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GEOPOLYMER COMPOSITION AND ITS PRODUCTION METHOD

Patent code P110006273
Posted date Dec 20, 2011
Application number P2007-085659
Publication number P2008-239446A
Patent number P5091519
Date of filing Mar 28, 2007
Date of publication of application Oct 9, 2008
Date of registration Sep 21, 2012
Inventor
  • (In Japanese)上原 元樹
Applicant
  • (In Japanese)公益財団法人鉄道総合技術研究所
Title GEOPOLYMER COMPOSITION AND ITS PRODUCTION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a geopolymer composition which is suitable for building, civil engineering, structure formation, etc., is produced by the geopolymer method, and is an alternative to concrete or mortar; and its production method.
SOLUTION: The geopolymer composition of the present invention is produced by using a filler, an alkali activator, and an aggregate, as raw materials. The filler may comprise at least flyash. The alkali activator may comprise any one of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium silicate, and potassium silicate.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、二酸化炭素(CO2)排出による地球温暖化が急速に進行し、社会問題化している。その中で、セメント産業におけるCO2排出量も大きな割合を占めている。
現在、大規模に工業生産されているセメントはポルトランドセメント(JIS A 5210)であり、その主原料は石灰石である。石灰石は炭酸カルシウム(CaCO3)を主成分とし、焼成されると約900℃で酸化カルシウム(CaO)に分解され、同時にCO2を排出する。

そのため、CO2排出量の低減と産業廃棄物有効活用を目的に、ポルトランドセメントを使わないコンクリートを作製する技術として、ジオポリマー法が注目されている。
このようなジオポリマー法による材料化として、例えば、特許文献1には、珪酸ナトリウム水溶液とフライアッシュを混合し、常温または蒸気養生で固化させたセメント質固化材が記載されている。

フライアッシュ(以下、FA)は、石炭火力発電所などで石炭燃焼の際に副生する石炭灰のうち、集塵器で排ガス中から回収される微細な灰である。これまで、その多くは産業廃棄物として埋立処理されてきたが、石炭は他の化石燃料に比べて供給の安定性や経済性に優れ、石油代替エネルギーとして使用量が増加するとともに、石炭灰の年間発生量(生産量)も増加して有効活用が促されている。
FAは、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)を主成分とし、JIS A6201において、粒度やフロー値に基づきI~IV種に規格化され、セメントの混合材やコンクリート混和材などに利用されている。

FAを混合したセメントはフライアッシュセメントと呼ばれ、JIS R 5213においてA種(5を超え10%以下)、B種(10を超え20%以下)、C種(20を超え30%以下)と規格され、B種が最も多く生産されている。
フライアッシュセメントの特徴として、活性化したガラス質のFAが、セメントの水和によって生成した水酸化カルシウム(Ca(OH)2)と反応(ポゾラン反応)して、緻密な硬化体組織を形成する。また、FAが球状の微粉であることから、コンクリートやモルタル施工時の流動性が良くなり、フロー値やワーカビリティー、ポンパビリティーが向上すると共に、単位水量を減少して乾燥収縮も低減できるなどの利点がある。
さらに、アルカリ量が少ないためにアルカリ骨材反応を抑制することや、水和熱が小さいこと、長期強度が大きいことなどが知られている。

また、FAの他にも、セメントの混合材やコンクリート混和材として、高炉スラグ(JIS A 6206)、シリカフューム(JIS A6207)などがあり、これらを混合した混合セメントは、それぞれ高炉セメント(JIS R 5211)、シリカセメント(JIS R 5212)と呼ばれている。
【特許文献1】
特開平8-301639号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ジオポリマー組成物及びその製造方法に関する。詳しくは、建設用・土木用・構造体形成用などに適し、ジオポリマー法を用いた、コンクリートやモルタルに代わるジオポリマー組成物及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
フィラーとアルカリ活性剤と骨材を原料とし、前記アルカリ活性剤は、アルカリ量/水量のモル比が0.1以上であることを特徴とするジオポリマー組成物。

【請求項2】
 
フィラーとアルカリ活性剤と骨材を原料とし、前記アルカリ活性剤は、前記アルカリ量/水量のモル比が0.15~0.23の範囲であることを特徴とするジオポリマー組成物。

【請求項3】
 
前記アルカリ活性剤は、少なくとも水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムのいずれかを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のジオポリマー組成物。

【請求項4】
 
フィラーとアルカリ活性剤と骨材を原料とし、前記アルカリ活性剤が水酸化ナトリウム溶液及び珪酸ナトリウム溶液からなり、モルタルフロー値が15cm以上であることを特徴とするジオポリマー組成物。

【請求項5】
 
前記フィラーは、少なくともフライアッシュ、高炉スラグ、下水焼却汚泥のいずれかを含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のジオポリマー組成物。

【請求項6】
 
フィラーと、アルカリ活性剤と、骨材とを原料として混合し、その混合物を反応させて、請求項1~5のいずれか1項に記載のジオポリマー組成物を製造することを特徴とするジオポリマー組成物製造法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007085659thum.jpg
State of application right Registered
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