JPH0627022B2 - 珪酸カルシウム系成形体の製造法 - Google Patents

珪酸カルシウム系成形体の製造法

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JPH0627022B2
JPH0627022B2 JP60284695A JP28469585A JPH0627022B2 JP H0627022 B2 JPH0627022 B2 JP H0627022B2 JP 60284695 A JP60284695 A JP 60284695A JP 28469585 A JP28469585 A JP 28469585A JP H0627022 B2 JPH0627022 B2 JP H0627022B2
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calcium silicate
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C04B28/186Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、珪酸カルシウム系成形体の新規な製造法に関
する。
背景技術 珪酸カルシウム成形体は、軽量であること、断熱性に優
れていること、耐火性の大きいこと、その他数多くの特
性を有するがために各種の分野に於て、広く利用されて
いる。
近年、保温材、断熱材等の分野においては、更に一層断
熱性能が高い珪酸カルシウム成形体が要望されている。
また、珪酸カルシウム成形体には、本来的に断熱衝撃性
が充分とは言えないという欠点があり、この欠点の解消
が要望されている。
発明の開示 本発明は、上記要望に応えるものであり、その目的は、
断熱性能及び耐熱衝撃性が共に著しく向上した珪酸カル
シウム系成形体の新規製造法を提供することにある。
本発明者は、鋭意研究の結果、珪酸カルシウム結晶二次
粒子の水性スラリーに特定の無機質化合物を添加して含
有せしめた後、成形、乾燥することにより、上記目的が
達成できることを見出し、本発明を完成するに至つた。
即ち、本発明は、珪酸カルシウム結晶二次粒子の水性ス
ラリーに、黒鉛、炭化珪素、炭化チタン、炭化クロム、
炭化硼素、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、窒化
硼素、窒化珪素、ジルコン、硼化ジルコニウム、酸化ス
ズ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ランタン及び酸化
チタンの少なくとも1種の無機質化合物を上記スラリー
固形分に対して21〜80重量%添加し、次いでこれを
成形、乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム系成形
体の製造法に係る。
本発明により得られる珪酸カルシウム系成形体は、珪酸
カルシウム結晶の成形体が上記特定の無機質化合物を含
有して構成されているものであり、このことにより断熱
性能及び耐熱衝撃性が共に著しく向上しているものであ
る。その理由は明確ではないが、上記特定の無機質化合
物が熱線である赤外線への遮へい能を有し且つ10-6
℃のオーダーという低い熱膨張係数を有していること、
かかる無機質化合物を水熱合成反応後の珪酸カルシウム
結晶二次粒子の水性スラリーに添加したこと等が上記効
果に寄与しているものと推定できる。
本発明における珪酸カルシウム結晶としては、トペルモ
ライト結晶、ゾノトライト結晶、ワラストナイト結晶等
を挙げることができる。
本発明の製造法は、黒鉛、炭化珪素、炭化チタン、炭化
クロム、炭化硼素、炭化ジルコニウム、炭化タングステ
ン、窒化硼素、窒化珪素、窒化ポロン、ジルコン、硼化
ジルコニウム、酸化スズ、酸化クロム、酸化セリウム、
酸化ランタン及び酸化チタン(ルチル、アナターゼ等)
の1種又は2種以上の無機質化合物を、攪拌下の水熱合
成反応後の珪酸カルシウム結晶二次粒子の水性スラリー
に添加することを除き、基本的には特公昭45−257
71号に記載された珪酸原料、石灰原料及び水を含有す
る原料スラリーを加圧下加熱攪拌しながら水熱合成反応
せしめて珪酸カルシウム結晶二次粒子の水性スラリーを
調製し、次いでこれを成形、乾燥して珪酸カルシウム成
形体を製造する方法と同様である。この方法は、珪酸カ
ルシウム結晶が二次粒子を形成しているため得られる成
形体の強度が高いという利点を有している。
本発明に於いて使用される珪酸原料は従来から珪酸カル
シウム成形体の製造に使用されて来たものがいずれも有
効に使用でき、結晶質珪酸原料として珪石、珪砂等を、
また非晶質珪酸原料としてシリカゲル、シリカフラワー
(フエロシリコンダスト等)、ホワイトカーボン、珪藻
土、湿式リン酸製造プロセスで副生する珪フツ化水素酸
と水酸化アルミニウムとを反応させて得られるシリカ等
を例示できる。また、石灰原料としては従来から使用さ
れて来たものがいずれも使用でき、生石灰、消石灰、カ
ーバイト滓等を例示出来る。
また、珪酸原料と石灰原料のCaO/SiO2モル比
