を表２に示す。

【0046】

【表2】

【0047】

本発明のマグネシアセメントからなる硬化体は、従来のポルトランドセメントからなる硬化体と同等以上の圧縮強さ、曲げ強さを有していることが確かめられた。すなわち、本発明のマグネシアセメントからなる硬化体は、従来のポルトランドセメントが使用されている建築材料等の用途に利用することができる。

【0048】

「実施例９」
酸化マグネシウム（商品名：ＡＭ−２）６０重量部、塩化マグネシウム６水和物（商品名：クリスタリンＣＳ）３０重量部、硫酸マグネシウム３水和物（商品名：硫酸マグネシウム ＭＧ−３Ｋ）１０重量部をそれぞれ計量混合した。（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７４．１：１７．４：８．５である。
この混合物１００重量部に対し、水４１重量部を徐々に加えながら均一なスラリー状になるように攪拌混合した後、直径８７ｍｍ、高さ１７ｍｍのプラスチックシャーレにすり切り量流し入れて７日間放置して硬化させて試験片１を得た。

【0049】

「比較例４」
酸化マグネシウム（赤穂化成株式会社製 商品名：酸化マグネシウムＭ−１５０Ｔ 比表面積：１３５ｍ^２／ｇ）６０重量部と硫酸マグネシウム７水和物（商品名：精製硫酸マグネシウム）４０重量部との混合物１００重量部に対し、水７２重量部を加えた以外は、上記実施例９と同様にして試験片２を得た。（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比は７５．４：０：２４．６である。

【0050】

「比較例５」
酸化マグネシウム（商品名：ＡＭ−２）４０重量部と塩化マグネシウム６水和物（商品名：クリスタリンＣＳ）６０重量部との混合物１００重量部に対し、水４０重量部を加えた以外は、上記実施例９と同様にして試験片３を得た。（ａ）〜（ｃ）各成分の無水塩換算重量比が５８．８：４１．２：０である。

【0051】

・風解性評価
４０℃に設定した送風定温恒温器（ヤマト科学株式会社製 装置名：ＤＫＭ６００）内に試験片１、２を９日間静置した。送風定温恒温器内の湿度は２０％ＲＨ以下（測定値）であった。
９日間静置した後の試験片の外観を観察した。また、精密力量測定器（株式会社丸菱科学機械製作所製 装置名：ＰＬ−１５００）を用い、静置後の試験片の支点間距離５０ｍｍとした３点曲げ強さを測定した。測定は３個の試験片で行い、その相加平均値を示す。結果を表３に示す。

【0052】

【表3】

【0053】

実施例９で作製した試験片１は、４０℃、２０％ＲＨ以下に９日間静置した後も外観に変化はなく、十分な曲げ強さを維持していた。原料塩として風解性を有する硫酸マグネシウム７水和物のみを用いた比較例４で作製した試験片２は、４０℃、２０％ＲＨ以下に９日間静置した後に白化し、多数のひび割れが生じていた。試験片２は、ひび割れにより３点曲げ強度試験機にセットすることができなかったためその曲げ強度は測定不可であった。

【0054】

・潮解性評価
４０℃９５％ＲＨに設定した恒温恒湿槽（日立アプライアンス株式会社製 装置名：日立恒温恒湿槽 ＥＣ−２６ＭＨＰ）内に試験片１、３を９日間静置した。
また、上記風解性評価と同様にして、静置後の試験片の３点曲げ強さを測定した。測定は３個の試験片で行い、その相加平均値を示す。結果を表４に示す。

【0055】

【表4】

【0056】

実施例９で作製した試験片１は、４０℃、９５％ＲＨ以下に９日間静置した後も外観に変化はなく、十分な曲げ強さを維持していた。原料塩として潮解性を有する塩化マグネシウム６水和物のみを用いた比較例５で作製した試験片３は、４０℃、９５％ＲＨ以下に９日間静置した後に表面に多数の水滴が生じ、またひび割れが生じていた。また、試験片３の曲げ強度は、試験片１の約４０％まで低下した。

【0057】

本発明の（ａ）酸化マグネシウム、（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種、（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないマグネシアセメントは、塩化マグネシウムの潮解性と硫酸マグネシウムの風解性とがバランスを取り合い、風解による白化や、潮解による吸湿変色を抑制でき、劣化しにくいことが確かめられた。

【要約】

【課題】保存性に優れ、硬化後に安定性に優れたマグネシアコンクリートとなるマグネシアセメントを提供する。
【解決手段】
（ａ）酸化マグネシウム
（ｂ）塩化マグネシウムの０〜６水和物の少なくとも１種
（ｃ）硫酸マグネシウムの０〜７水和物の少なくとも１種
の（ａ）−（ｃ）を少なくとも含有し、
（ｂ）塩化マグネシウムが０水和物または６水和物を含むとき、（ｃ）硫酸マグネシウムが７水和物でないマグネシアセメント。
【選択図】なし