JPH03228881A - ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体の製造方法 - 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】 ｒ産業上の利用分野１ 本発明は、保温材、断熱材、耐火被覆材等の建築用材に
主に用いられるゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和
物成形体の製造方法に関する。

ｒ従来の技術１ ゾノトライトを主要構成鉱物とする珪酸カルシウム水和
物成形体は、ゾノトライトの最も大きな特徴である耐熱
性を生かすと共に、高温で利用される場合の保温材、断
熱材、耐火被覆材として、主に建築業界で利用されてい
る。

従来、ゾノトライトを主要構成鉱物とする珪酸カルシウ
ム水和物成形体を製造する方法の主な手段としては、以
下に示す様な方法が採られていた。

イ）珪酸質原料、石灰質原料、水、及び必要に応じて添
加される繊維質物質等の添加材からなるスラリーを型に
流し込んで成形した後、オートクレーブ中でこれを水熱
反応させて成形体を得る方法。

（特公昭６ｌ−２５６７２） 口）珪酸質原料、石灰質原料、水、及び必要に応じて添
加される繊維質物質等の添加材からなるスラリーを温水
中で予備反応させる事により、ゲルを生成させ、次いで
、そのゲルを圧縮成形した後、オートクレーブ中でこれ
を水熱反応させて成形体を得る方法。

ハ）珪酸質原料、石灰質原料、水、及び必要に応じて添
加される繊維質物質等の添加材からなるスラリーをオー
トクレーブ中で撹拌しながらゾノトライトを水熱合成し
、その後、加圧成形と乾燥により成形体を得る方法。（
特公昭４５−２５７７１　）二）珪酸質原料、石灰質原
料、水、及び必要に応じて添加される繊維質物質等の添
加材からなる混合粉末に水を加える事の無いまま型枠内
に充填し、加圧せずに成形したものをオートクレーブ中
で水熱反応させて成形体を得る方法。（特公昭６ｌ−２
５６７２） がこれである。

以上に見られる如く、ゾノトライトを主要構成鉱物とす
る珪酸カルシウム成形体の製造に際しては、従来、生ケ
ーキの成形性が問題となって来る事から、軽量発泡コン
クリート（ＡＬＣ）と同様の製造方法でこれを製造する
事は行われて居なかった。

ｒ発明が解決しようとする課題」 前記の様なゾノトライト系の珪酸カルシウム成形体製造
方法に於いて、イ）及び口）に示した製造方法では、嵩
比重の高い成形体のみしか得られず、又、得られた成形
体を高温で加熱した場合の収縮率が従来の他の製造方法
によって得られたゾノトライト系の珪酸カルシウム成形
体よりも大きくなると共に、この成形体の大きな特徴で
ある耐熱性が低下してしまう為好ましくない。

又、この成形体は強度が低い為、何等かの補強を施さな
いと壁材や床材の様な用途を目的とした建材としては利
用する事が出来ず、一方、強度を上げる為には多量の繊
維質物質を混入する必要があって、製品の価格や製品の
耐火性といった面から問題を投げ掛けると共に、更に、
鉄筋等による補強策を採用した場合にはゾノトライト系
の珪酸カルシウム成形体自体の重量が増大して来る事に
なるので好ましくない。

一方、ハ）に示した製造方法では、水熱反応によって生
成したゾノトライト結晶の集合体が嵩高なものである為
に、嵩比重０．２程度の成形体しか得られず、繊維質物
質や鉄筋で補強したとしても壁材や床材として使用する
には強度が不足してしまう事から、建築用の材料として
は不向きである。

最後に、二）で示した製造方法は、ゾノトライトの生成
率を高める為に、長時間の養生処理を施さなければなら
ず、エネルギーコストの面から見て、決して有利な製造
方法であるとはいえず、又、原料をそれ程緻密に成形す
る事が出来ない為、十分な強度を得る事は困難であり、
先に述べたように緻密質物質や鉄筋を用いて補強をすれ
ば、総重量が重くなるばかりでなく、建築構造物に使用
する場合に於いては鉄筋の使用量が増加するので、製品
価格の上昇を招くと共に、施工性にも難点を生じる事に
なる。

本発明は前記の様に、従来技術に於ける問題点を解消し
、建築用の壁材や床材等に要求される材料強度を保持し
なからゾノトライトの生成率を高める事によって、耐熱
性の一段と優れたゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成
形体を経済的にも有利に入手する事を目的とするもので
ある。

ｒ問題を解決するための手段Ａ 本発明は、生石灰及び消石灰よりなる石灰質原料と、珪
石、珪砂等の珪酸質原料を主原料とし、原料のＣａ　Ｏ
／　Ｓ　ｉ　０２モル比が０．８〜１．１であり、生石
灰／消石灰の重量化が０．２５〜０゜５であるように混
合された混合物に、水を加えてスラリーとし、金属アル
ミニウム粉を添加して後型枠に鋳込み、発泡硬化させた
後、室温４０８Ｃ以上、相対湿度５０％以下の状態で５
〜１５時間の乾燥処理を施し、更に、１９０〜２４０℃
の温度域にて水蒸気養生する事により、ゾノトライト系
軽量珪酸カルシウム水和物成形体を製造する事を開示す
るものである。

ｒ作用」 本発明による、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和
物成形体の製造は上記の如くして行われるが、本発明に
於いて、珪酸カルシウム原料スラリーを蒸気処理する事
によって得られるゾノトライト系軽量珪酸カルシウムは
、生石灰及び消石灰よりなる石灰質原料と、珪石、珪砂
等の珪酸質原料をオートクレーブ中で水熱反応させる事
によって生成されるものであって、ゾノトライト結晶、
トバモライト結晶、及び、Ｃ３Ｈゲルと呼ばれる非晶質
物質によって構成されている。

従って、成形体の物性値は、上記のゾノトライト結晶、
トバモライト結晶、及び、Ｃ３Ｈゲルが夫々占める全体
への存在比率によって変化して来るものであって、特に
、耐熱性が要求される場合には、成形体中に占めるゾノ
トライト結晶の存在比率が３５％以上である事が肝要と
なる。

石灰質原料と珪酸質原料との混合物に於いて、原料中の
ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を０．８〜１゜１の範囲に規定
したのは、モル比が０．８未満では蒸気養生を高温度で
長時間処理してもゾノトライトの生成率が全体量の３５
％以上に達しないし、モル比が１．１を超えても、目標
とする生成率でのゾノトライト結晶を得る事が出来なく
なる為である。

また、石灰質原料の生石灰と消石灰の重量割合を０．２
５以上０，５以下と規定するのは、０゜２５未満である
と生ケーキの強度が余りに弱すぎる為であり、０．５を
超えると、生石灰の発熱作用によって生ケーキが壊れる
様になるからである。

更に、生ケーキの成形性を向上させる為に、乾燥処理を
施すが、この場合の生ケーキを保持する乾燥室の室温を
４０℃以上としたのは、４０゜Ｃ未満では十分な生ケー
キの乾燥が出来ない為であり、相対湿度を５０％以下と
規定したのは、相対湿度が５０％を超えると、生ケーキ
の乾燥速度が遅くなって、製品の生産性を阻害する様に
なる為である。

本発明にて、乾燥保持時間を５〜１５時間と規定したの
は、乾燥保持時間が５時間未満の場合にはケーキの硬化
度が不十分であり、１５時間を超えた場合にはケーキの
表面に亀裂や剥離等の現象が認められる様になると共に
、処理時間が長くなって不経済になる為である。

成形体を軽量化する為には、トバモライト系軽量コンク
リートの製造等で一般的に行われて来た様に、原料の混
合されたスラリーを型枠内に鋳込むに際して、スラリー
中にアルミニウム粉末を発泡剤として添加する事によっ
て、型枠内に鋳込んだ後にスラリーに発泡作用を与え、
成形体の嵩比重を０．３〜０．８の範囲に収めて、製品
の軽量化を図る事が出来る。

本発明に於いては、水蒸気養生処理を１９０〜２４０℃
にて施す様に規定しているが、水蒸気養生処理温度が１
９０℃未満になると養生時間が悪戯に長くなって、生産
性の面から問題を生じると共に、２４０℃を超えた温度
での養生処理ではオートクレーブ内の圧力が高くなり過
ぎてしまう為、設備面での所用経費に問題を生じる一方
、養生時間も極端に短縮する必要性がなく、投資効率が
かえって低くなってしまう為である。

本発明の実施により得られたゾノトライト系軽量珪酸カ
ルシウム水和物成形体に於いて、ゾノトライトの生成率
はゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体全量
の３５％以上となる様になっている事が好ましい。

ゾノトライトの生成率が３５％未満である場合には、ト
バモライトやＣ３Ｈの生成依存量が多くなり過ぎて、目
的とする７５０℃以上の高温処理に耐える事の出来る製
品を入手する事が困難になって来る為である。

ゾノトライトの生成率を測定する為には、製品から約３
０ｍｇの試料を採取し、室温から１０００℃迄を、２０
℃／　ｍ　ｉ　ｎの昇温速度で加熱しながら試料の減量
状態を測定し、以下に示す数式によりゾノトライトの生
成率を測定した。

この場合、採取試料の最初の重量をＭｍｇ、１０００℃
迄の加熱減量をＡｍｇ、７５０℃がら８００℃に於ける
加熱減量（ゾノトライトの分解による減量）をＢｍｇと
すると、ゾノトライトの生成率Ｙ％は以下の数式にて示
される。

（この頁以下余白） Ａ Ｙ　（％） ｘ　１００ ８ ７１８〜１８ ｒ実施例」 本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の実施に当っては、珪酸質原料及び石灰質原料と
して、Ｓ　ｉＯｚを９４．５重量％とＡｌ２Ｏ３を１．
３重量％含有する珪石と、ＣａＯを９６．９重量％含有
する生石灰と、ＣａＯを７２゜０重量％含有する消石灰
を使用し、これらの原料を第１表に示した夫々の混合割
合で混合し、更に、固体重量化にして７０％の水を加え
てスラリーとした後、原料乾量にして０．０７重置火の
アルミニウム粉末を添加したスラリーを、幅４００ｍｍ
、長さ４００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの鋳型に流し込み、
９時間の発泡硬化処理を施して得られた生ケーキに対し
て、２２０℃にて２４時間に亘る蒸気養生を施して得た
製品のゾノトライト生成率を測定した結果は、第１表に
示した如くであって、本発明の実施による試料Ｎｏ１〜
３は何れもゾノトライトの生成率４５％以上を示したの
に対し、Ｃａ　Ｏ／　Ｓ　ｚ　Ｏ２のモル比が規定を外
れた０、７と１．２を示した試料Ｎｏ７と試料Ｎｏ４は
、夫々、ゾノトライトの生成率が２８％と１８％を示す
に過ぎず、何れも耐熱性を満足させるに至らなかった。

又、ＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比が本発明の規定を満たし
て居るものの、生石灰と消石灰の重量化が０．２と本発
明の規定より小さい試ｎ　Ｎ　ｏ　６は発泡硬化後の生
ケーキの強度が十分でなく、反対に、Ｃａ　Ｏ／　Ｓ　
ｉ　Ｏ２のモル比が本発明の規定を満たして居るものの
、生石灰と消石灰の重量化が０．６と本発明の規定より
大きい試料Ｎ、ｏ５は発熱量が大きく、生ケーキを形成
する事が困難であった。　更に、第１表に試料Ｎｏ２と
して示された配合条件の生ケーキを用い、乾燥条件を各
種変化させて得た場合の生ケーキ乾燥硬化後の硬さと、
乾燥硬化後の生ケーキを２２０℃にて２４時間に亘って
蒸気養生して得た後の製品強度についてを測定した結果
は第２表に示された如くであり、本発明によった試料Ｎ
ｏ８〜１０については、十分な製品強度が得られたが、
相対湿度が６０％と規定値を超えた試料Ｎｏ１３とＮｏ
１４については、十分な製品強度が得られていない。

又、第１表に試料Ｎｏ３として示された配合条件の生ケ
ーキを用い、乾燥条件を各種変化させて得た場合の生ケ
ーキ乾燥硬化後の硬さと、乾燥硬化後の生ケーキを２２
０℃にて２４時間に亘って蒸気養生して得た後の製品強
度についてを測定した結果は第２表に示された如くであ
り、本発明によった試料Ｎｏ１ｌ〜１２については、十
分な製品強度が得られた。

以上の如く、本発明の実施による時は、耐熱性に優れた
建築用材として利用される、ゾノトライト系軽量珪酸カ
ルシウム水和物の成形体を容易に製造する事が出来る様
になった。

「発明の効果１ 本発明の製造方法による時は、製品を構成するゾノトラ
イトの生成率を大幅に向上させる事が可能となり、材料
強度と耐火度の何れもが高く、嵩比重も０．３〜０．８
と軽量で取扱いに優れた建築用材料を安定して供給する
ことが可能になり、建築業界に寄与するところ大なるも
のがある。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 生石灰及び消石灰よりなる石灰質原料と、珪石、珪砂等
   の珪酸質原料を主原料とし、原料のＣａＯ／ＳｉＯ＿２
   モル比が０．８〜１．１であり、生石灰／消石灰の重量
   化が０．２５〜０．５であるように混合された混合物に
   、水を加えてスラリーとし、金属アルミニウム粉を添加
   して後型枠に鋳込み、発泡硬化させた後、室温４０℃以
   上、相対湿度５０％以下の状態で５〜１５時間の乾燥処
   理を施し、更に、１９０〜２４０℃の温度域にて水蒸気
   養生する事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造方法。