JPH0116786B2 - - Google Patents

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JPH0116786B2
JPH0116786B2 JP59061217A JP6121784A JPH0116786B2 JP H0116786 B2 JPH0116786 B2 JP H0116786B2 JP 59061217 A JP59061217 A JP 59061217A JP 6121784 A JP6121784 A JP 6121784A JP H0116786 B2 JPH0116786 B2 JP H0116786B2
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JP
Japan
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molding material
xonotlite
crystals
xonotrite
spherical particles
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JP59061217A
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JPS60204655A (ja
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Kazuo Kubota
Masahide Takahashi
Yoshiharu Katahira
Juji Kanamori
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Publication of JPH0116786B2 publication Critical patent/JPH0116786B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C04B28/186Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step
    • C04B28/188Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step the Ca-silicates being present in the starting mixture

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゾノトライト系の成形材料、特に、
密度が0.10g/cm3前後の超軽量ゾノトライト系ケ
イ酸カルシウム成形体の製造に有用な成形材料に
関するものである。 密度が約0.5g/cm3以下の軽量ゾノトライト成
形体は、断熱性のよい耐火材料として建材、炉材
等に広く使用されている。軽量ゾノトライト成形
体の製造法としてはこれまで種々の方法が提案さ
れ、また実施もされているが、その代表的なもの
は、基本的には、ケイ酸原料と石灰原料とを多量
の水とともにオートクレーブ中で高温度に加熱す
ることにより自己硬化性ゾノトライト結晶のスラ
リーを生成され、これを成形したのち、乾燥して
硬化させるものである。この方法において成形材
料となる上記スラリー中のゾノトライト結晶は、
単結晶のまま存在することはまれで、そのほとん
どは、集合し且つ結合して二次粒子を形成してい
る。この二次粒子は、特公昭56−16102号公報に
記載されているもののように単結晶が不規則に集
合しただけのものもあるが、それ単独で成形材料
になり得るものは、多くの場合、明確な球を形成
している。この球状粒子の直径は10〜100μ程度
であり、20〜60μ付近に粒径分布のピークがあ
る。粒子表面にはゾノトライト針状結晶が栗のい
が状に突出しており、内部は空洞か、それに近い
状態のものである。 球状の二次粒子を形成しているゾノトライトの
スラリーは、これを(必要に応じて脱水しなが
ら)成形したものを乾燥するだけで硬化体を形成
し、容易に高物性の低比重成形体を与えるという
長所がある。しかしながら、この成形材料は脱水
成形する際に水が分離し難く、したがつてこれを
用いて行うケイ酸カルシウム成形体の製造は、い
ま一つの代表的な製法、すなわちケイ酸原料と石
灰原料とを大気圧下スラリー状態で反応させてケ
イ酸カルシウムゲルとし、これを成形したのちオ
ートクレーブ中で水熱合成反応を行う方法と比べ
