JPH09124357A - Hardening inorganic-based composition - Google Patents

Hardening inorganic-based composition

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JPH09124357A
JPH09124357A JP28198395A JP28198395A JPH09124357A JP H09124357 A JPH09124357 A JP H09124357A JP 28198395 A JP28198395 A JP 28198395A JP 28198395 A JP28198395 A JP 28198395A JP H09124357 A JPH09124357 A JP H09124357A
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JP
Japan
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weight
parts
inorganic
sio
powder
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Application number
JP28198395A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuzo Nitta
勝三 新田
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/24Compositions 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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hardening inorganic-based composition capable of providing an inorganic-based hardened material excellent in waterproof and weather resistant properties. SOLUTION: This hardening inorganic-based composition consists of 100 pts.wt. SiO2 -Al2 O3 -based reactive powdery material, 0.2-450 pts.wt. alkali metal silicate, 10-1500 pts.wt. water, 0.01-75 pts.wt. alkylalkoxysilane expressed by formula I, R<1> n Si(OR<2> )4-n [R<1> is a 1-18C alkyl; R<2> is a 1-5C alkyl; (n) is a natural number of 1-3] and 0.01-30 pts.wt. alcohol expressed by formula II, R<3> OH (R<3> is a 1-5C alkyl).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性無機質組成
物に関する。
[0001] The present invention relates to a curable inorganic composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルカリの存在下で熱により硬化する硬
化性無機質組成物は、建材等の用途に好適な無機質硬化
体を形成することができるので、有用である。このよう
な硬化性無機質組成物としては、例えば、特開平4−5
9648号公報には、メタカオリン、コランダム、ムラ
イトの製造時に発生する集塵装置の灰、フライアッシュ
等の無機固体成分とアルカリ金属珪酸塩水溶液とを配合
し、更に、充填材及び有機ベントナイトを添加した成形
体用組成物が開示されている。また、特開平4−613
8号公報には、アルカリ金属珪酸塩水溶液、上述の無機
固体成分及び充填材からなる組成物が開示されている。
A curable inorganic composition which is cured by heat in the presence of an alkali is useful because it can form an inorganic cured product suitable for applications such as building materials. As such a curable inorganic composition, for example, JP-A-4-5 can be used.
In 9648, an inorganic solid component such as ash and fly ash of a dust collector generated during the production of metakaolin, corundum, and mullite is mixed with an alkali metal silicate aqueous solution, and a filler and an organic bentonite are added. Compositions for molded bodies are disclosed. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 4-613
Japanese Patent Publication No. 8 discloses a composition comprising an alkali metal silicate aqueous solution, the above-mentioned inorganic solid component and a filler.

【0003】しかし、このような硬化性無機質組成物に
使用される上述の無機固体成分のうち、産業廃棄物であ
りその有効利用方法が求められているフライアッシュ等
は、アルカリとの反応性が低いので、得られた無機質硬
化体は、耐水性、耐候性に劣り、建材等に適応する品質
を有する無機質硬化体を得ることが困難であった。
However, among the above-mentioned inorganic solid components used in such a curable inorganic composition, fly ash and the like, which are industrial wastes and are required to be effectively utilized, have reactivity with alkali. Since it is low, the obtained inorganic cured product is inferior in water resistance and weather resistance, and it is difficult to obtain an inorganic cured product having a quality suitable for building materials and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、耐水性及び耐候性に優れた無機質硬化体を得ること
ができる硬化性無機質組成物を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a curable inorganic composition capable of obtaining an inorganic cured product having excellent water resistance and weather resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、硬化性
無機質組成物を、SiO2 −Al2 3 系反応性粉体
(1)100重量部、アルカリ金属珪酸塩(2)0.2
〜450重量部、水(3)10〜1500重量部、一般
式(I) R1 n Si(OR2 4-n (I) (式中、R1 は、炭素数1〜18のアルキル基を表す。
2 は、炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは、1〜
3の自然数を表す)で表されるアルキルアルコキシシラ
ン(4)0.01〜75重量部、及び、一般式(II) R3 OH (II) (式中、R3 は、炭素数1〜5のアルキル基を表す)で
表されるアルコール(5)0.01〜30重量部からな
るものとするところに存する。
The gist of the present invention is to provide a curable inorganic composition comprising 100 parts by weight of SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder (1), alkali metal silicate (2) 0. Two
˜450 parts by weight, water (3) 10 to 1500 parts by weight, general formula (I) R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (I) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Represents
R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n is 1 to
0.01 to 75 parts by weight of an alkylalkoxysilane (4) represented by a natural number of 3) and a general formula (II) R 3 OH (II) (wherein R 3 is a carbon number of 1 to 5). Of the alcohol (5) represented by the formula (1) represents 0.01 to 30 parts by weight.

