JPH03237050A - 水硬性組成物及び高強度複合材料 - 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 本発明は高炉スラグ粉末を用し）た水硬・１生組成物及
び高強度複合材料に関する。更（こ詳しく（ま、建築材
料としての内装材や外装材、又は構造材料等に使用でき
る水硬性組成物及び高強度複合材料に関する。

従来の技術 高炉スラブ粉末は、銑鉄生産時に大量に副生ずる物質で
あり、その量は年間数千万トンにも達しており、これの
有効利用か種々検討されている。

そのうち高炉スラグ粉末の持つ潜在水硬性を利用した使
い方としてセメント（主として普通ポルトランドセメン
ト）に数％〜数１０％添加し高炉スラブセメントとして
利用する方法かあるが、これは高炉スラグを添加剤的に
使用する方法であり、高炉スラグ粉末自体を主成分とす
る材料はほとんど開発されていない。その理由は、高炉
スラグ粉末に水、及びアルカリ剤の添加、又は硫酸塩の
添加により潜在水硬性が発揮されて、徐々に硬化（水和
反応）が進行する事が知られているというものの、生成
した硬化体は非常に脆く、使用に耐えない為である。

発明か解決しようとする課題 近年この高炉スラク゛粉末の硬化体の強度特に曲げる強
度か弱いという点に着目してその改善法につき種々の検
討かなされているか、その曲げ強度は５０〜２４０ｋｇ
ｆ／ａ＋Ｉ’の値に留まっている（特開昭６１−２９１
４４３号及び特開平１−２８６９４６号公報）。また本
発明者等は、高炉スラグ粉末やクレー、及びタルク等の
無機材料を水溶性高分子と水、及びアルカリの存在下又
は非存在下て混練、成形した後、乾燥するたけて数１０
０ｋｇｆ／ｃｎｆ、好ましい条件下ては、１００１００
Ｏ／ｃｎｆ’もの曲げ強度を有する硬化体が得られる事
を見出し既に特許出願しているか、この様な硬化体は水
和反応を起こしていない為か、水や湿気に弱く、高湿度
下では強度が極端に低下するとか、水に浸漬すると表面
から溶は出す、という問題点を有していた。

課題を解決する為の手段 本発明者等は、上記した課題、即ち高炉スラグ粉末を主
体とした、高強度を有する硬化体であって、尚且つ耐水
性の良好なものを得るへく鋭意検討した結果、本発明に
至った。

即ち、本発明は １、高炉スラグ粉末、水溶性高分子及びアルカリ性物質
を含有する水硬性組成物 ２、微粒子骨材を含有する前記第１項に記載の水硬性組
成物 ３、高炉スラグ粉末、水溶性高分子化合物、アルカリ性
物質及び水からなる組成物を混練、成形した後、温潤養
生してなる高強度複合材料４、高炉スラブ粉末、水溶性
高分子化合物、アルカリ性物質、微粒子骨材及び水から
なる組成物を混練、成形した後、湿潤養生してなる高強
度複合材料 ５、水溶性高分子化合物が分子中にカルボキシル基及び
／又はカルボン酸塩基及び／又はアマイド基を有する水
溶性高分子である前記第３項又は第４項に記載の高強度
複合材料 ６、分子中にカルボキシル基及び／又はカルボン酸塩基
及び／又はアマイド基を有する水溶性高分子がポリ（メ
タ）アクリル酸塩、カルボキシル＝　４ メチルセルロース、ポリ（メタ）アクリルアマイド、又
はアクリル酸と（メタ）アクリルアマイドとの共重合体
である前記第６項に記載の高強度複合材料。

７、水溶性高分子かポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム
である前記第５項に記載の高強度複合材料 ８、微粒子骨材が平均粒径１００μｍ以下の微粒子骨材
である前記第４項に記載の高強度複合材料９、平均粒径
１００μｍ以下の微粒子骨材がシリカフニームである前
記第８項に記載の高強度複合材料 を提供する。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず本発明に於いて高炉スラグ粉末とは溶鉱炉で銑鉄と
同時に生成する溶融スラグを水、又は空気等によって急
冷して得られるガラス質の物質を粉砕、乾燥したもので
あり、−膜内にはブレーン値２０００ｃｎｌ’　／ｇ以
上の比表面積を持つものか使用できる。またブレーン値
が４０００ｃＪ　／ｇ以下の比較的粗い高炉スラグ粉末
と、ブレーン値か５０００ｃｎｌ’／ｇ以上の細かい高
炉スラグ粉末を併用する事もできる。

使用する水溶性高分子に関しては特に制限は無いが、短
時間に混練系に均一に、且つ迅速に溶解するのが好まし
いので微粒子であることが好ましい。水溶性高分子とし
ては例えば、以下に記す高分子か使用出来る。

（１）分子中にカルボキシル基及び／又はアマイド基を
有する水溶性高分子類又はそれらの塩α−ヒドロキシー
ポリアクリル酸ナトリウム及び以下のモノマーを原料と
するホモポリマー又はコポリマー類又はそれらの塩 アクリルアマイド、Ｎ、　Ｎ−ジメチルアクリルアマイ
ド、Ｎ−メチルアクリルアマイド等の（メタ）アクリル
アマイド系モノマー；（メタ）アクリル酸、（メタ）ア
クリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸カリウム、（
メタ）アクリル酸リチウム２−ヒドロキシエチル（又は
プロピル）（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル
酸系モノマー；Ｎビニールピロリドン、ビニールメチル
エーテル、スチレンスルホン酸（又は、これのナトリウ
ム又はカリウム塩）等のビニール系モノマー。

ポリ（メタ）アクリルアマイドの部分加水分解物。

（２）セルロース誘導体 ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース （３）ポリ酢酸ビニル誘導体 部分加水分解ポリ酢酸ビニール、カチオン化ポリ酢酸ビ
ニール、アニオン化ポリ酢酸ビニール （４）可溶性澱粉 （５）ポリエチレンオキサイド （６）（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸
エチル（メタ）アクリル酸プロピル等の（メタ）アクリ
ル酸エステル、スチレン、エチレン、プロピレン等と上
記水溶性モノマ　８ −との共重合物 これらのうち特に好ましい例としてはポリ（メタ）アク
リル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸カリウム、
ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ　（メタ）アクリル
アミドの部分加水分解物又はその塩（メタ）アクリル酸
ナトリウムと（メタ）アクリルアミドの共重合物、（メ
タ）アクリル酸カリウムと（メタ）アクリルアミドの共
重合物、カルボキシルメチルセルロール等が挙げられる
。これらポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、（メタ）
アクリルアミドと（メタ）アクリル酸塩との共重合物の
好ましい分子量は１００００以上である。

これら水溶性高分子の使用量は高炉スラグ粉末に対して
通常重量比で１〜１５％、好ましくは２〜１０％である
。水溶性高分子の使用量か１％以下であると、混合物が
混練できないか、又は混練できたとしても後工程での成
形加工性が悪くなる傾向がある。又１５％以上用いても
得られる本発明の複合材料の曲げ強度、耐水性に与える
効果は、大きく変わらず、経済的に不利である。

アルカリ性物質としては、水に溶解しアルカリ性を発揮
するものか制限無く使用できる。例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属
の水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチ
ウム等のアルカリ金属の炭酸塩；重炭酸ナトリウム、重
炭酸カリウム、重炭酸リチウム等のアルカリ金属の重炭
酸塩；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアル
カリ土類金属の水酸化物；酸化カルシウム、酸化マグネ
シウム等のアルカリ土類金属の酸化物、及びポルトラン
ドセメント、ポルトランドセメントクリンカ−、ピロ燐
酸カリウム、ピロ燐酸ナトリウム、燐酸二カリウム、燐
酸三カリウム、燐酸三ナトリウム、メタ珪酸カリウム、
メタ珪酸ナトリウム等である。これらのうち水酸化ナト
リウム、炭酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、ポルト
ランドセメントクリンカ−等か好ましい例としてあげら
れる。これらアクリル性物質の高炉スラグ粉末−〇　− ０ に対する使用量は、アルカリ性物質のアルカリ性の強さ
、及び使用する水の量に依って異なるが、概ね０．１〜
５％であり、好ましくは０．２〜３％（重量比）である
。アルカリ性物質の使用量が０．２〜３％（重量比）で
ある。アルカリ性物質の使用量か０．１％以下であると
混練−成形体か湿潤養生に依って硬化しないか、又は硬
化したとしても湿潤養生（硬化）に長時間を要し、工業
的に不利になる。又アルカリ性物質の使用量か５％以上
であると、硬化か速すぎて、混練−成形工程中に硬化か
始まる恐れが出てくる。この様に本発明においてはアル
カリ性物質の添加量が極めて少ない量であっても高炉ス
ラグ粉末か硬化するという特徴がある。

次に本発明において好ましい実施態様においては微粒子
骨材を使用して組成物を調製する。微粒子骨材の具体例
としてはシリカフニーム、フライアッシュ、珪砂、珪砂
粉、珪石粉、クレー　タルク、カオリン、炭酸カルシウ
ム、チタニア、ジルコニア、アルミナ等か挙げられる。

これらの微粒子骨材は、本発明の高強度複合材料に於い
て、空隙の充填剤的な働きをなすものであり、その使用
の有無は、混練体の成形時の作業性の向上及び硬化体の
乾燥による収縮の低減に大きな影響を及ぼすが、その理
由についての詳細は明らかでない。

これらのうち特に好ましい例としてはシリカフユムか挙
げられる。又これら微粒子骨材は平均粒径１００μｍ以
下のものが好ましい。平均粒径は、通常可能なかぎり微
粒子である事か望ましい。

これらの微粒子骨材は高炉スラグ粉末に対して通常２〜
５０％、より好ましくは５〜３０％（重量比）の割合で
必要に応して使用される。

本発明の水硬性組成物は高炉スラグ、水溶性高分子及び
アルカリ性物質及びより好ましい実施態様においては微
粒子骨材を混合することによって得ることか出来る。こ
の場合必要により粉砕しながら混合してもよい。

本発明の高強度複合材料を得るにあたっての水の使用量
は、使用する水溶性高分子の量、及びアルカリ性物質の
種類と量に依って異なり、混合物１ か良好な混練性を示す様に決めなければならないが、概
ね高炉スラグ粉末に対して５〜３０％、好ましくは１０
〜２０％（重量比）である。

本発明の水硬性組成物及び高強度複合材料においては成
型、硬化後の硬化体の靭性向上を目的としてガラスファ
イバー、カーボンファイバー、ビニロンファイバー等の
繊維状物質を添加することも出来る。又コスト低減、−
層の強度向上のため砕石、粋岩等の粗骨材を加えたり、
混練、成型工程で充分な作業時間を確保する目的で硬化
遅延剤を加えたりすることも出来る。

硬化遅延剤としてはグルコン酸、酒石酸、マロン酸、コ
ハク酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、蟻酸、酢酸
等のナトリウム塩又はカリウム塩ブドウ糖、果糖、ショ
糖、麦芽糖、乳糖等の糖類等が使用しうる。

次に本発明の高強度複合材料の一般的な製造法の説明を
行う。本発明では、高炉スラグ粉末、水溶性高分子、ア
ルカリ性物質（アルカリ性物質は水に溶解し、粉体成分
を予め混合したのちに加え２ るのか好ましい）更に所望により微粒子骨材からなる混
合物を調製し、これをオムニミキサー　（千代田技研工
業（株）製）の様な揺動型ミキサー、ニーダ−ルーダ−
型ミキサー、プラネタリ−ミキサー等に入れ、粉状で混
合する。次にこの混合物に所定量の水又はアルカリ性物
質を溶解した水を添加し、更に混合（粗混練〉を行う。

次いで混練に移るが混練は粗混練物に強い剪断力を与え
られる機器を用いることか好ましい。例えばロールニー
ダ−、バンバリーミキサ−１湿式バンバリーミキサー　
ミキシングロール、クネットマシーン、バッグミル、ス
クリュー押し出し機、ニーダールダー等が用いられ、こ
れらにより混練物が粘土状を呈するまで混練を行う。

成形機に関しても特に制限は無く、カレンダロール、（
低〜高）圧プレス、（真空）押し出し成形機等が一般に
使用される。特に、減圧下で成形出来る方法を採用する
と、より大きい曲げ強度を有し、且つ曲げ強度のバラツ
キの少ない硬化体が得られるので好ましい。成形後、湿
潤養生に移る。

３ ４ 湿潤養生は、少なくとも混練−成形体中の水分か蒸発し
ない、高湿潤雰囲気下で行うことが必要である。−膜内
には相対湿度８０％以上、好ましくは９０％以上の雰囲
気下で、又は水分を通さない容器や袋等に成形体を入れ
る方法、もしくはプラチック板や金属板に成形体を挟む
方法等により成形体中の水分の蒸発か防止されるような
方法で湿潤養生を行う。又湿潤養生初期の成形体を水に
浸漬して水中で養生を行うこともてきる。本発明に於い
ては、湿潤養生温度か高い程、混練−成形体の硬化が速
い傾向にあるか、一般には室温〜１００°Ｃの温度か用
いられる。又水蒸気を用いて１００°Ｃ以上の温度でオ
ートクレーブ養生を行っても良い。

湿潤養生の時間は、使用するアルカリ性物質の種類の量
、及び湿潤養生条件に依って大きく左右されるか、概ね
１時間〜３日間である。

湿潤養生後の成形体（硬化体）は水を含んでいるので、
この様な硬化体は乾燥して用いることか好ましく、乾燥
温度は通常室温乃至１００’Ｃの温度か自由に選択出来
るか高温で乾燥するより室温に近い温度で徐々に時間を
かけて乾燥するのか好ましい。

この様にして得られた本発明の、高炉スラグ粉末を主成
分とする高強度複合材料は、従来の技術では得られなか
った、大きな曲げ強度を有しており、しかも耐水性に於
いても極めて優れた性能、即ち２４時間水浸漬後の湿潤
状態においても曲げ強度１００ｋｇ　ｆ／ｃＩＩｒ以上
、好ましい条件下では数１００ｋｇｆ／ｃｎｒの強度を
有し、且つ吸水による寸法変化も殆ど見られない。

実施例 次に実施例に従って、更に本発明を更に具体的に説明す
るが、本発明かこれに限定されるべきてないことは、言
うまでもない。尚、実施例に於いて、部は重量部を示す
。

