JP2001247351A - セメント系組成物 - Google Patents

セメント系組成物

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JP2001247351A
JP2001247351A JP2000059076A JP2000059076A JP2001247351A JP 2001247351 A JP2001247351 A JP 2001247351A JP 2000059076 A JP2000059076 A JP 2000059076A JP 2000059076 A JP2000059076 A JP 2000059076A JP 2001247351 A JP2001247351 A JP 2001247351A
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cement
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water
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Yoshiaki Sakamoto
好明 坂本
Koichi Tsutsumi
康一 堤
Kenta Masuda
賢太 増田
Shinkichi Tanabe
進吉 田辺
Kazuo Takeuchi
一夫 竹内
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Kenzai Gijutsu Kenkyusho KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/021Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 (A)都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰
から選ばれる1種以上を原料としてなる焼成物を含む水
硬性組成物であって、C117CaCl2を10〜40重
量%と、C3S及びC2Sから選ばれる1種以上を含む焼
成物、及び石膏を含む水硬性組成物、(B)高炉スラグ、
並びに(C)硫酸ナトリウム0.1〜2重量%を含有する
セメント系組成物;当該セメント系組成物、フィラー材
及び水を混練して得られるスラリーを、成形及び養生す
るセメント硬化体の製造方法。 【効果】 本発明のセメント系組成物は、スラリーとし
たときの流動性が良好で、作業性及び成型性に優れ、こ
れを用いれば、寸法変化の小さいセメント硬化体を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミ焼却灰又
は下水汚泥焼却灰を原料とした環境調和型セメントを用
いたセメント系組成物、及びこれを用いたセメント硬化
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建築用内装材及び外装材は、建造物の高
度化・多様化により、多種多様に展開しているが、この
なかで、セメントを主要構成材料とするセメント系建材
が、安価な建築用材料として広く使用されている。セメ
ント系建材を対象として、都市ゴミ焼却灰又は下水汚泥
焼却灰をセメント原料とした環境調和型セメントを用い
たセメント硬化体が提案されている(特開平11-228196
号等)。しかし、これらのセメント硬化体では、吸水に
よる寸法変化が大きく、吸水して反ったり、吸水による
膨張と乾燥による収縮の繰り返しによりひび割れが生じ
る場合があるなどの問題があり、建材として使用するの
は困難であった。また、このような環境調和型セメント
は、速硬性のC117CaCl2を多く含有するため、ス
ラリーとしたときの流動性が悪く、取り扱い難いという
問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、環境調和型セメントを用いた、寸法変化が小さいセ
メント系組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意研究を行なった結果、都市ゴミ焼却灰又
は下水汚泥焼却灰を原料とする特定組成の水硬性組成物
と、高炉スラグ及び特定量の硫酸ナトリウムを用いれ
ば、作業性及び成形性に優れ、しかも硬化後に寸法変化
が小さいセメント系組成物が得られることを見出し、本
発明を完成した。
【0005】すなわち、本発明は、(A)都市ゴミ焼却灰
