JPS60204655A - ゾノトライト系成形材料 - Google Patents

ゾノトライト系成形材料

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JPS60204655A
JPS60204655A JP6121784A JP6121784A JPS60204655A JP S60204655 A JPS60204655 A JP S60204655A JP 6121784 A JP6121784 A JP 6121784A JP 6121784 A JP6121784 A JP 6121784A JP S60204655 A JPS60204655 A JP S60204655A
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crystal
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高橋 正英
片平 善晴
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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
    • C04B28/18Compositions 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
    • C04B28/186Compositions 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 containing formed Ca-silicates before the final hardening step
    • C04B28/188Compositions 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 containing formed Ca-silicates before the final hardening step the Ca-silicates being present in the starting mixture

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジノ1ライト系の成形ヰ4料、特に、密度が
OoI t、+ 8.;elll″1iij後の超軽蔽
ゾノ1ライト系ケイ酸力ルシウ11成形体の製造にイ1
用な成形ヰA料に関するものである。
密度か約t、1.587(、m ’以1この軽量ゾ/ド
ライド成形体は、断熱性のよい耐火祠′44として建材
、炉ヰ4等に広く使用されている。軽量ゾノトライト成
形体の製造法としてはこれまで種々の方法が提案され、
また実施もされているが、その代表的なものは、基本的
には、ケイ酸原料と石灰原料とを多量の水とともにオー
トクレーブ中で高温度に加熱することにより自己硬化性
シバライト結晶のスラリーを生成させ、これを成形した
のち、乾燥して硬化させるものである。この方法におい
て成形材料となる上記スラリー中のゾノトライト結晶は
、単結晶のまま存在することはまれで・、そのほとんど
は、集合し且つ結合して二次粒子を形成している。この
二次粒子は、特公昭5G−16102号公報に記載され
てbするもののように単結晶が不規則に集合しただけの
ものもあるが、それ単独で成形材料になり得るものは、
多くの場合、明確な球を形成している。この球状粒子の
直径は10〜1 t) l)μ程度であり、2()〜6
0ツノ付近に粒径分布のピークがある。粒子表面にはゾ
ノトライト剣状結晶が栗のいが状に突出してオぷり、内
部は空洞か、それに近い状態のものである。
球状の二次粒子を形成しているゾノトライトのスラリー
は、これを(必要に応じて脱水しながら)成形したもの
を乾燥するだけで硬化体を形成し、容易に高物性の低比
重成形体を与えるという長所がある。しh化なが呟この
成形材料は脱水成形する際に水が分離し難く、したがっ
てこれを用(・て行うケイ酸カルシウム成形体の製造は
、いま一つの代表的な製法、すなわちケイ酸原料と石灰
原料とを大気圧下スラリー状態で反応させてケイ酸カル
シウムケルとし、これを成形したのちオートクレーブ中
で水熱合成反応を行う方法と比べると、成形速度を遅く
しなければならず、生産性が劣るという欠点があった。
本発明は、上述のような欠点のないシフトライ1系成形
材料、すなわちソノドライド惨1状結晶の集合体である
球状粒子の水性スラリーからなる成形材料において、」
二記球状粒子が直径1()〜1.5 +) /J 、沈
降体積3 t、l (l ml以−1−の嵩高なもので
あり、かつ球状粒子を構成するシフトライ1多1状鯖粒
子表面においては該表面に沿う方向に伸びていて球状粒
子が毬(糸を巻き−1−けて作った゛てまり゛)状であ
ることを特徴とするシフトライト系成形材料を提供する
ものである。
第1図は、本発明による成形材料の一例(後記実施例1
)におけるシフトライト結晶二次粒子の走査型組r−顕
微鏡写真(倍棒−.”) (1 (、1 t.1倍)で
あり、従来のソフトライト結晶ニー次粒子(後記比較例
による)を示f第2図と比へると、本発明によるものの