【0006】上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体
(1)としては、SiO2 10〜90重量%、Al2
3 90〜10重量%の組成のものが好ましい。このよう
なものとしては、例えば、(a)粒径が20μm以下の
粉体を80重量%以上含有するフライアッシュ、(b)
400〜1000℃で焼成され、粒径が20μm以下の
粉体を80重量%以上含有するフライアッシュ、(c)
フライアッシュ又は粘土を溶融し気体中で噴霧すること
によって得られる無機質粉体、(d)粘土に0.1〜3
0kWh/kgの機械的エネルギーを作用させることに
より得られる無機質粉体、(e)(d)の無機質粉体を
更に100〜750℃で加熱することにより得られる無
機質粉体、(f)メタカオリン等が挙げられるが、組成
と粒度が適当なものであればこれらに限定されるもので
はない。これらは2種以上を併用することができる。
As the above-mentioned SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder (1), 10 to 90% by weight of SiO 2 and Al 2 O are used.
3 90 to 10 and a weight percent of the composition is preferred. Examples of such a material include (a) fly ash containing 80% by weight or more of powder having a particle size of 20 μm or less, (b)
Fly ash that is fired at 400 to 1000 ° C. and contains 80% by weight or more of powder having a particle size of 20 μm or less, (c)
Inorganic powder obtained by melting fly ash or clay and spraying it in gas, (d) 0.1 to 3 in clay
Inorganic powder obtained by applying mechanical energy of 0 kWh / kg, (e) Inorganic powder obtained by heating the inorganic powder at (d) at 100 to 750 ° C., (f) Metakaolin, etc. However, the present invention is not limited to these as long as the composition and particle size are appropriate. These can be used in combination of two or more.

【0007】上記アルカリ金属珪酸塩(2)は、一般式 M2 O・nSiO2 (式中、Mは、Li、K及びNaからなる群から選択さ
れた少なくとも1種を表す。nは、正の有理数を表す)
で表される。本発明においては、これらのうち、nが
0.05〜8のものが好ましい。nが0.05未満であ
ると原料粉体との反応性が低く成形体の強度が低くな
り、nが8を超えると、アルカリ金属珪酸塩水溶液がゲ
ル化をおこしやすく粘度が急激に上昇するので、上記S
iO2 −Al23 系反応性粉体(1)との混合が困難
になる。より好ましくは0.1〜3であり、更に好まし
くは0.5〜2.5である。
The alkali metal silicate (2) is represented by the general formula M 2 O.nSiO 2 (wherein M represents at least one selected from the group consisting of Li, K and Na, n is a positive value). Represents the rational number of)
It is represented by In the present invention, among these, those having n of 0.05 to 8 are preferable. When n is less than 0.05, the reactivity with the raw material powder is low and the strength of the compact is low, and when n is more than 8, the aqueous alkali metal silicate solution is apt to gel and the viscosity rapidly increases. So the above S
Mixing with the iO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder (1) becomes difficult. It is more preferably 0.1 to 3, and even more preferably 0.5 to 2.5.

【0008】上記アルカリ金属珪酸塩(2)は、水溶液
として添加することが好ましい。上記水溶液の濃度とし
ては特に限定されないが、1〜70%が好ましい。1%
未満であると、上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体
(1)との反応性が低下し、70%を超えると、固形分
が生じやすくなる。上記アルカリ金属珪酸塩(2)の水
溶液を得るには、上記アルカリ金属珪酸塩(2)をその
まま水に溶解してもよく、また、アルカリ金属水酸化物
水溶液に珪砂、珪石粉等のSiO2 成分をnが所定の範
囲の値となるように溶解してもよい。
The alkali metal silicate (2) is preferably added as an aqueous solution. The concentration of the aqueous solution is not particularly limited, but 1 to 70% is preferable. 1%
If it is less than the above value, the reactivity with the above-mentioned SiO 2 —Al 2 O 3 based reactive powder (1) is lowered, and if it exceeds 70%, a solid content tends to be generated. In order to obtain an aqueous solution of the above alkali metal silicate (2), the above alkali metal silicate (2) may be dissolved in water as it is. Alternatively, an aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be added to SiO 2 such as silica sand or silica stone powder. The components may be dissolved so that n has a value within a predetermined range.

【0009】上記アルカリ金属珪酸塩(2)の添加量
は、上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体(1)10
0重量部に対して0.2〜450重量部である。0.2
重量部未満であると、反応に必要なアルカリの量が少な
すぎるために硬化不良となり、450重量部を超える
と、硬化剤が多量となるために得られる無機質硬化体の
耐水性に問題が生じるので、上記範囲に限定される。好
ましくは10〜350重量部であり、より好ましくは2
0〜250重量部である。
The amount of the alkali metal silicate (2) added is such that the SiO 2 --Al 2 O 3 system reactive powder (1) 10
It is 0.2 to 450 parts by weight with respect to 0 parts by weight. 0.2
If it is less than parts by weight, the amount of alkali necessary for the reaction is too small to cause curing failure, and if it exceeds 450 parts by weight, a large amount of the curing agent causes a problem in the water resistance of the resulting inorganic cured product. Therefore, it is limited to the above range. It is preferably 10 to 350 parts by weight, more preferably 2
0 to 250 parts by weight.