は、通常0.5〜1.5程度である。例えばトベルモラ
イト結晶を合成しようとする場合は0.70〜0.90程度、ゾ
ノライト結晶を合成しようとする場合は0.90〜1.15程度
とするのが好ましい。
上記原料スラリーには、必要に応じ、従来公知の添加材
を添加しても良く、この際の添加材として無機質繊維例
えば石綿、岩綿等を挙げることができる。原料スラリー
を調製する際の水の量は原料スラリーの固形分に対し5
重量倍以上、好ましくは10〜50重量倍であり、密度
0.1g/cm3程度の軽量体を製造する場合には15〜50
重量倍好ましくは20〜40重量倍とするのが適当であ
る。
かくして調製された原料スラリーは次いで攪拌下に水熱
合成反応に供される。この反応は、通常4Kg/cm2
上、好ましくは6〜30Kg/cm2の飽和水蒸気圧下で行
なわれる。この反応により、トベルモライト結晶、ゾノ
トライト結晶等の珪酸カルシウム結晶を主成分とし、こ
れが三次元的に絡合している外径5〜150μm程度の
二次粒子が生成し、これが均一に水に分散したスラリー
が得られる。
ここで、ワラストナイト結晶二次粒子よりなるスラリー
を製造しようとする場合は、上記で得たゾノトライト結
晶二次粒子よりなるスラリーを乾燥させた後、800〜
1000℃程度の温度で焼成し、次いでこれに水を加え
ることによつて得られる。ゾノトライト結晶の二次粒子
の形態は、上記焼成によつても変化せず、そのまま保持
される。
本発明法においては、かくして得られた珪酸カルシウム
結晶二次粒子の水性スラリーに、前記特定の無機質化合
物を添加し均一に混合する。この際、必要に応じて、各
種の添加材を更に添加混合しても良い。この際の添加材
としては、珪酸カルシウム成形体製造に用いられて来た
ものが広い範囲で使用出来、繊維類、粘土類、セメン
ト、各種バインダー等を例示できる。
上記無機質化合物の添加量は、特に限定されないが、珪
酸カルシウム結晶二次粒子、該無機質化合物及び必要に
応じて添加される添加材からなる水性スラリーの固形分
中通常21〜80重量%とするのが好ましい。
また、用いる無機質化合物は通常粉末状であるのが良
く、その粒径は、通常0.001μm〜1mm程度、好
ましくは0.001〜300μm程度が適当である。
次に、上記で得られた前記特定の無機質化合物を含有す
る珪酸カルシウム結晶二次粒子の水性スラリーを成形す
る。成形方法は、例えばプレス脱水成形、遠心脱水成
形、ロール脱水成形、鋳型成形、抄造成形、押出成形等
で良い。
次いで、乾燥して目的の珪酸カルシウム径成形体を得
る。ここで、得られた成形体の珪酸カルシウム結晶がゾ
ノトライト結晶である場合には、成形体を800〜10
00℃程度の温度で焼成することによつても、珪酸カル
シウム結晶がワラストナイト結晶である目的成形体を収
得できる。
本発明製造法における成形の際、必要に応じて、例え
ば、上記により得られる無機質化合物を含む水性スラリ
ーを型に入れてプレス脱水成形し、更にその上に常法に
より得られる無機質化合物を含まない珪酸カルシウム結
晶スラリーを型に入れてプレス脱水成形するか、或いは
この逆の操作を行つて、積層成形体とすることもでき
る。
本発明製造法により得られる珪酸カルシウム系成形体と
しては、高密度のものから低密度のものまで容易に製造
出来るが、特に低密度の軽量体例えば嵩密度0.1g/cm3
程度の成形体を製造する場合には沈降容積5ml以上の石
灰乳を使用することが好ましい。特に好ましいのは、沈
降容積10ml以上のものである。
上記石灰乳の沈降容積とは、水対石灰の固形分の比が1
20倍の石灰乳50mlを内径が1.8cmで容積が50cm
のメスシリンダー中で20分間静値後に石灰の粒子が沈
降した容積をmlで示したものである。沈降容積が大きい
ということは、石灰が良く水に分散して安定な状態にあ
り、反応性が高いことを意味する。沈降容積が大きい石
灰乳を使用することにより、得られる珪酸カルシウム結
晶の二次粒子の見掛密度が低くなるので低密度の軽量体
の製造が容意になる。
かくして、断熱性能及び耐熱衝撃性が共に著しく向上し
た珪酸カルシウム系成形体が得られる。
実施例 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。但し
下記例における部及び%は夫々重量部及び重量%を示
し、また各種物性は夫々次の様な方法で測定したもので
ある。
(イ) 曲げ強さ…JIS A9510の方法に準じて測
定した。
(ロ) 熱伝導率…JIS A9510の円筒法に準じて
測定した。
(ハ) 耐熱衝撃性…1000×1000×50mmの成
形体の片面を電気炉で所定温度まで急熱(20℃/分)
し、同温度で1時間保持後、急冷する。
この操作を4回繰り返し外観の変化を調べた。
実施例1 生石灰(CaO96%)を80℃の温水中で消和させて
得た石灰乳に珪石粉末(SiO297%)をCaO/S
iO2モル比が1.00となるように加え、更に水を加
えて全体の水量を固形分の12重量倍となるように混合
して原料スラリーを得た。これを飽和水蒸気圧12Kg/
cm、温度191℃でオートクレーブ中で回転数40r.
