JPH021109B2 - - Google Patents

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JPH021109B2
JPH021109B2 JP4723684A JP4723684A JPH021109B2 JP H021109 B2 JPH021109 B2 JP H021109B2 JP 4723684 A JP4723684 A JP 4723684A JP 4723684 A JP4723684 A JP 4723684A JP H021109 B2 JPH021109 B2 JP H021109B2
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JP
Japan
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silicate
alkali
amorphous
weight
calcium
Prior art date
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Expired
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JP4723684A
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Japanese (ja)
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JPS60195045A (en
Inventor
Sadao Suganuma
Seikichi Tabei
Nobuhito Isoda
Eiji Myoshi
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication of JPS60195045A publication Critical patent/JPS60195045A/en
Publication of JPH021109B2 publication Critical patent/JPH021109B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は珪酸アルカリ用硬化剤に関するもので
ある。更に詳しくは、非晶質珪酸カルシウムアル
カリを有効成分とする新規な珪酸アルカリ用硬化
剤に関するものである。 従来より珪酸アルカリ用硬化剤として無機酸、
珪弗化物、リン酸塩、金属、金属酸化物、金属塩
類、有機化合物等の数多くの物質が提案されてお
り、これ等の中で特に珪弗化ソーダ、縮合燐酸
塩、珪酸カルシウム類等が巾広く使用されてい
る。 しかしながら、珪弗化ソーダは多量に含有する
弗素により焼成過程での公害問題が懸念され、又
縮合燐酸塩は1000℃以上の高温時での強度発現に
優れてはいるものの、100℃前後の低温時の強度
が不十分であると同時に高価である欠点を有す
る。 一方、珪酸カルシウム類は、安価であることか
ら広範囲に使用され、例えば珪酸二石灰
(2CaO・SiO2)、珪灰石(CaO・SiO2)その他鉱
物質珪酸カルシウム等の結晶質珪酸カルシウム類
(特公昭49−11866号、特公昭55−36626号、特開
昭56−32358号、特開昭57−77064号、特開昭57−
175768号)、高炉水砕スラグ、フライアツシユ等
の非晶質珪酸カルシウム類(特開昭54−66925号、
特開昭57−77062号)、普通ポルトランドセメン
ト、アルミナセメントあるいは各種金属製錬工程
で排出する珪酸塩スラグ等(特公昭56−21748号)
を挙げることが出来る。 しかしながら、これらの珪酸カルシウム類から
なる珪酸アルカリ用硬化剤は、いずれも次に示す
種々の欠点を有している。 (1) 珪酸アルカリとの反応が極めて鋭敏であつた
り、或いは逆に緩慢であつたりするために、適
切な硬化時間の設定には硬化剤使用量の微妙な
調節を必要とするか、又は硬化促進剤あるいは
硬化遅延剤等の助剤を添加する必要がある。 (2) 常温時に較べて低温時における硬化時間が著
しく遅延されたり、硬化剤添加量の増減が硬化
体の強度等の特性に大きく影響しやすい。 (3) 乾燥、加熱後の耐水性、耐酸性、耐白華性お
よび寸法性が悪いものが多い。 (4) 高温時に容積膨張により粉化(ダステイン
グ)を起しやすい。 本発明者等は、上記の欠点を改良し、珪酸アル
カリの常温硬化剤として硬化時間の設定やその再
現性等で優れた作業性を有し、乾燥加熱後の硬化
体の強度、耐水性、耐酸性等の諸特性に優れた珪
酸カルシウム系硬化剤について鋭意研究を行つた
結果、非晶質珪酸カルシウムアルカリを有効成分
とする硬化剤が極めて優れていることを知見し、
本発明を完成した。 すなわち本発明は、非晶質珪酸カルシウムアル
カリを有効成分とすることを特徴とする珪酸アル
カリ用硬化剤である。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
はCaO(又はCaO+MgO)/SiO2のモル比が1.8
以下で、かつCaO(又はCaO+MgO)10〜65重量
%、SiO215〜75重量%、M2O(Mはアルカリ金属
を示す)0.5〜20重量%、Al2O3(又はAl2O3
Fe2O3)1〜10重量%、F1〜7重量%、P2O50〜
16重量%で示される組成を有するものが好まし
い。 上記組成中のM2OのMはアルカリ金属を示し、
その中で特にナトリウム及び/又はカリウムが好
