Title
Author(s)
多孔質ケイ酸カルシウム材料の物性に及ぼすオートクレ
ーブ反応の研究
井須, 紀文
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Issue Date
URL
1996
http://repo.lib.nitech.ac.jp/handle/123456789/194
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Thesis or Dissertation
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多 孔 質 ケイ 酸 カ
及 ぼす オ
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ル シ
トク
レ
19 9 5
ウ ム 材料 の 物 性 に
ー
ブ反 応
年
井 須 紀 文
の
研究
ま えが き
地球
ム は
よ
進 化 過 程 で 表 層部 に 多 量 に 濃集 さ れ た 元 素 で あ る
の
日 本 で も 自給 可 能 な数 少 な い 地 下 資 源 で あ る
､
て 建 築材料 や 断 熱 材 と し て 広 く 用 い られ て い る オ
っ
カ ル シ ウム
材 料が 生 み 出 され る
多孔 質 オ
L ig h t
く
w eig
トク
ht C
ー
耐火 性
､
業生 産 は1 9 2 9 年 に ス ウ
入 され た
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そ れ以来
｡
増加
の
さらに は メ
､
つ
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素材 が 持
カ
ー
や 業界
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､
多孔材 料 で あ る が ゆ え の A
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こ
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A LC に
､
モ
ライ ト
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点
た
っ
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で
｡
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れまで
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欠 点 を補
近年
､
ネル ギ
そ
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軽量鉄骨
､
て
っ
A L C は
､
しか し
｡
､
,
5C
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固相
ALC の
､
の 75 %
O 6 Si O 2 5 H 2 0 )
･
･
の
生
あ る 欠 けや す さ や 吸 水 性 な ど を 補 う
､
のA L C の
A L C は 転換 期 を迎
え
開発 が 急務 と な り
つ
ー
地 球 的 な規 模 で 環 境 保 護 を 推進 す る 運 動 が お
､
が 今 後 の 重要 な問題 とな
て い る
っ
｡
建 築材 料 に
て い る
様 の 水硬 性 を持
の
高い
トク
レ
ー
つ
して い る の で
､
､
高炉 水 砕 ス ラ グや 反 応 性
｡
また
石英
の
そ れ らが ト バ
検討 し た 報 告 は 少 な い
､
A LC の
｡
つ
､
出発 物 質 の 石 英 は オ
こ
り
いて
も
出発物質に
フ ライ ア ッ シ
ブ 処 理 過 程 を 短縮す る だ け で は な く
ある と考えられ る
しか し
年代 に 技 術 導
な どに よ
ため
の
ri t e
っ
ー
と高
A L C の 工
｡
良好 な 作業 性
､
d
市 場 に お け る 成熟期 を迎 え た 現
｡
た次世代
っ
o cl a v e
関す る 研 究 は 製 品 開 発 や そ の
棄 物 や 建 築廃材 の 利 用 に 関 す る 研 究 が始 ま
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An t
｡
また
省
い る
1)
.
日本 に は1 9 6 0
､
(
( 嵩密 度5 0 0 k g / m 3)
特 徴 を持 つ 押 出 し 成 形 板 な ど の 建 築材料 が 出現 し は じ め
よう と して
ブ 処 理 ケイ 酸
ー
にA L C
つ
一
の製品開発努力
成過 程 と 物 性 に 関す る 革礎的 な 研 究 は 少 な い
在
ウ
水 熱反 応 に
の
現在 で は 日 本 に 定 着 し た 建 築材 料 と な っ た
､
で あ る トバ
ー
レ
建 築材 料 で あ る ( F i g
特徴 で あ る 断 熱 性 に 関す る も の が 中 心 と な
を占 め る
の
%
特徴 に 加 え
つ
成長 が あ ま り に も 急激 す ぎ た た め に
の
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デ ン で 最 初 に 開始 さ れ
A L C の
､
め ざま し い 成 長 を 遂 げ
そ
ー
ェ
遮音 性 を持
､
ウ ム 材料
ル シ
気 孔 率 が8 0
A L C は
｡
トク
ー
ル シ
｡
ブ 処 理 ケイ 酸 カ
ー
が ある
)
o n c r et e
優れ た 軽量 性
､
レ
両者
こ の
｡
とカ
シリ カ
ュ
､
省 資源
､
､
産 業廃
セメ ン
を用
ト同
い る こ
と
省 資源 の 観 点 で も 有効 で
ー
トク
レ
ー
ブ 反 応 を 律速
比 表 面 積 を 高 め れ ば 処 理 過 程 を 短縮 す る こ と が で き る
モ
ラ イ ト の 生 成過 程 と A
｡
-
Ⅰ
-
LC の
､
物性 に 及 ぼ す影 響 に
つ
い て
｡
以上
状 況 を鑑 み
の
反応 が トバ
モ
､
製造の 原 点 に戻
A L C の
の
ある
の
とは
こ
､
A L C の
の
影響 を ト バ
背景をも とに
モ
､
そ
の
V ol u
m
-
ⅠⅠ
一
ー
ブ
のA LC の
い て解
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レ
欠 点 を 改良 し た 次 世 代
｡
n
ー
トク
明 す る 事 を試 み た も
｡
･
トク
組織 や 物
物 性 に 及 ぼ す 出発 物 質 と オ
ライ ト の 生 成過 程 に 基 づ
Fi g 1
ー
L C の
さ らにA
､
有効利 用 に 極 め て 有 用 で あ る と 考 え られ る
本 研 究 は以 上
ブ反 応
出発 物 質や オ
ライ ト の 生 成 に 及 ぼす 影 響 を明 ら か に し
性 に 及 ぼす 影響 を明 ら か に す る
開発 や 資源
て
っ
in A L C
･
レ
ー
の で
なお 本研 究
1)
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論 文 に 公 表 され て
内容 は 下 記
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( 1 9 9 2)
( 2 章)
2)
井 須 紀文 寺 村敏 史 野 村希 晶 三 橋 博 三 光 田 武
･
オ
トク
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･
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ブ処理時 間の 影響
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た甲
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1 02
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破壊 挙 動 に 及 ぼす
7 8 5 8 9 ( 1 9 9 4)
[ 8]
-
( 3 章)
3)
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( 4 章)
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( 4 章)
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( 6 章)
-
ⅠⅠⅠ
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( 6 章)
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関係 論 文
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ライ ト の 生 成 に 及 ぼ
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-
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( 1 9 9 4)
･
謝辞
本 研 究 を進 め る に あ た り
授 には
実 験 計 画 か ら結果
､
名 古屋 工 業大 学 セ ラ ミ
､
検討 に 至 る ま で
の
貴重 な御 意 見 と御 鞭 捷 を 頂 き ま し た
また
小野田
エ
全 実験 に わ た
っ
､
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･
ル
エ
シ
･
て 御 協力
謝申 し 上 げ ま す
また
｡
士 に は 破壊 靭性 に
つ
､
本 研 究 を進 め る に あ た り
谷 秀穂 助教授 に は 精密 Ⅹ
E M
大 学 大学院 生 桐林 享 氏 ( 現
メ
名 古屋 工 業大 学 セ ラ ミ ッ ク
､
ト( 株))
ン
る 多く
､
名 古屋 工 業大 学 日 比 野 寿 技 官 に は 分
､
観 察 に 関 し ( 株)
また
､
積水
ウ ス( 株))
ハ
､
｡
服 部健
方 々 か ら激 励
また
､
博士 ( 元
一
の
小野田
エ
ー
･
エ
､
げます
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精密 測定 を 始 め と す
こ こ に
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､
ス
ト 多 田 真作 氏 に は 細 孔 構 造 に
ル
シ
･
｡
をは じめ
( 株) 顧 問)
ー
げま す
こ こ に 心 よ り感 謝 申 し上
｡
同 増 田嗣
､
､
小野田
エ
ー
､
ル
エ
･
シ
･
多く
､
｡
( 株) 藤
ー
に心
専務 取 締 役)
｡
常に 励 ま し
､
感 謝申 し 上 げ る と と も に
､
Ⅹ m
同 中敷 領 繁徳 開 発 研 究 所 長 ( 現
､
最後 に な り ま し た が
材 料 研 究所
､
日本
､
東 北 大 学 工 学部分 子 工 学科 遠藤
本論 文 の 執筆 を御許 可 下 さ い ま した
よ り 感 謝 申 し上
の
､
お 言 葉 を頂き ま した
村慶 樹 代 表 取 締 役 社 長
の
同 松尾裕之 氏 ( 現
､
記 して 心 よ り感謝 申 し上 げます
東 北 大 学 素 材 工 学 研 究所 島 田 昌彦 教授
､
名 古屋 工 業
､
秩 父 小野 田( 株) 岡 田 能彦 氏
､
構 造 に 関 し ( 株) テ ク
の
関 し て 貴 重 な 御助 言 を 頂 き ま し た
忠 教授
山本 剛 之
､
｡
涛 陽建 築 工 程 学院 遭 福 水 氏
也 氏 に は 合成 や 生 成 物
( 株)
佐 々 木 香氏
多 大 な る 御助 力 な らび に 御 助 言 を 頂 き ま し た
､
心 よ り 感謝 申 し 上 げ ま す
の
刑A X
､
同 吉 野 順 氏 に は 分析 電 子 顕微鏡測定
実験 に 関 し て
の
､
研 究施 設 虎
ス
前浪 洋 輝 氏 に は 細 孔 径 分 布 測 定 な ら び に 比 表 面 積 測 定 に 関 し
､
記
｡
｡
測定 に関 し
皿
析電 子 顕微鏡 測 定 な らび にS
氏
げます
野 村希 晶 博
､
ら び に 貴重 な 御 助 言 を 頂 き ま し た
い て 有 益 な 御 指導 な
､
に 心 よ り感
こ こ
東北 大 学 工 学部 建 築 学科 三 橋博 三 助教 授
､
して こ こ に 心 よ り感 謝申 し上
また
記 して
｡
0
石 田秀輝博士 に は
ⅣA X
( 株)
､
有 益 な 御助 言 を頂 き ま し た
､
謝 申 し上 げます
こ こ に 心 より感
( 株) 寺 村 敏 史博 士
ー
研 究施 設 光 田 武 教
ス
ク
常 に 懇 切 丁 寧 な御指 導 な ら び に
､
記 して
｡
ッ
支 えて く だ さ
､
公 私 に わ た り ご助力 頂
･
､
建 築 研 究所 の 皆様
皆様 に 心 よ り 感 謝申 し 上 げ ま す
､
た
井 須友 子 氏 に心 か ら
た小 野 田
名 古屋 工 業 大 学 セ ラ ミ
｡
-
い
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Ⅴ
一
エ
ッ
ー
ク
･
ル
エ
ス
･
シ
ー
研 究施 設
目次
第1 章
緒論
1 1
オ
1 2
A LC
.
.
いて
つ
1 2 2
A LC の
製造
1 2 3
A LC の
1 2 4
A L C
1 2 5
新用 途
.
.
.
.
.
A L C お
よび トバ
トバ
.
モ
10
モ
ライ ト に 関 す る 従 来
ル シ
ム
ウ
水和物とオ
研究
の
トク
ー
レ
11
ー
ブ 処 理 材料
…
…
.
11
13
( 3)
化 学組 成
16
S H
17
.
-
-
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る トバ
( 1)
トバ
モ
ライ ト の 生 成温 度
( 2)
トバ
モ
ラ イ ト の 生 成過 程
( 3)
出発 物質 種
の
モ
ラ イ トの 生 成過 程
影響
A L C の物性
.
研究 目的とそ
A L C
の方針
製品 の 物 性
2 1
序論
2 2
実験 方 法
2 2 1
.
…
15
オ
.
…
ライ ト の 結 晶化 学
参 考文 献
.
…
熱 的挙 動
1 3 5
.
…
( 2)
1 3 4
第2 章
…
13
C
.
8
結 晶構 造
.
.
8
( 1)
1 3 3
.
2
現状
･
11
1 3 2
.
2
が 抱 え る 材料 的 な 問題
ケイ 酸 カ
.
ウ ム 系材 料
般特 性
一
1 3 1
.
ル シ
2
歴史
.
.
に
ー
A L C の
.
1 4
レ
.
.
.
ブ 処 理 ケイ 酸 カ
トク
1 2 1
.
1 3
ー
Ⅹ m
､
全 岩 組成
､
未 反応 石 英 量
-
ⅤⅠ
-
､
分 析 電顕
…
…
…
…
…
…
…
.
18
画 像解 析 に よ る 気 泡 径
2 2 2
.
.
､
水 銀 圧 入 法 に よ る 細 孔 径 分布 お よ び
比 表 面積
2 2 3
圧 縮 強度 お よ び ヤ
2 2 4
破壊 靭 性 試 験
.
.
.
.
ン
グ 係数
結 果 と 考察
2 3
.
化 学 的特 性
2 3 1
A L C の
2 3 2
気 泡 分布
2 3 3
圧 縮 強度 お よ び ヤ
2 3 4
破 壊靭性
2 3 5
き 裂 進 展 抵抗
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
､
細孔径 分布 お よ び 比 表 面積
ン
グ係 数
結論
2 4
.
参考 文 献
第3 章
AL C の
オ
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る トバ
則 の 変化
3 1
序論
3 2
実験方法
.
.
3 2 1
試料
3 2 2
評価
,
.
.
3 3
.
.
( 1)
生 成物
( 2)
石 英反 応 率
( 3)
圧 縮 強度 お よ び ヤ
( 4)
破 壊靭性
の
同定お よ び定量
ン
グ係 数
結果 と 考 察
3 3 1
生 成 相 の 変化
3 3 2
生 成相
3 3 3
圧 縮 強度 お よ び ヤ
3 3 4
破壊 エ ネ ル ギ
3 3 5
き 裂 進 展 抵抗
3 3 6
引 張 軟化 特 性
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
の
組 成変 化
ン
グ係 数
ー
ー
ⅤⅠⅠ
-
モ
ラ イ ト の 生 成過 程 と 引 張 軟 化
3 4
.
結論
参考 文 献
第4 章 石 英 粒 度 が A
L C の 化 学 的 特性 及 び 物 性 に 及
ぼす影 響
4 1
序論
66
4 2
実験 方 法
66
.
.
4 2 1
石 英試 料
66
4 2 2
A L C
試料
68
4 2 3
評価
.
.
.
.
.
4 3
.
.
68
( 1)
生成物
( 2)
石英反 応 率
68
( 3)
細 孔径 分布
69
( 4)
圧 縮 強度 お よ び ヤ
( 5)
破壊靭性
の
同定お よ び定量
ン
68
グ係 数
69
69
結果 と 考察
石 英粒 度 が ト バ
4 3 1
.
.
モ
ライ ト の 生 成 過 程 に 及 ぼ す 影響
( 1)
生 成相
の 変化
( 2)
生 成相
の 組 成変 化
( 3)
石 英反 応率
( 4)
石 英粒 度 が ト バ
( 5)
石 英粒 度 が反 応 率 に及 ぼす影
( 6)
オ
( 7)
ジ
ー
トク
ャイ
ロ
レ
.
ー
モ
LC の
( 2)
圧 縮強度 お よ び ヤ
( )
破壊 エ ネ ル ギ
( 4)
き 裂進 展 抵 抗
( 5)
ア
′
( D)
コ
ー
ス
…
…
…
…
…
…
‥
…
…
…
…
…
…
…
…
‥
モ
…
…
…
‥
ラ イ ト結 晶 の 形 態 変 化
テ ィ
70
78
80
86
物 性 に 及 ぼ す影響
細 孔 径 分布
J
…
響
ブ 処 理 に伴 う ト バ
( 1)
つ
ライ ト の 結晶性 に 及 ぼ す 影響
…
ライ ト の 生 成
石 英粒 度 がA
4 3 2
.
70
88
88
ン
グ 係数
92
92
ー
92
ッ
ク
エ
ミ
ッ シ ョ ン
石 英粒 径 が 物 性 に 及 ぼす 影 響
-
ⅤⅠⅠⅠ
-
法 に よ る 破壊 挙動 の 解 析
…
…
…
‥
96
結論
4 4
.
参考 文 献
第5 章
粗 粒 石 英 の 粒 子 分散効果 によ る A
5 1
序論
5 2
実験方法
.
.
5 2 1
石 英 試料
5 2 2
A L C
5 2 3
評価
.
.
.
.
.
.
.
試料
( 1)
生成 物
同定 お よ び 定 量
( 2)
圧 縮 強度 お よ び ヤ
( 3)
破壊 靭性
の
ン
グ 係数
ラ イ トの 生 成
5 3 1
トバ
5 3 2
圧 縮 強度 お よ び ヤ
5 3 3
破壊
5 3 4
破壊 挙動
5 3 5
粗 粒 石 英 の 粒 子 分散 に よ る 靭性
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
向上
結果 と 考察
5 3
5 4
L C の靭性
.
モ
エ
ネル ギ
ン
グ 係数
ー
へ
の
効果
結論
参考 文 献
第6 章
ス
ラ グ を 出発 物 質 に 用
性 及 び 物性
6 1
序論
6 2
実験 方 法
.
.
6 2 1
試料
6 2 2
評価
.
.
.
.
の
い
L C の オ
たA
変化過 程
( 1)
生 成 物 の 同定 お よび 定 量
( 2)
石 英 反応 率
( 3)
細 孔 径 分布 お よ び 比 表 面 積
-
ⅠⅩ
-
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る 化 学 的特
6 3
.
( 4)
圧 縮強度
123
( 5)
破壊靭 性
123
結果 と 考察
トバ
6 3 1
.
.
生 成相
の 変化
( つ)
生 成相
の
石 英反 応 率
( 4)
ス
J
ス
6 3 2
.
12 6
12 9
ラ グ を含む 系 で
の
トバ
ラ イ ト生 成 過 程
モ
ラ グお よ び そ
( 2)
ス
ラ グ の 溶解 と 反 応 縁 の 組 成変 化
ス
.
の
特徴
…
…
…
…
…
…
…
.
129
反 応 縁 の 微細 組 織
L C の オ
ラ グ を含む A
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る 物 性 変化
…
…
…
‥
…
135
( 1)
微細 組 織
135
( 2)
細 孔 径 分 布 お よ び 比表 面 積
137
( )
圧 縮強度
13 7
( 4)
被壊靭 性
140
( 5)
ア
コ
ー
ス
テ ィ
ッ
ク
エ
ミ
ッ シ ョ ン法
結論
参 考文 献
第7 章
の
ラ グ の 反 応 挙動
ス
つ
J
.
12 6
( 1)
6 3 3
6 4
12 6
組 成変化
( )
つ
.
ラ イ ト の 生成過 程
( l)
一
.
モ
12 6
総括
-
Ⅹ
-
に よ る 被壊 挙動 の
解析
…
…
…
‥
1 43
緒論
第1 章
1 1
オ
1 2
A L C に
.
.
A L C の
製造
1 2 3
A L C の
1 2 4
A LC
1 2 5
新用 途
.
.
.
.
.
.
1 3 2
トバ
.
.
10
モ
ラ イ トに 関す る従 来
ル シ
ウム 水和 物 と オ
ー
の研究
トク
レ
11
ー
ブ 処 理 材料
…
…
…
…
…
…
…
.
ラ イ ト の 結晶化学
11
13
結 晶構造
13
( 2)
熱的挙 動
15
( 3)
化学 組 成
16
C S H
1 3 4
オ
-
.
17
-
ー
トク
レ
ブ処 理 に よ る ト バ
ー
( l)
トバ
モ
ラ イ トの 生 成 温度
( つ)
トバ
モ
ラ イ ト の 生 成過 程
( 3)
出発 物 質 種
ム
1 3 5
.
8
( 1)
.
.
.
モ
1 3 3
.
8
11
ケイ 酸 カ
.
2
現状
･
が 抱 え る 材料 的 な 問 題
1 3 1
.
2
系 材料
般特 性
一
お よび トバ
A LC
ム
ウ
2
1 2 2
.
ル シ
いて
つ
歴史
.
1 4
ブ処理ケイ酸カ
ー
A L C の
.
.
レ
1 2 1
.
1 3
トク
ー
.
の
影響
A L C の物性
研 究 目 的 とそ
の方
針
参 考文 献
-
1
-
モ
ラ イ ト の 生 成 過程
…
…
…
…
…
…
…
､
18
第1 章
緒論
オ
1 1
.
オ
トク レ
ー
トク
ー
レ
ブ 処 理 ケイ 酸 カ ル シ ウ ム 系材 料
ー
ブ処理 ケイ酸 カ
ー
を 主原 料 に オ
( Si O 2)
トク
ー
レ
処 理 し て 得 られ る 材 料 の 総 称
酸カ
特 徴 は 多孔 性
共通する最大
の
持
主要
また
｡
､
バ
イ
ゾノ ト ラ イ ト で あ り
もそ
ケイ 酸 カ
ル シ
れ ら の 材料 は
術導 入 さ れ
トバ
( A L C;
.
ヨ
､
ダ
こ
れら
ー
ッ パ
ロ
ー
u t o cl a v e d
A
あり
そ
､
の
の加
い る
以上
｡
w ei g
ライ ト系
モ
ht C
て
や アメ リカ で は
C
ar
o n c ret e
ブ 処 理 ケイ
ー
れ ら の 材料 に
こ
｡
断 熱性 を合 わ せ
､
て 生 成す る ト バ
っ
っ
た
､
リカ
ライ トま た は
モ
らオ
トク
ー
い る
日本
レ
ー
ブ処 理
基 本的 に
｡
は1
へ
耐火性
､
960
こ
年 代 に技
｡
､
コ
オ
ー
ン
生産 面
､
クリ
トク
レ
ト
ー
ブ
ー
｡
A A C
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そ
｡
の
o cl a v e
ー
ン
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)
d C
o n c r et e
名前 が 示 す よ う に
A LC の
｡
グリ
､
(
コ
､
製 造技 術 の 起 源 は
､
､
G
ンクリ
オ
ー
as
ー
トク
ボ デ ィ 硬 化 時 に 気 泡 を導 入 す る 技
｡
ロ
建 築物 は
ッ パ の
ー
トク
レ ン
レ
ー
ガ (sa
古来 か ら住宅 か ら道 路 に い た る ま で 石 を組 み あ げ
､
造 る組 石 造りが 基本 とな
か ら珪 灰
結果 と して 軽 量性
シ
現状
ッ パ
ロ
ー
･
ブ 処 理 に よ る 硬 化促 進 技 術 と
と して オ
レ
-
ウ ム 材料 の 中 で 重 要 な 位 置 を 占 め る
る
ー
l 1 に示す
と
O)
a
飽 和 水 蒸気 圧 下 で
トク
ー
が最 も 生 産 量 が 多く
)
o n c r et e
い
ヨ
C
材料 の 中 で は軽量気泡
の
ト 中 に 気 泡 を 導 入 し て 軽 量 化 され て
術に あ る
に よるオ
(
て 低 温 で 合 成 可 能 な 相 で あり
べ
る
ー
の
-
の よ う な 特徴 か
い
レ
℃
て1 70 2 5 0
ま た は ア メ リ カ で 開 発 され
トバ
｡
Ligh t
ル シ
C ell u
､
ム
熱 分解 温 度 が8 0 0 ℃ 以 上 で あ る た め
と呼ばれて
o n cr et e
ライ
つ いて
A LC は ヨ
C
,
､
材料 は 主 に 建 築材 料 と し て 広 く 用 い られ て
ム
ウ
AL C の 歴史
.
光田
｡
は水 熱 反 応 に よ
ン
､
有利 で あ る
ALC に
1 2 1
ある
現 在 で は 日 本 に 定 着 し た 材料 と な
､
処 理 ケイ 酸 カ
.
っ
( 1 2)
ラ イ トは ゾ ノ トラ イ ト に 比
モ
にお いて
1 2
で
特 徴 と し て あ げ られ て
の
ブ処 理 に よ
ー
で
ウム 材料と は
ウ ム 材料 の 種 類 お よ び 用 途 の 分 類 をT ab l e
ル シ
つ
ル シ
っ
て いる
ブ処 理 ケ イ 酸 カ
n
d 1i
-
m
e
b ri
c
k)
そ
｡
の ような土壌の
-
で 石 の代
ウ ム 材 料が 開発 さ れ
ル シ
の 工
もと
ドイ ツ
､
( 3 4)
場 生 産 が 開 始 され た
2
-
,
｡
珪灰
替 え 材料
で1894
レ ン
年
ガは
T a bl e l 1
V
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.
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,
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R
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70 0 12 00
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.
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-
3 0･0
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≦1 5 0
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≧1 5 0
.
-
3
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,
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,
主に
の
90
ヨ
で 生産されて い るが
ッ パ
ロ
ー
嵩密 度 は 約 1 8 0 0 k 釘 m 3
%
w t
圧下でオ
トク
ー
方
レ
珪灰
､
a
粉体をプ
レ ス
成形 し
､
( 4)
ブ処理する
ー
製造には限界が ある
一
0M P
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-
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｡
ガ
レ ン
開発 と 同 時 期 に
の
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｡
ガ
気 泡
コ
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ス
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ン
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クリ
ン
コ
が 可 能で あ る が
トク
ー
を 開発 し た
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レ
の
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レ
( 5 9)
ン クリ
コ
年 にH
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o
a n
が酸 ア
ウ
ス
､
ト に 気 泡 を導
ー
断熱性 を 向 上 さ
の
そ
｡
を 開 始 した
年に
1 93 0
開始 し た
(
シリ カ
日本
､
｡
の
そ
の
ス
ウ
ェ
そ
の
｡
リチ
へ
技 術 を用
後
硬 化 す る 方法 を 特 許 化 し た
､
( 5)
い る
そ
｡
一
(5
が 特 許 化 され た
とが 問題 と な
デン
ー
ェ
トク
ー
他に
工
業が 旧 ソ連 の
時に
ス
ウ
建 設 会社 6 社
デン
の
ス
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い
の で
後
の
レ
ー
シ
の シ
般的 に用
-
7)
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ボ
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ウ
ェ
ー
ヘ
ー
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ス
旭化 成 工 業 が 西 ドイ ツ の
ヘ
ー
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ク
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施
工
｡
1 9 23 1 9 2 5
-
｡
現在の 形
､
年 に E ri k s s o n
ウ ム 粉 を混 ぜ て 発 泡膨 張 さ
ニ
一
連 の 製造 方 法 を特 許 化
(デ
u ro x
ュ
L C の 工業生産
ロ
ル)
社
ス
エ
､
ト
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ク
ッ
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ス)
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ヨ
ー
レ ッ クス
旭硝 子 と協力 して 日 本
(
e b el
レ ッ
の
ス)
社が
製造を
L C の
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( 8)
リ カ リチ
シ
ボ
シ
ン
られ て
い
建設現場 で
､
年に
れ らの 軽 量
こ
｡
( イ ト ン) 社 が1 9 2 9 年 に 始 め て A
の Sip
ボ
19 1 4
､
て い た よ う で ある
っ
ブ処 理 す る A
で はオ ラ
ロ
ー
れ が軽 量
こ
｡
( 5 , 6)
にア ル ミ
ー
ッ パ
ヨ
協力 を得 て
ン
g
年に相次 い で
は1 9 62
ー
､
o n
( 1 9 4 8 年)
化成
ェ
い Yt
デン
ー
ト)
ー
､
リ反応で発 生
ルカ
-
した
飽 和 水 蒸気
の
ブ 処 理 技 術 と気 泡導 入 技 術 の 組 合 わ せ て
ー
ボ デ ィ をオ
ン
ー
-
で
ブ 処 理 を して
ー
い こ
は石 灰 と 仮 焼 頁 岩 を 原 料 と し た
せた グリ
80
ッ パ
ロ
ー
い る製造方法
トク
ー
収縮の 大き
､
らの オ
これ
-
ガ
成 形 で あ る た め 大 型 部材 の
起 源 で あ る と 考 え られ て
の
トは オ
ー
ヨ
1889
｡
ト 物質 に 導入
ン
ウ ム 粉 を用
ニ
℃
190 195
､
に よ り今 日 の A L C の 気 泡 導入 方 法 と し て
er
い る金属 ア ル ミ
気泡
ト
ー
出 発 物 質 は石 英 砂
｡
軽量化と同時に寒冷地で
､
せ る こ と を目的 と したようで ある
2
レ ン
レ ス
プ
､
珪灰
｡
｡
入 す る 方法 が 開発 され た
す るC O
で ある
圧 縮 強度 は約 3
､
ム 20 10 % で
ライ
､
日 本 で は 生 産 され て い な い
､
ボ
レ ッ
ー
トを
(8
か ら 鳳 C 技 術 が 導入 さ れ た
住 友金 属 鉱 山 と 大 日 本イ
､
を 技術 導 入 し た
レ ッ
ク
ッ パ
ロ
ク
｡
ル
､
業 株 式 会社 を設 立 し た
1970
-
4
年 に小 野 田 セ メ
一
ン キ化
大 日本イ
､
デ ン の イ ト ン を 技 術導 入 し た
ベ
1 0)
,
｡
ン
｡
さら に
そ
の
トが オ ラ
､
ン
の
キ化 学 は
ン
｡
後
旭
学が 同
な お 住友 金 属 鉱 山 は 大 手
株 式 会社 を 設 立
ス
ス 工
｡
､
1962
19 66
年
年に
ダのカル
･
40 00
■
●
■
●
■
■
●
3 500
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ロ
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ロ
ー
社 ( 商 品名 ‥ デ
ロ
ュ
建 築 は 組 石 造 り を 基 本 と して お り
持 た せ る た め 壁 厚 を大 き く し
て い る
方
一
｡
パ
よびア
ー
トな ど の 内
そ
｡
ため
の
し て 生 産 され て お り
る
その た め
｡
それ ゆ え
ロ
ー
主 に 店舗
､
られ て
い
レ フ ァ
持
A LC の
､
つ
軽 量 性 や 耐 火 性 の 特徴
ブリケ
1980
生 産 量 を拡 大 し て き た ( Fig
の
っ
た
そ
｡
大 幅 に 需 要 が 拡大 し
( 1 1 , 1 2)
し
しか し
の
､
の
後
1990
1 9 83
､
経済状 況
､
年の ピ
需要 は 回 復 せ ず
､
と
こ
､
工 需 要 は回 復 しな い こ と が 挙
つ
ただ し
ヨ
ロ
ー
で は4 4 7
が 落 ち込 ん で
い る
万
とは
m
い
3
50
m
m
m
の
さらに
え
1991
､
､
日本 の1 9 9 3
､
ス
の パ
の
の
落込
､
により
ム
ー
ッ
しか し
｡
こ の
｡
ー
､
ヨ
年 の 生 産 量 は3 1 7 万
m
ー
理由は
トな ど め 着
3 で
m
ッ パ の
ロ
､
高
中で 最
( 13 )
ある
3 で
需要
｡
あり
､
需要 が高 ま り つ
る
い
つ
_
｡
最近 で は
( 1 2)
ある
6
一
｡
m
m
､
一
､
厚 さ7 5
-
2 00
m
m
｡
A L C
こ
れは
､
長さ
｡
ネ ル が生 産され て
薄型 パ ネ ル
もそ
ク
ョ
｡
で は2 4 0 万
日 本 で は A L C は 主 に 鉄 筋補 強 され た 幅 6 0 0
以下
ル シ
A L C の 競 合商 品 が 登 場 し
年 の 生 産量 は
そ れ に 次 ぐイ ギ リ
､
世界 で も 有数 の 生 産 量 で あ る
6 00 0
い る
パ
｡
A LC は
､
需 要 は 減 少 し始 め た
L C の
主 力 分 野 で あ る 店舗 や ア
げ られ る
て
｡
る
と 比 較す る と
ッ パ
も 多 い ドイ ツ
､
た
っ
い
A LC の
易加 工 性 を
倍強 の 市 場 規模 に 拡 大
2
材料 が 好 ま れ る よ う に な っ た こ とが 挙 げ られ る
､
っ
の 建材 よ り
年 の 見 通 し も 前年 割 れ が予 想 さ れ て
1994
住宅 に 鉄 骨 構 造が少 な い
級感 を持
とな
年 以 降A
て1991
LC の
年 の オイ
新築住 宅 着 工 件 数 は 増 加 し て
て
っ
っ
つ
ネル と
取 り 付 け られ
いて
ブ 景気 に よ る建 築ブ
.
地震 お
､
ン用 パ
ョ
登場 に よ
他
､
ョ
｡
1 97 4
｡
バ ル
一
つ
の
ク 時 に は1 0 年 前 の 2
ー
悪化に よ
の
年 か らは低金利 に よ
なお
年以降の
日 本 に 定 着 し た 代 表 的 な建 材 の
､
1992
(1 1)
ト1)
.
年 の 円 高 不 況 時 に は 前年 の 実績 を 割 り 込 ん だ が
み 量 は小 さ か
シ
ー
さ ら に はA
､
ン シ
マ
､
建築様 式 は 不 可 能 で あ
の
施 工 性 が よ く 工 期 が 短 い と い う特徴 を 持
､
ル
日本 で は
｡
鉄 骨 構 造 建 築物 に 専用 の 金 具 な ど を用
､
た め 断 熱層 を
の
商業 ビ
､
い る
利 用 し 表 面 を 幾 何 学模様 を浮 き 彫 り に し た 意 匠 パ ネ ル
順調 にそ
寒 冷地
､
よ うな組 石 造り
ッ パ の
は 内部 を 鉄 筋補 強 し た プ
A LC
､
ヨ
場 合 も 石 と 同様 に
内 部 に 空 気 層 を 取 り入 れ た2 重 壁 構 造 を持 た せ
､
外 壁 材 や 床 に用
･
｡
A LC の
､
しか も
｡
日本 で もA L C は 中 低層 建 築物
､
よび 宅 地 面 積 の 制約 か ら
る
( 1 0)
か ら技 術導 入 し た
ス)
ク を組 み 上 げ て 行 く 方 法 が 主 流 で あ る
ッ
ンお
ク
ッ
般 住 宅 向 け の 厚 さ3 5
-
､
SiH c
m
C at c 畠怜 O
e o us
a t e ri aL s
m
C a s ti n g
Of
P[ a c l n g
r
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ア
Di s p a t c hi n g
Fi g
1 2
-
･
Fl o
w
c
h
art o
f A L C pr o d u
-
7
-
c
ti
o n
pr
o c ess
(1 5)
･
m
e nt
1 2 2
.
製造
A LC の
.
A L C の
金属 ア
出発物質は
ル ミ
ウム 粉で ある
ニ
質物 質
石灰
､
酸 質物 質 と して 石 英砂 が
般 に用
一
廃 棄 物 の 有効利 用 を 目 的 と し て
替材 料 に
また
､
高炉 水 砕
､
質物質 と し て は 生 石 灰 お よ び セ メ
石灰
｡
い
えば
り
ア
､
イ ギリ
また旧チ
､
ッ シ
ュ
が用
で は フ ライ ア
ス
ス
コ
ェ
て い る
ト1 0
-
30 %
石 灰1 0
､
泡剤 と し て 金 属ア
られ る
ダ
で あ る トバ
ー
合で ある
F ig
ラリ
-
.
用
と し
ー
( O H )2 に な り
a
ラリ
なお
リ
､
ン
ー
ー
.
.
ウ
の 利 用 が進 ん で い
を用
い
たA
が年 間15
L C
部の代
一
部 の代
一
部 の 国 で は 法的規制 が あ
一
ュ
て違 い が ある が
っ
お よ び 石 膏2
､
粉 (0
ム
Al
+
る ようで ある
万
0
3 の
3
m
例
｡
生産され て お
う ち の70
が用
10 %
( 3)
未満 ) や
1%
.
-
般に は
一
､
い
% に フ
ライ
Si) 比 は0 5 0 9 で ある
｡
.
そ
｡
の
-
75
他に
wt
鳳 C の バ
､
%
､
発
､
イ
い
ン
よ り も Si 成 分 に 富 む よ う な配
0 83)
=
られる
通 常は
-
.
石 英 砂4 0
､
分散剤 や 気 泡安 定剤 が 用
､
( 5)
セ ス
ロ
て モ
ル
ー
金属 ア
､
.
を示 す
グリ
ン
ー
ボデ
A LC の
A L C の
一
一
ニ
いる
を 開始 す る
ウ
ム の
｡
ラリ
こ
｡
化 学反 応 に よ
脱 型 お よ び 切 断さ れ て
､
郎寺間 処 理 さ れ A L C
となる
ドに は 予 め補 強
ル
ー
ラ イ ム が消 化 し
､
れ に とも な
の ス
､
モ
､
中で は
ー
最終 的 に 多孔 質 の グ リ
オ
ン
ラリ
ー
､
て水素ガ
っ
ー
い
ボデ
トク
ラリ
ス
が発 生 し
レ
ー
ー
は
が 形 成 され る
約2 倍 に な る
の
ー
ィ
ス
｡
グ
ブ内で180 ℃ 飽
｡
般特 性
物 性 的特徴 は 多 孔 性 に あ る
相か らな る
時
こ の
｡
ス
｡
出発 物 質 を 水 / 固 体 比 が
A L C の
｡
高 さ は 気泡 の 導 入 で 元
ィ の
ボ デ ィ は硬 化 後
､
(1 5 )
ドに 流 し 込 む
ル ミ
内 に 気 泡 が 導 入 され
和 水 蒸気 圧 で4
1 2 3
ッ パ の
ロ
ー
年間 生産 量200 万 m
セ メ ン トが水和
､
ア ル カ リ性 と なり
ス
を ケイ 酸 質 出発 物 質 の
ュ
ッ シ
防錆 処 理 し た 鉄 筋 が 組 み 込 ま れ て
の
てC
ニ
20 %
製造プ
1 2 にA L C の
-
.
ュ
ヨ
｡
ラ イ ト の 理 論 組 成 ( C a/S i
モ
業副産物や産業
工
､
ケイ
｡
0 5 0 7 の ス
.
ル ミ
-
出発 物質 全 体 の C a/(
｡
の ほ か
､
｡
出発 物 質 の 配 合 は 各 社 に よ
セ メ ン
ッ シ
そ
｡
ト
の
(1 4 )
られ
い
ッ シ
バ キ アで は
ロ
い る
ン
ラ グ を石 灰 質 お よ び ケイ 酸質 出発 物 質 の
ス
特 に フ ライ ア
､
られ て
ライ ア
フ
替材 料 と し て 用 い られ る 場合 が あ る
る た め か 産 業廃棄物
ケ イ 酸 質物 質お よ び 気 泡 剤 と し て 少 量
､
気孔
の
うち
､
金 属ア
A LC
｡
ル ミ
ー
ニ
8
ウ
-
は約 8 0
ム の
v
ol
% の
気 孔 と 約 2 0 v ol %
化 学 反 応 によ
っ
て
の
固
導入 され た 直
､
｡
T a bl e l 2
ん ねc 力α 〃 ねαJ アr 甲
B
u lk
C
o m
Fl e
C
5 0 0 k 釘m 3
2 2 0､0 2 4 0 0 k 釘 m 3
o n c re t e
如∫
g r
al S t r e n g t h
>
1 M p
a
2 7 M p
a
S tr e n g t h
>
0 5 M P
a
3 8 M p
a
>
0 5 M P
a
l 4 M p
a
e n tg
h
-
10 40 M P
r
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S tr e n g th
Y
-
s
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M
o
,
ÅL C
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-
.
.
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-
-
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lO 40 G P
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-
.
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-
.
-
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椚 αJ
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O 1 4 W / ni K
O 9 1 5 W /
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l 2 k J/ k g K
O 8 1 O k J/ k g K
C
H
C
ear
Th
kn
.
,
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-
.
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1 0 1 0 C)
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･
･
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-
.
.
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t hi c
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A L C p r o d u cts
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( 5 9)
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xu
Sh
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D
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G
-
≧75
m
≧100
.m
m m
of
a n si o n
10 6
10 6
8
10 4
×
×
3 8
11
×
10 6
7 0
-
･
-
β 〟れ 妨 〟少
D
d
c
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o 〟∫わc
.
-
×
-
タr 甲 e r 〆ね∫
F
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T
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A bs
ag e
mi
12 5
250
500
1000
2 0･0 0
4000
A L C
31
37
32
38
48
52
C
31
35
44
52
56
59
A L C
0 06
0 05
0 07
0 08
0 09
0 13
C
0 01
0 01
0 02
0 02
0 02
0 04
( H 之)
s si o n
o r p tl O n
C
L
oss
( d B)
o ef B ci e n t
o n cr et e
.
o n c r et e
-
9
-
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
径0
.
