JPS61186256A - ケイ酸カルシウム成形体の製造法 - Google Patents

ケイ酸カルシウム成形体の製造法

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JPS61186256A
JPS61186256A JP2637785A JP2637785A JPS61186256A JP S61186256 A JPS61186256 A JP S61186256A JP 2637785 A JP2637785 A JP 2637785A JP 2637785 A JP2637785 A JP 2637785A JP S61186256 A JPS61186256 A JP S61186256A
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JP
Japan
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calcium silicate
cao
molar ratio
slurry
ratio
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Pending
Application number
JP2637785A
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English (en)
Inventor
和雄 久保田
高橋 正英
片平 善晴
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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

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

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】 産業上の利用分野 本発明は、ケイ酸カルシウム成形体、特に比重が約C)
、1以下の超軽景品であって強度や寸法精度にもすぐれ
たケイ酸カルシウム成形体を製造する方法に関するもの
である。
従来の技術 断熱材等に使われる低比重の耐熱性成形体としてはケイ
酸カルシウム成形体が代表的なものであり、これを製造
する方法としては、ケイ酸質原料と石灰質原料とを補強
用の石綿および多量の水とともに常圧下で加熱して反応
させたのち成形し、次いでオートクレーブ中で蒸熱処理
して硬化させる方法が早くから行われてトた。しかしな
がら、この製法によっては比重が約0.15以下の軽量
品を製造するのは困難である。
そこでより軽量なものの製造に適した製法として近年普
及しつつあるケイ酸カルシウム成形体製造法は、ケイ酸
質原料と石灰質原料を水と共にオートクレーブ′1]で
加圧下に加熱してケイ酸カルシウム水和物結晶スラリー
を調製し、これに少量の補強用繊維を混合したものを脱
水成形して乾燥する方法(特公昭4.5−2577号、
特公昭55−29952号、特公昭56−16101号
等)であって、この方法により、比重か0.10〜(1
,[程度の軽量品の製造が行われている。
」二記軽量品製造法の変法として、ケイ酸質原料および
石灰質原料を水中で加熱反応させてCaO/SiO2モ
ル比が1以」ユの、トバモライトグループからなるケイ
酸カルシウム水和物のスラリーを得、このスラリーにC
ab/5in2モル比が0.85〜1になるようにケイ
酸質原料を添加して脱水成形し、水蒸気養生する方法(
特開昭58−130]4.9号)もあり、この方法によ
れば、嵩密度0.1  g/c+o3程度で耐熱性よい
ものが得られるとされている。
発■が蟹沃−いうとす4貫回卓 ケイ酸カルシウム成形体は年々軽量化が進んでおり、す
でに嵩密度fl 、]  g/cm’程度のものが商品
化されているが、前述の製法によっては、更に軽量化し
たものを求める要望に答えることは難しい。その理由は
、嵩密度か0 、1  g/Cl113以下の超軽景品
を製造しようとする場合、次のような解決困難な問題点
があるからである。
(イ)嵩密度を0 、1  g/cm3以下にした場合
、実用上必要な強度を確保することか難しい。
(ロ)脱水成形物が変形し易く、また乾燥過程での収縮
が大きくなるため製品の寸法精度が悪くなり易い。した
か“って、たとえばパイプカバーのように高い司法精度
を要求されるものの製造が難しい。
本発明の目的は、]二連のような超軽景品製造(こおけ
る問題点を解決して、嵩密度0 、1  g/c11T
”以下でも実用上充分な強度を持ち寸法精度もよいケイ
酸カルシウム成形体を容易に製造し得る方法を提供する
ことにある。
則題点を角萱及t’+−!M件@手代 」−記課題を解決するために本発明において採択された
手段は、ケイ酸質原料、石灰質原料および水をCaO/
SiO2モル比が1v、−Lになるような比率で混合し
て得られたスラリーと同モル比が1未渦になるような比
率で混合して得られたスラリーとを別々に加圧下に撹拌
しながら加熱して反応させることによりCab/5in
2モル比か異なる2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶
スラリーを調製し、次いで両スラリーをCa O/ S
 i O2モル比カ弓、0〜1.2になるような比率で
混合し、必要に応じて補強用繊維を混入したのち脱水成
形し、得られた成形物を加圧水蒸気下で加熱して硬化さ
せることを特徴とする。
以下、本発明の製法について詳しく説明する。
本発明の製法において原料とするケイ酸質原料としては
、結晶質のもの、たとえばケイ石の、平均粒径5〜1S
IJ程度の微粉末を用いることが望ましいが、これに限
定されるわけではない。石灰質原料としても任意のもの
を使用することかできるが、特に好ましいのは、CaO
結晶の大きさが0,3/J以下の生石灰である。なお、
“CaO結晶の大きさが0.3 /J以下の生石灰゛と
は、新鮮な破断面を走査型電子顕微鏡で観察したときに
認められる粒状ないし粒子融着物状の微結晶粒の平均径
(粒子が融着を起こしていると認められる場合はその形
状から一次粒子の大きさを推定する)が0.3/J以下
の微細なものである生石灰をいう。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。
」二記原料から、まず」−述のように2種類のケイ酸カ
ルシウム水和物結晶スラリーを調製する。すなわち、常
法によりケイ酸質原料、石灰質原料および約25〜40
倍量の水をオートクレーブ中で撹拌しながら水熱反応さ
せてケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーを調製するに
当り、原料の配合比を、CaO/SiO2モル比力弓以
上、好ましくは1.0〜1.3になるようにして第一の
ケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーを調製し、別に、
原料の配合比をCaO/SiO2モル比が1未満、好ま
しくは0.8〜0.95になるようにして第二のケイ酸
カルシウム水和物結晶スラリーを調製する。水熱反応の
条件は同一であってもよいが、望ましくは、第一のケイ
酸カルシウム水和物結晶スラリーを調製する場合には圧
力を12〜20 Kg/cm2、反応時間を1〜3時間
とし、それにより、生成するケイ酸カルシウム水和物結
晶がゾノトライトとCSHとの混晶またはCS T−1
となるようにし、一方、第二のケイ酸カルシウム水和物
結晶又ラリ−を調製する場合には圧力を8〜20 Kg
/c+n”、反応時間を1〜3時間とし、それにより、
生成するケイ酸カルシウム水和物結晶がトバモライトと
C8■」との混晶またはCSHとなるようにする。この
場合、ケイ酸カルシウム水和物結晶スラリー中にゾノト
ライト、ト、へ゛モライト、CS H等か□混在する状
態は、X線回折図の解析お上びTGA(熱重量分析)に
おける重量減少の状況を検討することにより確認するこ
とかでとる。すなわち、ゾノトライトはX線回折により
存在を確認できるし、またl” G Aにおり)て75
 f’l ’C(11近で特徴的な重量減少を起こす。
またC3l(は、ゾノトライトと混在すると外はX線回
折で確認することは困難であるか、T G Aにおいて
10()〜6()0℃(特に100〜4 o (’l 
’C)で徐々に減量し、15部程度の重量減少を起こす
。X線回折でゾノトライト以外のケイ酸カルシウム結晶
が認められない場合のゾノトライトとCS T(の定量
は次のようにして行う。まず試料を100°Cで恒量と
しく炭酸化を防ぐため真空乾燥を行うことか望ましい)
、次に70(1”Cと900°Cで各1時nI3加熱し
て700’Cと900°Cの間での重量i減少ΔWを測
定し、次式によりゾノトライト量およびCS I−重量
を算出する(但しΔWxは同し温度範囲において純シフ
トライトか起こす重量減少であって2.5%である)。
シフトライト量(%)=ΔWXI(10/ΔWxCS 
H量(%)=100〜(ΔW×100/ΔW x )ト
バモライトか混在する場合は、純トバモライトを基準に
してX線法でトバモライトを求める。ゾノトライトは」
1記方法で求め、残分をCS Hとする。
なお、Cab/5in2モル比が高い第一のケイ酸カル
シウム水和物結晶スラリーの調製においては、反応の少
なくとも一時期を強力に撹拌しながら行い、それにより
、好適には450m1以上の沈降体積を有する、嵩高な
結晶を生成させることが望ましい(沈降体積とは、固形
分濃度を2重量%に調整したスラリー500+nlを内
径50111111の500m1メスシリング−に入れ
、20°Cで2時間静置したとき沈降したケイ酸カルシ
ウム結晶水和物層の体積を意味する。)。
得られた2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶スラリー
は、必要に応してガラス繊維、岩綿、パルプ、レーヨン
等の補強用繊維とともに、混合する。両スラリーの混合
比率は、混合後のスラリー1こおけるCab/5in2
モル比が1.0〜1.2、望ましくは1.0〜1.1に
なるように選ぶ・。
混合を終わったケイ酸カルシウム結晶水和物のスラリー
は、このあとケイ酸カルシウム成形体製造の常法に従い
脱水成形する。このとぎの成形圧を調節することにより
、製品の嵩密度は約0.05〜0 、70 g/cm3
の範囲で、自由に変更することができる。得られた成形
物をオートクレーブ中に移し、6〜20 KB/ca1
12程度の飽和水蒸気を供給して、CS Hかトバモラ
イトまたはゾノトライトに変化することにより成形物が
硬化するまで加熱する。硬化した成形物をオートクレー
ブから取出して乾燥すれば、目的とするケイ酸カルシウ
ム成形体が得られる。
末づ1遺り 以下実施例および比較例を示して本発明を説明する。
実施例 1 CaO結品の大きさが0.28/uの生石灰を20倍量
の熱水(温度70°C)に投入し、撹拌しながら15分
間消化した。
次いでそこに平均粒径10 pのケイ石粉末をCaO/
SiO2モル比が1.1になるように添加し、生石灰と
ケイ石との合計量の30倍量になるように水を追加して
均一なスラリーとしたのち、120rpmの撹拌機付オ
ートクレーブ中で、温度197°C1圧力15 Kg/
cm2で、2時間反応させた。得られたケイ酸カルシウ
ム水和物は、X線回折でゾノトライトが認められ、また
TGAによりCS I−1の存在が認められるものであ
っtこ。
別に、石灰とケイ石粉末の配合比率をCab/5in2
モル比が0.9になるように変更したほかは上記と同様
にしてケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーを調製した
。得られたケイ酸カルシウム水和物は、トバモライトと
CSHとからなることかX線回折およびTGAで確認さ
れた。
次に上記2種類のケイ酸カルシウム結晶スラリーを50
部ずつ混合して、CaO/SiO2モル比力弓、0のケ
イ酸カルシウム水和物結晶スラリーとし、更に全固形分
に対して3%のガラス繊維および3%のパルプを添加し
て均一化したのち、脱水プレスにより成形した。得られ
た成形物は、オートクレーブ中で温度197℃、圧力1
5 Kg/cm2で、3時間反応させたのち、130°
Cで18時間乾燥した。
実施例 2 2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーの混合割
合を変更して混合後のCaO/5i02モル比が1.0
5になるようにしたほかは実施例1と同様にして、ケイ
酸カルシウム成形体を製造した。
実施例 3 CaO/SiO2モル比が1.1の原料スラリーを同モ
ル比が1.2の原料スラリーに変更し、それにともない
2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーの混合比
を変更して混合後のCaO/SiO2モル比が1.0に
なるようにしたほかは実施例1と同様にしで、ケイ酸カ
ルシウム成形体を製造した。
実施例 4 2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶スラリーの混合割
合を変更して混合後のCaO/SiO2モル比が1゜0
5になるようにしたほかは実施例3と同様にして、ケイ
酸カルシウム成形体を製造した。
以上の各側における成形物オートクレーブ処理時の寸法
変化ΔL、およびオートクレーブ処理後の乾燥工程にお
ける寸法変化ΔI−2、ならびに得られたケイ酸カルシ
ウム成形体の性能値は第1表のとおりであった(寸法変
化マイナスは収縮を意味する)。
第1表 実施例1実施例2実施例3」例1 成形物寸法変化 八り、(%)    0.00 −0.03  0.0
0 −0.01へL2(%)    0.00  0,
00  0.00  0.00嵩密度輸/cm3)  
  0.07  0,06  0.07  0.06曲
げ強さくKg/cm2)  6.0  4.2  5.
6  4.1焼成による収縮(%)’ 1.0  1.
1  1.0  1.2× 焼成条件:1000℃・2
4時間 比較例 1 上記実施例1で用いたのと同じ生石灰消化物とケイ石粉
末をCaO/5i02モル比1.0で、実施例1と同一
条件で反応させた。この反応で形成されたケイ酸カルシ
ウム水和物は、ゾノトライトおよびCSHからなるもの
であった。
上記ケイ酸カルシウムのスラリーに、全固形分に対して
3%のガラス繊維および3%のパルプを添加して均一化
したのち、実施例1の場合と同様にして脱水プレスによ
り成形し、更にオートクレーブ処理と乾燥を行なった。
製造工程における寸法変化および得られたケイ酸カルシ
ウム成形体の性能値を第2表に示す。
第2表 成形物寸法変化 ΔL1(%)     −0,33 ΔL2(%)      0.50 嵩密度(g/cm’)       0 、11曲げ強
さくKg/cm2)     6焼成による収縮(%)
×1.1 × 焼成条件:1000℃・24時間 =11= 発明の効釆 本発明によれば、嵩高ではあるが成形後の収縮が大きい
高CaO/5i02モル比のケイ酸カルシウム水和物結
晶スラリーと嵩高くないが成形特寸法安定性のよい低C
aO/SiO2モル比のケイ酸カルシウム水和物結晶ス
ラリーとの混合により、両スラリーの長所はそのまま、
欠点のみが解消されて、嵩高で寸法精度のよいケイ酸カ
ルシウム成形体が得られる。
しかも、成形後にオートクレーブ中で反応させるケイ酸
カルシウムがCS I−1を高い比率で含有するもので
あるから反応性がよく、このため比較的穏和なオートク
レーブ処理で高強度のケイ酸カルシウム成形体を得るこ
とができる。したがって本発明は、ケイ酸カルシウム成
形体の一層の軽量化とそれによる断熱性能の向上を可能
にし、省エネルギーに貢献するところ大なものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケイ酸質原料、石灰質原料および水をCaO/S
    iO_2モル比が1以上になるような比率で混合して得
    られたスラリーと同モル比が1未満になるような比率で
    混合して得られたスラリーとを別々に加圧下に撹拌しな
    がら加熱して反応させることによりCaO/SiO_2
    モル比が異なる2種類のケイ酸カルシウム水和物結晶ス
    ラリーを調製し、次いで両スラリーをCaO/SiO_
    2モル比が1.0〜1.2になるような比率で混合し、
    必要に応じて補強用繊維を混入したのち脱水成形し、得
    られた成形物を加圧水蒸気下で加熱して硬化させること
    を特徴とするケイ酸カルシウム成形体の製造法。
  2. (2)原料をCaO/SiO_2モル比が1.0〜1.
    3になるような比率で混合して得られたスラリーと同モ
    ル比が0.8〜0.95になるような比率で混合して得
    られたスラリーとを別々に反応させる特許請求の範囲第
    1項記載の製造法。
  3. (3)CaO/SiO_2モル比が1以上の原料スラリ
    ーからゾノトライトとCSHとの混晶またはCSHを、
    CaO/SiO_2モル比が1未満の原料スラリーから
    はトバモライトとCSHとの混晶またはCSHを、それ
    ぞれ生成させる特許請求の範囲第1項記載の製造法。
  4. (4)石灰質原料として、CaO結晶の大きさが0.3
    μ以下である生石灰を使用する特許請求の範囲第1項記
    載の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1045764C (zh) * 1991-08-09 1999-10-20 秩父小野田株式会社 高强度硅酸钙成形体及其制造方法
JP2002284564A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Kenzai Gijutsu Kenkyusho:Kk 珪酸カルシウム質成形体及びその製造方法
EP3753911A1 (en) 2014-09-22 2020-12-23 Nichias Corporation Fireproof construction and method for using same

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