JP2511442B2 - 軽量セメント製品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、軽量セメント製品を押出し成形によって製
造する方法に関するものである。

［背景技術］ 軽量セメント製品を押出し成形によって製造するにあ
たっては、セメントに骨材や補強材を配合すると共にさ
らに軽量骨材を配合してこれを水と混練することによっ
てセメント成形材料を調製し、このセメント成形材料を
押出し成形機の金型に通すことによっておこなうことが
できる。そして軽量骨材によってセメント製品を軽量化
することができるが、軽量骨材としては従来よりパーラ
イトやシラスバルーン、焼成フライアッシュ、ガラスバ
ルーンなどの無機質軽量骨材が一般的に用いられてい
る。

しかし無機質軽量骨材を多量に配合してセメント製品
を軽量化する場合、次のような問題あった。すなわち無
機質軽量骨材はセメント成形材料を調製する混練の際や
押出し成形するときの加圧の作用の際に破壊され易く、
無機質軽量骨材の配合に見合う十分な軽量化を達成する
ことが困難になり、また無機質軽量骨材は押出し成形機
やその金型を摩耗させ易いという問題もある。さらにセ
メント製品は多量の無機質軽量骨材の配合で脆くなっ
て、内部に浸透する水分の凍結膨張によってクラックが
発生するいわゆる耐凍害性が低下するという問題もあ
る。加えて無機質軽量骨材を多量に配合したセメント成
形材料は流れ性が悪くなり、押出し金型内の薄肉異形部
や端部での流れ変動が発生し易く、材料切れが発生した
りセメント製品の押出し方向の直線性が悪くなったりす
るおそれがあるという問題もある。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、軽
量効果が高いと共に耐凍害性に優れ、さらに成形性に優
れた軽量セメント製品の製造方法を提供することを目的
とするものである。

［発明の開示］ しかして本発明に係る軽量セメント製品の製造方法
は、セメントに骨材、補強材を配合すると共に無機室軽
量骨材と熱可塑性樹脂の中空発泡体とを配合してセメン
ト成形材料を調製し、これを押し出し成形したのちに中
空発泡体を残存させるように養生することを特徴とする
ものであり、以下本発明を詳細に説明する。

セメント成形材料は、セメントに骨材や補強材を混合
したセメント混合物に無機質軽量骨材と熱可塑性樹脂の
中空発泡体、その他メチルセルロースなどの成形助剤を
配合し、これに、水を加えて均一に混合することによっ
て調製されるものであり、ここで中空発泡体を配合量は
セメント混合物100重量部に対して0.05〜２重量部に、
無機質軽量骨材の配合量はセメント混合物100重量部に
対して２〜50重量部にそれぞれ設定するのが好ましい。

セメントとしてはポルトランドセメントなど汎用され
る任意のものを用いることができ、さらに骨材としては
ケイ石粉やその他フライアッシュ、高炉水砕スラグ、石
膏など押出しセメント製品に一般的に用いられているも
のを使用することができる。補強材としてはポリプロピ
レン繊維、ビニロン繊維、パルプなどの有機繊維、ガラ
ス繊維、石綿、カーボン繊維などの無機繊維等の繊維類
を用いることができるが、その他鉄筋、メッシュ筋、ラ
ス、鋼線、パイプ、ロービングクロスやこれらに類似の
ものを用いることもできる。この補強材はセメント混合
物に占める割合が0.1〜15重量％になるように配合する
のが好ましく、補強材として繊維類を用いるときにはこ
の割合は0.2〜15重量％の範囲に設定するのがよい。ま
た無機質軽量骨材としては、パーライトやシラスバルー
ン、焼成フライアッシュ、ガラスバルーンなど汎用され
るものを用いることができるが、なかでも見掛け比重が
0.2〜0.8で吸水率が20重量％以下のものを用いるのがよ
い。

また、中空発泡体としては熱可塑性樹脂の発泡体を用
いるものであり、なかでもポリ塩化ビニリデン系の樹脂
で形成されたものを用いるのがよい。このポリ塩化ビニ
リデンの中空発泡体としては特開昭49−44094号公報に
よって提供されているものを発泡させて得ることがで
き、例えば松本油脂製薬株式会社製の「マツモトマイク
ロスフェアー」を発泡させたものなどを用いることがで
きる。ポリ塩化ビニリデン系のものは微小中空の球形に
発泡させることが容易で、粒径が0.1mm（100μ）以下の
微小球状のものを容易に得ることができるために、本発
明においては熱可塑性樹脂の中空発泡体としてポリ塩化
ビニリデン系のものを用いるのが好ましいものであり、
中空発泡体としては１〜100μの粒径のものを用いるの
がよく、またその発泡倍率（嵩倍率でなく真の倍率）は
20〜100倍、好ましくは30〜70倍の範囲のものを用いる
のがよい。もちろん熱可塑性樹脂の中空発泡体としては
ポリ塩化ビニリデン系のものに限定されるものではな
く、ポリアクリルニトリル系のものを用いることもで
き、この場合には融点が120〜180℃のものがよい。

上記のようにしてセメントに骨材や補強材、さらに無
機質軽量骨材や中空発泡体、その他成形助剤を配合して
水と混練することによってセメント成形材料を調製する
のであるが、混合水の配合量はセメント成形材料の固形
分全量に対して35〜60重量％に設定するのがよい。そし
てこのセメント成形材料を押出し成形機に供給して金型
を通過させることによって押出し成形をおこなう。この
ように押出し成形をおこなったのち、セメント押出し成
形品を養生硬化してセメント製品を得ることができる
が、養生は湿熱養生、及びこののちの高温高圧でのオー
トクレープ養生でおこなうのがよい。

しかして、本発明においてはセメント製品の軽量化の
ために無機質軽量骨材の他に熱可塑性樹脂の中空発泡体
が配合されているものであり、中空発泡体の塑性緩和作
用によってセメント成形材料調製時の混練の際に剪断応
力や押出し成形時の剪断応力が緩和され、無機質軽量骨
材が破壊されることを防ぐことができ、無機質軽量骨材
による軽量化の効果を十分に得ることができることにな
る。そしてこのように無機質軽量骨材によって軽量化の
効果を十分に得ることができると共に熱可塑性樹脂中空
発泡体によっても軽量化がなされるために無機質軽量骨
材の配合量を低減することができ、押出し成形機や金型
の摩耗の発生を減少させることができる。また熱可塑性
樹脂の中空発泡体は滑らかな表面を有するものであり、
セメント成形材料の成形流れ性が向上して押出し成形時
に材料切れを低減できると共に押出し金型内の薄肉異形
部や端部での流れ変動の発生を防止して押出し方向に沿
った直線性を高めることができる。さらにはセメント製
品に浸透した水分が凍結して膨張しても、この膨張は熱
可塑性樹脂の中空発泡体の緩和作用によって吸収される
ことになり、セメント製品にクラックが発生することを
防止して耐凍害性を高めることができる。

ここで、無機質軽量骨材を用いず熱可塑性樹脂中空発
泡体を多量に配合してセメント製品の軽量化をおこなう
ことは可能であるが、この場合にはセメント成形材料を
押出し成形する際の成形圧力で圧縮された熱可塑性樹脂
中空発泡体が金型を通過したのちの成形圧力の解放で弾
性復元（スプリングバック）し、押出し成形されたセメ
ント製品を膨張させてしまうおそれがあり、金型形状再
現性が低下すると共に製品仕上げ外観が低下するおそれ
がある。このために本発明では無機質軽量骨材と熱可塑
性樹脂中空発泡体とを併用して軽量化をおこなうように
しているのである。尚、上記のように中空発泡体として
は発泡倍率が20〜100倍のものが好ましいが、発泡倍率
がこれより大きすぎるとセメント製品の強度が低下する
おそれがあると共にスプリングバックの発生を防止でき
ないおそれがあり、発泡倍率がこれより小さいと軽量化
の効果を十分に得ることができない場合がある。また上
記のように中空発泡体としては粒径が１μ〜100μの微
小なものが好ましいが、粒径がこれより大きいとスプリ
ングバックの発生を防止できないおそれがあり、粒径が
これより小さいと軽量化の効果を十分に得ることができ
ない場合がある。

次に本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例１〜４、比較例１〜３ 第１表に示す配合で混合混練することによってセメン
ト成形材料を調製した。ここで、第１表中熱可塑性中空
発泡体としての「マイクロスフェアー」としては松本油
脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアーのF30E
やF80Eを用いた。またセメント成形材料の硬さを粘土硬
度計で測定し、結果を第２表に示した。このセメント成
形材料を第２表に示す成形圧力で押出し成形することに
よって、押出し成形品を得た。この押出し成形品の外観
を検査して、「無機質軽量骨材の破損度」や「押出し成
形品の直線性」、「押出し成形品の端部の充填性」、
「金型形状に対する押出し成形品歪み率」を測定し、結
果を第２表に示した。ここで、第２表において「成形品
の直線性」は、押出し成形品の押出し方向3mでの側端部
の偏移寸法を測定して示した。次にこの押出し成形品を
第２表に示す条件で湿熱養生及びオートクレープ養生す
ることによって養生硬化させ、軽量セメント製品を得
た。このようにして得た軽量セメント製品について各種
特性を測定し、結果を第２表に示した。ここで第２表に
おいて「耐凍害性」はASTMC−666A法における凍結融解
試験に準拠して測定をおこない、200サイクル後の状態
を表示した。

第２表の結果、セメント成形材料に無機質軽量骨材を
単独で配合するようにした比較例１のものでは、無機質
軽量骨材に破損が発生して軽量化の効果を十分に得るこ
とができず、成形性も不良であることが確認され、また
セメント成形材料に熱可塑性樹脂中空発泡体を単独で配
合する場合には、比較例２のようにその配合量が少ない
と軽量化の効果を十分に得ることができず、逆に軽量化
の効果を得るために比較例３のように多量に配合すると
スプリングバックの発生で金型の形状の再現性が低下す
ることが確認される。一方、セメント成形材料に無機質
軽量骨材と熱可塑性樹脂中空発泡体とを併用して配合し
た各実施例のものでは、成形性、軽量化、金型の形状再
現性、耐凍害性のいずれのものも満足することが確認さ
れる。

［発明の効果］ 上述のように本発明は、セメントに骨材、補強材を配
合すると共に無機質軽量骨材と熱可塑性樹脂の中空発泡
体とを配合してセメント成形材料を調製し、これを押出
し成形したのちに中空発泡体を残存させるように養生す
るようにしたものであるから、熱可塑性樹脂の中空発泡
体の緩和作用によって無機質軽量骨材が破壊されること
を防ぐことができ、無機質軽量骨材による軽量化の効果
を十分に得ることができるのであり、また熱可塑性樹脂
中空発泡体によっても軽量化がなされるために無機質軽
量骨材の配合量を低減することができ、押出し成形機や
金型の摩耗の発生を減少させることができると共に、セ
メント成形材料の成形流れ性を向上させて成形性を高め
ることができるものである。さらにはセメント製品に浸
透した水分が凍結して膨張しても、熱可塑性樹脂の中空
発泡体の緩和作用によってセメント製品にクラックが発
生することを防止し、耐凍害性を高めることができるも
のである。また本発明では無機質軽量骨材と熱可塑性樹
脂中空発泡体とを併用して軽量化をおこなうようにして
いるので、熱可塑性樹脂中空発泡体を単独で多量に配合
してセメント製品の軽量化をおこなう場合のような、押
出し成形時の中空発泡体のスプリングバックによって金
型形状再現性が低下したり製品仕上げ外観が低下したり
することを防止することができるものである。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セメントに骨材、補強材を配合すると共に
   無機質軽量骨材と熱可塑性樹脂の中空発泡体とを配合し
   てセメント成形材料を調製し、これを押出し成形したの
   ちに中空発泡体を残存させるように養生することを特徴
   とする軽量セメント製品の製造方法。
2. 【請求項２】中空発泡体は粒径が１〜100μで発泡倍率
   が20〜100倍であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の軽量セメント製品の製造方法。
3. 【請求項３】中空発泡体はポリ塩化ビニリデン系樹脂で
   形成されたものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の軽量セメント製品の製造方法。
4. 【請求項４】中空発泡体はセメント成形材料に、セメン
   トと骨材、補強材の合計量100重量部に対して0.05〜２
   重量部の割合で配合されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の軽量セメ
   ント製品の製造方法。
5. 【請求項５】無機質軽量骨材はセメント成形材料に、セ
   メントと骨材、補強材の合計量100重量部に対して２〜5
   0重量部の割合で配合されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の軽量セ
   メント製品の製造方法。