JPH10259052A - 無機硬化体の製造方法 - Google Patents

無機硬化体の製造方法

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JPH10259052A
JPH10259052A JP6795497A JP6795497A JPH10259052A JP H10259052 A JPH10259052 A JP H10259052A JP 6795497 A JP6795497 A JP 6795497A JP 6795497 A JP6795497 A JP 6795497A JP H10259052 A JPH10259052 A JP H10259052A
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JP
Japan
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cured product
parts
weight
inorganic
inorganic cured
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6795497A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kubo
雅昭 久保
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10259052A publication Critical patent/JPH10259052A/ja
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物を充分、かつ、有効に利用することが
できる無機硬化体の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 高炉水砕スラグと、シリカ分を主成分と
するシリカ材料と、が配合された粉体材料に、この粉体
材料の硬化を促進させるアルカリ材料を添加して水性ス
ラリー状物とし、この水性スラリー状物を加熱硬化させ
てからオートクレーブ養生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機硬化体の製造
方法に関し、具体的には、外壁用、塀用、舗装用などの
ブロックとして利用されるのに有用な無機硬化体の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の無機硬化体の製造方法としては、
例えば、ポルトランドセメントを主成分とする水性スラ
リーを型枠に流し込んで、上下方向にプレス脱水してグ
リーンシートとなした後に、このグリーンシートを養生
硬化したようなものが知られていた。
【０００３】そして、必要に応じて、この得られた無機
硬化体の表面に仕上げ塗装されるといったものであっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな無機硬化体の製造方法においては、ポルトランドセ
メントを主成分とするために、産業上などでできた副生
成物をリサイクル化して廃棄物を減らしたいという現代
の要望に答えられるものではなかった。
【０００５】具体的には、製鉄工業の溶鉱炉で鉄鉱石、
石灰石、コークスなどを原料とし銑鉄を製造する際、得
られる副生成物で、鉄鉱石中に不純物として含まれる岩
石類が石灰と化合してできた高炉スラグを利用して、こ
の高炉スラグを水中に投入し急冷してできた砂粒状、軽
石状の高炉水砕スラグ、あるいは、ボイラーの煙道で集
めた粉塵のフライアッシュなどのものがあげられるが、
これらのものは充分に使用されているものではなかっ
た。
【０００６】本発明は、上記の事実に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、廃棄物を充分、
かつ、有効に利用することができる無機硬化体の製造方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
無機硬化体の製造方法は、高炉水砕スラグと、シリカ分
を主成分とするシリカ材料と、が配合された粉体材料
に、この粉体材料の硬化を促進させるアルカリ材料を添
加して水性スラリー状物とし、この水性スラリー状物を
加熱硬化させてからオートクレーブ養生することを特徴
とする。
【０００８】本発明の請求項２に係る無機硬化体の製造
方法は、上記シリカ材料が、フライアッシュ、下水スラ
ッジ、火山灰の群から選ばれた少なくとも一種であるこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３に係る無機硬化体の製造
方法は、上記高炉水砕スラグの比表面積が、５０００〜
１００００ｃｍ2 ／ｇであるとともに、上記シリカ材料
の比表面積が、２０００〜５０００ｃｍ2 ／ｇであるこ
とを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４に係る無機硬化体の製造
方法は、上記粉体材料の配合比率が、上記高炉水砕スラ
グ１００重量部に対して、上記シリカ材料５０〜２００
重量部であることを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項５に係る無機硬化体の製造
方法は、上記アルカリ材料の添加比率が、上記高炉水砕
スラグ１００重量部に対して、０．５〜５．０重量部で
あることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項６に係る無機硬化体の製造
方法は、上記アルカリ材料が、石膏を含有するものであ
ることを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項７に係る無機硬化体の製造
方法は、上記アルカリ材料が、石膏とカルシウムアルミ
ネートモノサルフェートハイドレートとを含有するもの