p.mで攪拌翼を回転しながら攪拌し、5時間水熱合成反
応を行つて珪酸カルシウム結晶の水性スラリーを得た。
上記で得たスラリーを100℃で24時間乾燥して、X
線回析分析したところ、ゾノトライト結晶のピークが認
められた。また、このスラリーをスライドグラス上で乾
燥して光学顕微鏡で観察すると、ゾノトライト結晶が三
次元的に絡合して形成された外径5〜150μm(平均
外径83μm)の球状二次粒子が認められた。
次いで上記で得た結晶スラリーに、該スラリー中のゾノ
トライト結晶との合計量が90部となる所定量の炭化珪
素結晶粉末(熱膨張係数8.5×10-6/℃、平均粒子
径3.5μm)、石綿7部及びポルトランドセメント3
部を添加混合した後、プレス脱水成形し、100℃で乾
燥して、1000×1000×50mmの板状成形体を
得た。
得られた成形体の物性は、第1表の通りであった。な
お、第1表中、試料No.3〜1は本発明成形体を示
し、試料No.1は対照例、試料No.2は比較例を示
す。
実施例2 実施例1と同様にして得られたゾノトライト結晶二次粒
子の水性スラリー65部(固形分)に、石綿7部、ポル
トランドセメント8部及び第2表に示す無機質化合物2
5部を添加した後、実施例1と同様にして同形状の成形
体を得た。
得られた成形体の物性は第2表の通りであつた。
実施例3 生石灰(CaO 96%)を80℃温水中で消和させて
得た石灰乳を沈降容積25mlとなるように調整し、こ
れに珪石粉末(SiO 97%)をCaO/SiO
モル比が1.00となるように加え、さらに水を加えて
全体の水量を固形分の30重量倍となるように混合して
原料スラリーを得た。これに飽和水蒸気圧12kg/c
、温度191℃でオートクレーブ中で回転数40
r.p.m.で撹拌翼を回転させながら撹拌し、5時間
水熱合成反応を行って珪酸カルシウム結晶を水性スラリ
ーを得た。
上記水性スラリーを100℃で24時間乾燥して、X線
回析分析したところ、ゾノトライト結晶のピークが認め
られた。また、このスラリーをスライドグラス上で乾燥
して光学顕微鏡で観察すると、ゾノトライト結晶が三次
元的に絡合して形成された外径20〜60μm(平均外
径38μm)の球状二次粒子が認められた。
次いで、上記で得た結晶スラリー75部(固形分)に対
して、石綿7部及びポルトランドセメント3部を加え、
さらに下記第3表に示した炭化珪素を21部添加混合し
た後、プレス脱水成形し、100℃で乾燥し、1000
×1000×50mmの板状成形体を得た。
得られた成形体の物性は、第3表の通りであった。な
お、比較のため、炭化珪素を添加しない試料No.13
の結果も併記する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−145652(JP,A) 特開 昭58−185432(JP,A) 特開 昭59−8657(JP,A) 特開 昭53−99219(JP,A) 特開 昭60−180977(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】珪酸カルシウム結晶二次粒子の水性スラリ
    ーに、黒鉛、炭化珪素、炭化チタン、炭化クロム、炭化
    硼素、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、窒化硼
    素、窒化珪素、ジルコン、硼化ジルコニウム、酸化ス
    ズ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ランタン及び酸化
    チタンの少なくとも1種の無機質化合物を上記スラリー
    固形分に対して21〜80重量%添加し、次いでこれを
    成形、乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム系成形
    体の製造法。
JP60284695A 1985-12-17 1985-12-17 珪酸カルシウム系成形体の製造法 Expired - Lifetime JPH0627022B2 (ja)

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