JPH08325043A - 高強度無機硬化体の製造方法 - Google Patents
高強度無機硬化体の製造方法Info
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- JPH08325043A JPH08325043A JP4128495A JP4128495A JPH08325043A JP H08325043 A JPH08325043 A JP H08325043A JP 4128495 A JP4128495 A JP 4128495A JP 4128495 A JP4128495 A JP 4128495A JP H08325043 A JPH08325043 A JP H08325043A
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- calcium aluminate
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- solidified
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カルシウムアルミネート系材料の全く新しい
用途を開拓するために開発されたもので、極めて強度が
高く、且つ耐化学浸食性と耐熱性に優れた材料を提供す
ることにある。 【構成】 アルミナセメントなどカルシウムアルミネー
ト（５０〜９０wt％）を主原料とする無機質硬化体にお
いて、これに縮合リン酸塩（１０〜３０wt％）又はリン
酸塩ガラス（１０〜５０wt％）を添加し、なおかつ非晶
質ケイ酸粉末（０〜２０wt％）を混合した配合物を、機
械的圧搾下、熱水条件のもとで固化することを特徴とす
る高強度無機硬化体の製造方法。
用途を開拓するために開発されたもので、極めて強度が
高く、且つ耐化学浸食性と耐熱性に優れた材料を提供す
ることにある。 【構成】 アルミナセメントなどカルシウムアルミネー
ト（５０〜９０wt％）を主原料とする無機質硬化体にお
いて、これに縮合リン酸塩（１０〜３０wt％）又はリン
酸塩ガラス（１０〜５０wt％）を添加し、なおかつ非晶
質ケイ酸粉末（０〜２０wt％）を混合した配合物を、機
械的圧搾下、熱水条件のもとで固化することを特徴とす
る高強度無機硬化体の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミナセメントなど
カルシムアルミネートを主成分とする高強度無機硬化体
の製造方法に関するものである。
カルシムアルミネートを主成分とする高強度無機硬化体
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミナセメントは、耐火性，耐化学薬
品性等に優れた材料として知られている。また、急結性
があることから、ポルトランドセメントの混和材として
も重要である。
品性等に優れた材料として知られている。また、急結性
があることから、ポルトランドセメントの混和材として
も重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、その用途
は、高温キャスタブルなどの耐火物分野や、一部の土木
建築工事用材料に限られている。また、カルシウムアル
ミネートには、Ｃ3 Ａ，Ｃ12Ａ7 ，ＣＡ，ＣＡ2 ，ＣＡ
6 の各化合物が知られているが、工業材料として用いら
れているのは、ＣＡやＣ12Ａ7 など比較的水和性に富
み、ＣａＯ成分の高いものに限られている。
は、高温キャスタブルなどの耐火物分野や、一部の土木
建築工事用材料に限られている。また、カルシウムアル
ミネートには、Ｃ3 Ａ，Ｃ12Ａ7 ，ＣＡ，ＣＡ2 ，ＣＡ
6 の各化合物が知られているが、工業材料として用いら
れているのは、ＣＡやＣ12Ａ7 など比較的水和性に富
み、ＣａＯ成分の高いものに限られている。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明は、カルシウム
アルミネート系材料の全く新しい用途を開拓するために
鋭意研究のもと開発されたものであり、極めて強度が高
く、且つ耐化学浸食性と耐熱性に優れた材料を提供する
ことを目的としたものであり、その要旨は、アルミナセ