ましい。具体的には本発明に係わる非晶質珪酸カ
ルシウムアルカリとしては非晶質珪酸カルシウム
ナトリウム及び/又は非晶質珪酸カルシウムカリ
ウムが好ましい。又、M2Oは0.5〜20重量%が適
当であり、20重量%をこえると非晶質化が困難と
なり、0.5重量%未満では珪酸アルカリの硬化時
間が著しく長くなり、硬化剤としての性能上適当
ではない。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
のCaO(又はCaO+MgO)/SiO2のモル比は1.8
以下、好ましくは0.4〜1.8が望ましく、1.8を越え
ると非晶質化が困難となり非晶質化率が40%未満
の製品となりやすく、硬化剤としての有効性を十
分に発揮し難くなる。又、モル比が0.4未満の場
合には硬化剤としては特に問題はないが、場合に
よつては非晶質融液の粘性が高くなるため製造す
ることが困難になることもある。 組織中にAl2O3(又はAl2O3+Fe2O3)を1〜10
重量%の範囲の量を含有することが非晶質化融点
も低くなり適当であり、該範囲外では融点は高く
なり、製造上好ましくない。 Fは非晶質化融点の降下作用として働き、組成
中に1〜7重量%含有することが好ましく、7重
量%をこえるとCaF2の結晶析出等により非晶質
化が困難となり、1重量%未満では融点降下剤と
しての効果が得られない。 上記組成中にP2O5として0〜16重量%含有さ
せても良い。 P2O5は珪酸アルカリ硬化体の非晶質成分とし
て、加熱焼成後の強度、耐水性等に優れた効果を
もたらすが、含有量が16重量%をこえると、非晶
質化が困難であると同時に著しく硬化時間が遅延
するため好ましくない。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
の非晶質とは、X線粉末回析図において非晶質の
パターンを示すものをいい、非晶質化率とは次式
により定義されるものをいう。 Y=(1−A/B)×100 Y:非晶質化率(%) A:回析角2θ=25〜35゜にある珪酸カルシウム類
回析線の最強線長 B:950℃で2時間加熱後徐冷して結晶化操作を
施した場合の回析角2θ=25〜35゜にある珪酸カ
ルシウム類回析線の最強線長 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
の非晶質化率は実用的には40%以上、好ましくは
50%以上が適当であり、40%末満では珪酸アルカ
リの硬化時間が比較的長くなるため、配合量を多
くする必要があり、経済的に不利である。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
の製造方法の1例を示すと、生石灰、消石灰、石
灰石、ドロマイト等のCaO原料、珪砂、珪石、珪
酸カルシウム等のSiO2原料、炭酸ソーダ、炭酸
カリ、カ性ソーダ、カ性カリ等のNa2O、K2O原
料、水酸化アルミ、アルミナ、アルミナサンド、
氷晶石等のAl2O3原料、螢石、弗化ソーダ、珪弗
化ソーダのF原料、燐鉱石等のP2O5原料を所望
する化学組成になるように配合し、1300〜1500℃
で加熱溶解した後、水又は空気で急冷して得るこ
とができる。 又、本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアル
カリの粒度は、一般に珪酸アルカリ用硬化剤とし
て使用できるものであればよく、特に限定される
ものではないが、好ましくは100メツシユパス100
%、325メツシユパス50〜100%が適当である。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
を有効成分とする珪酸アルカリ用硬化剤が適応で
きる珪酸アルカリとしては、JIS K 1408に規定
される1号、2号、3号珪酸ナトリウム、および
SiO2/Na2Oのモル比3以上のいわゆる高モル比
珪酸ソーダ、珪酸カリ、珪酸リチウム等の珪酸ア
ルカリ水溶液が使用される。又、含水率10〜30重
量%でルる粉末珪酸ソーダ、粉末珪酸カリも本発
明による珪酸アルカリ用硬化剤とプレミツクスす
ることが可能であり、より有利に使用することが
できる。上記珪酸アルカリに対する本発明の珪酸
アルカリ用硬化剤の添加量は、使用される珪酸ア
ルカリの固形分濃度、および所望する硬化時間等
により種々変化させて使用することができ特に限
定する必要はないが、通常珪酸アルカリ固形分
100重量部に対して1〜250重量部を使用するのが
好ましい。250重量部をこえて使用しても得られ
る硬化体の特性向上は期待できないので、経済的
に不利となり、1重量部未満では硬化剤としての
効果を十分に発揮できない。 本発明において非晶質珪酸カルシウムアルカリ
の珪酸アルカリ用硬化剤としての作用機構は、作
用する際硬化時間すなわち硬化に必要なCa++イオ
ンの放出速度が含有する非晶質成分量により制御
され、珪酸アルカリと均質な硬化体を形成すると
同時に必要以上の過剰なCa++の放出がないため、
白華の成因となるカルシウム塩類の生成も少な
く、従つて硬化体は乾燥および加熱後の耐水性、
耐酸性、耐白華性、および寸法性に優れているも
のと考えられる。 又、本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアル
カリの組成中のM2Oの存在は、非晶質珪酸カル
シウムアルカリからのCa++イオンの溶出を促進す
る作用をし、又その組成中の含有量を調整するこ
とにより、珪酸アルカリの硬化時間を調節するこ
