JPS589853A - 無機硬化体の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は・外壁材のような建築材料等として用−られ
る無機硬化体Ｏｊｌ法に関するものである。

従来、嵩比重１．００−付近の比較的軽量の高炉水砕ス
ラグまたはその温合セメントを主成分とする繊維セメン
ト抄造板が一般に抄造法によに製造され。

建築材料等として用いられてｉる。しかし、このセメン
ト抄造板は強度が弱く、可撓性が劣す、乾燥状５縮が比
較的大きいという欠点があった。この欠′点の改良のた
め、ケイ酸カルシウムが加えられ。

セメント抄造板の性能の向上が図られた。これによって
１強度が強くなカ、乾燥収縮４小さく表りたが、反面、
耐凍害性が低下し、抄造法にょ）賦形を行なう場合に、
スラリーの濾過時間が長（てＶ水性が愚〈、さらに加圧
成形性が不充分で賦形体にクラッタが人如易−という新
たな欠点が生じた。他方、高炉水砕スラグ系セメントに
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
および石膏を加えた抄造板も用−られているが、この抄
造板４Ｆ水性、１１ａ圧成形性９ＩＩ生硬化速度等の生
産面および乾燥収縮、耐凍害性９強度等の製品物性面に
関して充分に＃足できるものでＦｉなかつた。

この発Ｗ１４Ｆｉ、このような事情に鑑みなされた−の
で、高強度で乾燥収縮が小さく、耐凍害性にもすぐれ、
さらにスラグの硬化が早くて早期に！１１１度が発現し
、抄造から農品までの製造日数が短ｈＩＩＡ機硬化体の
製法を提供する４のである。これについて以下に説明す
る。

この発明にかかる無機硬化体の製法は、二つあって、第
１の方法は高炉水砕スラグまたはその混合セメント、ケ
イ酸カルシウム、石膏および補強繊維を含むスラリーを
賦形したのち、養生硬化させるととＫより無機硬化体を
得る方法でありて。

高炉水砕スラグまたはその混合セメント、ケイ酸カルシ
ウムおよび石膏の３者間での配合割合が。

ケイ酸カルシウムが１０重量嘔以下、石膏（２水石膏と
して）が３０重量嘔以下、残部が一炉水砕スラグまたは
その混合セメントとなるよう忙設定されていることを特
徴とし、第２の方法は高炉水砕スラグまたはその温合セ
メント、ケイ酸カルシウム、カルシウムアルきネートモ
ノサルフェートハイドレート・石膏および補強繊−を含
むスラリーを賦形したのち、ＩＩ生硬化させるととによ
シ無機硬化体を得る方法であって、高炉水砕スラグまた
はその混合セメント、ケイ酸カルシウム、カルシウムア
ルミネートモノサル７エートハイドレートおよび石膏の
４者間での配合割合が、高炉水砕スラグまたはその混合
セメントが６０〜９５重量−、ケイ酸カルシウムが１（
１重量−以下、カル７ウムアルミネートモノナル７エー
トハイドレートを２水石膏に換算し石膏（２水石膏とし
て）に加えた合計が３０重重量風下に設定されているこ
とを特徴としている。仁れについて以ＦＫ詳１１１に説
明する。

この尭明忙おいては、高炉水砕スラグが無機質結合材と
して用いられるが、この高炉水砕スラグはポルトランド
セメント等を加えた混合セメントの形で用いてもよい。

したがって、マトリクスの主成分は高炉水砕スラグまた
はその混合セメントとなる。ケイ酸カルシウムとして＃
ｉ、たとえばゾノトライト、トバモライ、ト、′ケイ酸
カルシウムグル等の結晶性また゛は無定形の水和ケイ酸
カルシウムが用いら□れる。このものけ、他の原材料と
一容易ヤに混線できるようにケイ酸カルシウムスラリー
の形で用いるのがよい。たとえば、ケイ酸質原料および
石灰原料からオートクレーブ中で養生（まえは温熱養生
）して得ら〕れる水和ケイ酸カルシウムスラリーを乾燥
しなｉで、水性スラリー・状−のまま使用すればよい。

石膏は、結晶石膏（２水塩）。

半゛永石膏（＃石膏、半水塩、　）：’門無水石膏（無
水塩）等′どれを使用して一゛よい。

第１の方法では、高炉水砕スラグまたはその混合セメン
ト・ケイ酸カルシウムおよび石膏の３者間での配合比け
、つぎのように設定され゛る必要がある。すなわち、ケ
イ酸カルシウムけｙ１６重量−（以下「％」と略す）以
下配合されることである。Ｏ，Ｓ　嘔以上８９６以下の
範囲で配合されるのが最も好ましい。石膏＃ｉ′２水石
膏として３〇−以下配合されることである。ＩＩＧ以上
２５嗟以□下の範囲で配合され息のが最も好ましい＝そ
して、高か水砕スラグまたはその混合セメントの配合は
、ケイ酸カルシウムおよび石膏を除ｉた残りである。

