JPH101337A - 水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物 - Google Patents
水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物Info
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- JPH101337A JPH101337A JP17189996A JP17189996A JPH101337A JP H101337 A JPH101337 A JP H101337A JP 17189996 A JP17189996 A JP 17189996A JP 17189996 A JP17189996 A JP 17189996A JP H101337 A JPH101337 A JP H101337A
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- C04B28/24—Compositions 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
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 水ガラスと高炉水砕スラグとに水酸化ア
ルカリを添加して混合することを特徴とする水ガラス−
高炉水砕スラグ硬化物の形成方法。 【効果】 本発明によれば、水酸化アルカリの添加量を
コントロールすることにより硬化速度を制御し得、また
ケイフッ化ソーダのように有害物質を溶出することはな
く、作業性が良好であると共に、確実にしかも容易に、
強度が大きい水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物を得るこ
とができる。
ルカリを添加して混合することを特徴とする水ガラス−
高炉水砕スラグ硬化物の形成方法。 【効果】 本発明によれば、水酸化アルカリの添加量を
コントロールすることにより硬化速度を制御し得、また
ケイフッ化ソーダのように有害物質を溶出することはな
く、作業性が良好であると共に、確実にしかも容易に、
強度が大きい水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種耐火性材料或
いはグラウト材などとして使用し得る水ガラス−高炉水
砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物に関するも
のであって、廃棄物を有効利用できるものである。
いはグラウト材などとして使用し得る水ガラス−高炉水
砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物に関するも
のであって、廃棄物を有効利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】水ガラ
スは、下記平衡式 珪酸ナトリウム水溶液（Ｎａ2Ｏ・ｍＳｉＯ2・ｍｎＨ2
Ｏ）←→シリカゲル（ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）＋水酸化ナト
リウム（ＮａＯＨ） で表わすことができる強アルカリの珪酸ナトリウム溶液
であり、種々の用途に使用されているが、これを硬化し
たものは各種耐火性材料として用いられている。
スは、下記平衡式 珪酸ナトリウム水溶液（Ｎａ2Ｏ・ｍＳｉＯ2・ｍｎＨ2
Ｏ）←→シリカゲル（ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）＋水酸化ナト
リウム（ＮａＯＨ） で表わすことができる強アルカリの珪酸ナトリウム溶液
であり、種々の用途に使用されているが、これを硬化し
たものは各種耐火性材料として用いられている。
【０００３】従来、この水ガラスを硬化させる硬化材と
しては、ケイフッ化ソーダ、縮合リン酸塩等のアルカリ
と反応して酸となる塩類と、ダイカルシウムシリケー
ト、ポルトランドセメント等の珪酸カルシウム系物質と
が知られている。前者の塩類から生成する酸は、上記平
衡式におけるＮａＯＨを中和するもので、ＮａＯＨが酸
によって中和すると平衡は右に移行し、ＳｉＯ2・２Ｈ2
Ｏ（シリカゲル）が析出し、脱水縮合して硬化する。ま
た、珪酸カルシウム系物質は、下記の水和反応 珪酸カルシウム系物質＋Ｈ2Ｏ→珪酸カルシウム水和物
（Ｃ−Ｓ−Ｈ系ゲル）＋Ｃａ（ＯＨ）2 によりＣａ（ＯＨ）2を生成する。この生成したＣａ
（ＯＨ）2が上記平衡式のＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏと反応して
ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ系ゲルを生成し、平衡が右に移
行し、更にゲルを生成して硬化するものである。
しては、ケイフッ化ソーダ、縮合リン酸塩等のアルカリ
