JP2002210720A - 押出セメント成形体 - Google Patents

押出セメント成形体

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JP2002210720A
JP2002210720A JP2001014122A JP2001014122A JP2002210720A JP 2002210720 A JP2002210720 A JP 2002210720A JP 2001014122 A JP2001014122 A JP 2001014122A JP 2001014122 A JP2001014122 A JP 2001014122A JP 2002210720 A JP2002210720 A JP 2002210720A
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Sadayuki Tomiyasu
貞行 富安
Atsushi Yamaguchi
山口  淳
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    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00129Extrudable mixtures
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性、耐衝撃性、釘打ち性に優れた軽量で
高強度の押出セメント成形体を提供することにある。 【解決手段】 セメント、珪酸質材料、50%以上が球
状であり非吸水性の軽量無機質発泡体、および、複数本
の単繊維をその端部を分離可能に集合させた繊維束から
なる補強繊維を主成分とし、押出成形して養生硬化させ
て押出セメント成形体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、耐衝撃
性、釘打ち性に優れた軽量で高強度の押出セメント成形
体に関する。
【0002】
【従来技術と発明が解決しようとする課題】軽量で耐衝
撃性に優れ、釘打ち性の良い押出セメント成形体とし
て、特開平11−207715号公報に開示された押出
セメント成形体がある。この押出セメント成形体は、セ
メント、珪酸質材料、軽量無機質発泡体、および、補強
繊維を主成分とするもので、軽量無機質発泡体として平
均粒径50ミクロン以下で圧縮強度の強い発泡体を用い
ることを特徴としたものである。
【0003】前記押出セメント成形体においては、軽量
無機質発泡体は粒径が小さく殻が厚いので、押出成形時
にも潰れ難く軽量化を保持することができたが、成形体
を構成する発泡体の総表面積が大きく、押出成形時の発
泡体およびその他の混合物の滑りを良くするためには、
混合物の固形重量に対して65〜70%程度の多量の添
加水が必要とされた。一方、セメントの水和硬化に必要
な水はセメント重量に対して25%程度で良く、過剰な
水がセメントに取り込まれたまま硬化すると緻密な成形
体が得られないと共に、過剰な水を乾燥させるために多
量の乾燥エネルギーが必要になり乾燥負荷が大きくなる
という問題があった。また、発泡体の粒径を小さくしよ
うとすると当然発泡前の原石も小さくなり、特に10μ
m以下の原石は発泡しがたいため結果として高強度では
あるが未発泡のものを比較的多く含み、球形のものが少
なく異方性があるため、押出成形時に軽量無機質発泡体
の並び方に方向性ができ易く、方向によっては強度が極
端に低くなり、釘を打った際に強度の低い方向に割れ易
くなるという問題が生じた。
【0004】本発明は前記問題点に鑑み、球状であり非
吸水性の粒径の大きな軽量無機質発泡体、および、複数
本の単繊維を集合させた補強繊維を用いて押出成形し、
成形性、耐衝撃性、釘打ち性に優れ、製造上乾燥負荷の
低い軽量で高強度の押出セメント成形体を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】 請求項1に係
る押出セメント成形体は、セメント、珪酸質材料、軽量
無機質発泡体、および、補強繊維を主成分とし、押出成
形して養生硬化させた押出セメント成形体において、5
0%以上が球状であり非吸水性の軽量無機質発泡体を添
加すると共に、複数本の単繊維を分離可能に集合させた
繊維束を補強繊維として添加したことを特徴としてい
る。
【0006】この発明によれば、軽量無機質発泡体の半
分以上が球状であるので、押出成形時に粒子の方向性が
出難く自由に移動でき成形体に異方性が発生し難く、成
形体の平行、垂直の両方向で強度のバラツキが少なくな
る。また、非吸水性の軽量無機質発泡体を用いているの
で、発泡体が過剰な水を取り込むことも無く乾燥エネル
