JPH09175813A - 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 - Google Patents
無機質粉体及び硬化性無機質組成物Info
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- JPH09175813A JPH09175813A JP24781196A JP24781196A JPH09175813A JP H09175813 A JPH09175813 A JP H09175813A JP 24781196 A JP24781196 A JP 24781196A JP 24781196 A JP24781196 A JP 24781196A JP H09175813 A JPH09175813 A JP H09175813A
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- C04B28/00—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
- C04B28/24—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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 常温での反応性が高く、かつ、強度及び外観
に優れた無機成形体を得ることができる無機質粉体及び
硬化性無機質組成物を提供する。 【解決手段】 粘土鉱物、アルミニウム高含有粉体、及
び、粉末X線回折法において非晶質相を観測することが
できるSiO2 含有無機質粉体のうち少なくとも1種か
らなり、Al/Siのモル比が0.4〜4である粉体
に、0.5〜30kwh/kgの機械的エネルギーを作
用させて得られる無機質粉体。
に優れた無機成形体を得ることができる無機質粉体及び
硬化性無機質組成物を提供する。 【解決手段】 粘土鉱物、アルミニウム高含有粉体、及
び、粉末X線回折法において非晶質相を観測することが
できるSiO2 含有無機質粉体のうち少なくとも1種か
らなり、Al/Siのモル比が0.4〜4である粉体
に、0.5〜30kwh/kgの機械的エネルギーを作
用させて得られる無機質粉体。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築材料等
に使用される無機成形体の原料として好適に用いること
ができる無機質粉体及び硬化性無機質組成物に関する。
に使用される無機成形体の原料として好適に用いること
ができる無機質粉体及び硬化性無機質組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】無機成形体は、不燃性、無発煙性の建築
材料等として有用である。このようなものとしては、例
えば、アルカリの存在下で熱により硬化する無機成形体
が提案されている。特開平4−59648号公報には、
アルカリ金属珪酸塩水溶液と、メタカオリン、コランダ
ム、ムライト製造時に発生する集塵装置の灰、フライア
ッシュ等のアルカリ反応性無機固体成分とを配合し、更
に、充填材、有機ベントナイト等の混和材を混入するこ
とにより、建築材料として有用な無機成形体を製造する
技術が開示されている。また、特開平4−6138号公
報には、アルカリ金属珪酸塩水溶液と上述のアルカリ反
応性無機固体成分及び充填材とを混練後、型内に注入
し、加熱硬化させた無機成形体が開示されている。
材料等として有用である。このようなものとしては、例
えば、アルカリの存在下で熱により硬化する無機成形体
が提案されている。特開平4−59648号公報には、
アルカリ金属珪酸塩水溶液と、メタカオリン、コランダ
ム、ムライト製造時に発生する集塵装置の灰、フライア
ッシュ等のアルカリ反応性無機固体成分とを配合し、更
に、充填材、有機ベントナイト等の混和材を混入するこ
とにより、建築材料として有用な無機成形体を製造する
技術が開示されている。また、特開平4−6138号公
報には、アルカリ金属珪酸塩水溶液と上述のアルカリ反
応性無機固体成分及び充填材とを混練後、型内に注入
し、加熱硬化させた無機成形体が開示されている。
【0003】しかし、このようなアルカリ反応性無機固
体成分のうち、安定的かつ安価に供給可能なカオリンや
フライアッシュについて検討したところ、カオリンは、
結晶性が高いためアルカリとの反応性が不充分であり、
良好な無機質成形体を得ることができない。フライアッ
シュは、産生する発電所により反応性にバラツキがあ
り、また、反応速度が非常に遅い。
体成分のうち、安定的かつ安価に供給可能なカオリンや
フライアッシュについて検討したところ、カオリンは、
結晶性が高いためアルカリとの反応性が不充分であり、
良好な無機質成形体を得ることができない。フライアッ
シュは、産生する発電所により反応性にバラツキがあ
り、また、反応速度が非常に遅い。
【0004】これらの問題点に対して、本発明者らはす
でに、カオリンに機械的エネルギーを付与する事で反応
活性な無機質粉体を得ることを提案した。しかしなが
ら、この反応活性な無機質粉体は、反応性は非常に高い
が、常温付近での早期硬化が求められる土木用途等にお
いて用いるには必ずしも満足すべき性能を有しておら
ず、より反応性の高い活性な無機質粉体が望まれてい
た。
でに、カオリンに機械的エネルギーを付与する事で反応
活性な無機質粉体を得ることを提案した。しかしなが
ら、この反応活性な無機質粉体は、反応性は非常に高い
が、常温付近での早期硬化が求められる土木用途等にお
いて用いるには必ずしも満足すべき性能を有しておら
ず、より反応性の高い活性な無機質粉体が望まれてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、常温での反応性が高く、かつ、強度及び外観に優れ
た無機成形体を得ることができる無機質粉体及び硬化性