表面が上述のように特異なものである、−とがよくわか
る。
本発明による歳形拐料におけるゾノトライト結晶二次粒
子の内部構造は、従来のゾノトライト結晶二次粒子のそ
れと同様に空洞に近い場合と、シフトライ) tl状結
晶が空隙を残しながらではあるが一様に充填されている
場合とがある。
本発明の成形材料におけるゾノトライト結晶の二次粒子
は、ゾノトライト金1状結晶の上述のような集合状態、
第3よび顕微鏡等では確認できない池の特性に基づぎ、
3 0 (l ml u.l、好ましくは350m1以
−1−の沈降体積を示す。沈降体積が30()+nlに
満たないものは、それから高物性の軽量成形体を製造す
ることは困難である。なお沈降体積とは、濃度を2重量
%に調整したゾノトライトスラリー500+nlを内径
5 (、1 +n+nの50(1+nlメスシリンダー
に入れ、20゛Cで2時間静置したとき沈降した771
941層の本積をいう。
本発明による成形材料は、第2図に示したような栗のい
が状表面を有するゾノトライト二次粒子からなる従来の
ゾノトライト系成形ヰ4料とまったく同様に、単独で、
または各種補強用繊維やポルトランドセメントと混合し
て、プレス脱水成形法、抄造法、押出法等により成形し
たのち乾燥Vるだけで硬化し、高物性の軽量成形体を与
えるが、そのさい成形工程において、従来のゾノトライ
ト系成形材料と比べるとはるかにすぐれた成形性を示し
、高能率の成形を可能にする。これは、本発明の成形材
料を構成するシフトライト結晶二次粒子の実質的に1’
滑な、水はけのよい表面性状にJ,18つくものと思わ
れる。
次に本発明の成形材料の代表的な製造法について説明す
る。
本発明の成形材料の製造法は、大筋において11t来の
シフトライ1系成J1犯4 iJの製造法と異なるもの
ではない。針なわも、生イi灰、消石灰、カーバイト滓
等の石灰質原ネ,1とケイ石等のケイ酸貿原1−1を水
とともにオートクレーブに仕込み、シフトライ1か生成
ti丁能な温度条件下に、撹拌しながら水熱合成を行う
。惧腰原ト[のうち石灰質原料として(九〇結晶の火き
さかfl 0.’! /J L〕川用である生r丁仄を
使うと、」―記桂状のソノトライ1糸−1結集合本が生
成し易い。但し、” C a O結晶の大きさか11 
、E /J l:)、1;である生イf灰゛′とは、新
鮮な破断面を走査型電r顕微鏡1C゛観祭したときに認
められる粒状ないし拉了融着物状の微結晶FIの平均径
(粒子が融着を起こしていると認められる場合はその形
状から一次校了の大きさを推定する)がtl 、:(1
J以1゛の微細なものである生石灰をいう。このような
生石灰は、生石灰としては公知のものと思われるが、本
発明者らが知る限りにJ)いて、従来ゾノトライト製造
用のイj灰原料としてこれが用いられた例はない。この
生石灰は市販の生?1灰の中にも見いだ1ことができる
が、生石灰を製造する際CaO結晶の大きさを意識しt
こ品質管理は行われていないものと思われ、同一銘柄で
もCaO結晶の大外さば一定しないことが多い。C a
 O結晶の大きさがQ.37a以下である生石灰は、最
も首通には、石灰石を比較的低温で焼成することにより
製造することができる。特に適当な焼成条件は次式を満
足する条1牛で゛ある。
1’ <−501 +12511 900 ≦′「 ≦ 1 1 5 (+1 ≧ ()、
5 (但しTは焼成温度1℃1、[は焼成時間It(rl 
)上記生石灰を消化する条件には特に制限がなく、常法
により、約10〜40倍量の水または熱水を用いて行え
ばよい。
ケイ酸原料としては結晶質のもの、たとえはケイ71−
の、平均粒径5〜15ノJ程度の微粉末を用いることが
望ましい。
これらの原料を、好ましくはC” a O / SI(
’.) 2モル比が約0。
9 +) = 1 、1 +)になるような比率で混合
し、約20〜40倍量の水でスラリー化し、オー)クレ
ープ中で、温度187〜211℃、圧力] 2 − 2
 0 Kgz’c+n2’t’ 2 − 5時間反応z
せる。
そして反応中、または少なくとも反応の一時期には、強
力な撹拌を行い、それにより、最終的に得られるゾ7ト
ライトニ次粒子の沈降14C+l’iが3 [l +3
 +n l以−に、&Iましくは350 ml IJ、
J。
になるようにする。沈降体積が3 (l t) +11
1未満のものからは、I−I密度fl 、] li7’
e113nQ後の軽電成形庄を得ること力嘆ましい。
」一連のようにしてJ−)クレーフ中に形成された直後
のジノトライ1は、急冷して1−)クレー7から取出し
て観察すると、球状集合本を形成してはいるか、球の表
面からII状結晶が栗のいか状に突出している。本発明
の成形材11を製造する場合は、反応終了後、反応生成
物を急冷することなく徐々に冷却し、杓]fNl’c以
下になってから大気中に取出す。特に重要なのは反応へ
11度から約1 fl O’Cまでの冷ノ、11速度で
あって1、−の温度範囲における冷却は25’C/Il
r以1:、望ましくは+5’C/山以下の速度で行う。
、二のように徐冷する、二とにより、ゾノトライト結晶
の二次粒子は前述のような球状のらのとなる。
以1で、実施例および比較例を示して本発明を説明する
実施例 I Ca()結晶の火きさかfl、287ノの生石灰を2.
