JPH02124754A - ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性と諸物理的性質に優れた建築用材料とし
て用いられるゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体
とその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ゾノトライトを主要構成鉱物とするｆｌ＝酸カルシウノ
、成形体は、ゾノトライトの最も大きな特徴である耐熱
性を生かし、高温用の保ｌ■材、断熱材、耐大被覆材の
ような用途（こ用いられている。この成形体の製造方法
としては、主として次の４通りが挙げられる。

■　珪酸質層ネ４、石灰質原料、水、必要に応じて添加
するｔａ維等の添加材からなるスラリーを型にｌｈシ込
み成形した後、オートクレーブ中で水熱反応させて成形
体をｇＩる。（特公昭６１−２５［ｉ７２号公報の比較
例２） ■　珪酸質原料、石灰質原料、水、必要に応じて添加す
る繊維等の添加材からなる原料スラリーを温水で予備反
応させ、ゲルを生成させ、そのゲルを圧縮成形した後、
オートクレーブ中で水熱反応させて成形体を８ｉ−る。

■　珪酸１τ原料、石灰質原料、水、必要に応じて添加
する繊維等の添加材からなる原料スラリー　ヲ；４’　
−トクレープ中で攪拌しなからゾノトライトを水熱合成
し、その後加圧成形してｆｚ燥さゼて成形体を得る。（
特外昭４５−２５７７１号公報）■　珪酸質原料、及び
石灰質原料さらに必要に応して添加する添加材を加え、
水を加えることなく粉末状で型枠？こ入れ、プレスする
ことなく充填して成形した後、オートクレーブ中で水熱
反応させて成形体を肖る。（特公昭［ｊｌ−２５Ｅｉ７
２号公報） また従来のゾノトライト成形体の製造では、原字４中の
八１の含有量が低いことが必要とされていて、そのため
ポルトランドセメントは使用されていなかったー 〔発明が解決しようとする諜届〕 然しなから前記した製造法において、■■に示した製造
方法では嵩比重の高い成形体しかド）られず、また得ら
れた成形体を高温に加熱した場合の収縮率が、従来のゾ
ノトライト系の珪酸力ルシウノ・成形体より太き（なり
、この成形体の大きな特徴である耐熱性が低下゛？ろ。

またこの成形体は、補強しなければ壁材、床材と云った
用途の建材には用いることが小米す、繊維で補強した程
度では余程多量に混入しない限り十分な強度を保持でき
ず、価格が高くなる。一方鉄筋で補強すれば板材自体が
ｒｒｆ（なるため、成形体の嵩比重はさらに大きくなっ
てしまう。

よた■に示した製造方法では、水熱反応で生成したゾノ
トライト結晶の集合体が非常に嵩高なものであるため、
嵩比ｍｏ、２ｆ１．度の成形体しかｆｌＪられす、強度
面において繊維で補強し、或いは鉄筋で補Ｉ浄したとし
ても壁材や、床材に使用するには不向きてあった。

ざらに■で示した製造方法では、ゾノトライトの生成率
を高めるためには養生時間をかなり長くする必要があり
、エネルギーコストの点から見てを利な製法とは云えず
、また原料をそれ程密に成形することが小米ないため十
分な強度を「）ることは難しく、補強ｄるために繊維や
鉄筋等を用いればに９小量が屯くなり、建築構造物に用
いる薗鉄骨量が増加することによりコストアップとなり
、また現場での施工性に問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記した問題点を解ｌｒＪ　Ｌ、、建築用壁材
や床材として必要とされる強度を有し、Ｈつ＋５４　ｆ
）％性に優れたゾノトライト系ｅ！ｆａ珪酸カルシウム
成形体を得ることを［１的とするものである。

さらには純度の高い原享４ばかりでなく、層を不純物と
して含有するポルトランドセメントも併用できることは
、スラリーの粘性をρｉめて生り−キの強度を高くし、
且つ発泡時間の調節を容易にする等の点では好ましいこ
とであった。