【0010】上記水(3)の添加量は、上記SiO2
Al2 3 系反応性粉体(1)100重量部に対して1
0〜1500重量部である。10重量部未満であると、
上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体(1)と混合す
ることが困難となり、1500重量部を超えると、得ら
れる無機質硬化体の機械的強度が低下するので、上記範
囲に限定される。好ましくは10〜1000重量部であ
り、より好ましくは10〜500重量部である。
The amount of water (3) added is such that the SiO 2-
1 to 100 parts by weight of Al 2 O 3 based reactive powder (1)
0 to 1500 parts by weight. If it is less than 10 parts by weight,
It becomes difficult to mix with the above-mentioned SiO 2 —Al 2 O 3 -based reactive powder (1), and when it exceeds 1500 parts by weight, the mechanical strength of the obtained inorganic cured product decreases, so the content is limited to the above range. It The amount is preferably 10 to 1000 parts by weight, more preferably 10 to 500 parts by weight.

【0011】上記アルキルアルコキシシラン(4)は、
一般式(I) R1 n Si(OR2 4-n (I) で表される。上記一般式(I)中、R1 は、炭素数1〜
18のアルキル基を表す。R2 は、炭素数1〜5のアル
キル基を表す。nは、1〜3の整数を表す。上記R1
炭素数が18を超えると、液体でなくなり製品にならな
くなり、また、上記R2 の炭素数が5を超えると、液体
でなくなり製品にならなくなるので、それぞれ、上記範
囲に限定される。R1 の炭素数が6未満であると、得ら
れる無機質硬化体の吸水防止性が小さくなるので、R1
の炭素数が6〜18であることが好ましい。
The above alkylalkoxysilane (4) is
It is represented by the general formula (I) R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (I). In the general formula (I), R 1 has 1 to 1 carbon atoms.
18 represents an alkyl group. R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 3. When the carbon number of R 1 exceeds 18, it is not a liquid and does not become a product, and when the carbon number of R 2 exceeds 5, it is not a liquid and does not become a product. Therefore, each is limited to the above range. It If the carbon number of R 1 is less than 6, the water-absorption preventing property of the obtained inorganic cured body becomes small, so that R 1
It is preferable that the carbon number of is 6-18.

【0012】上記アルキルアルコキシシラン(4)の添
加量は、上記SiO2 −Al2 3系反応性粉体(1)
100重量部に対して0.01〜75重量部である。
0.01重量部未満であると、得られる無機質硬化体の
吸水防止性が充分でなく、75重量部を超えると、硬化
阻害を起こし、得られる無機質硬化体の強度が低下する
ので、上記範囲に限定される。好ましくは0.01〜5
0重量部、より好ましくは0.01〜30重量部であ
る。
The amount of the alkylalkoxysilane (4) added is such that the SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder (1) is added.
It is 0.01 to 75 parts by weight with respect to 100 parts by weight.
If the amount is less than 0.01 parts by weight, the water resistance of the resulting inorganic cured product is insufficient, and if it exceeds 75 parts by weight, curing inhibition occurs and the strength of the resulting inorganic cured product is reduced. Limited to Preferably 0.01-5
It is 0 part by weight, more preferably 0.01 to 30 parts by weight.

【0013】上記アルキルアルコキシシラン(4)とし
ては特に限定されず、上記一般式(I)のnが1である
ものとしては、例えば、n−デシルトリメトキシシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメト
キシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、i
so−ブチルトリメトキシシラン、メチルトリ−n−プ
ロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラ
ン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−s
ec−ブトキシシラン、メチルトリ−t−ブトキシシラ
ン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シラン、メタクリソキシプロピルトリメトキシシラン、
メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ
る。
The alkylalkoxysilane (4) is not particularly limited, and examples of the general formula (I) in which n is 1 include, for example, n-decyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane and n-propyl. Trimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, i
so-butyltrimethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-s
ec-butoxysilane, methyltri-t-butoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methacryoxypropyltrimethoxysilane,
And mercaptopropyltrimethoxysilane.

【0014】上記一般式(I)のnが2であるものとし
ては、例えば、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、
ジメチル−iso−プロポキシシラン、ジメチルジ−n
−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラ
ン、ジメチルジ−t−ブトキシシラン、ジエチルジエト
キシシラン、エチルフェニルジエトキシシラン、ジフェ
ニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が
挙げられる。
Examples of the above general formula (I) in which n is 2 include, for example, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane,
Dimethyl-iso-propoxysilane, dimethyldi-n
-Butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane, dimethyldi-t-butoxysilane, diethyldiethoxysilane, ethylphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane,
γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and the like can be mentioned.

