The Behaviors of Gluconic Acid Derivative in Hydration of CaO EAl2O3 Naomitsu TSUYUKI, Osamu HISASHI*, Tsugio MIYAKAWA and Junichi KASAI** Department of Chemistry, College of Science and Technology, Nihon University 7-24-1, Narashinodai, Funabashi-shi 274 Central Research Laboratory, Kowa Chemical Industry Co., Ltd. Department of Industrial Chemistry, College of Industrial Technology, Nihon University The hydration of cements with additives were often changed remarkably by the added amounts. Authors studied the hydration of CaO EAl2O3 in the presence of calcium 2-oxo gluconate, whic hhave two functional groups of -COON and -C=O. When this compound was dissolved in Ca(OH)2 solution, Ca-complex was formed in some cases, and Ca-coprecipitate in other cases. The process is given as reaction formula (3). The hydration of CaO EAl2O3 dispersed in admixture solution at 25 Ž proceeded in three different ways (Types A, B and C) according to the admixture concentration. Anyhow, to be common with initial hydration stage passes into as follows; inherent effluent of calcium and aluminium from CaO EAl2O3 formation of Ca-complex production of Ca-coprecipitate. Above process is an application of formula (3). These differences were supposed to be caused by the different quantities of reacted calcium and aluminium. The setting time was determined by the retention period of effluent phenomenon or the formation of Ca-complex, when admixture concentration was lower. And coprecipitate was formed as the coating on CaO Al2O3 surface at higher concentration. Consequently, the states is classified into three ways such as the extremely thin coating of coprecipitate or the detaching phenomenon of coating or the stable thicker coating of grape state. These hydration model was illustrated in Fig. 12. Ca-complex is stable (1:1) complex in liquid phase. On the other hand, Ca-coprecipitate is amorphous substance, it is not simply Ca-salt of 2-oxogluconate. The gel in hardened bodies using this admixture has been induced by the formation of Ca-complex given as formula (3), its
Key-words: CaO-Al2O3, Gluconic acid derivative, Cement admixture Ca-complex, Ca-coprecipitate, Setting retardation,
Fig. 2. Calcium 2-oxogluconate 0wt%. Fig. 3. Calcium 2-oxogluconate 0.1wt%. Fig. 1. The solubility of total [Ca(OH)2] ( ) in aqueous solution of calcium 2-oxogluconate involved Ca(OH)2 and ph of the solution ( œ) as a function of concentration of calcium 2 oxogluconate, at 25 Ž. Fig. 4. Calcium 2-oxogluconate 0.3wt%.
Fig. 5. Calcium 2-oxogluconate 0.5wt%. Fig. 8. IR spectra of (1) calcium 2-oxogluco nate and (2) Ca-complex of Ca(OH)2-calcium 2-oxogluconate system. Fig. 6. Calcium 2-oxogluconate 1.0wt%. Fig. 7. Calcium 2-oxogluconate 2.0wt%.
Fig. 10. The changes of X-ray powder diffrac tion intensity of anhydrous CA in solid phase of CA-calcium 2-oxogluconate system as a function of hydra
476 Yogyo-Kyokai-Shi 89 [9] 1981 N. TSUYUKI (1) (2) (3) 3h 1h 3h 1 day 8h 1 day 5 days Fig. 11. various 1 day Scanning hydration electron times, at (1) Type A: calcium (3) Type C: calcium 過 程 で-COOH基 micrographs ビ ノー ス とCO2と 2-oxogluconate 0.1wt% 2-oxogluconate が 起 こ りや す い に分 解 す る こ とが知 られ てい る21). 液 中 にCAを 分 散 させ ら溶 出 され る カル シ ウム分 に も適 用 で き る. す なわ ち, アル カ リ性 の 条 件 で あれ ばCa錯 成, Ca共 4.2 体 の形 沈 体 の 生成 は 可 能 で あ る. り, 純 水 中 にCAを 分 散 させ た場 合 の 曲線 は水 求 め た結 果, 極 大 現 象 が 終 了 し た 時 点 で, 2CaO Al2O3 8H2O 記 す) 水 和 物 の生 成 が ほ ぼ完 了 す る と考 え られ る. (2) Type 2-oxogluconate system in B: calcium 2-oxogluconate 1.0wt% 潜 在 的 溶 出 とい う) され る カル シ ウ ム分 もア ル カ リ性 の 条 件 でCa錯 体 を 形成 す る と考 え られ る. しか し, CA か らの溶 出 カ ル シ ウ ム分 が 増 加 す る と, 4.1節 に述 べ たCa共 な現 象 を基 に して, 図3 図7に と, Ca KGの (2) 項 沈 体 が 生 成 す る と考 え られ る. こ の よ う 示 す 液 相 組 成 を考 え る 濃 度 に よ って 次 の三 つ の パ タ ー ン に類 別 (1) Ca KGの 濃 度 が0.1, 0.3wt%の 場 合, 図3, の 量 は 水 和 初 期 で 純水 中 に分 散 さ せ た と き よ りも低 下 し, む しろCAか ら の潜 在 的 溶 出 を抑 えて い る. しか し, 水 和 の 後 半 で溶 存 量 の増 加 が起 こ る (タ イ プA). (2) Ca KGの 濃度 が0.5, 1.0wt%の 場 合, 図5, 図6に 示 す よ うに液 相 中 の カ ル シ ウム分, ア ル ミ ニ ウ ム 次 に, Ca KG溶 液 中 にCAを 化 学 的 に 考 え て み た い. 4.1節 (OH)2と CA-calcium 4に 示 す よ うに液 相 中 の カル シ ウ ム分, ア ル ミニ ウム分 和 初 期 に極 大 値 が 存 在 す る. 沈 殿 のXRDを (以下C2AH8と of で き る. 2-オ キ ソグ ル コン 酸 カル シ ウム の 濃 度 に よ る 液 相 組 成 の差 異 図2よ 7 days phase 2.0wt% 当然 脱 炭 酸 が起 こ り, ア ラ 以上 四 つ の知 見 は, Ca KG溶 た とき, CAか solid 25. よ り脱 炭 酸 (-CO2) と され て い る18) 21).KGも of et al. 28 はCa錯 り, Ca KG溶 分 散 させ た 場 合 を錯 塩 (1) 項 でCa KGとCa 体 を形 成 す る こ と を述 べ た. 液 中 で はCAか ら溶 出 これ よ (以下 本 報 で は 分 の 溶 存量 は, 水 和 直 後 か ら急 速 に増 加 す るが 直 ちに 減 少 し, 再 び微 弱 な増 加 が起 こ る. す なわ ち, 1次, 2次 の極 大 (又 は1次 極 小) 現 象 が存 在 す る (タ イ プB). (3) Ca KGの 濃 度 が2.0wt%の 場 合, 図7に 示