JPS62153156A - 繊維補強せつこう系硬化体およびその製造方法 - Google Patents

繊維補強せつこう系硬化体およびその製造方法

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JPS62153156A
JPS62153156A JP29532485A JP29532485A JPS62153156A JP S62153156 A JPS62153156 A JP S62153156A JP 29532485 A JP29532485 A JP 29532485A JP 29532485 A JP29532485 A JP 29532485A JP S62153156 A JPS62153156 A JP S62153156A
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gypsum
fiber
slag
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reinforced
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田野 重夫
中園 哲生
間木野 義雄
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Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
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Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
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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
    • C04B28/14Compositions 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 calcium sulfate cements

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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (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・〕 未発明は、繊維補強せつこう系硬化体およびその製置方
法に関し、さらに詳しくは内外装材として、耐火性、寸
法精度、柔軟性および湾曲性にも優れた建築材料および
その製造方法に関する。
〔従来の技術〕
建築用の内外装材として、省資源、省エネルギーの立場
から繊維補強せつこう系硬化体の製造方法が開発され、
登録された(特公昭55−46985)。このWA繊維
補強つこう系硬化体の製造方法は、二水せつこうと微粉
スラグを主成分とし、微粉スラグの刺激剤としてアルカ
リ塩類物質を添加し、更に反応促進剤として硫酸アルミ
ニウム含有物質を添加し、補強m維として石綿、ガラス
繊維、カーボン!a雄、パルプ、合成繊維等から1〜2
種を選択して混合し、更に必要に応じて軽量骨材を混合
して、円網抄造法、押出成形法、またはモールド成形法
等の方法によって製造するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような繊維補強せつこう系硬化体の成形品は、強度
が高く、速硬性、耐水性、耐候性に富み加工性に優れて
おり、安価であるが、その反面一般不燃材と同様に硬く
てもろい欠点をもっている。
この材料に柔軟性を付与し、加工や取り扱いを容易にし
、材木の性質に近づけるためには、基材自身に柔軟性を
付与する必要がある。
本発明は上記従来発明にさらに改善を加え、柔軟性を付
′1し、可1え性に富んだすぐれた特性を有する繊維補
強せつこう系硬化体およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
〔問題点の解決する手段〕
本発明者らは種々研究の結果、上記特性を有する建築材
料として、二水せっこうの針状結晶とエトリンガイトの
針状結晶をマトリックス中に含有する繊維補強せつこう
系硬化体を開発した。
また、このような繊維補強せつこう系硬化体を製造する
には二水せつこうと焼せつこうが重量比で1:9乃至9
:1であるせつこうとスラグとを、せつこうとスラグと
のat比が2−8乃至8:2の範囲内で混合し、該混合
物にアルカリ塩類物質、硫酸アルミニウム含有物質、凝
結遅延剤を添加混合し、繊維と水を加え混合し、更に軽
量骨材を混合して成形し、湿熱養生することを特徴とす
る技術手段を講じた。
この製造方法において、好ましい実施態様として、 a)アルカリ塩類物質、硫酸アルミニウム含有物質、凝
結遅延剤の各々の添加割合がせつこう、スラグの混合物
に対して0.1〜5重に%であること、 b)繊維の混合割合がせつこう、スラグの混合物に対し
て5〜30%であること。
C)軽量骨材が該混合物に対して1〜25屯に%である
こと、 d)湿熱養生温度が90℃以下、かつ400℃・時以上
で養生すること が好滴である。
〔作用〕
繊維補強せつこう系硬化体成形品の柔軟性について、本
発明はそのマトリックスに着[1して研究の結果完成さ
れたものである。繊維補強せつこう系硬化体の無a質の
マトリックスはエトリンガイト、せつこう、カルシウム
シリケート水和物が主成分であり、このうち、エトリン
ガイトと、焼せつこうから生成した二水せっこうは共に
針状結晶であり、この結晶をより大きく成長させること
により、曲げ強度が高くなり、また撓み殖が大きくなる
ことが判明した。
特電昭和55−46985の繊維補強せつこう系硬化体
の製造法は、二水せつこうと微粉スラグをL成分とし、
硬化した結晶体は、エトリンガイト結晶とカルシウムシ
リケート水和物よりなる。
このエトリンガイトは針状結晶であり、その針状結晶を
大きく成長させるように試みたが、期待通りに進展しな
かった。
発明者らは」;記方法において二水せっこうの1部を焼
せつこうと置換し、凝結遅緩剤を添加することによって
、焼せっこうの凝結をスラグの加水分解面以降になるよ
うに調整することにより。
従来のマトリックスとまったく顕なった大jな針状結晶
を生成させることができることを知見した。これは、微
粉スラグの加水分解が始まり、二水せつこうと反応して
、エトリンガイトの結晶が析出して針状結晶が成長して
行く一方、スラグの加水分解によって、カルシウムシリ
ケートゲルができるが、この時点において、焼せつこう
が凝結を始めるように凝結遅緩剤で調整すると、焼せつ
こうから二水せっこうの針状結晶が同時に析出を始め、
この針状結晶が大きく成長する。と同時にエトリンガイ
トの針状結晶も大きく成長する。第1図は約50倍の顕
微鏡下で見られる結晶状況を模式的に示したものである
。エトリンガイト2の針状結晶と焼せっこうの水和物(
二水せつこう)4の針状結晶は入り乱れて大きく成長し
ている。
ここで使用する焼せつこうとしては、β型せつこうと、
可溶性無水せっこうのいづれか1種または2種の混合物
である。
これらの焼せっこうは凝結が早いので、凝結遅緩剤を選
定して、凝結時間を遅延させ、結晶化を調整する必要が
ある。凝結遅緩剤としてはクエン酸アルカリ、ペプトン
、ゼラチン、アミノ酸誘導物質の1種または2種以上を
使用する。
二水せっこうの針状結晶を生成させ、その結晶を1&長
させるので、せっこうは焼せっこうを必須とする。一方
、エトリンガイトの生成の観点から二水せっこうの存在
を考慮する。従って、二水せつこうと焼せつこうとは1
:9乃至9:1とし、好ましくは3ニア乃至7:3であ
る。
スラグは3000crn’/g以上の比表面積を有する
ものであればよく、ガラス質の高炉スラグが好適である
が、その他の非晶質の電気炉スラグも使用することがで
きる。
アルカリ塩類物質はアルカリ金属塩、たとえば硫酸ナト
リウム、硫酸カリウム、およびアルカリ土類金属塩、た
とえば苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰等を含み、その添
加量は上記主原料に対してO11〜5流量%で、好適に
は1.5〜3.0重量%である。
硫酸アルミニウム含有物質としては、たとえば硫酸アル
ミニウム、好適には無水硫酸アルミニウム、ナトリウム
明パン、カリ明パンが含まれ、その添加量は主原料に対
してO,1〜5重量%、好適には0.5〜2.0重量%
である。
硫酸アルミニウム含有物質は上記アルカリ塩類物質と同
時に添加することも、あるいは別々に添加することもで
きる。
これら添加剤の添加量は上記のそれぞれの下限以下では
添加効果が少なく、また上限値以上の場合は得られる硬
化体の強度低下をもたらす。
補強繊維としては無機質繊維および有機質繊維が使用で
き、前者には、たとえば石綿(クリソタイル、アモーサ
イトを含む)、岩綿、ガラス繊!a(無アルカリガラス
、低アルカリガラス、耐アルカリ性ガラスを含む)、ス
チール繊m(鉄系、ステンレスを含む)、バラストナイ
ト、雲母片が含まれ、後者にはたとえばカーボン繊維、
合成化学繊維のアラミド系繊維、ビニロン繊維、アクリ
ル#i&m、ポリプロピレンl!維、ナイロン繊維、バ
ルブ繊維、天然性植物m!iが含まれる。これらのRm
長は作業性、硬化体の加工性、曲げ強度などを考慮して
適宜選択することができるが、繊維の長さとして0.5
〜50mm、好適には2〜10mmである。これらの繊
維の中から1種または2種以上添加することが可能であ
り、例えば石綿とガラスta維1石綿−ボリブロピレン
繊維等である。
補強繊維を添加すると硬化体の成形ご保形性を助けると
共に、硬化体の物性、特に曲げ強度と靭性が向丘する。
その添加量は主原料に対して15〜30重賃%、好適に
は10〜25を量%である。添加量が3 Q 七脣%を
越えると曲げ強度が低下し、保形性も劣るものとなる。
軽量材としては無機質、有機質の軽品=材が使用IIr
能であり、無機質軽に材としては例えばシラスバルーン
、パーライト、発泡軽量骨材、二水成ゼオライトが使用
され、有機質軽量材として例えば木屑、発泡性物質であ
るスチレン発泡体が有効である。また耐候性の数片を目
的とする場合はセメントコンクリートで使用される砂が
使用される。
軽;11材の添加量は主成分に対して1〜25屯を−%
、好適には10〜20重量%である。軽着材を添加する
と硬化体の嵩比重が小となるので、添加量が25重量%
を越すと全般的に物性が低下し、1屯漬%以下ではその
添加効果が少ない。
次に成形方法として、公知のいずれの方法でも適用する
ことが可能であり限定されない。たとえば流し込み方法
、加圧成形方法、押出成形方法、抄造方法などが、また
成形時においても各種セメント、微粉末炭酸カルシウム
の混用も可能である。
硬化体の調合原料に加える水の着は成形方法によって異
なり、その成形方法に適した水量を適宜選ぶことができ
る。
本発明によって得られた硬化体は木質的に主原料のスラ
グ中の酸化カルシウム(Cab)、 酸化アルミニウム
(AJL20a)と二水せつこう(CaSO4II2H
20)との反応によッテ生成したエトリンガイト (3
CaO・fi1203 ・3CaSO4−31〜32H
20)、焼せつこうから生成した針状の二水せつこう、
これらの結晶体をとりまくカルシウムシリケート水和物
、および未反応の余剰の二水せつこうよりなるものであ
り、この硬化体が示す高強度は初期材令においては」−
記エトリンガイトによって、また長期材令ではスラグの
潜在水硬性によってそれぞれ確保されているものである
硬化体の養生としては90℃以下かつ400℃・時以り
で湿8養生を行う。湿熱温度が90℃を越えると二水せ
っこうの脱水や生成したエトリンガイトの分解が発生す
る。400℃・時以上ではスラグの加水分解を起こし、
上記各種の結晶体やゲル物質を生成するために必要であ
る。また夏場のときには常温で養生してもよいが200
0℃φ時以上が好ましい。
一ヒ記アルカリ塩類物質および硫酸アルミニウム含有物
質の添加効果としてはこれら添加剤が相乗1’l’Jk
−1)リンガイトの生成を促進するものでありこのエト
リンガイトの生成は本発明の硬化体に初期材令における
高強度、すなわち早硬性および耐水性を付与するもので
ある。
しかして、本発明の上記の硬化体はさらにマトリックス
中の二水せっこうの針状結晶の優れた効果により引張強
度、柔軟性、可撓性、湾曲性に富んだ特性を示すもので
ある。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限りは以下の実施例に限定さ
れるものではない。
第1表、No、1〜No、13に示した配合に従って、
主原料、副原料、添加剤を配合し、水を加え混合してス
ラリー状として、円網式抄造法によって抄き上げ、メー
キングロール上に厚さ6mmまで積層させたものを切断
展開して生シートを得た。この生シートを60’0で2
4時間蒸気養生し、さらに70間自然養生し、乾燥して
、本発明の実施例のせつこう系硬化体を得た。
第1表にはNo、13として従来法による配合で製造し
た比較例を併せて示した。
また第1表にこれらの物性値を示した0表中の軽州材は
パーライト、添加剤のA、B、Cは消石灰、硫酸アルミ
ニウム、アミノ酸系凝結遅延剤である。
実施例は比較例に比し、乾燥時の曲げ強度、たわみが向
上し、長さ変化率が低減した。また吸水時の曲げ強度、
たわみが向上し、建築材料として用いる場合にわずかに
湿潤させてコーナ一部等を流下することが容易となった
。     □〔発明の効果〕 本発明は繊維補強せつこう系硬化成形体のマトリンクス
中に工水せっこうの針状結晶を形成させることにより、
従来の高強度で耐水耐候性に富み加工性の優れた材料に
、さらに柔軟性、可撓性、湾曲性に富んだ成形体を午え
るもので、建築材料としての適応性に寄手するところが
大である。
また本発明の硬化体は建築材料としてわずかに湿潤させ
て撓ませて接着する場合にすぐれた特性を(iしている
本発明の製造方法は、上記成形体を安価に合理的に製造
することを可能とした。
従って本発明の工業的価値はきわめて大きいものである
〔図面の簡eiiな説明〕
第1図は本発明のせつこう系硬化体のマトリフクスの約
50倍の模式図である。
1・・・カルシウムシリケート永和物 2・・・エトリンガイト 3・・・工水せつこう 4・・・焼せっこうの水和物(二水せつこうの針状結晶
) 出 願 人 三菱鉱業セメント株式会社日本防火ライト
工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マトリックス中に二水せっこうの針状結晶およびエ
    トリンガイトの針状結晶を含有することを特徴とする繊
    維補強せっこう系硬化成形体。 2 二水せっこうおよび焼せっこうが重量比で1:9乃
    至9:1であるせっこうとスラグとを、せっこうとスラ
    グとの重量比が2:8乃至8:2の範囲内で混合し、該
    混合物にアルカリ塩類物質、硫酸アルミニウム含有物質
    および凝結遅延剤を添加混合し、繊維と水を加え混合し
    、更に軽量骨材を混合して成形し、湿熱養生することを
    特徴とする繊維補強せっこう系硬化体の製造方法。 3 アルカリ塩類物質、硫酸アルミニウム含有物質、凝
    結遅延剤の各々の添加割合がせっこう、スラグの混合物
    に対して0.1〜5重量%であることを特徴とする特許
    請求の範囲 第2項に記載の繊維補強せっこう系硬化体の製造方法。 4 繊維の混合割合がせっこう、スラグの混合物に対し
    て5〜30%であることを特徴とする特許請求の範囲第
    2項に記載の繊維補強 せっこう系硬化体の製造方法。 5 軽量骨材がせっこう、スラグの混合物に対して1〜
    25重量%であることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項に記載の繊維補強せっこう系硬化体の製造方法。 6 湿熱養生温度が90℃以下、かつ400℃・時以上
    で養生することを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
    載の繊維補強せっこう系硬化体の製造方法。
JP29532485A 1985-12-27 1985-12-27 繊維補強せつこう系硬化体およびその製造方法 Granted JPS62153156A (ja)

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