JPS6389447A

JPS6389447A - 繊維補強せつこう系硬化体の製造方法

Info

Publication number: JPS6389447A
Application number: JP23129986A
Authority: JP
Inventors: 田野　重夫; 中園　哲生; 間木野　義雄
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPH0242784B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、繊維補強せつこう系硬化体の製造方法に関し
、さらに詳しくは内外装材として、耐火性、寸法精度、
柔軟性および湾曲性にも優れた建築材料に用いられる繊
維補強せりこう系硬化体の製造方法に関する。

［従来の技術］建築用の内外装材として、省資源、省エネルギーの立場
から繊維補強せつこう系硬化体の製造方法が開発され、
登録された（特公昭５５−４６９８５）。

この繊維補強せつこう系硬化体の製造方法は、三水せフ
こうと微粉スラグを主成分とし、微粉スラグノの刺激剤
としてアルカリ性物質を添加し、更に反応促進剤として
硫酸アルミニウム含有物質を添加し、補強繊維として石
綿、ガラス繊維、カーボン繊維、バルブ、合成繊維など
から少なくとも１〜２　ｆｆｆｉを選択して混合し、更
に必要に応じて軽量骨材を混合して、円網抄造法、押出
成形法、またはモールド成形法等の方法によって製造す
るものである。

Ｃ発明が解決しようとする問題点］前記の特公昭５５−４８！１８５の繊維補強゛せりこう
系硬化体の製造法は、三水せつこうと微粉スラグを主成
分とし、硬化した結晶体は、エトリンガイト結晶とカル
シウムシリケート水和物よりなる。このエトリンガイト
は針状結晶であるが得られる結晶は、小さいのでその針
状結晶を大きく成長させるように試みたが、期待通りに
進展しなかった。

そのため、このような繊維補強せつこう系硬化体の形成
量は、強度が高く、速硬性、耐水性、耐候性に冨み加工
性に優れており、しかも安価である等の利点を有するが
、その反面一般不燃材と同様に硬くて脆く、材木の性質
には程遠く、加工や取扱にも問題があった。

本発明者等は、前記問題点を検討し、上記製造方法にお
いて、二本せっこうを焼せつこうと置換し、凝結遅延剤
を添加することによって、焼せつこうの凝結をスラグの
加水分解時以降になるように調整することにより、従来
のマトリックスとまったく異なった大きな針状結晶を生
成させることができることを知見した。そして前記従来
発明に柔軟性を付与し、可撓性に富んだ特性を与えるべ
く、鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。

したがって、本発明の目的は、柔軟性を有し、可撓性に
冨むと共に、加工や取扱が容易で、材木の性質に近い性
質を有する繊維補強せつこう系硬化体の製造方法を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明者等は、前記目的を達成するために、焼せつこう
とスラグとをある比率で混合すると共にアルカリ性物質
、硫酸アルミニウム含有物質、および凝結遅延剤を添加
混合した後、繊維と水を加えて混合し、更に軽量骨材を
混合し、成形した後温熱養生することを特徴とする技術
手段を講じた。即ち、本発明の前記製造方法は、焼せつ
こうとスラグとを重量比２：８ないし８：２の範囲内で
混合し、得られた混合物に、アルカリ性物質、硫酸アル
ミニウム含有物質および凝結遅延剤を添加混合した後、
ｗａ維と水を加えて混合し、更に軽量骨材を混合した後
、得られた混合物を成形し、続いて湿熱養生することを
特徴する繊維補強せつこう系硬化体の製造方法である。

　この製造方法において添加物質として、ａ）アルカリ性物質、硫酸アルミニウム含有物質、凝結
遅延剤の各々の添加割合がせつこう、スラグの混合物に
対してθ、１〜５皿量％であることｂ　）　！ａ維の混
合割合がせつこう、スラグの混合物に対して５〜３０％
であること、Ｃ）＠量骨材が該混合物に対して１〜２５重量％である
こと、ｄ）湿熱養生温度が９０℃以下、かつ４００℃・時以上
で養生することが好適である。

