JP2614274B2 - Building material and manufacturing method thereof - Google Patents
Building material and manufacturing method thereofInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築材料、詳しくはセピオライト繊維を含
む無機硬化体からなる建築材料及びその製造方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a building material, and more particularly to a building material comprising an inorganic cured body containing sepiolite fibers and a method for producing the same.
従来、無機系建築ボード等の建築材料を製造する際の
固形成分の一つとして石綿が用いられてきた。この石綿
は、例えば、水性スラリーを用いて抄造成形法等により
建築材料（成形硬化体）を製造する場合には、微粒子の
定着性、保水性、分散性、濾水性、強度等の各物性を付
与し、作業性、ひいては生産性を向上し、また、完成さ
れた建築材料に対しては高い機械的強度等を付与すると
いう優れた性質を有していた。Conventionally, asbestos has been used as one of the solid components when producing building materials such as inorganic building boards. This asbestos, for example, when producing a building material (cured molded article) by a papermaking molding method or the like using an aqueous slurry, each physical properties such as the fixing properties of fine particles, water retention, dispersibility, drainage, strength, etc. It has excellent properties such as imparting, improving workability and, consequently, productivity, and imparting high mechanical strength and the like to completed building materials.
しかしながら、上記石綿は、強い発癌性を有している
こと等が明らかとなり、所謂石綿公害が叫ばれるに至
り、それに伴って固形成分として石綿を用いない建築材
料の開発が強く要請されるに至った。However, it has been clarified that the asbestos has a strong carcinogenicity and the like, leading to so-called asbestos pollution, which has led to a strong demand for the development of building materials that do not use asbestos as a solid component. Was.
従って、本発明の目的は、固形成分として石綿を用い
なくとも、製造する際の作業性等の上記各物性が良好
で、しかも、硬化・製造された建築材料が十分な強度等
を備えている建築材料を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is that even if asbestos is not used as a solid component, the above-mentioned physical properties such as workability at the time of production are good, and the cured and produced building material has sufficient strength and the like. To provide building materials.
本発明者等は、種々検討した結果、主たる原料のスラ
グ及び石膏に対し、石綿に代えて、固形成分としてセピ
オライト繊維と補強繊維とをそれぞれ特定の量範囲で配
合することにより、上記目的が達成されることを知見し
た。As a result of various studies, the present inventors have achieved the above object by blending sepiolite fibers and reinforcing fibers as solid components in a specific amount range, instead of asbestos, with respect to slag and gypsum as main raw materials. I knew it would be done.
本発明は、上記知見によりなされたもので、スラグ、
石膏、消石灰、軽量骨材、パルプ、セピオライト繊維、
及び補強繊維を含む水性スラリーを成形、硬化させてな
る建築材料であって、 スラグ及び石膏100重量部（スラグを30〜80重量部含
む）に対して、セピオライト繊維１〜10重量部、及び補
強繊維0.5〜３重量部を含有していることを特徴とする
建築材料を提供するものである。The present invention has been made based on the above findings, and slag,
Gypsum, slaked lime, lightweight aggregate, pulp, sepiolite fiber,
And a building material obtained by molding and curing an aqueous slurry containing reinforcing fibers, and 100 parts by weight of slag and gypsum (including 30 to 80 parts by weight of slag), 1 to 10 parts by weight of sepiolite fibers, and reinforcement A building material characterized by containing 0.5 to 3 parts by weight of fiber.
また、本発明は、上記建築材料を製造するため方法と
して、スラグ及び石膏100重量部（スラグを30〜80重量
部含む）に対して、消石灰１〜３重量部、軽量骨材５〜
10重量部、パルプ１〜13重量部、セピオライト繊維１〜
10重量部、及び補強繊維0.5〜３重量部をそれぞれ配合
して水性スラリーを調製し、該水性スラリーを用いて、
抄造成形法、押し出し成形法又は流し込み成形法でシー
ト状成形体を形成し、次いで養生硬化させることを特徴
とする建築材料の製造方法を提供するものである。In addition, the present invention provides a method for producing the above building material, in which 100 parts by weight of slag and gypsum (including 30 to 80 parts by weight of slag), 1 to 3 parts by weight of slaked lime, and 5 to 5 parts of lightweight aggregate
10 parts by weight, pulp 1 to 13 parts by weight, sepiolite fiber 1 to 1
An aqueous slurry is prepared by blending 10 parts by weight, and 0.5 to 3 parts by weight of reinforcing fibers, and using the aqueous slurry,
An object of the present invention is to provide a method for producing a building material, which comprises forming a sheet-like molded body by a papermaking molding method, an extrusion molding method or a cast molding method, and then curing and curing the sheet-like molded body.
