JP2021127264A - SiO2含有物硬化体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1>SiO2含有物硬化体の製造方法であって、a)SiO2を含有する原料と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程、b)工程a)で得られる混合物を加熱処理することで、SiO2含有物硬化体を生成させる工程、及びc)工程b)で生成したSiO2含有物硬化体を分離する工程を含む、該製造方法;
<2>前記SiO2を含有する原料が、前記アルコール化合物の100重量部に対して1〜50重量部である、上記<1>に記載の製造方法;
<3>前記アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物が、前記SiO2を含有する原料の100重量部に対して1〜20重量部である、上記<1>又は<2>に記載の製造方法;
<4>前記工程b)の加熱処理が、100〜300℃の範囲で行われる、上記<1>〜<3>のいずれか1に記載の製造方法;
<5>前記SiO2を含有する原料が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する粒子形状を有する、上記<1>〜<4>のいずれか1に記載の製造方法;
<6>前記SiO2を含有する原料が、ケイ石、ケイ砂、ケイ藻土、石英、又はシリカを含む、上記<1>〜<5>のいずれか1に記載の製造方法;
<7>前記SiO2を含有する原料が、砂利又は砂である、上記<1>〜<6>のいずれか1に記載の製造方法;
<8>前記アルコール化合物が、エタノール又はメタノールである、上記<1>〜<7>のいずれか1に記載の製造方法;
<9>前記アルカリ金属化合物が、アルカリ金属の水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、及び炭酸水素塩よりなる群から選択される少なくとも1種である、上記<1>〜<8>のいずれか1に記載の製造方法;
<10>前記工程a)において、塩基性溶液又は非プロトン性有機溶媒をさらに添加することを含む、上記<1>〜<9>のいずれか1に記載の製造方法;
<11>前記工程b)において、前記混合物中の固形成分をプレスすることを更に含む、上記<1>〜<10>のいずれか1に記載の製造方法;
<12>前記工程c)において分離されたSiO2含有物硬化体に対して、加熱乾燥処理を行うことを含む、上記<1>〜<11>のいずれか1に記載の製造方法
を提供するものである。
<13>SiO2含有物の処理方法であって、A)SiO2含有物と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程、及びB)工程A)で得られる混合物を加熱処理する工程を含む、該処理方法;
<14>前記SiO2含有物が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する砂利又は砂である、上記<13>に記載の処理方法;
<15>アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを含む、SiO2含有物用処理剤;及び
<16>前記SiO2含有物が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する砂利又は砂である、上記<15>に記載の処理剤
に関する。
・乾湿による体積変化が小さい;
・クリープ変化が小さい;
・水や酸によって生じるカルシウム溶出に起因する劣化を抑制できる;
・アルカリ骨材反応(アルカリ環境下における骨材の膨張現象)による劣化を抑制できる;
・強度発現に要する時間を短縮できる(通常のコンクリートでは1か月程度であるのに対し、本発明では24時間程度でも可能);
・製造工程で用いるアルカリ金属化合物は触媒であるため、繰り返し利用が可能である。
・製造工程で用いるアルコール化合物も、高温処理後は元に戻るため繰り返し可能である
本発明の製造方法は、SiO2含有物の硬化体を製造するものであって、以下のa)〜c)の工程を含むことを特徴とする。
a)SiO2を含有する原料と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程;
b)工程a)で得られる混合物を加熱処理することで、SiO2含有物硬化体を生成させる工程;及び
c)工程b)で生成したSiO2含有物硬化体を分離する工程。
以上では、SiO2含有物から硬化体を得る本発明の製造方法について説明してきたが、別の観点からは、かかる工程は、SiO2含有物の処理方法と捉えることもできる。
A)SiO2含有物と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程;及び
B)工程A)で得られる混合物を加熱処理する工程。
0.1mmの粒径を有するシリカ砂(株式会社丸東社製「三河産珪砂8号」)を6g、水酸化カリウム(KOH)を1g、エタノールを75ml、ジメトキシプロパンを0.9mlを、銅薄膜又はステンレス薄膜製の小さな箱型容器に収納し、これを圧力反応容器に投入した。反応器を密封した後、240℃で24時間加熱した。加熱終了後、反応容器を室温まで冷却し、得られた硬化体をろ過により単離した。反応器内の圧力は、5MPaに維持した。
シリカ砂とエタノールの割合(w/w)を5.1〜20.5%の範囲で変更し、硬化体の合成を行った。いずれの条件でも、エタノールは50mlとし、0.15mlのジメトキシプロパンを用い、KOHは16.5%KOH/シリカとした。結果を表2に示す。
ジメトキシプロパンとエタノールの割合(w/w)を0.06〜0.24%の範囲で変更し、硬化体の合成を行った。いずれの条件でも、エタノールは75mlとし、シリカ砂とジメトキシプロパンの質量比を42%に固定した。結果を表3に示す。
ジメトキシプロパンとシリカ砂の割合(w/w)を8〜44%の範囲で変更し、硬化体の合成を行った。いずれの条件でも、エタノールは75mlとし、KOHを0.66g、シリカ砂を4gに固定した。結果を表4に示す。
Claims (16)
- SiO2含有物硬化体の製造方法であって
a)SiO2を含有する原料と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程、
b)工程a)で得られる混合物を加熱処理することで、SiO2含有物硬化体を生成させる工程、及び
c)工程b)で生成したSiO2含有物硬化体を分離する工程
を含む、該製造方法。 - 前記SiO2を含有する原料が、前記アルコール化合物の100重量部に対して1〜50重量部である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物が、前記SiO2を含有する原料の100重量部に対して1〜20重量部である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記工程b)の加熱処理が、100〜300℃の範囲で行われる、請求項1〜3のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記SiO2を含有する原料が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する粒子形状を有する、請求項1〜4のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記SiO2を含有する原料が、ケイ石、ケイ砂、ケイ藻土、石英、又はシリカを含む、請求項1〜5のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記SiO2を含有する原料が、砂利又は砂である、請求項1〜6のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記アルコール化合物が、エタノール又はメタノールである、請求項1〜7のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記アルカリ金属化合物が、アルカリ金属の水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、及び炭酸水素塩よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜8のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記工程a)において、塩基性溶液又は非プロトン性有機溶媒をさらに添加することを含む、請求項1〜9のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記工程b)において、前記混合物中の固形成分をプレスすることを更に含む、請求項1〜10のいずれか1に記載の製造方法。
- 前記工程c)において分離されたSiO2含有物硬化体に対して、加熱乾燥処理を行うことを含む、請求項1〜11のいずれか1に記載の製造方法。
- SiO2含有物の処理方法であって
A)SiO2含有物と、アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを混合する工程、及び
B)工程A)で得られる混合物を加熱処理する工程
を含む、該処理方法。 - 前記SiO2含有物が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する砂利又は砂である、請求項13に記載の処理方法。
- アルコール化合物と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを含む、SiO2含有物用処理剤。
- 前記SiO2含有物が、1μm〜10cmの範囲の粒径を有する砂利又は砂である、請求項15に記載の処理剤。
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