JPH034501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、珪酸アルカリ用硬化剤に関するもの
である。 ＜従来技術とその問題点＞ 従来より不燃性接着剤として水ガラス系接着剤
が知られているが、水ガラスと骨材のみでは自硬
性が無く、また耐水性が無いため硬化剤を併用し
その欠点を補つている。これら知られている種々
の硬化剤も可使時間と硬化時間のバランスが問題
であり、例えば可使時間を充分に取ると硬化が不
充分となり、その為耐水性が損なわれ白華現象も
生ずる場合もある。また短時間で硬化を行わせよ
うとすれば可使時間が短くなり作業性及び乾燥時
強度の低下が問題となる。現在硬化剤として知ら
れているものは、一般に水に難溶性であるり溶解
速さを律速として水溶性珪酸塩との緩慢なゲル化
反応によつて硬化させることにより可使時間及び
自硬性を持たせるものであるが、低温度条件下で
は溶解速度が低下することにより著しく硬化時間
が鈍化し、もしくは硬化作用がなくなる場合もあ
る。 又、寒冷地や極寒時における水溶性珪酸塩の硬
化には硬化時間の短い硬化剤もしくは硬化剤の増
量添加による使用によるか、接着後の加熱処理を
必要とし現場施行が困難となるなど用途上の制限
があつた。 ＜課題を解決するための手段及び作用＞ 本発明者等は、上記欠点を克服すべく努力した
結果、Ａ型ゼオライトのカルシウム又は亜鉛置換
体が珪酸アルカリを低温度において広範囲に硬化
時間を調節でき、しかも硬化が十分満足できる良
好な耐水性をし得ることを知得し本発明を完成し
た。 即ち、本発明はカルシウム又は亜鉛の金属イオ
ンをイオン交換により置換担持したＡ型ゼオライ
トを有効成分とする珪酸アルカリ用硬化剤であ
る。 本発明に係るカルシウム又は亜鉛の金属イオン
をイオン交換により置換担持したＡ型ゼオライト
とは、ナトリウムＡ型ゼオライト（以下原体ゼオ
ライトと言う）のNa⁺の一部又は全量Ca²⁺又
は／およびZn²⁺で置換されたものである。 原体ゼオライトにCa²⁺又はおよびZn²⁺を、カ
チオン交換して担持することは公知である。 即ち、原体ゼオライトの水性スラリーに置換す
べき金属塩水溶液と接触混合させることにより原
体ゼオライトのカチオンが金属イオンと交換して
Ca²⁺やZn²⁺が置換担持される。 置換すべき金属の置換量はイオン交換条件によ
つて大きく変化するので、本発明においては、原
体ゼオライトのもつイオン交換容量の少なくとも
50％はナトリウムと置換されたものが好ましい。 かかる置換Ａ型ゼオライトは、珪酸アルカリ溶
液と混合すると、置換金属を徐々に放出して珪酸
アルカリと反応して硬化現象を示し、優れた硬化
剤として発揮されるものである。 又、他方、本発明において珪酸アルカリと言う
のは一般式がM₂O・_oSiO₂・_nH₂O［ただしＭはア
ルカリ金属又は Ｎ（C₂H₄OH）₃、Ｎ（CH₂OH）₄ Ｎ（C₂H₄OH）₄、Ｃ（NH₂）NHおよびｎは１〜
４、ｍは任意の数を表す］で示されるものであ
り、それらは単独もしくは混合物として用いても
良い。アルカリ金属珪酸塩としては珪酸ナトリウ
ム、珪酸カリウム、珪酸リチウムなどが一般的で
あり、第４級アンモニウム珪酸塩としては珪酸テ
トラメチルアンモニウム等がある。特に珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム、第４級アンモニウム珪酸
塩は粉末状のものがあり、硬化剤とプルミツクス
できるので有利である。 更に、本発明においては、適用できる水溶性珪
酸アルカリの他の例として周期率表族、第
族、第族金属の酸化物、水酸化物、弗化物、珪
弗化物を上記珪酸アルカリに混合加熱反応してな
るいわゆる変性水性水溶性珪酸塩を用いることも
できる。 本発明に係る硬化剤と水溶性珪酸塩の使用比率
は使用目的によつて大きく異なるけれども、珪酸
アルカリの固形分100重量部に対して５〜100重量
部の硬化剤を使用することができる。５重量部以
下では硬化剤としての効果が十分でなく、100重
量部以上使用しても硬化体の性能向上は期待でき
ない。又、本発明の硬化剤は使用の際、単独は勿
論のこと、必要に応じて珪弗化ソーダ等の珪弗化
物、トリポリリン酸アルミ、オルトリン酸アルミ
等の縮合リン酸塩、硫酸カルシウム、亜硫酸カル
シウム、ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト等のカルシウム塩などの他硬化剤と併用するこ
とにより硬化体の性能向上を図ることも出来る。 ところで、従来の硬化剤は水に難溶性の塩類で
あることより緩慢な溶解を経て液中に陰陽イオン
種を放出し、それらのイオン種によつて珪酸コロ
イドの電荷バランスを不安定化し、更にはシリカ
重合が起こり水溶性珪酸塩が徐々にゲル化され
る。特に、低温条件下ではゲル化反応の律速条件
である硬化剤の溶解速さが極端に遅くなるため硬
化が不完全となり場合によつては全く硬化しない
場合があつた。然るに、本発明の硬化剤は硬化剤
自体の溶解によるものではなく水溶性珪酸塩中の
陽イオン成分の一部を本硬化剤中のイオン交換性
陽イオンとイオン交換させることによつて水溶性
珪酸塩を固化するものであるから低温度条件下に
おいても反応を進行させることができる。 次に第２の特徴として、本発明に係る硬化剤を
用いると硬化体の乾燥による強度劣化がほとんど
無いと言うことが挙げられる。従来の硬化剤は上
述のように本来全成分が溶解可能なものを、「溶
解速さ」や「溶解度」で硬化速さを調節している
ため、硬化体の乾燥のため加熱したり、長時間放
置すると過剰の硬化成分が溶出し、硬化体の強度
劣化を起こすことは周知の通りである。しかしな
がら、本発明の硬化剤は珪酸アルカリ中でイオン
交換が行われると、交換反応が平衡に達し、事実
上過剰の硬化成分を溶出することが無いため、乾
燥による強度劣化をほとんど生じさせない。 ＜実施例＞ 以下に実施例を挙げて具体的に説明する。 実施例１〜８及び比較例１〜７ 公知である製法により得られたNa−Ａ型ゼ
オライトスラリーを塩化カルシウム水溶液にて
イオン交換を行わせて、濾過、洗浄、乾燥、粉
砕を経て、重量％で、CaO11.0％、Al₂O₃28.5
％、SiO₂33.5％、Na₂O5.1％、IgLoss19.5％の
組成のCa−Ａ型ゼオライトを得た。以下この
ゼオライトをCa−Ａと略記する。 と同様の方法により塩化亜鉛水溶液とNa
−Ａ型ゼオライトスラリーとを混合してイオン
交換を行わせZn−Ａ型ゼオライトを得た。以
下このゼオライトをZn−Ａと略記する。 上述〜の硬化剤（本発明例）及び従来の硬
化剤（比較例）に対し、珪酸ソーダをバインダー
としたモルタルの硬化試験を行つた。骨材として
は表１に示したものを用い、骨材100重量部に粉
末珪酸ソーダ３号（日本化学工業(株)製）を４重量
部、硬化剤を表２に示した量で加え、良く混合し
た後、５℃又は20℃に調節し同じ温度の水15.5重
量部を加え３分間混練した後、40mm×80mmＨの塩
ビ製型枠に突つ込み５℃又は20℃、16hr密閉養生
を行つた後、脱型し生型を得た。又、生型を更に
100℃で16hr乾燥して乾燥型を得た。生型及び乾
燥型はアームスラー型強度試験機で圧縮強度測定
をした。 又、硬化時間の測定は混練物の一部をポリ袋に
取り、５℃又は20℃の恒温器に静置し、時々手で
押して硬化度合いを調べた。結果を表２に示し
た。

【表】

【表】 実施例９〜12及び比較例８〜11 Ca−Ａは実施例１で使用したのと同じものを
使用し、珪酸ソーダとして特開昭52−26515号に
ある粉末珪酸ソーダを使用して無機質コーテイン
グ材の性能試験を行つた。この粉末珪酸ソーダは
フエロシリコンダストに液体苛性ソーダを加えて
反反応させ製造されるもので表３に示した組成を
有する。骨材として表４に示した材料100重量部
に表３の組成の粉末珪酸ソーダ16重量部、本発明
硬化剤（実施例）及び従来の硬化剤（比較例）を
表５に示した量で加え、良く混合した後、５℃又
は20℃に調節し、同じ温度の水16.5重量部を加え
て混練し、スレートに５mmの厚さに塗布した。 コーテイング面をポリシートで覆い乾燥を防い
で５℃又は20℃の温度に静置して硬化状態を調べ
た。結果を表５に示した。表中24hr経過しても硬
化しないものは硬化時間欄に硬化せずと記し、外
観、密着性等については測定できなかつた。

【表】

【表】

【表】

【表】 ＊１ 密着性 ガムテープによるゴバン目
試験による。
＜発明の効果＞ 本発明に係る珪酸アルカリ用硬化剤は、従来の
溶解反応型の硬化剤と異なり、イオン交換型硬化
剤であるため、低温硬化が保証されると共にその
強度も乾燥劣化することが無い。従つて、珪酸ア
ルカリを主剤とする土木グラウト剤は勿論、無機
質接着剤、塗料等への適用が可能となつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カルシウム又は亜鉛の金属イオンをイオン交
   換により置換担持したＡ型ゼオライトを有効成分
   とする珪酸アルカリ用硬化剤。