JPH09208211A - 反応性無機質粉体及び硬化性無機質組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウムやケイ素の溶出性に優れ、アル
カリ金属珪酸塩水溶液及びセメントスラリーに対して高
反応性を有する反応性無機質粉体、並びに、強度、外観
に優れた無機成形体を得ることができる硬化性無機質組
成物を提供する。 【解決手段】 ²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法によるピーク
を２０〜５０ｐｐｍに有するアルミニウムを含有し、微
分熱重量測定において５０〜３００℃に脱水ピークが観
測されるシリカ−アルミナ系の反応性無機質粉体、及
び、これを使用した硬化性無機質組成物、並びに、アル
カリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からな
る群より選択される少なくとも１種の水酸化物、非晶質
アルミノシリケート粉体、並びに、水からなる混合物
に、０．５〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作
用させて得られる反応性無機質スラリーを使用した硬化
性無機質組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築材料等
に使用される無機成形体の原料として好適に使用するこ
とができる反応性無機質粉体及び硬化性無機質組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】無機成形体は、不燃性、無発煙性の建築
資材等として有用である。このようなものとして、例え
ば、アルカリの存在下で熱により硬化する無機成形体が
提案されている。特開平４−５９６４８号公報には、ア
ルカリ金属珪酸塩水溶液に、メタカオリン、コランダ
ム、ムライト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を配合し、更に、充填材、有機
ベントナイト等の混和材を混入することにより、建築資
材として有用な無機成形体を製造する技術が提案されて
いる。特開平４−６１３８号公報には、アルカリ金属珪
酸塩水溶液と上述の無機固体成分及び充填材とを混練
後、型内に注入し、加熱硬化させた無機成形体が提案さ
れている。

【０００３】しかし、無機成形体等に使用されるこのよ
うな無機固体成分のうち、コランダム、ムライト製造時
に発生する集塵装置の灰、フライアッシュ等は、工業副
産物であるので、反応性等の品質にバラツキがあり、更
に、フライアッシュの場合には、常温での反応速度が非
常に遅く、得られる無機成形体の強度、外観に問題があ
った。

【０００４】上記フライアッシュ等は、セメントスラリ
ーから得られる無機成形体の強度を増進させるための反
応性骨材としても使用されており、例えば、フライアッ
シュ、スラグ、シリカヒューム等のポラゾンがセメント
スラリーと混合して使用される。しかしながら、これら
の反応性骨材は、得られる無機成形体の長期強度の増進
には寄与するが、短期強度の増進には充分な効果を発揮
することができない。

【０００５】無機成形体においては、無機固体成分が、
反応性のアルミニウムやケイ素を溶出することにより反
応性を発揮することができるものであると考えられてい
る。しかしながら、上述の無機固体成分は、アルミニウ
ムやケイ素の充分な溶出性を有さず、反応性が不充分で
あり、アルカリ金属珪酸塩水溶液やセメントスラリーと
混合した際に、多量のアルミニウムやケイ素を溶出し、
安定して高い反応性を示す無機質材料が望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、アルミニウムやケイ素の溶出性に優れ、アルカリ金
属珪酸塩水溶液及びセメントスラリーに対して高反応性
を有する反応性無機質粉体、並びに、強度、外観に優れ
た無機成形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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、²⁷Ａｌ
ＭＡＳ ＮＭＲ法によるピークを２０〜５０ｐｐｍに
有するアルミニウムを含有し、微分熱重量測定において
５０〜３００℃に脱水ピークが観測されることを特徴と
するシリカ−アルミナ系の反応性無機質粉体そのものに
存する。本発明の要旨は、また、上記反応性無機質粉
体、アルカリ金属珪酸塩、及び、水からなる硬化性無機
質組成物（以下、このものを「硬化性無機質組成物
（Ｉ）」という）そのもの、並びに、上記反応性無機質
粉体、水硬性無機物質、及び、水からなる硬化性無機質
組成物（以下、このものを「硬化性無機質組成物（Ｉ
Ｉ）」という）そのものにも存する。

【０００８】更に、本発明の要旨は、アルカリ金属水酸
化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群より選択
される少なくとも１種の水酸化物、非晶質アルミノシリ
ケート粉体、並びに、水からなる混合物に、０．５〜３
０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させて得られ
る反応性無機質スラリーと、アルカリ金属珪酸塩とを混
合してなる硬化性無機質組成物（以下、このものを「硬
化性無機質組成物（ＩＩＩ）」という）そのもの、並び
に、上記反応性無機質スラリーと、水硬性無機物質とを
混合してなる硬化性無機質組成物（以下、このものを
「硬化性無機質組成物（ＩＶ）」という）そのものにも
存する。以下、本発明を詳述する。

