JPS60231440A - アルカリ耐性ガラス、その製造方法、その物質組成並びにアルカリ耐性ガラスを用いた強化セメント - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、一般的にはガラスに関するものであり、特に
、アルカリ腐食に耐性であるガラスに関するものである
。

従来、セメントの強さおよび耐ひび割ね性を高めるため
セメントに石綿繊維を含有婆せていた。

セメント製品の強化に、石１８Ｎ維の代わりになり得る
ものとしてガラス繊維が考えられていた。しかし、ガラ
ス繊維にサイジングと称する塗布を施こした時でさえも
、アルカリ性セメント環境、特に約１１〜１３のｐＨを
有する環境の腐食作用により強く功ｓきれまた分解σ）
可能性さえあった８石綿繊維に比較し、て、アルカリ耐
性ガラスの功撃に対する感受性および比較的高い価格は
、最近まで強化セメントのガラス繊維の使用を限定する
ものであった、 石綿繊維に発癌性があることが発見きれて後、セメント
のような多（（７’適用ケ有するものにおける七の使用
に急速に削減され、代替品の開発に拍車がかかった。セ
メントをガラス憚５維ＶＣより強化する分野において、
アルカ１ＪＪ１４食に対する改＠濾ねた耐性を有するガ
ラス組成が発見畑ねた。そのように改善さする固有の耐
性は、ガラノ惜維がサイジングにより被覆されている時
でさえ必要である。というのも−サイジングはアルカリ
性ｔＭ［に対して十分にガラス繊維を保護できないこと
が分ったからでるる。

アルカリ腐食に対し、て耐性であるガラスを製造するた
め最も確実な従来方法り、酸化ジルコニウムを使用する
こと手ある。ジルコニウム約２０：Ｉ。

量％を亘するガラスはビルキングトンガラス会社により
セミファイルの［）１名で市販されている。高含有量の
ジルコニウムを有した線維は従来のガラス繊維と比べて
アルカリ腐食に対する耐性が改善さｔｌけＬ７たが一製
造するのに非常に費用が力かるものである。史に、この
高価な酸化ジルコニウム含有ガラスでさえアルカリ性セ
メント媒体中で多少腐食障簀を受けることがある、他の
多くのガラスの適用例はアルカリ性媒体、たとえば海洋
適用および特定の化学反応器におけるガラスの使用によ
る腐食障害により同様に限定される。

従って、アルカリ性環境の腐食効果、特に、ガラス繊維
がセメントの強化剤として用いられる時のウェットセメ
ントの腐食効果ｒ（対して高耐性でるる改竹悼れたガラ
スが望まれている。セメントを強化するのに使用きれる
繊維ｔは大きいので−そのように改善されたガラス組成
力・ら作られたガラス繊維や他のガラス製品が安価に製
造されることＦｉ特に重要である。本発明社この要望全
満足しかつ関連した利点ｆ史Ｋｍ供するものである。

発明の概要 本発明はアルカリ性環境における優れた耐層食性を有す
る改善されたガラス組成および製品を提供するものであ
る。本発明の組成から作らｈだ繊＃＃、け強化剤として
ウェットセメンｔ４たけ他のアルカリ性媒体中に含有き
れる、そのセメント中の本繊維の分解は、本繊維より非
常に高価な従来のアルカリ性耐ｔ［のジルコニウム含有
ガラス繊維で観察される分解より少ない、本発明のガラ
スは限定感ねた廃物σ）処理プラント″または同様の設
備により製造したスラグから調製でき、これによりスラ
グ処理に経営的手段ケ与えると同時に最終製品の価格を
・下げることができる。

本発明によれば、ガラスは限定ざｎた廃物の処理プラン
トまたは同様の設備からのスラグを炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、およびそれらの混合物からなる群から
選択された化学的音源と共に、この化学的音源がスラグ
と炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムの酩Ｎ量の約
６０％〜約８゜％の量である条件で、混合し次いでこの
混合物を融解するととＫより調整される。、（本ａｉ１
，５４において、化学物’］１源」の量まｆｃは％への
言及に、添加きれた化学物質の量または％を意味し、即
ち。

化学物η「源」に含まれる不純物捷たは他の諸成分を含
まないことを意味する。）炭酸カルシウム源または炭酸
マグネシウム源は純粋な化学物質でよいが一好せしくけ
比軟的安価な鉱物、たとえば石灰石またはドロマイトσ
゛ようなものが望ましい。

従来のアルカリ耐性ガラスにみられる酸化ジルコニウム
のような筒価々除加剤の存在はスラグにも最終製品にも
必要で々い。限定された廃物の処理プラントで製造し、
たスラグの組）ｆｆｌｌｄプラントに投入する物に依存
して変化するが、そのよう々スラグの組成範囲から諸性
質の改善されたガラスを製造できることが分っている。

本発明の他の態様においては、ガラスの組成は必須扉゛
分として、酸化ケイ素（Ｓｉ０２）約６５〜約１０％；
複数のＶ化鉄（Ｆｅ２０３およびＦｅ５０４）約２４〜
約１０％；酸化カルシウム（ＣａＯ）、５！（ｔＺマグ
ネシウム（Ｍ２Ｏ）、またにそれらの混合物約２６〜約
７０％；酸化アルミニウム（１’４２０ｇ　）約５〜約
１８％；および酸化ナトリウム（Ｎａ２０）最大約６と
して、酸化ケイ素約２５〜約２０％；複数の酸化鉄約２
４〜約１８％；酸化カルシウム、酸化マグネシウム、ま
たはそわらの混合物約３９〜約５１％；酸化アルミニウ
ム約６〜約８％；および酸化ナトリウム約２〜約３％か
らなるものである。最も好適な態様においてば、ガラス
の組成は必須成分として、酸化ケイ集約２２％；複数の
酸化鉄約２１％；酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
またはそわらの混合物約４６％；酸化アルミニウム約７
％；酸化ナトリウム約２％からなるものである。最も好
適な態様において、そこに卆げた組成の％の総和が、１
００より若干小さいのは、微蓋成分が存在するためであ
る。通常、商業的ガラス製造に見られる他の微量組成分
、たとえばマグネシウム、マンガン、カリウム、銅、亜
鉛、またはクロムのような酸化物なども、そわらがガラ
スの諸性質に重大な悪影響を及はさ々い限シは５本発明
に従って製造されるガラスに存在することができる。

ガラスを調製するために使用される組成分は。

適正々比率で耐火器内に置かれ、浴融これる。溶融物を
均一化した後、温度をガラス形成の水準。

典型的には約１６００℃に調整する。次に、例えば繊維
引張りまたけ押し出しのような任意の公知の技術により
ガラス製品を形成する。ガラスを繊維として調製する場
合は、ザイジング剤で繊維を被覆してもよくかつ単一の
複数繊維としてその１１でもより合わせてもよい。

本発明による組成を有したガラス繊維は、最終セメント
製品を強化するために単独またはより合わせた状態でウ
ェットセメントに含有きせると有利であり−そのガラス
繊維はそのウェットまたはドライセメントのアルカリ性
環境の腐食効果に対して高い耐性がある。好ましくは、
繊維をセメントに含有させる以前に、７アイノく−を保
護しかつファイバーの環境とファイバーとの結合を改善
するため初めにサイジングによりファイノζ−を被覆す
るとよい、 本発明はガラス−特にセメントのようなアルカリ性環境
で使用されるガラスの商業的調製の分野において有意義
々進歩を意味していることが前述から明らかである。ア
ルカリ性環境に対して高い耐性のめるガラス繊維を、セ
メントとそれらの繊維との結合を改善するためサイジン
グによｐ被覆しびう製することができる。史に、そのよ
うな繊維は限定された固体廃物の処理プラントのスラグ
のよう寿安価な原料および石灰石またはドロマイトのよ
うな普通に大聖できる鉱物を利用して製造することがで
きる。

本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理が添付し
た図と共に以下の例によって説明されるより詳細な説明
から明らかでるる。

好適実施態様の詳細な説明 本発明によれば、ガラスは限定された固体廃物の処理プ
ラントで製造したスラグ約７０〜約２０重量％から調製
される。望ましくは、炭酸カルシウムまたはマグネシウ
ムは石灰石またはドロマイトのような鉱物源が供給され
、最も好ましくは、約５０〜約６０％の量である。石灰
石とドロマイトは名目上ＣａＣＯ３とＣａＭｇ（ＣＯ３
）２の組成を各々有する容易に入数可能な鉱物であるが
、他の鉱物もしばしば石灰石やドロマイトに混入してい
る。

ガラスの溶融過程の間、石灰石またはドロマイトの含有
炭素は、−酸化炭素または二酸化炭素として除去され、
酸化カルシウムまたＦｉ酸化マグネシウムとして残る。

限定された廃物め処理は多くの地域で増々車大ガ問題と
なっている。歴史的には、廃物！−を埋め立ておよび／
または焼却により処理された。これらの方法を多用する
ことは、今日では土地利用および公害制限、利用できる
土地が無いことなどのために望ましくない。処理に対す
る異なる手段は。

固体廃物の処理プラントでろ９、ここで廃物を炉内で加
熱し揮発成分をガス流として除去し残留成分をスラグに
する。このスラグは固体廃物より質が密でめるが、大量
のスラグが製造されかつ処理されねばならない。本発明
の方法は、有用なガラスを生産するのにスラブの利用を
提供し、そしてガラスを経済的に製造することができる
。

限定された固体廃物の処理プラントで製造されたスラグ
の組成は投入した廃物により変化するが。

実際問題として、典形的々スラグが必須成分として酸化
ケイ素約６５〜約４５％；酸化アルミニウム約１０〜約
１５％；複数の酸化鉄約２０〜約３５％；酸化カルシウ
ム約５〜約１０％；酸化ナトリウム約６〜約８％とから
なることが分っている。

スラグに通常存在している他の微量組成分は、本発明に
よる方法に使用されるスラグにおいて、それらの存在が
最終ガラス製品のアル・カリ性耐性を実質的に減じない
ならば許容される。そのような微量組成分の例として、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）
、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）、および酸化クロム（Ｃｒ２０５）などが
包含される。最も好ましくは、該スラグが必須成分とし
て酸化ケイ集約６７％；複数の酸化鉄約６５％：酸化カ
ルシウム約８％；酸化アルミニウム約１１％；および酸
化ナトリウム約４％；他の組成分約５％以下からなり、
全組成分の合計が１００％でるる組成を有する場合でる
る。許容できるスラグおよびそれに含まれる微量組成分
として、次のスラブを以下記述されている例１〜５の試
料の調製に利用した。即ち、Ｆｅｄ。

２８．５　：　５ｉ０２．３６．８　；　Ａ１２０Ｂ、
　１１．４　：　ＣａＯ，８，３：Ｍｇ０．　０．５６
　；　Ｆｅ２Ｏ３，６，９；　Ｎａ２Ｏ，４，０：　Ｔ
ｉＯ２゜０．５０　：　Ｍｎ０．０．１６　；　Ｋ２Ｏ
，０，５６；　Ｃｕｂ、　１．８０　：ＺｎＯ，ｏ、ｓ
　３１およびＣｒ２Ｏ５，０，１９でるる。この技術の
熟練者はスラグの適正な組成が、限定された廃物の処理
プラントへの投入物に依存して変化することを認識する
ものでろる。

本発明によるガラス調製の好ましい操作はスラグと共に
石灰石、ドロマイト、またはそれらの混合物を混合する
ことを包含するため、変化の許容範囲は、それら原料の
比率を変化させることにより決定できる。石灰石または
ドロマイトの添加が約６０重量％よシ小さいと、スラグ
と石灰石またＦｉドロマイトの溶融混合物ｉｊ１Ｍ００
℃の許容温度でガラスを調製するＫＦｉ粘度が高すぎる
ことがわかる。より高温では、耐火炉の内張りの分解を
早めるのでこのガラス製造法は実用的でない。石灰石ま
たはドロマイトの添加が約８０重量％以上でるると、得
られるガラス状混合物はガラスを形成させるには非常に
流動的でるり過ぎ、また融解により耐火炉の内張シに障
害を与える。

石灰石またはドロマイトの好ましい添加量の許容範囲は
約５０〜約６０％である。この好ましい範囲は、許容温
度１６００℃でガラス形成がこの範囲で最も容易に達成
されるというガラス製造操作間の決定により帰結される
。本発明における好ましいガラス製造手段において、ガ
ラス繊維は溶融物の表面に冷Ｒｅを接触させ次いで急速
に固体状態へ冷却するガラス状繊維の流動体を引くこと
により溶融物が個々に取り出きれる。その繊維はこの技
術の熟練者にとって知られている任意の他の方法によっ
て押出しまたは形成されてもよい。

石灰石またはドロマイトの量を増加させると、ガラス形
成温度を低下させるが、ガラスの結晶化の可能性を増加
させる。より小量の石灰石またはドロマイトはガラス形
成温度を上げ、その結果前述の炉に障害を与える。本発
明における石灰石またはドロマイトの好ましい範囲の約
５０％〜約６０％はこれら二つの影響の好ましい折衷を
表わしている。

他の技術によってガラスを調製するためには。

他の組成が好ましいと思われる。たとえば、ガラスウー
ルにガス流を液状流に衝突きせることにより作ることが
できる。即ち液状ガラスの流れに。

これを通す穴を有するドラムに対して力を与えることに
よシ、ガラスウールは複数の細い繊維とし。

て穴を通って現われてくる。このような手段によってガ
ラスウールを調製することにおいては１石灰石またはド
ロマイトのよシ高い組成が可能でるろう。また好ましい
組成もそのような組成に移行するでおろう。

また、本発明において、ガラスは、必須成分として重量
％で酸化ケイ素約３５〜約１０％；複数の酸化鉄約２４
〜約１０％；酸化カルシウム、酸化マグネシウム、また
はそれらの混合物約２６〜約７０％；酸化アルミニウム
約５〜約１８％；および酸化ナトリウム最大的６％から
なシ全組成分の重量％の合計が１００％でるる。好適な
態様においては、ガラスの組成は必須成分として、酸化
ケイ集約２５〜２０％；複数の酸化鉄約２４〜約１８％
；酸化カルシウム、酸化マグネシウム、またはそれらの
混合物約３９〜約５１％；酸化アルミニウム約６〜約８
％；および酸化ナトリウム約２〜約６％からなるもので
るる。最も好適な態様においては、ガラスの組成は必須
成分として、酸化ケイ集約２２％；複数の酸化成約２１
％；酸化カルシウム、酸化マグネシウム、またはそれら
の混合物的４６％；酸化アルミニウム約７％；酸化ナト
リウム約２％からなるものでるる。

高水準の複数の酸化鉄が重要でめると思われる８という
のも、アルカリ性溶液中で非常に低い溶解度を有する水
酸化物を形成するからでめる。従って、その鉄化合物が
早いアルカリ性の攻撃に耐ええ保護層を形成すると信じ
られているが１本出願人はこの可能性のめる説明に限定
する意図はない。

低水準の酸化ケイ素もまた、重要であると信じられる。

なぜｋら、酸化ケイ素量を減少させることによりアルカ
リ耐性を改善することが観察烙れるからである。

ガラスの組成分源がどんなものでろろうと、それらは、
アルミナのようなるつぼまたは炉の容器で共に混合さｔ
、そして約１５００℃の温度まで加熱される。組成分は
酸化された状態にあるので加熱は空気中で実施すること
ができる。この温度で組成分は一諸に溶融して流状体と
なり次いで均一化される。必要ならば溶融物の温度はガ
ラス形成温度に調整される。次にガラス製品はこの技術
分野における公知の多くの技術を任意に用いることによ
シ形成される。本発明の好適な手段において、ガラス繊
維は溶融物の表面へ冷機ｇ′ｆｒ接触させかつそこから
ガラス繊維を引くことにより溶融物の表面から引き上げ
られる。

以下の例は本発明の詳細な説明するためで６４）、本発
明の範囲を限定するものではない。

例１　・ 次の組成は限定された廃物の処理プラントからの以下に
示す比率のスラグと石灰石の形態の炭酸カルシウムとを
共に混合することにより調製された。限定さすした廃物
の処理ソ′ラントからのスラグの組成は、酸化り一イ累
約３７％、複数の酸化成約６５％、酸化カルシウム約８
％、酸化アルミニウム約１１％、酸化ナトリウム約４％
、および前記したような他の徽に組成分でるり、全組成
分の総和か１００％〒あった。試料はアルミするつｔ？
に適正な比率のスナグと石灰石を共に混合し、かつ空気
中、ガスの火に当てられた炉内１５００Ｃの温度で浴融
することによシｔＪ＠製芒れた。次の表１（微量組成分
の％を除く）に従って組成を調製した。

表１ 石灰石　５０５５６０６５　７０　７５８０計測酸化ケ
イ素　２３．６　２Ｌ９　２０．０　１Ｂ、０　１５．
９　１３．７　１Ｌ４計測複数の酸化鉄　２２．６　２
０．８　１９．１　１７．２　１５．２　１！、１　１
０．８ウムの合計 計測酸化アルミニウム　７．３　６．Ｂ　６．２　６．
６　４．９　４．３　３．５計測酸化ナトリウム　２．
６　２．４　２．２　２．０　１．７　１．５　１．２
★スラグと石灰石の割合に基づいて計測された電量％組
成１−１〜１−７ＦＣ対し”ＵＩＳＯＯｉＣ溶融物から
ガラスを製造しかつ繊維を引くことができた。

石灰石約３０％以下を有する予備試料の組成では、１６
００Ｃでガラスを形成させるには粘度が高すぎ、また高
温で炉の内張シを非常に腐食した。石灰石約８０％以上
の組成を有する予備試料では、ガラスを形成できなかっ
た。なぜなら、非常Ｖ（高い流動性が結晶化に帰着し、
その結果ガラスが形成されなかった。

例２ 次の組成は限定された廃１りの処理プラントからの以下
に示す比率のスラグｍの炭酸カルシウムーマグネシワム
とを共に混合１−ることにより調製された。限定された
廃物の処理プラントからのスラグの組成は、酸化ケイ集
約３７％、個数の酸化鉄約６５％、酸化カルシウム約８
％、酸化アルミニウム約１１％、酸化ナトリウム約４％
、および前記したような他のｇｉ量組成分であり、全組
成分の総和が１００％であった。試料はアルミするつほ
に適正な比率のスラグとドロマイト−を共に混合し、か
つ空気中、ガスの火に当てられた炉内１５００Ｃの温度
で浴融することにょ９調製された。次の表ｎ（微量組成
分の％を除く）に従って組成を調製した。

表　ｎ ％　試料屋 ２−１　２−２　２−３　２−４ ドロマイト　５０　６０　７５　８０ 計測酸化ケイ素冬　２６．７　２０，７　１４．４　１
２．０計測複数の酸化Ｐ”　２４．９　１９．７　１３
．７　１１．７シウム餐 計測酸化アルミニウム４　７．４　６．４　４．５　５
．７計泄酸化ナトリウＪ−￥　２．６　２．３　１．＜
Ｓ　ｊ、３゛・スラグとドロマイトの割合を基ｆｃｔｆ
’ｆｆ１ｌ　した車量％。

組ｒｔ、２−１〜２−４の全部ｆｉ”　１６　Ｑ　（Ｊ
　ｒ：　テｆ７９スをンレ敢でき７°ζ０ 例３ 本発明に従った組成から調製したガラス繊維をコンクリ
ートに埋み込んだ時の強さ損失に対する耐性を試験した
。

ガラス溶融物をスラグ４５重：ｆｉｔ％とドロマイト５
ｒ％希播屯ハ憎ム烏九殉加出　４ｒ＾ｉ−一啼一ミする
つぼにて溶融することにより調製した。スラグの組成は
、酸化ケイ素約３７重ｔ％、複数の酸化鉄約３５％、酸
化カルシウム約８％、酸化アルミニウム約１１％、酸イ
トナトリウム約４％、および（Ｔｏの微量組成分であり
、全組成の総和が１００％１ある。、直径約５２μの繊
維を１３００Ｃの溶融物から引き上げることにより調製
した。徹維の一つのグループは被覆しないでそのま捷残
し、その仙のグループは蒸留水９６容量％中に酢酸ビニ
ル３容量％およびシラン１容量％を？４解して調製（ま
たサイジング剤で被覆ｌまた。

６形の繊維試料を試験のため、第１図１に示したように
セメントブロックに埋め込んだっセメントブロック１０
は長さ５備、横断面１αＸ１αの大きさであり、ｔ＠維
１２を埋め込ん↑、８０ｒ２４時間空気中にて硬化させ
た。次にブロック１０および繊維１２を８０Ｃの水溶の
中に移した。

種々の時間経過後試験のため試料を取シ出した。

水浴から取シ出した後、ブロック１０を注意して熟１釦
八イ　ａ＋錯噌りシＩ勿り出１ｔす繭ｆ枇−杏繊維１２
を一枚の紙の上に置き、エポキシ↑その両端を固定した
。次に紙を切り落とした。繊維１２０両端のエポキシを
インストロン試験機の・クヨーに固定し、１分間のクロ
スヘッドの送り速度０．０２〜０．０５インチｆ引張り
、破壊するまで荷重をかけた。（クロスヘッド速度の変
化の影舎は見られなかった。）次の様な各々の強さを決
定した。

表ｌ ０５７６±９８　５０１±４０ ２４　３９１±１３７　４０９±１１３４８　４００±
４４　２７３±５５ ７２　３５１±２５　２９３±８９ ９６　２９７±７５　２８３±６３ 強さに幾らかの統計的変化があるものの、一般的に被覆
した繊維の方、が被覆しない繊維より若干強く、また両
実験の比較できる強さは晒しが増加するに従って損失し
ている。

例４ 例３と同様に調製した繊維と例５に記載したＥ−ガラス
繊維をセメントペーストに埋め込み、次いで２時間蒸気
中２０５Ｃで調製しているオートクレーブ内に置いた。

２時間後オートクレーブからそのブロックを取り出し、
注意して砕いて開き繊維を取り出した。この厳しいテス
トは従来のＥ−ガラス繊維の分解をもたらした。

本発明の被覆繊維および被覆してない繊維の表面を２６
６倍に拡大して観察したが、実質的に攻撃されていす、
かつ変化は見られなかった。

例５ 従来のガラス、および本発明のガラスから製造した繊維
の引張り強さを繊維の直径の関数としてその強さを測定
することにより決定した。従来のＥ−ガラスは酸化ケイ
集約５５．２％、酸化アルミニウム１４．８、酸化ホウ
素Ｚ３％、酸化マグネシウム６．３％、酸化カルシウム
１８．７％、および他の組成分微量の組成を有していた
。本発明によるガラスは、アルミするつぼにてスラグ′
２５Ｎ量％Ｅ−ガラスは酸化ケイ集約５５．２％、酸化
アルミニウム１４．８％、酸化ホウ素７．３％、酸化マ
グネシウム３．３％、酸化カルシウム１８．７％、およ
び他の組成分微量の組成を有していた。本発明によるガ
ラスは、アルミするつほにてスラブ２５重景％、および
ドロマイト７５重ｆ％の混合物を空気中、１５００ｔ”
で溶融することにより調製した。

スラグの組成は、酸化ケイ集約３７１景％；複数の酸化
鉄約６５％；酸化カルシウム約８％；酸化アルミニウム
約１１％；および他の組成分微量であり、その総和が１
００％である。前述したように、種々の直径を有する繊
維を１３００Ｃの浴ρ口物から引き上げることによりＦ
Ａ判した。

長さ１０αの各試料を例６記載の方法でインスロン試験
機のジョーの間に固定し、例３と同様の方法で荷重をか
けた。

その技術においてよく知られているように、ガラス繊維
の強さは繊維の直径の増加に従って減少する。第２図は
繊維直径の関数として従来のＥ−ガラス繊維の強さを表
わしたものである。比較のために、本発明によシ調恥し
た繊維の６つのデータ点をグラフに示した。本発明によ
る繊維の強さは従来のガラス繊維より十分に犬きく、繊
維の直径の減少と共に強さが増大している同様の傾向が
ある。

例６ 種々の比率を有するスラグと石灰石（ＣａＣｏ５）の混
合物から一連のガラスを訓刺しだ。スラグとガラスの組
成を表■に示した。

表■ ５ｉ０２　４５　６７．２　３３．５　２９．４’ｌ’
ｉ０２　１　０．８　０．７　Ｑ、７Ａ１２０５　１０
　８．３　７．４　６，５Ｆｅ２ｅｓ　２５　２０．７
　１８．６　１６，３ＣａＯ８２６，４３６，７４１，
６ Ｍｇ０　２　１−７　１．５　１．３ Ｎａ２０　６　５．０　４．５　５．９スラグ片、およ
、び上記適正な比率を有した粉砕スラグと石灰石の混合
物をアルミするつぼに入れ、電気炉内、を気中にて調製
した。試料６−１は粘度が高すぎ成型することも、繊維
を引くこともｆきなかった。上記混合物（試料６−２〜
６−４）は成型可能〒あり、かつ繊維に引くことができ
た。

試料６−２は、１４５（ｌで６０分後浴融しガラスとな
った。この溶融物は成型可能であり繊維に引くことかで
きたが、若干困難′ｔ％あった。　試料６−４は１３５
０１：’で６０分後浴融しガラスとなった。この溶融物
は成型可能であり、かつ容易に繊維に引くことができた
。

例７ 更に６−２．６−６、および６−４の試料について試験
を行なった。また、比較試験を窓ガラス、およびセミフ
ァイル高・ジルコニアアルカリ耐性ガラスについて行な
った。セミファイルの重量組成は、酸化ケイ集約６０％
；酸化ジルコニウム約２０％；酸化アルミニウム約１．
５％；酸化カルシウム約２．５％；および酸化ナトリウ
ム約１６％である。

結果を表■に示した。

表■ 密　度　２．９９　３．００　３．０２　２゜５０　２
．５９１Ｃ当りの 熱膨張係数（ｘｌｏｙ）　７９　８５　９０　９０　６
１ガラ、ＸＩＪｔｉ移（Ｃ）　６２０　６２２　６３８
　５３０　ｆｌｓ７ガラス軟化（ｔｌ？）　−一８９０
　７１２　−粘度１０６ボアズ（Ｃ）　１３５０　１３
５０　１３５０　１２００　１７００繊維引き（Ｕ）　
１６ｏｏ　１３００１３００　１１ｏｕ　１ｂｏｕヌ一
プ硬度（ＫｐＡＪ）　−−５７０５５０−全性質は従来
技術によって測定した。

例８ 複々の従来ガラスと例６のガラスのアルカリ性環境に対
する鵜食効果の耐性を決定するため試験を行なった。試
験を実施するため、ガラス１ｇを粉砕し、これを水酸化
ナトリウム５％水浴液１００ｍ１中に９０ｔｌ’？７２
時間値いて、一定に攪拌した。

その残留しているガラス固体粒子を浴液からろ過して分
離、乾燥し、重量を測定した。次に重量損失率を測定し
た、 結果は次のようになった。

試料 重量損失％　５．９　３．８　２．４　４．２　４．１
例９ 熱水環境における種々の従来ガラスと例６のガラスの重
量損失全測定するために試験を行なった。

試験を実施するため、粉砕したガラス１．９に９０Ｃの
水中に７２時時間−た。その残留しているガラス固体粒
子を水からろ過して分離、乾燥し、重量を測定した。次
に重量損失率を測定した。

結果は次のようになった。

試料 １．１１損失１％　０．４　０１４　［１，４Ｍ、０　
０．６試料６−２〜６−４の水中における重量損失性が
窓ガラスやセミファイルガラスより優れていることは重
要である。試料６−３および６−４の水酸化ナトリウム
溶液における重量損失性は、よｐ高価で、かつよシ高温
で繊維に引かなければならない高ジルコニアセミファイ
ルガラスより優れている。

本発明の使用を通して、アルカリ性環境における優れた
強さおよび耐腐食の性質を有するガラスを容易にかつ経
済的に調製できること、好ましくは、限定された廃物の
処理プラントの副産物、および容易に入数可能な鉱物か
ら調製できることが分かる。本発明のガラスは、１ポン
ド当りの価格が高ジルコニアアルカリ耐性ガラスの３分
の１で調製できると見積られる。本ガラスは、繊維の形
ばかシでなく他の形で調製することができ、セメント、
有機合成樹脂、および織物のような材料を強化するため
使用することかできる。

本発明の詳細な説明するため詳細に記述したが、本発明
の精神と範囲から逸脱しない限り種々の変化態様をする
ことがｆきる。従って、本発明は添付した請求の範囲以
外によって限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図はセメントに埋め込んだガラス繊維の強さを比較
試験するための試験準備を概略説明する図′１％ある。 第２図は、ガラス繊維の直径の関数であるガラス繊維の
強さのグラフであり、本発明によシ調製したガラス繊維
、および従来のガラス繊維の強さの１直を示している。 第２図 置４１　（１０’イ〉＋）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　必須成分として、Ｍ量％で、酸化ケイ素約３５〜
   約１０％；松数の酸化鉄約２４〜約１０％；酸化カルシ
   ウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物からな
   る群から選択された酸化物約２６〜約７０％；酸化下ル
   ミニウム約５〜約１８％；および酸化ナトリウム最大約
   ６％力・らなり、全組成分のＭｆ、　８％の合計が１０
   ０％であることを特徴とするガラス。 ２、　ガラスの組成が必須成分として、酸化ケイ素約２
   ５〜約２０％；複数の酸化鉄約２４〜約１８％；酸化カ
   ルシウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物か
   らなる群から選択された酸化物約３９〜約５１％；葭化
   アルミニウム約６〜約８％；および酸化ナトリウム約２
   〜約３％からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のガラス。 ６、　ガラスの組成が必須成分として、酸化ケイ素約２
   ２％：複数の酸化鉄約２１％；酸化カルシウム、酸化マ
   グネシウム、およびそれらの混合物からなる群から選択
   された酸化物約４６％；酸化アルミニウム約７％；酸化
   ナトリウム約２％からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のガラス。 ４、商業的ガラス製造に見られる微量戚分約５％以下を
   史に有している（、と全特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のガラス。 ５、必須成分として１量％で、炭酸カルシウム。 炭酸マグネシウム、およびそれらの混合物からなる群か
   ら選択される化学物質源約３０〜約８０％；および限定
   された固体の廃物処理プラントによって製造されたスラ
   グｆＪ７０〜約２０％からなり、全組成分の１量％の合
   計が１００であることを特徴とする物質組成。 ６、該化学物質源が約５０〜約６０％存在していること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の物質組成。 Ｚ　該化学物質源がドロマイト、石灰石、およびそれら
   の混合物から々る群力・ら選択書れることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の物質組成。 ８、該スラグが必須成分として１賀％で酸化ケイ素約３
   ５〜約４５％；酸化アルミニウム約１０〜約１５％；複
   数の酸化鉄約２０〜約３５％；酸化カルシウム約５〜約
   １０％；酸化ナトリウム約３〜約８％とからなり全木目
   成分の重量％の合計が１００％であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５９１記載の物質組成。 ９、　該スラグの組成が、必須成分として酸化ケイ素約
   ３７％；複数の酸化鉄約６５％；酸化カルシウム約８％
   ；酸化アルミニウム約１１％；および酸化ナトリウム約
   ４％からなることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載の物質組成。 １０、固体廃物の処理プラントからスラグを用意すると
   と；このスラグと全量に対して炭酸カルシウム、炭酸マ
   グネシウム、およびそねらの混合物からなる群から選択
   される化学物質源約３０〜約８０重量％量を混合するこ
   と；およびガラスを形成することの段階からなることを
   特徴とするアルカリ耐性ガウスの製造方法。 １１、該スラグが、必須成分として重量％で、シリカ約
   ６５〜約４５％、アルミナ約１０〜約１５％、複数の酸
   化鉄約２０〜約６５％、酸化カルシウム約５〜約１０％
   、酸化ナトリウム約６〜約８％からなジ全組成分の重量
   ％の合計が１００％でるることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０填記載の方法０ １２、化学物質源が石灰石、ドロマイト、およびそれら
   の混合物からなる群から選択これることを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項記載の方法。 １３、ガラスを繊維として形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項記載の方法、１４．更にガラス繊
   維にサイズ剤を塗布する段階を有すること′（ｉ７特徴
   とする特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １５、ガラスの組成が必須成分として、１邦％で、酸化
   ケイ累約３５〜約１０％；複数の酸化鉄約２４〜約１０
   ％；酸化カルシウム、酸化マグネシウム。 およびそれらの混合物からなる群から選択された酸化物
   約２６〜約７０％；酸化アルミニウム約５〜約１８％；
   および酸化ナトリウム最大約６％がらなり、全組成分の
   重量％の合計が１００％であることを特徴とする特許請
   求の範囲紀１０項記載の方法。 １６、カラスの組成が必須成分として、酸化ケイ素約２
   ５〜約２０％；複数の酸化鉄約２４〜約１８％；酸化カ
   ルシウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物か
   らなる群から選択された酸化物約３９〜約５１％；酸化
   アルミニウム約６〜約８％；および酸化ナトリウム約２
   〜約６％からなる組成でるることを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項記載の方法。 １７、ガラスの組成が必須成、分として、酸化ケイ素約
   ２２％；複数の酸化鉄約２１％；酸化カルシウム、酸化
   マグネシウム、およびそれらの混合物からなる群から選
   択された酸化物約４６％；酸化アルミニウム約７％；酸
   化ナトリウム約２％からなる組成であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項記載の方法、 １８、必須成分として、重量％で、酸化ケイ素約３５〜
   約１０％；複数の酸化鉄約２４〜約１０％；酸化カルシ
   ウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物からな
   る群から選択された酸化物約２６〜約７０％；酸化アル
   ミニウム約５〜約１８％；および酸化ナトリウム最大約
   ６％からなり、全組成分のｘ４−％の合計が１００％で
   ある組成を有するカラス繊維を調製すること；ウェット
   セメントに該４ａ、紺を埋め込むこと；および該セメン
   トを硬化さゼることの各段階からなることを特徴とする
   強化セメントの製造方法。 １９、繊細の組成が必須成分とし７て、酸化ケイ素約２
   ５〜約２０％；複数の酸化鉄約２４〜約１８％；酸化カ
   ルシウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物か
   らなる群から選択きれた酸化物約６９〜約５１％；酸化
   アノ１ミニウム約６〜約８％；および酸化ナトリウム約
   ２〜約６％から々ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 ２０、ｐ＆維の組成が必須成分として、酸化ケイ素約２
   ２％；複数の酸化鉄約２１％；酸化カルシウム、酸化マ
   グネシウム、およびそハらの混合物からなる群から選択
   された酸化物約４６％；酸化アルミニウム約７％；酸化
   ナトリウム約２％から々ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１８８１記載の方法。