とができる。この硬化時間の調節機構は明確では
ないが、M2O成分を珪酸カルシウム非晶質化時
に非晶質構成成分として添加することにより得ら
れる均質な非晶質珪酸カルシウムアルカリにより
初めてその効果を発揮し、単に非晶質珪酸カルシ
ウムにM2Oを後添加するだけで得られた非晶質
珪酸カルシウムアルカリでは同一の効果は得られ
ない。 本発明に係わる非晶質珪酸カルシウムアルカリ
は珪酸アルカリ用常温硬化剤として、単独使用で
任意の硬化時間を得ることも可能であり、この場
合には他の硬化促進剤、硬化遅延剤等を併用する
必要も無いため施工時の作業性も簡便となる。
又、温度変化に伴なう硬化時間の変動も小さく、
その再現性も良好である。 又、本発明の珪酸アルカリ用硬化剤を使用する
場合、その量を調整することによつて珪酸アルカ
リの硬化時間を数分〜数時間まで任意に設定する
ことが可能となる。 更に、乾燥、加熱後の硬化体の示す材料強度、
接着強度、耐水、耐酸、耐熱、耐候、耐白華、耐
有機溶剤、寸法性等の諸特性に優れており従来よ
り珪酸アルカリをバインダーとして使用している
広範囲な分野に供することができる。 たとえば、骨材として、軽量シヤモツト、膨張
粘土、パーライト等の軽量骨材、焼成ボーキサイ
ト、焼結アルミナ、電融アルミナ、バブルアルミ
ナ等のアルミナ類、二酸化珪素、酸化クロム、酸
化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ジルコン等
の各種窯業原料を使用し、流し込み、こて塗り、
吹付け、振動等の施工法によるキヤスタブル耐火
物、耐火モルタル等の不定形耐火物の製造等に供
することができる。 又、無機質充填材として、カオリン、タルク、
ベントナイト等の粘土類、パーライト、シラスバ
ルーン、ガラスビーズ、フリツト等のガラス質物
質、石綿、岩綿、ガラス繊維、セラミツク繊維、
パルプ繊維等の繊維物質、炭酸カルシウム、酸化
チタン、珪砂、珪藻土等を使用し、モルタル壁、
コンクリート壁、スレート板、木毛板、石膏板、
珪カル板、ALC板等の建材類、鉄板、亜鉛引鉄
板、アルミニウム板等の金属板の表面化粧、防護
用塗料、難燃・不燃塗料、ジンクリツチペイント
およびこれらの接着等に供することができる。 これらの用途には目的に応じて、無機質・有機
質顔料、減水剤、分散剤、増粘剤、発泡剤、消泡
剤等を適宜使用することができる。 次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1〜4及び比較例1〜2 石灰石、珪砂、炭酸ソーダ、アルミナサンド、
螢石、燐鉱石、を所定量配合し、1350℃で加熱融
解後、水で急冷して表1の化学組成を有し非晶質
化率70%以上を示す非晶質珪酸カルシウムナトリ
ウムを得た。
The present invention relates to a curing agent for alkali silicate. More specifically, the present invention relates to a novel curing agent for alkali silicate containing an amorphous alkali calcium silicate as an active ingredient. Conventionally, inorganic acids,
Many substances such as silicofluorides, phosphates, metals, metal oxides, metal salts, and organic compounds have been proposed, and among these, sodium silicofluoride, condensed phosphates, calcium silicates, etc. Widely used. However, there are concerns about pollution problems during the firing process due to the large amount of fluorine contained in sodium silicate, and although condensed phosphates have excellent strength at high temperatures of 1000℃ or higher, It has the drawbacks of insufficient strength and high cost. On the other hand, calcium silicates are widely used because they are inexpensive, and crystalline calcium silicates (specially Publication No. 49-11866, Japanese Patent Publication No. 55-36626, Japanese Patent Application Publication No. 32358-1982, Japanese Patent Publication No. 77064-1977, Japanese Patent Publication No. 1987-770-
175768), amorphous calcium silicates such as granulated blast furnace slag, fly ash, etc.
