JP2606618B2 - セメント構造物の製造方法 - Google Patents

セメント構造物の製造方法

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JP2606618B2
JP2606618B2 JP30715895A JP30715895A JP2606618B2 JP 2606618 B2 JP2606618 B2 JP 2606618B2 JP 30715895 A JP30715895 A JP 30715895A JP 30715895 A JP30715895 A JP 30715895A JP 2606618 B2 JP2606618 B2 JP 2606618B2
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健一 平尾
貴 高田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセメント構造物の製
造方法に関するものであり、さらに詳しくはハチエック
式抄造法によりセメント構造物を製造する際、セメント
マトリックスとの界面接合力を著しく向上させ、成型養
生後の曲げ強度を大幅に増大させることのできるセメン
ト構造物の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、石綿セメント平板、波板等の公知
の製造方法として抄造法がある。中でもハチエック方式
は過去数十年間好ましい手法とされてきた。このセメン
ト補強用石綿繊維はセメントマトリックスとの親和性が
非常に良好であり、接合力も強く、長繊維と短繊維の適
当な混在は抄造効率を高め、補強効果を十分にする理想
的なセメント補強用繊維である。
【0003】しかし、石綿繊維はほとんど輸入に頼って
いるため価格変動があることおよび世界的に取扱い上の
有害性が問題視されるといった事情から石綿に代替しう
る材料の出現が待望されているのが現状である。この石
綿繊維の代替物としてガラス、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ナイロン、ポリアクリル、ビニロン、炭素繊
維、アラミド、アルミナ等の無機、有機繊維が利用され
ようとしている。
【0004】しかしながら、抄造法において補強効果に
優れ、耐久性に富んだセメント製品を得るには次の条
件、すなわち 細径の繊維が繊維同志が絡まることなく、単繊維一本
一本に分離し、セメント懸濁液中に均一分散すること。
【0005】抄き上げ効率および補強効果に大きな影
響をおよぼす繊維とセメントとの親和性が良好であり、
接着力が強いこと。
【0006】耐久性、特に耐アルカリ性に優れている
こと。
【0007】などが要求されるが、これまで利用されよ
うとしている有機質および無機質繊維は上記の要求をす
べて満足するものでなかった。
【0008】例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の
オレフィン系繊維は疎水性であるため分散性が悪く、セ
メントマトリックスとの親和性に乏しく、接合力もきわ
めて弱い。ナイロン、ビニロン繊維は親水性であり、親
和性も良好であるが、接合力が十分でない。ガラス繊維
は耐アルカリ性に乏しく、接合力も十分でない。またア
ラミド繊維、炭素繊維は分散性が悪く、接合力もきわめ
て弱く、またコスト高のため採用されるに至ってない。
【0009】上記欠点を改良すべく種々の方法が提案さ
れてきている。セメントマトリックスとの接合力向上の
ため、繊維表面にしわや凹凸をつけたり、界面活性剤で
処理したり、また耐アルカリ性向上のため繊維表面を他
の材料で覆う方法などが提案されている。
【0010】しかるに、これらの方法による場合、セメ
ント板内における繊維とセメント粒子との接着力の向上
効果についてはある程度期待できるが、抄造工程、つま
りスラリー状態における繊維とセメント粒子との接合力
については必ずしも十分でなく満足し得る抄造法が得ら
れていない。
【0011】すなわち、抄造法によってセメント板を製
造する場合、抄造工程で繊維表面にセメント粒子が多量
に、かつ強固に定着し、しかも均一に分散した泥状懸濁
液(スラリー)が得られると共に該定着および分散状態
を保持しながら丸網シリンダーで抄き上げることにより
均一性のよいフェルト状物を形成できることが重要であ
るが、従来の方法ではスラリー状態における繊維とセメ
ント粒子との接合力が十分でないため抄造性が劣り、結
果としてセメント製品の性能向上を阻害していた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的はセメン
ト補強用繊維として石綿以外の繊維を使用しながら、極
めて抄造性が優れ、良好な性能を有するセメント構造物
を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
有機質または無機質の繊維をノニオン性高分子凝集剤あ
るいはカチオン性高分子凝集剤の少なくともいずれか一
方の水溶液に浸漬し、脱水した後、乾燥させることなく
