JPS5914418B2 - ケイ酸カルシウム系建材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強度発現性のよい軽量かつ高強度なケイ酸カル
シウム系建材の製造方法に関するものである。

さらに詳しくいえば、本発明はケイ酸原料、石灰原料及
び水の混合物にある種の鉱化剤を添加してケイ酸カルシ
ウム水和物の生成量を増大させ結晶化度を向上させたも
のである。

従来、ケイ砂やケイソウ土などのケイ酸原料と消石灰や
セメントなどの石灰原料とをＣａＯ／５１０２モル比で
０．６〜１．１になるように配合し、所望により無機繊
維や有機繊維の補強繊維を加えて水でスラリー化させ、
７０〜９０℃の加熱下にかきまぜ、ゲル化した後、これ
を抄造あるいは加圧などにより所望形状に脱水成形し、
常温あるいは加熱養生工程を加えて硬化させることによ
りケイ酸カルシウム系建材を製造する方法が知られてい
る。

また、この方法を基本として、さらに金属アルミニウム
粉末を加えて水素ガスを発生させたり、界面活性剤を加
えて強固な気泡を形成させたり、発泡パーライト、焼成
バーミキュライト、シラスバルーン、シラスパーライト
などの軽量充てん材を加えたり、あるいは軽石などの天
然軽量骨材や膨張頁岩、粘土などからつくられた人工軽
量骨材を加えることによって建材を軽量化する改良技術
も知られている。

これらの方法において硬化ならびに強度発現のバインダ
ーとして機能するケイ酸カルシウム水和物は、ケイ酸原
料と石灰原料を水の存在下でオートクレーブ反応させる
ことによって生成するものであり、高強度で寸法安定性
の良好なケイ酸カルシウム系建材を得るためには、この
バインダーとして機能するケイ酸カルシウム水和物の生
成量を増大させ、その結晶化度を向上させる必要がある
。

そのためにはオートクレーブ反応温度を高く、かつ反応
時間を長くとる必要があるので消費エネルギーは必然的
に多くなるという欠点がある。

本発明者らは、省エネルギーの観点から、短時間に強度
が発現する高強度なケイ酸カルシウム系建材の製造方法
を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、原料中にある種の
金属塩化物を添加することにより、これがケイ酸原料と
石灰原料との水熱反応に対し、鉱化剤として作用してケ
イ酸カルシウム水和物の生成量を増大させ結晶化度を向
上させる結果、その目的を達成しうることを見出し本発
明をなすに至った。

すなわち、本発明はケイ酸原料及び石灰原料の混合物に
水を加えて混練した後、所望形状に成形し、この成形体
を養生により硬化させてケイ酸カルシウム系建材を製造
する場合、又は、ケイ酸原料及び石灰原料に水を加えて
スラリー状となし、このスラリーを加熱下にかきまぜて
ケイ酸原料の体積膨張を起こさせた後、所望形状に脱水
成形し。

この成形体を養生により硬化させてケイ酸カルシウム建
材を製造する場合にケイ酸原料及び石灰原料の混合物１
００重量部に対し、鉱化剤として金属塩化物を０．５〜
４重量部の割合で添加することを特徴とするケイ酸カル
シウム系建材の製造方法を提供するものである。

本発明方法において好ましく用いられる金属塩化物とし
ては、塩化バリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムな
どを挙げることができ、本発明方法においてこれらの金
属塩化物はケイ酸原料と石灰原料との混合物１００重量
部に対し、０．５〜４重量部の割合で添加される。

この添加量が０．５重量部未満であると生成するケイ酸
カルシウム水和物の結晶化度を高めることができず、ま
た４重量部を越えた場合は、その超過分による結晶化度
の向上が見られずむしろ反対に結晶化度を低下させる場
合もあるので好ましくない。

