JPS6230652A - 機械部材および工具 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は高炉スラグ粉末を主成分とする水硬性結合材を
少なくとも、その構成要素の一部として用いた機械部材
および工具に関する。

〔技術的背景〕

従来天然石が使用されていた部材やベットあるいは測定
工具などポルトランドセメント系結合材を主成分とじ之
セメントコンクリートの利用が検討されている。これは
、均一で且つ大きな天然石の入手が困難になっているた
めその代替物として利用しようとすることや、金属に比
べて振動減衰性能がすぐれているためである。

〔従来技術〕

ベットや摺動部材などの機械部材あるいは定盤などの測
定工具、モールド、ならいモデルなどの成形工具、砥石
などの研磨工具などとして、鋳鉄などの金属以外にポル
トランドセメント、オキシクロライドセメント或いは石
コウなどの水硬性結合材並びにエポキシ樹脂などの有機
高分子物質が結合材として利用されている。

一方、高炉スラグ粉末はとくに高炉セメントとして土木
、建築の分野においてダム等の水理構造物として利用さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ポルトランドセメントを結合材として用い友場゛合には
、化学抵抗性が低いこと、乾燥収縮ひずみが大きいこと
、或いは硬化時の水利反応熱にともない熱応力によるひ
びわれなどが問題となっておシ、また、オキシクロライ
ドセメントにおいては、ａｔ−イオンによる金属の発錆
が問題となっている。一方石膏においては強度が低く、
耐摩耗性に劣ることが問題となっている。

さらにエポキシ樹脂などの有機高分子物質を結合材とし
て使用した際ＶＣハ、長期的安定性、耐候性、耐水性な
どが問題となっている。

本発明は、上記諸問題点を解決した低収縮性であυ、ひ
びわれ抵抗性に優れ、金属を発錆させる心配がなく、耐
摩耗性、耐化学抵抗性がちυ、耐候性にすぐれた結合材
を用いた機械部材、工具を提供するものである。

［問題を解決するための手段〕 本発明者らは上記問題点を解決すべく種々検討を行なっ
た結果、高炉スラグ粉末を主成分とした結合材を用いる
ことにより、優れた性能の機械部材や工具が得られるこ
とを見い出し本発明を完成するに到った。

〔発明の構成〕

本発明における機械部材とけ、工作機械、製造機などに
おける、例えばペット、摺動面、人造石を用いている部
材、歯車・°ロールその他の機械部品などである。また
、工具とは測定、成形、研磨などを目的として用いられ
るものであシ、定盤、モールド、ならいモデル、砥石な
どがその一例として掲げられる。

本発明における高炉スラグ粉末とは、製鉄所の高炉よシ
副生されるスラグを水冷、空冷などの急冷によシガラス
質としたもので、それを粉砕したものである。一般には
、活性を上げるため通常のセメントより粉末度を大きく
しプレーン表面積３５００　ｃｍ”／　２以上としたも
のが多く、また、石コウなどを加えて、粉砕したものも
ある。さらに、ブレーン比表面積８０００〜１００００
　ｍ”／　？程度まで超微粉砕したものもある。このよ
うな高炉スラグ粉末は、潜在水硬性を有し、水酸化カル
シウム、セメント、カルシウムサルフォアルミネート鉱
物、各種アルカリ塩、せつこうなどの塩基性刺激材の少
なくとも一種あるいはそれ以上との組み合せによって、
すみやかに潜在水硬性を発現し、強固に硬化する。従っ
て、本発明においては、高炉スラグ粉末とこれら刺激材
と組み合せる必要があるが、例えばポルトランドセメン
トを刺激材とした場合においては、ポルトランドセメン
トと高炉スラグ粉末の合計に対して５０重量部以上、よ
シ好しくけ７０重量部を越えて高炉スラグ粉末を含有せ
しめる必要がある。この範囲以外においては、硬化、乾
燥収縮の改善や水利熱の低減による熱ひびわれ防止効果
、耐化学薬品抵抗性の改善などの効果は低く機械部材や
工具として満足の行くものが得られにくい。