ると、成形速度を遅くしなければならず、生産性
が劣るという欠点があつた。 本発明は、上述のような欠点のないゾノトライ
ト系成形材料、すなわちゾノトライト針状結晶の
集合体である球状粒子の水性スラリーからなる成
形材料において、上記球状粒子が直径10〜150μ、
沈降体積300ml以上の嵩高なものであり、かつ球
状粒子を構成するゾノトライト針状結晶が球状粒
子表面においては該表面に沿う方向に伸びていて
球状粒子が毬(糸を巻き上げて作つた“てまり”)
状であることを特徴とするゾノトライト系成形材
料を提供するものである。 第1図は、本発明による成形材料の一例(後記
実施例1)におけるゾノトライト結晶二次粒子の
走査型電子顕微鏡写真(倍率5000倍)であり、従
来のゾノトライト結晶二次粒子(後記比較例によ
る)を示す第2図と比べると、本発明によるもの
の表面が上述のように特異なものであることがよ
くわかる。 本発明による成形材料におけるゾノトライト結
晶二次粒子の内部構造は、従来のゾノトライト結
晶二次粒子のそれと同様に空洞に近い場合と、ゾ
ノトライト針状結晶が空〓を残しながらではある
が一様に充填されている場合とがある。 本発明の成形材料におけるゾノトライト結晶の
二次粒子は、ゾノトライト針状結晶の上述のよう
な集合状態、および顕微鏡等では確認できない他
の特性に基づき、300ml以上、好ましくは350ml以
上の沈降体積を示す。沈降体積が300mlに満たな
いものは、それから高物性の軽量成形体を製造す
ることは困難である。なお沈降体積とは、濃度を
2重量%に調整したゾノトライトスラリー500ml
を内径50mmの500mlメスシリンダーに入れ、20℃
で2時間静置したとき沈降したゾノトライト層の
体積をいう。 本発明による成形材料は、第2図に示したよう
な栗のいが状表面を有するゾノトライト二次粒子
からなる従来のゾノトライト系成形材料とまつた
く同様に、単独で、または各種補強用繊維やポル
トランドセメントと混合して、プレス脱水成形
法、抄造法、押出法等により成形したのち乾燥す
るだけで硬化し、高物性の軽量成形体を与える
が、そのさい成形工程において、従来のゾノトラ
イト系成形材料と比べるとはるかにすぐれた成形
性を示し、高能率の成率を可能にする。これは、
本発明の成形材料を構成するゾノライト結晶二次
粒子の実質的に平滑な、水はけのよい表面性状に
基づくものと思われる。 次に本発明の成形材料の代表的な製造法につい
て説明する。 本発明の成形材料の製造法は、大節において従
来のゾノトライト系成形材料の製造法と異なるも
のではない。すなわち、生石灰、消石灰、カーバ
イト等の石灰質原料とケイ石等のケイ酸質原料を
水とともにオートクレーブに仕込み、ゾノトライ
トが生成可能な温度条件下に、攪拌しながら水熱
合成を行う。但し、原料のうち石灰質原料として
CaO結晶の大きさが0.3μ以下である生石灰を使う
と、上記毬状のゾノトライト結晶集合体が生成し
易い。但し、“CaO結晶の大きさが0.3μ以下であ
る生石灰”とは、新鮮な破断面を走査型電子顕微
鏡で観察したときに認められる粒状ないし粒子融
着物状の微結晶粒の平均径(粒子が融着を起こし
ていると認められる場合はその形状から一次粒子
の大きさを推定する)が0.3μ以下の微細なもので
ある生石灰をいう。このような生石灰は、生石灰
としては公知のものと思われるが、本発明者らが
知る限りにおいて、従来ゾノトライト製造用の石
灰原料としてこれが用いられた例はない。この生
石灰は市販の生石灰の中にも見いだすことができ
るが、生石灰を製造する際CaO結晶の大きさを意
識した品質管理は行われていないものと思われ、
同一銘柄でもCaO結晶の大きさは一定しないこと
が多い。CaO結晶の大きさが0.3μ以下である生石
灰は、最も普通には、石灰石を比較的低温で焼成
することにより製造することができる。特に適当
な焼成条件は次式を満足する条件である。 T<−50t+1250 900≦T≦1150 t≧0.5 (但しTは焼成温度〔℃〕、tは焼成時間〔Hr〕) 上記生石灰を消化する条件には特に制限がな
く、常法により、約10〜40倍量の水または熱水を
用いて行えばよい。 ケイ酸原料としては結晶質のもの、たとえばケ
イ石の、平均粒径5〜15μ程度の微粉末を用いる
ことが望ましい。 これらの原料を、好ましくはCaO/SiO2モル
比が0.90〜1.10になるような比率で混合し、約20
〜40倍量の水でスラリー化し、オートクレーブ中
で、温度187〜211℃、圧力12〜20Kg/cm2で2〜5
時間反応させる。そして反応中、または少なくと
も反応の一時期には、強力な撹拌を行い、それに
より、最終的に得られるゾノトライト二次粒子の
沈降体積が300ml以上、好ましくは350ml以上にな
るようにする。沈降体積が300ml未満のものから
は、嵩密度0.1g/cm3前後の軽量成形体を得るこ
とが難しい。 上述のようにしてオートクレーブ中に形成され
た直後のゾノトライトは、急冷してオートクレー
ブから取出して観察すると、球状集合体を形成し
てはいるが、球の表面から針状結晶が栗のいが状
に突出している。本発明の成形材料を製造する場
合は、反応終了後、反応生成物を急冷することな
く徐々に冷却し、約100℃以下になつてから大気
中に取出す。特に重要なのは反応温度から約100
℃までの冷却速度であつて、この温度範囲におけ
る冷却は25℃/Hr以下、望ましくは15℃/Hr以
下の速度で行う。このように徐冷することによ
り、ゾノトライト結晶の二次粒子は前述のような
毬状のものとなる。 以下、実施例および比較例を示して本発明を説
明する。 実施例 1 CaO結晶の大きさが0.28μの生石灰を24倍量の
熱水(温度80℃)に投入し、160rpmで回転する
攪拌翼を有する攪拌機で攪拌しながら30分間消化
した。次いでこれに平均粒径10μのけい石粉末
を、CaO/SiO2モル比が1.0になるように添加し、
同時に、生石灰とケイ石粉末の合計量の30倍量の
水を加えて均一なスラリーとし、オートクレーブ
中、120rpmで攪拌しながら、温度197℃、圧力15
Kg/cm2で、3時間反応させた。その後、攪拌を続
けながら約14℃/Hrの速度で冷却し、7時間を
要して100℃に冷却してから反応生成物をオート
クレーブから取出した。得られたスラリー状成形
材料中の固形物は実質的にゾノトライトからな
り、該ゾノトライトは、針状結晶が多数集合して
直径30〜130μ、沈降体積420mlの、球状の二次粒
子を形成していた。この二次粒子は、第1図に示
したように、表面のゾノトライト針状結晶が表面
に沿う方向に伸びている毬状のものであつた。ま
たその内部は、ゾノトライト針状結晶が充填され
ていて、空洞部はほとんど認められなかつた。 この成形材料の成形性を試験するため、濾過実
験を行い、また成形体製造試験を行なつた。その
結果を、後記比較例についての結果とともに第1
表に示す。なお濾過実験における平均濾過比抵抗
とは、ゾノトライトスラリーを濾過機に圧入した
とき単位面積の搾布上に堆積する濾過ケーク単位
重量当りの抵抗係数であり、この値が小さいほど
濾過し易く、成形性は良好である。また成形体製
造試験は、成形材料に耐アルカリ性ガラス繊維を
対固形分4重量%混合したものを脱水プレス成形
機にて型枠(610mm×300mm)からスラリーが吹出
さない程度に可能な限りプレス速度を速めて厚さ
50mmに成形し、可能な最短成形時間を測定し、更
に、150℃で20時間乾燥させて得られた成形体の
物性を試験することにより行なつた。 比較例 オートクレーブ中の水熱合成反応終了後の冷却
速度を97℃/Hrにし、1時間で100℃まで冷却し
てスラリーをオートクレーブから取出したほかは
実施例1と同様にして、ゾノトライト系成形材料
を製造した。 得られた成形材料中のゾノトライト結晶二次粒
子は、直径が30〜130μ、沈降体積が420mlの嵩高
なものではあつたが、第2図に示したように、表
面からゾノトライト針状結晶が突出している栗の
いが状のものであつた。 【表】
【図面の簡単な説明】
第1図:本発明の実施例におけるゾノトライト
結晶集合体の表面を示す電子顕微鏡写真(倍率
5000倍)、第2図:従来のゾノトライト系成形材
料におけるゾノトライト結晶集合体の表面を示す
電子顕微鏡写真(倍率5000倍)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ゾノトライト針状結晶の集合体である球状粒
    子の水性スラリーからなる成形材料において、上
    記球状粒子が直径10〜150μ、沈降体積300ml以上
    の嵩高なものであり、かつ球状粒子を構成するゾ
    ノトライト針状結晶が球状粒子表面においては該
    表面に沿う方向に伸びていることにより球状粒子
    が毬状であることを特徴とするゾノトライト系成
    形材料。
JP6121784A 1984-03-30 1984-03-30 ゾノトライト系成形材料 Granted JPS60204655A (ja)

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