1
m
以上
m
る 直径5 0 0
が トバ
砂
以下
ライ トで あり
モ
4 7
ンク
さらに
の
リ
コ
ン
クリ
A L C の バ
､
不 燃 材料 と し て
イ
通常
方
一
｡
の
で
ー
つ
ンク
-
A L C は 嵩密度 は 5 0 0 k g /
,
｡
2 4 0 0 k 釘m 3 の
約 1/ 4 で あ る
あ る トバ
モ
また
オ
｡
ー
トク
レ
ト 中 に 存 在す る C
S H に比
に
幾 何 学模様 を浮 き 彫 り に し た 意 匠 パ ネ ル が 生 産 され て
1 2 4
.
.
( 5)
う 特 徴 を持
つ
また
｡
｡
A L C は
プ
レ
運 搬 され
建設現場
で
穴 開け
､
ブ建材
ハ
鉄 骨構 造体 に 建 て 込 ま れ る
合 が 多 く 知 られ て
さ らに
､
い る
とに な
また
っ
て い る
L C に
も た らす
｡
-
-
べ
､
乾燥 収 縮 が 小 さ
て
い る
､
表面
｡
ため
､
A L C
こ
パ
､
パ
まず
｡
ネ ル 角部 に
ネ ル は 工 場 で 生 産 さ れ トラ
ッ
ボ ル ト 止 め な ど の 作業 に よ
､
作業 時 に A
､
クで
っ
て
L C パ ネ ル の 角 部 が 破損す る 場
｡
A L C
い
た め に 凍 害や 炭 酸 化 に よ る材 料 の 被 壊 が 問 題 と な
を外 壁 に 用
い る場合 は外
｡
A LC
の で は
｡
部 防水 塗 装 が 必 ず 行 わ れ る
近 年 の 建 設 材料
､
は 多孔 質 で あ る た め表 面
なく
しか し
れは
こ
｡
､
最近
､
を 単 に 複 合材料
を張 る方 向に ある
強度 はや や 低 い
の
同 時 に 欠 点 も も た らす
､
特 に鉄 筋補 強 で き な い
､
釘 打ち
､
れら
意匠性 の 問題 も ある
､
指 向を満足す る も
の
､
｡
て 重 要 な 問題 で あ る
そ
､
あり
で
切断
､
こ
｡
吸水率 が 大き
対策と して
こ の
とで あり
こ
問題 が ある
こ
軽量性 は
多 孔 質 で あ る た め 易 加 工 性 を持 ち
多 孔 性 は 様 々 な 特 徴 を も た らす が
最 も大 き な 問題 は 欠 け や す い
｡
鳳 C は
､
こ の
｡
A L C が 抱 え る 材料 的 な 問 題
A L C の
る
ー
あ
プ処 理 に よ り 生 成 した ト バ
ー
と
い
リ
､
3 で
m
ライ ト の 分解 温 度 は 8 0 0 ℃ 以 上 で あ り
い
コ
v ol%
｡
ライ トは
の
13 16
-
､
未 反 応 物 ( 出発 原 料 石 英
モ
､
いて は
つ
熱伝 導率 と い う高 い 断 熱 性 や 吸音性 を A
ダ
ン
ラ イ ト の 間 隙 を 構 成す
(1 6)
ト の 嵩密 度2 2 0 0
の
モ
固相 に
､
が 出発 物 質 の 石 英 砂
%
ある
で
特徴 も 持
の
ある
0 v ol % で
( 5 9)
ー
ト の 約 1/ 1 0
ー
他主 に ト バ
こ の
､
般 的 な物 性 値 を示 す
一
-
通常
､
コ
l 2 に 鳳 C の
あり
%
ol
v
-
､
-
able
ol
v
細 孔 は 約3
の
の 4 0 5 0 % に 相 当す る)
T
り
n m
気 孔 は 約5 0
の
の
い
特にタイ
ル
っ
､
て いる
-
10
｡
-
高級化 指 向 に 対 し
平 滑 性 に 乏 しく
需要停滞 の
基材と して 用
化 粧材
とが問題 とな
のA LC の
の
の
一
因に もな
表面 にタイ
､
を張 る に はA
ル
､
っ
高級化
て い る
な どの 化粧材
L C の
表 面引 張 り
｡
新用 途
1 2 5
.
.
製 造技術 を基 本 と し て 建 設 材 料 以 外 の 分 野 に ト バ
A LC の
( 1 7 1 S)
質 材料 を 応 用 す る 研 究 が行 われ
｡
量 が 高 い イ ネ 科植 物 に 対 す る ケ イ 酸 質 肥 料
ある
｡
いる
｡
.
トバ
ライ ト は 徐
モ
を 効 率 的 に 除去 し
.
オ
トク
ー
レ
質 で あ る ケイ 酸 カ
ル シ
通常
クリ
ある
｡
の
水 和物 ( C S
-
オ
レ
トク
ー
ン
コ
-
H
C al ci u
,
ケイ 酸 カ
そ
-
理
､
の 工
れは
ム
材料 の 主 要 バ イ
水和物
の
種
で
あるト
バ
ン
トの
ー
イ
S ili c a t e H y d
m
一
ダ
r
で ある
G el)
at e
材料 に
ル シウム
バ モ
ダ
ン
ー
セ ス
ンク
コ
こ の
｡
リ
構 成物
で ある た め で あ る
.
1
n m
ル シ
違
の
ウ
ム
い
が
トよ り も 優 れ た耐 熱 性
ー
,
れ らの うち
こ
｡
オ
､
-
トク
ー
レ
ー
化 が 比 較 的容 易 で あ る の は2 0 0 ℃ 以 下 の 処 理 温 度 で あ る
周 辺 装 置 に使 用 さ れ る
水 和 物 は1
結 晶性 物
､
｡
肉 厚 を 大 き く し な けれ ば な ら な い
の
は
ラ イ トや ゾ ノ ト ラ イ ト で
高 温 で あ る ほ ど飽 和 水 蒸 気 圧 が 指数 関数 的 に 増 加 す る た め
､
｡
ウ ム 水 和 物 に は 現在2 5 種 の 結 晶 性 物 質 が 知 られ て お り ( T a b l e
ル シ
ロ
カ ル シ
､
は 非 晶質 物質 で あ る ケ イ 酸 カ
ー
(1 1 9)
業プ
酸 を放 出 し
ブ処 理材 料
ー
ウ
中 の 2 1 種 は天 然 に産 出 す る
の
題 か ら容器
ム
ム
トク レ
ー
ル シ
ブ 処 理 ケイ 酸 カ
ー
や 収 縮性 を も た ら す
l 3)
ウ
永 処 理 ろ 過材 で
の
関 す卑従 来の 研 究
モ ラ イ トに
ブ処理 ケイ酸 カ
ー
多孔
ケイ酸含有
､
ケイ 酸 は イ ネ の 成 長 に 寄 与 す る
､
の
の棲息環境 に適 して
微生 物
､
に 分解 し て カ ル シ ウ ム 及 び ケイ
々
ケイ 酸 カ ル シ ウ ム 水 和 物 と オ
1 3 1
.
ン
お よぴ ト バ
A LC
.
畜産 汚 水 や 用 水
､
多孔 性 は 水 と の 接触 面積 を 高 め る と と も に
ウ ム は 廃水 中 の リ
1 3
主 な用 途 と し て は
,
て い る
ライ ト系
モ
｡
シ
200
ル材
ー
℃以 下
t O b e r m o rit e
は 有機 系
の
も
の
こ
の
とと
オ
､
が 多く
モ
ラ イ ト)
で
ある
､
X
トク
こ
｡
安全 性 の 問
､
レ
ー
ブとそ
の
耐 熱 温 度 が2 0 0 ℃ 前後
､
処 理温度で 容易に合成
( トバ
ー
ブ処
で
き る ケイ 酸 カ
ル シ
( ゾ ノ トラ イ ト)
O n O tlit e
､
ウ
α
-
'
di c al ci u
m
sili c at e
h y d r at
ヵ ル シ ウ ム水 和物 の
e
(α
一
C 2S H)
中 で も 特 に大 型 化 し
形 体 と し て は用
い
にオ
ブ処理 ケイ酸カ
バ モ
ー
トク
レ
ー
られ て
い
ない
｡
そ
ル シ
の た
こ の
｡
うち
め
｡
11
C 2S H は結晶 が
ケイ 酸
成 形 体 の 強度 が 弱 く な る た め
､
､
トバ
モ
-
､
成
ラ イ トと ゾ ノ トラ イ ト が 主
ウ ム 材 料と し て 用
-
-
( 2 0)
ライ トは ゾ ノ ト ラ イ トよ り も 生 成 温 度 が 低 い た め
利で ある
α
､
い
､
られ て
い る
生産
ネル ギ
エ
｡
また
ー
､
ト
面で有
､
T a bl e l 3
H yd r
-
抒b J ね∫ わ 乃 油 G
th
o
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F
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W
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C S
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-
滋 乃〃ff e G
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M
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H
(Ⅰ)
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呼
ri t e
γr O 招 e G
ro
ri t e
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C
a3
C 諸ポ
二
C 分H
C
恥
C
a2
C 5S 6H
C
a5
12
C
9
A S 18 H
C
18
C
5
C 5S 4H
(?)
5
C
5
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C 9S 6 H
ll
C
C 9S 6 H
7
C
･
a3
Si3 0
_
(S i O
R e y e rit e
Z p h a s e ( As
(N K ) C
C S 2H 2
2
( S i6 0 柑 H 2) 8 H
a 12( Si3 0 9 H ) 6 A 12
a 5( Si 6 0 1 8 H 2) 4 H
･
0
2
15 H 2 0
･
0
･
2
( Si 6 0
a 5
H
柑
)
2
9
C
a g
3
C
)( O H 8) 6 H 2 0
1 8 H 2)( O H 8) 2 H 2 0
9 H ) 2 (S i2 0 7 H ) 2( ト )( O H ) 8
a9
18
H
･
2
･
x
14
,
S 22 A H
( Si 12 0 3 0)( O H ) 4
a 7( Si 12 0 2 9)( O H ) 4
(N
10
a
,
K )2 C
･
･
(S i2 0 5)
2H
a6
C 冨S 5
C 8S
C al ci o c h o n d r o dit e
C 5S 2 H
C 8( Si O 4)( Si 3 0 1 0)
C a 5( Si O 4) 2( O H ) 2
C 5 S 6 H (?)
C
a5
CSH
C
a2
C 3S 3 H
C
l
R
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血 a b n it e
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P
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H
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5
C
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e 椚 e乃
g
S t r a tl in g lt e
B i c c h u li t e
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･
O 3) 2 H 2 0
C 4S 2 C H
C
a 4
Si 2 0 6( O H F) 2( C O 3)
N C 4S 6 H
N
a
C 2S H
C
C 6S 3 H
C
C 6S 2 H
3
･
･
_
.
x
x
げ 力α ∫e
2
a
C 12
(A
3
,
C
･
,
a2
･
8
C 2A S H
C
( Si 6 0 1 8)( C
( Si 3 0 9 H )
C a l O( Si O 4)( Si 2 0 7) 2( O H )2 C 12
C a( A 1 2 S i2 0 8)
[ C a 2 A l( O H ) 6][ A IS i O 5 H 2] 4 H
C a 2( A 1 2 Si O 6)( O H )2
C a 3[ A l F e] 2[( Si O 4) ( O H ) 4] 3
C A S2
C 2A S H
et
Si 6 0 1 7 H 2 0 ?
a 7
C
2
･
l C A S2
( Si O 4)(S i3 0 10)
C
C 8 S5 H
C 9S 5 H C
o n a
2
C
C
3
C 7S 6C H
lit e
H y dr o g
hy d
r〟r e
tit e
F u k alit
e
･
( Si 2 0 7 H 2) H 2 0
a 3( Si 3 0 10 H 2)
a 3( Si O 4 H ) 2 2 H 2 0
a 2( H l 2 Si 2 0 7)( C a l
O H)
a 2( Si O 4 H )( O H )
a 6( Si 2 0 7)( Si O 4)( O H 2)
a 6( Si 2 0 7)( O H ) 6
∼
e
d i c al ci u
2
a
C 3S 2 H
e
K ill a l a it
α
m
H
2
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0
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it e
A 知illit
-
pba
n m
0
0
C
α わf 〟 椚 ぷJf c
2
H
( Si 8 0 20)( Si 1 4 A 1 2 0 38)( O
C 3S 2
)
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7H
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･
x
C
S
0
2
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3)( O H
C
(?)
x
C 8S 1 2 H
S C O tt
.
18 H
岬
lit e
0 31 5
･
6
(S i3 0 9)( O H
( Si 6 0
a 9( Si 6 0
a 9( Si 3 0
H
4 6
C 7S 1 2 H
r
,
?
C a /S i ≦1 6
C 9S
㌣G ∫ G r o 呼
K il c h o a nit e
0 伽
C
it e
t-
(1 1 9 )
ases
.
-
O 班e
C βポ
C S
C 5S 6H
r o
ru
d ph
r el a t e
(S i6 0 15) 7 H 2 0
a lO( Si 6 0 16)( Si 6 0 1 5)
a 6(S i6 0 17)( O H ) 2
∼
(ⅠⅠ
)
-
d
a n
C
C 5S 6H
切 e n n it e
C S H
T
m o
te
-
Gy
tob
n m
.
Sili c at e s
um
Cβ晶
Cお晶
C
e
n m
O 93
c al ci
伊
rm
it
r an
d
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l 1
.
q
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to b e
n m
.
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呼
ro
N e k o it e
X
produ
F)( H
6
,
-
S 3)
12
,
-
,
2
0
H
)
8
･
6 H 20
ト バ モ ラ イ トの 結 晶 化 学
1 3 2
.
.
結 晶 構造
(1)
トバ
ラ イ ト を始 め と す る 含 水 ケ イ 酸 カ ル シ ウ ム 水 和 物 は
モ
他
､
ケイ 酸 塩
の
`
と 同 様 に Si O
やF
M g
塩は
面 体 を 基 本 構 造 と す る 分類 が な さ れ て
4 正四
を主 成 分 と し て お り
e
正8 面 体 が 幾何 学 的に は
以上
ある
で
方
一
｡
C
､
正 四 面 体 が 縮合 し たSi 2 0
ため
ケイ 酸 カ
､
ウム 鉱 物
ル シ
ペ
四面体
7
､
､
頂点 間 の 距 離 に ほ ぼ等 し い
ア の
構造 に お
の
半径 が 大 き い た め
多面体の 稜 の 長さ は
こ の
｡
般的 なケ イ 酸
一
｡
酸素 原 子 が6 個配 位 し た
ンは
はイ オ ン
a
酸 素 が 配 位 し 歪 ん だ 多 面 体 を形 成 す る
の
の S iO 4
の
安定
れ ら の 陽イ オ
こ
､
い る
四面体
い て は Si 2 0 7
6
個
2
つ
そ
｡
ア がSiO 4 正 四
ペ
( 2 1)
面 体 と と も に 構造 の 重 要 な基 本 単位 と な る
M
の
eg a w
d K el s e y
an
結晶 学的デ
トは
0 73
､
n m
.
にC
O
バ モ
タ を T a bl e
ー
そ
､
ライ ト は
層状 鉱 物
血d
の ように
は
.
の で
然 の トバ
トバ
例が 多い
モ
ト
､
M
｡
一
バ モ
ら1
.
種
an
ライ ト
.
4
n m
.
の は1 1 n
.
m
n m
と を さす
､
トバ
｡
0 9
.
モ
-
n
なく
( 2 2)
( S i3 0
は
d K el s e y
致 しない
は
( ri v e r si d eit e)
n m
ラ イ ト で あり
通常
単に トバ
､
2
で 表 され
-
ただし
｡
C
､
( S i 6 0 1 8 H 2)
a5
トバ
トク
ー
1
.
モ
レ
の
n m
ト
､
致す るb 軸
一
･
4H 20
と した
存在に よ り トバ
しか し
｡
､
モ
ライ
こ の モ
デル
で ある が
､
こ の他
に底
ライ トがあ る
い
ブ 合成
で は1 1
うと1
n m
.
1
産 出
｡
.
トバ
n m
モ
トバ
モ
ライ ト
｡
合成 ト バ
モ
ラ イ ト結 晶 は 電 子 顕微鏡 オ
線 に よ る 構 造解析 は 困 難 で あ る
｡
しか し
一
13
ー
ダ
近年
､
-
｡
層は通 常
a
( 1 , 1 9)
ー
ライ トと
モ
9 H ) 2]
｡
の
オ
､
トか らな る
ー
単位層 の 間 に C a と 水 分 子
そ
､
般に は1
一
ライ
モ
四 面 体が 約
の
単鎖 の 方 向 と
､
構 造式 をC
の
トバ
｡
多面体 シ
x
a4
Si O 4
､
分布 す る と 考 え
一
す
多 面 体 と 酸 素原 子 を共 有す る よ う
O
a
O
a
ま で 変化 可 能 で あ る と 考 え た
00
ラ イ ト の 組成 と
1 O
､
1 3 に示
.
層状 構 造 を と る
の
の で は
eg a w
は統計的 に
a
ラ イ トの み が 生 成す る
の こ
ある
ア がC
とC
)
k e tt e
ラ イ ト の 層 間隔 ( 底 面 間 隔)
モ
面 間 隔 が1
67 か
た
っ
ペ
ラ イ ト の 天 然結 晶
モ
体 で 結 び 付 け ら れ た3 個
単位 層 の 組成 は[ C
こ の
｡
構 造 図 をF i g
id の
a m
四面 体
7
無 限に 広 がる
層間 の C
､
ト の C 〟Si 比 は0
で は天
､
｡
に よ り 解析 さ れ た ト バ
ア がSi O 4 正 四 面
ペ
が積 み 重 な
これ
が存在す る と考 え
a
H
-
中 の Si 2 0
の
方 向 に 伸長 し た も
H
l 4 に
層 の 両 面 に 結合す る
( 2 3)
mi d
a
( 23 )
周 期 で 繰 り 返 さ れ る 鎖 ( d r ei e r
の
単鎖 は
a
H
､
四面 体
Si 2 0 7
Si O 4
の
( 2 2)
ー
､
以 上 の 大 き さ が 得 られ ず
2 9 si
固 体N
M R
を用
い
､
Ⅹ
た ケイ 酸
｡
C r y s t all o g r a p hi c d at a
T ab l e l 4
-
M
_
C
a
1 13
C
h ai
b
0 73
=
.
′
.
p
n g
血d
a
･
a
C
0 669
=
.
=
b
a xi s
Si
_
･
ru
n n
T hre
-
t ob
C
a
e
-
rm
0
ri t e
at O m S
s t ru
are
e
-
di
e n si o n al
m
Ct u r e
(2 3 )
.
St a ti s ti c all y
Th
e
vi
e w
f
o
Fi g 1 4
-
.
d o tt e d
di s t ri b u t e d
o
fl 1
.
0 83
.
.
-
14
-
n m
(2 7)
.
0 739
n m
.
,
0
γ 123 49
.
,
D
,
in
=
=
m
2 39
=
x
b
,
.
h ai n
C
m
2 277 9n
D
･
n
g
2 43
p
a r all el t o b
=
ex
p
Si
.
2 3)
( 23 )
･
o H モ0
●
Fi g 1 3
,
O rit e
rm
.
n m
D a r all el t o
e
C a 4 5( S i6 0 1 8 H 3) 2 H 2 0
2 44
=
ex
(2 2
tO b
H
n m
-
mi
n ru
,
2 26 9
=
D
_
n m
.
c
Si
､
･
=
-
( 2 .2)
d K el s e
a n
n m
･
5( S i6 0 1 8 H 2) 4 H 2 0
a
a
a w
fl 1
o
T hre
tob
e
rm
e
r
0
di
●
m
ri t e
a x is
C 8
C8
シ
e n si o n al
w
i th
vi
C a/Si
e w
=
の Si構
ウム
レシ
か
イ ト の Si 構 造 は
複鎖 で あ る
F ig
す
1 4 にK
トバ
｡
M
eg a w
rn e ni a n
ラ イ トの
モ
単鎖 同 志 を 層 間
トバ
d K el s e y
an
d T
(2 7 )
そ
､
向
､
H
､
mi d
a
い
の Si の
ライ ト の 発 見 者
( 3 1)
して い る
推定
トバ
｡
(3 2 3 6)
も
M R
は トバ
ed
dl e は
(2 5
2 7 , 2 9)
,
い る Si
れ は ゾノ ト
こ
｡
る 場 合と は 異 な る
い
｡
,
とを
こ の こ
｡
､
光 学 的性 質 お よ び 比 重 か ら
､
最大 置 換率 は
刃 の
｡
ラ イ ト の 模 式 図 を示
モ
い る
､
2 9)
( 3 0)
化 学分析
､
-
結果 が 示 され た
の
部は 刃 で 置 換可 能 で あ る
一
ラ
モ
(2 4
トバ
つ
と 考 え られ て
の
ライ ト中 の
モ
(2 4)
(2 6 , 2 7 2 9 , 3 ト3 7)
あるH
で
L
e r et a
合う C a 層 の 上 下 面 に そ れ ぞ れ 結合 し て
層 の 片 面 内 に 複鎖 が 結合 し て
a
W i ek
｡
が 推 定 し た よ う な 単鎖 で は な く
後も 同様 なN
の
●
モ
( 2 3)
に よ る 複鎖 構 造 を 持
両i
s
複鎖 は
ラ イ ト中
モ
( 2 2)
で結合 して い る
ラ イ トの よう に C
トバ
解析 が 行 われ る よ う に な っ た
の
と を始 め て 示 し
こ
o m
-
.
造
仙( 仙 S i) 比 で 0 1 5 で
.
ある
-
と され て お り
N M R の
､
結果 か ら刃 は トバ
(2 7
,
位 置 に 優先 的 に置 換す る と 考 え られ て お り
が1
が
12
.
か ら1 14 5
n m
.
広 がる
へ
n m
A 13
｡
2 9)
とSi 4
+
+
の
置換率 と と も に 底 面 反 射
刃の
､
置 換 は 電荷 の
電 荷 の 不 足 を 補う た め 天 然鉱 物 で は ア
こ の 正
､
( 3 2 , 3 7)
ラ イ ト の 複 鎖 を架 橋 す るS i
モ
バ
ラ
リ金 属 (N
ル カ
a
を 崩す
ン ス
+
K
+
い
な
,
) が含
( 3 8)
まれ る 場 合 が 多 い
トバ
｡
ライ ト の 正 確 な 構造 モ デ
モ
ル
1 1
.
トバ
n m
る もの
ラ イ トに は
モ
( 正 常型
,
n
p e)
O r m al t y
､
℃
3 00
の加
ずれ も
はい
100 3 00
-
､
て 約800 ℃ で β
℃まで
あり
,
､
K)
､
オ
ラ
水 し
モ
(3 8)
ラ イ ト の 分 析 結果
(C
に 伸長 し
a
､
十N
そ
､
では
ラ イ トは
a+
K
+
､
(C
､
結 晶 は 5 叫 m 以 上 の 板 状 で( 0 0 1)
モ
mi
,
そ
の
正
十N
a
d ty p
Ⅹe
(3 8
い る
い
｡
K
+
w
t%
努 開 が 発 達す る
-
15
｡
-
に収縮す
n m
pe )
が ある
)
お よ
加熱変化
｡
緩や か に脱水 し
い
脱水 は層 間水 が
の
4 0 4 1)
,
｡
常型 トバ
a +
9
( 3 9)
e
ライ トは ア
モ
S r + M g)/( S i + Al ) 比
努 開 が 発 達 する
.
の
,
.
a n O r m al o u s t y
,
℃ まで
400
｡
一
｡
含有 し
S r + M g)/( S i + Al ) 比 が 0 8 3 以 下 で あ り
( 0 0 1) と( 1 0 0)
層 間 隔 が0
の
後 昇温 に と も な
の
ア ル カ リ 成 分 を0 ふ 1
､
て
っ
ト ナ イ ト に 分解 す る
ス
お よ び Al を ほ と ん ど含 ま ず
混 合型 トバ
含み
ウ
で大きく脱
( 混 合型
脱 水 は 構 造水 で ある と 考 え られ て
の
天然 トバ
a
-
℃
熱に よ
と 変 化 し な い も の ( 異 常型
び 両 者 が 不 規 則 な混 合 層 を 示 す も の
(N
現在 の と こ ろ ま だ 得 られ て
､
熟的挙 動
( 2)
8 00
は
､
､
方
ル カ
が0
83
以上で
異 常型 お よ び
､
さ ら に刃2
結 晶 は5 p
.
リ成 分
m
03
以下
を3
のb
-
4%
方 向
､
c
( 4 2)
o 石 英系 の
a
合成 で は
一
C a/ S i 比
以 下 で あ る 場 合 に 生 成 しや す
m
条件 で 生 成 し や す い
り にく
こ
c a/( Al
( 4 3 4 4)
い る
バ モ
生 成す る ト バ
の
ため
℃
100 300
-
､
､
そ
｡
材料 の 出 発 原 料 に
ム
ウ
ル シ
ラ イ トに は
モ
多く は異 常型 の ト バ
､
脱 水 に と も な う収 縮 は 起
の
-
｡
a
4H 2 0
yl
( 4 7)
(
C a/ Si
ウム 水和物
ル シ
いて
つ
もA
.
｡
で ある
0 6 6)
.
K
+
さらにT
｡
正
､
の モ
の
( 3)
刃3
と Si 4
+
は
と
Al
N
モ
･
デル
.
の
組成 は
､
.
( 2 2)
時
の
Si の
理 想 的 な組 成 限 界 は[ C
が
､
(2
0
+
置換により
､
a
電荷
2
a
十
m
の
ライ ト
の
o 2 N
･
,
べ
a
( S i5
( Si 6 0
-
ラ
結果 か ら ト バ
ン ス
o 1 4H 20
･
.
( C a/( Al
た実際の ト
-
16
-
バ モ
[C
､
+
を保
の
S i)
=
0 7)
･
.
こ
とが わ
( 1) 層 間 を
5 0 1 7 H 2)] C
つ
つ
C a/ Si
(
ため
･
C
､
2
a
=
+
､
べ
複 鎖 構 造 を持
0 1 6 H 2)] C
･
の
a
複鎖で あ る
理 由で あると述
( S i5
a4
ライ ト
バ モ
､
そ
｡
に よ る 置換 に よ
ラ イ トが Si の
モ
理 想 構 造式 を
一
ト
､
1 7 H 2)] 4 H 2 0
a4
バ
つ
いて
a4
の 0
)
天 然 の 場 合 は 主 に( 2) お よ び( 3)
､
先 に述
C
+
-
al yti c al
た
っ
構 造 が 層 間 を架橋 す るSi を も
a
An
( 2 6 , 4 6)
値 を持
い
デ ル に基 づ
の モ
d K el s e y
組成は
( 4 5)
と 幅広
04 0 7 8
-
.
を 固 溶 す る 異 常型 ト
a
5 A l o 5 0 1 7 H 2)] C
は1
S i)
理 想 的 な 組 成 限 界 は[ C
固体
､
常型 ト バ
､
.
.
( 2)
場 合
( 4 7)
=
( Si 5
｡
こ の
a yl o r
C a/ S i 1 0 )
a4
a n
この
｡
が層 間 に 入 る と し
と して
eg a w
+
の
A TE M;
結 晶 ごと の 分析が 可 能 とな
いて
平 均 C a/( Al
､
とな る
0 9 1)
を用
TE M
そ
､
され る よ う に な り
の 組 成 分析 に 応 用
そ れ に 伴 い 層 間 に 存 在す るC
､
り減少 す る
､
=
｡
.
は こ の 理 由 をM
or
と した ら
+
分 析電 子 顕微鏡 (
-
.
架橋 す る 位 置 の Si が 抜 け る
[C
従っ て
｡
い る
(3 8)
S i) で 0 9 1 0 7 2 と 幅 広 い 値 を と る
+
ラ イ トに
T
(
ブ処 理 ケイ酸カ
ー
ラ イ ト の 化 学 組 成 は 従 来 は化 学分 析 で 測 定 さ れ て お り
モ
結果も天 然と同様 に
つ
レ
,
と 考 え られ る
) が ケ イ 酸カ
T E M
a
らの 逆
これ
､
(4 1 )
い
トバ
N
ライ トは
モ
全
い
た石英の 粒
い
用
､
高
､
化 学組成
( 3)
の
トク
ー
リ成 分が 含 まれ て
ルカ
ラ イ ト が生 成 し て
モ
異常 型 ト バ
｡
短 時間
､
撹拝 しな い
､
トや 粘 土 分 を含 む 石 英砂 が使 わ れ て お り
ン
般 に〟 の 他に ア
一
い
低温
､
｡
を 始 め とす る オ
A L C
は セメ
ラ イ トは
モ
ア ル カ リ 成分 の 共 存 無 し に Al を 含 む 時
､
径 が1 叫
の
常型 ト バ
正
､
a
･
4H 2 0
理 想構造式 を
と提 唱 し て
い る
ラ イ ト の 組 成 範 囲 ( C a/(
Al
+
｡
こ
S i)
=
､
に ほ ぼ相 当 す る
1 0 4 0 7 2)
-
.
.
1 3 3
.
C S
-
.
日
一
準結晶質 あ る
(
C al ci u
水 熱 合成 に よ る C
か
､
つ
結晶 性 が 異 な る
､
ブ
､
ロ
(1
と 考 え られ て お り
( 1 2)
て い る
2 ,4 8)
,
-
a yl o r
とから
こ
分類 に よ る C
の
-
H は
､
､
低 結 晶性
､
-
の
トバ
モ
ライ ト
トバ
モ
ライ ト
S H (I) に 相 当 す る
-
S H
-
組成 は 同 じ で
-
-
( 4 8)
T
､
てC S H は
っ
C
ト の 水 和 生 成物 も
ン
水 熱合成 に よ る C S
｡
ドなⅩ線反 射 を 示 す
ー
中にセ メ
処理 温度によ
､
(4 8)
も Ⅹ線的 な 構 造
に近 く
-
こ の
｡
水 和 物 を 総称 し て
ム
ウ
ル シ
と呼 ばれ る
G el)
e
も含 ま れ る が
S H
-
非晶質ケイ 酸カ
い は
S ili c a t e H y d r at
m
｡
-
と 考 え られ
,
｡
般に トバ
一
ラ イ トの 生 成 に お
モ
( 1 2)
成す る こ と が 知 ら れ て お り
要 で ある
組成 範 囲 は
T M S
-
法 ( T ri m
中のC
-
-
の
=
-
う ちC
そ
結果
の
( C a ノS i
いて はか
つ
い て
つ
少な
単鎖 は 3
､
-
.
(26
らか に な
ル
-
2 8 5 1)
,
,
｡
っ
て
1 4
､
n m
.
トバ
-
1
,
い
と トバ
モ
ある
こ
-
が生
い て
C S
-
｡
と が で きず
され る
重
H の
-
S H
-
-
4 四
っ
つ
ある
で
a
et
-
a
q 2/ q
いて
つ
-
C S H の C a/ Si に よ
､
-
( 2 6)
L
3
は
の
面体同志
が低く
､
トバ
､
ラ イ ト に 結 晶化 し に く
17
モ
C 〟Si
､
q 3 ( Si
-
っ
､
そ
の
-
の
い
は
-
単鎖 構 造
の
で
あり
結合 が 切 れ る
C S H の
-
､
-
､
｡
組成
構 造 に 関す る 研 究 は
て Si 構 造 が異 な る こ と が 明
出発 物 質 に 石 英 を 用
､
a yl o r
｡
て 生成 す る C S H に
-
T
､
mi t e; T ab l e l 3)
ナ イ ト (J e
ェ
主に
､
ト水 和 物
セメ ン
｡
そ れ ら の 結 果 をも と に
｡
な い 位 置 で Si O
うも の
い
車 ラ イ ト が 生 成 し 難 い こ と を示 し
が多
る
両 者 とも 構 造 は Si
,
｡
い
い
て解析
っ
ラ イ トと ジ
出 発 物 質 に 非 晶質 シ リ カ を 用 い た場 合 は
る)
ので
個 の Si O 4 四 面 体 で 構 成 され る よ う に な り
M it u s d
-
い る
(4 7 4 9 5 0)
それ らの 結果
｡
によ
M R
モ
を提案 した
る C S H は C 〟S i が 高 く か
-
) や 固 体N
が 変化 す る と
きた
S H
ライ ト生 成 過 程 を 考 え る 上 に お
モ
な り 研 究 され て
水 熱合 成 に よ
､
い
.
n
-
｡
n
配 位 多面 体 に 接 し て
O
1 6 2 0)
=
方
一
a
前駆 物質 と して C
分 析 電顕 に よ り 求 め られ た 水熱 合成C
､
.
S ilyl ati o
不 規 則 混 合層 モ デ
こ の
の
-
.
構造に
C S H の
が
い
(2)
C a/S i 0 5 1 7 で ある
､
et h yl
に
S H
-
な
て い
必 ずそ
､
は 全 て 水熱合成 に よ る も
H
-
は
非 晶質 で あ る た め 構造 解析 に は Ⅹ 線 を用
C S H は
-
､
-
構造 モ デ ル は 確 立 され
の
トバ
,
本 文 中 で 言及 す るC S
｡
いて
い
た場合 に生成す
ラ イ トが 生 成 しや す
が 低く か
つ
い
3
q 2/ q が 高 く
逆に
｡
､
トバ
､
鎖構 造 が 分 岐す る 位 置 に 相 当 す
と考えた
｡
S at
o
an
d G
ru t Z e C
( 2 8)
k
は
､
C S H
_
構 造 は 出 発 物 質 に よ らず
の
_
C 〟Si < 1 で は 長 い 鎖 と 分岐 し た も の の 集 合 体 と
トが 生 成 す る と 考 え た
鎖を含むが
C
､
.
オ
.
トバ
(1)
と を示 し た
い こ
ライ トと
a nd
T
(5 2)
a yl o r
敦す る
こ
モ
バ モ
ライ トと 呼 ぶ よ う に な
リ
ンク
から
ー
トの
一
ダ
バイ ン
ト系 オ
セメ ン
､
トバ
モ
た
っ
( 3 2)
また
｡
( 5 4 5 5)
,
り
さらに
が トバ
ー
レ
ー
200
､
トバ
て トバ モ
モ
℃ま で
S H は
そ
-
の
また
｡
(5 3)
a yl o r
C a/ Si
､
ライ
モ
=
0 8 で の
･
ブ 処 理 材料
の バ
の
高温
で
トク
-
血 合有
3 00 M p
領域 は2 8 5 ℃ ま で
が 確 か め られ
で
トバ
ー
ブ処 理 気 泡
ダ
ー
-
､
とし
140
( 4 8)
い る
トバ
て の
安定と な る
-
､
の に対 して
頃
こ の
｡
モ
ライ ト
℃
の
飽 和 水蒸 気 圧 下 で
｡
℃ 以 上 で は ゾ ノ トライ トが 安 定
モ
( 5 6)
の 18 0 1 9 0
( 5 6)
天然
､
｡
ラ イ ト の 安 定領 域が 広 が
工
業的に は
一
般 に トバ
飽 和 水蒸 気 圧 下 で 合 成 さ れ て
(1
て い る
Al
｡
3 2 , 5 6 , 5 7)
,
｡
を添 加 し な い 場 合 の ト バ
刃
､
モ
置換 に よ
しか し
る
｡
っ
飽
､
い
｡
ライ ト の 安 定
刃
を 添 加 す る と3 2 5 ℃ ま
の
混 合 物 を約 1 8 0 ℃ で 水 熱 反 応 さ せ る
で
モ
い
ラ イ トが 準 安 定 に 存在す る た め で あ る
モ
ライ ト の 安 定 領域 を求 めた 実 験 は ほ と ん どな
) では
a
ある
て い る
モ
レ
ン
℃ と されて
0 25 0
も トバ
は オ
と を明らか に した
イ
が
｡
で は2 8 5 ℃ ま で
a
-
か け に 合成 物 も ト
っ
ー
S H (Ⅰ
)
こ
ライ ト で あ る
モ
ラ イ ト の 安 定 領域 は 拡 大す る と 考 え ら れ
高圧 実験 ( 2 0 0
安定 と な る
こ
と
｡
ト バ モ ラ イ トの 生 成過 程
トバ
に よ り容
モ
､
組成 に よ らず 単
-
れ をき
ラ イ ト の 結 晶 構 造 の Si サイ ト は 刃 で 置 換 可 能 で あ る
和水 蒸気 圧 下 で
(2)
こ
､
飽 和水 蒸 気 圧 よ り も 高 圧 で は ト バ
､
-
れは
T
､
(5 4)
ライ ト の 安 定 領 域 よ り も 高 温
こ
-
間 処 理 した C
00 日
だ し
い
ライ ト は 安 定 で あり
モ
200 3 00 M P
､
C
で
ラ イ トの 生 成 過 程
℃ で2
110
､
｡
ラ イ ト の 生 成 温度 は11
は1 4 0 ℃ ま で ト バ
に なる
モ
と を 最初 に 見
トク
ー
は
重要 性 が認 識 さ れ る よ う にな っ た
の
集合
前者 の 場 合 の み ト バ
､
､
の
ライ ト の 生 成温 度
モ
トバ
コ
は
鎖
い
｡
ブ処 理 に よ る ト バ
ー
年 に H ell e r
1951
et aL
da
a
( 5 1)
なり
減 少 す る と Si 鎖 は 長 く な る
S H の C a / Si が
トク レ
ー
Ok
､
-
-
み 複鎖 構 造 をと りや す
1 3 4
また
｡
量 体と短
C a / Si > 1 で は 2
､
ラ イ トは
､
ライ
易に合成でき る
｡
ム
一
石 英系
ケイ 酸カ
ル シ
ー
18
ウム 水 和物 は
-
､
こ の
こ
と
両 者 が 溶解す る
こ
｡
⊂⊃
8
PP m
∽
⊂)
1200
言
看 l 0 00
)
ロ
U
…
P
u
ロ
D
U
〓
600
芯
せ
○
き
〓
芸
コ
t
O
qo
S
80
Fi g 1 5
160
120
S o l u biliti e s
-
.
of
200
C
2qO
( O H) 2
a
an
d Si O 2
( 1)
･
(St r
u
c tu r e )
･
3
･
I
一
5
諾
フ
ー
2
D
一
云
も
3
2
4
3
-
-
○
〓
ロ
｣
】
S
【
J
‥
ロ
U
2
7
6
3
ク
ー
2
20 0
暮5 0
T
Fi g
･
ト6
A p p r o xi
c
a
m at e
c o n
-
p e r Q tU r e
di ti o
o Si O 2 H 2 0
-
e m
un
ns
( C)
O
f f
o
o
rm
d e r h y dr
-
19
o
-
i
at o n
th
e
rm
o
f
s o m e
al c o n
ph
diti o
as e s
n s
( 1)
･
in
th
e s
y st e
m
とによ
て 生 成 す る も の で あり
っ
( 2 0)
える
そ
､
先 に 示 し た よ う に ( T ab l e
｡
違いによ
C a/S i 比 の
け る溶 液 中
でのC
て 数 多く の
っ
意 味 で は 溶 液 か ら の 結 晶成長 で あ る と い
の
l 3)
ケイ 酸カ
-
､
種類 が 存在 す る
そ
｡
ウム 水 和物に は そ
ため
の
の
水 熱 反 応初 期 に お
､
(2 0)
常に 重 要 で あ る
お よ び Si 濃度 が 合成 に お い て は 非
a
ル シ
しか し
0
､
( 5 8 6 0)
-
実験 上
Fig u
問 題 か ら水 熱 反 応 時
の
( O H) 2 と
l 5 にC
re
a
-
ム は 温度に
ライ
こ
困難さ
の
リ カ ( 石 英 お よ び 非 晶 質 ケ イ 酸)
シ
の 溶 解 度 を持
対 して 負
れ ら は 平衡溶解 度 で あ り
あるた め
溶解 速 度 は 遅 い
､
多い
ト6 に 示 す
い る
そ
｡
こ の
｡
よう に
ため
の
従
｡
て
っ
ラ イ トの 生 成 に
バ モ
石英 の
の
つ
いて
トク
ー
(1
て トバ
っ
も
レ
ー
モ
た 時 に 顕著 に 現 れ る
い
ウム 水和物
ル シ
､
いて
中 間 生 成 物 が 出 現す る
ル シ
般 に 知 られ て
ラ イ トが 生 成 す る ま で
Fig u
｡
r
e
生 成 温 度 は 非常 に 近 接 し て
の
と が 多く
､
ト
ウム 水和物生成の 律速となり
､
こ
い
る
の
一
こ
｡
ブ 処 理 す る 時 間 を決 定 す る
一
また
｡
溶 液 組 成 が 目的 組 成 と は 異 な
現 象 は認 め ら れ る
この
溶解 度 を 示 す
o
そ
｡
の
ため
反応初期
､
石 英 の 見 掛 け の 溶解速度 は
｡
般 に 知 られ て お り
石 英粒 度
t
中 間生 成物 が以 下
､
の
よ う に 変化
→
T
2 0 2 6 6 1 6 3)
-
,
,
,
｡
C 2 S hy d r at e + C S H
粗 粒 石 英: C a( O H ) 2 + Q
u
a rt z
→
α
細 粒 石 英:
u
a rt z
→
C S H
こ の よう に
C
｡
そ
生成する
｡
また
間は 短く
の
結果
､
､
とが で き る
T
→
-
o
b
い るこ
て
er m o
ー
､
8
､
トク
よ り も 高く か
20
-
-
o b e r m o rit e
a
に 富 むα C 2 S h yd r at e が
トバ
モ
ライ ト生 成 に 要 す る 時
レ
ブ処 理 過 程 を短 縮す る
つ
そ
ー
-
-
S H の
の
分散 は 小 さ く な り 理 想組成 に 近 づ く
-
-
e
ラ イ ト よ り もC
とに より オ
.
ri t
C S H
→
-
初期 の 溶液 組 成 は C a に 富 む も
､
分析 電顕 に よ り求 め た 反 応初期 の C
｡
っ
モ
細 粒 石 英 を用 い た場 合 の 方 が
ラ イ ト の 理 想 組 成 で ある 0
が進 む に従
-
反 応初 期 に ト バ
細粒 石 英 を 用
､
(6 4 )
モ
( O H )2 + Q
a
-
-
粗 粒 石 英 の 溶解 速度 は 小 さ い た め
､
とな る
トバ
の
す な わ ち 比 表 面 積 に 依存 す る こ とが
､
違 い によ
する
の
ケイ 酸カ
溶液 組 成 は C a に 富 む こ と が
粒 子 組成
の
の
の
溶解 度 を 示 す
の
酸よ り も 比 表 面 積 は低 く 安 定 で
反 応 初期
､
溶解 は 水 熱反 応 時 に ケイ 酸 カ
れ がA L C な ど の オ
リカ は 正
シ
､
o
( 1)
出発 物質 の 全 C aノS 此 を 目 的 と す る ケイ 酸
､
特 に 反 応 初期 に お
､
が
現象 は石 英 を 出発 物 質 に 用
種々
､
つ
石 英 は 非 晶質 ケイ
､
カ ル シ ウム の 組成に調 整 して い て も
る場合が
溶 液 組 成 を測 定 し た 例 は 少 な い
の
-
平 均 C a/ S i 比 は
値 の 分散 も 大き い
一
｡
方
こ
( 2 6 6 0)
､
トバ
モ
｡
,
､
反応
ライ トの
組成に
い て
つ
に
つ い て の
い
石英
(4 6
,
で
あるが
ライ
ム
系
現象 は 石 英
こ の
る
も 同様 な 傾 向
も
-
あ るが
の で
6 4 , 6 5)
ただ し
｡
トバ
､
-
ジ
ス ペ ン
( 6 5)
実際の
､
物性 ま で 含 め た 報 告 は ほ と ん どな い
以上
英
石
､
の
場合 は
こ の
｡
c a/S 此 と 同 じ 組 成 を持
トバ
また
｡
､
2 9 si
ら
M R か
(2 6
造が異な る こ と が指摘 され た
の
ru t Z e C k
N M R の
に対 して
-
トバ
成物 で あ
の か
モ
て
っ
､
こ
溶液 中で
トバ
式 が 異な り
い
-
､
とは
すなわ ち
高C a/ Si
-
｡
C S H か
-
-
そ
の
､
は
の
全
非晶質 ケ
､
を0
.
