JP2554837B2 - セメント押出成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出成形により合成繊
維で補強されたセメント押出成形品を製造する方法に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、押出
成形後の比較的低温下での蒸気養生のみによって高強度
の合成繊維強化セメント成形品を製造しうる方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、床材、外装壁材、屋根材などのコ
ンクリート建材を押出成形により製造する方法が開発さ
れ、これまでの流し込成形法と異なり、連続的な生産が
可能であることから、工業的な方法として有力視されて
いる。

【０００３】ところで、この押出成形に用いるセメント
組成物には、保形性、成形性、強度などを向上させるた
めに、アスベスト繊維が配合されているが、最近、アス
ベストは、保健衛生上問題があり、他の工業材料に変換
することが求められ、押出成形用セメント組成物におい
てもアスベスト繊維に代わるべき繊維補強材が検討され
ている。

【０００４】この繊維補強材としては、コストが安くて
入手の容易な点、取り扱いやすい点、目的に応じて種々
の物性のものが選択しうる点などから合成繊維が有利で
あるが、セメント押出成形品の製造に際しては、生産能
率を高めるためにオートクレーブ養生を行う必要があ
り、耐熱性を欠く合成繊維は使用できないため、もっぱ
ら、無機鉱物繊維や炭素繊維のような無機質繊維が用い
られている。

【０００５】その後、無水セッコウのような硬化促進材
を含むセメント組成物にポリビニルアルコール繊維やポ
リプロピレン繊維のような合成繊維を補強材として配合
し、押出成形後、比較的低い温度において長時間温熱養
生してセメント成形品を製造する方法が提案されたが
（特開平４−８９３３９号公報、特開平４−８９３４１
号公報）、強度や耐久性が不十分であり、満足しうるも
のとはいえない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、合成繊維を
補強材とし、しかも十分な強度及び耐久性を有するセメ
ント成形品を押出成形により製造する方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、繊維強化
セメント成形品を押出成形により製造する方法について
鋭意研究を重ねた結果、繊維補強材として合成繊維を配
合したセメント組成物に、特定の高強度付加材を加え、
押出成形後蒸気養生のみを行うことにより、強度、耐久
性の優れたセメント成形品が得られることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明をなすに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、合成繊維補強材及び
押出助材を含むセメント基材に対し、セメント１００重
量部当り、無水セッコウ７０〜９５重量％と、仮焼ミョ
ウバン、非晶質シリカ及びアルミン酸ナトリウムの中か
ら選ばれた少なくとも１種の強度向上促進剤３０〜５重
量％から成る高強度付加材あるいは水酸化マグネシウム
から成る高強度付加材５〜３０重量部を配合し、押出成
形したのち、その成形体を６０〜８０℃の温度において
所定の強度が得られるまで蒸気養生のみを行うことを特
徴とするセメント押出成形品の製造方法を提供するもの
である。

【０００９】本発明方法の原料として用いるセメント基
材は、通常押出成形用セメント組成物として知られてい
るものの中から任意に選ぶことができる。このようなも
のとしては、例えばセメントに対する細骨材の重量比を
０．５ないし２にした基本組成１００重量部に押出助剤
０．５〜３．０重量部を加えたものを挙げることができ
る。

【００１０】この際用いるセメントとしては、ポルトラ
ンドセメント、マグネシアセメント、アルミナセメン
ト、高炉セメント、混合セメント、天然セメントなど、
通常建材用のセメントとして慣用されているものの中か
ら任意に選ぶことができる。

【００１１】また、細骨材としては、川砂、山砂のよう
なけい砂その他の天然骨材や廃棄物からの合成骨材など
が用いられる。この基本組成は、セメントに対する細骨
材の重量比を０．５ないし２．０、好ましくは０．７な
いし１．０の割合でセメントと細骨材を配合して調製さ
れる。

【００１２】次に、本発明組成物においては、押出成形
を容易にするために押出助剤を添加することが必要であ
る。この押出助剤としては、例えば、パルプ繊維、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロースなどのセルロース誘導体が用いられる。その他
ポリビニルアルコールなども用いることができる。これ
らの成形助剤は、セメントと細骨材の合計１００重量部
当り０．５〜３．０重量部の割合で配合される。これよ
りも少ないと十分な成形性が得られないし、またこれよ
りも量を増やしても、それ以上の成形性の向上は望めな
いばかりか、機械的強度の低下を招く。

