WO2022004643A1 - 繊維により補強された硬化体 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a cured body reinforced with fibers.
  • Geopolymer is an inorganic polymer produced by reacting aluminosilicate and alkali metal silicate, and is superior in durability and acid resistance to cement-based materials, as well as from the production of raw materials to products. Since the amount of carbon dioxide emitted during manufacturing is extremely low, it is attracting attention as an environmentally friendly material.
  • Patent Document 1 describes a curable composition containing aluminum silicate, an alkali metal silicate, reinforcing fibers and water in order to improve the toughness of the cured product without impairing the fluidity of the curable composition.
  • a curable composition to which specific slag particles are added is described.
  • Patent Document 2 describes a composition composed of blast furnace granulated slag, an alkaline stimulant, a water-soluble polymer, an ultrafine powder, organic short fibers, and water, which is kneaded, molded, and then wet-cured.
  • a composite material has been described, which is described as having excellent resistance to flames.
  • Patent Document 3 comprises an active filler containing at least one of fly ash, blast furnace slag, sewage incineration sludge, and kaolin, silica or a silica compound, and an alkaline solution, and the amount of silica and the amount of alkali contained in the solution.
  • a geopolymer composition characterized by a molar ratio of 0.50 or less has been described, and the geopolymer composition has been described as having improved durability.
  • Geopolymer has the advantage of being environmentally friendly as described above, but has extremely high brittleness. Therefore, as described in Patent Documents 1 and 2, an improvement plan for reinforcing with fibers is known.
  • the curable composition of the geopolymer has a very high viscosity and a short pot life, which makes it difficult to uniformly mix the fibers, and as a result, it is difficult to sufficiently bring out the reinforcing effect of the fibers. there were. Further, if the fibers are not uniformly mixed, fiber lumps are generated, and as a result, there is a concern that the dimensional stability is deteriorated.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-184221 Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-097495 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-157731
  • a cured product of a curable composition comprising (A) an aluminosilicate source, (B) an alkali activator and (C) an alkali-resistant fiber.
  • the aluminosilicate source (A) contains blast furnace slag, and the content of the blast furnace slag is 40% by mass or more with respect to the total solid content of the aluminosilicate source (A).
  • the content of the alkali activator (B) is 10% by mass or less with respect to the total solid content of the curable composition.
  • the water content of the cured product is 10.0% by mass or less with respect to the total mass of the cured product.
  • the alkali-resistant fiber (C) is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol-based fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, acrylic fiber, aramid fiber and nylon fiber, and is the above-mentioned [1] or [2]. ] The cured product described in.
  • the content of the alkali-resistant fiber (C) is 0.05% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total solid content of the cured product, according to any one of the above [1] to [3]. Hardened body.
  • the coefficient of variation of the average content of the alkali-resistant fiber (C) contained in the 10 pieces cut out so as to be 10 g from the whole or a part of the cured product is 30% or less. 1] The cured product according to any one of [5].
  • the cured product further contains an aggregate (E), and the content of the aggregate (E) is 15% by mass or more and 75% by mass or less with respect to the total solid content of the cured material.
  • the cured product according to any one of [6].
  • the cured product further contains a slag stimulant (D), and the content of the slag stimulant (D) is 0.01% by mass or more and 3% by mass or less with respect to the total solid content of the cured product.
  • the cured product further contains a calcium sulfate derivative, and the content of the calcium sulfate derivative is 0.01% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total solid content of the cured product.
  • the cured product of the present invention is a cured product of a curable composition containing (A) an aluminosilicate source, (B) an alkali activator, and (C) an alkali-resistant fiber.
  • the aluminosilicate source (A) contains blast furnace slag, the content of the blast furnace slag is 40% by mass or more with respect to the total solid content of the aluminosilicate source (A), and the content of the alkali activator (B) is.
  • the curable composition is 10% by mass or less with respect to the total solid content, and the water content of the cured product is 10.0% by mass or less with respect to the total mass of the cured product.
  • the cured product When the water content of the cured product is higher than 10.0% by mass with respect to the total mass of the cured product, it is difficult for the cured product to have high bending strength and high bending toughness.
  • the present inventors have added a cured product of a curable composition containing a specific aluminosilicate source (A), a specific ratio of an alkali activator (B) and an alkali-resistant fiber (C) to the total mass of the cured product.
  • A specific aluminosilicate source
  • B an alkali activator
  • C alkali-resistant fiber
  • the water content of the cured product can be adjusted to a value of 10.0% by mass or less by, for example, drying the undried cured product obtained after curing by the method described below.
  • drying an undried cured product causes cracks on the surface and inside of the undried cured product, especially when it is dried at a relatively high temperature (for example, a temperature higher than 100 ° C.), resulting in cracks in the cured product.
  • Mechanical strength is reduced.
  • a large number of cracks occur and the mechanical strength of the cured product is significantly reduced.
  • the water content of the cured product is preferably 9.0% by mass or less, more preferably 8.0% by mass or less, still more preferably 5.0% by mass or less, and particularly preferably 3. It is 0% by mass or less.
  • the water content of the cured product can be adjusted to a value equal to or lower than the upper limit value by, for example, drying the undried cured product obtained after curing by the method described below.
  • the lower limit of the water content of the cured product is not particularly limited.
  • the water content of the cured product may be 0% by mass.
  • the water content of the cured product can be measured by the method described in Examples described later.
  • the aluminosilicate source (A) contains aluminosilicate (xM 2 O, yAl 2 O 3 , zSiO 2 , nH 2 O, M is an alkali metal) as a main component.
  • the main component means the component having the largest mass in the aluminosilicate source.
  • Aluminosilicate source by contact with highly alkaline solution [an aqueous solution of an alkali activator (B)], a cation such as aluminum and silicon was eluted, by which they are polycondensation, strong SiO 4 ⁇ AlO 4 Polymer network (geopolymer) is formed.
  • the aluminosilicate source (A) contains blast furnace slag, and the content of the blast furnace slag is 40% by mass or more with respect to the total solid content of the aluminosilicate source (A).
  • the content of the blast furnace slag is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 65% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass with respect to the total solid content of the aluminosilicate source (A). % Or more, and may be 100% by mass.
  • the content of the blast furnace slag is at least the above lower limit value, the obtained cured product tends to have a finer structure, so that it is easy to obtain a cured product having higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability. .. Further, since blast furnace slag is a cheap raw material as compared with metakaolin and the like, the use of blast furnace slag has an advantage in terms of manufacturing cost.
  • blast furnace slag There are two types of blast furnace slag: slow cooling slag, which is crystalline, and granulated slag, which is amorphous, both of which can be used in the present invention. It is preferable to use granulated slag from the viewpoint that it is easy to further improve the strength or promote the curing of the cured product.
  • aluminosilicate sources (A) other than blast furnace slag are industrial wastes such as fly ash, red mud, and sewage sludge incineration ash; natural aluminosilicate minerals and their calcined products (eg, metakaolin), and Volcanic ash and the like can be mentioned. These substances are commercially available, and in the present invention, they may be used alone or in combination of two or more.
  • the aluminosilicate source (A) further comprises at least one selected from the group consisting of fly ash, metakaolin and red mud, in addition to the blast furnace slag.
  • the group consisting of fly ash, metakaolin and red mud in addition to the blast furnace slag.
  • higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability are obtained because the compaction of the cured product is more likely to be increased as compared with the case where the blast furnace slag is used alone as the aluminosilicate source (A). It is easy to obtain a cured product to have.
  • the content of at least one selected from the group consisting of fly ash, metakaolin and red mud is preferably 5% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the total solid content of the aluminosilicate source (A). It is 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less, and the content of the blast furnace slag is aluminosilicate. 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further, with respect to the total solid content of the source (A). It is preferably 85% by mass or less.
  • the specific surface area of the blast furnace slag is preferably 1000 to 9000 cm 2 / g, more preferably 2000 to 8000 cm 2 / g or more, and further preferably 3000 to 7000 cm 2 / g.
  • the specific surface area of the blast furnace slag is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the blast furnace slag tends to have a sufficient reaction site and a suitable average particle size, and as a result, the produced cured product is more likely to have a specific surface area. Higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability are likely to be obtained.
  • the specific surface area of the blast furnace slag can be adjusted to be equal to or higher than the lower limit value and lower than the upper limit value by, for example, pulverizing and classifying the blast furnace slag and using a specific fraction.
  • the specific surface area of the blast furnace slag can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering method.
  • the content of the aluminosilicate source (A) is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 35% by mass or more, and particularly preferably 35% by mass or more, based on the total solid content of the curable composition. It is 40% by mass or more, preferably 75% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, still more preferably 65% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or less.
  • the cured product in the present invention is usually produced by a method including a step of molding a curable composition.
  • the content of the aluminosilicate source (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, based on the total solid content of the curable composition. Is 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, still more preferably 60% by mass or less.
  • the content of the aluminosilicate source (A) is at least the lower limit value and at least the upper limit value, it is easy to obtain a cured product having higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability.
  • the alkali activator (B) used in the present invention exhibits high alkalinity in water, and when it comes into contact with the aluminosilicate source (A), it activates it and elutes cations such as Al and Si. Have.
  • the content of the alkali activator (B) is 10% by mass or less with respect to the total solid content of the curable composition. If the content of the alkali activator (B) is higher than 10% by mass, it is difficult to obtain high dimensional stability of the cured product.
  • alkali activator (B) examples include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, and alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and lithium carbonate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content thereof is preferably 0.01% by mass or more with respect to the total solid content of the curable composition. More preferably 0.1% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, 10% by mass or less, preferably 9% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, still more preferably 7% by mass or less, particularly preferably. Is 6% by mass or less.
  • alkali activator (B) is an alkali metal silicate.
  • the alkali metal silicate comes into contact with the aluminosilicate source (A), in addition to activating it and having an action, it becomes a source of the silicic acid monomer [Si (OH) 4] forming a geopolymer.
  • A aluminosilicate source
  • Si (OH) 4 silicic acid monomer
  • the alkali metal silicate include sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate and the like, and in the present invention, these may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of low cost, it is preferable to use sodium silicate. Further, a part of sodium silicate may be replaced with potassium silicate as long as the advantage of manufacturing cost is not impaired.
  • Sodium silicate may be used in the form of water glass (a concentrated aqueous solution of sodium silicate) obtained by dissolving sodium silicate in water and heating it.
  • Alkali metal silicates are usually used in the form of aqueous solutions.
  • the molar ratio of alkali metal / water in the aqueous alkali metal silicate solution is preferably 0.02 or more.
  • the higher the molar ratio the higher the strength of the obtained cured product. Therefore, the higher the molar ratio, the more preferable.
  • the smaller the molar ratio the more the aluminosilicate source (A), the alkali activator (B) and the alkali-resistant fiber (C).
  • the fluidity of the curable composition containing the above is reduced, which makes molding difficult. Therefore, the molar ratio is preferably 0.03 to 0.20, more preferably 0.04 to 0.15, and particularly preferably 0.06 to 0.12.
  • the content thereof is preferably 0.01% by mass with respect to the total solid content of the curable composition.
  • the above is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, still more preferably 6% by mass or less. Particularly preferably, it is 5% by mass or less.
  • this content is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability are likely to be obtained in the produced cured product.
  • the curable composition in the present invention is a combination of the above-mentioned alkali metal hydroxide and / or alkali metal carbonate and the above-mentioned alkali metal silicate as the alkali activator (B), preferably.
  • the combination of the alkali metal hydroxide as described above and the alkali metal silicate as described above may be contained.
  • the curable composition in the present invention contains such a combination as the alkali activator (B), it is easy to obtain a cured product having higher bending strength, higher bending toughness and high dimensional stability.
  • the content thereof is preferably 0.6% by mass with respect to the total solid content of the curable composition. % Or more, more preferably 1.5% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, 10% by mass or less, preferably 9% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, still more preferably 7% by mass or less. Particularly preferably, it is 6% by mass or less.
  • this content is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, higher bending strength, higher bending toughness and higher dimensional stability are likely to be obtained in the produced cured product.
  • the alkali-resistant fiber (C) used in the present invention has an effect of increasing the bending strength and bending toughness of the cured product. Further, by suppressing cracks that may occur in the process of curing and drying the curable composition, it is possible to prevent deterioration of bending strength and dimensional stability of the cured product.
  • the alkali-resistant fiber (C) may be an inorganic fiber or an organic fiber as long as it has chemical durability against alkali.
  • the alkali-resistant inorganic fiber include alkali-resistant glass fiber, steel fiber (steel fiber), stainless fiber, carbon fiber and the like.
  • alkali-resistant organic fibers include polyvinyl alcohol (hereinafter, may be referred to as PVA) fiber, polyolefin fiber (for example, polyethylene fiber and polypropylene fiber, etc.), ultrahigh molecular weight polyethylene fiber, and polyamide fiber (polyamide 6).
  • Polyamides 6, 6, and polyamides 6, 10, etc. include aramid fibers (particularly para-aramid fibers), polyparaphenylene benzobisoxazole-based fibers [eg, polyparaphenylene benzoxazole (PBO) fibers], nylon fibers, acrylic fibers, rayon.
  • PBO polyparaphenylene benzoxazole
  • alkali-resistant fibers such as polynosic fibers (for example, polynosic fibers and solvent-spun cellulose fibers), polyphenylene sulfide fibers (PPS fibers), and polyether ether ketone fibers (PEEK fibers). These alkali-resistant fibers may be used alone or in combination of two or more.
  • the alkali resistant fiber (C) is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol-based fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, acrylic fiber, aramid fiber and nylon fiber. Is preferable.
  • the average fiber diameter of the alkali-resistant fiber (C) is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, still more preferably 250 ⁇ m or less, still more preferably 150 ⁇ m or less, and particularly preferably 75 ⁇ m or less.
  • the average fiber diameter of the alkali-resistant fiber (C) is usually 3 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 7 ⁇ m or more. When the average fiber diameter of the alkali-resistant fiber (C) is not more than the upper limit value, such an alkali-resistant fiber (C) has sufficient fiber strength and is easily industrially stably produced.
  • the polymer matrix (hereinafter, also referred to as “matrix”) means a polymer portion to which an alkali-resistant fiber (C) is bonded in a cured product.
  • the alkali-resistant fiber (C) has an aspect ratio of preferably 15 from the viewpoint of easily achieving both good dispersibility of the fiber in the curable composition and good reinforcing property after curing of the curable composition.
  • the above is more preferably 30 or more, still more preferably 40 or more, particularly preferably 50 or more, preferably 2500 or less, more preferably 2000 or less, still more preferably 1000 or less, and particularly preferably 500 or less.
  • the aspect ratio means the ratio (L / D) of the fiber length L and the fiber diameter D.
  • the average fiber diameter and aspect ratio of the alkali-resistant fiber (C) can be determined in accordance with JIS L 1015 "Chemical Fiber Staple Test Method (8.5.1)".
  • the average fiber length of the alkali-resistant fiber (C) is preferably 0. From the viewpoint of easily achieving both good dispersibility of the fiber in the curable composition and good reinforcing property after curing of the curable composition. It is 5 to 40 mm, more preferably 1 to 15 mm.
  • the fiber tensile strength of the alkali-resistant fiber (C) in the present invention is preferably 3 cN / dtex or more, more preferably 5 cN / dtex or more, and particularly preferably 7 cN / dtex or more.
  • the upper limit of the fiber tensile strength of the alkali-resistant fiber (C) in the present invention is appropriately set according to the type of fiber, and is, for example, 30 cN / dtex or less.
  • the fiber tensile strength can be obtained in accordance with JIS L 1015 "Chemical fiber staple test method (8.5.1)".
  • a PVA-based fiber for example, a vinylon fiber
  • the alkali-resistant fiber (C) a PVA-based fiber having the following characteristics may be used.
  • the degree of polymerization of the PVA-based polymer constituting the PVA-based fiber can be appropriately selected depending on the intended purpose, and is not particularly limited. Considering the mechanical properties of the obtained fiber and the like, the average degree of polymerization of the PVA-based polymer determined from the viscosity of the aqueous solution at 30 ° C. is preferably about 500 to 20000, more preferably about 800 to 15000, and particularly preferably about 1000 to. It is about 10,000.
  • the average degree of polymerization of the PVA-based polymer is preferably 1000 or more, more preferably 1200 or more, more preferably 1500 or more, and particularly preferably 1750 or more.
  • the PVA-based polymer may be a medium-polymerization product having an average degree of polymerization of 1000 or more and less than 3000, or a high-polymerization product having an average degree of polymerization of 3000 or more.
  • the degree of saponification of the PVA-based polymer can also be appropriately selected according to the purpose and is not particularly limited.
  • the saponification degree of the PVA-based polymer may be, for example, 95 mol% or more, preferably 98 mol% or more.
  • the saponification degree of the PVA-based polymer may be 99 mol% or more, or may be 99.8 mol% or more.
  • the PVA-based fiber used in the present invention is produced by dissolving such a PVA-based polymer in a solvent, spinning it by either a wet method, a dry wet method, or a dry method, and drying and heat-stretching it.
  • Wet spinning is a method of discharging a spinning stock solution directly from a spinning nozzle into a solidification bath.
  • Dry-wet spinning is a method in which a spinning stock solution is once discharged from a spinning nozzle into air at an arbitrary distance or into an inert gas, and then introduced into a solidification bath.
  • Dry spinning is a method of discharging a spinning stock solution into the air or an inert gas.
  • the PVA-based fiber may be drawn if necessary.
  • acetalization treatment or the like which is generally performed for PVA-based fibers, may be performed.
  • the solvent used for the spinning stock solution of PVA-based fibers is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving PVA.
  • a solvent capable of dissolving PVA for example, one or a combination of two or more such as water, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide, dimethylacetamide and polyhydric alcohols (eg, glycerin, ethylene glycol and triethylene glycol) may be used.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • dimethylformamide dimethylacetamide
  • polyhydric alcohols eg, glycerin, ethylene glycol and triethylene glycol
  • water or an organic solvent as the solvent.
  • water and DMSO are particularly preferable from the viewpoint of ease of supply and the influence on the environmental load.
  • the polymer concentration in the spinning stock solution varies depending on the composition and degree of polymerization of the PVA-based polymer and the type of solvent, but is generally 6 to 60% by mass.
  • the above solvent may be used even in dry spinning.
  • water may be used or an organic solvent may be used.
  • the undiluted spinning solution may contain additives and the like, depending on the purpose, in addition to the PVA-based polymer.
  • additives include boric acid, surfactants, antioxidants, decomposition inhibitors, antifreeze agents, pH regulators, concealing agents, colorants, oils and the like.
  • the solvent used in the solidification bath may be appropriately selected depending on the type of solvent used in the spinning stock solution.
  • the undiluted spinning solution is an aqueous solution
  • an aqueous solution of inorganic salts having a solidifying ability with respect to the PVA-based polymer for example, sodium sulfate, ammonium sulfate, sodium carbonate, sodium hydroxide, etc.
  • an alkaline aqueous solution may be used as the solidification bath.
  • the solidification bath has the ability to solidify PVA-based polymers such as alcohols such as methanol, ethanol, propanol or butanol, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone.
  • PVA-based polymers such as alcohols such as methanol, ethanol, propanol or butanol, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone.
  • An organic solvent having the above may be used.
  • PVA-based fibers obtained by dry spinning or PVA-based fibers obtained by wet spinning from a spinning stock solution using water or an organic solvent as a solvent are preferable from the viewpoint of fiber tensile strength.
  • the raw yarn may be passed through an extraction bath, or the raw yarn may be wet-stretched at the same time as extraction. Further, after wet stretching, the fibers may be dried, and if necessary, further dry heat stretching may be performed.
  • the total stretching ratio (the product of the wet stretching and the stretching ratio after drying) may be, for example, 5 to 25 times, preferably about 8 to 20 times.
  • the alkali-resistant fiber (C) may be used as the alkali-resistant fiber (C), and examples thereof include organic fibers such as polyvinyl alcohol fiber manufactured by Kuraray Co., Ltd., polypropylene fiber manufactured by Balchip Co., Ltd., and nylon fiber manufactured by Toray Co., Ltd. In addition, inorganic fibers such as glass fibers manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. and Pacific Material Co., Ltd. can be mentioned.
  • the content of the alkali resistant fiber (C) is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass, based on the total solid content of the cured product. It is 0.2% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less.
  • the content of the alkali-resistant fiber is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, higher bending strength and higher bending toughness can be easily obtained in the produced cured product.
  • the content of the alkali-resistant fiber (C) in the cured product can be measured by the method described in Examples described later.
  • the cured product in the present invention may further contain a slag stimulant (D).
  • a slag stimulant (D) When the slag stimulant (D) is added to the curable composition in the present invention, it is easy to obtain a cured product having higher bending strength and / or higher bending toughness. Further, the curing time can be shortened, and even with the shortened curing time, it is easy to obtain a cured product having higher bending strength and / or higher bending toughness.
  • the slag stimulant (D) examples include aluminum sulfate, calcium hydroxide, sodium sulfate, sodium aluminate and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
  • the cured product contains at least one selected from the group consisting of aluminum sulfate, calcium hydroxide and sodium aluminate.
  • the content thereof is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, based on the total solid content of the cured product. It is more preferably 0.2% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, preferably 3% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably. It is 1.5% by mass or less.
  • the content is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, the effect of adding the above-mentioned slag stimulant (D) can be easily obtained.
  • the cured product in the present invention may further contain an aggregate (E).
  • the content thereof is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 25% by mass, based on the total solid content of the cured product.
  • an aggregate generally used for concrete or mortar may be used.
  • the aggregate (E) is different from the aluminosilicate source (A) described above.
  • the aggregates are classified into fine aggregates and coarse aggregates according to the size of particles, natural aggregates and artificial aggregates according to the origin, and lightweight aggregates, ordinary aggregates and heavy aggregates according to the density. These aggregates may be used alone or in combination of two or more.
  • the fine aggregate may be an aggregate having a particle size of 5 mm or less, for example, sands having a particle size of 5 mm or less; pulverized inorganic materials such as silica stone, slag, slag particles, various sludges and rock minerals. Alternatively, granulated fine aggregate and the like can be mentioned.
  • sands include sands such as river sand, mountain sand, sea sand, crushed sand, silica sand, slag, glass sand, iron sand, ash sand, calcium carbonate and artificial sand. These fine aggregates may be used alone or in combination of two or more.
  • the coarse aggregate is an aggregate containing 85% by mass or more of particles having a particle size of 5 mm or more based on the total amount of the coarse aggregate.
  • the coarse aggregate may be composed of particles having a particle size of more than 5 mm.
  • Examples of the coarse aggregate include various gravel, artificial aggregate, recycled aggregate (recycled aggregate of construction waste, etc.) and the like. These coarse aggregates may be used alone or in combination of two or more.
  • lightweight aggregates include natural lightweight aggregates such as volcanic gravel, expanded slag and charcoal shells, and artificial lightweight bones such as foamed pearlite, foamed pearlite, foamed black stone, vermiculite, silas balloons and fly ash microballoons. The material can be mentioned. These lightweight aggregates may be used alone or in combination of two or more.
  • the cured product in the present invention may further contain a functional aggregate in addition to the above-mentioned aggregate (E).
  • functional aggregates include colored aggregates, hard aggregates, elastic aggregates, aggregates having a specific shape, and the like, and specifically, layered silicate (layered silicate).
  • layered silicate layered silicate
  • mica, talc and kaolin), alumina, silica and the like can be mentioned.
  • the ratio of the functional aggregate to the aggregate can be appropriately set according to each type.
  • the mass ratio of the aggregate to the functional aggregate (aggregate / functional aggregate) can be set. It may be 99/1 to 70/30, preferably 98/2 to 75/25, and more preferably 97/3 to 80/20.
  • These functional aggregates may be used alone or in combination of two or more.
  • the cured product in the present invention may further contain a powder other than the aluminosilicate source (A) and the aggregate (E) as the other powder (F).
  • a powder other than the aluminosilicate source (A) and the aggregate (E) as the other powder (F).
  • other powders (F) include fine powders (eg, silica fume, slaked lime, fresh lime, alumina and bentonite, etc.), calcium sulfate derivatives (eg, dihydrate gypsum, ⁇ -type or ⁇ -type hemihydrate gypsum).
  • the cured product contains at least one selected from the group consisting of silica fume, calcium sulfate derivative, and fluidizing agent.
  • the cured product contains a calcium sulfate derivative because cracks are easily suppressed in the cured product.
  • the curable composition contains a fluidizing agent, it is possible to prolong the pot life of the cured composition, and as a result, it is easy to uniformly mix the fibers, which is preferable. Further, the weight of the cured product can be reduced by using a foaming agent or a foaming aid, or by increasing the blending amount of the other powder (F).
  • the content thereof is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, based on the total solid content of the cured product. More preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less, still more preferably 25% by mass. % Or less, particularly preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less. In another aspect, it is also preferable that the content is 10% by mass or less, 7% by mass or less, 5% by mass or less, or 3% by mass or less. When the content is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, the effect of adding the other powder (F) described above can be easily obtained.
  • the cured product further contains a calcium sulfate derivative, and the content of the calcium sulfate derivative is 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass, based on the total solid content of the cured product.
  • the above is 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less.
  • it is also preferable that the content is 3% by mass or less, or 2% by mass or less.
  • the cured product in the present invention is usually produced by a method including a step of molding a curable composition. Therefore, if necessary, the molding aid (G) may be added to the curable composition. By adding the molding aid (G), molding unevenness of the curable composition can be reduced.
  • molding aid (G) examples include pulps, thickeners (eg, cellulose ethers such as water-soluble polymer substances such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, and lignin sulfone. Acidic acid, etc.) and various admixtures (eg, AE agent, fluidizer, water reducing agent, high performance water reducing agent, AE water reducing agent, high performance AE water reducing agent, water retention agent, water repellent, swelling agent, hardening accelerator) Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • thickeners eg, cellulose ethers such as water-soluble polymer substances such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, and lignin sulfone. Acidic acid, etc.
  • various admixtures eg,
  • the addition ratio thereof is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass, based on the total solid content of the curable composition.
  • the above is more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, still more preferably 6% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass. % Or less.
  • the addition rate is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, the effect of adding the above-mentioned molding aid can be easily obtained.
  • the fiber cohesion degree of the cured product is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 6% or less.
  • the lower limit of the fiber cohesion may be 0% or more.
  • the degree of fiber cohesion in the present specification is determined by the method described in Examples described later. When the fiber cohesion degree is not more than the above upper limit value, it is easy to improve the mechanical strength of the finally obtained molded product.
  • the coefficient of variation of the average content of the alkali-resistant fiber (C) contained in the 10 pieces cut out to 10 g from the whole or a part of the cured product is preferably 30% or less, more preferably 25. % Or less, particularly preferably 20% or less.
  • the coefficient of variation is obtained by the method described in Examples described later.
  • Proportional limit bending strength is measured according to JIS A 1408 of the cured body is preferably 3N / mm 2 or more, more preferably 5N / mm 2 or more, more preferably 5.5 N / mm 2 or more, more preferably more Is 6 N / mm 2 or more, particularly preferably 7 N / mm 2 or more.
  • the upper limit of the bending proportional limit strength is not particularly limited.
  • the bending proportional limit strength is usually 30 N / mm 2 or less.
  • the maximum bending strength measured according to JIS A 1408 of the cured product is preferably 3 N / mm 2 or more, more preferably 5 N / mm 2 or more, and further preferably 7 N / mm 2 or more.
  • the upper limit of the maximum bending strength is not particularly limited.
  • the maximum bending strength is usually 50 N / mm 2 or less.
  • the bending toughness measured in accordance with JIS A 1408 of the cured product is preferably 50 N / mm or more, more preferably 100 N / mm or more, and further preferably 200 N / mm or more.
  • the upper limit of bending toughness is not particularly limited. Bending toughness is usually 1500 N / mm or less.
  • the dimensional change rate measured according to JIS A 5430 of the cured product is preferably 0.12% or less, more preferably 0.10% or less, and further preferably 0.08% or less.
  • the cured product of the present invention is, for example, The step of mixing the components containing the aluminosilicate source (A) and the alkali activator (B) with water, A step of preparing a curable composition by adding an alkali-resistant fiber (C) to the obtained mixture and further mixing the mixture, and a step of molding, curing and drying the obtained curable composition to obtain a cured product. It can be manufactured by a method including.
  • a slag stimulant (D), an aggregate (E), another powder (F) and a molding aid (G), which may be used as needed are used, these optional components are an aluminosilicate source (A).
  • the component containing the alkali activator (B) can be added in the first mixing step of mixing with water.
  • the powder (F) and the molding aid (G) include the above ⁇ (A) aluminosilicate source>, ⁇ (B) alkali activator>, ⁇ (C) alkali resistant fiber>, and ⁇ (D) slag. Stimulants>, ⁇ (E) Aggregate>, ⁇ (F) Other powders> and ⁇ (G) Molding aids> can be used.
  • the mixing method in the first mixing step is not particularly limited, and usually at room temperature (for example, 25 ° C.), a known or conventional mixer or the like (for example, a mortar mixer, a tiltable mixer, a track mixer, a twin-screw mixer, an omni). It can be mixed using a mixer, a pan mixer, a planetary mixer, an Erich mixer, etc.).
  • the order in which each component is put into a mixer or the like is not particularly limited.
  • the amount of water is also not particularly limited, but is usually 100 parts by mass of the aluminosilicate source (A) from the viewpoint that a uniform curable composition can be easily obtained without the curable composition containing excess water. It is 30 to 300 parts by mass with respect to.
  • Water may be added independently, or may be added in the form of water as the solvent when water glass is used as the alkali activator (B).
  • a water-soluble substance for example, an alkali activator (B) and, if added, a water-soluble optional component [for example, aluminum sulfate which is a slag stimulant (D)]] in water in advance to make an aqueous solution.
  • the obtained aqueous solution may be mixed with a water-insoluble component [for example, an aluminosilicate source (A), and if added, a water-insoluble optional component (for example, aggregate (E))].
  • the aqueous solution and the mixture obtained by separately mixing the water-insoluble components may be mixed. Further, the mixing time is not particularly limited, and the mixture may be mixed until a uniform mixture is obtained.
  • the alkali resistant fiber (C) is added to the obtained mixture and further mixed.
  • the alkali-resistant fiber (C) may be added in a predetermined amount at one time, or may be added in two or more portions.
  • a method for adding the alkali-resistant fiber (C) it is preferable to add the fiber in a unidirectionally aligned and converged state from the viewpoint that a uniform curable composition can be easily obtained.
  • the mixing time after adding the fiber is not particularly limited, and the mixture may be mixed until a uniform curable composition is obtained. Further, in order to uniformly mix the alkali-resistant fiber (C), the temperature of the mixture at the time of mixing is also important.
  • the temperature of the mixture is preferably 10 to 50 ° C, more preferably 15 to 40 ° C, still more preferably 20 to 35 ° C.
  • the temperature of this mixture is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, it becomes easy to uniformly mix the fibers.
  • the curable composition is cured so as to withstand a manufacturing process such as demolding or transfer.
  • the obtained curable composition is a so-called casting method in which the curable composition is poured into an open mold, a dehydration molding method in which the curable composition is pressed or sucked and dehydrated. It can be molded by using a known technique such as an injection molding method in which a curable composition is injected into a sealed mold or an extrusion molding method in which a product having a certain shape can be molded through a mouthpiece.
  • a vacuum extruder may be used in the extrusion molding method.
  • the curable composition may be pressed by pressing using a top molding mold, a roll or the like.
  • Curing may usually be carried out under normal pressure or pressure at a temperature of 20-95 ° C., for example 25 ° C. or 90 ° C., at a relative humidity of 20-99%.
  • the curing time is appropriately set according to the pressure, temperature and / or humidity in which the curing is performed. The higher the pressure, temperature and humidity, the shorter the curing time, and the lower the pressure, temperature and humidity, the longer the curing time. For example, in the case of normal pressure steam curing (wet curing) at a temperature of 80 ° C.
  • the curing may be performed for about 4 to 24 hours. Curing cures the curable composition. After that, additional curing may be carried out, in which case the curing conditions of the additional curing may be the same as or different from the initial curing.
  • the undried cured product obtained after curing is dried until a predetermined moisture content is obtained.
  • the cured product can have both high bending strength and high dimensional stability.
  • the drying temperature is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably higher than 100 ° C. (for example, 105) from the viewpoint of easily obtaining higher bending strength and higher bending toughness. °C or higher).
  • the drying temperature is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 160 ° C. or lower, from the viewpoint of easily avoiding the problem of cracking caused by the temperature being too high.
  • the drying time may be appropriately selected according to the size or shape of the undried cured product, the drying temperature, and the like.
  • the method of drying the undried cured product is not particularly limited.
  • it can be dried using a hot air drying method.
  • the temperature inside the dryer is raised over a certain period of time (for example, 30 ° C./h), the temperature of the cured product to be dried is uniformly raised, and then the drying is performed at a predetermined drying temperature and time. It is preferable to let it.
  • the obtained cured product has a specific water content based on a curable composition having excellent uniformity due to a specific composition, and therefore, by producing by the above method, the curing reaction is substantially complete. As it progresses and further densification of the fiber and the polymer matrix is expected to be realized, it is possible to have both high bending strength and high dimensional stability.
  • the dimensional change rate of the cured product was measured according to JIS A 5430. First, the cured product to be measured was placed in a dryer, kept at a temperature of 60 ° C. ⁇ 3 ° C. for 24 hours, and then taken out. The removed cured product was placed in a desiccator whose humidity was controlled with silica gel, and left to stand until the temperature reached 20 ⁇ 1.5 ° C. Next, a milk-colored glass is pasted on the cured body, the marked lines are carved so that the distance between the marked lines is about 140 mm, the length between the marked lines is measured with a comparator having an accuracy of 1/500 mm, and the length is measured. It was set to L 1 (mm).
  • the cured product was erected so that the length direction of the cured product was horizontal, and the cured product was immersed in water at 20 ° C. ⁇ 1.5 ° C. so that the upper end of the cured product was located about 30 mm below the water surface.
  • the cured product was taken out from the water, the water adhering to the surface was wiped off, the length between the marked lines was measured again, and the length was defined as L 2 (mm).
  • the dimensional change rate Y (%) due to water absorption was calculated by the following formula. The smaller the dimensional change rate Y, the higher the dimensional stability.
  • the content of the alkali-resistant fiber (C) in the cut piece having the weight of W 1 (g) was calculated by the following formula. Similarly, the content of the alkali-resistant fiber (C) was calculated for each of the cut pieces having a weight of W 2 to W 10 (g). Further, the standard deviation and the average value of the content rate of the alkali-resistant fiber (C) of the cut piece having a weight of W 1 to W 10 (g) are calculated, and the average of the alkali-resistant fiber (C) is calculated by the following formula. The coefficient of variation of the content was calculated.
  • the alkali-resistant fiber (C) for 100 parts by mass of each cut piece. was calculated, and the average value was calculated to obtain the number of copies of the alkali-resistant fiber (C) with respect to 100 parts by mass of the cured product.
  • the fiber cohesion degree (mass of the fiber ball with respect to the total mass of the alkali-resistant fiber (C) contained in the cured product) was calculated by the following formula.
  • Example 1 Using the materials shown in Tables 1 and 2 described later, a curable composition was prepared at the ratios shown in Table 2, and a cured product of the obtained curable composition was produced. Specifically, first, sodium hydroxide is dissolved in water in an amount corresponding to 35% by mass with respect to the total mass of the aluminosilicate source (A) and the other powder (F), and the alkali activator ( The solution of B) was prepared. Next, blast furnace granulated slag (fine ceramic 20A: specific surface area 6000 cm 2 / g) 36.8% by mass, which is an aluminosilicate source (A), and fly ash (manufactured by Shiden Business Co., Ltd .: Shiden Fly Ash II).
  • PVA fiber polyvinyl alcohol fiber manufactured by Kuraray Co., Ltd., hereinafter referred to as "PVA1"
  • PVA1 polyvinyl alcohol fiber manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • the obtained curable composition was poured into a mold having a width of 4 cm, a length of 18 cm, and a thickness of 1 cm, cured under normal pressure under the conditions of 90 ° C. and RH 95% for 24 hours, and then demolded. This was dried for 4 hours in a blower constant temperature dryer set at 110 ° C. to produce a cured product.
  • the obtained cured product was evaluated as described above. The results are shown in Table 5.
  • Example 2 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the drying conditions were changed to the conditions shown in Table 2.
  • Example 4 As shown in Table 2, except that the ratio of alkali-resistant fibers was changed from 0.7% by mass to 1.4% by mass, and the ratio of blast furnace slag and the ratio of sand as aggregate (E) were changed accordingly. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2.
  • Example 5 As shown in Table 2, except that the types and proportions of alkali-resistant fibers were changed, and the proportions of blast furnace slag, fly ash, silica fume and sand as aggregate (E) were changed accordingly. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2.
  • Example 6 As shown in Table 2, a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the types and proportions of alkali-resistant fibers were changed, and the proportions of blast furnace slag and fly ash were changed accordingly. Was carried out.
  • Example 7 As shown in Table 2, a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the type and ratio of alkali-resistant fibers were changed and the ratio of blast furnace slag was changed accordingly.
  • Example 8 As shown in Table 2, a cured product was produced in the same manner as in Example 2 except that the ratio of blast furnace slag and the ratio of fly ash were changed, and the ratio of sand as the aggregate (E) was changed accordingly. And the evaluation was carried out.
  • Example 9 Sodium hydroxide was dissolved in water in an amount corresponding to 35% by mass with respect to the total mass of the aluminosilicate source (A) and the other powder (F) to prepare a solution of the alkaline activator (B). Instead, sodium hydroxide and water glass No. 3 are dissolved in water in an amount corresponding to 30% by mass with respect to the total mass of the aluminosilicate source (A) and the other powder (F) to make an alkali. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that a solution of the activator (B) was prepared and the ratio of each material other than the alkali resistant fiber (C) and sodium gluconate was changed. Was carried out.
  • Example 10 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the drying conditions were changed to the conditions shown in Table 2.
  • Example 11 As shown in Table 2, blast furnace slag, fly ash and metakaolin are used in place of the aluminosilicate source (A) blast furnace slag and fly ash, and each material other than the alkali resistant fiber (C) and the aggregate (E) is used. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the ratio of the above was changed.
  • Example 12 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 11 except that the drying conditions were changed to the conditions shown in Table 2.
  • Example 13 In addition to the above materials, the blast furnace granulated slag and fly ash, which are the sources of alminosilicate (A), silica fume, which is the other powder (F), and the aggregate (E) are added to the mortar mixer.
  • a cured product was produced in the same manner as in Example 2 except that aluminum sulfate, which is a slag stimulant (D), was added to the mortar mixer, and the ratios of the blast furnace granulated slag and the aggregate (E) were changed. And the evaluation was carried out.
  • Example 14 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 13 except that the curing time was changed from 12 hours to 24 hours.
  • Example 15 As shown in Table 2, the ratio of aluminum sulfate as the slag stimulant (D) was changed, and the ratio of blast furnace slag and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed accordingly. In the same manner, a cured product was produced and evaluated.
  • Example 16 As shown in Table 2, the proportion of aluminum sulfate as the slag stimulant (D) was changed, and the proportion of blast furnace slag, the proportion of fly ash, the proportion of silica fume, and the proportion of sand as the aggregate (E) were changed accordingly. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 14 except that the ratio was changed.
  • Example 17 Sodium hydroxide was dissolved in water in an amount corresponding to 35% by mass with respect to the total mass of the aluminosilicate source (A) and the other powder (F) to prepare a solution of the alkaline activator (B). Instead, sodium hydroxide and water glass No. 3 are added in an amount corresponding to 30% by mass based on the total mass of the aluminosilicate source (A), the slag stimulant (D) and the other powder (F). In the same manner as in Example 2, except that a solution of the alkali activator (B) was prepared by dissolving in water of the above, and the ratio of each material other than the alkali resistant fiber (C) and sodium gluconate was changed. A cured product was manufactured and evaluated.
  • Example 18 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 17 except that the drying conditions were changed to the conditions shown in Table 2.
  • Example 19 In addition to the above materials, the blast furnace granulated slag and fly ash, which are the sources of alminosilicate (A), silica fume, which is the other powder (F), and the aggregate (E) are added to the mortar mixer. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the other powder (F), dihydrate slag, was added to the mortar mixer and the ratio of the aggregate (E) was changed. Was carried out.
  • Example 20 As shown in Table 2, the cured product was obtained in the same manner as in Example 19 except that the ratio of dihydrate gypsum was changed, and the ratio of blast furnace slag and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed accordingly. Was manufactured and evaluated.
  • Example 21 As shown in Table 2, the same as in Example 19 except that the ratio of dihydrate gypsum was changed, and the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed accordingly. Then, a cured product was produced and evaluated.
  • Example 22 In addition to the above materials, the blast furnace granulated slag and fly ash, which are the sources of alminosilicate (A), silica fume, which is the other powder (F), and the aggregate (E) are added to the mortar mixer.
  • the slag stimulant (D) aluminum sulfate and other powder (F) dihydrate gypsum were added to the mortar mixer, and the proportions of blast furnace granulated slag, fly ash and aggregate (E) were changed.
  • a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except for the above.
  • Example 23 Sodium hydroxide is dissolved in water in an amount corresponding to 54% by mass with respect to the total mass of the aluminosilicate source (A), other powders (F) and the molding aid (G) to be an alkali activator. A solution was prepared. Next, blast furnace granulated slag (fine ceramic 20A: specific surface area 6000 cm 2 / g) 36.8% by mass, which is an aluminosilicate source (A), and fly ash (manufactured by Shiden Business Co., Ltd .: Shiden Fly Ash II).
  • PVA fiber polyvinyl alcohol fiber manufactured by Kuraray Co., Ltd., “PVA2”
  • the obtained molded plate was covered with a vinyl sheet and cured under normal pressure under the conditions of 90 ° C. ⁇ RH 95% for 24 hours.
  • Example 24 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 23 except that the curing time was changed from 12 hours to 24 hours.
  • Example 25 As shown in Table 3, Examples except that the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, the ratio of sodium hydroxide as the alkali activator (B), and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed. A cured product was produced and evaluated in the same manner as in 2.
  • Examples 26 to 27 As shown in Table 3, a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the ratio of blast furnace slag and the ratio of fly ash were changed.
  • Example 28 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the curing temperature was changed from 90 ° C to 60 ° C.
  • Example 29 As shown in Table 3, the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, the ratio of sodium hydroxide which is an alkali activator (B), the ratio of alkali-resistant fiber (C), and the ratio of sand which is an aggregate (E). The ratio was changed, aluminum powder and slaked lime were used instead of the other powders (F), silica fume and sodium gluconate, and the same alkali-resistant fiber (C) as in Example 2 was added and mixed. After that, a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the aluminum powder was further charged and mixed.
  • Example 30 As shown in Table 3, the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, the ratio of sodium hydroxide which is an alkali activator (B), the ratio of alkali-resistant fiber (C), and the ratio of sand which is an aggregate (E).
  • B alkali activator
  • C alkali-resistant fiber
  • E the ratio of sand which is an aggregate
  • Example 31 As shown in Table 3, the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, the ratio of sodium hydroxide which is an alkali activator (B), the ratio of alkali-resistant fiber (C), and the ratio of sand which is an aggregate (E). , And the proportion of dihydrate gypsum was changed, red mud was further used as the aluminosilicate source (A), aluminum powder and slaked lime were used without silica fume and sodium gluconate, and Example 19 After the addition and mixing of the alkali-resistant fiber (C) similar to that in the above, a cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 19 except that the aluminum powder was further added and mixed.
  • Example 32 As shown in Table 3, the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, the ratio of sodium hydroxide which is an alkali activator (B), the ratio of alkali-resistant fiber (C), and the ratio of sand which is an aggregate (E). , And the ratio of dihydrate gypsum was changed, red mud was further used as the aluminosilicate source (A), and slaked lime was used without silica fume and sodium gluconate, but the same as in Example 19. The cured product was manufactured and evaluated.
  • Example 4 Example 1 except that the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed as shown in Table 4 without using the alkali-resistant fiber (C). In the same manner, a cured product was produced and evaluated.
  • Example 5 Example 2 except that the ratio of blast furnace slag, the ratio of fly ash, and the ratio of sand as the aggregate (E) were changed as shown in Table 4 without using the alkali-resistant fiber (C). In the same manner, a cured product was produced and evaluated.
  • Example 6 A cured product was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that drying was not performed.
  • Table 1 The characteristics of the fibers used in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
  • Table 5 shows the evaluation results of the cured products of Examples and Comparative Examples.
  • the cured product of Comparative Example 1 in which the content of sodium hydroxide as the alkali activator (B) is more than 10% by mass with respect to the total solid content of the curable composition has a coefficient of variation of the average fiber content. It was high and showed a high coefficient of variation.
  • the cured product of Comparative Example 2 in which the content of blast furnace slag with respect to the total solid content of the aluminosilicate source (A) was less than 40% by mass has a high coefficient of variation in the average fiber content and a high degree of fiber cohesion. Compared with Example 2, it showed low LOP and low bending toughness, and showed a high coefficient of variation.
  • the cured product of Comparative Example 3 containing no reinforcing fibers and having a water content of the cured product higher than 10.0% by mass with respect to the total mass of the cured product showed low bending strength (MOR) and significantly low bending toughness.
  • the cured products of Comparative Examples 4 to 5 containing no reinforcing fiber showed extremely low bending toughness.
  • the cured products of Comparative Examples 6 to 9 in which the water content of the cured product is higher than 10.0% by mass with respect to the total mass of the cured product are from the cured products of the corresponding examples (Examples 1, 6, 7 and 8). , Bending strength and bending toughness were significantly lower.
  • the cured product of the present invention has high bending strength and high dimensional stability. Therefore, the cured product of the present invention is not particularly limited, but is usefully used as various civil engineering / building materials such as blocks, floor materials, wall materials, ceiling materials, partitions, roofing materials and roof tiles. be able to.

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Abstract

本発明は、（Ａ）アルミノケイ酸塩源、（Ｂ）アルカリ活性剤および（Ｃ）耐アルカリ性繊維を含んでなる硬化性組成物の硬化体であって、アルミノケイ酸塩源（Ａ）は高炉スラグを含み、高炉スラグの含有率はアルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して４０質量％以上であり、アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％以下であり、硬化体の含水率は、硬化体の総質量に対して１０．０質量％以下である、硬化体に関する。

Description

繊維により補強された硬化体
　本発明は、繊維により補強された硬化体に関する。
　従来のセメント系材料は、その製造汎用性から幅広い分野で、特に土木建築分野で使用されている。しかしながら、セメントの製造には非常に多くのエネルギーを要し、それに伴う二酸化炭素の多量の排出が問題視されている。そこで近年、ジオポリマーという技術が検討されてきている。ジオポリマーは、アルミノケイ酸塩とアルカリ金属ケイ酸塩とを反応させることにより製造される無機ポリマーであり、セメント系材料と比べて、耐久性および耐酸性等に優れると共に、原材料の製造から製品の製造にかけての二酸化炭素排出量が格段に少なく、そのため環境に優しい素材として注目されてきている。
　例えば特許文献１には、硬化性組成物の流動性を損なわずに、その硬化体の靭性を向上させるために、ケイ酸アルミニウム、アルカリ金属ケイ酸塩、補強繊維および水を含有する硬化性組成物に、特定のスラグ粒子を添加した硬化性組成物が記載されている。
　特許文献２には、高炉水砕スラグ、アルカリ刺激剤、水溶性高分子、超微粉状物質、有機質短繊維、および水からなる組成物を、混練、成形した後湿潤養生してなる高強度複合材料が記載されており、この複合材は炎に対して優れた抵抗性を有することが記載されている。
　特許文献３には、フライアッシュ、高炉スラグ、下水焼却汚泥、カオリンの少なくとも１つを含む活性フィラーと、シリカまたはシリカ化合物と、アルカリ溶液とからなり、溶液中に含まれるシリカ量とアルカリ量のモル比が０．５０以下であることを特徴とするジオポリマー組成物が記載されており、このジオポリマー組成物は向上した耐久性を有することが記載されている。
　ジオポリマーは、上述の通り環境に優しいといった利点を有する一方で、非常に高い脆性を有する。従って、特許文献１、２に記載されているように繊維で補強する改善案が知られている。しかし、ジオポリマーの硬化性組成物は、粘性も非常に高く、また可使時間が短いため、繊維の均一な混合が困難であり、その結果、繊維による補強効果を十分に引き出すことが困難であった。更に、繊維が均一に混合されていない状態では繊維塊が発生し、結果的に寸法安定性が悪化することが懸念される。また、一般的なジオポリマーはアルミノケイ酸塩を反応させるために多量のアルカリ活性剤を使用することから、得られる硬化体の寸法安定性が高くない。特許文献３に記載されているようなアルカリ活性剤の量でも、得られる硬化体を水中に浸漬するとアルカリ成分が溶け出し、結果的に寸法安定性が悪化することが懸念される。これらの事情から、高い曲げ強度と高い寸法安定性を両立した硬化体を得ることは困難であった。
特開２０１１－１８４２２１号公報 特開平５－０９７４９５号公報 特開２０１５－１５７７３１号公報
　上述した事情に鑑み、本発明は、繊維により補強された、高い曲げ強度および高い寸法安定性を有する硬化体を提供することを課題とする。
　本発明者らは前記課題を解決するために、硬化体について鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
［１］（Ａ）アルミノケイ酸塩源、（Ｂ）アルカリ活性剤および（Ｃ）耐アルカリ性繊維を含んでなる硬化性組成物の硬化体であって、
アルミノケイ酸塩源（Ａ）は高炉スラグを含み、高炉スラグの含有率はアルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して４０質量％以上であり、
アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％以下であり、
硬化体の含水率は、硬化体の総質量に対して１０．０質量％以下である、硬化体。
［２］アルミノケイ酸塩源（Ａ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して２０質量％以上、７５質量％以下である、前記［１］に記載の硬化体。
［３］耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維からなる群から選択される少なくとも１つである、前記［１］または［２］に記載の硬化体。
［４］耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０５質量％以上、５質量％以下である、前記［１］～［３］のいずれかに記載の硬化体。
［５］耐アルカリ性繊維（Ｃ）の繊維凝集度は１０％以下である、前記［１］～［４］のいずれかに記載の硬化体。
［６］前記硬化体の全体または一部から１０ｇとなるように切り出した１０個の切出片に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均含有率の変動係数は３０％以下である、前記［１］～［５］のいずれかに記載の硬化体。
［７］硬化体は骨材（Ｅ）を更に含み、骨材（Ｅ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して１５質量％以上、７５質量％以下である、前記［１］～［６］のいずれかに記載の硬化体。
［８］アルミノケイ酸塩源（Ａ）は、フライアッシュ、メタカオリンおよび赤泥からなる群から選択される少なくとも１つを更に含む、前記［１］～［７］のいずれかに記載の硬化体。
［９］硬化体はスラグ刺激剤（Ｄ）を更に含み、スラグ刺激剤（Ｄ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０１質量％以上、３質量％以下である、前記［１］～［８］のいずれかに記載の硬化体。
［１０］硬化体は硫酸カルシウム誘導体を更に含み、硫酸カルシウム誘導体の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０１質量％以上、２０質量％以下である、前記［１］～［９］のいずれかに記載の硬化体。
　本発明によれば、繊維により補強された、高い曲げ強度および高い寸法安定性を有する硬化体を提供することができる。
　本発明の硬化体は、（Ａ）アルミノケイ酸塩源、（Ｂ）アルカリ活性剤および（Ｃ）耐アルカリ性繊維を含んでなる硬化性組成物の硬化体である。アルミノケイ酸塩源（Ａ）は高炉スラグを含み、高炉スラグの含有率はアルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して４０質量％以上であり、アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％以下であり、硬化体の含水率は、硬化体の総質量に対して１０．０質量％以下である。
　硬化体の含水率が硬化体の総質量に対して１０．０質量％より高いと、硬化体が高い曲げ強度および高い曲げタフネスを有することは困難である。
　本発明者らは、特定のアルミノケイ酸塩源（Ａ）、特定の割合のアルカリ活性剤（Ｂ）および耐アルカリ性繊維（Ｃ）を含む硬化性組成物の硬化体が、硬化体の総質量に対して１０．０質量％以下の含水率を有することにより、硬化体が高い曲げ強度と高い寸法安定性とを併せ持つことができることを見出した。硬化体の含水率は、例えば、養生後に得た未乾燥の硬化体を後述の方法で乾燥することにより、１０．０質量％以下の値に調節できる。通常、未乾燥の硬化体を乾燥すると、比較的高い温度（例えば１００℃より高い温度）で乾燥した場合は特に、未乾燥の硬化体の表面および内部にひび割れが生じ、その結果、硬化体の力学的強度は低下する。特に繊維で補強されていない未乾燥の硬化体では、ひび割れが多数生じ、硬化体の力学的強度は著しく低下する。しかし、本発明では、硬化体が特定の組成を有する硬化性組成物に基づくことにより、このような力学的強度の低下を回避するどころか、向上した力学的強度を得ることができた、と考えられる。即ち、乾燥（好ましくは比較的高い温度での乾燥）により、硬化反応を実質上完全に進行させるとともに、繊維とポリマーマトリックスとの更なる緻密化を実現し、それにより繊維補強効果を増進することができ、その結果、硬化体の高い曲げ強度および高い曲げタフネスを達成できた、と考えられる。ただし、上記は推定であり、本発明はこれらの作用機構に限定されない。
　硬化体の含水率は、硬化体の総質量に対して、好ましくは９．０質量％以下、より好ましくは８．０質量％以下、更に好ましくは５．０質量％以下、特に好ましくは３．０質量％以下である。硬化体の含水率が前記上限値以下であると、より高い曲げ強度およびより高い曲げタフネスを有する硬化体を得やすい。硬化体の含水率は、例えば、養生後に得た未乾燥の硬化体を後述の方法で乾燥することにより、前記上限値以下の値に調節できる。硬化体の含水率の下限値は特に限定されない。硬化体の含水率は、０質量％であってもよい。硬化体の含水率は、後述の実施例に記載の方法で測定できる。
＜（Ａ）アルミノケイ酸塩源＞
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）は、アルミノケイ酸塩（ｘＭ２Ｏ・ｙＡｌ２Ｏ３・ｚＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、Ｍはアルカリ金属）を主成分として含有する。ここで、主成分とは、アルミノケイ酸塩源中で最も質量の多い成分を意味する。アルミノケイ酸塩源は、高アルカリ性溶液〔アルカリ活性剤（Ｂ）の水溶液〕との接触により、アルミニウムおよびケイ素等の陽イオンを溶出し、これらが重縮合することにより、強固なＳｉＯ４・ＡｌＯ４のポリマーネットワーク（ジオポリマー）が形成される。
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）は高炉スラグを含み、高炉スラグの含有率はアルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して４０質量％以上である。高炉スラグの含有率が４０質量％未満であると、硬化体が高い曲げ強度、高い曲げタフネスおよび高い寸法安定性を有することは困難である。高炉スラグの含有率は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは６５質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。高炉スラグの含有率が、前記下限値以上であると、得られる硬化体がより緻密な構造となりやすいため、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性を有する硬化体を得やすい。また、高炉スラグはメタカオリン等と比べると安価な原料であるため、高炉スラグの使用は製造コストに関する利点を有する。
　高炉スラグには、結晶質である徐冷スラグと、非晶質である水砕スラグとがあり、本発明ではいずれも使用できる。硬化体に更なる強度向上または養生促進をもたらしやすい観点から、水砕スラグを用いることが好ましい。
　高炉スラグ以外のアルミノケイ酸塩源（Ａ）の好適な例としては、フライアッシュ、赤泥、および下水汚泥焼却灰等の産業廃棄物；天然アルミノシリケート鉱物およびそれらの仮焼物（例えばメタカオリン）、並びに火山灰等を挙げることができる。これらの物質は市販されており、本発明では、これらを単独で、または２つ以上組み合わせて使用してよい。
　本発明の一態様では、アルミノケイ酸塩源（Ａ）は、高炉スラグに加えて、フライアッシュ、メタカオリンおよび赤泥からなる群から選択される少なくとも１つを更に含む。この態様では、アルミノケイ酸塩源（Ａ）として高炉スラグを単独で用いた場合と比べて硬化体の緻密性が更に高まりやすいため、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性を有する硬化体を得やすい。この態様では、フライアッシュ、メタカオリンおよび赤泥からなる群から選択される少なくとも１つの含有率は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは１５質量％以上であり、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下であり、高炉スラグの含有率は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して、４０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上であり、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８５質量％以下である。
　高炉スラグの比表面積は、好ましくは１０００～９０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２０００～８０００ｃｍ２／ｇ以上、更に好ましくは３０００～７０００ｃｍ２／ｇである。高炉スラグの比表面積が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、高炉スラグが十分な反応サイトおよび好適な平均粒径を有しやすく、その結果、製造された硬化体において、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性が得られやすい。高炉スラグの比表面積は、例えば、高炉スラグを粉砕分級して特定の画分を用いることにより、前記下限値以上および前記上限値以下に調整できる。高炉スラグの比表面積は、例えば、レーザー回折・散乱法により測定できる。
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは３５質量％以上、特に好ましくは４０質量％以上であり、好ましくは７５質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６５質量％以下、特に好ましくは６０質量％以下である。本発明における硬化体は通常、硬化性組成物を成形する工程を含む方法により製造される。硬化体を、例えば注型法または押出成形法により製造する場合、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上であり、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。アルミノケイ酸塩源（Ａ）の含有率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性を有する硬化体を得やすい。
＜（Ｂ）アルカリ活性剤＞
　本発明で用いられるアルカリ活性剤（Ｂ）は、水中で高アルカリ性を示し、前記アルミノケイ酸塩源（Ａ）と接触すると、それを活性化させ、ＡｌおよびＳｉ等の陽イオンを溶出させる作用を有する。
　アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％以下である。アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率が１０質量％より高いと、硬化体の高い寸法安定性を得ることは困難である。
　アルカリ活性剤（Ｂ）の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウム等のようなアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび炭酸リチウム等のようなアルカリ金属炭酸塩を挙げることができ、これらを単独で、または２種以上組み合わせて使用してよい。
　本発明における硬化性組成物が、これらの例示したアルカリ活性剤（Ｂ）を含有する場合、その含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上であり、１０質量％以下、好ましくは９質量％以下、より好ましくは８質量％以下、更に好ましくは７質量％以下、特に好ましくは６質量％以下である。この含有率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の活性化が進行しやすくなるため、製造された硬化体において、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性が得られやすい。
　アルカリ活性剤（Ｂ）の別の例として、アルカリ金属ケイ酸塩を挙げることができる。アルカリ金属ケイ酸塩は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）と接触すると、それを活性化させ作用を有することに加えて、ジオポリマーを形成するケイ酸モノマー〔Ｓｉ(ＯＨ)４〕の供給源にもなり得る。
　アルカリ金属ケイ酸塩の好適な例としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム等を挙げることができ、本発明では、これらを単独で、または２種以上組み合わせて使用してよい。安価である観点からは、ケイ酸ナトリウムを使用することが好ましい。また、製造コストという利点を損なわない範囲で、ケイ酸ナトリウムの一部をケイ酸カリウムに置き換えてもよい。ケイ酸ナトリウムは、ケイ酸ナトリウムを水に溶かして加熱することにより得られる水ガラス（ケイ酸ナトリウムの濃い水溶液）の形態で使用してもよい。
　アルカリ金属ケイ酸塩は通常、水溶液の形態で使用される。アルカリ金属ケイ酸塩水溶液におけるアルカリ金属／水のモル比は、０．０２以上であることが好ましい。モル比が高いほど得られる硬化体の強度が高まるため、前記モル比は高いほど好ましいが、水が少ないほど、アルミノケイ酸塩源（Ａ）、アルカリ活性剤（Ｂ）および耐アルカリ性繊維（Ｃ）を含有する硬化性組成物の流動性が低下し、成形が困難になる。そのため、前記モル比は、好ましくは０．０３～０．２０、より好ましくは０．０４～０．１５、特に好ましくは０．０６～０．１２である。
　本発明における硬化性組成物が、アルカリ活性剤（Ｂ）としてアルカリ金属ケイ酸塩を含有する場合、その含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上であり、１０質量％以下、好ましくは８質量％以下、より好ましくは７質量％以下、更に好ましくは６質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。この含有率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、製造された硬化体において、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性が得られやすい。
　本発明における硬化性組成物は、アルカリ活性剤（Ｂ）として、上述したようなアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ金属炭酸塩と、上述したようなアルカリ金属ケイ酸塩との組み合わせ、好ましくは、上述したようなアルカリ金属水酸化物と、上述したようなアルカリ金属ケイ酸塩との組み合わせを含有してもよい。本発明における硬化性組成物が、アルカリ活性剤（Ｂ）として、そのような組み合わせを含有する場合、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよび高い寸法安定性を有する硬化体が得られやすい。
　本発明における硬化性組成物が、アルカリ活性剤（Ｂ）として、上述したような組み合わせを含有する場合、その含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは０．６質量％以上、より好ましくは１．５質量％以上、更に好ましくは３質量％以上であり、１０質量％以下、好ましくは９質量％以下、より好ましくは８質量％以下、更に好ましくは７質量％以下、特に好ましくは６質量％以下である。この含有率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、製造された硬化体において、より高い曲げ強度、より高い曲げタフネスおよびより高い寸法安定性が得られやすい。
＜（Ｃ）耐アルカリ性繊維＞
　本発明で用いられる耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、硬化体の曲げ強度および曲げタフネスを高める作用を有する。更に、硬化性組成物を養生、乾燥させる過程で発生する可能性があるひび割れを抑制することで、硬化体の曲げ強度や寸法安定性の低下を防ぐことが可能となる。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、アルカリに対する化学的な耐久性を有する限り、無機繊維であっても有機繊維であってもよい。耐アルカリ性無機繊維の例としては、耐アルカリ性ガラス繊維、鋼繊維（スチールファイバー）、ステンレスファイバーおよび炭素繊維等を挙げることができる。耐アルカリ性有機繊維の例としては、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと称することがある）系繊維、ポリオレフィン系繊維（例えば、ポリエチレン繊維およびポリプロピレン繊維等）、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアミド系繊維（ポリアミド６、ポリアミド６，６、およびポリアミド６，１０等）、アラミド繊維（特にパラアラミド繊維）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール系繊維〔例えばポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維〕、ナイロン繊維、アクリル繊維、レーヨン系繊維（例えば、ポリノジック繊維および溶剤紡糸セルロース繊維等）、ポリフェニレンサルファイド繊維（ＰＰＳ繊維）、並びにポリエーテルエーテルケトン繊維（ＰＥＥＫ繊維）等の各種耐アルカリ性繊維等を挙げることができる。これらの耐アルカリ性繊維は、単独で、または２種以上組み合わせて使用してよい。
　これらのうち、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維が、硬化体により優れた補強性を付与しやすく、低コストで製造できる観点から好ましく使用される。従って、本発明の一態様においては、耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維からなる群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維径は、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは２５０μｍ以下、より更に好ましくは１５０μｍ以下、特に好ましくは７５μｍ以下である。耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維径は、通常３μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは７μｍ以上である。耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維径が前記上限値以下であると、そのような耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、十分な繊維強度を兼ね備え、工業的に安定的に生産しやすい。耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維径が前記下限値以上であると、ポリマーマトリックスにおいて繊維がより均一に分散されやすい。ここで、本発明において、ポリマーマトリックス（以下において、「マトリックス」と称することもある）とは、硬化体において耐アルカリ性繊維（Ｃ）を結合しているポリマー部を意味する。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、硬化性組成物中での繊維の良好な分散性と硬化性組成物の硬化後の良好な補強性とを両立しやすい観点から、そのアスペクト比は、好ましくは１５以上、より好ましくは３０以上、更に好ましくは４０以上、特に好ましくは５０以上であり、好ましくは２５００以下、より好ましくは２０００以下、更に好ましくは１０００以下、特に好ましくは５００以下である。ここで、本発明において、アスペクト比とは、繊維長Ｌと繊維径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を意味する。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維径およびアスペクト比は、ＪＩＳ　Ｌ　１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準拠して求めることができる。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均繊維長は、硬化性組成物中での繊維の良好な分散性と硬化性組成物の硬化後の良好な補強性とを両立しやすい観点から、好ましくは０．５～４０ｍｍ、より好ましくは１～１５ｍｍである。
　本発明における耐アルカリ性繊維（Ｃ）の繊維引張強度は、好ましくは３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。耐アルカリ性繊維（Ｃ）の繊維引張強度が上記下限値以上であると、硬化体に対する補強性能をより高めやすい。本発明における耐アルカリ性繊維（Ｃ）の繊維引張強度の上限値は、繊維の種類に応じて適宜設定されるが、例えば、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。なお、繊維引張強度は、ＪＩＳ　Ｌ　１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準拠して求めることができる。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）としてＰＶＡ系繊維、例えばビニロン繊維を用いる場合、下記特性を有するＰＶＡ系繊維を用いてよい。ＰＶＡ系繊維を構成するＰＶＡ系ポリマーの重合度は、目的に応じて適宜選択でき、特に限定されない。得られる繊維の機械的特性等を考慮すると、３０℃水溶液の粘度から求めた、ＰＶＡ系ポリマーの平均重合度は、好ましくは５００～２００００程度、より好ましくは８００～１５０００程度、特に好ましくは１０００～１００００程度である。このうち、得られる繊維の強度の観点から、ＰＶＡ系ポリマーの平均重合度は、好ましくは１０００以上、より好ましくは１２００以上、より好ましくは１５００以上、特に好ましくは１７５０以上である。ＰＶＡ系ポリマーは、平均重合度１０００以上３０００未満の中重合度品であってもよいし、平均重合度３０００以上の高重合度品であってもよい。
　ＰＶＡ系ポリマーのけん化度も、目的に応じて適宜選択でき、特に限定されない。得られる繊維の力学的物性の点から、ＰＶＡ系ポリマーのけん化度は、例えば９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であってよい。ＰＶＡ系ポリマーのけん化度は９９モル％以上であってもよく、９９．８モル％以上であってもよい。ＰＶＡ系ポリマーのけん化度が上記下限値以上であると、得られる繊維について、良好な機械的特性、工程通過性および製造コスト等が得られやすい。
　本発明に用いられるＰＶＡ系繊維は、このようなＰＶＡ系ポリマーを溶剤に溶解し、湿式、乾湿式または乾式のいずれかの方法により紡糸し、乾熱延伸することにより製造される。湿式紡糸とは、紡糸ノズルから直接固化浴に紡糸原液を吐出する方法のことである。乾湿式紡糸とは、紡糸ノズルから一旦任意の距離の空気中または不活性ガス中に紡糸原液を吐出し、その後に固化浴に導入する方法のことである。乾式紡糸とは、空気中または不活性ガス中に紡糸原液を吐出する方法のことである。ＰＶＡ系繊維は、紡糸後、必要に応じて延伸処理が行われてもよい。また、ＰＶＡ系繊維で一般的に行われているアセタール化処理等が行われてもよい。
　ＰＶＡ系繊維の紡糸原液に用いられる溶剤としては、ＰＶＡを溶解することが可能な溶剤であれば特に限定されない。例えば、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドおよび多価アルコール（例えば、グリセリン、エチレングリコールおよびトリエチレングリコール等）等の１種または２種以上を組み合わせて用いてよい。本発明では、湿式紡糸を行う場合、溶剤としては水または有機系の溶剤を用いることが好ましい。この中でも、供給容易性および環境負荷への影響の観点から、水およびＤＭＳＯが特に好ましい。紡糸原液中のポリマー濃度は、ＰＶＡ系ポリマーの組成および重合度、並びに溶剤の種類によって異なるが、一般的には６～６０質量％である。
　乾式紡糸でも、上記の溶剤を用いてよい。その場合、水を用いても、有機系の溶剤を用いてもよい。
　本発明の効果を損なわない範囲であれば、紡糸原液には、ＰＶＡ系ポリマー以外に、目的に応じて添加剤等が含まれていてもよい。添加剤の例としては、硼酸、界面活性剤、酸化防止剤、分解抑制剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、隠蔽剤、着色剤および油剤等を挙げることができる。
　固化浴で用いられる溶剤は、紡糸原液で用いられる溶剤の種類に応じて適宜選択してよい。紡糸原液が水溶液の場合、固化浴としては、ＰＶＡ系ポリマーに対して固化能を有する無機塩類（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、炭酸ナトリウムまたは水酸化ナトリウム等）の水溶液およびアルカリ性水溶液を用いてよい。紡糸原液が有機溶剤溶液の場合、固化浴としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールまたはブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトン等のケトン類等の、ＰＶＡ系ポリマーに対して固化能を有する有機溶剤を用いてよい。
　本発明においては、乾式紡糸で得られるＰＶＡ系繊維、または水または有機溶剤を溶剤とする紡糸原液から湿式紡糸で得られるＰＶＡ系繊維が、繊維引張強度の観点から好ましい。
　固化された原糸から紡糸原液の溶剤を抽出除去するために、抽出浴を通過させてもよく、抽出時に同時に原糸を湿延伸してもよい。また、湿延伸後、繊維を乾燥させ、必要に応じて、更に乾熱延伸を行ってもよい。延伸を行う場合、総延伸倍率（湿延伸と乾燥後の延伸倍率の積）として、例えば５～２５倍、好ましくは８～２０倍程度の延伸を行ってもよい。
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）として、市販の繊維を使用してもよく、その例としては、株式会社クラレ製ポリビニルアルコール系繊維、バルチップ株式会社製ポリプロピレン繊維、東レ株式会社製ナイロン繊維等の有機繊維、並びに日本電気硝子株式会社製および太平洋マテリアル株式会社製ガラス繊維等の無機繊維を挙げることができる。
　本発明の一態様において、耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．２質量％以上、特に好ましくは０．３質量％以上であり、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、更に好ましくは３質量％以下である。耐アルカリ性繊維の含有率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、製造された硬化体において、より高い曲げ強度およびより高い曲げタフネスが得られやすい。硬化体における耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率は、後述の実施例に記載の方法で測定できる。
＜（Ｄ）スラグ刺激剤＞
　本発明における硬化体は、スラグ刺激剤（Ｄ）を更に含んでもよい。本発明における硬化性組成物にスラグ刺激剤（Ｄ）を添加すると、より高い曲げ強度および／またはより高い曲げタフネスを有する硬化体を得やすい。また、養生時間を短縮することもでき、短縮した養生時間であっても、より高い曲げ強度および／またはより高い曲げタフネスを有する硬化体を得やすい。
　スラグ刺激剤（Ｄ）の例としては、硫酸アルミニウム、水酸化カルシウム、硫酸ナトリウムおよびアルミン酸ナトリウム等を挙げることができ、これらを単独で、または２種以上組み合わせて使用してよい。これらの中でも、高い曲げタフネスまたは高い寸法安定性を得やすい観点から、硫酸アルミニウム、水酸化カルシウムおよびアルミン酸ナトリウムからなる群から選択される１種以上を硬化体が含むことが好ましい。
　本発明における硬化体がスラグ刺激剤（Ｄ）を含む場合、その含有率は、硬化体の全固形分に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．２質量％以上、特に好ましくは０．３質量％以上であり、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２．５質量％以下、更に好ましくは２質量％以下、特に好ましくは１．５質量％以下である。前記含有率が、前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、上述したスラグ刺激剤（Ｄ）の添加による効果を得やすい。
＜（Ｅ）骨材＞
　本発明における硬化体は、骨材（Ｅ）を更に含んでよい。本発明における硬化体が骨材（Ｅ）を含む場合、その含有率は、硬化体の全固形分に対して、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上、特に好ましくは４０質量％以上であり、好ましくは７５質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６５質量％以下、特に好ましくは６０質量％以下である。
　従って、本発明の好ましい一態様では、硬化体は骨材（Ｅ）を更に含み、骨材（Ｅ）のの含有率は、硬化体の全固形分に対して１５質量％以上、７５質量％以下である。
　前記含有率が、前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、上述した骨材（Ｅ）の添加による効果を得やすい。
　骨材（Ｅ）としては、コンクリートまたはモルタルに一般に使用される骨材を使用してよい。骨材（Ｅ）は、先に記載したアルミノケイ酸塩源（Ａ）とは異なる。骨材は、粒子の大きさによって細骨材と粗骨材に、成因によって天然骨材と人工骨材に、密度によって軽量骨材と普通骨材と重量骨材とに分類される。これらの骨材は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用してよい。
　細骨材は、粒径が５ｍｍ以下の骨材であってよく、その例として、粒径が５ｍｍ以下の砂類；珪石、スラグ、スラグ粒子、各種汚泥および岩石鉱物等の無機質材を粉末化または顆粒状化した細骨材等を挙げることができる。砂類の例としては、川砂、山砂、海砂、砕砂、珪砂、鉱滓、ガラス砂、鉄砂、灰砂、炭酸カルシウムおよび人工砂等の砂類を挙げることができる。これらの細骨材は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用してよい。
　粗骨材は、粒径５ｍｍ以上の粒子が粗骨材の総量に基づいて８５質量％以上含まれる骨材である。粗骨材は、粒径５ｍｍ超の粒子からなるものであってもよい。粗骨材の例としては、各種砂利類、人工骨材および再生骨材（建築廃材の再生骨材等）等を挙げることができる。これらの粗骨材は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用してよい。
　軽量骨材の例としては、火山砂利、膨張スラグおよび炭殻等の天然軽量骨材、並びに発泡真珠岩、発泡パーライト、発泡黒よう石、バーミキュライト、シラスバルーンおよびフライアッシュマイクロバルーン等の人工軽量骨材を挙げることができる。これらの軽量骨材は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用してよい。
　また、本発明における硬化体は、上記骨材（Ｅ）に加え、機能性骨材を更に含んでもよい。機能性骨材の例としては、有色の骨材、硬質の骨材、弾性を有する骨材、および特定の形状を有する骨材等を挙げることができ、具体的には、層状ケイ酸塩（例えば、マイカ、タルクおよびカオリン）、アルミナおよびシリカ等を挙げることができる。骨材に対する機能性骨材の割合は、それぞれの種類に応じて適宜設定することが可能であり、例えば、骨材と機能性骨材との質量比（骨材／機能性骨材）は、９９／１～７０／３０であってよく、好ましくは９８／２～７５／２５であってよく、より好ましくは９７／３～８０／２０であってよい。これらの機能性骨材は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用してよい。
＜（Ｆ）その他の粉体＞
　本発明における硬化体は、その他の粉体（Ｆ）として、アルミノケイ酸塩源（Ａ）および骨材（Ｅ）以外の粉体を更に含んでよい。その他の粉体（Ｆ）の例としては、微粉状物質（例えば、シリカヒューム、消石灰、生石灰、アルミナおよびベントナイト等）、硫酸カルシウム誘導体（例えば、二水石膏、α型またはβ型の半水石膏、および無水石膏等）、発泡剤（例えば、アルミニウム粉末等）、発泡助剤（例えば、ステアリン酸金属塩、パルミチン酸金属塩等の金属石鹸等）、流動化剤（例えば、グルコン酸ナトリウム、Ｌ－酒石酸ナトリウム等）を挙げることができ、これらを単独で、または２種以上組み合わせて使用してよい。これらの中でも、高い曲げ強度や高い寸法安定性を得やすい観点から、シリカヒューム、硫酸カルシウム誘導体、および流動化剤からなる群から選択される１種以上を硬化体が含むことが好ましい。特に、硬化体が硫酸カルシウム誘導体を含むと、硬化体においてひび割れが抑制されやすいため好ましい。更に、硬化性組成物が流動化剤を含むと、硬化体組成物の可使時間を長くすることが可能となり、その結果、繊維を均一に混合しやすいため好ましい。また、発泡剤または発泡助剤を用いたり、その他粉体（Ｆ）の配合量を多くしたりすることにより、硬化体を軽量化することができる。
　本発明における硬化体がその他の粉体（Ｆ）を含む場合、その含有率は、硬化体の全固形分に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、特に好ましくは１質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下、より更に好ましくは２５質量％以下、特に好ましくは２０質量％以下、ことさら好ましくは１５質量％以下である。また、別の一態様では、前記含有率が１０質量％以下、７質量％以下、５質量％以下、または３質量％以下であることも好ましい。前記含有率が、前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、上述したその他の粉体（Ｆ）の添加による効果を得やすい。
　本発明の好ましい一態様では、硬化体は硫酸カルシウム誘導体を更に含み、硫酸カルシウム誘導体の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上であり、２０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下である。また、別の一態様では、前記含有率が３質量％以下、または２質量％以下であることも好ましい。
＜（Ｇ）成形助剤＞
　本発明における硬化体は通常、硬化性組成物を成形する工程を含む方法により製造される。従って、必要に応じて、硬化性組成物に成形助剤（Ｇ）を添加してもよい。成形助剤（Ｇ）を添加することにより、硬化性組成物の成形斑を低減することができる。
　成形助剤（Ｇ）の例としては、パルプ、増粘剤（例えば、水溶性高分子物質であるメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース等のセルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、リグニンスルホン酸塩等）および各種混和剤（例えば、ＡＥ剤、流動化剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、保水剤、撥水剤、膨張剤、硬化促進剤）を挙げることができる。これらを単独で、または２つ以上組み合わせて使用してよい。硬化性組成物に成形助剤（Ｇ）を添加する場合、その添加率は、硬化性組成物の全固形分に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、特に好ましくは１質量％以上であり、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは７質量％以下、更に好ましくは６質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。前記添加率が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、上述した成形助剤の添加による効果を得やすい。
　硬化体において繊維が凝集していると、その箇所に起因して物性が低下するため、繊維凝集度を小さくすることが、硬化体の高い曲げ強度および高い寸法安定性を得る上で重要となる。硬化体の繊維凝集度は、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、更に好ましくは６％以下である。繊維凝集度の下限値は０％以上であればよい。なお、本明細書における繊維凝集度は、後述する実施例に記載の方法により求められる。繊維凝集度が上記の上限値以下である場合、最終的に得られる成形体の力学的強度を向上させやすい。
　硬化体の全体または一部から、１０ｇとなるように切り出した１０個の切出片に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均含有率の変動係数は、好ましくは３０％以下、より好ましくは２５％以下、特に好ましくは２０％以下である。耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均含有率の変動係数が小さいほど、硬化体に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）がより均一に分散していることを意味しており、従って、硬化体において、より安定した品質、より高い強度が得られやすい。上記変動係数は、後述する実施例に記載の方法により求められる。
　硬化体のＪＩＳ　Ａ　１４０８に準拠して測定される曲げ比例限界強度は、好ましくは３Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは５Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは５.５Ｎ／ｍｍ２以上、より更に好ましくは６Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは７Ｎ／ｍｍ２以上である。曲げ比例限界強度の上限値は特に限定されない。曲げ比例限界強度は、通常は３０Ｎ／ｍｍ２以下である。
　硬化体のＪＩＳ　Ａ　１４０８に準拠して測定される最大曲げ強度は、好ましくは３Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは５Ｎ／ｍｍ２以上、更に好ましくは７Ｎ／ｍｍ２以上である。最大曲げ強度の上限値は特に限定されない。最大曲げ強度は、通常は５０Ｎ／ｍｍ２以下である。
　硬化体のＪＩＳ　Ａ　１４０８に準拠して測定される曲げタフネスは、好ましくは５０Ｎ／ｍｍ以上、より好ましくは１００Ｎ／ｍｍ以上、更に好ましくは２００Ｎ／ｍｍ以上である。曲げタフネスの上限値は特に限定されない。曲げタフネスは、通常は１５００Ｎ／ｍｍ以下である。
　硬化体のＪＩＳ　Ａ　５４３０に準拠して測定される寸法変化率は、好ましくは０．１２％以下、より好ましくは０．１０％以下、更に好ましくは０．０８％以下である。
＜硬化体の製造方法＞
　本発明の硬化体は、例えば、
アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびアルカリ活性剤（Ｂ）を含む成分を、水と共に混合する工程、
得られた混合物に耐アルカリ性繊維（Ｃ）を加えて更に混合することにより硬化性組成物を調製する工程、並びに
得られた硬化性組成物を成形、養生および乾燥することにより硬化体を得る工程
を含む方法により製造することができる。
　必要に応じて用いてよいスラグ刺激剤（Ｄ）、骨材（Ｅ）、その他の粉体（Ｆ）および成形助剤（Ｇ）を用いる場合、これらの任意成分は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびアルカリ活性剤（Ｂ）を含む成分を水と混合する最初の混合工程において添加することができる。
　この製造方法において使用されるアルミノケイ酸塩源（Ａ）、アルカリ活性剤（Ｂ）および耐アルカリ性繊維（Ｃ）、並びに任意に用いてよいスラグ刺激剤（Ｄ）、骨材（Ｅ）、その他の粉体（Ｆ）および成形助剤（Ｇ）としては、先の＜（Ａ）アルミノケイ酸塩源＞、＜（Ｂ）アルカリ活性剤＞、＜（Ｃ）耐アルカリ性繊維＞、＜（Ｄ）スラグ刺激剤＞、＜（Ｅ）骨材＞、＜（Ｆ）その他の粉体＞および＜（Ｇ）成形助剤＞の段落において記載したものをそれぞれ使用することができる。
　最初の混合工程における混合方法は特に限定されず、通常は、室温（例えば２５℃）で、公知または慣用のミキサー等（例えば、モルタルミキサー、可傾式ミキサー、トラックミキサー、２軸式ミキサー、オムニミキサー、パンミキサー、プラネタリーミキサーおよびアイリッヒミキサー等）を用いて混合することができる。各成分をミキサー等に投入する順序は特に限定されない。水の量もまた特に限定されないが、硬化性組成物が過剰な水を含有することなく、均一な硬化性組成物が得られやすい観点から、通常は、アルミノケイ酸塩源（Ａ）１００質量部に対して３０～３００質量部である。水は、独立して添加してもよいし、または、アルカリ活性剤（Ｂ）として水ガラスを使用する場合はその溶媒としての水の形態で添加してもよい。水溶性の物質［例えば、アルカリ活性剤（Ｂ）、および添加する場合は水溶性の任意成分〔例えば、スラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウム〕］を予め水に溶解して水溶液とした後に、得られた水溶液と、水不溶性成分〔例えば、アルミノケイ酸塩源（Ａ）、添加する場合は水不溶性の任意成分（例えば、骨材（Ｅ））〕とを混合してもよい。その際、前記水溶液と、前記水不溶性成分を別個に混合して得られた混合物とを混合してもよい。また、いずれの混合時間も特に限定されず、均一な混合物が得られるまで混合すればよい。
　次いで、得られた混合物に、耐アルカリ性繊維（Ｃ）を加えて更に混合する。耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、所定量を一度に加えてもよいし、または２回以上に分けて加えてもよい。耐アルカリ性繊維（Ｃ）を加える方法としては、均一な硬化性組成物が得られやすい観点からは、一方向に引き揃えて収束した状態の繊維を加えることが好ましい。繊維を添加した後の混合時間は特に限定されず、均一な硬化性組成物が得られるまで混合すればよい。また、耐アルカリ性繊維（Ｃ）を均一に混合する上で、混合時の混合物の温度も重要となる。混合物の温度は、好ましくは１０～５０℃、より好ましくは１５～４０℃、更に好ましくは２０～３５℃である。この混合物の温度が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、繊維を均一に混合しやすくなる。
　続いて、得られた硬化性組成物を成形した後に、脱型または移送等の製造工程に耐えられるよう硬化性組成物の養生を実施する。本発明における製造方法において、得られた硬化性組成物は、開放された型枠に硬化性組成物を流し込む、いわゆる注型法、硬化性組成物をプレスまたは吸引して脱水する脱水成形法、密閉された型枠に硬化性組成物を注入する射出成形法、或いは口金を通して一定の形状のものが成形できる押出成形法等、公知の技術を用いて成形することができる。押出成形法では真空押出機を用いてもよい。また、成形の際、必要に応じて圧力および／または振動を加えてもよく、硬化性組成物を、上面成形型またはロール等を用いてプレスにより押圧してもよい。養生は、通常は、常圧または加圧下、２０～９５℃の温度、例えば２５℃または９０℃で、２０～９９％の相対湿度で行ってよい。養生時間は、養生を実施する圧力、温度および／または湿度に応じて適宜設定される。圧力、温度および湿度が高い程、養生時間は短くなり得、圧力、温度および湿度が低い程、養生時間は長くなり得る。例えば温度８０℃、湿度９０％以上で常圧蒸気養生（湿潤養生）を行う場合には、４～２４時間程度養生すればよい。養生により硬化性組成物が硬化する。その後、追加養生を実施してもよく、その場合、追加養生の養生条件は最初の養生と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　養生後に得た未乾燥の硬化体を、所定の含水率が得られるまで乾燥する。硬化体は、特定の含水率を有することにより、高い曲げ強度と高い寸法安定性とを併せ持つことができる。
　乾燥温度は、より高い曲げ強度およびより高い曲げタフネスを得やすい観点から、好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０℃以上、更に好ましくは１００℃以上、特に好ましくは１００℃より高い温度（例えば１０５℃以上）である。乾燥温度は、高すぎる温度に起因したひび割れ発生の問題を回避しやすい観点から、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１６０℃以下である。
　乾燥時間は、未乾燥の硬化体の寸法または形状、乾燥温度等に応じて適宜選択すればよい。
　未乾燥の硬化体の乾燥方法は特に限定されない。例えば熱風乾燥方式を用いて乾燥することができる。乾燥を効率よく行うために、乾燥機内を一定時間かけて昇温（例えば３０℃／ｈ）させ、乾燥する硬化体の温度を均一に昇温させた後、所定の乾燥温度・時間にて乾燥させることが好ましい。
　得られた硬化体は、特定の組成に起因した優れた均一性を有する硬化性組成物に基づき、特定の含水率を有するため、また、上記方法により製造することによって硬化反応が実質上完全に進行し、繊維とポリマーマトリックスとの更なる緻密化が実現すると考えられるため、高い曲げ強度および高い寸法安定性を併せ持つことができる。
　以下、実施例および比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、実施例および比較例中の各物性は、以下の方法により測定または評価した。
［硬化体の含水率］
　硬化体の含水率を測定する際の硬化体の初期の含水率を一定に調整するため、４０℃に設定した乾燥機において、測定する硬化体を７２時間乾燥し、硬化体の質量を測定した。この質量を硬化体の基準質量Ｗ１（ｇ）とした。
　次に、１００℃に設定した乾燥機において、硬化体を２４時間乾燥し、硬化体の質量Ｗ２（ｇ）を測定した。下記式により、硬化体の含水率Ｘ（質量％）を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
［硬化体の曲げ強度および曲げタフネス］
　硬化体の曲げ強度および曲げタフネスを測定する際の硬化体の含水率を一定に調整するため、４０℃に設定した乾燥機において、測定する硬化体を７２時間乾燥した。次いで、硬化体の曲げ強度および曲げタフネスを、ＪＩＳ　Ａ　１４０８に準拠して測定した。曲げ強度は、島津製作所製オートグラフ「ＡＧ-５０ｋＮＸ」を用い、中央載荷方式で曲げスパン１４．６ｃｍおよび試験速度（載荷ヘッドスピード）２ｍｍ／分の条件で測定した。表５におけるＬＯＰおよびＭＯＲは各々、曲げ比例限界強度および最大曲げ強度を意味する。
［寸法変化率の測定方法］
　硬化体の寸法変化率は、ＪＩＳ　Ａ　５４３０に準拠して測定した。
　まず、測定する硬化体を乾燥機に入れ、その温度を６０℃±３℃で２４時間を保った後、取り出した。取り出した硬化体をシリカゲルで調湿したデシケータに入れ、２０±１．５℃になるまで放置した。次に、硬化体に乳色ガラスを貼り、標線間が約１４０ｍｍになるように標線を刻み、１／５００ｍｍの精度を持つコンパレータで標線間の長さを測定し、その長さをＬ１（ｍｍ）とした。続いて、硬化体の長さ方向が水平になるようこば立てし、硬化体の上端が水面下約３０ｍｍに位置するようにして、２０℃±１．５℃の水中に浸漬した。２４時間後、水中から硬化体を取り出して表面に付着した水を拭き取り、標線間の長さを再び測定し、その長さをＬ２（ｍｍ）とした。下記式により、吸水による寸法変化率Ｙ（％）を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　寸法変化率Ｙが小さいほど、寸法安定性が高いことを意味する。
［耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率および平均含有率の変動係数］
　硬化体から、１０ｇとなるように片を切り出し、それら切出片のうち１１個を任意に選択し、１０５℃で３時間乾燥後、各々の切出片の重量（Ｗ１～Ｗ１１（ｇ））を測定した。
　１１個の切出片のうちの１つを乳鉢で粉砕した。ここでは、Ｗ１１（ｇ）の重量を有する切出片を粉砕したものとして説明する。粉砕後、粉砕物に水を添加して１０メッシュの金網で濾過することにより、耐アルカリ性繊維（Ｃ）とマトリックスとを分離した。次いで、濾液を更に濾紙で濾過することで、マトリックスを回収し、１０５℃で３時間乾燥後、マトリックスの重量Ｗ１１－１（ｇ）を精秤した。その後、６００℃のマッフル炉に３０分間投入した後、冷却してマトリックスの重量Ｗ１１－２（ｇ）を測り、下記式によりマトリックスの重量減少率Ｘ（％）を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次いで、残り１０個の切出片（Ｗ１～Ｗ１０（ｇ）の重量を有する切出片）を６００℃のマッフル炉に３０分間投入して、切出片に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）を燃焼させた後、冷却して各々の重量（Ｗ１－１～Ｗ１０－１（ｇ））を測定した。
　Ｗ１（ｇ）の重量を有する切出片における耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率を、下記式により算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　Ｗ２～Ｗ１０（ｇ）の重量を有する切出片の各々についても同様に、耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率を算出した。
　更に、Ｗ１～Ｗ１０（ｇ）の重量を有する切出片の耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率の標準偏差と平均値とを算出し、下記式により、耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均含有率の変動係数を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また、上記方法により求めた、Ｗ１～Ｗ１０（ｇ）の重量を有する切出片の各々における耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率から、各切出片１００質量部に対する耐アルカリ性繊維（Ｃ）の部数を算出し、その平均値を求めて、硬化体１００質量部に対する耐アルカリ性繊維（Ｃ）の部数とした。
［硬化体の繊維凝集度］
　硬化体から、１００ｇとなるように片を切り出し、乳鉢で粉砕した。粉砕後、粉砕物に水を添加して１０メッシュの金網で濾過することにより、耐アルカリ性繊維（Ｃ）とマトリックスとを分離した。金網上に残る繊維の中から、繊維の凝集により形成されたファイバーボール（繊維が２０本以上束または塊となった凝集物）をピンセットで取出し、金網上に残った繊維についても取出し、それぞれの繊維を１００℃に設定した乾燥機において２４時間かけて乾燥し、分散した繊維の質量Ｗａ（ｇ）、繊維の凝集により形成されたファイバーボールの質量Ｗｂ（ｇ）をそれぞれ測定した。繊維凝集度（硬化体に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）の総質量に対するファイバーボールの質量）は、下記式により算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
［実施例１］
　後に記載する表１および表２に記載の材料を用い、表２に記載の割合で硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物の硬化体を製造した。
　具体的には、まず、水酸化ナトリウムを、アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびその他の粉体（Ｆ）の総質量に対して３５質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤（Ｂ）の溶液を調製した。次に、アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉水砕スラグ（ファインセラメント２０Ａ：比表面積６０００ｃｍ２／ｇ）３６．８質量％およびフライアッシュ（四電ビジネス株式会社製：四電フライアッシュＩＩ種）９．７質量％、その他の粉体（Ｆ）であるシリカヒューム（巴工業株式会社製：ＥＦＡＣＯシリカヒューム）２．０質量％、並びに骨材（Ｅ）である砂（２：１の質量割合の東北珪砂株式会社製５号珪砂および東北珪砂株式会社製７号珪砂）４８.０質量％をモルタルミキサーに投入して１分間混合した後、前記アルカリ活性剤溶液をモルタルミキサーに投入して１分間混合した。続いて、０．１質量％のその他の粉体（Ｆ）であるグルコン酸ナトリウムをモルタルミキサーに投入して更に３分間混合した。次いで、耐アルカリ性繊維（Ｃ）として、一方向に引き揃えて収束した０．７質量％のＰＶＡ繊維（株式会社クラレ製ポリビニルアルコール系繊維、以下において「ＰＶＡ１」と称する）をモルタルミキサーに投入して更に１分間混合し、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物を、幅４ｃｍ×長さ１８ｃｍ×厚さ１ｃｍの型枠に流し込み、常圧下、９０℃×ＲＨ９５％の条件下で２４時間養生した後、脱型を行った。これを、１１０℃に設定した送風定温乾燥機において４時間乾燥することにより、硬化体を製造した。
　得られた硬化体について、先に記載したように評価を実施した。結果を表５に示す。
［実施例２～３］
　乾燥条件を表２に記載の条件に変更したこと以外は実施例１と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例４］
　表２に記載の通り、耐アルカリ性繊維の割合を０．７質量％から１．４質量％に変更し、それに伴い高炉スラグの割合および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例５］
　表２に記載の通り、耐アルカリ性繊維の種類および割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、シリカヒュームの割合および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例６］
　表２に記載の通り、耐アルカリ性繊維の種類および割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合およびフライアッシュの割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例７］
　表２に記載の通り、耐アルカリ性繊維の種類および割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例８］
　表２に記載の通り、高炉スラグの割合およびフライアッシュの割合を変更し、それに伴い骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例９］
　水酸化ナトリウムを、アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびその他の粉体（Ｆ）の総質量に対して３５質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤（Ｂ）の溶液を調製したことに代えて、水酸化ナトリウムおよび水ガラス３号を、アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびその他の粉体（Ｆ）の総質量に対して３０質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤（Ｂ）の溶液を調製したこと、並びに耐アルカリ性繊維（Ｃ）およびグルコン酸ナトリウム以外の各材料の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１０］
　乾燥条件を表２に記載の条件に変更したこと以外は実施例９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１１］
　表２に記載の通り、アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉スラグおよびフライアッシュに代えて高炉スラグ、フライアッシュおよびメタカオリンを用い、耐アルカリ性繊維（Ｃ）および骨材（Ｅ）以外の各材料の割合を変更したこと以外は実施例９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１２］
　乾燥条件を表２に記載の条件に変更したこと以外は実施例１１と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１３］
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉水砕スラグおよびフライアッシュ、その他の粉体（Ｆ）であるシリカヒューム、並びに骨材（Ｅ）をモルタルミキサーに投入したことに代えて、前記材料に加えてスラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウムをモルタルミキサーに投入したこと、並びに高炉水砕スラグおよび骨材（Ｅ）の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１４］
　養生時間を１２時間から２４時間に変更したこと以外は実施例１３と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１５］
　表２に記載の通り、スラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウムの割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例１４と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１６］
　表２に記載の通り、スラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウムの割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、シリカヒュームの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例１４と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１７］
　水酸化ナトリウムを、アルミノケイ酸塩源（Ａ）およびその他の粉体（Ｆ）の総質量に対して３５質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤（Ｂ）の溶液を調製したことに代えて、水酸化ナトリウムおよび水ガラス３号を、アルミノケイ酸塩源（Ａ）、スラグ刺激剤（Ｄ）およびその他の粉体（Ｆ）の総質量に対して３０質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤（Ｂ）の溶液を調製したこと、および耐アルカリ性繊維（Ｃ）およびグルコン酸ナトリウム以外の各材料の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１８］
　乾燥条件を表２に記載の条件に変更したこと以外は実施例１７と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例１９］
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉水砕スラグおよびフライアッシュ、その他の粉体（Ｆ）であるシリカヒューム、並びに骨材（Ｅ）をモルタルミキサーに投入したことに代えて、前記材料に加えてその他の粉体（Ｆ）である二水石膏をモルタルミキサーに投入したこと、並びに骨材（Ｅ）の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２０］
　表２に記載の通り、二水石膏の割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例１９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２１］
　表２に記載の通り、二水石膏の割合を変更し、それに伴い高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例１９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２２］
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉水砕スラグおよびフライアッシュ、その他の粉体（Ｆ）であるシリカヒューム、並びに骨材（Ｅ）をモルタルミキサーに投入したことに代えて、前記材料に加えてスラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウムおよびその他の粉体（Ｆ）である二水石膏をモルタルミキサーに投入したこと、並びに高炉水砕スラグ、フライアッシュおよび骨材（Ｅ）の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２３］
　水酸化ナトリウムを、アルミノケイ酸塩源類（Ａ）、その他の粉体（Ｆ）および成形助剤（Ｇ）の総質量に対して５４質量％に相当する量の水に溶解してアルカリ活性剤溶液を調製した。次に、アルミノケイ酸塩源（Ａ）である高炉水砕スラグ（ファインセラメント２０Ａ：比表面積６０００ｃｍ２／ｇ）３６．８質量％およびフライアッシュ（四電ビジネス株式会社製：四電フライアッシュＩＩ種）９．９質量％、その他の粉体（Ｆ）であるシリカヒューム（巴工業株式会社製：ＥＦＡＣＯシリカヒューム）２．０質量％、成形助剤（Ｇ）であるパルプ（ＬＢＫＰ）２．０質量％および増粘剤（カルボキシメチルセルロース）０．７質量％、並びに骨材（Ｅ）である砂（２：１の質量割合の東北珪砂株式会社製５号珪砂および東北珪砂株式会社製７号珪砂）４２．９質量％をアイリッヒミキサーに投入して１分間混合した後、前記アルカリ活性剤溶液をアイリッヒミキサーに投入して３分間混合した。得られた粗混練物と、０．１質量％のその他の粉体（Ｆ）であるグルコン酸ナトリウムとを、二本ロールニーダーに投入して４分間混合した。続いて、０．８質量％のＰＶＡ繊維（株式会社クラレ製ポリビニルアルコール系繊維、「ＰＶＡ２」）を二本ロールニーダーに投入して更に２分間混合した。粘土状の混練物を、真空押出機を用いて７４０ｍｍＨｇの減圧下、幅３０ｃｍ、厚さを１ｃｍの板状に押出成形した。得られた成形板にビニルシートを掛け、常圧下、９０℃×ＲＨ９５％の条件下で２４時間養生した。これを、１１０℃に設定した送風定温乾燥機において８時間乾燥した後、幅４ｃｍ×長さ１８ｃｍに切り出し、硬化体を製造した。
　得られた硬化体について、先に記載したように評価を実施した。結果を表５に示す。
［実施例２４］
　養生時間を１２時間から２４時間に変更したこと以外は実施例２３と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２５］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２６～２７］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、およびフライアッシュの割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２８］
　養生温度を９０℃から６０℃に変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例２９］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの割合、耐アルカリ繊維（Ｃ）の割合、並びに骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと、その他の粉体（Ｆ）であるシリカフュームおよびグルコン酸ナトリウムに代えてアルミニウム粉末および消石灰を用いたこと、そして、実施例２と同様の耐アルカリ性繊維（Ｃ）の投入および混合の後、更にアルミニウム粉末を投入および混合したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例３０］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの割合、耐アルカリ繊維（Ｃ）の割合、骨材（Ｅ）である砂の割合、並びに二水石膏の割合を変更したこと、シリカフュームおよびグルコン酸ナトリウムを用いずアルミニウム粉末および消石灰を用いたこと、そして、実施例１９と同様の耐アルカリ性繊維（Ｃ）の投入および混合の後、更にアルミニウム粉末を投入および混合したこと以外は実施例１９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例３１］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの割合、耐アルカリ繊維（Ｃ）の割合、骨材（Ｅ）である砂の割合、並びに二水石膏の割合を変更したこと、アルミノケイ酸塩源（Ａ）として赤泥を更に用いたこと、シリカフュームおよびグルコン酸ナトリウムを用いずアルミニウム粉末および消石灰を用いたこと、そして、実施例１９と同様の耐アルカリ性繊維（Ｃ）の投入および混合の後、更にアルミニウム粉末を投入および混合したこと以外は実施例１９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［実施例３２］
　表３に記載の通り、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの割合、耐アルカリ繊維（Ｃ）の割合、骨材（Ｅ）である砂の割合、および二水石膏の割合を変更したこと、アルミノケイ酸塩源（Ａ）として赤泥を更に用いたこと、並びにシリカフュームおよびグルコン酸ナトリウムを用いず消石灰を用いたこと以外は実施例１９と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例１］
　表４に記載の通り、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの含有率を硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％より多い割合に変更し、それに伴い、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、シリカヒュームの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例２］
　表４に記載の通り、アルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対する高炉スラグの含有率を４０質量％未満に変更し、それに伴い、フライアッシュの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例３］
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）を用いず、それに伴い、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を表４に記載の通り変更し、乾燥を実施しなかったこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例４］
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）を用いず、それに伴い、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を表４に記載の通り変更したこと以外は実施例１と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例５］
　耐アルカリ性繊維（Ｃ）を用いず、それに伴い、高炉スラグの割合、フライアッシュの割合、および骨材（Ｅ）である砂の割合を表４に記載の通り変更したこと以外は実施例２と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例６］
　乾燥を実施しなかったこと以外は実施例１と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例７］
　乾燥を実施しなかったこと以外は実施例６と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例８］
　乾燥を実施しなかったこと以外は実施例７と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例９］
　乾燥を実施しなかったこと以外は実施例８と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
［比較例１０～１１］
　表４に記載の通り乾燥条件を変更したこと以外は実施例１と同様にして、硬化体を製造し、評価を実施した。
　実施例および比較例において用いた繊維の特性を、下記表１に示す。また、実施例における組成および比較例における組成を、表２～表４に示す。表５には、実施例および比較例の硬化体の評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　実施例１～３２において製造した硬化体はいずれも、高い曲げ強度、高い曲げタフネスおよび高い寸法安定性を有していた。また、これらの硬化体は、より小さい繊維の平均含有率の変動係数を有していた。これは、硬化体において繊維の平均含有率のばらつきが小さいことを意味しており、このばらつきが小さいほど、硬化体の寸法安定性を向上させることができる。実施例４の結果に示されているように、硬化体中の繊維含有率が増加すると繊維凝集度は若干高くなったが、硬化体が本発明の構成を有することにより、なお十分小さい繊維凝集度が得られたため、硬化体において高い曲げ強度（ＭＯＲ）を実現することができた。
　実施例９～１０の結果に示されているように、水ガラスを用いると、より優れた曲げ強度および曲げタフネスを示した。
　スラグ刺激剤（Ｄ）である硫酸アルミニウムを更に添加すると、実施例１３の結果に示されているように、養生時間が短くても、更に向上した曲げタフネスが達成できた。また、実施例１４～１６の組成では、更に向上した曲げタフネスに加えて、更に向上したＬＯＰも達成できた。
　水ガラスおよび硫酸アルミニウムを用いると、実施例１７～１８の結果に示されているように、更に向上したＬＯＰおよび曲げタフネスが得られた。
　その他の粉体（Ｆ）として二水石膏を用いると、実施例１９～２１の結果に示されているように、より高い寸法安定性が得られた。また、成形性も改善されたことから、ひび割れがより良好に抑制されたことが分かった。
　実施例２９～３２は、硬化体の軽量化も目的とした配合である。
　一方、アルカリ活性剤（Ｂ）である水酸化ナトリウムの含有率が硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％より多い比較例１の硬化体は、繊維の平均含有率の変動係数が高く、高い寸法変化率を示した。
　アルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対する高炉スラグの含有率が４０質量％未満である比較例２の硬化体は、繊維の平均含有率の変動係数および繊維凝集度が高く、対応する実施例２と比べて、低いＬＯＰおよび低い曲げタフネスを示し、高い寸法変化率を示した。
　補強繊維を含まず、硬化体の含水率が硬化体の総質量に対して１０．０質量％より高い比較例３の硬化体は、低い曲げ強度（ＭＯＲ）および著しく低い曲げタフネスを示した。
　補強繊維を含まない比較例４～５の硬化体は、著しく低い曲げタフネスを示した。
　硬化体の含水率が硬化体の総質量に対して１０．０質量％より高い比較例６～９の硬化体は、対応する実施例の硬化体（実施例１、６、７および８）より、曲げ強度および曲げタフネスが顕著に低かった。
　硬化体の含水率が硬化体の総質量に対して１０．０質量％より高い比較例１０～１１の硬化体は、対応する実施例の硬化体（実施例１）より、曲げ強度および曲げタフネスが低く、寸法変化率が高かった。
　本発明の硬化体は、高い曲げ強度および高い寸法安定性を有する。従って、本発明の硬化体は、特に限定されるものではないが、例えば、ブロック、床材、壁材、天井材、間仕切り、屋根材および瓦等の、各種の土木・建築材料として有用に用いることができる。

Claims (10)

  1. 　（Ａ）アルミノケイ酸塩源、（Ｂ）アルカリ活性剤および（Ｃ）耐アルカリ性繊維を含んでなる硬化性組成物の硬化体であって、
    アルミノケイ酸塩源（Ａ）は高炉スラグを含み、高炉スラグの含有率はアルミノケイ酸塩源（Ａ）の全固形分に対して４０質量％以上であり、
    アルカリ活性剤（Ｂ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して１０質量％以下であり、
    硬化体の含水率は、硬化体の総質量に対して１０．０質量％以下である、硬化体。
  2. 　アルミノケイ酸塩源（Ａ）の含有率は、硬化性組成物の全固形分に対して２０質量％以上、７５質量％以下である、請求項１に記載の硬化体。
  3. 　耐アルカリ性繊維（Ｃ）は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１または２に記載の硬化体。
  4. 　耐アルカリ性繊維（Ｃ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０５質量％以上、５質量％以下である、請求項１～３のいずれかに記載の硬化体。
  5. 　耐アルカリ性繊維（Ｃ）の繊維凝集度は１０％以下である、請求項１～４のいずれかに記載の硬化体。
  6. 　前記硬化体の全体または一部から１０ｇとなるように切り出した１０個の切出片に含まれる耐アルカリ性繊維（Ｃ）の平均含有率の変動係数は３０％以下である、請求項１～５のいずれかに記載の硬化体。
  7. 　硬化体は骨材（Ｅ）を更に含み、骨材（Ｅ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して１５質量％以上、７５質量％以下である、請求項１～６のいずれかに記載の硬化体。
  8. 　アルミノケイ酸塩源（Ａ）は、フライアッシュ、メタカオリンおよび赤泥からなる群から選択される少なくとも１つを更に含む、請求項１～７のいずれかに記載の硬化体。
  9. 　硬化体はスラグ刺激剤（Ｄ）を更に含み、スラグ刺激剤（Ｄ）の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０１質量％以上、３質量％以下である、請求項１～８のいずれかに記載の硬化体。
  10. 　硬化体は硫酸カルシウム誘導体を更に含み、硫酸カルシウム誘導体の含有率は、硬化体の全固形分に対して０．０１質量％以上、２０質量％以下である、請求項１～９のいずれかに記載の硬化体。
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