ここで使用する焼せつこうとしては、β型せつこうと、
可溶性無水せっこうのいづれか１　ｆｆｆｉまたは２ｆ
！の混合物である。

これらの焼せっこうは凝結が速いので、凝結遅延剤を選
定して、凝結時間を延長させ、結晶化を調節する必要が
ある。凝結遅延剤としてはクエン酸アルカリ、ペプトン
、ゼラチン、アミノ酸誘導物質の１種または２ｆ！以上
を使用する。

スラグは３０００ｃｍ２７ｇ以上の比表面積を有するも
のであればよく、ガラス質の高炉スラグが好適であるが
、その他の非晶質の電気炉スラグも使用することができ
る。

アルカリ性物質は、たとえば苛性ソーダ、苛性カリ等、
アルカリ金属塩、たとえば硫酸ナトリウム、硫酸カリウ
ム等、アルカリ土類金属塩、たとえば消石灰等、および
水硬性物質、例えばポルトランドセメント、高炉セメン
ト、フライアッシュセメント、アルミナセメント、その
他混合セメント等を含み、その添加量は上記主原料に対
して０．１〜１０重量％で、好適には１．５〜６．０重
量％である。ただし水硬性物質のなかに、エトリンガイ
トの成長に十分なアルミナ原料を含まないときはこれを
補充する。

硫酸アルミニウム含有物質としては、たとえば硫酸アル
ミニウム、好適には無水硫酸アルミニウム、ナトリウム
明パン、カリ明パンが含まれ、その添加量は主原料に対
して０．１〜５重二重量好適には０．５〜２．０重量％
である。

硫酸アルミニウム含有物質は上記アルカリ性物質と同時
に添加することも、あるいは別々に添加することもでき
る。

これら添加剤の添加量は上記のそれぞれの下限以下では
添加効果が少なく、また上限値以上の場合は得られる硬
化体の強度低下をもたらす。

補強繊維としては無機質繊維および有ｍ質繊維が使用で
き、前者には、たとえば石綿（クリソタイル、アモーサ
イトを含む）、岩綿、ガラス繊維（無アルカリガラス、
低アルカリガラス、耐アルカリ性ガラスを含む）、スチ
ール繊維（鉄系、ステンレスを含む）、バラストナイト
、言母片が含まれ、後者にはたとえばカーボン繊維、合
成化学繊維のアラミド系繊維、ビニロン繊維、アクリル
繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、バルブ繊維
、天然性植物ｉａ　ｉｔｉが含まれる。これらの繊維長
は作業性、硬化体の加工性、曲げ強度などを考慮して適
宜選択することができるが、繊維の長さとして０．５〜
５０ａ＋ｎ＋、好適には２〜１０＋ｎｍである。これら
の！ａ維の中から１　ｆｌｌまたは２　ｆ！以上添加す
ることが可能であり、例えば石綿とガラス繊維、石綿−
ポリプロピレン繊維等である。

補強繊維を添加すると硬化体の成形、保形性を助けると
共に、硬化体の物性、特に曲げ強度と靭性が向上する。

その添加量は主原料に対して１５〜３０重量％、好適に
は１０〜２５重量％である。添加量が３０重量％を越え
ると曲げ強度が低下し、保形性も劣るものとなる。

ｆ！量材としては無機質、有機質のＩｉｌ量材が使用可
能であり、無機質！ｉ’ｉｉ材としては例えばシラスバ
ルーン、パーライト、発泡軽量骨材、三水成ゼオライト
が使用され、有機質′＠量材として例えば木屑、発泡性
物質であるスチレン発泡体が有効である。また耐候性の
改善を目的とする場合はセメントコンクリートで使用さ
れる炭酸カルシウムが使用される。軽量材の添加量は主
成分に対して１〜１５重量％、好適には４〜８重量％で
ある。軽量材を添加すると硬化体の嵩比重が／ｈとなる
ので、添加量が１５重量％を越すと全般的に物性が低下
し、１重量％以下ではその添加効果が少ない。

次に成形方法として、公知のいずれの方法でも適用する
ことが可能であり限定されない。たとえば流し込み方法
、加圧成形方法、押出成形方法、抄造方法などが、また
成形時においても各種セメント、微粉末炭酸カルシウム
の混用も可能である。

硬化体の調合原料に加える水の量は成形方法によって異
なり、その成形方法に適した水量を適宜選ぶことができ
る。

本発明によって得られた硬化体は木質的に主原料のスラ
グ中の酸化カルシウム（Ｃａｂ）、酸化アルミニウム（
Ａｌ２Ｏ２）と焼せつこうから生成した二本せっこう（
ＣａＳＯａ　　・２Ｈ２０）との反応によって生成した
エトリンガイド（３Ｃａ○−Ａｌ１０！　　・３Ｃａ　
ｓｏ４　・３ｔ−ｍ３２Ｈ２０）、焼せつこうから生成
した針状結晶の二本せつこうおよびこれらの結晶体をと
りまくカルシウムシリケート水和物よりなるものであり
、この硬化体が示す高強度は初期材令においては上記水
和三水せつこうとエトリンガイドによって、また長期材
令ではスラグの潜在水硬性によってそれぞれ確保されて
いるものである。

また、エトリンガイトを短期でしかも生成量を多くする
場合には、水酸化アルミニウム含有物質例えば赤泥を混
合することができる。

硬化体の養生としては９０℃以下かつ４００℃・時以上
で温熱養生を行う。温熱温度が９０℃を越えると二本せ
っこうの脱水や生成したエトリンガイトの分解が発生す
る。４００℃・時以上ではスラグの加水分解を起こし、
上記各種の結晶体やゲル物質を生成するために必要であ
る。また夏場のときには常温で養生してもよいが２００
０℃・時以上が好ましい。

上記アルカリ性物質および硫酸アルミニウム含有物質の
添加効果としてはこれら添加剤が相乗的にエトリンガイ
トの生成を促進するものでありこのエトリンガイトの生
成は本発明の硬化体に初期材令における高強度、すなわ
ち半硬性および耐水性を付与するものである。

しかして、本発明の上記の硬化体はさらにマトリックス
中の成長した大きな二本せ゛つこうおよびエトリンガイ
トの針状結晶の優れた効果により引張強度、柔軟性、可
撓性、湾曲性に富んだ特性を示すものである。

［作用］繊維補強せつこう系硬化体成形品の柔軟性について、本
発明はそのマトリックスに着目して研究した結果、完成
されたものである。繊維補強せつこう系硬化体の無機質
のマトリックスは大きく成長した針状結晶のエトリンガ
イト、ならびに二本せつこう、およびカルシウムシリケ
ート永和物が主成分であり、このうち、エトリンガイト
と、焼せつこうから生成した二本せっ二うは共に針状結
晶であり、この結晶をより大きく成長させることにより
、曲げ強度が高くなり、また撓み量が大きくなる。

これは、微粉スラグの加水分解が始まり、二本せフこう
と反応して、エトリンガイトの結晶が析出して針状結晶
が成長して行く一方、スラグの加水分解によって、カル
シウムシリケートゲルができるが、この時点において、
焼せつこうが凝結を始めるように凝結遅延剤で調節する
と、焼せつこうから二本せっこうの針状結晶が同時に析
出を始め、この針状結晶が大きく成長する。と同時にエ
トリンガイトの針状結晶も大きく成長する。

したがって、焼せつこうとスラグとの重量比は２：８な
いし８：２の範囲内で混合するのが好ましく、焼せつこ
うが２より少いと二本せっこうの針状結晶の析出が十分
でなく、この針状結晶が大きく成長しない。また焼せつ
こうが８より多いとエトリンガイトの結晶の析出が少く
、この針状結晶の成長が十分に行なわれない。

第１図は約５０倍の顕ｍ鏡下で見られる結晶状況を模式
的に示したものである。エトリンガイト２の針状結晶と
焼せっこうの水和物（二本せ）こう）４の針状結晶は入
り乱れて大きく成長している。

［実施例］次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限りは以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１第１表、Ｎｏ、１〜Ｎｏ、８に示した配合に従って、主
原料、副原料、添加剤を配合し、水を加え混合してスラ
リー状として、円網式抄造法によって抄き上げ、メーキ
ングロール上に厚さ６ｍｍまで積層させたものを切断展
開して生シートを得た。この生シートを６０℃で２４時
間蒸気養生し、さらに７日間自然養生し、乾燥して、本
発明の実施例のせつこう系硬化体を得た。

第１表にはＮｏ、Ｓ〜Ｎｏ、８として従来法による配合
で製造した比較例を併せて示した。

また第１表にこれらの物性値を示した。表中の軽量材は
パーライト、添加剤は、Ａは消石灰、Ｂは硫酸アルミニ
ウム、Ｃはクエン酸ソーダー凝結遅延剤である。

実施例は比較例に比し、乾燥時の曲げ強度、たわみが向
上し、長さ変化率が低減した。また吸水時の曲げ強度、
たわみが向上し、建築材料として用いる場合にわずかに
湿潤させてコーナ一部等を施工することが容易となった
。

実施例２第２表Ｎｏ、１〜Ｎｏ、８に示した配合に従フて主原料
、副原料、添加剤を配合し、実施例１と同じ条件で本発
明の（実施例２）のせつこう系硬化体を得た。　第２表
には、Ｎｏ、１２　とＮｏ、１６　、　Ｎｏ、１９、Ｎ
ｏ、２１　として従来法による配合で製造し・た比較例
を併わせで示した。また第２表にこれらの物性を示した
表中の軽量剤はパーライト、添加剤はＡ１がポルトラン
ドセメント、Ａ２が１炉セメント、八。がアルミナセメ
ント、Ａ４がフライアッシュセメントであり、Ｂは硫酸
アルミニウム、Ｃはクエン酸ソーダーである。

実施例は比較例に比し、たわみが向上し、長さ変化率が
特に低減すると共に、また吸水時の曲げ強度の低下が少
く、たわみが非常に太き（なる。

［発明の効果］本発明は繊維補強せつこう系硬化成形体のマトリックス
中に二本せつこうおよびエトリンガイトの大きく成長し
た針状結晶を形成させることにより、従来の高強度で耐
水耐候性に富み加工性の優れた材料に、さらに柔軟性、
可撓性、湾曲性に冨んだ成形体を与えるもので、建築材
料として、特にコーナ部の湾曲面の形成における適応性
に寄与するところが犬である。

また本発明の硬化体は建築材料としてわずかに湿潤させ
て撓ませて接着する場合にすぐれた特性を有している。

本発明の製造方法は、上記成形体を安価に合理的に製造
することを可能とした。

従って本発明の工業的価値はきわめて大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のせつこう系硬化体のマトリックスの約
５０倍の模式図である。１・・・カルシウムシリケート永和物２・・・大きく成長したエトリンガイトの針状結晶３・・・大きく成長した二本せっこうの針状結晶４・・・焼せっこうの水和物（二本せっこうの針状結晶
）

Claims

【特許請求の範囲】

１）焼せっこうとスラグとを重量比２：８ないし８：２
の範囲内で混合し、得られた混合物にアルカリ性物質、
硫酸アルミニウム含有物質および凝結遅延剤を添加混合
した後、繊維と水を加えて混合し、更に軽量骨材を混合
した後、得られた混合物を成形し、続いて湿熱養生する
ことを特徴する繊維補強せっこう系硬化体の製造方法。