(Japanese Patent Publication No. 57-77062), ordinary Portland cement, alumina cement, or silicate slag discharged from various metal smelting processes (Japanese Patent Publication No. 56-21748)
can be mentioned. However, all of these alkali silicate curing agents made of calcium silicates have the following various drawbacks. (1) Because the reaction with alkali silicate is either very sensitive or slow, setting an appropriate curing time requires delicate adjustment of the amount of curing agent used, or It is necessary to add auxiliary agents such as accelerators or curing retarders. (2) Curing time is significantly delayed at low temperatures compared to room temperature, and changes in the amount of curing agent added tend to greatly affect properties such as strength of the cured product. (3) Many have poor water resistance, acid resistance, efflorescence resistance, and dimensional properties after drying and heating. (4) Dusting is likely to occur due to volumetric expansion at high temperatures. The present inventors have improved the above-mentioned drawbacks, and have achieved excellent workability in setting the curing time and its reproducibility as a room-temperature curing agent for alkali silicate, and improved the strength and water resistance of the cured product after drying and heating. As a result of intensive research into calcium silicate hardening agents that have excellent properties such as acid resistance, we discovered that hardening agents containing amorphous calcium silicate alkali as an active ingredient are extremely superior.
The invention has been completed. That is, the present invention is a curing agent for alkali silicate characterized by containing an amorphous alkali calcium silicate as an active ingredient. The present invention will be explained in detail below. The amorphous calcium silicate alkali according to the present invention has a molar ratio of CaO (or CaO + MgO)/SiO 2 of 1.8.
and CaO (or CaO + MgO) 10-65% by weight, SiO 2 15-75% by weight, M 2 O (M represents an alkali metal) 0.5-20% by weight, Al 2 O 3 (or Al 2 O 3 +
Fe 2 O 3 ) 1-10% by weight, F1-7% by weight, P 2 O 5 0-
Preference is given to those having a composition of 16% by weight. M of M 2 O in the above composition represents an alkali metal,
Among these, sodium and/or potassium are particularly preferred. Specifically, as the amorphous calcium silicate alkali according to the present invention, amorphous calcium sodium silicate and/or amorphous calcium potassium silicate are preferable. In addition, an appropriate amount of M 2 O is 0.5 to 20% by weight; if it exceeds 20% by weight, it will be difficult to make it amorphous, and if it is less than 0.5% by weight, the curing time of the alkali silicate will be significantly longer, and its performance as a curing agent will deteriorate. It's not appropriate. The molar ratio of CaO (or CaO + MgO)/SiO 2 of the amorphous calcium silicate alkali according to the present invention is 1.8
Below, it is preferably 0.4 to 1.8; if it exceeds 1.8, it becomes difficult to make it amorphous, and the product tends to have an amorphous ratio of less than 40%, making it difficult to fully demonstrate its effectiveness as a curing agent. Further, when the molar ratio is less than 0.4, there is no particular problem as a curing agent, but in some cases, the viscosity of the amorphous melt increases, making it difficult to manufacture. 1 to 10 Al 2 O 3 (or Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) in the structure
It is appropriate to include the amount in the range of % by weight because the amorphous melting point will be low, and outside this range, the melting point will be high and it is not preferable in terms of production. F works to lower the amorphization melting point, and is preferably contained in the composition in an amount of 1 to 7% by weight.If it exceeds 7% by weight, amorphization becomes difficult due to crystal precipitation of CaF2 , etc. If it is less than %, the effect as a melting point depressant cannot be obtained. The above composition may contain 0 to 16% by weight of P2O5 . P 2 O 5 , as an amorphous component of a hardened alkali silicate, has excellent effects on strength, water resistance, etc. after heating and firing, but if the content exceeds 16% by weight, it is difficult to make it amorphous. At the same time, the curing time is significantly delayed, which is not preferable. The amorphous alkali amorphous calcium silicate according to the present invention refers to one that shows an amorphous pattern in an X-ray powder diffraction diagram, and the amorphous rate is defined by the following formula. say. Y=(1-A/B)×100 Y: Amorphous rate (%) A: Strongest line length of calcium silicate diffraction line at diffraction angle 2θ=25~35° B: 2 at 950℃ Strongest line length of calcium silicate diffraction line at diffraction angle 2θ = 25 to 35° when subjected to crystallization operation by slow cooling after heating for a time The conversion rate is practically 40% or more, preferably
A content of 50% or more is suitable; if the content is less than 40%, the curing time of the alkali silicate becomes relatively long, so it is necessary to increase the amount of the alkali silicate, which is economically disadvantageous. An example of the method for producing amorphous calcium silicate alkali according to the present invention includes CaO raw materials such as quicklime, slaked lime, limestone, and dolomite, SiO2 raw materials such as silica sand, silica stone, and calcium silicate, soda carbonate, potassium carbonate, Na 2 O, K 2 O raw materials such as caustic soda and caustic potash, aluminum hydroxide, alumina, alumina sand,
Al 2 O 3 raw materials such as cryolite, F raw materials such as fluorite, sodium fluoride, and sodium silicofluoride, and P 2 O 5 raw materials such as phosphate rock are blended to obtain the desired chemical composition. ℃
It can be obtained by heating and dissolving the mixture and then rapidly cooling it with water or air. Further, the particle size of the amorphous calcium silicate alkali according to the present invention is not particularly limited as long as it can be used as a curing agent for alkali silicate in general, but preferably 100 mesh pass 100
%, 325 mesh pass 50-100% is appropriate. The alkali silicate to which the alkali silicate curing agent containing amorphous alkali calcium silicate as an active ingredient according to the present invention can be applied include sodium silicate No. 1, No. 2, and No. 3 specified in JIS K 1408;
An aqueous aqueous alkali silicate solution having a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 3 or more, such as high molar ratio sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, etc., is used. Further, powdered sodium silicate and powdered potassium silicate having a moisture content of 10 to 30% by weight can be premixed with the curing agent for alkali silicate according to the present invention, and can be used more advantageously. The amount of the curing agent for alkali silicate of the present invention added to the alkali silicate can be varied depending on the solid concentration of the alkali silicate used, the desired curing time, etc., and does not need to be particularly limited. , usually alkali silicate solid content
It is preferred to use 1 to 250 parts by weight per 100 parts by weight. Even if more than 250 parts by weight is used, no improvement in the properties of the resulting cured product can be expected, resulting in an economic disadvantage, and if it is less than 1 part by weight, the effect as a curing agent cannot be fully exhibited. In the present invention, the action mechanism of amorphous calcium alkali silicate as a curing agent for alkali silicate is such that the curing time, that is, the release rate of Ca ++ ions necessary for curing, is controlled by the amount of amorphous component contained. Because it forms a homogeneous hardened body with alkali silicate and at the same time does not release excessive Ca ++ than necessary,
There is also less formation of calcium salts, which cause efflorescence, and the cured product has good water resistance after drying and heating.
It is considered to have excellent acid resistance, efflorescence resistance, and dimensional properties. Furthermore, the presence of M 2 O in the composition of the amorphous calcium silicate alkali according to the present invention acts to promote the elution of Ca ++ ions from the amorphous calcium silicate alkali, and By adjusting the amount, the curing time of the alkali silicate can be adjusted. Although the mechanism for regulating this curing time is not clear, its effect is first exhibited by the homogeneous amorphous calcium silicate alkali obtained by adding M 2 O component as an amorphous component during calcium silicate amorphization. However, the same effect cannot be obtained with amorphous calcium silicate alkali obtained by simply post-adding M 2 O to amorphous calcium silicate. The amorphous calcium silicate alkali according to the present invention can be used alone as a room-temperature curing agent for alkali silicate to obtain a desired curing time, and in this case, it can be used in combination with other curing accelerators, curing retarders, etc. Since there is no need to do this, workability during construction is also simplified.
In addition, there is little variation in curing time due to temperature changes.
