JPH11106251A - 硬化体の製造方法 - Google Patents
硬化体の製造方法Info
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- JPH11106251A JPH11106251A JP28255297A JP28255297A JPH11106251A JP H11106251 A JPH11106251 A JP H11106251A JP 28255297 A JP28255297 A JP 28255297A JP 28255297 A JP28255297 A JP 28255297A JP H11106251 A JPH11106251 A JP H11106251A
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Classifications
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学的安定性と耐性を有し、かつ強固な硬化
状態を呈し、しかもこれらの性状を長期に渡って維持で
きる硬化体を極めて容易に製造する。 【課題解決の手段】 リン酸カルシウムと骨材、又はリ
ン酸カルシウムの何れかにｐＨ５．５以下の珪酸水溶液
を加え、これを混練し、硬化させる。
状態を呈し、しかもこれらの性状を長期に渡って維持で
きる硬化体を極めて容易に製造する。 【課題解決の手段】 リン酸カルシウムと骨材、又はリ
ン酸カルシウムの何れかにｐＨ５．５以下の珪酸水溶液
を加え、これを混練し、硬化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として建材や構
造部材などに用いる硬化体の製造方法に関する。
造部材などに用いる硬化体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建設・建築材や構造部材などに用いる硬
化体としては、作業性や経済性などの観点から水硬性の
ポルトランドセメントを硬化主成分とする硬化体が広く
用いられている。しかし、ポルトランドセメントを構成
成分として含む硬化体は、ポルトランドセメント中に含
まれるアルカリ分の影響によって他の硬化体成分が腐食
を受け易く、このため硬化体そのものが徐々に劣化し、
また特に硬水や中性以下の雰囲気に晒されるような環境
下に於いては腐食が急速に進行して硬化体に亀裂が入り
易く、必ずしも長期に渡って安定に使用するには適した
硬化体ではなかった。
化体としては、作業性や経済性などの観点から水硬性の
ポルトランドセメントを硬化主成分とする硬化体が広く
用いられている。しかし、ポルトランドセメントを構成
成分として含む硬化体は、ポルトランドセメント中に含
まれるアルカリ分の影響によって他の硬化体成分が腐食
を受け易く、このため硬化体そのものが徐々に劣化し、
また特に硬水や中性以下の雰囲気に晒されるような環境
下に於いては腐食が急速に進行して硬化体に亀裂が入り
易く、必ずしも長期に渡って安定に使用するには適した
硬化体ではなかった。
【０００３】一方、水酸アパタイトやリン酸３カルシウ
ムなどに酸を添加混練して得られる硬化体は、概ね中性
を呈し、これを構成主成分とする硬化体ではアルカリ腐
食が殆ど起らないことが知られているが、硬化させるに
は大量の酸の溶液を添加する必要があり、更にはポルト
ランドセメント系硬化体と比べると強度がかなり低いた
め、用途的な制約を受け易い。
ムなどに酸を添加混練して得られる硬化体は、概ね中性
を呈し、これを構成主成分とする硬化体ではアルカリ腐
食が殆ど起らないことが知られているが、硬化させるに
は大量の酸の溶液を添加する必要があり、更にはポルト
ランドセメント系硬化体と比べると強度がかなり低いた
め、用途的な制約を受け易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、化学的に高
い耐性と安定性を有し、かつ強固な硬化状態を呈し、し
かもこれらの性状を長期に渡って安定に維持することが
できる硬化体の製造方法を提供する。
い耐性と安定性を有し、かつ強固な硬化状態を呈し、し
かもこれらの性状を長期に渡って安定に維持することが
できる硬化体の製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を遂行する為
に、本発明者らは鋭意検討した結果、リン酸カルシウム
を水和硬化せしめるにあたり、ｐＨ５．５以下の珪酸水
溶液を比較的少量加え、混練し、混練物を大気中で養生
するだけで、極めて容易にリン酸カルシウムと珪酸の複
合体である強固な硬化体が得られることを見出した。
に、本発明者らは鋭意検討した結果、リン酸カルシウム
を水和硬化せしめるにあたり、ｐＨ５．５以下の珪酸水
溶液を比較的少量加え、混練し、混練物を大気中で養生
するだけで、極めて容易にリン酸カルシウムと珪酸の複
合体である強固な硬化体が得られることを見出した。
【０００６】即ち、本発明は以下の（１）〜（４）に記
す硬化体の製造方法である。（１）リン酸カルシウムと
骨材、又はリン酸カルシウムの何れかにｐＨが５．５以
下の珪酸水溶液を加え、これを混練し、硬化させること
を特徴とする硬化体の製造方法。（２）リン酸カルシウ
ムが、水酸アパタイトおよび／またはその固溶体である
ことを特徴とする前記（１）の硬化体の製造方法。
（３）リン酸カルシウムが燐酸３カルシウムおよび／ま
たはその固溶体であることを特徴とする前記（１）の硬
化体の製造方法。（４）ｐＨが５．５以下の珪酸水溶液
をリン酸カルシウム１００重量部に対し１０〜７０重量
部加えることを特徴とする前記（１）〜（３）の硬化体
の製造方法。
す硬化体の製造方法である。（１）リン酸カルシウムと
骨材、又はリン酸カルシウムの何れかにｐＨが５．５以
下の珪酸水溶液を加え、これを混練し、硬化させること
を特徴とする硬化体の製造方法。（２）リン酸カルシウ
ムが、水酸アパタイトおよび／またはその固溶体である
ことを特徴とする前記（１）の硬化体の製造方法。
（３）リン酸カルシウムが燐酸３カルシウムおよび／ま
たはその固溶体であることを特徴とする前記（１）の硬
化体の製造方法。（４）ｐＨが５．５以下の珪酸水溶液
をリン酸カルシウム１００重量部に対し１０〜７０重量
部加えることを特徴とする前記（１）〜（３）の硬化体
の製造方法。
【０００７】
【発明の実施形態】本発明の製造方法で用いる硬化体製
造原料は水硬性を示す広義のリン酸カルシウムであっ
て、リン酸カルシウム単体を始め、リン酸とカルシウム
を主体とする化合物および／または固溶体であっても良
い。即ち、燐酸３カルシウムのような燐酸とカルシウム
からなる化合物、これに異物が固溶し概ね原化合物の構
造に近い燐酸３カルシウム固溶体、また、水酸アパタイ
トの如くリン酸カルシウムを主体とする化合物、これに
異物が固溶し概ね原化合物の構造に近い固溶体、また、
燐酸とカルシウムを成分主体とし他の成分とからなる化
合物、これに異物が固溶し概ね原化合物の構造に近い固
溶体、またこれらのうち何れか２種以上の化合物および
／または固溶体が固溶してなる固溶体、或いはこれらの
ものの何れか２種以上からなる混合物を挙げることがで
きる。このような本発明で用いる広義のリン酸カルシウ
ムは何れも水に対する溶解度が低く、硬水やアルカリに
対する反応性も極めて低く化学的に安定な性状のもので
ある。該リン酸カルシウムの使用時の形態は粉末状又は
顆粒状のものが望ましく、粒径は概ね３ｍｍ以下である
のが望ましい。
造原料は水硬性を示す広義のリン酸カルシウムであっ
て、リン酸カルシウム単体を始め、リン酸とカルシウム
を主体とする化合物および／または固溶体であっても良
い。即ち、燐酸３カルシウムのような燐酸とカルシウム
からなる化合物、これに異物が固溶し概ね原化合物の構
造に近い燐酸３カルシウム固溶体、また、水酸アパタイ
トの如くリン酸カルシウムを主体とする化合物、これに
異物が固溶し概ね原化合物の構造に近い固溶体、また、
燐酸とカルシウムを成分主体とし他の成分とからなる化
合物、これに異物が固溶し概ね原化合物の構造に近い固
溶体、またこれらのうち何れか２種以上の化合物および
／または固溶体が固溶してなる固溶体、或いはこれらの
ものの何れか２種以上からなる混合物を挙げることがで
きる。このような本発明で用いる広義のリン酸カルシウ
ムは何れも水に対する溶解度が低く、硬水やアルカリに
対する反応性も極めて低く化学的に安定な性状のもので
ある。該リン酸カルシウムの使用時の形態は粉末状又は
顆粒状のものが望ましく、粒径は概ね３ｍｍ以下である
のが望ましい。
【０００８】また、硬化体製造原料は水硬性成分の前記
リン酸カルシウムの他に骨材が含まれるものであっても
良い。この場合、骨材量としては、リン酸カルシウム１
００重量部に対して概ね２００重量部以下にするのが望
