JPH10114513A - 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 - Google Patents
無機質粉体及び硬化性無機質組成物Info
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- JPH10114513A JPH10114513A JP26600996A JP26600996A JPH10114513A JP H10114513 A JPH10114513 A JP H10114513A JP 26600996 A JP26600996 A JP 26600996A JP 26600996 A JP26600996 A JP 26600996A JP H10114513 A JPH10114513 A JP H10114513A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリ、特に、アルカリ金属珪酸塩水溶液
に対して高い反応性を有する無機質粉体、並びに、硬化
性に優れ、かつ、強度及び耐水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。 【解決手段】 化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％
以上含有するＡｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系無機質粉体であっ
て、常温において、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液
５０ｇに該粉体１ｇを浸漬させたときに、Ａｌ溶解量
が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上であるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系無機質粉体、並びに、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
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。
に対して高い反応性を有する無機質粉体、並びに、硬化
性に優れ、かつ、強度及び耐水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。 【解決手段】 化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％
以上含有するＡｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系無機質粉体であっ
て、常温において、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液
５０ｇに該粉体１ｇを浸漬させたときに、Ａｌ溶解量
が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上であるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系無機質粉体、並びに、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築材料等
に使用される無機質硬化体の原料として好適に用いるこ
とができる無機質粉体及び硬化性無機質組成物に関す
る。
に使用される無機質硬化体の原料として好適に用いるこ
とができる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】無機質硬化体は、不燃性、無発煙性の建
築材料等として有用である。このようなものとしては、
例えば、アルカリの存在下で熱により硬化する無機質硬
化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と、メタカオリン、コラ
ンダム又は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アルカリ反応性無機固体成分とを配
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、建築材料として有用な無機質硬化体
を製造する技術が開示されている。また、特開平４−６
１３８号公報には、アルカリ金属珪酸塩水溶液と上述の
アルカリ反応性無機固体成分と充填材とを混練後、型内
に注入し、加熱硬化させた無機質硬化体が開示されてい
る。
築材料等として有用である。このようなものとしては、
例えば、アルカリの存在下で熱により硬化する無機質硬
化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と、メタカオリン、コラ
ンダム又は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アルカリ反応性無機固体成分とを配
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、建築材料として有用な無機質硬化体
を製造する技術が開示されている。また、特開平４−６
１３８号公報には、アルカリ金属珪酸塩水溶液と上述の
アルカリ反応性無機固体成分と充填材とを混練後、型内
に注入し、加熱硬化させた無機質硬化体が開示されてい
る。
【０００３】しかし、このようなアルカリ反応性無機固
体成分のうち、安定的かつ安価に供給可能なカオリンや
フライアッシュについて検討したところ、カオリンは、
結晶性が高いためアルカリとの反応性が不充分であり、
良好な無機質硬化体を得ることができない。フライアッ
シュは、産生する発電所により反応性にバラツキがあ
り、また、反応速度が非常に遅い等の問題があった。
体成分のうち、安定的かつ安価に供給可能なカオリンや
フライアッシュについて検討したところ、カオリンは、
結晶性が高いためアルカリとの反応性が不充分であり、
良好な無機質硬化体を得ることができない。フライアッ
シュは、産生する発電所により反応性にバラツキがあ
り、また、反応速度が非常に遅い等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、アルカリ、特に、アルカリ金属珪酸塩水溶液に対し
て高い反応性を有する無機質粉体、並びに、硬化性に優
れ、かつ、強度及び耐水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。
