JP3163191B2 - 石膏硬化体の製造方法 - Google Patents
石膏硬化体の製造方法Info
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半水石膏とアルカリ性
シリカゾルから石膏硬化体を製造する石膏硬化体の製造
方法に係り、とくに、アルカリ性シリカゾルのゲル化を
防止し、より高濃度のアルカリ性シリカゾルの使用を可
能とするものである。
シリカゾルから石膏硬化体を製造する石膏硬化体の製造
方法に係り、とくに、アルカリ性シリカゾルのゲル化を
防止し、より高濃度のアルカリ性シリカゾルの使用を可
能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半水石膏はその水和硬化性を
利用して建設用材、型材料、医療用材料等の原料として
幅広く使用されている。
利用して建設用材、型材料、医療用材料等の原料として
幅広く使用されている。
【０００３】このような石膏硬化体の機械的強度の改
善、耐水性の向上、その他様々な物性の改善を目的とし
て、種々の方法が提案されている。たとえば、特公昭５
６−２２８２３公報、特開昭５４−４１９３３号公報、
特開昭５４−２５９３２号公報等には、石膏硬化体の機
械的強度等の改善を目的として、水性シリカゾル溶液と
半水石膏を水和、硬化させる方法が示されている。
善、耐水性の向上、その他様々な物性の改善を目的とし
て、種々の方法が提案されている。たとえば、特公昭５
６−２２８２３公報、特開昭５４−４１９３３号公報、
特開昭５４−２５９３２号公報等には、石膏硬化体の機
械的強度等の改善を目的として、水性シリカゾル溶液と
半水石膏を水和、硬化させる方法が示されている。
【０００４】しかしながら、上記公報にも示されている
ように、アルカリ性シリカゾルを半水石膏に混合する
と、著しいゲル化が起きるため、そのままでは、混合、
流し込みができず、所定の形状が得られない。このた
め、半水石膏と混和する際に生ずるアルカリ性シリカゾ
ルのゲル化現象を回避するために、アルカリ性シリカゾ
ルを水で希釈して、たとえばシリカ濃度を１５％程度以
下として使用したり、あるいは、シリカゾル中のアルカ
リ金属をイオン交換法によって極端に減らし、酸性領域
で安定化させた酸性シリカゾルを用いることが必要とさ
れている。
ように、アルカリ性シリカゾルを半水石膏に混合する
と、著しいゲル化が起きるため、そのままでは、混合、
流し込みができず、所定の形状が得られない。このた
め、半水石膏と混和する際に生ずるアルカリ性シリカゾ
ルのゲル化現象を回避するために、アルカリ性シリカゾ
ルを水で希釈して、たとえばシリカ濃度を１５％程度以
下として使用したり、あるいは、シリカゾル中のアルカ
リ金属をイオン交換法によって極端に減らし、酸性領域
で安定化させた酸性シリカゾルを用いることが必要とさ
れている。
【０００５】なお、アルカリ性シリカゾルの著しいゲル
化は、コロイドとして水中で電気的に安定化させたシリ
カ粒子に対し、半水石膏の水和に伴って放出されるＣａ
２＋イオンが作用する為に生ずる現象である。
化は、コロイドとして水中で電気的に安定化させたシリ
カ粒子に対し、半水石膏の水和に伴って放出されるＣａ
２＋イオンが作用する為に生ずる現象である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】シリカゾルと半水石膏
から高強度の石膏硬化体を得るには、シリカゾルの濃度
が高い状態で半水石膏の水和に必要な水量が確保され、
かつ混合物の分離が起きない最少量のシリカゾルが添加
されることが望ましい。理想的には、シリカゾルを添加
せずとも、半水石膏の水和に必要な水量のみで混合・流
し込みが行われる場合に、より高強度の硬化体を得るこ
とができると考えられるが、実際には、標準混水量の小
さいα型半水石膏を使用した場合でも流動性の低下は避
けられず、水／半水石膏比は極端には下げられない。
から高強度の石膏硬化体を得るには、シリカゾルの濃度
が高い状態で半水石膏の水和に必要な水量が確保され、
かつ混合物の分離が起きない最少量のシリカゾルが添加
されることが望ましい。理想的には、シリカゾルを添加
せずとも、半水石膏の水和に必要な水量のみで混合・流
し込みが行われる場合に、より高強度の硬化体を得るこ
とができると考えられるが、実際には、標準混水量の小
さいα型半水石膏を使用した場合でも流動性の低下は避
けられず、水／半水石膏比は極端には下げられない。
【０００７】シリカゾルを用いると、混合時の材料の流
動性を高くすることが可能であることから、シリカ固形
分を増加させた分だけ水の添加量を実質的に減らせるこ
とは容易に推測できるが、高濃度のアルカリ性シリカゾ
ルを用いた場合は、半水石膏との混和により、アルカリ
性シリカゾル自体が重合してゲル化するため、均一な混
合物の製造は期待できない。しかしながら、前に述べた
ように、高濃度のシリカゾルが使用できれば、石膏硬化
体の強度を飛躍的に向上させることが可能であることか