【０００９】本発明のシリカ−アルミナ系の反応性無機
質粉体は、²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法によるケミカルシ
フトのピークを２０〜５０ｐｐｍに有するアルミニウム
を含有し、微分熱重量測定において５０〜３００℃に脱
水ピークが観測されるものである。このようなものは、
その構造中に特定の不安定局所構造を有しているので、
アルカリ金属珪酸塩水溶液又はセメントスラリーと混合
した際に、多量のアルミニウムを溶出する。このため、
アルカリ金属珪酸塩水溶液又はセメントスラリーに対し
て高い反応性を示す。²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法による
ケミカルシフトのピークを２０〜５０ｐｐｍに有さない
もの、又は、微分熱重量測定において６００℃に脱水ピ
ークを有するカオリンや６５０℃に脱水ピークを有する
パイロフィライトのように、５０〜３００℃に脱水ピー
クが観測されないものは、構造的に比較的安定なため、
充分なアルミニウム溶出特性を示さないので、本発明の
反応性無機質粉体には該当しない。

【００１０】上記微分熱重量測定は、同一試料によるＴ
Ｇ−ＤＴＡの同時測定の手法を採用している市販の熱分
析装置によって、得られる熱重量曲線（ＴＧ曲線）を温
度に関して１次微分することにより測定することができ
る。

【００１１】上記反応性無機質粉体は、水酸基を有する
アルミニウム含有粉体に、０．５〜３０ｋｗｈ／ｋｇの
機械的エネルギーを作用させることにより得ることがで
きる。上記水酸基を有するアルミニウム含有粉体として
は特に限定されず、例えば、水酸化アルミニウム等の水
酸化物；カオリン鉱物、パイロフィライト、雲母粘土鉱
物、緑泥岩、バーミキュライト、スメクタイト、アロフ
ェン、イモゴライト等の粘土鉱物等が挙げられる。ま
た、上記水酸基を有するアルミニウム含有粉体に機械的
エネルギーを作用させる際には、上記水酸基を有するア
ルミニウム含有粉体以外に、水酸化カルシウム、水酸化
マグネシウム等の水酸化物；タルク、蛇紋岩等の粘土鉱
物；無機質酸化物粉体等を添加し、混合粉体として処理
することもできる。上記無機質酸化物粉体としては、水
酸基を含まないものであれば特に限定されず、例えば、
フライアッシュ、シリカヒューム、アエロジル、珪石
粉、シラス、珪藻土、ウォラストナイト、セメント、ア
ルミナ、ムライト、ガラス粉等の無機質建材や耐火材等
として使用される無機粉体等が挙げられる。

【００１２】上記水酸基を有するアルミニウム含有粉体
の平均粒径は、機械的エネルギーの有効利用の観点か
ら、０．１〜５００μｍが好ましく、０．１〜１００μ
ｍがより好ましい。

【００１３】上記機械的エネルギーとしては、例えば、
圧縮力、せん断力、衝撃力等によるエネルギーが挙げら
れる。上記機械的エネルギーを作用させる方法としては
特に限定されず、粉砕を目的として一般的に使用される
粉砕装置を用いて行うことができる。このような粉砕装
置としては、例えば、衝撃、摩擦、圧縮、せん断等が複
合したボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒体攪拌型ミ
ル等のボール媒体ミル；ローラーミル；乳鉢等が挙げら
れる。また、衝撃、摩砕が主であるジェット粉砕機を使
用することも可能である。これらのうち、機構的に上記
水酸基を有するアルミニウム含有粉体に有効に機械的エ
ネルギーを付与することが可能であるので、ボール媒体
型のミルが好ましい。上記粉砕に際しては、セメントク
リンカー、珪砂、石灰石等の粉砕時に通常使用される粉
砕助材を使用することもできる。上記粉砕助材としては
特に限定されず、例えば、メチルアルコール等のアルコ
ール類、トリエタノールアミン等のエタノールアミン類
等の液体系のもの；ステアリン酸ナトリウム、ステアリ
ン酸カルシウム等の固体系のもの；アセトン蒸気等の気
体系のもの等が挙げられる。

【００１４】上記機械的エネルギーは、粉砕装置に投入
した電力を、処理原料の単位重量当たりで表して、０．
５〜３０ｋｗｈ／ｋｇである。０．５ｋｗｈ／ｋｇ未満
であると、結晶構造の変性が不充分であるのでアルカリ
との反応性がほとんどなく、３０ｋｗｈ／ｋｇを超える
と、粉砕装置への過大負荷、媒体としてのボールや容器
の過度の磨耗、処理粉体中への不純物の混入、コスト等
の生産性等の問題が生じるので、上記範囲に限定され
る。好ましくは０．５〜２０ｋｗｈ／ｋｇであり、より
好ましくは０．５〜１０ｋｗｈ／ｋｇである。