8
こ
結果 か ら は
とが
高C
､
a/ S i
-
C
掛
えるが
い
こお こ
と して水
つ
一
の
シ
､
リカ
原 因 と考 え
C S
つ
-
-
ら溶 出 し た C
場合 は
-
-
a
､
､
21
つ
-
リカ
シ
の か の
C
-
-
-
C S H で
-
-
a nd
at o
｡
S H
-
､
の 溶 解速度
情報 は 得 ら れ
は 単 に中間 生
お よ びSi イ オ
-
低C a/Si
S
準 安 定 に 存在 し ト バ
C S H は そ の C a/ Si 比 に よ
､
｡
鎖が多
( 2 8)
原 因が
こ の
､
H は
構造 に 起因す るも
-
逆に
S H で は短
-
る と考 えて い る
ら 溶 出 す る 成 分 の C a/ Si 比 は 高 く
た場 合 と 同様 な 結果 と な り
,
枝分 か れ した鎖構 造 を持
C S H か
-
､
-
の Si イ オ ン の
ライ ト は
モ
6 0 6 2)
,
C a/ S i 比
こ の
｡
ラ イ トが 溶液 か ら 成長 す る と 考 えた 場 合
すると考える こ とが でき る
用
(1
( 2 0)
､
てきたが
C S H は そ の C a/ S i 比 に よ りS i O 4 四 面 体 の 構
､
2 8 , 5 1)
こ
べ
は 準安 定 に 存 在 し
光田 ら
｡
構造 が異 な る
-
りに くい
述
短 時 間 で 出発 物 質
､
を加 え て 全
枝 分 か れ し た Si 鎖 構 造 を持
､
､
た 場 合 は どう な る で
-
=
結果 か ら は
い
-
と を報 告 し た
こ
S H で は
-
場 合 は反 応 後
ラ イ トの 早 期生 成
モ
こ のC S H
､
は こ の 現 象 は 出 発 物 質 に 限 らず C a/ Si 1 を
に 起 因す る
｡
,
鳳 C の
､
石 英 の 替 り に 非 晶質 ケ イ 酸 を用 い る と ト
､
｡
低 C a/ Si C
､
ライ トの 生成は起
ない
-
で の Si イ オ ン の
固 体N
も 同 様 な 結果 が 見 ら れ
2 0 , 2 6 , 2 8)
-
ライ トが 生 成 し
中
純 合成
,
.
の 溶解 速 度 ま た は 溶 液
く なる
しか し
｡
い て 合 成 し た C a/ S i 1 3 の C S H に 石 英
モ
の
｡
ライ ト の 結 晶化 は 著 し く 遅 れ る
られる
生 成は早 く
の
よ うに な る
=
ブで
と 同 じ 配 合 を用
A LC
､
い に つ い て
成相 の 違
原 因 を説 明 す る 定 説 は 現 在 の と こ ろ な い
熱処 理す る と ト バ
モ
H
( 2 6)
(1
イ 酸 を用
G
-
ライ ト の 生 成 は 著 し く 遅 れ る
モ
こ の
バ モ
-
つ
ー
ライ ト の 結晶性 や 微 細 構 造
モ
非 晶質 ケイ 酸 を用
つ
確 か にC S
､
Si) 比 は
+
レ
0
｡
石 英 よ り も 遥 か に 高 い 比 表 面 積 を持
あ ろうか
い て
つ
トバ
､
い に よ る生
溶解 速 度 の 違
や
細粒石 英は トバ
｡
に応 用 し て
瓜 C
トク
ー
い るA L C
ラ イ ト の 平 均 C a/( Al
モ
式オ
ン
ョ
ン 合成 に
ョ
期で 理想組成よりも低く な る傾向が強 い
に 有効 で あ る が
ジ
ス ペ ン
実 際 に 製造 さ れ て
､
粒 子 組成 を変 え た サ
の
-
サ
の
C S H よ り も 平 均 C a/ S 此 は 低 い
､
ン
か ら 成長
っ
て 溶 解様
す な わ ち石 英 を
は 非 晶質 ケイ 酸 を用
い
た 場 合 と 同様 な結果 と な る と 見 る
また
トバ
､
結果
の
を持
ナイ ト を加 え る と
す る と トバ
すい ため
トバ
､
(1
ラ イ ト の 生 成 が早 ま る 事 が 知 られ て い る
モ
が刃
の 影 響 に･ よ
て減少 し
っ
が生 成 し や す く な る と 考 え る
も過 剰 に 存 在す る 場 合 は
ともで き る
こ
-
-
が トバ
ネ ッ ト が生 成す る
ー
0
,
2 9)
しか し
0
ら溶 出するS
トバ
､
､
嘩分
ライ ト
モ
ラ イ ト の 置換 限 界 よ り
モ
(3 3
イ ドロ ガ
ハ
C S H か
､
Al
o
26)
,
,
6 6)
0
出発 物 質 種 の 影 響
(3)
工 業 生 産 に用 い られ る 出 発 原 料 は
般的 で ある
討 され て
い る
逆に
｡
トバ
､
4
ゼ オライ ト
､
(59
ォ リナイ ト
出発物質に 用
6 7)
"
( 6 7)
綿雲 母
,
､
と
い る
100
､
,
73 )
高炉水砕
､
い る
論的 な研 究 が 多く
近年
ある
｡
モ
オ
､
て い る
ッ
トが あ る
(6 7
ラグ
,
74
-
7 7)
レ
ー
また
省
､
ネル ギ
エ
日本国 内 で
､
い る
今後
｡
ライ ト合成
高炉 水 砕 ス ラ グ は
( 7 9)
知 られ て お り
､
の
､
､
ー
つ
ライ ア
工
､
ライ ア
ュ
｡
フ ィ
､
(6 7 , 7 8 )
ッ シ
ュ
反 応率 に 基 づ
､
の
や 高炉 水 砕
カ
､
モ
ライ
､
シリ カ
ガ
な ど が 検討 さ れ て
い
た
ク
マ
い
ロ
ない
な速 度
｡
つ
つ
珪 石や石灰 岩の 枯渇問題 が
ス
ラ グな ど の
と が必 要 と な る
刺 激 剤 が共 存 す る と セ メ
ン
ト 同様
水 熱 反 応 初期 に 高 い 反 応 性 を示 す
-
ライ ト
た め 地 球 的 規模 で 見 直 され
の
､
(6 7)
業 副 産物 と し て は
こ
22
( 7 0)
ト バ ライ ト
また は使 用 して もか
出発 物 質 と して 使 用 す る
-
と が検
い るこ
な か で ゼ オ ライ ト を
は あ ま り言 及 され て
いて
が 環境保護
ッ シ
こ の
ロ
ス
が
い の
反応 が必 要 で あ る が トバ
自 給 可 能 で ある 天 然資 源
フ
パイ
ブを使 わない
また
｡
フ
､
の
クリ
､
(6 7)
トク
ー
ス
( 6 8 , 6 9)
イ サイ ト
な どが 検討 さ れ
微 細組 織や 物性 に
､
省 資源
､
危 倶 され て
トバ
ロ
れ ら の 研 究は 工 業生 産 的 な 立 場 か ら
こ
｡
ス
ハ
ラ
シ
､
℃ 以 下 で も長 時 間
な り 低 温 で 合成 で き る メ リ
(67
( 6 7)
珪 藻土
､
出発 原 料 を 用
の
はな
の で
必 ず し も純 度 が 高 い も
､
ラ イ ト の 合成 に 種 々
6 9 , 7 1 , 7 2)
ト の 生 成 が 確 認 され て お り
ス
モ
天 然原 料 で は
｡
(3
(6 7)
長石
ラ
(2 6
い る
溶液組成 が C 〟Si 比 が 高 く な る た め
､
0
架 橋 位 置 に 選 択 的 に 入 りや
ラ イ ト の 結 晶 化 を促 進 す る と 考 え られ て
モ
石 英系 に
､
非晶質 ケ イ 酸 に 4 配 位 の 構 造
､
( 2 0)
モ
一
方
一
0
ライ トが 溶 液 か ら成 長す る と 考 え た 場 合
トバ
( 5 9)
李 らは
0
溶解度 が 減 少 す る こ と を示 し た
バ モ ラ イ ト の Si 複鎖 の
結 果 か ら刃 は ト
M R の
｡
石英 の
､
ライ ト の 生 成 は 遅 れ る
モ
創 成 分 を添 加
つ
れ はN
こ
トバ
､
ともで き る
ラ イ ト に は 刃 が 固 溶す る こ と が で き る
モ
創成分と して カ オリ
そ
こ
の
こ
で
工
業副産 物 を
あろう
水 和 特 性 を示 す
特 に
｡
こ
とが
(7 4
と が知 られ て お り
､
,
7 9)
､
ム の
ライ
代 替原 料 と し て 用
とが
い る こ
を含 む総 合的 な 研 究 が 必 要 で あ る
でき る
しか し
｡
そ
｡
の た め にも
高炉水砕
､
メ ン トの 水和挙 動 に 関す るも の がほ とん どで あり
乗境で
のオ
1 3 5
A LC の物性
.
.
トク
ー
物性 に
レ
瓜 C の
つ
い て は
( 8 0)
年 に 第2 回
1982
､
料 と 構造 物 の 試 験 研 究機 関 国 際連合)
こでA LC の圧
しか し
縮強 度
A LC の バ
､
ン
的強度 と の 関係 に つ
般 にオ
一
て
トク
報告 さ れ て
ー
い る
細 孔 径 分布
､
イ
ダ
レ
ブ 処 理 材料 で は
分布
8 7)
生 成 水 和 物中 に 占 め る ト バ
(2 0
態
を用
トク
レ
いて
調
べ
気 孔 率 は グリ
ボデ
ィ の6
m
〟
た
ー
｡
ン
ボデ
｡
T
か ら5 0 1 0 0
-
( 2 0)
叫o r
影 響 を及 ぼす
ィ
こ
トク
ー
レ
と を示 唆 し た
圧 縮 強度 は 機 械的 物 性
の
LC の
LC
中で
ー
シ
A L C に
｡
｡
トバ
の
｡
また
｡
ブ 処 理 をす る と
ウ
ム
水 和物
すなわ ち
い て Al
つ
圧 縮強 度 は
て 破壊
エ
ネル ギ
ー
｡
fu L E M
い て議
論さ れ た
物性
特 に 機械
､
ex
は
トバ
､
an
の
A L C の
､
LC
の ピ
G F を用 い た 靭 性 評価 を 推奨 し
､
の
つ
い
-
ル シ
ウ
( 4 6 6 5)
,
ク は グリ
ム
は
ン
ー
こ
と を示
ー
曲 げ 強 度 を与 え る
タ
で はあ る が
ー
い
､
そ
ー
タ
ー
と し
得 られ た 荷 重 変位 曲
( 8 8 , 8 9)
る
､
｡
ジ に対 す る抵 抗
ー
物理 的 パ ラ メ
加 えて
線 か ら 数 値解析 に よ る 引 張 軟化 挙動解 析 を 推 奨 し て
23
ー
圧縮強度が低下す る
一
､
圧縮強
､
L
は
結 晶形 態 は 圧 縮 強 度 と 曲 げ 強 度 に
を 評価す る
-
a et a
o n
ラ イ ト 生 成 反 応 終 了後
モ
針 状 結 晶は 高
､
ラ
圧 縮強度 は増加 す る
細孔径
､
トバ
､
モ
( 8 3)
d e rs
ケイ 酸 カ
M it u s d
｡
評 価 と して は 重 要 な パ ラ メ
はA
｡
ラ イ ト の 生 成過程 を 分析 電顕
モ
､
､
れ は 運 搬 中や 建 築 作業 中 に 受 け る 複 雑 な 応 力 か ら 受 け る ダメ
を表 すと は 限 らな い
そ
､
気 孔 率お よ び 細 孔 径
､
減少 と と も に 増加 す る
に シ フ トす る
酸カ ル
は ケイ
で ある
甲状態 か ら 変化 し な い が
n m
つ
い る 主 な特性
比 表 面積
ライ トの 生成 とと も に
バ モ
ト
に さらに長 時間 の オ
した
の
(材
ポ ジ ウ ム が 開催 さ れ
ン
-
,
ブ 処 理 時間 に よ るA
ー
( 8 1)
m E M
｡
と を 報告 し た
こ
水 和 物 の 量 の 増加 お よ び 気 孔 率
ー
年 に 第3 回 R
( 8 3)
,
8 4 8 7)
リカ に 富む
ライ ト の 割合 が 増 加 す る と 収 縮 が 減少 し
モ
度 は あ る 最適値 ま で 上 昇す る
オ
,
､
お よ び結晶形
､
,
ラグセ
｡
収縮 な どに
､
ス
圧 縮強度 が 代表 的 な 機械 的強度 と し
､
4 6 6 4 ,7 3 8 2 8 3)
,
い
ラ イ ト の 生 成 とA
モ
述 べ た 報 告 は少 な い
ー
国際シ
の
熱伝 導 率
､
1992
､
いて
(2 0
-
主催
で ある トバ
ー
イ ト の 結 晶性 お よ び 生 成 量
(82
A L C の よう に シ
､
圧 縮 強度 と 関 連 し て 議 論 され て
｡
ラ グの 研 究は
ス
ブ 処 理 に 関 す る も の は ほ と ん どな
ー
反応機構や物 性
､
｡
高 い 圧 縮 強度
｡
を示 す
( 9 0)
は 必 ず し も 高 い 靭性 を示 す わ け で は なく
鳳 C
料 の 微 細 組 織 を圧 縮 強 度 よ り も 敏 感 に 反 映 す る
点 か ら も 靭 性 評 価 は 必 要 で あ る と 考 え られ る
べ
た 論文 は
年 以外 の
､
た 例 は ほ と ん どな い
先 に述
い
べ
い る
によ
て
T
っ
A L C の
､
は
( 90 )
A L C
､
は 高 く な る こ と を示 し た
部 に 粗 粒 石 英粒 子 を用
れる
しか し
｡
.
本研究 の 目的は
英
石
｡
そ
こ か
ら
と でA
A L C の
､
一
､
特徴 と同時 に脆い と
の
般 的 に は 繊維 複 合化 が お こ な
可 能性 と し て A
の
つ
一
､
靭 性 を 向 上す る
LC の
ライ
､
ム
いて
物 性 に 及 ぼす オ
つ
バ モ
ト
｡
トク
ー
明 ら か にする
こ
トク
レ
そ
ため
出発 物 質 と す る オ
ライ ト の 生 成 反 応 を 律速 し て
を持
ー
い る
｡
モ
の
と で ある
の こ
とから
､
物性 に
ー
い
の
いて
つ
また
､
､
それが物性
ー
トク
レ
ー
ブ処 理
L C の
出発 原 料
の
一
と が で き る と考 え ら
こ
｡
L C
､
さ らに
､
｡
つ
､
モ
モ
｡
で は
反応系
､
石
英 の溶解が トバ
の Si イ オ ン の
へ
溶 出速
そ
で
の
ある な ら
､
Si イ オ ン
微細組織 の 違い がA
濃度
L C の
い てA L C
を 作製 し
､
そ
の
以上
｡
化 学的特 性 と
｡
た め 地 球的規模
トバ
影 響 を トバ
石英 は未反応残 漆 と してA L C 中 に残
､
見 直され
で
高炉 水 砕 ス ラ グ を ラ イ ム お よ び
を作製 し
も な う物 性 変 化 に
の
の
特 に 靭 性 に 対 し て 影響 を与 え る と 考 え られ る
検 討 を行 う こ と と し た
環 境保 護
ブ反応
ライ トの 生 成 に 対 して 非 常 に 大 き な影 響
粒 子 組成 が 異 な る 石 英 を 用
観点か ら
たA
､
｡
ー
ブ反 応
ー
違 い に よ り結 晶形 態 や 結晶性 に 違 い が 生 じ る
存 して お り
レ
ラ イ ト の 生 成 が 溶液 か ら の 析 出 反 応
物 性 に 反 映 さ れ る と 考 え られ る
用
多く
､
繊 維 は 溶 解 や 分 解 な ど の 大 き な 損 傷 を被 る
ス
度 を規 定 す る 石 英 の 比 表 面 積 が ト バ
ギ
述
中 の 残 存 す る 未反 応 石 英 の 粒 子 径 が 大 き い ほ ど靭 性
い るこ
ラ イ ト の 生 成 過 程 に基 づ
の
い て
つ
研 究 目 的 と そ の 方針
1 4
モ
靭性に
引 張 軟 化 挙 動 を解 析 し
､
を 実際 に 検討 し た 報 告 は ほ と ん ど な い
これ
､
A L C の
､
般 に 靭性 は 材
A L C の 材 料設 計 の 観
､
製 造 に は 不 可 欠 で あ る1 8 0 ℃ オ
有機 質繊 維 や ガ ラ
e r a m u r a et a
も 少 なく
て
脆 さ を 解 決す る た め に
｡
しか し
､
を含 め
ー
しかし
｡
特徴 で あ る 多 孔 性 は
た よ う にA L C の
｡
タ
ー
て
っ
一
､
｡
う欠 点も も た らす
われ て
パ ラメ
従
｡
また
｡
ライ ト の 生 成 と
い て 検討 を 行 う こ
ー
24
-
一
つ
あ る省資源
､
省
エ
ネル
部 の 石 英 の 代 替原 料 と して
ラ グ の 反 応 挙動 お よ び そ れ に と
ス
と に した
つ
｡
｡
研 究 の 詳 細 な 指針 を以 下 に 示 す
｡
緒論
第1 章
A L C お よ びそ の バ
イ
ダ
ン
ー
で あ る トバ
ラ イ ト に 関す る 従 来 の 報 告 を
モ
晶化 学 的 お よ び 材 料 力 学 的 な 観 点 か ら 考察 を お
点 を明 ら か に し
第2 章
･A L C
日本 で
現在 生 産 さ れ て
細 孔 径 分布
第3 章
挙動
オ
中の オ
ー
レ
トク
ー
トク
レ
製品に
トバ
､
A LC
モ
い て
つ
ない 問題
こ
れ ま で報告の なか
製 品 の 性 状 を把 握 す る
ブ処理 に よ る トバ
ー
､
ラ イ ト の 結晶性 お よ び 化 学組成
ブ反応によ る トバ
ー
ぼす 影響 に
石 英粒 度 がA L C の
出発 物質
の
中で オ
ー
.
モ
つ
モ
っ
､
た破
材料
｡
ラ イ ト の 生 成 過 程 と 引 張 軟化
い て
タ
ー
ラ イ ト の 生 成過 程 が
モ
物性 の 変
で ある 引 張 軟化則 を 用 い て 破壊
ー
明 らか にす る
､
｡
化 学 的特 性 及 び 物性 に お よ ぼ す影 響
トク
ラ イ ト結 晶 の 結 晶 度
さらに生成 した トバ
レ
組成
､
プ 反 応 を律 速す る 石 英
ー
､
形態
粒度が
生 成す る ト
､
微 細 構 造 に 与 え る 影響 を 明 ら か に し
､
ライ ト の 性 状 が A
の
物 性 に 与 え る 影響 に
LC の
つ
いて
考察 す
｡
第5 章
一
と
を は じめ
Gf
ー
い るA L C
圧 縮強 度 な どの
､
の 変化 に 及
第4 章
る
い
｡
数値 解析 に よ る 破壊 靭性評価 パ ラ メ
､
バ モ
タ
ー
A LC の
A LC
化
解決 され て
変化
の
則
研 究 の 方 向 を示 す
､
結
製 品 の 物性
壊靭 性 パ ラ メ
の
､
ない
こ
､
い
を用
粗粒 石 英 の 粒 子 分散効果 に よ るA
般にA
われ
い
い るこ
LC
る
｡
L C の
靭性 向上
中 に は 出発 原 料 の 石 英 が残 存 し て お り
出発 原 料 の 石 英 と し て
と に より
､
､
｡
-
25
こ
れ が 靭 性 に 影 響す る
細 粒 石 英 と 粗 粒 石 英 を混 合 し た 石 英 砂
粗粒 石 英 の 粒 子 分散効果 に A
が 可 能 で あ る か を 検討す る
､
-
L C の
靭 性 を 向 上 させ る
こ
と
､
第6 章
ス
ラ グ を 出発 物 質 に 用
性 お よ び 物性
今後
て
､
の
､
ス
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る 化 学 的特
変化 過 程
ス
料に用
ラ グ を 出発 原
ラ グ の反応機構 に
変化 過 程 に
第7 章
LC の オ
たA
地 球 環 境 保 護 と し て 重 要 視 さ れ る 産 業 廃棄 物
､
高炉水砕
かに し
の
い
つ
い て 考 察す る
つ
い て
いたA LC の トバ モ
総括
第6 章 ま で
の研
究成果 を 総 括 す る
｡
ー
26
-
有効利 用 を目 的 と し
ライ ト の 生 成 過 程 を 明 ら
微細 組 織 的 に 検討 し
｡
の
､
組 織 変化 に 伴う 物 性
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ト技 術年報
セ メ ン
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9
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507 514
-
,
62 1 6 2 4
-
,
Cb
m
Ce
m
･
,
7
.
.
-
( 1 9 7 0)
C
o n cr
C
o n cr
.
.
4 65 4 6 8
-
,
30
-
( 1 9 7 9)
R
es
R
es
,
5
,
,
6
,
.
.
( 1 9 7 7)
1 03 1 18
-
( 1 9 7 5)
3 8 9 4 0 0 ( 1 9 7 6)
-
.
,
2
277 28 9
-
,
,
88
･
89
90
･
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RIL E M
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RIL E M
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-
F M C) 1 $
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-
31
一
,
[ 1 0 6]
J
A
,
S e e r e【
15
,
P
12 46
-
.
( 1 9 9 3)
2 8 5 2 9 0 ( 1 9 8 5)
-
,
c o u sti c
L h 2i s s i o
n
,
7
1 8 ( 1 9 8 8)
-
,
_
32
_
第2 章
2 1
序論
2 2
実験 方 法
.
.
製品 の 物性
A L C
全 岩 組成
未 反 応 石 英量
2 2 1
Ⅹ m
2 2 2
画 像解析 に よ る 気 泡 径
.
.
.
.
､
､
､
､
分析 電 顕
水 銀 圧 入 法 に よ る 細 孔 径 分布 お よ び
比表 面 積
2 2 3
圧縮強度お よび ヤ
2 2 4
破壊 靭 性 試 験
.
.
.
2 3
.
.
化学 的特性
2 3 1
A L C の
2 3 2
気 泡分布
2 3 3
圧 縮 強度 お よ び ヤ
2 3 4
破 壊靭性
2 3 5
き 裂 進 展 抵抗
.
.
.
.
.
.
.
.
.
グ 係数
結 果 と 考察
.
2 4
ン
.
､
細 孔 径 分布 お よ び 比 表 面 積
ン
グ係 数
結論
参考 文 献
ー
33
-
第2 章
製品
ALC
物性
の
序論
2 1
.
A LC の
物性 に
第1 章 で そ の
い て は
つ
R m E M で
近 年 推 奨 され た 破 壊
れ
い
な
て い
ネル ギ
年や
ー
年 や 破 壊 挙 動 を明 ら か に す る こ と は
本章で は
生産 さ れ た A
.
XR D
2 2 1
.
日本 国内 の A L C 工 場
､
製品 に
L C
いて
つ
全 岩 組成
､
(6 企業
を 評価す る た め
を算 出 した
( 1)
い ては
つ
い る圧
の発
へ
1 7 工 場)
､
A L C
､
の
､
､
明らか に さ
縮強度だ け で は
｡
展 に は重要
うち
しか し
｡
4
､
意味
そ
の
で
ある
0
工場 で
企 業の 6
製品 の 性 状 を把 握す る
｡
2 2 2
.
各A
,
な
こ
L C の
m
の
切断面 に
,
Q
u a nta c
に粉砕 した試料 に
各A
hr
いて
を絶 乾 比 重
､
ネル
の10
の
土2
%
ラ イ ト の 結晶 性
皿 E M
湿 式 化学分析 に よ る 未反応 石 英
､
を用
)
いて
トバ
モ
ラ イ ト結晶
の
組
水 銀 圧 入 法 に よ る細 孔 径 分 布 お よ び 比 表 面 積
画 像解 析 に よ り 気泡径 分布 を 測 定 し た
サ
L C
プ
ン
に より細 孔径
)
o m e
ガ
ス
吸 着B
ル に
い て水
銀圧 入法 (
分布 を 測定 し た
法 (
E T
つ
M
また
｡
｡
ま た71
An t
0 p
､
710
osc an
-
以下
m
)
に より
試 験 体 を切 出 し
含水 量
o n o s o rb
,
Q
u a n t a ch r o m e
｡
圧 縮 強度 お よ び ヤ
LC パ
モ
｡
い てN 2
つ
比 表 面 積 を測 定 し た
.
つ
トバ
､
･
粒 度 に 粉砕 分級 し たA
o r o si m et e r
2 2 3
た
っ
画 像解 析に よ る 気 泡 径
1680 p
33 p
をお
い
半価 幅 か らS c h e r r e r 式 を 用 い て 結 晶 子 径
の 積 分 強度 の
封 こ よ る 全 岩組成 分析
ⅩR
､
分析 電顕
､
お よ び 分 析電 子 顕微 鏡 (
､
(2 3 )
.
将来
に よ り 生成 相 の 同 定 を行
反射
002
､
また
｡
定量
の
成分 析
∼
た
べ
年 債 お よ び き 裂 進 展 抵 抗 に よ る 靭性 評 価 を は じ
､
未 反 応 石 英量
､
粉 末Ⅹ 線 回 折 ( ⅩR D )
.
述
実験 方 法
2 2
量
られて
い
AL C の
､
め と す る 物性 お よ び 化 学的特 性 を 評価 し
.
破壊 挙 動 に
､
従来 か ら物性 値 の 指標 と して 用
｡
いて
つ
材 料 的な 問 題 点 で あ る 欠 けや す さ を 評 価す る こ と は で き な い
A LC の
で
エ
般 的 な特 性 に
一
ン
グ係 数
中央 部付 近 か ら
60
､
60
×
60
×
m
m
の
に 調整 して 圧 縮 強度 を測定 した
一
34
-
｡
ヤ
ン
､
グ係 数 は1 0 0
×
100
×
裾$
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F ig 2 1
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Fi g 2 2
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一
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一
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20 0
1 00
C
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36
-
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c e m e nt
cu
rv
e
･
(p
m
)
200
m
試験体を用
の
m
い ペ
対 して 垂 直方 向 と した
.
験 体 を用
こ の
きさ
の
た
い
く さ び 挿 入 試 験法 (
､
L C
大き さ
の
e
れを
た
い
ン パ ク
コ
､
き 裂開
除荷
､
( 6)
2 00
×
1 00
ン シ
こ で
そ
｡
( C T)
ン
ョ
い
口
2 2 に示
曲線 上
､
の
すよ う に
部変位 を 測定 し た
R m E M
60
､
傾き か ら
に 対 して 評 価 し た
m
まで 入れ
60
×
の1 0
ドキ
ン
エ
い
｡
実際
､
m
大
の
m
た( F i g
2 2)
-
･
｡
% に調整
土2
はクリ
口部に
試 験体 に は
｡
60
×
先端 は 0
､
日本
-
15
･
m
m
プゲ
ッ
ー
の
ジ
プ を 接着 し
ャ ッ
法 を実 施 し た
( 4)
荷 重 速 度 は0
｡
細 線は
0
F ig
､
05
.
J
m n
2 3 に示す
-
･
を 算 出 し 非線 形 破壊 に 用
き 裂長 さ ( A a)
in
m
コ
い
と した
ン
プラ
られ るJ
｡
結 果 と 考察
2 3
.
ALC の化
2 3 1
.
.
各A
L C の
学的特 性
全 岩 化 学 組 成 を T a bl e
イ ト の 理 論 組 成 は C a/( Si + Al )
組 成 は0
れは
.
よりも低く か
83
原 料 に使 用 し て
､
つ
=
C
C a/( A
l
い値
砂
の
｡
(0
また
+
Si)
こ
の
.
結果
とが わ か
75
∼
っ
となる
ずれ
のA LC
.
い
､
1 18
た
｡
トバ
モ
全岩 組成 上
｡
66
.
∼
0 4 3)
.
量 お よ び粒度
お よ び 創 成 分 が 全 て 反 応 して
比 は0
す
あ る に も か か わ らず
a
Ⅹ m
ある
-
.
社独 自 の 配 合 で あ る こ と に よ る
､
2 1 に示
0 83 で
幅広
い る珪
､
き 裂 進 展 抵抗 を R 曲線 で 評 価す る た め 負 荷 に 際
｡
ン ス
､
m
2 1)
.
る ため
い
試験 法 を用
予 き裂 開
､
方法 を 用 い た
の
0
大き さの 試
の
m m
で ある( F ig
)
とは発 し
こ
トテ
-
.
プライ ア
ン
コ
年 債 の 算出 に は
ン ス
Fi g
｡
ク さ せ て 負 荷 した
フ ッ
積分
×
S Plitti n g t e st
-
予 き 裂 は 発 泡方 向 に 対 し て 平行 に 深 さ3
｡
して は
り
g
200
､
ネ ル か ら切 り 出 し た 試験 体 の 含 水 量 を 室 温 で 絶 乾 比 重
を 取り 付 け
イア
ed
w
試 験 体 を 切 り 出す
曲 率半径 に仕 上 げた
こ
,
は鉄 筋 で 補 強 さ れ た パ ネ ル と し て 生 産 され て
試験 体を用
LC パ
した
圧縮方 向は発泡方 向に
｡
｡
( 4 5)
般 にA
一
､
には
各A
ジ に よ り 測 定 した
ー
が 推 奨 し た 破 壊 靭 性 試 験方 法 は
RIL E M
では
ゲ
ー
破 壊靭性試験
2 2 4
.
パ
ー
っ
セ メ ン
特徴 は
す
､
トバ
､
モ
ラ
て の A L C の 全岩
べ
と
て い るこ
で
ある
｡
こ
ト の 組 成 な どに よ り 各
未 反応 石 英量 は1 9
､
い
､
とな
の
.
9
-
36 2
る と仮 定 した 場 合 に は
･
､
%
Ⅵ互
の値
をと
反応生成物
の
｡
も 主 要 構成 鉱物 は トバ
モ
ラ イ トと 未 反 応 石 英 で
ライ ト の 0 0 2 面 反 射 か ら 求 め た c 軸 方 向 の 結 晶 子 径
一
37
-
｡
T a bl e 2 1
Ch
_
e
mi
c al c o m
p
t%
w
T a bl e 2 2
-
a v er ag e
T
)
F
63 8
60 2
A 12 0 3
2 1
2 7
2 6
3 3
3 5
3 1
F e2 03
1 7
1 4
1 7
2 3
1 8
2 4
31 8
27 9
35 5
36 0
27 4
31 0
M gO
O 4
0 6
0 8
0 6
0 8
0 5
N
0 0
0 1
0 1
0 1
0 2
0 1
K20
0 2
0 4
0 3
0 3
0 5
0 3
S O3
2 5
2 1
4 6
2 5
2 1
2 4
lOO 0
10 0 0
10 0 0
100 0
100 0
100 0
( w t %)
27 3
36 2
20 4
26 1
33 5
19 9
k
O 53
0 44
0 66
0 66
0 43
0 52
0 93
0 94
1 02
1 18
0 85
0 75
･
･
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17 9
18 6
19 2
0 5
0 7
0 6
0 6
0 5
0 6
0 831
0 8 07
0 7 98
0 79 5
0 7 7･4
0 82 7
0 05 8
0 05 8
0 04 2
0 044
0 036
0 05 1
0 0 25
0 041
0 0 44
0 055
0 0 42
0 05 9
0 0 14
0 01 2
0 0 13
0 0 18
0 0 12
0 0 19
･
･
.
･
.
.
･
.
.
.
.
.
.
.
17 1
･
.
A u ( S i + A l)
.
.
C
.
.
.
.
11 8
.
C 〟( Si + 刃)
.
.
.
.
c al c u l at e
B
.
.
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-
38
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.
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･
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･
･
･
･
･
･
･
･
･
･
十
5
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c r y s t al s
か ら1 9 2
は11 8 n m
.
.
範囲 で あ
の
n m
( T a bl e
た
っ
2 2)
の で
未 反 応 石 英 量 か ら反 応 率 を 評 価 す る こ と は
径
即ち
､
結晶度 を 反 応 の 尺 度 と し て 用 い
､
り求 めた トバ
A TE M に よ
範 囲 を示 し
トバ
､
分 析 電顕 で 求 め た ト バ
モ
( F ig
く な ると
と
｡
トバ
､
敦す る
一
れは
こ
-
トバ
｡
含 有量 が 多 い 程 トバ
5)
の
そ
｡
め られ
組成 はC
.
a
Si
,
の
2 3)
-
｡
Fig
2 6
-
.
.
e
の ALC
こ の
極 大 値 は0
い ほ
.
0
叫
m
付 近 と0
ー
ど小 さ な 細 孔 ( 0
致 し
また
ブ処理 時間
､
､
な
い こ
径
の
､
m
g
.
795
とす る
ぜ
0 831 の
∼
.
た ( T め1 e
っ
サ
つ の
一
､
にA
ンプ ル
また
｡
組成
2 2)
-
｡
を除き
A LC
､
｡
､
中の
025
S
,
,
レ
ブ処 理 時 間 が 長
ー
結晶 性 が 増 加 す る と い う 報 告
､
0 059 で
∼
.
K
あり
傾 向 を 示 した ( Fig
い
ネ
ッ
を含 ん で
い
ー
全岩化学組成
､
･
2
-
ト様 物 質 が 少 量 認
る
｡
の
範 囲 に あ り 大 き な差 は な い ( T ab l e
.
0
叫
の
付 近)
m
｡
こ の
増加 に よ る ト バ
モ
( 2 3)
拍エ
と を示 し た
｡
,
従
は オ
っ
て
ー
､
トク
レ
ら
､
､
結果 は
､
結晶子径
｡
極大値に 分かれ
極大値の ピ
ー
い る こ
eJ
a
結晶 子 径 の 増 加 に よ る0
緻密 な部分 と
-
40
増加 は
､
ー
､
-
0
.
丹
ク位置は
( 2 , 3)
αエ
.
0
っ
m
､
.
付近
い
｡
っ
て
の
大
､
結晶性 が
1 ドm
が示 し た オ
付 近)
ー
トク
の
変 化傾 向 と
こ
と を示 唆す る
一
｡
て 全 細 孔 容 積 は 変化 し
叫 m 付近
A LC の
マ
の
トリ
粗 な部分 に 変化 し て
､
m m
増加 に 従
の
とが 可能 で あ る
ブ処理 時間 によ
の
13
大 き な 細 孔 (0
､
M 摘ud
.
細 孔 径 分 布 を示 す
ル の
ラ イ ト の 生 成 に 伴 う細 孔 径
.
のか
の
つ
つ
は よ り 小 さく
減 少 と0 叫 m 付 近 の 細 孔 の 細 孔 半径
が 比 較的 均 質な も
プ
ン
も 直径0
相当 の 気
ずれ
m
さ らに
｡
のA L C
い
極 大 値 を持
の
反 応 の 尺 度 と し て 結 晶 子 径 を用
M it s u d a
比 は0
トク
ー
イ ドロ ガ
ハ
M g
,
付近 の2
1 ドm
.
は よ り 大 きく な る 傾 向 が あ る
レ
.
に水銀圧 入 法 に より求 めた各サ
き な細 孔 量 が 多 く な る 傾 向 が あ る
高
ら0 7
5 か
も 1 Ll m 以 下 に 細 孔 分 布
ずれ
い順
結 晶子
､
細 孔 径 分 布 およ び 比 表 面 積
､
平均 気 泡 径 は0
､
は0
等粒 状 の
､
画 像解 析 に よ り 求 め た 気 泡 径 分布 は
泡 が 最 も多く
オ
ラ イ ト の 刃 含 有率 も 高
モ
Al を 主 成分 と しF
,
比は
鳳 C の
､
刃/( 刃 + Si) 比
分析 電顕 下 で は
､
気 泡 分布
2 3 2
.
､
他
小さ
こ で以後
結 晶 子 径 は大 き く な る 傾 向 を示 す
､
比は減少 し
C 〟( 刃 + S i)
の 刃2 0 3
程
い
,
a e ′ αエ
ライ ト の
モ
の
そ
｡
以下で あ
83
.
い
Si)
+
の C 〟( 〟 + Si)
(2 3)
M 加血d
､
ラ イ トの
モ
結 晶 子径
､
原 料配 合 が 異 な る
L C の
ラ イ ト組成 比 よ り も 高 い 値 を示 し た
モ
ラ イ ト の 平 均 C 〟( 刃 + S i) 比 が 低
2 4)
.
きな
で
ラ イ ト の 平 均 C a/( Al
モ
未 反 応 石 英 量 か ら 推 定 し た生 成 水 和 物
トバ
｡
ライ トの 理 想組 成で あ る0
モ
各A
-
い
細孔 の 細 孔 半
組織
ッ
ク
ス の
る
こ
と を示 唆
T a bl e
2 3
M
-
B u lk d e
A
M
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3
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5 46
527
491
486
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5 17
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0 66
0 49
0 65
0 55
0 51
0 54
)
0 14
0 14
0 14
0 14
0 14
0 14
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26 2
20 5
15 9
18 8
20 1
19 0
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4 69
5 18
5 34
5 48
5 51
6 25
1 92
2 28
2 13
2 14
2 23
2 34
7 60
6 21
5 76
5 24
5 83
6 17
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m
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.
.
2/
P
.
a
.
(G Pわ
G F ( N/
m
.
)
.
-
41
-
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0 1
0 01
.
1
.
P o r e D ia
F ig 2 6
-
･
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-
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42
-
1 00
10
aJ m)
f A LC
m e
%
s
･
am
Pl e s
,
Sh o w
in g
する
｡
比 表面 積 は1 5
9
.
26 2
∼
は低 下す る傾向 があ る
の
反 応 生 成物 が C
S H
-
(T
.
圧 縮 強度 お よ びヤ
.
各A
数 は1
ら2
ぉよび トバ
モ
.
3 Gp
｡
値をと
の
a
致す る
一
A L C の オ
､
圧 縮 強度 は 4
､
( T a bl e
た
っ
3
2 3)
｡
の 影 響 を受 け る と
2 7 に示す
され て
緻密 な 組 織 が 形 成 され て
え られ る
い
｡
た
.
被壊
ネル ギ
エ
｡
また
細 孔 径 分布
ー
G 下値 は
A LC
､
中
､
5 2 か
.
さ らに
､
モ
ら6
ラ イ ト生 成 と
L C の圧
( 2 , 3 , 5)
る
い
a
､
ヤ
ン
縮 強度 は
､
グ係
比重
圧縮強度と トバ
｡
では
い るこ
結晶 性
､
3 M P
.
､
圧縮強度に は
とがわ か る
ト
｡
の 上昇ととも に よ
( F ig
2 7)
い る
の
も
り
と考
-
.
｡
反 応 石 英 量 と( ヰ と
異なる こ と と
あ
っ
た ( F ig
リ
ッ
ク
ス
トバ
モ
､
.
2 N/
m
の
い
ン
圧縮強度の 高い も
2 8)
( 5 7)
,
-
.
構 成粒 子
｡
の
･
は よ い
ー
間 に 相 関 関係 は 認 め られ な か
の
の
GF は
A LC の
ト
バ モ
必 ず し も高
ライ ト
いG F
を示
相 関 を示 さ な い
っ
ー
タ
の
中でG
下と よ い
たが
っ
は 高 く な る も の と 考 え られ る
､
各A
たた め
っ
｡
-
43
-
た
｡
L C の石
一
また
､
て
､
,
｡
未
英源 岩 が
概 に 比 較す る
こ
相 関 を示 し た の は 嵩 密 度 で
の
多孔 体 の 場 合 は
す な わ ち 嵩密度 が 大 き い 程
､
っ
で あ る と 考 え られ る
ー
よ う に気 孔 率 が 約8 0 %
接触 点 数 が 多 い
従
｡
､
(5 7)
タ
粒 子 組 成 を測 定 しな か
今 回測 定 した デ
｡
のは
｡
ラ イ ト生 成 に と も な う物 性 変 化 で あ る 比 表 面 積
グ係 数 は 独 立 し た パ ラ メ
未 反応 石 英
､
値 を示 し た
泡 径 と の 間 に も 明 瞭 な 関 係 が 認 め られ な か
G 下と平均 気
とは でき な
の
ら7
お よ び ヤ ン グ係 数 と の 間 に も q
､
年イ直と圧 縮 強 度 や ヤ
ー
トバ
ブ処理初期
ー
｡
結 晶 子 径 と は よ い 相関 を示 さ ず
さ ない
ギ
レ
破壊靭性
2 3 4
の
トク
が圧 縮強 度 の 上 昇 に 寄 与 して
これ
｡
7 か
影響 を及 ぼ し て
ヤ ン グ係 数 も 圧 縮 強度 と 同様 な 傾 向 を 示 す
.
､
今回 の結果
-
.
.
般 にA
一
-
ライ ト の 結 晶 性 は 細 孔 構 造 に も 影 響 を及 ぼ し
バ モ
ー
｡
ラ イ ト の 結 晶性 が 強 い
モ
れは
( 2 , 3)
結晶 子 径 と の 関係 をF i g
比重より も トバ
結 晶 子 径 が 大 き く な る と比 表 面 積
｡
グ係 数
ン
ラ イ ト生 成 量
モ
ライ トの
こ
-
嵩密 度 は4 9 0 か ら5 4 0 k g/ m
LC の
9 か
.
2 3)
able
と も に 減 少 す る と い う報 告 と
2 3 3
値 をと る
g の
あ る 時 に 比 表 面 積 は 最大 に な り
で
-
2/
m
.
､
破壊
マ
､
エ
ト
ネル
(
再
(
0
d
圧
邑
望
8
壬
s
ぎ
⊃
l
6
聖
⊃
P
O
l
S
∑
4
掌
S
領
■
ぎ
2
空
コ
d
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○
0
ト
O
10
5
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20
15
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F ig 2 7
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480
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.
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.
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-
46
_
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15
a
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m)
f A L C bl o c k s
.
20
き 裂進 展 抵抗
2 3 5
.
.
各A
曲 線 をF i g
LC のR
を表す
の に対 し
曲線 は
R
､
評価す る事 がで き る
を表 す
も1
∼
A
｡
2 N/
a
が0
で
m
の
時
あり
差 が 生 じ は じめ る
2 9
-
.
に示 す
き裂が進展す る過程
､
す なわ ち
｡
図中
､
大 き な差 は な
従
｡
っ
て
､
い
い
に均
に応 力 が 加 わ る 場 合 と 異 な り
一
る と 考 える
こ
とが でき る
放 が 材料組織 の 違 い に よ
る
きは
､
LC の
の
ー
ネル ギ
ギ
き 裂進 展 抵 抗
の
エ
ネル ギ
ー
ー
ー
量 を
大 きさ
は 各A L C と
い
抵抗 性 に
違 い は き 裂 進 展 抵抗 の 違 い を
き 裂進 展 抵抗
で の
の違 い
ネル ギ
エ
ー
の
は
材 料全 域
､
蓄積 お よ び 開
て 微 妙 に 変 わ る こ と を 反 映 し て い る も の と 考 え られ
結論
( 1)
トバ
モ
ラ イ ト の 結 晶子 径 は ト バ
( 2)
トバ
モ
ラ イ ト の 結 晶 子径 は圧 縮 強 度 の 指標 と なり う る
( 3)
トバ
モ
ライ トの 結晶子 径
の
( 4) 破壊
エ
ネル ギ
GF
ー
G 下は A L C の 比 重
( 6) G F
の
ラ イ ト組 成 とよ
モ
増加 と と も に
緻密 な 部分 と 粗 な 部分 に 分 か れ
( 5)
エ
ル
ネ
エ
き裂の 進 行 に ともな
､
ネル ギ
全破 壊
費や され る
変形 に 要 す る
局 所 領域
､
で
の
｡
2 4
.
っ
エ
各A
｡
の
の傾
しか し
｡
全 破壊
表 して
曲線
の
す な わ ち線 形 領 域
､
､
値 は 材 料破 断 ま で
GF
｡
く
て い
い 相 関 を示 し た
A LC の
､
一
致 を示 し た
パ
ラメ
ー
組織 は均 質な も
タ で ある
｡
違 い は 線 形 領 域 以 降 の き 裂進 展 抵 抗 の 違 い を 現す
｡
-
47
-
｡
｡
｡
は圧 縮 強 度 と は 独 立 し た
とよ
い
｡
の か
ら
､
参考 文 献
1
･
2
･
3
4
5
.
.
.
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M it s u d
.
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･
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.
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-
,
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.
.
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.
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･
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.
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,
.
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,
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-
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,
.
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( 1 9 8 5)
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-
,
( 1 9 9 2)
( 1 9 6 8)
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,
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G
･
第3 章
A L C の オ
トク
ー
レ
ブ処 理 に よ る ト
ー
生 成 過 程 と 引 張 軟 化 則 の 変化
3 1
序論
3 2
実験方 法
.
.
3 2 1
試料
3 2 2
評価
.
.
.
3 3
.
.
生 成物
( 2)
石 英反 応 率
( 3)
圧 縮 強度 お よ び ヤ
( 4)
被壊靭性
3 3 1
生 成相
の
3 3 2
生 成相
の 組 成 変化
3 3 3
圧 縮 強度 お よび ヤ
3 3 4
破壊
3 3 5
き裂 進 展 抵 抗
3 3 6
引 張 軟化 特性
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
の
ン
グ係 数
結果 と 考察
.
3 4
同 定お よ び 定量
( 1)
.
エ
変化
ネル ギ
ン
グ係数
ー
結論
参考文 献
-
49
-
バ モ
ライ ト
の
ALC のオ
第3 章
トク レ
ー
ブ処 理 に よ る トバ
ー
ラ イ トの
モ
生 成 過 程 と 引 張 軟 化 則 の 変化
序論
3 1
.
を含 め オ
鳳 C
トク
ー
般 に圧 縮強度が用
一
a et aL
M it s u d
た
( 1 2)
,
レ
られ る
い
は トバ
細 孔 容積 率 に つ
､
ト の 生 成 が 破壊
れて
な
い
い
ら0
05 0 1 岬
へ
-
･
･
と よ り 微 少 な 細孔
と を報告 した
い こ
しか し
0
年 や 破壊 挙動 に お よ ぼ す影響 に
ー
製品 の オ
鳳 C
､
と も な う物 性 変化
トバ
､
ま
モ
ライ
明 らか に さ
い ては
つ
と
､
と 変化す
へ
､
い て
うち
の
て 検 討す る
っ
トク
ー
レ
ブ 処 理 過程 で
ー
トバ
の
ラ イ トの 生 成 に
モ
特 に 破壊 挙 動 の 変 化 過 程 を 数値解 析 に よ る 引 張 軟 化
､
｡
実験 方 法
3 2
.
試料
3 2 1
.
.
出発 物質 と し て
灰1 5
.
6
w
t%
膏4 Ⅵ
石
､
珪砂60
､
硯
2 97 O
純 度 は Si O
t%
の
む
出発 原 料 を水 / 固 体 比 0
｡
し込 み
w
･
で水
常圧 下
､
16
,
3 2 2
.
.
(1 )
時間オ
トク
ー
4
w t
%
､
普 通 ボ ル トラ
レ
ン
ー
Al 2 0 3 1 2 %
･
7 の ス
･
ラリ
行と金属
ボ デ ィ と した
ブ 処 理 して
ー
刃 の発
ト2 0
ン
ル ミ
ニ
･
O
w t
そ
ブ
ロ
生石
､
い た
綿雲 母 を少 量 含
0
の モ
の後
ッ
%
ウ ム を用
300
×
3 00
×
m
m
ー
泡 に よ り 最終 嵩密 度 が 約 5 0 0
0
瓜 C
ドセ メ
不 純物 と して
､
と して 3 0
ー
ン
微量 の 金 属 ア
あり
で
･
､
の進
和
な る よう に 多孔 質 グ リ
8
･
お よび発 泡剤と して
､
珪砂
,
叩 か
こ
つ
､
｡
本章で は
特性 に よ
材料 の 物性 の 評価 に は
ム
ラ イ ト の 生 成 過 程 と 物性 変 化 に
モ
は 変化 が な
いて
ネル ギ
エ
トバ
0
ウ
ル シ
ライ ト の 生 成 に と もな い 圧 縮 強度 が 増 加 す る
モ
細 孔 径 分布 の 極大値 は6
､
るが
4
ブ処理 ケイ酸 カ
ー
18 0 ℃
､
ル
ドに 流
k g ′m 3
と
飽 和水 蒸気 圧 下 で 1
ク を 作製 し た
｡
フ
2
,
0
評価
生 成物 の 同 定 お よ び定量
全 て
の
サ
ン
プ
ル に
走査型 電子 顕微鏡 (S
顕微鏡 (A
TE M
)
つ
E M
を用
い て
粉 末Ⅹ 線 回 折 ( Ⅹ
m
に より 生成相 の 同定 を
)
に よ り 形 態 観 察 をそ れ ぞ れ 行
)
い て
､
､
全て
の
サ
_
ン
50
プ
一
ル
中の トバ
モ
っ
た
｡
また
､
分析 電子
ラ イ ト結 晶 の 組成 に
つ
､
を
い て Si
ベ
に し た原 子 比 で 求 め た
ス
ー
分 析方法 は M i
(1 , 2 )
に従
a e ′ αエ
血d
た
っ
分析 数 は 1 サ
｡
ン
プ
ル に
石
｡
英 の 反応率は
塩 酸処 理 に よ る 湿 式 分析 に よ り 求 め た
､
塩 酸 中 で9 5 ℃ で 1 0 分処 理 後
を湿 潤 状 態
で 炭 酸化 し
で9 5 ℃ で15
分 処 理 して 不 溶残 分 を 求 め未反 応 石 英量 と した
の反応率
各A
.
( 反 応 量 / 総 石 英 量)
LC
ブ
ロ
調 整 して
% に
グ係 数は1 個
破壊靭 性
の
の
試 験体 に
評価は
体 の 大き さは100
｡
100
100
×
×
C O3
a2
これ か
｡
ら
ン
プ
ル
溶液 中
､
石英
｡
試 験体 を切 出 し
の
m
m
圧縮強度と
､
ペ
ー
パ
ー
ゲ
そ れ ぞ れ 測定 した
いて
つ
100
×
ン パ
コ
100
×
ク トテ
と し
m m
℃
70
､
で 含水
ジ法 に よ り ヤ
ー
ン
量 を絶
グ係 数 を
測 定 は 圧 縮 強度 は2 個
｡
ヤ
､
｡
｡
変位 を 測 定 し た
試験体に は
荷し
｡
荷 重 速度 は 0
､
ン シ
ン
ョ
(
試 験 に よ り 実施 し た
C T)
予 き 裂開
.
05
m
口
部 に はク リ
エ
ン
ドキ
/ 血 と した
m
ャ ッ
G
｡
婚
ッ
プゲ
ー
｡
R
曲線 は
コ
を 算 出 し 非線 形 破 壊 に 用
( 5)
線 モ デ ル を仮 定 し
､
い
ン
プライ ア
ン ス
先端 は0
ジ を取 り 付 け
プ を 接着 し
､
こ
曲線 上
の
､
られ るJ 積 分 に 対 し て 評価 し た
非線 型 最 小 2 乗 法 に 基 づ く デ
ー
タ
｡
試験
15
Ⅱ 皿
き 裂開
させ
の
曲
口
部
て負
( 4)
方 法 に 準拠 した
除荷
傾き か ら
､
.
フ ック
れを
の 算 出 はR m E M の
き 裂 進 展 抵 抗 を R 曲 線 で 評価 す る た め 負荷 に 際 し て は
法 を 実施 し た
､
｡
の 1 0 士2 % に 調 整 し
含 水 量 を 室 温 で 絶乾 比 重
､
裂 は 発 泡 方 向 に 対 し て 平 行 に 深 さ5 0 汀 皿 ま で 入 れ
予き
率 半径 に 仕 上 げ た
､
% N
w t
サ
破壊靭性
(4)
り
.
グ係数
ン
ク か ら1 0 0
ッ
を算 出 した
圧 縮 方 向 は 刃 に よ る 発 泡 方 向 に垂 直 と し た
｡
5
､
0 5g の
｡
( 3)
乾 比 重 の 1 0 士2
求め た
1 2N
､
圧 縮 強度 お よ ぴ ヤ
(3)
た
､
石 英反 応 率
( 2)
ン
き4 0 結 晶 と し
つ
コ
､
ン
プ ライ ア
ン ス
き 裂長 さ ( △a)
引 張 軟化 特 性 は2 直
フ ィ ッ テ ィ ン
グ法 に よ
実験 で 得 られ た 荷重 変位 曲 線 と の 差 が 最 小 に なる よ う に 2 直線 の 形 状 を 決
定 す る4
つ
の パ
ラメ
ー
タ
ー
(ら S l
,
W l
,
W 2)
お よ び 弾 性係 数 を 繰 り 返 し 計算 に よ り
( 6)
求めた
｡
-
51
-
｡
T
S
=
什
胴
珊
.
=
〓
り
ー
.
.
ベ
ー
J
l
l
_
l
■
5
I
【
1 0
25
l
C
Fi g 3 1
-
･
X
-
T
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O W
e
rm
d
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0
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,
Q
K
m s
=
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f
l
(d
a u t o cl a v e
a rt Z
,
ー
S
=
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1
1
■
1
一
Se
-
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d
,
35
)
.
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ri cit e
I
-
一
30
20
α
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l
A
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,
B
d fb r
=
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b elit e
･
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･
1 0 Il
Fi g
3 2
-
･
S E M p h ot o g r a p h s
of
A L C
-
53 -
m
a u t o cl a v e
d fb r 2 h
( a)
an
d 1 6 h ( b)
.
結 果 と 考察
3 3
.
生 成相 の 変化
3 3 1
.
.
オ
トク
ー
様 ケイ 酸 カ
ン
レ
C 3 S)
,
示す
トク
ー
C
､
トバ
モ
方
一
-
お よび ピ
S H)
-
で
の
エ
ライ ト ( 2 0
ー
-
32 1
=
.
ー
ン
ボデ
a
-
それぞれ示 す
体 で ある
成長 し て お り
Ⅹ m
､
.
間 に よ る 変 化 をF i g
れ トバ
モ
そ
の
後
) および
モ
-
ラ イ ト は 電 子 顕微
処 理 時間
､
ピ
時間 の オ
2
い
くも
の
経過 と と も に
の
と 考 え られ る
ー
ラ イ ト (2 0
レ
トク
ー
ー
32 6
=
.
トバ
モ
3 1)
｡
-
.
0
)
の
｡
反
ブ処理 まで若干
なお
｡
､
｡
トク
ー
レ
ー
さ が 数 巨m
の長
ブ処 理 し た A
の
L C のSE M
薄板 状 の ト バ
ラ イ ト板状 結 晶は 主 に そ
の
モ
写真 を
ラ イ トが 主
厚 み を 増す よ う に
見 られ た よ う に 処 理 時 間 と と も に 結 晶性 は 増 加 し て
3 3 に
-
.
S H
-
-
示す
E M では
ー
トク
レ
ー
認 め られ る
そ
｡
モ
ライ ト の
C a /( Al
+
.
C a/( Al
､
Si) 比 の
より も高
い1 05
.
S i) 比 は 低 下 す る
ー
と
Si) 比
で は トバ
m
+
+
オ
の
トク
ー
Al /( Al
+
レ
ー
い
く
｡
S i) 比 は
ブ処理 時
､
それ ぞ
お よ び Si の 瓜 に よ る 置 換 率 を表 す
､
､
の C a /( A
l
83
ライ トの組成
モ
こ こ で
ブ処理で は
ラ イ ト の 理 想 組 成 で あ る0
もに トバ
｡
と トバ
ライ ト の 構 造 に 基 づ く 組 成 比
時 間の オ
たがT
モ
で
では
によ り 測 定 し た C
A TE M
1
トバ
､
3 1 に
.
生 成相の 組 成変化
3 3 2
.
時間処理 で は 長辺
時間処理
16
｡
2
石
､
ライ ト が 主 要 な反 応 生 成物 に な
モ
｡
を処 理 時 間別 にF i g
ン
ー
ある が
0
､
,
｡
タ
に 見 ら れ た C a( O H ) 2 は1 時 間 処 理 で な く な る
ィ
) ( b) に 2 お よ び 1 6 時 間 オ
3 2(
e
u r
が 残 存 して お り
β C 2 S)
-
,
結 晶性 が 増加 して
､
綿雲 母 は 珪 砂 に 含 ま れ る 不 純物 で ある
Fig
パ
郡
S H で
-
射 強度 は 1 時 間 処 理 で か な り 低 下 す る が
グリ
elit e
トの 主成 分で あ る
セ メ ン
､
トリ
ニ
あ る 石 英 は 処 理 時 間 と とも に 反 射 強度 が 低 下す る ( F ig
セ メ ン ト に含 ま れ る
｡
いて は
つ
お よび
｡
ラ イ ト の 反 射強 度 は 強 く な り
残存する
､
ライ ト ( b
ー
水 和 生 成 物 と し て 非 晶質
､
消 石 灰 ( C a( O H ) 2)
-
時 間 以 降 で は トバ
2
｡
中に は
ィ
時 間 処 理 ま で 多 く 認 め られ る
S H は2
出発 原 料
､
-
反 応 生 成物 は 主 にC
の
鏡 下 で 少 量 認 め られ る
り
(C
ブ 処 理 に よる 生 成相
ー
時 間処 理
1
｡
レ
ボデ
ン
ー
出発物質に
｡
英 は ほ ぼ未反 応 の ま ま で あ っ た
オ
ル
ェ
認 め られ る
D で
ラ イ ト ( alit e
ー
エ
グリ
の
ウム 水和物 ジ
ル シ
ガ イ トが ⅩR
ブ処理前
ー
54
-
モ
｡
ライ ト は 確 認 され な か
分散 は 大 き く
を示 し た
､
平均 組 成 は ト バ
処理 時間
｡
とともに組成比
の
っ
の
経過 と と
分散 が 小 さく な る
｡
(
誘
+
一
<
〇1
.
)
､
l
<
0
1 6
10
A u t o cI a vi n g Ti
F ig 3 3
V
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D
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謡
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0
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10
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-
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0
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-
56
-
(h)
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g tl
m
e
.
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artz
/ t o t al q u
)
a rt z
時間処理以 降は
8
トバ
､
ラ イ ト の C 〟( 刃 + Si) 比 は 理 想 組 成 を下 回 り
モ
減少 傾 向 は 緩や か に な る
の
時 間 に か か わ らず
く 認 め られ る
ほ ぼ
､
て は
-
る
トク
レ
ー
S i) 比 は 処 理
+
そ
､
後 ほぼ
の
原料
｡
場 合 の 石 英反 応 率は5
あり
7% で
の
.
オ
ー
トク
レ
ブ 処 理 時間 に よ る
ー
嵩密 度 と と も に Fi g
2 O M P
a
を示 し
それ以 上
に示 す
3 5
-
.
の オ
トク
ー
レ
うに トバ
( 1 3 , 7 9)
破壊
破壊
エ
G F は
､
T E M
ネ ルギ
エ
ネル ギ
時 間処理
3 4)
い
､
刃/( 刃 + S i) 比 に
､
の29 % か
従
-
.
ずれ
つ
い
｡
ら8 時 間 処 理
て8 時 間 ま で は
っ
､
ラ イ トに な る と仮 定 した
モ
レ
トク
ブ処 理
ー
トバ
で
モ
ライ トの
に よ り 求 めた ト バ
モ
グ 係 数 の 変化 を 試 験体
の
｡
圧 縮 強度 と ヤ
､
圧 縮強度は
の
結果 と
こ
と が 判る
っ
従
｡
ー
､
ヤ
ン
トク
レ
｡
ン
の オ
時間
､
っ
トク
ー
処 理 で は5
て も 強度 の
致し
一
1
､
卵 寺間
､
.
7M p
a
レ
ブ処 理 で
ー
となる
増 加 は 認 め られ な い
モ
て
従 来 か ら 指摘 さ れ て
L C の圧
｡
こ
ラ イ ト の 生 成 が停 滞す る
トバ
､
しか
｡
い
るよ
縮 強 度 に 大 き な 影響 を 与 え
グ係 数 は圧 縮 強 度 と 同 様 な 傾 向 を示 す
｡
ー
G F の オ
ー
ブ 処 理 時 間 に 対 す る 変 化 をFi g
ー
圧 縮 強度 で 見 られ た よ う な ト バ
する に留まる
-
また
｡
加 傾 向 は 認 め られ ず
3 6)
｡
-
る と 考 え られ る
｡
1
､
ー
ラ イ ト の 結 晶性 ま た は 生 成 率 は A
モ
-
す
また
｡
こ の結果 はA T E M
｡
ブ処 理 を行
ー
と圧 縮 強 度 の 増 加 も 停滞 す る
.
経過 と と も に 減少 し
多
ライ ト の 生 成 量 は 増加 し て い る と 考 え
処 理 時 間 と と も に 増加 し
､
れ は石 英 反 応 率 お よ び A
.
は
致す る
一
でT E M で
圧 縮強度 お よ び ヤ ン グ係数
3 3 3
3 3 4
モ
と 考 え られ る
変化傾 向 と
､
の
そ
､
い て は処理
つ
時 間処 理 ま
つ
｡
郎寺間 の オ
､
ラ イ ト の C 〟( 刃 + S i) 比
し
時間
-
ウ ム 成分 が 全 て ト バ
の カル シ
の
.
-
定 と な る ( F ig
一
生成が ほぼ終了 したも
.
C S H は2
｡
ラ イ トよ り も 高 い 値 を示 し た
モ
ブ処理 時間 ととも に トバ
とが 出 来 る
こ
.
-
まで 増加 し
の 55 %
ー
を示 し た
の0 03
Aレ
( 刃 + S i) 比 に
ラ イ トの
モ
英 反 応 率 ( 反 応 石 英 量 / 総 石 英 量)
石
オ
トバ
､
ラ イ ト と ほ ぼ 同 じ値 を示 し た
バ モ
ト
､
定
一
l
C S H の C a/( A
｡
処理 時間で も トバ
の
また
｡
か
､
､
ただ し
1
1
､
に 見 られ る よ う に
時間処 理 で
､
の5 1N /
.
モ
m
3 5( d) に
-
･
示
ラ イ ト の 生 成 に と も な う顕著 な 増
か ら1 6
時間処理
の6 4N/
.
m
へ
と漸 増
時 間 処 理 と1 6 時 間 処 理 の 試 験体 の 荷 重 変 位 曲 線 ( F i g
処 理 時 間 に よ り 破壊 挙動 は 変化 す る
-
57
-
｡
すなわち
､
処理
･
雪 55 42 00
盲
〉
亡
ユ
言 50 0
(
可
d
≡
)
6
6
4
2
0
(
3
再
d
盟
2
山
1
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(
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､
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2
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Fi g 3 5
-
.
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B ul k d e
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e n e rg y
( d)
( a)
o
,
C O m
f bl o c k
Pr
e S Si v e
sa m
st r e n
pl e s
-
58
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-
a
g th
(h)
( b)
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1 00
0
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-
･
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i n g D i s pJ a
c e m e n t c u rv
d fb r l h 2 h 8 h
,
-
59
,
-
eS
an
e nt
c e m
Of
bl o c k
d 16 h
.
s a m
( JJ
pl e s
m
)
時 間 が 増加 す る と
そ
の
荷 重変 位 曲 線 の 最 大荷 重 が 増 加 し
､
方 で 脆化 す る 傾 向 が 現 れ る
一
引 張 軟 化 特 性 に よ り 検討 す る
.
曲 線 か らは ( Fig
R
を 評価 す る
エ
オ
トク
ー
レ
3 7)
れる
を
ー
図上 の A
｡
以上
｡
の結果 は
の
る も の と 考 え られ る
また
｡
時間 に と も な う漸増傾 向 は
に要 す る
ネル ギ
エ
.
Fig
トク
レ
3 8 にデ
u re
-
モ
当 し
の
a
が3
量
ー
挙動 に 要
大き さ をそ れぞ れ表す
の
て △a 0 の J 積 分値 が 増 加 す る
まで
m
イ
､
前 述 した 全 破壊
､
き 裂 進 展 抵抗
ダ
す なわち
ン
の
圧 縮 強度 お よ び ヤ
､
ン
､
グ係 数
形成 の 影響 を強 く 反 映 し て
ー
ネル ギ
エ
｡
傾きが大 きく な る傾 向が見 ら
の
き裂 進 展 抵 抗 が
､
｡
方
一
=
っ
m
バ
ネル ギ
エ
時 の J 積 分値 は 線形 ( 弾性)
0 の
の 増 加 の 影響 が 強 い
ー
変化 よ り
オ
の
ー
む しろ
､
レ
トク
ー
い
ブ処理
ー
き 裂発 生 過 程
､
｡
デ
( F ig
ル では
3 8( a))
-
.
( 6)
い る
第1 勾 配
の
デ ル とと もに示す
の モ
なお
｡
､
全破 壊
ネル ギ
エ
ー
は2
｡
数値解析 に よ り
時間処理
2
直線 引 張
｡
直線 で 囲 ま れ る 面 積 に 相
と
絶 対 値 の 増大 が 最大 荷 重以 降 の 脆 性 的 な 挙 動 に 対 応 する
こ
更 に全 破壊
エ
ー
軟化 開 始 応 力 ちの 増 大 は 最 大 荷 重 の
､
こ
､
ー
16
､
第1 勾 配 は 初 期微 小 破 壊領 域 の 形 成 に 必 要 な エ ネ ル ギ
の
増 大 に 最 も 大 き く 寄与 し
､
グ法 に よ り 求 めた2 直線引 張 軟化特性 の オ
荷 重 変位 曲 線 の 2 直線 近 似 は 不 可 能 で あ っ た
､
引 張 軟化 特 性
､
フ ィ ッテ ィ ン
タ
ー
い て は
つ
と 直接 関係 し て
ネル ギ
の 増加 に
ー
も
なが る
つ
ま
､
とが
( 1 0)
ゎか
っ
オ
の
A
､
ブ 処 理 時 間 に よ る 変化 を そ
ー
試験体 に
軟化
幅
違 い をR 曲線 お よ び
引 張 軟 化 特性
3 3 6
た
=
増加 に と も な
特 に 初期
､
ラ イ ト生 成
モ
a
ま た 曲 線 の 傾 き は き 裂 進 展 抵抗
､
ブ処理 時 間
ー
と同様に トバ
の
の
き 裂 が 進 展 す る 過 程 で 費や さ れ る
､
曲 線 の 傾 き は 長 時 間処 理 ほ ど
.
動
｡
-
.
とが でき る
こ
ネル ギ
する
R
こ の破壊挙
､
､
き製造 展 抵抗
3 3 5
.
次に
｡
線 形領 域 は 広 が る が
､
てい る
トク
ー
｡
レ
ー
ブ 処 理 時 間 の 増加 に と も な
わ ず か に 減 少 す る 傾 向 が あ る ( F ig
W 2 は
比較 より
に 対 して
､
同程度の 年 債で あ
､
っ
ても
､
い
､
3 8
-
･
矧は 増 加 し
仲))
Fig
｡
60
3 5( d)
-
･
時 間処 理 で は 毎が 低 く
1
処 理 時 間 が 2 時 間 以 降 で は毎が 大 き く 増 加 し
-
限界 仮 想 ひ び 割 れ
､
-
､
そ
の
一
とFi g
W 2
3 8(b)
-
･
が 大き
方で
W 2
と
い の
は 減少
8
(
卓
Z
)
｢
4
0
15
10
5
C r a ck L
Fi g 3 7
-
.
R
-
e n
C u rv
-
20
gth A
Of
eS
61
-
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25
m
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S
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こ
0
(
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)
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｡
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.
と
の
とは
荷 重 変位 曲 線 ( F 圭g
､
比較 か ら
､
に な る こ と と 対 応 して い る
増加 に と も な う 全破 壊
ネル ギ
エ
ネル ギ
エ
結果 と
の
の
ー
増加 と な
っ
敦す る
ー
脆 性 的 な 破 壊 挙動 を示 す よ う
､
は 増加 し
ー
一
絶対 値 は オ
長 時 間 処 理 で は ちの 増 加 が 大 き い た め に
｡
小 破壊 領 域 の 形 成 に 必 要 な
の
引 張 軟 化 特 性 の 第1 勾 配
ブ処 理 時 間 の 増 加 と と も に 大 き く な り
ー
3 6)
-
.
､
初 期微
ごれ が結 果 と して 処 理 時 間 の
､
ており
､
数値解 析 の 結 果 と
一
致
( 1 0)
する
｡
先 に示 し た
郡
､
SE M
ブ 処 理 時 間 が 増 加 す る と トバ
示 して お り
必要 な
れ がA
こ
､
ネル ギ
エ
ー
.
( 1) オ
トク
ー
とも に
､
レ
ー
組織 を 強 固 な も の に し
いる
も
の
ー
トク
こ
レ
ー
とを
初 期微 小 破 壊領 域 の 形成 に
､
と考 え られ る
ブ 処 理 時 間 と とも に ト バ
結晶性 は 増加 し
( 2) 石 英反 応 率 か ら は
の
と 考 え られ る
｡
ライ ト生 成
( 4) 破壊
エ
一
方
､
R
結 晶 は 粗 粒 化す る
時間処理 で トバ
8
ン
グ係 数 は オ
の 影 響 を強 く 受
ネル ギ
ラ イ ト生 成
､
､
ー
は オ
ー
ける
トク
レ
の 影 響 は 比 較的 少
こ
A LC
C a/( A
l
+
Si)
比 は 減 少 する と
｡
ラ イ トの 生 成反 応 は ほ ぼ 終 了 する も
とが わか る
｡
レ
ー
ブ 処 理 と と も に 増加 し
､
トバ
モ
､
トバ
モ
｡
ー
ブ 処 理 と と も に 漸 増 す る に留 ま り
ない
｡
トバ
期微 小 破 壊 領 域 の 形成 に 必 要 な
なる
モ
トク
ー
曲線 お よ び 引 張 軟化 特 性 か ら
を 強く 受 け る
ラ イ トの
モ
｡
( 3) 圧 縮 強 度 お よ び ヤ
( 6)
オ
ライ ト の 生 成 量 お よ び 結 晶性 が 増 加 す る
モ
が 増加 し て
､
結論
3 4
( 5)
L C の
お よ び 石 英反 応 率 の 結 果 は
A TE M
､
エ
モ
､
破壊 挙動 は ト バ
ラ イ ト生 成 の
モ
影響
ラ イ ト の 生 成 お よ び 粗粒 化 と と も に 初
ネル ギ
ー
が 増加 す る が
､
脆性 的 な 挙 動 に
｡
中 の 生 成相 や 組 織 の 変 化 は 破壊 挙 動 と 密 接 に 関係 し て
でき た
｡
-
63
-
い
る
こ
と が確 認
｡
参考 文 献
1
2
3
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.
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.
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6
7
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( 1 9 8 5)
ト 工 学論 文 集
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-
･
( 1 9 6 7)
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P 92 100
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( 1 9 9 1)
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･
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,
第4 章
石 英 粒 度 がA L C の 化 学 的 特 性 及 び 物 性 に 及 ぼ す影 響
4 1
序論
66
4 2
実験 方 法
66
.
.
4 2 1
石 英試 料
66
4 2 2
A L C
試料
68
4 2 3
評価
.
.
.
.
.
.
( 1)
生 成物
( 2)
石 英反 応 率
68
( 3)
細 孔 径 分布
69
( 4)
圧 縮強 度 お よ び ヤ
( 5)
破壊 靭 性
.
4 3 1
.
.
同定お よ び定量
ン
68
グ係 数
69
69
.
70
石 英粒 度が トバ
モ
ラ イ ト の 生 成過程 に 及 ぼ す影響
( 1)
生 成相
の
( 2)
生 成相
の 組 成変化
( 3)
石 英反 応 率
( 4)
石 英粒 度 が ト バ
( 5)
石 英 粒 度 が 反 応 率 に及 ぼ す影響
( 6)
オ
( 7)
ジ
4 3 2
.
の
結果 と 考察
4 3
4 4
68
.
ー
トク
…
…
…
…
…
…
…
.
70
変化
レ
ー
モ
ラ イ ト の 結晶 性 に 及 ぼ す影響
ブ処 理 に 伴 う ト バ
モ
…
…
…
…
…
…
…
78
‥
…
ラ イ ト結晶 の 形 態 変化
…
…
…
.
80
ラ イ トの 生 成
86
石 英 粒度 がA L C の 物性 に 及 ぼす 影 響
88
ャ
イ
…
ロ
( 1)
細 孔径 分布
( 2)
圧 縮 強 度 お よび ヤ
( 3)
破壊
( 4)
き 裂進 展 抵抗
( 5)
ア
( 6)
石 英 粒 径 が 物性 に及 ぼ す影 響
コ
エ
ー
ネル ギ
ス
テ ィ
88
ン
グ係数
92
92
ー
92
ッ
ク
エ
ミ
ッ シ ョ ン法
結論
参考 文 献
-
65
-
に よ る 破壊 挙 動 の 解析
…
…
…
.
96
第 4 章 石 英 粒度 がA L C の 化 学 的 特牲 及 び物性 に 及 ぼ す 影 響
鳳 C
中
の オ
トク
ー
分 析 電 子 顕 微 鏡 を用
を持
c a/ S i 比
比 を下 げ
石英
の
C
つ
-
更にトバ
､
た
べ
調
い て
そ
､
示 唆さ れ て
実際
いて
鳳 C
､
述
べ
知 られ て
ネス
フ
ー
の オ
トク
ー
ブ反 応初期 に 高
ー
い る
レ
そ
､
ブ反応 に お
ー
､
い
の C a/ Si
セ ス
｡
い て は
い るこ
細 粒 石 英 を用
0
､
とで
を 短縮 で き る 可 能 性 が
鳳 C に
､
｡
ス の
ラ イ ト の 生 成 が 終 了 す る とそ
の
モ
鳳C の
､
関係 に
欠 点の
いて
こ
と を示 し た
いては
つ
T
､
LC の
さらにA
L
トク
物性
へ
レ
ー
ライ トの 生成
モ
増 加 も 停滞 す る こ と が
オ
トク
ー
ない
レ
ー
ブ処 理 過程 で
つ
形態
､
の
粒子 組成
微細構 造 に 与 える 影響
､
い て 検 討す る
つ
の
｡
ブ 反 応 を 律達 す る 石 英
及 ぼ す影響 に
一
は 粒 子 径 が 大 き く な る と破 壊
､
い
指標 の
中 に残 存す る 未 反 応 石 英 の 粒
( 4)
組成
､
トバ
､
で ある欠 けやすさ の
A LC
｡
明 らか に さ れ て
ー
つ
しか し
0
ラ イ ト 結晶 の 結 晶 度
モ
つ
一
e ra m u r a e t a
つ
出発 物 質 の 中 で オ
､
圧 縮 強度 に
｡
述 べ た 報告 は な い
も大きく な る
､
関 し て 石 英 粒 度 が 物 性 に 及 ぼ す 影響 に
は
いて
の 変化 過 程 に
反 応 面 だ け で は な く 物性 ま で 含 め
､
いて
しか し
,
を明 ら か に し
0
実験方 法
4 2
.
石 英 試料
4 2 1
.
トバ
､
生 成す る ト バ
､
は
ライ ト の 結 晶 性 が 高 く なる と
製造 プ ロ
を建 築 物 に 使 用 す る 上 で は
ネス につ
本章 で は
が
2)
過 剰 の 石 英 は 未 反応 物 と し て 残 る
､
鳳 C
､
レ
,
｡
(1 2)
子 径 とタ フ ネ
ネル ギ
モ
律速 と な る こ と が知 られ て
た報 告 は ほ と ん ど な い
い る
で あ るタ フ
-
石 英系
一
トク
ー
が未反応 石英と反応 し
S H
-
オ
､
(1
如 エ
s ud a
( 3)
い る
と と も に増加 し
タ
ム
般 に ライ
一
た 総 合 的 な評 価 が 必 要 で あ る が
エ
後C
の
律速 を 解 消 す る 試 み が 検 討 され
こ の
結果
の
反 応過 程 を 仙
の
ラ イ ト が生 成す るム ト バ
モ
､
石 英 の 溶 解 が反 応 の
っ
そ
0
溶 解 が 停 滞 し反 応 が ほ ぼ 終 了 し
だ けで は なく
鳳 C
ブ 処 理 に よ る 生 成物
ー
が生成 し
S H
-
レ
.
出発 物 質 と し て 用
英 (イ
ン
ド産)
をボ
ー
た 粒 度 の 異な る 石 英砂 ( A
い
ル
ミ
ル
に よ り粉砕 し た も
た 総 化 学 組 成 を T a bl e 4 1 に 示 す
-
｡
い
ず れ もSi O
ー
66
一
の
2 の
B
,
を用
C
,
い
D
)
た
純 度が9 9
は
､
Ⅹ肝
0
･
7
w t
%
同 じ源 岩
の 石
によ り 測 定 し
前後 で
､
不純
T a bl e 4 1
Ch
Ti O
3
-
Si O
2
2
A 12 0
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c al c o m
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-
A
99 69
0 15
0 01
0 04
0 00
0 02
0 09 10 0 00
B
9､9 6 9
0 15
0 01
0 06
0 00
0 02
0 0 7 10 0 00
C
9 9 75
0 14
0 00
0 02
0 04
0 01
0 04 1 0
D
99 73
0 15
0 00
0 03
0 04
0 01
0 0 4 10 0 00
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
00
.
.
.
(
ポ
80
)
s
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再
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B
,
C
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･
物 と し て 刃 2 0 3 を0
ジア
のメ
ン値は
比表 面積 軋
4 2 2
2/
m
.
ロ
出発 物 質 は
15 6
t
w
.
%
g
.
w t%
B は7 5 p
B は1 2 8
､
ドに 流 し込 み
m
3
.
ルA
4
b を
∼
%
Ⅵ互
.
C は0 9 1
､
前後 で あ り
m
D は3 2 3 p
､
m
･
-
2/
g
で あり
m
･
D は0 5 5
､
粒子径
0
2/
m
･
B E T
､
ある
g で
石 英C か らD に相 当 す る
､
o
｡
組成 は
い
ず れ も 同 じで
水 / 固体比0
､
.
C a/( A
l
､
7 の ス
ラリ
常 圧 下 で 水 和 進 行 と金 属 刃
､
℃ 飽 和水蒸気圧 下 で0
.
ン
ー
5
+
時間
3 00
､
48
.
伽 互%
作製 し た
生 石灰
､
ウム を 用
ニ
A l/( Al
､
3 00
た
｡
比 は
の モ
皿
×
い
S i)
+
3 00Ⅱ
×
｡
ー
発 泡 に よ り 最 終 嵩密 度 が 約 5 0 0
の
の オ
ル ミ
比 は0
Si)
と し
ー
ト2 0
ン
金属 ア
ボ デ ィ を 作製 し た
64
∼
の
い て
を用
D
∼
ドセ メ
ン
トラ
ル
A
トク
ー
グリ
こ の
｡
レ
ー
ン
ボディ
ブ 処理 を した
ー
ー
なお
｡
｡
､
生 成物 の 同 定 お よ び 定 量
(1)
全て
トバ
､
S ch
トバ
の
の
モ
サ
モ
っ
ル に
ライ ト
た
つ
結晶 性 を 評価 す る た め
の
また
つ
粉末 Ⅹ 線回 折 ( Ⅹ
､
径 を算出 した
｡
つ
き4 0 結 晶と し
､
い て Si
を
､
002
に より生成相 の 同 定を行
)
m
反 射 の 積 分 強度
走 査 型 電 子 顕微 鏡 ( S
分 析 電 子 顕微鏡 ( A
､
ラ イ ト結 晶 の 組成 に
)
TE M
ベ
ー
ス
を用
いて
に し た原 子 比 で
分析 方 法 は M it s u d
a et a
L
( 1 2)
,
半価暗 か ら
に よ り形 態
E M)
全
､
の
て の
サ
求めた
に従
っ
た
ン
｡
プ
ル
中
分析数
｡
石 英反 応 率
石英 の 反
応率 は
､
塩 酸 処 理 に よ る 湿 式 分析 に よ り 求 め た
を 湿潤 状態 で 炭酸化 し
で 95
い て
い て 結 晶子
｡
は1 サ ン プ ル に
(2 )
プ
ン
式 を用
e rre r
観 察 を行
の
g
に示 す
4 1
･
評価
4 2 3
い
m
.
そ れ ぞ れ 石 英砂
､
普通 ボ
､
昇 温 時 間 は1 8 0 ℃ ま で 2 時 間 と し た
.
40 p
-
C は1 2 4 p
､
2/
m
.
と な る よ う に 多孔 質 グ リ
180
､
m
.
､
お よ び 発 泡剤 と し て 微 量
､
れ らを
こ
｡
プ
ン
英砂60
石
､
の バ ル ク
ある
0 02 で
クサ
ッ
石 膏4
､
出発物 質
k g/
m
.
各 石 英 砂 の 粒 度分 布 をF ig
0
試料
ブ
A LC
を
A は4 3 p
､
A は1 65
ALC
.
ル
前後含 む
15 %
製 品 の 製造 に使 われ る 石 英 は1 0
A LC
.
･
℃
で 15
､
1 2N
.
塩 酸 中 で 9 5 ℃ で 1 0 分 処理 後
(5)
を算出 した
ー
68
-
｡
0 5g の
.
5 雨% N
､
分 処 理 し て 不 溶 残 分 を求 め 未 反 応 石 英 量 と した
反 応 率 ( 反 応 量/ 総 石 英 量)
｡
｡
こ
a2
サ
C O3
れから
ン
プ
ル
溶液 中
､
石英
細 孔 径分 布
( 3)
各A
サ
L C
ン
プ
を6 0 0
ル
乾燥 さ せ た 試 料 に
銀 圧入 法 (
い て水
つ
によ り 細 孔 径 分布 を 測 定 し た
圧 縮強度 お よ ぴ ヤ
( 4)
各
ブ
A LC
ロ
乾 比 重 の 1 0 ±2
求めた
｡
試 験体 に
の
o r o si m e t e r
33 p
-
破壊靭性 の 評価 は
体 の 大 き さ は1 0 0
1 00
1 00
×
×
m
試 験 体 を切 出 し
の
m
圧 縮 強度 と
､
つ い
ペ
パ
ー
ゲ
ー
て そ れ ぞ れ 測定 した
ク トテ
ンパ
コ
100
100
×
率 半 径 に 仕 上 げた
変位 を 測 定 し た
荷し
×
と し
m
m
予き裂開
｡
ン シ
)
70
､
℃ で 含 水 量 を絶
ン
グ係 数 を
測 定 は圧 縮強度 は2 個
｡
ヤ
､
｡
( C T) 試 験 に よ り 実 施 し た
ン
ョ
.
05
エ
ン
ドキ
/ 血 と した
m m
｡
R
曲線 は
コ
伽n
ッ
ま で入 れ
m
プゲ
の
を 算 出 し 非線形 破壊 に用
ラ
ッ
ク
の 発生
出す る
算出は
血血
ン
で 破 壊 靭 性 試 験 を行
n
け た 共 振 周 波数4 0 0 k
出 した
コ
｡
｡
E
z
プ4 0 d B )
と し
､
コ
､
ス
ー
テ ィ
プ ライ ア
の
ト
ッ
ク
エ
ミ
肌 E M
傾き か ら
法 と は別
ン ス
ー
サ
タ
ル
とA
E
ゲイ
ン
ー
ー
を8 0 d
-
69
-
ン
コ
m
ッ
曲
の
口部
負
ク させ て
プライ ア
0
ン ス
き 裂長 さ ( A a)
､
､
マ
イク
( A E) 法 に よ
試 験 体を
､
っ
ロ
ク
て
検
荷 重 速 度0
･
05
予き裂先端付 近 に 取 り付
ン
電 子 工 業)
( プリア
B
ク2 乗 演 算
｡
､
検出器 (サ
( 7)
増幅 し た 信 号 を ピ
の
m
(6 )
また
｡
15
方法 に 準 拠 し た
の
除荷
､
･
き裂開
､
をフ
これ
ッ シ ョ ン
た 時 に 発生 す るA E を
っ
のA E セ ン
測 定 に 際 して は
曲線 上
､
られ るJ 積 分 に対 し て 評価 し た
い
や き 裂進 展 を ア
と を試 み た
こ
ン ス
先 端 は0
､
ジ を取 り 付 け
ー
プ を 接着 し
婚
G
｡
リ
ャ ッ
プ ライ ア
ン
試験
｡
含水 量 を室 温 で 絶乾 比 重 の 1 0 士2 % に 調 整 し
､
口部に は ク
試 験体 に は
｡
荷 重速度 は 0
､
法 を 実施 した
た
時間
a nt a ch r o m e
u
ジ法 に よりヤ
ー
き 裂 進 展 抵抗 を R 曲 線 で 評 価す る た め 負 荷 に 際 し て は
ン
Q
,
で2 4
｡
予 き 裂 は 発 泡 方 向 に 対 し て 平 行 に 深 さ5
｡
m
真空乾燥器
の
破壊靭性
( 5)
た
scan
圧 縮 方 向 は 刃 に よ る 発 泡方 向 に 垂 直 と し た
グ係数 は1 個
ン
整 して
% に調
An t o
℃
60
､
グ係数
ン
ク か ら1 0 0
ッ
叫 m に 粉砕 分 級 し
200
∼
によ
っ
ン
て
プ4 0 d B
エ
を用
､
ネル ギ
い て
検
メイ ンア
ー
変換 し
結果 と 考察
4 3
.
石 英牡鹿 が ト バ
4 3 1
.
.
生 成相 の 変 化
(1)
オ
レ
トク
ー
ブ処理前
ー
も 水 和 生 成物 と し
い て
消 石 灰 (p
o rtl a n
発物質 に つ
ピ
ラ イ ト の 生 成 過 程 に 及 ぼ す影響
モ
い て
ラ イ ト (b
ー
オ
トク
ー
dit e
は
elit e
レ
-
ブ処理 によ る生成相
ー
イ ト の 反 射 強度 が 低
ロ
ダ
ー
クに
ッ
で あ る トバ
れる
方
一
｡
プル に比
るオ
こ
べ
トク
ー
.
粗 粒 石 英 を用
､
､
て トバ
レ
トバ
モ
方
たサ
ン
レ
｡
また
プ
ルD に
ー
,
タ
ー
か
､
つ
つ
ルD
ブ処理 に よりA
を 除く 全 て
の
主要
-
ライ トの 生成は遅
い
短 縮が 細 粒
の
の
こ の こ
｡
石英を用
とは
､
製造 プ
バ
-
で はC
ロ
イ
｡
ン
が確 認 さ
のC S H
ライ トは2 時 間 処 理 以 降 主 要 生 成 相 と な り
モ
に示 す
ラ
時間処理 ま
い て は1
o
モ
L C の
下で は少 量
た
っ
生 成 す る トバ
プ
ン
4 2
-
･
､
出
｡
ままで あ
の
変 化 をF i g
ン の
-
およ び
ラ イ ト ( alit e C 3 S)
ー
TE M
､
-
認 め られ る
石 英 は ほ ぼ未 反 応
､
の ⅩR D パ
トク
ー
D で
n
C S H)
(
ル
ェ
を用
の 石英
粒径
-
S H
-
他
､
の
が
サ
にお け
セ ス
と に よ り 可 能 で ある
い る こ
い て は
つ
ピ
ライ ト は
､
2
時間
の オ
デ ィ に 見 られ た 消 石 灰 は
D
､
トク
ー
ブ
､
は2 時 間 ま で 残 存す る
ロ
レ
の
(3
解 律 速 に よ る こ と を示 唆す る
なお
,
ジャ イ
ロ
い
ロ
ラ イ ト ( g y r olit e C
トバ
るとジ
,
モ
ャ
イ
ライ ト
の
ロ
よ う に石 英
･
5
の粒
グリ
｡
ン
ー
時間 の 処 理 で 消 失 し て
径が粗い ほ どトバ
従 来 か ら 指摘 さ れ て
､
も6 4 時 間 処
ライ トお よ び
ー
エ
ッ
a
クサ
ン
プ
ルA
お よ びB に
8( Si 1 2 0 3 0)( O H ) 4 7 H 2 0 )
･
ロ
つ い
の
い
モ
ボ
い る
ライ ト
る石英の 溶
のオ
ー
ライ ト の 反 射 は 明 瞭 と な る
トク
-
て は6 4 時間処 理
生 成 が 認 め られ る
ラ イ トが 生 成 し や す い も の と 考 え られ る
結 晶子 径
い て
つ
5 , 8 ,9)
よ り 細 粒 の 石 英 を用 い る ほ どジ ャ イ
英 を用
ル に
｡
細粒 石 英 を 用 い た ブ
､
プ
ブ処 理 ま で 若干 残存す る
ク D を 除 い て は0
ッ
以上
｡
ー
ン
含まれ る
セ メ ン トに
｡
成お よ び 消石 灰 の 消 費が 遅れ る こ と は
の生
､
石 英 は い ずれ の サ
､
も 未 反 応 石 英 と し て 残 存す る
で
ー
｡
出発 物 質 に
､
理後
で
エ
の
(3 )
と を示 唆す る
一
が
い
ブ処理時 間
ー
の オ
時間
0 5
ガイ トが
粗 粒石 英 を用 い た サ
｡
ラ イ トが 生 成 す る
モ
主 要 生 成相 で あ り
ン
､
ずれ
水 和 物ジ
ム
ラ イ ト の 生 成 は 遅く な り
モ
向が ある
い傾
い て は
つ
トの 主成分で あ る
セ メ ン
β C 2 S) が 残 存 し て お り
,
ン
い
､
ウ
ル シ
トリ
エ
a
､
中に は
ィ
非 晶質様 ケイ 酸 カ
て
石 英粒 径 が 大 き い ほ ど トバ
ブ
ボデ
ン
ー
( O H ) 2) お よ び
C
,
グリ
の
70
レ
-
ー
の で
､
細 粒石
｡
ブ 処 理 時 間 に よ る 変 化 をF ig
4 3 に
-
.
o
S a m ple
し
､
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し
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､
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人
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へ
･
.
.
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4
_
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､
＼
0 5
_
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し
一
.
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.
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64
､
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6
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＼
子
子
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羊
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＼
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＼
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,
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,
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m
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-
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71
-
,
bl o c k
io
A
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-
S
m
Pl e s ( A
am
es
25
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￠
,
=
,
35
.
B
,
C
an
d D)
.
lit e B b elit e P
a
30
g)
,
=
C
( O H) 2
a
･
言
u
0
)
む
N
誘
些
コ
0
空
S
ゝ
｣
U
0
10
1
A u t o c] a vi n g Ti
Fi g 4 3
-
･
C r y st allit e si z
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e
ftob
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72
-
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1 00
m e
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of
.
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th
e
s
am
Pl e s
Fi g
S E M p h ot o g r ap h s
4 4
-
,
( B)
s
am
Pl e B
,
0 5 h ; ( C)
.
bl o c k
of
sa m
-
ple C
73
-
s
,
P l e s ‥( A )
am
0 5 h; ( D )
.
s
s a m
am
pl e A
Pl e D
,
,
2h
0 5 h;
･
･
示す
｡
性 を持
サ
石 英粒 径 が 大 き
い ほ
傾向が ある
また
つ
プル
ン
｡
ど結 晶 子 径 は 大 きく
オ
､
時 間 処 理 か ら減 少
A は短
処 理 時 間 と と も に 増加 す る が
プ
ルD は
間
の オ
トク
トバ
致す る
サ
の
F ig
4 5 に
ure
-
成 する トバ
ル B お よ びC は オ
高
の
トバ
､
トバ
い
ライ トが 生 成 す る
写 真 をF i g
E M
に示 す
4 4
-
.
の
レ
ブ
トク
ー
ライ トの 生成 は遅
モ
モ
ラ イ トの 結 晶は 大 型 化 し
モ
､
S i) 比 の オ
+
レ
トク
ー
粒径 が 大 き
一
い
ー
ン
サ
｡
が短 時
｡
石 英粒径 が 大 き
｡
結 晶 子 径 の 結果 と 非常 に よ く
､
(3 9)
致す る
,
-
.
.
となる
理64 時 間 後
しか し
｡
の
低下
こ
トバ
の
と が 知 られ て
モ
の
Al
+
Si) 比 は
石 英 を用
Al /( Al
+
ラ イ ト の Si サ イ ト の
たサ
い
Si) 比
は0
と 非常 に よ く
一
.
ン
プ
ル D
の
置 換 率 を表 す A 〟(
Al
分散 が や や 大 き
ぼ同 じで あり
02 で ほ
致す る
またオ
｡
ー
い
A LC の バ ル
､
トク
レ
ー
レ
理 想組 成
Al
トク
ー
あ る0
で
オ
､
が
い
､
レ
.
83
トク
ー
.
ずれ
ク 組 成 の lA /(
の
Al
ブ処理
を下 回 り
レ
ブ処
ー
ン
プ
4 6)
｡
粗粒
-
.
ルA
を示 し た
77 0 79 の値
( F ig
ー
たサ
い
-
.
Si) 比 は
+
ブ処理 で は石
ー
反 応初 期 と は逆 に 石 英
､
それ以外は0
､
ど高 い 傾 向 が あ
細 粒 石 英 を用
､
ラ
ロ
反 応初期 に 生
｡
い ほ
トク
ー
今 回 の 結果 で は
｡
ライ ト の 平均 C a/(
き
長時 間 の オ
､
Si) 比 は
+
(1 ,2 )
い る
の 粒 径 が大
般に
一
｡
.
モ
ラ イ トお よ び ジ ャ イ
モ
割合 が大 き く
で は で 0 8 5 と理 想 組 成 よ り も 高 い 債 を示 し
トバ
､
長時 間 の オ
､
ラ イ ト の 平 均 C a/( Al
モ
トバ
-
ブ 処 理 時 間 に よ る 変化 を示 す
ー
方 が 低く な る 傾 向 が あ る
い
に よりA L C 中の トバ
0 73 0 7 6
S H
-
ラ イ ト の 平均 C 〟( 刃 + S i) 比 は 石 英
モ
従 来 の 結果 に
､
に よ り 分析 し た C
A TE M
英 粒 径 が 大 き い ほ どC 〟( 刃 + S i) 比
､
石 英 で も 平均
+
Si)
比 (0
.
0 2)
ブ処 理 時 間 に よ る 変 化 は ほ と ん どな
｡
なお
に
プ
細粒
｡
イ ト の C a/( Al
い
ン
､
生 成相 の 組 成 変 化
(2)
り
ブ処 理 時 間 に 対 す る 変化 は
ー
定 で あり
一
ラ イ ト結 晶 の 生 成初 期 の S
モ
ライ トは よ り 高 い 結 晶
モ
時 間 以 降 は は や や 減 少 す る傾 向 に あ る
ブ処 理 か ら結 晶性
ー
ど生 成 し た ト バ
い ほ
一
レ
レ
中粒
､
8
､
処 理 時 間 に 拘 らず ほ ぼ
ー
トク
ー
トバ
､
つ
ジ
､
い て の
ャ
イ
ロ
ライ トは 細粒 石 英 を用
み 認 め られ
に ほ ぼ 等 し い 値 を示 し
した
､
､
い
い
ず れ も 平 均 C a/( Al
刃の
たサ
+
プ
ン
ー
74
-
お よ びB
の64
時 間処 理
S i) 比 は 0 6 8 と理 想 組成 で ある 0 6 7
置換率 は 共 存す る ト バ
｡
ルA
.
モ
.
ラ イ ト と ほ ぼ 同 じ 値 を示
2
1
1
1
8
討
(
誘
+
一
<
.
.
)
､
(
再
U
上
申
8
6
1 2
(
誘
+
1
一
<
)
＼
吋
0 〇8
.
(
誘
+
(
一
誘
上
<
1
き
1
再
U
)
､
再
O 8
0
10
1
A
F ig 4 5
-
.
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t o c] a vi n g Ti m e
V
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10 0
A u t o c ) a vi n g Ti
( h)
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+
S i)
o
f C S H ( +) t O b
-
-
,
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1 00
1 0
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･
〇 5
二
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+
0
+
一
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一
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〇
.
.
5
0
10
1
A u t o cI a vi n g Ti
F ig 4 6
-
.
V
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1 00
1
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A u( Al
･
Si)
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C S H ( +) t O b
-
-
,
-
76
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A u t o c f a vi n g Ti
rm
0
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m e
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･
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D
-
O
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召
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道
-
○
む
由
｣
野
10
口
A u t o cJ a vi n g Ti
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.
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)
a rt z
石 英反 応 率
( 3)
石 英 反 応 率 をF ig 4 7 に 示 す
反応初期で は 粒径
-
｡
.
率 は 低く
き
従来
､
結果 と
の
( 3 , 9)
致する
一
も の ほ ど 反 応 率 は 高く な る 傾 向 が あ る
い
トク
レ
に 対 し て 粗 粒 石 英 を用 い た サ
ン
びB は
2
､
32
∼
の オ
時間 の オ
れ まで 述
か
トク
ー
そ
､
た
っ
低 結晶性
､
増加 は 低く
の
は過去
T a yl o r
て の
モ
種々
の
た
っ
また
｡
っ
た
次に
｡
文献を
の
レ ビ
(8)
と を示 唆 して
酸カ ル
シ
ウ ム 水 和 物 が 析 出す る
た
っ
こ
｡
れは
成分 の 溶 解 量 が 多 い
の Si
石 英 か ら 溶解 す る 状 態 は
和 度 が高
い
い る
細粒
､
量 に生 成す る
こ るが
個々
､
と が 知 られ て
こ
､
そ
､
い
定に な
｡
生 成す る ト バ
の原
た方 が 高く な る
いて
因 につ
い
トバ
､
モ
モ
ライ ト
こ
とがわ
考察す る
｡
溶解 し て
､
ル シ
こ の よ う に短
｡
ウム 水 和物
結 晶成長論 か ら は
｡
ライ ト の 生 成 は 溶液 を通 し
細 粒 石 英 を用
｡
い
い る S i 成分 とC
の Si 成 分 が
､
過 飽 和 度 が 高 い 状態 で は
ると
､
､
っ
て は過飽
小 さ な 結晶 が 多
生 成す る ト バ
モ
ライ
あ る と 考 え られ る
こ の 結果 で
､
単位 時 間 あ
結 晶成 長 に と
｡
の は
成分
の
る
い
､
時 間 で 多量
結 晶 は 大 き く 成長 し に く く
細粒 石 英 を用
a
た 場 合 は 初期 の 石 英
の
ト の 結晶 の 大 き さ お よ び 結晶 子 径 が 小 さ い
｡
石 英粒 度が 反 応 率 に 及 ぼす影 響
(5 )
一
般 にC a O
石英の オ
一
仕込量が それぞれ
酸カ
ど
れ
反 応 率 は 細粒 石 英 を
敦す る
一
一
こ
｡
石 英 反 応 率 は短 時 間 処 理 で 高 い
､
まり
つ
｡
とに よ る
こ
状態 で あ る と い え る
多く の 核形 成が 起
い ほ
の
大
ルA お よ
定になる
あ る ほ ど比 表 面 積 が 高 い た め
で
ケイ 酸 カ
､
し
ー
ュ
こ
反応率が高か
一
プ
ン
の
ライ ト の 結晶性 に 及 ぼ す 影響
成長 で あ る
か ら ケイ
たり
あ
で
そ
､
結果 と
の
サ
い た
石 英反 応率 が ほ ぼ
､
長時 間 処 理 で は 粗 粒 石 英 を 用
､
石 英粒度が トバ
(4)
C お よ びD で は
石 英粒 度が 小 さ
､
長時 間 処 理 で は 逆 に 粒 径
､
ブ 処 理 を 要す る が
ー
も 同 様 の 結果 で あ
A TE M
｡
プル
ど石 英 反 応
の ほ
も
い
ブ 処 理 で 石 英 反 応率 は ほ ぼ
ー
レ
大き
細粒 石 英を用
｡
こ の 傾 向 はA T E M
｡
た結 果 か ら
べ
結 晶子 径 は低 く
が
ー
た 場 合 よ り も 高く な る
い
こ
の
時間
4
∼
る に は1 6
用
しか し
｡
の
ル シ
ウ
ム水
物 質よりも低
い
の
トク
ー
レ
ー
ブ反 応 で は
理 論溶解 度 以 上 で あ
和物 が生成す る
溶 解 度 を持
つ
こ
｡
こ の
っ
て も
理由 は
( 1 0)
とに ある
-
78
｡
-
､
出発 物質 の C a O お よび 石 英 の
出発 物 質 全 て が 反 応 し て ケイ
､
ケイ 酸 カ
､
い
っ
ル シ
ウ
た ん ケイ 酸 カ
ム
水 和 物 は 出発
ル シ
ウム が析出
すると
低 溶解度
､
水和物
のた め
見 掛 け 上 反 応 系 か ら 分離 され る
､
Si 成分 と C
析 出 に よ り溶 液 中 の
の
達 し よ う と して 出 発 物 質が 溶 解す る
消費される まで続く
そ
｡
後は
は 準 安 定 に 存在 す る 限 り
の
他方
､
成 分 の 濃度 が 減 少 す る と
a
反応 は
この
｡
の
場 合 は トバ
A LC の
､
モ
ラ イ ト ( C a/( Al
間の オ
られ て
C
a
レ
トク
ー
る
い
O
Si)
+
.
モ
( 5 9)
と が知 られ て お り
い C a/Si
C S H が 生成 し
比 をも
つ
-
反
､
よ り も 出発
S i) 0 8 3)
=
+
.
( C aJ( Al
.
石英
､
はジ
≒ 0 5)
S i)
+
ャ
イ
溶解 は 長 時
の
ラ イ トと 石 英 が 共 存 す る
とが知
こ
成 長 で ある
の
こ
こ
､
般 に C a O は 石 英 よ り も早
一
､
反 応 初期 に は ト バ
,
､
反応 が 進 む とC
-
ラ イ トが 生 成 す る
液 を通 して
トバ
､
ラ イ ト の 生成過 程 で は
モ
こ
モ
出発 物 質 が
の
｡
期に消費される
もに トバ
再 び平衡に
､
｡
そ れ に も か か わ らず
｡
ブ処理 で は停滞 し
ー
石英系 で の トバ
一
に近 い
0 6 7)
=
バ ル ク組成
､
ウム
ウ ム 水 和 物 が 安定 ま た
シ
ライ ト の 理 論組成 ( C a/( Al
物質 の 石 英 は 過剰 に加 え られ て お り
ロ
方
一
ル シ
出発 物 質 は 理 論溶解度 畳 ま で し か 溶 け ず
応 残 薩 と し て 生 成 物中 に 残 存す る も の と 考 え られ る
実際
ず れか
い
､
析 出 し た ケイ 酸 カ ル
､
ケイ酸 カ
｡
と が知 られ て
い
-
る
は C aJSi を 下 げ
S H
-
トバ
｡
( 8)
と が示 唆 して
い るの で
ラ イ トよ り も 高
モ
､
モ
そ れと と
､
ラ イ トの 生 成は
初期 に 生 成 す る C
溶
､
S H か
-
-
■
らC a成分が溶液中に 供給され トバ
ラ イ トが 生 成 す る と 考 ぇ ら れ る
の 溶解 が 停滞す る こ
中 に 過剰 な石 英 が あ る に も 拘 わ ら ず そ
A LC
Si 成 分 と 反 応
可能
S H に 由 来す る
れ る
あるC a成分 ( 以下&
で
e e
が 消 費 され て なく な
-
_
､
-
っ
C
a
成分 と よ ぶ)
て しま
っ
とは
従
0
っ
､
溶 解 した
､
主に 消 石灰や
一
､
て
C
-
て い る こ と に あ ると考え ら
｡
細 粒 石 英 を用
た場 合 に お
い
の粗粒 石英 よりも低 い
物質 中 の &
ee
-
C
モ
カ系のオ
レ
組 成 を持
低C a/Si
-
ー
つ
トク
C S H
-
C S H
-
-
-
い
た
っ
短時 間
､
ー
｡
う に 考 え られ る
の よ
+ S i)
の
結果
､
モ
モ
早 期 に 低 C a/ Si
､
消 費 さ れ て しま う
ブ反応で 明 らか に されて
や 低結 晶 性 ト バ
そ
て
っ
終 了 と長 時 間 で
で の 石英反応 の
う現 象 の 原 因 は 次
ライ トの 生成 に よ
や 低結 晶 性 ト バ
と を 意 味す る
ラ イ ト の C a/( Al
反応率 と
こ
成分 は 細 粒 石 英 の 大 き な 溶 解 速度 の た め
a
や 低 結晶 性 ト バ
こ
モ
い る
ように
｡
C
a
トバ
､
O
モ
一
ラ イ ト か ら溶 液中 に &
ee
-
C
a
-
の 溶解 が 停滞 し た
79
-
C
S H
-
-
非晶質 シ リ
｡
こ の こ
い
とは
成 分 が 供給 さ れ な い
石 英 の 溶 解 が 理 論 溶解度 以 上 に は 進 ま ず
比が高い ま まで石英
-
ラ イ トに 近
( 9)
ラ イ ト は 準安 定 に 存 在 す る
出発
｡
と 考 え られ る
､
｡
トバ
モ
､
オ
( 6)
トク レ
ー
中
A L C
ブ処 理 に 伴う ト バ
ー
導入 さ れ た 気 泡 は
へ
晶成 長 の 自 由空 間 と な る
ク
が
トバ
レ
ブ処 理 に よ る ト バ
ラ イ トが
モ
4 8
res
-
の オ
ドハ ウ
ス
モ
レ
､
構 造 を形 成 し て
､
とな る とともに カ
状 に変化 し
ー
さ ら に F ig
､
は述
い る
ア
ス ペ
ド
ハ
トク
ー
ク ト比
たサ
プ
ン
ルA
サ
い た
ン
プ
ン
プ
ル C の64
の
か
つ
組 成 は C a/( Al
そ
状物質 は トバ
モ
が溶 け
る (オ
､
､
ス
0 73
.
､
18 0
ル
,
Al /( Al
+
ド則)
ー
｡
モ
Si)
( 1 2)
扉 αエ
a
サ
ン
,
は
x o n o tlit e
,
気泡 中に生成 し
の
増加 に よ
っ
て
､
､
カ
トバ
ク ト比 が 高 い ラ
ス
ス ペ
､
ー
ス
次第 に ア
( ∂軸) 方向 に 細 分化 され る よ う
プ
ルC で
石 英粒度 に 関係 な く
､
細粒 石 英 を用
｡
は4 時 間 処 理 か ら
､
石
､
い
最 も粗
英の 反応
と トバ
0 15
=
.
は トバ
モ
っ
て
､
モ
で分析 したと こ ろ
T E M
ライ ト の 組成範 囲 に あ り
ラ イ トと
一
致 した
ネル ギ
エ
トバ
ラ イ ト の 繊維 状化 は
これ
ラ イ ト の 安 定領域
80
-
従
が 大き
ー
大 形 結 晶が よ り大き く な る
-
｡
､
繊維
っ
て
い
小 形結 晶
､
｡
表面
ラ イ ト の 分解 過 程 を意 味 す る も
､
( 1 1)
い
モ
長 時間
｡
が 小 さ な 薄板長 柱 状 ( ラ
こ の 形 態変化 は
｡
れ
ラ イ ト の 結 晶形 態 は
モ
ブ処理時 間
､
こ
｡
｡
トバ
｡
ッ
処 理時 間 に対す る ト
､
C お よ びD の
､
が大 き
モ
M 鮎ud
､
トリ
｡
ン
ー
℃ 飽 和水 蒸 気 圧 は トバ
維 状化 は ト バ
ない
( 縦 / 横 比)
､
長 時 間 の 熟成 に よ
体積 エ ネ ル ギ
トワ
ー
ライ ト結 晶 で ある と 考 え られ る
結 晶成 長 で は
また
=
て い る
時 間 か ら繊維状結晶が 生成 し
敦す る
制 限視 野 電 子 線 回 折 パ タ
､
B
い
時 間 処 理 で 生 成 し た 繊 維 状 物質 を A
Si)
+
一
て
つ い
形態 変化 は 早 く 起 こ る
の
ル D で は16
が ほ ぼ終 了 した 時 間 と よく
サ
､
-
お よ び B で は2 時 間 処 理 で
粒 な 石 英 を用
レ
ウ ス 構 造 が壊れ
細 粒 石 英 を用 い た 方 が こ
､
ルA
4 12 に示すように長辺
.
マ
構 造 を 形成 す る
ス
しか し
｡
写 真 を示 す
に し て 針 状な い し繊維 状 の 形態 に な る
観察 さ れ
ライ ト は
モ
従来 の 報 告 に あ る よ う に 板状 で あ り
､
オ
｡
ライ トの 結
モ
繊 維 状 の ゾ ノ トラ イ ト (
られ て
べ
プ
ン
SE M
ブ処理 で は
ー
ラ イ ト の 結晶 形 態 は
状)
いて
ラ イ ト結 晶 の
モ
トク
ー
ドハ ウ
ー
ライ ト の 形態 に
モ
それ ぞれサ
-
た代表 的な トバ
短時 間
変化 に つ
の
4 11 に
∼
成長 す る ト バ
に 分解 す る と 報 告 し て い る
ラ イ ト結 晶形態
Fig u
ブ処理 時に は トバ
ー
板状で カ
､
で は確 認 で き な い が
郡
1 7)( O H ) 2)
( Si 6 0
a6
バ モ
モ
ー
こで
そ
､
レ
ラ イ ト 結晶 の 代 表 的 な形 態 で あ る と 考 えれ れ
トバ
トク
ー
トク
ー
ため
の
結 晶面 が よ く 発 達 し
て
A L C の
､
の オ
C
べ
に比
ス
そ
｡
オ
､
ラ イ ト結 晶 の 形 態 変 化
モ
の
こ
と が 知 られ て
い
に 逆行す る も の で ある
では
な
( 1 2)
い
と 考 え られ る
｡
｡
従
っ
て
､
繊
｡
Fi g
to b
e
4 8
-
･
rm
0
ri t e
S E M p h ot o g r a p h s
[( a)
of s a m
ple A
0 5 h ; ( b) 2 h ; ( C) 4 h ; ( d) 8 h
.
-
81 -
u
an
s
in g th
e
丘n
d ( e) 1 6 h]
e st
an
q
u a rt z
d gy
,
S
r olit e
h
o w
[(f)
ing
6 4 h]
･
F ig 4 9
-
･
S E M p h ot o g r ap h s
q
u a rt z
.
( a)
o
ftobe
rm
O rit e
in
s
am
Pl e B
0 5 h ; (b) 2 h ; ( c) 4 h ; ( d) 8 h ; ( e) 1 6 h
.
-
82
-
1 1 Si n
a n
g th
e
se c o n
d (f) 6 4 h
･
d 丘n
e st
F ig
4 10
-
･
th
e
S E M p h ot o g r ap h s
se c o n
d
c o a r s e st
.
( a)
o
f
to b e
rm
O ri t e
in
sa m
pl e C
u s
in g th
0 5 h ; ( b) 2 h ; ( C) 4 h ; ( d) 8 h ; ( e) 1 6 h
.
ー
83
-
an
e
qu
a rt z
d (f) 6 4 h
fr
o m
F ig
4 11
-
･
S H
-
[( a)
S E M ph
0 5 h]
･
an
ot og r ap
d
hs
to b e r m
o
o
f
s a m
ri t e
pl e D
[(b)
u si n
g th e
c o a rs e st
qu
2 h ; ( C) 4 h ; ( d) 8 h ; ( e) 1 6 h
-
84
-
a rt z
an
,
Sh o w
in g C
d (f) 6 4 h]
.
-
20 0
F ig 4 1 2
-
･
M
o rp
h ol o g y
c
a ft e r
h
an
4h
g e in t o b
of u s
e
rm
in g th
e
-
85
-
O rit e
丘n
e st
fr
o m
qu
l a th 1ik
a rt z
-
.
e
to
n e e
n m
dl e 1ik e
-
,
( 7)
ジャ イ
通常
トク
レ
ロ
モ
ブ 処理 で も 生 成 し て
ー
場合
ると ジャ イ
(8
い る
1 3)
とジ
い傾
一
｡
ャイ
がS E
M で確認 でき
先に述
溶解 し て
い
べ
用
､
｡
た ( F ig
積
エ
､
てい る
(8
る
4 1 3)
こ の
トバ
モ
か らの
､
｡
こ の こ
とは
プ
ン
溶液 中 に S i 成分 が 多 く
､
ロ
｡
ャ
イ
ロ
ラ イ トが 生 成 し や
今で は 3 2
ル
ジャ イ
の
反応 初期 の 溶液 中 の
時 間処理
ラ イ トが 生 成 し て
の で
は 石 英粒 子 が 細粒 で あ る ほ ど多 い
こ
と を 意味す る
また
的に も
､
ャイ
ロ
より不安定
で
よう に
､
る
こ
たた め お
こ
ャイ
ロ
モ
っ
お よ び トバ
モ
い
た とき に ジ
の
-
C
a
､
トバ
モ
成分 に よ
℃
180
的 にも 体
ー
トバ
と 考 え られ る
-
86
一
｡
モ
ライ
安定 な相
で
ラ イ ト は 分解 す る
､
っ
て
､
ジ
､
ャ
イ
ロ
｡
ラ
水溶 液
｡
トバ
モ
ラ
ラ イ ト の 結 晶学的 な 方位 と は 関
4 1 3)
-
.
ャイ
ラ イ ト が 不 安 定 で ある
たも
あり
つ
ライ ト の 結 晶 形態 は 板状 で
と か らも 支持 さ れ る ( F ig
細 粒 石 英 を用
生 成 し た 低 結 晶性 ト バ
い はずで
か
､
の
細粒 石 英
､
ネル ギ
低 結 晶性
｡
C a/ Si 比
エ
｡
細粒 で あ
､
水溶 液 か ら 析 出 す る も の と 考 え ら れ る
､
こ
本 来低
放 出 され た 倉e e
て
っ
と
い
､
自由
､
あ る と 考 え られ る
ラ イ トが 生 成 しや す
ジ
係 なく 生 成 し て
､
ラ イ トは 低 結 晶性 で あ る た め
ラ イ ト の 分解 に よ
モ
い るの
ライ ト と の 接
モ
ー
繊
､
石 英 粒 子 表 面 付近 は Si 成分 に 関 し て
､
石 英粒子 と ト バ
モ
で
石 英 は 理 論溶解 度 量 し か
､
の
､
っ
たサ
､
石 英 の 添 加 量 は同 じ で あ る
こ こで
結 晶成長 で あ る こ と は
が多か
い
すなわ ち
｡
｡
イ ト の 繊 維 状形態 と 異 なる
ス
い
も の と 考 え られ る
ラ イ ト の 生 成終 了 以 後
モ
､
こ の
に 非 晶質 ケイ 酸 を 用
､
｡
ラ イ トと 同 様 に
イ トは ト バ
こ
まり
つ
｡
い
ト が S i 成 分 に 飽 和 し た 環 境 に あれ ば
す なわちジ
と は非 常 に 困 難 で あ る
の替わり
1 4 ,1 5)
,
ー
ラ イ トが生成す る が
個々
生 成 す る トバ
ネル ギ
い
こ
モ
こ の原因は
｡
長 時間 の オ
､
-
.
な い と 考 え られ る
っ
トバ
い て
出 発物質 に 石 英
､
また
､
石 英 系 の 反 応 で バ ル ク組 成が 低
一
ラ イ トが 生 成 す る
ロ
最 も細 粒 な 石 英 を用
る ほ どそ の 粒 子 数 は 多 い
ス
O
た 石 英 が 細 粒 で あ る ほ どジ
い
た よ う に トバ
飽 和 溶解 度 と な
触 チヰン
､
ライ ト の 上 に 乗 る よ う に 板 状
の
バ モ
a
引き続
-
ラ イ ト は生 成 し に く
ロ
維状
ほど
S H
C
｡
ライ ト は 容易 に生 成す る
向 を示 し た
ト
,
( 8 , 1 4)
今 回 の 実験 で は
す
方
,
-
濃度 に あ る と 考 え られ て
si 成 分 の
い
ロ
( 1 2)
イ
ャ
ラ イ ト は 認 め られ ず
ロ
ない
い
反 応初期 にC
､
ラ イ トが 分解 し て ジ
と が 知 られ て
な
製品中に は ジ ャイ
A LC
､
い C a/ Si 比 の
トバ
ライ ト の 生 成
こ
ロ
｡
ラ イ トが 生 成 しや す
とと
､
い の
は
Si 成 分 と の 接 触 チ ャ ン
､
Fi g 4 1 3
-
･
S E M p h ot o g r ap h
O
f
u si n
g th
e
-
f th
o
fi
87
e
n e st
-
g y r olit e f o r
q
u a rt z
L
m e
d
a
氏e r 3 2 h
石 英 牡 鹿 が A L C の 物性 に 及 ぼす 影響
4 3 2
.
.
細 孔 径分布
(1)
F
4 14
卸r e
も なうA
-
L C の
に 水 銀 圧 入 法 に よ る 細 孔径 分布 を示 す
細 孔 分布 の 変 化 に
成 に ともな い 小径側 に
レ
粗 粒 の 石 英 を用 い た サ
ン
オ
､
時 間 処 理 で は0
ー
1
.
一
旬
トす る
シ フ
トク
で は6 岬 に
プ
サ
｡
ン
プ
細孔径
､
トし
シフ
8
､
.
と
中 に は数
.
れ 緻密化す る
また
プル
B で
る
64
ン
｡
プ
細 孔 が 存在 す る
の
時 間 処 理 で 見 られ た 数
0 5
､
十 数 ドm
∼
64
､
こ の 結 果は
｡
時間 処 理 で は サ
方 が ジャ イ
.
に
4 16
-
64
､
に示 す
全て
の
｡
る
用
｡
サ
の
プル に
ン
プル
､
サ
｡
プ
ン
ル A の0 5
.
イ
ャ
ロ
結果 は
つ
いて
石英
､
そ
の粒 子
A で は 0 05 p
の
.
m
､
0 5
-
マ
､
ライ トに よ
｡
トリ
.
ッ
っ
充填 さ
て
｡
よ び 丹m
.
サ
､
つ
処 理 時 間 と 相 関 関係 は 持
ロ
っ
ラ イ トが 生 成 し て お り
た
とか ら
こ の こ
｡
ロ
モ
サ
､
長時間
､
ライ ト の 生 成 に よ り 形
た
い
こ
写真
のS E M
トリ
ス
中
と に よ り 数 ドm
の
マ
一
ッ
ク
致 を示 す
｡
ラ イ ト で あ る8 時 間 処 理 に
径 が 大 きく な る ほ ど極 大 値 が 小 さ く な る 傾 向 が
B で は0 0 3 p
.
m
C で は0 02 p
､
.
( 1 2)
い てはMi 血d
っ
て い
ン
変化 は 細 粒 で あ る ほ ど 顕著 で あ
モ
m
､
D で は0 0 2 p
.
m
ライ ト の 結 晶 子 径 は 小 さ
で あ
い
結 晶 子 径 が 小 さ い ほ ど 細 孔 が 大 き く な る も の と 考 え られ る
細 孔容 積 に
ク
致 を示 す
一
ル A で は0 1 お
主 構成相 が ト バ
た 石 英 が 細 粒 で あ る ほ ど生 成 した ト バ
､
プ
4 15 に 示 す
.
ラ イ ト が生 成 す る
モ
細 孔 径 分 布 の 結果 と 非 常 に よ い
､
現象 は
付近 に移
0 2 ドm
が生成 し
ラ イ ト結 晶集 合 体 が 生 成 す る
い
また
モ
.
時 間 処 理 と6 4 時 間 処 理
ン
､
-
極大 値 は ジ ャ イ
サ
向 を示 し て お り
-
時 間 で す で に 緻密 な 組織 を 形成 し て
ジ
こ の
｡
較す る と
いて比
ある
.
時 間 で 数 けm
空 隙が 生成 す る
つ
0 5
｡
この
､
状態
の
こ の
○
写 真 をF i g
細孔 は トバ
ン
ボディ
( 1 , 2)
ライ トが 主 構 成 相 と な る 2
モ
時 間処 理 で トバ
たサ
ライ ト の 生
.
のC S H
お よ びB で は ジ ャ イ
A
の 細 孔径 の
m
成 さ れ た も の と 考 え られ る
.
い
モ
ブ処 理 に と
-
のS E M
ラ イ ト の 生 成 が 明瞭 で あ
ロ
つ
細 孔 径 分 布 の 結果 と 非 常 に よ い
､
プル
ン
および 叫
1
の
極大 値 が 出 現 し て お り
の
m
.
処 理 で 現れ る0
をF ig
十 数 ドm
時 間 処 理 で 細 粒 石 英 を用
は0 叫
ルA の
∼
2
｡
ー
ン
ー
時 間 以 降は 極 大 値 は0
時 間 処 理 で は 石 英 粒 子 を包 含 す る よ う に 繊 維 状
ス
レ
じ S H が 主 構成相 で あ る 0 5
｡
トバ
時 間 処 理 と2 時 間 処 理
ル D の0 5
を持
･
､
トク
グリ
､
05 0 1 岬 に 極 大 値
に 顕 著 に 見 られ る
ルD
ー
極大 値 は ト バ
-
･
に 幅 広 い 極 大 値 を持 ち
m
の
と が 知 られ て お り
こ
ブ 後 は0
ー
時間以 降は極 大値は 小径側 に
動す る
い ては
つ
オ
｡
な
い
a e J αエ
｡
-
88
-
,
の
報 告 と 同様 に オ
ー
トク
レ
傾
ー
｡
ブ
､
S
0 01
.
0 1
1
.
a m
pJ e A
10
1 00
P
Fi g 4 1 4
-
･
P
ore
o r e si z e
Sh o w
0 01
Di a
di st ri b
m
0 1
.
g mi
m ete r
u
ti
o n
cr o
-
re
po
89
-
1 00
山m )
f th
o
10
1
.
e
v ol
a u t o cl a v e
um
e
%
.
d
v a
ri
o u s
ti
m es
,
2 0 ll m
Fi g
4 15
-
.
S E M p h ot o g r ap h s
( a)
an
o
f
s
Ple D
am
u si n
d ( c) 0 5 b ; (b) 2 血
.
.
ー
90
-
g th
e
c o ar s e st
2 0 ll
m
5 Il
m
qu
a rt z :
2 0 ll
2 0 ll
m
m
5 匹m
Fi g
･
4
-
16
SE M ph
o to
g
( a)
r
a
phs
of s a m
0 5 h ; (b )
.
a n
- 91 -
d
pl e A
( c)
in g th
u s
64h
･
e
丘n
e st
q
u a rt z ‥
圧 縮 強度 お よ ぴ ヤ ン グ 係 数
( 2)
オ
トク
ー
レ
ブ 処 理 時 間 に よ る圧 縮強 度
ー
グ係 数 と と も にF i g
に増加 し
上
の オ
用
い
トバ
､
トク
ー
モ
レ
4 17 に示す
6
ブ 処 理 を 行 う と圧 縮 強 度 が 低 下 す る
ー
い るた
これ は
､
め と 考 え られ る
ブ 初期
レ
オ
トク
レ
レ
ブ 6 4 時 間処 理
ー
トク
ー
の
られた 組織
の
嵩密 度 に
い て は
しか し
変化 と
同 程度
､
べ
で
グリ
､
ジ
､
嵩密 度 を持
の
い る
さらに
｡
の
ャ
イ
ボディ
つ
破壊
サ
ン
す
の
G 下の オ
｡
変化 に 比
れる
｡
粗粒
向 を示 し
2
､
ー
べ
GF の オ
ー
レ
トク
反応
は
圧 縮強度は0
､
･
5
プ ル A お よ びB で は
ン
れは
こ
｡
オ
､
時間
オ
､
最 大 値 は 高 い 傾 向 に ある
用
､
の
ー
細 孔 径 分布 で み
､
と 考 え られ る
作製 上 同 じ に す る こ と は 出 来 な か
プ ル 間 で 比 較す る と
ー
の
い
た
｡
っ
た石 英 が 粗粒 で
｡
｡
｡
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 時 間 に よ る 変 化 をF i g
そ
｡
の
変化傾 向 は
い
た場合
細粒
石英
で
は 減 少傾 向 を示 す
､
圧 縮強 度 お よ び ヤ
､
ン
グ係 数
用 い た 石 英粒 度 に よ り違 い が 認 め ら
､
を用
､
4 1 7( d) に 示
-
･
G 下は オ
トク
ー
レ
トバ
｡
用 い た 石 英 が 粗 粒 で ある ほ どG
ブ処 理 時 間 に 対 し て 増加 傾
ー
ラ イ トが 主 要 構 成 相 と な る
モ
F
は 高 い 傾向 に あ る
｡
き 裂 進 展抵抗
( 4)
荷 重 変位 曲 線 ( F i g
破壊 挙 動
時
お よ び B)
A
の
の石英
時 間処 理 以 降 は
の
ライ トの 生成 に よ る も
ブ 処 理 時 間 に 対 す る 変化 は
ー
て小さい
の
は石 英
ルD で
｡
ー
ネル ギ
エ
プ
,
い る
ロ
ヤ ン グ係 数 も 圧 縮強度 と 同 様 な 傾 向 を示 す
破 壊エ ネ ルギ
ン
( 1 2)
と が知 ら れ て
プル
ン
サ
､
それ以
､
こ
ライ ト の 生 成 が 終 了 し
モ
ン
ー
あ る ほ ど発 現す る圧 縮 強度
( 3)
ライ トの 生成とと も
モ
ラ イ ト の 分解 が 開 始 され て
モ
た場合 (サ
い
ヤ ン
､
そ れ 以 降 の 処 理 で は圧 縮 強
｡
急激 に 圧 縮 強 度 が減少 す る
致し
一
サ
､
た ように トバ
細 粒 石 英 を用
｡
ブ 処 理 以 降減 少 し て
ー
つ
傾向 が 明 瞭 に現 れ
先に述
､
段 階で トバ
トク
ー
この
時間 ま で 圧 縮強 度 は顕 著 に 増加 す る
度 はや や 低 下 し
試 験 体 の 嵩密 度
､
ラ イ ト の 生 成 が 終 了 す る と 圧 縮 強 度 の 増 加 も 停滞 し
た石 英 が 粗 粒 で あ る と
が 終 了 す る1
｡
変化 を
圧 縮 強度 は ト バ
A L C の
-
.
の
のJ
の
違い を見 る
値 で 表 され る
｡
4 1 8)
-
.
｡
この
お よ び R 曲線 ( Fig
線 形挙 動 に 要 す る
エ
4 1 9)
か ら
-
.
ネル ギ
ー
は
値 は 粗 粒 石 英 を用 い た 場 合 は オ
-
92
-
R
､
ー
､
各変 形 過 程 で
曲線 上 で は A
トク
レ
ー
a
=
の
0 の
ブ処理時 間
F ig 4 1 7
M
-
･
ti
m e;
( a)
ec
h
b u lk d
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i c al p r o pe
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Of
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93
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.
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皇
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g
｣
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王
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g
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2
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C
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Fi g 4 1 8
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200
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94
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300
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10
1 0
8
8
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Z
Z
､
､
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2
0
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､
､
Z
Z
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｢
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5
C
10
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L
e n gt h
Fi g 4 1 9
-
･
20
1 5
A
R
-
25
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(
Cu
rv
m
eS
m
30
0
C
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O
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10
5
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95
r a ck
L
t o cl
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20
A
a
30
25
(m
v a ri o u s
m
ti
)
m es
･
と と も に 増 加 す る 傾向 を示 し
る
結果 は
こ の
｡
致し
唆 され る
を表 し
抗は
( 5)
傾 き が大 き
ア
F ig
コ
ど抵 抗 は 大 き
い ぼ
ク
ステ ィ ッ
ー
ミ
エ
-
位 曲線 と とも に 示 し て あ る1
測 定 範囲 以 上
の
エ
ネル ギ
相がC
-
モ
トバ
り
｡
時は (サ
プ
ン
以 上)
O 5 h)
ルD
イ
E の
-
レ
サ
によ
イ
A E
っ
ン
て
れ は先に 述
こ
｡
敦す る
プル
A お よ
A E
､
ト数 が 長 時 間
ベ ン
トバ
｡
下
ギ
の
ー
低
､
エ
発生
ネ
ル
のA E は発
に は 数 ドm の 空
い こ
ギ
パ
ー
イ
A E
つ
パ
い
タ
ベ ン
モ
また
｡
A E のイ
ベ
トバ
モ
､
た
べ
ネル ギ
エ
の
､
は と も に増 加
ー
用
い
た 石英 が粗 粒
ト数 お よ び そ
ン
られ た
この こ
｡
とは
イ
タ
ト 数 が 急激 に 減 少 す る
-
ー
ン は異
い
なる
ない
｡
の
が
い る
ジャイ
隙が 出現 す る も の
と が 示 唆 され る
す なわ ち
｡
発 生 して
ン
マ
トリ
｡
-
プ
､
プル
ル D の0 5
.
構成相 が C
ジャイ
ロ
96
-
ッ
ク
ス
い
時間 処 理
A の64
トバ
モ
ラ
も確 認
た
こ
｡
れ
の荷重変
時 間 処 理 と 類似 し て
-
S H の
ライ ト
-
の
ライ ト の 生 成 に と も な
ロ
､
､
ン
ネル
エ
｡
ラ イ トが 生 成 し て
ロ
サ
｡
が 主 構 成相 で あ る サ
のA E が
生 して
トク
ー
､
A E で
､
ャ
オ
の
ラ イ ト の 生 成 過程 お よ び
ラ イ ト の 生 成が ほ ぼ終 了 し
の低下が見
す
発 生は少 なく な
E の
､
生成
｡
が少 量発 生 す る
のA E
ー
線形領 域 で の A
､
い て は各荷重変
つ
に 変 化 が 見 られ る
ン
ー
ト数 と そ
｡
｡
ネル ギ
エ
トに
荷重変
｡
ト に 相当 す る
びB で は 64 時間 処 理 で ジ
-
A E
｡
プ 処 理 に よ り減少 す る
の
き 裂進 展 抵
で の
ヤ
C S H
､
ま
m
レ
ベ ン
イ
位 曲線 の 形 状 は
い るが
ベ ン
ブ処 理 で
ー
m
の A 五イ ベ ン
つ
が発 生 す る よ う に な る
E
トク
ー
は1
を示 し た
低
､
.
イ ト の 分解 が 開 始 す る と 圧 縮 強 度
､
をも
ライ ト の 生 成 が 終 了 に 近 付 く と
圧 縮 強度 や G 下 の 結果 と
でき
に よ る も の で あ る こ と が示
ー
を 荷 重変位 曲 線 上 に 示 す
ン
ー
発生
ト数
ン
は と も に大き く な る
ー
タ
点 ( 白抜 き 丸)
2
(5 V
ー
パ
いA E の
モ
一
法 に よ る 破壊 挙 動 の 解析
ライ ト の 生 成 に と も な
ベ
で あ る ほ ど長時 間 の オ
ギ
発生
の
つ
帝大荷重 点 以 降 に 主 に A
､
ョ ン
AE
ライ ト の 生 成 と と も に A
る
ブ 処 理 に 対 す る 変化 傾 向 と
ー
き 裂 長 さ が1 0
｡
ム
-
モ
い
トグラ
S H の
トバ
レ
ネル ギ
エ
の ヒ ス
位 曲線 と は 別 に イ
トバ
シ
ッ
試験時の
4 2 0 にC T
u re
トク
ー
た 石 英 が 粗粒 で ある 程 大 き く な る 傾 向 が あ る
い
用
の オ
曲 線 上 の 傾 き は 非 線 形 挙 動 お よ び 軟化 挙 動 に お け る き 裂 進 展 抵 抗
R
｡
､
､
先 に 見 られ た G F
､
変化 が 主 に 線 形 挙 動 に 要 す る
G 下の
､
細粒 石 英 を用 い た 場 合 は逆 に減少 す る よ う に な
､
っ
場 合は 低
て
間 の 結 合力 は C
V 2
場合は1
トリ
マ
-
S H
-
以
エ
ネル
ッ
ク
ス
よりも強
｡
4
√
>
(
3
N
)
山
く
己 〇2
.
p
山
3｣
〇1
.
0
B
>
O
u
0
当
訂
丘
0
0
(
N
王 〇2
.
p
g｣
〇1
.
0
C
ゝ
O
u
0
当
20
b
巴
0
｣
(
N
ご 〇2
.
p
苫
｣
〇1
.
D
訂
u
当
b
望
5
｣
4
(
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3
N
己 〇2
.
も
山
く
山
p
g｣
〇1
.
0 1
0
0
.
0 1
O
.
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Fi g 4 2 0
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97
O
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h
-
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am
Pl e s
,
O n
P l o ttl n g A E
ev en
ts
･
石 英粒径 が 物 性 に 及 ぼ す影響
(6)
固相 は 全 体 の 2 0
A LC の
る
従
｡
て
っ
トバ
､
ライ ト の 組 織 が A
モ
応 石 英粒 子 よ り も 大 き
は 生 成す る ト バ
に 反 映 され
か
た
っ
Fig
い
用
なか
こ こでは
｡
の粒径 によ
の で
極大 値 で
の
向が あ る
そ
｡
こ
ure
の
曲線 上 に
､
とが で き る
4 22
-
にオ
トバ
モ
と
粗 な部 分 の 2
ブ 処 理8 時 間
シ
､
つ
に
ダ
ル
ョ
また
石 英粒 度
､
そ れがA
､
LC の
こ
とが わ
細孔 径分布を示 す
ル の
ブ 処 理 によ
ー
｡
っ
て
レ
トリ
マ
っ
マ
て
トリ
ブ 処 理 8 F寺間後
ー
ク
ッ
石 英が粗粒 に な る ほ ど
｡
べ
て
､
そ
の
の
すなわ ち
､
ピ
つ
ー
ク が現れ
粗 粒 石 英 を用
い
い る
各サ
の
ン
プ
写 真 を示 す
の数は
が減少 し
､
｡
微 細 な 空 隙 が 存在す
､
の よ う に 非常 に 複雑 に 絡 み
ッ
ル のSE M
生 成 し た トノヾ モ ラ イ ト結 晶 が 粗 大 化 す る と共 に
､
ク
が分か れ て
ス
い
敦 を示 す
一
あ
っ
て い る緻 密 な部 分
く様 子が わか る
い
粗粒 石 英 を用
｡
い
｡
こ の
そ
､
の
結果 は
た場 合 に 見 ら
物 性 値 は 高 く な る と 考 え られ る
､
空 隙 を大 き な直径
数 は 直径 比
の3
の
｡
A LC
は
効 果 は 特 に 顕著 で あ る も の と 考
少 なく な る と 考 えれ る
物 性 向 上 に寄 与 す る も
の
空 隙 で 形 成 す る 場合
乗 倍 少 な く て 済む
に よ らず ほ ぼ 同 じ で あ る と考 え て よ い の で
､
､
細 孔 容積 も 小 さ く な る 傾
の
は 非常 に均 質 で あ り
ス
と 非常 に 高 い 材料 で あ り
同 じ容積
､
｡
変化 は
粗 な 部分 と 緻密 な 部分 が 形 成 され て
､
物性
｡
空隙に 比
ち欠 陥
プ
レ
い
そ
､
と して 表 れ る
ー
れ る 緻密 な 部分 の 連続 性 が 高 け れ ば
v ol %
ン
トク
ー
み 考えれ ば よ
いて の
つ
うに
｡
トク
ー
て きたよ
べ
残 存す る 未 反
､
｡
各サ
の
全 細孔 容 積 は オ
､
細 孔 径 分 布 か ら の 考 察 と 非常 に よ
え られ る
考察す る
いて
つ
ー
ライ ト結晶 が 貫 入 双 晶
気 孔 率 が8 0
物 性 に 与 え る 影響 は
れ まで 述
ラ イ トが 占 め
モ
極 大 細 孔 よ り も大 き な 直 径 の 細 孔 を持
､
粗粒 に な る に した が
｡
､
らず
方で
一
細 粒 石 英 を用 い る と
る
こ
-
ど物性 値 は 高 く な る 傾 向 が あ る
い ほ
隙 が2 項 分 布 す る よ う に な り
と考える
F ig
レ
細 孔分布 に
､
｡
を トバ
の7 0 8 0 %
細 孔 半 径 は よ･ り小 さ く なる と 同 時 に
る傾 向 が あり
る と空
トク
ー
-
た
の機構に
そ
､
LC の
内
の
結 晶性 や 微 細 構 造 に 影響 を 与 え
粒 度が大 き
の
4 21 に オ
ure
た石 英
っ
石英
､
そ
､
と 考 え られ る
い
ライ トの
モ
で あり
v ol%
｡
､
98
小 さ な 直径
全 細 孔 容積 は サ
粗 粒 石 英 を用
い
る と空 隙
､
欠 陥 の 数 が 減少 す れ ば き 裂発 生
と 考 え られ る
-
｡
､
一
｡
ン
プ
の
ル
すなわ
の確率
､
(
宰
ぞ
U
O
)
(
L
ぎ
ー
)
モ
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P
■
0 01
0 1
.
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1
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･
F ig
4 22
-
･
( A)
s a m
S E M p h ot o g r ap h
pl e A ; ( B)
s a m
of s
s
pl e B ; ( C)
-
100
-
am
Pl e
s a m
s
a u t o cl a v e
pl e C ; ( D)
d fo
s a m
r
8h
pl e D
:
.
こ の ほかに
ある
した
の
用
｡
た 石 英 が 粗粒
い
こ の結果 は
｡
中 に 残 存す る 未 反 応 石 英 粒 子
A L C
､
T
､
あ る ほ どG
で
et
e ra m u ra
L
い る と 考 え られ る
向上 に 寄 与 し て
反 応 面 か ら細 粒 石 英 を 用
物性値
a
( 4)
の 結果 は 粗 粒 の
い るほ
石 英を 用
原 料 選 択 に は 反応 お よ び 物性
f お よ び き裂進
と
致し
一
展抵抗は ともに高
を示
少 な く と も粗 粒 石 英 は 破壊 靭 性
､
ど短 時 間
トバ
で
ラ イ トが 生 成 し て
モ
を示 し た
い値
両 面 を 考 える 必 要 が あ る
の
い値
｡
た方 が 高
い
大き さも考慮す る 必要 が
の
こ の こ
｡
とは
たが
A L C の
､
と を示 唆す る
こ
い
｡
結論
4 4
.
( 1) 出 発 原 料 に 細 粒
A L C の
レ
ー
主要
バ
イ
の
石 英を用
ン
ダ
こ
と で0
で あ る トバ
ー
ブ 処 理 時 間 の 短 縮 が 細粒
示 唆す る
る
い
の
.
時間
5
オ
の
トク
ー
ラ イ トが生成 した
モ
石 英 を用
い る こ
レ
れ はオ
こ
｡
と に よ り 可 能 で ある
モ
ラ イ ト の 結晶 性 は
､
い
用
で は 石 英粒 度 が 粗 く な る ほ ど反 応 率 は 高く な る
( 4) 長 時 間 の オ
モ
トク
ー
レ
ブ 処 理 で トバ
ー
モ
ライ ト は 繊 維 状 に 分解 し は じ め る
あるほ ど
ラ イ トは ジ ャ イ
ロ
ラ イ ト に 分解 し や す
･ 大き な細孔が生成 し
より
( 6) 細 孔 径 分 布 は
､
､
､
長時 間
ン
､
トバ
モ
､
､
い るほ
トク
レ
ジ
イ
ャ
ン
グ 係数
べ
の
トク
ー
ー
ロ
ブ処理 に より
ト
､
バ
ライ ト の 生 成 に よ り
レ
ー
影響が大き
｡
､
微細 側
の
細孔
ブ処理 時間 に よ る
い
｡
また
て オ
ー
トク
レ
ー
ブ処 理
-
粗粒 石
ある
｡
の影響を受け
｡
用 い た 石 英 が 粗粒 で あ る ほ ど高 い 傾 向 を示 す
101
､
の 最大値 は 高 く な る 傾 向 が
ど高 い 傾 向 が ある
-
ト
､
｡
G f は圧縮強度に 比
粗 粒 石 英 を用
( 9) き 裂 進 展 抵 抗 は
｡
ラ イ ト生 成
英 を 用 い る ほ ど圧 縮強度 お よ び ヤ
ー
い
ー
グ係 数 は 粗 粒 石 英 ほ ど オ
強度 増 加 が 顕 著 に な り
( 8) 全 破壊 エ ネ ル ギ
の オ
と2 項分 布す る よ う に な り
い る
半径 は よ り 小 さく な る 傾 向 が あ る
( 7) 圧 縮 強 度 お よ び ヤ
｡
そ れ と と も に 物 性 値 は 低 下す る
粗粒 石 英 を用
長時間処理
､
｡
で
にくく
とを
｡
ラ イ ト の 生 成反 応 が 終 了 す る と
た 石 英が 細 粒
い
こ
た石 英 が 粗 粒 で あ る ほ ど 高 い
( 3) 石 英 反応 率 は 細 粒 石 英 を 用 い る と 初 期 は 高 い が す ぐ に 停 滞 し
( 5) 用
トク
ー
｡
( 2) 生 成す る ト バ
バ モ
ブ処 理 か ら
ー
｡
､
参考 文献
1
T
.
2
T
.
A
4
S
.
5
R
.
M it s u d
T
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Th
6
7
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K i rib a y
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n c r e te
D
K
S
.
K
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.
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.
,
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-
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,
,
( 1 9 8 5)
新 妻 弘 明 中 鉢 憲 賢 佐 藤利 三 郎 高橋秀 明 森 康 彦 非破壊検 査
.
( 1 9 9 2)
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in A
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1858 1863
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( 1 9 6 8)
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15
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,
1 0 9 0 1 02
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-
･
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13 2 1 4 7
-
,
( 1 9 6 0)
( 1 9 9 0)
,
粗粒 石 英 の 粒 子 分 散 効 果 に よ る A
第5 章
5 1
序論
5 2
実験方法
.
.
5 2 1
石 英試 料
5 2 2
A LC
5 2 3
評価
.
.
.
.
.
5 3
.
.
生 成物
( 2)
圧 縮 強度 お よ び ヤ
( 3)
破壊靭性
の
ン
グ 係数
ライ ト の 生 成
5 3 1
トバ
5 3 2
圧 縮 強度 お よ び ヤ
5 3 3
破壊
5 3 4
破壊 挙動
5 3 5
粗 粒 石 英 の 粒 子 分散 に よ る 靭 性
.
.
.
.
.
.
.
同定お よび定量
( 1)
結果 と 考察
.
5 4
試料
.
.
.
モ
エ
ネル ギ
ン
グ 係数
ー
へ
結論
参考 文 献
-
103
一
の
効果
L C の
靭性 向 上
粗 粒 石 英 の 粒 子 分 散効 果 に よ るA L C の 靭 性 向 上
第5 章
序論
5 1
.
材 料的 な 問題
A L C の
て い る
られ
通常
｡
こ
とや 屋 外 で
しか し
｡
そ
｡
ため
の
マ
イク
クラ
ロ
( 3)
AL C は
バ
､
イ
フ
か ら構 成 され て お り
では
ス
ン
グ
つ
コ
ンク
は
い て
リ
ー
ケイ酸 カ
､
ある トバ
トは
セメ ン
ウ
トに数
水和 物 で は
ム
∼
数十
うに
未 反応 石英が粗粒
､
で
英粒 子
の
粗大 化 す る こ と に よ
化す る
の
が 最 も簡 便 な方 法 と し て 期 待 で き る
なされ
出発 原 料 の 石 英 を ト バ
､
る 粗 粒 部 に 分 けて
考え
る
しか し
と を示 し た
こ
｡
は 明 らか にされて い ない
本章で は
て
､
､
A LC の
0 トI
､
オ
.
､
オ
m
ー
て
モ
m
粒子
､
に微 細 な 粒 子 を 分 散 さ
｡
トリ
ク
ッ
ス
英粒 子
中 に 数 十 巨m
ー
ト に 関 した 研 究 が 多
a
ト の 約2
ス
ー
(5 )
報告
L の
の ピ ン
｡
ン
ニ
この
の
｡
そ
5
∼
こ
そ
｡
､
とが
や 第4 章 で 示 し た よ
の
意味 で
グ効 果 に よ
試み は
倍 で ある
い
っ
､
てA L C を高靭
( 6)
､
未反応 石
大場 ら
によ
っ
て
ラ イ ト生 成 に 寄 与 す る 細 粒 部 と 靭 性 に 寄 与 す
の
粗粒 石 英 を 添 加 す る
トク
レ
ー
こ
と で 破 壊靭 性 が 上 が
ブ 処 理 時 間 に 対 す る 物性 変化 に
つ い
て
｡
ー
トク
レ
ブ 処 理 時間
ー
出 発 原 料 に細粒 石 英 と 粗粒石 英
検討す る
で も同
粒 子 分散 に よ る 靭 性 向 上
｡
あ る と破 壊 靭 性 は 高 く な る
っ
ス
骨 材 を分散 さ せ た材 料 で あ る が
の
m
マ
クリ
ン
コ
知 られ
｡
ク
ッ
内部応 力 に よ る微 細き 裂 に
とがで き る
こ
破壊 靭 性 値
､
ス
ラ ミ
セ
ラ イ ト と反 応 残 漆 で あ る 未 反 応 石
モ
E I C は 骨 材 を含 ま な い セ メ ン ト ペ
( 4)
A L C に つ いて も
T e r a m u r a et
て い る
の
ク
､
ラ イ ト か ら 構成 さ れ る
モ
ル シ
グ 効果
ブ処理 して製造さ
ー
分散相 の 結晶 系 の 相 転 移 を 利 用 し た 応 力
､
石 英 粒 子 を 分 散 さ せ た 複 合材料 と 見 る
に
ッ
( 1)
ン
ニ
( 2)
トリ
マ
､
とが あげ
補 強繊維 と し て 使 用 で き る
て 高靭 化 が試 み られ て い る
っ
トバ
､
ン
ニ
で
ー
ク
先端 の ピ
ク
ダ
ン
､
レ
ッ
などに よ
誘 起 相 転移機構
とか ら
トク
ラミ
クタ
ッ
こ
ー
い こ
般的 に は 繊 維 な ど で 複 合化
よ う な 制 約 は 高 温 で 焼結 す る
セ
ッ
一
こ の
｡
､
せ る こ と によ るク ラ
ょる
す な わ ち靭 性 が 低
､
℃で オ
A L C は1 8 0
､
耐 久性 が必 要 で あ る
の
材 質 が 非 常 に 限 られ る
様 で ある
に 欠 けや す い
つ
一
材 料 を高 靭 化 す る 方 法 と し て
､
す る 方 法 が と られ る
れる
の
の
混 合物 を A
｡
-
104
-
短 縮 と 靭性
の
LC の
の
向 上 を 目 的と し
出発物 質 に 用 い る こ と を
実験 方 法
5 2
.
石 英 試料
5 2 1
.
.
出発 物 質
石 英 砂 と して
の
は 同 じ珪 石 と した
化 学組 成 はSi O 2
97
は珪石源岩 をボ
お よ び5 0 0 0
ル ミ ル
ー
2/
c m
a bl e
あり
･
に調 整 した2 種 類
_
40 0
示 す
5 1 に
-
.
2/
c m
ら B l ai n 比 表 面 積3 0
5 2 2
.
ブ
A LC
20 O
%
wt
.
ロ
モ
ル
ー
5 0 0 k g/
ディ
ー
を
2/
g
にボ
い
た
,
A C5
出 発物 質 は
｡
6
.
こ
｡
ルA C3
%
Ⅵ江
れ らを
､
､
珪 砂6
､
石膏
､
抽t%
B C3
,
0
製 造 に は B l ai n 比 表 面 積 2 5 0 0
の
,
た
-
と 同 じ源 岩 か
B C
い
,
B C5
如t%
.
｡
ー
3
BC 7
を
それぞれ
､
普通 ボ ル トラ
､
.
ラリ
7 の ス
常圧 下 で 水 和 進 行 と金 属 刃
,
,
,
ン
ボデ
4
6
,
ィ
ー
の発
と し
300
､
ー
珪砂を
ドセ メ
ン
3 00
×
3 00
ル ミ
m
×
ト
m
の
泡 に よ り 最 終 嵩密度 が 約
を作製 し た
時 間の オ
ン
の
微量 の 金 属ア
お よ び発 泡剤 と して
､
水 / 固 体比0
℃ 飽 和 水 蒸気 圧 下 で2
180
AC 7
,
と な る よう に 多孔 質 グリ
､
( 珪 砂 A)
g
れ ら混 合 物 の 粒 度分 布
粉砕 し た 珪 砂 を用
ル ミルで
｢
源岩 の
｡
粗粒石英 (珪砂
｡
参 照試 料 と し て 珪 砂 A
､
m
珪 砂 B と C をそ れ ぞ れ
､
こ
｡
た
い
｡
2/
5 0叫
細 粒石 英
-
c m
-
トク
こ の
｡
レ
ー
グリ
ン
ー
ブ 処 理 した
ボ
｡
評価
5 2 3
.
3
を用
の
珪 砂A とC
｡
製品
の A LC
( 6)
プ
ン
ドに 流 し 込 み
m
実際
､
られ て お り
い
c m
生 石 灰1 5
､
ウ ム を用
ニ
0
クサ
ッ
作製 し た
い て
用
も
る
い
源岩
の
試料
AL C
.
な お
｡
珪 砂 が用
g の
の
そ
､
5 1)
比 表 面 積 を8 0 0 0
B l ai n
､
綿雲 母 を含 有 し て
含有 す る ( T a b l e
Al 2 0 3 を 1 1 %
､
に よ り 粉砕 し
( 珪 砂 B)
g
の
す よ う に 混 合 し て 出発 原 料 珪 砂 と し た
5 2 に示
を F ig
.
生 成物 の 同 定 お よ び 定量
(1)
全て
行
% で
w t
不純物 と して 微量
､
い
英結 晶 の 粒 径 が 主 に1 0 0
石
､
は 源岩 を 粉砕 後 に 分級 し た も の を用 い た
C)
T
珪 砂 源 岩 は石 英片岩 で
｡
英で 構成 さ れ て お り
の石
細 粒 お よ び 粗 粒 珪 砂 の 混 合 物 を用
､
っ
た
｡
い て
サ
ン
プ
トバ
モ
ラ イ ト の 結 晶性
の
ル に
つ
よ び 0 0 2 反射 と2 2 0 反 射 強度
( 7)
を用 い た
｡
また
､
､
の比
粉 末Ⅹ線回折 (Ⅹ
の
評価 は
( 以後
､
トバ
､
b o o 2/ b 2 2 0
走査 型 電 子 顕微鏡 ( S E
ー
モ
105
M
-
m
)
に よ り生
0 2
ライ トの
と よ ぶ)
成相
の
同定 を
反 射の 強度
､
お
に よ る 簡易 的 な方 法
) 観 察 を行 っ た
0
T
SiO
a
bl e 5 1
2
A 12 0 3
97 05
1 12
.
.
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-
F
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0
2
C
3
0 70
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Q
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an
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B
o
Q
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A C3
5 8 00
0 7
0 3
A C5
4 80 0
0 5
0 5
A C7
17 00
0 3
0 7
B C3
3 70 0
0 7
0 3
B C5
25 0 0
0 5
0 5
0 3
0 7
B C7
C
(c
Ⅹ
T o t al
.
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.
M i x ni g
-
f qu
0 32
0 15
.
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o n
仕01
.
.
.
.
.
.
.
15 00
<
.
.
3 0 00
-
1 06
-
.
.
.
C
(
辞
)
s
s
再
≡
警
葛
一
コ
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⊃
U
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I n t eg r ate d p
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Di a
art
i cl e
si z e
-
1000
1 00
10
107
d i st ri b u ti o
-
n
)
o
f qu
artz
s
am
Pl e s
･
圧 縮強度 お よ ぴヤ
(2)
各A
ブ
L C
ロ
グ係数
ン
ク か ら1 0 0
ッ
乾 比 重 の 1 0 土2 % に 調 整 し て
求めた
度
圧 縮方 向 は ア
｡
ヤ
､
ン
100
×
試 験体 を 切 出 し
の
m m
ペ
圧縮強度と
､
ル ミ
グ 係数 と も に 1 個
100
パ
ー
ゲ
ー
破壊 靭 性 の 評価 は
体
験体 に
の試
測 定 した
い て
つ
℃
で
含水 量 を 絶
ジ法 に よ り ヤ
ー
ウ ム に よ る 発 泡 方 向 に 垂 直と した
ニ
大 き さ は1 0 0
の
100
100
×
ク トテ
ンパ
コ
×
と し
m m
ン シ
(
ン
ョ
｡
ン
グ 係数 を
測定 は 圧 縮 強
｡
｡
変位 を 潮 定 し た
試験 体 に は エ
荷し
｡
予 き裂開
荷重 速度 は0
､
.
05
m
はクリ
口部に
ドキ ャ
ン
血i n と し た
m
試 験 に よ り 実 施 した
C T)
含水 量 を 室 温 で 絶 乾比 重
､
予 き 裂 は 発 泡 方 向 に 対 し て 平 行 に 深 さ5 0
｡
率半 径 に仕 上 げ た
G F
｡
ま
m
プゲ
ッ
で
入れ
法 を実施 し た
曲線 は
R
｡
を 算 出 し 非線 形 破壊 に 用
プ ライ ア
ッ
プ を接 着 し
#
の
れ をフ
傾き か ら
の
コ
ン
い
られ るJ 積分 に 対 し て 評価 し た
に調整 し
%
.
試験
｡
15
m m
の
曲
口
部
き 裂開
､
ッ
ク させて 負
( 8)
方 法 に準拠 した
M の
除荷
､
土2
先端 は 0
､
こ
､
算出はⅢ L E
曲線 上
ン ス
の1 0
ジを取り付け
ー
き 裂 進展 抵抗 をR 曲 線 で 評 価 す る た め負 荷 に 際 し て は
コ
ン
プライ ア
○
ン ス
き 裂 長 さ ( A a)
､
｡
結 果 と 考察
5 3
.
5 3 1
.
トバ
.
オ
トク
ー
ラ イ トの 生 成
モ
レ
ブ処理 に よる各 サ
ー
試 料 の 2 時 間 処 理 を1 と し た 時
Fig
5 2(
-
.
て い る
い ほ
結果 と
り
､
た
､
方
)( b) に 示 す
a
｡
ど
結果 は
一
70
､
破壊靭 性
( 3)
た
×
､
反 応初期
の
さ らに用
いた
トバ
れ
サ
プ
ン
ル
一
致す る
ー
反 射 強 度 を参 照
､
お よ び b o o 2/ b 2 2 0 比 の
変 化 をそ れ ぞ れ
トバ
ライ ト
モ
も2 時 間 処 理 か ら ト バ
ライ ト の 0 0 2 反 射. 強 度 は
モ
細粒珪砂
の比
表 面積 が 大 き
トク
レ
ー
こ
長 時間 の オ
ー
トク
反 射 と22
に対 して 明
0
レ
反射
の
反 射 強度 比
瞭 な 変 化 を示 さ ず
､
｡
こ
れら
の
ラ イ ト が 早 期 に生 成す る
モ
ブ 処 理 時 間 と と も に0 0 2 反 射 強 度 は 上 昇 し て お
ブ 処 理 で はB C 5
ー
ラ イ トが 生 成 し
ど 顕著 と な る
いほ
とで トバ
モ
粗粒石 英の 添加量 が少 な
､
ラ イ ト の 生 成 量 お よ び 結晶 性 が 上 昇 し て
モ
002
オ
｡
の0 0 2
ル の
変化
の比 の
の
プ
前章 で 示 し た 細 粒 珪 砂 を 用 い る
､
トバ
､
いず
｡
ン
い
,
い るも の
は
､
オ
ずれ の 試 料も ほ ぼ
-
1 08
-
｡
ま
射強度 の 増 加 が 顕著 で あ る
B C 7 の反
b o o 2 几2 2 0
と 考 え られ る
一
ー
トク
レ
ー
｡
ブ処 理 時 間
定 で あ る ( F ig
5 2 b)
-
.
｡
2
○
葛
｣
倉
s
u
1
望
u
㌦
8
エ
0
〇6
.
｡
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〇4
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｡
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A u t o cl a vi n g Ti m
Fi g 5 2
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c o n t r ol
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m es
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･
まり
っ
トバ
､
強 度 を増 し て
る いは
唆す る
い る
トバ
､
こ の こ
｡
い る
よ
致 を示 し
考 えら れ る
.
.
オ
レ
と
プ
ン
致す る
一
あり
､
高す ぎ
｡
破壊
.
破壊
す
エ
M p
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を満 た し
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ン
な
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プ
い
｡
エ
ー
い
ネル ギ
ー
トク
ー
ライ
こ
とと
い るも の
と
ブ 処 理 時 間 に対 し て
ー
こ の
い
や3 章 お よ び4 章 の 結 果
圧 縮 強度 は 低 く な る 傾 向 が
､
理 由の
一
圧 縮 強度 は
7 の
に
つ
､
A L C の
､
粗粒 珪 砂 添 加 率 が
ラ イ ト生 成 量 が 少 な い
モ
こ
と
5 3( d) に
示
GF のオ
レ
い
な
｡
ー
トク
ー
レ
ブ 処 理 時 間 に 対 す る 変 化 をF i g
ー
ブ処 理 時 間 に 対 し て も
ー
も の と 考 え られ る
加 に は 寄 与 して
レ
レ
よ びB C
ルA C7 お
珪 砂 添 加 量 に 対 し て も 大 き な変化 は 示 さず
が大 き
モ
｡
ネル ギ
G 下は オ
｡
と を示
グ係数 の 変 化 を試 験 体 の
従来 の 報告
ヤ ン グ係数 は圧 縮 強度 と 同 様 な傾 向 を示 す
.
あ
､
前 章で 示 した 粗粒 珪
､
( 叩)
､
粗粒 珪 砂 添 加 率 が 高く な る と
､
ン
トク
ー
粗 粒 珪 砂 の 遅 い 溶 解 速度 に 律速 さ れ ト バ
が 考 え られ る
5 3 3
トバ
､
ラ イ ト の 生 成 に 寄 与 して
圧 縮強 度 は オ
-
また
｡
5 3 に示す
.
粗 粒 珪 砂 添加 率 が 7 0 %
､
い る こ
結 晶子 径 が 大 き く な る
の
圧縮強度とヤ
､
も 微 増す る 傾 向 が あ り
ル
規格 で あ る3
刀S
い るか
グ係数
ン
ブ処理 時間 に よ る
ー
嵩密度 と と も にF i g
ずれ の サ
モ
結果 は
様にそ の
一
｡
トク
ー
様 に 成長 し て
∵
こ の
｡
ラ イ トの 0 0 2 方 向
モ
粗粒 珪 砂 も溶 解 し ト バ
､
圧 縮 強度 お よ び ヤ
5 3 2
ブ処 理 時 間 に 対 し て
ー
ライ ト の 生 成 量 が 増 加 し て
モ
と を示 唆す る
い る こ
と 生成す る トバ
砂 を用
一
トバ
､
レ
粗 粒 珪 砂 添加 率 が 高 い 試 料 ほ どh o o 2/ b 2 2 0 比 が 高 く
､
トの002 面が発達 して
い
とは
トク
ー
ラ イ トが 結 晶 学的 な 異 方 性 が なく
モ
また
｡
ライ ト の 各 反 射 が オ
モ
い
も
ブ処 理 時 間 に 対 して
ブ 処理 で 粗 粒珪 砂 添加
の
従
｡
の
と
G 下が
て
っ
い
､
圧 縮 強度
､
2
章で述
べ
で
見 られ た よ う な 粗 粒
た よ う に 嵩密度
粗 粒 珪 砂 の 添 加 は 全 破壊
､
える
｡
ただ し
､
サ
顕 著 に 増加 し て お り
110
-
プ
ルA C3
エ
ネル ギ
だ けは オ
よ り長時 間 の オ
､
効果 が 現れ る 可 能性 は あ る
-
ン
｡
-
･
ー
の
ー
ー
トク
影響
の
増
トク
レ
ー
560
(
篭
520
…
480
6
〈
4
蛋
)
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0
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盟
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10
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･
( c)
,
破壊挙 動
5 3 4
.
.
Fig
5 4 にオ
ure
-
トク
ー
レ
プ
の各サ ン
ブ処 理 4 時 間後
ー
荷重変位 曲 線 を示 す
ル の
0
粗 粒 珪 砂 添 加 率 が 大 き く な る と 荷 重変 位 曲線 の 線 形領 域 の 傾 き が 小 さ く な り
か
最 大 荷 重 も 低 く な る 傾向 が あ り
つ
する
そ
｡
の
方で
一
も 同 様 な 値 を示 し た も
の
結果 と し て 全 破壊
､
と 考 え られ る
体 の 比 表 面 積が 減少 す る の で
見掛け上オ
モ
同 じオ
､
レ
ネル ギ
エ
トク
ー
レ
まり
つ
｡
粒 珪 砂 添加 率 に よ る 破 壊挙 動
の
変化 は
3
､
章で 述
べ
ト の 生 成 に と も な う破壊 挙 動 の 変化 と 同 様 で あ り
砂 添加 に よ る 靭 性
しか し
見 られ る
ス
界面
つ
い て
はこ
の
領域 が 広 く
最大 荷 重 点 近 傍 の 領 域 は
｡
剥 離 お よ び 微 小 領域 で
の
( 1 1)
従
て
い る
ネル ギ
が増大 したと考える
れ る ( F ig
5 5)
-
.
間 にお
い て
か
そ
つ
､
.
Fig
u
よ
すなわ ち
も大 き
い
クリ
ロ
クラ
イク
､
とがで き る
こ
参 照試 料 に 比
の
こ
そ
｡
､
そ
珪砂 全
の
溶解 量
の
珪砂
の
意味 で は
単に トバ
､
ゐ見方 と
ともで き る
して
ン
ライ
粗粒珪
粗粒 珪 砂 を
､
ー
を要 し て
マ
い
い て
さえ
トリ
ッ
ク
ク の 進展が進 行 して い ると考
ッ
っ
プ
粗
､
モ
､
と 参 照試 料 に お
C2
て
イク
マ
とは
レ ベ ル
ロ
で の 破壊
エ
曲線 か ら も支 持 さ
R
､
て いずれ の オ
べ
､
｡
ト材 料 で は 骨材 と
ー
､
■
こ の こ
｡
高い した サ
ただ し
｡
5 6(
-
ッ
) に 粗粒 珪 砂 付 近 の ク ラ
a
クが石
英粒 子 に 到 達す る と
界 面 を 剥 す よ う に進 み
っ
､
も 粗粒 珪 砂 添 加 率
の 傾き
re
した ク ラ
の
｡
っ
マ
､
トク
ー
レ
ー
ブ処理 時
どR 曲 線 は 高J 値 側 に あ り
ル ほ
効果 は 顕著 で は な い
｡
租粒 石 英 の 粒 子 分 散 に よ る 靭性 へ の 効 果
5 3 5
.
｡
の
ン
コ
､
変位 に対 す る
変形 に大 き な エ ネ ル ギ
､
粗粒 珪 砂 の 添 加 に よ
ぇ られ て
ー
つ
一
た も の と考 え る
っ
つ
た ように
､
傾 向 は 線 形 領 域 の 変形 挙動 が ほ ぼ 等 し い B
こ の
｡
向上 は な か
致
粗 粒 珪 砂 添加 率 の 増加 は
､
荷 重変位 曲 線 の 最 大 荷 重 点 近 傍 の 変 形 挙 動 を 見 る と
､
添加 し た 試 料 に
る
の
の
ブ処 理 時 間 で
ー
一
年 は い ずれ の サ ン プ ル
ー
プ 処 理 時間 の 減 少 と 同 じ 効 果 を 持
ー
の
の結果と
粗粒 珪 砂 添 加 率 を高く す る と
｡
ライ ト生 成 量 は 少 なく な る
. トク
ー
グ係 数
ン
粗 粒 珪 砂 添 加 率 が 大 き く な る と 軟化領 域 で
､
荷 重 の 減 少 割合 が 小 さく
す な わ ち トバ
圧 縮強度 お よび ヤ
､
､
て クラ
ッ
､
そ
の
ク の 進 展 状 態 の S E M 写 真 を示 す
ッ
ク ラ
､
ッ
ク は石
進 展方 向が変 わ る
｡
英粒 子 と
こ の
ク 進 展 経 路 が 偏 向 さ れ て 靭性 は 向 上 す る も
-
112
-
の
トリ
マ
よ うに
､
ッ
｡
ク
進展
ス
と
粗粒珪砂 に
と考 え ら れる
｡
､
(
Z
さ
p
誓
｣
0
0
0 1
0 2
.
.
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(
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0 1
0 2
.
.
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10
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･
以上
がわか
の
っ
た
ただ し
｡
著なも の で はな い
れる
F ig
｡
オ
､
と の 界 面 に 数 ドm 程 度
成長 す る
従
｡
っ
て
､
レ
トク
ー
オ
の
ー
空隙ができ
レ
る
靭性 が 向 上 す る こ と
トリ
｡
ッ
ス の
て そ の 表 面 は溶 解 し
そ の 空 隙に は ト バ
っ
の
効果 は 顕
付着 が挙 げ ら
添 加 し た石 英 粒 子 が
モ
マ
､
トリ
ッ
い
ク
ラ イ ト結 晶 が 大 き く
て石英粒子 と
靭性 は 大 き く 向 上 し な か
､
ク
そ
､
っ
マ
トリ
たも
の
ッ
ク
ス
と
の
と 考 え られ
｡
粒 子 分散 に よ
レ
ー
5 4
っ
てA L C の
靭 性 を よ り 大き く 向 上 さ せ る た め に は
ブ 処 理 で 溶解 し な い よ う に 粒 子 表 面 を
である
.
っ
ブ反応に よ
ー
付着 強 度 は低 下す る と 考 え られ
､
マ
写 真 を示 す
のS E M
ブ処理 に よ
ー
トク
石英粒 子 と
､
界面
-
か に 大きく て も
ス
原 因 と して
5 6(b) に 石 英 粒 子 の
u re
てA LC の
っ
荷 重 変位 曲 線 や R 曲 線 で 見 られ た よ う に
､
こ の
｡
によ
の 粒 子 分散効 果
よ う に 粗粒 珪 砂
コ
ー
､
オ
ー
トク
テ ィ ン グす る な ど の 対 策 が 必 要
｡
結論
( 1) 粗粒 珪 砂 添 加 によ
る 靭性
ル
ギ
ー
の
っ
てA LC の
向 上 を確認 で き た
G F は増加 しな い
しか し
｡
､
( 4) 粗 粒 珪 砂
英粒 子 と
そ
､
の
エ
ネル ギ
の
ー
増加 に よ
効果 は 顕著 で は な く 全 破 壊
生 成す る ト バ
エ
ネ
モ
ラ イ ト結 晶 は0 0
2
方 向 の 結晶
｡
( 3) 粗粒 珪 砂 添加 率 が 大 き く な る と
向が ある
破壊
レ ベ ル の
ロ
｡
( 2) 粗粒 珪 砂 添 加 率 が 大 き い ほ ど
性 が 高く な る
イク
マ
圧縮強度お よ び ヤ
､
ン
グ係 数 は 低 下 す る 傾
｡
の
粒 子 分散 効 果 に よ る 靭 性
マ
トリ
ッ
ク
ス
と
の
界面
の
-
の
向上 を よ り 顕著 にす る た め に は
付 着強 度 を高 め る 必 要 が あ る
116
-
｡
､
石
参考 文 献
1
2
3
4
F
.
F
.
N
.
F
H
.
.
6
7
8
9
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.
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,
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,
-
118
-
第6 章
ラ グ を 出発 物 質 に 用 い た A L C
ス
の
オ
トク
ー
レ
ブ
ー
処 理 に よ る 化 学的 特 性 及 び 物 性 の 変化 過 程
6 1
序論
12 0
6 2
実験 方 法
121
.
.
6 2 1
試料
12 1
6 2 2
評価
12 1
.
.
.
.
生 成物
( 2)
石 英反 応 率
12 1
( )
細 孔径 分 布 お よ び 比 表 面 積
1 23
( 4)
圧 縮 強度
1 23
( 5)
破壊靭性
1 23
つ
J
6 3
.
.
.
同定お よび定量
126
.
モ
ライ ト の 生 成 過 程
126
生 成相
の
変化
126
( 2)
生 成相
の
組 成変 化
126
( 3)
石 英反 応 率
( 4)
ス
.
ス
129
ラ グ を含 む 系 で
の
トバ
反 応縁
ス
ラ グお よ び そ
( 2)
ス
ラ グ の 溶解 と 反 応縁
.
ス
モ
ライ ト生 成過 程
の
特徴
…
…
…
…
…
…
･
…
129
ラ グ の 反 応 挙動
( 1)
6 3 3.
.
トバ
( 1)
6 3 2
.
の
結果 と 考察
6 3 1
6 4
12 1
( 1)
ラ グ を含 む A
の
LC のオ
ー
の 微細
組織
の 組 成変化
トク
レ
ー
ブ 処 理 に よ る 物 性 変化
‥
…
…
…
…
13 5
( 1)
微細組織
13 5
( 2)
細 孔径 分 布 お よ び 比 表 面 積
13 7
( 3)
圧 縮 強度
13 7
( 4)
被壊靭性
140
( 5)
ア
コ
ー
ス
テ ィ
ッ
ク
エ
ミ
ッ シ ョ ン法に
結論
参 考文 献
-
119
-
よ る 破壊 挙 動
の解析
‥
‥
…
…
1 43
トク
グ を出 発 物 質 に 用 い た A L C の オ
処 理 に よ る 化 学 的 特性 及 び 物性 の 変 化 過 程
第6 章
ス ラ
ブ
ー
序論
6 1
.
高炉 水 砕
ラグ (以下
ス
石 灰 質 お よ び珪 酸 質 原 料
れて
る
い
ラ グは
ス
｡
は 鉄 鋼 精錬 時
ラ グ と 呼 ぶ)
ス
そ れ 自身 に は 水 硬 性 は な い が
､
オ
トク
ー
レ
ブ 処理初期
ー
ラ グ の 利 用 は 省資 源
る と 考 え られ て い る
ス
て い る
の観点 か
で ある た め
ラグ
ラグ
ス
､
鳳 C は5
主用 途 は
の
℃で
の オ
トク
ー
報告 は 主 に マ ク
こ
明 か に され
て い
er
p r o d u c t)
が 形成 され る
こ
べ
い
られ て
い る
した 場 合
しか し
､
､
で 覆 われ
､
そ
べ
欠点
の
一
つ
い
､
( 1)
い るが
ない
､
た報 告 は ほ と ん どな
い
物質 に し た A
｡
､
また
工
LC の
の 反 応 挙動
､
100
℃
よ う に 石 英 を数 十 % 含 む 系 で
の
ム
リ
ッ
ー
チな 系で
オ
､
こ
トク
ー
( 1)
とや
トク
い
レ
フ
､
の
か
､
また
｡
つ
れら
こ
､
の
ブ初 期 に は ス ラ
ー
リ
ライ
ー
が早く
ム
ラ グ 自身 の 溶解 挙 動 に 関 し て は
ラ グ は 周 囲 を 緻密 な 反 応 生 成 層
の
結 晶 で 粗 な 組 織 ( o ut e r
ー
トク
A L C の
レ
ー
原 料石 英砂 を
こ
pr
o
d u ct)
ブ 処 理 に と も な う組織
ス
ラ グ で 置換
と が報 告 さ れ て
ラ イ ト の 生 成 過 程 や 微細組織 と 強度
い
( 2)
る
0
の
関係 に つ
ス
ラ グ を 出発
い
｡
業 副産物 で ある
オ
プ処 理 に よ り
ー
ス
オ
､
また
｡
ス
､
レ
で あ る 欠 けや す さ を 表 す 指標 で あ る 破 壊靭性 に 関 す
モ
本章で は
ラグ
の の
外側 は 針 状
の
と が 指摘 さ れ て
トバ
い
､
点 で も 有利 で あ
部 を 代 替 え した 高炉 セ メ
置 換率 の 増 加 と とも に 圧 縮 強 度 が 増 加 す る
A L C の
る 報告 は な
も
( 2)
微 細 組 織観 察 で は
｡
トク
ブ 反 応 に 関 す る 報告 は ほ と ん ど な
ー
変化 に 関 し て は 明 か に さ れ て
て述
A L C の
｡
な 反 応速度 論 的な 研 究 で あり
な
の
従らて
･
0
ト
一
水 和 に 関す る 報 告 は ラ イ
の
レ
とが述
消 費 され る
ー
(1)
つ
ン
トの
応速度 が 大 き く 石 英 の 溶 解 が 抑 制 され る
グの 反
(i n n
ロ
英 と共 存す る 時 に は
ネル ギ
エ
即寺間 の オ ⊥
∼
セ メ ン
前後の 反応 に関す るも の が主体で あ る
180
ア ル カ リ や 硫酸 塩 と 共 存
､
高 い 特徴 を 持
て
らだ け で は なく 省
部 の 工場 で生産 さ
一
O および石
べ
､
｡
ス
｡
a
反 応 性 が石 英 に 比
の
ラ グ を 出発 物 質 に使 用 した
生産 され
C
､
あり
の 工 業 副 産物 で
が
鳳C
代 替原料 と し て 使 用 し た
の
す る と セ メ ン ト同 様 の 水 硬 性 を示 す こ と や
ス
レ
ー
レ
を明 ら か に し
ー
､
ス
ラ グ の 有効利 用 を 目 的 と し
ブ 処 理 に と も なう ト バ
モ
ラ イ ト の 生 成過程
そ れ が 物性 に 及 ぼ す影響 に
-
12 0
-
､
つ
いて
述べ る
｡
､
ス
実 験 方法
6 2
.
苫式料
6 2 1
.
.
作製 に 用
A L C の
トで ある
ン
に示 す
T ab l e 6 1
-
面 積 は0
あ
た
っ
原料
｡
.
7
2/
m
ラ グ4 7
ス
｡
ラ グは
あ
g で
っ
と発 泡剤 と し て 微 量
120
×
120
70
グリ
こ の
m
×
の モ
m
ボデ
ン
ー
た
融 %
ィ
金属ア
ル
.
全て
h
の
トバ
､
c
モ
サ
ン
(A
T E M
ベ
ー
)
を
水 / 固 体 比0
､
大 気圧 下
､
を 作製 し た
ドセ メ
.
で
2/
4
m
の
混 合物
ラリ
g で
ー
と し
､
水 和硬 化 させ る
1 2 卵 寺間 オ
∼
･
ト2 4 %
75 の ス
比表
B ET
､
面積 は2
ン
約5 時 間
で
m
レ
トク
ー
ー
ブ処
｡
｡
ル に つ い て
ス
粉 末Ⅹ線 回 折 (
､
観 察 を行 い
E I)
い て
径 を算 出 した
全て
､
の
サ
ン
に した原子 比 で 求 めた
a et a
L
( 3 , 4)
に従
っ
た
｡
｡
また
002
､
に よ り 生 成相
の
反射
の 積 分 強度 の
半価 幅 か ら
研 磨薄片 に
い てS E M お
A L C の
組 成分析 を 行
ED X
､
､
プル 中の トバ
モ
分析 数 は1 サ
ン
同 定 を行
)
郡
た
っ
プ
ル
に
分 析電 子 顕微鏡
｡
ライ ト結 晶
組成に
の
き4
つ
つ
0
い て Si
つ
結 晶と し
分析
､
｡
石 英反 応 率
石
英の 反応 率 は
塩 酸 処 理 に よ る 湿 式 分析 に よ り 求 め た
､
を湿 潤状 態 で 炭酸化 し
で9 5 ℃ で1 5
の
3 のA LC
い て 結 晶子
を用
方法 は M it s u d
( 2)
ドに 流 し込 み
ム
ラ イ ト の 結 晶 性 を評 価 す る た め
式 を用
err er
プ
よ び 反 射電 子 像 ( B
を
ウ
ニ
ン
3p
生 成物 の 同 定 お よ び定 量
(1)
S
普 通 ボ ル トラ
､
.
評価
6 2 2
い
ル ミ
B E T 比表
､
ドセ メ
ン
に よ り 求 め た 化 学組 成 を
平均 径 は2 6
､
1 岬
･
普通 ボ ル トラ
､
ⅩR F
､
を1 8 0 ℃ 飽 和 水 蒸 気 圧 下 で 1
ー
理 し て 嵩密度約5 0 0 k 釘m
.
い て
つ
英砂
石
､
平 均 径 は1 8
の
石 英 砂2 9 %
の
ラグ
で は 非晶 質 で あ り
郡
石 英砂
｡
､
ー
ス
､
ラ グ と 石 英砂 に
の ス
ス
｡
た 出発 原 料 は
い
､
1 2N
.
塩 酸 中 で9 5 ℃ で 10 分処 理 後
5
､
を算 出 した
一
121
-
｡
｡
サ
0 5g の
.
t% N a2 C
w
( 5)
分処 理 し て 不 溶 残 分 を 求 め 未 反 応石 英量 と した
反 応率 ( 反 応 量 / 総 石 英 量)
｡
こ
ン
プ
ル
溶液中
O3
れか ら
､
石英
､
T a bl e 6 1
-
Si O
Sl a g
q
u
鵬
2
TiO
2
e
mi
c al c o m
Al
2
0
3
F
p
e2
o siti o n s
0
3
C
a
o
f
r a w
O
M gO
m ate
N
a
2
ri al s
0
e a s u r ed
m
K
2
0
34 5
1 3
13 0
1 8
40 9
6 6
0 2
94 4
0 8
1 4
1 9
0 1
0 1
0 1
･
Z
Ch
.
･
.
･
･
･
･
･
･
･
ー
12 2
･
一
･
.
S
0 5
･
by X R F
L OI
T o t al
1 2
10 0 0
1 2
100 0
･
.
･
.
細 孔径 分 布 お よ び 比 表 面 積
( 3)
各A
LC
ン
サ
プ
を7 1 0
ル
1480 p
∼
ょ り 細 孔 径 分布 を 測 定 した
よ るB
面 積 を求 め た
E T 比表
71
､
叫
各ブ
ロ
ク から
ッ
度 を測 定 した
せた
0 25
.
試料 に
の
い て
つ
窒素 ガ
吸着 に
ス
｡
m
イク
カ
ロ
/ 血 n と した
.
ル ミ
タ
ッ
試 験 に際 して は
｡
圧 縮方向 はア
｡
m
マ
で 15
ー
×
の
m
m
試 験 体 を切 出 し
ウ ム に よ る 発 泡方 向 に 平行 で あ り
ニ
圧 縮強
､
試験 体 を7 0 ℃ で 真 空 乾 煉 器 内 で 2 4 時 間乾燥 さ
､
い て行
測定 は6 個 の 試験体 に つ
｡
15
15
×
た
っ
荷重速度 は
､
｡
破壊靭性
( 5)
破 壊靭性 評 価 は
大 き さ は 6 0 ×6 0
60
×
ク トテ
ン パ
コ
と し
m m
径 に仕上 げた
含水 量 を 室温 で 絶 乾比 重
､
を測定 した
｡
R
口部に
予 き裂 開
｡
試験体に は
｡
はク リ
ドキ
ン
エ
.
05
m
m
/ 血 と した
ま で入 れ
m
プゲ
ー
除荷
､
曲線 は
R
｡
出 し 非線形破壊 に 用
ク
ス
テ ィ
ッ
プ ライ ア
ン ス
法 と は別
コ
ー
破壊靭性 試 験 を 行 っ た時 に 発 生 す る A
波 数4 0 0 k H
z
のA E セ ン
定 に 際 して は
､
ト
増幅 し た 信 号 を ピ
ー
ー
サ
タ
ー
ル
とA
ゲイ
E
ミ
エ
E
を
ン電 子 工
を8 0d B ( プ リ ア
ク 2 乗 演算 に よ
て
っ
-
エ
1 23
口 部 変位
法 を実施 し た
ン ス
､
0
プ ライ ア
ン ス
き 裂長 さ ( △a)
､
また
｡
の 試 験体 を
曲率 半
クさ せ て負荷 し
マ
､
イク
( A E) 法 に よ
ッ シ ョ ン
の
m
｡
っ
荷 重速度0
.
ロ
て
05
｡
き裂
法を
を算
クラ
ック
検出す る
m
m
止血n で
予 き 裂先 端 付 近 に 取 り 付 けた 共 振 周
､
検 出器 ( サ
ン
ッ
ン
コ
傾き か ら
られ るJ 積 分 に対 し て 評価 し た
と を試 み た
ン
の
い
こ
コ
曲線 上
ン ス
m
方 法に 準 拠 した
除荷
､
15
( 6)
の算出は 肌 E M の
ン
発 生 や き 裂 進展 を ア
れ をフ
.
き裂 開
､
プライ ア
コ
の
｡
プライ ア
こ
､
ン
コ
進 展 抵 抗 を R 曲 線 で 評 価 す る た め 負荷 に 際 し て は
実施 し た
先端 は0
､
試験 体
｡
調 整 した
の 1 0 士2 % に
ジ を取 り 付 け
プ を 接着 し
ャ ッ
挿
G
｡
m
ッ
曲 線 を求 め る た め 負 荷 に 際 し て は
荷 重 速度 は0
( C T) 試 験 に よ り 実 施 し た
ン シ ョ ン
予 き 裂 は 発 泡方 向 に 対 し て 平行 に 深 さ3 0
た
以下
m
水 銀圧 入法 に
いて
つ
圧 縮強度
(4)
の
また
｡
に 粉砕 分級 し た 試 料 に
m
ネル ギ
-
ン
ー
業)
プ4
いて
を用
0dB
検 出 した
メ イ ン 4 0 d B)
､
( 7)
変換 し た
｡
｡
測
と し
､
l
T
1 28 h
ニ
ニ
ニ
64 h
32 h
16 h
8 h
5 h
十
4 h
3 h
ニ
2 h
■
l h
ー
±
C
Fi g
6 1
X
-
･
T tOb
=
-
y P
ra
e
rm
0
O W
ri t e
d
p a tt e
er
Q q
=
,
m s
u a rt Z
,
u
K
G
( 2 β)
α
th
of
e s a m
pl e s
au
t o cl
軸 d r o g r o s s u l a r;
_
3 5
30
25
20
10 15
124
-
A
av e
=
d f
o
ali t e
,
v ar
i ous
r
B
=
b elit e
･
ti
m
es
･
(
∈
u
)
眉
S
茎
l
再
l
S
ゝ
L
U
0
10
1 00
A u t o c[ a vi n g Ti
Fi g 6 2
-
･
Th
e
cr
y st allit e
si z e
ftob
e
rm
a u t o cl a
vi
n
o
ー
12 5
0
ri t e
g ti m
-
(h)
m e
o
es
f th
･
e s
am
Pl e s
as
a
鮎n
c
ti
o n
o
f
結果 と 考察
6 3
.
ト バ モ ライ ト の 生 成 過 程
6 3 1
.
.
生 成相 の 変 化
(1)
オ
トク
ー
レ
( O H) 2 お よ び
C
おり
レ
Fig
,
トク
ー
レ
トバ
｡
｡
しそ れ 以
降は ほ ぼ
上 昇す る
こ
一
で は4 時 間 処 理 ま で
C
一
=
方
0
17 5
.
お よ び
の
.
ス
｡
｡
､
セ
､
β C 2 S ) が 残 存 して
-
,
イ
ダ
ン
タ
ー
32
､
をF i g
ン
ー
6 1
-
.
に示 す
オ
｡
ト
ー
で ある ト バ モ ラ イ ト が 生 成 して
ー
トク
処 理 時 間 に 対 す る 変化 を
の
レ
ブ 処 理 時 間 と と も に増 大
ー
時間 まで トバ
ラ イ ト の 結 晶度 が
モ
ライ ト に 重 な る た め 区 別 で き な
モ
0
20 2
.
に
他オ
こ の
｡
イ ド
ハ
ー
グ
ロ
トク
レ
シ
ュ
ロ
が
い
ブ処 理 に よる生成物
ー
ラ
( h yd r o g r o ss ul ar
ー
て の 処 理 時 間 に お い て 認 め られ る
べ
TE M
､
エ
ラ イ ト (2 0
ー
=
34 3
.
,
0
41 3
グリ
ー
お よび ピ
)
.
､
4
時間
ー
の オ
ー
,
0
ライ ト
トク
レ
･
6
-
(2 0
ー
ブ
ボ デ ィ に 見 られ た 消 石 灰 は 1 時 間 処 理 で な く
ン
ラ グは 非晶質 の た めⅩ 線 で は 分 か らな
い
｡
生 成相 の 組成変 化
( 2)
A TE M に
レ
パ
0
反 射強度は1 時間処理 で か なり低下 す る が
処理 ま で若干残存す る
なる
-
出発 原 料 で あ る 石 英 は 処 理 時 間 と と も に 反 射強度 が 低 下 す る ( F i g
､
3 2 6 ｡)
S H
｡
多く 観 察 さ れ る
セ メ ン トに含まれ る
｡
バ
と思 われ る 反 射 が す
〟 2( O H ) 1 2)
a3
1)
=
い る
で は反射が トバ
_
_
20
のA L C の
主要
elit e
つ
いて は
-
｡
定 に な る 傾 向 を示 し
と を示 唆 し て
C S H はⅩ m
､
た
っ
出発 物質 に
0
ラ イ ト (b
ー
結 晶 子 径 は3 2 時 間 ま で は オ
-
と し て
ピ
水 和 生 成物 と して C
､
ラ イ ト の 0 0 2 反 射 か ら求 め た 結 晶 子 径
モ
6 2 に示す
.
L C の
ィ に は
で 認 め られ る
m
お よび
3 S)
ブ 処 理 時 間別
ー
ボデ
ン
ー
ままで あ
の
ブ1 時 間 処 理 か らA
ー
い る
ラ イ ト ( alit e C
ー
グリ
の
ガ イ トがⅩ
ン
石 英 は ほ ぼ未反 応
､
オ
ク
エ
トリ
エ
a
メ ン トの
ブ処 理 前
ー
ー
よ り測 定 した
,
中の C
C
ブ処 理 時 間 に 対 す る 変 化 をF i g
均 C 〟( 刃 + Si) 比 は 0
.
89 で
ある
C a /( Al
なり
時 間 処 理 以 降 は0
､
64
+
オ
｡
Si) 比 は 減 少 し
トの 平均
トの
Al
.
､
ー
5
S H
-
-
6 3
-
.
トク
刃 置 換 率 仙 ( 刃 + Si) 比 は 0 1 5 で
.
に示す
レ
1
｡
モ
ライ ト の 組成
時間処理
トバ
の
一
定になる
｡
また
限界 置 換 率 と ほ ぼ
一
126
モ
の
オ
-
一
､
トバ
(8
敦し
-
モ
･
83
ー
トク
ライ トの 平
ブ 処 理 時 間 が増加 す る と ト バ
ー
時間 以 上 の 処 理 で 理 想 組 成 の 0
とほ ぼ
76
お よ び トバ
モ
ライ
よりも低く
ラ イ ト の Si サ イ
1 0)
､
処理 時間に よ
(
〇4
.
誘
+
一
<
)
〇2
.
､
一
<
0
1 6
1 00
10
A u t o ct a vi n g Ti
F ig 6 3
-
.
t ob
er m
V
o rit e
a
ri
( ×)
Th
e
a
ti
o n s
cr
y st al
d o tt e d
i n th
an
of
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d
e
c
th
s o li
h
e
mi
e
s
am
d s l in
-
c
al
c o m
Pl e s
es
127
au
gl V
-
( h)
m e
e
p
o si t
i on
t o cl a
th
e
v e
of
C S H
-
d fb r
m e a n
v
al
v a
-
ri
u es
( +)
o u s
･
ti
an
m
d
es
･
(
芭鮒
z
亡
雪
ロ 60
ー
O
u
O
40
弓
謡
U
20
-
○
冨
野
L
0
口
10
1 00
A u t o cl a vi n g Ti m
F ig 6 4
-
･
D
eg r e e
o
f
r ea c
ti
o n
of
th
e
-
qu
a rt z
128
-
as
a
免m
e
c ti o n
(h)
of a u
t o cl
m
g tl
m
e
･
らず ほ ぼ
定 で ある
一
ん ど固溶 して
C S H
-
なか
い
はオ
-
平 均 C 〟( 刃
た
っ
トク
ー
Si) 比 は
+
また
｡
レ
処 理 時間 が 増 加 す る と
また
C a/( Al
､
他
こ の
-
らはM
g
を示 し
M g
､
ライ ト に は ほ と
か
､
つ
そ
､
低 下す る
の
｡
比 は処理 時間
ラ イ ト の 比 よ り も 高く
モ
-
の 分 散 は か な り 大 きヤ､
l /( Al + Si)
-A
｡
C S H
-
｡
分散 が 非
､
Si
Al
,
ン
,
C
プ
ルで は
a
Ti
,
､
繊 維 状 な い し繊維 が 集合 した C
､
-
を 主 成分 と す る 相 が か な り 認 め られ た
後に述
る
べ
ラ グ の 反 応 縁 を形 成す る
｡
ス
｡
石 英反 応 率
(3)
オ
トク
ー
理 時間
の
レ
ブ 処 理 に 伴う 石 英 反 応 率 の 変化 をF i g
ー
増加 と と も に ゆ っ く り と 単 調 に 増 加 し
処 理 で は71 % と なる
成 に消 費 さ れ
場合の 石英
す る と7 3
い
い こ
( 4)
%
｡
理 想反 応 率 は
となる
ス
まで
これ
出発物 質 に
ス
+
Si) 0 8 9
.
生 成す る ト バ
､
また
､
モ
2 は
計算
い
な
の
ライ ト生 成 過 程 の 特徴
モ
結 果 を 元 に して 出発物 質 に
ス
ラ グ を含 む 場 合 と含 ま
ラ グ を含 ま な
い
場合
,
い て
反 応 に 大 き く 寄与 して
ライ ト の 生 成過程 の 違 い を述
=
ラ イ ト生
1 2 那寺間処 理 で 反 応 が 終 点 に
､
モ
LC
イ ト の 組 成 は C 〟( 仙 S i)
( C a/( Al
ラ イ ト組 成 を用
モ
中の トバ
な い 場 合 に お け るA
モ
｡
ラ グを含 む 系 で の ト バ
､
致し
一
ラ グ 中 の Si O
ス
､
か ら1 2 8 時 間
の22 %
成 分が 全 て ト バ
分 析 電 顕 で 求 めた ト バ
､
状態 に ある も の と 考 え られ
とが 考 え ら れ る
a
反応率は 処
｡
ラ イ トと 未 反 応 石 英 か ら な る と 仮 定 し た
モ
値 は 実測値 と ほ ぼ
こ の
｡
が トバ
L C
6 4 に示す
-
.
時 間処 理
l
､
ラ グも 含 め て 全 原料 中 の C
ス
最終 的 に A
､
の
こ こ では
り
,
トバ
､
〟 に 富む 組成 か ら考 え て
,
モ
｡
長 時 間処 理 の サ
､
物質 で あ る と 考 え られ る
近
Si) 比 は 若 干
+
値 をと り
と が 特徴 で ある
こ
S H に 似 た 形状
これ
ラ イ トよ り も 高 く
モ
.
常 に大 き い
トバ
ブ4 時 間 処 理 ま で 分 析 電 顕 下 で 認 め られ る
ー
に よ らず 0 1 か ら0 4 ま で の
.
て いるM g は
｡
トバ
､
ラ グ に 含 まれ
ス
､
Al /( Al
=
0 9 2 1 05
+
.
S i) 0 1 5)
=
.
オ
｡
レ
ー
｡
ブ 1 時 間 処理 で
,
=
､
-
.
と比
ると
べ
ラ イ ト の C 〟( 刃 + S i) 比 は ト バ
高 い 〟 置 換率 を示 す
トク
ー
る
(3 4)
仙( 仙 S i) 0 0 1 0 0 5 で あ る
-
.
､
べ
こ
れは
-
12 9
モ
K
､
-
､
･
ス
ラ グ を用
い
｡
の
トバ
モ
ラ
今 回 の 結果
る と反 応初 期 に
ラ イ ト の 理 想組 成 に 近 い も の で あ
o nd o
( 1)
如 αム
が指 摘 して
い
る よ うに
ラ グがオ
ス
り
レ
ラ グが ト バ
モ
ス
トク
､
ー
ラ グ に 含 有 され て
の別 の相
外
は トバ
い るM g
ライ ト に 圃 溶 さ れ て お ら ず
モ
ラ イ ト の 平 均 C a/( Al
モ
定となる こ とが知 られて
一
時間 軋
ラ グ を含 ま な
ス
グネ
マ
(1 1 )
い
はオ
S i) 比
+
るが
そ
､
場 合 は 約1 6 時 間
い
系
ス
オ
の
ー
トク
レ
停 滞す る こ と を示 し
ぁる
と を示 唆 した
こ
定量す る
て
っ
こ
応 挙動 に
いて
6 3 2
.
(1)
ス
Fig
in n
こ
リ カ ガラ
ス
ラグ
( 3 , 4)
ス
､
と を試 み た
o n
do
( 5)
はラ イ
の
リ カ ガラ
シ
､
ス
今回 の
､
リカ ガ
シ
ー
と 同様 な現 象が お
ラ グ の 反応 率 を選 択溶解 液
しか し
｡
ム
に要 す る
す ぐ に 反応 が
の の
も
い
方 法で は
こ の
､
っ
っ
て
に よ る湿 式 分析
こ で
そ
0
よ びE
B E I 観 察お
､
た
こ
ラ グ の 反 応 生成 物 が
ス
っ
研 磨薄 片 中
た形 状 を 示 す
ス
ー
ラ グに
u ct
トク
つ
｡
1
岬 の
時間 の オ
ラ グの 反
ス
､
分析 を行
D X
見 られ た ( F i g
いて
ー
写真 を 示 す
の B EI
トク
ー
レ
ー
た
っ
6 5( a))
0
0
て そ の 厚 み を 増す
( F ig
の ス
6 5( b))
は角
部 分 か ら溶 解 し て 次 第 に 丸 み を帯 び る よ う に な り
6 5(
洞 化 し反 応縁 だ け と な
))
c
-
.
っ
た
｡
ス
128
一
-
.
時 間処 理 で は
､
ス
｡
､
方
､
ラ グ 外 縁部 を
現象 は 観 察 し た
o nd o
( 1)
L
et a
13 0
-
残 存す る
反応縁と
の
の
ス
ラグ
界面 に は
ラ グ が 溶解 し て 中央 部 が 空
ラ グ の 痕跡 が 多 く 認 め られ る ( F ig
ー
ラ
ラ グ の 外 形 を置き 換 え る
中心 部 に 向 か
間 隙 が 生 じる ( Fig
の ス
｡
ブ 処 理 時 間 と と も に 反 応縁 は 元
っ
こ の
､
ス
こ の 反 応 縁 はK
-
･
出発 原料
0
ブ処 理 で
反 応 縁が 生 成 して お り
に 相 当 す る と 考 え られ る
レ
ラ グ
の ス
ように
の
るも
表 面 が 緻密 な不 透水性 の で 覆 わ れ る た め で
更 に 詳 細 に 検討 す る た め
-
p r od
オ
ス
場合も
の
K
｡
の
で あ る の 対 して
あり
で
定 となる
一
( 1 2)
る ため
6 5 に 鳳C の
ure
て の
n er
い
ブ 処 理 時 間 と とLも に
ー
初期 の 反 応速度 は 大 き
､
シ
置 換 え る よ う に し て 厚 さ 約3
す
ライ ト以
ラ グ お よ ぴ そ の 反 応縁 の 微 細 組 織
グ粒 子 は角 張
べ
モ
ス
､
ラ グの 反 応 挙 動
ス
.
｡
レ
比 がほ ぼ
の
と が 確 認 され 定 量 的 な 評価 は 困 難 で あ
溶解 し な い
つ
､
べ
以 上 の 現象 を調
によ
ブ反 応 は
ー
トク
ー
結 果 は 6 4 時 間 程 度 と3 倍 以 上 の 反 応 時 間 を 要 し た
ラ
トバ
､
に 固 定さ れ て
ウ ム 水 和物
シ
しか し
0
あ
の で
｡
般 に トバ
減少 し
と を示 唆す る も
こ
ラ イ ト の 早 期 生 成 に 有 効 で あ る と 考 え られ る
例 えば 非晶 質 ケ イ 酸
､
と 考 え られ る
一
ブ 初期 か ら 高 い 溶解 度 を示 し た
ー
6 5( d))
-
･
｡
1 0 0 Il
F ig 6 5
-
･
tl 血
B E I mi
r e a c ti o n
V Oi d s
p
ri
ac e
m s;
cr o
g r ap h s
( b)
b et
a
ft
w e e n
er
o f sl a g
32 h
sl a g
a n
,
d
in
au
h a iv
n
t o cl
av e
g t hi c k
r e a c ti o n
-
m
13 1
ri
-
m
d
s
P l e s : ( a)
am
r e a cti o n
; ( d)
ri m s ;
a f[ e r
a f[ e r
( c)
12 8 h
,
a
ft
l h
er
fu 11 y
,
Sh o
12 8 h
r e a ct e
,
d
.
wi
n
W
it h
g
(
辞
50
l
き
)
′
s
40
l
u
①
l
u
30
O
U
名
20
実
○
10
0
D i st a
F ig 6 6
V
-
･
of a
p
p
o ln
a
ri a it
a rtl y r e a c t e
tS
an
al y z e
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o n
e
ch e
mi
d sl a g g r a l n in
d Th
･
e
c o m
th
p o siti
to
a
fr o
n ce
c al c o m
e s
o n s
132
e e
-
( 〃m )
丘o
a u t o cl a v e
d et e r mi
-
ore
o sit
i on
p
Pl e
am
H 2 0 fr
-
C
m
b
80
6 0
40
20
0
n e
m
in
･
to
d fb r 1 2 8 h
d by E D X
a si s
n er
w
ou
,
ter p
Sh o w
er e r e c
al
m
tS
ar
g th
c ul at e
d
e
グ の 中 心 部 か ら反 応 縁 に か け
1 2 那寺間 処 理 の ス ラ
に よ り 点 分析 し た 結果 をF i g
細 な物 質 か ら な
て
未反 応ス ラ グ内部
傍
起
で
こ
-
の
も
｣
ど
ビ
電子
ラグ
ス
｡
倍以 上
ス
ラグか ら
Ti O 2
は
の M gO
トリ
マ
トリ
マ
ッ
ク
ク
ッ
ス
ス
い ので
反 応 縁 と元
｡
トク
ー
物質 で 構 成 さ れ て
レ
M g 5 A 1 2 Si 3 0 1 0( O H ) 8 )
( pl a z olit e C
,
ス の M g
た
こ
O
と
反応縁
､
溶 体 お よ び2
ス
C
a
O
の オ
( i n n e r ir m )
と
Al / C
a
-
ハ
､
イ ド
( 1 3)
つ
つ
､
い
M gO
お よび
､
また
0
つ
とか ら
はC a O で あ り
､
反応線内
､
ガ
ロ
ネ
ー
微 細 な繊 維 状
の
ニ
ウ ム 蛇 紋 石 ( al u mi
ッ
ト
ア ル ミ
､
以下
1 ドm
､
お よ び 2 C a O Al
･
の
ス の
オ
rr u m
ser
では
Ⅹ m
､
gO
C aO
,
あ る と推 定 し
2 03 6H 2 0 で
･
マ
イ ドロ ガ
Al 2 0 3 お
,
ア メ サイ ト
-
非晶質 ケイ 酸
ハ
グネ
ー
2 で
a m e sit e
ウム 水和物
シ
pe
トク
n ti n e
,
こ
ガラ
､
と を示 唆 し
ネ ッ ト の み が 検 出 され た
よ び SiO
(
ー
種 で ある プラ ゾラ イ ト
一
､
ある
こ
とか ら
蛇
､
M g 2 Al 2 S i O 5( O H ) 4)
,
イ ドロ ガ
ハ
刃2 0 3 6 H 2 0 の 混 合 物 で あ る と 考 え ら れ る
･
｡
こ の こ
0
は M g O を含 む 合 成 ガ ラ
αエ
g′
M g 3 Si 2 0 5( O H ) 4)
,
ー
ネ ッ ト固
･
S i/ C
ー
マ
トク
レ
トリ
ッ
お よ び M g/ C
a
時 間処 理 を 境 に 違
い
a
-
ー
ク
｡
トク
レ
ー
ブ処 理 に と もな う組成変化 を
ス
A l/ C
a
側 (
o u t er
ri
m
)
図 に示 す ( F ig
が 見 られ る
短時 間 処 理 で は 反 応縁
ー
量 を持
他の 元素に
の
た と 考 え られ る
っ
い
ラ グの 溶 解 と 反 応 縁 の 組 成変 化
反応 縁
_
オ
a s c ol o
主成 分 組 成 が M
の
固溶 体 の 組 成 を も
(2)
そ
､
含 有 量 が 増加 す る と プ ラ ゾ ラ イ ト の 生 成 量 が 少 な く な る
紋 石 ( s e r p e n ti n e
64
M
｡
今 回 の 反 応 縁 の 構成相 は
｡
の
けな
い
っ
グ の 組 成 を比 較す る と
の ス ラ
Al 2 0 3
,
従
｡
溶解 は 主 に 界 面 近
ラ グの
ス
､
ブ 処 理 時 間 に か か わ らず
ー
Al 2 S i2 0 8( O H ) 4)
a3
の SiO 2
最 も 多 量 に 移 動 した
へ
ブ 処 理 に よ り 生 成する 相 は
ー
倍
3
･
D X
｡
レ
る
い
約1
､
は あ ま り 移 動 しな か
へ
部 の 組成 は均 質 で は な い
反 応縁 は オ
量
よりも小 さ い
径 内 に お け る 平 均 組 成と 見 な け れ ば
ム
と考 え られ る
TiO 2
,
組 成変 化 を E
の
応縁 は 頼 m 以 下 の 非 常 に 微
の反
反 応 縁 は ス ラ グ の 半分 以 下 C a O 量 で あ る の が 特徴 で あり
て は2
断面
径 (約 叫m)
ム
ー
大 き な組 成 変 化 は な
では
て い る
っ
に示 す
ED X の
､
よ る 分析 結 果 は
ED X に
､
ており
っ
6 6
.
て の
の A l/C
に
6 7)
分け て E D
-
.
｡
､
反応 縁 を
X で
ス
ラ グ側
分析 し た結果 を
組成 変化 は オ
ー
トク
レ
ー
､
ブ
｡
a
お よ びS i/ C
ブ 処 理 時間 の 増 加 と と も に
-
133
a
比 は ス ラ グと ほ ぼ 同 じ値 で あ り
反 応 縁 の 組成 は図 上
､
-
の原点と ス
ラグ
､
4
4
3
3
可
巾
U
U
〓
2
2
､
ひ
<
≡
1
1
0
0
3
3
再
田
U
U
2
〓
､
ひ
<
≡
1
0
0
3
3
再
吋
0
U
〓
2
2
､
ひ
<
≡
1
1
0
0
3
3
書
ミ2
ぎ
再
0
〓
<
1
1
0
0
0
2
4
Si / C
F ig 6 7
-
･
( a)
ED X
A l/ C
6
8
0
r e s ul t s
2
1
3
Al / C
a
o
f sl a g
a r ati o s v e r s u s
Si/ c
r e a cti o n
ri
a r ati o s ;
( b)
-
13 4
m s
a
ft
er
M g/ C
-
au
t o cl a
a ra
ti
o s
n n
g fo
v ersu s
4
a
r
v ar
i ous
A l/ C
ti
m
a r ati o s
e s;
･
を 結 ぶ 直線 上 を
ラ グ か ら 漸移 的 に 離 れ て 行 く 方 向 に 変 化 す る
ス
内 部 の 組成 変化 に
in n
ri
er
は
トリ
マ
､
よ り も 高く
m
ク
ッ
ス
は
い て
つ
トリ
マ
､
ク
ッ
ス
溶 出 したC a は
へ
ラ グが 水 和 し て 反応 縁 を 形成 し
ス
唆す る
更に
｡
溶 出 して
る こ とがわか る
い
とi n n
o u t e r ri m
グ の 溶解
e r ri m
致す る
一
釘C
M
外 は A 〟C
a
a
一
-
in
6 3 3
.
仙C
S i/C
比
a
F ig
て
ス
マ
の
ク
ッ
ス
のC
へ
と を意 味す る も
こ
組成 変化
い こ
の
傾向 に つ
.
3 の
と を 意 味す る
の で
の
a
ス
主 にC
､
と
旦
一
､
移動 し た こ と を示
へ
が
a
マ
ッ
トリ
ク
ッ
い る
プ が 現れ る
こ の こ
｡
移動 が ほ ぼ 終 わ り
A TE M お よび石
､
ス
へ
また
｡
とは
､
ス
ラ
トバ
モ
､
英反 応 率 の 結
｡
直線 が 原 点 を通 ら な い
､
6 7( b))
図上で
-
.
点 で 交差す る
また
トク レ
ー
も
い て
｡
と はM
こ の こ
｡
､
こ
と以
ス
ラ グ と反 応 縁 を
g
よ り も Al お よ び
時 間 処 理 の 場 合 に 見 られ る よ う に
64
､
は 極度 に 低 い 場合 が あ る
a
-
ラ グは
外縁部か らもと
､
一
｡
,
張
っ
の
こ の反応縁は厚み
た 形態 な
方
､
｡
ブ処 理 に よ る 物性 変 化
ー
写真 を 示 す
B EI
い し粒 状 で
そ
｡
の
ある
ため
､
を増す と と も に
間の オ
ー
トク
レ
ー
トク
レ
ー
ブ処理 に よ
-
未反 応
､
ス
｡
処理
叫 m 程度 の 空 隙 が 生 じ る ( F i g
2
m
の
っ
ラ グ 粒 子 は丸 み を帯
大 き さで
･
6
-
形状 は 角
､
偏 光 顕微鏡観 察 で は 石 英 結晶 は 数 ド m
数 十 ドm
∼
粉 砕 し た 石 英 砂 1 粒 子 は 石 英単結 晶 か ら 成 る 場 合
｡
石 英に
粒 子 の 外縁 と マ トリ
､
ー
外 形 を 充填 す る よ う に 反 応縁 を形 成 す る
｡
多結 晶 か ら な る 場合 が ある
ブ 処 理 を行 うと
オ
｡
出発 物 質 の 石 英 粒 子 は 数 けm か ら5 叫
､
大 き さ で ある
､
研磨薄片の
6 8 にA L C の
ure
) (b ))
a
と
トリ
未 反 応 ス ラ グ 粒 子 と反 応縁 の 界 面 に は 1 0
､
の
ク
関係 は 逆 転 し て
ラ グを 含 む A L C の オ
時間 ととも に
8(
ままで
ッ
の こ
微細組織
(1)
び
トリ
マ
の
a
と 同 様 な 傾 向 を示 す ( F i g
a
の M g/ C
ス
.
こか
ら
は
｡
が 溶 出 しや す
n e r ri m
そ
お よ び S UC
結 ぶ 直線 は Ⅹ軸 の A l/C a 比 が 約0
a
ラ グ か ら 直接移 動 し た の で は な く
組成 と の 間 に ギ ャ
a
以上
｡
ス
の
た
っ
､
a
お よ び S i/ C
a
に 枯 渇 して い る
a
反 応縁
､
｡
および反応 縁か ら
､
､
方 がC
い
の Al / C
m
ラ グ と 反 応縁
の A
l /C
ライ トの 生成が終わ
果と
ス
に近
の A l/ Si は 保 た れ た
ラグ
の ス
元
､
時間処理 以降は
64
C
時 間 処 理 ま で は o u t e r ri
64
､
また
｡
ッ
つ
いて
クス と
ブ 処 理 で は0 頼 m 程度 で あり
.
-
13 5
-
､
も
の
ス
ラ グ と 同様 に オ
ー
( 1 4)
界 面 に空 隙 が で き る
長時 間 で は こ
トク
の
｡
レ
ー
短時
空隙は叫m 程度
1 0 0 ll
Fi g 6 8
-
.
a u t o cl a v e
B E I p h ot o g r ap h s
of
m
r e a Ct ed
un
sl a
g
d f o r ; ( a) 5 h ; ( b) 1 2 8 h ; ( c) 1 2 8 h (q
-
13 6
-
an
u
d qu
ar
t Z)
a rt z
･
S
=
fb
r
Sl a g
th
,
e
Q
s
=
am
qu
Pl e
ar
tZ
s
･
とやや大きく な る
また
る
が
｡
多結晶 粒 子 で は 長 時 間 処 理 で は
､
が崩 れ
て 溶 解 し粒 子 形 状
っ
粒 子 外 縁部 か ら溶解 す る 以 外 に
､
( F ig
て い る
6 8(
-
.
))
C
結
､
｡
細 孔 径分 布 お よび比 表 面積
( 2)
F ig
水 銀 圧 入 法 に よ る 細 孔 径 分布 を示 す
6 9 に
-
.
極大 値 を 持 つ
大値 は0 舟
0 02 岬
.
と0
大値 は 0
.
また
｡
以下
m
.
オ
｡
0
と なる
つ
オ
トク
ー
レ
な
い
窒素吸着 に よ る B
少 し
す
オ
｡
それ以降は
､
分布 同 様 に C
表面積は
られ て
い る
( 3 4)
,
が
の
比 表 面積
の
増加 は
質 に_ よ る も の と 考 え ら れ る
比 表 面積 ( 1 6
( 3)
-
26
m
2/
トク
レ
g ; 2
ー
トク
｡
また
∵ ブ処 理 で は 極
章参 照)
∼
っ
たも
ス
ラ グ粒 子
､
-
が 多く 認
S H
-
ない
ス
｡
い
ラ グを出
｡
ラ グ を用
ス
｡
10
m
初期 の 減 少 は
｡
2/
g の
た場 合 は ト バ
い
よりも
､
細 孔 径 分布 に は 大 き
､
の
･
6
-
の反
やや大き
い
ない
､
細孔径
A LC の
比
減少 が あ る こ と が 知
モ
と 考 え られ る
ライ トの 生成が早
｡
オ
ー
トク
レ
ー
ブ
応 縁 に 生 成 し た繊維 状物
ラ グ を 出発 物 質 に 用
ス
､
ブ処 理 ま で は
時 間 か ら8 時 間 処 理 ま で は 僅 か に 減
て1
っ
極
こ の
ブ 処 理 時 間 に よ る 変化 をF i g
ー
消 失 に よ り7
未反応
､
レ
い
､
に
m
る も の と 考 え られ
はや や 少 な
)
す る 傾 向 を示 す
大 き な減 少 が な か
の
3 9 v ol %
と 考 え られ る
の
H の
( 2 章 参 照)
.
ー
い しや や 増加
-
-
ラ グを出発原料 に用
ス
､
ると
べ
ブ処 理 に よ
ー
初期 に生 成 し た C S
た め に 比表 面 積
反応後期
レ
-
､
レ
-
のオ
消失 に よ る も
-
ー
トク
S H の 存 在 を反 映 して い
-
製品 と比
比表面積
E T
定な
一
S H の
-
極大値 は C
細 孔 総容積 ( 3 2
､
ー
時間 以 降 の オ
4
､
変化 が 認 め られ
の
時間のオ
4
｡
段 階で は 叫
電 子 顕微 鏡 下 で は 4 時 間処 理 ま で はC
｡
いA LC
トク
ー
トする
シフ
へ
ン の
ー
ブ 処 理 に よ り 細 孔 容積 は 変化 し て
ー
な差 が 認 め られ な い が
グリ
｡
ブ 処 理 に よ る 細 孔 構造
ー
極 大値 を持 ち
の
つ
こ の2 つ の
､
発物 質 に 用 い て
1 0( わに 示
レ
と 小径 側
叫 m に2
ので
､
トク
ー
へ
03 岬 の1
め られ た
の
て 1/ 1 0 以 下 と小 さ い
べ
単結晶 か ら な る 石 英 粒 子 と 多結 晶 か ら な る 粒 子 は 溶解 の 様 式 が 異 な
､
晶粒 界 に 沿
い
場合に 比
の
単結 晶 粒 子 は 長 時 間 処 理 で も粒 子 形状 は 保 た れ た ま ま 外 縁 部 か ら 溶解 し て
｡
い る
る
空 隙 は ス ラ グ粒 子
こ の
｡
い
い て い
な
いA L C
製品
｡
圧 縮強度
オ
ー
トク
レ
ー
ブ 処 理 時間 に よ る
反 応 率 と と も にF i g
6 10
-
.
に示 す
｡
圧 縮強度
､
圧 縮 強度 は オ
-
137
-
の
ー
変化 を 試 験 体 の 嵩密度
トク
レ
ー
､
石英
ブ処 理 時 間と と も に
0 1
0 01
P
P
F ig 6 9
-
.
a
食e r
o r e si z e
di st ri b u ti
a u t o cl a Ⅵ 皿g
fo
on
10
1
.
.
of
r v ar
i ous
Di a
o re
th
ti
e
m
ー
m
bl o c k
es
13 8
,
S
-
h
ete r
sa m
o w ln
( LL
100
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p l e s b e of
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BET
増加 し
を含 め オ
A L C
酸カ
ル シ
(1 5
-
1 $)
しか し
｡
トク
ー
レ
レ
先に述
､
ポ
､
モ
ラ イ トを
が 大き
ー
｡
容積 や 細 孔 分布 以 外 の 要 因 の 影響 を 強 く 受 け て
っ
い て
の オ
は
16
､
トク
ー
度 より オ
レ
トク
ー
圧縮強度
大する
こ
ブ処理
ー
レ
トバ
､
い るように
来 か ら指 摘 され て
(1 3
,
も の と 考 え られ る
破壊
示す
強度 は 細 孔
A LC の
い るこ
と を示 唆す る
､
て い るが
っ
｡
嵩密度 に
｡
時 間以 降
16
､
応率 で ある
の は 石 英反
英反 応 率 が増
石
｡
と を 意 味す る
こ
従っ て
｡
従
､
の影響が強 い
ライ トの 生成量
モ
嵩密
､
･
｡
ラ グ を用
ス
､
ネル ギ
エ
の オ
年
ー
な
いて い
違い を見 る
の
は △a 0 の 時 の J
=
挙動 は オ
あり
トク
ー
増加 に よ
がG
これ
､
般に
一
っ
､
レ
て
ー
､
いA L C
レ
ブ 処 理 時 間 に 対 す る 変 化 をF i g
ー
-
こ の
｡
( Fig
; 2
m
値は オ
トク
ー
レ
ー
R
曲線 上 で
､
A
下値 の 減 少 傾 向 に 反
が0
a
m
m
の
組織
､
と が 知 られ て
い る
オ
｡
ー
ネル ギ
で述
べ
た よ う にA
ー
L C で は認
LC に
つ
め られ な
い て
い
も確認 で き た
( Fig s
6 11
-
.
-
｡
の
6 1 2)
140
-
｡
曲線上 で
R
レ
ブ処理時
ー
｡
強 固 さ の 増加 に よ
圧 縮 強度
｡
しか し
-
,
トク
と 考 え られ る
増 加 お よ び 最 大荷重 の 増 加 を と も なう
エ
､
の
き 裂 進 展 抵抗 が 減 少 す る 傾 向 に
の
( 1 9 , 20 )
での
は
｡
挙 動 お よび 軟 化 ( き 裂 進 展)
い るも の
映されて
材 料 の 被壊 挙 動 に 関 し て は
こ
5
∼
ー
に
範囲内にある
各 変形 過 程 で
､
ネル ギ
エ
-
ブ 処 理 時 間 に あ ま り影 響 さ れ
非 線 形 ( 擬 塑 性)
､
か ら
6 1 2)
-
.
の
6 1 0( d)
･
時間 処 理 ま で
32
｡
章参 照)
ブ処 理 時 間 に よ り 差 が 認 め られ る
進 展 は 脆 性 的 な挙 動 に な る
たA
8 N/
-
線 形 ( 弾性) 挙 動 に 要 す る
｡
しか し
｡
製 品 の G F (5
お よ び R 曲線
6 1 1)
.
値で ある
ず ほ ぼ 同 じ値 を示 す
の
トク
ー
圧 縮 強度 と は 対 照 的 に 年 は処 理 時 間 と とも に 減 少 す る
｡
破壊 挙 動
い
と が知 られ
こ
4 , 1 4)
,
荷 重 変位 曲 線 ( F i g
間
､
破 壊靭 性
( 4)
は
ど低V
とする ケイ
ー
とは
と 考 え られ る
圧縮強度は トバ
､
ダ
ン
こ の こ
ラ イ ト の 生成 量 が増加 す る
モ
イ
比 較 し て も圧 縮強度 は 上 昇 し て お り
ルで
の 影響 が 強 い
プ処 理
ー
プ
ン
増 加 と よ い 相 関 を示 す
の
とは
サ
の
バ
い ほ
時間 処 理 の サ ン プ ル が 若 干 高く な
128
∼
｡
細 孔 容 積 と細 孔 分布 に 関 し て は
､
ブ 処 理 時 間 によ る 変 化 は 小 さ い
ー
に 達す る
シテ ィ
ロ
た よう に
べ
a
M P
ブ処理 した トバ
ー
ウ ム 材料 の 圧 縮 強度 は
て い る
オ
トク
ー
規格 で あ る3
L C の JI S
時間処 理 で A
3
､
従
っ
､
て
｡
増加 は
て
っ
き裂
､
線 形 領域
､
とは
こ の こ
､
3
章
今 回 評価 し た ス ラ グ を 用
､
オ
ー
トク
レ
ー
ブ処 理 に
0
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一
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と も な う脆 化
ス
ラ グ を用
い
の
た
原 因が 組織
とに よ
こ
微細 組 織観 察 で
強固さ
て起 こ
っ
オ
､
の
トク
ー
たも
っ
レ
空隙は 石英 に 比
の
い
場合で も
従
の
て
っ
レ
ー
にき裂進展
-
ギ
ラ グ粒 子 に到 達す る と
ス
が増加 に寄 与す る
ー
ラ グ粒 子
い ス
よう に
ネル ギ
られ る
ッ
ー
ク
ブ処理 によ
ア
F ig
ス の
界面強度が弱く なり
ー
の 結果
そ
｡
る 場合
い
u
コ
6 14 にC T
re
ク
ス テ ィ ッ
ー
-
測 定範 囲 以 上
載荷 初期 で は
イ
E
それぞれ
モ
っ
､
ッ
ク
と
の
っ
て 破壊
ブ処理 で は
ー
る ( F ig
ー
界面 に沿
6 1 3(b))
ネ
こ の
-
.
エ
き裂は厚
､
｡
隙 が 生 成す る こ と よ り
き裂
｡
ブ処理 で
レ
ス
｡
ラ グ粒 子 周 囲
トク
偏向 によ
の
( 4 章 参 照)
い
ス
な
､
未反
偏 向 や 界面 剥 離 に よ る
の
G F お よ び き 裂 進 展 抵抗 が 減 少 し た と 考 え
､
エ
の
エ
ミ
ベ
ン
､
オ
ー
シ
ッ
のA E
トは な く な る
のイ ベ ン
トが 持
ョ ン
発生
の
つ
｡
つ エ
反 応 に と も な う脆 化 現象 は
設計 お よ び オ
ー
トク
レ
ー
ス
ラグ
ブ 反応 に お
い て
､
レ
ー
法 に よ る破 壊 挙 動 の 解 析
パ
2
を 荷 重 変位 曲 線 上 に 示 し た
をも
は1
つ
A E
の
イ
ー
ベ
ベ ン
トに
ン
つ
､
､
イ
A E
は増加 す る傾 向が あ る
143
-
荷重
ト に 相当 す
い て は
各荷
｡
線形 領 域 で 発 生
ベ ン
こ
ト数お よ び
れら
の結果は
緻密化 に よ る も の で あ る と 考 え られ る
ー
｡
｡
増加 と と も に
処 理時間とともに
､
イ
のA E
つ
トグ ラ ム を示 し た
ブ処理時 間
ネル ギ
の
ン
ー
以 上)
ヒス
また
ラ イ ト の 生 成 に よ る 組織
タ
点 ( 白 抜 き 丸)
(5 V
ー
ト数 の
トク
の
の
｡
ネル ギ
ベ ン
ラグ
ス
出 発 物質
の
試験 時
重変位 曲 線 と は別 にイ
トバ
て空
レ
変位 曲 線 と と も に 示 し て あ る 1
する A
ー
トク
考慮す べ き 重 要 な 問 題 で あ る
｡
､
よ う に 今 回 観察 され た
の
を 出発 物 質 に 用
る
長時 間 の オ
き裂
な
い
｡
以上
( 5)
こ の
｡
い
一
｡
分散 が 弱 ま る
ー
))
a
ラ グ粒 子 周
と 考 え られ る
の
ー
トリ
マ
反 応 縁 と 空 隙 を 直線 的 に 通 り 抜 け て
トリ
マ
-
.
レ
オ
方
6 1 3(
.
､
のオ
トク
の
長時 間
､
応 ス ラ グと
エ
の
によ る も
､
ラ グ粒 子 に 加
ス
｡
未反応
､
短時間
｡
ス
ラ グ を 主発 物 質 に 用
ス
｡
下は 減少 し て い
空隙
の
写 真 を示 す
のS E M
う よ う に 進行 方 向 が 変わ る ( Fig
ル
て いた
っ
未反応
､
ブ 処 理 に と も な う脆 化 の 原 因 は
進 展 して き た き 裂 は
､
幅 を持
粒 子 界 面 に 生 成 し た 数 十 ドm
､
6 13
ure
て 約1 0 倍 の
､
｡
と が確 認 で き た
て い るこ
英周 囲 に 空 隙 が 形 成 さ れ る がG
トク
ー
組 織変化
F ig
は
オ
､
石
､
べ
と 考 え られ る
の
成以 外 に あ り
ライ ト の 生
モ
ブ処理 に とも ない
ー
えて 石 英砂 粒 子 周 囲 に 空 隙 が形 成 さ れ
囲
ま り トバ
つ
､
｡
､
1 0 0 ll
1 0 0 ll
Fi g 6 1 3
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ま まで ある が
イ
A E
､
レ
トク
ー
ベ
ブ処理 で は
ー
ス
子 と して
ス
ラ グ粒 子 に 厚
の
機能 を失 う
オ
｡
ラ グ 粒 子 数 は増加 する
ままで イ
6 4
.
ベ
トク
レ
用 は トバ
モ
ー
ブ 初期 に
ー
F
反 応縁 と
向上 に 寄 与 して
レ
ブ処理時間
ー
各
､
ラ グは 高
ス
イ
AE
ベ ン
の
た
い
靭 性 向 上 をさ せ る 分散 粒
､
の 増加 に
トの
よ
っ
て
ネル ギ
エ
機 能 を 失う
､
は変わ ら な い
ー
｡
い 溶解 度 を 示 す と 考
ライ ト の 早 期 生 成 に 有効 で ある
( 2) 今 回 測 定 し た 物 性 値 に
い て は
つ
ス
､
えられ
ス
､
ラ グの 使
｡
ラ グ を 出発 物 質 に 使 用 し て も 市 販 製 品
を生 産 で き る
とがわ か
た
に近 い
物性値 を 持 つ
トバ
ラ イ ト の 生 成 は 処 理 時 間 と と も に1 2 8 時 間 ま で 連続 的 に 増 加 す る が
モ
A LC
反 応 終 了 ま で に要 す る 時 間は
因 と して
ス
ラグ
の
トク
レ
ー
ラ グは
ス
｡
界 面 に は 空 隙が 生 じ る
ー
一
で は
トバ
( 6) 圧 縮 強 度 は オ
( 7) 長 時 間 の オ
モ
ー
場合に比
い
べ
て
ブ処理 ととも に
､
M g
ラ イ ト を生
モ
ー
トク
反応縁の 組成は 元
､
とT i は 濃集 し て
成 したC a 源 は
レ
な 空 隙が 生 じる
レ
一
｡
ー
方
ブ処理
､
間 処 理 の 場 合 と 大差 な い
ス
い
る
の ス
こ の
｡
､
原
処 卿寺
反応縁と
､
い
の
ラ グ か ら 直接 来 た
未 反 応石 英砂 と
マ
｡
一
146
-
､
a
長 時間 の
の では
なく
､
石英反応
率 に見 ら れ
｡
ス
､
とは
C
｡
未反応
で
ラ グ組 成 か ら 主 に
この こ
｡
ブ 処 理 時 間 と と も に 増加 し
ー
ラ イ ト の 生 成 の 影 響が 強
トク
長い
､
｡
長 時 間 処 理 で は 丸み を 帯 び
､
旦 反 応縁 を経 由 し て 来 た こ と を 意 味す る
る様 に トバ
な
い
｡
｡
に 枯 渇 す る 方 向 に 変化 し
反応
ラ グを用
っ
表 面 か らも と の 外 形 を 充 填 す る よ う に 形成 され
間 と と も に 厚く な る
オ
ス
こ
ラ グ周 囲 に生 成す る 反応 縁 の 影響 が 考 え られ る
ス
､
( 4) 反 応 縁 は
( 5)
たG
べ
結論
( 1) オ
( 3)
い
の
こ の
､
ト 数 が 減 少 し た も の と 考 え られ る
ン
先 に述
､
は高
反 応初期 に は 被壊靭性
｡
の 結果
そ
｡
ー
ラ グ粒子
トク
ー
れは
こ
｡
ネルギ
エ
ス
従っ て
｡
反 応 縁 と 空 隙 が生 成 す る と
い
トの
原 因は
致す る
一
空 隙 の 生 成 に あ る と 考 え られ る
未反応
ベ ン
イ
のA E
ト数 は 減 少 す る 傾 向 が あ る
ン
や き 裂進 展 抵抗 の 結 果 と
個々
､
間 に大 き
ラ グは そ
の
反応 縁と
の
トリ
ス
と
空 隙 は短 時
ッ
ク
の
間
の
､
( 8) 破壊靭 性 に
つ
いて は
G F お よ び き 裂進 展 抵 抗 が オ
､
対 し て 低 下 す る 傾 向 が 見 られ る
空隙の 生 成によ る も
の
の
こ
｡
と 考 え られ る
れは
､
未反 応
すなわち
｡
､
界 面 の 付着性 が タ フ ネ ス に 大 き な影 響 を与 える
ー
147
-
｡
ー
トク
レ
ー
ブ処理 時間 に
ス
ラ グに お
いて
マ
トリ
ス
ッ
ク
見 られ た
と残 存 粒 子
参 考文 献
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-
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,
-
150
-
総括
第7 章
オ
トク
ー
レ
ブ処 理 ケイ 酸 カ
ー
導 入 され て 約3 0 年 た
か し
ー
で あ る トバ
本論 文 で は
反応
た 現在 で は 省
急成 長 を 遂 げ て き た た め に
､
ダ
ン
っ
の
さ らに
影響 を ト バ
材料
ム
ネル ギ
エ
に
て
つ い
そ
､
物性 に 及 ぼ す出発 物質 と オ
の
ライ ト の 生 成 過 程 に 基 づ
モ
A L C の 代替原料 と し て
以 下 にそ
用
る
い
こ
と を 検討 し た
の 研 究結 果 を 要 約す る
第1 章 で は
点 を 検討 し た
､
明 ら か にする
いて
こ
し
｡
A LC の バ
､
ー
い
術
イ
｡
トク
レ
ー
ブ
と を 目的 と し
､
例 と し て 高炉 水砕 ス ラ グ を
一
｡
｡
を結 晶化 学的 お よ び 材 料 力 学的 の 両 面 か ら見 た 場 合 の 問題
A LC
A LC の
｡
開発 に必 要 な
LC の
環境保 護 の た め 産業廃棄 物 の 有効利 用 の
､
日本 に技
､
建 材 と して 日 本 に 定 着 した
ー
次世 代 の A
､
で あ るA L C は
つ
一
ラ イ ト の 生 成 と 物性 に 関 す る 基 礎 的 な研 究 は少 な
モ
A LC
､
ウ
ル シ
性 状 に 影響 を及 ぼ し
方 針 を明 ら か に し た
出 発 物質 の う ち
さらに
､
の シ
リカ源が
生 成 す る トバ
､
それが物性 にも反映 され る
､
こ
ライ トの
モ
と を考 察 し
研究
､
一
第2 章 で は
つ い
す
一
て は
つ
､
の パ
ラメ
の 結 晶子 径 は
相 関 を示 す が
､
定す る
こ
､
タ
､
第3 章 で は
の
なか
エ
の
つ
一
とは よ
い
｡
い
ー
相 関 を示 さ な い
･
と 比較 的よ
GF
い
｡
従
っ
て
､
オ
ー
トク
レ
ー
ブ反応による トバ
ネル ギ
モ
ー
ー
つ
タ
い て 検討 し た
ー
トバ
ライ ト
151
-
て
っ
G ァ は 漸増 す る に 留 ま り
-
モ
モ
｡
い ると考
､
､
え られ る
ラ イ ト の 生 成過程 が
破壊 挙 動 の 評 価 に は
｡
オ
ー
あ
で
､
､
い
下を推
圧 縮強度か らはG
で ある 引 張 軟 化 則 を用 い た
ラ イ トの 生 成 に と も な
｡
相 関 を示 し た の は 嵩 密度
軟 化 領 域 の き 裂 進 展 抵 抗 の 違 い を表 し て
､
で あ る 欠 けや す さ を表
る 圧 縮 強度 と よ
エ
ネルギ
点
い
ブ 処 理 に よ る トバ
破壊
A L C の欠
従来 か ら 代 表 的 な 物 性値 と し て 用 い られ て
析 に よ る 破壊 靭性評 価 パ ラ メ
､
､
た
GF
で あ る 破壊
た
い
ー
破壊挙動 の 変 化 に 及 ぼ す 影 響 に
が
っ
物性 に
｡
q を評 価 に 用
ー
とは でき な
G F の違 い は
製 品 の 性 状 を把 握 し た
日 本 で 現在生 産 さ れ て い る A L C
れ まで報告
こ
､
｡
っ
た
｡
｡
A L C の
数値 解
トク
レ
ー
圧 縮 強度 は 顕 著 な 増 加 を 示 す
G 下に
与 え る影 響 は 少 な
い
一
｡
方
､
破 壊挙 動 は ト バ
ラ イ ト生 成 の 影響 を大 き く 受 け
モ
初期微 小 破壊領 域 の 形成 に 必 要 な
な挙動となる
結果 と して
｡
第4 章 で は
生 成す る ト バ
した
がで きる
が 大 き く なる た め
い る こ
英を用
で
リ
ッ
ク
ス
トク
鳳C の オ
とで
た場合
トバ
0
レ
レ
ー
の
つ
が 構成 さ れ る と
出現に よ
て
っ
ブ処理 に よ
トリ
マ
一
0
晶性 で あ る ほ ど こ
る
｡
これ に伴
方
､
ク
ッ
第5 章 で は
出発原 料 の
一
ス
が 構成 さ れ る と
の細
0
孔 が 出現 し
の
顕著 な 増 加 が 見 ら れ な い
マ
トリ
ッ
ク
の
､
微 小 破 壊領域 の 破壊
の は
粗粒 石 英 も オ
､
上 さ せ る た め に は 粒 子 複合 化 な ど に よ
を 増加 さ せ る 必 要 が あ る
第6 章 で は
出発 原 料 に 用
､
い
トバ
､
ー
エ
こ
の
細粒石
､
細孔 は単
っ
ッ
ト
ク ス に粗
緻密 な
こ の
､
マ
一
トク
ー
ラ イ トが低結
モ
ラ イ トが 生 成 す
ロ
0
とにより
ネル ギ
トク
粗粒 石英と
て
､
鳳 C の
､
靭性
粗粒 石 英 の 添 加 に よ り 年
0
レ
ー
が 増加 す る
ー
ブ処 理 に よ
マ
トリ
っ
0
靭性
て表面
靭性 を さ ら に 向
0
ッ
ク
付 着 強度
ス の
｡
産業廃棄 物 の 有効 利 用 を 目 的 と し て
た場合
ライ トが 生
長時 間 の オ
0
と の 付 着 強度 が 低 下 す る た め で あ る
ス
と
こ
部 の 石 英が 残 存 して い る こ と に着目 し
て 向 上 さ せ る こ と を 検討 し た
増 加 は 見 られ な い も の
モ
トリ
マ
､
粗粒 石 英 を用 い る と
い
部 に 粗 粒 石 英 を混 合 し た石 英砂 を 用 る
っ
そ
､
最終 的 には ジ ャ イ
､
一
､
検討
いて
つ
プ 処 理 時 間 を短 縮 す る
ー
物性値 は 低 下 す る
､
中 に は 出 発 原料 の
の
､
レ
ライ ト は繊維 状 に 分解す る が
モ
分解 は 早 期 に起 こ り
の
を粒 子 分 散効果 に よ
が溶 解 し
物 性 に 与 え る 影響 に
圧 縮 強度 や 破壊 靭 性 値 は 増 加 す る
､
鳳 C
､
ブ 反 応 を律速 す る 石 英 の 粒 度 が
粗 粒 石 英 を用 い た 場 合 の 大型 結 晶で
て 大 き な 空 隙が 出 現 し
っ
ー
0
反応 初 期 の 溶解 速度 が 高 く 過 飽 和 度
､
よ り 小 さ な半径
､
て トバ
っ
を表 す 軸 は 漸増す る に 留 ま る
トク
な組 織 と 緻 密 な 組 織 が 共 存 す る よ う に な る
組織
ー
C の
ー
方 で 脆性 的
一
ライ ト の 性 状 は 細 孔 構造 に 影 響 を 与 え
モ
小 型 結 晶か ら
の
よ り 大 き な 半 径 を持
､
ー
の
そ
､
バ
結晶 径 が 小 さ い 高C 〟( 仙 S i) 比 の 低結晶 性 ト
､
成 しや す い 傾 向が あ る
い
中で オ
の
ネル ギ
た 石 英 が 細粒 で ある ほ ど
い
用
｡
エ
ライ ト生 成 と と も に
モ
が 増加 す る が
ー
ラ イ ト 結晶 の 性 状 お よ び 瓜
モ
細 粒 石 英 を用
｡
全 破壊
､
出発 物 質
､
ネル ギ
エ
トバ
､
の
､
トバ
モ
ラ イ ト生 成 過 程
ー
152
-
､
､
ス
高炉 水 砕 ス ラ グ を
ラグ
の
反 応機 構
､
鳳 C の
それ ら
が物性 に及 ぼす影響 に
等
の
物 性 値 を示 す
成 に 有効 で あ る が
バ モ
つ
いて
検討 した
､
ス
ラ グ粒 子 に 反 応 縁 が 生成 す る た め
､
破壊 靭 性 は
ス
トバ
｡
ラ グ と反 応縁
の
結果
､
大 き な 影響 を与 え
出発 物 質 や オ
､
それ が A
ー
L C の
トク
間 に で き る空 隙
､
モ
市販 製 品 同
ライ ト の 生
長時 間 の 反 応 で は ト
レ
15 3
の
た めに 低 下す る
ブ処理反応が トバ
ー
-
の で
｡
物 性 に も反 映 され る
-
A L C は
ライ ト の 生成 と とも に 圧 縮 強 度 は 増加
モ
の
い
､
溶解 性 を 示 し ト バ
ラ グは反応初期 に は 高
出発 物 質 の 設 計 と 処 理 時 間 を 考慮 す る 必 要 が あ る
以上
も
い て
ス
｡
ライ ト の 生 成 が 遅 延 され る
するが
ラ グ を用
ス
｡
こ
モ
ライ トの 性状 に
と を 明 ら か に した
｡
､

§金沢大学十全医学会雑誌（症例報告などの臨床論文）投稿規定§

ノみ - nifty;pdf

論文要旨 - 日本医科大学

PDFファイル

軌道放射光粉末回折による結晶粒径 および選択配向，相組成分析の

音波を利用した地中探査

SmTr2Al20(Tr = Ti, V, Cr and Ta)の極低温領域の特異な物性 ~ Ti 系

インテリジェントLiイオン電池

ロボットアームの制御

を活用した新規機能性食品の開発（PDF：435KB）