であることを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項８に係る無機硬化体の製造
方法は、上記石膏と上記カルシウムアルミネートモノサ
ルフェートハイドレートとの含有比率が、上記粉体材料
１００重量部に対して、５〜３０重量部であることを特
徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
【００１６】本発明の無機硬化体の製造方法は、高炉水
砕スラグと、シリカ分を主成分とするシリカ材料と、が
配合された粉体材料に、この粉体材料の硬化を促進させ
るアルカリ材料を添加して水性スラリー状物とし、この
水性スラリー状物を加熱硬化させてからオートクレーブ
養生するものである。
【００１７】上記高炉水砕スラグは、製鉄工業の溶鉱炉
で鉄鉱石、石灰石、コークスなどを原料とし銑鉄を製造
する際、得られる副生成物で、鉄鉱石中に不純物として
含まれる岩石類が石灰と化合してできた高炉スラグを利
用して、この高炉スラグを水中に投入し急冷してできた
砂粒状、軽石状のものである。すなわち、この高炉水砕
スラグは、シリカ、アルミナ、石灰などからなる鉱物質
材料である。
【００１８】上記シリカ材料は、シリカ分を主成分とす
るものであって、例えば、ケイ石粉、シリカ、フライア
ッシュ、下水スラッジ、火山灰などのものが挙げられる
ものである。
【００１９】特に、上記シリカ材料が、フライアッシ
ュ、下水スラッジ、火山灰の群から選ばれた少なくとも
一種であると、フライアッシュや下水スラッジのように
産業上でできた廃棄物となるもの、または、火山灰のよ
うに自然から形成された不要な廃棄物をより一層確実
に、かつ、有効に利用することができるものであって、
環境保全に確実に役立つものである。
【００２０】上記粉体材料は、上記高炉水砕スラグと上
記シリカ材料とが配合されたものである。この粉体材料
の配合比率は、すなわち、上記高炉水砕スラグと上記シ
リカ材料との割合は、問われるものではないが、特に、
上記粉体材料の配合比率が、上記高炉水砕スラグ１００
重量部に対して、上記シリカ材料５０〜２００重量部で
あると、このような粉体材料の配合比率によって、高炉
水砕スラグとシリカ材料とがしっかりかみ合い、粉体材
料として確実に硬化しうるものであり、結果として、得
られる無機硬化体は硬くて、しかも、強度の高いものと
なる。
【００２１】仮に、上記粉体材料の配合比率が、上記高
炉水砕スラグ１００重量部に対して、上記シリカ材料５
０重量部未満であると、シリカ材料が少なすぎて、粉体
材料として確実に硬化しがたいものであり、結果とし
て、シリカ材料の少なさで得られる無機硬化体はもろい
ものとなる。
【００２２】一方、上記粉体材料の配合比率が、上記高
炉水砕スラグ１００重量部に対して、上記シリカ材料２
００重量部を越えるものであると、シリカ材料が多すぎ
て、粉体材料として確実に硬化しがたいものであり、結
果として、シリカ材料の多さで得られる無機硬化体は強
度の低いものとなる。
【００２３】また、上記高炉水砕スラグの比表面積が、
５０００〜１００００ｃｍ2 ／ｇであるとともに、上記
シリカ材料の比表面積が、２０００〜５０００ｃｍ2 ／
ｇであると、このような高炉水砕スラグとシリカ材料と
の比表面積によって、互いに適度な比表面積であるため
に、高炉水砕スラグとシリカ材料とがしっかりかみ合
い、粉体材料として確実に硬化しうるものであり、結果
として、得られる無機硬化体は硬くて、しかも、強度の
高いものとなる。
【００２４】仮に、上記高炉水砕スラグの比表面積が、
５０００ｃｍ2 ／ｇ未満であったり、上記シリカ材料の
比表面積が、２０００ｃｍ2 ／ｇ未満であったりする
と、充分な強度の発現が得られず、結果として、得られ
る無機硬化体はもろくて、強度の低いものとなる。
【００２５】一方、上記高炉水砕スラグの比表面積が、
１００００ｃｍ2 ／ｇを越えるものであったり、上記シ
リカ材料の比表面積が、５０００ｃｍ2 ／ｇを越えるも
のであったりすると、充分な強度の発現が得られるもの
の、このような比表面積の高炉水砕スラグやシリカ材料
をつくるのに粉砕する費用がかかり、経済的に好ましい
ものではないものである。
【００２６】上記アルカリ材料は、上記粉体材料の硬化
を促進させるものである。このアルカリ材料は、粉体材
料の硬化を促進させることができるものであれば、特に
問われるものではないが、例えば、酸化カルシウム、水
酸化カルシウム、石膏、カルシウムアルミネートモノサ
ルフェートハイドレートなどのものを用いることができ
るものである。
【００２７】また、上記アルカリ材料の添加比率が、上
記高炉水砕スラグ１００重量部に対して、０．５〜５．
０重量部であると、このような適度なアルカリ材料の添
加比率によって、粉体材料の硬化をより一層確実、か
つ、効果的に促進させることができるものであって、結
果として、得られる無機硬化体は確実に硬くて、しか
も、確実に強度の高いものとなる。
【００２８】仮に、上記アルカリ材料の添加比率が、上
記高炉水砕スラグ１００重量部に対して、０．５重量部
未満であると、アルカリ材料の添加量としては少なすぎ
て、粉体材料の硬化を効果的には促進させがたいもので
あって、結果として、得られる無機硬化体は硬くしがた
く、しかも、強度を高くしがたいものとなる。
【００２９】一方、上記アルカリ材料の添加比率が、上
記高炉水砕スラグ１００重量部に対して、５．０重量部
を越えるものであると、粉体材料の硬化をより一層確
実、かつ、効果的に促進させることができるものである
ものの、それ以上の効果が得られるものではないため
に、添加のための運送やまぜるための攪拌などの費用が
かかったりして、エネルギー的、経済的に好ましいもの
ではないものである。
【００３０】さらに、上記アルカリ材料が、石膏を含有
するものであると、この石膏によって、さらに確実に粉
体材料の硬化を促進させることができるものである。
【００３１】なお、上記アルカリ材料が、石膏とカルシ
ウムアルミネートモノサルフェートハイドレートとを含
有するものであると、この石膏とカルシウムアルミネー
トモノサルフェートハイドレートとによって、より一層