及び下水汚泥焼却灰から選ばれる1種以上を原料として
なる焼成物を含む水硬性組成物であって、C117Ca
Cl2を10〜40重量%と、C3S及びC2Sから選ば
れる1種以上を含む焼成物、及び石膏を含む水硬性組成
物、(B)高炉スラグ、並びに(C)硫酸ナトリウム0.1〜
2重量%を含有するセメント系組成物を提供するもので
ある。
【0006】また、本発明は、当該セメント系組成物、
フィラー材及び水を混練して得られるスラリーを、成形
及び養生することを特徴とするセメント硬化体の製造方
法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で用いる(A)水硬性組成物
は、都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰から選ばれる1
種以上を原料とする焼成物を含むものである。また、当
該水硬性組成物は、C117CaCl2を10〜40重量
%と、C3S及びC2Sから選ばれる1種以上を含む焼成
物、及び石膏を含むものである。このような水硬性組成
物は、この目的のために調製しても良いし、例えば特開
平7-165446号に記載の環境調和型水硬性組成物、特開平
7-165447号に記載の速硬型混合セメント等を使用するこ
ともできる。特に、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰等
の焼成物を用いれば、セメントそのもののコストを低減
でき、また資源の有効利用の点からも好ましい。
【0008】水硬性組成物に配合される石膏としては、
その形態は特に制限されず、例えば二水石膏、α型又は
β型半水石膏、III型無水石膏、II型無水石膏等が挙げ
られ、これらを単独又は2種以上を組合せて用いること
ができる。これらの石膏の配合量は特に制限されない
が、水硬性組成物中のAl23に対し、モル比(SO3
/Al23)で0.4〜3、特に0.5〜2であるのが
好ましい。なお、セメント原料によっては、水硬性組成
物中に既に石膏が含まれている場合もあるが、その場合
にも、前記のようなモル比になるよう、石膏量を調整す
れば良い。
【0009】水硬性組成物は、本発明のセメント系組成
物中に35〜80重量%、特に35〜70重量%配合す
るのが、セメント硬化体の物性、例えば製品の強度や寸
法変化率等と、ハンドリングができるようになるまでの
時間短縮等の生産効率の点から好ましい。
【0010】本発明で用いる(B)高炉スラグは、高炉水
砕スラグで、潜在水硬性のある粉末である。高炉スラグ
は、本発明のセメント系組成物中に20〜65重量%、
特に30〜65重量%配合するのが、セメント硬化体の
物性、例えば寸法変化率や製品の強度等の点から好まし
い。
【0011】本発明で用いる(C)硫酸ナトリウムは、セ
メント系組成物中に0.1〜2重量%、好ましくは0.
2〜1.8重量%配合される。0.1重量%未満ではス
ラリーの流動性が小さく、作業性及び成形性が悪くな
り、2重量%を超えると、硬化物の寸法変化が大きくな
り、吸水による反りや変形が生じる。
【0012】本発明のセメント系組成物には、更に(D)
シリカヒュームを配合することができ、高炉スラグと同
様に、セメント硬化体の強度及び耐久性を大きくするこ
とができる。シリカヒュームは、シリコン、含シリコン
合金、ジルコニア等を製造する際に副生するシリカ質を
主成分とする微粉末であり、セメント系組成物中に0〜
10重量%、特に3〜10重量%配合するのが、セメン
ト硬化体の物性、例えば製品の強度や寸法変化率等の点
から好ましい。
【0013】本発明のセメント系組成物を用いてセメン
ト硬化体を製造するには、まずセメント系組成物、フィ
ラー材及び水を混練してスラリーを調製する。ここで用
いるフィラー材は、補強効果、加工性付与、軽量化、増
量等を目的に配合されるものであり、例えば木片や木質
繊維等の木質フィラー、パルプ繊維、その他の無機・有
機質補強繊維、無機・有機質軽量骨材、砕石、細・粗骨
材などが挙げられる。フィラー材の種類及び配合量は、
目的とする硬化体の性能等に応じて適宜設定すれば良
い。
【0014】また、水の配合量は、得られるセメント硬
化物の比重、強度等の物性を勘案して適宜決定される
が、例えばセメント系組成物100重量部に対して20
〜70重量部、特に30〜65重量部であるのが好まし
い。
【0015】スラリーには、更に各種添加剤、例えば減
水剤、スラリー流動化剤、スラリー粘性調整剤、分散
剤、泡剤等を、スラリーや目的の硬化物の性能に応じて
適宜配合することができる。