1倍量の熱水Hiシ度と;t+’(’;)に投入し、I
 (’i f、l rIonで回転する撹拌翼を有する
撹拌機で撹拌しなから:(0分間消化した。次いでこれ
に平均粒径1 tl /Jのけい石粉末を、Cab/S
iO,モル比が1.0になるように添加し、同時に、生
石灰とケイ石粉末の合計徹の30倍量の水を加えて均一
なスラリーとし、オートクレー7中、] +2Q rl
++nで撹拌しなが呟温度]97’C1圧ノ月5Kg/
cI02で、3時間反応させた。その後、撹拌を続けな
がら約14℃/ Hrの速度で冷却し、7時間を要して
1 (l t、)°C(二冷却してから反応生成物をオ
ートクレー7から取出した。得られたスラリー状成形材
料中の固形物は実質的にゾノトライトからなり、該ゾノ
トライトは、iI状結晶が多数集合して直径30〜13
0 /J、沈降III 42 o +nlの、球状の二
次9r−を形成していた。この二次粒子は、第1図に示
したように、表面のシフトライト旧状結晶が表面に)(
)う方向に伸びている球状のものであった。またその内
部は、ジノトライltl状結晶が充填されていて、空洞
部はほとんど認められなかった。
この成形材料の成形性を試験するため、濾過実験を行い
、また成形体製造試験をイjなった。その結果を、後記
比較例についての結果とともに第1表に示す。なお濾過
実験における平均濾過比抵抗とは、シフトライトスラリ
ーを濾過磯に圧入したとき単位面積の搾布」二に堆積す
る濾過ゲーク単泣重量当りの抵抗係数であり、この値が
小さいほど濾過し易く、成形性は良好である。また成形
体製造試験は、成形材料に耐アルカリ性ガラ又繊紺を対
固形分4重量%;R1合したものを脱水プレス歳形磯に
て型枠((i l Om+nX 3fl +3 +n+
n)からスラリーが吹出さない程度に可能な限りプレス
速度を速めて+7さ50闘に成形し、1り能な最短成形
時間を測冗し、更に、150℃で20時間乾燥させて得
られた成形体の物性を試験Vることにより行なった。
比較例 1−)クレー7中の水熱合成反応終了後の冷J、ll速
度を97’C/ 11 rにし、1時間で1 f、l 
(1’Cまで冷J、ll して又ラリ−をオートクレー
7から取出したほかは実施例1と同様にして、ジノトラ
イ)系成形材料を製造した。
(:1られた成形月簿、l中のソノ1ライ1結晶二人校
了は、直径か:(0〜I :(+1μ、沈降体積が42
11m1の嵩品なものではあったか、第2しIにボした
ように、表面からソノドライド旧状結晶か突出している
栗のいか状のものて゛あった。
第 1 表 謁例↓ 」−1岨 平均濾過比抵抗(XI(ill諭/Kt+ll (1,
54]、34最短成形時間(秒/枚) 2] 32 嵩密度(g/c+n’) +3.1+、+1 (1,1
!’、12曲げ強さく Kg/can2) 3.63.
6焼成による収縮率(%)× 1.51 L50×焼成
条件: i tl O(+’0.2 =4時間
【図面の簡単な説明】
第1図二本発明の実施例におけるゾノトライト結晶集合
体の表面を示す電子顕微鏡写真(倍率5 t、l fl
 0倍)第2図:従来のゾノトライト系成形材料におけ
るジノトライ目^品集合体の表面を示す電子顕微鏡写真
(倍率5 fJ Oo倍) 代理人 弁理士 板弁−・珊

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ジノトライ) 61状結晶の集合体である球状粒子の水
    性スラリーからなる成形材料において、−1−配球状粒
    子が直径1()・〜] 5 +、) )r、沈降体積3
    0(1+nl以−にの嵩高なものであり、かつ球状粒子
    を構成するゾ/ドライド釧状結晶が球状粒子表面におい
    ては該表面に沿う方向に伸びていることにより球状粒r
    か桂状であることを特徴とするシフトライト系成形祠)
    、l。
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