無機質組成物を提供することを目的とする。
み、常温での反応性が高く、かつ、強度及び外観に優れ
た無機成形体を得ることができる無機質粉体及び硬化性
無機質組成物を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、粘土鉱物、ア
ルミニウム高含有粉体、及び、粉末X線回折法において
非晶質相を観測することができるSiO2 含有無機質粉
体のうち少なくとも1種からなり、Al/Siのモル比
が0.4〜4である粉体に、0.5〜30kwh/kg
の機械的エネルギーを作用させて得られる無機質粉体で
ある。以下に本発明を詳述する。
ルミニウム高含有粉体、及び、粉末X線回折法において
非晶質相を観測することができるSiO2 含有無機質粉
体のうち少なくとも1種からなり、Al/Siのモル比
が0.4〜4である粉体に、0.5〜30kwh/kg
の機械的エネルギーを作用させて得られる無機質粉体で
ある。以下に本発明を詳述する。
【0007】本発明において用いられる粘土鉱物は、ア
ルミニウムを含有する含水珪酸塩である。上記含水珪酸
塩としては特に限定されず、例えば、粘土ハンドブック
第2版の8〜98ページに記載されているような、カオ
リン、ハロイサイト、パイロフィライト、雲母、緑泥
岩、バーミキュライト、アロフェン、イモゴライト等が
挙げられる。これらのうち、アルミニウム含有量が多い
ので、カオリンが好適に用いられる。
ルミニウムを含有する含水珪酸塩である。上記含水珪酸
塩としては特に限定されず、例えば、粘土ハンドブック
第2版の8〜98ページに記載されているような、カオ
リン、ハロイサイト、パイロフィライト、雲母、緑泥
岩、バーミキュライト、アロフェン、イモゴライト等が
挙げられる。これらのうち、アルミニウム含有量が多い
ので、カオリンが好適に用いられる。
【0008】上記カオリンは、カオリン鉱物を50重量
%以上含有する無機質粉体である。上記カオリン鉱物
は、2−八面体型の1:1層状の珪酸塩からなる粘土鉱
物であって、 Al2 Si2 O5 (OH)4 の化学式で示される。このようなものとしては特に限定
されず、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクラ
イト等の鉱物が挙げられる。また、カオリン鉱物の層間
に水分子を含んだハロイサイトであってもよい。
%以上含有する無機質粉体である。上記カオリン鉱物
は、2−八面体型の1:1層状の珪酸塩からなる粘土鉱
物であって、 Al2 Si2 O5 (OH)4 の化学式で示される。このようなものとしては特に限定
されず、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクラ
イト等の鉱物が挙げられる。また、カオリン鉱物の層間
に水分子を含んだハロイサイトであってもよい。
【0009】上記カオリンは、上記カオリン鉱物以外
に、例えば、雲母、タルク、スメクタイト、アロフェ
ン、イモゴライト等の粘土鉱物;α−クオーツ等のシリ
カ鉱物;長石;沸石等の一般に粘土中に含まれる鉱物を
含んでいてもよいが、上記カオリン鉱物の含有量が50
重量%以上のものであることが好ましい。50重量%未
満であると、アルカリとの反応性が劣る。より好ましく
は、60〜100重量%である。
に、例えば、雲母、タルク、スメクタイト、アロフェ
ン、イモゴライト等の粘土鉱物;α−クオーツ等のシリ
カ鉱物;長石;沸石等の一般に粘土中に含まれる鉱物を
含んでいてもよいが、上記カオリン鉱物の含有量が50
重量%以上のものであることが好ましい。50重量%未
満であると、アルカリとの反応性が劣る。より好ましく
は、60〜100重量%である。
【0010】上記粘土鉱物の平均粒径は特に限定されな
いが、機械的エネルギーの有効利用の観点から、0.1
〜500μmが好ましい。より好ましくは、0.5〜1
00μmである。
いが、機械的エネルギーの有効利用の観点から、0.1
〜500μmが好ましい。より好ましくは、0.5〜1
00μmである。
【0011】本発明において用いられるアルミニウム高
含有粉体としては特に限定されず、例えば、各多形のア
ルミナ;ダイアスポア(α−Al2 O3 ・H2 O)、ベ
ーマイト(γ−Al2 O3 ・H2 O)、ハイドラルジラ
イト(γ−Al2 O3 ・3H 2 O)等の水和アルミナ;
ボーキサイト;ばん土頁岩;水酸化アルミニウム;シリ
マナイト、カイアナイト、アンダリュサイト等のシリマ
ナイト族鉱物(Al2SiO5 );ムライト(3Al2
O3 ・2SiO2 );黄玉、ズニ石、デュモルチーライ
ト等の水酸基の他にフッ素、塩素、ホウ素等の揮発成分
を含んだアルミナ珪酸塩等が挙げられる。また、その他
のアルミニウム含有量の多い溶融粉体や各種産業廃棄物
等を用いることもできる。これらアルミニウム高含有粉
体は、上記粘土鉱物より組成物にアルミニウムの含有量
が大である。
含有粉体としては特に限定されず、例えば、各多形のア
ルミナ;ダイアスポア(α−Al2 O3 ・H2 O)、ベ
ーマイト(γ−Al2 O3 ・H2 O)、ハイドラルジラ
イト(γ−Al2 O3 ・3H 2 O)等の水和アルミナ;
ボーキサイト;ばん土頁岩;水酸化アルミニウム;シリ
マナイト、カイアナイト、アンダリュサイト等のシリマ
ナイト族鉱物(Al2SiO5 );ムライト(3Al2
O3 ・2SiO2 );黄玉、ズニ石、デュモルチーライ
ト等の水酸基の他にフッ素、塩素、ホウ素等の揮発成分
を含んだアルミナ珪酸塩等が挙げられる。また、その他
のアルミニウム含有量の多い溶融粉体や各種産業廃棄物
等を用いることもできる。これらアルミニウム高含有粉
体は、上記粘土鉱物より組成物にアルミニウムの含有量
が大である。
【0012】上記アルミニウム高含有粉体の平均粒径は
特に限定されないが、機械的エネルギーの有効利用の観
点から、0.1〜500μmが好ましい。より好ましく
は、0.1〜100μmである。
特に限定されないが、機械的エネルギーの有効利用の観
