JPH0648807A - ケイ酸カルシウム成形体およびその製造方法 - Google Patents

ケイ酸カルシウム成形体およびその製造方法

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JPH0648807A
JPH0648807A JP19964592A JP19964592A JPH0648807A JP H0648807 A JPH0648807 A JP H0648807A JP 19964592 A JP19964592 A JP 19964592A JP 19964592 A JP19964592 A JP 19964592A JP H0648807 A JPH0648807 A JP H0648807A
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calcium silicate
sulfate
slurry
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JP19964592A
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Yuko Ishida
優子 石田
Yuji Noguchi
勇二 野口
Mitsuru Awata
満 粟田
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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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

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウム成
形体において、アルカリ金属の硫酸塩又はマグネシウム
の硫酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有することを
特徴とするケイ酸カルシウム成形体、及びケイ酸カルシ
ウム、および繊維状物質を含む水スラリーを濾水圧縮成
型し、乾燥して繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウ
ム成形体を製造する方法において、該スラリー中に、ア
ルカリ金属の硫酸塩又はマグネシウムの硫酸塩から選ば
れる少なくとも1種を添加することを特徴とするケイ酸
カルシウム成形体の製造方法。 【効果】 本発明のケイ酸カルシウム成形体は、従来の
ケイ酸カルシウム成形体よりも機械的強度に優れ、かつ
耐熱性、不燃性に劣るものではない。本発明によれば、
これにより、より機械的強度に優れる不燃材を、建材用
に供給でき、多大なる工業的利益を提供するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケイ酸カルシウム成形
体、およびその製造方法に係るものである。より詳しく
は、繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウム成形体で
あって、建築材料用として好適なケイ酸カルシウム成形
体、およびその製造方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】これまでにも繊維状物質で補強されたケ
イ酸カルシウム成形体、およびその製造方法については
いくつか知られている。例えば一般的には、繊維状物質
として、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維などを、ケイ
酸カルシウムスラリーに混合後、該スラリーを濾水圧縮
成型し、乾燥することでケイ酸カルシウム成形体を得て
いる。より高い曲げ強度が要求されるなど、場合によっ
ては、繊維状物質を混合する際、ラテックスや、ポリマ
ー粉体を添加することも知られている。これらの技術
は、特開昭62−123053号公報、特開昭63−1
17977号公報等で提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来のケイ酸カルシウム成形体では、建築材料として用
いる場合、かなり高いレベルの曲げ強度を、有している
ものの、なお、あらゆる用途の建築材料として、曲げ強
度が十分というわけではない。またポリマー、ラテック
スの添加量を増加する方法によりある程度の曲げ強度の
改善は可能であるが、この方法では不燃性が低下するた
め、建材としては不適当である。そこで、ポリマーの添
加量を従来と変えずに、さらに曲げ強度の強い成形体が
要求されてきた。
【0004】本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意
検討した結果、繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウ
ム成形体製造の際、ケイ酸カルシウムスラリーに、特定
の硫酸塩を適当量添加し、これ以外は、従来と同一技術
で繊維状物質、場合によってはラテックスと混合後、該
スラリーを濾水成形し、乾燥することで、従来の成形体
に比較して、著しく高い曲げ強度を有する成形体が得ら
れることを見いだし、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明の目的は、同一条件で製
造された、ケイ酸カルシウム成形体に比較して、繊維状
物質、ポリマーの添加量を増加させることなく、しかし
て不燃性も低下させることなく、従来より高い曲げ強度
を有す、建材として好適なケイ酸カルシウム成形体を提
供することに存する。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかして本発明の目的
は、繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウム成形体に
おいて、アルカリ金属の硫酸塩又はマグネシウムの硫酸
塩から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴と
するケイ酸カルシウム成形体、及びケイ酸カルシウムお
よび繊維状物質を含む水スラリーを濾水圧縮成型し、乾
燥してケイ酸カルシウム成形体を製造する方法におい
て、該スラリー中に、アルカリ金属の硫酸塩又はマグネ
シウムの硫酸塩から選ばれる少なくとも1種を添加する
ことを特徴とするケイ酸カルシウム成形体の製造方法に
より、容易に達成される。
【0007】以下本発明をより詳細に説明する。本発明
に用いるケイ酸カルシウムは、通常のケイ酸カルシウム
成形体に用いられるものであればよく、石灰質原料、例
えば生石灰と、ケイ酸質原料、例えば珪石とを、水熱合
成反応させることにより得られる。具体的には、ゾノト
ライト、トバモライトと呼ばれる結晶質のものから、C
SHI、CSHII、更に非晶質のものまで広範囲に使用
しうる。
【0008】その製法としては、ゾノトライトを得よう
とするならば、石灰質原料とケイ酸質原料とを、Ca
O、SiO2 のモル比をほぼ等しくなるように調整した
水スラリーを、加圧下、160℃以上に昇温して反応さ
せる方法が採用される。本発明においてはこのスラリー
をそのまま用いることもできるが、乾燥して粉末にした
ものを、水に添加して用いることもできる。該スラリー
中のケイ酸カルシウムの固形分濃度は、特に制限はない
が、10%以下が好ましく、特に生産性を考慮すると3
〜8%が好ましい。
【0009】繊維状物質としては、ガラス繊維、炭素繊
維、有機繊維等、従来公知の種々の繊維状物質を用いる
ことができる。これらは、単独、もしくは2種以上を混
合して用いてもよい。繊維は、通常、分散性の面から短
繊維状で用いるが、その繊維長は、通常1〜30mmの
範囲で、分散性、作業性を考慮すると、5〜20mmの
長さの繊維を用いるのが好ましい。繊維の添加量に特に
制限はないが、該スラリー中の固形分中通常30重量%
以下であり、濾水性、成形性を考慮すると、10重量%
以下が好ましい。
【0010】ケイ酸カルシウムのスラリーに、添加する
硫酸塩としては硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等のアル
カリ金属硫酸塩、または硫酸マグネシウムから選ばれる
が、アルカリ金属硫酸塩、特に硫酸ナトリウムが、好ま
しい。前記硫酸塩としては、無水物、結晶水を含むもの
等、特に限定されるものではない。また、該硫酸塩は、
粉末あるいは、水溶液として、添加してもよい。
【0011】硫酸塩の含有量は、例えば硫酸ナトリウム
を添加して成形後、成形体中のナトリウムの含有量とし
ては、乾燥後成形体重量に対し、0.10〜0.60m
ol/kgが好ましく、曲げ強度の向上度合いから、
0.20〜0.50mol/kgがより好ましい。さら
に、イオウの含有量としては、乾燥成形体重量に対し、
好ましくは0.06〜0.50mol/kgであり、よ
り好ましくは、0.09〜0.30wt%である。硫酸
カリウム等についても同様のことが言える。
【0012】そして例えば、ケイ酸カルシウム成形体原
料自体に不純物として含まれている場合でも、添加量を
変える必要はない。すなわち硫酸マグネシウムを添加す
る場合、成形後、成形体中のマグネシウムの含有量は、
例えば硫酸塩無添加成形体品にも、マグネシウムが0.
16mol/kg入っている場合には、前記ナトリウム
量に0.16加えた量、すなわち0.26〜0.76m
ol/kg程度であり、好ましくは0.36〜0.66
mol/kgとなる。イオウの含有量は、前記ナトリウ
ム(カリウム)と同じである。前記、ナトリウム(又は
カリウム、マグネシウム)及びイオウは、成形体中で、
種々の形で存在していると考えられ、硫酸塩の形を、必
ずしも、とっている必要はなく、各々イオンとして存在
していても構わない。
【0013】公知の濾水成形法により、本発明のケイ酸
カルシウム体を製造する場合は、前記量の、ナトリウム
等を成形体中に含有させるために、濾水液と共に流出す
る分も含め、硫酸塩の添加量は、ケイ酸カルシウム固形
分、100重量部に対し、無水硫酸塩として通常5〜3
0重量部であり、曲げ強度の向上度合いから、7〜20
部が好ましい。この添加量はこれ以上多くても、多大な
曲げ強度の向上は見られないし、また嵩比重が増加する
難点がある。最終的には、成形体中にケイ酸カルシウム
固形分100重量部に対し、2〜6重量部存在していれ
ば十分である。したがって、もし濾水成形でなく、硫酸
ナトリウムが添加量分だけ成形体に含有できるならば、
添加量はケイ酸カルシウム固形分、100重量部に対
し、2〜6重量部の添加で構わないと考えられる。
【0014】硫酸塩、繊維状物質のケイ酸カルシウムス
ラリーへの混合順は限定されるものではなく、どちらを
先に混合しても構わないし、同時に混合してもよい。更
に、ケイ酸カルシウムスラリーに繊維を添加する際、カ
ルボキシル化SBRラテックス、もしくは、カルボン酸
エステル化SBRラテックスを添加してもよい。
【0015】該ラテックス等を添加することにより、成
形体の曲げ強度、及び靱性更に加工性を向上させること
ができる。該ラテックス等の添加量としては、ケイ酸カ
ルシウム固形分100重量部に対し固形分換算で2〜2
5重量部添加するのが好ましい。この添加量を増加させ
ると得られる成形体は、強度が向上する一方、耐熱性、
不燃性の低下、及び嵩比重が増加するなど問題が生じて
くる。
【0016】このようにして得られたスラリーを加圧圧
縮濾水成形などの従来公知の方法により脱水成形を行
い、乾燥することにより目的の成形物が得られる。乾燥
温度は通常100〜180℃、好ましくは、105〜1
50℃であり、乾燥時間は成形体の厚みによっても異な
るが、通常5〜24時間である。本発明により、理由は
定かではないが、成形体の耐熱性、不燃性を損なうこと
なく、機械的強度の向上がなされ、しかも安定した物性
を与える成形体を提供することが可能となった。
【0017】硫酸塩添加により機械的強度が向上する機
構は明らかでないが、硫酸塩を添加するとケイ酸カルシ
ウムスラリーの沈降性が上がることから、粒子同士のパ
ッキングが良くなるものと推定される。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り下記実施例
に限定されるものでない。 〔実施例1〕生石灰(CaO:96.2wt%)49.
