Powder composition and inorganic molding

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高強度で遮音制振性、放射線遮蔽性、電磁波遮蔽性、透磁性を有し、更に耐摩耗性を有するプレートやスラブ等の無機成形物を与える粉末組成物および該粉末組成物を使用した無機成形物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物の遮音、制振等に使用されるプレートやスラブとしては、質量効果を高める目的で、厚みを増大したコンクリート材料が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコンクリート材料では、遮音性や制振性を高めるために厚みを増大して質量効果を高める必要があり、このような厚みを増大したプレートやスラブを建築物の床や壁に適用した場合には室内空間を狭めたり、施工費も割高になると云う問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決するための手段として、電気炉酸化スラグ粒状物１００重量部に対して水硬性無機粉末１５〜６０重量部、減水剤０．０１〜３．０重量部を混合した粉末組成物を提供するものである。 更に電気炉酸化スラグ粒状物１００重量部に対して水硬性無機粉末１５〜６０重量部、高比重金属粉末および／または高比重金属酸化物粉末２０〜５０
重量部、減水剤および／または増粘剤０．０１〜０．１
重量部を混合した粉末組成物を提供するものであり、更に本発明は上記粉末組成物１００重量部に対して水５〜
２５重量部を添加混練し、該混練物を型枠中に充填養生硬化せしめた無機成形物を提供するものである。

【０００５】

【作用】本発明の粉末組成物に水を添加して混練し、該混練物を型枠中に充填して養生硬化せしめる場合、該粉末組成物中のＣａＯやＳｉＯ ₂を含有する電気炉酸化スラグ粒状物は水硬性無機粉末の水和反応による硬化に関与し、また上記電気炉酸化スラグ粒状物は略球状中空体であり、その表面には多数の微細な凹凸が存在するので、硬化成形体のマトリクスに対するアンカー効果を有し、その結果得られる無機成形物の強度や耐摩耗性が向上する。

【０００６】更に上記したように該電気炉酸化スラグ粒状物は略球状中空体であるから、組成物に大量に添加しても水と混練した時、混練物は良好な流動性を示し成形性も阻害されない、したがって組成物に水を過剰に加える必要がない。

【０００７】該電気炉酸化スラグ粒状物は比重が３．３
〜３．８と高いので成形物に大重量を与える。 しかも該電気炉酸化スラグ粒状物は表面に多数の微細な凹凸を有するので、成形品に音波が入射した場合、該音波は該電気炉酸化スラグ粒状物の微細な凹凸表面で乱反射され、
その結果成形物内で音波は減衰し、更に該電気炉酸化スラグ粒状物は前記したように中空体であるから吸音効果も有する。 その結果成形物は厚みを増大させなくても良好な遮音制振性を有する。

【０００８】更に該電気炉酸化スラグ粒状物はフェライト系の鉱物を多量に含むから、成形物は電磁波遮蔽性、
透磁性を合わせ有し、多機能性の成形物となる。

【０００９】該電気炉酸化スラグ粒状物は従来は整地材等の土木用にしか利用されていなかったものであり、安価に提供出来そして本発明によりこのような電気炉酸化スラグ粒状物の有効利用が可能になる。

【００１０】本発明の粉末組成物はプレート形状、スラブ形状のみならず種々の形状に成形され、上記したような多機能性の成形物を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。 〔水硬性無機粉体〕本発明で使用される水硬性無機粉体としては、ポルトランドセメント、アルミナセメント、
高炉セメント等のセメント類あるいは高炉急冷スラグ微粉末、電気炉急冷還元スラグ微粉末、該セメント類にケイ砂、ケイ石粉、シリカヒューム、高炉スラグ微粉末、
フライアッシュ、シラスバルーン、パーライト、ベントナイト、ケイソウ土等のケイ酸含有物質を添加した混合粉体等が例示される。

【００１２】〔電気炉酸化スラグ粒状物〕本発明に言う電気炉酸化スラグは、通常Ｃa Ｏ１０〜２６重量％、Ｓ
i Ｏ ₂ ８〜２２重量％、Ｍn Ｏ４〜７重量％、Ｍg Ｏ２
〜８重量％、Ｆe Ｏ１３〜３２重量％、Ｆe ₂ Ｏ ₃ ９〜４
５重量％、Ａl ₂ Ｏ ₃ ４〜１６重量％、Ｃr ₂ Ｏ ₃ １〜４重量％程度含み、更に微量成分としてＴi Ｏ ₂ ０．２５〜
０．７０重量％、Ｐ ₂ Ｏ ₅ ０．１５〜０．５０重量％、
Ｓ０．００５〜０．０８５重量％程度含み、安定な鉱物組成を得るためのＦe を２０〜４５重量％程度含むものであり、天然骨材成分に含まれる粘土、有機不純物、塩分を全く含まず、不安定な遊離石灰、遊離マグネシアあるいは鉱物も殆ど含まない。

【００１３】上記電気炉酸化スラグを粒化して粒状物を製造するには、該電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理する方法が採られる。 該羽根付きドラムは複数個配置して複数段の破砕粒状化を行なってもよい。 このようにして得られる電気炉酸化スラグの粒状物は通常５mm以下の粒径を有し、粒径２．５mm以下のものは略球状であり、比重は３．３〜３．８の範囲にあり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸を有しまた中空構造のものからなるかまたは中空構造のものを含んでいる。

【００１４】〔減水剤〕本発明に使用される減水剤としては、ＡＥ減水剤、高性能減水剤等が例示される。

【００１５】〔高比重金属粉末〕本発明で使用される高比重粉末とは、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、銅、鉛、亜鉛、例えばステンレススチール等の合金の粉末であり、比重は７ｇ／cm ³以上、粒径は５０
μm 以下であることが望ましい。

【００１６】〔高比重金属酸化物〕本発明に使用される高比重金属酸化物としては、上記高比重金属の酸化物がある。 更に本発明においては使用可能な高比重酸化物粉末としては、鋼材を溶断する際に発生するスケール粉がある。 このようなスケール粉は略球状でフェライトであり、電気炉酸化スラグ粒状物と同じような機能を付加することが出来る。

【００１７】〔増粘剤〕本発明においては、粉末組成物を水と混練した際の粘度を調節するために増粘剤を使用してもよい。 例えば該混練物がブリージング試験でブリージング率３％を越える場合、これを３％以下にするために増粘剤を使用する。 上記増粘剤としては、例えばニカワ、ゼラチン、カゼイン、澱粉、変性澱粉、酸化澱粉、デキストリン、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ、
ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、
メチルセルロース、ハイドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、ポリメタクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸エステル部分鹸化物、ポリメタクリル酸エステル部分鹸化物等の水溶性高分子がある。

【００１８】〔配合、成形〕本発明の粉末組成物においては、電気炉酸化スラグ粒状物１００重量部に対して水硬性無機粉末１５〜６０重量部、減水剤０．０１〜３．
０重量部が混合される。 更に本発明の粉末組成物中に高比重金属粉末および／または高比重金属酸化物粉末を添加する場合には、電気炉酸化スラグ粒状物１００重量部に対して水硬性無機粉末１５〜６０重量部、高比重金属粉末および／または高比重金属酸化物粉末２０〜５０重量部、減水剤および／または増粘剤０．０１〜０．１重量部が混合される。

【００１９】上記粉末組成物１００重量部に対して水５
〜２５重量部を添加混練し、該混練物を型枠中に充填し、常温あるいは所望なれば水中、蒸気および加熱養生することによって硬化せしめる。 成形物の形状プレート状、スラブ状、ブロック状等種々な形状とされる。 更に上記混練物は型枠に充填されることなく、床上に直接流し出されたり、あるいは壁表面に直接塗布されてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕（電気炉スラグ粒状物の製造） 図１に本発明の電気炉スラグ粒状物（以下スラグ粒状物と略す）(8) を製造する装置を示す。 即ち１５００℃前後の電気炉酸化スラグ溶融物(1) を取鍋(2) からシューター(3) に移し、該シューター(3) から高速回転する羽根付きドラム(4,5) に注入する。 該製鋼スラグ溶融物
(1) は該羽根付きドラム(4,5) によって細破砕されて粒状化し、該電気炉酸化スラグ溶融物の粒化物(1A)は急冷チャンバー(6) 内にスプレー装置(7) からスプレーされる水ミストによって急冷される。 そしてこのようにして得られたスラグ粒状物(8) は備蓄容器(9) 内に備蓄される。 該スラグ粒状物(8) は略球状の中空体であり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸が有り、高硬度（ビッカース硬さで７５５、モース硬さで６程度）を有し耐摩耗性に優れており、真比重は３．８４、絶乾比重は３．５２、耐火度は１１００℃で、透磁性、誘電性、耐酸性、耐アルカリ性等にも優れている。 該スラグ粒状物(8) の粒度分布を図２に示す。

【００２１】〔実施例２〕下記の処方の混合物を調製した。 電気炉酸化スラグ粒状物（５mm以下） １００重量部 ポルトランドセメント １６ 〃 ＡＥ減水剤 ０．０４ 〃 上記混合物に水６重量部を加え、ミキサーで３分間混練し、該混練物を型枠中に流し込み、コテによって表面を平坦にして常温で１日養生し水和反応により硬化させた後脱型し、更に２７日常温で水和反応させ、厚さ１０mm
と２０mmの遮音用プレートを成形した。 本実施例のプレートは建物の床敷遮音制振プレート、あるいは壁面に張設して壁面遮音プレートとして有用である。 本実施例のプレートの音波透過失測定結果をを表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１によれば、本実施例のプレートは厚さが薄い割には良好な遮音性能を有し、特に一般のコンクリート材料では性能が出し難い低周波音領域でも遮音性能が良いことが認められる。 なお、このプレートの透磁率は磁化力（Ｈ）１０００Ｏｅの時、１．６５μであった。 このことから床の通路の一部に使用したりして、磁気センサーとして使用出来ることが認められる。

【００２４】〔実施例３〕下記の処方の混合物を調製した。 電気炉酸化スラグ粒状物（５mm以下） １００重量部 ポルトランドセメント ２５ 〃 高性能減水剤 ０．２５ 〃 メチルセルロース（増粘剤） ０．１３ 〃 上記混合物に水１５重量部を加え、ミキサーで３分間混練した。 該混練物を既設２階建物床にポンプ圧送により４０mm厚さで流し、そのまゝ３日常温で放置し、硬化強度発現後施工前と施工後の騒音の透過損失の差を測定した。 なお混練物の流動性試験は土木学会基準に準拠したＪロートによる方法で行なった結果、流動時間は４３秒であった。 またこの時採取した試料による２８日水中養生供試体の圧縮強度は３５Ｎ／mm ²ブリージング率は２
％であった。 本実施例の施工前後の音響透過失の測定結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２によれば、本実施例の床の遮音対策は、良好な遮音性能を有し、施工性も強度も良いことが認められる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の粉末組成物は持運びが簡単であるから、現場に持込んで成形物を製造したり、あるいは建築物の床や壁に適用したりすることが極めて簡単に出来、得られる成形物は高強度、耐摩耗性を有し、更に遮音制振性に優れかつ放射線、電磁波遮蔽性、透磁性を有するので、建築物の遮音制振工事や放射線および電磁波遮蔽工事に極めて便利に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気炉スラグ粒状物製造装置の説明図

【図２】電気炉スラグ粒状物の粒度分布を示すグラフ

【符号の説明】

8 電気炉スラグ粒状物

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月６日（２００１．６．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】上記粉末組成物１００重量部に対して水５
〜２５重量部を添加混練し、該混練物を型枠中に充填し、常温あるいは所望なれば水中、蒸気および加熱養生することによって硬化せしめる。 成形物の形状は、プレート状、スラブ状、ブロック状等種々な形状とされる。
更に上記混練物は型枠に充填されることなく、床上に直接流し出されたり、あるいは壁表面に直接塗布されてもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁷識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 14:30） Ｃ０４Ｂ 111:52 111:52 111:90 111:90 (72)発明者 鶴山 圭一 愛知県海部郡十四山村大字馬ケ地新田字下 溜62 株式会社星野産商内 Ｆターム(参考） 2E001 DF02 DF07 DH01 DH03 DH05 FA03 FA11 GA01 GA03 GA12 HA01 JA06 JA12 JA14 JB01 JD02 4G012 PA11 PA13 PA28 PA29 PB29 PB31 PB39 PB40 PC02 PC03 PC08 PC11 PC12 PC14