本発明の作用は必ずしも明らかではないが、石綿の有
する製造時における作業性向上及び製造後の建築材料に
対する強度向上の各機能を、それぞれセピオライト繊維
及び補強繊維が主として果たしているものと解される。
尚、上記作業性向上は、主として、ゼピオライト繊維が
大きな比表面積、即ち十分な空隙を有し、水中の微粒子
に対する優れた補集性能を備えているとともに、吸水性
が大きく、水に対する優れた分散性を備えているという
特性に基づいているものと解される。Although the function of the present invention is not necessarily clear, it is understood that the sepiolite fiber and the reinforcing fiber mainly fulfill the functions of improving the workability of asbestos at the time of production and improving the strength of the building material after production.
In addition, the improvement of the workability is mainly due to the fact that the zeolite fiber has a large specific surface area, that is, has sufficient voids, has excellent collection performance for fine particles in water, has high water absorption, and has excellent dispersion in water. It is understood that it is based on the characteristic of having the property.
以下、本発明の建築材料をその製造方法の実施態様と
ともに詳述する。Hereinafter, the building material of the present invention will be described in detail together with embodiments of the manufacturing method thereof.
本発明の建築材料は、スラグ、石膏、消石灰、軽量骨
材、パルプ、セピオライト繊維、及び補強繊維を含む水
性スラリーを所定形状に成形し、硬化させてなるもので
ある。The building material of the present invention is obtained by forming an aqueous slurry containing slag, gypsum, slaked lime, lightweight aggregate, pulp, sepiolite fiber, and reinforcing fiber into a predetermined shape and curing the slurry.
上記建築材料では、スラグ及び石膏100重量部に対し
て、セピオライト繊維が１〜10重量部、好ましくは２〜
７重量部、更に好ましくは３〜６重量部含有される。こ
のセピオライト繊維としては特に制限ないが、その径が
0.01〜１μｍ、好ましくは0.10〜0.70μｍで、また、そ
の長さが0.1〜50μｍ、好ましくは20〜50μｍである。
尚、上記セピオライト繊維を使用するに際しては、例え
ば剪断粉砕機で、該セピオライト繊維を事前に粉砕する
ことにより、水中における微粒子の補集性能を向上さ
せ、また、製造された建築材料に対しても保水性を向上
させることができる。In the above building material, 1 to 10 parts by weight of sepiolite fiber, preferably 2 to 100 parts by weight of slag and gypsum
7 parts by weight, more preferably 3 to 6 parts by weight. The sepiolite fiber is not particularly limited, but its diameter is
It is 0.01-1 μm, preferably 0.10-0.70 μm, and its length is 0.1-50 μm, preferably 20-50 μm.
When using the above sepiolite fibers, for example, in a shear pulverizer, by previously pulverizing the sepiolite fibers, to improve the collection performance of fine particles in water, and also to the manufactured building materials Water retention can be improved.
また、上記建築材料には、スラグ及び石膏100重量部
に対して、補強繊維が0.5〜３重量部、好ましくは１〜
３重量部、更に好ましくは１〜2.5重量部含有される。
この補強繊維としては、例えば、ビニロン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等の合成樹脂
からなる繊維、炭素繊維、又はガラス繊維等を挙げるこ
とができ、これらを単独で使用しても、又は二つ以上を
併用してもよい。また、これら補強繊維としては、その
径が３〜20μｍであることが好ましく、３〜14μｍであ
ることが更に好ましく、また、その長さが３〜20mmであ
ることが好ましく、３〜12mmであることが更に好まし
い。Further, in the building material, reinforcing fiber is 0.5 to 3 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight of slag and gypsum.
3 parts by weight, more preferably 1 to 2.5 parts by weight.
Examples of the reinforcing fibers include fibers made of synthetic resin such as vinylon, polypropylene, polyester, acrylic, and rayon, carbon fibers, and glass fibers. The above may be used in combination. Further, as these reinforcing fibers, the diameter is preferably 3 to 20 μm, more preferably 3 to 14 μm, and the length is preferably 3 to 20 mm, and more preferably 3 to 12 mm. Is more preferred.
また、本発明において、上記のスラグ及び石膏100重
量部の内訳は、スラグが30〜80重量部、好ましくは55〜
65重量部、更に好ましくは40〜50重量部含まれるもので
ある。Further, in the present invention, the breakdown of the slag and gypsum 100 parts by weight, the slag is 30 to 80 parts by weight, preferably 55 to
65 parts by weight, more preferably 40 to 50 parts by weight.