ら、より高濃度のアルカリ性シリカゾルを用いて石膏硬
化体を得る方法がかねてから望まれてきた。
動性を高くすることが可能であることから、シリカ固形
分を増加させた分だけ水の添加量を実質的に減らせるこ
とは容易に推測できるが、高濃度のアルカリ性シリカゾ
ルを用いた場合は、半水石膏との混和により、アルカリ
性シリカゾル自体が重合してゲル化するため、均一な混
合物の製造は期待できない。しかしながら、前に述べた
ように、高濃度のシリカゾルが使用できれば、石膏硬化
体の強度を飛躍的に向上させることが可能であることか
ら、より高濃度のアルカリ性シリカゾルを用いて石膏硬
化体を得る方法がかねてから望まれてきた。
【０００８】また、ｐＨが７以下の酸性シリカゾルを使
用した場合、酸性物質である半水石膏とではゲル化を起
こすことなく、混和可能であることが知られている。し
かしながら、酸性領域でシリカゾルを安定化させるに
は、イオン交換法によってシリカゾルに含まれるアルカ
リ金属を極端に減少させる必要性があり、これには多く
の工程とエネルギーが必要であるため、高濃度の酸性シ
リカゾルを得るには非常に大きな困難を要する。
用した場合、酸性物質である半水石膏とではゲル化を起
こすことなく、混和可能であることが知られている。し
かしながら、酸性領域でシリカゾルを安定化させるに
は、イオン交換法によってシリカゾルに含まれるアルカ
リ金属を極端に減少させる必要性があり、これには多く
の工程とエネルギーが必要であるため、高濃度の酸性シ
リカゾルを得るには非常に大きな困難を要する。
【０００９】その一方で、アルカリ性シリカゾルの製造
では、このような工程を簡略化することができるため、
高濃度のものでも割合容易に得ることができる。したが
って、半水石膏との混和によるゲル化を起こさないよう
にできれば、高強度の石膏硬化体の製造には好都合であ
る。
では、このような工程を簡略化することができるため、
高濃度のものでも割合容易に得ることができる。したが
って、半水石膏との混和によるゲル化を起こさないよう
にできれば、高強度の石膏硬化体の製造には好都合であ
る。
【００１０】本発明は、この様な点に鑑みなされたもの
で、半水石膏とアルカリ性シリカゾルを混合する際の、
アルカリ性シリカゾルのゲル化を防止して、より高濃度
のアルカリ性シリカゾルの使用を可能とし、これによっ
て、高強度の石膏硬化体を製造しようとするものであ
る。
で、半水石膏とアルカリ性シリカゾルを混合する際の、
アルカリ性シリカゾルのゲル化を防止して、より高濃度
のアルカリ性シリカゾルの使用を可能とし、これによっ
て、高強度の石膏硬化体を製造しようとするものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述したような観点か
ら、本発明者らは、半水石膏と混和する際に生ずるアル
カリ性シリカゾルのゲル化現象について鋭意研究を重ね
た結果、燐酸分すなわち燐酸あるいは燐酸塩を添加する
ことでゲル化を防止することが可能であることを見いだ
した。
ら、本発明者らは、半水石膏と混和する際に生ずるアル
カリ性シリカゾルのゲル化現象について鋭意研究を重ね
た結果、燐酸分すなわち燐酸あるいは燐酸塩を添加する
ことでゲル化を防止することが可能であることを見いだ
した。
【００１２】さらに、この燐酸分の添加は、他の酸分の
添加では得られない石膏硬化体の特異な高強度化をもた
らすことも発見し、とくに、燐酸分のうち正燐酸および
／または正燐酸塩の添加については、石膏に対する添加
量と高強度化の効果との関係を解明し、実用化が可能と
なった。
添加では得られない石膏硬化体の特異な高強度化をもた
らすことも発見し、とくに、燐酸分のうち正燐酸および
／または正燐酸塩の添加については、石膏に対する添加
量と高強度化の効果との関係を解明し、実用化が可能と
なった。
【００１３】すなわち、本発明の石膏硬化体の製造方法
は、半水石膏に、アルカリ性シリカゾルと、燐酸および
／または燐酸塩を混和するものである。
は、半水石膏に、アルカリ性シリカゾルと、燐酸および
／または燐酸塩を混和するものである。
【００１４】そして、石膏硬化体の製造に際して、α型
半水石膏を用いる場合、このα型半水石膏に対し、０．
００５重量％以上好ましくは０．０１〜３．０重量％の
正燐酸（Ｈ３ＰＯ４）、またはこの正燐酸と等モルの正
燐酸塩あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性
シリカゾルに添加したものを混和するものである。
半水石膏を用いる場合、このα型半水石膏に対し、０．
００５重量％以上好ましくは０．０１〜３．０重量％の
正燐酸（Ｈ３ＰＯ４）、またはこの正燐酸と等モルの正
燐酸塩あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性
シリカゾルに添加したものを混和するものである。
【００１５】また、石膏硬化体の製造に際して、β型半
水石膏を用いる場合、β型半水石膏に対し、０．０１重