本発明方法は、金属塩化物を所定量添加する以外、公知
方法をそのまま用いて実施される。

すなわち通常、まずブレーン法における比表面積で２０
００〜６００ ｏ＝７ｇに粉砕したケイ石、ケイ砂、ケ
イソウ土などのケイ酸原料と消石灰、生石灰、セメント
などの石灰原料をＣａｂ／５ｉ０２モル比で０．６〜１
．２に混合し、この混合物１００重量部に対して金属塩
化物０．５〜４重量部を添加する。

この際、石綿、ガラス繊維などの無機繊維あるいはセル
ロース繊維、ナイロン繊維のような有機繊維を補強繊維
として、前記混合物１００重量部ｌこ対し３〜１５重量
部加えて、所望の建材の強度を補強し、かつ軽量化して
もよいし、前記したシラスバルーン、パーライトなどの
軽量光てん材や軽石、膨張頁岩などの軽量骨材を加えて
所望の建材を軽量化してもよい。

なお、これらの補強繊維や軽量化材の添加は、成形工程
までのいずれの段階においても行うことができる。

次いで金属塩化物を添加した原料に含湿状態ないしは流
動可能な状態になるまで、たとえば０．１〜１．５倍量
の水を加えて混練した後、所望の形状に成形するか、あ
るいはスラリー状態になるまで、たとえば３〜２０倍量
の水を加え、このスラリーを数時間加熱下にかきまぜて
ケイ酸原料の体積膨張を起こさせた後、所望の形状６Ｃ
脱水成形するという、いずれかの方法により成形した後
、成形体を養生により硬化させる。

この養生硬化は常温で行ってもよいし、養生期間短縮の
ため蒸気養生あるいはオートクレーブ養生のように加熱
下で行ってもよい。

このようにして、ケイ酸カルシウム水和物の生成量を増
大させ結晶化度を向上させて、軽量でしかも強固に硬化
した機械的強度に優れたケイ酸カルシウム系建材を得る
ことができる。

本発明方法によれば、早期の強度発現、少ない所要硬化
時間のもとに高能率にしかも低エネルギー消費でケイ酸
カルシウム系建材を製造することができる。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例 １ ブレーン法における比表面積で３０００ＣＩ？Ｌ／ｇに
粉砕したケイ砂と生石灰をＣａ Ｏ／ Ｓ ｉｏ ２モ
ル比で０．７になるように配合した混合物１００重量部
に対して塩化カリウムを１重量部加え、これに１倍量の
水を加えて混練した後、流し込み成形を行い、成形体を
１８０℃の飽和水蒸気圧下で１２時間オートクレーブ養
生により硬化させたところ、絶乾かさ比重１．０９、圧
縮強度２４８ｋｇ／ｃｒ７Ｌのケイ酸カルシウム系建材
が得られた。

実施例 ２ 塩化カリウム６０代えて塩化ナトリウムを用い、それ以
外は実施例１と同様にしたところ、絶乾かさ比重１．０
８、圧縮強度２２２ｋｇ／ｆｆｌのケイ酸カルシウム系
建材が得られた。

実施例 ３ ブレーン法における比表面積で３０００ｃｒｊ、／１に
粉砕したケイ砂４４重量部、ケイソウ上１５重量部及び
消石灰４１重量部の混合物１００重量部に対して、塩化
バリウム２重量部、石綿５重量部を加え、これに５倍量
の水を加えてスラリー状になし、９０°Ｃで２時間加熱
下にかきまぜたｌ、濾過器構造を有する成形用型枠に流
し込み、２０ｋｇ／ｄで脱水加圧成形した。

次いで得られた成形体を１８０℃の飽和水蒸気圧下で６
時間オートクレーブ養生により硬化させたところ、絶乾
かさ比重０．７２、曲げ強度８４ｋｇ／ｆｆｌのケイ酸
カルシウム系建材が得られた。

実施例 ４ 塩化バリウムの添加量を１重量部とした以外は実施例３
と同様にして、絶乾かさ比重０．７２．曲げ強度７８ｋ
ｇ／ＣＩＩＬのケイ酸カルシウム系建材が得られた。