メントなどカルシウムアルミネート（５０〜９０wt％）
を主原料とする無機質硬化体において、これに縮合リン
酸塩（１０〜３０wt％）又はリン酸塩ガラス（１０〜５
０wt％）を添加し、なおかつ非晶質ケイ酸粉末（０〜２
０wt％）を混合した配合物を、機械的圧搾下、熱水条件
のもとで固化することを特徴とする高強度無機硬化体の
製造方法にある。
アルミネート系材料の全く新しい用途を開拓するために
鋭意研究のもと開発されたものであり、極めて強度が高
く、且つ耐化学浸食性と耐熱性に優れた材料を提供する
ことを目的としたものであり、その要旨は、アルミナセ
メントなどカルシウムアルミネート（５０〜９０wt％）
を主原料とする無機質硬化体において、これに縮合リン
酸塩（１０〜３０wt％）又はリン酸塩ガラス（１０〜５
０wt％）を添加し、なおかつ非晶質ケイ酸粉末（０〜２
０wt％）を混合した配合物を、機械的圧搾下、熱水条件
のもとで固化することを特徴とする高強度無機硬化体の
製造方法にある。
【０００５】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明するに、主材料で
あるカルシウムアルミネート又はアルミナセメントは、
特に限定されるものではなく、ＣＡｎの組成で示される
各種のカルシウムアルミネート及び市販のアルミナセメ
ント各種を用いることが出来る。
あるカルシウムアルミネート又はアルミナセメントは、
特に限定されるものではなく、ＣＡｎの組成で示される
各種のカルシウムアルミネート及び市販のアルミナセメ
ント各種を用いることが出来る。
【０００６】ＣＡｎには、Ｃ3 Ａ，Ｃ12Ａ7 ，ＣＡ，Ｃ
Ａ2 ，ＣＡ6 があるが、一般のアルミナセメントはＣＡ
を主鉱物相とし、Ｃ12Ａ7 ，ＣＡ2 （およびＡｌ
2 Ｏ3 ）を含む場合が多い。本発明では、常温では水和
性のないＣＡ6 がむしろ硬化体の高度向上に有利である
ことがある。この結果、耐熱性や耐化学浸食性などの特
性も向上することがわかっている。
Ａ2 ，ＣＡ6 があるが、一般のアルミナセメントはＣＡ
を主鉱物相とし、Ｃ12Ａ7 ，ＣＡ2 （およびＡｌ
2 Ｏ3 ）を含む場合が多い。本発明では、常温では水和
性のないＣＡ6 がむしろ硬化体の高度向上に有利である
ことがある。この結果、耐熱性や耐化学浸食性などの特
性も向上することがわかっている。
【０００７】又これらの材料は、通常、粉末の状態で供
給されるが、使用できる粉末の粒度は１５０mesh以下で
あることが望ましい（より望ましくは２００mesh以
下）。材料の粒度が粗いと、固化体の強度が向上せず、
目的を達することができない。
給されるが、使用できる粉末の粒度は１５０mesh以下で
あることが望ましい（より望ましくは２００mesh以
下）。材料の粒度が粗いと、固化体の強度が向上せず、
目的を達することができない。
【０００８】これにリン酸塩を１０〜３０wt％もしくは
リン酸塩ガラスを、１０〜５０wt％配合し、なおかつ非
晶質ケイ酸を０〜２０wt％配合して、高強度素地とす
る。この場合、用いるリン酸塩としては、オルトリン酸
の他、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋなどのアルカリ塩、又はＭｇ，Ｃ
ａなどのアルカリ土類塩、又はアンモニウム塩、亜鉛塩
などが使用できる。
リン酸塩ガラスを、１０〜５０wt％配合し、なおかつ非
晶質ケイ酸を０〜２０wt％配合して、高強度素地とす
る。この場合、用いるリン酸塩としては、オルトリン酸
の他、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋなどのアルカリ塩、又はＭｇ，Ｃ
ａなどのアルカリ土類塩、又はアンモニウム塩、亜鉛塩
などが使用できる。
【０００９】これらリン酸塩は、Ｒ＝Ｍ2 Ｏ／Ｐ2 Ｏ5
（またはＭＯ／Ｐ2 Ｏ5 ）の大きさによって分類でき
る。Ｒによって固化体の性質は大きく変わり、例えば、
Ｎａ塩では、Ｒが小さいほど固化体の強度が大きくなる
傾向を示す。しかし一方で、Ｒは小さくなるとＰＨが低
下し、吸湿性が増すため扱いにくいなどの欠点が生ずる
ため、（ＮａＰＯ3 ）ｎなど（Ｒ＝１．０〜１．５）が
使用される。
（またはＭＯ／Ｐ2 Ｏ5 ）の大きさによって分類でき