と反応して酸となる塩類と、ダイカルシウムシリケー
ト、ポルトランドセメント等の珪酸カルシウム系物質と
が知られている。前者の塩類から生成する酸は、上記平
衡式におけるＮａＯＨを中和するもので、ＮａＯＨが酸
によって中和すると平衡は右に移行し、ＳｉＯ2・２Ｈ2
Ｏ（シリカゲル）が析出し、脱水縮合して硬化する。ま
た、珪酸カルシウム系物質は、下記の水和反応 珪酸カルシウム系物質＋Ｈ2Ｏ→珪酸カルシウム水和物
（Ｃ−Ｓ−Ｈ系ゲル）＋Ｃａ（ＯＨ）2 によりＣａ（ＯＨ）2を生成する。この生成したＣａ
（ＯＨ）2が上記平衡式のＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏと反応して
ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ系ゲルを生成し、平衡が右に移
行し、更にゲルを生成して硬化するものである。
【０００４】しかしながら、従来の水ガラス用硬化材
は、水ガラスの硬化速度を広い範囲でコントロールする
ことが困難で、例えば水ガラスに対する投入量のわずか
な変化でも強度不良等の弊害が生じ易く、硬化速度の制
御性、作業性などに難点があった。また、得られた水ガ
ラスの硬化物の強度も高いものではなく、これらの点の
解決が求められた。
は、水ガラスの硬化速度を広い範囲でコントロールする
ことが困難で、例えば水ガラスに対する投入量のわずか
な変化でも強度不良等の弊害が生じ易く、硬化速度の制
御性、作業性などに難点があった。また、得られた水ガ
ラスの硬化物の強度も高いものではなく、これらの点の
解決が求められた。
【０００５】また、従来より、グラウト材にセメント材
などが用いられてきたが、化学抵抗性や短時間で高強度
を達成するなどの点で、より有効な材料が求められてい
た。また廃棄物等の処理にはセメント材に充填する方法
などが試みられてきたが、廃棄物を固定化するに際し、
プラスチックの場合、廃棄物との接着力に問題があり、
木質系廃棄物の場合、硬化不良を引き起こす場合があっ
た。
などが用いられてきたが、化学抵抗性や短時間で高強度
を達成するなどの点で、より有効な材料が求められてい
た。また廃棄物等の処理にはセメント材に充填する方法
などが試みられてきたが、廃棄物を固定化するに際し、
プラスチックの場合、廃棄物との接着力に問題があり、
木質系廃棄物の場合、硬化不良を引き起こす場合があっ
た。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、硬化速度の制御性に優れ、しかも化学抵抗性が高
く、広範囲な充填材が使用でき、また高強度の硬化物を
短時間で得ることができる硬化物の形成方法及び硬化性
組成物を提供することを目的とする。
で、硬化速度の制御性に優れ、しかも化学抵抗性が高
く、広範囲な充填材が使用でき、また高強度の硬化物を
短時間で得ることができる硬化物の形成方法及び硬化性
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及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、水ガラスと高炉水砕スラグに対し、水酸化ナトリウ
ム等の水酸化アルカリを添加し、混合した場合、水ガラ
スと高炉水砕スラグとが硬化反応を起こして短時間で硬
化すること、この場合水酸化アルカリ添加量をコントロ
ールすることにより、その硬化速度が容易にかつ確実に
制御されること、また得られた硬化物は強度が大きく、
化学的抵抗性も大きいなど、優れた特性を有しているこ
とを知見した。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、水ガラスと高炉水砕スラグに対し、水酸化ナトリウ
ム等の水酸化アルカリを添加し、混合した場合、水ガラ
スと高炉水砕スラグとが硬化反応を起こして短時間で硬
化すること、この場合水酸化アルカリ添加量をコントロ
ールすることにより、その硬化速度が容易にかつ確実に
制御されること、また得られた硬化物は強度が大きく、
化学的抵抗性も大きいなど、優れた特性を有しているこ
とを知見した。
【０００８】即ち、高炉水砕スラグは、高炉より排出さ
れる融解したスラグ（ＣａＯ・ＳｉＯ2）を水に急冷さ
せて得られたガラス状物質であり、Ｃａ分を含んでお
り、珪酸カルシウム系物質の１種であると考えられるこ
とから、本発明者はこれと水ガラスとの硬化物を検討し
た。しかしながら、高炉水砕スラグはガラス状態となっ
ているため、水では殆ど水和反応を示さず、また、水ガ
ラスはかなりアルカリ性の強い液体であるが、高炉水砕
スラグの水和反応を起こさせるには至らず、従って高炉
水砕スラグと水ガラスとを単に混合しただけでは硬化反
応は生じないものであった。
れる融解したスラグ（ＣａＯ・ＳｉＯ2）を水に急冷さ
せて得られたガラス状物質であり、Ｃａ分を含んでお
り、珪酸カルシウム系物質の１種であると考えられるこ