ギーが少なく、製造上乾燥負荷を低くすることができ
る。さらに、補強繊維が複数本の単繊維を分離可能に集
合させた繊維束からなっており、単繊維の端部が繊維束
から枝分かれして他の材料と絡み易くなり密着性が高ま
って強度が発現されている。
【0007】請求項2に係る押出セメント成形体は、請
求項1に記載の押出セメント成形体において、軽量無機
質発泡体の平均粒径が100〜250μmであることを
特徴としている。
【0008】この発明によれば、軽量無機質発泡体の平
均粒径が100〜250μmで従来よりも大きいので、
発泡体粒子同士が形成する隙間が大きくなり、釘打ち時
に釘が発泡体に与える応力を緩和することができ、成形
体は割れ難くなる。また、発泡体粒子の総表面積が小さ
くなるので、押出成形時に発泡体を流動させるための添
加水の量を減らすことができ、乾燥エネルギーが少なく
製造上乾燥負荷を低くすることができる。
【0009】請求項3に係る押出セメント成形体は、請
求項1または2に記載の押出セメント成形体において、
単繊維の平均単糸繊度が15〜30デニールであること
を特徴としている。
【0010】この発明によれば、平均単糸繊度15〜3
0デニールの補強繊維の単繊維の直径が約45〜85μ
mであるので、軽量無機質発泡体との関係を考えると、
平均粒径100〜250μmの球形の発泡体同士が密着
してできる隙間は、約40〜90μmでほぼ同程度であ
り、発泡体が密着した状態で繊維が隙間に充填されるの
で、繊維と発泡体が絡むと共に均一に配置し局部的な強
度低下が発生し難い。
【0011】請求項4に係る押出セメント成形体は、請
求項1、2または3に記載の押出セメント成形体におい
て、軽量無機質発泡体としてフライアッシュバルーンを
用いたことを特徴としている。
【0012】この発明によれば、フライアッシュバルー
ンは、粒径が大きくなっても比較的粒子の殻厚が厚いた
め、押出成形時に破損し難く、球形で非吸水性のものが
得られ易いので、本発明を実施するのに好適な軽量無機
質発泡体である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態にかかる押出セ
メント成形体は、セメント、珪酸質材料、軽量無機質発
泡体、および、補強繊維を主成分とする混合物を押出成
形して養生硬化させたものである。
【0014】セメントは、普通ポルトランドセメント、
早強セメント、アルミナセメント、マグネシアセメント
等が挙げられ、これらを単体あるいは組み合わせて使用
できる。そして、混合物中の添加量は20〜50重量%
が好ましい。
【0015】珪酸質材料は、成形後、硬化前の成形体を
オートクレーブ養生する場合に、セメント成分と反応さ
せるためのものであり、例えば、珪砂、珪石粉、珪藻
土、フライアッシュ、シリカフューム等のシリカ分を多
く含む平均粒径5〜50μmのものが挙げられる。そし
て、混合物中の添加量は20〜50重量%が好ましい。
【0016】軽量無機質発泡体は、成形体を軽量化し釘
打ち性を高めるために添加するものであり、50%以上
が球状であり非吸水性のものが好ましく、パーライト、
黒曜石発泡体、シラス発泡体、フライアッシュバルーン
等前記条件に該当するものであれば良い。球状の軽量無
機質発泡体は押出成形時に均一に並び易く異方性が発生
し難いので、成形体の方向による強度のバラツキが小さ
く実用上の破損を防止できる。また、非吸水性のものを
使用するので成形体は過剰な水を含まず、乾燥時間の短
縮、乾燥エネルギーの削減が可能となる。
【0017】また、軽量無機質発泡体は、平均粒径10
0〜250μmのものが好ましい。粒径が大きくなると
発泡体粒子間の隙間が大きくなり、釘打ち時に釘が発泡
体に与える応力を緩和することができ、成形体は割れ難
くなる。さらに、発泡体粒子の総表面積が小さくなるの
で、押出成形時に発泡体を含む混合物を流動させるため
の添加水の量を混合物の固形重量に対して50%程度ま
で減らすことができ、製造上乾燥負荷を低くすることが
できる。発泡体の平均粒径が100μmよりも小さいと
添加水の量が多くなり、平均粒径50μm程度になると
65〜70%程度必要となり、乾燥させるために多くの
エネルギーが必要となる。なお、250μmより大きく
なると発泡体の殻厚が薄くなり押出成形時に破壊し易く
なる。
【0018】軽量無機質発泡体としてフライアッシュバ
ルーンを用いれば、他の発泡体に較べて平均粒径を10
0〜250μmに大きくしても比較的に殻厚も厚くで
き、押出成形時にも破壊し難い。
【0019】そして、軽量無機質発泡体の混合物中の添
加量は10〜40重量%が好ましい。10重量%より少
ないと十分に軽量化できず、40重量%を越えるとセメ
ント、珪酸質材料、補強繊維の添加量が相対的に低くな
り、所望の強度が得られなくなるからである。
【0020】補強繊維には、例えば、ポリプロピレン繊
維またはパルプが挙げられる。そして、ポリプロピレン
繊維としては、平均繊維長3〜18mmで平均単糸繊度
15〜30デニールの単繊維を複数本(最大25本程
度)、端部を分離可能に集合したものが挙げられる。そ
して、混合物中におけるポリプロピレン繊維の添加量
は、0.5〜3重量%とするのが好ましい。0.5重量
%未満であると、衝撃強度に対する補強効果が少ないか
らであり、3重量%を越えると、分散が悪く表面性が悪
くなるからである。
【0021】さらに、前記混合物に対する添加剤として
は、例えば、粘度を高めて押出成形体の保型性、保水性
を高めるためのメチルセルロース等の増粘剤が挙げられ
る。そして、混合物中における増粘剤の添加量は0.5
〜1.5重量%とするのが好ましい。0.5重量%未満
であると、保型性、保水性に問題が生じるからであり、
1.5重量%を越えても、あまり効果がなくコストアッ
プになるからである。
【0022】成形方法としては、例えば、セメント20
〜50重量%、珪酸質材料20〜50重量%、軽量無機
質発泡体10〜40重量%、補強繊維としてポリプロピ
レン繊維0.5〜3重量%、増粘剤0.5〜1.5重量
%を適宜配合し、この配合物100重量部に対して水4
5〜55重量部を添加して、ニーダーで混合して混合物
を得る。ついで、この混合物を押出成形機で押出成形し
て成形体を得た後、この成形体を温度30〜60℃で5
〜15時間一次養生を行う。さらに、オートクレーブで
温度160〜180℃、圧力5〜7気圧、処理時間6〜
10時間二次養生を行う。
【0023】
【実施例】(実施例1)セメントとして普通ポルトラン
ドセメント40重量%、珪酸質材料として平均粒径8μ
mの珪石粉36重量%、軽量無機質発泡体として平均粒
径170μmのフライアッシュバルーン15重量%、補
強繊維としては平均繊維長6mm、平均単糸繊度20デ
ニールの単繊維を見かけ上5本程度集合したポリプロピ
レン繊維0.5重量%、さらに、補強繊維としてパルプ
7.5重量%、増粘剤としてメチルセルロース1重量%
の割合で配合して配合物を得た。そして、この配合物1
00重量部に対して水50重量部の割合で添加し、ニー
ダーで混合して混合物を得た。この混合物を押出成形機
で押し出して幅210mm、厚さ20mmの板状成形体
を得た。さらにこの板状成形体を温度60℃で8時間一
次養生を行い、ついで、オートクレーブで温度165
℃、圧力7気圧で6時間二次養生を行って硬化させた。
【0024】そして、得られたサンプルの比重、落錘衝
撃強度、表面性、釘打ち性、曲げ強度、および、シャル
ピー強度を測定した。測定結果を図1に示す。但し、各
種測定は以下のように行った。比重は、凹凸形状や中空
孔を考慮して基材自体の比重を測定した。落錘衝撃強度
は、JIS−A−5403に準ずる。表面性は、平滑性
や繊維のダマ等の有無を目視で判定した。釘打性は、縁
部から20mmの位置に直径2.6mmの釘を打ち込ん
だ場合のワレ欠けの状態を目視で判定した。曲げ強度
は、JIS−A−1408に準ずる。シャルピー強度
は、JIS−K−7111に準じ、押出方向に平行と垂
直の2種類を測定した。
【0025】(実施例2)軽量無機質発泡体として平均
粒径120μmのフライアッシュバルーンを使用した以
外は、実施例1と同様に処理して得た押出セメント成形
体をサンプルとした。
【0026】(実施例3)軽量無機質発泡体として平均
粒径200μmのフライアッシュバルーンを使用した以
外は、実施例1と同様に処理して得た押出セメント成形
体をサンプルとした。
【0027】(比較例1)物性値が実用上妥当なもので
あるか否かを検証するため、繊維混入スラグ石膏パーラ
イト板(市販品)をサンプルとした。
【0028】(比較例2)軽量無機質発泡体として平均
粒径40μmのシラスバルーンを使用した以外は、実施
例1と同様に処理して得た押出セメント成形体をサンプ
ルとした。
【0029】(比較例3)軽量無機質発泡体として平均
粒径が50μmになるように、実施例1のフライアッシ
ュバルーンを分級して使用した以外は、実施例1と同様
に処理して得た押出セメント成形体をサンプルとした。
【0030】(比較例4)補強繊維として平均繊維長6
mm、平均単糸繊度20デニールの集合していないモノ
フィラメントのポリプロピレン繊維を使用した以外は、
実施例1と同様に処理して得た押出セメント成形体をサ
ンプルとした。
【0031】図1の測定結果から明らかなように、実施
例1,2,3が実用上の基本物性(比較例1)を満足し
ていることが判った。特に、各実施例は軽量であるにも
関わらず、何れの物性値も優れており、釘打ち性では顕
著な差が見られた。
【0032】比較例2,3は各実施例と比較すると軽量
無機質発泡体の平均粒径が40μmと50μmで、粒径
が細かい点のみが異なり、若干比重が高くなると共に表
面性と釘打ち性が劣っていることが判った。表面性は、
添加水分量を実施例と同量にしたため軽量無機質発泡体
の粒子表面全体に行き渡るだけの水分量が少なく滑らか
な押出成形ができないので表面がでこぼこして悪くなっ
た。釘打ち性は、軽量無機質発泡体の粒径が細かいため
粒子間の隙間が小さく、釘打ち時に釘が成形体に与える
応力の緩和量が小さくなり割れ易くなった。
【0033】比較例4は各実施例と比較すると、補強繊
維として集合していないモノフィラメントの繊維を使用
した点のみが異なり、落錘衝撃強度、曲げ強度、シャル
ピー強度の何れも低下している。これは実施例では補強
繊維が複数本の単繊維を分離可能に集合させた繊維束と
なっており、単繊維が繊維束から枝分かれして他の材料
と絡み易くなり強度が発現されているのに対して、比較
例4は独立した単繊維のため他の材料と絡み難く十分な
強度が発現されないためである。釘打ち性も成形体の強
度が低下した分若干割れ易くなった。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、軽量無機質発泡体の半分以上が球状であるの
で、押出成形時に粒子の方向性が出難く自由に移動でき
成形体に異方性が発生し難く、成形体の平行、垂直の両
方向で強度のバラツキが少なくなる。また、非吸水性の
軽量無機質発泡体を用いているので、発泡体が過剰な水
を取り込むことも無く乾燥エネルギーが少なく、製造上
乾燥負荷を低くすることができる。
【0035】請求項2の発明によれば、平均粒径が10
0〜250μmの軽量無機質発泡体を用いているので、
発泡体粒子同士が形成する隙間が大きくなり、釘打ち時
に釘が成形体に与える応力を緩和することができ、成形
体は割れ難くなる。また、発泡体粒子の総表面積が小さ
くなるので、押出成形時に発泡体を流動させるための添
加水の量を減らすことができ、製造上乾燥負荷を低くす
ることができる。
【0036】請求項3の発明によれば、軽量無機質発泡
体同士が密着した状態で繊維が隙間に充填されるので、
繊維と発泡体が絡むと共に均一に配置し局部的な強度低
下が発生し難い。
【0037】請求項4の発明によれば、軽量無機質発泡
体として押出成形時に破損し難く、球形で非吸水性のも
のが得られ易い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例1,2,3および比較例
1,2,3,4の測定結果を示す図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C04B 111:30 C04B 111:30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、珪酸質材料、軽量無機質発
    泡体、および、補強繊維を主成分とし、押出成形して養
    生硬化させた押出セメント成形体において、50%以上
    が球状であり非吸水性の軽量無機質発泡体を添加すると
    共に、複数本の単繊維を分離可能に集合させた繊維束を
    補強繊維として添加したことを特徴とする押出セメント
    成形体。
  2. 【請求項2】 軽量無機質発泡体の平均粒径が100
    〜250μmであることを特徴とする請求項1に記載の
    押出セメント成形体。
  3. 【請求項3】 単繊維の平均単糸繊度が15〜30デ
    ニールであることを特徴とする請求項1または2に記載
    の押出セメント成形体。
  4. 【請求項4】 軽量無機質発泡体としてフライアッシ
    ュバルーンを用いたことを特徴とする請求項1、2また
    は3に記載の押出セメント成形体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010007371A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Kurabo Ind Ltd 鼻隠し材及び軒先構造
JP2010031642A (ja) * 2009-11-04 2010-02-12 Kurabo Ind Ltd 建物用役物

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JP2010007371A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Kurabo Ind Ltd 鼻隠し材及び軒先構造
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