み、アルカリ、特に、アルカリ金属珪酸塩水溶液に対し
て高い反応性を有する無機質粉体、並びに、硬化性に優
れ、かつ、強度及び耐水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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学組成とし
てＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有するＡｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系無機質粉体であって、常温において、２５重量
％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇに該粉体１ｇを浸漬さ
せたときに、Ａｌ溶解量が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上で
あるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体である。以下に
本発明を詳述する。
てＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有するＡｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系無機質粉体であって、常温において、２５重量
％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇに該粉体１ｇを浸漬さ
せたときに、Ａｌ溶解量が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上で
あるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体である。以下に
本発明を詳述する。
【０００６】本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体は、化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有
する。１０重量％未満であると、アルカリ金属珪酸塩水
溶液との反応に寄与するＡｌ量が少ないため硬化が充分
に進行しないので、上記範囲に限定される。好ましく
は、Ａｌ2 Ｏ3 が２０〜９０重量％であり、かつ、Ｓｉ
Ｏ2 が１０〜８０重量％であり、より好ましくは、Ａｌ
2 Ｏ3 が３０〜８０重量％であり、かつ、ＳｉＯ2 が２
０〜７０重量％である。
体は、化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有
する。１０重量％未満であると、アルカリ金属珪酸塩水
溶液との反応に寄与するＡｌ量が少ないため硬化が充分
に進行しないので、上記範囲に限定される。好ましく
は、Ａｌ2 Ｏ3 が２０〜９０重量％であり、かつ、Ｓｉ
Ｏ2 が１０〜８０重量％であり、より好ましくは、Ａｌ
2 Ｏ3 が３０〜８０重量％であり、かつ、ＳｉＯ2 が２
０〜７０重量％である。
【０００７】本発明においては、常温において、２５重
量％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇに該粉体１ｇを浸漬
させたときに、Ａｌ溶解量が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上
である。５００ｐｐｍ／１ｇ未満であると、反応性が低
いため、常温において硬化体を作成するのが困難であ
り、また、加熱した場合においても硬化体を作成するの
に時間がかかるので、上記範囲に限定される。好ましく
は、１０００〜１０００００ｐｐｍ／１ｇである。
量％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇに該粉体１ｇを浸漬
させたときに、Ａｌ溶解量が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上
である。５００ｐｐｍ／１ｇ未満であると、反応性が低
いため、常温において硬化体を作成するのが困難であ
り、また、加熱した場合においても硬化体を作成するの
に時間がかかるので、上記範囲に限定される。好ましく
は、１０００〜１０００００ｐｐｍ／１ｇである。
【０００８】上記粉体の浸漬は、常温において、２５重
量％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇと本発明のＡｌ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体１ｇとを５分間混合する方法
等を用いることができる。上記粉体の浸漬後、濾過した
濾液中に存在するＡｌ量を測定することにより、上記Ａ
ｌ溶解量を特定することができる。本発明においては、
Ａｌだけでなく、Ｓｉも溶解すると反応性が更に向上す
るので、Ｓｉ溶解量は、１００〜１０００００ｐｐｍ／
１ｇが好ましい。上記Ｓｉ溶解量は、上記Ａｌ溶解量と
同様にして特定することができる。
量％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇと本発明のＡｌ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体１ｇとを５分間混合する方法
等を用いることができる。上記粉体の浸漬後、濾過した
濾液中に存在するＡｌ量を測定することにより、上記Ａ
ｌ溶解量を特定することができる。本発明においては、
Ａｌだけでなく、Ｓｉも溶解すると反応性が更に向上す
るので、Ｓｉ溶解量は、１００〜１０００００ｐｐｍ／
１ｇが好ましい。上記Ｓｉ溶解量は、上記Ａｌ溶解量と
同様にして特定することができる。
【０００９】本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体は、化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有
する無機質粉体に、０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的
エネルギーを作用させることによって製造することがで
きる。
体は、化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％以上含有
する無機質粉体に、０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的
