JP5410108B2 - ゼオライト含有硬化体の製造方法 - Google Patents
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Description
粉粒体としてJIS A 6201でII種に相当するフライアッシュを用いた。このフライアッシュの強熱減量は2.9重量%であった。また、SiO2含有量は53.9重量%であり、CaO含有量は7.2重量%であった。水酸化アルカリとして水酸化ナトリウム(和光純薬製)または水酸化カリウム(和光純薬製)を使用した。練混ぜ水として水道水を使用した。水酸化アルカリは水に溶解させて水酸化アルカリ溶液としてから使用した。
表1に示す配合に従い、フライアッシュを5000gとして各材料を計量し、フライアッシュに水酸化アルカリ水溶液を添加して撹拌力の強い強制練り型ミキサー(AICOH社製MTシリーズ)で均質に混練し、混練材料を得た。尚、このミキサーは遊星運動をする2本の攪拌子を有しており、約5分間練混ぜを行うことで、均質な混練材料を得ることができた。
上記により製造したゼオライト含有硬化体は、圧縮強度測定、曲げ強度測定、pH測定、合成鉱物相の同定、細孔容積率測定、細孔径分布測定及び溶出試験に供し、その特性を評価した。
(4−1)水酸化ナトリウムの配合量の影響
水酸化ナトリウムの配合量がゼオライト含有硬化体の特性に与える影響を明らかにするため、水酸化ナトリウムの配合量が異なる配合1と配合2の条件でゼオライト含有硬化体を製造し、これらゼオライト含有硬化体の特性について比較検討した。結果を表2に示す。尚、ゼオライト含有硬化体製造時の蒸気養生条件は、汎用的な養生温度である180℃とし、養生時間は24時間とした。また、蒸気養生は1.0MPaの飽和蒸気圧下で実施した。
養生温度がゼオライト含有硬化体の特性に与える影響を明らかにするため、養生温度を160℃、180℃、200℃または220℃として配合2の条件でゼオライト含有硬化体を製造し、その諸特性について比較検討した。結果を表3に示す。尚、ゼオライト含有硬化体製造時の蒸気養生の養生時間は24時間とした。また、蒸気養生は0.62、1.0、1.6、2.3MPaの飽和蒸気圧下で実施した。
養生時間がゼオライト含有硬化体の特性に与える影響を明らかにするため、養生時間を6時間、18時間、24時間として配合2の条件でゼオライト含有硬化体を製造し、その特性について比較検討した。結果を表4に示す。尚、ゼオライト含有硬化体製造時の養生温度は220℃とした。また、蒸気養生は2.3MPaの飽和蒸気圧下で実施した。
配合するアルカリ種がゼオライト含有硬化体の特性に与える影響を明らかにするため、アルカリ種の異なる配合2と配合4の条件でゼオライト含有硬化体を製造し、これらゼオライト含有硬化体の特性について比較検討した。結果を表5に示す。尚、ゼオライト含有硬化体製造時の蒸気養生の養生温度ならびに養生時間は、220℃、24時間とした。また、蒸気養生は2.3MPaの飽和蒸気圧下で実施した。尚、配合2に示す水酸化ナトリウムの配合量と配合4に示す水酸化カリウムの配合量は、モル換算で当量とした。
水酸化カリウムの配合量がゼオライト含有硬化体の特性に与える影響を明らかにするため、水酸化カリウムの配合量が異なる配合3と配合4の条件でゼオライト含有硬化体を製造し、これらゼオライト含有硬化体の特性について比較検討した。結果を表6に示す。尚、ゼオライト含有硬化体製造時の蒸気養生の養生温度ならびに養生時間は、220℃、24時間とした。また、蒸気養生は2.3MPaの飽和蒸気圧下で実施した。
配合2、3及び配合4の条件で、養生温度を220℃、養生時間を24時間として製造したゼオライト含有硬化体と、配合2の条件で、養生温度160℃、養生時間を24時間として製造したゼオライト含有硬化体とから溶出する微量元素を分析した結果を表7に示す。表7において、数値の単位は「mg/L」である。尚、比較のために、フライアッシュ単味でも溶出試験を行った。
配合4の条件に鋼繊維をフライアッシュ質量の3%(フライアッシュ1000gに対して鋼繊維30g)を混合し、養生温度220℃、養生時間24時間で蒸気養生(2.3MPa)を施してゼオライト含有硬化体を製造し、鋼繊維を添加せずに製造したゼオライト含有硬化体との性能の比較を行った。結果を表8に示す。尚、添加した鋼繊維はBeKaert社製OLファイバー(直径0.2mm、長さ13mm)とした。
養生温度を低温としてゼオライト含有硬化体を製造した場合の諸特性について、配合2の条件で検討を行った。結果を表9に示す。養生の条件は、以下の2条件とした。尚、蒸気の導入条件は、相対湿度95%以上とした。
・養生温度:50℃、養生時間:12日間(以下、50℃−12日間養生と呼ぶ)
・養生温度:80℃、養生時間:3日間(以下、80℃−3日間養生と呼ぶ)
配合2及び配合4の条件で、養生温度220℃、養生時間24時間として製造したゼオライト含有硬化体について、電子顕微鏡観察を行い、結晶の形状等について検討した。
以上、本発明のゼオライト含有硬化体の製造方法によれば、圧縮強度が15〜87N/mm2、曲げ強度が4.0〜13N/mm2の高強度なブロック状のゼオライト含有硬化体を製造し得ることが明らかとなった。したがって、本発明のゼオライト含有硬化体の製造方法によれば、従来のゼオライト含有硬化体の製造方法と比較して、高強度のゼオライト含有硬化体を製造することができ、コンクリート部材の代替材料や建築材料として高強度なゼオライト含有硬化体が要求される場合にも対応が可能となる。
Claims (3)
- シリカ及びアルミナを含む非晶質材料の粉粒体と水酸化アルカリと水とを混練してなる混練材料に対し、0.02MPa〜0.3MPaの物理的な拘束圧力を付与しながら蒸気養生を施すことを特徴とするゼオライト含有硬化体の製造方法。
- 前記混練材料には、補強繊維がさらに混練されている請求項1に記載のゼオライト含有硬化体の製造方法。
- 前記シリカ及びアルミナを含む非晶質材料の粉粒体として、フライアッシュを用いる請求項1に記載のゼオライト含有硬化体の製造方法。
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