JP2000336833A - 無機板状体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造耐力上問題がなく不燃性を有する無石綿下
地材料を提供すること。 【解決手段】潜在水硬性物質、混練調整材、硬化刺激剤
及び水を混練して得られた混練物であって、石綿を全く
含まない混練物を押出成形して出来る無機板状体であっ
て、下記条件を満足することを特徴とする無機板状体。 （ａ）該無機板状体の単独又は複数の組合せで壁構造の
下地材料となりうること （ｂ）該下地材料を壁構造と一体化することで下地材料
の厚み１５ｍｍ当たりの壁倍率が０．５以上確保できる
こと

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築、建設材料と
して有用な無機板状体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築用耐力壁用下地材料として構
造用合板、ＯＳＢ、石綿パーライト板等がある。これら
に代表される下地材料は、安価であり、比較的容易に加
工でき、且つ強度発現できる等の理由から、建設、建築
分野を主体として多方面の分野で利用されている。その
中でも特に枠組壁工法（２×４工法やスチールハウス工
法）他の工法において主に耐力保持の目的で各種構造物
に幅広く適用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の構造用合板、Ｏ
ＳＢ等に代表される下地材料からはそれに用いられてい
る接着剤等の有害物質が排出される。併せて、近年、森
林保護の問題から容易に木材の伐採が出来なくなるとと
もに、これらの可燃性にも問題がある。一方、不燃性で
ある公知の窯業系材料は石綿を含有するためその安全性
に大きな問題がある。そこで構造耐力上問題がなく不燃
性を有する無石綿下地材料の出現が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは潜在水硬性
物質を用いた押出成形板が極めて高い耐力強度を示す事
を見出し本明を完成させた。即ち本発明は、

【０００５】（１）潜在水硬性物質、混練調整材、硬化
刺激剤及び水を混練して得られた混練物であって、石綿
を全く含まない混練物を押出成形した後これを養生硬化
して得られる無機板状体であって、下記条件を満足する
ことを特徴とする無機板状体。 （ａ）該無機板状体の単独又は複数の組合せで壁構造の
下地材料となりうること （ｂ）該下地材料を壁構造と一体化することで下地材料
の厚み１５ｍｍ当たりの壁倍率が０．５以上確保できる
こと （２）不燃材料の基準に適合する上記（１）記載の無機
板状体を提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の無機板状体は、潜在水硬性物質、混練調整材、
潜在硬化性物質の硬化刺激剤となり得る塩基性化合物及
び水等を含有して成る組成物を良く混練、成形した板状
成形板を養生硬化させる事により得られる。

【０００７】本発明で用いる潜在水硬性物質としては高
炉水砕スラグ、徐冷スラグ、フライアッシュ、もみがら
灰等が挙げられ、高炉水砕スラグが好ましい。

【０００８】用いる潜在水硬性物質は、ブレーン比表面
積１０００cm^２／ｇ以上のものが好ましく、２５００cm
^２／ｇ以上のものが更に好ましく、特に３０００cm^２／
ｇ以上のものが好ましい。

【０００９】本発明における組成物には、押出成形時の
成形性等が向上する他、得られる無機板状体の機械的強
度が向上するなどの効果が顕著なことからシリカヒュー
ムを含有させることは特に好ましい。シリカヒュームの
使用量は、潜在水硬性物質の大きさ（粒径）や種類、必
要に応じて添加する他の種々の混和材の種類や量によっ
ても異なるが、潜在水硬性物質１００重量部に対して通
常２〜５０重量部、好ましくは５〜２５重量部である。

【００１０】本発明で用いる混練調整材は、混練物の流
動性を調整する作用があり、通常水溶性高分子が用いら
れるが、混練時間内に混練系に均一に、且つ迅速に溶解
する必要があるので微粒子状、微粉状または水溶液にな
っていることが好ましい。

【００１１】用いうる混練調整材の具体例としてはヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリルア
マイド、ポリ（メタ）アクリル酸及びその塩、ポリ（メ
タ）アクリル酸及びその塩の、アクリルアマイドと（メ
タ）アクリル酸またはそのアルカリ金属塩との共重合体
または（Ａ）アクリルアマイド及び／または（メタ）ア
クリル酸のアルカリ金属塩と（Ｂ）（メタ）アクリル酸
メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の（メタ）アクリ
ル酸エステル、もしくはスチレン、エチレン、プロピレ
ン等の疎水性モノマーとの共重合体で水溶性であるポリ
アクリル酸系誘導体、メラミンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド縮合物の塩、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒ
ド縮合物の塩、高分子量のリグニンスルホン酸塩等が挙
げられるが本発明はこれら混練調整材に限定されるもの
ではない。又、これら混練調整材は単独使用だけでな
く、２種以上を併用することも出来る。