確実に、かつ、迅速に粉体材料の硬化を促進させること
ができるものであり、しかも、石膏とカルシウムアルミ
ネートモノサルフェートハイドレートとの反応にてでき
るエトリンガイトによって、より一層短時間で脱型する
ことができるようになるものである。
【００３２】具体的には、石膏（ＣａＳＯ4 ・２Ｈ
2 Ｏ）とカルシウムアルミネートモノサルフェートハイ
ドレート（３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＳＯ4 ・１２Ｈ
2 Ｏ）とが下記の（化１）に示すごとく、反応して、エ
トリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・
（３１〜３２）Ｈ2 Ｏ）を生成するために、硬化後、こ
のエトリンガイトによって、より一層短時間で脱型する
ことができるようになるものである。
【００３３】
【化１】
【００３４】そして、上記石膏と上記カルシウムアルミ
ネートモノサルフェートハイドレートとの含有比率が、
上記粉体材料１００重量部に対して、５〜３０重量部で
あると、このような石膏とカルシウムアルミネートモノ
サルフェートハイドレートとの適度な含有比率によっ
て、無機硬化体として得られる際に、脱型するまでの時
間を効果的に短縮することができ、生産性が高くなるも
のであるとともに、オートクレーブ養生の後の無機硬化
体の強度もより一層確実に高くなるものである。
【００３５】仮に、上記石膏と上記カルシウムアルミネ
ートモノサルフェートハイドレートとの含有比率が、上
記粉体材料１００重量部に対して、５重量部未満である
と、石膏とカルシウムアルミネートモノサルフェートハ
イドレートとの含有量としては少なすぎて、脱型するま
での時間を効果的に短縮しがたいものであって、生産性
を高くしがたいものである。
【００３６】一方、上記石膏と上記カルシウムアルミネ
ートモノサルフェートハイドレートとの含有比率が、上
記粉体材料１００重量部に対して、３０重量部を越える
ものであると、石膏とカルシウムアルミネートモノサル
フェートハイドレートとの含有量としては多すぎて、オ
ートクレーブ養生の後の無機硬化体の強度を高くしがた
いものとなる。
【００３７】上記水性スラリー状物は、上記粉体材料に
上記アルカリ材料を添加してできたものである。そし
て、この水性スラリー状物は、必要に応じて、水が混ぜ
られてもかまわないものである。この水性スラリー状物
は、加熱硬化されてからオートクレーブ養生されるもの
である。
【００３８】上記加熱硬化としては、水蒸気を満たした
雰囲気内で行い、この雰囲気内で４０〜９０℃の温度
で、時間としては５〜１００ｈｒで無機硬化体が得られ
るものである。この加熱硬化の方法としては、例えば、
型枠に上記水性スラリー状物を流し込んで、行うことが
できるものであり、オートクレーブ養生の際には、この
型枠から脱型すればよいものである。
【００３９】また、上記オートクレーブ養生は、無機硬
化体として得るのに行われる養生硬化のひとつのもので
ある。この養生硬化の方法としては、オートクレーブ中
で行い、このオートクレーブ中で１５０〜２００℃の温
度で、７〜１５ｈｒ養生硬化されて無機硬化体が得られ
るものである。
【００４０】なお、上記加熱硬化や上記オートクレーブ
養生の前に、必要に応じて、常温で２〜５ｈｒ放置し、
その後、水蒸気を満たした４０〜９０℃の温度で１０〜
１００ｈｒの予備蒸気養生を行なうなどの方法が適宜採
られてもかまわないものである。
【００４１】本発明は、このような製造方法をとること
によって、廃棄物としてできる高炉水砕スラグを使用し
て、この高炉水砕スラグと、シリカ分を主成分とするシ
リカ材料と、が配合されて粉体材料となり、この粉体材
料に硬化を促進させるアルカリ材料を添加して水性スラ
リー状物とし、この水性スラリー状物を加熱硬化させて
からオートクレーブ養生するだけで、硬化体としての強
度を充分に発現した無機硬化体を得ることができるもの
である。
【００４２】すなわち、本発明は、廃棄物を充分、か
つ、有効に利用することができるものである。
【００４３】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げる。
【００４４】実施例１ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積５０００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものと、フライア
ッシュ５０重量部を同じくボールミルで粉砕して、比表
面積２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものと、を配合して、
粉体材料となし、さらに、この粉体材料にアルカリ材料
として採用される一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）２
重量部を添加して、水９０重量部とともに混合して、水
性スラリー状物とした。
【００４５】次に、この水性スラリー状物を１５０ｍｍ
×５０ｍｍ×３０ｍｍの型枠に流し込んで、温度８０
℃、時間８ｈｒの蒸気中で加熱硬化させてから、脱型し
て、さらに、オートクレーブ中に移して、温度１７５
℃、時間７ｈｒのオートクレーブ養生を行い、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型の際には、充分硬化
しており、容易に脱型することができた。
【００４６】得られた無機硬化体は、温度２０℃、湿度
７０％の室内で１週間風乾された後、気乾比重と曲げ強
度が測定された。なお、気乾比重は、１週間風乾された
後、サンプルとなる無機硬化体の重量と体積とを測定す
ることで直ちに調べられるものであり、曲げ強度は、同
無機硬化体を４０ｍｍ×１６０ｍｍのサンプルとして切
断され、スパン５０ｍｍで調べられるものである。その
結果、気乾比重は、１．９５であり、曲げ強度は、７．
８ＭＰａであった。
