JPH07187734A

JPH07187734A - 硬化性無機質組成物

Info

Publication number: JPH07187734A
Application number: JP32747793A
Authority: JP
Inventors: Tatsutoshi Nakano; 龍俊中野; Masatake Kamiya; 昌岳神谷; Katsuzo Nitta; 勝三新田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】強度及び耐久性に優れた無機質成形体を得うる
硬化性無機質組成物。【構成】アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射された
アルミナ、メタアルミン酸ナトリウムからなる群より選
ばれる１以上のアルミニウム系添加剤０．５〜８０重量
％及びフライアッシュを粉砕処理することによって得ら
れた、平均粒径５．０μｍ以下の表面活性フライアッシ
ュ９９．５〜２０重量％からなる無機質粉体１００重量
部、アルカリ金属珪酸塩３〜２００重量部、並びに、水
３〜２００重量部からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬化性無機質組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルカリの存在下で、熱により硬
化する無機成形体として、特開平４−５９６４８号公報
には、コランダム又はムライトの製造時に発生する集塵
装置の灰、メタカオリン、フライアッシュ等の無機固体
成分、アルカリ金属珪酸塩水溶液、充填剤、有機ベント
ナイト等からなる硬化性無機質組成物が開示されてい
る。

【０００３】しかし、無機固体成分として、産業廃棄物
でありその有効利用が求められているフライアッシュを
用いた場合、フライアッシュはアルカリとの反応性が低
いため、上記硬化性無機質組成物から得られる無機質成
形体は、強度及び耐久性に欠けるといった問題があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、強度及び耐
久性に優れた無機質成形体を得うる硬化性無機質組成物
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明で用いられるアル
ミニウム系添加剤は、アルミナセメント、γ−アルミ
ナ、溶射されたアルミナ、メタアルミン酸ナトリウムか
らなる群より選ばれる１以上のものよりなる。

【０００６】上記アルミナセメントとは、Ａｌ₂Ｏ₃が
３０％以上、且つ、ＣａＯが５０％以下であり、アルミ
ン酸石灰を主成分とする無機質粉体をいい、ＪＩＳＲ
２５１１に挙げられるすべての品種を用いることができ
る。

【０００７】上記γ−アルミナとは、ボーキサイト、水
和酸化アルミニウム等を数百度で加熱脱水することで得
られる、α−アルミナより結晶性の悪い粉体をいう。

【０００８】上記溶射されたアルミナとは、高温溶射法
によって得られた、Ａｌ₂Ｏ₃を７０％以上含有する粉
体である。

【０００９】アルミニウム系添加剤の平均粒径は、大き
いと、添加効果が図れないことがあるので、３００μｍ
以下が好ましい。

【００１０】本発明で用いられる表面活性フライアッシ
ュは、フライアッシュを粉砕処理することによって得ら
れた、平均粒径５．０μｍ以下のフライアッシュであ
る。なお、本発明で用いられるフライアッシュとは、Ｊ
ＩＳＡ６２０１に規定されるものをいう。

【００１１】フライアッシュの粉砕処理は、特に限定さ
れないが、粉砕の機構において衝撃、摩砕が中心となる
ジェット粉砕機や粉砕の機構において衝撃、摩擦、圧
縮、せん断等が複合したボール媒体ミル、媒体攪拌型ミ
ル、ローラミル等を用いて行われ、乾式又は湿式いづれ
で行われてもよい。

【００１２】なお、ジェット粉砕機には、気流吸い込み
型、ノズル内通過型、衝突型、複合型等があり、媒体攪
拌型ミルには、攪拌槽型、流通管型、アニュラ型があ
り、いづれが用いられてもよい。

【００１３】表面活性フライアッシュの平均粒径は、大
きいと、フライアッシュ表面の活性が低く、アルカリと
の反応性が不十分となるので、５．０μｍ以下に限定さ
れ、３．０μｍ以下が好ましい。

【００１４】平均粒径が５．０μｍ以下となるように、
フライアッシュに粉砕処理を施すと、加えられた衝撃、
せん断、圧縮等による機械的エネルギーが、フライアッ
シュの粒子微細化と共に、フライアッシュ表面の構造不
安定化に使用されるため、アルカリとの反応性の高い表
面活性フライアッシュを得ることができる。

【００１５】本発明で用いられる無機質粉体は、上記ア
ルミニウム系添加剤及び表面活性フライアッシュからな
る。

【００１６】無機質粉体中、表面活性フライアッシュの
含有量は、多いと、硬化及び乾燥時の収縮が大きくな
り、又、少ないと、硬化性無機質組成物から得られる無
機質成形体の強度が低下するので、２０〜９９．５重量
％に限定される。

【００１７】本発明で用いられるアルカリ金属珪酸塩と
は、Ｍ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂（ＭはＬｉ、Ｋ，Ｎａ；ｎは、
０及び正の数）で表されるものである。

【００１８】Ｍ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂において、ｎは、大き
いと、アルカリ金属珪酸塩の分散性が低下することがあ
るので、ｎは、８以下が好ましい。

【００１９】なお、アルカリ金属珪酸塩は、単独で用い
られても、混合して用いられてもよい。

【００２０】アルカリ金属珪酸塩の添加量は、多くて
も、少なくても、得られる硬化性無機質組成物の硬化性
が不十分となるので、無機質粉体１００重量部に対し
て、３〜２００重量部に限定される。

【００２１】水の添加量は、多いと、硬化性無機質組成
物を硬化させて得られる無機質成形体の強度が低下し、
又、少ないと、硬化性無機質組成物の成形が困難となる
ので、無機質粉体１００重量部に対して、３〜２００重
量部に限定される。

【００２２】アルカリ金属珪酸塩は、予め水溶液にして
添加することは、アルカリ金属珪酸塩の分散性が向上
し、好適である。かかる際、アルカリ金属珪酸塩水溶液
の濃度は、特に限定されないが、濃いと、得られる硬化
性無機質組成物の粘度が高くなり、成形する際、困難と
なることがあり又、薄いと、硬化性無機質組成物が硬化
しないことがあるので、１〜７０重量％が好ましい。

【００２３】本発明である硬化性無機質組成物は、無機
質粉体、アルカリ金属珪酸塩及び水からなるが、必要に
応じて、物性を損なわない範囲内で、補強繊維、軽量有
機・無機質充填剤が添加されてもよい。

【００２４】上記補強繊維を、硬化性無機質組成物に添
加することは、硬化性無機質組成物を硬化させて得られ
る無機質成形体の強度が向上し好適である。

【００２５】補強繊維は、得られる無機質成形体の用途
に応じて、適宜選択すればよく、特に限定されず、例え
ば、ビニロン、ポリプロピレンからなる繊維、アクリル
繊維、レーヨン、アラミド繊維等の合成繊維；ガラス繊
維、チタン酸カリウム、ロックウール、カーボン繊維、
鋼繊維等の無機繊維等が挙げられる。

【００２６】補強繊維の形態は、特に限定されず、メッ
シュ状、短繊維、長繊維等いづれの形態であってもよ
い。

【００２７】補強繊維として、短繊維を用いる場合、補
強繊維の長さは、短いと、補強硬化が不十分となること
があるので、１５ｍｍ以上が好ましい。

【００２８】補強繊維の平均径は、太いと、補強硬化が
不十分となることがあり、又、細いと、硬化性無機質組
成物への混合時、再凝集し、交絡によりファイバーボー
ルが形成され、得られる無機質成形体の強度が低下した
り、表面平滑性が低下することがあるので、１〜５００
μｍが好ましい。

【００２９】補強繊維の添加量は、多いと、繊維が、硬
化性無機質組成物への均一な混合が困難となることがあ
るので、表面活性フライアッシュ１００重量部に対し
て、１０重量部以下が好ましい。

【００３０】上記軽量有機・無機充填剤を、硬化性無機
質組成物に添加することは、硬化性無機質組成物を硬化
させて得られる無機質成形体の軽量化が図れ、好適であ
る。

【００３１】有機充填剤としては、例えば、スチレン系
重合体、塩化ビニリデン系重合体、フェノール樹脂、ウ
レタン樹脂、エチレン樹脂等からなる有機充填剤が挙げ
られる。

【００３２】無機充填剤としては、例えば、ガラスバル
ーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリ
カバルーン、パーライト、珪砂等の無機質発泡体等が挙
げられる。

【００３３】上記無機質発泡体の比重は、高いと、硬化
性無機質組成物を硬化させて得られる無機質成形体の軽
量化が図れないことがあり、又、低いと、得られる無機
質成形体の機械的強度の低下を招くことがあるので、
０．１〜１ｇ／ｃｍ³が好ましい。

【００３４】有機・無機充填剤の添加量は、多いと、得
られる無機質成形体の強度が低下することがあり、又、
少ないと、得られる無機質成形体の軽量化が図れないこ
とがあるので、表面活性フライアッシュ１００重量部に
対して、０．１〜１００重量部が好ましい。

【００３５】本発明の硬化性無機質組成物の製造方法
は、特に限定されず、例えば、セメント組成物を製造す
る際、通常使用される、オムニミキサー、マイリッヒミ
キサー等に、アルカリ金属珪酸塩を予め水に溶解させて
得られたアルカリ金属珪酸塩水溶液、無機質粉体等を供
給し、混合する方法が挙げられる。

【００３６】本発明である硬化性無機質組成物から無機
質成形体を得る方法としては、特に限定されず、一般的
な方法が用いられ、例えば、注入法、プレス法、押出し
法等が挙げられる。

【００３７】硬化性無機質組成物を加熱、硬化させる温
度は、特に限定されず、常温で行ってもよいが、高い
と、硬化時の収縮が大きくなり、得られる無機質成形体
にクラック等の発生が生じることがあり、低いと、硬化
反応の速度が低下することがあるので、５０〜２００℃
で行うのが好ましい。

【００３８】

【実施例】

（実施例１〜８、比較例１〜７）フライアッシュとし
て、下記フライアッシュ〜を用いた。

【００３９】フライアッシュフライアッシュ（東北電力社製平均粒径１０．１μｍ
結晶化度５０重量％）を、ジェットミル（（株）マキ
ノ社製商品名ＦＰ−２）を用いて、１０回繰り返し
て、粉砕処理を行い、平均粒径２．８μｍの表面活性フ
ライアッシュを得た。

【００４０】フライアッシュフライアッシュ（東北電力社製平均粒径１０．１μｍ
結晶化度５０重量％）を、振動ミル（三英製作所社製
商品名ＭＢ−１）を用いて、２００時間粉砕処理を行
い、表面活性フライアッシュを得た。

【００４１】フライアッシュフライアッシュ（東北電力社製平均粒径１０．１μｍ
結晶化度５０重量％）を、ジェットミル（（株）マキ
ノ社製商品名ＦＰ−２）を用いて、１回繰り返して、
粉砕処理を行い、平均粒径５．９μｍのフライアッシュ
を得た。

【００４２】フライアッシュフライアッシュ（東北電力社製平均粒径１０．１μｍ
結晶化度５０重量％）

【００４３】アルミニウム系添加剤として、下記アルミ
ニウム添加剤〜を用いた。

【００４４】アルミニウム系添加剤Ａｌ₂Ｏ₃４０重量％、ＣａＯ３８重量％のアルミナセ
メント（旭ガラス社製商品名アサヒフォンジュ）

【００４５】アルミニウム系添加剤Ａｌ₂Ｏ₃５６重量％、ＣａＯ３６重量％のアルミナセ
メント（旭ガラス社製商品名アサヒアルミナセメン
ト１号）

【００４６】アルミニウム系添加剤溶射処理されたア
ルミナ（（株）マイクロン社製商品名ハリミック）

【００４７】アルミニウム系添加剤 γ−アルミナ（住友化学（株）社製商品名活性アルミ
ナ）

【００４８】アルミニウム系添加剤メタアルミン酸ナトリウム（北陸化成（株）社製商品
名キタクリート＃１０）

【００４９】表１、２に示した所定量の上記フライアッ
シュ〜、アルミニウム系添加剤〜、珪砂、ビニ
ロン（クラレ社製商品名ＲＭ１８２繊維長６ｍ
ｍ）、Ｋ ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂水溶液を、ミキサーに供給
し、５分間混合、硬化性無機質組成物を得た。

【００５０】得られた硬化性無機質組成物を、幅１５０
ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの型枠内に注入し、
オーブン内で９０℃で、１２時間加熱し、無機質成形体
を得た。

【００５１】得られた無機質成形体を切断して、幅１５
０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの小片を得、曲げ
強度、外観及び１気圧下、９８℃以上の水に８時間浸漬
した後の、小片の曲げ強度、外観を以下の方法で測定
し、その結果を表１、２に示した。

【００５２】（脱型性）無機質成形体を、型枠から取り
出せたものを、可、取り出せなかったものを、不可をし
た。

【００５３】（曲げ強度）得られた無機質成形体を、５
時間乾燥後、更に、気乾状態で２４時間放置したもの
を、ＪＩＳＡ１４０８に準じて、曲げ強度を測定し
た。

【００５４】（外観）得られた無機質成形体の割れ、ク
ラック、光沢の有無を目視観察し、割れ、クラックのい
ずれもなく且つ光沢を有するものを良好、そうでないも
のを全て不可とした。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【発明の効果】本発明の構成は上記の通りであり、本発
明によれば、フライアッシュの反応性のばらつきを制御
し、強度、耐久性に優れた無機質成形体を得ることがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:30 14:06 Ｚ 16:06）Ｚ (Ｃ０４Ｂ 28/26 14:06 Ｚ 16:06）Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射さ
れたアルミナ、メタアルミン酸ナトリウムからなる群よ
り選ばれる１以上のアルミニウム系添加剤０．５〜８０
重量％及びフライアッシュを粉砕処理することによって
得られた、平均粒径５．０μｍ以下の表面活性フライア
ッシュ９９．５〜２０重量％からなる無機質粉体１００
重量部、アルカリ金属珪酸塩３〜２００重量部、並び
に、水３〜２００重量部からなることを特徴とする硬化
性無機質組成物。