本発明の建築材料では、更に次の他の各固形成分が併
用される。In the building material of the present invention, the following other solid components are further used in combination.
即ち、消石灰を１〜３重量部、好ましくは２〜2.5重
量部、軽量骨材を５〜10重量部、好ましくは５〜７重量
部、及びパルプを１〜13重量部、好ましくは４〜10重量
部が、それぞれ上述のスラグ及び石膏100重量部に対し
て用いられる。尚、上記パルプは、不燃系では２〜４重
量部が、準不燃系では９〜12重量部が好ましい。また、
上記軽量骨材としては、パーライト、バルーンを挙げる
ことができ、また、パルプとしては、原料として通常用
いられているものを制限なく利用することができる。That is, slaked lime is 1 to 3 parts by weight, preferably 2 to 2.5 parts by weight, lightweight aggregate is 5 to 10 parts by weight, preferably 5 to 7 parts by weight, and pulp is 1 to 13 parts by weight, preferably 4 to 10 parts by weight. Parts by weight are used for 100 parts by weight of slag and gypsum, respectively. The pulp is preferably 2 to 4 parts by weight in a non-combustible system and 9 to 12 parts by weight in a semi-combustible system. Also,
Examples of the above-mentioned lightweight aggregate include pearlite and balloons, and pulp that can be used without any limitation is usually used as a raw material.
以上説明した本発明では、セピオライト繊維及び補強
繊維を上記量範囲で併用することにより、石綿を使用す
る場合と同程度か、又はそれ以上の、保水性、濾水性を
付与することができるとともに、作業性ひいては生産性
を向上でき、強度等の性能をも向上できる。In the present invention described above, by using the sepiolite fiber and the reinforcing fiber in the above-mentioned amount range, the same or higher than when using asbestos, or more, water retention, can be imparted drainage, Workability and thus productivity can be improved, and performance such as strength can be improved.
続いて、上記建築材料を製造する方法について説明す
る。Subsequently, a method of manufacturing the building material will be described.
先ず、スラグ及び石膏100重量部（スラグを30〜80重
量部含む）に対して、前述の配合量に従って、消石灰、
軽量骨材、パルプ、セピオライト繊維、及び補強繊維を
それぞれ配合して水性スラリーを調製する。First, with respect to 100 parts by weight of slag and gypsum (including 30 to 80 parts by weight of slag), slaked lime,
An aqueous slurry is prepared by blending each of the lightweight aggregate, pulp, sepiolite fiber, and reinforcing fiber.
尚、上記水性スラリーを調製するに際しては、先ず、
パルプを湿式叩解又は乾式叩解した後、それ以外の個々
の成分を順次配合し、所定量の水とともに十分に混合す
る。また、水性スラリーにおける全固形成分の含有率
は、下で説明する抄造成形法で効率よく作業するために
は、２〜15重量％であることが好ましく、４〜10重量％
であることが更に好ましく、また、押し出し成形法又は
流し込み成形法で効率よく作業するためには、上記抄造
成形法による場合より含有率を高くすることが好まし
い。また、上記成形法において、抄造成形法には丸網式
及び長網式があり、何れも成形体の厚さが4mm〜15mmの
場合に適用して好適であり、押し出し成形法及び流し込
み成形法は、何れも厚さが10mm〜15cmの場合に適用して
好適なものである。In preparing the aqueous slurry, first,
After wet or dry beating of the pulp, the other individual components are sequentially blended and thoroughly mixed with a predetermined amount of water. In addition, the content of all solid components in the aqueous slurry is preferably 2 to 15% by weight, and more preferably 4 to 10% by weight in order to work efficiently with the papermaking method described below.
It is more preferable that the content be higher than that obtained by the above-mentioned sheet forming method in order to work efficiently by the extrusion molding method or the cast molding method. Further, in the above molding method, there are a round net type and a long net type in the sheet forming method, and both are suitable to be applied when the thickness of the molded article is 4 mm to 15 mm, and the extrusion molding method and the cast molding method are used. Are suitable for application when the thickness is 10 mm to 15 cm.
次に、上記水性スラリーを用いて、抄造成形法、押し
出し成形法又は流し込み成形法でシート状成形体を形成
し、次いで養生硬化させることにより建築材料の製造が
達成される。尚、上記養生硬化の方法としては、自然養
成方法や上記養成方法を挙げることができる。Next, using the aqueous slurry, a sheet-like molded body is formed by a papermaking method, an extrusion molding method, or a cast molding method, and then cured and cured, thereby achieving the production of a building material. Incidentally, examples of the curing method include a natural training method and the above-described training method.
上述の如くして建築材料を製造する場合は、水中にお
ける微粒子の補集性能が向上し、成形時における水性ス
ラリーの濾水性がよくなり、その結果作業性が改善さ
れ、生産性を大幅に向上することができる。また、製造
された建築材料は、保水性がよくなり、層間強度が向上
し、層間剥離及びクラック発生が防止され、ひいては曲
げ強度、引張強度が向上し、更には寸法安定性等の向上
も達成される。従って、本発明の建築材料は、建築用の
内外装材として好適である。When manufacturing building materials as described above, the performance of collecting fine particles in water is improved, the drainage of the aqueous slurry during molding is improved, and as a result, workability is improved and productivity is greatly improved. can do. In addition, the manufactured building materials have good water retention, improved interlayer strength, prevent delamination and cracking, improved bending strength and tensile strength, and also achieved improved dimensional stability. Is done. Therefore, the building material of the present invention is suitable as a building interior / exterior material.
尚、本発明に使用可能な固形成分としては、前述の各
固形成分に限定されるものでなく、原料として通常用い
られる、例えばセメント等を併用してもよいことはいう
までもない。The solid components that can be used in the present invention are not limited to the solid components described above, and it goes without saying that, for example, cement or the like, which is usually used as a raw material, may be used in combination.
次に、実施例を挙げ、本発明について更に具体的に説
明する。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
下記の表１に記載した、実施例１、実施例２、比較例
１及び比較例２のそれぞれについて、同表に示した量
（重量部）の各固形成分を配合して水性スラリーを調製
し、それぞれ910mm×1810mm×5mmのシート状成形体を作
成し、次いで21日間かけて自然養生法により硬化させて
成形硬化体を作成し、これら成形硬化体（建築材料）に
ついて後に説明する種々の測定試験を行い、その結果を
同様に表１に記載した。尚、上記各成形体を作成するに
ついては、固形成分の含有率が４重量％の水性スラリー
を調製し、該水性スラリーに対して丸網式抄造成形法を
適用した。For each of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 described in Table 1 below, an amount (parts by weight) of each solid component shown in the same table was blended to prepare an aqueous slurry. , Each forming a 910 mm × 1810 mm × 5 mm sheet-shaped molded body, and then cured by natural curing method for 21 days to produce a molded cured body, and various measurements of these molded cured bodies (building materials) described later The test was performed and the results are also shown in Table 1. In order to prepare each of the above-mentioned molded articles, an aqueous slurry having a solid component content of 4% by weight was prepared, and a round mesh paper forming method was applied to the aqueous slurry.
尚、表１に記載した原料は、具体的には以下のもので
ある。In addition, the raw materials described in Table 1 are specifically as follows.
スラグ：新日本製鉄（株）製（商品名：エスメント） 石膏：大昭和製紙（株）製 消石灰：奥多摩工業（株）製 パーライト：ダイカライトオリエント（株）製（商品
名：ダイカライト） パルプ：三菱製紙（株）製（商品名:L−BKP） セピオライト：輸入元：ユニオン化成（株）（商品
名：セラボラ） 耐アルカリガラス繊維：日本電機硝子（株）製（商品
名:ACS） 石線繊維：垣内商事（株）製（商品名：アモサイト） 測定試験 （１）かさ比重（JIS A5429） 10cm角試験片を60℃で24時間乾燥した後、その重量
（W0）及び体積（V0）より算出する（W0/V0）。Slag: Nippon Steel Corp. (trade name: Esment) Gypsum: Daishowa Paper Co., Ltd. Slaked lime: Okutama Kogyo Co., Ltd. Perlite: Dikalite Orient Co., Ltd. (trade name: Dikalite) Pulp: Sepiolite: Import source: Union Kasei Co., Ltd. (trade name: CERABORA) Alkali-resistant glass fiber: Nippon Electric Glass Co., Ltd. (trade name: ACS) Fiber: manufactured by Kakiuchi Shoji Co., Ltd. (trade name: Amosite) Measurement test (1) Bulk specific gravity (JIS A5429) After drying a 10 cm square test specimen at 60 ° C. for 24 hours, its weight (W 0 ) and volume (V 0 ) ) (W 0 / V 0 ).
（２）吸水率（％）（JIS A5429） 10cm角試験片を20℃清水中に24時間浸し（W2）、これ
を60℃で24時間乾燥し（W0）し、W2−W0/W0により算出
する。(2) Water absorption (%) (JIS A5429) A 10 cm square test piece was immersed in clean water at 20 ° C. for 24 hours (W 2 ), dried at 60 ° C. for 24 hours (W 0 ), and W 2 −W 0 It is calculated by / W 0.
（３）寸法変化率（％）（JIS A5429） 試験片を60℃で24時間乾燥し、標線間距離が140m/mに
なる様に標線を刻み、コンパレータにて測定（l1）し、
次いでこれを20℃清水中に24時間浸し、再び測定（l2）
し、l2−l1/l1により算出する。(3) Dimensional change rate (%) (JIS A5429) Dry the test specimen at 60 ° C for 24 hours, cut the mark so that the distance between the marks is 140 m / m, and measure with a comparator (l 1 ). ,
Then, this was immersed in clear water at 20 ° C for 24 hours, and measured again (l 2 )
Then, it is calculated by l 2 −l 1 / l 1 .
（４）曲げ強度（kg/cm2）（JIS A1408） ３号試験体について、曲げ破壊時の最大荷重を測定す
ることにより行う。(4) Flexural strength (kg / cm 2 ) (JIS A1408) The test is performed by measuring the maximum load at the time of bending failure for No. 3 test specimen.
（５）層間強度（kg/cm2）〔JAS（日本農林規格）の平
面引張り試験〕 2cm角試験体の表裏に接着剤をつけ、これをチャック
に固定させた状態で上下に引張り、剥離又は破壊時の最
大荷重を測定して行う。(5) Interlayer strength (kg / cm 2 ) [JAS (Japanese Agricultural Standards) plane tensile test] Adhesive is applied to the front and back of a 2 cm square specimen, and it is pulled up and down while it is fixed to the chuck, peeled or peeled. Measure by measuring the maximum load at break.
（６）防火性能（JIS A1321） 基材試験及び表面試験に合格する事。(6) Fire protection performance (JIS A1321) Pass the base material test and surface test.
尚、表中の数字は、合格した難燃性能の等級である。 The numbers in the table are the grades of the passed flame retardant performance.
上記表１より、本発明の建築材料（成形硬化体）は、
石綿を用いなくとも、建築材料としての十分な性能を備
えていることが明らかである。 From Table 1 above, the building material (molded cured product) of the present invention is:
It is clear that even without using asbestos, it has sufficient performance as a building material.
本発明の建築材料は、固形成分として石綿を含んでい
ないが、石綿を用いた場合と同様に、製造する際の作業
性が良好で、しかも、製造された建築材料としても十分
な補強等の物性を備えており、生産性が良好である。Although the building material of the present invention does not contain asbestos as a solid component, it has good workability at the time of manufacturing, as in the case of using asbestos, and has sufficient reinforcement as a manufactured building material. It has physical properties and good productivity.
───────────────────────────────────────────────────── 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 16:06 14:18） 111:12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location C04B 16:06 14:18) 111: 12
Claims (3)
プ、セピオライト繊維、及び補強繊維を含む水性スラリ
ーを成形、硬化させてなる建築材料であって、 スラグ及び石膏100重量部（スラグを30〜80重量部含
む）に対して、セピオライト繊維１〜10重量部、及び補
強繊維0.5〜３重量部を含有していることを特徴とする
建築材料。1. A building material obtained by molding and hardening an aqueous slurry containing slag, gypsum, slaked lime, lightweight aggregate, pulp, sepiolite fiber, and reinforcing fiber, comprising 100 parts by weight of slag and gypsum (30 parts of slag). 1 to 10 parts by weight of sepiolite fibers and 0.5 to 3 parts by weight of reinforcing fibers.
ｍ、長さ0.1〜50μｍである請求項（１）記載の建築材
料。2. The method of claim 1, wherein the sepiolite fiber has a diameter of 0.01 to 1 μm.
The building material according to claim 1, wherein the length is 0.1 to 50 µm.
0重量部含む）に対して、消石灰１〜３重量部、軽量骨
材５〜10重量部、パルプ１〜13重量部、セピオライト繊
維１〜10重量部、及び補強繊維0.5〜３重量部をそれぞ
れ配合して水性スラリーを調製し、該水性スラリーを用
いて、抄造成形法、押し出し成形法又は流し込み成形法
でシート状成形体を形成し、次いで養生硬化させること
を特徴とする建築材料の製造方法。3. 100 parts by weight of slag and gypsum (30 to 8 parts of slag)
0 parts by weight), 1 to 3 parts by weight of slaked lime, 5 to 10 parts by weight of lightweight aggregate, 1 to 13 parts by weight of pulp, 1 to 10 parts by weight of sepiolite fiber, and 0.5 to 3 parts by weight of reinforcing fiber Blending to prepare an aqueous slurry, and using the aqueous slurry, a sheet-like molded body is formed by a paper forming method, an extrusion molding method or a cast molding method, and then cured and cured. .
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