量％以上好ましくは０．０５〜５．０重量％の正燐酸
（Ｈ３ＰＯ４）、またはこの正燐酸と等モルの正燐酸塩
あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性シリカ
ゾルに添加したものを混和するものである。
水石膏を用いる場合、β型半水石膏に対し、０．０１重
量％以上好ましくは０．０５〜５．０重量％の正燐酸
（Ｈ３ＰＯ４）、またはこの正燐酸と等モルの正燐酸塩
あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性シリカ
ゾルに添加したものを混和するものである。
【００１６】つぎに、使用する材料について説明する。 燐酸分 アルカリ性シリカゾルと半水石膏とを混合する際に生ず
るゲル化現象は、燐酸分の添加によって防止することが
可能である。正燐酸（組成式 Ｈ３ＰＯ４）は、燐酸分
としては最も単純かつ安価な点で好ましく用いられる
が、他の燐酸あるいは燐酸塩も使用することができ、た
とえば、正燐酸のアルカリ中和塩であるＮａ３ＰＯ４、
Ｎａ２ＨＰＯ４、ＮａＨ２ＰＯ４、（ＮＨ４）３ＰＯ４
や、トリポリ燐酸塩あるいはメタ燐酸塩等の縮合燐酸塩
を使用することも可能である。これらの燐酸分は、半水
石膏とアルカリ性シリカゾルとを混和する前に、アルカ
リ性シリカゾルに添加しておけばよい。
るゲル化現象は、燐酸分の添加によって防止することが
可能である。正燐酸（組成式 Ｈ３ＰＯ４）は、燐酸分
としては最も単純かつ安価な点で好ましく用いられる
が、他の燐酸あるいは燐酸塩も使用することができ、た
とえば、正燐酸のアルカリ中和塩であるＮａ３ＰＯ４、
Ｎａ２ＨＰＯ４、ＮａＨ２ＰＯ４、（ＮＨ４）３ＰＯ４
や、トリポリ燐酸塩あるいはメタ燐酸塩等の縮合燐酸塩
を使用することも可能である。これらの燐酸分は、半水
石膏とアルカリ性シリカゾルとを混和する前に、アルカ
リ性シリカゾルに添加しておけばよい。
【００１７】そして、ゲル化現象の防止だけでなく、石
膏硬化体の高強度化を望む場合には、添加量と高強度化
の効果との関係が解明され、安定した効果が得られるの
で、正燐酸および／または正燐酸塩の添加が望ましい。
膏硬化体の高強度化を望む場合には、添加量と高強度化
の効果との関係が解明され、安定した効果が得られるの
で、正燐酸および／または正燐酸塩の添加が望ましい。
【００１８】石膏硬化体の高強度化を目的とするとき
の、正燐酸や正燐酸塩の添加量は、半水石膏の種類やこ
れに含まれる不純物の形態および量、アルカリ性シリカ
ゾルの濃度や量に応じて増減する必要があるが、α型半
水石膏の場合、正燐酸を０．００５重量％以上、好まし
くは０．０１〜３．０重量％、β型半水石膏の場合、正
燐酸を０．０１重量％以上好ましくは０．０５〜５．０
重量％添加すると、半水石膏と混合した際のシリカゾル
のゲル化を防止するだけでなく、石膏硬化体の強度が極
めて高くなる。
の、正燐酸や正燐酸塩の添加量は、半水石膏の種類やこ
れに含まれる不純物の形態および量、アルカリ性シリカ
ゾルの濃度や量に応じて増減する必要があるが、α型半
水石膏の場合、正燐酸を０．００５重量％以上、好まし
くは０．０１〜３．０重量％、β型半水石膏の場合、正
燐酸を０．０１重量％以上好ましくは０．０５〜５．０
重量％添加すると、半水石膏と混合した際のシリカゾル
のゲル化を防止するだけでなく、石膏硬化体の強度が極
めて高くなる。
【００１９】また、α型半水石膏、β型半水石膏のそれ
ぞれにおいて、粉末度を調整して使用する場合がある
が、粉砕によって半水石膏とアルカリ性シリカゾルの混
合時のゲル化現象は促進される傾向にあるが、粉末度を
高めたものを使用する場合には、燐酸分の添加量を増加
させることで調整が可能である。
ぞれにおいて、粉末度を調整して使用する場合がある
が、粉砕によって半水石膏とアルカリ性シリカゾルの混
合時のゲル化現象は促進される傾向にあるが、粉末度を
高めたものを使用する場合には、燐酸分の添加量を増加
させることで調整が可能である。
【００２０】また、正燐酸の代りに正燐酸塩を用いる場
合あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物を用いる場合、モ
ル比換算で等モルとなるように増量することで、正燐酸
と同様に石膏硬化体の高強度化の効果を得ることが可能
であるが、Ｎａ３ＰＯ４や（ＮＨ４）３ＰＯ４のように
水溶液のｐＨが高いものもは、モル比で１／５程度に減
らす必要がある。なお、シリカゾルのゲル化を防止する
だけであれば、添加量は極めて少なくてよく、上述した
値の１／５程度でも効果がある。
合あるいは正燐酸と正燐酸塩の混合物を用いる場合、モ
ル比換算で等モルとなるように増量することで、正燐酸
と同様に石膏硬化体の高強度化の効果を得ることが可能
であるが、Ｎａ３ＰＯ４や（ＮＨ４）３ＰＯ４のように
水溶液のｐＨが高いものもは、モル比で１／５程度に減
らす必要がある。なお、シリカゾルのゲル化を防止する
だけであれば、添加量は極めて少なくてよく、上述した
値の１／５程度でも効果がある。
