JPS5940784B2 - 無機硬化体の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、建築材料等として用いられる無機硬化体の
製法に関するものである。

一般に、高炉スラグ硬化物および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・Ａｌ２Ｏ
３・３ＣａＳ０４・ｎＨ２Ｏ，ｎはおおむね３１または
３２の値をとる、以下これを「ＴＳＨｊと略す）を主成
分とする無機硬化体は、これまでつぎのようにして製造
されていた。

すなわち、高炉スラグおよび高炉セメント（高炉スラグ
＋ポルトランドセメント）の片方または双方と、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（３Ｃ
ａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４・ｎＨ２Ｏ，ｎはおおむ
ね１２の値をとる、以下これを「ＭＳＨ」と略す）と、
石こうを配合し、これに必要に応じて補強繊維等をさら
に配合して水とともに混合し、この混合物を抄造、注型
等により所定の形状に賦形し、この賦形体を養生、硬化
させることにより製造されていた。

この場合、賦形体の養生は、温度６０〜７０°Ｃの高湿
度雰囲気中に賦形体を入れ（湿熱養生）高炉スラグの硬
化を促進するようにして行っていた。

この養生により、賦形体の内部では、賦形体の主成分で
ある高炉スラグとＭＳＨと石こうのうち、高炉スラグが
下記のように水和して硬化し、またＭＳＨと石こうが水
の存在下で下記のように反応して硬化するのである。

水 高炉スラグ→高炉スラグ硬化物 加熱 水 ＭＳＨ十石こう→ＴＳＨ このようにして得られた無機硬化体は、ＴＳＨが低比重
であるため、比重が小さく、かつ高炉スラグ硬化物が高
強度であるためかなり強度も大きいのである。

しかしながら、一層高強度の無機硬化体の提供が望まれ
ている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高
炉スラグ、カルシウムアルミネートモノサルフェートハ
イドレートおよび石こうを主成分とする賦形体をつくり
、この賦形体を内部温度が１００℃以上のオートクレー
ブ中に入れて養生したのち、オートクレーブから取り出
して常温ないし常温近傍において湿潤状態で養生するこ
とをその要旨とするものである。

すなわち、高炉スラグの硬化は、オートクレーブ中にお
いて高温で養生することにより著しく促進されるため、
賦形体をオートクレーブ中に入れて１００°Ｃ以上の温
度で養生することにより賦形体中の高炉スラグ成分が硬
化する。

他方、ＭＳＨ１石こうのＴＳＨ化は、１００°Ｃ以上の
高温においては、ＭＳＨの方がＴＳＨよりも安定である
ため進行しない。

そのため、賦形体中のＭＳＨ１石こう成分は初期状態を
保っている。

そして、賦形体をオートクレーブから取り出して常温な
いし常温近傍（常温〜８０℃）において湿潤状態で養生
すると、ＭＳＨ１石こう成分のＴＳＨが進行する。

この場合、賦形体を湿潤状態で養生するために、賦形体
にカバーをかけて水分の蒸発を抑制すること等が行われ
る。

このようなＴＳＨ化反応によるＴＳＨの生成は、すでに
生成している高炉スラグ硬化物等の結晶間で起こるため
、生成ＴＳＨ（ＭＳＨ，石こうのＴＳＨ化の際には体積
膨張が起こる）が高炉スラグ硬化物等の結晶間の空隙を
埋めることとなる。

すなわち、ＴＳＨの生成を、高炉スラグ成分の硬化が進
行してから行うことにより、ケミカルプレス効果が発揮
されるようになる。

そのため、得られる無機硬化体が一層高強度になるので
ある。

なお、このようにしても、得られる無機硬化体の比重の
増大は殆ど起こらないのである。

高炉スラグ、ＭＳＨおよび石こうを主成分とする賦形体
は、前記のように、高炉スラグおよび高炉セメントの片
方または双方と、ＭＳＨと石こうを配合し、これに必要
に応じて補強繊維等をさらに配合して水とともに混合し
、この混合物（混水比は通常、０．３５〜１．０に設定
される）を抄造、注型すること等によりつくられる。

ここで、高炉スラグ、ＭＳＨおよび石こうを主成分とす
るとは、全体が主成分のみからなる場合も含めるもので
ある。

また、高炉スラグ、高炉セメントと、ＭＳＨ十石こう（
相互の割合は、ＴＳＨ合成の理論モル比に選ばれている
）と、の使用割合は、生成無機硬化体中において、重量
基準で（高炉スラク硬化物）／（ＴＳＨ）＝ｉ／１〜４
／１になるように選ぶこ吉が好ましい。

すなわち、上記の割合よりもＴＳＨの割合が高くなると
、ＴＳＨ生成の際の膨張度合が大きくなりすぎ、得られ
る無機硬化体にクラックが入るようになる。

逆に、ＴＳＨの割合が低くなると、得られる無機硬化体
の強度が小さくなるという傾向がみられるからである。

また、オートクレーブ養生の条件は、高炉スラグ成分の
硬化を促進し、かつＭＳＨ１石こう成分のＴＳＨ化を抑
制するために、温度を１００℃以上にすることが必要で
ある。

最も好ましいのは、温度を１５０〜１８０℃に設定し、
養生時間を３０分ないし２時間に設定することである。

養生時間を３０分ないし２時間に設定することが好まし
いのは、養生時間が３０分未満になると得られる無機硬
化体の強度が小さくなり、逆に２時間を超えてもそれ以
上の強度の向上が殆どないという傾向がみられるからで
ある。

オートクレーブ養生を終えた賦形体を常温ないし常温近
傍において養生する際の養生時間は、５〜１０時間に設
定することが好ましい。

このように養生時間を設定することにより、ＴＳＨ化が
完全に行われるようになるからである。

この発明は、以上のようにして無機硬化体を製造するよ
うにするため、比重が小さく、かつ一層高強度な無機硬
化体を製造することができるのである。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

実施例 １〜８ 高炉スラグ粉砕品（エスメント、新日本製鉄化学社製）
、高炉セメント（０種高炉セメント）、ＭＳＨ（オート
クレーブ中においてスラリー法で合成したもの）および
石こう（二水石こう、試薬−級）を準備した。

つぎに、ＭＳＨと石こうの相互の使用量が、重量基準で
（石こう）／（ＭＳＨ）＝０．５／１になるように選ぶ
とともに、高炉スラグもしくは高炉セメントのような硬
化成分が、重量基準で（硬化成分量）／（全固形分量）
−０，７もしくは０．５になるように、ＭＳＨ，石こ
う、高炉スラグ、高炉セメントを配合し、ついで混水比
が０．７になるように水を加えて混合した。

例えば、実施例１では、高炉スラグ７（Ｂ？、ＭＳＨ２
０ｇ（固形分）、石こう１０ｇの割合で配合し、これに
水を７０ｇ加えミキサーで混合（５分間）している。

つぎに、上記の混合物を型枠（２０Ｘ１０ｃｒＩｌ）に
流し込んで波状に賦形した。

ついで、これを型枠ごとオートクレーブ中に入れ、後記
の表に示す条件で養生した。

つぎに、これをオートクレーブから室内に取り出して水
の蒸発を避けるためカバーをし、常温（２３℃）で賦形
体の温度が４０℃に下がるまで放置（６時間）した。

ついで、賦形体の温度を４０℃に保つために、賦形体を
４０℃の湿空中に放置（４時間）してＴＳＨ什反応を充
分行わせたのち、４０°Ｃの雰囲気中で乾燥して無機硬
化体を得た。

比較例 オートクレーブ養生およびその後に行う常温ないし常温
近傍における養生に代えて、賦形体を温度８０°Ｃの高
湿度雰囲気中に２０時間入れて養生した。

それ以外は実施例１と同様にして無機硬化体を得た。

以上の実施例および比較例で得られた無機硬化体の性能
は次表のとおりであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉スラグ、カルシウムアルミネートモノサルフェ
   ートハイドレートおよび石こうを主成分とする賦形体を
   つくり、この賦形体を内部温度が］００°Ｃ以上のオー
   Ｉ・クレープ中に入れて養生したのち、オートクレーブ
   から取り出して常温ないし常温近傍において湿潤状態で
   養生することを特徴とする無機硬化体の製法。