る。Ｒによって固化体の性質は大きく変わり、例えば、
Ｎａ塩では、Ｒが小さいほど固化体の強度が大きくなる
傾向を示す。しかし一方で、Ｒは小さくなるとＰＨが低
下し、吸湿性が増すため扱いにくいなどの欠点が生ずる
ため、（ＮａＰＯ3 ）ｎなど（Ｒ＝１．０〜１．５）が
使用される。
【００１０】（ＮａＰＯ3 ）ｎには結晶質の（ＮａＰＯ
3 ）3 、長鎖状Ｋｒｒｕｏｌ塩、ガラス状無定形のＧｒ
ａｈａｍ塩などがあるが、最も望ましいのはガラス状無
定形のＧｒａｈａｍ塩である。この場合、平均鎖長ｎの
大きいことが望ましく、例えば、ガラスＨ（ＦＭＣ社）
などが推奨される。
3 ）3 、長鎖状Ｋｒｒｕｏｌ塩、ガラス状無定形のＧｒ
ａｈａｍ塩などがあるが、最も望ましいのはガラス状無
定形のＧｒａｈａｍ塩である。この場合、平均鎖長ｎの
大きいことが望ましく、例えば、ガラスＨ（ＦＭＣ社）
などが推奨される。
【００１１】リン酸塩の配合量は１０〜３０wt％とし、
これ以下またはこれ以上では逆に固化体の強度低下を招
く。次に非晶質ケイ酸を２０wt％以下配合する。非晶質
ケイ酸は、生成するリン酸アルミニウムのネットワーク
に入り込み、ガラス相を強固なるものとし、かつ安定化
する役割がある。非晶質ケイ酸が２０wt％以上となる
と、固化体の強度は逆に低下する。使用できる非晶質ケ
イ酸としては、シリカフューム，コロイダルシリカやホ
ワイトカーボンなどがある。リン酸塩および非晶質ケイ
酸はリン酸塩ガラス（またフリット）で代替えしてもよ
い。
これ以下またはこれ以上では逆に固化体の強度低下を招
く。次に非晶質ケイ酸を２０wt％以下配合する。非晶質
ケイ酸は、生成するリン酸アルミニウムのネットワーク
に入り込み、ガラス相を強固なるものとし、かつ安定化
する役割がある。非晶質ケイ酸が２０wt％以上となる
と、固化体の強度は逆に低下する。使用できる非晶質ケ
イ酸としては、シリカフューム，コロイダルシリカやホ
ワイトカーボンなどがある。リン酸塩および非晶質ケイ
酸はリン酸塩ガラス（またフリット）で代替えしてもよ
い。
【００１２】リン酸塩ガラスの組成はＮａ2 Ｏ−ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系を基本とするものとするが、ア
ルカリおよびアルカリ土類は他の元素によって置き換え
ることが可能である。また、アルミニウム，亜鉛などの
金属元素を微量固溶させることで、固化体の耐酸性など
の改善がはかれる。しかし、夫々の組成範囲は限定さ
れ、例えばＮａ2 Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系で
は次のようになる。
−ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系を基本とするものとするが、ア
ルカリおよびアルカリ土類は他の元素によって置き換え
ることが可能である。また、アルミニウム，亜鉛などの
金属元素を微量固溶させることで、固化体の耐酸性など
の改善がはかれる。しかし、夫々の組成範囲は限定さ
れ、例えばＮａ2 Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系で
は次のようになる。
【００１３】 Ｎａ2 Ｏ ： ２０〜２５モル％ ＣａＯ ： １０〜３０モル％ ＳｉＯ2 ： ４４〜５５モル％ Ｐ2 Ｏ5 ： ２〜５０モル％
【００１４】これ以外のガラス組成では、十分に固化が
進展しないなどの問題点が発生するが、不足成分の補充
によって組成範囲の改善を図ることは可能である。例え
ば、Ｎａ2 Ｏ分の少ないフリットを材料とし用いる場
合、固化が十分進行しないが、ＮａＯＨを添加すること
で、十分な強度の固化体を得ることができる。リン酸塩
ガラス配合量は１０〜５０wt％とし、これ以上これ以下
では固化体の強度が低下する。
進展しないなどの問題点が発生するが、不足成分の補充
によって組成範囲の改善を図ることは可能である。例え
ば、Ｎａ2 Ｏ分の少ないフリットを材料とし用いる場
合、固化が十分進行しないが、ＮａＯＨを添加すること
で、十分な強度の固化体を得ることができる。リン酸塩
ガラス配合量は１０〜５０wt％とし、これ以上これ以下
では固化体の強度が低下する。
【００１５】以上の配合物を結合材として、無機質充填
材を０〜７０wt％添加することができる。無機質充填材
の種類に特に制限はないが、水熱条件下で分解や発泡す
るもの、例えばＡｌ粉末や塩化物など、ないし結合材の
化学結合力低下を導くもの、例えば水素化化合物などで
ないことが必要である。
材を０〜７０wt％添加することができる。無機質充填材
の種類に特に制限はないが、水熱条件下で分解や発泡す
るもの、例えばＡｌ粉末や塩化物など、ないし結合材の
化学結合力低下を導くもの、例えば水素化化合物などで
ないことが必要である。
【００１６】充填材として有効なものに、Ａｌ2 Ｏ3 ，
ＺｒＯ2 ，ＳｉＯ2 などの酸化物がある。これらの粒子
を充填することで、固化体の耐摩耗性や硬さおよび耐化
学浸食性などを改善することができる。この場合、充填
材の粒径が結合材の粒径より場合には、添加量３０〜７
０wt％、充填材の粒径が結合材の粒径より小さい場合に
は、添加量０〜４０wt％とする。
ＺｒＯ2 ，ＳｉＯ2 などの酸化物がある。これらの粒子
を充填することで、固化体の耐摩耗性や硬さおよび耐化
学浸食性などを改善することができる。この場合、充填
材の粒径が結合材の粒径より場合には、添加量３０〜７
０wt％、充填材の粒径が結合材の粒径より小さい場合に
は、添加量０〜４０wt％とする。
【００１７】前者の場合には、充填材どうしを結合材が
結び付け、固化体を形成するのに対して、後者の場合に
は、充填材が結合材中に分散して固化体を形成する。し
たがって、前者の場合には粒子のパッキングがなされる
ように、粒子径を制御する必要があるのに対して、後者
の場合には粒子相互を均一に分散させる必要がある。
結び付け、固化体を形成するのに対して、後者の場合に
は、充填材が結合材中に分散して固化体を形成する。し
たがって、前者の場合には粒子のパッキングがなされる
ように、粒子径を制御する必要があるのに対して、後者
の場合には粒子相互を均一に分散させる必要がある。
【００１８】これら配合物（結合材配合物ないし結合材
および充填材配合物）に、５〜２０wt％の水分を添加し
て練り合わせ、所定の装置に充填して、固化工程に移
る。充填時に振動力を与えてもよい。これら配合物によ
って得た固化体の強度は、圧裂による引張強度として５
０ＭＰａにも達し、耐熱性，耐化学浸食性に優れた特性
を有している。
および充填材配合物）に、５〜２０wt％の水分を添加し
て練り合わせ、所定の装置に充填して、固化工程に移
る。充填時に振動力を与えてもよい。これら配合物によ
って得た固化体の強度は、圧裂による引張強度として５
０ＭＰａにも達し、耐熱性，耐化学浸食性に優れた特性
を有している。
【００１９】更に、これら配合物をマトリックスとし
て、各種繊維材料を混合して、靭性の向上をはかること
ができる。この場合、３００℃以下の水熱条件下で強度
劣化のない繊維材料が利用できる。また、圧縮条件下
で、マトリックス／繊維を一体かするために、両者の付
着性も良好な一体物が得られる。例えば、スチール，カ
ーボン，カラス，アラミド，チラノなどの繊維が使用で
きる。この場合用いる繊維は、界面セン断強度τの大き
なものを用いることが有効である。
て、各種繊維材料を混合して、靭性の向上をはかること
ができる。この場合、３００℃以下の水熱条件下で強度
劣化のない繊維材料が利用できる。また、圧縮条件下
で、マトリックス／繊維を一体かするために、両者の付
着性も良好な一体物が得られる。例えば、スチール，カ
ーボン，カラス，アラミド，チラノなどの繊維が使用で
きる。この場合用いる繊維は、界面セン断強度τの大き
なものを用いることが有効である。
【００２０】ここで、界面セン断強度τはτ＝１２Gf(g
Ｖfdf(Lf/df)) によって示され、破壊靭性試験の際、繊
維が母材より引き抜ける時点で発生する強度である。表
１に示すように、スチール，カーボン，アラミド等が界
面セン断強度τの大きな繊維材料であり、靭性向上に極
めて有効である。
Ｖfdf(Lf/df)) によって示され、破壊靭性試験の際、繊
維が母材より引き抜ける時点で発生する強度である。表
１に示すように、スチール，カーボン，アラミド等が界
面セン断強度τの大きな繊維材料であり、靭性向上に極
めて有効である。
【００２１】
【表１】
【００２２】用いる繊維形態は、メッシュ状の長繊維，