【００４７】実施例２ フライアッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、混合する際の水が１２０重量部である以外は、
実施例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その
後も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることが
できた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易
に脱型することができた。
【００４８】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８３であり、曲げ強度は、７．２ＭＰａ
であった。
【００４９】実施例３ フライアッシュ２００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、混合する際の水が１８０重量部である以外は、
実施例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その
後も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることが
できた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易
に脱型することができた。
【００５０】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８０であり、曲げ強度は、７．０ＭＰａ
であった。
【００５１】実施例４ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積７５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものと、フライア
ッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、比表面積
２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものとが用いられたこと
と、混合する際の水が１２０重量部である以外は、実施
例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その後
も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることがで
きた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に
脱型することができた。
【００５２】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８５であり、曲げ強度は、７．７ＭＰａ
であった。
【００５３】実施例５ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積１００００ｃｍ2 ／ｇとなしたものと、フライ
アッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、比表面
積２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものとが用いられたこと
と、混合する際の水が１２０重量部である以外は、実施
例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その後
も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることがで
きた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に
脱型することができた。
【００５４】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８６であり、曲げ強度は、８．１ＭＰａ
であった。
【００５５】実施例６ フライアッシュの代わりに、下水スラッジ１００重量部
をボールミルで粉砕して、比表面積３０００ｃｍ2 ／ｇ
となしたものが用いられたことと、混合する際の水が１
２０重量部である以外は、実施例１と同様にして、水性
スラリー状物とした。その後も、実施例１と同様にし
て、無機硬化体を得ることができた。なお、脱型の際に
は、充分硬化しており、容易に脱型することができた。
【００５６】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８０であり、曲げ強度は、７．０ＭＰａ
であった。
【００５７】実施例７ フライアッシュの代わりに、下水スラッジ２００重量部
をボールミルで粉砕して、比表面積３０００ｃｍ2 ／ｇ
となしたものが用いられたことと、混合する際の水が１
２０重量部である以外は、実施例１と同様にして、水性
スラリー状物とした。その後も、実施例１と同様にし
て、無機硬化体を得ることができた。なお、脱型の際に
は、充分硬化しており、容易に脱型することができた。
【００５８】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．７５であり、曲げ強度は、６．８ＭＰａ
であった。
【００５９】実施例８ 一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）の代わりに、廃石膏
（石原産業社製）５重量部が用いられたことと、混合す
る際の水が１００重量部である以外は、実施例１と同様
にして、水性スラリー状物とした。その後も、実施例１
と同様にして、無機硬化体を得ることができた。なお、
脱型の際には、充分硬化しており、容易に脱型すること
ができた。
【００６０】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．９１であり、曲げ強度は、８．２ＭＰａ
であった。
【００６１】実施例９ フライアッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）の代わり