【００１２】これらの内、分子内にカルボキシル基およ
び／またはスルホン基および／またはアミド基を有する
ものが好ましく、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メ
タ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸カ
リウム、ポリ（メタ）アクリル酸リチウム等のポリ（メ
タ）アクリル酸およびその塩やカルボキシメチルセルロ
ースが更に好ましく、ポリアクリル酸ナトリウムが特に
好ましい。

【００１３】また、これら混練調整材は混練物の成形に
適した分子量のものを選定する事が好ましく、特に限定
されるものではないが、ポリアクリル酸ナトリウムを例
にとると、その分子量は５０００以上が好ましく、更に
好ましくは５００００以上、特に好ましくは１００００
０以上である。

【００１４】混練調整材の使用量は無機板状体が要求さ
れる特性、成形方法等によって異なり、押出成形等の高
分子量の混練調整材を使用する場合は、潜在水硬性物質
１００重量部に対して、通常０．３〜１０重量部、好ま
しくは０．４〜７重量部、特に好ましくは０．５〜５重
量部である。混練調整材の使用量が少なすぎると、添加
する水量にもよるが、混練が困難になるか、又は困難で
ないとしても後工程での成形加工性が悪くなる傾向があ
る。また、混練調整材の量が多すぎると養生硬化しにく
くなったり、硬化したとしても硬化体の水に対する安定
性が悪くなる傾向がある。

【００１５】硬化刺激剤としては種々の塩基性物質が使
用できる。用いうる硬化刺激剤の具体例としては、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のア
ルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩、重炭酸ナトリウ
ム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム等のアルカリ金属
重炭酸塩、更に水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム
等のアルカリ土類金属の水酸化物、ピロ燐酸ナトリウ
ム、ピロ燐酸カリウム、燐酸二カリウム、燐酸三カリウ
ム、燐酸三ナトリウム、（メタ）ケイ酸ナトリウム、
（メタ）ケイ酸カリウム、ポルトランドセメント等が挙
げられる。これらの硬化刺激剤のうち、（メタ）ケイ酸
ナトリウム、アルカリ金属水酸化物が好ましく、中でも
水酸化ナトリウムが特に好ましい。

【００１６】硬化刺激剤の使用量は、その塩基性度（ア
ルカリ性の強さ）、潜在水硬性物質の粒径、更に必要に
応じて添加する混和材（後述）の種類や量及び水の量に
よっても異なるが、概ね潜在水硬性物質と混和材の合計
量１００重量部に対して０．１〜７重量部、好ましくは
０．２〜５重量部である。

【００１７】硬化刺激剤の量が少なすぎると、充分な強
度を発現しなかったり、養生硬化に長時間を要する等、
工業的に不利となる。また多すぎると硬化速度が速くな
りすぎ混練工程や成形工程でのハンドリングが著しく阻
害されることがある。

【００１８】また、用いる硬化刺激剤の形状は固形でも
水溶液でも使用できるが固形であると混練物中に均一に
分散しない恐れがあるので、水溶液を用いることが好ま
しい。

【００１９】水の使用量は、使用する混練調整材の種類
と量、硬化刺激剤の種類と量、任意成分として用いるシ
リカヒュームの種類と量及び必要により添加する繊維状
物質や微粒子骨材（後述）等の種類と量によって異な
り、混合物が良好な混練性を示す様に決めなければなら
ないが、概ね潜在水硬性物質１００重量部に対して８〜
６０重量部、好ましくは１０〜５０重量部、より好まし
くは１２〜４５重量部であである。

【００２０】本発明において使用する組成物には、更に
必要に応じて種々の混和材を使用することが出来る。混
和材としては、例えば粉砕された徐冷スラグ、フェロク
ロムスラグ、ウォラストナイト、シリカ、アルミナ、フ
ライアッシュ、タルク、硅砂、硅石粉、クレー、カオリ
ン、炭酸カルシウム、陶磁器粉砕物、チタニア、ジルコ
ニア、砂利等の無機混和材、砂糖等の硬化遅延剤、シラ
ンカップリング剤のような表面処理剤、顔料等が挙げら
れる。