【００１５】本発明においては、上記反応性無機質粉体
に、アルカリ金属珪酸塩、及び、水を配合して硬化性無
機質組成物（Ｉ）とする。上記反応性無機質粉体は、上
述のように、アルカリ金属珪酸塩水溶液に対する反応性
が高いので、上記硬化性無機質組成物（Ｉ）は、常温で
の硬化性に優れ、また、得られる無機成形体は、強度、
外観に優れたものとなる。

【００１６】上記アルカリ金属珪酸塩は、一般式 Ｍ₂ Ｏ・ｎＳｉＯ₂ （式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｋ又はＮａを表す。ｎは、０又は
正の整数を表す）で表されるものである。上記式中、ｎ
は、８以下が好ましい。ｎが８を超えると、水と混合し
てアルカリ金属珪酸塩水溶液とした場合、ゲル化を起こ
し易く粘度が急激に上昇するので、上記反応性無機質粉
体との混合が困難になる。

【００１７】上記アルカリ金属珪酸塩の配合量は、反応
性無機質粉体１００重量部に対して３〜３００重量部が
好ましい。３重量部未満であっても、３００重量部を超
えても、得られる硬化性無機質組成物（Ｉ）の硬化性が
不充分となる。より好ましくは１０〜２００重量部であ
る。上記アルカリ金属珪酸塩は、単独で用いてもよく、
混合して用いてもよい。

【００１８】上記水の配合量は、反応性無機質粉体１０
０重量部に対して、１０〜３００重量部が好ましい。１
０重量部未満であると、得られる硬化性無機質組成物
（Ｉ）の成形が困難になり、３００重量部を超えると、
得られる無機成形体の強度が低下する。より好ましくは
１５〜２００重量部である。

【００１９】上記硬化性無機質組成物（Ｉ）の調製に際
しては、上記アルカリ金属珪酸塩は、アルカリ金属珪酸
塩の分散性の観点から、予め水溶液にして添加すること
が好ましい。この場合において、アルカリ金属珪酸塩水
溶液の濃度は、１〜７０重量％が好ましい。１重量％未
満であると、得られる硬化性無機質組成物（Ｉ）が硬化
せず、７０重量％を超えると、得られる硬化性無機質組
成物（Ｉ）の粘度が高くなり、成形が困難となる。より
好ましくは３０〜６０重量％である。

【００２０】本発明においては、また、上記反応性無機
質粉体に、水硬性無機物質、及び、水を配合して硬化性
無機質組成物（ＩＩ）とする。上記反応性無機質粉体
は、上述のように、セメントスラリーに対する反応性が
高いので、上記硬化性無機質組成物（ＩＩ）より得られ
る無機成形体は、強度、外観に優れたものとなる。

【００２１】上記水硬性無機物質としては特に限定され
ず、例えば、普通ポルトランドセメント、特殊ポルトラ
ンドセメント、アルミナセメント、ローマンセメント等
の単味セメント；耐酸性セメント、耐火セメント、水ガ
ラスセメント等の特殊セメント；石膏、石灰、マグネシ
アセメント等の気硬性セメント等が挙げらる。これらの
うち、コスト、耐久性等の観点より、単味セメントが好
ましい。

【００２２】上記硬化性無機質組成物（ＩＩ）におい
て、上記反応性無機質粉体の配合量は、水硬性無機物質
１００重量部に対して１〜１０００重量部が好ましい。
１重量部未満であると、配合しても効果がなく、１００
０重量部を超えると、主結合成分であるセメントの配合
量が少なくなり、得られる無機成形体の強度が低下す
る。より好ましくは３〜３００重量部である。

【００２３】上記硬化性無機質組成物（ＩＩ）におい
て、上記水の配合量は、水硬性無機物質１００重量部に
対して、１０〜１０００重量部が好ましい。１０重量部
未満であると、得られる硬化性無機質組成物（ＩＩ）の
成形が困難であるとともに硬化せず、１０００重量部を
超えると、得られる無機成形体の強度が低下する。より
好ましくは２０〜３００重量部である。