エネルギーを作用させることによって製造することがで
きる。
【００１０】上記化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量
％以上含有する無機質粉体（以下「原料粉体」という）
としては特に限定されず、例えば、カオリン；パイロフ
ィライト；雲母等のＡｌを含有する粘土鉱物；各変態の
アルミナ；ダイアスポア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）、
ベーマイト（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）、ハイドラルジ
ライト（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ・３Ｈ2 Ｏ）等の水和アルミ
ナ；ボーキサイト；ばん土頁岩；水酸化アルミニウム；
シリマナイト、カイアナイト、アンダリュサイト等のシ
リマナイト族鉱物（Ａｌ2 ＳｉＯ5 ）；ムライト（３Ａ
ｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）；フライアッシュ；メタカオリ
ン；ガラス粉；アルミナ系研磨剤の製造時に発生するダ
スト；焼成ボーキサイト等のＡｌ含有粉体等が挙げられ
る。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上の混
合粉体として用いてもよい。
％以上含有する無機質粉体（以下「原料粉体」という）
としては特に限定されず、例えば、カオリン；パイロフ
ィライト；雲母等のＡｌを含有する粘土鉱物；各変態の
アルミナ；ダイアスポア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）、
ベーマイト（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ）、ハイドラルジ
ライト（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ・３Ｈ2 Ｏ）等の水和アルミ
ナ；ボーキサイト；ばん土頁岩；水酸化アルミニウム；
シリマナイト、カイアナイト、アンダリュサイト等のシ
リマナイト族鉱物（Ａｌ2 ＳｉＯ5 ）；ムライト（３Ａ
ｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）；フライアッシュ；メタカオリ
ン；ガラス粉；アルミナ系研磨剤の製造時に発生するダ
スト；焼成ボーキサイト等のＡｌ含有粉体等が挙げられ
る。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上の混
合粉体として用いてもよい。
【００１１】上記原料粉体は、シリカヒューム、珪藻
土、アエロジル、白土、シラス、火山ガラス等のＳｉＯ
2 含有非晶質無機粉体との混合粉体として使用してもよ
い。この場合、この混合粉体の平均組成において、Ａｌ
2 Ｏ3 を１０重量％以上含有していることが必要であ
る。
土、アエロジル、白土、シラス、火山ガラス等のＳｉＯ
2 含有非晶質無機粉体との混合粉体として使用してもよ
い。この場合、この混合粉体の平均組成において、Ａｌ
2 Ｏ3 を１０重量％以上含有していることが必要であ
る。
【００１２】上記原料粉体の平均粒径は特に限定されな
いが、機械的エネルギーの有効利用の観点から、０．０
０１ｎｍ〜１ｍｍが好ましい。より好ましくは、０．０
０１ｎｍ〜１００μｍである。
いが、機械的エネルギーの有効利用の観点から、０．０
０１ｎｍ〜１ｍｍが好ましい。より好ましくは、０．０
０１ｎｍ〜１００μｍである。
【００１３】上記機械的エネルギーとしては特に限定さ
れず、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
的に使用されている粉砕機を用いて行うことができる。
このような粉砕機としては、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、機構的に上記原料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、ボール媒体ミルが好
ましい。
れず、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
的に使用されている粉砕機を用いて行うことができる。
このような粉砕機としては、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、機構的に上記原料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、ボール媒体ミルが好
ましい。
【００１４】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、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。
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、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。
【００１５】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、０．１
〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。０．１ｋｗｈ／ｋｇ未
満であると、得られるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体の反応性の向上が不充分となり、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各種問題が生じる。上記機械的エネ
ルギーにより得られるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体の平均粒径は、０．１〜３００μｍが好ましい。より
好ましくは、０．１〜５０μｍである。
した電力を処理原料の単位重量当たりで表して、０．１
〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。０．１ｋｗｈ／ｋｇ未
満であると、得られるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体の反応性の向上が不充分となり、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各種問題が生じる。上記機械的エネ
ルギーにより得られるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体の平均粒径は、０．１〜３００μｍが好ましい。より
好ましくは、０．１〜５０μｍである。
【００１６】本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉
体が、アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が高い理由
については詳細は不明であるが、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系無機質粉体から溶出するＡｌを主体とする溶出物が、
アルカリ金属珪酸塩水溶液中のＳｉ成分と反応し、重合
度の高いネットワークを形成しているのではないかと推
定される。
体が、アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が高い理由
については詳細は不明であるが、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系無機質粉体から溶出するＡｌを主体とする溶出物が、
アルカリ金属珪酸塩水溶液中のＳｉ成分と反応し、重合
度の高いネットワークを形成しているのではないかと推
定される。
【００１７】本発明２は、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系無機質粉体、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である。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。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にゲル化を起こし
やすく、粘度が急激に上昇して本発明のＡｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系無機質粉体との混合が困難になる。上記アルカ
リ金属珪酸塩は、単独で用いてもよいし、２種類以上を
併用してもよい。
2 系無機質粉体、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である。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。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にゲル化を起こし
やすく、粘度が急激に上昇して本発明のＡｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系無機質粉体との混合が困難になる。上記アルカ
リ金属珪酸塩は、単独で用いてもよいし、２種類以上を
併用してもよい。
【００１８】上記アルカリ金属珪酸塩の配合量は、上記
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体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。
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体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。
【００１９】上記水の配合量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系無機質粉体１００重量部に対して１０〜３００重
量部が好ましい。１０重量部未満であると、得られる硬
化性無機質組成物の成形が困難となり、３００重量部を
超えると、得られる硬化性無機質組成物を硬化させるこ
とにより得られる無機質硬化体の強度が低下する。より
好ましくは、１５〜２００重量部である。
Ｏ2 系無機質粉体１００重量部に対して１０〜３００重
量部が好ましい。１０重量部未満であると、得られる硬
化性無機質組成物の成形が困難となり、３００重量部を
超えると、得られる硬化性無機質組成物を硬化させるこ
とにより得られる無機質硬化体の強度が低下する。より
好ましくは、１５〜２００重量部である。
【００２０】本発明２の硬化性無機質組成物を調製する
に際しては、上記アルカリ金属珪酸塩の分散性の観点か
ら、予め上記アルカリ金属珪酸塩を水と混合し、アルカ
リ金属珪酸塩水溶液としてから添加することが好まし
い。この場合において、上記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が硬化しないこと
があり、７０重量％を超えると、得られる硬化性無機質
組成物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。
に際しては、上記アルカリ金属珪酸塩の分散性の観点か
ら、予め上記アルカリ金属珪酸塩を水と混合し、アルカ
リ金属珪酸塩水溶液としてから添加することが好まし
い。この場合において、上記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が硬化しないこと
があり、７０重量％を超えると、得られる硬化性無機質
組成物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。
【００２１】本発明２の硬化性無機質組成物中には、必
要に応じて、補強繊維、無機質充填材、軽量骨材等を添
加することができる。上記補強繊維は、形成される無機
質硬化体に付与すべき性能に応じて適宜選択される。こ
のような補強繊維としては一般にセメント等の無機質硬
化体に使用されているものであれば特に限定されず、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
維等が挙げられる。
要に応じて、補強繊維、無機質充填材、軽量骨材等を添
加することができる。上記補強繊維は、形成される無機
質硬化体に付与すべき性能に応じて適宜選択される。こ
のような補強繊維としては一般にセメント等の無機質硬
化体に使用されているものであれば特に限定されず、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
維等が挙げられる。
【００２２】上記補強繊維は、長繊維又は短繊維のいず
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は１〜５
００μｍ、その繊維長は１〜１５ｍｍであることが好ま
しい。細すぎると、混合時に再凝集しやすく、交絡によ
りファイバーボールが形成されやすいので、得られる無
機質硬化体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が
激しくなり良好な外観のものが得られない。また、太す
ぎたり短すぎたりすると、補強効果が不充分になる。
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は１〜５
００μｍ、その繊維長は１〜１５ｍｍであることが好ま
しい。細すぎると、混合時に再凝集しやすく、交絡によ
りファイバーボールが形成されやすいので、得られる無
機質硬化体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が
激しくなり良好な外観のものが得られない。また、太す
ぎたり短すぎたりすると、補強効果が不充分になる。
【００２３】上記補強繊維の添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 系無機質粉体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、上記補強繊
維の分散性、得られる無機質硬化体の耐熱性等に問題が
生じる。
−ＳｉＯ2 系無機質粉体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、上記補強繊
維の分散性、得られる無機質硬化体の耐熱性等に問題が
生じる。
【００２４】上記無機質充填材は、硬化及び乾燥時にお
ける無機質硬化体の収縮の低減、スラリーの流動性向上
のために添加するものである。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、ワラ
ストナイト、炭酸カルシウム、粘土等が挙げられる。
ける無機質硬化体の収縮の低減、スラリーの流動性向上
のために添加するものである。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、ワラ
ストナイト、炭酸カルシウム、粘土等が挙げられる。
【００２５】上記無機質充填材の平均粒径は、０．０１
μｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０１μｍ未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、１ｍｍを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
質硬化体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材
の添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体１
００重量部に対して８００重量部以下が好ましい。８０
０重量部を超えると、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機
質粉体の割合が小さくなるために硬化性が不充分とな
る。より好ましくは、１００〜５００重量部である。
μｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０１μｍ未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、１ｍｍを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
質硬化体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材
の添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体１
００重量部に対して８００重量部以下が好ましい。８０
０重量部を超えると、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機
質粉体の割合が小さくなるために硬化性が不充分とな
る。より好ましくは、１００〜５００重量部である。
【００２６】上記軽量骨材は、得られる無機質硬化体の
軽量化のために添加するものである。上記軽量骨材とし
ては特に限定されず、有機質のものであっても、無機質
のものであってもよく、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、２種以上を併用してもよい。
軽量化のために添加するものである。上記軽量骨材とし
ては特に限定されず、有機質のものであっても、無機質
のものであってもよく、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、２種以上を併用してもよい。
【００２７】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、得られる無機質硬化体の
強度が低下し、１を超えると、軽量化の効果が得られな
い。上記軽量骨材の添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系無機質粉体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
機質硬化体の強度が低下する。
しい。０．０１未満であると、得られる無機質硬化体の
強度が低下し、１を超えると、軽量化の効果が得られな
い。上記軽量骨材の添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系無機質粉体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
機質硬化体の強度が低下する。
【００２８】本発明２の硬化性無機質組成物の製造方法
としては特に限定されず、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、本発明のＡｌ2
Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体、充填材等を配合し、混合
する方法等が挙げられる。
としては特に限定されず、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、本発明のＡｌ2
Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体、充填材等を配合し、混合
する方法等が挙げられる。
【００２９】本発明２の硬化性無機質組成物は、一般的
な方法により硬化して無機質硬化体とすることができ
る。上記方法としては、例えば、注入法、プレス法、押
し出し法等が挙げられる。
な方法により硬化して無機質硬化体とすることができ
る。上記方法としては、例えば、注入法、プレス法、押
し出し法等が挙げられる。
【００３０】本発明２の硬化性無機質組成物を硬化させ
る温度は、１〜３００℃が好ましい。１℃未満である
と、硬化反応速度が低下することがあり、３００℃を超
えると、硬化時の収縮が大きくなり、得られる無機質硬
化体にクラック等が発生することがある。より好ましく
は、１０〜１５０℃である。
る温度は、１〜３００℃が好ましい。１℃未満である
と、硬化反応速度が低下することがあり、３００℃を超
えると、硬化時の収縮が大きくなり、得られる無機質硬
化体にクラック等が発生することがある。より好ましく
は、１０〜１５０℃である。
【００３１】
【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。
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。
【００３２】実施例１〜３及び比較例１〜４ ウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重工業社製、１
０ｍｍφジルコニアボール４４ｋｇを使用）に、表１に
示す出発原料２ｋｇ、及び、粉砕助剤としてトリエタノ
ールアミン２５％とエタノール７５％との混合物１０ｇ
を投入し、表１に示す条件で、無機質粉体を調製した。
０ｍｍφジルコニアボール４４ｋｇを使用）に、表１に
示す出発原料２ｋｇ、及び、粉砕助剤としてトリエタノ
ールアミン２５％とエタノール７５％との混合物１０ｇ
を投入し、表１に示す条件で、無機質粉体を調製した。
【００３３】上記出発原料として、シラス（平均粒径１
０μｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：１６％、ＳｉＯ2 ：７６
％）、水酸化アルミニウム（平均粒径５２μｍ、化学組
成Ａｌ2 Ｏ3 ：６７％、ＳｉＯ2 ：０％）、シリカヒュ
ーム（平均粒径１２ｎｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：０％、
ＳｉＯ2 ：１００％）、カオリン（平均粒径２．４μ
ｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：４２％、ＳｉＯ2 ：３７
％）、フライアッシュ（平均粒径２０μｍ、化学組成Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：２５％、ＳｉＯ2 ：６０％）及びメタカオリ
ン（平均粒径２．５μｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：４４
％、ＳｉＯ2 ：５２％）を用いた。上記出発原料の平均
粒径は、レーザー回折を用いて測定し、化学組成は、蛍
光Ｘ線を用いて測定した。
０μｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：１６％、ＳｉＯ2 ：７６
％）、水酸化アルミニウム（平均粒径５２μｍ、化学組
成Ａｌ2 Ｏ3 ：６７％、ＳｉＯ2 ：０％）、シリカヒュ
ーム（平均粒径１２ｎｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：０％、
ＳｉＯ2 ：１００％）、カオリン（平均粒径２．４μ
ｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：４２％、ＳｉＯ2 ：３７
％）、フライアッシュ（平均粒径２０μｍ、化学組成Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：２５％、ＳｉＯ2 ：６０％）及びメタカオリ
ン（平均粒径２．５μｍ、化学組成Ａｌ2 Ｏ3 ：４４
％、ＳｉＯ2 ：５２％）を用いた。上記出発原料の平均
粒径は、レーザー回折を用いて測定し、化学組成は、蛍
光Ｘ線を用いて測定した。
【００３４】
【表１】
【００３５】得られた無機質粉体の特性を下記の方法で
評価した。結果を表２に示した。評価方法 （１）Ａｌ2 Ｏ3 含有量 得られた無機質粉体におけるＡｌ2 Ｏ3 の含有量（重量
％）を、蛍光Ｘ線を用いて測定した。
評価した。結果を表２に示した。評価方法 （１）Ａｌ2 Ｏ3 含有量 得られた無機質粉体におけるＡｌ2 Ｏ3 の含有量（重量
％）を、蛍光Ｘ線を用いて測定した。
【００３６】（２）溶解量 ２５℃で、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇと
得られた無機質粉体１ｇとを５分間混合後、遠心分離機
及び濾紙により残さと濾液とに分離し、濾液中に存在す
るＡｌ溶解量及びＳｉ溶解量を、誘導結合プラズマ（Ｉ
ＣＰ）を用いた分光分析により測定した。
得られた無機質粉体１ｇとを５分間混合後、遠心分離機
及び濾紙により残さと濾液とに分離し、濾液中に存在す
るＡｌ溶解量及びＳｉ溶解量を、誘導結合プラズマ（Ｉ
ＣＰ）を用いた分光分析により測定した。
【００３７】（３）アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応
性 無機質粉体１００ｇとアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｓｉ
Ｏ2 ：２１％、Ｎａ2Ｏ：１５％、水６４％）２００ｇ
とを２分間混合後、１３℃環境下でスラリーが固化する
時間を測定した。固化が観測された時は、その時間を記
載し、１２時間以上経っても固化が観測されない場合
は、×とした。
性 無機質粉体１００ｇとアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｓｉ
Ｏ2 ：２１％、Ｎａ2Ｏ：１５％、水６４％）２００ｇ
とを２分間混合後、１３℃環境下でスラリーが固化する
時間を測定した。固化が観測された時は、その時間を記
載し、１２時間以上経っても固化が観測されない場合
は、×とした。
【００３８】
【表２】
【００３９】表２に示すように、実施例１〜３において
