JPS60191047A - セメント軽量硬化体の製法 - Google Patents

セメント軽量硬化体の製法

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JPS60191047A
JPS60191047A JP59047673A JP4767384A JPS60191047A JP S60191047 A JPS60191047 A JP S60191047A JP 59047673 A JP59047673 A JP 59047673A JP 4767384 A JP4767384 A JP 4767384A JP S60191047 A JPS60191047 A JP S60191047A
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JP
Japan
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cement
hardened
producing
strength
coal ash
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Pending
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JP59047673A
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English (en)
Inventor
曽田 孝
赤坂 保
健一 松井
正昭 堀江
茂 石木
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明の硬化体は建築用材料として用いられるセメント
軽量硬化体の製法に関するもので、特に用いられる部位
としては、寂の外壁、繊機、床等である。
(背景技術) 建築用制科としてのセメント硬化体は現在種々商品化さ
れ実用されている。建築用材料としてのセメント硬化体
は、価格が安く、不燃性であるという特徴を持っている
ことから最適ではあるが、一方重くて取シ扱いにくいと
いう欠点を有している。そこで従来よ如これを軽くする
為に、種々こころみがなされ成功して現在商品化されて
いるものも沢山ある。たとえば賦形時に起泡剤を入れた
ALO、また、パーライト等の軽量骨材を入れて賦形し
たもの、また、補強材として、比重の幹い木片を入れた
木片セメント板、また抄造法で抄き上げ、多くの水を残
したまま賦形して、後工程の乾燥によシ水を逃がして軽
くしたもの等あるが、いずれも生産性、性能面(強度、
耐久性)に一長一短があり、まだまだ改良の余地を残し
ている。
石炭灰の粒径の小さいものすなわちフライアッシュをセ
メントと混合して用いることも従来よシ行われているが
、従来はセメント硬化体を軽くするという目的でなく、
原材料のコストダウン、あるいは長期強度の増進という
目的で行なわれていた為、用いられる粒度も小さいもの
で、比表面積2.400cIn2/y以上のものであっ
た。
(発明の目的) 現在、火力発電所から出る石炭灰は風ふるい法によりふ
るい分けを行ない粒度の小さい部分と大きい部分に分け
られ、小さい部分はフライアッシュとしてフライアッシ
ュセメントの原料として用いられているが、粒度の大き
い部分は、はとんど現在利用されておらず廃棄されてい
るのが実情である。この値も石炭灰の40%も占める程
多く、有効利用をと種々検討されて、きたが、未だ、こ
れといった用途がみつかっていない。フライアッシュは
球形のものを多く含んでいて、比表面積の小さいもの程
、見掛比重が軽いということと、セメントと反応性があ
り、セメントとの付着力が大きいという特徴を持つ。そ
こで本発明者等はこの特徴を有効に活用するのに、従来
と違った石炭灰セメント硬化体を考えついたのである。
すなわち本発明の目的は、 (イ)見掛比重の軽い比表面積の小さい石炭灰を用いる
ことにより、軽量高強度なセメント硬化体をつくること
(ロ)石炭灰の球状であるのを利用して、混合水量が少
なくても流動性を良くして、賦形し易い材料とし、どん
な賦形法にも適用できるセメント硬化体の製法をうろこ
と である。
(発明の開示) 上記の目的を達成するため、本発明は普通ポルトランド
セメントに、比表面積1.Too(Mz/f以下の石炭
灰30乃至80重量%とフィラーを混合、水で混練賦形
して成るセメントIfi量硬化体の製法を発明の要旨と
するものである。
次に本発明の詳細な説明する。なお実施例は一つの例示
であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変
更あるいは改良を行いうろことは云うまでもない。
普通ポルトランドセメントに比表面積1700cm”/
P以下の石炭灰30〜80重fits加えて、水で混線
、賦形養生した硬化体は、従来の普通ポルトランドセメ
ント硬化体、あるいはスラグセメント硬化体に比べ1脅
・が約2〜3割軽くなる。比重で示すと、従来品が2.
1〜1.8であったのに比べ1.5〜1.3と低いもの
を得ることができる。これは建築用材料の取り扱いt+
を容易にする上で極めて大きな特徴となるものである。
しかも石炭灰がセメントと反応性を有していることから
、他の骨材を用いた場合よシ高強度な硬化体を得ること
ができる。また、原材料の流動性も改良され、少ない混
合水量すなわち原料固形分100重量部に対し、水15
〜30重量部の水で混線でき、又一般の低圧での賦形も
可能となる。本発明で用いる石炭灰は比表面積1 t 
700 cm”/P以下のものであシ、それよシ大きい
ものは硬化体の@量化硬化が十分でなく、好ましくない
。石炭の焼成温度は出来るだけ高い方が、石炭灰の球形
が大きくなり比表面積が小さくなるので好ましいのであ
るが、炉内への溶融物の付着、有毒ガスの発生等もある
のであまり高くすることは不可能であるので、1300
〜1400°Cが好ましい。石炭灰の配合割合は、でき
るだけ多い方が好ましいのではあるが、80重量%を超
えると、セメント分が不足しバインダー効果が低下して
急激な強度低下がみられるため、上限は80重i%であ
る。又、下限は少しでも入れれば軽量高強度化にはつな
がるが、30%以下では、これを用いないものと大きな
品質の差が認められない為、下限は30重量%である。
本配合賦形体の養生は常温でも良いが、石炭灰とセメン
トとの反応速度が遅いので好ましくは加熱養生をするの
が良い。加熱養生の方法としては一般的に行なわれてい
る湿熱養生あるいはオートクレープ養生が良いが、オー
トクレーブ養生の場合設備に大きな費用が必要となるの
で、経済性も考え合わせると70〜100°Cの湿熱養
生が最も好ましい。
前記製法による硬化体の比重が1.5〜1.3であるの
で目的によってはもつと軽くする必要がある。
その場合は、従来からあるパーライト等の@量化材をフ
ィラーの一部として入れて用いると従来のパーライトセ
メント板等よシ、強度面、耐久性の面で一段優れた製品
を得ることが可能となる。従来から用いられている軽量
化材は、吸水性が大きく、又セメントとの付着力も弱く
又それ自体の強度も弱いという欠点を有しているものは
かシで、硬化体の比重を動くする為には、多くの量を配
合してやることが必要であったが、多く用いれば用いる
程硬化体の強度は低下し、吸水率は大きくなり、実用に
際しては寸法変化が大きく、りるい易い、またi=1凍
害性に弱いといった欠点のあるものしか得られなかった
。そこで比表面積1’1QO6yt/11以下の石炭灰
の入った系に、これらの軽量化材を用いれば、ベースの
比重が低いので配合量が少なくてすみ、それだけ性能も
保持できるのである。
具体的にはパージイトだけで比11.0の硬化体を得よ
うとすれば、パーライトを約50重量%配合する必要が
あるが、本発明の糸では約20重量係入れるだけで硬化
体比M 1.0を達成できるものである。
更に高強度な製品を得ようとする場合、セメントバイン
ダ一部の密度を上げる方法がある。一般的には、できる
だけ少ない混合水量とし、高圧で賦形する方法がとられ
るが、その方法は作業能率の低下、 IMi化材の破壊
といった欠点が生ずるので、かならずしも実用上好まし
い方法とはいえない。一般的にセメントの平均粒子径は
25〜30μmといわれているが、その粒子と粒子の間
を更に粒径の小さいセメントでうめれば密度の向上は可
能であるとの見地よシ、柚々セメント粒子の組み合せを
検討した結果、平均粒子径10μm以下のセメントをセ
メント分の10〜30重ft%加えることにより高強度
化が図れることを確認したのである。
その効果は硬化体の曲げ強度で約lθ〜20チ向上する
という結果が得られた。
セメント粒子間の空隙、セメントと石炭灰、フィラーと
の間の空隙をうめる目的で、フィシ−の一部に粒径1μ
m以下の7リカヒユームを用いると、更に強度の向上が
図れるばかりでなく、セメント硬化時に析出してくる遊
離アルカリとシリカヒユームが反応してこれを固定して
しまう為、通称エフロ現象と呼はれる白化現象の発生し
ない硬化体を得ることも可能となった。シリカヒユーム
の配合量は目的に応じ自由に選べばよいが上記目的の為
には、全固形分中の5〜20重量%加えるのがよく、少
ないと効果不充分で、多いとかえって強度低下をきたす
ととKなる。
更に曲げ、衡撃強度等を強くしたい目的の場合は補強繊
維を混入すれば良い。補強繊維として好ましいのは、セ
メントとの付着力においてすぐれているものを選ぶのが
良い。付着力に於て優れているものとしては、バルブ、
ビニロン、アクIJル、スチールファイバー、ウオラス
トナイト、ロックウールが好ましく、その繊維長、径、
配合量はそれぞれ目的に応じ自由に選定すれば良いが、
一般的にはパルプ、ウオラストナイト、ロックウールの
場合、3〜71量チ、その他の繊維の場合0.5〜3%
加えるのが良い。これらの補強繊維を入れることによ)
、硬化体の曲は強度で入れ々い場合に比べ1.5〜5倍
の強度が得られ、また衝撃強度においても1.5〜10
倍の硬化体が得られた。この補強効果は一般的なセメン
トと*Uの系に補強繊維を入れたものより大である。こ
の原因として考えられるのは、セメントと石炭灰の反応
生成物が繊維の周囲を更に緻密にする為、繊維の引き抜
き耐力が上がる為と考えられる。
上記に説明した実施例及び比較例についての配合及び物
性については第1表に示すとおシである。
尚前記の普通のポルトランドセメントの一部を平均粒径
10μm以下の微粒子セメントに置きかえることもでき
る。
(ニス下A蕾f3) (発明の効果) 本発明によれば比表面積1700crn”/j’以下の
石炭灰とセメントで硬化体をつくることにより、従来品
よシ@量で比強度の高い無機質建築用板をつくることが
可能になった。また本発明の方法でつくった硬化体は、
強度が強いはかシでなく、吸水率も小さく、従って寸法
安定性、耐凍害性の優れた建築用板である。賦形時の材
料の流動性も良い為、混合水量を少なくして高強度化も
図れるし、また賦形圧力、賦形時間も小さくて済み経済
的にも好ましい。また、従来産業廃葉物としてすててい
た物を大量に有効に利用できるめどがたったものである
特許出願人

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)普通ポルトランドセメントに、比表面積1,70
    0cm2/P以下の石炭灰30乃至80重量%とフィラ
    ーを混合、水で混練賦形して成るセメント軽量硬化体の
    製法。
  2. (2)フィラーの一部をパーライト等の@量化材を用い
    てなる特許請求の範囲第1m記載のセメン)&知硬化体
    の製法。
  3. (3)普通ポルトランドセメントの一部を平均粒径10
    μm以下の倣粒子セメントに置きかえてなる特許請求の
    範囲第1項または第2項記載のセメント軽量硬化体の製
    法。
  4. (4) フィラーの一部にシリカヒユームを用いてなる
    第1項または第2項または第3項記載のセメント軽量硬
    化体の製法。
  5. (5)補強繊維として有機又は無機質繊維を混入して賦
    形した特許請求の範囲第1項または第2項または第3項
    または第4項記載のセメント軽量硬化体の製法。
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