に、廃石膏（石原産業社製）１０重量部が用いられたこ
とと、混合する際の水が１５０重量部である以外は、実
施例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その後
も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることがで
きた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に
脱型することができた。
【００６２】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．７８であり、曲げ強度は、７．８ＭＰａ
であった。
【００６３】実施例１０ フライアッシュ２００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）の代わり
に、廃石膏（石原産業社製）１５重量部が用いられたこ
とと、混合する際の水が２００重量部である以外は、実
施例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その後
も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることがで
きた。なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に
脱型することができた。
【００６４】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．７６であり、曲げ強度は、７．７ＭＰａ
であった。
【００６５】実施例１１ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積７５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものと、フライア
ッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、比表面積
２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものとが用いられたこと
と、一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）の代わりに、廃
石膏（石原産業社製）１０重量部が用いられたことと、
混合する際の水が１５０重量部である以外は、実施例１
と同様にして、水性スラリー状物とした。その後も、実
施例１と同様にして、無機硬化体を得ることができた。
なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に脱型す
ることができた。
【００６６】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８０であり、曲げ強度は、８．３ＭＰａ
であった。
【００６７】実施例１２ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積７５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものと、フライア
ッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、比表面積
２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものとが用いられたこと
と、一級試薬酸化カルシウム（ＣａＯ）の代わりに、廃
石膏（石原産業社製）１５重量部が用いられたことと、
混合する際の水が１５０重量部である以外は、実施例１
と同様にして、水性スラリー状物とした。その後も、実
施例１と同様にして、無機硬化体を得ることができた。
なお、脱型の際には、充分硬化しており、容易に脱型す
ることができた。
【００６８】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．８２であり、曲げ強度は、８．４ＭＰａ
であった。
【００６９】比較例１ 高炉水砕スラグ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものと、フライア
ッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、比表面積
２５００ｃｍ2 ／ｇとなしたものとが用いられたこと
と、混合する際の水が１２０重量部である以外は、実施
例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その後
も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることがで
きた。なお、脱型の際には、もろかったものの、脱型す
ることはできた。
【００７０】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．７８であり、曲げ強度は、４．３ＭＰａ
であった。
【００７１】比較例２ フライアッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積１５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、混合する際の水が１２０重量部である以外は、
実施例１と同様にして、水性スラリー状物とした。その
後も、実施例１と同様にして、無機硬化体を得ることが
できた。なお、脱型の際には、もろかったものの、脱型
することはできた。
【００７２】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．９２であり、曲げ強度は、３．８ＭＰａ
であった。
【００７３】比較例３ フライアッシュ１００重量部をボールミルで粉砕して、
比表面積２５００ｃｍ 2 ／ｇとなしたものが用いられた
ことと、アルカリ材料として採用される一級試薬酸化カ