実施例１ 高炉スラグ粉末（日本鋼管練製、ＮＫＫフイネスト４０
（ブレーン値、４０００ｃｎｒ　／ｇ）　１００部とポ
リアクリル酸ナトリウム（日本化薬■製パナカヤクーＢ
）５部を揺動型混合器（オムニミキサー、千代田技研工
業■製）に入れ粉体混合しポリエチレン製の袋に移した
。次に水酸化ナトリウム０．３部を、水１４部に溶解し
た水溶液を、上記で混合した粉体に添加し、袋の外から
軽く揉み、粗混練物を得た。

次いてこの粗混練物につき二本ロールニーダ−（（有）
協栄鉄工製）にて、４分間高剪断力下に混練し、ドウを
得た。このものは粘土状であり、このドウを二本ロール
プレス（（有）佐用製作所製）で厚さ約４＋ｒｕｎの板
状成型物に戒心した。この成形体をポリエチレン製の袋
に入れ、袋の口に完全にシールし、８０’Ｃの恒温器に
入れ、２４時間養生した。このような湿潤養生を施した
後は、成形体は硬く硬化していた（本発明の高強度複合
材料）。

これをポリエチレン製の袋から取り出し、回転式ダイヤ
モンドカッター（日立工機■製）にて幅１．５ｃｍ、長
さ７．５ｃｍの板状に切断し、曲げ特性測定用のサンプ
ルとした。この様にして得た含水状態のサンプルについ
てテンシロン（■オリエンチック製：　ｔＪＴＭ−２５
００）を用いて、室温で曲げ速度１ｍｍ／分、スパン間
６ｃｍの条件で曲げ物性の測定を行った。

曲げ強度　　　５８０Ｋｇｆ／ｃｎｒ 曲げ弾性率　　２．２７　Ｘ　１０５Ｋｇｆ／ａｄ尚、
これらの硬化体は、水に濡らして表面を、擦っても、水
に１日浸漬しても、溶は出したり大きく変形する様なこ
とはなかった。

実施例２ 実施例１に於いて水酸化ナトリウム０．３部を炭酸ナト
リウム（無水）０．５部にかえる以外は実施例１と同様
にして本発明の高強度複合材料をえた。

実施例１に於けるのと同様にして曲げ物性を測定し、次
の結果を得た。

曲げ強度　　　４１３Ｋｇｆ／ｃｎｆ 曲げ弾性率　　２．１２Ｘ　１０５Ｋｇｆ／ｃｎ？値、
４０００ｃｎｒ／ｇ、日本鋼管練製）１００部とポリア
クリル酸ナトリウム（パナカヤクＢ、日本化薬味製）５
部を前記の揺動型混合器に入れ混合した後、得られた粉
状混合物をポリエチレン製の袋に移しかえた。別途珪酸
ナトリウム（９水塩）２部を１４＝１８ ７ 部に溶解した水溶液を前記の粉状混合物に加え、袋の外
から軽く揉み粗混練物を得た。次いてこの粗混練物を二
本ロールニーダ−にかけて４分間高剪断力下に混練して
、粘土状の混練物を得た。これにつき二本ロールプレス
を用いて厚さ４ｍｍの板状成型物を調製した。この成型
物をポリエチレン製の袋に入れ、袋中の空気を除いた後
、袋をシールして８０°Ｃの恒温器で１２時間養生して
硬化体として本発明の高強度複合材料を得た。次いで２
５°Ｃ１３０％相対湿度の雰囲気中に１週間放置して乾
燥し乾燥状態の高度複合材料を得た。

養生直後、乾燥後および乾燥後２５°Ｃの純水中に２４
時間放置した後の各々のザンプルにつき、実施例１に述
べたのと同様にして曲げ物性を測定し次の結果を得た。

養生直後の曲げ物性 曲げ強度　　　２７３Ｋｇｆ／ｃｕｒ 曲げ弾性率　　１．０１　Ｘ　ｌｏ５Ｋｇｆ／ｃｎｆ乾
燥後の曲げ物性 曲げ強度　　　５４２Ｋｇｆ／ｃｒｒｒ曲げ弾性率　　
１．８１　Ｘ　ＩＯＪ（ｇｆ／ｃｎｆ純水に浸漬後の曲
げ物性 曲げ強度　　　１９５Ｋｇｆ／ｃｎｆ 曲げ弾性率　　０．９５Ｘ　１０５Ｋｇｆ／ｃ％実施例
４〜６ ブレーン値が、３２１ｏ、４０００．６０７０ｃ信／ｇ
と異なる３種類の高炉スラグ粉末（新日鉄化学＠）製、
エスメント）それぞれ１００部に対しポリアクリル酸ナ
トリウム（日本化薬（４り製：パナヵヤク−Ｂ）７部を
添加し、アルカリ物質として炭酸ナトリウｌえ（無水）
を２部、水量を１３．１４．１５部使用し、湿潤条件を
８０°Ｃ，１時間とした他は実施例１と同様の操作を行
い、 ４　　　　　　　　　３２１０　　　　　　　　　　　
　１３５　　　　　　　　４０００　　　　　　　　　
　　　１４６　　　　　　　　　６０７０　　　　　　
　　　　　　　１５それぞれ本発明の高強度複合材料を
えた。これらの高強度複合材料は水に濡らして表面を擦
っても、水に１日浸漬しても、溶は出したり大きく変形
する様なことはなかった。

９ ０ これらの高強度複合材料について実施例１におけるのと
同様にして曲げ物性を測定し次の結果を得た。

４　　　　　　　　　２９７　　　　　　　　　　　　
　１、８２５　　　　　　　　　２７２　　　　　　　
　　　　　　１、８２６　　　　　　　　　２２３　　
　　　　　　　　　　　１．５０実施例７〜１０ 高炉スラグ粉末として、ブレーン値３２１０ｃｉ／ｇ（
新日鉄化学■製、エスメント）のものとブレーン値１２
０００　ｃｎｆ、／ｇ（ＮＫＫ■製、フィネスト１２０
）下記した比率で配合したポリアクリル酸ナトリウムと
してパナカヤクーＢ（日本化薬味製）を５部、アルカリ
物質として水酸化ナトリウムを０．６部、水１３部、及
び湿潤養生を恒温恒温器中で６０　’Ｃ１９５％（相対
湿度）で２４時間行った他は実施例１と同様の操作を行
い、本発明の高強度複合材料（硬化体）をえた。

実施例　　　高炉スラグ粉末の混合比 ３２１０ｃｎｆ　／ｇ　　：　　１２００Ｏａ＆　／ｇ
７　　　　　９５　　　・　　５ ８　　　　　　９０：１０ ９　　　　　　８０：２０ １０　　　　　　６０：４０ 尚、これらの硬化体は、水に濡らして表面を擦っても、
水に１日浸漬しても、溶は出したり、大きく変形する様
なことはなかった。

これらの高強度複合材料について実施例１におけるのと
同様にして曲げ物性を測定し次の結果を得た。

７　　　　　　　　　　２８８　　　　　　　　　　　
　　２、２３８　　　　　　　　　　２７４　　　　　
　　　　　　　　２、２８９　　　　　　　　　　２４
０　　　　　　　　　　　　２、２０１０　　　　　　
　　　３６１　　　　　　　　　　　　２、２７実施例
１１〜１３ ブレーン値４０００ｃｎｒ／ｇの高炉スラグ粉末（日本
鋼管■製、ＮＫＫフィネスト）１００部に対して、ポリ
１ ２− アクリル酸ナトリウｊ、としてパナカヤクーＢ（日本化
薬■製）をそれぞれ７部、５部、３部を添加しアルカリ
性物質としてメタ珪酸ナトリウム（９水塩）を２部、水
を下記に示される量使用した他は実施例１と同様の操作
を行い、本発明の高度複合材料（硬化体）を得た。

８ｍ例　　、：”１てれよ弊□、お、水写茄ψ１１１　
　　　　　７　　　　　　　　　１３１２　　　　　　
５　　　　　　　　　１３］、、　３　　　　　　３　
　　　　　　　　１３尚、これらの硬化体は、水に濡ら
して表面を擦っても、水に１日浸漬しても、溶は出した
り大きく変形する様なことはなかった。

これらの高強度複合材料について実施例１におけるのと
同様にして曲げ物性を測定し次の結果を得た。

１１　　　　　　　　　　３５５ １２　　　　　　　　　　３３１ １３　　　　　　　　　２９１ ２．２５ ２．３１ ２．３８ 実施例１４〜１５ アルカリ性物質として、水酸化ナトリウム１．０部（実
施例１４）２．０部（実施例１５）を用い、成形体を９
０°Ｃ１９０％の恒温恒湿器（＠）カドー製）に入れ、
４８時間湿潤養生した他は実施例１と同様の処理をし、
硬化体を得た。得られた硬化体の曲げ物性値を以下に示
す。

１４　　　　　　　１．０　　　　　　　５３０　　　
　　　　２．４３１５　　　　　　　２．０　　　　　
　　５１０　　　　　　　２．６５尚、これらの硬化体
を水に１日浸漬しても、溶は出したり変形することはな
く、また水に７日間浸漬した後の曲げ物性は以下の通り
で、耐水性も非常に良好であった。

実施例　　　曲げ□５　　　　　費ｉｆＯ配訝うｄｇｆ １４　　　　　　　　　４２０　　　　　　　　　　　
　２、３７１５　　　　　　　　　４００　　　　　　
　　　　　　　２、５２実施例１６〜１７ ポリアクリル酸塩として、ポリアクリル酸カリウ１、を
３部（実施例１６）　、５部（実施例１７）用いアルカ
リ性物質として、水酸化カリウムを１．０部用いた他は
実施例１４と同様の処理をし、硬化体を得た。得られた
硬化体の曲げ物性値を以下に示す。尚、ポリアクリル酸
カリウムは、濃度；３５％、ｐＨ；１０、のモノマー水
溶液を、過硫酸カリウドを重合開始剤として常法により
合成した。得られたポリマーの極限粘度〔η〕は０，６
９であり、他の実施例で使用したポリアクリル酸ナトリ
ウム０．７２と同等の値であった。

１６　　　　　　　　３　　　　　　　　４９０　　　
　　　　２、３５１７　　　　　　　　　５　　　　　
　　　４２０　　　　　　　２．４２尚、これらの硬化
体を水に１日浸漬しても、溶は出したり変形することは
なく、また水に７日間浸漬した後の曲げ物性は以下の通
りで、耐水性も非常に良好であった。

実施例　　　曲げ□烏　　　　　費’Ｌ’Ｏ’Ｋ　３　
’ｊ’。ｄｇｆ １６　　　　　　　　　３７５　　　　　　　　　　　
　　２．２３１７　　　　　　　　　３６０　　　　　
　　　　　　　　２、２９実施例１８〜２１ 高炉スラグ粉末（日本鋼管■製、　ＮＫＫフィネスト４
０）９０部、シリカフニーム（平均粒径０．１４μｍ）
１０部、ポリアクリル酸ナトリウム（日本化薬■製；パ
ナカヤクーＢ）５部、水酸化ナトリウム０．２５部、水
１４部からなる混合物をロールニーダ−にて高剪断力下
に４分間混練した。練り上がったものは粘度状であり、
これを真空押し出し機（本田鉄工■製、ＨＤＥ−２型）
にて、減圧下に幅１０ｃｍ、厚さ４ｍｍの板状に押し出
し成形した。次いで、この成形物を長さ８　ａｍに切断
した。このようにして得られた成形物につき５０°Ｃ１
９５％の恒温恒温器中で４時間（実施例１８）、８時間
（実施例１９）　、２０時間（実施例２０）、４０時間
（実施例２１）湿潤養生を施した。次いで８０’Ｃの恒
温恒温器中で８時間乾燥してそれぞれ本発明の複合材料
を得た。

これらの複合材料から、幅１．５ｃｍ、長さ７．５ｃｍ
６ ５ の曲げ物性測定用サンプルを作成し、浸漬処理（２５°
Ｃの純水中に２４時間浸漬）前後のサンプルについて曲
げ物性を測定した。尚、曲げ物性の測定はテンシロン（
■オリエンチック製、ｔＪＴＭ−２５００）を用い、ス
パン間６ｃｍ、曲げ速度１　ｍｍ／分の条件で行った。

結果を次に示す。

尚、本実施例で使用した高炉スラグ粉末の分析値は、次
の通りであった。

５ｉ０２３４．１　％、　　Ａｌ２Ｏ３１４，２％Ｆｅ
２Ｏ３０，６％、　　ＣａＯ４２，２％ＭｇＯ６，４％ ○浸漬処理前 謹翫５ 実施例１８　　　　９９０ 実施例１９　　　　９８０ 実施例２０　　　　９１２ 実施例２１　　　　９２４ 誹配詩う。ｄ ２．６６ ２．６１ ２．５５ ２．７１ ○浸漬処理後 曲げ□５　　　　空１も１゛ｌ（き九。、１＜ｇｆ 実施例１８　　　　２０３　　　　　　０゜５７実施例
１９　　　　２７３　　　　　　１．０１実施例２０　
　　　３５３　　　　　　１．４］実施例２１　　　　
４４０　　　　　　１．７１実施例２２〜２４ 水溶性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞ
れ７部（実施例２２）、５部（実施例２３）、３部（実
施例２４）、水を１３部、アルカリ性物質として水酸化
ナトリウムを０．６部それぞれ使用した以外は実施例１
８〜２１と同じ材料を用いて実施例１８〜２１と同様に
混練し、２本ロールプレスにて、それぞれ厚さ４ｎ＋ｍ
の板状成形物を得た。それらの成形物をビニール袋にい
れ、袋の口を完全にシールした後、８０°Ｃの恒温器中
で２０時間養生した。

次いで８０°Ｃで８時間乾燥して本発明の複合月料を得
た。此の拐料について実施例１８〜２１におけるのと同
様にして曲げ物性を測定した。

その結果は次の通りであった。

○浸漬処理前 知知　　費１も関〜 実施例２２　　　　５８５　　　　　　２．３゜実施例
２３　　　　６４９　　　　　　２．１２実施例２４　
　　　５４５　　　　　　２．２００浸漬処理後 一月　　邦醋九 実施例２２　　　　３２７　　　　　　１．７５実施例
２３　　　　３６２　　　　　　２．２１実施例２４　
　　　３０５　　　　　　２．２２実施例２５〜２７ 高炉スラグ粉末を９５部、シリカフニームを５部、水溶
性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムを５部、アル
カリ性物質としてメタ珪酸ナトリウム（９水塩）を１部
（実施例２５）　、２部（実施例２６）、４部（実施例
２７部）を用いた他は、実施例２２〜２４と同様にして
本発明の複合材料を得た。これについて実施例１８〜２
】におけるのと同様にして曲げ物性の測定を行い次の結
果を得た。

○浸漬処理前 曲げ夢島　　　　曹１ｆＯ琢詩τ。ｄ ｇｆ 実施例２５　　　　４２３　　　　　　２．６２実施例
２６　　　　７８２　　　　　　２．６６実施例２７　
　　　５３５　　　　　　１．８６０浸漬処理後 曲げｑｒ５　　　　　費；ｆ、　′Ｐ７に３’ｊ。

ｇｆ 実施例２５　　　　２４１　　　　　　１．９８実施例
２６　　　　４７８　　　　　　２．］、３実施例２７
　　　　３６９　　　　　　１．８６実施例２８〜３０ 水溶性高分子としてヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス（信越化学工業■製、ＥＭＩ”Ｈ）　（、実施例２８
）、部分加水分解性ポリ酢酸ビニール（日本合成化学工
業■製、ＫＨ−１７）　（実施例２９）、カルボキシメ
チルセルロース（ダイセル化学工業銖）製、ＣＭＣ−２
１７０）　　（実施例３０）をそれぞれ７部、アルカリ
性物質として水酸化ナトリウム０．６部（実施例２８、
実施例２９）、炭酸ナトリウム（無水）１部（実施例３
０）、水を１４部用いた他は、実施例２５〜９ ０ ２７と同様にして本発明の複合材料を得た。これについ
て実施例１８〜２１におけるのと同様にして曲げ物性の
測定を行い、次の結果を得た。

○浸漬処理前 実施例２８　　　　４５２　　　　　　１゜７４実施例
２９　　　　２８０　　　　　　１．９５実施例３０　
　　　３１１　　　　　　２．０１０浸漬処理後 実施例２８　　　　２３０　　　　　　１．８５実施例
２９　　　　１，０２　　　　　　０．１２実施例３０
　　、　　１３６　　　　　　１．５７実施例３１〜３
４ 平均粒径１００μｍ以下の微粒子骨材として、珪石粉（
平均粒径、２１μｍ）　（実施例３１）、クレー（平均
粒径、１２μｍ）　（実施例３２）、炭酸カルシウム（
平均粒径、３．５μｍ）　（実施例３３）、チタニア（
平均粒径、０．３μｍ）　（実施例３４）を、又アルカ
リ性物質を下記に示される量用いる他は実施例２５〜２
７と同様にして本発明の複合材料を得た。これについて
実施例１８〜２１におけるのと同様にして曲げ物性の測
定を行い次に示される結果を得た。

実施例３１ 実施例３２ 実施例３３ 実施例３４ 珪石粉 ０ クレー 炭酸カルシュ ム　　　　　　１０ チタニア ０ 水酸化ナトリウ ム　　　　　　　０．６ 水酸化ナトリウ ム　　　　　　　０．６ 水酸化ナトリウ ム　　　　　　　０．６ メタ珪酸ナトリ ラム　　　２０ 曲げ物性試験 ○浸漬処理前 実施例３１ 実施例３２ 実施例３３ 実施例３４ ４８ ７０ ４０ ２８ １．９１ １．７８ １．９３ １．８７ ○浸漬処理後 実施例３１　　　　１５１　　　　　　１．０８実施例
３２　　　　１６２　　　　　　１．０３実施例３３　
　　　１４０　　　　　　１．００実施例３４　　　　
１７３　　　　　　１．０８実施例３５〜３６ 水溶性高分子として、ポリアクリル酸ナトリウム（実施
例３５）とポリアクリル酸カリウム（実施例３６）をそ
れぞれ５部、アルカリ性物質として水酸化ナトリウム（
実施例３５）の水酸化カリウム（実施例３６）をそれぞ
れ１．０部用い、９０°Ｃ１９０％の恒温恒湿器で４８
時間湿潤養生した他は実施例１８〜２１と同様の操作を
し、本発明の高強度複合材料を得た。これらの高強度複
合材料の湿潤養生後、乾燥−水浸漬前、水１日浸漬後の
曲げ物性を以下に記す。尚、ポリアクリル酸カリウムは
、濃度３５％、ｐＨ；１０のモノマー水溶液を、過硫酸
カリウムを重合開始剤として、常法により合成′した。

得られたポリアクリル酸カリウムの極限粘度〔η〕は０
．６９であり、他の実施例で使用したポリアクリル酸ナ
トリウムの０．７２と同等の値であり、分子量的にも同
等であった。

○養生後 ５ ６ ０乾燥−水浸漬前 １５ ９０ ３．３７ ３．４２ ３５　　　　　　　　１０５５　　　　　　　　　　　
３．６２３６　　　　　　　　　９９０　　　　　　　
　　　　３、６６０水浸漬後 ３５　　　　　　　　　９８０　　　　　　　　　　　
３、５８３６　　　　　　　　　９５５　　　　　　　
　　　　３、６０実施例３７〜３８ 水溶性高分子としてポリアクリルマイト（日本化薬■製
；カヤフロックＮ−１００）（実施例３７）とアクリル
酸ナトリウムとアクリルアマイド（日本３ ＝　３４− 化薬味製：カヤフロックＡ−２７５）（実施例３８）を
それぞれ３部、アルカリ性物質として水酸化ナトリウム
を２．０部、水をそれぞれ１３部（実施例３７）と１２
部（実施例３８）用い、９０°Ｃ１９０％の恒温恒温器
中で２４時間湿潤養生した他は実施例３５〜３６と同様
の操作をし、本発明の高強度複合材料を得た。

これら高強度複合材料の湿潤養生後、乾燥−水浸漬前、
水１日浸漬後の曲げ物性を以下に記す。

○養生後 ３７　　　　　　　　　５５５　　　　　　　　　　　
３、３４３８　　　　　　　　　５２０　　　　　　　
　　　　３、２５０乾燥−水浸漬前 実施例３９ 水溶性高分子としてカルボキシメチルセルロース（第一
工業製薬■製；セロゲンＢＳＨ−１２）を３部、アルカ
リ性物質として水酸化ナトリウムを１．５部、水を２０
部用い、９０　’Ｃ１９０％の恒温恒温器中で４８時間
湿潤養生した他は実施例３５〜３６と同様の操作をし、
本発明の高強度複合材料を得た。これら高強度複合材料
の湿潤養生後、乾燥−水浸漬前、水１日浸漬後の曲げ物
性を以下に記す。

○養生後 ３９　　　　　　　　　３９０　　　　　　　　　　　
１、８７０乾燥−水浸漬前 ３７　　　　　　　　８００　　　　　　　　　　３、
４０３８　　　　　　　　　７３０　　　　　　　　　
　　３、３００水浸漬後 ９ ０水浸漬後 ４０ ２．２６ ３７　　　　　　　　　７１５　　　　　　　　　　　
３、３８３８　　　　　　　　　６８０　　　　　　　
　　　　３、２７実施例４０ 高炉スラグ粉末（新日鉄化学■製、エスメント（ブレー
ン値、４０００ｃｎ？／ｇ））１００部とポリアクリル
酸ナトリウム（日本化薬味型；パナカヤクーＢ）５部及
び無水メタ珪酸ナトリウム（日本化学工業■製）２部を
揺動型混合器（オムニミキサー、千代田技研工業■製）
に入れ、粉体混合し、本発明の水硬性組成物を得た。

実施例４１ 高炉スラグ粉末９０部とポリアクリル酸ナトリウム７部
、シリカフニーム（日本重化学工業■製）１０部、粉状
水酸化ナトリウム１．５部を用いた他は実施例４０と同
様の操作をし、本発明の水硬性組成物を得た。

発明の効果 安価な高炉スラグ粉末を用いて高い曲げ強度を有し、耐
水性にすぐれた高強度複合材料を得ることか出来た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高炉スラグ粉末、水溶性高分子及びアルカリ性物質
   を含有する水硬性組成物 ２、微粒子骨材を含有する特許請求の範囲第１項に記載
   の水硬性組成物 ３、高炉スラグ粉末、水溶性高分子化合物、アルカリ性
   物質及び水からなる組成物を混練、成形した後、湿潤養
   生してなる高強度複合材料 ４、高炉スラグ粉末、水溶性高分子化合物、アルカリ性
   物質、微粒子骨材及び水からなる組成物を混練、成形し
   た後、湿潤養生してなる高強度複合材料 ５、水溶性高分子化合物が分子中にカルボキシル基及び
   ／又はアマイド基を有する水溶性高分子である特許請求
   の範囲第３項又は第４項に記載の高強度複合材料 ６、分子中にカルボキシル基及び／又はカルボン酸塩基
   及び／又はアマイド基を有する水溶性高分子がポリ（メ
   タ）アクリル酸塩、カルボキシルメチルセルロール、ポ
   リ（メタ）アクリルアマイド、又はアクリル酸塩と（メ
   タ）アクリルアマイドとの共重合体である特許請求の範
   囲第５項に記載の高強度複合材料 ７、水溶性高分子がポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム
   である特許請求の範囲第６項に記載の高強度複合材料 ８、微粒子骨材が平均粒径１００μｍ以下の微粒子骨材
   である特許請求の範囲第４項に記載の高強度複合材料 ９、平均粒径１００μｍ以下の微粒子骨材がシリカフュ
   ームである特許請求の範囲第８項に記載の高強度複合材
   料