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(In Japanese)新規ジオポリマー及びその製造方法

Patent code P200017258
File No. 14167
Posted date Nov 2, 2020
Application number P2019-053372
Publication number P2020-152611A
Date of filing Mar 20, 2019
Date of publication of application Sep 24, 2020
Inventor
  • (In Japanese)香西 直文
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title (In Japanese)新規ジオポリマー及びその製造方法
Abstract (In Japanese)
【課題】
 pHが弱酸性から中性の範囲に制御され、強度を保持し、建築材料等の用途で好適に使用しうるジオポリマーを提供すること。
【解決手段】
 メタカオリナイト、活性アルミナ、水酸化アルミニウム、廃棄物焼却灰及び下水汚泥焼却灰などのジオポリマー原料粉末と、高濃度リン酸水溶液、及びアルカリ金属もしくはアンモニウムのリン酸塩又はアルカリ金属もしくはアンモニウムの水酸化物などのpH調整剤とを含む活性化剤とを混合し、その混合物を反応させて、ジオポリマーを製造する。
【選択図】
 なし
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ジオポリマーはセメントやアスファルトの代替材料として土木や建築などの分野で注目されている。これまで開発されているジオポリマーは、使われる活性化剤(架橋剤)によって2種類に大別される。一つは、ケイ酸ナトリウムと水酸化ナトリウム水溶液の混合水溶液に代表されるアルカリ水溶液を活性化剤として重合されたジオポリマーであり、例えば、特許文献1~3にそのようなジオポリマーの例が開示されている。もう一つは濃リン酸水溶液を活性化剤として重合されたジオポリマーであり、例えば、非特許文献1~6にそのようなジオポリマーの例が開示されている。

しかしながら、アルカリ水溶液活性化剤を用いて架橋されたジオポリマーは通常pH12以上であり、また、濃リン酸水溶液活性化剤を用いて架橋されたジオポリマーは通常pH3.3
以下であるように、これまでのジオポリマーは強アルカリ性又は強酸性のいずれかであり、建築材料や土木材料として使用するには不十分であった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、新規なジオポリマー及びその製造方法に関する。詳しくは、土木・建築用、構造体形成用などの用途に適したpHが制御されたジオポリマー及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ジオポリマー原料粉末と活性化剤とを含むジオポリマー生成用組成物であって、前記活性化剤が高濃度リン酸水溶液及びpH調整剤を含むことを特徴とする、ジオポリマー生成用組成物。

【請求項2】
 
前記ジオポリマー原料粉末は、メタカオリナイト、活性アルミナ、水酸化アルミニウム、ゴミ焼却灰、草木灰及び下水汚泥焼却灰の1種類以上を含む、請求項1に記載のジオポリマー生成用組成物。

【請求項3】
 
前記高濃度リン酸水溶液は、リン酸濃度が45~85重量%である、請求項1又は2に記載のジオポリマー生成用組成物。

【請求項4】
 
前記活性化剤とジオポリマー原料粉末の重量比が、1.8:1~1:1である、請求項1~3のいずれか1項に記載のジオポリマー生成用組成物。

【請求項5】
 
前記pH調整剤は、アルカリ金属もしくはアンモニウムのリン酸塩、又はアルカリ金属もしくはアンモニウムの水酸化物である、請求項1~4のいずれか1項に記載のジオポリマー生成用組成物。

【請求項6】
 
前記pH調整剤の量は活性化剤全体に対して、モル比で0.001~0.35である、請求項1~5のいずれか1項に記載のジオポリマー生成用組成物。

【請求項7】
 
請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物を用いて得られるジオポリマーであって、ジオポリマー原料粉末が前記活性化剤によって架橋されることにより生成された、ジオポリマー。

【請求項8】
 
pHが3.3以上7.1以下であることを特徴とする、請求項7に記載のジオポリマー。

【請求項9】
 
ジオポリマー原料粉末と、高濃度リン酸水溶液とpH調整剤とを含む活性化剤とを混合し、その混合物を反応させて、請求項7又は8に記載のジオポリマーを製造することを特徴とする、ジオポリマーの製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
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