ルシウム（ＣａＯ）を添加しなかったことと、混合する
際の水が１２０重量部である以外は、実施例１と同様に
して、水性スラリー状物とした。その後も、実施例１と
同様にしたが、脱型さえも難しく、硬化体としての強度
が得られず、無機硬化体ができなかった。
【００７４】したがって、気乾比重と曲げ強度は測定不
能であった。 比較例４ オートクレーブ養生がなされなかった以外は、実施例２
と同様にしたが、硬化体としての強度が得られず、無機
硬化体ができなかった。なお、オートクレーブ養生前
は、実施例２と同様に容易に脱型することができた。
【００７５】したがって、気乾比重と曲げ強度は測定不
能であった。 比較例５ オートクレーブ養生がなされなかった以外は、実施例９
と同様にしたが、硬化体としての強度が得られず、無機
硬化体ができなかった。なお、オートクレーブ養生前
は、実施例９と同様に容易に脱型することができた。
【００７６】したがって、気乾比重と曲げ強度は測定不
能であった。実施例１〜１２と比較例１〜５との気乾比
重と曲げ強度を下記の表１にまとめておいた。
【００７７】
【表１】
【００７８】この表１と上述のことから、実施例１〜１
２と比較例１〜５とを比べてみると、気乾比重が略一定
のレベルを保っており、比較例１〜５のものよりも実施
例１〜１２のものの方が曲げ強度の値がはるかに高くな
っており、廃棄物としてできる高炉水砕スラグを使用し
て、この高炉水砕スラグと、シリカ分を主成分とするシ
リカ材料と、が配合されて粉体材料となり、この粉体材
料に硬化を促進させるアルカリ材料を添加して水性スラ
リー状物とし、この水性スラリー状物を加熱硬化させて
からオートクレーブ養生するだけで、硬化体としての強
度を充分に発現した無機硬化体を得ることができるもの
であるといえる。
【００７９】すなわち、本発明は、廃棄物を充分、か
つ、有効に利用することができるものであるといえる。
【００８０】実施例１３ 高炉水砕スラグ３５重量部をボールミルで粉砕して、比
表面積５０００ｃｍ2／ｇとなしたものと、ケイ石粉３
５重量部と、パーライト１０重量部と、パルプ粉（ＬＢ
ＫＰ）１０重量部と、を配合して、粉体材料となし、さ
らに、この粉体材料にアルカリ材料４重量部を添加し
て、水７０重量部とともに混合して、水性スラリー状物
とした。
【００８１】なお、上記アルカリ材料は、消石灰（Ｃａ
（ＯＨ）2 、川合石灰製）３ｍｏｌと水酸化アルミニウ
ム（Ａｌ（ＯＨ）3 、昭和電工社製）２ｍｏｌと一級試
薬石膏（ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ）１ｍｏｌとを配合し
て、１０ｗｔ％のスラリーとなしたものを、オートクレ
ーブ中で攪拌しながら、温度１８０℃、時間８ｈｒで反
応させてできたカルシウムアルミネートモノサルフェー
トハイドレート（３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＳＯ4 ・
１２Ｈ2 Ｏ）スラリーと、石膏と、を採用したものであ
る。そして、カルシウムアルミネートモノサルフェート
ハイドレートスラリー６４重量部に対して、石膏３６重
量部を混ぜ合わせたものを本実施例で同アルカリ材料と
して使用した。
【００８２】次に、上記水性スラリー状物を２００ｍｍ
×６０ｍｍ×３０ｍｍの型枠に流し込んで、温度６０
℃、時間８ｈｒの蒸気中で加熱硬化させてから、脱型し
て、さらに、オートクレーブ中に移して、温度１７５
℃、時間１０ｈｒのオートクレーブ養生を行い、無機硬
化体を得ることができた。なお、脱型時間としては、
２．２ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【００８３】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．８８であり、曲げ強度は、０．９５ＭＰ
ａであった。
【００８４】実施例１４ 上記粉体材料に上記アルカリ材料１０重量部を添加した
以外は、実施例１３と同様にして、水性スラリー状物と
した。
【００８５】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、１．
５ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【００８６】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．９０であり、曲げ強度は、０．９６ＭＰ
ａであった。
【００８７】実施例１５ 上記粉体材料に上記アルカリ材料２０重量部を添加した
以外は、実施例１３と同様にして、水性スラリー状物と
した。
【００８８】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、１．
５ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【００８９】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．８８であり、曲げ強度は、０．９０ＭＰ
ａであった。
【００９０】実施例１６ 上記粉体材料にパーライトを配合せず、同粉体材料に上
記アルカリ材料１０重量部を添加した以外は、実施例１
３と同様にして、水性スラリー状物とした。
【００９１】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、２．
０ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【００９２】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．１０であり、曲げ強度は、１．２２ＭＰ
ａであった。
【００９３】実施例１７ 上記粉体材料にパルプ粉を配合せず、同粉体材料に上記
アルカリ材料１０重量部を添加した以外は、実施例１３
と同様にして、水性スラリー状物とした。
【００９４】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、１．
０ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【００９５】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．７５であり、曲げ強度は、０．４０ＭＰ
ａであった。
【００９６】比較例６ 上記粉体材料に上記アルカリ材料を添加しなかった以外
は、実施例１３と同様にして、水性スラリー状物とし
た。
【００９７】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、２
４．０ｈｒであった。
【００９８】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．９０であり、曲げ強度は、０．８２ＭＰ
ａであった。
【００９９】比較例７ 上記粉体材料にパーライトを配合せず、同粉体材料に上
記アルカリ材料を添加しなかった以外は、実施例１３と
同様にして、水性スラリー状物とした。
【０１００】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、２
４．０ｈｒであった。
【０１０１】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、１．１２であり、曲げ強度は、１．１０ＭＰ
ａであった。
【０１０２】比較例８ 上記粉体材料にパルプ粉を配合せず、同粉体材料に上記
アルカリ材料を添加しなかった以外は、実施例１３と同
様にして、水性スラリー状物とした。
【０１０３】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、１
２．０ｈｒであった。
【０１０４】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．８０であり、曲げ強度は、０．３３ＭＰ
ａであった。
【０１０５】比較例９ 上記粉体材料に上記アルカリ材料７０重量部を添加した
以外は、実施例１３と同様にして、水性スラリー状物と
した。
【０１０６】後は、実施例１３と同様にして、無機硬化
体を得ることができた。なお、脱型時間としては、１．
０ｈｒであり、容易に脱型することができた。
【０１０７】得られた無機硬化体は、実施例１と同様に
して、気乾比重と曲げ強度が測定された。その結果、気
乾比重は、０．８３であり、曲げ強度は、０．５２ＭＰ
ａであった。
【０１０８】実施例１３〜１７と比較例６〜９との脱型
時間、気乾比重と曲げ強度を下記の表２にまとめておい
た。
【０１０９】
【表２】
【０１１０】この表２と上述のことから、実施例１３〜
１７と比較例６〜９とを比べてみると、気乾比重が略一
定のレベルを保っており、比較例６〜９のものよりも実
施例１３〜１７のものの方が曲げ強度の値が相対的に高
くなっており、しかも、脱型時間においては、比較例６
〜９のものよりも実施例１３〜１７のものの方がはるか
に短くなっており、石膏とカルシウムアルミネートモノ
サルフェートとによって、より一層確実に、かつ、迅速
に粉体材料の硬化を促進させることができるものである
といえるとともに、このような石膏とカルシウムアルミ
ネートモノサルフェートとの適度な含有比率によって、
無機硬化体として得られる際に、脱型するまでの時間を
効果的に短縮することができ、生産性が高くなるもので
あるとともに、オートクレーブ養生の後の無機硬化体の
強度もより一層確実に高くなるものであるといえる。
【０１１１】また、実施例１３〜１７と比較例６と比較
例９とを比べてわかるように、比較例６の脱型時間が実
施例１３〜１７のものよりもはるかに長く、比較例９の
曲げ強度が実施例１３〜１６のものよりもかなり低いこ
とから、上記石膏と上記カルシウムアルミネートモノサ
ルフェートとの含有比率が、上記粉体材料１００重量部
に対して、５〜３０重量部であると、このような石膏と
カルシウムアルミネートモノサルフェートとの適度な含
有比率によって、無機硬化体として得られる際に、脱型
するまでの時間を効果的に短縮することができ、生産性
が高くなるものであるとともに、オートクレーブ養生の
後の無機硬化体の強度もより一層確実に高くなるもので
あるといえる。
【０１１２】仮に、上記石膏と上記カルシウムアルミネ
ートモノサルフェートとの含有比率が、上記粉体材料１
００重量部に対して、５重量部未満であると、石膏とカ
ルシウムアルミネートモノサルフェートとの含有量とし
ては少なすぎて、脱型するまでの時間を効果的に短縮し
がたいものであって、生産性を高くしがたいものである
といえる。
【０１１３】さらに、逆に、上記石膏と上記カルシウム
アルミネートモノサルフェートとの含有比率が、上記粉
体材料１００重量部に対して、３０重量部を越えるもの
であると、石膏とカルシウムアルミネートモノサルフェ
ートとの含有量としては多すぎて、オートクレーブ養生
の後の無機硬化体の強度を高くしがたいものとなるとい
える。
【０１１４】
【発明の効果】本発明の請求項１に係る無機硬化体の製
造方法によると、廃棄物としてできる高炉水砕スラグを
使用して、この高炉水砕スラグと、シリカ分を主成分と
するシリカ材料と、が配合されて粉体材料となり、この
粉体材料に硬化を促進させるアルカリ材料を添加して水
性スラリー状物とし、この水性スラリー状物を加熱硬化
させてからオートクレーブ養生するだけで、硬化体とし
ての強度を充分に発現した無機硬化体を得ることができ
るものである。
【０１１５】すなわち、本発明は、廃棄物を充分、か
つ、有効に利用することができるものである。
【０１１６】本発明の請求項２に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１記載の場合に加えて、フライア
ッシュや下水スラッジのように産業上でできた廃棄物と
なるもの、または、火山灰のように自然から形成された
不要な廃棄物をより一層確実に、かつ、有効に利用する
ことができるものであって、環境保全に確実に役立つも
のである。
