JP3373883B2 - ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料 - Google Patents
ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料Info
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- C04B28/30—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing magnesium cements or similar cements
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、ゼオライ
ト−マグネシア系の軽質耐火構造材料に関するものであ
る。さらに詳しくは、この出願の発明は、建築構造材料
等の断熱性、耐火性、耐久性を必要とする材料分野に有
用なゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料に関
するものである。
ト−マグネシア系の軽質耐火構造材料に関するものであ
る。さらに詳しくは、この出願の発明は、建築構造材料
等の断熱性、耐火性、耐久性を必要とする材料分野に有
用なゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、軽質無機質材料と
しては、焼結発泡セラミックスや微小口径のハニカム構
造のセラミックスが知られている。しかしながら、これ
らは成形および焼成の工程が複雑なために大型構造材料
としては実際上の製造が困難であり、また、コストが高
いことから、小型の耐火断熱材またはバイオリアクター
等の触媒担体として利用されるにとどまっている。
しては、焼結発泡セラミックスや微小口径のハニカム構
造のセラミックスが知られている。しかしながら、これ
らは成形および焼成の工程が複雑なために大型構造材料
としては実際上の製造が困難であり、また、コストが高
いことから、小型の耐火断熱材またはバイオリアクター
等の触媒担体として利用されるにとどまっている。
【０００３】また、繊維状のセラミックスも知られてい
るが、耐火断熱材として利用されているに過ぎない。そ
して、ガラスウール、スラグウールがマット状の断熱・
防音材として利用されているが、これらも構造材料とは
なり得ない。
るが、耐火断熱材として利用されているに過ぎない。そ
して、ガラスウール、スラグウールがマット状の断熱・
防音材として利用されているが、これらも構造材料とは
なり得ない。
【０００４】繊維状珪酸カルシウム、セラミック発泡体
をポルトランドセメントで硬化した軽量コンクリート板
も知られているが、容積重量（ＢＳＧ）が１．５以上で
強度が低く、炭酸化による経年劣化が大きいという欠点
がある。
をポルトランドセメントで硬化した軽量コンクリート板
も知られているが、容積重量（ＢＳＧ）が１．５以上で
強度が低く、炭酸化による経年劣化が大きいという欠点
がある。
【０００５】さらにまた、水熱合成法による珪酸カルシ
ウム発泡体であるＡＬＣ（Autoclaved light weight co
ncrete）が、鉄筋を内蔵した大型軽量耐火構造材料とし
て広く利用されており、現状においては唯一のセラミッ
ク構造材料として扱われている。しかしながらこのＡＬ
Ｃは、含水珪酸カルシウム（Tobermorite、Ｃ3Ｓ2Ｈ3）
と未反応ＳｉＯ2（Quartz）の混合組織であって、炭酸
化によるトバモライトの分解（ＳｉＯ2ゲル＋炭酸カル
シウム）とこれによる吸水および乾燥によって膨張と収
縮を行なうため、経年劣化が大きいことが明らかになっ
ている。また、吸水率が大きく強度が弱いために脆く、
取扱い中に破損し易く、表面塗装膜も劣化し易いという
欠点がある。
ウム発泡体であるＡＬＣ（Autoclaved light weight co
ncrete）が、鉄筋を内蔵した大型軽量耐火構造材料とし
て広く利用されており、現状においては唯一のセラミッ
ク構造材料として扱われている。しかしながらこのＡＬ
Ｃは、含水珪酸カルシウム（Tobermorite、Ｃ3Ｓ2Ｈ3）
と未反応ＳｉＯ2（Quartz）の混合組織であって、炭酸
化によるトバモライトの分解（ＳｉＯ2ゲル＋炭酸カル
シウム）とこれによる吸水および乾燥によって膨張と収
縮を行なうため、経年劣化が大きいことが明らかになっ
ている。また、吸水率が大きく強度が弱いために脆く、
取扱い中に破損し易く、表面塗装膜も劣化し易いという
欠点がある。
【０００６】このように、従来の軽質無機質材料は、構