【００２４】上記硬化性無機質組成物（Ｉ）及び上記硬
化性無機質組成物（ＩＩ）中には、必要に応じて、更
に、補強繊維、無機質充填材、軽量骨材等を添加しても
よい。上記補強繊維としては、得られる無機成形体に付
与すべき性能に応じて適宜のものを使用でき、例えば、
ビニロン、ポリプロピレン、アクリル、レーヨン、アラ
ミド等の合成繊維；ガラス繊維；チタン酸カリウム、ロ
ックウール等の無機繊維；カーボン繊維；鋼繊維等の一
般にセメント等の無機硬化材料に使用されている材料を
使用できる。これらの繊維は、メッシュ状で使用するこ
ともでき、長繊維又は短繊維のものを使用することもで
きる。短繊維を使用する場合においては、細すぎると混
合時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成さ
れ易くなるので、得られる無機成形体の強度が充分でな
く、また、無機成形体の表面の凹凸が激しくなり良好な
外観のものが得られず、太すぎたり短すぎると、補強効
果が不充分になるので、繊維径１〜５００μｍが好まし
く、更に好ましくは繊維長１〜１５ｍｍである。上記硬
化性無機質組成物（Ｉ）及び上記硬化性無機質組成物
（ＩＩ）において、上記補強繊維の添加量は、反応性無
機質粉体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、得られる無
機成形体の耐熱性等に問題が生じる。

【００２５】上記無機質充填材は、硬化及び乾燥時の収
縮低減、スラリーの流動性向上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、粘土等が挙げられる。上記無機質充填材の平均粒径
は、０．０１μｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０１μｍ未
満であると、硬化及び乾燥時の収縮低減効果が不充分で
あり、１ｍｍを超えると、得られる硬化性無機質組成物
（Ｉ）、（ＩＩ）の流動性が悪化し、得られる無機成形
体の表面の凹凸が大となる。上記硬化性無機質組成物
（Ｉ）及び上記硬化性無機質組成物（ＩＩ）において、
上記無機質充填材の添加量は、反応性無機質粉体１００
重量部に対して８００重量部以下が好ましい。８００重
量部を超えると、反応性無機質粉体の割合が小さくなる
ため硬化性不充分となる。より好ましくは１００〜５０
０重量部である。

【００２６】上記軽量骨材は、得られる無機成形体の軽
量化を図ることができる。上記軽量骨材としては特に限
定されず、例えば、スチレン系、塩化ビニリデン系、フ
ェノール系、ウレタン系、エチレン系等の各種合成樹脂
発泡体；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、パーライト等の無機質
発泡体等が挙げらる。これらは、単独で用いてもよく、
混合して用いてもよい。上記発泡体の比重は、０．０１
〜１が好ましい。０．０１未満であると、得られる無機
成形体の強度が低下し、１を超えると、軽量化の効果が
得られない。上記硬化性無機質組成物（Ｉ）及び上記硬
化性無機質組成物（ＩＩ）において、上記軽量骨材の添
加量は、反応性無機質粉体１００重量部に対して０．１
〜１００重量部が好ましい。０．１重量部未満である
と、軽量化の効果が得られず、１００重量部を超える
と、得られる無機成形体の強度が低下する。

【００２７】上記硬化性無機質組成物（Ｉ）及び上記硬
化性無機質組成物（ＩＩ）中には、更にまた、必要に応
じて、一般に押出成形等で使用されるメチルセルロース
等の増粘剤、抄造成形等で使用される凝集剤等の成形助
剤を添加してもよい。上記硬化性無機質組成物（Ｉ）及
び上記硬化性無機質組成物（ＩＩ）において、上記成形
助剤の添加量は、反応性無機質粉体１００重量部に対し
て０．０１〜１０重量部が好ましい。

【００２８】本発明の硬化性無機質組成物（Ｉ）及び硬
化性無機質組成物（ＩＩ）の製造方法は特に限定され
ず、例えば、セメント組成物を製造する際に通常使用さ
れるオムニミキサー、アイリッヒミキサー、万能ミキサ
ー、ライカイ機等を使用して、予め調製したアルカリ金
属珪酸塩水溶液、又は、水硬性無機物質と、反応性無機
質粉体、補強繊維、無機質充填材、軽量骨材等を配合
し、混合する方法等を採用することができる。

【００２９】上記硬化性無機質組成物（Ｉ）又は上記硬
化性無機質組成物（ＩＩ）から無機成形体を得る方法と
しては特に限定されず、例えば、注入法、プレス法、押
し出し法等の一般的な方法等を採用することができる。

【００３０】上記硬化性無機質組成物（Ｉ）又は上記硬
化性無機質組成物（ＩＩ）から無機成形体を得るに際し
ての硬化温度は、常温に限らず加熱しても良いが、０〜
５００℃が好ましい。０℃未満であると、硬化反応速度
が著しく低下し、５００℃を超えると、硬化時の収縮が
大きくなり、得られる無機成形体にクラック等が生じ
る。より好ましくは１〜３００℃である。

【００３１】本発明の他の態様においては、非晶質アル
ミノシリケート粉体に、アルカリ金属水酸化物及びアル
カリ土類金属水酸化物からなる群より選択される少なく
とも１種の水酸化物、並びに、水を配合してなる混合物
に機械的エネルギーを作用させて、反応性無機質スラリ
ーを得、得られた反応性無機質スラリーにアルカリ金属
珪酸塩を混合して硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）とす
る。