このト１的を達成するためζこ本発明は珪酸質原料粉末
とポルトランドセメントを含んだ石灰竹原オ・１粉末と
の混合物のＣａｂ／５ｉｎ２モル比が０．７〜１．１で
、且つ全原料中に含有°４るＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ□０３
と５ｉ０２とから求めたΔｌ／Ｓｉ＋Δｌの原子比が５
％以下となるような珪酸カルシウム原料スラリーを、気
泡を含有した状態で型枠内で成形硬化させ、示差熱分析
−熱重量分析によりゾノトライトの脱水による減給から
求めたゾノトライトの生成率が全体量の３５重量％以−
ヒとなるように高温高圧水蒸気養生したゾノトシイト系
軽量珪酸カルシウノ、成形体及びその製造方法を提供す
ることにある。

本発明で云・）ゾノトライト系珪酸カルシウムは、通常
珪酸質原料と石灰質原料とから水熱反応によって作られ
、ゾノトライト結晶とトバモライト結晶とＣＳ　Ｈゲル
と呼ばれる非晶質物質とから構成されている。成形体の
物性値は、このゾノトライト結晶とトバモライト結晶と
ＣＳ　！（ゲルの存在割合によって異なってくる。特に
耐熱性が要求されろ場合はゾノトライト結晶の存在量が
多いことが必要である。

珪酸質原料と石灰質原料との混合物のＣａＯ／ＳｉＯ□
モル比が０．７以ドでは、訪温度で長時間蒸気養生して
も全体量の３５％以上のゾノトライト生成率が得られな
い。

一方ＣａＯ／５ｉ０２モル比が１．１以上でも、目的の
ゾノトライト生成率がＢ；られない。

珪酸質Ｊ全科と石灰質原料との混合物中に含有するＡ１
□０３と８１０２とから求めたＡｌ／Ｓｉ＋Ａｌの原子
比が５％以下に保持することが必要であって、この値が
５％を超えるようにポルトランドセメントを多用すると
、蒸気養生条件を良くしてもゾノトライト生成率を３５
％以上とすることが出来ない。

成形体を軽かにするためには、通常のトバモライト系軽
量気泡：Ｊ／クリートを製造する場合と同じく、原料混
合物スラリーに発泡剤として適当量のアルミニウノ、粉
末を加えて、型枠に鋳込み後発泡させろか、或いは起泡
剤により水溶液を起泡させて層重１スラリーと混合して
気泡を含有するスラリーを調整して型枠に鋳込んで硬化
させる。

また本発明の成形体を、強度的に壁材や床材として使用
ｉ＋Ｊ能の強度を持たせるために、トバモライト系蒸（
（女生軽；、ｔコンクリート版と同様に内部に補強鉄筋
を配置ずろことが好ましい。

水蒸気養生温度は１９０〜２４０℃が必要であり、この
温度範ｒ７Ｉ］内で温度が低い稈長時間の養生が必要で
あり、温度が高い程養生時間が短くてすむが、＋ｑｏ゛
ｃより低いと養生時間があまり長くかかりすぎて設備的
に不経済であり、２４０°Ｃより高いとオートクレーブ
内の圧力が高くなり設備的に高価となる他、蒸−（養生
時間も最早それ程短縮する効果もない。

／ノドライトの生成率は全体の３５％以上となるように
養生温度と養生時間の組合せを選ＩＩ、！　して水蒸気
養生をすることが必要であって、これ以下の生成率では
ゾノトライトの生成碕よりも、ドパモジイト、（、’、
　Ｓ　Ｈの存在量が多くて目的とする７５０°Ｃにおい
て表面加熱処理に耐えられる耐火度を持った製品がｃＩ
られない。

〕′ノドライトの生成率は次のようにして測定した。

ソノドライドは次式に従って７５０〜８５０℃の間に熱
分解して結晶水を失ってワラストナイトとなる。

６　（ＣａＯ・５ｉＯｚ　）ｌ１２０４６　（ＣａＯ・
５ｉ０２）＋　１１２０・・・・・・・・（１） 共存するトバモライト、ＣＳ　Ｈの結晶水、付着水は７
５０℃以下のｌｕ度で全部分解する。従ってソノドライ
ドの脱水によるｉｊｌ！ｆａが、全体がゾノトライトで
あると仮定した場合に比して、どれだけの７？１合であ
るかを測定することにより、ノ′ノドライトの存在割合
を知ることが出来る。

測定サンプルとしては作成した成形体から約３０Ｂを採
取し、測定機器としては理学電儂■製熱機械分析装置を
使用した。

測定条件としては室温から１０００℃までを２０℃／分
の昇温速度で昇温させた。

サンプルの最υＪの重量　　　　　　　　Ｍ　　Ｂ１０
００℃までの減量Ａ　　ｍｇ ７５０〜８５０℃までの減量 （ゾノトシイ！・の熱分解による減量）　　ｔ３　　ｍ
ｇ全全量ゾノトライトであるとしたときの結晶水放出に
よる理論屯量誠の比率　　（１）式から本発明によって
ｉすられる成形体は、必要ζこ応じてトバモライト系の
ＡＬＣζこ準じて補強鉄筋を配置すれば、床材、壁材と
しての強度を保持することができる。

また成形体の嵩比重は使用する発泡剤としてのアルミニ
ウム粉の量を調節するか、’６１合する気にすの量を調
節することによって製品の嵩比重を０．３〜０，８程度
の範囲に調節することは容易である。

以下実施例について説明する。

〔実施例〕

使用する珪酸質原料及び石灰質原料としては第１表に示
すものを所定割合で使用した。

第　　１　　表　　　　（重量％） 実施例１ 第１表に示す原料を第２表に示す混合比率で、水及びγ
ルミニ、ラム粉を原料乾量に対し０．０７重量％加えて
スラリーとし、３合物中のＣａｎ／５ｉ０２モル比及び
Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ／Ｓ１＋Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ原子比
が所定値となるようにして、大きさ１５ｃｍ角Ｘ　４０
ｃｍ　ＩＩの鋳型に渣し込んで発泡硬化させ、同じく第
２表に示す養生温度、養生時間でオートクレーブ養生し
、生成物から試料を採取してゾノトライトの生成率を測
定した。

その結果を第２表に併記する。生成物の嵩比重は０．５
±０．０５であった。

丁２表の結果から明かなように、原木Ｉ混合物中のスラ
リーのＣａＯ／Ｓ＋０２モル比が１．１　を超えた場合
（試験Ｎ０９１．２）及び０．７未膚の場合（試験Ｎｏ
、　１９．２０）、また原料中に含有されるＡｌ２Ｏ３
とＳｉＯ分が多くて＾ｌ／Ｓｉ＋Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ原
子比が５％を超えた場合（試験ＮＯ，５）は十分なオー
トクレーブ養生条件を取ったとしてもゾノトライトの生
成率は３５％に達しない。

また蒸気養生温度は１９０℃以下（試験ＮＯ，８）では
養生時間を長くしても、ゾノトライト生成率は３５％に
達しない。

Ｃａｎ／５ｉ０２モル比が１．０から低くなる程蒸気養
生条件を良くしないと、同じゾノトライト生成率に達し
にくくなる。例えば試＠ＮＯ，１１のように蒸気養生ｌ
ｎ度１１」０℃のときは養生時間２４時間では不足であ
る。

原Ｔｉ中のＣａＯ／ＳｉＯ□％ル比１．１〜０．７及び
へ１／Ｓ１＋Δ１原子比５％以下の範囲において、水蒸
気養生温度が２２０℃乃至それ以上では養生時間は１２
〜２４時間程度、養生時間が１９０℃程度と低ければ養
生時間は長（することが必要で、４８〜７２時間程度で
ゾノトライトの生成率は３５％を超えるようになった。

実施例２ 第１表に示す原牢番を第３表に示す混合比率で、原料１
００重量部（こＸ・１シ水；（ｏ重量品と混合してペー
ストとし、一方アルケニールコハク酸系起泡剤ＳＩｒ置
部と水１（１０重量部とを混合して比重０．０５のエア
ーミルクを準備し、エアーミルクと原料ペーストとの容
量比で１７１となるように混合して気泡を含有したスラ
リーとし、これを実施例１と同様の２ｈ　”’ｒ”（に
流し込んで硬化させ、第３表に示す条件でオートクレー
ブ養生し、ゾノトライト生成率を測定した。結果を第３
表に併記する。

生成物の１ｈ１比重はいずれも０．５±０．０５の範囲
であった。

第３表の結果から起泡剤を使用して気泡を含有したスラ
リーを用意して珪酸力ルシウノ・水和物成形体を製造し
た場合も、アルミニウノ、粉を添加して発泡させた場合
と略同様のゾノトライト生成率が得られることが明かと
なり、やはり原料中のＣａＯ／５ｉ０２　’Ｔニル比０
．７〜１．１及び＾ｌ／Ｓｉ＋Ａｌ原子比５％以下が必
要であることが判った。

〔効果〕

本発明によるゾノトライト系軽量珪酸力ルシウノ、水和
物成形体は、その嵩比重も０．３〜０．８で、建東用壁
材、床材としての強度、施工性を具え、ｆ４つ耐火度に
おいてもゾノトライト結晶の特徴である耐火性を有する
。またこの成形体失血に釉薬を施して高温（７００〜８
００℃程度）で焼成すれば、下地の珪酸カルシウムが損
傷を受けることなく、美観に侃ね、 また壁材として必要と される強度を 具えたセラ ク コーチ ング板をＣＩるこ とがてき る。

特シ午出囚人 住友金属鉱山株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、珪酸質原料粉末とポルトランドセメントを含んだ石
   灰質原料粉末との混合物のＣａＯ／ＳｉＯ＿２モル比が
   ０．７〜１．１で、且つ全原料中に含有するＡｌ＿２Ｏ
   ＿３とＳｉＯ＿２とから求めたＡｌ／Ｓｉ＋Ａｌの原子
   比が５％Ａ以下となるような珪酸カルシウム原料スラリ
   ーを気泡を含有した状態で型枠内で成形硬化させ、高温
   高圧水蒸気養生して製造した示差熱分析−熱重量分析に
   よりゾノトライトの脱水による減量から求めたゾノトラ
   イトの生成率が全体量の３５重量％以上であることを特
   徴とするゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形
   体。 ２、珪酸質原料粉末とポルトランドセメントを含んだ石
   灰質原料粉末とを、ＣａＯ／ＳｉＯ＿２モル比が０．７
   〜１．１で、且つ全原料中に含有するＡｌ＿２Ｏ＿３と
   ＳｉＯ＿２とから求めたＡｌ／Ｓｉ＋Ａｌの原子比が５
   ％以下となるようにした混合物に、金属アルミニウム粉
   及び水を加えてスラリーとして、型枠に鋳込み発泡硬化
   させた後、示差熱分析−熱重量分析によりゾノトライト
   の脱水による減量から求めたゾノトライトの生成率が全
   体量の３５重量％以上となるように１９０〜２４０℃の
   温度で水蒸気養生することを特徴とするゾノトライト系
   軽量珪酸カルシウム水和物成形体の製法。 ３、珪酸質原料粉末とポルトランドセメントを含んだ石
   灰質原料粉末とを、ＣａＯ／ＳｉＯ＿２モル比が０．７
   〜１．１で、且つ全原料中に含有するＡｌ＿２Ｏ＿３と
   ＳｉＯ＿２とから求めたＡｌ／Ｓｉ＋Ａｌの原子比が５
   ％以下となるように混合して気泡を含有するスラリーを
   調整し、これを型枠に鋳込み硬化させた後、示差熱分析
   −熱重量分析によりゾノトライトの脱水による減量から
   求めたゾノトライトの生成率が全体縫の３５重量％以上
   となるように１９０〜２４０℃の温度で水蒸気養生する
   ことを特徴とするゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水
   和物成形体の製法。