【0016】これらの成分を用いたスラリーの調製方法
としては、例えば(1)セメント系組成物、フィラー材及
び水を同時に混練して調製する方法、(2)高炉スラグ及
び/又はシリカヒュームを予め水で処理した処理物と、
水硬性組成物、硫酸ナトリウム及びフィラー材を混練し
て調製する方法等が挙げられる。特に、(2)の方法によ
り調製したスラリーの方が、得られる硬化体の寸法変化
がより小さいので好ましい。ここで、(2)の方法におい
て、高炉スラグ及び/又はシリカヒュームの水処理方法
としては、高炉スラグ及び/又はシリカヒュームに水を
噴霧する方法、高炉スラグ及び/又はシリカヒュームと
水を混合する方法、高炉スラグ及び/又はシリカヒュー
ムを湿式粉砕する方法、高炉スラグ及び/又はシリカヒ
ュームと水及びフィラー材を混合する方法(特願平11-6
8240号)等が挙げられ、処理物がスラリーや湿潤状態等
の含水状態となればいずれでも良い。また、このように
して得られた処理物は、30分以上放置することにより
安定化し、硬化物の寸法変化をより小さくすることがで
きる。
【0017】このようにして得られたスラリーは、通常
用いられる成形方法、例えば型枠流し込み成形、連続流
し込み成形、プレス成形等により、成形することができ
る。ここで、連続流し込み成形とは、例えばコンベアー
により移動している所望形状の成形型枠に、スラリーを
流し込み、スラリーが移動しながら硬化するという成形
方法や、コンベアーにより移動しているベルト上に直接
スラリーを流し込み、スラリーが移動しながら硬化する
という成形方法である。この方法によれば、高効率・高
生産性で板状の硬化体を製造することができる。
【0018】成形して得られた硬化体は、そのまま、あ
るいは必要に応じて切断加工や切削加工を施した後に養
生させる。養生は、常温養生、湿潤養生、蒸気養生、加
温養生、オートクレーブ養生等のいずれの方法でも良い
が、特にオートクレーブ養生するのが、得られるセメン
ト硬化体の寸法変化をより小さくすることができるので
好ましい。オートクレーブ養生は、120〜180℃で
2〜15時間行なうのが好ましい。
【0019】本発明のセメント系組成物は、セメント系
建材、特に板状セメント系建材用として好適である。セ
メント系建材としては、軽量起泡コンクリート(AL
C)、石綿セメント板、木毛セメント板、木片セメント
板、パルプセメント板、繊維強化セメント板等が挙げら
れ、外装材、内装材、屋根材、天井材等に使用すること
ができる。
【0020】
【発明の効果】本発明のセメント系組成物は、スラリー
の流動性が良好で、作業性及び成形性に優れ、また、こ
れを用いて得られるセメント硬化体は、寸法変化が小さ
く、吸水により反りや変形が生じないため、板状セメン
ト系建材等として好適である。
【0021】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるも
のではない。なお、実施例において使用した成分は以下
のとおりである。 (1)水硬性組成物:エコセメント(太平洋セメント社
製) 都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰、石灰石粉、アルミ
灰、粘土を焼成して得られたクリンカーを粉砕し、この
焼成物に石膏を添加して製造したもので、C11 7Ca
Cl2を23重量%、C3Sを51重量%、C2Sを15
重量%及びC4AFを6重量%含有するクリンカー組成
物100重量部に対して、無水石膏12重量部を含有す
るもの。 (2)高炉スラグ:エスメント(新日鐵関東エスメント社
製) (3)シリカヒューム:エジプト産(EFACO社製) (4)硫酸ナトリウム:中性芒硝(日本化学社製) (5)パルプ繊維:バージンパルプ (6)水:水道水 (7)減水剤:コアフロー(太平洋セメント社製) (8)メチルセルロース:ハイメトローズ(信越化学社
製) (9)泡剤:D3Dエマール(花王社製)
【0022】また、流動性(フロー値)についての評価
は、スラリーをフローテーブル上のアクリルパイプ(φ
=5cm、h=5cm)に充填し、このパイプを静かに垂直
に引き上げ、1秒間に1回の落下運動を10回行い、広
がったスラリーの最大となる径とこれと垂直な方向の径
を測り、その平均値をフロー値とした。さらに、寸法変
化率は、JIS A 5430(繊維強化セメント板)
の方法に準じて測定して求めた。
【0023】実施例1〜3、比較例1〜3 表1に示す組成のセメント系組成物100重量部、パル
プ繊維3重量部、水50重量部、メチルセルロース0.
