JPS5983974A - 無機硬化体 - 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、軽量で寸法安定性がすぐれ、しかも、強度
の高い無機硬化体に関する。

無機硬化体は、外壁材等の建築材料その他として用いら
れ、一般に、高炉セメント等の水硬性無機質結合材を主
成分とする原材料に水を加えてスラリとし、このスラリ
を賦形したのち養生硬化させることによってつくられる
。

ところで、無機硬化体は、内部の水分が蒸発すると寸法
が収縮し、水分を吸収すると膨張する。

この水分の出入による寸法変化が大きいと、無機硬化体
を用いて壁等を施工したあと、無機硬化体にクラックが
発生する恐れが非常に多くなる。したがって、無機硬化
体の寸法変化はできるだけ小さくする必要がある。

他方、無機質結合材は比重が大きいので、これを主成分
とする無機硬化体においては、その軽量化がきわめて重
要な課題となっている。そこで、軽量化のため、無機硬
化体にパーライト等の軽縫骨材を含ませたり、スラリ中
に気泡を導入したりしたのち硬化させて無機硬化体を多
孔質にするととがなされでいる。しかし、このようにす
ると、強度、その曲の諸々性の低下を捷ぬがれることか
できない。

軽ｉｉｔ化のために極めて有効な別の工夫として、無機
硬化体にモミガラを含ませるようにすることが考えられ
ている。しかし、このようにすると、モミガラ等は、Ｉ
Ｍ造中、スラリ中に均一に分散さ止るのが国難であるの
で、無機硬化体の諸物性が損なわれてしまう恐れが多い
。モミガラは、表面がリグニンシ油脂系有機物で覆われ
Ｃいるので、セメント等の無機質結合材に対するなじみ
が悪いからである。そのうえ、嵩比重か小さすぎる（嵩
高ノーぎる）ため、無機硬化体に空１察が生じ易くなる
。空隙が牛しると、強度而に悪影響を及ぼす。

さらに、モミガラを含んだ無機硬化体でも、やはり、・
」゛法安宇性に問題がある。

そこで、モミガラをその１まの１杉で無機硬化体に含？
ｆ、ぜるのではなく、炭化物や灰化物の形にしＣ含ま辻
るようにすることが考えられた。これによれば、充分な
Ｉ経ｉＡ′化がはかられ、かつ、寸法な定性が向１−．
する。しかしながら、無機硬化体においては機械的強度
も充分に高いことが要求されるところ、モミガラを炭化
物や灰化物の＋にで含ませたものにあっては、その点の
要望かい−まだ充５）に満たされていない。

この発明ンよ、この点の改善を目的とするものであって
、発明者らの見出したところによれば、モミガラの炭ｆ
ｌｓ物や灰１１−１吻を二酸化ケイ累成分をよむ処理剤
および／捷たは酸化アルミニウム成分を含む処理剤であ
らかじめ処理することとすれば一ヒ記改善が加能となる
。

すなわち、この発明は、モミガラ炭化物および／または
モミガラ灰化物を含む無機質結合材の硬化体であって、
モミガラ炭化物および／−またはモミガラ灰化物として
、二酸化ケイ素成分金倉む処理剤および／または酸化ア
ルミニウム成分を含む処理剤により処理されたものが用
いられていることを・特徴とする無機硬化体をその要旨
としている。

μＦ、この発明の詳細な説明する。

ここで、この発明にかかる無機硬化体を９くるのに使用
される無機質結合材としては、水硬性のものでちｉ７−
は特に限定されない。たとえば、カル７ウムアルミネー
トトリサルフエートハイドレート（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ
３・３ＣａＳＯ４・ｎＨｚＯ，ｎはおおむねゴ）１また
は：（２の値をとる。以ド、ＴＳＨと略す）前駆Ｉ肉質
が用いられ、高炉セメントやボルトランドセメント等か
用いられることもある。、ＴＳＨ前駆物質とは、水和硬
化によりＴＳＨを生じうる組成物のことであって、たと
えば、カルシウムアルミネ−）　−’Ｅ　／ナルフェー
トハイド１ノート（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４
・ｎＨ２Ｏ、ｎはおおむね１２の１直をとる）と石膏の
組合せ、あるいは高炉スラグと石膏の組合せ等があり、
後者の組合せでは高炉スラグが高炉セメントの１ヒで用
いられていてもよい。

モミガラ炭化物あるいはモミガラ灰化ｌ吻自体は、嵩比
重（ρ）が小さい（１，００以Ｆ）ので、これらを無機
硬化体に含ませるようにすると軽量なものが得られる。

しかも、モミガラ炭化物あるいは灰化物は、モミガラが
嵩比重が小さすぎるのに対し、適当な嵩比重を有するの
で、無機硬化体に空隙を生じさ忙て　強度而に悪影響を
及ぼすというようなことば（・１とんどない、序た、モ
ミガラ炭化物あるいけ灰化′吻を含ませるようにすると
、無機硬化１木の寸法安・定性が向卜する。これｔｉｔ
　、製造中、モミガラ炭化′吻あるいｉｔ灰化物にη゛
まれるＳｉＯ２成分と無機質結合材に含まれるＣａｎ成
分とが反応し、ゲル化物ができるためと考えられる。一
般の無機質結合材は、普通、ＣａＯを含むが、ＣａＯを
含まない無機質結合材を使用する場合は、無機質結合材
とは別にＣａ（’）を加える必要がある。モミガラを炭
化あるいは灰化させると、モミガラの表面を覆うリグニ
ンや油脂系有機物が炭素に転化される等して取り除かれ
るので、無機質結合材に対するなじみが良くなる。した
がって、モミガラ炭化ｌ吻あるいは灰化物を含ませるよ
うにすると、モミガラをそのままの形で含ませるように
した場合に叱べ、諸物性が損なわれる恐れが少なくなる
。

前記のように、モミガラ炭１し物あるいは灰イし物をそ
のままで含ませるようにすると、軽量で寸法安定性のす
ぐれた無機硬（Ｖ、体が得られる。しかし１、それでは
、補強効果が充分には得られない。それは、モミガラ炭
化物あるいは灰化物は針状で補強効果を与えるのに適し
た形状をしてｂるが、これら自身の強度があまり高くな
いからである。そこで、モミガラ炭化物あるいは灰化物
を、二酸化ケイ素成ろトを含む処理剤あるいは、酸化ア
ルミニウム成分を含む処理剤で処理して、針状が充分な
強度で保たれるよう補強し、このモミガラ炭化物あるい
は灰化物の処理物を無機硬化体に含ませるようにする。

そうすると、軽量で寸法安定性がすぐＩｌ、、そのうえ
、強度の高い無機硬化体が得られるのである。酸化ケイ
素成分を含む処理剤としては水ガラスやシリカゾル等が
あり、酸化アルミニウムを含む処理剤としてはアルミナ
ゾルがある。これらのうちの２種以上を同時に用いるよ
うにしてもよい。

処理されるモミガラ炭化物あるいは灰化物は、無定ノと
の５ｉ０２をできるだけ残すようにしたものが好ましい
。無機硬化体の性能等に良す影響を与えるからである。

このようなモミガラ炭化物あるいは灰化物はたとえば、
つざのようにして得ることができる。モミガラ炭化物は
、モミガラを炎にさらして４００℃以下で加熱する、あ
るいは間接的に加熱することにより不完全燃焼させれば
得ることができる。モミガラには無定１１ｇの５ｉ０２
が２０重酸係近く含まれているが、前記のようにしてモ
ミガラを炭化させると、８０重清係以−ヒの無定ＩＥＳ
　Ｓ　ｉ　０２を含むモミガラ炭化物が得られる。モミ
ガラ灰化物は、空気を送りながらモミガラを８００℃以
下で加熱する、あるいは低温灰化装置を使用してモミガ
ラを灰化すれば得ることができる。低温灰化装置として
プラズマ照射型のものを用いる場合は、酸素（０２）を
供給しながらモミガラを２００℃以Ｆで加熱するとよい
。

モミガラ炭化物あるいは灰化物の処理物は、原材料の固
形分基準で１重１．４以上４００℃以下、無機硬化奥町
含ませるようにするのが好ましく、５重ｆｉ−４以上３
０４１ｔ％以下含ませるようＫするのが最も好ましい。

モミガラ炭化物の含有量が１重量係未満では、軽量化や
寸法安定性の向上に対する効果がγ、マクなる傾向にあ
り、逆に４０重量％を紹えると、硬化体としての適当な
硬度が得られなくなる傾向にあるからである。なお、無
機硬化体の性能面上等のため、モミガラ炭化物あるいは
灰化物の処理物以外のもの、たとえば、軽量骨材や補強
繊維等を含まぜるようにする場合がある。

モミガラ炭化物および灰化物の各処理物は、同時に含ま
せる場合がある。

この発明にかかる無機硬化体は、モミガラ炭化物および
／または灰化物の処理物を含ませるようにしたので、軽
量で寸法安定性がすぐれ、しかも、強度の高いｉ＋＋ｃ
　ｎ硬化体を得ることができる。そのうえ、モミガラを
そのまま、あるいはパーライト等の軽量骨相を含ませる
ようにした場合に比べ、他の諸物性が低下する恐れが少
ない。

つきに、実施例および比較例について説明する。

第１表に示される原材料を同表に示される配合割合て使
Ｊ１１シ、実施例１〜５および比較例１．２の無機硬化
体をつくった。ただし、高炉セメントＢ　ＩＨｉは無機
質結合相として使用したものであり、軽ｌ骨材として粒
径３〜ｌ　Ｏｍｍの火山れきおよび住友金属鉱山社製の
人工軽滑骨材（ピルトン５ｍｍアンダー）を１吏用した
。また、比較例２ではモミガラ炭化物をそのまま使用し
たが、実施例１〜５では、モミガラ炭化物の処理こ吻あ
るし１は灰化物の処理物のいずれか一方を使用した。

