JPS58130149A - 珪酸カルシウム成形体の製造法 - Google Patents
珪酸カルシウム成形体の製造法Info
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- JPS58130149A JPS58130149A JP57011307A JP1130782A JPS58130149A JP S58130149 A JPS58130149 A JP S58130149A JP 57011307 A JP57011307 A JP 57011307A JP 1130782 A JP1130782 A JP 1130782A JP S58130149 A JPS58130149 A JP S58130149A
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- Japan
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- calcium silicate
- molar ratio
- reaction
- raw materials
- slurry
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—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
- C04B28/18—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 mixtures of the silica-lime type
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は優れた耐熱性を有する珪酸カルシウム成形体
の製造法、特に、嵩密度が低く、耐火性、耐熱性、機械
的強度および寸法安定性の優れた、従って耐火被覆材、
耐火断熱材、保温材等として好適なゾノトライトを主成
分とする珪酸カルシウム成形体の製造法に関するもので
ある。
の製造法、特に、嵩密度が低く、耐火性、耐熱性、機械
的強度および寸法安定性の優れた、従って耐火被覆材、
耐火断熱材、保温材等として好適なゾノトライトを主成
分とする珪酸カルシウム成形体の製造法に関するもので
ある。
珪酸カルシウム成形体、特にゾノトライトを主成分とす
るものは、ゾノトライト(6CaO114B10雪e
F1*O)からワラストナイト(OaO−810,)へ
、7す0〜rooCの温度でトポタタテイツクに変化す
るため、加熱線収縮率も小さく、良好な耐熱性を有する
ため、保温材、断熱材、耐火材等として好適である。
るものは、ゾノトライト(6CaO114B10雪e
F1*O)からワラストナイト(OaO−810,)へ
、7す0〜rooCの温度でトポタタテイツクに変化す
るため、加熱線収縮率も小さく、良好な耐熱性を有する
ため、保温材、断熱材、耐火材等として好適である。
しかしながら/Qθ0Cのような高温で使用する場合に
は、ゾノトライトは前述のようにワラストナイトへトボ
タクテイツクに変化するため、加熱線収縮率は小さいが
、ワラストナイトの結晶が焼結を生じ始応るため、加熱
後の強度が低下するという問題点がある。
は、ゾノトライトは前述のようにワラストナイトへトボ
タクテイツクに変化するため、加熱線収縮率は小さいが
、ワラストナイトの結晶が焼結を生じ始応るため、加熱
後の強度が低下するという問題点がある。
本発明者等はか\る点に留意し、鋭意検討を重ねた結果
、OaO/810. のモル比が/より大きい珪酸カ
ルシウム水和物を含む水性スラリーに、2し OaO/810.のモ・比が0.rt 〜/になるよう
に珪酸質原料を添加し、この水性スラリーを脱水成形し
穴径、水蒸気養生を行い、しかる後、乾燥すれば10θ
0Cのような高温で使用しても強度低下の少ない成形体
を安定して製造できるとの知見を得て本発明を完成する
に到った。
、OaO/810. のモル比が/より大きい珪酸カ
ルシウム水和物を含む水性スラリーに、2し OaO/810.のモ・比が0.rt 〜/になるよう