なお、高炉スラグ粉末を７０重量部を越えて含有する場
合には、強度発現性状を考慮するとアルカリ刺激材とし
て特殊な配慮が必要であり、せつこうとポルトランドセ
メント或いは水酸化カルシウムなどの組み合せやアルカ
リ塩を用いると強度発現が早くなる。このような刺激材
は高炉スラグの反応を生じさせることによシ強度発現を
示すと考えることができ、その添加量は高炉スラグの反
応の面から決定されるべきである。ポルトランドセメン
トするいは水酸化カルシウムと石フウ系において、石コ
ウの添加量はポルトランドセメントあるいは水酸カルシ
ウムと高デスラグの総量に対し、自制で１０重量部程度
までである。なお、石コウを１０重量部とした場合水酸
化カルシウムは１重量部以下の方が反応の面からは好し
い。石コウ単独では、添加量の増大によυ、反応量は増
加するが、通常２０重量部程度までである。なお、ここ
で云う石コウとは無水、半水、２水塩のいずれでも良い
。まえ、アルカリ塩であるＭａＯＨやＭ　５Ｌｆｉ　Ｓ
　０４などは添加量の増大とともにスラグの反応量は増
加し、特にＢＪＩＬＯＨにおいては初期強度の発現が増
大する。添加量は目的によって種々選択されるべきであ
るが、通常は２０重量部程度までである。また、上述の
刺激剤を組み合せて使用することも可能である。とくに
、ポルトランドセメントあるいは水酸化カルシウムとせ
つこうの組み合せは高硫酸塩セメントや改良高炉セメン
トとして知られている。また、前述のごとく高炉スラグ
粉末や刺激材としてのポルトランドセメントの粉末度を
高くすることも重要である。

上記のもの以外に、減水剤、高性能減水剤、硬化遅延剤
、収縮低減剤、硬化促進剤などの化学混和剤や膨張材、
急硬材などの混和材を併用することも可能である。また
、超微粉であるフェロシリコン製造時に副生ずるシリカ
フニームや微粉砕したスラグ、オパール質珪石、フライ
アッシュなどと減水剤とを組み合せて低水セメント比で
流動性が良好である組成物を得ることも可能であシ成形
精度の高い成形品を得ることができる。これらの配合割
合は水硬性組成物（スラグ、セメント、石こう等の配合
物〕に対し３〜４０重量部の範囲が好ましい。

また、さらに上記のものに骨材を組み合せて使用するこ
とができる。骨材としては、一般に土木・建築のコンク
リートに用いられているも。

ので良く、川砂、山砂、海砂、砕砂、スラグ砂などや、
砕石、川砂利、スラグ砕石、軽量骨材などが用いられる
。また、従来よりみかげ石が使用されている機械部材に
使用する際には、みかげ岩や斑しイ岩などを粉砕したも
のを骨材として用いるのが良く、特に高強度が必要な場
合には、モース硬度６以上あるいはヌープ圧子硬度７０
０　ｋｇ／ｗｍ”以上のものを使用するのが良く、それ
らを例示すれば、珪石、エメリー、黄鉄鉱、磁鉄鉱、黄
玉、ローソン石、コランダム、ツェナサイト、スピネル
、緑柱石、全縁石、電気石、花岡岩、緑柱石、十字石、
ジルコン、焼成ボーキサイト、炭化硼素、炭化タングス
テン、フェロシリコンナイトライド、窒化硅素、溶融シ
リカ、電融マグネシア、炭化硅素、立方晶窒化棚部程度
までであるが、成形において特殊な配慮例えば、あらか
じめ骨材を配置して結合材を流し込むような方法をとる
ことによシ、骨材量を増加させることは可能であυ、こ
のような場合１２００重量部程度まで使用できる。

その他に繊維や網等の補強を組み合せることも可能であ
る。

繊維としては、スチール繊維、ステンレス繊維、石綿や
アルミナ繊維などの各種天然および合成鉱物繊維、炭素
繊維、ガラス繊維及びポリプロピレン、ビニロン、アク
リロニトリル、セルロースなどの天然又は合成の有機繊
維等があげられる。又、補強材として従来よシ用いられ
ている鋼棒やＦＲＰロッド棒などを用いることも可能で
ある。

又、他の機能を有する例えば、２硫化モリブデン、大方
晶窒化硼素などのいわゆる固体潤滑剤やカーボンなどの
熱・電気伝導性のあるものなどを混合することも可能で
ある。

上記材料の混合および混線方法は均一に混合及び混練で
きれば良く、添加順序も特に制限されるものではない。

成形物の養生は各種の養生方法が可能であり、常温養生
、常圧蒸気養生、高温高圧養生、高温養生のいずれの方
法でも良く、必要ならば、これらの組み合せを行なうこ
とも可能である。

〔実施例〕

以下実施例において詳細に説明する。

〔実施例１〕 表−１に示す配合のコンクリートを世削盤機体の鉄製フ
レーム内に打設し、バイブレータ−併用で成形し、水槽
内で２８日間養生後、外気中で１日間放置した後、振動
減衰性状を調べ、その最大振幅を従来の鋳物製機体のも
のと比較した。結果を表−２に示す。また、１４日間水
中養生後２０℃、６０％ＲＨ中における乾燥収縮を測定
し、材令２００日における値を求めた。

ポルトランドセメントのみを用いた場合を１としその比
率で示した。

表−１コンクリートの配合 〔重量部〕 ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント（住
友） 高炉スラグ：水砕スラグ、ブレン（Ｉｆ　４２００（７
）２／ｙ 石コウ：試薬２水石コウ シリカヒューム：フェロアロイ製造工場における副産物
（日本重化製） 減水剤：セルフロー１１０Ｆ（第−工業製薬製〕細骨材
：珪砂 粗骨材：硬質砂岩 以上のごとく、鋳物に比して減衰性能のすぐれた、また
ポルトランドセメントに比して寸法変化の少ない加工機
体が得られることが明らかとなった。

〔実施例２コ 表−３に示す材料を表−３に示す割合で配合してモルタ
ルを調整し、それを型枠に流し込み２０Ｃ封緘中で１日
養生後、密封し５０℃で７日養生を行ない砥石を製造し
た。砥石は平板（３０Ｘ１００Ｘ１００ｓｅｍ）および
リング（直径２００×厚み３０閘で、中心部に直径５０
ｍ＋の孔を有する〕のものであシ、砥石の性能を評価す
るため２００Ｘ１０Ｘ１０ｍの角柱状鉄棒の先端を研削
した際の状況と、その鉄棒を７日間室内放置したときの
錆の発生状況を観察した。

その結果７〜１１に発錆は認められなかったが、−１２
に発錆が認められた。なお、研削状況はいずれも良好で
あった。また、リング状砥石においては、型の拘束及び
硬化乾燥収縮によるひびわれの有無を２０℃、５０　％
　Ｒ）！中に放置して観察したが、２り刃径にもひびわ
れは見られなかった。これはスラグの水利反応において
膨張が生じたためと理解される。

セメント：白色ポルトランドセメント（秩父〕ｓｒ粉：
フエロシリコン副生品シリカヒユーム（日本重化） 減水剤：セル７０−１１０Ｆ（第一工業製薬〕研摩材：
乎均粒径１００μｍの溶融アルミナマグネシアオキシク
ロライドセメント：ＭｇＯとＭｇ”２　ｉ７）　％　＃
比が５：１であるもの スラグ：高炉水砕スラグ粉砕品プレーン値４２００儒ｚ
／を 石コウ＝２水石コウ 〔実施例５〕 ？４１〜５および１２〜１６の配合を用いて、簡易型を
作成した。いずれも、寸法変化は小さく良好な簡易型を
得ることが可能であった。実験賜２の配合により得られ
た簡易型によりＩ１８日厚０鉄板を、−５の配合によシ
ワ−厚Ｏ鉄板をプレス成形したところ連続６０回以上の
プレスが可能であった。

簡易型の作Ｍは、硬石奸で作った型にシートワックスを
はり、モルタルコンクリートを注入成形し実施した。２
４時間後に脱配し、蒸気養生を行なった。なお、その際
昇温速度２５℃／ｈ、最高温度７５℃、保持時間５時間
後、徐冷し１週間後にプレス試験を実施した。使用した
プレス機は川崎油工製６００ｐｐ−１２３であシ、Ｐ圧
３００ｔ、Ｃ圧６０ｔによ）実施した。

なお、製品の型ｕ　５０　ｃｍ　Ｘ　５０　ｃｍ　Ｘ深
さ５傭の絞シ形である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高炉スラグ粉末を主成分とする水硬性結合材を少なくと
   もその構成要素一部として用い た機械部材および工具。