JPH0543281A

JPH0543281A - 水硬性無機物、その製造方法並びにケイ酸カルシウム硬化体

Info

Publication number: JPH0543281A
Application number: JP21658591A
Authority: JP
Inventors: Koji Hamamoto; 康二濱本; Kiyoji Yamashita; 喜世次山下
Original assignee: Nozawa Corp
Current assignee: Nozawa Corp
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-23
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0832576B2

Abstract

(57)【要約】【目的】無機ケイ酸塩を原料として、高温を要するこ
となく、常温で処理によって、水の存在下に硬化しうる
水硬性無機物を得ること、及び強度の大きいケイ酸カル
シウム硬化体を得ること。【構成】無機ケイ酸塩の酸分解により得られた活性シ
リカとカルシウム供与塩との混合物を含有する水硬性無
機物。前記の酸分解と前記活性シリカとカルシウム供与
塩との混合を特徴とする水硬性無機物の製造方法。前記
水硬性無機物を水熱反応させて硬化させたケイ酸カルシ
ウム硬化体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築材料及び建築材な
どに使用することができる水硬性無機物、その製造方
法、並びにその水硬性無機物から得られるケイ酸カルシ
ウム硬化体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水硬性無機材料としてセメントが
広く使用されており、その中の代表的なポルトランドセ
メントは石灰石、粘土、ケイ石等の原料を１０００℃以
上の高温で焼成し、得られたセメントクリンカーを粉砕
することにより製造されている。高炉セメントなどの石
灰−ケイ酸系のセメントも同様に高温の工程を経て製造
されている。

【０００３】これに対して、焼成工程を要しない石灰−
ケイ酸系硬化成形体の製造方法としては、成形型内で石
灰とケイ砂のようなケイ酸より構成される無機物と水と
を水熱反応させることにより硬化成形体を製造する方法
があり、その水熱反応をオートクレーブ中で行う場合も
ある。また、その水熱反応をオートクレーブ中で攪拌し
ながら行なわせ、その反応が完了したスラリーを型内に
注入することにより硬化成形体を製造する方法もあり、
いずれの方法でも軽量の成形体が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のポルトランドセ
メントなどの製造においては、１０００℃以上の高温で
の焼成を行なわせるため、非常に大量の熱エネルギーを
必要とするため、エネルギー資源上好ましくない。ま
た、前記の水熱反応による石灰−ケイ酸系硬化成形体の
製造方法においては、原料となる物質の種類、特にそれ
が含有する不純物の種類や量により水熱反応が十分に行
なわれないことがあるので、使用できる原料が制約され
るという欠点があり、さらにオートクレーブの使用が必
要であるとか、水熱反応の温度としてかなり高い温度が
必要であるという欠点がある。

【０００５】本発明は、これらの欠点のない水硬性無機
物、その製造方法、及びケイ酸カルシウム硬化体を提供
することを目的とするものである。さらに、本発明は製
造にさいして高温での焼成工程や加圧下の水熱反応のよ
うな、困難な工程を必要とせず、常温で水硬性無機物が
得られ、あるいはそれから容易にケイ酸カルシウム硬化
体が得られる、水硬性無機物、その製造方法、及びケイ
酸カルシウム硬化体を提供することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の手段によ
り前記の目的を達成することができた。（１）無機ケイ酸塩の酸分解により得られた活性シリカ
とカルシウム供与塩との混合物を含有することを特徴と
する水硬性無機物。（２）無機ケイ酸塩を酸で分解して活性シリカを得、こ
の活性シリカにカルシウム供与塩を混合することを特徴
とする水硬性無機物の製造方法。（３）前記（１）項記載の水硬性無機物を水熱反応させ
て硬化させたものであることを特徴とするケイ酸カルシ
ウム硬化体。

【０００７】本発明において、酸分解をする無機ケイ酸
塩としては、石綿、粘土等の一般に存在する安定な無機
ケイ酸塩が用いられる。無機ケイ酸塩は不純物が少ない
ものが好ましいが、通常使用しているものならば原料と
することができる。無機ケイ酸塩の酸分解に用いる酸と
しては、塩酸、硫酸等の無機酸が好ましく、特に塩酸が
好ましい。これは、酸分解にさいして塩酸は無機ケイ酸
塩中のケイ酸分以外の元素成分のほとんどと可溶性の大
きな塩化物を形成して、完全に溶解させ、ほとんどが活
性ケイ酸からなる残渣を得ることができるからである。
硫酸を用いてもよいが、無機ケイ酸塩中にカルシウム分
が含まれると、不溶性の硫酸カルシウムが生成し、また
硝酸を用いるときにはこれは酸化性が強いため反応器の
材質が問題となるし、濃度の高いものを用いると有害な
ＮＯｘガスを発生するおそれがある。酸の濃度及び量
は、無機ケイ酸塩中のケイ酸分以外の成分がなるべく完
全に溶けるように、当量以上のものを用いるのがよい。
酸分解における温度は常温でもよいが、温度を上げると
反応が促進して反応時間が短縮される。

【０００８】酸分解の反応が終了後、不溶性の残渣を含
む液状の反応物が得られるので、前記残渣と液とを分離
する。その残渣は活性シリカであり、液は酸に塩酸を用
いた場合、無機ケン酸塩が石綿であるときには塩化マグ
ネシウムを主として含み、また無機ケイ酸塩がアルミノ
ケイ酸系の粘土であるときには、塩化アルミニウムを主
として含有するものである。この液は、有価な化合物を
含有するので、他の化合物の反応原料として用いること
ができる。

【０００９】上記により得た活性シリカは、アルカリ可
溶性であり、それ自身では固まる性質は無いが、水の存
在においてアルカリ性の条件下でカルシウムイオンと常
温で容易に反応し、安定な不溶解性化合物を生成して硬
化する。従ってカルシウム供与塩としては、水酸化カル
シウムもしくは酸化カルシウム等の水中でＣａ（ＯＨ）
₂の形を取りえてアルカリ性となるカルシウム塩が望ま
しいが、他の薬剤によってＣａ（ＯＨ）₂に変えうるカ
ルシウム塩ならば、例えば塩化カルシウム、硫酸カルシ
ウム、炭酸カルシウム等水中で酸性、中性を示すカルシ
ウム塩であっても使用することができる。したがって、
本発明においては「カルシウム供与塩」は前述したよう
なカルシウム塩を意味するものである。カルシウム供与
塩は粉末のものを使用し、なるべく水分含有量の低いも
のを用いる。

【００１０】活性シリカとカルシウム供与塩との混合割
合は、カルシウム供与塩を酸化カルシウムとして（酸化
カルシウム／活性シリカ）＝０．３〜１．２の範囲とす
るのが望ましい。この両者の混合物に他の増量剤、補強
材、各種添加剤など、水硬性無機物の分野で通常添加さ
れているものを加えてもよい。

【００１１】上記のようにして製造した水硬性無機物に
水を添加するときには、前記水硬性無機物は硬化してケ
イ酸カルシウム硬化体を生成する。水硬性無機物に水を
添加して混合したものを型内に流し込んで成形し、硬化
させれば、成形体が得られる。また、成形方法として
は、抄造法及び押出成形法を用いることができる。この
硬化は常温でも進行し、２０℃の雰囲気中でも、約４０
日程度で反応が終結する。この硬化のさい、水硬性無機
物に必要により骨材や、繊維のような補強材、防水剤な
どの各種添加剤を添加することができる。

【００１２】また、その硬化に際して蒸気養生又はオー
トクレーブ養生を行なうことによって硬化時間の短縮や
結晶性の軽量ケイ酸カルシウム硬化体を得ることができ
る。この条件下では常温での養生に比して反応時間が短
かくて済み、強度の大きい硬化体を得ることができる。
この場合の温度は６０〜２３０℃、反応時間は２〜１２
時間である。成形時の圧力は５〜２５０ｋｇ／ｃｍ²程
度である。

【００１３】

【作用】無機ケイ酸塩の酸分解により得られた活性シリ
カは反応性が高いため、水の存在下で生石灰のような酸
化カルシウムときわめて容易に反応して硬化体を生成す
るので、前記活性シリカとカルシウム供与塩との混合物
によって水硬性無機物を形成することができる。この水
硬性無機物に水を加えて型に入れて常温で硬化させ、養
生させれば成型体を得ることができる。さらに、この水
硬性無機物を水熱反応させれば軽量なケイ酸カルシウム
硬化体が得られる。

【００１４】従来の石灰とケイ酸含有無機物と水とを水
熱反応することにより軽量のケイ酸カルシウム成形体を
得る技術においてはその水熱反応に使用しえなかったよ
うなケイ酸含有無機物でも、本発明により酸分解しうる
ものは、その酸分解により得た活性シリカとカルシウム
供与塩が水の存在下、あるいは水熱反応の条件下で容易
に反応してケイ酸カルシウム硬化体を生成することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではない。実施例１無機ケイ酸塩として、石綿（主成分：ケイ酸マグネシウ
ム）と粘土（主成分：ケイ酸アルミニウム）の２種類を
用い、これらにそれぞれ濃度１２Ｎの塩酸を重量比で
１：３の割合で混合し、６０℃に加熱して攪拌しながら
２４時間塩酸分解を行ない、溶液と残渣を分離する。
尚、分解は常温でも進行するが、時間短縮のため、今回
は６０℃に加熱した。残渣は洗浄をすれば不純物をよく
除去することができる。得られた残渣分が活性シリカで
あって、得られた活性シリカは石綿、粘土のそれぞれ約
３５ｗｔ％、約２８ｗｔ％であった。

【００１６】ここで得られた活性シリカに対し、それぞ
れ消石灰を重量比（活性シリカ／消石灰）で０．５又は
１．０となるように添加した混合物を調整し、それぞれ
この混合物２００ｇに対して、増量材として珪石灰を２
５ｇ、保形材としてパルプを２５ｇを加え、４００ｇの
水を添加して混練し、１５×２０ｃｍの型枠に流し込
み、２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えて成形したモール
ド板を、常温による養生と水熱下での養生（水熱反応）
の２通りの方法で養生した。両方法によって得られたモ
ールド板の物性を以下に示す。なお、使用したシリカ分
の種類としては、酸分解の原料である石綿及び粘土の別
によってそれぞれマグネシウム系及びアルミニウム系と
して表わした。常温で７日養生した場合のモールド板の物性

【００１７】

【表１】１８０℃で８時間水熱養生した場合のモールド板の
物性

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】本発明の水硬性無機物は水を加えること
により常温で硬化して硬化体が得られる。また、その水
硬性無機物は水熱反応させれば軽量のケイ酸カルシウム
硬化体が得られる。これらはいずれも強度が大きく、例
えばモールド板とした場合、曲げ強さの大きいものがえ
られる。

【００２０】本発明においては、活性ケイ酸を得るため
の無機ケイ酸塩の酸分解を常温で行うことができ、その
活性ケイ酸とカルシウム供与塩との混合により前記の特
性をもつ水硬性無機物を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機ケイ酸塩の酸分解により得られた活
性シリカとカルシウム供与塩との混合物を含有すること
を特徴とする水硬性無機物。
【請求項２】無機ケイ酸塩を酸で分解して活性シリカ
を得、この活性シリカにカルシウム供与塩を混合するこ
とを特徴とする水硬性無機物の製造方法。
【請求項３】請求項１の水硬性無機物を水熱反応させ
て硬化させたものであることを特徴とするケイ酸カルシ
ウム硬化体。