JPH10114563A - 硬化性無機質組成物 - Google Patents
硬化性無機質組成物Info
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- JPH10114563A JPH10114563A JP26483996A JP26483996A JPH10114563A JP H10114563 A JPH10114563 A JP H10114563A JP 26483996 A JP26483996 A JP 26483996A JP 26483996 A JP26483996 A JP 26483996A JP H10114563 A JPH10114563 A JP H10114563A
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- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
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- 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
- C04B28/24—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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract
(57)【要約】
【課題】硬化反応性に優れ、且つ、熱硬化収縮が小さく
て、成形歪みの残存やクラック発生の少ない無機質硬化
体を得ることができる硬化性無機質組成物を提供する。 【解決手段】溶融されたフライアッシュ又は粘土が気体
中に噴霧されて得られた比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機
質粉体（ａ1 ）と、カオリン、アルミナセメント、アル
ミン酸アルカリ金属からなる群より選ばれる１種以上の
材料（ａ2 ）とからなる無機質材料（ａ）、アルカリ金
属珪酸塩（ｂ）、水（ｃ）、長軸長さと短軸長さの比が
５０／１〜１．５／１である針状、角状あるいは柱状の
形状を有する無機質充填材（ｄ1 ）とからなる。
て、成形歪みの残存やクラック発生の少ない無機質硬化
体を得ることができる硬化性無機質組成物を提供する。 【解決手段】溶融されたフライアッシュ又は粘土が気体
中に噴霧されて得られた比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機
質粉体（ａ1 ）と、カオリン、アルミナセメント、アル
ミン酸アルカリ金属からなる群より選ばれる１種以上の
材料（ａ2 ）とからなる無機質材料（ａ）、アルカリ金
属珪酸塩（ｂ）、水（ｃ）、長軸長さと短軸長さの比が
５０／１〜１．５／１である針状、角状あるいは柱状の
形状を有する無機質充填材（ｄ1 ）とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築材料等として
好適に使用される無機質硬化体を得ることができる硬化
性無機質組成物に関するものである。
好適に使用される無機質硬化体を得ることができる硬化
性無機質組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリの存在下で熱により硬化
する無機成形体用組成物としては、例えば、特開平４─
５９６４８号公報に記載されているように、アルカリ金
属珪酸塩水溶液と、メタカオリン、コランダムあるいは
ムライトの製造時に発生する集塵装置の灰、フライアッ
シュ等の無機固体成分、充填材、及び有機ベントナイト
からなる成形体用組成物が知られている。
する無機成形体用組成物としては、例えば、特開平４─
５９６４８号公報に記載されているように、アルカリ金
属珪酸塩水溶液と、メタカオリン、コランダムあるいは
ムライトの製造時に発生する集塵装置の灰、フライアッ
シュ等の無機固体成分、充填材、及び有機ベントナイト
からなる成形体用組成物が知られている。
【０００３】しかしながら、フライアッシュを使用する
場合、アルカリ反応の反応速度が非常に遅く、且つ得ら
れる無機成形体の強度も十分なものでないため、例え
ば、特開平８─１１９６９６号公報に記載の如く、フラ
イアッシュを溶融して気体中に噴霧されて得られる無機
質粉体と、アルミナセメントとを用いることによって、
硬化反応性に優れ、強度、耐久性、外観に優れた建築材
料等に使用される無機質硬化体を製造することができる
硬化性無機質組成物が提案されている。
場合、アルカリ反応の反応速度が非常に遅く、且つ得ら
れる無機成形体の強度も十分なものでないため、例え
ば、特開平８─１１９６９６号公報に記載の如く、フラ
イアッシュを溶融して気体中に噴霧されて得られる無機
質粉体と、アルミナセメントとを用いることによって、
硬化反応性に優れ、強度、耐久性、外観に優れた建築材
料等に使用される無機質硬化体を製造することができる
硬化性無機質組成物が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この硬
化性無機質組成物は、熱硬化中及び熱硬化後の寸法収縮
が大きいため、規定寸法の無機質硬化体を得にくく、
又、無機質硬化体に歪みが残ったり、クラックが発生す
るという問題点がある。
化性無機質組成物は、熱硬化中及び熱硬化後の寸法収縮
が大きいため、規定寸法の無機質硬化体を得にくく、
又、無機質硬化体に歪みが残ったり、クラックが発生す
るという問題点がある。
【０００５】本発明は、上記のような従来の問題点を解
消し、硬化反応性に優れ、且つ、熱硬化収縮が小さく
て、成形歪みの残存やクラック発生の少ない無機質硬化
体を得ることができる硬化性無機質組成物を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
消し、硬化反応性に優れ、且つ、熱硬化収縮が小さく
て、成形歪みの残存やクラック発生の少ない無機質硬化
体を得ることができる硬化性無機質組成物を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
（以下、この発明のみを意味するときは本発明１とい
う）は、溶融されたフライアッシュ又は粘土が気体中に
噴霧されて得られた比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉
体（ａ1 ）と、カオリン、アルミナセメント、アルミン
酸アルカリ金属からなる群より選ばれる１種以上の材料
（ａ2 ）とからなる無機質材料（ａ）、アルカリ金属珪
酸塩（ｂ）、水（ｃ）、及び長軸長さと短軸長さの比が
５０／１〜１．５／１である針状、角状あるいは柱状の
形状を有する無機質充填材（ｄ1 ）とからなる硬化性無
機質組成物である。
（以下、この発明のみを意味するときは本発明１とい
う）は、溶融されたフライアッシュ又は粘土が気体中に
噴霧されて得られた比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉
体（ａ1 ）と、カオリン、アルミナセメント、アルミン
酸アルカリ金属からなる群より選ばれる１種以上の材料
（ａ2 ）とからなる無機質材料（ａ）、アルカリ金属珪
酸塩（ｂ）、水（ｃ）、及び長軸長さと短軸長さの比が
５０／１〜１．５／１である針状、角状あるいは柱状の
形状を有する無機質充填材（ｄ1 ）とからなる硬化性無
機質組成物である。
【０００７】請求項２に記載の本発明（以下、この発明
のみを意味するときは本発明２という）は、前記無機質
材料（ａ）中のａ1 とａ2 との重量比ａ1 ／ａ2 が９０
／１０〜１０／９０である本発明１記載の硬化性無機質
組成物である。
のみを意味するときは本発明２という）は、前記無機質
材料（ａ）中のａ1 とａ2 との重量比ａ1 ／ａ2 が９０
／１０〜１０／９０である本発明１記載の硬化性無機質
組成物である。
【０００８】本発明において、無機質粉体（ａ1 ）を形
成する原材料としてのフライアッシュは、ＪＩＳ Ａ
６２０１に規定される、微粉炭燃焼ボイラーから集塵機
で採取される微小な灰の粒子をいい、ＳｉＯ2 ４５〜７
０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １５〜３５重量％を主成分とし、
Ｆｅ2 Ｏ3 やＣａＯ等の副成分として含有し、湿分１％
以下、強熱減量５％以下、比重１．９５以上、比表面積
２，７００ｃｍ2 ／ｇ以上、４４μｍ標準篩を７５％以
上が通過するものである。
成する原材料としてのフライアッシュは、ＪＩＳ Ａ
６２０１に規定される、微粉炭燃焼ボイラーから集塵機
で採取される微小な灰の粒子をいい、ＳｉＯ2 ４５〜７
０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １５〜３５重量％を主成分とし、
Ｆｅ2 Ｏ3 やＣａＯ等の副成分として含有し、湿分１％
以下、強熱減量５％以下、比重１．９５以上、比表面積
２，７００ｃｍ2 ／ｇ以上、４４μｍ標準篩を７５％以
上が通過するものである。
【０００９】本発明において、無機質粉体（ａ1 ）を形
成する原材料としての粘土としては、化学成分として、
ＳｉＯ2 ５〜８５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ９０〜１０重量％
を含有するものが好適に使用される。このような粘土と
しては、例えば、カオリン鉱物（カオリナイト、ディカ
ライト、ナクライト、ハロイサイト等）、雲母粘土鉱物
（白雲母、イライト、フェンジャイト、海緑石、セラド
ナイト、パラゴナイト、ブランマイト等）、スメクタイ
ト（モンモリナイト、パイデライト、ノントロライト、
サボナイト、ソーコナイト等）、緑泥岩、パイロフェラ
イト、タルク、バーミキュライト、ろう石、ばん土頁岩
等が挙げられる。
成する原材料としての粘土としては、化学成分として、
ＳｉＯ2 ５〜８５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ９０〜１０重量％
を含有するものが好適に使用される。このような粘土と
しては、例えば、カオリン鉱物（カオリナイト、ディカ
ライト、ナクライト、ハロイサイト等）、雲母粘土鉱物
（白雲母、イライト、フェンジャイト、海緑石、セラド