点から、0.1〜500μmが好ましい。より好ましく
は、0.1〜100μmである。
【0013】本発明において用いられる粉末X線回折法
において非晶質相を観測することができるSiO2 含有
無機質粉体は、粉末の結晶構造同定において一般的に使
用される粉末X線回折法による測定によって、X線回折
パターンにブロードなハロー(halo)が観測される
ものである。
において非晶質相を観測することができるSiO2 含有
無機質粉体は、粉末の結晶構造同定において一般的に使
用される粉末X線回折法による測定によって、X線回折
パターンにブロードなハロー(halo)が観測される
ものである。
【0014】上記粉末X線回折法において非晶質相を観
測することができるSiO2 含有無機質粉体中のSiO
2 の含有量は、反応性の観点から、20〜100重量%
が好ましい。より好ましくは、40〜100重量%であ
る。
測することができるSiO2 含有無機質粉体中のSiO
2 の含有量は、反応性の観点から、20〜100重量%
が好ましい。より好ましくは、40〜100重量%であ
る。
【0015】上記粉末X線回折法において非晶質相を観
測することができるSiO2 含有無機質粉体の具体例と
しては特に限定されず、例えば、アエロジル等の超微粉
シリカ;シリカヒューム;珪藻土;シラス、白土等の火
山ガラス;スラグ;フライアッシュ;メタカオリン;各
種ガラス粉砕品;溶射等の高熱急冷によって生成される
無機質粉体;研磨剤粉等が挙げられる。
測することができるSiO2 含有無機質粉体の具体例と
しては特に限定されず、例えば、アエロジル等の超微粉
シリカ;シリカヒューム;珪藻土;シラス、白土等の火
山ガラス;スラグ;フライアッシュ;メタカオリン;各
種ガラス粉砕品;溶射等の高熱急冷によって生成される
無機質粉体;研磨剤粉等が挙げられる。
【0016】上記粉末X線回折法において非晶質相を観
測することができるSiO2 含有無機質粉体の平均粒径
は特に限定されないが、機械的エネルギーの有効利用の
観点から、0.001〜500μmが好ましい。より好
ましくは、0.01〜100μmである。
測することができるSiO2 含有無機質粉体の平均粒径
は特に限定されないが、機械的エネルギーの有効利用の
観点から、0.001〜500μmが好ましい。より好
ましくは、0.01〜100μmである。
【0017】本発明の無機質粉体は、上記粘土鉱物、上
記アルミニウム高含有粉体、及び、上記粉末X線回折法
において非晶質相を観測することができるSiO2 含有
無機質粉体のうち少なくとも1種からなる粉体に機械的
エネルギーを作用させて得られるものである。
記アルミニウム高含有粉体、及び、上記粉末X線回折法
において非晶質相を観測することができるSiO2 含有
無機質粉体のうち少なくとも1種からなる粉体に機械的
エネルギーを作用させて得られるものである。
【0018】上記粉体は、Al/Siのモル比が0.4
〜4である。0.4未満であると、反応性、特に常温に
おける硬化性が乏しく、4を超えると、得られる無機成
形体の強度、耐久性等の物性が劣るので、上記範囲に限
定される。好ましくは、1〜3.5であり、より好まし
くは、1.5〜3である。
〜4である。0.4未満であると、反応性、特に常温に
おける硬化性が乏しく、4を超えると、得られる無機成
形体の強度、耐久性等の物性が劣るので、上記範囲に限
定される。好ましくは、1〜3.5であり、より好まし
くは、1.5〜3である。
【0019】上記機械的エネルギーとしては特に限定さ
れず、例えば、圧縮力、せん断力、衝撃力等によるエネ
ルギーが挙げられる。上記機械的エネルギーを作用させ
る方法としては特に限定されず、粉砕を目的として一般
的に使用される粉砕機を用いて行うことができる。この
ような粉砕機としては、例えば、衝撃、摩擦、圧縮、せ
ん断等が複合したボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒
体攪拌型ミル等のボール媒体ミル;ローラーミル;乳鉢
等が挙げられる。また、衝撃、摩砕が主であるジェット
粉砕機を使用することも可能である。これらのうち、機
構的に上記粉体に有効に機械的エネルギーを付与するこ
とが可能であるので、ボール媒体型のミルが好ましい。
れず、例えば、圧縮力、せん断力、衝撃力等によるエネ
ルギーが挙げられる。上記機械的エネルギーを作用させ
る方法としては特に限定されず、粉砕を目的として一般
的に使用される粉砕機を用いて行うことができる。この
ような粉砕機としては、例えば、衝撃、摩擦、圧縮、せ
ん断等が複合したボールミル、振動ミル、遊星ミル、媒
体攪拌型ミル等のボール媒体ミル;ローラーミル;乳鉢
等が挙げられる。また、衝撃、摩砕が主であるジェット
粉砕機を使用することも可能である。これらのうち、機
構的に上記粉体に有効に機械的エネルギーを付与するこ
とが可能であるので、ボール媒体型のミルが好ましい。
【0020】上記粉砕に際しては、セメントクリンカ
ー、珪砂、石灰石等の粉砕時に通常使用される粉砕助材
を使用することもできる。上記粉砕助材としては、例え
ば、メチルアルコール等のアルコール類、トリエタノー
ルアミン等のエタノールアミン類等の液体系のもの;ス
テアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム等の固
体系のもの;アセトン蒸気等の気体系のもの等が挙げら
れる。
ー、珪砂、石灰石等の粉砕時に通常使用される粉砕助材
を使用することもできる。上記粉砕助材としては、例え
ば、メチルアルコール等のアルコール類、トリエタノー
ルアミン等のエタノールアミン類等の液体系のもの;ス
テアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム等の固
体系のもの;アセトン蒸気等の気体系のもの等が挙げら
れる。
【0021】上記機械的エネルギーは、粉砕装置に投入
した電力を処理原料の単位重量当たりで表して、0.5
〜30kwh/kgである。0.5kwh/kg未満で
あると、結晶構造の変性が不充分であるのでアルカリと
の反応性がほとんどなく、30kwh/kgを超える
と、粉砕装置への過大負荷、媒体としてのボールや容器
の過度の磨耗、処理粉体中への不純物の混入、コスト等
の生産性等の各種問題が生じるので、上記範囲に限定さ
れる。好ましくは、0.5〜20kwh/kgであり、
より好ましくは、0.5〜10kwh/kgである。
した電力を処理原料の単位重量当たりで表して、0.5
〜30kwh/kgである。0.5kwh/kg未満で
あると、結晶構造の変性が不充分であるのでアルカリと
の反応性がほとんどなく、30kwh/kgを超える
と、粉砕装置への過大負荷、媒体としてのボールや容器
の過度の磨耗、処理粉体中への不純物の混入、コスト等
の生産性等の各種問題が生じるので、上記範囲に限定さ
れる。好ましくは、0.5〜20kwh/kgであり、
より好ましくは、0.5〜10kwh/kgである。
【0022】上述の方法により、含有するアルミニウム
と珪素のモル比がAl/Si=0.4〜4であって、硬
化反応性、特に、常温における反応速度が大きく、得ら
れる無機成形体の強度が大きい無機質粉体を得ることが
できる。
と珪素のモル比がAl/Si=0.4〜4であって、硬
化反応性、特に、常温における反応速度が大きく、得ら
れる無機成形体の強度が大きい無機質粉体を得ることが
できる。
【0023】本発明の無機質粉体は、含有するアルミニ
ウムの少なくとも一部が、酸素配位数5のアルミニウム
であることが好ましい。このようなアルミニウムは構造
的に不安定であり、非常に反応性に富むため、本発明の
無機質粉体の常温での反応性がより向上する。
ウムの少なくとも一部が、酸素配位数5のアルミニウム
であることが好ましい。このようなアルミニウムは構造
的に不安定であり、非常に反応性に富むため、本発明の
無機質粉体の常温での反応性がより向上する。
【0024】本発明の無機質粉体は、Al/Siのモル
比が1.5〜3.5であり、粉末X線回折法において、
非晶質相を観測することができるか、又は、半価幅(F
WHM)が0.4ラジアン以上であるピークを観測する
ことができるものであることが好ましい。このような無
機質粉体は、アルカリ金属珪酸塩と常温下、3時間以内
で反応することができる。上記半価幅は、図1に示すよ
うに、粉末X線回折法により得られるX線ピークの高さ
IP の半分の高さIp /2に対応する2点間の距離β
1/2 をいう。この距離の値は、通常、ラジアンで表され
る。本発明の無機質粉体は、30〜800℃で加熱して
含水量を減少させることにより、作業性及び得られる無
機成形体の性能を向上させることができる。
比が1.5〜3.5であり、粉末X線回折法において、
非晶質相を観測することができるか、又は、半価幅(F
WHM)が0.4ラジアン以上であるピークを観測する
ことができるものであることが好ましい。このような無
機質粉体は、アルカリ金属珪酸塩と常温下、3時間以内
で反応することができる。上記半価幅は、図1に示すよ
うに、粉末X線回折法により得られるX線ピークの高さ
IP の半分の高さIp /2に対応する2点間の距離β
1/2 をいう。この距離の値は、通常、ラジアンで表され
る。本発明の無機質粉体は、30〜800℃で加熱して
含水量を減少させることにより、作業性及び得られる無
機成形体の性能を向上させることができる。
【0025】本発明2は、上記無機質粉体100重量
部、アルカリ金属珪酸塩3〜300重量部、及び、水1
0〜300重量部からなる硬化性無機質組成物である。
上記アルカリ金属珪酸塩は、一般式 M2 O・nSiO2 (式中、Mは、Li、K又はNaを表す。nは、0又は
正の整数を表す。)で表されるものである。上記式中、
nは、8以下が好ましい。8を超えると、水と混合して
アルカリ金属珪酸塩水溶液とした場合にゲル化を起こし
やすく、粘度が急激に上昇して上記無機質粉体との混合
が困難になる。
部、アルカリ金属珪酸塩3〜300重量部、及び、水1
0〜300重量部からなる硬化性無機質組成物である。
上記アルカリ金属珪酸塩は、一般式 M2 O・nSiO2 (式中、Mは、Li、K又はNaを表す。nは、0又は
正の整数を表す。)で表されるものである。上記式中、
nは、8以下が好ましい。8を超えると、水と混合して
アルカリ金属珪酸塩水溶液とした場合にゲル化を起こし
やすく、粘度が急激に上昇して上記無機質粉体との混合
が困難になる。
【0026】上記アルカリ金属珪酸塩の配合量は、上記
無機質粉体100重量部に対して3〜300重量部であ
る。3重量部未満であっても、300重量部を超えて
も、得られる硬化性無機質組成物の硬化性が不充分とな
るので、上記範囲に限定される。好ましくは、10〜2
00重量部である。
無機質粉体100重量部に対して3〜300重量部であ
る。3重量部未満であっても、300重量部を超えて
も、得られる硬化性無機質組成物の硬化性が不充分とな
るので、上記範囲に限定される。好ましくは、10〜2
00重量部である。
【0027】上記水の配合量は、上記無機質粉体100
重量部に対して10〜300重量部である。10重量部
未満であると、得られる硬化性無機質組成物の成形が困
難となり、300重量部を超えると、得られる硬化性無
機質組成物を硬化させることにより得られる無機成形体
の強度が低下するので、上記範囲に限定される。好まし
くは、15〜200重量部である。
重量部に対して10〜300重量部である。10重量部
未満であると、得られる硬化性無機質組成物の成形が困
難となり、300重量部を超えると、得られる硬化性無
機質組成物を硬化させることにより得られる無機成形体
の強度が低下するので、上記範囲に限定される。好まし
くは、15〜200重量部である。
【0028】上記硬化性無機質組成物を調製するに際し
ては、上記アルカリ金属珪酸塩の分散性の観点から、予
め上記アルカリ金属珪酸塩を水と混合し、アルカリ金属
珪酸塩水溶液としてから添加することが好ましい。この
場合において、上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の濃度
は、1〜70重量%が好ましい。1重量%未満である
と、得られる硬化性無機質組成物が硬化しないことがあ
り、70重量%を超えると、得られる硬化性無機質組成
物の粘度が高くなり成形が困難となる。より好ましく
は、30〜60重量%である。
ては、上記アルカリ金属珪酸塩の分散性の観点から、予
め上記アルカリ金属珪酸塩を水と混合し、アルカリ金属
珪酸塩水溶液としてから添加することが好ましい。この
場合において、上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の濃度
は、1〜70重量%が好ましい。1重量%未満である
と、得られる硬化性無機質組成物が硬化しないことがあ
り、70重量%を超えると、得られる硬化性無機質組成
物の粘度が高くなり成形が困難となる。より好ましく
は、30〜60重量%である。
【0029】上記硬化性無機質組成物中には、必要に応
じて、補強繊維を添加することができる。上記補強繊維
としては、形成される無機成形体に付与すべき性能に応
じて適宜のものを使用することができる。このような補
強繊維としては特に限定されず、例えば、ビニロン、ポ
リプロピレン、アクリル、レーヨン、アラミド等の合成
繊維;ガラス繊維;チタン酸カリウム、ロックウール等
の無機繊維;カーボン繊維;鋼繊維等の一般にセメント
等の無機硬化材料に使用されているもの等が挙げられ
る。
じて、補強繊維を添加することができる。上記補強繊維
としては、形成される無機成形体に付与すべき性能に応
じて適宜のものを使用することができる。このような補
強繊維としては特に限定されず、例えば、ビニロン、ポ
リプロピレン、アクリル、レーヨン、アラミド等の合成
繊維;ガラス繊維;チタン酸カリウム、ロックウール等
の無機繊維;カーボン繊維;鋼繊維等の一般にセメント
等の無機硬化材料に使用されているもの等が挙げられ
る。
【0030】上記補強繊維は、長繊維又は短繊維のいず
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は1〜5
00μm、その繊維長は1〜15mmであることが好ま
しい。細すぎると混合時に再凝集しやすく、交絡により
ファイバーボールが形成されるので、得られる無機成形
体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が激しくな
り良好な外観のものが得られない。また、太すぎたり短
すぎたりすると補強効果が不充分になる。
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は1〜5
00μm、その繊維長は1〜15mmであることが好ま
しい。細すぎると混合時に再凝集しやすく、交絡により
ファイバーボールが形成されるので、得られる無機成形
体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が激しくな
り良好な外観のものが得られない。また、太すぎたり短
すぎたりすると補強効果が不充分になる。
【0031】上記補強繊維の添加量は、上記無機質粉体
100重量部に対して10重量部以下が好ましい。10
重量部を超えると、上記補強繊維の分散性、得られる無
機成形体の耐熱性等に問題が生じる。
100重量部に対して10重量部以下が好ましい。10
重量部を超えると、上記補強繊維の分散性、得られる無
機成形体の耐熱性等に問題が生じる。
【0032】上記硬化性無機質組成物中には、また、硬
化及び乾燥時における収縮の低減、流動性向上のため
に、無機質充填材を添加することができる。上記無機質
充填材としては特に限定されず、例えば、珪砂、珪石
粉、フライアッシュ、スラグ、シリカヒューム、マイ
カ、タルク、ワラストナイト、炭酸カルシウム、粘土等
が挙げられる。
化及び乾燥時における収縮の低減、流動性向上のため
に、無機質充填材を添加することができる。上記無機質
充填材としては特に限定されず、例えば、珪砂、珪石
粉、フライアッシュ、スラグ、シリカヒューム、マイ
カ、タルク、ワラストナイト、炭酸カルシウム、粘土等
が挙げられる。
【0033】上記無機質充填材の平均粒径は、0.01
μm〜1mmが好ましい。0.01μm未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、1mmを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
成形体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材の
添加量は、上記無機質粉体100重量部に対して800
重量部以下が好ましい。800重量部を超えると、上記
無機質粉体の割合が小さくなるために硬化性が不充分と
なる。より好ましくは、100〜500重量部である。
μm〜1mmが好ましい。0.01μm未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、1mmを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
成形体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材の
添加量は、上記無機質粉体100重量部に対して800
重量部以下が好ましい。800重量部を超えると、上記
無機質粉体の割合が小さくなるために硬化性が不充分と
なる。より好ましくは、100〜500重量部である。
【0034】上記硬化性無機質組成物中には、更にま
た、得られる無機成形体の軽量化のために、有機質、無
機質等の軽量骨材を添加することができる。上記軽量骨
材としては特に限定されず、例えば、スチレン系、塩化
ビニリデン系、フェノール系、ウレタン系、エチレン系
等の各種合成樹脂発泡体;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
ライト等の無機質発泡体等が挙げらる。これらは単独で
用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
た、得られる無機成形体の軽量化のために、有機質、無
機質等の軽量骨材を添加することができる。上記軽量骨
材としては特に限定されず、例えば、スチレン系、塩化
ビニリデン系、フェノール系、ウレタン系、エチレン系
等の各種合成樹脂発泡体;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
ライト等の無機質発泡体等が挙げらる。これらは単独で
用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0035】上記無機質発泡体の比重は、0.01〜1
が好ましい。0.01未満であると、得られる無機成形
体の強度が低下し、1を超えると、軽量化の効果が得ら
れない。上記軽量骨材の添加量は、上記無機質粉体10
0重量部に対して0.1〜100重量部が好ましい。
0.1重量部未満であると、軽量化の効果が得られず、
100重量部を超えると、得られる無機成形体の強度が
低下する。
が好ましい。0.01未満であると、得られる無機成形
体の強度が低下し、1を超えると、軽量化の効果が得ら
れない。上記軽量骨材の添加量は、上記無機質粉体10
0重量部に対して0.1〜100重量部が好ましい。
0.1重量部未満であると、軽量化の効果が得られず、
100重量部を超えると、得られる無機成形体の強度が
低下する。
【0036】本発明の硬化性無機質組成物の製造方法と
しては特に限定されず、例えば、セメント組成物を製造
する際に通常使用されるオムニミキサー、アイリッヒミ
キサー、万能ミキサー、ライカイ機等を使用して、予め
調製したアルカリ金属珪酸塩水溶液、無機質粉体、充填
材等を配合し、混合する方法等が挙げられる。
しては特に限定されず、例えば、セメント組成物を製造
する際に通常使用されるオムニミキサー、アイリッヒミ
キサー、万能ミキサー、ライカイ機等を使用して、予め
調製したアルカリ金属珪酸塩水溶液、無機質粉体、充填
材等を配合し、混合する方法等が挙げられる。
【0037】本発明の硬化性無機質組成物を使用して無
機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、押し出し
法等が挙げられる。
機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、押し出し
法等が挙げられる。
【0038】本発明の硬化性無機質組成物から無機成形
体を得る際の硬化温度は、0〜500℃が好ましい。0
℃未満であると、硬化反応速度が著しく低下することが
あり、500℃を超えると、硬化時の収縮が大きくな
り、得られる無機成形体にクラック等が発生することが
ある。より好ましくは、5〜300℃である。
体を得る際の硬化温度は、0〜500℃が好ましい。0
℃未満であると、硬化反応速度が著しく低下することが
あり、500℃を超えると、硬化時の収縮が大きくな
り、得られる無機成形体にクラック等が発生することが
ある。より好ましくは、5〜300℃である。
【0039】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0040】実施例1〜3 粘土鉱物としてAAカオリン(カオリン鉱物95重量
%、α−クオーツ5重量%、BET比表面積13m2 /
g、山陽クレー社製)と、アルミニウム高含有粉体とし
て水酸化アルミニウム(CL−310、平均粒径10μ
m、住友化学工業社製)とをそれぞれ表1に示す割合で
配合した混合粉体2kg、及び、粉砕助剤としてトリエ
タノールアミン25%、エタノール75%の混合物10
gをウルトラファインミルAT−20(三菱重工業社
製、10mmφジルコニアボール44kgを使用)に投
入し、表1に示す条件で活性化処理して、それぞれ、無
機質粉体を調製した。得られた無機質粉体をそれぞれ種
類A、B、Cとし、その特性を下記の方法で評価した。
結果を表1に示した。
%、α−クオーツ5重量%、BET比表面積13m2 /
g、山陽クレー社製)と、アルミニウム高含有粉体とし
て水酸化アルミニウム(CL−310、平均粒径10μ
m、住友化学工業社製)とをそれぞれ表1に示す割合で
配合した混合粉体2kg、及び、粉砕助剤としてトリエ
タノールアミン25%、エタノール75%の混合物10
gをウルトラファインミルAT−20(三菱重工業社
製、10mmφジルコニアボール44kgを使用)に投
入し、表1に示す条件で活性化処理して、それぞれ、無
機質粉体を調製した。得られた無機質粉体をそれぞれ種
類A、B、Cとし、その特性を下記の方法で評価した。
結果を表1に示した。
【0041】評価方法 粒度分布は、レーザー回折法により評価した。酸素配位
数5のアルミニウムの存在の有無は、27Al MAS
NMR法により評価した。ケミカルシフト20〜40p
pmの間にピークが観察されたものを酸素配位数5のア
ルミニウムが存在すると判断した。27Al MAS N
MRスペクトルの測定は、観測周波数104.216p
pm、試料回転速度12kHz、ケミカルシフトの基準
物質[Al(H2 O)6 ]3+とし、プロトンデカップリ
ング法により行った。
数5のアルミニウムの存在の有無は、27Al MAS
NMR法により評価した。ケミカルシフト20〜40p
pmの間にピークが観察されたものを酸素配位数5のア
ルミニウムが存在すると判断した。27Al MAS N
MRスペクトルの測定は、観測周波数104.216p
pm、試料回転速度12kHz、ケミカルシフトの基準
物質[Al(H2 O)6 ]3+とし、プロトンデカップリ
ング法により行った。
【0042】非晶質相の有無及び半価幅は、粉末X線回
折法により回折角を10〜80°まで測定することによ
り評価した。回折チャートにおいてハロー(halo)
が見られるときは非晶質相が存在すると判断した。ま
た、半価幅は、回折チャートのピークの高さの半分に対
応する2点間の距離を測定した。なお、水酸化アルミニ
ウムを原料として使用した場合は、(002)面の半価
幅を測定し、カオリンを原料として使用した場合は、
(001)面の半価幅を測定した。
折法により回折角を10〜80°まで測定することによ
り評価した。回折チャートにおいてハロー(halo)
が見られるときは非晶質相が存在すると判断した。ま
た、半価幅は、回折チャートのピークの高さの半分に対
応する2点間の距離を測定した。なお、水酸化アルミニ
ウムを原料として使用した場合は、(002)面の半価
幅を測定し、カオリンを原料として使用した場合は、
(001)面の半価幅を測定した。
【0043】実施例4 アルミニウム高含有粉体としてばん土頁岩(平均粒径3
2μm、SiO2 30%、Al2 O3 66%)を使用
し、混合粉体の投入量を15kgとし、ボールミル(ボ
ールミルBM150、15mmφのアルミナボール20
0kg使用、マキノ社製)を使用して表1に示す条件で
活性化処理したこと以外は、実施例1と同様にして無機
質粉体を調製した。得られた無機質粉体を種類Dとし、
評価した。結果を表1に示した。
2μm、SiO2 30%、Al2 O3 66%)を使用
し、混合粉体の投入量を15kgとし、ボールミル(ボ
ールミルBM150、15mmφのアルミナボール20
0kg使用、マキノ社製)を使用して表1に示す条件で
活性化処理したこと以外は、実施例1と同様にして無機
質粉体を調製した。得られた無機質粉体を種類Dとし、
評価した。結果を表1に示した。
【0044】実施例5 実施例1で得た無機質粉体を110℃で2時間加熱処理
した。得られた無機質粉体を種類Eとし、評価した。結
果を表1に示した。
した。得られた無機質粉体を種類Eとし、評価した。結
果を表1に示した。
【0045】実施例6〜11 原料粉体としてカオリン(平均粒径2.42μm、アメ
リカ ジョージア州産)、非晶質シリカ(AEROSI
L200、平均粒径12nm、日本アエロジル社製)、
水酸化アルミニウム(C−31、平均粒径50μm、住
友化学工業社製)、パイロフィライト(平均粒径5μ
m、山陽クレー社製)、メタカオリン(SP−33、平
均粒径5μm、エンゲルハート社製)、白土(白土H、
平均粒径7μm、美瑛白土工業社製)を表1に示す割合
で配合し、表1に示す条件で活性化処理したこと以外
は、実施例1と同様にして無機質粉体を調製した。得ら
れた無機質粉体を、それぞれ、種類F、G、H、I、
J、Kとし、評価した。結果を表1に示した。
リカ ジョージア州産)、非晶質シリカ(AEROSI
L200、平均粒径12nm、日本アエロジル社製)、
水酸化アルミニウム(C−31、平均粒径50μm、住
友化学工業社製)、パイロフィライト(平均粒径5μ
m、山陽クレー社製)、メタカオリン(SP−33、平
均粒径5μm、エンゲルハート社製)、白土(白土H、
平均粒径7μm、美瑛白土工業社製)を表1に示す割合
で配合し、表1に示す条件で活性化処理したこと以外
は、実施例1と同様にして無機質粉体を調製した。得ら
れた無機質粉体を、それぞれ、種類F、G、H、I、
J、Kとし、評価した。結果を表1に示した。
【0046】比較例1〜3 表1に示す条件で活性化処理したこと以外は、実施例1
と同様にして無機質粉体を調製した。得られた無機質粉
体を、それぞれ、種類a、b、cとし、評価した。結果
を表1に示した。
と同様にして無機質粉体を調製した。得られた無機質粉
体を、それぞれ、種類a、b、cとし、評価した。結果
を表1に示した。
【0047】
【表1】
【0048】実施例12〜22、比較例4〜8 表2、表3及び表4に示す配合の組成物をオムニミキサ
ーにて5分間混合して、硬化性無機質組成物を得た。得
られた硬化性無機質組成物を幅50mm、長さ150m
m、厚さ10mmの型枠内に注入し、常温(25℃)で
表2、表3及び表4に示す所定時間硬化させて無機成形
体を得た。得られた無機成形体の曲げ強度、外観を下記
の方法で評価した。結果を表2、表3及び表4に示し
た。なお、表中、珪砂としては8号珪砂、ビニロン繊維
としてはRM182(繊維長6mm、繊維径14μm、
クラレ社製)、珪石粉としては住友セメント社製のプレ
ーン比表面積が9000cm2 /gのもの、ワラストナ
イトとしてはケモリットA−60(Wolkem社製)
を用いた。
ーにて5分間混合して、硬化性無機質組成物を得た。得
られた硬化性無機質組成物を幅50mm、長さ150m
m、厚さ10mmの型枠内に注入し、常温(25℃)で
表2、表3及び表4に示す所定時間硬化させて無機成形
体を得た。得られた無機成形体の曲げ強度、外観を下記
の方法で評価した。結果を表2、表3及び表4に示し
た。なお、表中、珪砂としては8号珪砂、ビニロン繊維
としてはRM182(繊維長6mm、繊維径14μm、
クラレ社製)、珪石粉としては住友セメント社製のプレ
ーン比表面積が9000cm2 /gのもの、ワラストナ
イトとしてはケモリットA−60(Wolkem社製)
を用いた。
【0049】評価方法 硬化性無機質組成物を硬化させた後、脱型し、気乾状態
で24時間放置後、JIS A 1408の方法に準じ
て曲げ強度を測定した。外観は、目視により判定した。
評価基準は、外観に、割れ、クラック等の異常がない場
合を○とし、割れ、クラック等の異常がある場合を×と
した。但し、所定時間加熱しても未硬化の場合、そのま
ま「未硬化」と記した。
で24時間放置後、JIS A 1408の方法に準じ
て曲げ強度を測定した。外観は、目視により判定した。
評価基準は、外観に、割れ、クラック等の異常がない場
合を○とし、割れ、クラック等の異常がある場合を×と
した。但し、所定時間加熱しても未硬化の場合、そのま
ま「未硬化」と記した。
【0050】
【表2】
【0051】
【表3】
【0052】
【表4】
【0053】
【発明の効果】本発明の無機質粉体及び硬化性無機質組
成物は、上述の構成からなるので、反応性が高く、強度
及び外観に優れた無機成形体を得ることができる。ま
た、特に常温での反応性に優れているので、土木用途等
において好適に用いることができる。
成物は、上述の構成からなるので、反応性が高く、強度
及び外観に優れた無機成形体を得ることができる。ま
た、特に常温での反応性に優れているので、土木用途等
において好適に用いることができる。
【図1】粉末X線回折法により得られるX線ピークの概
略図である。
略図である。
IP X線ピークの高さ β1/2 半価幅
Claims (4)
- 【請求項1】 粘土鉱物、アルミニウム高含有粉体、及
び、粉末X線回折法において非晶質相を観測することが
できるSiO2 含有無機質粉体のうち少なくとも1種か
らなり、Al/Siのモル比が0.4〜4である粉体
に、0.5〜30kwh/kgの機械的エネルギーを作
用させて得られることを特徴とする無機質粉体。 - 【請求項2】 含有するアルミニウムの少なくとも一部
が、酸素配位数5のアルミニウムである請求項1記載の
無機質粉体。 - 【請求項3】 Al/Siのモル比が1.5〜3.5で
あり、粉末X線回折法において、非晶質相を観測するこ
とができるか、又は、半価幅(FWHM)が0.4ラジ
アン以上であるピークを観測することができる請求項1
又は2記載の無機質粉体。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の無機質粉体1
00重量部、アルカリ金属珪酸塩3〜300重量部、及
び、水10〜300重量部からなることを特徴とする硬
化性無機質組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24781196A JPH09175813A (ja) | 1995-10-23 | 1996-09-19 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27406595 | 1995-10-23 | ||
| JP7-274065 | 1995-10-23 | ||
| JP24781196A JPH09175813A (ja) | 1995-10-23 | 1996-09-19 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175813A true JPH09175813A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=26538431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24781196A Withdrawn JPH09175813A (ja) | 1995-10-23 | 1996-09-19 | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175813A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173581A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Petroleum Energy Center | 炭化水素油の接触分解触媒及び該触媒を用いる炭化水素油の接触分解方法 |
| JP2008173580A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Petroleum Energy Center | 炭化水素油の接触分解触媒及び該触媒を用いる炭化水素油の接触分解方法 |
| JP2018177594A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 積水化学工業株式会社 | 硬化性組成物及び補修材料 |
| JP2019006661A (ja) * | 2017-06-21 | 2019-01-17 | 積水化学工業株式会社 | 硬化性組成物用キット、コンクリート構造物の補修材料及び補修方法 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP24781196A patent/JPH09175813A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173581A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Petroleum Energy Center | 炭化水素油の接触分解触媒及び該触媒を用いる炭化水素油の接触分解方法 |
| JP2008173580A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Petroleum Energy Center | 炭化水素油の接触分解触媒及び該触媒を用いる炭化水素油の接触分解方法 |
| JP2018177594A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 積水化学工業株式会社 | 硬化性組成物及び補修材料 |
| JP2019006661A (ja) * | 2017-06-21 | 2019-01-17 | 積水化学工業株式会社 | 硬化性組成物用キット、コンクリート構造物の補修材料及び補修方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051031 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051109 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20051227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |