JP3218568B2 - 石膏の硬化体 - Google Patents

石膏の硬化体

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主にタイル、ブロッ
ク、ボード等の建築材等として使用できる、二水石膏と
ポルトランドセメントをベースにしてつくられる石膏の
硬化体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、石膏板などの無機質不燃性建築材
は、二水石膏を加熱脱水して一部結晶水を飛散させ半水
石膏化し、これに水を加えて混練、成形硬化させて再度
二水石膏とし、所定形態の板状物とし、その表裏にボー
ド用紙を被覆して強度と表面性状を向上させて製品を得
ている。二水石膏の焼成はエネルギーコストを高めるも
のであり、ボード用紙の被覆もコストアップの原因とな
る。
【0003】一方、二水石膏に水を加えて高圧下に脱水
プレス成形、乾燥する方法(特公昭55−349号公
報)があるが、硬化体の強度が非常に低いという欠点が
ある。二水石膏と水和性石膏を用い、これに繊維、凝結
遅延剤および水を加えて混練、成形、硬化させる方法
(特開昭60−171261号公報、特開昭62−41
747号公報)があるが、二水石膏を焼成した水和石膏
を用いるのでエネルギーコストが高いという問題があ
る。
【0004】これらの問題を解決するために二水石膏に
水硬性セメントを配合して混練、成形、硬化させる時、
鉄の水酸化物を加える方法(特開昭54−83929号
公報)、硬化体の強度向上のためナトリウムなどの水酸
化物の水溶液で硬化体を浸せき処理する方法(特開昭5
5−90452号公報)、軽量骨材を配合して攪拌し、
硬化させた建材および構造物(特開昭56−16916
2号公報)、セメント分散剤と水酸化マグネシウムを含
有させた組成物(特開昭57−17453号公報)、ス
ラグと炭酸マグネシウムおよび繊維を加えた無機硬化物
(特開昭57−22151号公報)などが提案されてい
るが、二水石膏を使用する場合はフィラー的に使用する
ため、使用量は水硬性セメント類の1/3以下であり、
コストを下げようとして安価な二水石膏をセメント類よ
り多く混合すると脆くなり、このままでは、実際上硬化
体として利用できないという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、石膏として
半水石膏や無水石膏を使用せず、安価な二水石膏のみを
使用し、しかも二水石膏を水硬性セメントよりも多く含
むような二水石膏とポルトランドセメントをベースにし
てつくられる石膏の硬化体であり、しかも安価、強度が
大きい、軽量化が計れる、断熱性・防音性・施工性に優
れる、表面性状に優れるのでボード用紙被覆が不要など
の特徴を有する石膏の硬化体を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は安価な二水
石膏ベースの硬化体を開発するために鋭意研究を重ねた
結果、二水石膏を200メッシュ以下に粉砕し、この石
膏の1/9〜2/5程度のポルトランドセメントと微量
の界面活性剤を加えて水と混練後、プレス成型あるいは
流し込み成型し、乾燥することにより、上記の特徴を有
する強固な硬化体が生成すること、また、水と混練時に
軽量混和材、起泡剤および繊維質の物質を加えると、成
型時に両面のボード用紙被覆が不要となることを見出し
本発明を成すに至った。
【0007】本発明の請求項1の発明は、200メッシ
ュ以下に粉砕した二水石膏60〜90重量%、ポルトラ
ンドセメント10〜40重量%からなる組成物に、水を
加えて混和したものから造られる石膏の硬化体である。
【0008】本発明の請求項2の発明は、請求項1記載
の組成物に、界面活性剤と下記A記載の群から選ばれる
少なくとも1種を加えて水で混和したものから造られる
石膏の硬化体。 A:軽量混和材、起泡剤、有機繊維状物質、無機繊維状
物質
【0009】本発明で使用する二水石膏は湿式法の燐酸
製造時に生成する副生石膏、排煙脱硫石膏、天然石膏等
何れの二水石膏でもよい。しかし、使用に際し200メ
ッシュ以下に粉砕することが必要である。粉砕の方法は
特に限定されず、粉砕機なども何れのものも使用でき
る。200メッシュ以下なら如何に微細であってもよい
が、あまり微細に過ぎると硬化体の強度は向上するが、
硬化時の収縮が大きくなるので、強度、硬化時の収縮、
経済性などを考慮して粒度を適宜決めることが好まし
い。
【0010】本発明の硬化体が高強度(本発明では曲げ
強度をいう)を有する理由は、二水石膏を粉砕により微
粉にするとともに結晶の表面を活性化することによるも
のと予測されるが、この理由に限定されるものではな
い。200メッシュ以下の二水石膏の微結晶であって
も、粉砕されていない二水石膏を用いると硬化体の強度
が低くなるので、200メッシュ以下に粉砕した二水石
膏を使用することは本発明では必須のことである。ま
た、二水石膏が不純物を含む場合は水洗して不純物を除
去することが硬化体の強度の上昇および美観上望まし
い。
【0011】本発明で使用するポルトランドセメントは
市販のポルトランドセメント系セメントであれば何でも
よいが、白色ポルトランドセメントが強度、美観の両面
から望ましい。二水石膏とポルトランドセメントの混合
比は二水石膏の種類、ポルトランドセメントの種類、界
面活性剤の種類、混練・プレス・養生・乾燥条件等によ
り異なるが、石膏:ポルトランドセメント=9:1〜
6:4に強度のピークがあるのでこのピークの前後の混
合比を用いることが好ましい。
【0012】また、本発明で使用するポルトランドセメ
ントを粉砕することにより、硬化体の強度が少なからず
上昇するので、そのぶんだけポルトランドセメントの混
合比を低減することも可能となる。
【0013】本発明で使用する界面活性剤が硬化体の強
度の上昇に寄与するメカニズムは不明であるが、0.1
〜5重量%、通常1重量%程度添加すると硬化体の強度
が無添加物に比べ2.5〜4倍上昇する。0.1重量%
以下では添加効果がなく、5重量%以上添加しても硬化
体の強度は向上しない。本発明で使用する有効な界面活
性剤としては、ノニオン性の変性メラミン系の界面活性
剤、アニオン性のスルホン酸系の界面活性剤などを挙げ
ることができるがこれらに限定されるものではない。
【0014】本発明の石膏の硬化体を製造する場合に使
用する軽量混和材は軽量で、混合による強度の低下の少
ないものであれば特に限定されるものではなく、無機質
軽量混和材としては、例えば、パーライト、発泡軽量骨
材、シラスバルーン等が使用でき、有機質軽量混和材と
しては、例えば、木材、パルプ、スチレン発泡体等が使
用できる。
【0015】本発明で使用する起泡剤は特に限定される
ものではなく、例えば市販のものでも使用可能であり、
例えば、アルケニルコハク酸系、動物蛋白質系、界面活
性剤系、特殊合成樹脂系などの起泡剤を挙げることがで
きる。
【0016】本発明の石膏の発泡硬化体を製造する場合
には、例えば気泡の生成をスラリー作成時におこなうミ
ックスフォーミング法や、気泡を予め作っておくプレフ
ォーミング法などを用いることができる。これらの製造
時に必要に応じて、カルボキシメチルセルロース(CM
C)、ポリビニルアルコール(PVA)等の気泡安定剤
を使用してもよい。
【0017】本発明で使用する軽量混和材や起泡剤は生
成する硬化体や石膏ボードの比重を軽くするため、通常
は最終製品の比重を0.5〜1.5の範囲にするに必要
な量を混入することが好ましい。
【0018】本発明で用いる有機あるいは無機の繊維状
物質は石膏の硬化体の靱性改善のために混入する。繊維
状物質としては例えば、ビニロン繊維に代表される合成
繊維、炭素繊維、パルプシート、耐アルカリ性ガラス繊
維、あるいはロックウール等の繊維状物質を挙げること
ができるが、靱性改善効果のあるものなら何れでも使用
できる。繊維状物質の使用量は通常0.5〜5重量%で
ある。0.5重量%以下では添加効果がなく、5重量%
以上添加しても硬化体の靱性は向上しない。
【0019】本発明の石膏の硬化体を製造するためのス
ラリーの成型方法としては公知の何れの方法でも適用可
能であり、特に限定されるものではない。例えば、流し
込み成型方法、加圧成型方法、あるいは押し出し成型方
法等を挙げることができる。スラリーの水の量は、上記
の成型方法によって異なるので、それぞれの場合に適し
た水量を適宜選ぶことが好ましい。
【0020】成型後、離型・加工された硬化体は90℃
以下、好ましくは40〜80℃で養生・乾燥処理をし
て、硬化体を製造する。
【0021】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明の主旨を逸脱しない限り実施例に限定さ
れるものではない。なお、実施例で使用する二水石膏は
湿式法の燐酸製造時に生成する副生石膏を水洗、乾燥
(50℃)後、200メッシュ以下に粉砕して使用し
た。
【0022】(実施例1)二水石膏と白色ポルトランド
セメントを一定の割合に混合したもの100重量部に対
し、アニオン性界面活性剤[花王(株)製、商品名;マ
イテー150]1重量部、水35重量部の割合で加えて
混和し、型枠(たて×よこ×たかさ=4×16×4c
m)に流し込み成型後、60℃で一夜乾燥して硬化体を
得た。比較のために、二水石膏の未粉砕品を使用したも
のやアニオン性界面活性剤を添加しないものも試作し
た。硬化体の曲げ強度を測定し、図1に結果を示した。
図1より、二水石膏と白色ポルトランドセメントの混合
比7:3の付近に曲げ強度のピークがあること、二水石
膏の未粉砕品を使用すると曲げ強度が極めて低くなるこ
と、界面活性剤を添加しないと曲げ強度が低く、曲げ強
度のピークがポルトランドセメントの多いほうに移行す
ること等が判る。
【0023】(実施例2)二水石膏60重量部、普通ポ
ルトランドセメント15重量部、ノニオン性界面活性剤
[昭和電工(株)製、商品名;メルメントF−10]1
重量部、軽量混和材[三機工業(株)製、シラスバルー
ン]25重量部、繊維状物質(市販のパルプシート)2
重量部、水40重量部を加えて混和し、型枠(たて×よ
こ×たかさ=4×16×1.5cm)に入れて加圧成型
後、40℃で加湿保温養生、65℃で一夜乾燥して硬化
体を得た。得られた硬化体は市販石膏ボード(1.5c
m厚)を対照に、下記JISに準拠してテストを行い、
結果を表1に示した。
【0024】(試験方法) 曲げ強度:JIS A1408に準ずる。 靱性 :同上 断熱性 :JIS A1420に準ずる。 難燃性 :JIS A1321に準ずる。
【0025】
【表1】 表1より、実施例2の硬化体は市販石膏ボードと比べ
て、同等以上の品質であることが判る。
【0026】
【発明の効果】本発明は、200メッシュ以下に粉砕し
た二水石膏60〜90重量%、ポルトランドセメント1
0〜40重量%からなる組成物に、水を加えて混和した
もの、あるいはさらに界面活性剤と、軽量混和材、起泡
剤、有機繊維状物質および無機繊維状物質などを加えて
水で混和したものから造られる石膏の硬化体である。こ
のように本発明の石膏の硬化体は、石膏として半水石膏
や無水石膏を使用せず、安価な二水石膏のみを使用し、
しかも二水石膏を水硬性セメントよりも多く含むような
二水石膏とポルトランドセメントをベースにしてつくら
れる石膏の硬化体であり、しかも安価、強度が大きい、
軽量化が計れる、断熱性・防音性・施工性に優れる、表
面性状に優れるのでボード用紙被覆が不要などの特徴を
有する石膏の硬化体を提供することができ、産業上の利
用価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 二水石膏とポルトランドセメントの混合比を
変えた場合の曲げ強度の変化を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 16:02) C04B 16:02) Z (56)参考文献 特開 昭52−141835(JP,A) 特開 昭53−26820(JP,A) 特開 昭60−171261(JP,A) 特開 昭62−119150(JP,A) 特開 昭55−37446(JP,A) 特開 昭53−112969(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 2/00 - 32/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 200メッシュ以下に粉砕した二水石膏
    60〜90重量%、ポルトランドセメント10〜40重
    量%からなる組成物に、水を加えて混和したものから造
    られる石膏の硬化体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の組成物に、界面活性剤と
    下記A記載の群から選ばれる少なくとも1種を加えて水
    で混和したものから造られる石膏の硬化体。A:軽量混
    和材、起泡剤、有機繊維状物質、無機繊維状物質
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