ナイト、パラゴナイト、ブランマイト等）、スメクタイ
ト（モンモリナイト、パイデライト、ノントロライト、
サボナイト、ソーコナイト等）、緑泥岩、パイロフェラ
イト、タルク、バーミキュライト、ろう石、ばん土頁岩
等が挙げられる。
【００１０】本発明において、無機質粉体（ａ1 ）とし
ては、フライアッシュ又は粘土を高温火炎中を通過させ
て溶融し、これを気体中に噴霧冷却することにより得ら
れるものが使用される。気体中に噴霧する方法として
は、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応
用される。この溶射技術は、好ましくは上記フライアッ
シュ又は粘土が２，０００〜１６，０００℃の温度で溶
融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるもので
あり、具体的には、プラズマ溶射法、高エネルギーガス
溶射法、アーク溶射法等が採用される。
ては、フライアッシュ又は粘土を高温火炎中を通過させ
て溶融し、これを気体中に噴霧冷却することにより得ら
れるものが使用される。気体中に噴霧する方法として
は、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応
用される。この溶射技術は、好ましくは上記フライアッ
シュ又は粘土が２，０００〜１６，０００℃の温度で溶
融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるもので
あり、具体的には、プラズマ溶射法、高エネルギーガス
溶射法、アーク溶射法等が採用される。
【００１１】上記溶射技術によって得られる無機質粉体
（ａ1 ）は、上記高温火炎中を通過させる間に、フライ
アッシュ又は粘土粒子が相互に融着を起こす程度に調整
して供給することによって、その比表面積が５ｍ2 ／ｇ
にコントロールされる。又、必要に応じて、上記溶射技
術によって得られる無機質粉体を分級によって比表面積
を５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉体（ａ1 ）を調製してもよ
い。
（ａ1 ）は、上記高温火炎中を通過させる間に、フライ
アッシュ又は粘土粒子が相互に融着を起こす程度に調整
して供給することによって、その比表面積が５ｍ2 ／ｇ
にコントロールされる。又、必要に応じて、上記溶射技
術によって得られる無機質粉体を分級によって比表面積
を５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉体（ａ1 ）を調製してもよ
い。
【００１２】本発明において、材料（ａ2 ）の内、メタ
カオリンとしては、前記カオリン鉱物を５００〜９００
℃、好ましくは６００〜８００℃で熱処理して得られる
ものが好適に使用される。熱処理温度が５００℃未満で
あると、カオリン鉱物の水酸基が離脱せずメタカオリン
への変性が起こらない。又、９００℃を越えると、結晶
化が進行し、カオリン反応の反応性が低下する。上記熱
処理時間は、あまり短いとカオリンへの変性が起こら
ず、又、長くなってもそれ以上の効果は得られないの
で、５分〜１０時間が好ましい。
カオリンとしては、前記カオリン鉱物を５００〜９００
℃、好ましくは６００〜８００℃で熱処理して得られる
ものが好適に使用される。熱処理温度が５００℃未満で
あると、カオリン鉱物の水酸基が離脱せずメタカオリン
への変性が起こらない。又、９００℃を越えると、結晶
化が進行し、カオリン反応の反応性が低下する。上記熱
処理時間は、あまり短いとカオリンへの変性が起こら
ず、又、長くなってもそれ以上の効果は得られないの
で、５分〜１０時間が好ましい。
【００１３】又、市販のメタカオリンを粉砕処理する等
活性化して使用に供してもよい。メタカオリンの粒径
は、特に限定されるものではないが、平均粒径０．１〜
５００μｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜１００
μｍである。
活性化して使用に供してもよい。メタカオリンの粒径
は、特に限定されるものではないが、平均粒径０．１〜
５００μｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜１００
μｍである。
【００１４】材料（ａ2 ）の内、アルミナセメントは、
Ａｌ2 Ｏ3 ３０重量％以上、且つ、ＣａＯ５０重量％以
下のアルミン酸石灰を主成分とする粉体が使用され、Ｊ
ＩＳＲ ２５１１に挙げられる総ての品種を使用するこ
とができる。
Ａｌ2 Ｏ3 ３０重量％以上、且つ、ＣａＯ５０重量％以
下のアルミン酸石灰を主成分とする粉体が使用され、Ｊ
ＩＳＲ ２５１１に挙げられる総ての品種を使用するこ
とができる。
【００１５】材料（ａ2 ）の内、アルミン酸アルカリ金
属としては、式（１）で表される化合物が好適に使用さ
れる。 ｍＭ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・・・（１） 但し、式（１）中、Ｍは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる
１種以上の金属、ｍは０．１〜５を表す。
属としては、式（１）で表される化合物が好適に使用さ
れる。 ｍＭ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・・・（１） 但し、式（１）中、Ｍは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる
１種以上の金属、ｍは０．１〜５を表す。
【００１６】本発明において、前記無機質材料（ａ）中
のａ1 とａ2 との重量比ａ1 ／ａ2としては、９０／１
０〜１０／９０が好ましく、８０／２０〜２０／８０が
より好ましい。この重量比が９０／１０を超えると、ア
ルカリ反応の反応速度が遅くなり易く、１０／９０未満
であると、得られる無機質硬化体の機械的強度や耐水性
の低下、外観品質の低下をきたし易い。
のａ1 とａ2 との重量比ａ1 ／ａ2としては、９０／１
０〜１０／９０が好ましく、８０／２０〜２０／８０が
より好ましい。この重量比が９０／１０を超えると、ア
ルカリ反応の反応速度が遅くなり易く、１０／９０未満
であると、得られる無機質硬化体の機械的強度や耐水性
の低下、外観品質の低下をきたし易い。
【００１７】本発明において、アルカリ金属珪酸塩
（ｂ）としては、式（２）で表される化合物が好適に使
用される。 Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 ・・・（２） 但し、式（２）中、Ｍは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる
１種以上の金属、ｎは０．０５〜８、好ましくは０．１
〜３、更に好ましくは０．１〜２．５を表す。ｎが８を
超えると、アルカリ金属珪酸塩水溶液は、ゲル化を起こ
し易く粘土が急激に大きくなるため、無機質材料（ａ）
との混合が困難になるおそれがある。
（ｂ）としては、式（２）で表される化合物が好適に使
用される。 Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 ・・・（２） 但し、式（２）中、Ｍは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる
１種以上の金属、ｎは０．０５〜８、好ましくは０．１
〜３、更に好ましくは０．１〜２．５を表す。ｎが８を
超えると、アルカリ金属珪酸塩水溶液は、ゲル化を起こ
し易く粘土が急激に大きくなるため、無機質材料（ａ）
との混合が困難になるおそれがある。
【００１８】アルカリ金属珪酸塩（ｂ）は、無機質材料
（ａ）に水溶液の状態で添加されるのが好ましい。この
場合の水溶液の濃度は、特に限定されないが、濃度が低
すぎると反応性が低下し、濃度が高すぎると均質な混合
が阻害されるので、１〜７０重量％程度が好ましい。ア
ルカリ金属珪酸塩（ｂ）は、水にそのまま溶解してもよ
いが、アルカリ金属珪酸塩水溶液に珪砂、珪石等のＳｉ
Ｏ2 成分を式（２）に示したｎの値になるように添加し
ながら溶解してもよい。
（ａ）に水溶液の状態で添加されるのが好ましい。この
場合の水溶液の濃度は、特に限定されないが、濃度が低
すぎると反応性が低下し、濃度が高すぎると均質な混合
が阻害されるので、１〜７０重量％程度が好ましい。ア
ルカリ金属珪酸塩（ｂ）は、水にそのまま溶解してもよ
いが、アルカリ金属珪酸塩水溶液に珪砂、珪石等のＳｉ
Ｏ2 成分を式（２）に示したｎの値になるように添加し
ながら溶解してもよい。
【００１９】アルカリ金属珪酸塩（ｂ）の添加量は、無
機質材料（ａ）１００重量部に対して、１〜３００重量
部が好ましく、更に好ましくは１０〜１５０重量部であ
る。添加量が１重量部未満では、無機質材料（ａ）との
反応性が低下し易く、３００重量部を超えると、得られ
る無機質硬化体の機械的強度が低下し易い。
機質材料（ａ）１００重量部に対して、１〜３００重量
部が好ましく、更に好ましくは１０〜１５０重量部であ
る。添加量が１重量部未満では、無機質材料（ａ）との
反応性が低下し易く、３００重量部を超えると、得られ
る無機質硬化体の機械的強度が低下し易い。
【００２０】本発明において、水（ｃ）の添加量として
は、無機質材料（ａ）１００重量部に対して５〜１，０
００が好ましく、更に好ましくは５〜４００重量部であ
る。添加量が５重量部未満では無機質材料（ａ）との混
合作業が難しくなるおそれがあり、１，０００重量部を
超えると、得られる無機質硬化体の機械的強度が低下し
易い。
は、無機質材料（ａ）１００重量部に対して５〜１，０
００が好ましく、更に好ましくは５〜４００重量部であ
る。添加量が５重量部未満では無機質材料（ａ）との混
合作業が難しくなるおそれがあり、１，０００重量部を
超えると、得られる無機質硬化体の機械的強度が低下し
易い。
【００２１】本発明において、無機質充填材（ｄ1 ）と
しては、ワラストナイト等の針状、角状あるいは柱状の
形状を有しているものが使用され、長軸方向の長さは、
短くなると熱収縮を防ぐことが困難になり易く、長くな
ると混練が困難になるおそれがあるので、１〜２５０μ
ｍであるのが好ましい。
しては、ワラストナイト等の針状、角状あるいは柱状の
形状を有しているものが使用され、長軸方向の長さは、
短くなると熱収縮を防ぐことが困難になり易く、長くな
ると混練が困難になるおそれがあるので、１〜２５０μ
ｍであるのが好ましい。
【００２２】無機質充填材（ｄ1 ）の長軸長さ（Ｄ1 ）
と短軸長さ（Ｄ2 ）との比（Ｄ1 ／Ｄ2 ）は、５０／１
〜１．５／１である必要があり、好ましくは３０／１〜
２／１、更に好ましくは２０／１〜３／１である。この
比（Ｄ1 ／Ｄ2 ）が５０／１を超えると、混練し難く成
形が非常に困難になり、加熱硬化後の無機質硬化体の機
械的強度が著しく低下してしまい、１．５／１未満であ
ると、加熱硬化中又は加熱硬化後の無機質硬化体の熱に
よる寸法収縮が非常に大きく、無機質硬化体に歪みが残
ったり、クラックを生じるといった問題が発生する。
と短軸長さ（Ｄ2 ）との比（Ｄ1 ／Ｄ2 ）は、５０／１
〜１．５／１である必要があり、好ましくは３０／１〜
２／１、更に好ましくは２０／１〜３／１である。この
比（Ｄ1 ／Ｄ2 ）が５０／１を超えると、混練し難く成
形が非常に困難になり、加熱硬化後の無機質硬化体の機
械的強度が著しく低下してしまい、１．５／１未満であ
ると、加熱硬化中又は加熱硬化後の無機質硬化体の熱に
よる寸法収縮が非常に大きく、無機質硬化体に歪みが残
ったり、クラックを生じるといった問題が発生する。
【００２３】無機質充填材（ｄ1 ）の添加量は、無機質
粉体（ａ）１００重量部に対して４０〜３００重量部が
好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍである。添
加量が４０重量部未満であると、硬化性無機質組成物の
加熱硬化中及び加熱硬化後の寸法収縮の抑制効果が少な
くなり、３００重量部を超えると、成形性が低下し易
く、得られる無機質硬化体の機械的強度が低下し易い。
粉体（ａ）１００重量部に対して４０〜３００重量部が
好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍである。添
加量が４０重量部未満であると、硬化性無機質組成物の
加熱硬化中及び加熱硬化後の寸法収縮の抑制効果が少な
くなり、３００重量部を超えると、成形性が低下し易
く、得られる無機質硬化体の機械的強度が低下し易い。
【００２４】本発明の硬化性無機質組成物には、必要に
応じて、更に、他の無機質充填材（ｄ2 ）が添加されて
もよい。この無機質充填材（ｄ2 ）の平均粒径は、５〜
２００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μ
ｍである。このような無機質充填材（ｄ2 ）としては、
珪砂、岩石粉、雲母、タルクからなるものが使用され
る。平均粒径が５μｍ未満であると硬化性無機質組成物
の硬化乾燥時の収縮を抑える効果が小さくなり易く、２
００μｍを超えると、硬化性無機質組成物の流動性が悪
くて、形成性が悪くなり易く、得られる無機質硬化体の
表面に凹凸ができて、外観性能が悪くなり易い。
応じて、更に、他の無機質充填材（ｄ2 ）が添加されて
もよい。この無機質充填材（ｄ2 ）の平均粒径は、５〜
２００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μ
ｍである。このような無機質充填材（ｄ2 ）としては、
珪砂、岩石粉、雲母、タルクからなるものが使用され
る。平均粒径が５μｍ未満であると硬化性無機質組成物
の硬化乾燥時の収縮を抑える効果が小さくなり易く、２
００μｍを超えると、硬化性無機質組成物の流動性が悪
くて、形成性が悪くなり易く、得られる無機質硬化体の
表面に凹凸ができて、外観性能が悪くなり易い。
【００２５】無機質充填材（ｄ1 ）と無機質充填材（ｄ
2 ）との添加量の重量比ｄ1 ／ｄ2は、３０／７０以上
であるのが好ましい。この重量比が３０／７０未満であ
ると、硬化性無機質組成物の加熱硬化中及び加熱硬化後
の寸法安定性が低下し易い。
2 ）との添加量の重量比ｄ1 ／ｄ2は、３０／７０以上
であるのが好ましい。この重量比が３０／７０未満であ
ると、硬化性無機質組成物の加熱硬化中及び加熱硬化後
の寸法安定性が低下し易い。
【００２６】本発明の硬化性無機質組成物には、必要に
応じて、補強繊維や着色剤等を、本発明の効果を悪化さ
せない範囲において適量添加することができる。補強繊
維としては、無機質硬化体に付与したい性能に応じて任
意のものを使用でき、例えば、ビニロン繊維、セルロー
ス繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロ
ピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊
維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維等が挙げられる。
応じて、補強繊維や着色剤等を、本発明の効果を悪化さ
せない範囲において適量添加することができる。補強繊
維としては、無機質硬化体に付与したい性能に応じて任
意のものを使用でき、例えば、ビニロン繊維、セルロー
ス繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロ
ピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊
維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維等が挙げられる。
【００２７】補強繊維の繊維径は、１〜５００μｍが好
ましく、繊維長は１〜１５ｍｍが好ましい。繊維が細く
なると混合時に再凝集して交絡によりファイバーボール
が形成され易くなり、得られる無機質硬化体の強度とそ
れ以上改善されず、太くなるか短くなると、得られる無
機質硬化体の引張強度向上等の補強効果が小さく、長く
なると、補強繊維の分散性及び配向性が低下し易い。補
強繊維の添加量は、多くなる分散性が低下し易いので、
無機質粉体１００重量部に対して、１０重量部以下が好
ましい。
ましく、繊維長は１〜１５ｍｍが好ましい。繊維が細く
なると混合時に再凝集して交絡によりファイバーボール
が形成され易くなり、得られる無機質硬化体の強度とそ
れ以上改善されず、太くなるか短くなると、得られる無
機質硬化体の引張強度向上等の補強効果が小さく、長く
なると、補強繊維の分散性及び配向性が低下し易い。補
強繊維の添加量は、多くなる分散性が低下し易いので、
無機質粉体１００重量部に対して、１０重量部以下が好
ましい。
【００２８】本発明の硬化性無機質組成物は、オムニミ
キサー、アイリッヒミキサー、万能ミキサー等によっ
て、予め調製したアルカリ金属珪酸塩水溶液に無機質粉
体、無機質充填材、水、必要に応じて補強繊維や着色剤
等の所定量を混合して調製される。硬化性無機質組成物
の調製方法は、これに限定されることなく、通常用いら
れる上記と同様の混練手段を採用することができる。
キサー、アイリッヒミキサー、万能ミキサー等によっ
て、予め調製したアルカリ金属珪酸塩水溶液に無機質粉
体、無機質充填材、水、必要に応じて補強繊維や着色剤
等の所定量を混合して調製される。硬化性無機質組成物
の調製方法は、これに限定されることなく、通常用いら
れる上記と同様の混練手段を採用することができる。
【００２９】本発明の硬化性無機質組成物は、押出法、
注入法、プレス法等によって、板状、ロッド状、型物等
各種形状に成形され、硬化されて製品化される。硬化時
の温度は、あまり高いと硬化時の収縮が大きく、得られ
る無機質硬化体に歪みやクラックが発生するおそれがあ
り、逆にあまり低い温度では、硬化反応の速度が低下す
るので、１〜３００℃が好ましく、より好ましくは１０
〜１５０℃である。
注入法、プレス法等によって、板状、ロッド状、型物等
各種形状に成形され、硬化されて製品化される。硬化時
の温度は、あまり高いと硬化時の収縮が大きく、得られ
る無機質硬化体に歪みやクラックが発生するおそれがあ
り、逆にあまり低い温度では、硬化反応の速度が低下す
るので、１〜３００℃が好ましく、より好ましくは１０
〜１５０℃である。
【００３０】
【作用】本発明１の硬化性無機質組成物は、溶融された
フライアッシュ又は粘土が気体中に噴霧されて得られた
比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉体（ａ1 ）と、カオ
リン、アルミナセメント、アルミン酸アルカリ金属から
なる群より選ばれる１種以上の材料（ａ2 ）とからなる
無機質材料（ａ）、アルカリ金属珪酸塩（ｂ）、水
（ｃ）とを含有することにより、硬化反応性に優れてお
り、又、長軸長さと短軸長さの比が５０／１〜１．５／
１である針状、角状あるいは柱状の形状を有する無機質
充填材（ｄ1 ）を含有することにより、加熱硬化中又は
加熱硬化後の無機質硬化体の熱による寸法収縮が小さ
く、得られる無機質硬化体に歪みが残ったり、クラック
を生じることが少なく、機械的強度が高くなる。従っ
て、瓦基材の表面の凹部内に太陽電池が嵌め込まれたよ
うな太陽電池瓦の瓦基材等の建築材料用の原料として使
用した場合に、加熱硬化に伴う熱による寸法収縮がな
く、好適な原料として使用することができる。
フライアッシュ又は粘土が気体中に噴霧されて得られた
比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無機質粉体（ａ1 ）と、カオ
リン、アルミナセメント、アルミン酸アルカリ金属から
なる群より選ばれる１種以上の材料（ａ2 ）とからなる
無機質材料（ａ）、アルカリ金属珪酸塩（ｂ）、水
（ｃ）とを含有することにより、硬化反応性に優れてお
り、又、長軸長さと短軸長さの比が５０／１〜１．５／
１である針状、角状あるいは柱状の形状を有する無機質
充填材（ｄ1 ）を含有することにより、加熱硬化中又は
加熱硬化後の無機質硬化体の熱による寸法収縮が小さ
く、得られる無機質硬化体に歪みが残ったり、クラック
を生じることが少なく、機械的強度が高くなる。従っ
て、瓦基材の表面の凹部内に太陽電池が嵌め込まれたよ
うな太陽電池瓦の瓦基材等の建築材料用の原料として使
用した場合に、加熱硬化に伴う熱による寸法収縮がな
く、好適な原料として使用することができる。
【００３１】本発明２の硬化性無機質組成物は、本発明
１において、前記無機質材料（ａ）中のａ1 とａ2 との
重量比ａ1 ／ａ2 が９０／１０〜１０／９０であること
により、一層硬化反応性に優れており、且つ、得られる
無機質硬化体の機械的強度、耐水性、外観品質が高くな
る。
１において、前記無機質材料（ａ）中のａ1 とａ2 との
重量比ａ1 ／ａ2 が９０／１０〜１０／９０であること
により、一層硬化反応性に優れており、且つ、得られる
無機質硬化体の機械的強度、耐水性、外観品質が高くな
る。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 （１）無機質粉体（ａ1 ）の作成 燃料ガスとしてプロパン１０ｍ3 ／時間、酸素５０ｍ3
／時間からなる火炎発生装置により、２８００℃の高温
火炎を作り、この火炎中にフライアッシュ（小野田セメ
ント社製、商品名「小野田スーパーフロー」、Ａ１2 Ｏ
3 ２３重量％、ＳｉＯ2 ６５重量％、平均粒径６．３μ
ｍ）を３として通過させ、溶融状態で噴霧し冷却して、
比表面積２．１ｍ2 ／ｇの無機質粉体（ａ1 ）を得た。
／時間からなる火炎発生装置により、２８００℃の高温
火炎を作り、この火炎中にフライアッシュ（小野田セメ
ント社製、商品名「小野田スーパーフロー」、Ａ１2 Ｏ
3 ２３重量％、ＳｉＯ2 ６５重量％、平均粒径６．３μ
ｍ）を３として通過させ、溶融状態で噴霧し冷却して、
比表面積２．１ｍ2 ／ｇの無機質粉体（ａ1 ）を得た。
【００３３】（２）無機質粉体（ａ1 ）と混合する材料
（ａ2 ） アルミナセメント（旭硝子社製、商品名「アルミナセメ
ント１号」、Ａｌ2 Ｏ 3 ５６重量％、ＣａＯ３６重量
％）
（ａ2 ） アルミナセメント（旭硝子社製、商品名「アルミナセメ
ント１号」、Ａｌ2 Ｏ 3 ５６重量％、ＣａＯ３６重量
％）
【００３４】（３）無機質充填材（ｄ1 ） ワラストナイト（土屋カオリン社製、商品名「ケモリッ
トＡ−６０」、長軸長さ９５μｍ、短軸長さと長軸長さ
の比９） （４）無機質充填材（ｄ2 ） ８号珪砂（丸紅社製、平均粒径８０μｍのもの） 微粉珪砂（丸紅社製、平均粒径１０μｍのもの） シリカヒューム（カキウチ化学社製、平均粒径０．
１μｍ）
トＡ−６０」、長軸長さ９５μｍ、短軸長さと長軸長さ
の比９） （４）無機質充填材（ｄ2 ） ８号珪砂（丸紅社製、平均粒径８０μｍのもの） 微粉珪砂（丸紅社製、平均粒径１０μｍのもの） シリカヒューム（カキウチ化学社製、平均粒径０．
１μｍ）
【００３５】（５）アルカリ金属珪酸塩水溶液 珪酸カリ水溶液（日本化学工業社製、モル比 ＳｉＯ2
／Ｋ2 Ｏ＝１．４／１の４２％水溶液。 （６）補強繊維 ビニロン繊維（クラレ社製、商品名「ＲＭ１８２」、繊
維径１４μｍ、長さ６ｍｍ）
／Ｋ2 Ｏ＝１．４／１の４２％水溶液。 （６）補強繊維 ビニロン繊維（クラレ社製、商品名「ＲＭ１８２」、繊
維径１４μｍ、長さ６ｍｍ）
【００３６】実施例１〜４、比較例１，２ 表１に示す配合組成で、オムニミキサーにて５分間混合
して硬化性無機質組成物を得た。得られた硬化性無機質
組成物を、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ
の型枠内に、気泡を除去するために振動（振動台：バイ
ブレーター社製、商品名「ＥＸＥＮ Ｈ２２５Ｂ型」、
容量３．２ｋＷ、１００〜２４０ＨＺ）を加えながら注
入し、８５℃のオーブン内で１２時間加熱し硬化させて
無機質硬化体を得た。
して硬化性無機質組成物を得た。得られた硬化性無機質
組成物を、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ
の型枠内に、気泡を除去するために振動（振動台：バイ
ブレーター社製、商品名「ＥＸＥＮ Ｈ２２５Ｂ型」、
容量３．２ｋＷ、１００〜２４０ＨＺ）を加えながら注
入し、８５℃のオーブン内で１２時間加熱し硬化させて
無機質硬化体を得た。
【００３７】得られた硬化性無機質組成物及び無機質硬
化体について、成形性、曲げ強度、硬化中寸法収縮率、
硬化後寸法収縮率を以下に示す方法で評価した。評価結
果は表１に示した。
化体について、成形性、曲げ強度、硬化中寸法収縮率、
硬化後寸法収縮率を以下に示す方法で評価した。評価結
果は表１に示した。
【００３８】試験方法 （１）成形性 無機質硬化性組成物を、振動を与えながら注型する際の
気泡の抜け具合を目視にて評価し、粘度が低く流動性が
高いものは気泡が抜け易く○、粘度が高く流動性の低い
ものは気泡が抜けにくく×、その中間を△の３段階での
評価を行った。
気泡の抜け具合を目視にて評価し、粘度が低く流動性が
高いものは気泡が抜け易く○、粘度が高く流動性の低い
ものは気泡が抜けにくく×、その中間を△の３段階での
評価を行った。
【００３９】（２）曲げ強度 上記試験片を、硬化後５０℃で１０時間乾燥させた後、
気乾状態で２４時間放置した後、ＪＩＳ Ａ １４０８
の方法に準じて曲げ試験を行った。
気乾状態で２４時間放置した後、ＪＩＳ Ａ １４０８
の方法に準じて曲げ試験を行った。
【００４０】（３）硬化中の寸法収縮率 以下の式にて算出した。 硬化中の寸法収縮率＝〔（型枠の長手寸法−無機質硬化
体の長手寸法）／型枠の長手寸法〕×１００（％）
体の長手寸法）／型枠の長手寸法〕×１００（％）
【００４１】（４）硬化後の寸法収縮率 硬化後取り出した直後の無機質硬化体の寸法と硬化後５
０℃にて１０時間乾燥させた後の無機質硬化体の寸法変
化率を以下の式にて算出した。 硬化後の寸法収縮率＝〔（硬化直後の無機質硬化体の長
手寸法−乾燥後の無機質硬化体の長手寸法）／硬化後直
後の無機質硬化体の長手寸法〕×１００（％）
０℃にて１０時間乾燥させた後の無機質硬化体の寸法変
化率を以下の式にて算出した。 硬化後の寸法収縮率＝〔（硬化直後の無機質硬化体の長
手寸法−乾燥後の無機質硬化体の長手寸法）／硬化後直
後の無機質硬化体の長手寸法〕×１００（％）
【００４２】
【表１】
【００４３】
【発明の効果】本発明の硬化性無機質組成物は、上記の
ようにされているので、アルカリ反応の反応速度が高
く、且つ、熱硬化収縮が小さく、成形歪みが残ったり、
クラック発生が少なく、機械的強度の高くて、瓦基材の
表面の凹部内に太陽電池が嵌め込まれたような太陽電池
瓦を一体成形する場合の瓦基材等の建築材料に有用な性
能を備えた無機質硬化体を得ることができる。
ようにされているので、アルカリ反応の反応速度が高
く、且つ、熱硬化収縮が小さく、成形歪みが残ったり、
クラック発生が少なく、機械的強度の高くて、瓦基材の
表面の凹部内に太陽電池が嵌め込まれたような太陽電池
瓦を一体成形する場合の瓦基材等の建築材料に有用な性
能を備えた無機質硬化体を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 111:20
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融されたフライアッシュ又は粘土が気
体中に噴霧されて得られた比表面積５ｍ2 ／ｇ未満の無
機質粉体（ａ1 ）と、カオリン、アルミナセメント、ア
ルミン酸アルカリ金属からなる群より選ばれる１種以上
の材料（ａ2）とからなる無機質材料（ａ）、アルカリ
金属珪酸塩（ｂ）、水（ｃ）、及び長軸長さと短軸長さ
の比が５０／１〜１．５／１である針状、角状あるいは
柱状の形状を有する無機質充填材（ｄ1 ）とからなるこ
とを特徴とする硬化性無機質組成物。 - 【請求項２】 前記無機質材料（ａ）中のａ1 とａ2 と
の重量比ａ1 ／ａ2が９０／１０〜１０／９０であるこ
とを特徴とする請求項１記載の硬化性無機質組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26483996A JPH10114563A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 硬化性無機質組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26483996A JPH10114563A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 硬化性無機質組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10114563A true JPH10114563A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17408936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26483996A Pending JPH10114563A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 硬化性無機質組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10114563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6882459B2 (en) | 2000-09-01 | 2005-04-19 | Akira Fujishima | Photoreactive devices, translucent members, ornaments, anticorrosive devices, devices for reducing oxygen and devices for controlling growth of microorganisms |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP26483996A patent/JPH10114563A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6882459B2 (en) | 2000-09-01 | 2005-04-19 | Akira Fujishima | Photoreactive devices, translucent members, ornaments, anticorrosive devices, devices for reducing oxygen and devices for controlling growth of microorganisms |
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