JPH06239672A - 無機系軽量成形体の製造方法 - Google Patents
無機系軽量成形体の製造方法Info
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- JPH06239672A JPH06239672A JP5025596A JP2559693A JPH06239672A JP H06239672 A JPH06239672 A JP H06239672A JP 5025596 A JP5025596 A JP 5025596A JP 2559693 A JP2559693 A JP 2559693A JP H06239672 A JPH06239672 A JP H06239672A
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- furnace slag
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions 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
- C04B28/186—Compositions 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ガラス質高炉スラグ粉末に、粘土鉱物、水酸化
アルカリおよび水を加えて水熱処理し、得られた水和物
スラリーに、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および
補強繊維を加えて混練後成形し、水熱養生することを特
徴とする無機系軽量成形。 【効果】原料として通常粉末度の高炉スラグ粉末を使用
でき、しかも低濃度のアルカリにより表面改質（軽量化
処理）ができるので低コストで製造できる。また、バイ
ンダーとして、有機系材料を用いないので、成形体を不
燃材料とするのが容易である。
アルカリおよび水を加えて水熱処理し、得られた水和物
スラリーに、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および
補強繊維を加えて混練後成形し、水熱養生することを特
徴とする無機系軽量成形。 【効果】原料として通常粉末度の高炉スラグ粉末を使用
でき、しかも低濃度のアルカリにより表面改質（軽量化
処理）ができるので低コストで製造できる。また、バイ
ンダーとして、有機系材料を用いないので、成形体を不
燃材料とするのが容易である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、建築用材料、断熱用
材料等に用いられる無機系軽量成形体の製造方法に関す
るものである。
材料等に用いられる無機系軽量成形体の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ケイ酸カルシウム水和物（トバモライ
ト、ゾノトライト等）を主材料とする成形体は、建築材
料として広く用いられている。近年、ゾノトライトを主
材料とし、ポリマーエマルジョン、補強繊維等を加えて
成形体となしたものが、人造木材と称し、上市されるに
至っている。この人造木材は、かさ密度が0.5程度と軽
いにもかかわらず曲げ強度80kgf／cm2と高い強度を有
し、しかも不燃性、加工性、寸法安定性、断熱性など多
くの優れた特徴をもつ材料である。
ト、ゾノトライト等）を主材料とする成形体は、建築材
料として広く用いられている。近年、ゾノトライトを主
材料とし、ポリマーエマルジョン、補強繊維等を加えて
成形体となしたものが、人造木材と称し、上市されるに
至っている。この人造木材は、かさ密度が0.5程度と軽
いにもかかわらず曲げ強度80kgf／cm2と高い強度を有
し、しかも不燃性、加工性、寸法安定性、断熱性など多
くの優れた特徴をもつ材料である。
【０００３】このような人造木材に関しては、多くの特
許出願があり、例えば特開昭52−15516号公報には、粉
末状のシリカ質原料及び石灰質原料を水中に混合して加
熱反応させることによりケイ酸カルシウム水和物の水性
スラリーを得、これにポリマーエマルジョンを加えてポ
リマーをケイ酸カルシウム水和物に吸着させる方法が開
示されている。また、特開昭54−160428号公報には、石
灰質原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応させて得られ
たケイ酸カルシウム水和物に水硬性石コウ、重合体エマ
ルジョン及び重合体エマルジョン用凝集剤を加えて水性
スラリーとし、これを成形、乾燥して成形物とする方法
が開示されている。特開昭60−246251号公報には石灰質
原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応させて得られたケ
イ酸カルシウム水和物にカルボキシル基を含むスチレン
−ブタジエン共重合体ラテックスおよびカチオン型高分
子凝集剤を加えて水性スラリーとし、これを成形、乾燥
して成形物とする方法が開示されている。特開昭63−85
038号公報には、石灰原料とケイ酸原料との混合物に水
を加えてスラリー化し、オートクレーブ中で攪拌しなが
ら加熱することによってケイ酸カルシウム水和物スラリ
ーを生成させ、これに合成パルプ又はその熱変形物を加
えて脱水、成形、乾燥して成形体を得る方法が開示され
ている。特開昭63−201050号公報には石灰石原料粉末と
ケイ酸質原料粉末とを混合し、水を加えて水熱反応させ
て得られたケイ酸カルシウム水和物スラリーにポリマー
エマルジョンを吸着したセピオライト及び補強繊維を加
えて、プレスにより脱水成形し乾燥することによって成
形体を得る方法が開示されている。特開昭63−260847号
公報には、石灰質原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応
させて得られたケイ酸カルシウム水和物にカルボキシル
基を含有するスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス
を加えて水性スラリーとし、これを成形、乾燥して成形
物とする方法において、該成形物を繊維網状体で補強す
る方法が開示されている。
許出願があり、例えば特開昭52−15516号公報には、粉
末状のシリカ質原料及び石灰質原料を水中に混合して加
熱反応させることによりケイ酸カルシウム水和物の水性
スラリーを得、これにポリマーエマルジョンを加えてポ
リマーをケイ酸カルシウム水和物に吸着させる方法が開
示されている。また、特開昭54−160428号公報には、石
灰質原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応させて得られ
たケイ酸カルシウム水和物に水硬性石コウ、重合体エマ
ルジョン及び重合体エマルジョン用凝集剤を加えて水性
スラリーとし、これを成形、乾燥して成形物とする方法
が開示されている。特開昭60−246251号公報には石灰質
原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応させて得られたケ
イ酸カルシウム水和物にカルボキシル基を含むスチレン
−ブタジエン共重合体ラテックスおよびカチオン型高分
子凝集剤を加えて水性スラリーとし、これを成形、乾燥
して成形物とする方法が開示されている。特開昭63−85
038号公報には、石灰原料とケイ酸原料との混合物に水
を加えてスラリー化し、オートクレーブ中で攪拌しなが
ら加熱することによってケイ酸カルシウム水和物スラリ
ーを生成させ、これに合成パルプ又はその熱変形物を加
えて脱水、成形、乾燥して成形体を得る方法が開示され
ている。特開昭63−201050号公報には石灰石原料粉末と
ケイ酸質原料粉末とを混合し、水を加えて水熱反応させ
て得られたケイ酸カルシウム水和物スラリーにポリマー
エマルジョンを吸着したセピオライト及び補強繊維を加
えて、プレスにより脱水成形し乾燥することによって成
形体を得る方法が開示されている。特開昭63−260847号
公報には、石灰質原料とケイ酸質原料とを水熱合成反応
させて得られたケイ酸カルシウム水和物にカルボキシル
基を含有するスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス
を加えて水性スラリーとし、これを成形、乾燥して成形
物とする方法において、該成形物を繊維網状体で補強す
る方法が開示されている。
【０００４】一方、特開平３−187984号公報には、ガラ
ス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液で改質して得られ
る粉末に、ポリマーエマルジョン、補強繊維等を加えて
脱水成形、乾燥して成形体を得る方法が開示されてい
る。また、特公昭57−7093号公報及び特開平１−252559
号公報には、ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液
中で、大気圧下で加熱攪拌し、表面を改質する方法が開
示されている。さらに、特公昭53−24034号公報には、
高炉水砕スラグ粉末又はそれに粘土鉱物を加え、アルカ
リ水溶液中で水熱処理し、表面を改質する方法が開示さ
れている。
ス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液で改質して得られ
る粉末に、ポリマーエマルジョン、補強繊維等を加えて
脱水成形、乾燥して成形体を得る方法が開示されてい
る。また、特公昭57−7093号公報及び特開平１−252559
号公報には、ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液
中で、大気圧下で加熱攪拌し、表面を改質する方法が開
示されている。さらに、特公昭53−24034号公報には、
高炉水砕スラグ粉末又はそれに粘土鉱物を加え、アルカ
リ水溶液中で水熱処理し、表面を改質する方法が開示さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ケイ酸カ
ルシウム系人造木材は、ゾノトライトを主材としてい
る。それは石灰質原料とケイ酸質原料を190〜230℃の飽
和水蒸気圧下で数時間加熱攪拌して水熱反応させること
により製造されるが、原料に純度の高いものが必要でか
つ多大なエネルギーも要するためコストがかかるという
問題がある。また、バインダーとしてポリマーエマルジ
ョンを用いているため、不燃材料とするにはその添加量
を制限せねばならず、大幅に強度を向上させることが難
しいなどの問題もかかえている。
ルシウム系人造木材は、ゾノトライトを主材としてい
る。それは石灰質原料とケイ酸質原料を190〜230℃の飽
和水蒸気圧下で数時間加熱攪拌して水熱反応させること
により製造されるが、原料に純度の高いものが必要でか
つ多大なエネルギーも要するためコストがかかるという
問題がある。また、バインダーとしてポリマーエマルジ
ョンを用いているため、不燃材料とするにはその添加量
を制限せねばならず、大幅に強度を向上させることが難
しいなどの問題もかかえている。
【０００６】一方、ガラス質高炉スラグを用いたもの
は、改質処理効率の向上と改質粉末の軽量性を確保する
ために、ブレーン比表面積で14000cm2／ｇという高い粉
末度のスラグを必要とし、コスト高になるという問題が
ある。また、短時間に効率良く製造するには高濃度のア
ルカリ水溶液を必要とし、それを高い収率で回収し再使
用しないとコスト高になるという問題がある。また、濾
過後の水和物にはアルカリが残留しており、その除去に
は多大の水を必要とし、さらにその洗浄液を酸で中和し
なければならないなどの問題もかかえている。
は、改質処理効率の向上と改質粉末の軽量性を確保する
ために、ブレーン比表面積で14000cm2／ｇという高い粉
末度のスラグを必要とし、コスト高になるという問題が
ある。また、短時間に効率良く製造するには高濃度のア
ルカリ水溶液を必要とし、それを高い収率で回収し再使
用しないとコスト高になるという問題がある。また、濾
過後の水和物にはアルカリが残留しており、その除去に
は多大の水を必要とし、さらにその洗浄液を酸で中和し
なければならないなどの問題もかかえている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決した無機系軽量成形体の製造方法を提供するもので
あり、ガラス質高炉スラグ粉末に、粘土鉱物、水酸化ア
ルカリおよび水を加えて水熱処理し、得られた水和物ス
ラリーに、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および補
強繊維を加えて成形し、水熱養生することを特徴として
いる。
解決した無機系軽量成形体の製造方法を提供するもので
あり、ガラス質高炉スラグ粉末に、粘土鉱物、水酸化ア
ルカリおよび水を加えて水熱処理し、得られた水和物ス
ラリーに、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および補
強繊維を加えて成形し、水熱養生することを特徴として
いる。
【０００８】水和物スラリーは、ガラス質高炉スラグ粉
末に粘土鉱物、水酸化アルカリおよび水を加えて、加熱
攪拌し、水熱反応させることにより製造される。原料の
ガラス質高炉スラグは、水、空気により急冷粒状化され
たもので、Ｘ線回折により特定の結晶ピークが認められ
ない程度にガラス化されたものであればよい。粉砕は、
ボールミル、ローラーミルなど一般的に使用されている
粉砕機で行うことができる。粉末度は、水熱反応を行わ
せるので、特に粉末度を向上させ、水和反応性を高める
必要はなく、高炉セメント向けなどに製造されているも
のと同程度でよく、通常ブレーン比表面積で3000〜5500
cm2／ｇ程度、好ましくは4000〜4500cm2／ｇ程度のもの
が適当である。
末に粘土鉱物、水酸化アルカリおよび水を加えて、加熱
攪拌し、水熱反応させることにより製造される。原料の
ガラス質高炉スラグは、水、空気により急冷粒状化され
たもので、Ｘ線回折により特定の結晶ピークが認められ
ない程度にガラス化されたものであればよい。粉砕は、
ボールミル、ローラーミルなど一般的に使用されている
粉砕機で行うことができる。粉末度は、水熱反応を行わ
せるので、特に粉末度を向上させ、水和反応性を高める
必要はなく、高炉セメント向けなどに製造されているも
のと同程度でよく、通常ブレーン比表面積で3000〜5500
cm2／ｇ程度、好ましくは4000〜4500cm2／ｇ程度のもの
が適当である。
【０００９】粘土鉱物には、カオリン、ベントナイト等
いくつかの種類があるが、膨潤性がありスラリーの軽量
化に寄与するベントナイトがよい。スラグと粘土鉱物の
配合比は、ＣaＯ／ＳiＯ2のモル比で0.6〜1.0程度、好
ましくは0.7〜0.9程度になるように行われる。
いくつかの種類があるが、膨潤性がありスラリーの軽量
化に寄与するベントナイトがよい。スラグと粘土鉱物の
配合比は、ＣaＯ／ＳiＯ2のモル比で0.6〜1.0程度、好
ましくは0.7〜0.9程度になるように行われる。
【００１０】水酸化アルカリは、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属が好ましく、水酸
化ナトリウムが特に好ましい。水酸化アルカリ水溶液の
濃度は、0.01〜0.10mol／ｌ程度で十分である。水酸化
アルカリ水溶液の添加量は、ガラス質高炉スラグと粘土
鉱物の合量に対し、10〜30倍（固液比で１／10〜１／3
0）である。
酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属が好ましく、水酸
化ナトリウムが特に好ましい。水酸化アルカリ水溶液の
濃度は、0.01〜0.10mol／ｌ程度で十分である。水酸化
アルカリ水溶液の添加量は、ガラス質高炉スラグと粘土
鉱物の合量に対し、10〜30倍（固液比で１／10〜１／3
0）である。
【００１１】水熱処理は、攪拌式水熱処理装置（攪拌式
オートクレーブ）により行われる。攪拌は、機械式、蒸
気・圧縮ガス等により渦流を起こさせるものであればよ
い。水熱反応は、飽和温度100〜210℃程度、好ましくは
150〜190℃程度の飽和圧力水下で行われる。処理時間
は、昇温能力や処理温度によって異なるが、目標の処理
温度に到達後0.5〜３時間程度である。また処理時間
は、水和物の軽量性や高比表面積を確保するため、生成
する主要水和物のケイ酸カルシウム水和物が、Ｃ−Ｓ−
Ｈゲル（ＣはＣaＯ、ＳはＳiＯ2、ＨはＨ2Ｏを表す。）
の状態とすることが必要である。長時間の処理は、ケイ
酸カルシウム水和物がトバモライト等になり比表面積が
低下してしまうので好ましくない。
オートクレーブ）により行われる。攪拌は、機械式、蒸
気・圧縮ガス等により渦流を起こさせるものであればよ
い。水熱反応は、飽和温度100〜210℃程度、好ましくは
150〜190℃程度の飽和圧力水下で行われる。処理時間
は、昇温能力や処理温度によって異なるが、目標の処理
温度に到達後0.5〜３時間程度である。また処理時間
は、水和物の軽量性や高比表面積を確保するため、生成
する主要水和物のケイ酸カルシウム水和物が、Ｃ−Ｓ−
Ｈゲル（ＣはＣaＯ、ＳはＳiＯ2、ＨはＨ2Ｏを表す。）
の状態とすることが必要である。長時間の処理は、ケイ
酸カルシウム水和物がトバモライト等になり比表面積が
低下してしまうので好ましくない。
【００１２】無機系軽量成形体は、水和物スラリーにガ
ラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および補強繊維を加え
て混合し、加圧脱水成形した後水熱養生して製造され
る。水和物スラリーは濾過および残留アルカリ分の洗浄
除去をすることなく、そのまま用いられる。水和物スラ
リーの配合量は、目標とする軽量成形体の嵩密度や強度
によって異なるが、通常、水和物スラリーの固形分、ガ
ラス質高炉スラグおよび粘土鉱物の合量に対し固形分で
50〜70％程度である。50％以下では、軽量性の確保が困
難となり、70％以上では、主力バインダーであるガラス
質高炉スラグ粉末や粘土鉱物の配合量が少なくなり、強
度の確保が困難となる。
ラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物および補強繊維を加え
て混合し、加圧脱水成形した後水熱養生して製造され
る。水和物スラリーは濾過および残留アルカリ分の洗浄
除去をすることなく、そのまま用いられる。水和物スラ
リーの配合量は、目標とする軽量成形体の嵩密度や強度
によって異なるが、通常、水和物スラリーの固形分、ガ
ラス質高炉スラグおよび粘土鉱物の合量に対し固形分で
50〜70％程度である。50％以下では、軽量性の確保が困
難となり、70％以上では、主力バインダーであるガラス
質高炉スラグ粉末や粘土鉱物の配合量が少なくなり、強
度の確保が困難となる。
【００１３】水和物スラリーに加えるガラス質高炉スラ
グ粉末と粘土鉱物は、水和物スラリーの製造に用いたも
のと同じでよい。ガラス質高炉スラグ粉末と粘土鉱物の
配合比も、ＣaＯ／ＳiＯ2のモル比が0.6〜1.0程度、好
ましくは0.7〜0.9程度になるように調整すればよい。
グ粉末と粘土鉱物は、水和物スラリーの製造に用いたも
のと同じでよい。ガラス質高炉スラグ粉末と粘土鉱物の
配合比も、ＣaＯ／ＳiＯ2のモル比が0.6〜1.0程度、好
ましくは0.7〜0.9程度になるように調整すればよい。
【００１４】補強繊維は、ガラス繊維、ロックウールな
どの鉱物質繊維や炭素繊維などの無機繊維、セルロー
ス、アラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロ
ンなど有機繊維が挙げられる。特に好ましいものはガラ
ス繊維である。なお、本発明の軽量成形体は、アルカリ
雰囲気下で養生が行われるもので、アルカリに弱い通常
のガラス繊維、ロックウールは使用できず、耐アルカリ
化したものが必要である。また、水熱養生が100〜210℃
の温度で行われるので、有機繊維の中には、耐熱性の点
から使用できないものがある。有機繊維を使用する場
合、その耐熱性と水熱養生温度を考慮して選定すること
が必要である。補強繊維の配合量は、水和物スラリーの
固形分、ガラス質高炉スラグ粉末および粘土鉱物の合計
量100重量部に対し、繊維の種類によって異なるが0.5〜
10重量部が適当である。ガラス繊維の場合には３〜７重
量部程度が好ましい。
どの鉱物質繊維や炭素繊維などの無機繊維、セルロー
ス、アラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロ
ンなど有機繊維が挙げられる。特に好ましいものはガラ
ス繊維である。なお、本発明の軽量成形体は、アルカリ
雰囲気下で養生が行われるもので、アルカリに弱い通常
のガラス繊維、ロックウールは使用できず、耐アルカリ
化したものが必要である。また、水熱養生が100〜210℃
の温度で行われるので、有機繊維の中には、耐熱性の点
から使用できないものがある。有機繊維を使用する場
合、その耐熱性と水熱養生温度を考慮して選定すること
が必要である。補強繊維の配合量は、水和物スラリーの
固形分、ガラス質高炉スラグ粉末および粘土鉱物の合計
量100重量部に対し、繊維の種類によって異なるが0.5〜
10重量部が適当である。ガラス繊維の場合には３〜７重
量部程度が好ましい。
【００１５】混合は、これらの材料を均一に分散させる
ために行われる。特に、補強繊維の分散は、強度に大き
く影響するため重要である。攪拌機は、混合スラリーの
固形分濃度によって異なるが、インペラー式のものを用
いるのが一般的である。なお、混合スラリーの固形分濃
度が高くて均一混合が困難となる場合には適宜水を追加
投入すればよい。
ために行われる。特に、補強繊維の分散は、強度に大き
く影響するため重要である。攪拌機は、混合スラリーの
固形分濃度によって異なるが、インペラー式のものを用
いるのが一般的である。なお、混合スラリーの固形分濃
度が高くて均一混合が困難となる場合には適宜水を追加
投入すればよい。
【００１６】成形は、水和物スラリーが多孔質で水分を
多く含むため、抄造法の場合成形後のハンドリング強度
を確保しにくい。本発明の成形は、加圧脱水成形法を用
いるのが一般的である。加圧脱水成形は、混合スラリー
を型枠に流し込み、脱水しながら加圧することにより行
う方法である。型枠には、均一脱水や成形効率を上げる
ため、金網、濾布、多孔板等を組込むことができる。ま
た、さらに成形効率を上げるため、真空ポンプを用いた
減圧脱水を行うことも可能である。加圧力は、軽量成形
体の目標とするかさ密度により調整すればよく、通常10
〜100kgf／cm2である。なお、脱水時の濾液には、アル
カリ分が含まれており、これを回収すれば、水和物スラ
リーの水酸化アルカリの一部として、再使用することも
可能である。
多く含むため、抄造法の場合成形後のハンドリング強度
を確保しにくい。本発明の成形は、加圧脱水成形法を用
いるのが一般的である。加圧脱水成形は、混合スラリー
を型枠に流し込み、脱水しながら加圧することにより行
う方法である。型枠には、均一脱水や成形効率を上げる
ため、金網、濾布、多孔板等を組込むことができる。ま
た、さらに成形効率を上げるため、真空ポンプを用いた
減圧脱水を行うことも可能である。加圧力は、軽量成形
体の目標とするかさ密度により調整すればよく、通常10
〜100kgf／cm2である。なお、脱水時の濾液には、アル
カリ分が含まれており、これを回収すれば、水和物スラ
リーの水酸化アルカリの一部として、再使用することも
可能である。
【００１７】このようにして得られた成形体は、水熱養
生装置（オートクレーブ）内で養生され、水和物スラリ
ー中の水和物、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物が水
熱反応し、強固な成形体となる。
生装置（オートクレーブ）内で養生され、水和物スラリ
ー中の水和物、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物が水
熱反応し、強固な成形体となる。
【００１８】水熱養生は、100〜210℃程度、好ましくは
150〜190℃程度の飽和蒸気圧力下で行われる。水熱養生
時間は、通常12〜24時間程度である。また、この成形体
の軽量性を上げるため、乾燥を行うことができる。乾燥
は、水和物の結合水が残る程度がよく、通常100〜200℃
の範囲で行われる。乾燥は、軽量成形体の目標とするか
さ密度により決めればよく、必ずしも恒量となるまで行
う必要はない。このようにして、かさ密度0.5〜1.0ｇ／
cm3の軽量成形体を得ることができる。
150〜190℃程度の飽和蒸気圧力下で行われる。水熱養生
時間は、通常12〜24時間程度である。また、この成形体
の軽量性を上げるため、乾燥を行うことができる。乾燥
は、水和物の結合水が残る程度がよく、通常100〜200℃
の範囲で行われる。乾燥は、軽量成形体の目標とするか
さ密度により決めればよく、必ずしも恒量となるまで行
う必要はない。このようにして、かさ密度0.5〜1.0ｇ／
cm3の軽量成形体を得ることができる。
【００１９】本発明の無機系軽量成形体は以下の特徴を
有する。 水熱処理するので、ガラス質高炉スラグを高粉末度
化して水和反応性を高める必要はなく、安価な通常粉末
度の高炉スラグ粉末が使用できる。 水熱処理するので、高濃度のアルカリ水溶液とする
必要はなく、低濃度で水和物スラリーが製造できる。 水和物スラリーに残留するアルカリ分は、成形した
後水熱養生するとき、水熱反応に有効に働くので、濾過
洗浄を行うことなくそのまま使用できる。 高炉スラグ粉末、粘土鉱物の水熱反応により硬化す
るので、ポリマーエマルジョン等の有機系バインダーを
添加する必要がなく、不燃材料とすることが容易であ
る。
有する。 水熱処理するので、ガラス質高炉スラグを高粉末度
化して水和反応性を高める必要はなく、安価な通常粉末
度の高炉スラグ粉末が使用できる。 水熱処理するので、高濃度のアルカリ水溶液とする
必要はなく、低濃度で水和物スラリーが製造できる。 水和物スラリーに残留するアルカリ分は、成形した
後水熱養生するとき、水熱反応に有効に働くので、濾過
洗浄を行うことなくそのまま使用できる。 高炉スラグ粉末、粘土鉱物の水熱反応により硬化す
るので、ポリマーエマルジョン等の有機系バインダーを
添加する必要がなく、不燃材料とすることが容易であ
る。
【００２０】
【作用】ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物、水酸化ア
ルカリおよび水を加えて、水熱処理することにより、ス
ラグや粘土鉱物が水熱反応し、粒子表面が多孔質に改質
され、軽量で高比表面積な粒子ができる。これが最終的
に得られる軽量成形体の軽量性に大きく寄与している。
スラグは、水和反応性材料であり、これそのものが水和
する。粘土鉱物は、ケイ酸カルシウム水和物生成へのシ
リカ源であるとともに、ベントナイトを使用した場合、
その主要鉱物であるモンモリロナイトの層間に水を取込
み膨潤する性質を有しており、軽量化へも寄与すること
になる。水酸化アルカリは、水和反応を促進させるため
加えるもので、水酸化ナトリウムの場合、水和生成物そ
のものには関与せず一種の触媒的役割をはたす。従っ
て、水和物スラリーを濾過洗浄せずそのまま使用すれ
ば、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物、補強繊維を加
えて成形・水熱養生するとき、新たに水酸化アルカリを
加える必要がない。水和物スラリーにガラス質高炉スラ
グ粉末、粘土鉱物および補強繊維を加えて混合し、成形
した後水熱養生することにより、スラグや粘土鉱物が水
熱反応し硬化する。なお水和物スラリーは、濾過洗浄せ
ずそのまま使用するので、水酸化アルカリが含まれてお
り、スラグや粘土鉱物の水熱反応を促進する。補強繊維
は、本発明の無機系軽量成形体の曲げ強度を向上させ
る。
ルカリおよび水を加えて、水熱処理することにより、ス
ラグや粘土鉱物が水熱反応し、粒子表面が多孔質に改質
され、軽量で高比表面積な粒子ができる。これが最終的
に得られる軽量成形体の軽量性に大きく寄与している。
スラグは、水和反応性材料であり、これそのものが水和
する。粘土鉱物は、ケイ酸カルシウム水和物生成へのシ
リカ源であるとともに、ベントナイトを使用した場合、
その主要鉱物であるモンモリロナイトの層間に水を取込
み膨潤する性質を有しており、軽量化へも寄与すること
になる。水酸化アルカリは、水和反応を促進させるため
加えるもので、水酸化ナトリウムの場合、水和生成物そ
のものには関与せず一種の触媒的役割をはたす。従っ
て、水和物スラリーを濾過洗浄せずそのまま使用すれ
ば、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物、補強繊維を加
えて成形・水熱養生するとき、新たに水酸化アルカリを
加える必要がない。水和物スラリーにガラス質高炉スラ
グ粉末、粘土鉱物および補強繊維を加えて混合し、成形
した後水熱養生することにより、スラグや粘土鉱物が水
熱反応し硬化する。なお水和物スラリーは、濾過洗浄せ
ずそのまま使用するので、水酸化アルカリが含まれてお
り、スラグや粘土鉱物の水熱反応を促進する。補強繊維
は、本発明の無機系軽量成形体の曲げ強度を向上させ
る。
【００２１】
〔実施例１〕ガラス質高炉スラグ（ＮＫＫ福山製鉄所
製，高炉水砕スラグ）をローラーミルで粉砕し、ブレー
ン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末を得た。
製，高炉水砕スラグ）をローラーミルで粉砕し、ブレー
ン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末を得た。
【００２２】このスラグ粉末90重量部と粘土鉱物として
ベントナイト（(株)豊順洋行製，商品名“スーパークレ
イ”）10重量部を配合し、それらの合量に対し20倍（固
液比で１／20）の0.03mol／ｌ−水酸化ナトリウム水溶
液を加え、攪拌式オートクレーブに投入した。オートク
レーブ内で攪拌しながら、183℃（飽和圧力，ゲージ圧
で10kgf／cm2）まで昇温し、60分その温度で保持した
後、直ちにサンプリング管より抜き出した。ここでは、
得られた水和物スラリー中の粉体特性を調べるため、ス
ラリーを濾過洗浄し、105℃で恒量となるまで乾燥し、
軽く解砕して粉体特性の測定に供した。粉体特性とし
て、Ｎ2吸着法によるＢＥＴ比表面積およびタッピング
充填かさ密度（筒井理化学器械製，粉体特性測定器を使
用）を測定した。測定結果を表１に示す。
ベントナイト（(株)豊順洋行製，商品名“スーパークレ
イ”）10重量部を配合し、それらの合量に対し20倍（固
液比で１／20）の0.03mol／ｌ−水酸化ナトリウム水溶
液を加え、攪拌式オートクレーブに投入した。オートク
レーブ内で攪拌しながら、183℃（飽和圧力，ゲージ圧
で10kgf／cm2）まで昇温し、60分その温度で保持した
後、直ちにサンプリング管より抜き出した。ここでは、
得られた水和物スラリー中の粉体特性を調べるため、ス
ラリーを濾過洗浄し、105℃で恒量となるまで乾燥し、
軽く解砕して粉体特性の測定に供した。粉体特性とし
て、Ｎ2吸着法によるＢＥＴ比表面積およびタッピング
充填かさ密度（筒井理化学器械製，粉体特性測定器を使
用）を測定した。測定結果を表１に示す。
【００２３】上記で得られた水和物スラリーの固形分60
重量部、ブレーン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末25
重量部、ベントナイト（(株)豊順洋行製，商品名“スー
パークレイ”）15重量部および耐アルカリ性ガラス繊維
７重量部を配合し、攪拌混合した。この混合スラリーを
多孔板付型枠に投入し、真空ポンプを用いて脱水しなが
ら、10kgf／cm2で加圧成形した。この成形体をオートク
レーブに入れ、183℃（飽和圧力，ゲージ圧で10kgf／cm
2）まで昇温し、18時間その温度で保持し水熱反応を行
わせた。得られた成形体を110℃で恒量となるまで乾燥
し、軽量成形体を得た。この軽量成形体の品質試験とし
て、かさ密度（試験体の重量と寸法を測定し、計算によ
り算出した。）、曲げ強度（ＪＩＳ Ａ 1106に準じて行
った。試験体寸法は、40mm×160mm×12mmとした。）を
測定した。試験結果を表２に示す。
重量部、ブレーン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末25
重量部、ベントナイト（(株)豊順洋行製，商品名“スー
パークレイ”）15重量部および耐アルカリ性ガラス繊維
７重量部を配合し、攪拌混合した。この混合スラリーを
多孔板付型枠に投入し、真空ポンプを用いて脱水しなが
ら、10kgf／cm2で加圧成形した。この成形体をオートク
レーブに入れ、183℃（飽和圧力，ゲージ圧で10kgf／cm
2）まで昇温し、18時間その温度で保持し水熱反応を行
わせた。得られた成形体を110℃で恒量となるまで乾燥
し、軽量成形体を得た。この軽量成形体の品質試験とし
て、かさ密度（試験体の重量と寸法を測定し、計算によ
り算出した。）、曲げ強度（ＪＩＳ Ａ 1106に準じて行
った。試験体寸法は、40mm×160mm×12mmとした。）を
測定した。試験結果を表２に示す。
【００２４】〔比較例１〕ガラス質高炉スラグ（ＮＫＫ
福山製鉄所製，高炉水砕スラグ）をローラーミルで粉砕
し、ブレーン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末を得た
後、これを分級原料として強制渦型遠心力式気流分級機
により分級し、ブレーン比表面積14000cm2／ｇのスラグ
粉末を得た。
福山製鉄所製，高炉水砕スラグ）をローラーミルで粉砕
し、ブレーン比表面積4500cm2／ｇのスラグ粉末を得た
後、これを分級原料として強制渦型遠心力式気流分級機
により分級し、ブレーン比表面積14000cm2／ｇのスラグ
粉末を得た。
【００２５】このスラグ粉末に対し20倍（固液比で１／
20）の３mol／ｌ−水酸化ナトリウム水溶液を加え、ヒ
ーター付攪拌機に投入した。攪拌しながら90℃（大気圧
下）まで昇温し、60分その温度で保持した後、スラリー
をサクション式濾過機に輸送し、濾過洗浄を行いアルカ
リ分を除去した。実施例１と同様に、105℃で恒量とな
るまで乾燥し、軽く解砕して粉体特性測定に供した。粉
体特性も同様に、Ｎ2吸着法によるＢＥＴ比表面積とタ
ッピング充填かさ密度とした。測定結果を表１に示す。
20）の３mol／ｌ−水酸化ナトリウム水溶液を加え、ヒ
ーター付攪拌機に投入した。攪拌しながら90℃（大気圧
下）まで昇温し、60分その温度で保持した後、スラリー
をサクション式濾過機に輸送し、濾過洗浄を行いアルカ
リ分を除去した。実施例１と同様に、105℃で恒量とな
るまで乾燥し、軽く解砕して粉体特性測定に供した。粉
体特性も同様に、Ｎ2吸着法によるＢＥＴ比表面積とタ
ッピング充填かさ密度とした。測定結果を表１に示す。
【００２６】上記の水和物スラリーの固形分100重量部
に対し、ポリマーエマルジョン（スチレンブタジエン共
重合体ラテックス）10重量部、ガラス繊維（Ｅガラスチ
ョップドストランド，長さ13mm）７重量部、パルプ１重
量部およびカチオン型凝集剤１重量部を加えて、攪拌混
合した。この混合スラリーを多孔板付型枠に投入し、真
空ポンプを用いて脱水しながら、50kgf／cm2で加圧成形
した。この成形体を60℃で18時間さらに110℃で６時間
乾燥し、軽量成形体を得た。品質試験は、実施例１と同
様にかさ密度、曲げ強度とした。試験結果を表２に示
す。
に対し、ポリマーエマルジョン（スチレンブタジエン共
重合体ラテックス）10重量部、ガラス繊維（Ｅガラスチ
ョップドストランド，長さ13mm）７重量部、パルプ１重
量部およびカチオン型凝集剤１重量部を加えて、攪拌混
合した。この混合スラリーを多孔板付型枠に投入し、真
空ポンプを用いて脱水しながら、50kgf／cm2で加圧成形
した。この成形体を60℃で18時間さらに110℃で６時間
乾燥し、軽量成形体を得た。品質試験は、実施例１と同
様にかさ密度、曲げ強度とした。試験結果を表２に示
す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば原料とし
て通常粉末度の高炉スラグ粉末を使用でき、しかも低濃
度のアルカリにより表面改質（軽量化処理）ができるの
で低コストで製造できる。また、バインダーとして、有
機系材料を用いないので、成形体を不燃材料とするのが
容易であるなどの効果がある。
て通常粉末度の高炉スラグ粉末を使用でき、しかも低濃
度のアルカリにより表面改質（軽量化処理）ができるの
で低コストで製造できる。また、バインダーとして、有
機系材料を用いないので、成形体を不燃材料とするのが
容易であるなどの効果がある。
【００３０】また、本発明の無機系軽量成形体は、かさ
密度が小さく、曲げ強度も高く、施工性に優れる建築材
料である。さらに、有機系材料をほとんど含まないため
安全性に優れた建築材料でもある。
密度が小さく、曲げ強度も高く、施工性に優れる建築材
料である。さらに、有機系材料をほとんど含まないため
安全性に優れた建築材料でもある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 18:14 Ａ 2102−4Ｇ 14:44） Ｚ 2102−4Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラス質高炉スラグ粉末に、粘土鉱物、
水酸化アルカリおよび水を加えて水熱処理し、得られた
水和物スラリーに、ガラス質高炉スラグ粉末、粘土鉱物
および補強繊維を加えて混練後成形し、水熱養生するこ
とを特徴とする無機系軽量成形体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025596A JPH06239672A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 無機系軽量成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025596A JPH06239672A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 無機系軽量成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239672A true JPH06239672A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12170294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5025596A Pending JPH06239672A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 無機系軽量成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06239672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846666A4 (en) * | 1995-05-30 | 2000-05-24 | Ask Corp | CALCIUM SILICATE PLATE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2012193063A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Nichiha Corp | 無機質板、及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP5025596A patent/JPH06239672A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846666A4 (en) * | 1995-05-30 | 2000-05-24 | Ask Corp | CALCIUM SILICATE PLATE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| US6139620A (en) * | 1995-05-30 | 2000-10-31 | Ask Corporation | Calcium silicate board and method of manufacturing same |
| JP2012193063A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Nichiha Corp | 無機質板、及びその製造方法 |
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