[发明专利]高强度硅酸钙硬化体

说明书

技术领域

本发明涉及轻量、具有高强度且高耐久性的硅酸钙硬化体及其制造方法。

背景技术

近年由于对建筑物轻量化的需求，要求具有阻燃性且轻量的建筑材料。以往这种建材通常使用的是轻量气泡混凝土(ALC)及纤维增强硅酸钙板。轻量气泡混凝土是以水泥、硅石粉作为主要原料，并根据需要在其中加入生石灰粉、石膏等，加入水后制成浆液，用型箱成形，经高压釜养护而得到。该轻量气泡混凝土轻量到比重为0．5～0．6左右，并含有大量的高结晶性的雪硅钙石(5CaO·6SiO₂·5H₂O)，因此，具有优良的长期耐候性，被广泛地用于建筑物的外墙材料、地板材料和内墙材料。

该轻量气泡混凝土的抗压强度在40～50kgf／cm²的范围。另一方面，作为面材的重要物理性能的弯曲强度低到10kgf／cm²左右。为此，在其内部配置钢筋以确保其设计强度。从配置该钢筋的必要性看，在制造轻量气泡混凝土时存在着几点限制。即制品的厚度必须在50mm以上，其结果是增大了每单位面积的实际重量。另外，也存在着难以制作复杂形状制品的缺点。并且，由于轻量气泡混凝土含有大量的直径1mm左右的气泡，所以具有容易缺损、表面平滑性及锯割性等加工性能差的重要缺点。

因此为了改善轻量气泡混凝土的强度，尝试了控制气泡直径分布、提高独立气泡的比率、或提高雪硅钙石的结晶性等方法。但目前都没有达到足够的效果。另外，在特开平7-101787号公报中公开了关于不借助于气泡而达到轻量化的ALC的技术，公布了压缩强度超过200kgf／cm²的建材。但是，该方法的可达体积比重最多限定为0．7，仍不足以作为轻量建材。

另一方面，纤维增强硅酸钙板是通过结晶质或非晶质硅酸与石灰进行反应，然后用高压釜与增强纤维一起硬化制成的。其用途大致分为比重为0．3或以下的保温材料、比重为0．3～0．4的耐火被覆材料、比重为0．6～1．2的耐火建材。成型法在比重为0．4以下时使用压滤机，而在比重为0．6或以上时使用抄浆法，硬化反应在任何情况下都使用高压釜。硬化体含有的主要成分除了纤维之外，还有：雪硅钙石、硬硅钙石、低晶质水化硅酸钙(雪硅钙石凝胶或CSH凝胶，以下简称为CSH。)等。

这些纤维增强硅酸钙板，由于含有5～20wt％的大量纤维，所以具有优良的弯曲强度、韧性并显示出高加工性。另一方面，其具有高吸水率及高干燥收缩率，这使其尺寸精度较差。另外，其具有落粉多的缺点，并且由于表面硬度低而容易出现瑕疵等。此外，以CSH作为主构成物的纤维增强硅酸钙板耐候性及耐久性差。因此这些问题限制了纤维增强硅酸钙板作为外装修建材的使用，而主要作为内装修用建材使用。例如在日本专利2514737号中公开了有关含有雪硅钙石、CSH、石英和增强纤维构成的硅酸钙成形体的技术，公布了比重为0．55、弯曲强度为100kgf／cm²或以上的建材。在该方法中，是在50℃或以下，使硅酸质原料和石灰质原料接触，来提高成形体中的雪硅钙石含量。但是用该方法制得的硅酸钙成形体中的雪硅钙石，与轻量气泡混凝土中通常含有的雪硅钙石相比较，结晶性显著降低。因此，此碳酸钙硬化体的耐候性不够，特别是空气中的二氧化碳的抗中和作用不充分，使其不能作为外装修建材使用。

本发明的目的在于提供体积比重为0．2～0．7的轻量的、不用钢筋等任何增强的硅酸钙硬化体，其具有建筑材料应有强度，由于高结晶性而具有长期耐久性且具有表面高度平滑性及锯割性好等优良的加工性能。

发明公开

本发明者们着眼于初始原料反应初期的CaO／SiO₂之比，进行锐意研究，从而完成了本发明。

即本发明涉及下述内容。

(1)硅酸钙硬化体，其特征是，在粉末X线衍射的雪硅钙石(220)的面的衍射峰强度Ib，与夹在雪硅钙石(220)和(222)的面的两个衍射峰的角度范围之间的衍射强度最低值Ia之间具有Ib／Ia＞3的关系，其体积比重在0．2～0．7，实质上没有超过最大直径为200μm的气泡。

(2)如上述(1)所述的硅酸钙硬化体，其特征是，用氮气吸附法测定的比表面积为60m²／g或以下。

(3)如上述(1)或(2)所述的硅酸钙硬化体，其特征是，在粉末X线衍射中观察的雪硅钙石衍射线中，(002)面的衍射峰强度I(002)对于(220)面的衍射峰强度I(220)的比[I(002)／I(220)]是0．22或以上。