【００２１】アルカリ性シリカゾル アルカリ性シリカゾルは、ゾル液中の含有シリカが２〜
５０重量％であるものが市販されており、これらがその
まま使用できるが、低濃度ものは、水の添加量を実質的
に減らすことにはならない。
５０重量％であるものが市販されており、これらがその
まま使用できるが、低濃度ものは、水の添加量を実質的
に減らすことにはならない。
【００２２】半水石膏 半水石膏には、α型及びβ型があり、このうちα型半水
石膏は低混水量で混和が可能であるため、より高強度の
石膏硬化体を製造するためには好ましい特性を有する。
しかし、β型半水石膏においても、従来から知られてい
るように、シリカゾルの添加により半水石膏と水の混和
物の流動性を著しく高めることができ、これによって、
水添加量の削減が可能であるため、高強度の石膏硬化体
の製造は可能である。したがって、用途に応じて選択し
て使用することが可能である。
石膏は低混水量で混和が可能であるため、より高強度の
石膏硬化体を製造するためには好ましい特性を有する。
しかし、β型半水石膏においても、従来から知られてい
るように、シリカゾルの添加により半水石膏と水の混和
物の流動性を著しく高めることができ、これによって、
水添加量の削減が可能であるため、高強度の石膏硬化体
の製造は可能である。したがって、用途に応じて選択し
て使用することが可能である。
【００２３】さらに、半水石膏と類似した特性を持つも
のに、ＩＩＩ型無水石膏があり、これは可溶性無水石膏
と呼ばれるように著しい水和活性度を有する。また、特
にβ型半水石膏に類似した特性を有することが知られて
いる。したがって、ＩＩＩ型無水石膏も半水石膏と同様
に使用することができる。また、これらの石膏は、単体
あるいは混合して使用することが可能であり、望まれる
特性に応じて任意に選択して使用することができる。
のに、ＩＩＩ型無水石膏があり、これは可溶性無水石膏
と呼ばれるように著しい水和活性度を有する。また、特
にβ型半水石膏に類似した特性を有することが知られて
いる。したがって、ＩＩＩ型無水石膏も半水石膏と同様
に使用することができる。また、これらの石膏は、単体
あるいは混合して使用することが可能であり、望まれる
特性に応じて任意に選択して使用することができる。
【００２４】また、半水石膏の粉末度は、低いブレーン
値の半水石膏が混和時の水添加量及びアルカリ性シリカ
ゾルの添加量を削減することが可能である点で好ましい
が、特に限定されるものではない。半水石膏は、製造由
来に応じた各種の不純物を含有し、不純物の形態によっ
てもアルカリ性シリカゾルのゲル化状態、半水石膏の凝
結速度が変化するが、この場合には燐酸分の添加量を変
えることで調整が可能である。たとえば、各種の半水石
膏において、粉末度の大きいもの、凝結時間の短いもの
は、混合物のゲル化が促進さるため、燐酸分の添加量を
増加させて調整を行ない、粉末度の小さいもの、凝結時
間の長いものは、燐酸分の添加量を削減することで調整
を行なう。
値の半水石膏が混和時の水添加量及びアルカリ性シリカ
ゾルの添加量を削減することが可能である点で好ましい
が、特に限定されるものではない。半水石膏は、製造由
来に応じた各種の不純物を含有し、不純物の形態によっ
てもアルカリ性シリカゾルのゲル化状態、半水石膏の凝
結速度が変化するが、この場合には燐酸分の添加量を変
えることで調整が可能である。たとえば、各種の半水石
膏において、粉末度の大きいもの、凝結時間の短いもの
は、混合物のゲル化が促進さるため、燐酸分の添加量を
増加させて調整を行ない、粉末度の小さいもの、凝結時
間の長いものは、燐酸分の添加量を削減することで調整
を行なう。
【００２５】混和剤 石膏硬化体の補強、軽量化、その他の特性を付与するた
めに、様々な添加材が使用される。たとえば軽量骨材、
繊維、樹脂などであるが、混和の際に、アルカリ性シリ
カゾルをゲル化させない特性を持ち、かつ半水石膏の水
和に著しい影響を与えないものであれば、使用が可能で
ある。
めに、様々な添加材が使用される。たとえば軽量骨材、
繊維、樹脂などであるが、混和の際に、アルカリ性シリ
カゾルをゲル化させない特性を持ち、かつ半水石膏の水
和に著しい影響を与えないものであれば、使用が可能で
ある。
【００２６】
【作用】アルカリ性シリカゾルのゲル化現象は、アルカ
リ性にすることで水中で電気的に安定化されたシリカ粒
子に対して半水石膏の溶解に伴って放出されるＣａ２＋
イオンが作用するために起きる現象であり、石膏以外に
も同様の作用を引き起こす物質は多数みられる。燐酸分
は、半水石膏の溶解によって放出されるＣａ２＋イオン
と反応しやすい性質を持つため、このＣａ２＋イオンが
シリカ粒子に作用を与える前にこれを捕捉する効果を有
すると考えられ、この効果によって、アルカリ性シリカ
ゾルのゲル化が抑えられるものと考えられる。
リ性にすることで水中で電気的に安定化されたシリカ粒
子に対して半水石膏の溶解に伴って放出されるＣａ２＋
イオンが作用するために起きる現象であり、石膏以外に
も同様の作用を引き起こす物質は多数みられる。燐酸分
は、半水石膏の溶解によって放出されるＣａ２＋イオン
と反応しやすい性質を持つため、このＣａ２＋イオンが
シリカ粒子に作用を与える前にこれを捕捉する効果を有
すると考えられ、この効果によって、アルカリ性シリカ
ゾルのゲル化が抑えられるものと考えられる。
【００２７】また、作用の詳細は解明されていないが、
Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２のように、水に対して溶解性のあ
る燐酸カルシウム類も、アルカリ性シリカゾルのゲル化
を抑えることが確認されている。したがって、各種の燐
酸分を添加することにより、高濃度のアルカリ性シリカ
ゾルと半水石膏とを混合して、高強度の石膏硬化体を作
ることができる。
Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２のように、水に対して溶解性のあ
る燐酸カルシウム類も、アルカリ性シリカゾルのゲル化
を抑えることが確認されている。したがって、各種の燐
酸分を添加することにより、高濃度のアルカリ性シリカ
ゾルと半水石膏とを混合して、高強度の石膏硬化体を作
ることができる。
【００２８】さらに、正燐酸および／または正燐酸塩等
の燐酸分の添加によると、他の酸分の添加では期待でき
ない硬化体のより一層の高強度化が可能となる。この燐
酸分の添加による石膏硬化体の特異な高強度化につい
て、添加による作用の詳細は確認されていない。しかし
ながら、この燐酸分の添加によって、半水石膏とアルカ
リ性シリカゾルから得られる石膏硬化体の強度は飛躍的
に改善されるため、石膏硬化体の新たな用途が期待され
る。
の燐酸分の添加によると、他の酸分の添加では期待でき
ない硬化体のより一層の高強度化が可能となる。この燐
酸分の添加による石膏硬化体の特異な高強度化につい
て、添加による作用の詳細は確認されていない。しかし
ながら、この燐酸分の添加によって、半水石膏とアルカ
リ性シリカゾルから得られる石膏硬化体の強度は飛躍的
に改善されるため、石膏硬化体の新たな用途が期待され
る。
【００２９】
【実施例】本発明の実施にあたって、材料には次のもの
を使用した。 水 蒸留水 正燐酸その他の燐酸分 関東化学（株）製 試薬一級以上 硫酸 半井化学（株）製 試薬一級 塩酸 関東化学（株）製 試薬一級 アルカリ性シリカゾル 触媒化成（株）製 カタロイドＳＩ−５０ （濃度５０％、ｐＨ９．２） α型半水石膏 標準混水量 ３０％ 終結時間 ６５分 粉末度 Ｂｌ’＝１４００ｃｍ２／ｇ β型半水石膏 標準混水量 ７０％ 終結時間 ２８分 粉末度 Ｂｌ’＝５４００ｃｍ２／ｇ
を使用した。 水 蒸留水 正燐酸その他の燐酸分 関東化学（株）製 試薬一級以上 硫酸 半井化学（株）製 試薬一級 塩酸 関東化学（株）製 試薬一級 アルカリ性シリカゾル 触媒化成（株）製 カタロイドＳＩ−５０ （濃度５０％、ｐＨ９．２） α型半水石膏 標準混水量 ３０％ 終結時間 ６５分 粉末度 Ｂｌ’＝１４００ｃｍ２／ｇ β型半水石膏 標準混水量 ７０％ 終結時間 ２８分 粉末度 Ｂｌ’＝５４００ｃｍ２／ｇ
【００３０】実施例１〜１０ 燐酸分として正燐酸を用い、これを、シリカ濃度の調整
に必要な水とともに、アルカリ性シリカゾルに所定量添
加し、均一に攪拌して、配合ゾル液を作り、この配合ゾ
ル液と半水石膏とを混合し、この混合物を型枠に流し込
み２時間養生した後、脱型し、その後３日間４５℃で乾
燥して石膏硬化体を製造した。
に必要な水とともに、アルカリ性シリカゾルに所定量添
加し、均一に攪拌して、配合ゾル液を作り、この配合ゾ
ル液と半水石膏とを混合し、この混合物を型枠に流し込
み２時間養生した後、脱型し、その後３日間４５℃で乾
燥して石膏硬化体を製造した。
【００３１】そして、圧縮強度を測定するために、硬化
体を２×２×２ｃｍに切断し、インストロン万能試験機
を用いて一軸圧縮試験を行った。載荷速度は０．５ｍｍ
／分とし、圧縮破壊荷重値から圧縮強度を算出した。こ
の結果を表１に示す。なお、混合時の流動性の違いか
ら、１試料当たり、α型半水石膏は５００ｇ、β型半水
石膏は３００ｇ使用したが、表には、石膏１００ｇ当た
りの数値を示してある。
体を２×２×２ｃｍに切断し、インストロン万能試験機
を用いて一軸圧縮試験を行った。載荷速度は０．５ｍｍ
／分とし、圧縮破壊荷重値から圧縮強度を算出した。こ
の結果を表１に示す。なお、混合時の流動性の違いか
ら、１試料当たり、α型半水石膏は５００ｇ、β型半水
石膏は３００ｇ使用したが、表には、石膏１００ｇ当た
りの数値を示してある。
【００３２】
【表１】
【００３３】比較例１〜６ 燐酸分を添加しない比較例で、燐酸分を添加しない他
は、上記実施例１〜１０と同様にして、石膏硬化体を製
造し、圧縮強度を求めた。この結果を表２に示す。
は、上記実施例１〜１０と同様にして、石膏硬化体を製
造し、圧縮強度を求めた。この結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表１および表２に示す結果から、正燐酸を
添加すると、半水石膏との混合時に生ずるシリカゾルの
ゲル化現象を効果的に防止できるとともに、高濃度のシ
リカゾルの使用が可能であることが確認できる。なお、
実施例６では、β型半水石膏に対して０．０３４重量％
の正燐酸添加でシリカゾルがゲル化しているが、これ
は、使用したβ型半水石膏の粉末度が大きく、凝結が早
いためである。このように粉末度の高いβ型半水石膏を
使用する場合でも、実施例７のように、正燐酸の添加量
を増すことで、ゲル化を防止し、かつ高強度の石膏硬化
体を得ることができる。また、逆に、使用するβ型半水
石膏の粉末度が小さい場合、たとえば、粉末度がブレー
ン値で３０００ｃｍ２／ｇ程度のβ型半水石膏では、
０．００２重量％の正燐酸添加でゲル化を防止すること
が可能であり、さらに、正燐酸の添加量を増加して、
０．０１重量％添加することで、圧縮強度が２８０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２という高強度の石膏硬化体が得られた。
添加すると、半水石膏との混合時に生ずるシリカゾルの
ゲル化現象を効果的に防止できるとともに、高濃度のシ
リカゾルの使用が可能であることが確認できる。なお、
実施例６では、β型半水石膏に対して０．０３４重量％
の正燐酸添加でシリカゾルがゲル化しているが、これ
は、使用したβ型半水石膏の粉末度が大きく、凝結が早
いためである。このように粉末度の高いβ型半水石膏を
使用する場合でも、実施例７のように、正燐酸の添加量
を増すことで、ゲル化を防止し、かつ高強度の石膏硬化
体を得ることができる。また、逆に、使用するβ型半水
石膏の粉末度が小さい場合、たとえば、粉末度がブレー
ン値で３０００ｃｍ２／ｇ程度のβ型半水石膏では、
０．００２重量％の正燐酸添加でゲル化を防止すること
が可能であり、さらに、正燐酸の添加量を増加して、
０．０１重量％添加することで、圧縮強度が２８０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２という高強度の石膏硬化体が得られた。
【００３６】実施例１〜５では、α型半水石膏には、粉
末度がブレーン値で１４００ｃｍ２／ｇのものを使用し
ているが、ゲル化を防止するだけの目的ならば、正燐酸
の添加量は０．００５重量％でよい。また、さらに粉末
度の小さいα型半水石膏では、正燐酸の添加量を削減す
ることが可能で、ブレーン値で１０００ｃｍ２／ｇのα
型半水石膏では、０．００１重量％の添加でゲル化の防
止ができ、０．００５重量％の添加で、圧縮強度が５０
４ｋｇｆ／ｃｍ２の高強度の石膏硬化体が得られた。
末度がブレーン値で１４００ｃｍ２／ｇのものを使用し
ているが、ゲル化を防止するだけの目的ならば、正燐酸
の添加量は０．００５重量％でよい。また、さらに粉末
度の小さいα型半水石膏では、正燐酸の添加量を削減す
ることが可能で、ブレーン値で１０００ｃｍ２／ｇのα
型半水石膏では、０．００１重量％の添加でゲル化の防
止ができ、０．００５重量％の添加で、圧縮強度が５０
４ｋｇｆ／ｃｍ２の高強度の石膏硬化体が得られた。
【００３７】比較例７〜１２ 比較例７，８は燐酸分の代わりに他の酸をシリカゾルに
添加した場合の比較例、比較例９はシリカゾルを使用せ
ず、酸無添加の水と石膏とを混合した場合の比較例、比
較例１０〜１２はシリカゾルを使用せず、正燐酸を含む
数種の酸を添加した水と石膏とを混合した場合の比較例
で、これ以外は、上記実施例１〜１０と同様にして、石
膏硬化体を製造し、圧縮強度を求めた。この結果を表３
に示す。
添加した場合の比較例、比較例９はシリカゾルを使用せ
ず、酸無添加の水と石膏とを混合した場合の比較例、比
較例１０〜１２はシリカゾルを使用せず、正燐酸を含む
数種の酸を添加した水と石膏とを混合した場合の比較例
で、これ以外は、上記実施例１〜１０と同様にして、石
膏硬化体を製造し、圧縮強度を求めた。この結果を表３
に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】比較例８のように、硫酸を添加しても、シ
リカゾルのゲル化現象を防止することができるが、シリ
カゾルも酸も使わない比較例９と比べると判るように、
高強度化の目的でシリカゾルを使う意味はなく、また、
硫酸を添加した比較例８に対し、正燐酸を添加した実施
例２（表１）では、硬化体の圧縮強度が飛躍的に向上
し、２倍近い強度発現が得られていることから、燐酸分
の添加による特異な高強度が理解できる。
リカゾルのゲル化現象を防止することができるが、シリ
カゾルも酸も使わない比較例９と比べると判るように、
高強度化の目的でシリカゾルを使う意味はなく、また、
硫酸を添加した比較例８に対し、正燐酸を添加した実施
例２（表１）では、硬化体の圧縮強度が飛躍的に向上
し、２倍近い強度発現が得られていることから、燐酸分
の添加による特異な高強度が理解できる。
【００４０】また、比較例９と比較例１０〜１２とか
ら、シリカゾルを使用しない酸のみの添加は正燐酸も含
めて一般的に石膏硬化体の強度を低下させることが理解
できるが、実施例１〜５（表１）のようにシリカゾルと
燐酸分を組み合わせると、石膏硬化体の強度が飛躍的に
向上し、燐酸添加による高強度化が極めて特異であるこ
とが判る。
ら、シリカゾルを使用しない酸のみの添加は正燐酸も含
めて一般的に石膏硬化体の強度を低下させることが理解
できるが、実施例１〜５（表１）のようにシリカゾルと
燐酸分を組み合わせると、石膏硬化体の強度が飛躍的に
向上し、燐酸添加による高強度化が極めて特異であるこ
とが判る。
【００４１】実施例１１〜１６ 実施例１１〜１６は正燐酸の代わりに各種の燐酸塩を用
いた実施例で、これ以外は、上記実施例１〜１０と同様
にして、石膏硬化体を製造し、圧縮強度を求めた。この
結果を先の実施例２のデータとともに表４に示す。
いた実施例で、これ以外は、上記実施例１〜１０と同様
にして、石膏硬化体を製造し、圧縮強度を求めた。この
結果を先の実施例２のデータとともに表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】この表４に示す結果から、各種の燐酸塩
が、正燐酸と同様に、半水石膏との混合時におけるシリ
カゾルのゲル化を効果的に防止できるとともに、高濃度
のシリカゾルの使用が可能となり、しかも、石膏硬化体
の高強度化に寄与することがわかる。なお、Ｎａ４Ｐ２
Ｏ７のような縮合燐酸塩や、Ｎａ３ＰＯ４のように水溶
液のｐＨが高いもの〔（ＮＨ４）３ＰＯ４も同様〕は、
極少量の添加でよく、正燐酸（Ｈ３ＰＯ４）の最適添加
量と等モルで使用すると、かえって強度が低下してしま
う。
が、正燐酸と同様に、半水石膏との混合時におけるシリ
カゾルのゲル化を効果的に防止できるとともに、高濃度
のシリカゾルの使用が可能となり、しかも、石膏硬化体
の高強度化に寄与することがわかる。なお、Ｎａ４Ｐ２
Ｏ７のような縮合燐酸塩や、Ｎａ３ＰＯ４のように水溶
液のｐＨが高いもの〔（ＮＨ４）３ＰＯ４も同様〕は、
極少量の添加でよく、正燐酸（Ｈ３ＰＯ４）の最適添加
量と等モルで使用すると、かえって強度が低下してしま
う。
【００４４】上述した実施例では、正燐酸あるいは燐酸
塩を単独で使用したが、正燐酸を単独で使用した場合で
も、アルカリ性シリカゾル中のアルカリ分と中和反応を
起こし、正燐酸のアルカリ塩が生成する。このため、正
燐酸と正燐酸塩の混合物を使用したのに等しい、したが
って、当然のことながら燐酸と燐酸塩の混合物を使用す
ることもできる。
塩を単独で使用したが、正燐酸を単独で使用した場合で
も、アルカリ性シリカゾル中のアルカリ分と中和反応を
起こし、正燐酸のアルカリ塩が生成する。このため、正
燐酸と正燐酸塩の混合物を使用したのに等しい、したが
って、当然のことながら燐酸と燐酸塩の混合物を使用す
ることもできる。
【００４５】本発明の実施に際して、使用する半水石膏
の種類、不純物の形態によってアルカリ性シリカゾルの
ゲル化状態、半水石膏の凝結速度が変化するが、この場
合には燐酸分の添加量を変えることで調整が可能であ
る。
の種類、不純物の形態によってアルカリ性シリカゾルの
ゲル化状態、半水石膏の凝結速度が変化するが、この場
合には燐酸分の添加量を変えることで調整が可能であ
る。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、半水石膏とアルカリ性
シリカゾルから石膏硬化体を製造する際に、燐酸および
／または燐酸塩を配合に加えることで、これまで混合時
に避けることのできなかったアルカリ性シリカゾルのゲ
ル化現象を防止することができるとともに、高濃度のア
ルカリ性シリカゾルの使用が可能となる。したがって、
より高強度の石膏硬化体を製造することができる。ま
た、シリカゾルとの組み合わせにより、石膏硬化体の強
度を飛躍的に向上させることも可能である。とくに、燐
酸分のうち正燐酸および／または正燐酸塩の添加は、高
強度化を目的とした場合に、石膏に対する添加量と高強
度化の効果との関係が安定し、添加量の調節が容易で、
実用上極めて有効である。
シリカゾルから石膏硬化体を製造する際に、燐酸および
／または燐酸塩を配合に加えることで、これまで混合時
に避けることのできなかったアルカリ性シリカゾルのゲ
ル化現象を防止することができるとともに、高濃度のア
ルカリ性シリカゾルの使用が可能となる。したがって、
より高強度の石膏硬化体を製造することができる。ま
た、シリカゾルとの組み合わせにより、石膏硬化体の強
度を飛躍的に向上させることも可能である。とくに、燐
酸分のうち正燐酸および／または正燐酸塩の添加は、高
強度化を目的とした場合に、石膏に対する添加量と高強
度化の効果との関係が安定し、添加量の調節が容易で、
実用上極めて有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−131045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−169161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−69552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−38919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−25932（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−41933（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 28/14 C04B 11/28 C04B 22/16
Claims (3)
- 【請求項１】 半水石膏に、アルカリ性シリカゾルと、
燐酸および／または燐酸塩を混和することを特徴とする
石膏硬化体の製造方法。 - 【請求項２】 α型半水石膏に対し、０．００５重量％
以上好ましくは０．０１〜３．０重量％の正燐酸（Ｈ３
ＰＯ４）、またはこの正燐酸と等モルの正燐酸塩あるい
は正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性シリカゾルに
添加したものを混和することを特徴とする石膏硬化体の
製造方法。 - 【請求項３】 β型半水石膏に対し、０．０１重量％以
上好ましくは０．０５〜５．０重量％の正燐酸（Ｈ３Ｐ
Ｏ４）、またはこの正燐酸と等モルの正燐酸塩あるいは
正燐酸と正燐酸塩の混合物をアルカリ性シリカゾルに添
加したものを混和することを特徴とする石膏硬化体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4428393A JP3163191B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 石膏硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4428393A JP3163191B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 石膏硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06219811A JPH06219811A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3163191B2 true JP3163191B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12687188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4428393A Expired - Fee Related JP3163191B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 石膏硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163191B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200492841Y1 (ko) * | 2019-01-15 | 2020-12-18 | 김현희 | 가열 기능을 구비하는 속눈썹 성형구 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ID21641A (id) | 1997-08-21 | 1999-07-08 | United States Gypsum Co | Produk yang mengandung gypsum dengan peningkatan ketahanan terhadap deformasi tetap dan metode serta komposisi untuk memproduksinya |
| EP3966183A1 (en) * | 2019-05-06 | 2022-03-16 | Georgia-Pacific Gypsum LLC | Gypsum panels, systems, and methods |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP4428393A patent/JP3163191B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200492841Y1 (ko) * | 2019-01-15 | 2020-12-18 | 김현희 | 가열 기능을 구비하는 속눈썹 성형구 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06219811A (ja) | 1994-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |