JP2007153687A - Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method - Google Patents

Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method Download PDF

Info

Publication number
JP2007153687A
JP2007153687A JP2005352053A JP2005352053A JP2007153687A JP 2007153687 A JP2007153687 A JP 2007153687A JP 2005352053 A JP2005352053 A JP 2005352053A JP 2005352053 A JP2005352053 A JP 2005352053A JP 2007153687 A JP2007153687 A JP 2007153687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calcium silicate
zonotlite
based calcium
lightweight panel
reinforcing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005352053A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimichi Aono
義道 青野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Siporex KK
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Siporex KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Siporex KK filed Critical Sumitomo Metal Mining Siporex KK
Priority to JP2005352053A priority Critical patent/JP2007153687A/en
Publication of JP2007153687A publication Critical patent/JP2007153687A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B28/18Compositions 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 mixtures of the silica-lime type
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a xonotlite based calcium silicate lightweight panel whose inside is provided with a reinforcing material such as a reinforcing rod in which a heating dimensional change and thermal shrinkage are reduced for further improving its heat resistance, and to provide its production method. <P>SOLUTION: A calcareous raw material composed of portland cement and quicklime, a siliceous raw material and plaster are blended in such a manner that the molar ratio of CaO/SiO<SB>2</SB>is controlled to 0.8 to 1.1, and also, the atomic ratio of Al/(Al+Si) is controlled to ≤6%. The blend is mixed with water, so as to be slurry. Metal aluminum powder is added to the slurry, so as to obtain a molding material. The molding material is cast into a molding flask at which a reinforcing material is beforehand arranged, is subjected to foaming-hardening treatment, and is subjected to steam curing treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐熱性、断熱性および施工性に優れた建築用材料として用いられるゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a zonotolite-based calcium silicate lightweight panel used as a building material having excellent heat resistance, heat insulation and workability, and a method for producing the same.

ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、ALCとして知られているトバモライト系珪酸カルシウム成形体に比べても特に耐熱性に優れているために、主として高温用の保温材、断熱材、耐火被覆材といった建築用材料に使用されている。   Zonotolite-based calcium silicate compacts are particularly excellent in heat resistance compared to tobermorite-based calcium silicate compacts known as ALC, and are therefore mainly used for construction such as heat retaining materials, heat insulating materials, and fireproof coating materials for high temperatures. Used in materials.

従来は、壁材または床材のように強度が要求されるゾノトライト系珪酸カルシウム成形体を得る方法としては、特開昭63−144158号公報に記載されているように、珪酸質原料である珪石と、石灰質原料である消石灰とを配合し、成形体の強度を向上させるために、棒状のワラストナイト、繊維状の石綿やセラミックファイバー等を添加し、さらに水を添加してスラリー状として、得られたスラリーを型枠に流し込んで成形した後、型枠ごとオートクレーブ中で水熱反応させる。   Conventionally, as a method for obtaining a zonotlite-based calcium silicate molded body requiring strength such as a wall material or a flooring material, as described in JP-A-63-144158, silica stone which is a siliceous raw material is used. In order to improve the strength of the molded body by adding slaked lime, which is a calcareous raw material, rod-shaped wollastonite, fibrous asbestos, ceramic fibers, etc. are added, and water is further added to form a slurry. The obtained slurry is poured into a mold and molded, and then the entire mold is hydrothermally reacted in an autoclave.

特開昭63−144158号公報に記載されているこの方法では、珪石、消石灰およびワラストナイト等の原料からなるスラリーが硬化しにくく、型枠ごとオートクレーブに入れなくてはならないために、要求される成形体の大きさに応じて種々の寸法の型枠を必要とする。そのため、コスト的に問題があるために、大型の成形体を得てから、所望の寸法に、一々、切断して使用に供さなければならず、実際問題として、様々な用途により異なる寸法が要求されるような場合には適さないという欠点もあった。   This method described in JP-A-63-144158 is required because the slurry made of raw materials such as silica, slaked lime and wollastonite is hard to harden and must be put in the autoclave together with the formwork. Depending on the size of the molded body to be obtained, a mold having various dimensions is required. Therefore, since there is a problem in terms of cost, after obtaining a large molded body, it is necessary to cut it into desired dimensions one by one for use. In practice, there are different dimensions depending on various applications. There is also a disadvantage that it is not suitable for cases where it is required.

このような問題を解決するための手段として、特許第2757878号公報に記載されているように、ポルトランドセメントおよび生石灰よりなる石灰質原料と、珪石、珪砂等の珪酸質原料と、石膏とを主原料とし、CaO/SiO2のモル比を0.7〜1.1とし、Al/(Al+Si)の原子比を7%以下とし、石膏の添加量を全原料固形物の2質量%〜30質量%となるように調整し、前水和した後、適量の金属アルミニウム粉末を添加し、型枠に鋳込み、発泡硬化させた後、オートクレーブ中で190℃〜240℃の温度で適当な時間の水蒸気養生することにより、ゾノトライト含有率が35質量%以上のゾノトライト系珪酸カルシウム成形体を得ていた。 As means for solving such problems, as described in Japanese Patent No. 2757878, a main raw material is a calcareous raw material made of Portland cement and quick lime, a siliceous raw material such as silica and quartz sand, and gypsum. The molar ratio of CaO / SiO 2 is 0.7 to 1.1, the atomic ratio of Al / (Al + Si) is 7% or less, and the amount of gypsum added is 2% to 30% by mass of the total raw material solids. After being pre-hydrated, an appropriate amount of metal aluminum powder is added, cast into a mold, foam-cured, and then steam-cured at a temperature of 190 ° C. to 240 ° C. for an appropriate time in an autoclave. As a result, a zonotlite-based calcium silicate molded product having a zonotrite content of 35% by mass or more was obtained.