調製された無機質粉体をそれぞれ種類Ａ〜Ｃとし、比較
例１〜４において調製された無機質粉体をそれぞれ種類
ａ〜ｄとして、以下の実施例及び比較例に用いた。
調製された無機質粉体をそれぞれ種類Ａ〜Ｃとし、比較
例１〜４において調製された無機質粉体をそれぞれ種類
ａ〜ｄとして、以下の実施例及び比較例に用いた。
【００４０】実施例４〜８及び比較例５〜９ 表３及び表４に示す配合の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。得られた硬
化性無機質組成物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ
１０ｍｍの型枠内に注入し、常温下３時間型枠内で硬化
後脱型し、無機質硬化体を得た。
５分間混合して硬化性無機質組成物を得た。得られた硬
化性無機質組成物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ
１０ｍｍの型枠内に注入し、常温下３時間型枠内で硬化
後脱型し、無機質硬化体を得た。
【００４１】得られた無機質硬化体を下記の方法で評価
した。結果を表３及び表４に示した。なお、表３及び表
４中、珪石粉は、住友セメント社製、ブレーン比表面積
９０００ｃｍ2 ／ｇを、ワラストナイトは、ケモリット
Ａ−６０（Ｗｏｌｋｅｍ社製）を、ビニロン繊維は、Ｒ
Ｍ１８２（繊維長６ｍｍ、繊維径１４μｍ、クラレ社
製）をそれぞれ表す。
した。結果を表３及び表４に示した。なお、表３及び表
４中、珪石粉は、住友セメント社製、ブレーン比表面積
９０００ｃｍ2 ／ｇを、ワラストナイトは、ケモリット
Ａ−６０（Ｗｏｌｋｅｍ社製）を、ビニロン繊維は、Ｒ
Ｍ１８２（繊維長６ｍｍ、繊維径１４μｍ、クラレ社
製）をそれぞれ表す。
【００４２】評価方法 （１）曲げ強度 得られた無機質硬化体を、気乾状態で２４時間放置し、
ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に準じて曲げ強度を測定し
た。 （２）熱水試験（耐水性促進試験） 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、上記方法で曲げ強度を測定
し、強度維持率を測定した。
ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に準じて曲げ強度を測定し
た。 （２）熱水試験（耐水性促進試験） 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、上記方法で曲げ強度を測定
し、強度維持率を測定した。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
【発明の効果】本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質
粉体は、上述の通りであるので、アルカリ金属珪酸塩水
溶液との反応性が非常に高い。また、本発明のＡｌ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体を用いた硬化性無機質組成物
は、硬化反応性が高く、かつ、強度及び耐水性に優れた
無機質硬化体を得ることができる。
粉体は、上述の通りであるので、アルカリ金属珪酸塩水
溶液との反応性が非常に高い。また、本発明のＡｌ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体を用いた硬化性無機質組成物
は、硬化反応性が高く、かつ、強度及び耐水性に優れた
無機質硬化体を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 化学組成としてＡｌ2 Ｏ3 を１０重量％
以上含有するＡｌ2 Ｏ 3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体であっ
て、常温において、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液
５０ｇに該粉体１ｇを浸漬させたときに、Ａｌ溶解量
が、５００ｐｐｍ／１ｇ以上であることを特徴とするＡ
ｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系無機質粉体。 - 【請求項２】 請求項１記載のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26600996A JPH10114513A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26600996A JPH10114513A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10114513A true JPH10114513A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17425113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26600996A Withdrawn JPH10114513A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10114513A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009519829A (ja) * | 2007-04-03 | 2009-05-21 | ピンスー・インダストリアル・エルティーディー | 石炭灰からシリカ、次いでアルミナを回収する方法 |
-
1996
- 1996-10-07 JP JP26600996A patent/JPH10114513A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009519829A (ja) * | 2007-04-03 | 2009-05-21 | ピンスー・インダストリアル・エルティーディー | 石炭灰からシリカ、次いでアルミナを回収する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060614 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20060627 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |