(57)【要約】【課題】ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体の耐炭酸化性能を改善する。【解決手段】原料スラリーを高温高圧水蒸気養生することにより、ゾノトライトを構成鉱物として含有するゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体を製造するに際して、該原料スラリーにシリコーンオイルを０．０００５質量％以上添加することにより、シリコーンオイルを０．０００５質量％以上含有するゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧水蒸気養生により得られるゾノトライトを構成鉱物として含有するゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体であって、シリコーンオイルを０．０００５質量％以上含有していることを特徴とするゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体。
【請求項２】
前記シリコーンオイルが、Ｒ（ＣＨ3）ＳｉＯ2/2、Ｒ（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2、または、ＲＳｉＯ3/2（式中、Ｒは炭素原子数が少なくとも２のアルキル基）で表されるシロキサン単位を１分子中に少なくとも１個有するオルガノポリシロキサンである請求項１に記載のゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体。
【請求項３】
前記シリコーンオイルが、側鎖がすべてメチル基であるジメチルポリシロキサンであり、該シリコーンオイルを０．００１質量％以上含有している請求項１に記載のゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体。
【請求項４】
原料スラリーを高温高圧水蒸気養生することにより、ゾノトライトを構成鉱物として含有するゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体を製造する方法において、該原料スラリーにシリコーンオイルを０．０００５質量％以上添加することを特徴とするゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性に優れたゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゾノトライト系珪酸カルシウムは、ＡＬＣに主として用いられるトバモライト系珪酸カルシウムと比較して、特に耐熱性が優れているため、その成形体は、主に高温用の保温材、断熱材、耐火被覆材などの建築用材料に使用されている。
【０００３】
ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体は、たとえば、特許文献１に記載の方法を用いて製造することができる。具体的には、珪酸質原料粉末とポルトランドセメントを含んだ石灰質原料粉末との混合物のＣａＯ／ＳｉＯ2モル比が０．７〜１．１となり、かつ、全原料中に含有するＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2とから求めたＡｌ／（Ｓｉ＋Ａｌ）の原子比が１．９〜５％となるように珪酸カルシウム原料スラリーを調整し、該原料スラリーを、気泡を含有した状態のまま、型枠内で成形硬化させ、所定条件下で高温高圧水蒸気養生することにより、ゾノトライト生成率が全体量の３５重量％以上であるゾノトライト軽量珪酸カルシウム成形体を製造することができる。
【０００４】
しかしながら、このゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体は、気泡と細孔を含む多孔質の材料であるために、水分やガス（炭酸ガス）などが容易に成形体の内部へ侵入する。主要な構成鉱物であるゾノトライトは、侵入した炭酸ガスと反応することにより、シリカゲルと炭酸カルシウムに分解する。この現象は炭酸化と呼ばれるが、この炭酸化によって、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体において強度低下、ひび割れの発生が引き起こされる。
【０００５】
炭酸化を防止するためには、成形体の表面に塗装などの仕上げを施す必要がある。しかし、塗料は有機系であることが多く、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体の用途である耐熱性を低下させるという問題がある。解決策として、耐熱性の無機塗料を塗布することも考えられるが、仕上げの手間がかかり、さらにコスト面で問題がある。したがって、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体の耐炭酸化性能そのものを改善することが求められている。
【０００６】
【特許文献１】特公平０５−６７５８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体の耐炭酸化性能を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体は、原料スラリーを高温高圧水蒸気養生することにより、ゾノトライトを構成鉱物として含有する。
【０００９】
特に、本発明では、原料スラリーにシリコーンオイルを０．０００５質量％以上添加することにより、得られる成形体にシリコーンオイルを０．０００５質量％以上含有させている。
【００１０】
該シリコーンオイルは、Ｒ（ＣＨ3）ＳｉＯ2/2、Ｒ（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2、または、ＲＳｉＯ3/2（式中、Ｒは炭素原子数が少なくとも２のアルキル基）で表されるシロキサン単位を１分子中に少なくとも１個有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００１１】
また、該シリコーンオイルとして、側鎖がすべてメチル基であるジメチルポリシロキサンからなるものも用いることができるが、この場合、成形体がシリコーンオイルを０．００１質量％以上含有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体は、耐炭酸化性能に優れているため、耐熱性の建材として、長期間において使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム水和物成形体に、シリコーンオイルを含有させることによって、ゾノトライト結晶に吸着する水分子の吸着状態を変えることが可能になる。ゾノトライト結晶の表面にシリコーンオイルが吸着し、ゾノトライト結晶の表面を疎水化することによって、ゾノトライト結晶表面に、水分が吸着しにくくなる。炭酸ガスによる炭酸化は吸着水分を介して生ずるため、シリコーンオイルが保護膜として作用し、炭酸ガスが接触しても、ゾノトライト結晶の炭酸化が抑制される。
【００１４】
シリコーンオイルは、その分子構造からストレートと変成に大別されるが、ストレートの場合ジメチルポリシロキサン、変成の場合オルガノポリシロキサンが好ましい。
【００１５】
特に、Ｒ（ＣＨ3）ＳｉＯ2/2、Ｒ（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2、または、ＲＳｉＯ3/2（式中、Ｒは炭素原子数が少なくとも２のアルキル基）で表されるシロキサン単位を１分子中に少なくとも１個有するオルガノポリシロキサンである変成のシリコーンオイルを用いることが望ましい。これは、アルキル基で変成することによって、シリコーンオイルによる疎水性がより発揮させるためである。その含有率は、０．０００５質量％以上あれば耐炭酸化効果が発揮される。この含有率が高いほど耐炭酸化性能は高まるが、経済的には、０．０４質量％以下であることが好ましい。０．０４質量％を超えると、シリコーンオイルの性質により撥水性が発揮されるものの、耐炭酸化効果はさほど向上しないためである。ただし、撥水性を高めたい場合に、シリコーンオイルの添加量を増加させて対応することは可能である。
【００１６】
ストレートのシリコーンオイルとして、工業的に最も一般的に使用されている側鎖が全てメチル基であるジメチルポリシロキサンを用いてもよい。ただし、この場合には、耐炭酸化効果が発揮されるためには、シリコーンオイルの含有率を０．００１質量％以上とする必要がある。同様に、０．０４質量％を超えると、耐炭酸化効果の向上はなくなり、撥水性のみが高まることとなる。
【実施例】
【００１７】
各原料に、水を７０重量部添加して、ミキサーで混合して、原料スラリーを得た。実施例、比較例とも、原料として表１に示すものを用い、表２に示す割合で各原料を配合した。
【００１８】
【表１】
2007269592.tif 000002
【００１９】
【表２】
2007269592.tif 000003
【００２０】
次に、原料スラリーに、シリコーンオイルを添加した。シリコーンオイルの種類と添加率を変化させることにより、実施例および比較例とした。シリコーンオイルには、６種類のオルガノポリシロキサンとジメチルポリシロキサンを用いた。また、添加率は、０質量％、０．０００２質量％、０．０００５質量％、０．００１質量％、０．０４質量％、０．１質量％とした。用いたオルガノポリシロキサンの構造式を表３に示す。
【００２１】
【表３】
2007269592.tif 000004
【００２２】
さらに、各原料スラリーに、発泡剤としてアルミニウム粉末を０．０７重量部添加して、ミキサーで混合した後、各原料スラリーを１５×４０ｃｍの型枠に注入して、発泡硬化させた。
【００２３】
その後、得られたそれぞれの発泡硬化体を、オートクレーブ中で、２００℃の飽和水蒸気圧下において、６時間水熱養生することにより、ゾノトライト系軽量珪酸カルシウム成形体を得た。
【００２４】
次に、得られた各成形体について、生成したゾノトライトの生成率を、以下に示す方法によって求めた。
【００２５】
成形体を粉砕した後、１０５℃で、２時間乾燥を行い、絶乾状態とした。絶乾状態のサンプル（イニシャル重量：Ｍ／ｍｇ）について、示差熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ、（株）リガク製、ＴＡＳ１００番）を用いて、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で、１０００℃までの熱重量減少曲線から、室温〜１０００℃までの熱重量減少量（Ａ／ｍｇ）、および、７５０〜８５０℃までの熱重量減少量（Ｂ／ｍｇ）を求めた。ゾノトライト生成率を、式（１）により計算した。
【００２６】
ゾノトライト生成率（％）＝｛Ｂ／（Ｍ−Ａ）｝／｛１８／（７１４−１８）｝×１００  ・・・式（１）
その結果、実施例、比較例とも、成形体におけるゾノトライトの生成率は、７８％であった。
【００２７】
また、各サンプルの耐炭酸性を調べるため、各成形体を１０ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの大きさに成形し、促進炭酸化試験に供した。試験条件は２０℃、相対湿度９０％、炭酸ガス濃度３体積％の一定の雰囲気下で２０日間放置した。
【００２８】
各サンプルの炭酸化度は、式（２）によって算出した。
【００２９】
炭酸化度（％）＝｛（Ｃ−Ｃｏ）−（Ｃmax−Ｃｏ）｝×１００  ・・・式（２）
ここで、ＣおよびＣｏは、各試料および未炭酸化試料の炭酸ガス結合量を、熱分析によって、６００〜８００℃の炭酸ガス分解による重量減少量として、それぞれ分析し、Ｃmaxは、石膏を除く各試料中のカルシウム含有量を分析し、このカルシウムがすべて炭酸カルシウムとなった場合の炭酸ガス結合量とした。なお、石膏中のカルシウムは、炭酸化に寄与しない。
【００３０】
各実施例および比較例について、シリコーンオイルの添加率と各成形体の炭酸化度を表４に示す。
【００３１】
【表４】
2007269592.tif 000005
【００３２】
表４に示された結果から、比較例１（シリコーンオイル無添加の場合）に比較して、各オルガノポリシロキサンの場合、その添加率が０．０００５％で炭酸化度は半分に、ジメチルシロキサンの場合、その添加率０．００１％で半分になっており、耐炭酸化性能が向上していることが理解される。