つぎに、第２の方法では、前記第１の方法□での３種の
原材料の”はか、さもＫ　ＭＳＨ，す逐わちカルシウム
アルミネートモノサル７エートハイドレート １２の値をしる）が使用される。そして、とれら４者間
での配合−合は以下のとお如に設定され□る必要があ為
。すなわチ、高炉“水砕スラグまたｉその混合セメント
が６０１Ｇ以上・５５５ｍ下の範囲で配合ｉれる仁とで
ある＝’）’ぎ′に、″ケイ酸カルシウムが１０襲以下
配合されることである。そして。

石膏およびＭＳＨが、　ＭＳＨを２水石膏に換算した量
と石膏（２水石膏として）を加えた合計が３０９１以下
となるように配合されることである。ＭＳＨを２水石膏
忙換算するのは次の弐による。

＆７’Ｐし、ＭＳＨｒ）分子式３ＣａＯ＠ＡｊｘＯａ　
”　Ｃａ５Ｏ＜　”龜Ｈ冨０においてｎｔｆ１２とする
。

上記４者間での配合割合の関係は、　ＭＳＨと石膏の合
計量を「２水石膏」としてあらゎすとともに。

高炉水砕スラグまたはその混合セメントの量ヲ「スラグ
系セメント」としてあられし、上記４者間での配合割合
の関係を図示すると、菖１図のとおりである。すなわち
、第１図は、　ＭＳＨと石膏を併せて「２水石膏」ひと
つと考え、これと、「スラグ系セメント」の名であられ
した高炉水砕スラグまたはその混合セメントと［）ケイ
酸カルシウム」との３者の関係でもりて、１紀４者の関
係をあられすようにした三角座標であって、同図におい
て斜線を付された領域が４者間での配合割合の設定され
るべき範囲をあられしている。

この発明において、主たる原材料間の配合割合が上記の
ように設定されている理由は１次のとおりである。すな
わち、ケイ酸カルシウムが１０１を超えて配合されると
、抄造法でｊ１！彦する場合ＫＦ水水性用加圧成形性愚
（なり、さらに、ケイ酸カルシウムが嵩高いため製造さ
れた無機硬化体の比重が小さくなりすぎるほか、製品の
耐凍害性本不充分となるという欠点がある。なお、ケイ
酸カルシウムの配合量が０．５−以下になると、スラグ
の硬化を促進させる効果が小さくなり、また、抄造時抄
造体の嵩が低く表りすぎみ傾向が生じる。

次＆Ｃ，石膏もしくはこれとＭＳｆ（の配合量が、２水
石膏として３０嚢を超えると１石膏が系内に多量に残る
ため１強度とぐに吸水時の強度が低下し。

耐水性が不充分となる。なお、２次石膏量としてみて０
．１−以下になると、添加による効果があられれにくい
。

第１の方法および第２の方法は、ともに１以上に述べた
原材料に加えて次のごとき原材料が用いられる。すなわ
ち、補強繊維および製造上の都合や製品の物性′向上な
どのため必要に応じて添加され□るそめ他の添加材であ
る。補強繊維としては。

パルプ、ガラス繊維、ロックウール等の有機または無機
繊維が使用され、これらは使用前に解繊しておくのがよ
１０ この発明−おいてＦｉ１通常のとおり、上記原材料に水
を加えて混練しスラリーとする一、次に、このスラリー
を抄造法等によｐ板状など所望の形状に賦形し、温熱養
生したのち乾燥して無−硬化体を得る。賦形方法、ｌＩ
生条件および乾燥条件は脣に限定しないが、−生Ｆ１４
Ｑ〜８０℃の範囲で８時間以上放置し、さらに常温で放
置するとｉう方法によるのが好ましい。

−この発明にかかる無機硬化体の製法−Ｆｉ宅の、よう
に構成される−ので・・あって、マトリクスとな、る原
材料として高炉水砕スラグ４しくはその渦・合セメント
、′ケイ酸カルシウムジ゛よび石膏の・３者を、１また
はこれらとＭＳＨを使用するように゛して、い′るため
。

製造時にスラグの硬化がはや（、得られた無機硬化体は
高強度であって加熱乾燥時め□寸法収縮が小さく、耐凍
害性にもすぐれたものｋなった。さらに、製造時の加圧
プレス性が向上するとと本に。

製品゛の可−性も良好になりた。

つぎに実施例について比較例と併せ４て説明する。

★す、第１の方法の実施例について比較例と併せて説明
する。

全実施例はケイ酸カルシウムとしてトバモライトヲ用い
ている。このトバモライトはつぎのようにしてつくった
。原“料としＬＣＨ化゛化身カルシウムａＯ）および酸
化ケイ素’（Ｓｉｎｓ）′を用い、その配合比をｊａｏ
　／　５ｉｎｓ　＝　Ｏ，−としている。そしてこれら
に水を−えて混水ｊｔｔｓとし二ｔ８ｏ℃で２１＃間オ
ートクレーブ□中で撹拌“す□ること１より合成した。

無−硬化体はつぎ゛のようにしてつくった。

下記第１表で示されるよ゛うな″１合゛で゛原゛社料′
に゛水−を加えて混練し、スラリー濃度を８憾とした。

この場合、この配合により製造される無′機−托体の嵩
比重゛が゛１．０付近に＆るように調整され□て帆る。

またパルプｔｉ　ＬＵＫＰ、ガラス繊維は耐アルカリガ
ラスを使用した。つぎにスラリーを抄造、プレスして賦
形体とし、８０℃で１６時間温熱養生を行なった。さら
に常温雰囲気下で５日放置したのち。

１５０℃の雰囲気下で４０〜５０分乾燥し、無機硬化体
乾燥板を得た。

（以　下　余　白） 実施例１．実施例２および比較例について、賦形体の温
熱養生中に、下記の試験ｌを行なり九。

結果を、菖２−に示す。

（試験ｌ） この試験では、養生時間の経過にともなう各賦形体の品
温を測定した。

このＷＪＫみるように、実施例１および実施例２は比較
例にくらべ温度の上昇がｄ＋い。スラグの水硬反応ＩＩ
ｉ発熱反応であるので、温度の上昇がはやいほど水硬反
応がはやいことを意味している。

そのように考えると実施例１および実施例２は比較例に
くらべてスラグの水硬反応の進行がはやいことがわがゐ
。こむでは省略したが、他の実施例も実施例１および実
施例２と同様に比、較例に（らべてスラーの水硬反応の
進行がはやかった。

先に述べたようにして、得られた全実施例および比較例
の無機硬化体につき、下記試験２〜４を行なった。

（試験２） この試験では、各乾燥板にりいて、乾燥時および吸水時
（水中に２４時間放置したもの）の−は強度ｔ−ｍ定し
た。ｌｌｉ燥板の大きさは５（ｍＸ１２ｃｍであ如、ス
パン長１０ｃｍ、ヘッドスピード１ｍ／Ｇでオートグラ
フを用い測定した。結果を菖２表に示す。

纂２表 謔２表より、実施例はナベて比較例にくらべ乾燥時およ
び吸水時の−げ強度が強ｉことがわかる。

（ｉＩｉｃ験３） この試験では、各を燥４１に６０℃の雰囲気で２４時間
放置したときの乾燥にともなう寸法の収縮を測定した。

乾燥板のサイズＦｉ４ＣｍＸ　１６ｃｍ　Ｔ＆ドブコン
調定器を用いた。その結果をｌＮ３−に示す。

・この図では寸法の収縮を寸法変化率であられし。

乾燥状層を重量減少率であられしている。原点は２４時
間経過後にとった。寸法の収縮が大きければ寸法変化率
も大きく、乾燥が進めば重量減多本が小さくなる。すな
わち、乾燥の迩み具合は重量減少率でみることができる
。同じ重量減少率でみると実施例はすべて比較例よ）も
寸法変化率が小さ１４．したがりて乾燥にともなう寸法
収縮が小さいことがわかる。

（試験４） この試験でＦｉ、各乾燥板の厚み方向のａｍ皐を測定し
た。膨潤率が小さければ耐凍害性にすぐれてｉるといえ
る。乾燥板のサイズｒ１５ｃｍＸ１２ｃｍであ！ｌ）、
　ＡＳＴＭ−Ｂ法によ如、水中−解（５℃）−水中凍結
（−１８℃）を４０ナイタル行なりえ後。

測定を行なった。その結果を纂３１１１に示す。

第　　３　　表 第３表よｎ、＊施例はすべて厚み方向Ｊｕｌ率が小さく
、シたがって耐凍害性がすぐれていることがわかる。

以上のように、ＪＩＩｌの方法の実施例はいずれも比較
例にくらベスラグの水硬反応がはやく、乾燥時および吸
水時の−げ強度が強く１寸法安定性および耐凍害性にす
ぐれて−る。

つぎに、菖２０方法の実施例について、比較例と併せて
説明する。

実施例と比較例で用いるケイ酸カルシウムお上びＭＳＨ
はつぎのようにしてっくりた。まずケイ酸カルシウムは
下記配合の原材料を混練して・スラリーとし、ゲージ圧
１０　ｋｇ／ｃｍ”の圧カ下、オートタレープ中で１０
時間撹拌してつくった。得られたケイ酸カルシウムはス
ラリー状履であり、このまま乾燥せず使用した。１ｍ−
折によりこのケイ酸カルシウムはドパ七ライトであるこ
とを確認した。

（配合） 珪そう±　　　　　５７重量部 生石灰　　　　　　４３重量部 水　　　　　　１６００重量部 りｆＫ、ＭｓＢは下記配合の原材料を混練してスラリー
とし、ゲージ圧１０に□−Ｓの圧力下、オートクレーブ
中で５時間反応させてっ（りた。

（配合） 水酸化アルミニウム　　２８重１量部 生石Ｒ４１重量部 ２水石膏　　　　　３１重量部 水　　　　　　１０００重量部 無機硬化体ｄつぎのようにしてつくった。原材料配合は
籐４表で示されるとおりである。高炉水砕スラグはプレ
ーン値３００Ｇのもの、パルプはＬＵＫＰ。

ガラス繊ａけ日本電気硝子製でカット長１３ｍｍのもの
を使用した。これらの原材料に水を加えてｆｉｌｌＬ、
以下菖ｌの方法と同様の方法で無機硬化体をつくった。

ただし、温熱養生は、８０℃で。

かつ湿度が９ｓ嗟韮の雰囲気下において行ない。

さらに、２０℃で９５１１１Ｈの雰−気下において５日
間放置するという方法によりた。

得られた無機硬化体につき乾燥時および吸水時の−げ強
度０寸法収Ｓおよび耐凍害性厚み＊ａ率の試験を行なり
九。曲げ強度および耐凍害性厚み膨潤率の測定は馬ｌの
方法におけると同様の方法で行ない１寸法収縮は硬化体
を６０℃で２４時間乾燥したときのものでみた。これら
の結果は第４表に示される通勤である。

１１１４表からあきらかなように、実施例＃ｉいずれも
比較例にくらべ乾燥時および吸水時の−は強度が強く１
寸法収縮が小さく、耐凍害性に屯すぐれている。　　　
　　　　・

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるＪＩ２の方法の原材料の・配
合割合の間係をあられした三角座１１．第２図社この発
明にかかる菖ｌの方法・・Ｋおける養生時間と品温の関
係をあられし九グラフ、纂３図は同じ・＜＃Ｅｌの方法
における乾燥板の・重量減少率と寸法変化率の関係１−
、あられすグラ・・ツーであｈｉ−特許出願人　松下電
工株式会社　゛′ 代理人　弁理士　松　゛本、武　　彦 コｊ １、第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　高炉水砕スラグまたはその温合セメント。 ケイ酸カルシウム、石膏および補強繊維を含むスラリー
   を賦形したのち、ｌＩ生硬化させゐことにょ〕無機硬化
   体を得る方法でありて、高炉水砕スラグまたはその拠金
   セメント、ケイ酸カルシウムおよび石膏の３者間での配
   合割合が、ケイ酸カルシウムが１０重量哄以下１石膏（
   ２水石膏として）が３０重量悌以下、残部が高炉水砕ス
   ラグまたはその混合セメントとなるように設定されて−
   ることを特徴とする無機硬化体の製法。
2. （２）高炉水砕スラグまたはその混合セメント。 ケイ酸カルシウム、カルシウムアルミネートモノナｋ　
   ７　！　−）ハイドレート、石膏および補強繊維を含む
   スラリーを賦形し九のち、養生硬化させることＫよ〕無
   機硬化体を得る方法でありて、高炉水砕スラグまたはそ
   の温合セメント、クイ象カルシク五〇カルシウムアルミ
   ネートモノサルフェートハイドレートおよび石膏の４者
   間での配合割合が、高炉水砕スラグまたｄその温合セメ
   ントが６０〜９５重量嘔、ケイ酸カルシウムが１０重量
   −以下、カシシウム了ルミネートモノサルツエートハイ
   ドレートを２水石膏に換算し石膏（２水石膏として）Ｋ
   ｍえた合計が３０重量−以下に設定されてｉることを特
   徴とする無機硬化体の製法。