特許第2757878号公報に記載されているこの方法により得られたゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、内部に気泡を有しているので軽量であり、またゾノトライト結晶の存在比率を35質量%以上のように高含有率とすることができるので、耐熱性を向上させることができる。また、型枠内に鋳込まれた原料スラリーは、ポルトランドセメントを原料として用いているために高い硬化性を有しているので、オートクレーブによる水蒸気養生を行う前に、型枠から取り出して、ピアノ線等を用いて容易に所望の寸法形状に切断することができるという利点もある。   The zonotlite-based calcium silicate molded body obtained by this method described in Japanese Patent No. 2757878 is lightweight because it has bubbles inside, and the abundance ratio of zonotlite crystals is 35% by mass or more. Therefore, the heat resistance can be improved. Moreover, since the raw material slurry cast into the mold has high curability because Portland cement is used as a raw material, it is taken out from the mold before performing steam curing with an autoclave, and the piano There is also an advantage that it can be easily cut into a desired size and shape using a wire or the like.

しかしながら、得られたゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、極めて軽量でありながら圧縮強度が30kg/cm2以上であるように、この種としてはかなり強靭であるが、壁材や床材として使用するには、強度がやや不足するおそれがあり、より一層の強度向上が望まれた。そのため、特開平4−164872号公報には、内部に鉄筋や金網等の補強材を配置させたゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルが記載されている。 However, the obtained zonotlite-based calcium silicate molded body is extremely tough as this kind so that the compression strength is 30 kg / cm 2 or more while being extremely light, but it is used as a wall material or a flooring material. There is a possibility that the strength may be slightly insufficient, and further improvement in strength is desired. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 4-164872 discloses a zonotlite-based calcium silicate lightweight panel in which reinforcing materials such as reinforcing bars and wire meshes are arranged.

特開平4−164872号公報に記載されているゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルは、特許第2757878号公報に記載されているゾノトライト系珪酸カルシウム成形体が有する断熱性、耐熱性、強度を有し、かつ内部を鉄筋等で補強しているため、従来から知られているALCよりも、特に耐熱性の面で優れたものである。   The xonotlite-based calcium silicate lightweight panel described in JP-A-4-164872 has the heat insulation, heat resistance, and strength possessed by the zonotlite-based calcium silicate molded body described in Japanese Patent No. 2757878, and Since the inside is reinforced with a reinforcing bar or the like, the heat resistance is superior to that of conventionally known ALC.

ALCは、トバモライト(5CaO・6SiO2・5H2O)と呼ばれる珪酸カルシウム鉱物を主要構成成分としており、トバモライトは、5分子の結晶水を有している。そのため、ALCでは700℃までに約2%もの加熱収縮を引き起こす。 ALC has a calcium silicate mineral called tobermorite (5CaO.6SiO 2 .5H 2 O) as a main component, and tobermorite has five molecules of crystal water. Therefore, ALC causes heat shrinkage of about 2% by 700 ° C.

一方、ゾノトライト(6CaO・6SiO2・H2O)は、結晶水が1分子であり、トバモライトと比して少ない。そのため、ゾノトライトは、トバモライトに比較して、加熱脱水により、結晶の分解で生ずる寸法変化が小さくなる。つまり、ゾノトライト系珪酸カルシウムが耐熱性に優れるのは、ゾノトライト結晶の特性に起因する。 On the other hand, zonotolite (6CaO.6SiO 2 .H 2 O) has one molecule of crystal water and is less than tobermorite. Therefore, compared with tobermorite, zonotrite has a smaller dimensional change caused by crystal decomposition due to heat dehydration. That is, the reason why the zonotlite-based calcium silicate is excellent in heat resistance is due to the characteristics of the zonotrite crystals.

このように、特開平4−164872号公報に記載されている製造方法で得られたゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルは、ゾノトライト結晶の特性を反映し、高温加熱時の寸法安定性が優れているため、従来のALCに比較して耐熱性能により優れているが、近年、耐熱性能に対する要求がさらに高まり、ゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルとして、さらに耐熱性に優れたものが要求されている。   Thus, the xonotlite-based calcium silicate lightweight panel obtained by the production method described in JP-A-4-164872 reflects the characteristics of zonotlite crystals and is excellent in dimensional stability during high-temperature heating. The heat resistance performance is superior to that of the conventional ALC. However, in recent years, the demand for heat resistance performance has further increased, and a zonotolite-based calcium silicate lightweight panel has been required to have higher heat resistance.

特に、内部に鉄筋等の補強材が配置されているゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルは、加熱によって内部の補強鉄筋が熱膨張するため、加熱収縮を低減させることが要求される。   In particular, a zonotlite-based calcium silicate lightweight panel in which a reinforcing material such as a reinforcing bar is disposed is required to reduce heat shrinkage because the reinforcing steel reinforcing bar is thermally expanded by heating.

特開昭63−144158号公報JP 63-144158 A

特許第2757878号公報Japanese Patent No. 2757878

特開平4−164872公報Japanese Patent Laid-Open No. 1644872

本発明の目的は、内部に鉄筋等の補強材が配置されたゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの耐熱性をさらに改善するために、加熱寸法変化および熱収縮を低減させたゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルおよびその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to further improve the heat resistance of the zonotlite-based calcium silicate lightweight panel in which reinforcing materials such as reinforcing bars are arranged, and to reduce the heating dimensional change and thermal shrinkage, and the zonotolite-based calcium silicate lightweight panel, It is in providing the manufacturing method.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの一態様では、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体と、その内部に配置された補強材とからなる。   In one aspect of the xonotlite-based calcium silicate lightweight panel of the present invention, the zonotrite-based calcium silicate lightweight panel is composed of a zonotrite-based calcium silicate molded body and a reinforcing material disposed therein.

具体的には、内部に補強材が配置されており、ゾノトライト生成率が50質量%〜80質量%であり、室温から700℃までの加熱寸法変化が0.0%〜+1.0%の範囲にあり、かつ、700℃〜900℃における熱収縮率が1.0%以下である。   Specifically, the reinforcing material is disposed inside, the zonotolite production rate is 50% by mass to 80% by mass, and the heating dimensional change from room temperature to 700 ° C. is in the range of 0.0% to + 1.0%. And the thermal shrinkage at 700 ° C. to 900 ° C. is 1.0% or less.

さらに、前記補強材が、炭素鋼からなる鉄筋もしくは金網であることが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the reinforcing material is a reinforcing bar or a wire mesh made of carbon steel.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの製造方法では、ポルトランドセメントおよび生石灰からなる石灰質原料と、珪酸質原料と、石膏とを、CaO/SiO2のモル比が0.8〜1.1であり、かつ、Al/(Al+Si)の原子比が6%以下となるように配合し、水と混合してスラリーとした後、該スラリーに金属アルミニウム粉末を添加して成形体材料を得て、該成形体材料を、予め補強材を配置した型枠に鋳込み、発泡硬化処理を行い、水蒸気養生処理を施す。 In the manufacturing method of the xonotlite-based calcium silicate lightweight panel of the present invention, the molar ratio of CaO / SiO 2 is 0.8 to 1.1 with a calcareous raw material composed of Portland cement and quick lime, a siliceous raw material, and gypsum. And, it is blended so that the atomic ratio of Al / (Al + Si) is 6% or less, and after mixing with water to form a slurry, a metal aluminum powder is added to the slurry to obtain a molded body material, The molded body material is cast into a mold in which a reinforcing material is previously arranged, subjected to foam curing treatment, and subjected to steam curing treatment.

前記成形体材料の原料として、さらに石膏を添加することが望ましい。   It is desirable to add gypsum as a raw material for the molded body material.

さらに、前記補強材として、炭素鋼からなる鉄筋もしくは金網を用いることが望ましい。   Furthermore, it is desirable to use a reinforcing bar or a wire mesh made of carbon steel as the reinforcing material.

本発明により、内部に鉄筋が配置されていても、加熱による寸法変化によりクラックが発生する可能性は極めて小さくなり、耐熱性が要求される壁材や床材などへ適用が可能となる。   According to the present invention, even if a reinforcing bar is arranged inside, the possibility of cracking due to a dimensional change due to heating becomes extremely small, and it can be applied to wall materials, floor materials and the like that require heat resistance.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルは、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体と、その内部に配置された補強材とからなる。   The xonotlite-based calcium silicate lightweight panel of the present invention is composed of a zonotrite-based calcium silicate molded body and a reinforcing material disposed therein.

さらに、室温から700℃までの加熱寸法変化は0.0%〜+1.0%の範囲とした。また、700〜900℃における熱収縮率は1.0%以下とした。なお、加熱寸法変化の「+」記号は、膨張を示す。   Furthermore, the heating dimensional change from room temperature to 700 ° C. was in the range of 0.0% to + 1.0%. Moreover, the thermal contraction rate in 700-900 degreeC was 1.0% or less. Note that the “+” sign of the heating dimension change indicates expansion.

ゾノトライトそのものの熱分解の挙動は、700℃までは分解することなく安定であることが知られており、700℃までは加熱により膨張する。約750℃から850℃で、ゾノトライト結晶の結晶水を失い、結晶自体が収縮する。   It is known that the behavior of pyrolysis of zonotlite itself is stable up to 700 ° C. without being decomposed and expands up to 700 ° C. by heating. At about 750 ° C. to 850 ° C., the crystal water of the zonotlite crystal is lost and the crystal itself contracts.

工業的に得られるゾノトライトの場合は、結晶性に幅があるため、一般的に結晶水が失われるとされる温度範囲750℃〜850℃よりもやや広い範囲、すなわち700℃〜900℃で結晶水が脱水する。   In the case of industrially obtained zonotlite, since there is a range of crystallinity, it is generally crystallized in a slightly wider range than the temperature range of 750 ° C. to 850 ° C., ie, 700 ° C. to 900 ° C. Water dehydrates.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルは、前記ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体の内部に、補強材を備える。補強材として、炭素鋼からなる鉄筋または金網が使用され、鉄筋を溶接したマット状でよい。一般的には、ALCパネル等で用いられている鉄線であり、JISG3532に規定されるSWM−Bが好ましい。これは、JISG3505に規定されている軟鋼線材であり、炭素の含有量は0.1%程度である。   The xonotlite-based calcium silicate lightweight panel of the present invention includes a reinforcing material inside the zonotrite-based calcium silicate molded body. As the reinforcing material, a reinforcing bar or a wire mesh made of carbon steel is used, and a mat shape in which the reinforcing bars are welded may be used. Generally, it is an iron wire used in ALC panels and the like, and SWM-B defined in JISG3532 is preferable. This is a mild steel wire specified in JIS G3505, and the carbon content is about 0.1%.

炭素鋼は、室温から700℃までの平均熱膨張係数が15×10-6程度であるから、室温から700℃までの炭素鋼を用いた補強材の熱膨張率は、約1%となる。 Since carbon steel has an average coefficient of thermal expansion of about 15 × 10 −6 from room temperature to 700 ° C., the thermal expansion coefficient of the reinforcing material using carbon steel from room temperature to 700 ° C. is about 1%.

内部に補強材を配置したゾノトライト系珪酸カルシウム成形体を加熱した場合、該ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体自体の断熱性により、内蔵される補強材の温度は、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体の表面の近傍の温度よりも10℃〜50℃程度、低くなっている。このため、補強材を内蔵したゾノトライト系珪酸カルシウム成形体を加熱処理した場合、室温から700℃までの加熱においては、鉄筋の熱膨張率が、前述の1%を下回ることとなる。   When a zonotlite-based calcium silicate compact with a reinforcing material inside is heated, due to the heat insulation of the zonotlite-based calcium silicate compact itself, the temperature of the built-in reinforcement is near the surface of the zonotlite-based calcium silicate compact. The temperature is lower by about 10 ° C. to 50 ° C. than the temperature of. For this reason, when the zonotlite-based calcium silicate molded body incorporating the reinforcing material is subjected to heat treatment, the thermal expansion coefficient of the reinforcing bars is lower than the above-mentioned 1% in heating from room temperature to 700 ° C.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、室温から700℃までの加熱寸法変化が0.0%〜+1.0%の範囲にあるので、鉄筋の熱膨張率との差によりクラックが生ずる可能性を、極めて低くすることができる。   Since the zonotlite-based calcium silicate molded product of the present invention has a heating dimensional change from room temperature to 700 ° C. in the range of 0.0% to + 1.0%, cracks may occur due to the difference from the thermal expansion coefficient of the reinforcing bars. Can be made extremely low.

また、750℃〜850℃の加熱処理において、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、ゾノトライト結晶の結晶水の脱水に伴い収縮する。この収縮は、ゾノトライト系珪酸カルシウムである限り、避けることはできないが、700℃〜900℃における熱収縮率が1.0%以下であれば、鉄筋を内蔵するゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、クラックが極めて生じにくくなる。特に、内部の鉄筋の温度が700℃以上であれば、クラックを生ずることなくゾノトライトからワラストナイトへ変成する。   Further, in the heat treatment at 750 ° C. to 850 ° C., the zonotlite-based calcium silicate compact shrinks with the dehydration of crystal water of the zonotlite crystals. This shrinkage cannot be avoided as long as it is a zonotlite-based calcium silicate, but if the thermal shrinkage at 700 ° C. to 900 ° C. is 1.0% or less, the zonotrite-based calcium silicate molded body containing a reinforcing bar is cracked. Is extremely difficult to occur. In particular, if the temperature of the internal reinforcing bar is 700 ° C. or higher, it transforms from zonotlite to wollastonite without causing cracks.

理由の詳細は不明であるが、内蔵されている鉄筋が、700℃以上の高温下で軟化し、ゾノトライトがワラストナイトに転移する際の収縮に、ある程度、追随するためと考えられる。   Although the details of the reason are unknown, it is considered that the built-in rebars soften at a high temperature of 700 ° C. or higher and follow the contraction when zonotolite transitions to wollastonite to some extent.

室温から700℃までの加熱寸法変化が0.0%〜+1.0%の範囲にあり、700℃〜900℃における熱収縮率が1.0%以下であるゾノトライト系珪酸カルシウム成形体は、ゾノトライト生成率が50質量%〜80質量%であることが必要である。ゾノトライト生成率が50質量%未満では、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体を構成する物質中にトバモライト結晶やCSHと称される非晶質物質の占める割合が大きくなり、特に、室温から700℃までの加熱時の脱水に伴い、収縮が著しく大きくなる。ゾノトライト生成率が80質量%を超えると、ゾノトライト成分が主体となるため、従来は好ましいと予想されていたが、室温から700℃まで膨張する度合いが高まり、750℃〜850℃での熱収縮率が1.0%よりも大きくなるので、好ましくないことが判明した。   The zonotlite-based calcium silicate molded body having a dimensional change in heating from room temperature to 700 ° C. in the range of 0.0% to + 1.0% and a heat shrinkage at 700 ° C. to 900 ° C. of 1.0% or less is The production rate needs to be 50% by mass to 80% by mass. When the zonotolite production rate is less than 50% by mass, the proportion of the amorphous material called tobermorite crystals and CSH in the material constituting the zonotlite-based calcium silicate compact becomes large, particularly heating from room temperature to 700 ° C. With time dehydration, the shrinkage increases significantly. If the zonotolite production rate exceeds 80% by mass, the zonotolite component is the main component, and it has been expected that the zonotolite component is preferred. Was greater than 1.0%, which proved undesirable.

本発明のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの製造方法では、ポルトランドセメントおよび生石灰からなる石灰質原料と、珪酸質原料と、石膏とを、CaO/SiO2のモル比が0.8〜1.1であり、かつ、Al/(Al+Si)の原子比が6%以下となるように配合し、水と混合してスラリーとした後、該スラリーに金属アルミニウム粉末を添加して成形体材料を得て、該成形体材料を、予め補強材を配置した型枠に鋳込み、発泡硬化処理を行い、水蒸気養生処理を施す。 In the manufacturing method of the xonotlite-based calcium silicate lightweight panel of the present invention, the molar ratio of CaO / SiO 2 is 0.8 to 1.1 with a calcareous raw material composed of Portland cement and quick lime, a siliceous raw material, and gypsum. And, it is blended so that the atomic ratio of Al / (Al + Si) is 6% or less, and after mixing with water to form a slurry, a metal aluminum powder is added to the slurry to obtain a molded body material, The molded body material is cast into a mold in which a reinforcing material is previously arranged, subjected to foam curing treatment, and subjected to steam curing treatment.

原料としては、石灰質原料と、珪酸質原料を主成分とするが、いずれも通常のALCの製造原料を、そのまま使用することができる。また、前述の特許第2757878号公報に開示されているように、石膏を添加することにより、ゾノトライト成形体の強度を高めることが可能となる。   As raw materials, a calcareous raw material and a siliceous raw material are used as main components, and any ordinary ALC production raw material can be used as it is. Further, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 2757878, it is possible to increase the strength of the zonotlite molded body by adding gypsum.

配合条件の一方は、CaO/SiO2のモル比を0.8〜1.1とする。0.8を下回ると、ゾノトライト以外の珪酸カルシウム系成分として、トバモライトやCSHと称される非晶質物質が生成し、ゾノトライト生成率を50質量%以上とすることができず、特に、室温から700℃までの加熱に伴う熱収縮率が大きくなる。1.1を超えても、ゾノトライト以外の珪酸カルシウム系成分が生成し、ゾノトライト生成率を50質量%以上とするこができない。 One of the blending conditions is such that the molar ratio of CaO / SiO 2 is 0.8 to 1.1. If it is less than 0.8, an amorphous substance called tobermorite or CSH is produced as a calcium silicate component other than zonotlite, and the zonotrite production rate cannot be made 50 mass% or more, particularly from room temperature. The heat shrinkage rate accompanying heating up to 700 ° C. increases. Even if it exceeds 1.1, calcium silicate-based components other than zonotlite are produced, and the zonotrite production rate cannot be 50% by mass or more.

配合条件の他方は、全原料中に含まれるAl23とSiO2とから求められたAl/(Al+Si)の原子比を6%以下とする。ゾノトライト成分は、Al/(Al+Si)の原子比が高くなると生成しにくくなり、代わってトバモライトが生成しやすくなる。なお、Al原子は、主としてセメントから混入するため、セメントの配合割合を調整することによって達成される。 The other of the blending conditions is such that the atomic ratio of Al / (Al + Si) obtained from Al 2 O 3 and SiO 2 contained in all raw materials is 6% or less. The zonotlite component becomes difficult to be generated when the atomic ratio of Al / (Al + Si) is increased, and tobermorite is easily generated instead. In addition, since Al atoms are mainly mixed from cement, it is achieved by adjusting the blending ratio of cement.

原料を、水と混合してスラリー化する際には、前述の特許第2757878号公報に記載されているように、ポルトランドセメントと珪酸質原料の混合物、および生石灰と石膏の混合物について、それぞれの混合物に水を加え、スラリー化する前水和をして、鋳込むことがより好ましい。   When the raw material is mixed with water to form a slurry, as described in the above-mentioned Japanese Patent No. 2757878, the mixture of Portland cement and siliceous raw material, and the mixture of quicklime and gypsum are mixed with each other. More preferably, water is added to the slurry to perform hydration before slurrying and casting.

発泡硬化処理で使用される金属アルミニウム粉末として、一般のALC用のものが使用される。金属アルミニウム粉末の量は、ゾノトライト系珪酸カルシウム成形体に要求される嵩比重を考慮して、適宜、調整すればよく、通常は嵩比重が0.3〜0.7程度となるように調整する。   As the metal aluminum powder used in the foam hardening treatment, those for general ALC are used. The amount of the metal aluminum powder may be appropriately adjusted in consideration of the bulk specific gravity required for the zonotlite-based calcium silicate compact, and is usually adjusted so that the bulk specific gravity is about 0.3 to 0.7. .

水蒸気養生処理は、オートクレーブを使用して、飽和水蒸気圧下で行われる。水蒸気養生の温度は、190℃〜240℃の温度範囲が好ましいが、この温度範囲より低い場合でも、オートクレーブ中での水蒸気養生の時間を長くすることによって、ゾノトライト成分の生成率を高めることは可能である。また、高温であれば、水蒸気養生の時間が短くても、ゾノトライト成分の生成率は高まるが、200℃を超えると、オートクレーブ内の圧力が高くなりすぎ、設備コストの面で問題となる。ゾノトライト成分の生成速度、設備コストの面からは、195℃、6時間程度の水蒸気養生が最も好ましい。   The steam curing treatment is performed under saturated steam pressure using an autoclave. The temperature range of steam curing is preferably 190 ° C to 240 ° C, but even if the temperature range is lower than this temperature range, it is possible to increase the production rate of the zonotlite component by increasing the time of steam curing in the autoclave. It is. Further, if the temperature is high, the production rate of the zonotlite component increases even if the steam curing time is short, but if it exceeds 200 ° C., the pressure in the autoclave becomes too high, which causes a problem in terms of equipment cost. In view of the production rate of the zonotlite component and the equipment cost, steam curing at 195 ° C. for about 6 hours is most preferable.

加熱処理の時間については、製造するパネルの厚さおよび大きさによって変わるため、一概に規定できないが、内部の鉄筋と成形体表面との温度差をできるだけ下げるように、昇温速度は極力、小さい方が好ましい。   Since the heat treatment time varies depending on the thickness and size of the panel to be manufactured, it cannot be specified unconditionally, but the rate of temperature rise is as small as possible so as to reduce the temperature difference between the internal rebar and the molded product surface as much as possible. Is preferred.

(実施例1)
使用する原料の組成を、表1に示した。
Example 1
Table 1 shows the composition of the raw materials used.

表2に示した原料配合で混合を行い、全固体量を100質量部として、70質量部の水を加えてスラリーとして、4分間、混合した後、製品の嵩比重が0.50となるように量を調整した金属アルミニウム粉末(約0.06%)を添加し、30秒、攪拌した後、予め鉄筋を配置した長さ7m、幅1.5m、高さ0.7mの型枠に鋳込んだ。   After mixing with the raw material composition shown in Table 2 and setting the total solid amount to 100 parts by mass and adding 70 parts by mass of water as a slurry and mixing for 4 minutes, the bulk specific gravity of the product becomes 0.50 After adjusting the amount of metal aluminum powder (approx. 0.06%) and stirring for 30 seconds, cast into a 7m long, 1.5m wide, 0.7m high mold with pre-arranged reinforcing bars. It was crowded.

発泡硬化の後、厚さ50mm、長さ1800mm、幅600mmのサイズにピアノ線で切断し、オートクレーブに挿入して、195℃の飽和水蒸気圧下で、6時間、養生して、ゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルを得た。   After foam hardening, cut with piano wire to 50mm thickness, 1800mm length and 600mm width, insert into autoclave, and cure for 6 hours under saturated steam pressure at 195 ° C, light weight of zonotlite calcium silicate I got a panel.

得られたゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルについて、以下の測定を行った。   The following measurements were performed on the obtained zonotlite-based calcium silicate lightweight panel.

(1)鉄筋を除いた成形体部分を採取し、採取した成形体部分を十分に粉砕した後、105℃で2時間、乾燥させ、絶乾状態とした。イニシャル質量:M(mg)のサンプルについて、示差熱質量分析装置(TG−DTA)を用いて20℃/分の昇温速度で1000℃までの熱質量減少曲線から、室温から1000℃までの熱質量減少量:A(mg)、および750℃から850℃までの熱質量減少量:B(mg)、を求めた。ゾノトライト生成率(%)は、以下の式で計算することができる(特許第2757878号公報参照)。 (1) The molded body part from which the reinforcing bars were removed was collected, and the collected molded body part was sufficiently pulverized and then dried at 105 ° C. for 2 hours to obtain an absolutely dry state. Initial mass: Heat from room temperature to 1000 ° C. from a thermal mass decrease curve up to 1000 ° C. using a differential thermal mass spectrometer (TG-DTA) for a sample of M (mg) at a rate of temperature increase of 20 ° C./min. Mass loss: A (mg) and thermal mass loss from 750 ° C. to 850 ° C .: B (mg) were determined. The zonotlite production rate (%) can be calculated by the following formula (see Japanese Patent No. 2757878).

ゾノトライト生成率(%)={B/(M−A)}/{18/(714−18)}×100   Zonotolite production rate (%) = {B / (MA)} / {18 / (714-18)} × 100

(2)採取した成形体部分を、5mm角、長さ15mmの角柱状に成形し、20℃/minの昇温速度にて、室温から700℃までの寸法変化、および750℃から850℃までにおける収縮率を測定した。 (2) The collected molded part was molded into a 5 mm square and 15 mm long prismatic shape, and the dimensional change from room temperature to 700 ° C. and from 750 ° C. to 850 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./min. The shrinkage rate was measured.

(3)内部に鉄筋が配置された部分から、鉄筋ごと300mm角に切断し、これを電気炉中で加熱処理をした。まず、室温から700℃まで、昇温して、クラックの発生状況を観察し、その後、900℃まで加熱した。加熱昇温速度は、900℃までの昇温時間を1時間とした。 (3) A 300 mm square was cut together with the reinforcing bar from the portion where the reinforcing bar was placed inside, and this was heat-treated in an electric furnace. First, the temperature was raised from room temperature to 700 ° C., the occurrence of cracks was observed, and then heated to 900 ° C. As for the heating temperature rising rate, the temperature rising time up to 900 ° C. was 1 hour.

評価項目として、700℃におけるクラック発生の有無、900℃におけるクラック発生の有無について比較した。   As evaluation items, the presence or absence of cracks at 700 ° C. and the presence or absence of cracks at 900 ° C. were compared.

得られた測定結果を、表3に示す。   The obtained measurement results are shown in Table 3.

(実施例2、3、比較例1〜4)
表2に示した原料配合で混合を行った以外は、実施例1と同様にして、ゾノトライト系珪酸カルシウムパネルを得た。
(Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 to 4)
A zonotolite-based calcium silicate panel was obtained in the same manner as in Example 1 except that mixing was performed using the raw material blends shown in Table 2.

また、実施例1と同様の評価を行った。   Moreover, the same evaluation as Example 1 was performed.

得られた測定結果を、表3に示す。   The obtained measurement results are shown in Table 3.

比較例1では、CaO/SiO2モル比が0.70と低いため、ゾノトライト生成率も45%にとどまり、その結果、室温から700℃までの寸法変化も−1.4%と大きくなった。これにより、電気炉中で700℃まで加熱した際にクラックが発生した。 In Comparative Example 1, since the CaO / SiO 2 molar ratio was as low as 0.70, the zonotolite production rate was only 45%. As a result, the dimensional change from room temperature to 700 ° C. was as large as −1.4%. Thereby, cracks occurred when heated to 700 ° C. in an electric furnace.

実施例1〜3では、ゾノトライト生成率が52%、78%および70%となり、加熱中の寸法変化、750℃〜850℃における熱収縮率のいずれも小さくなり、その結果、900℃までの加熱においても、クラックの発生は認められなかった。   In Examples 1 to 3, the zonotolite production rates were 52%, 78%, and 70%, and both the dimensional change during heating and the thermal shrinkage rate at 750 ° C. to 850 ° C. were reduced. As a result, heating up to 900 ° C. Also, no cracks were observed.

比較例2は、CaO/SiO2モル比が1.19と高く、その結果、ゾノトライト生成率が41%と低下し、加熱時の寸法変化が大きくなり、クラックが発生した。 In Comparative Example 2, the CaO / SiO 2 molar ratio was as high as 1.19. As a result, the zonotolite production rate decreased to 41%, the dimensional change during heating increased, and cracks occurred.

比較例3では、Al/(Si+Al)を2.0%と低くすることで、ゾノトライト生成率が85%と高くなったが、700℃までの熱膨張が+1.0%を超え、750℃〜850℃における熱収縮率も大きくなり、クラックが生じた。   In Comparative Example 3, by reducing Al / (Si + Al) to 2.0%, the zonotolite production rate increased to 85%, but the thermal expansion up to 700 ° C. exceeded + 1.0%, from 750 ° C. to The thermal contraction rate at 850 ° C. also increased and cracks occurred.

比較例4では、Al/(Si+Al)を6.9%と高くしたため、ゾノトライト生成率が38%に低下し、特に、700℃までの収縮が大きくなり、クラックが多数発生した。   In Comparative Example 4, since Al / (Si + Al) was increased to 6.9%, the zonotolite production rate was reduced to 38%, and in particular, shrinkage up to 700 ° C. was increased and many cracks were generated.

Figure 2007153687
Figure 2007153687

Figure 2007153687
Figure 2007153687

Figure 2007153687
Figure 2007153687

Claims (5)

内部に補強材が配置されており、ゾノトライト生成率が50質量%〜80質量%であり、室温から700℃までの加熱寸法変化が0.0%〜+1.0%の範囲にあり、かつ、700℃〜900℃における熱収縮率が1.0%以下であることを特徴とするゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネル。   A reinforcing material is arranged inside, the zonotrite production rate is 50% by mass to 80% by mass, the heating dimensional change from room temperature to 700 ° C. is in the range of 0.0% to + 1.0%, and A zonotlite-based calcium silicate lightweight panel having a heat shrinkage rate of 700% or less at 700 ° C to 900 ° C. 前記補強材が、炭素鋼からなる鉄筋もしくは金網である請求項1に記載のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネル。   The zonotlite-based calcium silicate lightweight panel according to claim 1, wherein the reinforcing material is a reinforcing bar or a wire net made of carbon steel. ポルトランドセメントおよび生石灰からなる石灰質原料と、珪酸質原料とを、CaO/SiO2のモル比が0.8〜1.1であり、かつ、Al/(Al+Si)の原子比が6%以下となるように配合し、水と混合してスラリーとした後、該スラリーに金属アルミニウム粉末を添加して成形体材料を得て、該成形体材料を、予め補強材を配置した型枠に鋳込み、発泡硬化処理を行い、水蒸気養生処理を施すことを特徴とするゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの製造方法。 A calcareous raw material composed of Portland cement and quicklime and a siliceous raw material have a CaO / SiO 2 molar ratio of 0.8 to 1.1 and an Al / (Al + Si) atomic ratio of 6% or less. After mixing and mixing with water to form a slurry, metal aluminum powder is added to the slurry to obtain a molded body material, and the molded body material is cast into a formwork in which a reinforcing material is previously placed and foamed. A method for producing a zonotlite-based calcium silicate lightweight panel, characterized by performing a curing treatment and a steam curing treatment. 前記成形体材料の原料として、さらに石膏を添加することを特徴とする請求項3に記載のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの製造方法。   The method for producing a zonotlite-based calcium silicate lightweight panel according to claim 3, wherein gypsum is further added as a raw material of the molded body material. 前記補強材として、炭素鋼からなる鉄筋もしくは金網を用いる請求項3または4に記載のゾノトライト系珪酸カルシウム軽量パネルの製造方法。   The manufacturing method of the zonotolite type | system | group calcium silicate lightweight panel of Claim 3 or 4 using the reinforcing bar or metal-mesh which consists of carbon steel as said reinforcement material.
JP2005352053A 2005-12-06 2005-12-06 Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method Pending JP2007153687A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005352053A JP2007153687A (en) 2005-12-06 2005-12-06 Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005352053A JP2007153687A (en) 2005-12-06 2005-12-06 Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007153687A true JP2007153687A (en) 2007-06-21

Family

ID=38238502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005352053A Pending JP2007153687A (en) 2005-12-06 2005-12-06 Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007153687A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018048476A (en) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社エーアンドエーマテリアル Fire resisting bulkhead
CN115142116A (en) * 2022-07-12 2022-10-04 郑州大学 Preparation method of nano xonotlite fiber

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018048476A (en) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社エーアンドエーマテリアル Fire resisting bulkhead
CN115142116A (en) * 2022-07-12 2022-10-04 郑州大学 Preparation method of nano xonotlite fiber
CN115142116B (en) * 2022-07-12 2023-10-20 郑州大学 Preparation method of nano xonotlite fiber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5490104B2 (en) Durable magnesium oxychloride cement and method therefor
EP3442927B1 (en) Method for producing aerated concrete moulded bodies
JP2009057226A (en) Method for manufacturing autoclaved lightweight concrete
JP2581803B2 (en) Cement admixture and cement composition
KR101143434B1 (en) Crack reducing composition of mortar and concrete compositions that contain them
JP2007153687A (en) Xonotlite based calcium silicate lightweight panel and its production method
US9957197B1 (en) Porous geopolymers
JP2007217208A (en) Method of manufacturing xonotlite based calcium silicate hydrate porous formed body
JP2007153686A (en) Wallastonite based calcium silicate lightweight panel and its production method
JP2009084118A (en) Method for producing cement concrete tube by using cement concrete for centrifugal molding, and cement concrete tube produced by the method
JP2004217514A (en) Concrete material, concrete structure, and its manufacturing method
RU2251540C1 (en) Foam-ceramic items production method
JP2001294460A (en) Ultra high-early-strength expansive admixture for concrete and production process of concrete product using the same
KR102111254B1 (en) Composition for shrinkage reduction cement, methods for manufacturing thesame and mortar composition
KR101943039B1 (en) Composition for high strength concrete panel with reduced shrinkage property and high strength concrete panel with reduced shrinkage property for inner or outer wall of building prepared by using the same
JP2021165220A (en) Manufacturing method of light-weight cellular concrete
KR100857510B1 (en) Artificial aggregate composition for enhancing fire-resistance of high-strength concretes, method for producing the same and concrete compositions using the same
JP2757877B2 (en) Manufacturing method of zonotorite-based compact calcium silicate hydrate
JP2875839B2 (en) Method for producing zonotlite-based lightweight calcium silicate hydrate compact
JP2007169133A (en) Lightweight cellular concrete panel and its producing method
JPH08217564A (en) Light-weight calcium silicate material and its production
JP6933422B2 (en) How to manufacture lightweight cellular concrete panels
JP2755447B2 (en) Manufacturing method of zonotorite-based compact calcium silicate hydrate
JP2875838B2 (en) Method for producing zonotlite-based lightweight calcium silicate hydrate compact
JP2757878B2 (en) Manufacturing method of zonotorite-based compact calcium silicate hydrate