JPS5825054B2 - 無機硬化体用材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無機硬化体用材料に関するものである。

一般に、高炉スラグ、石こうおよびカルシウムアルミネ
ートモノサルフェートハイドレート（３ＣａＯ”Ａｌ２
Ｏ３”Ｃａ５Ｏ４−ｎＨ２Ｏ，ｎはおおむね１２の値を
とる、以下これをＭＳＨと略す）のような無機硬化体用
材料は、それらを硬化させて建築材料等に用いられる。

ところが、高炉スラグは硬化速度が遅く、通常、養生に
約３０日間を要するという欠点があった。

また、ＭＳＨは、水の存在下において石こう（Ｃａ ８
０４・２Ｈ２０）と反応してカルシウムアルミネートト
リサルフェートハイドレート（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・
３ＣａＳ０４・ｎＨ２Ｏ。

ｎはおおむね３１〜３２の値をとる、以下これをＴＳＨ
と略す）になって速やかに硬化する。

このＴＳＨ硬化体は、初期強度こそ大きいものの、長い
間に空気中の炭酸ガスによって一部が分解（炭酸化）さ
れ多孔質状になって強度低下を起すとともに、吸水によ
る強度低下が大きいという欠点をもっていた。

また、石こうはそれ自体水に対する溶解度が大きいため
、耐水性に欠けるという欠点があった。

この発明は、このような事情に鑑み、上記のような欠点
のない無機硬化体用材料を提供することを目的とするも
のである。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

この発明者等は、上記のような欠点をもたない無機硬化
体用材料を得るために研究を重ねた結果、硬化時にＴＳ
Ｈを主要成分とする硬化体を生成しうる硬化体材料用組
成物に、セメントを含有させると、硬化速度が速く、耐
水性をもち、かつ高強度で、炭酸化による強度低下およ
び吸水時の強度低下の小さい硬化体を生成しうる無機硬
化体用材料が得られることを見いだしこの発明を完成し
た。

硬化時にＴＳＨを主要成分とする硬化体を生成しうる硬
化体材料用組成物としては、水の存在下において石こう
成分、石灰成分およびアルミナ成分の少なくとも１つと
反応してＴＳＨになるＴＳＨ前駆物質と、前記の成分の
うちの少なくとも１つとを配合した組成物があげられる
。

そのような組成物の一例として、Ｃ５Ａ（３ＣａＯ＋Ａ
１２０３）ｔＣ５ＡＨ６（３ＣａＯ−Ａ１２０３−６Ｈ
２０）？Ｃ４Ａ５Ｓ（３Ｃａ０・３Ａ１□０３・Ｃａ５
０４）、Ａｌ２（ＳＯ４）３ ・ｎＨ２ＯおよびＭＳＨ
のようなＴＳＨ前駆物質に、石こう成分および石灰成分
の少なくとも１つを配合したものがあげられる。

硬化体材料用組成物の他の例としては、ＣａＯ成分原料
、Ａ１□０３ 成分原料および石こう成分原料をモル比
３：１：３または実質的にこれに近い比率で配合した組
成物があげられる。

この組成物は、適当量の水を加えて湿熱合成することに
より、ＴＳＨを主要成分とする硬化体になる。

このような硬化体材料用組成物のなかでも、硬化時にＴ
ＳＨおよびＴＳＨ前駆物質の双方を含む硬化体を生成し
うる硬化体材料用組成物を用いることが効果の点で特に
好ましい。

そのような組成物としては、例えば前述のＣ３Ａ。

Ｃ３ＡＨｅ ｔ Ｃ４Ａｓ ＳのようなＴＳＨ前駆物質
に、ＴＳＨ合成時の理論面こう量よりも少ない量の石こ
うを配合した組成物があげられる。

すなわち、この組成物中ではＴＳＨ前駆物質が過剰にな
っている。

したがってこの組成物は、水の存在下において、その中
の石こうとその石こうの量に対応する量のＴＳＨ前駆物
質とが反応することによりＴＳＨ化して硬化するが、余
ったＴＳＨ前駆物質はその硬化体中に残存する。

セメントとしては、ポルトランドセメント、アルミナセ
メント、シリカセメント、フライアッシュセメント、白
色セメント、急硬性セメント、耐硫酸塩セメントがあげ
られる。

なお、硬化時にＴＳＨおよびＴＳＨ前、駆物質を含む硬
化体を生成しうる硬化体材料用組成物中の各原料の配合
割合およびこれとセメントとの配合割合は、効果の点か
ら、生成硬化体中にＴＳＨ１００重量部（以下部と略す
）に対してＭＳＨのようなＴＳＨ前駆物質８０部以下、
セメント硬化物５０〜５００部の割合で含有されるよう
に選ぶことが好ましい。

また、以上の原料のほか、必要に応じて、パルプ・木粉
・麻・合成繊維・岩綿・アスベストのような補強繊維、
シリカ・タルク粉・粘土・けいそう土・アルミナ粉のよ
うな充填剤、パーライト等の軽量化剤、離型剤、顔料等
の他の添加物を配合してもよい。

この場合、補強繊維を用いる場合は、硬化体材料用組成
物とセメントとの合計量に対して０．５〜３５％に選ぶ
ことが好ましい。

より詳しく述べると、ガラス繊維は０．５〜５％、アス
ベストは１〜３５係、パルプは１〜１０係が妥当である
。

以上の原料を公知の方法によって混合することにより、
硬化速度が速く、耐水性に富む無機硬化体用材料を得る
ことができる。

この材料は、水とともに混合され、賦形・養生・乾燥工
程を経て、高強度で、炭酸化による強度低下および吸水
時の強度低下の小さい無機硬化体になる。

この発明においては、無機硬化体用材料中に、硬化時に
ＴＳＨを主要成分とする硬化体を生成しうる硬化体材料
用組成物を未硬化の状態で含ませていることが重要であ
る。

これにより、この組成物の水利硬化とセメントの水利硬
化とが同時並行的に起きるため、この組成物の水利硬化
により得られるＴＳＨと、セメント水和硬化物とが均一
かつ強固にからみ合う状態が出現し、得られる無機硬化
体がセメント水利硬化物単独の無機硬化体よりも却って
高強度になるからである。

これに対し、予めＴＳＨになった状態で配合したときに
は、このような効果が全く期待できない。

添附図面はこのことをよくあられしている。

すなわち、○線は、硬化時にＴＳＨを主要成分とする硬
化体を生成しうる硬化体材料用組成物を未硬化の状態で
セメントに含ませたときの（ポルトランドセメント／Ｔ
ＳＨ）比と曲げ強度の関係とをあられし、Δ線は予めＴ
ＳＨになった状態で配合したときの同上の関係をあられ
しているが、それぞれの線の傾きをみれば、前述のこと
がよく分かる。

この発明にかかる無機硬化体用材料のこのような特性は
、この材料が外装建材等の製造に用いられるとき特にす
ぐれた効果を発揮する。

外装建材等では軽量かつ高強度であることが求められる
からである。

以上のように、この発明の無機硬化体用材料は、硬化時
にＴＳＨを主要成分とする硬化体を生成しうる硬化体用
組成物さセメントとを含有するため、硬化速度が速く、
耐水性に富み、かつ高強度で、炭酸化による強度低下お
よび吸水による強度低下の小さい無機硬化体を生成する
ことができる。

すなわち、この無機硬化体用材料は、それぞれ硬化速度
が速く耐水性に富む原料であるセメントと硬化時にＴＳ
Ｈを主要成分とする硬化体を生成しうる硬化体用組成物
とを含有するため、硬化速度が速く耐水性に富む。

そして、それを硬化した硬化体中には、高強度で、殆ん
ど炭酸化を受けず、また吸水性も小さいセメント硬化物
が存在するため、その無機硬化体は、高強度で、炭酸化
による強度低下および吸水時の強度低下が小さくなる。

つぎに、実施例について比較例と併わせて説明する。

実施例 Ｉ ＭＳＨ・石こう・ポルトランドセメント・耐アルカリガ
ラス繊維およびパーライトを、生成無機硬化体の組成が
下記のようになるように配合して無機硬化体用材料を得
た。

ＴＳＨ： １００部 ＭＳＨ： ３０μ ポルトランドセメント硬化物 ： ３２０／／耐ア
ルカリガラス繊維 ＝ １５〃ノ々−ラ
イ ト
： １０／／実施例 ２ ポルトランドセメントに代えてアルミナセメントを用い
、その硬化物が生成無機硬化体中のＴＳＨ１００部に対
して２００部になるように配合した。

それ以外は実施例１と同様にして無機硬化体用材料を得
た。

比較例 実施例１の配合原料のうち、セメントを除き、残った原
料を、生成無機硬化体の組成が下記のようになるように
配合して無機硬化体用材料を得た。

ＴＳＨ： １００部 耐アルカリガラス繊維 ： １５〃 パーライト ： ＩＱｔｔ−以上
の実施例および比較例で得た無機硬化体用材料を用い公
知の方法によって無機硬化体をつくった。

その無機硬化体の性能試験の結果を次表に示した。

表から明らかなように、実施例の硬化体材料によりつく
られた無機硬化体は、強度が大きく、吸水による強度低
下およ、び寸法変化が小さく、炭酸化による劣化も少な
いことがわかる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の詳細な説明するための説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬化時にカルシウムアルミネートトリサルフェート
   ハイドレートを主要成分とする硬化体を生成しうる硬化
   体材料用組成物とセメントとを含有する無機硬化体用材
   料。 ２ 硬化体材料用組成物が、硬化時にカルシウムアルミ
   ネートトリサルフェートハイドレートとカルシウムアル
   ミネートトリサルフェートハイドレート前駆物質とを含
   有する硬化体を生成しうる硬化体材料用組成物である特
   許請求の範囲第１項記載の無機硬化体用材料。