6重量部に温水を加え、消和し、消石灰スラリーとし、
このスラリーに珪石(SiO2 :96.4wt%)5
0.4重量部を添加し、総水量が固形分に対し、27.
5重量倍となるように水を加え、このスラリーを15k
g/cm2 の水蒸気圧下で4時間反応を行い、ゾノトラ
イトのケイ酸カルシウム水和物を得た。
【0019】繊維は炭素繊維(三菱化成製:ダイアリー
ド(登録商標))を用い、単糸8000本を収束し、1
8mmに切断したチョップドストランドを用いた。前記
ケイ酸カルシウムに、ケイ酸カルシウム固形分100重
量部に対し、無水硫酸ナトリウム(特級)10部添加し
たのち、前記炭素繊維をケイ酸カルシウム固形分100
重量部に対し、6重量部添加し、さらにカルボキシル化
SBRラテックスを固形分で7重量部添加した。これを
3枚バネ攪拌機にて5分間混合、分散させた後、22×
22cmの濾水成形機の金型内に供給し、加圧、脱水
し、110℃で12時間乾燥して、厚み10mmの成形
体を得た。成形体中のNaの含有量は0.43mol/
kg、Sの含有量は、0.21mol/kgであった。
得られた成形体の曲げ試験結果を表−1に示す。
【0020】尚、曲げ試験は、中央一線載下3点曲げ試
験法を用い、試験体寸法は長さ120mm、幅40m
m、厚さ10mm、曲げスパン100mmで行なった。
成形体中の、特定元素(Na、K、Mg、S)の含有量
は、XRFを用いて測定した。
【0021】〔比較例1〕実施例1で、硫酸ナトリウム
を添加しない以外は、同じ方法で行った。結果を表1に
示す。
【0022】〔実施例2〕生石灰(CaO:96.2w
t%)42.7重量部に温水を加え、消和し、消石灰ス
ラリーとし、このスラリーに珪石(SiO2 :96.4
wt%)57.3重量部を添加し、総水量が固形分に対
し、18.5重量倍となるように水を加え、このスラリ
ーを、15kg/cm2 の水蒸気圧下で3時間反応を行
い、トバモライトのケイ酸カルシウム水和物を得た。該
スラリーを用いる以外は、実施例1と同じ方法で行っ
た。成形体中のNaの含有量は0.43mol/kg、
Sの含有量は、0.21mol/kgであった。結果を
表1に示す。
【0023】〔比較例2〕硫酸ナトリウムを添加しない
以外は、実施例2と同じ方法で行った。結果を表1に示
す。
【0024】〔実施例3〕実施例1で硫酸ナトリウムの
代わりに、硫酸カリウムを添加する以外は、実施例1と
同じ方法で行った。成形体中のKの含有量は0.31m
ol/kg、Sの含有量は、0.12mol/kgであ
った。結果を表1に示す。
【0025】〔実施例4〕実施例1で硫酸ナトリウムの
代わりに、硫酸マグネシウムを添加する以外は、実施例
1と同じ方法で行った。成形体中のMgの含有量は0.
45mol/kg、Sの含有量は、0.09mol/k
gであった。結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明のケイ酸カルシウム成形体は、従
来のケイ酸カルシウム成形体よりも機械的強度に優れ、
かつ耐熱性、不燃性に劣るものではない。本発明によれ
ば、これにより、より機械的強度に優れる不燃材を、建
材用に供給でき、多大なる工業的利益を提供するもので
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 22:14 A 2102−4G 24:26) G 2102−4G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維状物質で補強されたケイ酸カルシウ
    ム成形体において、アルカリ金属の硫酸塩又はマグネシ
    ウムの硫酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有するこ
    とを特徴とするケイ酸カルシウム成形体。
  2. 【請求項2】 ケイ酸カルシウム、および繊維状物質を
    含む水スラリーを濾水圧縮成型し、乾燥して繊維状物質
    で補強されたケイ酸カルシウム成形体を製造する方法に
    おいて、該スラリー中に、アルカリ金属の硫酸塩又はマ
    グネシウムの硫酸塩から選ばれる少なくとも1種を添加
    することを特徴とするケイ酸カルシウム成形体の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 アルカリ金属の硫酸塩が、硫酸ナトリウ
    ムまたは、硫酸カリウムである請求項1記載の成形体。
JP19964592A 1992-07-27 1992-07-27 ケイ酸カルシウム成形体およびその製造方法 Pending JPH0648807A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021075439A (ja) * 2019-11-13 2021-05-20 学校法人日本大学 トバモライト含有建材の製造方法、トバモライト及びトバモライト含有建材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021075439A (ja) * 2019-11-13 2021-05-20 学校法人日本大学 トバモライト含有建材の製造方法、トバモライト及びトバモライト含有建材

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