（以　ド　余　白） 実施例１ては、つぎのようにしてつくったモミガラ炭化
物の処ｌｌｉ物を使用した。ずなわぢ、モミガラ炭化物
と、これに対して固形分で５虫はチの３号水ガラス（日
本化工業社製）を山１合し、減圧乾繰（３０°Ｃ）後、
１５０　℃で５分間保ってモミガラ炭化物の処理物をつ
くった。

実施例２では、実施例１で使用したモミガラ炭化物の処
理物について行なったのと同様の処理方法でつくったモ
ミガラ灰化物の処理物を使用した。

実施例３ては、つぎのようにしてつくったモミガラ灰化
物の処理物を使用した。すなわち、モミガラ灰化物と、
これ（０対して固形分で１０　’Ｅ＜、　Ｍ４″％の水
ガラス（日本化学工業社製）を混合し、減圧乾燥後１５
０℃で５分間保ってモミガラ灰化物の処理物をつくった
。

実施例４ては、つきのようにしてつくったモミガラ炭化
物の処、Ｄ４！　ｈｈを使用した。すなわち、モミガラ
炭化物と、これに対して固形分で１０重％ｊＪチのスノ
ーテックス２０（シリカゾル、日産化学社製）を混合し
、６０℃で４時間乾燥させて、モミガラ炭化物の処理物
をつくった。

実施例５では、実施例４で用いたモミガラ炭化物の処理
物について行なったのと同様の処理方法でつくったモミ
ガラ灰化物の処理物を使用した。

なお、モミガラ炭化ｊＦ＠およびモミガラ灰化物はつぎ
のようにしてつくったものを使用した。すなわら、コン
ロの上になぺを置き、このなべにモミガラを入れてふた
をした。つぎに、なべを５分間加熱したあと、なべ中に
火を投入してモミガラを炭化させ、モミガラ炭化物をつ
くった。また、ＹＡＮＡＣＯ社製のガラズブアツシャー
を使用し、０２を流しながら１８０℃でモミガラを加熱
し、モミガラ灰化゛吻をつくった。

各実施例および比較例の無機硬化体は−りぎのようにし
てつくった。第１表に示される原材料の混合物に水を加
えて混練し、この混練物を型に入れて賦１ｉＪしたあと
、養生硬化させた。ただし、水と原材料の混合比（Ｗ／
Ｓ　）を０．３とし、型は４　ｃｍＸ４ｃｍＸ１６ｃｍ
の直方形のものを使用した。また。

産生硬化条件は、６０℃で７２時間保つこととした。養
生硬化終了後２日間風乾させて、無機硬化体を得だ。

風乾終了後、各実施例および比較例の無機硬化体のそれ
ぞれの嵩密度１曲げ強度（乾燥時）寸法収縮率および吸
水膨張率を測定した。測定結果を第２表に示す。ただし
、寸法収縮率は風乾品を６０℃で２４時間保って乾燥品
としたときの、風乾品に対する乾燥品の収縮率であられ
した。また、吸水膨張率は、前記風乾品に２４時間吸水
させて吸水品としたときの、乾燥品に対する吸水品の膨
張率であられした。

（以　Ｆ　余　白） 較例１に比べ、嵩密度が低く、寸法収縮率および吸水膨
張率が小さくて寸法安定性がすぐれ、そのうえ曲げ強度
が高いことがわかる。また、実施例１〜５は、比較例２
に比べ、嵩密度および寸法安定性は同じぐらいであるが
、曲げ強度が高いことがわかる。

代理人　弁理士　松　木　武　彦 ４６７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　モミガラ炭化物および／またはモミガラ灰化
   物を含ｔｒ無機質結合材の硬化体であって、モミガラ炭
   化物および／またけモミガラ灰化物とし°Ｃ１二酸化ケ
   イ素成分を含む処理剤および／または酸化アルミニウム
   成分を含む処理剤により処理されたものが１イノいられ
   ていることを特徴とするν！ｆ１．ｌ良硬化本。
2. （２）酸化ケイ素成づトを含む処Ｊ」１剤が水ガラス寂
   よびシリカゾルの少なくとも一方で、酸化アルミニウム
   成５トを含む処理剤がアルミナゾルで６る待ｄ’Ｆ請求
   のＩν１１囲寿１項記載の無機硬化体。
3. （３）　　モミガラ炭化物の処ｌ物および／またｔ６Ｌ
   モミガラ灰１ヒ吻の処理」物を、配合原材料の固ル分基
   準で１′ＩＩｔｂｋ嗟以丑４０這縫俤以丁含む特許１ｉ
   ｎ氷の範囲崖１項または第２項記載のノ凧機硬化体。