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公開番号2025163867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067460
出願日2024-04-18
発明の名称アロフェン含有組成物及びその製造方法、水硬性組成物及びその製造方法、並びに硬化体及びその製造方法
出願人UBE三菱セメント株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 33/26 20060101AFI20251023BHJP(無機化学)
要約【課題】二酸化炭素の発生量を低減することが可能なアロフェン含有組成物を提供すること。
【解決手段】アロフェン含有組成物は下記(1)又は(2)の条件を満たす。
(1)BET比表面積が200m²/g超、及び、アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと1:3の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が80～150J/g
(2)BET比表面積が50～200m²/g、及び、アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと1:3の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が50J/g以上
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記（１）又は（２）の条件を満たすアロフェン含有組成物。
（１）ＢＥＴ比表面積が２００ｍ
２
／ｇ超、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が８０～１５０Ｊ／ｇ
（２）ＢＥＴ比表面積が５０～２００ｍ
２
／ｇ、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が５０Ｊ／ｇ以上
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
３ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液２０ｍＬと０．５ｇのアロフェン含有組成物を配合し５時間攪拌したときのＡｌ及びＳｉの合計溶出量が４０００質量ｐｐｍ以上である、請求項１に記載のアロフェン含有組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアロフェン含有組成物と、アルカリ刺激材と、を含有する、水硬性組成物。
【請求項４】
前記アロフェン含有組成物と前記アルカリ刺激材の合計を１００質量部としたときの前記アロフェン含有組成物の含有量が５～２０質量部である、請求項３に記載の水硬性組成物。
【請求項５】
請求項４に記載の水硬性組成物を硬化して得られる硬化体。
【請求項６】
アロフェンを含む火山噴出物の堆積物を４００～７５０℃でか焼する工程を有する、アロフェン含有組成物の製造方法。
【請求項７】
前記火山噴出物の堆積物における前記アロフェンの含有量が５０質量％以上である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記工程では、下記（１）又は（２）の条件を満たすアロフェン含有組成物を得る、請求項６又は７に記載のアロフェン含有組成物の製造方法。
（１）ＢＥＴ比表面積が２００ｍ
２
／ｇ超、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が８０～１５０Ｊ／ｇ
（２）ＢＥＴ比表面積が５０～２００ｍ
２
／ｇ、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が５０Ｊ／ｇ以上
【請求項９】
少なくとも請求項６又は７に記載の製造方法で得られたアロフェン含有組成物とアルカリ刺激材とを配合して、前記アロフェン含有組成物と前記アルカリ刺激材とを含む水硬性組成物を得る工程を有する、水硬性組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法で得られた水硬性組成物を硬化させる工程を有する、硬化体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アロフェン含有組成物及びその製造方法、水硬性組成物及びその製造方法、並びに硬化体及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ポルトランドセメントに配合されるセメントクリンカは、キルンを用いて原材料を焼成して製造される。このような製造プロセスでは、二酸化炭素が発生する。二酸化炭素の排出量を削減するため、無機鉱物を用いて、低炭素型の水硬性組成物を調製することが試みられている。例えば、特許文献１では、メタカオリンよりも入手が容易なアロフェンを含む鉱物をか焼し、これを水硬性組成物に用いることによって圧縮強さを向上できることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１２７７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示では、二酸化炭素の発生量を低減することが可能な水硬性組成物及びその製造方法、並びに硬化体及びその製造方法を提供する。また、二酸化炭素の発生量を低減することが可能なアロフェン含有組成物及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面に係るアロフェン含有組成物は、下記（１）又は（２）の条件を満たす。
（１）ＢＥＴ比表面積が２００ｍ
２
／ｇ超、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が８０～１５０Ｊ／ｇ
（２）ＢＥＴ比表面積が５０～２００ｍ
２
／ｇ、及び、前記アロフェン含有組成物を水酸化カルシウムと１：３の質量比で混合したときの反応に伴う累積発熱量が５０Ｊ／ｇ以上
【０００６】
このようなアロフェン含有組成物は、ＢＥＴ比表面積の範囲に応じて、水酸化カルシウムとの反応に伴う累積発熱量が所定範囲となっているため、例えば水硬性組成物の材料として用いたときのポゾラン反応性に優れる。このため、セメントクリンカ等のアルカリ刺激材の代替材料として水硬性組成物の調製に好適に用いることができる。このアロフェン含有組成物は、鉱物に由来するアロフェンを含むため、セメントクリンカ等に比べて二酸化炭素の発生量を低減することができる。また、従来よりも低温で焼成して得ることが可能であるため、製造時の二酸化炭素の発生量を低減することができる。ただし、アロフェン含有組成物の用途及び製造方法は限定されるものではない。
【０００７】
本開示の一側面に係る水硬性組成物は、上記アロフェン含有組成物とアルカリ刺激材とを含有する。この水硬性組成物は、強度発現性に優れるアロフェン含有組成物を含む。アロフェン含有組成物は鉱物に由来するアロフェンを含むため、水硬性組成物におけるセメントクリンカ等のアルカリ刺激材を代替することによって、二酸化炭素の発生量を低減することができる。
【０００８】
本開示の一側面に係る硬化体は、上記水硬性組成物を硬化して得られる。この硬化体は、上記水硬性組成物を硬化して得られるものであることから、二酸化炭素の発生量を低減することができる。
【０００９】
本開示の一側面に係るアロフェン含有組成物の製造方法は、アロフェンを含む火山噴出物の堆積物を４００～７５０℃でか焼する工程を有する。この製造方法では、アロフェンを含む火山噴出物の堆積物を、４００～７５０℃という比較的低温でか焼して得られるものであるうえに、水硬性組成物の材料として用いたときのポゾラン反応性に優れる。このため、セメントクリンカ等のアルカリ刺激材の代替材料として水硬性組成物の調製に好適に用いることができる。このアロフェン含有組成物は、鉱物に由来するアロフェンを含むため、セメントクリンカ等に比べて二酸化炭素の発生量を低減することができる。また、上記アロフェン含有組成物は、従来よりも低温でか焼して得られるものであることから、二酸化炭素の発生量を低減することができる。
【００１０】
本開示の一側面に係る水硬性組成物の製造方法は、少なくとも上記製造方法で得られたアロフェン含有組成物とアルカリ刺激材とを配合して、前記アロフェン含有組成物と前記アルカリ刺激材とを含む水硬性組成物を得る工程を有する。この水硬性組成物の製造方法では、原料として上記アロフェン含有組成物を用いる。上記アロフェン含有組成物でセメントクリンカ等のアルカリ刺激材を代替することによって、二酸化炭素の発生量を低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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