【００１３】このセメント基材に補強材として配合され
る合成繊維には、例えばポリビニルアルコール繊維、ポ
リプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊
維、ポリアクリル繊維などがある。これらの繊維は、通
常、繊維径５〜５０μｍ、長さ３〜２０ｍｍ程度の寸法
で用いられる。

【００１４】この合成繊維は、セメントと細骨材の合計
１００重量部当り２〜１０重量部の割合で用いるのが好
ましい。これよりも少ないと補強効果が不十分になる
し、またこれよりも多いと押出成形性がそこなわれる。

【００１５】本発明で用いるセメント基材には、前記の
成分に加えて、さらに従来押出成形用セメント系に慣用
されている添加物、例えば、パーライト、シラスバルー
ン、シリカフラワー、バーミキュライトなどを所望に応
じ、所要の物性及び押出成形性をそこなわない量で配合
することもできる。

【００１６】次に、このセメント基材に高強度付加材を
配合することによって、合成繊維を使用した場合、蒸気
養生のみで、オートクレーブ養生に匹敵する高い曲げ強
度をもつ押出成形品を得ることができる。

【００１７】このような高強度付加材としては、無水セ
ッコウと強度促進剤との組み合せが挙げられる。この強
度促進剤としては、仮焼ミョウバン石、非晶質シリカ、
アルミン酸ナトリウムが用いられる。これらは単独で用
いてもよいし、２種以上を併用してもよい。そのほか、
水酸化マグネシウム単独でも用いることができる。この
水酸化マグネシウムは天然品でも合成品でもよい。

【００１８】この高強度付加材は、無水セッコウ７０〜
９５重量％と強度向上促進剤３０〜５重量％からなる。

【００１９】この高強度付与材は、セメント１００重量
部当り５〜３０重量部、好ましくは８〜２０重量部の割
合で配合することが必要である。これよりも少ない配合
量では、十分な強度が得られないし、またこれよりも多
い配合量にすると得られる成形品の物性がそこなわれ
る。

【００２０】本発明方法を好適に実施するには、先ずセ
メント、細骨材、押出助材、合成繊維、高強度付加材及
び所望により用いる慣用添加成分を所定の割合で、例え
ばヘンシェルミキサー、オムニミキサーなどを用いて混
合し、さらに全量に対する含水量が１８〜３０重量％に
なるように水を加え、ニーダーなどを用いて混練する。

【００２１】次いで、この混練物を、慣用の方法に従
い、スクリュー押出機を用いて押出成形する。この際の
成形圧力としては、２〜３０ｋｇｆ／ｃｍ²程度が適当
である。

【００２２】このようにして得た成形体を、湿潤状態で
数時間放置後、６０〜８０℃の温度で４〜８時間蒸気養
生する。

【００２３】このようにして、これまで蒸気養生のみで
は得ることが不可能とされていた１７０ｋｇｆ／ｃｍ²
の高い曲げ強度をもつセメント押出成形品を得ることが
できる。

【００２４】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお、各例中の物性値は以下の方法により測定し
たものである。

【００２５】（１）曲げ強度； 所定の組成物を押出成形により成形した成形体を湿潤状
態で５時間静置後所定温度で５時間蒸気養生して硬化さ
せ、又はさらに所定温度で５時間オートクレーブ養生し
て硬化させて１１０℃で２４時間乾燥し、この硬化体に
ついて、（株）島津製作所製オートグラフＩＳ−１０Ｔ
を使用し、スパン１５０ｍｍ、載荷速度毎分１ｍｍの中
央集中載荷により測定した。

【００２６】（２）押出成形性； 所定の組成物を、本田鉄工業（株）製ＤＥ−５０型押出
成形機を用いて、断面１２×６０ｍｍの板状体に押出成
形する際の押出圧力（ｋｇｆ／ｃｍ²）、押出速度（ｃ
ｍ／分）により比較した。この押出成形性は、押出圧力
が低く、押出速度が大きいほど優れていると評価され
る。

【００２７】また、各例中で用いた高強度付加材は以下
に示すものである。 高強度付加材Ａ；無水セッコウ９０重量％と仮焼ミョウ
バン石１０重量％からなる混合物 高強度付加材Ｂ；無水セッコウ９０重量％と非晶質シリ
カ１０重量％からなる混合物 高強度付加材Ｃ；水酸化マグネシウム（３２５メッシュ
通過）

【００２８】実施例１ ポルトランドセメント［三菱マテリアル（株）製］４
７．８４重量部、けい砂［（株）熊本珪砂鉱業製Ｋ−
７］４７．８４重量部、メチルセルロース［信越化学工
業（株）製、９０ＳＨ−１５０００］０．９６重量部、
パルプ［北辰（株）製、長さ３ｍｍ］１．９２重量部及
びビニロン繊維［（株）クラレ製、長さ３ｍｍ］１．４
４重量部を、オムニミキサー［千代田技研工業（株）製
ＯＭ−３０型］を用いて２０秒間混合し、これに高強度
付加材Ａ４．７８重量部を加えたのち、さらに水１９．
１重量部を加え、２０秒間混合して調製した。

【００２９】次いでこの混合物を、宮崎鉄工（株）製、
混練機ＤＭ−１００型を用いて十分に混練したのち、本
田鉄工（株）製押出成形機ＤＥ−５０型を用いて成形し
た。そのときの押出圧力は１５．０ｋｇｆ／ｃｍ²、押
出速度は３４．０ｃｍ／分であり、このようにして断面
１２ｍｍ×６０ｍｍの板状成形体を得た。

【００３０】この板状成形体を、２０℃の恒温室中で２
４時間処理したのち、６０℃で５時間蒸気養生した。得
られた成形品の物性を表１に示す。

【００３１】実施例２〜８ 表１に示す原料組成に従って、実施例１と同様にして原
料混合物を調製し、この混合物を表１に示す養生温度を
用いること以外は実施例１と同様に処理することにより
板状成形体を製造した。得られた成形品の物性を表１に
示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】比較例１〜６ 高強度付加材を加えずに、他は実施例１と同様の組成で
原料混合物を調製した。次いで、表２に示す処理条件を
用いること以外は、実施例１と同様にして板状成形体を
製造した。得られた成形品の物性を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】従来、合成繊維を用いて、オートクレー
ブ処理をする場合、合成繊維の熱劣化を防止するために
オートクレーブの温度を１３０℃前後の低温にせざるを
得ない。しかし、このような低温処理では、セメントの
水和が不完全でオートクレーブ処理本来の目的が十分に
達成されない。本発明によると、健康上問題視されてい
るアスベスト繊維に代わる合成繊維を用いても合成繊維
が熱劣化しない蒸気養生のみで優れた強度、耐久性を有
するセメント押出成形品を得ることができる。また、本
発明による高強度付加材の使用は、押出成形時の作業性
向上に寄与し、さらに押出成形体の寸法安定性にも寄与
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 24:38 16:02 16:06 22:14 14:04 22:06） 103:44 (72)発明者 小坂 征雄 千葉県船橋市前原東６−13−23 (72)発明者 水戸 洋彦 島根県簸川郡斐川町大字富村1960−５ 斐川サンホワイト202号 (72)発明者 船津 恒徳 東京都狛江市西和泉２−15−503 審査官 徳永 英男 (56)参考文献 特開 平４−89339（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成繊維補強材及び押出助剤を含むセメ
   ント基材に対し、セメント１００重量部当り無水セッコ
   ウ７０〜９５重量％と仮焼ミュウバン、非晶質シリカ、
   及びアルミン酸ナトリウムの中から選ばれた少なくとも
   １種の強度向上促進剤３０〜５重量％から成る高強度付
   加材５〜３０重量部を配合し、押出成形したのち、その
   成形体を６０〜８０℃の温度において蒸気養生のみで所
   定の強度が得られるまで処理することを特徴とするセメ
   ント押出成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 合成繊維補強材及び押出助剤を含むセメ
   ント基材に対し、セメント１００重量部当り、水酸化マ
   グネシウムから成る高強度付加材５〜３０重量部を配合
   し、押出成形したのち、その成形体を６０〜８０℃の温
   度において蒸気養生のみで所定の強度が得られるまで処
   理することを特徴とするセメント押出成形品の製造方
   法。