に珪酸質原料を添加し、この水性スラリーを脱水成形し
穴径、水蒸気養生を行い、しかる後、乾燥すれば10θ
0Cのような高温で使用しても強度低下の少ない成形体
を安定して製造できるとの知見を得て本発明を完成する
に到った。
本発明は嵩密度が低く、耐火性、耐熱性、機械的強度お
よび寸法安定性の優れた珪酸カルシウム成形体の製造法
を提供することを目的とする本のであって、その要旨と
するところは水中に分散させた石灰質原料と珪酸質原料
とを加熱下、反応させてCjaO/810tのモル比が
/より大きい珪酸カルシウム水和物を含む水性スラリー
を得、このスラリー、 、 OaO/810.のモル比
がθ、?r〜lKなるように珪酸質原料を添加し、この
スラリーを脱水成形した後、水蒸気養生し、しかる後、
乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造
法に存する。
よび寸法安定性の優れた珪酸カルシウム成形体の製造法
を提供することを目的とする本のであって、その要旨と
するところは水中に分散させた石灰質原料と珪酸質原料
とを加熱下、反応させてCjaO/810tのモル比が
/より大きい珪酸カルシウム水和物を含む水性スラリー
を得、このスラリー、 、 OaO/810.のモル比
がθ、?r〜lKなるように珪酸質原料を添加し、この
スラリーを脱水成形した後、水蒸気養生し、しかる後、
乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造
法に存する。
以下1本発明の詳細な説明する。
本発明においては、まず水中に分散させた珪酸質原料お
よび石灰質原料を加熱反応させることによシ、珪酸カル
シウム水和物、好ましくは沈降体積が1ttxtt7を
以上のトバモライトグループの化合物からなる珪酸カル
シウム水和物を含む水性スラリーを製造する。
よび石灰質原料を加熱反応させることによシ、珪酸カル
シウム水和物、好ましくは沈降体積が1ttxtt7を
以上のトバモライトグループの化合物からなる珪酸カル
シウム水和物を含む水性スラリーを製造する。
珪酸質原料としては珪藻土、珪石等の天然品又はシリコ
ンダスト、湿式燐酸製造プロセスで副生ずる珪弗化水素
酸と水酸化アルミニウムを反応させて得られるシリカ(
以下単に湿式燐酸副生シリカという)等の工業副産物が
挙げられる。
ンダスト、湿式燐酸製造プロセスで副生ずる珪弗化水素
酸と水酸化アルミニウムを反応させて得られるシリカ(
以下単に湿式燐酸副生シリカという)等の工業副産物が
挙げられる。
石灰質原料としては生石灰、消石灰、カーバイド滓等、
従来知られているものを使用することができる。
従来知られているものを使用することができる。
石灰質原料と珪酸質原料の配合モル比(Oak/810
、 )は、ゾノライトを主成分とする珪酸カルシウムを
得る場合には、通常o、r〜八−の範囲内から選ばれる
が、モル比がへ〇以下の場合には//X)バモライトの
生成が起り易く、反応の制御が難しく、一旦このような
トバモライトが生成すると、ゾノトライトへ転移させる
のに、オーダーの違う長時間を必要とし、工業的な実施
面からみれば成□立し得ないものである。このため、O
a O/S i Otの配合モル比は/よシ大、好まし
くはへO〜へ−1更に好ましくはへ〇〜へ/の範囲内か
ら選ばれる。
、 )は、ゾノライトを主成分とする珪酸カルシウムを
得る場合には、通常o、r〜八−の範囲内から選ばれる
が、モル比がへ〇以下の場合には//X)バモライトの
生成が起り易く、反応の制御が難しく、一旦このような
トバモライトが生成すると、ゾノトライトへ転移させる
のに、オーダーの違う長時間を必要とし、工業的な実施
面からみれば成□立し得ないものである。このため、O
a O/S i Otの配合モル比は/よシ大、好まし
くはへO〜へ−1更に好ましくはへ〇〜へ/の範囲内か
ら選ばれる。
上記両原料を分散させる水の量は、原料固形分に対し、
/r重量倍以上であればよ<、%に好ましいのは77〜
go重量倍の範囲である。
/r重量倍以上であればよ<、%に好ましいのは77〜
go重量倍の範囲である。