【００３２】上記非晶質アルミノシリケート粉体として
は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 及びＳｉＯ₂ の組成の和が３０％以上で
あり、かつ、Ｘ線的に非晶質が観測される粉体であれば
特に限定されない。このようなものとしては、例えば、
フライアッシュ、スラグ、シラス、ガラス粉、メタカオ
リン等が挙げられる。上記非晶質アルミノシリケート粉
体の平均粒径は、０．０１μｍ〜１０ｍｍが好ましい。
より好ましくは０．１μｍ〜１ｍｍである。上記非晶質
アルミノシリケート粉体の添加量は、上記混合物中５〜
７０重量％が好ましい。５重量％未満であると、反応性
が乏しく、７０重量％を超えると、固形分濃度が高くな
り混合物の流動性が乏しくなるため、機械的エネルギー
を良好に作用させることが困難となる。

【００３３】上記アルカリ金属水酸化物としては、周期
表１Ａ族に属する元素の水酸化物であり、例えば、Ｌｉ
ＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等が挙げられる。上記アルカリ
土類金属水酸化物としては、周期表２Ａ族に属する元素
の水酸化物であり、例えば、Ｍｇ（ＯＨ）₂ 、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂ 等が挙げられる。上記アルカリ金属水酸化物及び
上記アルカリ土類金属水酸は、単独で用いてもよく、混
合して用いてもよい。上記水酸化物の添加量は、上記混
合物中０．１〜５０重量％が好ましい。０．１重量％未
満であると、得られるスラリーの反応性が小さく、５０
重量％を超えると、アルカリが強すぎるため、機械的エ
ネルギーを作用する際に使用する装置の耐久性が劣化す
る。上記水の添加量は、上記混合物中３０〜９５重量％
が好ましい。３０重量％未満であると、固形分濃度が高
すぎてスラリーが得られず、９５重量％を超えると、固
形分が少なすぎて反応性が低下する。

【００３４】上記水酸化物を上記非晶質アルミノシリケ
ート粉体と混合する際には、粉体として混合してもよい
が、上記水酸化物は、水に溶解する際に発熱し、処理装
置の故障を招くおそれがあるので、予め、混合する水に
溶解させ、水溶液として添加することが好ましい。

【００３５】本発明においては、上記各成分の混合物に
機械的エネルギーを作用させることにより、反応性無機
質スラリーを得る。上記機械的エネルギーとしては、例
えば、圧縮力、せん断力、衝撃力等によるエネルギーが
挙げられる。上記機械的エネルギーを作用させる方法と
しては特に限定されず、粉砕を目的として一般的に使用
される粉砕装置を用いて行うことができる。このような
粉砕装置としては、例えば、衝撃、摩擦、圧縮、せん断
等が複合したボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒体攪
拌型ミル等のボール媒体ミル等が挙げられる。この場合
において、バッチ的に処理しても連続的に処理してもよ
い。

【００３６】上記機械的エネルギーは、粉砕装置に投入
した電力を処理原料の単位重量当たりで表して、０．５
〜３０ｋｗｈ／ｋｇである。０．５ｋｗｈ／ｋｇ未満で
あると、活性化が不充分であるので、アルカリとの反応
性がほとんどなく、３０ｋｗｈ／ｋｇを超えると、粉砕
装置への過大負荷、媒体としてのボールや容器の過度の
磨耗、処理混合物中への不純物の混入、コスト等の生産
性等の問題が生じるので、上記範囲に限定される。好ま
しくは０．５〜２０ｋｗｈ／ｋｇであり、より好ましく
は０．５〜１０ｋｗｈ／ｋｇである。

【００３７】上記反応性無機質スラリーは、上記機械的
エネルギーを作用させることにより、上記非晶質アルミ
ノシリケート粉体が活性化されると同時に、アルカリに
よって溶解反応が進展し、上記反応性無機質スラリー中
に反応活性なアルミニウム及びケイ素が溶出する。従っ
て、アルカリ金属珪酸塩水溶液及びセメントスラリーに
対して高い反応性を示す。

【００３８】上記反応性無機質スラリーは、上述のよう
に、溶出した状態のアルミニウム及びケイ素を含有して
いるので、アルカリ金属珪酸塩水溶液及びセメントスラ
リーに対する反応性が高い。

【００３９】本発明においては、上記反応性無機質スラ
リーに、アルカリ金属珪酸塩を配合して硬化性無機質組
成物（ＩＩＩ）とする。

【００４０】上記アルカリ金属珪酸塩としては、上記硬
化性無機質組成物（Ｉ）において使用できるものを、好
適に使用することができる。上記アルカリ金属珪酸塩の
配合量は、反応性無機質スラリー１００重量部に対して
３〜３００重量部が好ましい。３重量部未満であって
も、３００重量部を超えても、得られる硬化性無機質組
成物（ＩＩＩ）の硬化性が不充分となる。より好ましく
は１０〜２００重量部である。

【００４１】上記硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）には、
所望により水を配合することができる。上記水の配合量
は、反応性無機質スラリー１００重量部に対して０〜３
００重量部が好ましい。３００重量部を超えると、得ら
れる無機成形体の強度が低下する。より好ましくは０〜
２００重量部である。

【００４２】上記硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）の調製
は、上記硬化性熱硬化性無機質組成物（Ｉ）と同様の方
法によって行うことができる。

【００４３】本発明においては、また、上記反応性無機
質スラリーに、水硬性無機物質を配合して硬化性無機質
組成物（ＩＶ）とする。

【００４４】上記水硬性無機物質としては、上記硬化性
無機質組成物（ＩＩ）において使用できるものを、好適
に使用することができる。

【００４５】上記硬化性無機質組成物（ＩＶ）におい
て、上記反応性無機質スラリーの配合量は、水硬性無機
物質１００重量部に対して１〜１０００重量部が好まし
い。１重量部未満であると、配合しても効果がなく、１
０００重量部を超えると、主結合成分であるセメントの
配合量が少なくなり、得られる無機成形体の強度が低下
する。より好ましくは３〜３００重量部である。

【００４６】上記硬化性無機質組成物（ＩＶ）には、所
望により水を配合することができる。上記水の配合量
は、水硬性無機物質１００重量部に対して０〜１０００
重量部が好ましい。１０００重量部を超えると、得られ
る無機成形体の強度が低下する。より好ましくは２０〜
３００重量部である。

【００４７】上記硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）及び上
記硬化性無機質組成物（ＩＶ）中には、必要に応じて、
更に、補強繊維、無機質充填材、軽量骨材、成形助剤等
を添加してもよい。上記補強繊維、上記無機質充填材、
上記軽量骨材、上記成形助剤としては、上記硬化性無機
質組成物（Ｉ）、（ＩＩ）において使用することができ
るものを好適に使用することができる。

【００４８】上記硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）及び上
記硬化性無機質組成物（ＩＶ）の製造方法としては、上
記硬化性無機質組成物（Ｉ）、（ＩＩ）の製造方法と同
様の方法を採用することができる。

【００４９】上記硬化性無機質組成物（ＩＩＩ）又は上
記硬化性無機質組成物（ＩＶ）から無機成形体を得る方
法としては、上記硬化性無機質組成物（Ｉ）、（ＩＩ）
において採用することができる方法を採用することがで
きる。

【００５０】

【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。

【００５１】実施例１ 表１に示す割合で配合されたパイロフィライト（ＯＳク
レー、平均粒径５μｍ、山陽クレー社製）と水酸化アル
ミニウム（ＣＬ−３１０、平均粒径１０μｍ、住友化学
工業社製）の混合粉体２ｋｇに、粉砕助剤としてトリエ
タノールアミン２５％エタノール７５％の混合物１０ｇ
を添加し、ウルトラファインミルＡＴ−２０（ジルコニ
アボール１０ｍｍφ使用、ボール投入量４４ｋｇ、三菱
重工業社製）を使用し、表１に示す機械的エネルギーを
作用させることにより活性化処理して反応性無機質粉体
Ａを調製した。得られた反応性無機質粉体Ａの特性を下
記の方法で評価した。結果を表１に示した。なお、粒度
分布は、レーザー回折法により評価した。

【００５２】評価方法 １．²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法によるケミカルシフトの
観察²⁷ Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法によりケミカルシフト２０〜
５０ｐｐｍの間にピークが観察されるか否かを評価し、
ピークが観測された場合を本発明のアルミニウムが存在
すると判断した。²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルの
測定は、観測周波数１０４．２１６ｐｐｍ、試料回転速
度１２ｋＨｚ、ケミカルシフトの基準物質［Ａｌ（Ｈ₂
Ｏ）₆ ］³⁺とし、プロトンデカップリング法により行っ
た。 ２．５０〜３００℃での脱水ピークの有無 熱重量示差熱測定装置（セイコー電子工業社製）を使用
し、測定温度範囲３０〜１０００℃、昇温速度１０℃／
分、窒素雰囲気にて測定を行うことにより、熱重量曲線
を記録し、温度に関して１次微分して微分熱重量曲線を
求め、５０〜３００℃でのピークの有無を確認した。 ３．Ａｌの溶出量 ７．７５規定ＫＯＨ水溶液：反応性無機質粉体＝１：５
０の重量比で５分間混合後、溶出液と残渣粉体に分離
し、溶出液について、ＩＣＰによりＡｌの溶出量を測定
した。

【００５３】実施例２ 表１に示す割合で配合された水酸化アルミニウム（ＣＬ
−３１０、平均粒径１０μｍ、住友化学工業社製）とシ
リカヒューム（平均粒径０．１μｍ、カキウチ社製）の
混合粉体を用い、表１に示す機械的エネルギーを作用さ
せたこと以外は、実施例１と同様にして反応性無機質粉
体Ｂを得た。得られた反応性無機質粉体Ｂについて、実
施例１と同様にして評価した。結果を表１に示した。

【００５４】実施例３ 表１に示す割合で配合された水酸化アルミニウム（ＣＬ
−３１０、平均粒径１０μｍ、住友化学工業社製）とシ
ラス（平均粒径２０μｍ）の混合粉体を用い、表１に示
す機械的エネルギーを作用させたこと以外は、実施例１
と同様にして反応性無機質粉体Ｃを得た。得られた反応
性無機質粉体Ｃについて、実施例１と同様にして評価し
た。結果を表１に示した。

【００５５】実施例４ 表１に示す割合で配合されたカオリン（ＡＡカオリン、
平均粒径４μｍ、山陽クレー社製）とフライアッシュ
（平均粒径２０μｍ、関電化工社製）の混合粉体を用
い、表１に示す機械的エネルギーを作用させたこと以外
は、実施例１と同様にして反応性無機質粉体Ｄを得た。
得られた反応性無機質粉体Ｄについて、実施例１と同様
にして評価した。結果を表１に示した。

【００５６】比較例１ 活性化処理を行っていないカオリン（ＡＡカオリン、平
均粒径４μｍ、山陽クレー社製）を反応性無機質粉体ａ
とし、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示
した。

【００５７】比較例２ 活性化処理を行っていないカオリン（ＡＡカオリン、平
均粒径４μｍ、山陽クレー社製）を７５０℃で６時間焼
成することにより得られたメタカオリン（平均粒径４μ
ｍ）を反応性無機質粉体ｂとし、実施例１と同様にして
評価した。結果を表１に示した。

【００５８】実施例５〜９、比較例３〜６ 表２示す配合により、組成物をオムニミキサーにて５分
間混合して、硬化性無機質組成物を得た。得られた組成
物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの型枠
内に注入し、表２に示す硬化条件で硬化させて、無機成
形体を得た。得られた無機成形体を気乾状態で２４時間
放置後、外観、曲げ強度を下記の方法で評価した。結果
を表２に示した。なお、珪砂として８号珪砂を、ビニロ
ン繊維としてクラレ社製ＲＭ１８２（繊維長さ６ｍｍ、
繊維径１４μｍ）を用いた。

【００５９】評価方法 １．外観 目視により判定した。割れ、クラック等の異常がない場
合を○とし、割れ、クラック等の異常がある場合を×と
した。但し、所定時間加熱しても未硬化の場合、そのま
ま「未硬化」と記した。 ２．曲げ強度 ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に準じて測定した。

【００６０】実施例１０〜１２、比較例７〜１１ 表３示す配合により、組成物をオムニミキサーにて５分
間混合して、硬化性無機質組成物を得た。得られた組成
物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの型枠
内に注入し、蒸気養生により表３に示す硬化条件で硬化
させて、無機成形体を得た。得られた無機成形体を常温
で５日間風乾後、実施例５と同様にして評価した。結果
を表３に示した。なお、成形助剤として、増粘剤である
メチルセルロース（２０℃における２％水溶液の粘度が
３００００ｃｐｓのもの）を用いた。

【００６１】実施例１３、１４ 表３に示す配合により、組成物をアイリッヒミキサーに
て５分間混合及び混練し、硬化性無機質組成物を得た。
得られた組成物を押出成形機（ＭＶ−１００、宮崎鉄工
所社製）で押し出し、幅３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの無
機成形体を得た。得られた無機成形体を表３に示す養生
及び乾燥を行った後、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍの寸法に切断し、実施例５と同様にして評価
した。結果を表３に示した。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】

【表３】

【００６５】実施例１５ 表４に示す割合で配合されたフライアッシュ（平均粒径
２０μｍ、関電化工社製）、ＫＯＨ、水を、ウルトラフ
ァインミルＡＴ−２０（ジルコニアボール１０ｍｍφ使
用、ボール投入量４４ｋｇ、三菱重工業社製）により、
表４に示す機械的エネルギーを作用させることにより活
性化処理を行い、スラリーである反応性無機質材料Ｅを
調製した。得られた反応性無機質材料Ｅ中のＡｌ及びＳ
ｉの溶出量を下記の方法で評価した。結果を表４に示し
た。

【００６６】評価方法 反応性無機質材料中のＡｌ及びＳｉの溶出量は、得られ
た反応性無機質材料を固形分と溶液分に分離し、溶液分
についてＩＣＰにより測定した。

【００６７】実施例１６ 表４に示す割合で配合されたシラス（平均粒径２０μ
ｍ）、ＮａＯＨ、水を用い、表４に示す機械的エネルギ
ーを作用させたこと以外は、実施例１５と同様にしてス
ラリーである反応性無機質材料Ｆを得た。得られた反応
性無機質材料Ｆについて、実施例１５と同様にして評価
した。結果を表４に示した。

【００６８】実施例１７ 表４に示す割合で配合されたメタカオリン（ＡＡカオリ
ンを７５０℃で６時間焼成することにより得られたも
の、平均粒径４μｍ）、ＫＯＨ、水を用い、表４に示す
機械的エネルギーを作用させたこと以外は、実施例１５
と同様にしてスラリーである反応性無機質材料Ｇを得
た。得られた反応性無機質材料Ｇについて、実施例１５
と同様にして評価した。結果を表４に示した。

【００６９】実施例１８ 表４に示す割合で配合されたフライアッシュ（平均粒径
２０μｍ、関電化工社製）、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、水を用
い、表４に示す機械的エネルギーを作用させたこと以外
は、実施例１５と同様にしてスラリーである反応性無機
質材料Ｈを得た。得られた反応性無機質材料Ｈについ
て、実施例１５と同様にして評価した。結果を表４に示
した。

【００７０】比較例１２ 表４に示す割合で配合されたシラス（平均粒径２０μ
ｍ）、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、水を用い、表４に示す機械的エ
ネルギーを作用させたこと以外は、実施例１５と同様に
してスラリーである反応性無機質材料ｃを得た。得られ
た反応性無機質材料ｃについて、実施例１５と同様にし
て評価した。結果を表４に示した。

【００７１】比較例１３ 表４に示す割合で配合されたフライアッシュ（平均粒径
２０μｍ、関電化工社製）、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、水を用
い、表４に示す機械的エネルギーを作用させたこと以外
は、実施例１５と同様にしてスラリーである反応性無機
質材料ｄを得た。得られた反応性無機質材料ｄについ
て、実施例１５と同様にして評価した。結果を表４に示
した。

【００７２】実施例１９〜２３、比較例１４〜１７ 表５示す配合としたこと以外は、実施例５と同様にして
無機成形体を得、評価した。結果を表５に示した。

【００７３】実施例２４〜２６、比較例１８〜２２ 表６示す配合としたこと以外は、実施例１０と同様にし
て無機成形体を得、評価した。結果を表６に示した。

【００７４】実施例２７、２８ 表６に示す配合としたこと以外は、実施例１３と同様に
して無機成形体を得、評価した。結果を表６に示した。

【００７５】

【表４】

【００７６】

【表５】

【００７７】

【表６】

【００７８】

【発明の効果】本発明は、上述の構成により、アルミニ
ウムやケイ素の溶出性に優れ、アルカリ金属珪酸塩水溶
液及びセメントスラリーに対して高反応性を有する反応
性無機質粉体、並びに、強度、外観に優れた無機成形体
を得ることができる硬化性無機質組成物を得ることがで
き、土木、建築材料等の用途に好適に使用することがで
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ²⁷Ａｌ ＭＡＳ ＮＭＲ法によるピーク
   を２０〜５０ｐｐｍに有するアルミニウムを含有し、微
   分熱重量測定において５０〜３００℃に脱水ピークが観
   測されることを特徴とするシリカ−アルミナ系の反応性
   無機質粉体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の反応性無機質粉体、アル
   カリ金属珪酸塩、及び、水からなることを特徴とする硬
   化性無機質組成物。
3. 【請求項３】 請求項１記載の反応性無機質粉体、水硬
   性無機物質、及び、水からなることを特徴とする硬化性
   無機質組成物。
4. 【請求項４】 アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類
   金属水酸化物からなる群より選択される少なくとも１種
   の水酸化物、非晶質アルミノシリケート粉体、並びに、
   水からなる混合物に、０．５〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械
   的エネルギーを作用させて得られる反応性無機質スラリ
   ーと、アルカリ金属珪酸塩とを混合してなることを特徴
   とする硬化性無機質組成物。
5. 【請求項５】 アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類
   金属水酸化物からなる群より選択される少なくとも１種
   の水酸化物、非晶質アルミノシリケート粉体、並びに、
   水からなる混合物に、０．５〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械
   的エネルギーを作用させて得られる反応性無機質スラリ
   ーと、水硬性無機物質とを混合してなることを特徴とす
   る硬化性無機質組成物。