JPH11349359A

JPH11349359A - 無機質建材

Info

Publication number: JPH11349359A
Application number: JP15448398A
Authority: JP
Inventors: Takashi Abe; 堯阿部; Yoshio Matsubara; 義雄松原
Original assignee: Tokai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokai Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】強度、寸法安定性、耐久性に優れた無機質建
材を提供する。【構成】明礬石系粉粒体３０〜８０重量部と、石灰系
粉粒体１０〜５０重量部と、石膏系粉粒体１〜２０重量
部とを含有する原料に、水を加えて混合し、所定形状に
成形して、養生固化することにより、エトリンガイトと
モノサルフェートとを含有する無機質建材を得る。明礬
石系粉粒体は、明礬石１０〜５０重量部及び石英３０〜
８０重量部含有するものが好ましい。また、補強繊維及
び／又は軽量材を含有してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明礬石系粉粒体、
石灰系粉粒体、及び石膏系粉粒体を原料とする無機質建
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、住宅の内装材、外装材、間仕
切り等として無機質建材が使用されている。このような
無機質建材としては、石膏ボードのような石膏系のも
の、石綿スレートのようなセメント系のもの、スラグ・
セメント・石膏系のものなどが知られている。

【０００３】しかし、石膏ボードのような石膏系の無機
質建材は、耐水性が乏しく、強度的にも不足するため、
外装材等には使用できないという問題点があった。ま
た、石綿スレートのようなセメント系の無機質建材は、
加工性が乏しく、スラグ・セメント・石膏系の無機質建
材は、靱性、寸法安定性、耐水性に劣るという問題点が
あった。

【０００４】また、上記のような問題点を解決するた
め、例えば特公昭５７−１７８６８号には、スラグ、ポ
ルトランドセメント、及び炭酸カルシウムを含有する無
機質建材用素材が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５７−１７８６
８号に示されるスラグを含有する無機質建材用素材にお
ける養生固化は、エトリンガイトの生成によるものであ
る。しかし、エトリンガイトだけでは、炭酸化及び２次
エトリンガイトの生成等により、寸法安定性や、強度が
損なわれたりするという問題点があった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、強度、寸法
安定性、耐久性に優れた無機質建材を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の無機質建材は、明礬石系粉粒体３０〜８０
重量部、石灰系粉粒体１０〜５０重量部、及び石膏系粉
粒体１〜２０重量部を含有する原料に、水を加えて混合
し、所定形状に成形して、養生固化したものからなり、
エトリンガイトとモノサルフェートとを含有することを
特徴とする。

【０００８】本発明によれば、明礬石系粉粒体、石灰系
粉粒体、及び石膏系粉粒体を含有することにより、エト
リンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃３ＣａＳＯ₄・３１
〜３２Ｈ₂Ｏ）だけでなく、モノサルフェート（３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃ＣａＳＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ）や、Ｃ−Ｓ−
Ｈ等が形成される。その結果、エトリンガイトが安定化
すると同時に、養生固化後のエトリンガイトの２次結晶
等の発生が抑えられ、寸法安定性が保たれ、強度低下を
起こすことがなくなる。

【０００９】また、本発明の無機質建材は、上記エトリ
ンガイト、モノサルフェート、Ｃ−Ｓ−Ｈ等を含有する
ので、耐水性があり、強度、寸法安定性、耐久性に優
れ、鋸等での切断や釘打ちなどの加工性にも優れてい
る。したがって、内装材、間仕切り等だけでなく、外装
材にも使用できる。

【００１０】本発明の好ましい態様によれば、前記明礬
石系粉粒体は、天然に産する熱水系の明礬石鉱で、明礬
石１０〜５０重量部及び石英３０〜８０重量部含有する
ものからなる。このように、熱水系の反応しやすい石英
を多量に含有する明礬石鉱を使用することにより、モノ
サルフェートやＣ−Ｓ−Ｈ等の生成量を多くして、寸法
安定性や、耐久性を向上させることができる。

【００１１】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
原料に加えて、補強繊維及び／又は軽量材を含有する。
補強繊維を添加することにより、成形時の保形性を良好
にすると共に、曲げ強度等を向上させることができる。
また、軽量材を添加することにより、軽量化や、加工性
の向上を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において、明礬石系粉粒体
としては、明礬石鉱の粉砕物、明礬石鉱の粉砕物を焼成
したものなどが好ましく用いられる。明礬石鉱は、例え
ば伊豆半島等に無尽蔵に存在し、これまで工業的な用途
が十分に見出されていなかったものであるため、原料コ
ストが安いという利点がある。

【００１３】また、天然の明礬石鉱は一般に明礬石と石
英とを含有しているが、本発明において使用する明礬石
系粉粒体は、明礬石（ＫＡｌ₃（ＳＯ₄）₂（Ｏ
Ｈ）₆）１０〜５０重量部、石英（ＳｉＯ₂）３０〜８
０重量部含有するものが好ましい。明礬石の含有量が上
記よりも少なく、石英の含有量が上記よりも多いと、エ
トリンガイトの生成が少なくなり、強度が出にくくなる
という問題があり、明礬石の含有量が上記よりも多く、
石英の含有量が上記よりも少ないと、鉱量的に少なくな
り、コスト高になるという問題がある。

【００１４】明礬石鉱は、粉砕機を用いて粉末状及び／
又は粒状とされることが好ましく、粉砕機としては、例
えばボールミル、ケージミル、ローラーミル、ピンミ
ル、ジョークラッシャ、インペラーブレーカ等が用いら
れる。これらの原料の粉粒体の粒度は、２０００〜５０
００ブレーン（ｃｍ²／ｇ）が好ましい。

【００１５】石灰系粉粒体としては、生石灰粉粒体、消
石灰粉粒体、又はそれらの混合物が好ましく用いられ
る。生石灰粉粒体としては、好ましくはＪＩＳ２号品以
上の品質の工業用のものや、セメント生産工程、製紙苛
性化工程等における副生石灰含有ダスト、消石灰粉粒体
としては、好ましくはＪＩＳ２号品以上の品質の工業用
のものがそれぞれ用いられる。

【００１６】石膏系粉粒体としては、二水石膏や無水石
膏などの天然石膏や、二水石膏、無水石膏、半水石膏な
どの化学石膏や、これらの２種以上の混合物等が好まし
く用いられる。

【００１７】上記原料の配合割合は、明礬石系粉粒体３
０〜８０重量部、石灰系粉粒体１０〜５０重量部、石膏
系粉粒体１〜２０重量部とする。明礬石系粉粒体が３０
重量部未満、又は８０重量部を超えると、エトリンガイ
トの生成が少なくなり、強度が出ないという問題があ
る。また、石灰系粉粒体が１０重量部未満では、反応が
進まず、エトリンガイト、モノサルフェートが生成しに
くくなるという問題があり、５０重量部を超えると、コ
スト高になるという問題がある。更に、石膏系粉粒体が
１重量部未満では、硬化反応が進みにくいという問題が
あり、２０重量部を超えると、モノサルフェート、Ｃ−
Ｓ−Ｈが生成しにくくなるという問題がある。なお、石
膏系粉粒体は、５〜２０重量部であることがより好まし
い。

【００１８】また、本発明においては、上記原料に加え
て、必要に応じて補強繊維や軽量材を添加することもで
きる。補強繊維としては、例えば石綿、岩綿、ワラスト
ナイト（繊維状鉱物）、ガラス繊維、スチール繊維、カ
ーボン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、パル
プ繊維などから選ばれた一種又は二種以上が好ましく使
用される。軽量材としては、シラスバルーン、パーライ
ト、発泡軽量骨材、砂、焼成ゼオライト、木屑、スチレ
ン発泡体などから選ばれた一種又は二種以上が好ましく
使用される。

【００１９】明礬石系粉粒体３０〜８０重量部、石灰系
粉粒体１０〜５０重量部、石膏系粉粒体１〜２０重量部
としたとき、補強繊維の配合割合は５〜１０重量部、軽
量材の配合割合は０〜１０重量部が好ましい。

【００２０】こうして各粉粒体及び繊維等の添加材を配
合した後、明礬石系粉粒体、石灰系粉粒体及び石膏系粉
粒体の合計重量に対して、水を好ましくは２〜５重量倍
添加して混練した後、例えば鋳込み成形、抄造、プレス
成形、押出成形などの方法によって、所望の形状、例え
ば板状、ブロック状等に成形する。

【００２１】この成形物を、好ましくは、湿度８０〜１
００％、温度４０〜９０℃の雰囲気下において、２〜２
０時間くらい養生させることにより、本発明の無機質建
材を得ることができる。この無機質建材としては、例え
ば厚さ５〜１５ｍｍ、３尺×６尺の大きさで、１枚当り
の重量が１０〜３０ｋｇ、比重０．８〜１．５くらいの
ものが得られる。

【００２２】この無機質建材は、エトリンガイト、モノ
サルフェート、Ｃ−Ｓ−Ｈ等を含有するので、耐水性が
あり、強度、寸法安定性、耐久性に優れ、鋸等での切断
や釘打ちなどの加工性にも優れている。また、色が白い
ので、塗装しやく、そのままでも良好な外観が得られ
る。更に、この無機質建材は、周囲の湿度が高いときに
は水分を吸収し、周囲の湿度が低いときには水分を放出
する性質、すなわち湿度調整作用があるので、壁材等に
用いて断熱材等の結露を防ぐ作用も期待される。したが
って、本発明の無機質建材は、例えば内装材、間仕切
り、外装材、化粧ブロックなどの建築用材料として好適
である。

【００２３】

【実施例】石灰、石膏、明礬石鉱の各粉粒体を、表１の
上欄に示す配合割合で混合し、原料総重量と同重量の水
を加えて混練し、ブロック状に成形した後、湿度１００
％、温度８０℃の雰囲気下において１０時間養生させ
て、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの大きさのブロック体を
得た。なお、使用した明礬石鉱の粉粒体は、明礬石（Ｋ
Ａｌ₃（ＳＯ₄）₂（ＯＨ）₆）３０重量部、石英（Ｓ
ｉＯ₂）７０重量部含有するものである。

【００２４】比較例１は、石灰量が本発明で規定する範
囲より多いもの、比較例２は、石膏量が本発明で規定す
る範囲より多く、明礬石鉱量が本発明で規定する範囲よ
り少ないもの、実施例１は、石灰量、石膏量、明礬石鉱
量のいずれも本発明で規定する範囲に入るものである。

【００２５】上記と同様にして、石灰、石膏、明礬石鉱
の各粉粒体と、パーライト、パルプとを、表１の下欄に
示す配合割合で混合し、石灰、石膏及び明礬石鉱の総重
量の２倍の重量の水を加えて混練し、板状に成形した
後、湿度１００％、温度８０℃の雰囲気下において１０
時間養生させて、３０ｃｍ×３０ｃｍ×１．５ｃｍの大
きさのボード建材を得た。

【００２６】比較例３は、石灰量が本発明で規定する範
囲より多いもの、比較例４は、石膏量が本発明で規定す
る範囲より多く、明礬石鉱量が本発明で規定する範囲よ
り少ないもの、実施例２は、石灰量、石膏量、明礬石鉱
量のいずれも本発明で規定する範囲に入るものである。

【００２７】上記で得られた各ブロック建材について、
比重、圧縮強度を測定した。また、上記で得られた各ボ
ード建材について、比重、曲げ強度を測定した。これら
の結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果から、石灰、石膏、明礬石鉱の
配合割合が、本発明で規定する範囲を外れると、いずれ
の場合も強度が低下することがわかる。なお、実施例
１、２の建材について、Ｘ線回折により組織を調べたと
ころ、エトリンガイトと、モノサルフェートとが生成し
ていることを確認することができた。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無機質建
材は、耐水性があり、強度、寸法安定性、耐久性、加工
性に優れている。また、本発明の無機質建材は、湿度調
整機能があるため、壁材等に適用することにより、断熱
材等の結露防止効果も期待される。したがって、内装
材、間仕切り、外装材、化粧ブロックなどの建築用材料
として幅広く使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】明礬石系粉粒体３０〜８０重量部、石灰
系粉粒体１０〜５０重量部、及び石膏系粉粒体１〜２０
重量部を含有する原料に、水を加えて混合し、所定形状
に成形して、養生固化したものからなり、エトリンガイ
トとモノサルフェートとを含有することを特徴とする無
機質建材。
【請求項２】前記明礬石系粉粒体は、明礬石１０〜５
０重量部及び石英３０〜８０重量部含有する明礬石鉱か
らなる請求項１記載の無機質建材。
【請求項３】前記原料に加えて、補強繊維及び／又は
軽量材を含有する請求項１又は２記載の無機質建材。