水中に分散させた上記両原料は1通常、10〜コ30C
で、30分〜io時間程度、加熱反応させれば珪酸カル
シウム水和物を含む水性スラリーが得られる。
で、30分〜io時間程度、加熱反応させれば珪酸カル
シウム水和物を含む水性スラリーが得られる。
珪酸カルシウム水和物は、一般にテーラ−(11,F、
W、 Taylor )著「ザケミストリイ オプセメ
y 7 (Th@Chemistry of C@m@
nts ) J 第1巻第11コ頁表■に示す分類に
従って整理されるが、本発明で使用される珪酸カルシウ
ム水和物としては、トバモライトゲル、0−8−H(1
)、 0−8−1f(1)から選ばれるトバモライトグ
ループの化合物のいずれであってもよい。
W、 Taylor )著「ザケミストリイ オプセメ
y 7 (Th@Chemistry of C@m@
nts ) J 第1巻第11コ頁表■に示す分類に
従って整理されるが、本発明で使用される珪酸カルシウ
ム水和物としては、トバモライトゲル、0−8−H(1
)、 0−8−1f(1)から選ばれるトバモライトグ
ループの化合物のいずれであってもよい。
珪酸カルシウム水和物は、昔通、トバモライトゲル→c
−s−H(1)→0−8−H(1)→ゾノトライトの順
で転移するので、所望の結晶を得るには、反応温度、時
間を調節するだけで充分である。即ち、反応温度を高く
すれば、又は反応時間を長くすれば結晶は矢(→)印の
方向に転移する。本発明方法では、石灰質原料と珪酸質
原料との反応によってトバモライトグループの化合物を
生成させるものであり、上記温度範囲及び時間の選択に
より、トバモライトグループの化合物が得られる。−反
応温度が特に高かったり、また反応時間が特に長いとゾ
ノトライトが生成するので、その場合は温度を下げるか
、反応時間を短縮すればよい。
−s−H(1)→0−8−H(1)→ゾノトライトの順
で転移するので、所望の結晶を得るには、反応温度、時
間を調節するだけで充分である。即ち、反応温度を高く
すれば、又は反応時間を長くすれば結晶は矢(→)印の
方向に転移する。本発明方法では、石灰質原料と珪酸質
原料との反応によってトバモライトグループの化合物を
生成させるものであり、上記温度範囲及び時間の選択に
より、トバモライトグループの化合物が得られる。−反
応温度が特に高かったり、また反応時間が特に長いとゾ
ノトライトが生成するので、その場合は温度を下げるか
、反応時間を短縮すればよい。
本発明において、水性スラリー中の珪酸カルシウム水和
物は、沈降体積がlすm/f以上であることが好ましい
。
物は、沈降体積がlすm/f以上であることが好ましい
。
ここで沈降体積とは次式(I)によって算出される値で
ある。
ある。
沈降体積=−−争Φ・e・・(1)
式(I)において、Wは原料(石灰質原料+珪酸質原料
)の総重量であり、Vは反応後、得られた水性スラリー
をJ%時間靜置後に沈降した固形分が占める体積である
。実際には次のようにして求めた値である。まず反応後
、得られた総重量W、 fの水性スラリーからWltを
メスシリンダーに採取し、これを24を時間静置し、沈
降した固形分が占める体積V、を測定し、次式(It)
により算出する。
)の総重量であり、Vは反応後、得られた水性スラリー
をJ%時間靜置後に沈降した固形分が占める体積である
。実際には次のようにして求めた値である。まず反応後
、得られた総重量W、 fの水性スラリーからWltを
メスシリンダーに採取し、これを24を時間静置し、沈
降した固形分が占める体積V、を測定し、次式(It)
により算出する。
なお、Wは上式(1)の場合と同義で原料の総重量を表
わす。
わす。
沈降体積を1ttxl/f以上にする方法としては1反
応を攪拌下、/JOc以上、好ましくはlりO〜コ30
C1最も好ましくはito〜210Cで実施する方法が
挙げられる。その際、反応系は液状に保持する必要があ
り、従って反応は加圧下で実施される。
応を攪拌下、/JOc以上、好ましくはlりO〜コ30
C1最も好ましくはito〜210Cで実施する方法が
挙げられる。その際、反応系は液状に保持する必要があ
り、従って反応は加圧下で実施される。
上記のようにして得られたスラリーは常法に従って、こ
れに補強線維を混入するのがよい。
れに補強線維を混入するのがよい。
補強線維としては、従来知られている種々のものが、い
ずれも使用でき、例えば石綿、岩綿、ガラス繊維等、耐
熱性に優れた本のが好ましい。
ずれも使用でき、例えば石綿、岩綿、ガラス繊維等、耐
熱性に優れた本のが好ましい。
これら繊維は最終成形品中に0.夕〜10重竜嘔含有す
るように添加される。
るように添加される。
本発明方法では5次いでOaO/810.のモル比がo
、rr〜i、ooKlにるように珪酸質原料を加える。
、rr〜i、ooKlにるように珪酸質原料を加える。
珪酸質原料としては、前述と同様に、珪藻土、珪石等の
天然品又はシリコンダスト、湿式燐酸副生シリカ等の工
業副産物等、結晶質でも非晶質でもよい。上記CaO/
810tのモル比が0、?!より低くなると、主成分が
トバモライトになるため、10007::以上のような
高温に加熱した場合は収縮が著しく起る。また上記モル
比が八〇〇より大きい場合にはワラストナイトの結晶の
溶融が生じ易く表シ、加熱後の強度の低下が着しくなる
。
天然品又はシリコンダスト、湿式燐酸副生シリカ等の工
業副産物等、結晶質でも非晶質でもよい。上記CaO/
810tのモル比が0、?!より低くなると、主成分が
トバモライトになるため、10007::以上のような
高温に加熱した場合は収縮が著しく起る。また上記モル
比が八〇〇より大きい場合にはワラストナイトの結晶の
溶融が生じ易く表シ、加熱後の強度の低下が着しくなる
。
上記の処理を経たスラリーは加圧脱水成形する。この加
圧脱水成形の手段は特別のものである必要はなく、普通
の加圧成形機を使用して行なうことができる。その際の
温度および圧力は通常3θ〜t OCおよびl−コσO
kg / cd G(Gはゲージ圧を表わす。以下同じ
)の範囲でよく、成形体の嵩密度の調整はスラリー量、
並びに加圧成形機のビストンストロークの調整により行
なわれる。
圧脱水成形の手段は特別のものである必要はなく、普通
の加圧成形機を使用して行なうことができる。その際の
温度および圧力は通常3θ〜t OCおよびl−コσO
kg / cd G(Gはゲージ圧を表わす。以下同じ
)の範囲でよく、成形体の嵩密度の調整はスラリー量、
並びに加圧成形機のビストンストロークの調整により行
なわれる。
次いで、得られた成形体を常法に従って加圧下で水蒸気
養生、いわゆるオートクレーブ養生する。この水蒸気養
生により、珪酸カルシウム水和物、即ちトバモライトゲ
ル、o−a−H(I)又は0−8−II(璽)をゾノト
ライトにそれぞれ転移させる。この水蒸気養生による結
晶の転移により嵩密度が低く、機械的強度の優れた成形
体を得ることができる。この水蒸気養生において、水蒸
気圧紘一般に高い程、反応時間を短縮できるが1通常は
!〜t o ky /cd Gの範囲が好ましい。特に
好ましい範囲はlO〜コ0峙/cIIGである。
養生、いわゆるオートクレーブ養生する。この水蒸気養
生により、珪酸カルシウム水和物、即ちトバモライトゲ
ル、o−a−H(I)又は0−8−II(璽)をゾノト
ライトにそれぞれ転移させる。この水蒸気養生による結
晶の転移により嵩密度が低く、機械的強度の優れた成形
体を得ることができる。この水蒸気養生において、水蒸
気圧紘一般に高い程、反応時間を短縮できるが1通常は
!〜t o ky /cd Gの範囲が好ましい。特に
好ましい範囲はlO〜コ0峙/cIIGである。
本発明の作用は明確でないが、珪酸カルシウム水和物(
トバモライトゲルやC−8−H)と珪酸原料との反応は
、0−B−Hは溶解しないで珪酸イオンと反応する、固
−液反応となるため、反応が安定化し、短時間に均質な
珪酸カルシウムが容易に得られ、1oθσCのような高
温で加熱しても結晶が溶融することがないためと考えら
れる。
トバモライトゲルやC−8−H)と珪酸原料との反応は
、0−B−Hは溶解しないで珪酸イオンと反応する、固
−液反応となるため、反応が安定化し、短時間に均質な
珪酸カルシウムが容易に得られ、1oθσCのような高
温で加熱しても結晶が溶融することがないためと考えら
れる。
次に本発明を実施例によシ更に具体的に説明する。なお
、下記の実施例および比較例において、「部」および「
嗟」とあるのは、それぞれ「重量部」および「重量%」
を表わす。
、下記の実施例および比較例において、「部」および「
嗟」とあるのは、それぞれ「重量部」および「重量%」
を表わす。
実施例1−弘
生石灰(26,2%cao ) aデ、6部に温水を加
えて消化し、これにOaO/810.のモル比がi、o
rになるように珪石(?60μm810. )りO00
部を添加した後、総水量が固形分に対し27.す重量部
になるように水を加える。このようにして得られた懸濁
液をオートクレーブ中でlりkP/cIIG、コoo’
6の条件下でコ時間攪拌し、反応させたところ、沈降体
積J / ad / fのO−8−H(1)を含む水性
スラリーが得られた。この水性スラリーに耐アルカリガ
ラス繊維3部、OaO/810*のモル比が八〇〇(実
施例/)、I!7.テ!(実施例コ)、0.り0(実施
例3)および0./夕(実施例9g)になるように、そ
れぞれ珪石(96,9t* sio、 )を添加し、嵩
密度が0.IQになるようにスラリーを調整し、JOO
×JOOXjOym(縦、横、厚さ)の寸法に加圧脱水
成形した。
えて消化し、これにOaO/810.のモル比がi、o
rになるように珪石(?60μm810. )りO00
部を添加した後、総水量が固形分に対し27.す重量部
になるように水を加える。このようにして得られた懸濁
液をオートクレーブ中でlりkP/cIIG、コoo’
6の条件下でコ時間攪拌し、反応させたところ、沈降体
積J / ad / fのO−8−H(1)を含む水性
スラリーが得られた。この水性スラリーに耐アルカリガ
ラス繊維3部、OaO/810*のモル比が八〇〇(実
施例/)、I!7.テ!(実施例コ)、0.り0(実施
例3)および0./夕(実施例9g)になるように、そ
れぞれ珪石(96,9t* sio、 )を添加し、嵩
密度が0.IQになるようにスラリーを調整し、JOO
×JOOXjOym(縦、横、厚さ)の寸法に加圧脱水
成形した。
次いで、得られた成形体をオートクレーブに仕込み、水
蒸気/ lkf/cdG、/17cの条件で水蒸気養生
し、最後に7すθCで2時間乾燥した。
蒸気/ lkf/cdG、/17cの条件で水蒸気養生
し、最後に7すθCで2時間乾燥した。
これらの成形体を1000Cの電気炉に入れ、2餌時間
加熱し、冷却後、収縮率、圧縮強度を測定し喪。これら
の結果を表1に示す。
加熱し、冷却後、収縮率、圧縮強度を測定し喪。これら
の結果を表1に示す。
比較例1
実施例1で製造した珪酸カルシウム水和物スラリーに、
CaO/810*モル比調整のための珪石を加えること
なく、耐アルカリガラス繊維3部を添加し穴径、嵩密度
が0610になるようにスラリーを調整し、300×J
OOxtO諺の寸法に加圧脱水成形し、得られた成形体
を実施例1と同様に水蒸気養生し、乾燥した。この成形
体を10007::で2弘時間加熱し、冷却後、収縮率
、圧縮強度を測定した。この結果を表1に示す。
CaO/810*モル比調整のための珪石を加えること
なく、耐アルカリガラス繊維3部を添加し穴径、嵩密度
が0610になるようにスラリーを調整し、300×J
OOxtO諺の寸法に加圧脱水成形し、得られた成形体
を実施例1と同様に水蒸気養生し、乾燥した。この成形
体を10007::で2弘時間加熱し、冷却後、収縮率
、圧縮強度を測定した。この結果を表1に示す。
比較例コ
実施例1で製造した珪酸カルシウム水和物に。
実施例1と同様にして、ただしCab/Sin、のモル
比が0.roになるように珪石を加え、以下実施例/と
同様に、加圧脱水成形および水蒸気養生を行ない、珪酸
カルシウム成形体を得た。このものの物性を表1に示す
。
比が0.roになるように珪石を加え、以下実施例/と
同様に、加圧脱水成形および水蒸気養生を行ない、珪酸
カルシウム成形体を得た。このものの物性を表1に示す
。
比較例3
生石灰(り6.コ%OaO) r 7部に温水を加えて
消化し、これにOaO/810.のモル比が八、20に
力るように珪石(り4.u % 810. )餌7部を
添加した後、総水量が固形部に対して〜2.!重量倍に
なるように水を加え、次いでオートクレーブ中でi r
kg/cdla 、 s o OCの条件下でコ、−
!時間攪拌して反応させ、沈降体積コ2 di / f
のC−8−H(()を含む水性スラリーを得た。この水
性スラリーに耐アルカリガラス繊維3部を添加し、Oa
O/810.のモル比調整のための珪石を加えること表
く、以下実施例1と同様にして乾燥した成形体を得た。
消化し、これにOaO/810.のモル比が八、20に
力るように珪石(り4.u % 810. )餌7部を
添加した後、総水量が固形部に対して〜2.!重量倍に
なるように水を加え、次いでオートクレーブ中でi r
kg/cdla 、 s o OCの条件下でコ、−
!時間攪拌して反応させ、沈降体積コ2 di / f
のC−8−H(()を含む水性スラリーを得た。この水
性スラリーに耐アルカリガラス繊維3部を添加し、Oa
O/810.のモル比調整のための珪石を加えること表
く、以下実施例1と同様にして乾燥した成形体を得た。
この成形体をioo。
Cで一2餌時間加熱した後、収縮率、圧縮強度を測定し
た。その結果を1!/に示す。
た。その結果を1!/に示す。
実施例す〜7
比較例3で製造したOak/810.のモル比がへコO
の水性スラリーに、耐アルカリガラス繊維3部と、Oa
O/810重のモル比がO,? 0になるように珪石
(実施例り、珪藻±(実施例6)およびシリコンダスト
(実施例?)をそれぞれ5水蒸気養生、乾燥を行い成形
体を得た。これらの成形体を10001.r:2%時間
加熱し、それらの物性を測定した。その結果を表/に示
す。
の水性スラリーに、耐アルカリガラス繊維3部と、Oa
O/810重のモル比がO,? 0になるように珪石
(実施例り、珪藻±(実施例6)およびシリコンダスト
(実施例?)をそれぞれ5水蒸気養生、乾燥を行い成形
体を得た。これらの成形体を10001.r:2%時間
加熱し、それらの物性を測定した。その結果を表/に示
す。
表 /
以上説明し、実施例に挙げたところは本発明の理解を助
けるための代表的例示に係わるものであシ、本発明はこ
れら例示に制約されるものでなく、発明の要旨内で、そ
の他の変更例をとることかできるものである。
けるための代表的例示に係わるものであシ、本発明はこ
れら例示に制約されるものでなく、発明の要旨内で、そ
の他の変更例をとることかできるものである。
出 願 人 三菱化成工業株式会社
291−
Claims (1)
- 水中に分散させ九石灰質原料と珪酸質原料とを加熱下、
反応させてOaO/810.のモル比が/より大きい珪
酸カルシウム水和物を含む水性スラリーを得、このスラ
リーに、cao/sio、のモル比がo、rす〜lにな
るように珪酸質原料を添加し、このスラリーを脱水成形
した後、水蒸気養生し、しかる後、乾燥することを特徴
とする珪酸カルシウム成形体の製造法
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57011307A JPS58130149A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 珪酸カルシウム成形体の製造法 |
US06/454,174 US4490320A (en) | 1982-01-27 | 1982-12-28 | Process for preparing a calcium silicate shaped product |
AU10059/83A AU556841B2 (en) | 1982-01-27 | 1983-01-05 | Preparation of calcium silicate products |
CA000419331A CA1191019A (en) | 1982-01-27 | 1983-01-12 | Process for preparing a calcium silicate shaped product |
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