ましく、これを越える骨材量では硬化体中に占める硬化
成分が不足するため、脆弱な硬化体しか得られないこと
がある。また、骨材としては一般にコンクリート製造用
として使用されている公知の骨材なら特に限定されない
が、好適には化学的耐食性に優れた珪砂質のものが良
い。骨材を含むものについてはリン酸カルシウムと予め
混合しておく。
リン酸カルシウムの他に骨材が含まれるものであっても
良い。この場合、骨材量としては、リン酸カルシウム１
００重量部に対して概ね２００重量部以下にするのが望
ましく、これを越える骨材量では硬化体中に占める硬化
成分が不足するため、脆弱な硬化体しか得られないこと
がある。また、骨材としては一般にコンクリート製造用
として使用されている公知の骨材なら特に限定されない
が、好適には化学的耐食性に優れた珪砂質のものが良
い。骨材を含むものについてはリン酸カルシウムと予め
混合しておく。
【０００９】次いで、前記のリン酸カルシウム又はリン
酸カルシウムと骨材に、ｐＨ５．５以下の珪酸水溶液を
添加する。溶液中の珪酸濃度は１０重量％〜７０重量％
であることが望ましい。珪酸濃度が１０重量％未満で
は、硬化体中の珪酸量が不足し、強固な複合体が十分形
成できず、機械的強度の高い硬化体が得られ難くなり、
７０重量％以上では水和硬化に寄与する水分不足となる
ので好ましくない。このような珪酸水溶液の添加量はリ
ン酸カルシウム１００重量部に対し１０〜７０重量部加
える。添加量が１０重量部未満では水和硬化に寄与する
水分不足となることがあるので好ましくなく、７０重量
部を越えるとリン酸カルシウムとの硬化複合体形成に寄
与しない珪酸残分が生じることがあるので好ましくな
い。また珪酸水溶液のｐＨが５．５を越えるとリン酸カ
ルシウムの水和硬化反応が十分進行せず、それ故硬化体
が得られなかったり、十分な機械的強度が得られないた
め好ましくない。尚、珪酸水溶液としては以上の条件を
満たすものであれば何れのものでも良いが、リン酸カル
シウムとの反応性を高める点でコロイド状の溶液を用い
ることが推奨される。
酸カルシウムと骨材に、ｐＨ５．５以下の珪酸水溶液を
添加する。溶液中の珪酸濃度は１０重量％〜７０重量％
であることが望ましい。珪酸濃度が１０重量％未満で
は、硬化体中の珪酸量が不足し、強固な複合体が十分形
成できず、機械的強度の高い硬化体が得られ難くなり、
７０重量％以上では水和硬化に寄与する水分不足となる
ので好ましくない。このような珪酸水溶液の添加量はリ
ン酸カルシウム１００重量部に対し１０〜７０重量部加
える。添加量が１０重量部未満では水和硬化に寄与する
水分不足となることがあるので好ましくなく、７０重量
部を越えるとリン酸カルシウムとの硬化複合体形成に寄
与しない珪酸残分が生じることがあるので好ましくな
い。また珪酸水溶液のｐＨが５．５を越えるとリン酸カ
ルシウムの水和硬化反応が十分進行せず、それ故硬化体
が得られなかったり、十分な機械的強度が得られないた
め好ましくない。尚、珪酸水溶液としては以上の条件を
満たすものであれば何れのものでも良いが、リン酸カル
シウムとの反応性を高める点でコロイド状の溶液を用い
ることが推奨される。
【００１０】リン酸カルシウム又はリン酸カルシウムと
骨材に珪酸水溶液を添加した後、これを混練する。混練
は一般的な混練手法で、常温大気中で行うことができ、
珪酸水溶液が凍結しない限り特に加温等の操作は不要で
ある。混練時間はリン酸カルシウム原料の種類、粒度、
量に応じて調整するのがより望ましいが、ほぼ満遍なく
均一混練できるような混練機を用いた場合は、概ね３分
前後で良い。また混練時に、例えばコンクリートなどの
無機硬化体製造の際使用されるような減水剤等の公知の
混和剤を加えても良い。
骨材に珪酸水溶液を添加した後、これを混練する。混練
は一般的な混練手法で、常温大気中で行うことができ、
珪酸水溶液が凍結しない限り特に加温等の操作は不要で
ある。混練時間はリン酸カルシウム原料の種類、粒度、
量に応じて調整するのがより望ましいが、ほぼ満遍なく
均一混練できるような混練機を用いた場合は、概ね３分
前後で良い。また混練時に、例えばコンクリートなどの
無機硬化体製造の際使用されるような減水剤等の公知の
混和剤を加えても良い。
【００１１】混練終了後の混練物は、そのまま常温大気
中に放置しても硬化を開始し、硬化体を得ることが出来
るが、通常は所望の形状品とする為、型枠に流し込み、
常温〜約２００℃で養生することで硬化せしめ、養生後
脱型することで硬化体を得る。尚、硬化速度を早めるに
は、一般に養生温度を高くするのが有利である。
中に放置しても硬化を開始し、硬化体を得ることが出来
るが、通常は所望の形状品とする為、型枠に流し込み、
常温〜約２００℃で養生することで硬化せしめ、養生後
脱型することで硬化体を得る。尚、硬化速度を早めるに
は、一般に養生温度を高くするのが有利である。
【００１２】
【実施例】表１に記す原料種と量のリン酸カルシウムを
用い、実施例２〜４と７及び比較例２と４は、リン酸カ
ルシウムに骨材として珪砂を表１記載の量だけ加えて乾
式混合し、混合物を作製する。リン酸カルシウム又はリ
ン酸カルシウムと骨材との混合物に表１記載のｐＨと濃
度と添加量の珪酸水溶液（但し、実施例２以外はコロイ
ド状の珪酸水溶液）を添加し、市販の混練機を用いて何
れも約３分間、約２０℃の大気中で混練を行った。
用い、実施例２〜４と７及び比較例２と４は、リン酸カ
ルシウムに骨材として珪砂を表１記載の量だけ加えて乾
式混合し、混合物を作製する。リン酸カルシウム又はリ
ン酸カルシウムと骨材との混合物に表１記載のｐＨと濃
度と添加量の珪酸水溶液（但し、実施例２以外はコロイ
ド状の珪酸水溶液）を添加し、市販の混練機を用いて何
れも約３分間、約２０℃の大気中で混練を行った。
【００１３】
【表１】
【００１４】混練後、各混練物を直ちに底面が直径１０
０ｍｍ、高さ２００ｍｍのステンレス製円筒形容器に流
し込み、１００℃に保った恒湿機中でそれぞれ７日間大
気養生させた。養生後、脱型し、硬化の有無状態を目視
により確認し、硬化したものについては、目視により亀
裂発生の有無を調べた後、日本工業規格ＪＩＳ Ａ−１
１０８に準拠した方法でそれぞれ圧縮強度を測定した。
さらに圧縮強度測定後の硬化体破片（概ね５０ｇ前後の
塊）を、硫酸マグネシウムを純水中に加えた３０度の硬
水中に１５〜１８℃で１２０日間浸漬させた。浸漬後の
硬化体に於いて、浸漬前重量の０．０１％以上に相当す
る重量減発生の有無を調べ、硬水腐食に対する耐性を把
握した。以上の結果は表２に記す。
０ｍｍ、高さ２００ｍｍのステンレス製円筒形容器に流
し込み、１００℃に保った恒湿機中でそれぞれ７日間大
気養生させた。養生後、脱型し、硬化の有無状態を目視
により確認し、硬化したものについては、目視により亀
裂発生の有無を調べた後、日本工業規格ＪＩＳ Ａ−１
１０８に準拠した方法でそれぞれ圧縮強度を測定した。
さらに圧縮強度測定後の硬化体破片（概ね５０ｇ前後の
塊）を、硫酸マグネシウムを純水中に加えた３０度の硬
水中に１５〜１８℃で１２０日間浸漬させた。浸漬後の
硬化体に於いて、浸漬前重量の０．０１％以上に相当す
る重量減発生の有無を調べ、硬水腐食に対する耐性を把
握した。以上の結果は表２に記す。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】本発明の硬化体の製造方法は、特別の環
境で行う必要もなく、また特殊な或いは高価な設備・装
置も不要であって、工程数も少なく、極めて簡単な製造
手法のみによって硬化体を容易に得ることができる。本
製造方法によって得られる硬化体は、水和硬化したリン
酸カルシウム粒子の周囲を硬化水と一体となった珪酸が
強固な結合で取り囲む構造の複合体であり、酸やアルカ
リなどに対し化学的耐性のある珪酸層を備えたものであ
って、また、とりわけ骨材を含むものでは高い強度発現
性をも有し、更に硬化体自体も化学的に概ね中性である
ためアルカリ分の溶出も殆ど起こらず、長期に渡って安
定な硬化状態と比較的高い強度並びに化学的耐性を維持
することができる。
境で行う必要もなく、また特殊な或いは高価な設備・装
置も不要であって、工程数も少なく、極めて簡単な製造
手法のみによって硬化体を容易に得ることができる。本
製造方法によって得られる硬化体は、水和硬化したリン
酸カルシウム粒子の周囲を硬化水と一体となった珪酸が
強固な結合で取り囲む構造の複合体であり、酸やアルカ
リなどに対し化学的耐性のある珪酸層を備えたものであ
って、また、とりわけ骨材を含むものでは高い強度発現
性をも有し、更に硬化体自体も化学的に概ね中性である
ためアルカリ分の溶出も殆ど起こらず、長期に渡って安
定な硬化状態と比較的高い強度並びに化学的耐性を維持
することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 リン酸カルシウムと骨材、又はリン酸カ
