JPS5925745B2 - 軽量材の製造法 - Google Patents

軽量材の製造法

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JPS5925745B2
JPS5925745B2 JP15737377A JP15737377A JPS5925745B2 JP S5925745 B2 JPS5925745 B2 JP S5925745B2 JP 15737377 A JP15737377 A JP 15737377A JP 15737377 A JP15737377 A JP 15737377A JP S5925745 B2 JPS5925745 B2 JP S5925745B2
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JP
Japan
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aluminum sulfate
phosphate
fiber
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JP15737377A
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欣一 吉良
義雄 間木野
義彦 村田
俊明 柿沼
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Mitsubishi Cement Asbestos Co Ltd
Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cement Asbestos Co Ltd
Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions 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 cold phosphate binders

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスラグを主原料とした軽量材の製造法に関する
・・従来スラグ
に石こうおよび消石灰を配合し、さゝらに水を加えてス
ラリー状とし、加熱攪拌して軽量材を得ることは広く知
られている。
この方法はスラグ(こ適量の消石灰、石こうを加え、水
を加えてスラリー状さし、50〜100℃の範囲に加温
し、攪拌するこさくこよりカルシウムアルミネートサル
フェート水和物とカルシウムシリケート水和物を主体吉
する軽量材を得るものであるか、スラグの水和反応が遅
く長時間の加熱を必要とするため装置のランニングコス
ト、及び加熱コストの高騰を招いている。
また此の場合の加熱を沸とう状態で行うき生成した軽量
材のかさ比重か劣るという重大な欠点かあった。
本発明者らは、スラグ、石こうおよび硫酸ナトリウム、
硫酸カリウム、苛性ソーダ、苛性カリ、生石灰または消
石灰の混合物に、反応促進剤として硫酸アルミニウム含
有物質、リン酸またはリン酸塩類物質を単独で又は任意
に混合添加しさらに水を加えることにより、低塩度、短
時間の処理でカルシウムシリケート水和物およびカルシ
ウムアルミネートサルフェート水和物を主体さする水和
物(以下、これを単に処理生成物という)から成る軽量
材を得るこ吉ができることを見出し本発明を完了するに
至った。
本発明はスラグ100重量部に対し、石こうを1〜20
重量部、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、苛性ソーダ、
苛性カリ、生石灰または消石灰を5〜20重量部よりな
る混合物に、硫酸アルミニウム含有物質、リン酸および
リン酸塩類物質から選ばれた少なくとも一種からなる反
応促進剤を0.1〜5重量部添加し、水を加えてスラリ
ー状とし、20〜80°Cの範囲で1〜10時間処理し
、処理生成物を成形し自然養生または蒸気養生すること
より成る軽量材の製造法を提供するものである。
本発明の軽量材を構成する主原料はスラグ、石こうおよ
び硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、苛性ソーダ、苛性カ
リ、生石灰または消石灰である。
スラグとしてはたとえば高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラ
グ、平炉スラグ等で2.000〜/I以上の比表面積を
有するものであればよく、ガラス質の高炉水砕スラグか
好適である。
石こうは天然石こうまたは副生石こうの何れでもよく、
その耐着水分、結晶水分及び結晶形態には限定されない
特に二水石こうとしては、排煙A’AR石こう、リン醜
行こう、その他の副生石こうまたは天然石こうのいずれ
でもよく、付着水分は搬送可能な範囲であればよい。
排煙脱硫石こうの場合、不純物々考えられる炭酸カルシ
ウム、亜硫酸カルシウム、スス等の存在は軽量材の諸物
性に全く影響を及ぼすことはなく、特に精選する必要は
ない。
石こうの添加量は得られる軽量材のかさ比重及び強度か
らの11J限lこよって実施例(とおいて示すようlこ
、スラグ100重量部に対して1〜20重量部の範囲に
あることが要求される。
硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、苛性ソーダ、苛性カリ
、生石灰または消石灰の添加量は得られる軽量材のかさ
比重および強度を考慮してスラグ100重量部に対して
5〜20重量部で、好適には7〜12重量部である。
本発明(こ用いられる反応促進剤としては硫酸アルミニ
ウム含有物質、リン酸またはリン酸塩類物質を単独で、
またはこれらを任意に混合して用いることかできる。
硫酸アルミニウム含有物質としては、たさえば含水およ
び無水の硫酸アルミニウム、好適には無水硫酸アルミニ
ウム、硫酸アルミニウム・ナトリウム、硫酸アルミニウ
ム・カリウムか含まれ、その添加量は主原料(スラグ、
石こう、アルカリ塩類物質の混合物)+こ対して0.1
〜5重量部、好適には0.5〜2.0重量部である。
リン酸としてはオルトリン酸、メクリン酸又はピロリン
酸を用いることができ、またリン酸塩類物質さしては例
えばリン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸二
水素カルシウムを用いることかできる。
その添加量は主原料に対して0.1〜5重量部、好適に
は05〜2.5重量部である。
これら反応促進剤の添加量が上記それぞれの下限値以下
又は上限値以上であっても、ある程度の体積膨張はする
が目的とする軽量化には充分でない。
なお、反応促進剤として硫酸アルミニウム含有物質、リ
ン酸およびリン酸塩類物質のうち、二種以上の混合物を
用いる場合も、その添加量は混合物の全量か主原料に対
して01〜5重量部、好適には0.5〜2.5重量部で
ある。
本発明(こよれば、前述のように主原料に反応促進剤を
加え、さらに水を加えてスラリー状とし、力ロ熱処理し
、その後処理生成物を成形および養生して軽量材を製造
するものであるか、軽量材の諸物性、とくに強度、耐候
性、加工性をさらに向上させるために、上述の処理生成
物に水利硬化性物質または補強繊維を単独で、または混
合して添加し、その後成形および養生することもできる
上記水利硬化性物質としては、例えば各種ポルトランド
セメント、混合ポルトランドセメント、ポルトランド系
特殊セメント、粉末状の高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラ
グ、平炉スラグ又はこれら粉末状スラグと石こうの混合
物、或いは粉末状スラグ譜面こうの混合物(こ硫酸ナト
リウム、硫酸カリウム、苛性ソーダ、苛性カリ、生石灰
または消石灰、硫酸アルミニウム含有物質、リン酸又は
リン酸塩類物質の内生なくとも1棟を加えたもので、そ
の添加量は前述した処理生成物100重量部に対して1
〜20重量部、好ましくは5〜15重量部である。
此の場合添加量か上限値を越えると、曲げ強度、圧縮強
度は向上するかかさ比重が低下する。
補強繊維としては無機質繊維および有機質繊維か使用で
きる。
前者ζこは、たとえば石綿(クリソクイル、アモーサイ
トを含む)、金線、ガラス繊維、スチール繊維か含まれ
、後者にはたとえばカーボン繊維、麻、ポリプロピレン
繊維、ナイロン繊維、パルプ繊維が含まれる。
これらの繊維長は作業性、軽量材のカロエ性、曲げ強度
などを考慮して適宜選択されうるか、2〜50mm好適
(こは5〜15關である。
これらの繊維の中から1種または2種以上添加するこさ
か可能であり、例えば石綿さガラス繊維との混合物、石
綿さポリプロピレン繊維との混合物を添加することがで
きる。
その添加量は前述した処理生成物100重量部ζこ対し
て0.1〜30重量部、好適には10〜20重量部であ
る。
添加量が30重量部を越えると加工性が劣り、曲げ強度
、圧縮強度及びかさ比重か低下する。
なお、水利硬化性物質および補強繊維を混合して用いる
場合の添加量はその全量が処理生成物100重量部(こ
対して1〜30重量部、好適には5〜20重量部である
力ロ熱温度は、主原料に硫酸アルミニウム含有物質、リ
ン酸および/またはリン酸塩類物質を添加することによ
り、スラグの活性化が活発となり、カルシウムシリケー
ト水和物、カルシウムアルミネートサルフェート水和物
を主体とする水和物を生成する反応を一層促進するため
、力ロ熱温度は20〜80°Cの低温でよく、好適には
50〜75°Cの範囲である。
処理時間は主原料、時にスラグの粉末度により異るか1
−10時間の範囲で、好適には2〜5時間である。
本発明において、主原料と反応促進剤とのスラリーを加
熱処理するに際して、攪拌しながら処理すると、処理生
成物が均質化し、好適である。
主原料への硫酸アルミニウム含有物質、リン酸および/
またはリン酸塩類物質の添加は上記反応を一層促進する
もので、本発明の軽量材の生成反応温度を低下せしめ処
理時間を極端に短縮する。
前述した処理生成物への水利硬化性物質の添加は軽量材
の曲げ強度、圧縮強度、加工性を改善する。
又繊維物質の添加は曲げ強度、耐候性を一層改善し、さ
らに押出成形、抄造成形の場合の成形性、保形性を改善
する。
このよう(こ本発明は従来法に比べ低温、かつ短時間で
軽量材を得るこ吉ができ、また此れ(こ水和硬化性物質
および/または補強繊維を加えることにより高強度、耐
候性および加工性を有する軽量材を得ることかできる。
本発明の軽量材は優れた諸物性を有し、かつきわめて安
価であるのに特に保温材料として有用である。
本発明は以上のごとく大量に副生ずるスラグ、石こうを
有効に利用した軽量材の製造法を提供するもので、その
経済的、工業的価値はきわめて大きい。
次に、本発明の実施例をあげて説明する。
実施例 l 高炉水砕スラグ(ブレーン3.500 cit/ g)
100重量部、三水せつこう5重量部、消石灰10重量
部よりなる主原料に、硫酸アルミニウム20重量部、オ
ルトリン酸2.0重量部、硫酸アルミニウムとオルトリ
ン酸の等景況合物2,0重量部をそれぞれ別個に添加し
、11倍の水を加えて20°C140°Cで2時間処理
し処理液中の処理生成物をプレスモールド法、抄造法t
こより成形し、1週間自然養生した軽量材の物性値及び
上記処理液中から説水操作により得られた処理生成物1
00重量部にメチルセルローズ0.3重量部を加え押出
成形し2週間湿空養生した軽量材の物性値を第1表、お
よび第2表に示す。
実施例 2 高炉水砕スラグ(ブレーン3,500crit/g)1
00重量部、三水石こう530重量部および消石灰10
重量部よりなる主原料に、硫酸アルミニウム0.1 、
2.0 、5.0重量部、オルトリン酸0.1゜0.5
,5.0重量部を別個に混合し11倍の水を加えてスラ
リー状さし20℃ 40°Cで2時間処理し、処理液中
に処理生成物100重量部当リアモーサイト石綿10重
量部、パルプ5重量部を加えて、プレスモールド法およ
び抄造法により成形し1週間自然養生して得た軽量材の
物性値及び上記処理液中から朕水操作により処理生成物
を得、これに処理生成物100重量部当リアモーサイト
石綿20重量部、メチルセルローズ0.3重量部を加え
押出成形し2週間湿空養生して得た軽量材の物性及び配
合割合を第3表および第4表(こ示す。
なお、これら表(こおいて比較例1,2は反応促進剤を
使用しない場合である。
実施例 3 高炉水砕スラグ(ブレーン3.50 ocritl&
)100重量部に、三水石こう5重量部、消石灰10重
量部、硫酸アルミニウム2.0重量部を混合し11倍の
水を加えて、40℃で2時間処理し、処理液中の生成物
100重量部当りに普通ポルトランドセメント20重量
部、アモーサイト石綿10重量部、パルプ5重量部を加
えて混合し、プレスモールド法および抄造法により成形
し1週間自然養生を行った軽量材の物性値及び上記処理
液中から脱水操作により処理生成物を得、これに処理生
成物100重量部当り普通ポルトランドセメント20重
量部、アモーサイト石綿20重量部、メチルセルローズ
0.3重量部を加えて押出成形し、2週間湿空養生した
軽量材の物性値を第5表に示す。
実施例 4 高炉水砕スラグ(ブレーン3,500cit/g)10
0重量部に、三水石こう5重量部、消石灰10重量部、
硫酸アルミニウム2.0重量部を混合し11倍の水をカ
ロえて40°C2時間処理し、処理液中の生成物100
重量部当り高炉水冷スラグ(ブレーン3,500cri
t/g)を20重量部、アモーサイト石綿10重量部、
パルプ5重量部を加えて混合し、プレスモールド法、抄
造法により成形し1週間自然養生を行った軽量材の物性
値、及び上記処理液中から脱水操作により処理生成物を
得、処理生成物100重量部に、高炉水砕スラグ(ブレ
ーン3,500crit/g) 20重量部、アモーサ
イト石綿20重量部、メチルセルローズ0.3重量部を
加えて押出成形し2週間湿空養生した軽量材の物性値を
第6表に示す。
実施例 5 高炉水砕スラグ(ブレーン3,50 ocrif−/&
)100重量部ζこ、三水石こう5重量部、消石灰1
0重量部、オルトIJン酸0.5重量部を混合し11倍
の水を加えて40°C2時間処理し、処理液中の生成物
100重量部当りに普通ポルトランドセメント20重量
部、アモーサイト石綿10重量部、パルプ5重量部を加
えて混合し、プレスモールド法、抄造法により成形し1
週間自然養生を行つた軽量材の物性値、及び上記処理液
中から脱水操作(こより処理生成物を得、処理生成物1
00重量部(こ普通ポルトランドセメント20重量部、
アモーサイト石綿20重量部、メチルセルロース0.3
重量部を加えて押出成形し2週間湿空養生した軽量材の
物性値を第7表に示す。
実施例 6 高炉水砕スラグ(ブレーン3,500ffl/、?)1
00重量部(こ、三水石こう5重量部、消石灰10重量
部、オルトリン酸0.5重量部、を混合し11倍の水を
カロえて40℃2時間処理し、処理液中の生成物100
重量部当り高炉水砕スラグ(ブL/−73,500cr
tt/g)を20重量部をアモーサイト石綿10重量部
、パルプ5重量部を加えて混合し、プレスモード法、抄
造法により成形し、1週間自然養生を行った軽量材の物
性値、及び上記処理液中から説水操作をこより処理生成
物を得、この処理生成物100重量部(こ高炉水砕スラ
グ(ブレーン3,500cit/9 ) 20重量部、
アモーサイト石綿20重量部、メチルセルローズ0.3
重量部を加えて押出成形し2週間湿空養生した軽量材の
物性値を第8表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スラグ100重量部に対して、石こうを1〜20重
    量部、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、苛性ソーダ、苛
    性カリ、生石灰または消石灰を5〜20重量部、および
    硫酸アルミニウム含有物質、リン酸、およびリン酸塩類
    物質からなる群から選ばれた少なくとも1種からなる反
    応促進剤を0.1〜5重量重量部上、水を加えてスラリ
    ー状とし、20〜80℃の範囲で1〜IO時間処理し、
    処理生成物を成形し、自然養生または蒸気養生すること
    を特徴とする軽量材の製造法。 2 硫酸アルミニウム含有物質か含水硫酸アルミニウム
    、無水硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウム・ナトリウ
    ム、または硫酸アルミニウム・カリウムであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の製造法。 3 リン酸がオルトリン酸、メタリン酸又はピロリン酸
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    製造法。 4 リン酸塩時物質がリン酸アンモニウム、リン酸ナト
    リウム、又はリン酸二水素カルシウムであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の製造法。 5 処理生成物を成形するに際して、該処理生成物10
    0重量部に対して補強繊維を0.1〜30重量部、また
    は水利硬化性物質を1〜20重量部、または補強繊維と
    水利硬化性物質との混合物を1〜30重量部添加するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の製造法。 6 補強繊維が石綿、岩綿、ガラス繊維、スチール繊維
    、カーボン繊維、麻、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊
    維またはパルプ繊維であることを特徴とする特許請求の
    範囲第5項に記載の製造法。 7 水和硬化性物質がポルトランドセメント、混合ポル
    トランドセメント、ポルトランド系%殊セメント、粉末
    スラグ、粉末スラグ吉石こうの混合物、または粉末スラ
    グと石こうの混合物に硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、
    苛性ソーダ、苛性カリ、生石灰、消石灰、硫酸アルミニ
    ウム含有物質、リン酸およびリン酸塩類物質からなる群
    から選ばれた少なくとも1種を加えたものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の製造法。
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