実施例 ５ 塩化バリウムに代えて塩化カリウムを用い、それ以外は
実施例３と同様にして、絶乾かさ比重０．７０、曲げ強
度７０ｋｇ／ｉのケイ酸カルシウム系建材が得られた。

これら実施例と比較のために鉱化剤としての金属塩化物
を添加しない例を次６Ｃ示す。

比較例 １ 鉱化剤としての塩化カリウムを添加せず、それ以外は実
施例１と同様にして得られたケイ酸カルシウム系建材の
絶乾かさ比重は１．０９であり、圧縮強度は１７６ｋｇ
／ｆｆｌであった。

比較例 ２ 鉱化剤としての塩化バリウムを添加ゼす、それ以外は実
施例３と同様にして得られたケイ酸カルシウム系建材の
絶乾かさ比重は０．７１であり曲げ強度は６６ｋｇ／ｆ
ｆｌであった。

また、オートクレーブ養生時間を１２時間とした以外は
上記と同様にして得られたケイ酸カルシウム系建材の絶
乾かさ比重は０．７２であり、曲げ強度は６９ｋｇ／ｉ
であった。

参考例 ケイ酸原料と石灰原料をＣａＯ／ＳｔＯ，ｆ：：ル比が
０．７になるように配合した混合物１００重量部に所定
量の塩化バリウム、塩化カリウム及び塩化ナトリウムを
加え、これに３倍量の水を加えて混練した後、脱水加圧
成形したものを１８０℃の飽和水蒸気圧下で１２時間オ
ートクレーブ養生を行って得られた建材中のケイ酸カル
シウム水和物結晶の比表面積を測定した。

その結果を図に示す。比表面積と結晶の大きさは逆相関
関係にあるため、この結果から生成ケイ酸カルシウム水
和物の結晶の大きさを推測することが可能である。

これらの金属塩化物の添加は比表面積を小さくしており
、これらはすなわち結晶の大きさを大きく成長させる鉱
化剤として機能していることを示している。

電子顕微鏡観察でも、いずれの添加ｌこおいても厚くて
大きいケイ酸カルシウム水和物結晶が得られることを確
認できた。

鉱化剤としての効果は、塩化ナトリウムく塩化カリウム
さ塩化バリウムの順に著しかった。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明方法において用いられる金属化合物の種類
及びその添加量と建材中のケイ酸カルシウム水和物結晶
の比表面積との関係を示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケイ酸原料及び石灰原料を配合した混合物ｌこ対し
   て含湿状態ないしは流動可能な状態になるまで水を加え
   て混練した後、所望の形状に成形し。 次いでこの成形体を養生により硬化させてケイ酸カルシ
   ウム系建材を製造するに当り、鉱化剤として前記混合物
   １００重量部に対し金属塩化物を０．５〜４重量部の割
   合で添加することを特徴とするケイ酸カルシウム系建材
   の製造方法。 ２ 金属塩化物が塩化バリウム、塩化カリウム及び塩化
   ナト１）ラムである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記混合物に補強繊維及び軽量充てん材を混合する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ ケイ酸原料及び石灰原料を配合した混合物に対して
   スラリー状態になるまで水を加え、このスラリーを加熱
   下にかきまぜてケイ酸原料の体積膨張を起こさせた後、
   所望の形状に脱水成形し、次いでこの成形体を養生によ
   り硬化させてケイ酸カルシウム系建材を製造するに当り
   、鉱化剤として前記混合物１００重量部ｌζ対し金属塩
   化物を０．５〜４重量部の割合で添加することを特徴と
   するケイ酸カルシウム系建材の製造方法。 ５ 金属塩化物が塩化バリウム、塩化カリウム及び塩化
   ナトリウムである特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 前記混合物に補強繊維及び軽量充てん材を混合する
   特許請求の範囲第４項記載の方法。