ルシウムの何れかにｐＨが５．５以下の珪酸水溶液を加
え、これを混練し、硬化させることを特徴とする硬化体
の製造方法。 - 【請求項２】 リン酸カルシウムが、水酸アパタイトお
よび／またはその固溶体であることを特徴とする請求項
１記載の硬化体の製造方法。 - 【請求項３】 リン酸カルシウムが燐酸３カルシウムお
よび／またはその固溶体であることを特徴とする請求項
１記載の硬化体の製造方法。 - 【請求項４】 ｐＨが５．５以下の珪酸水溶液をリン酸
カルシウム１００重量部に対し１０〜７０重量部加える
ことを特徴とする請求項１〜３記載の硬化体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28255297A JPH11106251A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28255297A JPH11106251A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 硬化体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106251A true JPH11106251A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17653967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28255297A Pending JPH11106251A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106251A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531798A (ja) * | 2000-04-28 | 2003-10-28 | ブレント アール． コンスタンツ， | ケイ酸塩溶液から調製されるリン酸カルシウムセメント |
| KR100824210B1 (ko) | 2007-11-22 | 2008-04-22 | 장윤석 | 황토와 목재가 포함된 투수 포장재용 경화제 및 그제조방법 |
| US7820191B2 (en) | 2000-04-28 | 2010-10-26 | Skeletal Kinetics, Llc | Calcium phosphate cements prepared from silicate solutions |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP28255297A patent/JPH11106251A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531798A (ja) * | 2000-04-28 | 2003-10-28 | ブレント アール． コンスタンツ， | ケイ酸塩溶液から調製されるリン酸カルシウムセメント |
| EP1284680A4 (en) * | 2000-04-28 | 2005-04-20 | Brent R Constantz | CALCIUM PHOSPHATE CEMENTS PREPARED FROM SILICATE SOLUTIONS |
| AU2001259251B2 (en) * | 2000-04-28 | 2005-07-28 | Sk Research And Development, Llc. | Calcium phosphate cements prepared from silicate solutions |
| US7820191B2 (en) | 2000-04-28 | 2010-10-26 | Skeletal Kinetics, Llc | Calcium phosphate cements prepared from silicate solutions |
| KR100824210B1 (ko) | 2007-11-22 | 2008-04-22 | 장윤석 | 황토와 목재가 포함된 투수 포장재용 경화제 및 그제조방법 |
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