【００２１】これら種々の混和材を用いる場合、その使
用量は、無機混和材の場合には潜在水硬性物質１００重
量部に対して通常１０〜３００重量部が、又分散減水
剤、表面処理剤、顔料等の混和材の場合には潜在水硬性
物質１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部がそ
れぞれ用いられる。

【００２２】また、本発明において押出成形物が硬化す
るまでの保形性を向上させる等の目的で、繊維状物質や
微粒子骨材を組成物に添加することが出来る。繊維状物
質の具体例としては、ビニロン、パルプ、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、カーボンファイバー、アラミドファ
イバー等の長さ１〜２０ｍｍ程度の短繊維状物質を挙げ
ることが出来る。繊維状物質の使用量は潜在水硬性物質
１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
また、微粒子骨材としてはウォラストナイト、珪砂、珪
石粉、徐冷スラグ粉、フェロクロムスラグ粉、陶磁器粉
砕品、レンガ粉砕品、抗火石を挙げることが出来る。こ
れら微粒子骨材は、一般的に１０００μｍ以下、好まし
くは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下で
２０μｍ以上の平均粒径を有するものを用いる。微粒子
骨材の使用量は、潜在水硬性物質１００重量部に対して
１０〜２００重量部が好ましい。

【００２３】次に組成物を混練、成形する方法について
説明を行う。先ず、潜在水硬性物質、細かく粉砕された
及び／または水に溶解された混練調整材、並びに必要に
より種々の混和材、繊維状物質及び微粒子骨材をオムニ
ミキサー（千代田技研工業製）の様な揺動型ミキサー、
アイリッヒミキサーやプラネタリーミキサーに入れて粉
体混合する。

【００２４】次いでこの混合物に硬化刺激剤と所定量の
水、または硬化刺激剤を水に溶解したアルカリ水溶液を
所定量添加し、更に混合（粗混練）を行う。次いで粗混
練物を更に強い剪断力を与える事の出来る機器例えばロ
ールニーダー、バンバリーミキサー、湿式バンバリーミ
キサー、ミキシングロール、バッグミル、加圧ニーダ
ー、スクリュー押出し機、ニーダールーダー型ミキサー
等を用いて充分な混練を行い混練物を得る。

【００２５】こうして得られた混練物を押出成形機で所
望の大きさの板状に押出成形する。押出成形機は、特に
減圧下で成形できる方法、例えば真空押出成形機等を使
用すると、養生硬化後に、より高い強度を有し、更に強
度のバラツキの少ない無機板状体が得られることから好
ましい。

【００２６】成形物の養生硬化は、少なくとも成形物中
の水分が蒸発しない高湿度雰囲気下で行うことが必要で
ある。一般的には相対湿度８０％以上、好ましくは９０
％以上、更に好ましくは１００％の雰囲気下で湿潤養生
を行う。また、この様な高湿度雰囲気下において更に、
水分を通さない容器や袋等に成形物を入れたり、プラス
チック板やプラスチックフィルム、金属板に成形物を挟
む方法等、成形物中の水分の蒸発が防止出来る様な方法
で湿潤養生を行っても良い。また、湿潤養生初期の成形
物を水に浸漬して水中で養生を行うことも出来る。養生
硬化温度としては一般的には、１０〜１００℃である。
また、水蒸気を用いて１００℃以上の温度でオートクレ
ーブ処理を行っても良い。

【００２７】養生硬化の時間は、使用する硬化刺激剤の
種類と量、及び温度、相対湿度等の養生硬化条件に依っ
て大きく左右されるが、概ね半日〜７日間である。

【００２８】こうして得られた本発明の無機板状体の厚
みは６ｍｍ以上が好ましく、９ｍｍ〜３０ｍｍが特に好
ましい。またその絶乾嵩比重は０．８〜２．４が好まし
く、１．０〜１．７が特に好ましい。尚、化粧目地や表
面意匠、軽量化の目的のブロック等に観られる中空形状
による断面部分の面積欠損率を断面欠損率というが本発
明の無機板状体の場合、断面欠損率が０〜６０％が好ま
しく、０〜５０％が特に好ましい。

【００２９】本発明の無機板状体は不燃材料の基準に適
合することが好ましい。不燃材料とは建築関係の法令の
中で定められている不燃性を有する材料のことで、具体
的には昭和４５年建設省告示１８２８号にある建設大臣
が指定した不燃材料であるということである。本発明の
無機板状体は、単独で又は複数枚を組み合わせて壁構造
用の下地材料とすることができる。本発明の無機板状体
を用いた下地材料を例えばスチール製の枠材に固定具を
用いて一体化させると容易に耐力壁を構成する耐力壁パ
ネルを形成させることができる。

【００３０】ここで、壁倍率について説明する。壁倍率
とは基準となる耐力壁の耐力に対する割合で壁倍率１と
は面内せん断試験において壁高さの１／３００の変形時
の許容剪断耐力が壁幅１ｍ当たり１３０ｋｇｆ発現する
ことを意味する。壁倍率の測定は、ＪＩＳ Ａ−１４１
４の面内せん断試験（Ｂ）に準じて行うことができる。
本発明の無機板状体を用いた耐力壁は、下地材料１５ｍ
ｍ当たりの壁倍率が通常０．５以上となる。

【００３１】耐力壁を得る工程において下地材料を留め
付ける固定具としては釘及びビス等が挙げられる。用い
るビスとしてはドリルビスやセルフタッピングビスが好
ましい。釘及びビス等の材質については特に制限がない
が一般的な金属材料からなるものが好ましい。尚、下地
材料の外側には通常一般的な化粧材が設けられる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００３３】実施例１ 混合機（アイリッヒ社製）にブレーン比表面積４０００
ｃｍ^２/ｇの高炉水砕スラグ９００重量部、シリカヒュ
ーム（日本重化学工業製）５０重量部、軽量骨材混合物
３００重量部、ポリアクリル酸ナトリウム（商品名：パ
ナカヤク、日本化薬（株）製））３０重量部、パルプ１
０重量部、砂糖２重量部を入れて９０秒間撹拌混合し
た。続いて水酸化ナトリウム５重量部と水１４０重量部
とから成る水溶液を添加し、更に３０秒間撹拌混合し
た。次いでこれらの撹拌混合によって得られた組成物を
ニーダールーダー型の混練機に入れ５分間混練し粘土状
の混練物を得た。更に、この混練物を真空押出成形機で
７０ｍｍＨｇの減圧下で押出成形を行い、厚さ１５ｍｍ
の板状成形物を得た。次いで、この成形物を９０℃の飽
和蒸気圧の雰囲気下で２４時間養生硬化させ、本発明の
無機板状体（絶乾嵩比重１．３）を得た。尚、無機板状
体は養生硬化の前後でその大きさに変化は殆どない。ま
た、得られた無機板状体につきそれを厚さ１５ｍｍ、幅
３０ｍｍ、長さ１７０ｍｍに切り出し試験体として、テ
ンシロン（（株）オリエンテック製）を用い、載荷速度
０．５ｍｍ／分の条件で１５ｃｍのスパン長で曲げ強度
（ｋｇｆ／ｃｍ^２）及び剪断エネルギー（ｋｇｆ／ｃ
ｍ）を測定した結果、その曲げ強度は２３２ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２、剪断エネルギーは２．９５ｋｇｆ／ｃｍであっ
た。

【００３４】試験例 枠体として２×４材を用いて、下地材料に実施例１で得
られた無機板状体を片面に縦張りして、壁面の大きさが
幅１８２０×高さ２２７５ｍｍの試験壁体を作製して試
験を行った。その結果、許容剪断耐力は８５７ｋｇ／
ｍ、壁倍率は６．６となった。

【００３５】

【発明の効果】本発明の無機板状体は、曲げ強度、剪断
エネルギーに優れていることから耐力保持の目的で下地
材料として枠材と一体化した耐力壁パネルは剪断耐力が
大きく、建築、建設等の広範な分野で用いることが出
来、又、不燃性にも優れるため内部からの火災も外部か
らの延焼時にもその機能を容易に発揮することが出来
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜在水硬性物質、混練調整材、硬化刺激剤
   及び水を混練して得られた混練物であって、石綿を全く
   含まない混練物を押出成形した後これを養生硬化して得
   られる無機板状体であって、下記条件を満足することを
   特徴とする無機板状体。 （ａ）該無機板状体の単独又は複数の組合せで壁構造の
   下地材料となりうること （ｂ）該下地材料を壁構造と一体化することで下地材料
   の厚み１５ｍｍ当たりの壁倍率が０．５以上確保できる
   こと
2. 【請求項２】不燃材料の基準に適合する請求項１記載の
   無機板状体。