2重量部、減水剤2重量部、及び硬化体の比重が0.9
g/cm3になるように泡剤を添加し、混練してスラリー
を得た。このスラリーについて、流動性を評価した。次
に、このスラリーを型枠(幅30cm、長さ30cm、厚さ
15mm)に流し込み、硬化後、脱型した。得られた成形
体を30℃で1日湿空養生後、140℃で8時間オート
クレーブ養生を行ない、次いで60℃で3日間乾燥し
た。セメント硬化体から試験体を切り出し、吸水による
寸法変化の測定を行なった。結果を表1に併せて示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1の結果より、実施例1〜3では、スラ
リーの流動性が良好で、得られる硬化体の寸法変化率も
小さく、反りや変形は認められなかった。これに対し、
比較例1ではスラリーの流動性が悪く取り扱い難いもの
であり、比較例2及び3では、硬化体の寸法変化率が大
きく、比較例3では反りが認められた。
【0026】実施例4〜6、比較例4〜6 表2に示す組成のセメント系組成物を用い、実施例1〜
3と同様にしてスラリーを得た。このスラリーについ
て、流動性を評価した。次に、このスラリーを、実施例
1〜3と同様にして成形、養生を行ない、吸水による寸
法変化を測定した。結果を表2に併せて示す。
【0027】
【表2】
【0028】表2の結果より、実施例4〜6では、スラ
リーの流動性が良好で、得られる硬化体の寸法変化率も
小さく、反りや変形は認められなかった。これに対し、
比較例4ではスラリーの流動性が悪く取り扱い難いもの
であり、比較例5では硬化体の寸法変化率が大きく、反
りが認められ、比較例6では、吸水によって反って変形
が大きいため、測定することができなかった。
【0029】実施例7 実施例2において、高炉スラグを予め水とパルプ繊維で
処理する以外は実施例2と同様にして、セメント硬化体
を製造した。スラリーのフロー値は12.4cmであり、
セメント硬化体の寸法変化率は0.16%と小さく、反
りや変形は認められなかった。
【0030】実施例8 実施例5において、高炉スラグとシリカヒュームを予め
水とパルプ繊維で処理する以外は実施例5と同様にし
て、セメント硬化体を製造した。スラリーのフロー値は
11.2cmであり、セメント硬化体の寸法変化率は0.
19%と小さく、反りや変形は認められなかった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C04B 103:30 C04B 103:30 111:20 111:20 (72)発明者 増田 賢太 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 株式会 社建材テクノ研究所内 (72)発明者 田辺 進吉 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 株式会 社建材テクノ研究所内 (72)発明者 竹内 一夫 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 株式会 社建材テクノ研究所内 Fターム(参考) 4G012 MA01 MB12 PA28 PB04 PB10 PE06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰
    から選ばれる1種以上を原料としてなる焼成物を含む水
    硬性組成物であって、C117CaCl2を10〜40重
    量%と、C3S及びC2Sから選ばれる1種以上を含む焼
    成物、及び石膏を含む水硬性組成物、(B)高炉スラグ、
    並びに(C)硫酸ナトリウム0.1〜2重量%を含有する
    セメント系組成物。
  2. 【請求項2】 更に、(D)シリカヒュームを含有する請
    求項1記載のセメント系組成物。
  3. 【請求項3】 板状セメント系建材用組成物である請求
    項1又は2記載のセメント系組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のセメ
    ント系組成物、フィラー材及び水を混練して得られるス
    ラリーを、成形及び養生することを特徴とするセメント
    硬化体の製造方法。
  5. 【請求項5】 セメント系組成物中の高炉スラグ及び/
    又はシリカヒュームを予め水で処理することを特徴とす
    る請求項4記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 養生が、オートクレーブ養生である請求
    項4又は5記載の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007136005A1 (ja) 2006-05-18 2007-11-29 Fujifilm Corporation 被乾燥物の乾燥方法及び装置
EP2354854A1 (en) 2002-09-20 2011-08-10 FUJIFILM Corporation Method of making lithographic printing plate
CN104193201A (zh) * 2014-07-30 2014-12-10 南宁盈益环保建材科技有限公司 一种环保节能砌筑水泥

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