JPS62113745A - 珪酸カルシウム成形体の製造法 - Google Patents

珪酸カルシウム成形体の製造法

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JPS62113745A
JPS62113745A JP25427485A JP25427485A JPS62113745A JP S62113745 A JPS62113745 A JP S62113745A JP 25427485 A JP25427485 A JP 25427485A JP 25427485 A JP25427485 A JP 25427485A JP S62113745 A JPS62113745 A JP S62113745A
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calcium silicate
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前川 嘉治
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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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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】 技術分野 本発明は、断熱性能が顕著に向上した珪酸カルシウム成
形体の製造法に関する。
発明の背景 珪酸カルシウム成形体は、軽量でおること、断熱性に優
れていること、耐火性の大きいこと、その他数多くの特
性を有するがために各種の分野に於て、広く利用されて
いる。
近年、保温材、断熱材等の分野においては、更に一層断
熱性能が高い珪酸カルシウム成形体が要望されている。
発明の開示 本発明は、上記要望に応えるものであり、その目的は、
断熱性能が顕著に向上した珪酸カルシウム成形体の新規
製造法を提供することにおる。
本発明は、珪酸原料、石灰原料及び水を含有する原料ス
ラリーを常圧又はh0圧下に加熱撹拌しながら予備的に
反応せしめて珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリー
を調製し、次いでこれを成形して14られる生成形体を
水蒸気養生、乾燥して珪酸カルシウム成形体を製造する
方法において、赤外線速へい材を原料スラリー又は珪酸
カルシウム結晶前駆体の水性スラリーに、成形体全固形
分中21〜70重量%となる量添加することを特徴とす
る珪酸カルシウム成形体の製造法に係る。
本発明法により得られる珪酸カルシウム成形体は、赤外
線速へい材を成形体全固形分中21〜70重量%と極め
て多量含有していることによって、60’C程度の低温
域から400℃以上の高温域までの広い温度範囲に渡り
断熱性能が顕著に向上しており、しかも充分な実用強度
を保持しているものである。
本発明法において、上記の如き多量の赤外線速へい材を
含有せしめるにもかかわらず、得られる成形体が充分な
実用強度を保持している理由は、明確ではないが、成形
後に水蒸気養生を行なうことによるものと推定される。
本発明において用いる赤外線速へい材は、熱線である赤
外線を遮へいする性質を有し、且つ珪酸カルシウム結晶
の生成反応に対して化学的に不活性な化合物を意味し、
好ましい具体例としては、例えば活性炭、木炭、石炭、
カーボンブラック、黒鉛等の炭素物質、炭化珪素、炭化
硼素、炭化チタン等の炭化物、窒化珪素、窒化硼素、窒
化チタン等の窒化物、珪化カルシウム等の珪化物、酸化
鉄(ヘマタイト、マグネタイト等)、酸化チタン(ルチ
ル、アナターゼ等)、酸化錫、酸化マンガン、酸化ジル
コニウム、イルメナイト、ジルコン、酸化セリウム、酸
化ランタン、酸化硼素、クロマイト等の金属酸化物を挙
げることができる。本発明においては、赤外線速へい材
は1種又は2種以上混合して用いることができる。これ
らの内、特に好ましい赤外線速へい材は、黒鉛、炭化珪
素、炭化チタン、窒化硼素、酸化鉄、酸化チタン、酸化
錫、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、イルメナイト、
酸化セリウム、酸化ランタン等でおる。
本発明の製造法は、赤外線速へい材を原料スラリー又は
珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーに添加するこ
とを除き、基本的には特公昭41−.1953号或いは
特公昭58−30259号に記載の珪酸原料、石灰原料
及び水を含有する原料スラリーを常圧又は加圧下に加熱
撹拌しながら予備的に反応せしめて珪酸カルシウム結晶
前駆体の水性スラリーを調製し、次いでこれを成形して
得られる生成形体を水蒸気養生、乾燥して珪酸カルシウ
ム成形体を製造する方法と同様である。
本発明において使用される珪酸原料は従来から珪酸カル
シウム成形体の製造に使用されて来たものがいずれも有
効に使用でき、結晶質珪酸原料として珪石、珪砂等を、
又非晶質珪酸原料としてシリカゲル、シリカフラワー(
フェロシリコンダメ1〜等)、ホワイトカーボン、珪藻
土、湿式リン酸製造プロセスで副生する珪ノツ化水素酸
と水酸化アルミニウムとを反応させて得られるシリカ等
を例示できる。また、石灰原料としては従来から使用さ
れて来たものがいずれも使用でき、生石灰、消石灰、カ
ーバイト滓等を例示出来る。
また、珪酸原料と石灰原料のCaO/5j02モル比は
、通常0.5〜1.5程度でおる。例えばトベルモライ
ト結晶を合成しようとする場合は0.70〜0.90程
度、ゾノトライト結晶を合成しようとする場合は0.9
0〜1.15程度、フオシャジャイト結晶を合成しよう
とする場合は1.1〜1.5程度とするのが好ましい。
本発明製造法においては、上記珪酸原料、石灰原料及び
水、或いはこれらに更に赤外線速へい材を添加して、原
料スラリーか調製される。
原料スラリーには、従来公知の添加材を添加しても良く
、この際の添加材として無INN質繊維例えば石綿、岩
綿等を挙げることができる。原料スラリーを調製する際
の水の弔は原料スラリーの固形分に対し5重量倍以上、
好ましくは10〜50重量倍でおる。
次いで、この原料スラリーを予備的に反応させて珪酸カ
ルシウム結晶前駆体の水性スラリーを調製する。珪酸カ
ルシウム結晶前駆体は、珪M原料と石灰原料から珪酸カ
ルシウム結晶が生成する際の各種の中間体を意味し、例
えば珪酸カルシウムゲル、C−3−H(I[>、C−8
−H(I)等を挙げることができる。該前駆体を得る方
法は、例えば上記原料スラリーを常圧下で約80〜98
°Cに加温して反応させるか、又は通常3に!J/cr
A以上の飽和水蒸気圧下で水熱合成反応させることによ
り行なわれる。これにより珪酸カルシウム結晶前駆体の
水性スラリーが得られる。
原料スラリーに赤外線速へい材を添加していないとぎに
は、上記前駆体の水性スラリーに赤外線速へい材を添加
し均一に混合する。
本発明における赤外線速へい材の添加量は、成形体中の
含有量が成形体全固形分中21〜70重量%、好ましく
は30〜60重量%の範囲となる量でおる。この際添加
量が、21重量%に達しない場合には高温域での断熱性
能の向上はある程度認められるものの低温域での断熱性
能の向上は殆んど認められず、又70重量%より多くな
ると、赤外線が遮へいされる反面赤外線速へい材自体の
固体伝熱が大きくなり、総合的には断熱性能が向上しな
くなり、更に成形体の曲げ強さか低下するため、軽量化
が困難となる。また、用いる赤外線速へい材は通常粉末
状でおるのが良く、その粒径は、通常0.001〜15
0μm程度、好ましくは0.001〜100μm程度が
適当である。また、上記赤外線速へい材としては、合成
、天然いずれのものも使用でき、これらには不純物を含
む場合があるが、悪影響がない限り差しつかえない。
次に、上記で得られた赤外線速へい材を含有する珪酸カ
ルシウム結晶前駆体の水性スラリーを成形する。この際
、成形に先立って、必要に応じて、各種の添加材を更に
添加混合しても良い。この際の添加材としては、珪酸カ
ルシウム成形体製造に用いられてきたものが広い範囲で
使用出来、繊維類等を例示できる。成形方法は、例えば
プレス脱水成形、遠心脱水成形、ロール脱水成形、鋳型
成形、抄造成形、押出成形等で良い。
次に、上記で得られた生成形体を水蒸気養生に付する。
水蒸気養生は、生成形体中の珪酸カルシウム結晶前駆体
をトベルモライト結晶、ゾノトライト結晶、フオシャジ
ャイト結晶等の珪酸カルシウム結晶に変換するために行
われるものであり、通常4 KFI / crtr以上
好ましくは6〜50に!J/cIitの飽和水蒸気圧下
で行なわれる。
次いで、乾燥して目的の珪酸カルシウム成形体を得る。
尚、成形の際、必要に応じて、赤外線速へい材を含有す
る珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーと赤外線速
へい材を含有しない該スラリーとを用いて、例えば、前
者のスラリーを型に入れてプレス脱水成形し、更にその
上に後者のスラリーを型に入れてプレス脱水成形するか
、或いはこの逆の操作を行なって積層成形体とすること
もできる。
本発明により得られる珪酸カルシウム成形体としては、
高密度のものから低密度のものまで容易に製造でき、特
に低密度の軽量体例えば嵩密度0、’+9/cm3程度
の成形体でおっても容易に製造できる。
実  施   例 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。但し
、下記例における部及び%はそれぞれ重量部及び重量%
を示し、又各種物性はそれぞれ次の様な方法で測定した
ものである。
(イ)曲げ強さ・・・・・・JIS  A9510の方
法に準じて測定した。
(ロ)熱伝導率・・・・・・JIS  A9510の円
筒法に準じて測定した。
実施例 1 生石灰(CaO94,8%)を80’Cの温水中で消和
し、ホモミキサーに°て水中で分散させて石灰乳を得た
。上記石灰乳に平均粒子径4.6μmの珪石粉末(S 
i 0297.6%)をCab/S!02モル比が1.
00となるように加え、更に水、或いは所定量の赤外線
速へい材として酸化チタン(ルチル、平均粒子径2.0
μm)粉末及び水を添加して、全体の水量が固形分の2
4重量倍となるように混合して原料スラリーを得た。こ
れを飽和水蒸気圧14Kg/cm、温度197℃でオー
トクレーブ中で回転数4Or、 p、m、で撹拌翼を回
転しながら撹拌し、2.5時間反応を行なって、C−3
−H(I>或いはC−8−H(I>とルチル結晶を主成
分とする水性スラリーを得た。
次いで上記で得たスラリー92部(固形分)に耐アルカ
リガラス繊維5部とパルプ3部を添IJロシてプレス脱
水成形し、内径114m、厚さ50#、長さ610mm
の筒状の生成形体を得た。この成形体を15Kg/cm
の飽和水蒸気圧下で5時間水蒸気養生した後、100℃
で乾燥させた。
得られた成形体をX線回折分析した所、ゾノトライト結
晶と、酸化チタン粉末を添加したものについてはざらに
ルチル結晶のピークが認められた。
各成形体の物性は第1表の通りであった。
第1表中、本発明によって得た成形体は試料No。
3〜7のものであり、試料N(11,2及び8のものは
比較のために示すものである。
第1表より、ルチル含有量が成形体全固形分中21〜7
0%の範囲にある本発明に係る成形体はいずれも充分な
実用的強度を有する上で、無添加の試料Nα1の成形体
に比較して、広い温度範囲で熱伝導率が著しく低減して
いることが明らかである。これに対して、ルチルの含有
量が少ないNo、 2の試料では、無添加の試料Nα1
の成形体に比べて、平均温度100℃以上では熱伝導率
の低下が認められるが不充分であり、平均温度60″G
では熱伝導率の低下がほとんど認められず、文通にルチ
ル含有量が多いNo、 8の試料においても熱伝導率の
低下が不充分でおり、しかも成形体の曲げ強さが極めて
低く実用に供し得ないことか認められる。
実施例 2 生石灰(Ca0 94.8%)49部を80’Cの温水
中で消和し、ホモミキサーにて水中で分散させて石灰乳
を得た。上記石灰乳に平均粒子径4.6μmの珪石粉末
(S i0297.6%〉51部及び水を添加し全体の
水量が固形分の20重量倍となるようにして、’l 4
 K’j/ cr/lの水蒸気圧下で、2.0時間撹拌
しながら反応を行い、C−3−1−((I>を主成分と
する水性スラリーを得た。
この水性スラリー92部(固形分)に耐アルカリガラス
繊維5部、パルプ3部又はこれらに更に第2表に示す赤
外線速へい材粉末(成形体全固形分中28%となる量〉
を添加した、この混合スラリーをプレス脱水成形し、実
施例1と同形状の生成形体を得た。この成形体を15K
rJ/cIItの飽和氷原゛  気圧下で3時間水蒸気
養生を行い、C−5−H(I>をゾノトライト結晶に転
換させた。次いで100’Cで乾燥し、ゾノトライト成
形体(Nα9〜10はコントロールの成形体で、Nα1
1〜20は本発明による成形体である。)を得た。
得られた各成形体の物性は第2表の通りておった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)珪酸原料、石灰原料及び水を含有する原料スラリ
    ーを常圧又は加圧下に加熱撹拌しながら予備的に反応せ
    しめて珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーを調製
    し、次いでこれを成形して得られる生成形体を水蒸気養
    生、乾燥して珪酸カルシウム成形体を製造する方法にお
    いて、赤外線遮へい材を原料スラリー又は珪酸カルシウ
    ム結晶前駆体の水性スラリーに、成形体全固形分中21
    〜70重量%となる量添加することを特徴とする珪酸カ
    ルシウム成形体の製造法。
  2. (2)赤外線遮へい材が、炭素物質、炭化物、窒化物、
    珪化物及び金属酸化物の少なくとも1種である特許請求
    の範囲第1項に記載の製造法。
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