造材料としては、物性上そして経済的にも適正さを欠い
ており、唯一広く利用されているＡＬＣも実際の作業
上、機械的強度不足並びに経年劣化現象という難問を抱
えているのが実情である。
造材料としては、物性上そして経済的にも適正さを欠い
ており、唯一広く利用されているＡＬＣも実際の作業
上、機械的強度不足並びに経年劣化現象という難問を抱
えているのが実情である。
【０００７】そこで、この出願の発明は以上のとおりの
事情に鑑みて行なわれたものであり、これまでとは異な
る新しい発想により軽質かつ大型の構造材料として優れ
た安定物性を有する、経済性も良好なゼオライト−マグ
ネシア系の軽質耐火構造材料を提供することを課題とし
ている。
事情に鑑みて行なわれたものであり、これまでとは異な
る新しい発想により軽質かつ大型の構造材料として優れ
た安定物性を有する、経済性も良好なゼオライト−マグ
ネシア系の軽質耐火構造材料を提供することを課題とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、軽量大型構造材とするこ
とができ、ゼオライトの吸着性とイオン交換機能、およ
びマグネシアとその塩類による接着・硬化機構を複合し
た全く新しいゼオライト−マグネシア系軽質耐火構造材
料を提供する。
の課題を解決するものとして、軽量大型構造材とするこ
とができ、ゼオライトの吸着性とイオン交換機能、およ
びマグネシアとその塩類による接着・硬化機構を複合し
た全く新しいゼオライト−マグネシア系軽質耐火構造材
料を提供する。
【０００９】すなわち、まず第１に、この出願の発明
は、ゼオライトもしくはゼオライトを主鉱物とする凝灰
岩粒子と、活性マグネシア（ＭｇＯ）およびその塩類か
らなるマグネシウムオキシ塩化合物とで構成される硬化
体もしくはそのＲＣ構造体からなることを特徴とするゼ
オライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料を提供す
る。また、この出願の発明の軽質耐火構造材料は、第２
には、ＲＣ構造体において、鉄筋は、０．１ｍｍ以上
０．３ｍｍ以下の膜厚の合成樹脂でコーティングされ、
かご形状に配筋されていることを特徴とするゼオライト
−マグネシア系の軽質耐火構造材料を提供する。
は、ゼオライトもしくはゼオライトを主鉱物とする凝灰
岩粒子と、活性マグネシア（ＭｇＯ）およびその塩類か
らなるマグネシウムオキシ塩化合物とで構成される硬化
体もしくはそのＲＣ構造体からなることを特徴とするゼ
オライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料を提供す
る。また、この出願の発明の軽質耐火構造材料は、第２
には、ＲＣ構造体において、鉄筋は、０．１ｍｍ以上
０．３ｍｍ以下の膜厚の合成樹脂でコーティングされ、
かご形状に配筋されていることを特徴とするゼオライト
−マグネシア系の軽質耐火構造材料を提供する。
【００１０】加えてこの出願の発明は、第３には、ゼオ
ライトもしくはゼオライトを主鉱物とする凝灰岩粒子を
稀酸液で処理し、活性マグネシア微粉末で被覆した酸処
理凝灰岩粒子と、活性マグネシアとその塩の溶液を混合
したマグネシアスラリーを混合し、養生硬化させること
を特徴とするゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造
材料の製造方法を、第４には、その活性マグネシア微粉
末が、マグネサイト（ＭｇＣＯ 3 ）を１０００℃以下の
温度で焼成して得られるペリクレースであって、粒径５
０μｍ以下、比表面積２５ｍ 2 ／ｇ以上４０ｍ 2 ／ｇ以下
のものであることを特徴とする製造方法を提供する。
ライトもしくはゼオライトを主鉱物とする凝灰岩粒子を
稀酸液で処理し、活性マグネシア微粉末で被覆した酸処
理凝灰岩粒子と、活性マグネシアとその塩の溶液を混合
したマグネシアスラリーを混合し、養生硬化させること
を特徴とするゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造
材料の製造方法を、第４には、その活性マグネシア微粉
末が、マグネサイト（ＭｇＣＯ 3 ）を１０００℃以下の
温度で焼成して得られるペリクレースであって、粒径５
０μｍ以下、比表面積２５ｍ 2 ／ｇ以上４０ｍ 2 ／ｇ以下
のものであることを特徴とする製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記の通りの
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て詳しく説明する。
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て詳しく説明する。
【００１２】この出願の発明のゼオライト−マグネシア
系の軽質耐火構造材料は、ゼオライトもしくはゼオライ
トを主鉱物とする凝灰岩粒子と、活性マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）およびその塩類からなるマグネシウムオキシ塩化合
物とで構成される硬化体もしくはそのＲＣ構造体からな
ることを特徴としている。
系の軽質耐火構造材料は、ゼオライトもしくはゼオライ
トを主鉱物とする凝灰岩粒子と、活性マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）およびその塩類からなるマグネシウムオキシ塩化合
物とで構成される硬化体もしくはそのＲＣ構造体からな
ることを特徴としている。
【００１３】この出願の発明において、ゼオライト−マ
グネシア系の軽質耐火構造材料の構成要素の一つである
ゼオライトは、代表的には、次式〔（Ｃａ；Ｎａ 2 …
Ｋ 2 ）（Ａｌ 2 Ｓｉ 7 Ｏ 18 ）・６Ｈ 2 Ｏ〕で表されるもので
あって、このアルカリ並びにアルカリ土類金属サイト
（Ｃａ；Ｎａ 2 …Ｋ 2 ）には、少なくともＣａが含まれて
いる。そしてこの出願の発明のゼオライト−マグネシア
系軽質耐火構造材料の構成において重要なことに、この
ゼオライトは、吸着能とイオン交換能を有している。こ
の出願の発明においては、このようなゼオライトの代わ
りに、ゼオライトを主鉱物とする凝灰岩粒子であっても
よい。
グネシア系の軽質耐火構造材料の構成要素の一つである
ゼオライトは、代表的には、次式〔（Ｃａ；Ｎａ 2 …
Ｋ 2 ）（Ａｌ 2 Ｓｉ 7 Ｏ 18 ）・６Ｈ 2 Ｏ〕で表されるもので
あって、このアルカリ並びにアルカリ土類金属サイト
（Ｃａ；Ｎａ 2 …Ｋ 2 ）には、少なくともＣａが含まれて
いる。そしてこの出願の発明のゼオライト−マグネシア
系軽質耐火構造材料の構成において重要なことに、この
ゼオライトは、吸着能とイオン交換能を有している。こ
の出願の発明においては、このようなゼオライトの代わ
りに、ゼオライトを主鉱物とする凝灰岩粒子であっても
よい。
【００１４】また、この出願の発明においてもう一つの
構成要素であるマグネシウムオキシ塩化合物は、代表的
には、次式〔ｎＭｇＯ・（Ｍｇ（Ｃｌ 2 ，ＳＯ 4 ，Ｐ
2 Ｏ 5 ））・ｍＨ 2 Ｏ〕（式中、ｎ＝５〜１０）で表され
るものであって、このものは、活性マグネシアと、たと
えばその塩化物、硫酸塩、リン酸塩等の塩類との反応に
より生成されるものとして理解される。そして、このマ
グネシウムオキシ塩化合物は、接着・硬化機能を有して
いる。
構成要素であるマグネシウムオキシ塩化合物は、代表的
には、次式〔ｎＭｇＯ・（Ｍｇ（Ｃｌ 2 ，ＳＯ 4 ，Ｐ
2 Ｏ 5 ））・ｍＨ 2 Ｏ〕（式中、ｎ＝５〜１０）で表され
るものであって、このものは、活性マグネシアと、たと
えばその塩化物、硫酸塩、リン酸塩等の塩類との反応に
より生成されるものとして理解される。そして、このマ
グネシウムオキシ塩化合物は、接着・硬化機能を有して
いる。
【００１５】しかしながら、以上のようなマグネシウム
オキシ塩化合物の性質としては、これまでに、軽量で、
曲げ強度が大きく、木材や岩石等との接着力に優れてい
るという長所の他に、オキシ塩の吸着水への可溶性によ
り金属表面において加水分解し、腐食作用を発するとい
う欠点も知られている。このようなマグネシウムオキシ
塩化合物の欠点を改善するための手段として、従来より
種々の添加剤が提案されているが、完全ではない。
オキシ塩化合物の性質としては、これまでに、軽量で、
曲げ強度が大きく、木材や岩石等との接着力に優れてい
るという長所の他に、オキシ塩の吸着水への可溶性によ
り金属表面において加水分解し、腐食作用を発するとい
う欠点も知られている。このようなマグネシウムオキシ
塩化合物の欠点を改善するための手段として、従来より
種々の添加剤が提案されているが、完全ではない。
【００１６】そこで、この出願の発明者は、この欠点を
解消するために、活性マグネシアの形成および反応とそ
の結晶構造とに着目し、鋭意検討した結果、 ・天然微晶質マグネサイト（ＭｇＣＯ 3 ）を焼成して得
られる活性マグネシア、すなわちペリクレース（Ｍｇ
Ｏ）は、マグネサイトの層状構造をもつ活性マグネシア
となっており、結晶子が小さいこと、 ・このような活性マグネシアは、水和（ＭｇＯ＋Ｈ 2 Ｏ
→Ｍｇ（ＯＨ） 2 ）によって層状構造の水酸化マグネシ
ウム（層状ブルーサイト）を生成すること、を見出し
た。
解消するために、活性マグネシアの形成および反応とそ
の結晶構造とに着目し、鋭意検討した結果、 ・天然微晶質マグネサイト（ＭｇＣＯ 3 ）を焼成して得
られる活性マグネシア、すなわちペリクレース（Ｍｇ
Ｏ）は、マグネサイトの層状構造をもつ活性マグネシア
となっており、結晶子が小さいこと、 ・このような活性マグネシアは、水和（ＭｇＯ＋Ｈ 2 Ｏ
→Ｍｇ（ＯＨ） 2 ）によって層状構造の水酸化マグネシ
ウム（層状ブルーサイト）を生成すること、を見出し
た。
【００１７】そこで、この出願の発明者は、マグネシウ
ムオキシ塩化合物にゼオライトを複合化することによ
り、マグネシウムオキシ塩化合物の吸着水による可溶性
を完全に抑止できることを見出した。すなわち、この出
願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材
料は、活性マグネシアさらには水酸化マグネシウムを層
状構造とすることで外部からの水分の浸入を抑制するよ
うにし、少量の吸着水に対しては、ゼオライトの吸着能
およびイオン交換能により溶出した可溶性塩類を固定化
するようにしている。これによって、この出願の発明の
ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料は、可溶
性の問題、および金属表面における腐食の問題が完全に
克服されているのである。この出願の発明は、このよう
な知見を踏まえることで、初めて完成されたものであ
る。
ムオキシ塩化合物にゼオライトを複合化することによ
り、マグネシウムオキシ塩化合物の吸着水による可溶性
を完全に抑止できることを見出した。すなわち、この出
願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材
料は、活性マグネシアさらには水酸化マグネシウムを層
状構造とすることで外部からの水分の浸入を抑制するよ
うにし、少量の吸着水に対しては、ゼオライトの吸着能
およびイオン交換能により溶出した可溶性塩類を固定化
するようにしている。これによって、この出願の発明の
ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料は、可溶
性の問題、および金属表面における腐食の問題が完全に
克服されているのである。この出願の発明は、このよう
な知見を踏まえることで、初めて完成されたものであ
る。
【００１８】以上のように腐食作用が完全に抑制されて
いることから、この出願の発明のゼオライト−マグネシ
ア系の軽質耐火構造材料は、鉄筋を内蔵したＲＣ構造と
することも考慮することができる。ＲＣ構造とすること
で、このゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料
を大型パネル等として使用する場合であっても構築物の
安全性が確保される。この場合には、鉄筋を合成樹脂で
コーティングしておくことが望ましい。合成樹脂として
は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ウレア樹脂等の１種あるいは２
種以上を用いることができる。コーティング厚は、通
常、０．１〜０．３ｍｍ程度となるようにするのが好ま
しい。また、鉄筋は、かご形状に配筋するのがより有効
でもある。
いることから、この出願の発明のゼオライト−マグネシ
ア系の軽質耐火構造材料は、鉄筋を内蔵したＲＣ構造と
することも考慮することができる。ＲＣ構造とすること
で、このゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料
を大型パネル等として使用する場合であっても構築物の
安全性が確保される。この場合には、鉄筋を合成樹脂で
コーティングしておくことが望ましい。合成樹脂として
は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ウレア樹脂等の１種あるいは２
種以上を用いることができる。コーティング厚は、通
常、０．１〜０．３ｍｍ程度となるようにするのが好ま
しい。また、鉄筋は、かご形状に配筋するのがより有効
でもある。
【００１９】また、この出願の発明のゼオライト−マグ
ネシア系の軽質耐火構造材料において、凝灰岩は多数の
空孔を有しているために容積重量（ＢＳＧ）が０．９以
下と小さく、また、マグネシアオキシ塩化合物はＢＳＧ
が０．７以下であるから、得られる硬化体のＢＳＧを容
易に０．８以下にすることができる。
ネシア系の軽質耐火構造材料において、凝灰岩は多数の
空孔を有しているために容積重量（ＢＳＧ）が０．９以
下と小さく、また、マグネシアオキシ塩化合物はＢＳＧ
が０．７以下であるから、得られる硬化体のＢＳＧを容
易に０．８以下にすることができる。
【００２０】そしてこの出願の発明においては、さらに
ＢＳＧを０．７以下とするために、パーライトやガラス
質の中空粒子等を１０〜３０％程度配合することを有効
な手段として例示することができる。この場合には、こ
の軽質耐火構造材料の性能を損なうことなく、強度の高
い軽質耐火構造材料を、たとえば、ＢＳＧが０．４〜
０．６のものとして容易に実現することができる。
ＢＳＧを０．７以下とするために、パーライトやガラス
質の中空粒子等を１０〜３０％程度配合することを有効
な手段として例示することができる。この場合には、こ
の軽質耐火構造材料の性能を損なうことなく、強度の高
い軽質耐火構造材料を、たとえば、ＢＳＧが０．４〜
０．６のものとして容易に実現することができる。
【００２１】以上のようなこの出願の発明のゼオライト
−マグネシア系の軽質耐火構造材料は、たとえば以下の
製造方法により好適に製造することができる。すなわ
ち、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽質
耐火構造材料の製造方法は、ゼオライトもしくはゼオ
ライトを主鉱物とする凝灰岩粒子を稀酸液で処理し、活
性マグネシア微粉末で被覆した酸処理凝灰岩粒子と、
活性マグネシアとその塩の溶液を混合したマグネシアス
ラリーを混合し、養生硬化させるようにしている。
−マグネシア系の軽質耐火構造材料は、たとえば以下の
製造方法により好適に製造することができる。すなわ
ち、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽質
耐火構造材料の製造方法は、ゼオライトもしくはゼオ
ライトを主鉱物とする凝灰岩粒子を稀酸液で処理し、活
性マグネシア微粉末で被覆した酸処理凝灰岩粒子と、
活性マグネシアとその塩の溶液を混合したマグネシアス
ラリーを混合し、養生硬化させるようにしている。
【００２２】このゼオライトもしくは凝灰岩としては、
上記のとおりのものを使用することができる。そして、
このゼオライトもしくは凝灰岩を、たとえば、５ｍｍ以
下の大きさに整粒して十分乾燥した後に、稀酸液で処理
するようにする。稀酸液としては、リン酸、塩酸、硫酸
等の鉱酸を１０％以下に希釈したものを用いることがで
きる。この酸処理により、ゼオライトの表面層が分解さ
れてアルカリ並びにアルカリ土類金属イオンが置換さ
れ、表面層がゾルあるいはゲル化状態となる。そして、
ここに活性マグネシアを被覆することで、酸処理凝灰岩
粒子とすることができる。酸処理凝灰岩粒子は、活性マ
グネシア（ＭｇＯ）が被覆されることで、表面層に水和
珪酸塩が形成されることになる。活性マグネシアは、ゼ
オライトも しくは凝灰岩に対して５〜１０重量％程度を
被覆することができる。
上記のとおりのものを使用することができる。そして、
このゼオライトもしくは凝灰岩を、たとえば、５ｍｍ以
下の大きさに整粒して十分乾燥した後に、稀酸液で処理
するようにする。稀酸液としては、リン酸、塩酸、硫酸
等の鉱酸を１０％以下に希釈したものを用いることがで
きる。この酸処理により、ゼオライトの表面層が分解さ
れてアルカリ並びにアルカリ土類金属イオンが置換さ
れ、表面層がゾルあるいはゲル化状態となる。そして、
ここに活性マグネシアを被覆することで、酸処理凝灰岩
粒子とすることができる。酸処理凝灰岩粒子は、活性マ
グネシア（ＭｇＯ）が被覆されることで、表面層に水和
珪酸塩が形成されることになる。活性マグネシアは、ゼ
オライトも しくは凝灰岩に対して５〜１０重量％程度を
被覆することができる。
【００２３】このような酸処理凝灰岩粒子は、その内部
はゼオライトの吸着性およびイオン交換機能を保持した
ままで、表面層は、この水和珪酸塩により後述のマグネ
シウムオキシ塩化合物との接着性を増大する作用を有す
る。
はゼオライトの吸着性およびイオン交換機能を保持した
ままで、表面層は、この水和珪酸塩により後述のマグネ
シウムオキシ塩化合物との接着性を増大する作用を有す
る。
【００２４】一方の、マグネシアスラリーについては、
活性マグネシアと、その塩化物、硫酸塩、リン酸塩等の
塩溶液を混合することで調製することができる。これに
より、接着・硬化機構を有するマグネシウムオキシ塩化
合物が形成されることになる。活性マグネシアとその塩
溶液の混合比は、ｎＭｇＯ・（Ｍｇ（Ｃｌ 2 ，ＳＯ 4 ，Ｐ
2 Ｏ 5 ））・ｍＨ 2 Ｏ〕（式中、ｎ＝５〜１０）が得られ
るように適宜調整することができる。
活性マグネシアと、その塩化物、硫酸塩、リン酸塩等の
塩溶液を混合することで調製することができる。これに
より、接着・硬化機構を有するマグネシウムオキシ塩化
合物が形成されることになる。活性マグネシアとその塩
溶液の混合比は、ｎＭｇＯ・（Ｍｇ（Ｃｌ 2 ，ＳＯ 4 ，Ｐ
2 Ｏ 5 ））・ｍＨ 2 Ｏ〕（式中、ｎ＝５〜１０）が得られ
るように適宜調整することができる。
【００２５】以上の酸処理凝灰岩粒子にマグネシアスラ
リーを混合した後、任意の形状に成形し、養生硬化する
ことで、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の
軽質耐火構造材料を得ることができる。酸処理凝灰岩粒
子とマグネシアスラリーの混合比は、重量％で、２０〜
８０％：８０〜２０％の範囲とするのが好ましい。すな
わち、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽
質耐火構造材料は、高強度なゼオライトあるいは凝灰岩
の粗粒を骨材とし、マグネシウムオキシ塩化合物をその
接着剤として構成される硬化体として理解することがで
きる。これによって、骨材としての凝灰岩がマグネシウ
ムオキシ塩化合物とより強固に接着され、比強度に優れ
たゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料を得る
ことができるのである。
リーを混合した後、任意の形状に成形し、養生硬化する
ことで、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の
軽質耐火構造材料を得ることができる。酸処理凝灰岩粒
子とマグネシアスラリーの混合比は、重量％で、２０〜
８０％：８０〜２０％の範囲とするのが好ましい。すな
わち、この出願の発明のゼオライト−マグネシア系の軽
質耐火構造材料は、高強度なゼオライトあるいは凝灰岩
の粗粒を骨材とし、マグネシウムオキシ塩化合物をその
接着剤として構成される硬化体として理解することがで
きる。これによって、骨材としての凝灰岩がマグネシウ
ムオキシ塩化合物とより強固に接着され、比強度に優れ
たゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料を得る
ことができるのである。
【００２６】なお、この出願の発明においては、前述の
知見から、活性マグネシアとしては、マグネシウム塩の
うちでもマグネサイト、より好適には天然微晶質マグネ
サイトを、１０００℃以下の温度で焼成して得られるペ
リクレースであって、粒径が５０μｍ以下、比表面積が
２５ｍ 2 ／ｇ以上４０ｍ 2 ／ｇ以下のものを用いることを
好ましい態様としている。
知見から、活性マグネシアとしては、マグネシウム塩の
うちでもマグネサイト、より好適には天然微晶質マグネ
サイトを、１０００℃以下の温度で焼成して得られるペ
リクレースであって、粒径が５０μｍ以下、比表面積が
２５ｍ 2 ／ｇ以上４０ｍ 2 ／ｇ以下のものを用いることを
好ましい態様としている。
【００２７】また、この出願の発明のゼオライト−マグ
ネシア系の軽質耐火構造材料をＲＣ構造とする場合に
は、前述のとおり、鉄筋を合成樹脂でコーティングする
とともに、マグネシアスラリーに高分子エマルジョンを
３％以下混合しておくことで、硬化体と鉄筋との付着性
を高めることができる。
ネシア系の軽質耐火構造材料をＲＣ構造とする場合に
は、前述のとおり、鉄筋を合成樹脂でコーティングする
とともに、マグネシアスラリーに高分子エマルジョンを
３％以下混合しておくことで、硬化体と鉄筋との付着性
を高めることができる。
【００２８】以上のようなこの出願の発明の製造方法
は、低温で硬化促進させる、連続化省エネプロセスであ
るともいえる。
は、低温で硬化促進させる、連続化省エネプロセスであ
るともいえる。
【００２９】以下に実施例を示し、この発明の実施の形
態についてさらに詳しく説明する。
態についてさらに詳しく説明する。
【００３０】
【実施例】以下の条件で、この出願の発明のゼオライト
−マグネシア系軽質耐火構造材料を製造した。 （１）凝灰岩粒子の酸処理 ゼオライトを主成分とする凝灰岩（通称大谷石）を粒径
５ｍｍ以下に整粒し、これにリン酸（Ｈ3ＰＯ4）の５％
水溶液をスプレーし、１時間後に微粉活性マグネシアを
薄層にまぶして２時間放置した。
−マグネシア系軽質耐火構造材料を製造した。 （１）凝灰岩粒子の酸処理 ゼオライトを主成分とする凝灰岩（通称大谷石）を粒径
５ｍｍ以下に整粒し、これにリン酸（Ｈ3ＰＯ4）の５％
水溶液をスプレーし、１時間後に微粉活性マグネシアを
薄層にまぶして２時間放置した。
【００３１】この酸処理凝灰岩粒子は、活性マグネシア
による白色の薄層と堅く接着され、振動撹拌によっても
粉状物の発生が認められない硬さを保持していた。 （２）マグネシアスラリーの調整 活性マグネシアに硫酸マグネシウム２０％溶液と塩化マ
グネシウム２５％溶液を、次式のような組成比となるよ
うに添加し、マグネシアスラリーとした。
による白色の薄層と堅く接着され、振動撹拌によっても
粉状物の発生が認められない硬さを保持していた。 （２）マグネシアスラリーの調整 活性マグネシアに硫酸マグネシウム２０％溶液と塩化マ
グネシウム２５％溶液を、次式のような組成比となるよ
うに添加し、マグネシアスラリーとした。
【００３２】
８ＭｇＯ・（ＭｇＣｌ2＋ＭｇＳＯ4）・３０Ｈ2Ｏ
（３）酸処理凝灰岩粒子とマグネシアスラリーの配合
酸処理凝灰岩粒子とマグネシアスラリーを、酸処理凝灰
岩粒子と活性マグネシアの重量比が表１となるように混
合した。なお、このときの酸処理凝灰岩粒子と マグネシ
アスラリーの配合比（重量比）も併せて表１に示した。
岩粒子と活性マグネシアの重量比が表１となるように混
合した。なお、このときの酸処理凝灰岩粒子と マグネシ
アスラリーの配合比（重量比）も併せて表１に示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】（４）成形上記の配合の混合物
をセメントミキサー内で５分間混合
撹拌し、型枠内に投入して約５分間振動成形を行なっ
た。型枠は、６００×６００×４０ｍｍのサイズであっ
て、中には径５ｍｍ×４００ｍｍの鉄筋をかご状に配筋
した。 （５）養生・硬化振動 成形後、型枠のまま６０℃、湿度７０％の条件で６
時間養生室にて養生・硬化させた。次いで脱型し、１５
０℃の空気乾燥炉（蒸発水分の除去）で２４ｈｒｓ乾燥
硬化を行ない、空気中で３日間放置した。 （６）評価 以上の通りに製造した軽質耐火構造材料の乾燥収縮、吸
水性、嵩比重および曲げ強度を評価した。その結果を示
したものが表２である。試料Ｎｏ．１は、型枠面は白色
でやや光沢を帯び、乾燥収縮はなかった。
撹拌し、型枠内に投入して約５分間振動成形を行なっ
た。型枠は、６００×６００×４０ｍｍのサイズであっ
て、中には径５ｍｍ×４００ｍｍの鉄筋をかご状に配筋
した。 （５）養生・硬化振動 成形後、型枠のまま６０℃、湿度７０％の条件で６
時間養生室にて養生・硬化させた。次いで脱型し、１５
０℃の空気乾燥炉（蒸発水分の除去）で２４ｈｒｓ乾燥
硬化を行ない、空気中で３日間放置した。 （６）評価 以上の通りに製造した軽質耐火構造材料の乾燥収縮、吸
水性、嵩比重および曲げ強度を評価した。その結果を示
したものが表２である。試料Ｎｏ．１は、型枠面は白色
でやや光沢を帯び、乾燥収縮はなかった。
【００３５】Ｎｏ．２は、型枠面はやや粒子がみえる。
乾燥収縮はなかった。
乾燥収縮はなかった。
【００３６】なお、乾湿収縮率は、気乾、湿空中の繰り
返し１０回後の寸法変化を示す。吸水率は、水中に１時
間浸漬した後の吸水量（重量％）を示している。曲げ強
度は、空気中に１週間放置した後の強度を示している。
返し１０回後の寸法変化を示す。吸水率は、水中に１時
間浸漬した後の吸水量（重量％）を示している。曲げ強
度は、空気中に１週間放置した後の強度を示している。
【００３７】
【表２】
【００３８】現在軽量対価構造材料として広く利用され
ているＡＬＣが、代表的には、吸水率が４０％、嵩比重
が０．６、曲げ強度が１０ｋｇｆ／ｃｍ 2 であるのに比
較して、この出願の発明の軽質耐火構造材料は、吸水率
が１／２以下と低く、また曲げ強度はおよそ２．５倍と
高い。このことから、空気中における炭酸ガスによる劣
化現象を長期的に発現しないといえる。
ているＡＬＣが、代表的には、吸水率が４０％、嵩比重
が０．６、曲げ強度が１０ｋｇｆ／ｃｍ 2 であるのに比
較して、この出願の発明の軽質耐火構造材料は、吸水率
が１／２以下と低く、また曲げ強度はおよそ２．５倍と
高い。このことから、空気中における炭酸ガスによる劣
化現象を長期的に発現しないといえる。
【００３９】
【発明の効果】 以上詳しく説明した通り、この出願の発
明によって、 軽質、耐火、断熱性を具備した新しい大型
構造材として、優れた安定物性を有し、経済性も良好
な、ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料が提
供される。
明によって、 軽質、耐火、断熱性を具備した新しい大型
構造材として、優れた安定物性を有し、経済性も良好
な、ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料が提
供される。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｅ０４Ｃ 5/01 Ｅ０４Ｃ 5/01
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 7/00 - 28/36
C04B 35/66
Claims (4)
- 【請求項１】 ゼオライトもしくはゼオライトを主鉱物
とする凝灰岩粒子と、活性マグネシア（ＭｇＯ）および
その塩類からなるマグネシウムオキシ塩化合物とで構成
される硬化体もしくはそのＲＣ構造体からなることを特
徴とするゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材
料。 - 【請求項２】 ＲＣ構造体において、鉄筋は、０．１ｍ
ｍ以上０．３ｍｍ以下の膜厚の合成樹脂でコーティング
され、かご形状に配筋されていることを特徴とする請求
項１記載のゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材
料。 - 【請求項３】 ゼオライトもしくはゼオライトを主鉱物
とする凝灰岩粒子を稀酸液で処理し、活性マグネシア微
粉末で被覆した酸処理凝灰岩粒子と、活性マグネシアと
その塩の溶液を混合したマグネシアスラリーを混合し、
養生硬化させることを特徴とするゼオライト−マグネシ
ア系の軽質耐火構造材料の製造方法。 - 【請求項４】 活性マグネシア微粉末が、マグネサイト
（ＭｇＣＯ 3 ）を１０００℃以下の温度で焼成して得ら
れるペリクレースであって、粒径５０μｍ以下、比表面
積２５ｍ 2 ／ｇ以上４０ｍ 2 ／ｇ以下のものであることを
特徴とする請求項３記載のゼオライト−マグネシア系の
軽質耐火構造材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05216093A JP3373883B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05216093A JP3373883B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781997A JPH0781997A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3373883B2 true JP3373883B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=12907095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05216093A Expired - Fee Related JP3373883B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | ゼオライト−マグネシア系の軽質耐火構造材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373883B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19538264C2 (de) * | 1995-10-13 | 1999-02-18 | Pietzsch Automatisierungstech | Verfahren und interaktive Bedienkonsole zur Vorbereitung und Einrichtung eines mobilen Arbeitsgerätes |
| WO2007069351A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Azmec Co., Ltd. | 吸着剤含有常温固化組成物、吸着剤含有成形体、吸着剤含有建材及び舗装用注入材 |
| CN102518287B (zh) * | 2011-11-18 | 2014-07-02 | 孔令军 | 一种玻岩风管的制作方法及制成品 |
| CN105837243B (zh) * | 2016-03-24 | 2019-01-22 | 西安建筑科技大学 | 一种轻量耐火材料的制备方法 |
| CN105777187B (zh) * | 2016-03-24 | 2018-05-04 | 西安建筑科技大学 | 一种镁质轻量耐火材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP05216093A patent/JP3373883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781997A (ja) | 1995-03-28 |
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