The reproducibility is also good. Further, when using the curing agent for alkali silicate of the present invention, by adjusting the amount, it is possible to arbitrarily set the curing time of the alkali silicate from several minutes to several hours. Furthermore, the material strength of the cured product after drying and heating,
It has excellent properties such as adhesive strength, water resistance, acid resistance, heat resistance, weather resistance, efflorescence resistance, organic solvent resistance, and dimensional properties, and can be used in a wide range of fields where alkali silicate has traditionally been used as a binder. For example, as aggregates, lightweight aggregates such as lightweight siyamoto, expanded clay, and perlite, aluminas such as calcined bauxite, sintered alumina, fused alumina, and bubble alumina, silicon dioxide, chromium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, and zircon. Using various ceramic raw materials such as, pouring, troweling,
It can be used for manufacturing castable refractories, refractory mortar, and other monolithic refractories by construction methods such as spraying and vibration. In addition, as inorganic fillers, kaolin, talc,
Clays such as bentonite, glassy substances such as perlite, shirasu balloons, glass beads, frits, asbestos, rock wool, glass fibers, ceramic fibers,
Using fibrous materials such as pulp fiber, calcium carbonate, titanium oxide, silica sand, diatomaceous earth, etc., mortar walls,
Concrete walls, slate boards, wood wool boards, plaster boards,
Can be used for surface decoration of building materials such as silica plates and ALC plates, metal plates such as iron plates, galvanized steel plates, and aluminum plates, protective paints, flame-retardant/noncombustible paints, zinc-rich paints, and adhesives thereof. . For these uses, inorganic/organic pigments, water reducing agents, dispersants, thickeners, foaming agents, antifoaming agents, etc. can be used as appropriate depending on the purpose. EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 Limestone, silica sand, soda carbonate, alumina sand,
A predetermined amount of fluorite and phosphate rock was blended, heated and melted at 1350°C, and then rapidly cooled with water to obtain amorphous calcium sodium silicate having the chemical composition shown in Table 1 and exhibiting an amorphous rate of 70% or more. Ta.

【表】 上記非晶質珪酸カルシウムナトリウムを振動ミ
ルで粉砕し、100メツシユ100%通過、325メツシ
ユ80%通過の粉末とした。 次に粉末珪酸ソーダ固形分換算100g(SiO2
Na2Oモル比2.79、水分20.9重量%)に対して、
上記非晶質珪酸カルシウムナトリウムを42g、表
2に示す焼結アルミナ4200g、水336g(20℃)
を加え、ホバート型ミキサーで3分間混合した
後、JIS−R−2553の方法で成形体を作成した。
成形体は20℃で密閉養生を24時間行なつた後、
110℃、10時間乾燥、および1000℃、3時間焼成
に供した。20℃における硬化時間および各温度別
の強度試験結果を表3に示す。 又、非晶質珪酸カルシウムナトリウムの代りに
珪弗化ソーダ(比較例1)及び市販燐酸塩系硬化
剤(比較例2)を用い、実施例1と同一の使用量
で同様の条件で試験を行つた結果を表3に併記す
る。
[Table] The above amorphous calcium sodium silicate was pulverized with a vibrating mill to obtain a powder with 100% passing through 100 mesh and 80% passing through 325 mesh. Next, add 100g of powdered sodium silicate (SiO 2 /
Na2O molar ratio 2.79, water 20.9% by weight),
42g of the above amorphous calcium sodium silicate, 4200g of sintered alumina shown in Table 2, and 336g of water (20℃)
was added and mixed for 3 minutes using a Hobart mixer, and then a molded article was prepared according to the method of JIS-R-2553.
After curing the molded body in a hermetically sealed container at 20°C for 24 hours,
It was dried at 110°C for 10 hours and fired at 1000°C for 3 hours. Table 3 shows the curing time at 20°C and the strength test results at each temperature. In addition, a test was conducted under the same conditions as in Example 1 using sodium silicofluoride (Comparative Example 1) and a commercially available phosphate curing agent (Comparative Example 2) instead of amorphous calcium sodium silicate, and using the same amounts used and the same conditions as in Example 1. The results are also listed in Table 3.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例5〜8及び比較例3〜6 実施例1〜4と同様にして表4に示す化学組成
を有し、非晶質化率40%以上を示す非晶質珪酸カ
ルシウムナトリウム粉末を得た。 次に粉末珪酸カリ固形分換算100g(SiO2
K2Oモル比3.04、水分16.8重量%)、水320gおよ
び上記非晶質珪酸カルシウムナトリウムを混合撹
拌し、20℃における硬化時間を測定した。又、上
記非晶質珪酸カルシウムナトリウムを900℃、1
時間焼成し、結晶化させ、比較例として同様の測
定を行つた。結果を表5に示す。
[Table] Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 to 6 Amorphous calcium sodium silicate powder having the chemical composition shown in Table 4 in the same manner as Examples 1 to 4 and exhibiting an amorphous rate of 40% or more. I got it. Next, 100g of powdered potassium silicate (SiO 2 /
K 2 O molar ratio 3.04, moisture 16.8% by weight), 320 g of water, and the above amorphous calcium sodium silicate were mixed and stirred, and the curing time at 20° C. was measured. In addition, the above amorphous calcium sodium silicate was heated at 900°C for 1
The product was fired for a period of time to crystallize, and the same measurements were performed as a comparative example. The results are shown in Table 5.

【表】【table】

【表】 実施例9及び比較例7〜8 実施例4および比較例1、2により成形した直
方体の硬化体(4×4×16cm)を24時間密閉養生
を行ない、110℃、10時間乾燥した。次にこれら
を80℃に加温した水道水、10重量%硫酸水溶液、
および10重量%塩酸水溶液1中に6時間浸漬し
た後、18時間風乾した。 上記操作を計3回繰返し、表面状態の観察、寸
法収縮率、曲げ強度及び圧縮強度を測定した。 又、再度110℃、10時間乾燥後、圧縮強度を測
定した。結果を表6に示す。
[Table] Example 9 and Comparative Examples 7 to 8 The cured rectangular parallelepiped bodies (4 x 4 x 16 cm) molded according to Example 4 and Comparative Examples 1 and 2 were airtightly cured for 24 hours and dried at 110°C for 10 hours. . Next, these were mixed with tap water heated to 80℃, a 10% by weight sulfuric acid aqueous solution,
After being immersed in 10% by weight hydrochloric acid aqueous solution 1 for 6 hours, it was air-dried for 18 hours. The above operation was repeated three times in total, and the surface condition was observed, dimensional shrinkage rate, bending strength, and compressive strength were measured. After drying again at 110°C for 10 hours, the compressive strength was measured. The results are shown in Table 6.

【表】 実施例 10〜17 石灰石、珪石、炭酸カリ、アルミナサンド、螢
石を所定量配合し、溶融急冷により表7に示す化
学組成を有し、非晶質化率70%を示す非晶質珪酸
カルシウムカリウム粉末(No9)を得た。
[Table] Examples 10 to 17 Limestone, silica stone, potash carbonate, alumina sand, and fluorite are blended in predetermined amounts and melted and rapidly cooled to produce an amorphous product having the chemical composition shown in Table 7 and exhibiting an amorphous rate of 70%. A quality calcium potassium silicate powder (No. 9) was obtained.

【表】【table】

【表】 硬化剤として上記非晶質珪酸カルシウムカリウ
ム(No9)および実施例1〜4で調製した表1中
実施例2、実施例4の非晶質珪酸カルシウムナト
リウムを各種の珪酸ナトリウム水溶液(水ガラ
ス)に混合し、硬化時間を測定した。配合例およ
び結果を表8に示す。
[Table] The above amorphous calcium potassium silicate (No. 9) as a hardening agent and the amorphous calcium sodium silicate of Examples 2 and 4 in Table 1 prepared in Examples 1 to 4 were added to various sodium silicate aqueous solutions (aqueous glass) and the curing time was measured. Blend examples and results are shown in Table 8.

【表】【table】

【表】 又上記配合物を鉄板(縦10cm×横10cm)に約2
mm厚に塗布し、24時間室内放置し、110℃、10時
間乾燥後、80℃、湿度80%の恒温恒湿槽で7日間
養生した。養生後の塗布表面は、剥離、白華も認
められず良好な接着性を示していた。 実施例1〜17および比較例1〜8が示すように
本発明による非晶質珪酸カルシウムアルカリは珪
酸アルカリの常温硬化剤として単独使用でも任意
の硬化時間が設定可能であり、又その再現性、作
業性に優れていると同時に、硬化体乾燥加熱後の
強度、ならびに耐水、耐酸、寸法性等の諸特性に
優れた効果を有する硬化剤であることが認められ
る。 実施例18〜23及び比較例9〜12 表9に示す配合組成にあるように、珪岩、炭酸
ナトリウム、燐鉱石、アルミナサンド、螢石を配
合し、1400℃にて加熱溶解後、水砕急冷した。
[Table] Approximately 2 pieces of the above mixture is placed on an iron plate (length 10cm x width 10cm).
It was applied to a thickness of mm, left indoors for 24 hours, dried at 110°C for 10 hours, and then cured for 7 days in a constant temperature and humidity chamber at 80°C and 80% humidity. After curing, the coated surface showed good adhesion with no peeling or efflorescence observed. As shown in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 8, the amorphous calcium silicate alkali according to the present invention can be used alone as a room temperature curing agent for alkali silicate to set an arbitrary curing time, and its reproducibility and It is recognized that this curing agent has excellent workability and, at the same time, has excellent effects on the strength of the cured product after drying and heating, as well as various properties such as water resistance, acid resistance, and dimensional properties. Examples 18 to 23 and Comparative Examples 9 to 12 As shown in Table 9, quartzite, sodium carbonate, phosphate rock, alumina sand, and fluorite were blended, heated and melted at 1400°C, and then quenched by granulation. did.

【表】 上記の実施例18〜23はいづれも完全融解し、X
線粉末回析図形では完全な非晶質パターンを示し
た(〇印は非晶質化率90%を示す)。これに対し
比較例9〜12は、いづれも未融解であり、
CaSiO3、Ca3Si2O7、2CaO・Al2O3・SiO2
CaO・Al2O3・2SiO2、CaSiO2F2、Ca(PO42
CaF2等の結晶混合物(×印は非晶質化率1〜30
%を示す)であつた。
[Table] The above Examples 18 to 23 all melted completely and
The line powder diffraction pattern showed a completely amorphous pattern (the circle mark indicates an amorphous rate of 90%). On the other hand, Comparative Examples 9 to 12 were all unmelted,
CaSiO 3 , Ca 3 Si 2 O 7 , 2CaO・Al 2 O 3・SiO 2 ,
CaO・Al 2 O 3・2SiO 2 , CaSiO 2 F 2 , Ca(PO 4 ) 2
Crystal mixtures such as CaF 2 (x indicates amorphous rate 1 to 30
%).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 非晶質珪酸カルシウムアルカリを有効成分と
することを特徴とする珪酸アルカリ用硬化剤。 2 非晶質珪酸カルシウムアルカリがCaO(又は
CaO+MgO)/SiO2のモル比が1.8以下で、CaO
(又はCaO+MgO)10〜65重量%、SiO215〜75重
量%、M2O(Mはアルカリ金属を示す)0.5〜20重
量%、Al2O3(又はAl2O3+Fe2O3)1〜10重量
%、F1〜7重量%、P2O50〜16重量%で示される
組成からなる特許請求の範囲第1項記載の珪酸ア
ルカリ用硬化剤。 3 非晶質珪酸カルシウムアルカリが非晶質珪酸
カルシウムナトリウム及び/又は非晶質珪酸カル
シウムカリウムである特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の珪酸アルカリ用硬化剤。 4 非晶質珪酸カルシウムアルカリの非晶質化率
が40%以上である特許請求の範囲第1項乃至第3
項のうちいずれか1項記載の珪酸アルカリ用硬化
剤。
[Scope of Claims] 1. A curing agent for alkali silicate, characterized by containing an amorphous alkali calcium silicate as an active ingredient. 2 Amorphous calcium silicate alkali is CaO (or
When the molar ratio of CaO + MgO)/SiO 2 is 1.8 or less, CaO
(or CaO + MgO) 10-65% by weight, SiO 2 15-75% by weight, M 2 O (M represents an alkali metal) 0.5-20% by weight, Al 2 O 3 (or Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) The curing agent for alkali silicate according to claim 1, having a composition of 1 to 10% by weight, F1 to 7% by weight, and 0 to 16% by weight of P2O5 . 3. The curing agent for alkali silicate according to claim 1 or 2, wherein the amorphous calcium alkali silicate is amorphous sodium calcium silicate and/or amorphous calcium potassium silicate. 4 Claims 1 to 3 in which the amorphous alkali calcium silicate has an amorphous rate of 40% or more
A curing agent for alkali silicate according to any one of the items.
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