JPS586697B2 - 軽量石こう硬化体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は球状石こうを主要な素材とした軽量石こう硬化
体に関する。

石こう硬化体としては、通常の２水石こうの水熱脱水反
応により得られるα型半水針状石こうもしくは当該針状
石こうを焼成して得られる無水針状石こうに水を加えて
水利硬化させた後、遊離水分を除去することにより、あ
るいは水利硬化させる際に特定の結合剤を加えることに
より得られる軽量の硬化体が知られている。

しかしながら、この硬化体は強度が低いという致命的欠
点を有していることと軽量化に限界があるため、用途が
制限されていた。

本発明者らは、さきにかさ密度のきわめて小さい球状石
こうとその製造法を開発したが、その後の研究過程にお
いて当該球状石こうを素材として利用することによりき
わめて軽量で、かつ十分な強度を有する硬化体が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。

本発明は直径が２ｍｍ以下、かつかき密度が０．３ｇ／
ｃｍ３以下である実質的に繊維状石こうがからみ合って
形成された球状石こうもしくは該球状石こうと繊維状石
こうの混合物、あるいは当該混合物に結合剤を加えた配
合物に水を加えて成形し、水利硬化せしめてなる比重か
０．１〜０．８の軽量石こう硬化体を提供するものであ
る。

本発明に使用する球状石こうは、２水石こうまたは２水
石こうと半水石こうとの混合物の水熱反応によって得ら
れる球状のα型半水石こうまたは当該半水石こうを焼成
して得られる球状の無水石こうである。

か＼る球状石こうの製造条件の１例について説明すると
次の如くである。

目的とする球状石こうは酸性溶液中において該酸性溶液
の重量にもとすいて０．５〜４０重量％の２水石こうま
たは２水石こうと半水石こうとの混合物を加熱攪拌し、
水熱反応せしめることにより得られる。

この反応の原料として用いる石こうは後述する酸性溶液
の重量にもとすいて、０．５〜４０重量％、好ましくは
２〜３０重量％の割合でスラリーとする。

また、本発明で使用する酸性溶液における酸成分として
は、具体的にはギ酸、酢酸、酒石酸、リンゴ酸などの有
機酸、リン酸、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸をあげる
ことができる。

酸性溶液は酸成分を０．１〜８０容量％の割合で含む水
溶液として用いる。

水熱反応は、１００〜１８０℃の温度、数分から数時間
の反応時間で行なう。

このようにして得られる球状石こうは、実質的に繊維状
のα型半水石こうのからみ合いにより形成されたもので
あり、顕微鏡的観察によると、イガグリ状ないしマリモ
状を呈していることが確認された。

球状石こうの生成機構については、最初に短繊維状石こ
うが生成し、攪拌を継続していると轟該繊維状石こうが
からみ合って球状体を形成するものと考えられる。

本発明においては、水熱反応終了後の球状のα型半水石
こうスラリーをそのま５素材として用いてもよくまた固
液分離後の湿ったα型半水石こうケーキでもよくあるい
は固液分離したのち乾燥した球状のα型半水石こうや、
これを焼成して得られる球状の無水石こう、さらにはこ
れら球状石こうと繊維状石こうとの混合物を素材として
用いることもできる。

乾燥処理は、たとえば５０〜８０℃の温度で１〜８時間
行なえばよく、焼成は乾燥石こうを２００〜１０００℃
で１〜３時間行なうことにより無水石こうを得ることか
できる。

球状石こうは、通常は直径２ｍｍ以下、平均０．３ｍｍ
程度であり、かさ密度は０．３ｇ／ｃｍ３以下、平均０
．０７９／ｃｍ３程度である。

球状石こうに加える水の量は半水石こうまたは無水石こ
うが２水の石こうに変換するに必要な理論水利量以上と
すべきであり、混合物を圧縮、押出、流し込み、抄造、
吹付等の成形法により成形して水利硬化せしめる。

水利硬化後、遊離水分は乾燥等の手段により除去する。

このとき２水石こうが半水石こうに転移しない条件で行
なうならば水利硬化と乾燥は同時に行なうことができる
。

なお、水利硬化せしめるに際し、結合剤を加えることに
より石こうの結合を強固にし、一層強度を向上させるこ
とができる。

このような結合剤の例としては、ポリビニルアルコール
、カルボキシメチルセルロース、ヒドロオキシエチルセ
ルロース、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリ
エチレンオキシドなどの水溶性有機重合体、酢酸ビニル
エマルジョン、アクリル樹脂エマルションなどの水分散
性有機重合体、水ガラス、けい酸ソーダなどの水溶性無
機化合物、アルミナゾル、シリカゾルなどの水分散系コ
ロイド形成性無機化合物、セメント、石こうなどの水硬
性化合物およびこれらの混合物かある。

これら結合剤は球状石こう１００重量に対し、０．０１
〜１００重量部の範囲で添加すればよい。

さらに必要に応じて硬化促進剤や補強材、軽量骨材など
を適宜添加することができる。

硬化促進剤の例としては硫酸マグネシウム、塩化カルシ
ウム、硫酸カリウム、硝酸カリウム、硫酸銅などかあり
、補強材としてはガラス繊維、アスベストなどをあげる
ことができ、軽量骨材としてはパーライト、シラスバル
ーン、ひる石などがある。

なお、球状石こうと繊維状石こうの混合物を素材として
用いるときは、繊維状石こうは補強材としても作用する
。

石こう素材を成形、水利硬化せしめる場合、本発明で用
いる素材は球状であるため、繊維状のものと比較して結
晶破損がきわめて少ない。

従来の繊維状石こうを素材とした場合は各作業工程にお
いて破損しやすかったが、球状石こうを素材として用い
ることによりこのような心配もなく、作業性にきわめて
すぐれている。

しかも、本発明により得られる石こう硬化体は比重が０
．１〜０．８という軽量であり、強度的にも十分に満足
しうるもので、特に曲げ強度がすぐれている。

また、断熱性も０．０４〜０．０８Ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ
−ｄｅｇであり非常にすぐれている。

さらには結合剤を配合して水利硬化して得た製品の強度
は無配合のものに比較してすぐれている。

したがって、本発明の製品は軽量骨材、保温材、断熱材
、吸音材、芯材等として有効に使用することができる。

次に、本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１ （１）軽量球状石こうの製造 ０．５容量％酢酸水溶液６０１に２水石こう１２ｋｇと
種晶としてβ型半水石こう６００１を加え、混合してス
ラリーを調整した。

このスラリーを１２０℃、１。

２ｋｇ／ｃｒＡｍ２の飽和蒸気圧下でプロペラ型攪拌羽
根を用いてかきまぜながら１２０℃で約３０分間水熱反
応を行なった。

水熱反応終了後、熱時、遠心分離機で固液分離して得ら
れた固秋物は熱風乾燥機を用いて６０℃で約８時間乾燥
処理を行ない、付着した水や溶媒を除いて軽量球状α型
半水石こうを得た。

また、このａ型半水石こうの一部を電気炉を用いて５０
０℃で３時間焼成し無水石こうを得た。

得られた軽量球状石こうを顕微鏡観察したところ、マリ
モ状であった。

この石こうはα型半水および無水のいずれも平均直径が
約２５０μであり、かさ密度は０．１０ｇ／ｃｍ３であ
った。

（２）硬化体の製造 上記（１）で得た乾燥されたα型半水軽量球状石こう４
５６ｇに水１８００ｍｌを加えてスラリー状態とした。

この懸濁液を抄造面３０ｃｍＸ３０ｃｍで４０メッシュ
の金網をもつ抄造型枠に流し込み、抄造圧縮で成形し、
水利硬化後脱型して６０℃の熱風乾燥機で乾燥して板状
の硬化体を得た。

また、球状石こうと水の量をそれぞれ変えて同様の操作
により比重の異なる板状の硬化体を得た。

さらに、補強材としてガラス繊維またはアスベストを添
加したものや、球状石こうとして■型無水石こうを用い
、同時に硬化促進剤として硫酸マグネシウムを添加した
ものについても板状の硬化体を製造した。

これら硬化体について測定した物性値を第１表に示す。

なお、曲げ強度試験は次の条件で行なった。

（ＪＩＳＡ−１４０８に準じた。）試験片 ２Ｘ
２Ｘ１０ｃｍ スパン間距離 ８ｃｍ 試験速度 １ｍｍ／分 比較例１ 実施例１において用いた球状石こうの代りにα型半水繊
維状石こうを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を
行なった。

結果を第２表に示す。実施例２ 実施例１の（１）で得られたα型半水球状石こうに所定
量のα型半水繊維状石こうを混合した石こう混合物６０
１に水を２４００ｍｌ加えてスラリ一状態とし、以下実
施例１と同様の操作を行なって硬化体を得た。

また、α型半水繊維状石こうの代りにＨ型無水繊維状石
こうを混合した石こう混合物についても同様にして硬化
体を得た。

これら硬化体の物性値を第３表に示す。

実施例３ 実施例１の（１）における水熱反応直後のα型半水球状
石こう熱スラリーの一部を３０Ｘ３０ｃｍの抄造成形型
枠へ直接流し込み、圧縮・脱水抄造成型を行ない水利硬
化せしめた。

脱型後、６０℃の熱風乾燥機で余分の付着水を除去し、
比重０．５の板状硬化体を得た。

この硬化体の曲げ強度は１２ｋｇ／ｃｍ２であった。

実施例４ 実質的にα型半水繊維状（針状）石こうのからみ合いか
らなるα型半水球状石こう４２６ｇに、重合度１７００
、ケン化度９７％のポリビニルアルコール２重量％水溶
液１８００ｍｌを加え、スラリー状としてこの懸濁液を
抄造面３０ｃｒｒＬ×３０ｃｆｒＬで４０メッシュの金
網をもつ抄造成形型枠に流し込み、抄造圧縮成形し、水
利硬化後脱型して６０℃の熱風乾燥機で余分の遊離水を
除去し板状の硬化体を得た。

この硬化体の物性測定値を第４表に示す。

なお、曲げ強度試験の条件は実施例１と同じである。

実施例５〜９ 実施例４で用いた軽量球状石こうおよびそれに加える水
溶性の結合材、水および充てん材の種類ならびに使用量
を変えたこと以外は実施例４と同様の操作を行なった。

結果を第５表に示す。実施例１０〜１３ 実施例４で用いた軽量球状石こうを用い、これに加える
水硬性物質としては市販のβ型半水石こうを用い、それ
らの混合物に水を加えてスラリー状態とし、１０×４×
２ｃｍの成形型枠に流し込み、成形を行ない水和硬化さ
せた後、成形体を６０℃の熱風乾燥機で乾燥し、硬化体
を得た。

結果を第６表に示す。

実施例１４〜１６ 実施例４で用いた軽量球状石こうを用い、それに加える
水硬性物質としては市販のα型およびβ型半水石こうを
用い、それらの混合物に水を加えスラリー状態とし、こ
の懸濁液を抄造而１０ＸＩＯｃｍで４０メッシュの金網
をもつ抄造成形型枠に流し込み、あとは実施例４と同様
の操作を行なった。

結果を第７表に示す。

比較例２〜４ 実施例４で軽量球状α型半水石こうを用いる代りに繊維
状α型半水石こうを用いて、また結合剤水溶液の量を変
えたこと以外は実施例４と同様の操作を行なった。

結果を第８表に示す。実施例１７ 実施例４で用いたα型半水球状石こうを５００℃で３時
間焼成して、■型無水球状石こうを得た。

この球状無水石こう５７０ｇに硫酸マグネシウム・７水
塩を３０ｇ溶解させた２重量％ポリビニルアルコール水
溶液２４００ｍｌを加えたこと以外は実施例４と同様の
操作を行なった。

結果を第９表に示す。

実施例１８ α型半水球状石こう５５０ｇとα型半水繊維状石こう６
０ｇを混合し、これに２重量％ポリビニルアルコール水
溶液を２４００ｍｌ加えスラリー状態としたこと以外は
実施例４と同様の操作を行なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直径が２ｍｍ以下で、かつかき密度が０．３ｇ／ｃ
   ｍ３以下である実質的に繊維状石こうがからみ合って形
   成された球状石こうもしくは該球状石こうと繊維状石こ
   うの混合物に、水を加えて成形し、水利硬化せしめてな
   る比重が０．１〜０．８の軽量石こう硬化体。 ２ 直径が２ｍｍ以下で、かつかさ密度が０．３ｇ／ｃ
   ｍ３以下である実質的に繊維状石こうがからみ合って形
   成された球状石こうもしくは該球状石こうと繊維状石こ
   うの混合物と結合剤よりなる配合物に水を加えて成形し
   、水利硬化せしめてなる比重が０１〜０．８の軽量石こ
   う硬化体。