【０１１７】本発明の請求項３に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１または請求項２記載の場合に加
えて、このような高炉水砕スラグとシリカ材料との比表
面積によって、互いに適度な比表面積であるために、高
炉水砕スラグとシリカ材料とがしっかりかみ合い、粉体
材料として確実に硬化しうるものであり、結果として、
得られる無機硬化体は硬くて、しかも、強度の高いもの
となる。
【０１１８】本発明の請求項４に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１ないし請求項３何れか記載の場
合に加えて、このような粉体材料の配合比率によって、
高炉水砕スラグとシリカ材料とがしっかりかみ合い、粉
体材料として確実に硬化しうるものであり、結果とし
て、得られる無機硬化体は硬くて、しかも、強度の高い
ものとなる。
【０１１９】本発明の請求項５に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１ないし請求項４何れか記載の場
合に加えて、このような適度なアルカリ材料の添加比率
によって、粉体材料の硬化をより一層確実、かつ、効果
的に促進させることができるものであって、結果とし
て、得られる無機硬化体は確実に硬くて、しかも、確実
に強度の高いものとなる。
【０１２０】本発明の請求項６に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１ないし請求項５何れか記載の場
合に加えて、この石膏によって、さらに確実に粉体材料
の硬化を促進させることができるものである。
【０１２１】本発明の請求項７に係る無機硬化体の製造
方法によると、請求項１ないし請求項５何れか記載の場
合に加えて、この石膏とカルシウムアルミネートモノサ
ルフェートハイドレートとによって、より一層確実に、
かつ、迅速に粉体材料の硬化を促進させることができる
ものであり、しかも、石膏とカルシウムアルミネートモ
ノサルフェートハイドレートとの反応にてできるエトリ
ンガイトによって、より一層短時間で脱型することがで
きるようになるものである。本発明の請求項８に係る無
機硬化体の製造方法によると、請求項７記載の場合に加
えて、このような石膏とカルシウムアルミネートモノサ
ルフェートハイドレートとの適度な含有比率によって、
無機硬化体として得られる際に、脱型するまでの時間を
効果的に短縮することができ、生産性が高くなるもので
あるとともに、オートクレーブ養生の後の無機硬化体の
強度もより一層確実に高くなるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:14 18:08 18:30 14:14）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高炉水砕スラグと、シリカ分を主成分と
    するシリカ材料と、が配合された粉体材料に、この粉体
    材料の硬化を促進させるアルカリ材料を添加して水性ス
    ラリー状物とし、この水性スラリー状物を加熱硬化させ
    てからオートクレーブ養生することを特徴とする無機硬
    化体の製造方法。
  2. 【請求項２】 上記シリカ材料が、フライアッシュ、下
    水スラッジ、火山灰の群から選ばれた少なくとも一種で
    あることを特徴とする請求項１記載の無機硬化体の製造
    方法。
  3. 【請求項３】 上記高炉水砕スラグの比表面積が、５０
    ００〜１００００ｃｍ2 ／ｇであるとともに、上記シリ
    カ材料の比表面積が、２０００〜５０００ｃｍ2 ／ｇで
    あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の無
    機硬化体の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記粉体材料の配合比率が、上記高炉水
    砕スラグ１００重量部に対して、上記シリカ材料５０〜
    ２００重量部であることを特徴とする請求項１ないし請
    求項３何れか記載の無機硬化体の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記アルカリ材料の添加比率が、上記高
    炉水砕スラグ１００重量部に対して、０．５〜５．０重
    量部であることを特徴とする請求項１ないし請求項４何
    れか記載の無機硬化体の製造方法。
  6. 【請求項６】 上記アルカリ材料が、石膏を含有するも
    のであることを特徴とする請求項１ないし請求項５何れ
    か記載の無機硬化体の製造方法。
  7. 【請求項７】 上記アルカリ材料が、石膏とカルシウム
    アルミネートモノサルフェートハイドレートとを含有す
    るものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５
    何れか記載の無機硬化体の製造方法。
  8. 【請求項８】 上記石膏と上記カルシウムアルミネート
    モノサルフェートハイドレートとの含有比率が、上記粉
    体材料１００重量部に対して、５〜３０重量部であるこ
    とを特徴とする請求項７記載の無機硬化体の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001163656A (ja) * 1999-12-03 2001-06-19 Tajima Roofing Co Ltd 水硬性組成物とこれによる建材。
JP2014042881A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Shikoku Research Institute Inc 石炭灰用固化材及びそれを用いた固化物の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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