【0015】上記一般式(I)のnが3であるものとし
ては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチル
エトキシシラン、トリメチル−n−プロポキシシラン、
トリメチル−iso−プロポキシシラン、トリメチル−
n−ブトキシシラン、トリメチル−sec−ブトキシシ
ラン、トリメチル−t−ブトキシシラン、トリエチルエ
トキシシラン、ジエチルフェニルエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルエチルメチルエトキシシラン等が
挙げられる。
Examples of the above general formula (I) in which n is 3 include, for example, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethyl-n-propoxysilane,
Trimethyl-iso-propoxysilane, trimethyl-
n-butoxysilane, trimethyl-sec-butoxysilane, trimethyl-t-butoxysilane, triethylethoxysilane, diethylphenylethoxysilane, γ-
Examples thereof include glycidoxypropylethylmethylethoxysilane.

【0016】上記アルコール(5)は、一般式(II) R3 OH (II) で表される。本発明においては、上記アルコール(5)
は、上記アルキルアルコキシシラン(4)の分散性の向
上を図ることができる。上記一般式(II)中、R
3 は、炭素数1〜5のアルキル基を表す。R3 の炭素数
が5を超えると、上記アルキルアルコキシシシラン
(4)の分散性を向上できないので、上記範囲に限定さ
れる。
The alcohol (5) is represented by the general formula (II) R 3 OH (II). In the present invention, the above alcohol (5)
Can improve the dispersibility of the alkylalkoxysilane (4). In the above general formula (II), R
3 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. When the carbon number of R 3 is more than 5, the dispersibility of the alkylalkoxysilane (4) cannot be improved, so the range is limited to the above range.

【0017】上記アルコール(5)の添加量は、上記S
iO2 −Al2 3 系反応性粉体(1)100重量部に
対して0.01〜30重量部である。0.01重量部未
満であると、充分な分散性を発現できず、30重量部を
超えると、硬化阻害を起こし、得られる無機質硬化体の
強度が低下するので、上記範囲に限定される。好ましく
は、0.01〜20重量部である。
The amount of the alcohol (5) added is S
It is 0.01 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the iO 2 -Al 2 O 3 based reactive powder (1). If it is less than 0.01 parts by weight, sufficient dispersibility cannot be exhibited, and if it exceeds 30 parts by weight, curing inhibition occurs and the strength of the resulting inorganic cured product decreases, so the content is limited to the above range. It is preferably 0.01 to 20 parts by weight.

【0018】上記アルコール(5)としては特に限定さ
れず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、
プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコ
ール等が挙げられる。
The alcohol (5) is not particularly limited, and examples thereof include methyl alcohol, ethyl alcohol,
Examples include propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol and the like.

【0019】本発明においては、上記アルキルアルコキ
シシラン(4)及び上記アルコール(5)を添加する方
法としては、上記アルキルアルコキシシラン(4)を上
記アルコール(5)であらかじめ希釈しておき、添加す
ることが好ましい。
In the present invention, as a method of adding the alkylalkoxysilane (4) and the alcohol (5), the alkylalkoxysilane (4) is diluted with the alcohol (5) in advance and then added. It is preferable.

【0020】本発明においては、必要に応じて、更に、
発泡剤、無機質充填材、補強繊維、発泡助剤、有機質発
泡体、無機質発泡体等を添加してもよい。上記発泡剤と
しては特に限定されず、例えば、過酸化水素、過酸化ナ
トリウム、過酸化カリウム、過ほう酸ナトリウム等の過
酸化物;Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、
Cu、Zn、Al、Ga、Sn、Si、フェロシリコン
等の金属粉末等が挙げられる。これらのうち、コスト、
安全性、入手の容易さ、混合の容易さ等の観点から、過
酸化水素、アルミニウム粉末が好ましい。
In the present invention, if necessary, further,
A foaming agent, an inorganic filler, a reinforcing fiber, a foaming aid, an organic foam, an inorganic foam and the like may be added. The foaming agent is not particularly limited, and examples thereof include peroxides such as hydrogen peroxide, sodium peroxide, potassium peroxide, and sodium perborate; Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni,
Examples thereof include metal powders such as Cu, Zn, Al, Ga, Sn, Si and ferrosilicon. Of these, the cost,
Hydrogen peroxide and aluminum powder are preferable from the viewpoint of safety, availability, mixing, and the like.

【0021】上記発泡剤の添加量は、上記SiO2 −A
2 3 系反応性粉体(1)100重量部に対して0.
01〜10重量部が好ましい。0.01重量部未満であ
ると、発泡倍率が小さすぎ発泡剤添加の効果がなく、1
0重量部を超えると、発泡ガスが過剰となり破泡する。
The amount of the foaming agent added is such that the SiO 2 -A
l 2 O 3 -based reactive powder (1) with respect to 100 parts by weight.
01 to 10 parts by weight is preferable. If it is less than 0.01 part by weight, the expansion ratio is too small and the effect of the addition of the foaming agent is not obtained.
If it exceeds 0 parts by weight, the foaming gas becomes excessive and the bubbles are broken.

【0022】上記発泡剤として過酸化水素を用いる場合
は、水溶液として用いるのが好ましい。この場合におい
て、上記水溶液の濃度は、0.5〜35%が好ましい。
0.5%未満であると、過酸化水素量に対し水の量が多
くなりすぎ、粘度が低下し発泡が安定しなくなり、35
%を超えると、発泡が速くなりすぎるため安定に発泡で
きず危険である。より好ましくは1〜25%であり、更
に好ましくは5〜15%である。上記発泡剤として金属
粉末を用いる場合は、平均粒径1〜200μmのものが
好ましい。1μm未満であると、分散性が低下するとと
もに、反応性が高くなり発泡が速くなりすぎ、200μ
mを超えると、反応性が低下する。
When hydrogen peroxide is used as the foaming agent, it is preferably used as an aqueous solution. In this case, the concentration of the aqueous solution is preferably 0.5 to 35%.
If it is less than 0.5%, the amount of water will be too much relative to the amount of hydrogen peroxide, the viscosity will decrease and the foaming will not be stable.
If it exceeds%, it is dangerous because the foaming is too fast and the foaming cannot be performed stably. It is more preferably 1 to 25%, further preferably 5 to 15%. When a metal powder is used as the foaming agent, the average particle size is preferably 1 to 200 μm. If it is less than 1 μm, the dispersibility is lowered, the reactivity is increased, and the foaming is too fast.
If it exceeds m, the reactivity decreases.

【0023】上記無機質充墳材は、硬化時の収縮低減、
スラリーの流動性向上、セルの緻密化、気泡の安定化等
を図ることができる。上記無機質充填材としては特に限
定されず、例えば、珪砂、珪石粉、フライアッシュ、ス
ラグ、シリカヒューム、マイカ、タルク、ウォラストナ
イト、炭酸カルシウム、エアロジル、シリカゲル、ゼオ
ライト、活性炭、アルミナゲル等の多孔質粉体等が挙げ
られる。上記無機質充墳材は、平均粒径0.01μm〜
1mmのものが好ましい。0.01μm未満であると、
吸着水量の増加によって粘度が上昇して作業性が低下
し、1mmを超えると、発泡が安定しなくなる。上記無
機質充填材の添加量は、上記SiO2 −Al2 3 系反
応性粉体(1)100重量部に対して700重量部以下
が好ましい。700重量部を超えると、得られる無機質
硬化体の強度低下を起こす。より好ましくは10〜50
0重量部である。
The above-mentioned inorganic filling material reduces shrinkage upon curing,
It is possible to improve the fluidity of the slurry, densify the cells, stabilize the bubbles, and the like. The inorganic filler is not particularly limited, for example, silica sand, silica stone powder, fly ash, slag, silica fume, mica, talc, wollastonite, calcium carbonate, aerosil, silica gel, zeolite, activated carbon, porous alumina gel and the like. Quality powder and the like. The inorganic filler has an average particle diameter of 0.01 μm
It is preferably 1 mm. If less than 0.01 μm,
When the amount of adsorbed water increases, the viscosity increases and the workability decreases, and when it exceeds 1 mm, foaming becomes unstable. The addition amount of the inorganic filler is preferably 700 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the SiO 2 —Al 2 O 3 based reactive powder (1). If it exceeds 700 parts by weight, the strength of the obtained inorganic cured product is reduced. More preferably, 10 to 50
0 parts by weight.

【0024】上記補強織維は、強度向上、クラック防止
等を図ることができる。上記補強繊維としては特に限定
されず、例えば、ビニロン、ポリプロピレン、アラミ
ド、アクリル、レーヨン等の有機繊維;カーボン、ガラ
ス、チタン酸カリウム、アルミナ、鋼、スラグウール等
の無機繊維等が挙げられる。上記補強繊維の繊維長は、
1〜15mmが好ましく、繊維径は、1〜500μmが
好ましい。繊維長が15mmを超えると、分散性が低下
し、また、繊維径が1μm未満であると、混合時に再凝
集し、ファイバーボールを形成して得られる無機質硬化
体の強度が向上せず、繊維長が1mm未満であるか、又
は、繊維径が500μmを超えると、補強効果が小さ
い。上記補強繊維の添加量は、上記SiO2 −Al2
3 系反応性粉体(1)100重量部に対して10重量部
以下が好ましい。10重量部を超えると、繊維の分散性
が低下する。
The reinforcing fiber can improve strength, prevent cracks and the like. The reinforcing fiber is not particularly limited, and examples thereof include organic fibers such as vinylon, polypropylene, aramid, acrylic, and rayon; inorganic fibers such as carbon, glass, potassium titanate, alumina, steel, and slag wool. The fiber length of the reinforcing fiber is
1 to 15 mm is preferable, and the fiber diameter is preferably 1 to 500 μm. When the fiber length exceeds 15 mm, the dispersibility decreases, and when the fiber diameter is less than 1 μm, the particles are re-aggregated during mixing and the strength of the inorganic cured product obtained by forming a fiber ball is not improved. If the length is less than 1 mm or the fiber diameter exceeds 500 μm, the reinforcing effect is small. The amount of the reinforcing fiber added is the same as that of the SiO 2 —Al 2 O.
It is preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the 3 type reactive powder (1). If it exceeds 10 parts by weight, the dispersibility of the fiber will be reduced.

【0025】上記有機質発泡体及び上記無機質発泡体
は、得られる無機質硬化体の軽量化を図ることがでる。
上記有機質発泡体としては特に限定されず、例えば、塩
化ビニル、フェノール、ユリア、スチレン、ウレタン、
エチレン等の合成樹脂の粒状発泡体等が挙げられる。こ
れらは単独で又は2種以上を混合して用いることができ
る。上記無機質発泡体としては特に限定されず、例え
ば、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュ
バルーン、シリカバルーン、パーライト、ヒル石、粒状
発泡シリカ等が挙げられる。これらは単独で又は2種以
上を混合して用いることができる。また、上記有機質発
泡体と上記無機質発泡体とを混合して用いることもでき
る。
With the organic foam and the inorganic foam, the weight of the resulting inorganic cured product can be reduced.
The organic foam is not particularly limited, for example, vinyl chloride, phenol, urea, styrene, urethane,
Examples thereof include granular foams of synthetic resin such as ethylene. These can be used alone or in combination of two or more. The inorganic foam is not particularly limited, and examples thereof include a glass balloon, a shirasu balloon, a fly ash balloon, a silica balloon, a pearlite, a hillstone, and a granular foamed silica. These can be used alone or in combination of two or more. Further, the organic foam and the inorganic foam may be mixed and used.

【0026】上記有機質発泡体及び上記無機質発泡体
は、比重0.01〜1のものが好ましい。0.01未満
であると、得られる無機質硬化体の機械的強度の低下を
招き、1を超えると、得られる無機質硬化体の軽量化の
効果が得られない。より好ましくは0.03〜0.7の
ものである。上記有機質発泡体及び上記無機質発泡体の
添加量は、上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体
(1)100重量部に対して10〜100重量部が好ま
しい。10重量部未満であると、得られる無機質硬化体
の軽量化の効果が得られず、100重量部を超えると、
得られる無機質硬化体の機械的強度が低下する。より好
ましくは30〜80重量部である。
The above organic foam and the above inorganic foam
Preferably has a specific gravity of 0.01 to 1. Less than 0.01
It is possible to reduce the mechanical strength of the resulting cured inorganic material.
Inviting, if it exceeds 1, it will reduce the weight of the obtained inorganic cured product.
No effect. More preferably 0.03 to 0.7
Things. Of the organic foam and the inorganic foam
The addition amount is the above-mentioned SiOTwo-AlTwoO ThreeSystem reactive powder
(1) 10 to 100 parts by weight is preferable to 100 parts by weight
New When the amount is less than 10 parts by weight, the resulting inorganic cured product is obtained.
If the effect of weight reduction is not obtained and exceeds 100 parts by weight,
The mechanical strength of the obtained inorganic cured product decreases. Better
It is preferably 30 to 80 parts by weight.

【0027】本発明の硬化性無機質組成物から無機質硬
化体を得るには、例えば、上記アルカリ金属珪酸塩
(2)を加熱、加圧下で上記水(3)に溶解し、更に、
上記SiO2 −Al2 3 系反応性粉体(1)、上記ア
ルコール(5)で希釈した上記アルキルアルコキシシラ
ン(4)、及び、必要に応じて充墳材、補強繊維等を混
合し、得られた混合物を、注型、押圧成形等の公知の方
法等により所望の形状に賦形した後、硬化させる方法等
を採用することができる。この場合において、上記硬化
の温度は、常温でもよいが、硬化反応を促進でき、得ら
れる無機質硬化体の機械的物性を向上させることができ
るので、50〜200℃であってもよい。
In order to obtain an inorganic cured product from the curable inorganic composition of the present invention, for example, the alkali metal silicate (2) is dissolved in the water (3) under heating and pressure, and further,
The SiO 2 —Al 2 O 3 -based reactive powder (1), the alkylalkoxysilane (4) diluted with the alcohol (5), and if necessary, a filler, a reinforcing fiber and the like are mixed, A method of shaping the obtained mixture into a desired shape by a known method such as casting or pressing and then curing the mixture can be employed. In this case, the curing temperature may be room temperature, but may be 50 to 200 ° C. because it can accelerate the curing reaction and improve the mechanical properties of the resulting inorganic cured product.

【0028】[0028]

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0029】実施例1〜8、比較例2、4、6 SiO2 −Al2 3 系反応性粉体A(SiO2 52.
9重量%、Al2 345.5重量%、Fe2 3 0.
3重量%、TiO2 0.6重量%、その他0.7重量
%、平均粒径3.3μm)として、メタカオリン(SA
TINTONESP 33、エンゲルハード社製)を、
SiO2 −Al2 3 系反応性粉体B(SiO2 52.
3重量%、Al2 3 45.0重量%、Fe2 3 0.
5重量%、TiO2 1.5重量%、その他0.7重量
%、平均粒径2.9μm)として、上記SiO2 −Al
2 3 系反応性粉体A1.7kgを、粉砕助剤であるト
リエタノールアミン25%/エタノール75%の混合物
10gと共にウルトラファインミルAT−20(ジルコ
ニアボール10mmφ使用、ボール充填率85%、三菱
重工業社製)に供給し、9.9kWh/kg(3時間×
3.3kW/kg)の機械的エネルギーを作用させて得
たものを、SiO2 −Al2 3 系反応性粉体C(Si
2 58.7重量%、Al2 3 24.2重量%、Fe
2 3 6.9重量%、TiO2 1.1重量%、その他
9.1重量%、平均粒径5μm)として、フライアッシ
ュ(平均粒径20μm、JIS A 6201準拠、関
電化工社製)を分級機(TC−15、日清エンジニアリ
ング社製)により分級し、粒径が10μm以下の粉体を
100重量%含有するフライアッシュとしたものを、そ
れぞれ使用した。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 2, 4 and 6 SiO 2 --Al 2 O 3 type reactive powder A (SiO 2 52.
9% by weight, Al 2 O 3 45.5% by weight, Fe 2 O 3 0.
3% by weight, TiO 2 0.6% by weight, other 0.7% by weight, average particle size 3.3 μm, and metakaolin (SA
TINTONESP 33, manufactured by Engelhard)
SiO 2 -Al 2 O 3 based reactive powder B (SiO 2 52.
3% by weight, Al 2 O 3 45.0% by weight, Fe 2 O 3 0.
5 wt%, TiO 2 1.5% by weight, other 0.7% by weight, an average particle diameter of 2.9 .mu.m), the SiO 2 -Al
Ultrafine mill AT-20 (using zirconia balls 10 mmφ, ball filling rate 85%, Mitsubishi, together with 10 g of a mixture of triethanolamine 25% / ethanol 75% which is a grinding aid, 2 O 3 reactive powder A 1.7 kg. Supplied to Heavy Industries, Ltd., 9.9 kWh / kg (3 hours x
The powder obtained by applying mechanical energy of 3.3 kW / kg was used as SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder C (Si
O 2 58.7% by weight, Al 2 O 3 24.2% by weight, Fe
2 O 3 6.9% by weight, TiO 2 1.1% by weight, other 9.1% by weight, average particle size 5 μm), fly ash (average particle size 20 μm, JIS A 6201 compliant, manufactured by Kandenko Co., Ltd.) The fly ash was classified by a classifier (TC-15, manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.) and used as fly ash containing 100% by weight of powder having a particle size of 10 μm or less.

【0030】表1、2に示した配合割合でSiO2 −A
2 3 系反応性粉体A、SiO2−Al2 3 系反応
性粉体B、SiO2 −Al2 3 系反応性粉体C、8号
珪砂(関本建材社製)、珪石粉(ファインシリカ、ブレ
ーン値10000cm2 /g、住友セメント社製)、珪
酸カリ水溶液(SiO2 :K2 Oモル比=1.4:1、
42%水溶液、日本化学工業社製)及び表1、2に示し
たアルコールで希釈した表1、2に示すアルキルアルコ
キシシランを、それぞれ、オムニミキサーに供給して5
分間混合した後、得られた混合物を150×50×10
mmの型枠内に注入し、型枠ごと85℃の熱風乾燥機中
で10時間加熱させて、実施例1〜8、比較例2、4、
6の無機質硬化体をそれぞれ得た。得られた各無機質硬
化体を脱型して50℃で10時間乾燥した後、下記の項
目について、その物性を下記評価方法で調べた。結果を
表1及び表2に示した。
SiO 2 -A with the compounding ratios shown in Tables 1 and 2
l 2 O 3 -based reactive powder A, SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder B, SiO 2 -Al 2 O 3 -based reactive powder C, No. 8 silica sand (manufactured by Sekimoto Kenzai Co., Ltd.), silica stone Powder (fine silica, Blaine value 10,000 cm 2 / g, manufactured by Sumitomo Cement Co., Ltd.), potassium silicate aqueous solution (SiO 2 : K 2 O molar ratio = 1.4: 1,
42% aqueous solution, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd., and the alkylalkoxysilanes shown in Tables 1 and 2 diluted with the alcohols shown in Tables 1 and 2 were respectively supplied to an omni mixer to obtain 5
After mixing for 150 minutes, the resulting mixture is 150 x 50 x 10
It was poured into a mold having a size of mm and heated with a mold in a hot-air dryer at 85 ° C. for 10 hours, to thereby form Examples 1 to 8 and Comparative Examples 2 and 4,
6 inorganic cured products were obtained. Each of the obtained inorganic cured products was demolded and dried at 50 ° C. for 10 hours, and then the physical properties of the following items were examined by the following evaluation methods. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0031】評価方法 1.水の接触角 得られた無機質硬化体表面に、直径2mmの水を滴下し
たときの無機質硬化体表面と水の接触角を、CONTA
CT−ANGLEMETER(協和界面科学社製)によ
り測定した。 2.吸水率 105℃の熱風乾燥機内で24時間保持した無機質硬化
体の重量をaとし、20℃の水中に24時間浸漬させた
無機質硬化体の重量をbとし、下記式により求めた。 (b−a)/a×100(wt%) 3.熱水試験 得られた無機質硬化体を、98℃の熱水中に2時間浸漬
した後24時間乾燥し、外観を目視で観察し、異常の見
られないものを○とし、表面に粉が発生しているものは
×とした。 4.促進耐侯性試験 得られた無機質硬化体をJIS K 5400に準じ
て、500時間促進耐侯性試験に供した後、外観を目視
で観察し、異常の見られないものを○とし、表面にしみ
が発生しているものは×とした。
Evaluation method 1. Contact Angle of Water The contact angle of water with the inorganic cured body surface when water having a diameter of 2 mm was dropped onto the surface of the obtained inorganic cured body was measured by CONTA.
It was measured by CT-ANGLEMETER (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). 2. The water absorption was determined by the following formula, where a is the weight of the inorganic cured product kept in a hot air dryer at 105 ° C. for 24 hours, and b is the weight of the inorganic cured product immersed in 20 ° C. water for 24 hours. (B−a) / a × 100 (wt%) 3. Hot water test The obtained inorganic cured product was dipped in hot water of 98 ° C for 2 hours and then dried for 24 hours, and the appearance was visually observed. Those doing are marked as x. 4. Accelerated weathering resistance test: The obtained inorganic cured product was subjected to an accelerated weathering resistance test according to JIS K 5400 for 500 hours, and then visually observed for appearance. Those that occurred are marked with x.

【0032】比較例1、3、5 アルキルアルコキシシラン及びアルコールを添加しなか
ったこと以外は、実施例1〜8と同様にして無機質硬化
体を得、評価した。結果を表2に示した。
Comparative Examples 1, 3, 5 An inorganic cured product was obtained and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 8 except that the alkylalkoxysilane and the alcohol were not added. The results are shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の硬化性無機質組成物は、上述の
構成により、吸水防止性に優れ、耐水性、耐侯性に優れ
た無機質硬化体を得ることができ、建材等の用途に好適
に使用することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The curable inorganic composition of the present invention, having the above-mentioned constitution, can provide an inorganic cured product having excellent water absorption prevention properties, water resistance, and weather resistance, and is suitable for applications such as building materials. Can be used.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SiO2 −Al2 3 系反応性粉体
(1)100重量部、アルカリ金属珪酸塩(2)0.2
〜450重量部、水(3)10〜1500重量部、一般
式(I) R1 n Si(OR2 4-n (I) (式中、R1 は、炭素数1〜18のアルキル基を表す。
2 は、炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは、1〜
3の自然数を表す)で表されるアルキルアルコキシシラ
ン(4)0.01〜75重量部、及び、一般式(II) R3 OH (II) (式中、R3 は、炭素数1〜5のアルキル基を表す)で
表されるアルコール(5)0.01〜30重量部からな
ることを特徴とする硬化性無機質組成物。
1. A SiO 2 —Al 2 O 3 -based reactive powder (1) 100 parts by weight, an alkali metal silicate (2) 0.2.
˜450 parts by weight, water (3) 10 to 1500 parts by weight, general formula (I) R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (I) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Represents
R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n is 1 to
0.01 to 75 parts by weight of an alkylalkoxysilane (4) represented by a natural number of 3) and a general formula (II) R 3 OH (II) (wherein R 3 is a carbon number of 1 to 5). Of the alcohol (5) represented by the formula (1) is included in an amount of 0.01 to 30 parts by weight.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001213662A (en) * 2000-01-31 2001-08-07 Kenzo Naoi Cement composition with electrical insulation property
JP2012106910A (en) * 2010-10-27 2012-06-07 F Consultant:Kk Inorganic composition

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