短繊維などがあるが、後者の場合、用いる繊維の径は５
０〜２００μm ，長さは３〜３０mm程度とし、アスペク
ト比５０〜５００とする。その添加量は、０．５〜５vo
l ％であることが望ましい。繊維長さが長かったり、添
加量が増加すると、混合時にファイバーボールが発生し
やすく、強度の低下を招く原因となりやすい。なお、本
マトリックスの引張強度が大きいため、繊維固有の引張
強度が大きなものを使用する必要があるが、例えばステ
ンレス繊維として、神戸製鋼製サイファーなどの使用が
望ましい。
短繊維などがあるが、後者の場合、用いる繊維の径は５
０〜２００μm ，長さは３〜３０mm程度とし、アスペク
ト比５０〜５００とする。その添加量は、０．５〜５vo
l ％であることが望ましい。繊維長さが長かったり、添
加量が増加すると、混合時にファイバーボールが発生し
やすく、強度の低下を招く原因となりやすい。なお、本
マトリックスの引張強度が大きいため、繊維固有の引張
強度が大きなものを使用する必要があるが、例えばステ
ンレス繊維として、神戸製鋼製サイファーなどの使用が
望ましい。
【００２３】固化工程では、水熱ホットプレス法として
公知（山崎仲道著「水熱ホットプレスの原理と装置」，
ニュウーセラミックス，ＮＯ．１０，１９８９記載）の
装置を用い、所定の圧力，温度，処理時間のもので、固
化させる。この場合の温度は２００〜３００℃の範囲と
し、圧力は２０ＭPa以上、処理時間は２０min 以上とす
る。温度が２００℃以下の場合固化体の強度増加は見込
めない。一般に温度が高いほど固化体強度は高いもの
の、３００℃以上では水熱条件を保つことが容易でな
く、エネルギーコストが上昇する。
公知（山崎仲道著「水熱ホットプレスの原理と装置」，
ニュウーセラミックス，ＮＯ．１０，１９８９記載）の
装置を用い、所定の圧力，温度，処理時間のもので、固
化させる。この場合の温度は２００〜３００℃の範囲と
し、圧力は２０ＭPa以上、処理時間は２０min 以上とす
る。温度が２００℃以下の場合固化体の強度増加は見込
めない。一般に温度が高いほど固化体強度は高いもの
の、３００℃以上では水熱条件を保つことが容易でな
く、エネルギーコストが上昇する。
【００２４】また図１に示すように、熱水のイオン積が
３００℃を上限として低下することも考え併せると、こ
れ以上の温度は必要でない。温度の不足は処理時間によ
ってある程度まかなうことができる。また、加圧力を高
くすることで、固化体の密度を向上させることができ
る。したがって、圧力および処理時間に特に制限はない
が、実用的は、数時間以下、１００ＭPa以下が望まし
い。
３００℃を上限として低下することも考え併せると、こ
れ以上の温度は必要でない。温度の不足は処理時間によ
ってある程度まかなうことができる。また、加圧力を高
くすることで、固化体の密度を向上させることができ
る。したがって、圧力および処理時間に特に制限はない
が、実用的は、数時間以下、１００ＭPa以下が望まし
い。
【００２５】更に、いったん固化したものを加熱処理す
ることで、固化体の強度を向上させるとが可能である。
固化体をあらかじめ乾燥した後、電気炉で２００℃から
６００℃の温度で各種雰囲気下、数時間ないし数十時間
加熱する。加熱温度を６００℃以上とすると結合物質が
ガラス化したり、膨張したりするため製品製造上好まし
くない。また、所定の温度下では、特に支障がないかぎ
り加熱時間を長くすることで、固化体強度が向上する。
ることで、固化体の強度を向上させるとが可能である。
固化体をあらかじめ乾燥した後、電気炉で２００℃から
６００℃の温度で各種雰囲気下、数時間ないし数十時間
加熱する。加熱温度を６００℃以上とすると結合物質が
ガラス化したり、膨張したりするため製品製造上好まし
くない。また、所定の温度下では、特に支障がないかぎ
り加熱時間を長くすることで、固化体強度が向上する。
【００２６】加熱雰囲気は特に制限されないが、これま
で述べたような金属繊維・充填材の酸化防止を防ぐ上
で、窒素，アルゴンなどの不活性雰囲気、ないしカーボ
ン質繊維・充填材には還元性雰囲気が使用できる。以上
のような加熱処理によって、固化体の強度を最大２倍程
度増加させることができる。
で述べたような金属繊維・充填材の酸化防止を防ぐ上
で、窒素，アルゴンなどの不活性雰囲気、ないしカーボ
ン質繊維・充填材には還元性雰囲気が使用できる。以上
のような加熱処理によって、固化体の強度を最大２倍程
度増加させることができる。
【００２７】以下、本発明の実施例を示す。
【００２８】
【実施例１】市販のアルミナセメントにリン酸ナトリウ
ム２種を２０wt％添加し、かつ非晶質ケイ酸としてシリ
カフュームを５wt％を添加して、更に水を５wt％加えて
練り合わせ、これを水熱ホットプレス法として公知の前
記装置に充填した。そして、２５０〜３００℃，２０〜
４０ＭPa，２０〜６０min 処理して固化体を得た。この
固化体の強度を測定したところ、表２に示すように、１
４．５〜２０．６（ＭＰａ）の結果を得た。
ム２種を２０wt％添加し、かつ非晶質ケイ酸としてシリ
カフュームを５wt％を添加して、更に水を５wt％加えて
練り合わせ、これを水熱ホットプレス法として公知の前
記装置に充填した。そして、２５０〜３００℃，２０〜
４０ＭPa，２０〜６０min 処理して固化体を得た。この
固化体の強度を測定したところ、表２に示すように、１
４．５〜２０．６（ＭＰａ）の結果を得た。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【実施例２】前記実施例１で用いたアルミナセメントの
代わりに、合成したＣＡ6 の粉砕物（７５μm 以下）を
用い、メタリン酸ナトリウムを１２．５〜２２．５wt％
及びシリカフューム４〜８wt％配合して練り合わせ、温
度２００〜３００℃，圧力２０〜４０ＭPa，時間３０〜
１８０min の条件内で処理した。この固化体の強度を測
定したところ、表３に示すように、１４．５〜３２．５
（ＭＰａ）の結果を得た。
代わりに、合成したＣＡ6 の粉砕物（７５μm 以下）を
用い、メタリン酸ナトリウムを１２．５〜２２．５wt％
及びシリカフューム４〜８wt％配合して練り合わせ、温
度２００〜３００℃，圧力２０〜４０ＭPa，時間３０〜
１８０min の条件内で処理した。この固化体の強度を測
定したところ、表３に示すように、１４．５〜３２．５
（ＭＰａ）の結果を得た。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【実施例３】前記実施例２で用いた縮合リン酸塩の代わ
りに、合成したリン酸塩フリットの粉砕物（７５μm 以
下）を２０〜３０wt％配合して、３００℃，４０ＭPa，
６０min の条件で同様に固化し、その固化体の強度を測
定したところ、表４に示すように、１２．５〜２４．９
（ＭＰａ）の結果となった。ここで用いたフリットの配
合は、Ｎａ2 Ｏ・２５mol ％，ＣａＯ2 ・２５mol ％，
ＳｉＯ2 ・４５mol ％，Ｐ2 Ｏ5 ・５mol ％とし、１３
５０℃で溶融したものを用いた。
りに、合成したリン酸塩フリットの粉砕物（７５μm 以
下）を２０〜３０wt％配合して、３００℃，４０ＭPa，
６０min の条件で同様に固化し、その固化体の強度を測
定したところ、表４に示すように、１２．５〜２４．９
（ＭＰａ）の結果となった。ここで用いたフリットの配
合は、Ｎａ2 Ｏ・２５mol ％，ＣａＯ2 ・２５mol ％，
ＳｉＯ2 ・４５mol ％，Ｐ2 Ｏ5 ・５mol ％とし、１３
５０℃で溶融したものを用いた。
【００３３】
【表４】
【００３４】
【実施例４】前記実施例２の配合物に、平均粒径５μm
のＡｌ2 Ｏ3 粉末を３０wt％配合するか、あらかじめ仮
焼成したボーキサイト粉末を０．５mm以下に粉砕して７
０wt％配合した。これらを３００℃，４０ＭPa，６０mi
n の条件で同様に固化し、その固化体の強度を測定した
ところ、表５に示すように、１８．０〜２６．２（ＭＰ
ａ）の結果となった。この固化体の硬さを測定したとこ
ろ、マイクロビッカース硬さ２００〜３５０であったも
のが３００〜５００となり、硬さの向上がみられた。
のＡｌ2 Ｏ3 粉末を３０wt％配合するか、あらかじめ仮
焼成したボーキサイト粉末を０．５mm以下に粉砕して７
０wt％配合した。これらを３００℃，４０ＭPa，６０mi
n の条件で同様に固化し、その固化体の強度を測定した
ところ、表５に示すように、１８．０〜２６．２（ＭＰ
ａ）の結果となった。この固化体の硬さを測定したとこ
ろ、マイクロビッカース硬さ２００〜３５０であったも
のが３００〜５００となり、硬さの向上がみられた。
【００３５】
【表５】
【００３６】
【実施例５】前記実施例２の配合物の一部を、３００
℃，４０ＭPa，６０min の条件で固化した後、電気炉中
３００〜８００の温度で約１時間加熱処理して、これを
強度測定に供したところ、表６に示すように、１８．０
〜４８．２（ＭＰａ）の結果となった。
℃，４０ＭPa，６０min の条件で固化した後、電気炉中
３００〜８００の温度で約１時間加熱処理して、これを
強度測定に供したところ、表６に示すように、１８．０
〜４８．２（ＭＰａ）の結果となった。
【００３７】
【表６】
【００３８】
【実施例６】前記実施例２の配合物に、線径５０〜１５
０μm 、長さ１２mm（アスペクト比２４０〜８０）のス
レンレス（サイファー）繊維を１〜３vol ％添加して、
同様に固化し、その固化体の強度を測定したところ、表
７に示すように、３７．５〜５８．６（ＭＰａ）の結果
となった。このうち繊維径１００ないし１５０μm の繊
維２ないし３vol ％添加した固化体では、引張試験後で
も供試体の破断がみられず、靭性が改善されていた。
０μm 、長さ１２mm（アスペクト比２４０〜８０）のス
レンレス（サイファー）繊維を１〜３vol ％添加して、
同様に固化し、その固化体の強度を測定したところ、表
７に示すように、３７．５〜５８．６（ＭＰａ）の結果
となった。このうち繊維径１００ないし１５０μm の繊
維２ないし３vol ％添加した固化体では、引張試験後で
も供試体の破断がみられず、靭性が改善されていた。
【００３９】
【実施例７】前記実施例５の配合物をφ２８mm、長さ１
００mmに成形して、固化し、ピストンなどの往復運動機
械部材の支持用部品への適用を想定して試験を行ったと
ころ良好な結果が得られた。
００mmに成形して、固化し、ピストンなどの往復運動機
械部材の支持用部品への適用を想定して試験を行ったと
ころ良好な結果が得られた。
【００４０】
【発明の効果】本発明に係る高強度無機硬化体の製造方
法は、上記のような構成であるから、通常の焼結のよう
な高温での処理を経ることなく、且つ短時間に、高強
度，高靭性，高耐久性の固化体を得ることができ、耐火
物や一部の建築資材としてのみ用いられているカルシウ
ムアルミネート系材料を、機械部品のような応用素材と
して提供することができるとゝもに、本素材は金属材料
に比較して、低比重であることから、機械の軽量化や製
造時の低エネルギー化を導くことができ、産業上の波及
効果が期待できる、といった諸効果がある。
法は、上記のような構成であるから、通常の焼結のよう
な高温での処理を経ることなく、且つ短時間に、高強
度，高靭性，高耐久性の固化体を得ることができ、耐火
物や一部の建築資材としてのみ用いられているカルシウ
ムアルミネート系材料を、機械部品のような応用素材と
して提供することができるとゝもに、本素材は金属材料
に比較して、低比重であることから、機械の軽量化や製
造時の低エネルギー化を導くことができ、産業上の波及
効果が期待できる、といった諸効果がある。
【図１】熱水のイオン積を示したものである。
【表７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 28/06 Ｂ２８Ｂ 11/00 Ａ // Ｃ０４Ｂ 111:26 (72)発明者 橋田 俊之 宮城県仙台市太白区三神峯１丁目３番１号 204 (72)発明者 佐藤 和彦 山形県酒田市上本町６番７号 前田製管株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミナセメントなどカルシウムアルミ
ネート（５０〜９０wt％）を主原料とする無機質硬化体
において、これに縮合リン酸塩（１０〜３０wt％）又は
リン酸塩ガラス（１０〜５０wt％）を添加し、なおかつ
非晶質ケイ酸粉末（０〜２０wt％）を混合した配合物
を、機械的圧搾下、熱水条件のもとで固化することを特
徴とする高強度無機硬化体の製造方法。 - 【請求項２】 カルシウムアルミネートがＣＡ，Ｃ
Ａ2 ，ＣＡ6 又はこれらの混合物からなる請求項１記載
の高強度無機硬化体の製造方法。 - 【請求項３】 無機質充填材を０〜７０wt％添加した配
合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の高強
度無機硬化体の製造方法。 - 【請求項４】 ２００〜３００℃の温度範囲で強度劣化
しない繊維を混合したことを特徴とする請求項１〜３記
載の高強度無機硬化体の製造方法。 - 【請求項５】 固化した製品を、更にかつ酸化・還元な
いし不活性雰囲気下で加熱処理することを特徴とする請
求項１〜４記載の高強度無機硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041284A JP2901227B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 高強度無機硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041284A JP2901227B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 高強度無機硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325043A true JPH08325043A (ja) | 1996-12-10 |
| JP2901227B2 JP2901227B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=12604152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7041284A Expired - Fee Related JP2901227B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 高強度無機硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901227B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023132182A1 (ja) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | デンカ株式会社 | Ｃａ６粒子、それを用いた無機繊維成形体の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148354A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-02 | 日本坩堝株式会社 | 塩基性流し込み成形材 |
| JPS62246880A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-28 | 品川白煉瓦株式会社 | 耐火断熱ボ−ド |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP7041284A patent/JP2901227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148354A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-02 | 日本坩堝株式会社 | 塩基性流し込み成形材 |
| JPS62246880A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-28 | 品川白煉瓦株式会社 | 耐火断熱ボ−ド |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023132182A1 (ja) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | デンカ株式会社 | Ｃａ６粒子、それを用いた無機繊維成形体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2901227B2 (ja) | 1999-06-07 |
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