得た前記高分子凝集剤が湿潤状態で付着した繊維をセメ
ントに混入することを特徴とするセメント構造物の製造
方法によって達成される。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明において使用される有機質
および無機質繊維とはポリエチレン、ポリプロピレン、
ナイロン、ビニロン、レーヨン、ポリアクリロニトリ
ル、ガラス繊維、アラミド、炭素繊維、セラミック繊維
等が挙げられるが、特にアクリル系合成繊維が望まし
い。また使用される繊維としては、デニールが0.5〜
10d、弾性率が120g/d以上、強度が5g/d以
上、望ましくは6g/d以上、繊維長が0.5〜15m
mの繊維が好適に使用される。セメントに対する繊維の
混入量は0.5〜5重量%が適当であり、0.5%未満
では十分な補強効果が発現されず、またこの範囲を上廻
ると分散性が悪くなり補強効果の増大が期待できない。
上記繊維にパルプ、アクリル系フィブリル化繊維、芳香
族ポリアミド系フィブリル化繊維、石綿繊維等の微細繊
維を補助的に併用することができることは言うまでもな
い。また本発明において使用されるセメントマトリック
スとしては、ポルトランドセメント、アルミナセメント
等の単味セメント、およびスラグセメント、シリカセメ
ント等の混合セメント等の水硬性無機物質が挙げられ
る。
【0015】本発明に用いられる高分子凝集剤としては
次のものが挙げられる。ノニオン性高分子凝集剤として
はポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドなど
が、またカチオン性高分子凝集剤としてはポリアルキル
アミノアクリレートあるいはメタアクリレート、アミノ
アルキルアクリレートあるいはメタアクリレートとアク
リルアミドとの共重合物、ポリアクリルアミドマンニツ
ヒ変性物、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ジアリル
アンモニウムハロゲン化物の環化重合物および二酸化イ
オウとの共重合物、ポリビニルイミダゾリン、水溶性ア
ニリン樹脂塩酸塩、ヘキサメチレンジアミン・エピクロ
ルヒドリン重縮合物などがある。これら高分子凝集剤の
うち耐アルカリ性および凝集性の点からポリアクリルア
ミド系、ポリアクリレート系およびポリメタアクリレー
ト系のものが特に望ましい。
【0016】さらに繊維に対する高分子凝集剤の付着量
は0.01〜1重量%、望ましくは0.05〜0.6重
量%とするのが好ましい。この範囲より付着量が少ない
とセメントマトリックスと繊維との接合力が弱く、また
この範囲より付着量が多いと繊維同志の接着が生じセメ
ントスラリー内への繊維の分散が著しく低下する。
【0017】つぎに繊維を高分子凝集剤で処理するには
約0.1%高分子凝集剤水溶液に繊維を浸漬し、絞りロ
ーラ、遠心分離などにより適度に脱水する。この時処理
された繊維は乾燥することなく湿潤状態に保つのが水へ
の分散性を良くする上で重要である。特に高分子凝集剤
が固体である場合、繊維に高分子凝集剤の水溶液を付着
した後乾燥すると集束性が増し水への再溶解に時間がか
かるため水への分散性は著しく低下することとなる。
【0018】本発明における繊維とセメントとの接合方
法は、高分子凝集剤の凝集効果を応用するもので、即ち
電荷の中和による吸着と高分子鎖による架橋によって行
うものである。セメントは通常水中でカチオンに帯電し
ており、これをアニオン性高分子凝集剤で凝集させフロ
ックを形成させるとともに繊維表面のノニオン性あるい
はカチオン性高分子凝集剤と吸着・架橋させて繊維とセ
メントとの接合をはかる。従って、繊維に付着する高分
子凝集剤のイオン性はカチオン性の方が望ましいが、高
分子鎖の架橋も働くのでノニオン性でも使用出来る。し
かし、反対イオンのアニオン性高分子凝集剤を付着する
と電気的反発を生じ繊維とセメントとの接合は達成され
ない。よって、本発明の接合方法から考え高分子凝集剤
の分子鎖は充分大きいことが必要であって、その重量平
均分子量は100万以上2000万以下、望ましくは3
00万以上1500万以下が好適である。
【0019】以下、本発明を実施例で具体的に説明す
る。
【0020】
【実施例】
[実施例1〜3]表1に示すような高分子凝集剤を用い
て有効成分0.1%の水分散液あるいは水溶性を調整
し、それにアクリル系合成繊維を室温で5分間浸漬し、
遠心分離機を用いて過剰の水分を除去した。この時凝集
剤の付着量は約0.1重量%であった。このようにして
高分子凝集剤を付着させたアクリル系合成繊維を乾燥す
ることなく5mmの長さにカットした。その次に、高分
子凝集剤が湿潤状態で付着しているアクリル系カット繊
維10g、クラフトパルプ10g、Ca(OH)2 10
gおよびAl2 (SO4)3 10gを水10lに添加し
攪拌した後、ポルトランドセメント460gを加え、再
び攪拌した。つづいて低速攪拌下でアニオン性ポリアク
リルアミド系セメント凝集剤200ppmを添加して繊
維表面にセメント粒子を定着させた。このようにして調
整したスラリーを用いて接合力、抄造効率の測定および
セメント板の成型とその曲げ試験を下記の方法で行なっ
た。
【0021】接合力の測定:上記で得られたスラリー
0.2lを400rpmの攪拌器で5分、10分、15
分攪拌した後、40メッシュ金網で濾過した。得られた
金網上の固形分を105℃で乾燥した後、重量を測定し
てセメント保持率を求めた。
【0022】抄造効率の測定:上記でられたスラリーを
150cm/minで移動する50メッシュ金網で抄き
上げた。金網上に付着した固形分を105℃で乾燥した
後、重量を測定した。
【0023】セメント板の成型と曲げ試験:上記で得ら
れたスラリーを50メッシュ金網を敷いた20cm×2
5cmの金型内に移して濾過した後、100kg/cm
2 の圧力で1分間プレスして厚さ約6mmのセメント板
を成型した。セメント板内の繊維混入量はセメントに対
し2重量%であった。つぎに20℃、100%RHで1
日間、つづいて20℃の水中で6日間養生を行なった
後、セメント板から試験片を切り出しJIS−K−69
11に準じて曲げ強度を測定した。
【0024】
【表1】 [比較例1〜3]表1に示すような高分子凝集剤および
界面活性剤(油剤)を用いて実施例1と同様な方法で接
合力、抄造効率の測定およびセメント板の成型とその曲
げ試験を行なった。
【0025】[実施例4〜5]表2に示すように実施例
1と同じカチオン性ポリアルキルアミノアクリレート系
凝集剤を用いて各種繊維を処理して実施例1と同様な方
法で接合力およびセメント板の成型とその曲げ試験を行
なった。
【0026】表1に接合力、抄造効率および曲げ試験の
測定結果を示す。本発明のノニオン性およびカチオン性
高分子凝集剤を付着した繊維を用いたものはセメントの
保持率および抄造効率が大きく、繊維表面にセメント粒
子が強固にしかも多量に定着しているため抄造性が優れ
ている。そのうえ得られたセメント板は繊維の素抜けが
なく曲げ強度も大きく性能のよい繊維補強セメント製品
が得られることがわかる。また表2に示すようにアクリ
ル繊維のみならず、アラミド繊維や炭素繊維に本発明の
高分子凝集剤を付着したものはセメント保持率および曲
げ強度も大きく繊維の素抜けが少ない性能のよい繊維補
強セメント製品が得られる。一方、アニオン性高分子凝
集剤を付着したものはセメントの保持率、抄造効率が小
さく、セメント板の性能も悪かった。また、通常の水分
散性界面活性剤あるいは油剤を付着したものはイオン性
に関係なくセメントの保持率、抄造効率が小さく、セメ
ント板の性能も悪い。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】このように本発明のノニオン性あるいは
カチオン性高分子凝集剤を付着した繊維とセメントから
懸濁水溶液を作り、これにアニオン性ポリアクリルアミ
ドのようなセメント凝集剤を添加することによりセメン
ト粒子が繊維表面に多く定着し、しかも接合力が極めて
強く分散性のよいスラリーが得られる。このスラリーは
抄造工程での剪断力に十分耐え得るものであり、抄造時
に金網を通過するセメントのロスが少なく、抄き上げら
れる固形分が多く抄造効率を大幅に向上させることがで
きる。さらに、繊維の分散性およびセメントとの接着性
がよいため抄造されたセメント板の曲げ強度が大きく高
い補強効果が達成される。したがって本発明の方法は抄
造法によって各種スレート製品、成形品等を製造する場
合、極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 111:12 (56)参考文献 特開 昭50−146623(JP,A) 特開 昭56−167407(JP,A) 特開 昭56−130307(JP,A) 特開 昭56−69245(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機質または無機質の繊維をノニオン性高
    分子凝集剤あるいはカチオン性高分子凝集剤の少なくと
    もいずれか一方の水溶液に浸漬し、脱水した後、乾燥さ
    せることなく得た前記高分子凝集剤が湿潤状態で付着し
    た繊維をセメントに混入することを特徴とするセメント
    構造物の製造方法。
  2. 【請求項2】繊維をセメントに混入してセメントスラリ
    ーを形成し抄造することを特徴とする請求項1に記載の
    セメント構造物の製造方法。
  3. 【請求項3】ノニオン性高分子凝集剤あるいはカチオン
    性高分子凝集剤の重量平均分子量が100万以上200
    0万以下であることを特徴とする請求項1または2に記
    載のセメント構造物の製造方法。
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JP5069513B2 (ja) * 2007-07-31 2012-11-07 ハイモ株式会社 無機質体の製造方法
JP4918446B2 (ja) * 2007-09-28 2012-04-18 セーレン株式会社 モルタル用繊維補強材およびそれを使用したモルタル成型物

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