とから、本発明者はこれと水ガラスとの硬化物を検討し
た。しかしながら、高炉水砕スラグはガラス状態となっ
ているため、水では殆ど水和反応を示さず、また、水ガ
ラスはかなりアルカリ性の強い液体であるが、高炉水砕
スラグの水和反応を起こさせるには至らず、従って高炉
水砕スラグと水ガラスとを単に混合しただけでは硬化反
応は生じないものであった。
【０００９】そこで、更に検討を進めた結果、水ガラス
と高炉水砕スラグに対し、水酸化ナトリウム等の水酸化
アルカリを添加した場合、水ガラスと高炉水砕スラグが
容易にしかも比較的短時間で硬化し得ることを見出し
た。この硬化が生じる理由は、必ずしも明らかではない
が、高炉水砕スラグが強アルカリ存在下で下記のように
水和反応を起こし、生成したＣａ（ＯＨ）2が上述した
平衡式のＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏと反応し、Ｃ−Ｓ−Ｈ系ゲル
を生じるためと推察される。 高炉水砕スラグ＋Ｈ2Ｏ→珪酸カルシウム水和物＋Ｃａ
（ＯＨ）2
と高炉水砕スラグに対し、水酸化ナトリウム等の水酸化
アルカリを添加した場合、水ガラスと高炉水砕スラグが
容易にしかも比較的短時間で硬化し得ることを見出し
た。この硬化が生じる理由は、必ずしも明らかではない
が、高炉水砕スラグが強アルカリ存在下で下記のように
水和反応を起こし、生成したＣａ（ＯＨ）2が上述した
平衡式のＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏと反応し、Ｃ−Ｓ−Ｈ系ゲル
を生じるためと推察される。 高炉水砕スラグ＋Ｈ2Ｏ→珪酸カルシウム水和物＋Ｃａ
（ＯＨ）2
【００１０】そして、かかる硬化反応は、水酸化アルカ
リの添加量によって硬化速度が容易にしかも確実に制御
され、その硬化速度がこのように水酸化アルカリの添加
量によってコントロールし得るので、硬化速度の制御が
非常に行い易いものであることを見出すと共に、意外な
ことに、得られた硬化物の強度が十分高いものであるこ
とを見出し、本発明をなすに至ったものである。
リの添加量によって硬化速度が容易にしかも確実に制御
され、その硬化速度がこのように水酸化アルカリの添加
量によってコントロールし得るので、硬化速度の制御が
非常に行い易いものであることを見出すと共に、意外な
ことに、得られた硬化物の強度が十分高いものであるこ
とを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１１】従って、本発明は、水ガラスと高炉水砕ス
ラグとに水酸化アルカリを添加して混合することを特徴
とする水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法、及
び、水ガラスと、高炉水砕スラグと、水酸化アルカリと
を含有してなることを特徴とする水ガラス−高炉水砕ス
ラグ硬化物形成用硬化性組成物を提供する。
ラグとに水酸化アルカリを添加して混合することを特徴
とする水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法、及
び、水ガラスと、高炉水砕スラグと、水酸化アルカリと
を含有してなることを特徴とする水ガラス−高炉水砕ス
ラグ硬化物形成用硬化性組成物を提供する。
【００１２】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【００１３】本発明において、水ガラスとしては、市販
の１号，２号，３号水ガラスを使用することができ、こ
れはそのまま硬化成分として使用してもよいが、必要に
応じ水で希釈して用いることもできる。
の１号，２号，３号水ガラスを使用することができ、こ
れはそのまま硬化成分として使用してもよいが、必要に
応じ水で希釈して用いることもできる。
【００１４】一方、高炉水砕スラグとしては、高炉スラ
グを水で急冷してガラス状態にしたもので、これはブレ
ーン値３，８００〜８，５００ｍ2／ｇ、特に６，００
０〜８，５００ｍ2／ｇに微粉砕したものが好適に用い
られる。
グを水で急冷してガラス状態にしたもので、これはブレ
ーン値３，８００〜８，５００ｍ2／ｇ、特に６，００
０〜８，５００ｍ2／ｇに微粉砕したものが好適に用い
られる。
【００１５】この高炉水砕スラグの使用量は、例えば特
３号水ガラスを用いる場合、その１００部（重量部、以
下同じ）に対して３０部以上が好ましい。３０部より少
ないと、水ガラスが一部未反応になるおそれがある。そ
の上限は特に制限されないが、通常１５０部である。
３号水ガラスを用いる場合、その１００部（重量部、以
下同じ）に対して３０部以上が好ましい。３０部より少
ないと、水ガラスが一部未反応になるおそれがある。そ
の上限は特に制限されないが、通常１５０部である。
【００１６】また、水酸化アルカリとしては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムが好ましく、これは水ガラス
１００部に対して３〜１０部の添加量とすることが好ま
しい。水酸化アルカリの使用量が少なすぎると、水ガラ
スが硬化せず、多すぎると硬化速度が早すぎて成型でき
ない場合が生じる。
トリウム、水酸化カリウムが好ましく、これは水ガラス
１００部に対して３〜１０部の添加量とすることが好ま
しい。水酸化アルカリの使用量が少なすぎると、水ガラ
スが硬化せず、多すぎると硬化速度が早すぎて成型でき
ない場合が生じる。
【００１７】本発明において、水ガラス−高炉水砕スラ
グの硬化物を得る場合は、水ガラスと高炉水砕スラグと
に水酸化ナトリウムを添加し、混合すればよく、これに
よって水酸化ナトリウムの添加量に応じた硬化速度で硬
化する。なお、硬化は室温でよく、また硬化速度（硬化
時間）は水酸化アルカリの量などによって相違するが、
通常１分〜２時間の範囲である。
グの硬化物を得る場合は、水ガラスと高炉水砕スラグと
に水酸化ナトリウムを添加し、混合すればよく、これに
よって水酸化ナトリウムの添加量に応じた硬化速度で硬
化する。なお、硬化は室温でよく、また硬化速度（硬化
時間）は水酸化アルカリの量などによって相違するが、
通常１分〜２時間の範囲である。
【００１８】本発明の硬化性組成物は、上記水ガラス、
高炉水砕スラグ、及び水酸化アルカリを含有するが、こ
れら３成分が同時に存在すると硬化反応が生じるので、
これら３成分は硬化前はそれぞれ別包装としておくか、
或いは水ガラスと水酸化アルカリとを同包装とし、他は
別包装にしておくなどのことが推奨される。なお、硬化
性組成物には、必要に応じ、骨材、その他の成分を配合
することができる。
高炉水砕スラグ、及び水酸化アルカリを含有するが、こ
れら３成分が同時に存在すると硬化反応が生じるので、
これら３成分は硬化前はそれぞれ別包装としておくか、
或いは水ガラスと水酸化アルカリとを同包装とし、他は
別包装にしておくなどのことが推奨される。なお、硬化
性組成物には、必要に応じ、骨材、その他の成分を配合
することができる。
【００１９】本発明によって得られた水ガラス−高炉水
砕スラグ硬化物は高強度であり、また水ガラス量が高炉
水砕スラグより多い場合は、耐火性を有するので、耐火
性材料、例えば金属サイディングの耐火物充填層、耐火
間仕切り、煙突ライニング材等の用途に好適に使用する
ことができる。
砕スラグ硬化物は高強度であり、また水ガラス量が高炉
水砕スラグより多い場合は、耐火性を有するので、耐火
性材料、例えば金属サイディングの耐火物充填層、耐火
間仕切り、煙突ライニング材等の用途に好適に使用する
ことができる。
【００２０】また、高炉水砕スラグ量が水ガラス量より
多い場合は、グラウト材として有効であり、ゲル化時間
の調整が容易で、様々な条件に対応可能であり、例えば
軟弱地盤を固化させてトンネルを掘るなど、地盤改良材
として優れた性能を有する。更に、コンクリート系の硬
化物に比べて酸、海水・下水中の塩類や有機酸を含む水
に対する化学抵抗性が大きく、このため浸蝕に対する安
定性が大きいものである。しかも、この硬化物は毒性も
なく、安全性が高いものである。
多い場合は、グラウト材として有効であり、ゲル化時間
の調整が容易で、様々な条件に対応可能であり、例えば
軟弱地盤を固化させてトンネルを掘るなど、地盤改良材
として優れた性能を有する。更に、コンクリート系の硬
化物に比べて酸、海水・下水中の塩類や有機酸を含む水
に対する化学抵抗性が大きく、このため浸蝕に対する安
定性が大きいものである。しかも、この硬化物は毒性も
なく、安全性が高いものである。
【００２１】更に、上記硬化物は硬化の過程で重金属を
固着する機能を有するため、廃棄物等の固定化材として
も有用である。この場合、この硬化物は、水ガラスを含
有しているため、プラスチックなどの非極性物質との接
着が良好であり、このためその利用に際してポリスチレ
ンフォーム等のプラスチックなどを増量材として使用し
得るものである。また、セメントは木材から溶出する有
機物質により硬化不良を引き起こすことがあるが、本発
明の方法によれば、セメントによる硬化反応とは異なる
ため硬化不良が発生しにくい。
固着する機能を有するため、廃棄物等の固定化材として
も有用である。この場合、この硬化物は、水ガラスを含
有しているため、プラスチックなどの非極性物質との接
着が良好であり、このためその利用に際してポリスチレ
ンフォーム等のプラスチックなどを増量材として使用し
得るものである。また、セメントは木材から溶出する有
機物質により硬化不良を引き起こすことがあるが、本発
明の方法によれば、セメントによる硬化反応とは異なる
ため硬化不良が発生しにくい。
【００２２】なおまた、水ガラス−高炉水砕スラグ硬化
物は、アルカリ量の調節により材齢３日において圧縮強
度４００ｋｇｆ／ｃｍ2を越すことも可能で、短時間で
高強度物が得られるので、仮設物に利用することもでき
る。
物は、アルカリ量の調節により材齢３日において圧縮強
度４００ｋｇｆ／ｃｍ2を越すことも可能で、短時間で
高強度物が得られるので、仮設物に利用することもでき
る。
【００２３】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【００２４】〔実施例１，比較例１，２〕表１に示す成
分を表１の配合比で混合し、２ｃｍ×２ｃｍ×２．５ｃ
ｍ程度の直方体に成型して、硬化物を得た。これを室温
で７日放置後、２ｍｍ／ｍｉｎの測定速度にて圧縮強度
を測定した。結果を表１に示す。
分を表１の配合比で混合し、２ｃｍ×２ｃｍ×２．５ｃ
ｍ程度の直方体に成型して、硬化物を得た。これを室温
で７日放置後、２ｍｍ／ｍｉｎの測定速度にて圧縮強度
を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】〔実施例２〜６，比較例３，４〕表２に示
す成分を表２の配合比で混合し、その時の硬化速度を測
定し、表２の結果を得た。また、２ｃｍ×２ｃｍ×２．
５ｃｍ程度の直方体に成型した硬化物を室温で７日放置
後、２ｍｍ／ｍｉｎの測定速度にて圧縮強度を測定し、
同表に示す結果を得た。
す成分を表２の配合比で混合し、その時の硬化速度を測
定し、表２の結果を得た。また、２ｃｍ×２ｃｍ×２．
５ｃｍ程度の直方体に成型した硬化物を室温で７日放置
後、２ｍｍ／ｍｉｎの測定速度にて圧縮強度を測定し、
同表に示す結果を得た。
【００２７】
【表２】 １）硬化せず ２）成型できず
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、水酸化アルカリの添加
量をコントロールすることにより硬化速度を制御し得、
またケイフッ化ソーダのように有害物質を溶出すること
はなく、作業性が良好であると共に、確実にしかも容易
に、強度が大きい水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物を得
ることができる。
量をコントロールすることにより硬化速度を制御し得、
またケイフッ化ソーダのように有害物質を溶出すること
はなく、作業性が良好であると共に、確実にしかも容易
に、強度が大きい水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物を得
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 水ガラスと高炉水砕スラグとに水酸化ア
ルカリを添加して混合することを特徴とする水ガラス−
高炉水砕スラグ硬化物の形成方法。 - 【請求項２】 水ガラスと、高炉水砕スラグと、水酸化
アルカリとを含有してなることを特徴とする水ガラス−
高炉水砕スラグ硬化物形成用硬化性組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17189996A JPH101337A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17189996A JPH101337A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101337A true JPH101337A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15931882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17189996A Pending JPH101337A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 水ガラス−高炉水砕スラグ硬化物の形成方法及び硬化性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101337A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719327A (en) * | 1984-06-22 | 1988-01-12 | Fanuc Ltd. | Electrical discharge machining power supply |
| KR20010079397A (ko) * | 2001-07-11 | 2001-08-22 | 최희용 | 고로슬래그 몰탈 조성물 |
| JP2004168640A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-17 | Doboku Chishitsu Kk | 水ガラススラグコンクリート用水ガラス、その製造方法および水ガラススラグコンクリート |
| JP2006298698A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 硬化体製造方法、硬化体、および硬化体を用いた構造物 |
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