JP2692731B2 - セメントの成形性測定方法。 - Google Patents
セメントの成形性測定方法。Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントの押出成形用
原料について、簡単な操作で、しかも短時間内に、その
押出成形が可能であるか否かを判断することができる成
形性測定方法に関するものである。
原料について、簡単な操作で、しかも短時間内に、その
押出成形が可能であるか否かを判断することができる成
形性測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビルや工場、倉庫などの外壁材に用いら
れているセメント系押出建材は、耐火性、耐震性、遮音
性が良好で、しかも乾式工法により施工することができ
て、工期の短縮が可能なこと及びＡＬＣ建材に比べ強
度、耐水性、デザイン性が優れていることから、需要の
増大が見込まれている。
れているセメント系押出建材は、耐火性、耐震性、遮音
性が良好で、しかも乾式工法により施工することができ
て、工期の短縮が可能なこと及びＡＬＣ建材に比べ強
度、耐水性、デザイン性が優れていることから、需要の
増大が見込まれている。
【０００３】ところで、このセメント系押出建材は、セ
メント基剤に骨材、補強用繊維、可塑剤、押出助剤など
を配合して調製した混合物に水を加え、混練物とした原
料組成物を押出成形することにより製造されるが、原料
組成物については、実際にこれを調製し押出成形機に供
給して成形するまでは、成形が可能か否か、成形体の表
面外観がどのようになるかについて全く予測することが
できないため、所望の物性を得るための原料組成につい
ては、何回か試行錯誤を繰り返してこれを定めるほかは
なく、時間的にも労力的にも不経済になるのを免れなか
った。
メント基剤に骨材、補強用繊維、可塑剤、押出助剤など
を配合して調製した混合物に水を加え、混練物とした原
料組成物を押出成形することにより製造されるが、原料
組成物については、実際にこれを調製し押出成形機に供
給して成形するまでは、成形が可能か否か、成形体の表
面外観がどのようになるかについて全く予測することが
できないため、所望の物性を得るための原料組成につい
ては、何回か試行錯誤を繰り返してこれを定めるほかは
なく、時間的にも労力的にも不経済になるのを免れなか
った。
【０００４】このような不便さを解決するために、セメ
ント系建材の押出成形の際の成形性を、一面せん断試験
で得られるせん断応力から推定する試みがなされている
［「大阪セメント技報」，第５４巻，第７７〜８０ペー
ジ（１９８７年）］。
ント系建材の押出成形の際の成形性を、一面せん断試験
で得られるせん断応力から推定する試みがなされている
［「大阪セメント技報」，第５４巻，第７７〜８０ペー
ジ（１９８７年）］。
【０００５】しかしながら、この方法は準備時間を含め
て、１時間程度を要する上に、この間にセメントの水和
反応が進行し、終了時点では開始時点と物性が変化し、
組成と成形性との間の正確な関係を知ることが困難にな
るという欠点がある。
て、１時間程度を要する上に、この間にセメントの水和
反応が進行し、終了時点では開始時点と物性が変化し、
組成と成形性との間の正確な関係を知ることが困難にな
るという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、数分間とい
うオーダーの短かい時間で、セメント系押出成形用原料
の成形性を正確かつ迅速に知ることができる成形性の測
定方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
うオーダーの短かい時間で、セメント系押出成形用原料
の成形性を正確かつ迅速に知ることができる成形性の測
定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、任意の組
成の押出成形用セメント系原料混練物について普遍的に
適用しうる押出成形性の測定方法を開発するために、鋭
意研究を重ねた結果、該混練物中に球状治具を圧入し、
その際の没入深度と圧力との関係を解析することによ
り、簡単に押出成形性を判断しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明をなすに至った。
成の押出成形用セメント系原料混練物について普遍的に
適用しうる押出成形性の測定方法を開発するために、鋭
意研究を重ねた結果、該混練物中に球状治具を圧入し、
その際の没入深度と圧力との関係を解析することによ
り、簡単に押出成形性を判断しうることを見出し、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、押出成形用セメント
系原料混練物中に球状治具を、圧入埋没させ、その際の
治具の異なった深さにおける圧入負荷より成形性指数を
求め、その成形性指数の数値に基づいて成形の難易度を
判断する成形性測定方法を提供するものである。
系原料混練物中に球状治具を、圧入埋没させ、その際の
治具の異なった深さにおける圧入負荷より成形性指数を
求め、その成形性指数の数値に基づいて成形の難易度を
判断する成形性測定方法を提供するものである。
【０００９】次に添付図面に従って、本発明方法を具体
的に説明する。図１は球状治具を圧入する状態を示す断
面図、図２はその際の没入深度と負荷及び負荷係数の関
係の１例を示すグラフである。
的に説明する。図１は球状治具を圧入する状態を示す断
面図、図２はその際の没入深度と負荷及び負荷係数の関
係の１例を示すグラフである。
【００１０】図１において、容器１の中にセメント系原
料混練物２を充填し、直径１０ｍｍの球状治具３をその
表面に置き、補助具４を用いて混練物中に６ｍｍ／分の
一定速度で圧入する。この際の球状治具に加えられた負
荷を、例えばレオメーターを用いて測定する。この際の
没入深度と負荷との関係を記録し、その負荷係数の変化
とともにグラフに示すと図２のような結果が得られる。
料混練物２を充填し、直径１０ｍｍの球状治具３をその
表面に置き、補助具４を用いて混練物中に６ｍｍ／分の
一定速度で圧入する。この際の球状治具に加えられた負
荷を、例えばレオメーターを用いて測定する。この際の
没入深度と負荷との関係を記録し、その負荷係数の変化
とともにグラフに示すと図２のような結果が得られる。
【００１１】前記の原料混練物２には、通常気泡が含ま
れているため、この中に球状治具３を圧入するとき、こ
れが下方に移動するので移動した原料混練物の容積は、
圧入した球状治具の容積よりも少なくなる。
れているため、この中に球状治具３を圧入するとき、こ
れが下方に移動するので移動した原料混練物の容積は、
圧入した球状治具の容積よりも少なくなる。
【００１２】この図２においては、負荷係数は接触面積
が最大となる深度すなわち球状治具３の半分が没入した
深度（約５ｍｍ）付近で最大となり、その後徐々に減少
する。したがって、原料混練物は、深度５ｍｍ付近まで
は上下方向に排除されて移動し、負荷係数は接触面積に
ほぼ比例して増加する。この間にすべりを生じたり、粒
子配向が起こったりしながら、漸次塑性変形へと移行す
る。
が最大となる深度すなわち球状治具３の半分が没入した
深度（約５ｍｍ）付近で最大となり、その後徐々に減少
する。したがって、原料混練物は、深度５ｍｍ付近まで
は上下方向に排除されて移動し、負荷係数は接触面積に
ほぼ比例して増加する。この間にすべりを生じたり、粒
子配向が起こったりしながら、漸次塑性変形へと移行す
る。
【００１３】そして、さらに圧入を続行すると、原料混
練物の上下方向への移動に加え、圧入により生じた空隙
への移動を生じ、塑性変形への移行と相まって負荷係数
は低下してくる。このような実験を、可塑剤を含まない
原料混練物すなわち押出成形が不可能な原料混練物につ
いて行ったところ、図２において、深度５ｍｍの負荷係
数の低下が少ないことが分った。このことを参考にして
深度５ｍｍのときの負荷Ｆ５（ｋｇｆ）、深度２０ｍｍ
のときの負荷Ｆ２０（ｋｇｆ）を求め、両者の比Ｆ５／
Ｆ２０を成形性の難易度を表わす尺度すなわち成形性指
数（Ｐｉ）として用いると、この値が大きいほど成形性
がよいことを示す。
練物の上下方向への移動に加え、圧入により生じた空隙
への移動を生じ、塑性変形への移行と相まって負荷係数
は低下してくる。このような実験を、可塑剤を含まない
原料混練物すなわち押出成形が不可能な原料混練物につ
いて行ったところ、図２において、深度５ｍｍの負荷係
数の低下が少ないことが分った。このことを参考にして
深度５ｍｍのときの負荷Ｆ５（ｋｇｆ）、深度２０ｍｍ
のときの負荷Ｆ２０（ｋｇｆ）を求め、両者の比Ｆ５／
Ｆ２０を成形性の難易度を表わす尺度すなわち成形性指
数（Ｐｉ）として用いると、この値が大きいほど成形性
がよいことを示す。
【００１４】次に、この成形性指数（Ｐｉ）と押出圧力
Ｐｘ（ｋｇｆ／ｃｍ２）との関係について検討したとこ
ろ、成形性指数が小さいと押出成形が困難になるため、
押出圧力は高くなり、成形性指数が０．５付近までは、
成形性指数が大きくなるに従って、押出圧力は減少する
が、あまり成形性指数が大きくなると、粘着力が増大す
るため押出圧力も高くなる傾向がみられる。
Ｐｘ（ｋｇｆ／ｃｍ２）との関係について検討したとこ
ろ、成形性指数が小さいと押出成形が困難になるため、
押出圧力は高くなり、成形性指数が０．５付近までは、
成形性指数が大きくなるに従って、押出圧力は減少する
が、あまり成形性指数が大きくなると、粘着力が増大す
るため押出圧力も高くなる傾向がみられる。
【００１５】例えば、図３は、セメント系原料混練物に
可塑剤を異なった量で加えて、成形性を変え、その成形
性指数と押出圧力の関係をプロットしたグラフである
が、この中の×印は押出成形不能の条件、プラス印は押
出成形品の表面に荒れを生じた条件である。この図３か
ら、成形性指数が０．４０未満では押出成形が不可能で
あり、０．４５以下では成形品の表面に荒れを生じるこ
とが分る。このように、押出成形用セメント系原料混練
物中に直径１０ｍｍの球状治具を圧入埋没させ、球状治
具が深さ５ｍｍに達したときの負荷（Ｆ５）と深さ２０
ｍｍに達したときの負荷（Ｆ２０）より成形性指数（Ｆ
５／Ｆ２０）を算出し、その数値が０．４０以上の場合
に押出成形可能であることが分る。
可塑剤を異なった量で加えて、成形性を変え、その成形
性指数と押出圧力の関係をプロットしたグラフである
が、この中の×印は押出成形不能の条件、プラス印は押
出成形品の表面に荒れを生じた条件である。この図３か
ら、成形性指数が０．４０未満では押出成形が不可能で
あり、０．４５以下では成形品の表面に荒れを生じるこ
とが分る。このように、押出成形用セメント系原料混練
物中に直径１０ｍｍの球状治具を圧入埋没させ、球状治
具が深さ５ｍｍに達したときの負荷（Ｆ５）と深さ２０
ｍｍに達したときの負荷（Ｆ２０）より成形性指数（Ｆ
５／Ｆ２０）を算出し、その数値が０．４０以上の場合
に押出成形可能であることが分る。
【００１６】次に、図３から成形性指数（Ｐｉ）と押出
圧力（Ｐｘ）の二次関係式を最小二乗法により求める
と、次のようになる。 Ｐｘ＝１３７２Ｐｉ ２−１３３２Ｐｉ＋３３４．５ （１） この式によるＰｘとＰｉの相関係数は０．７０６であっ
た。また、押出速度と押出成形品の変形は、押出成形品
の軟度に比例し、これは球状治具の圧入負荷に比例する
と考えられる。
圧力（Ｐｘ）の二次関係式を最小二乗法により求める
と、次のようになる。 Ｐｘ＝１３７２Ｐｉ ２−１３３２Ｐｉ＋３３４．５ （１） この式によるＰｘとＰｉの相関係数は０．７０６であっ
た。また、押出速度と押出成形品の変形は、押出成形品
の軟度に比例し、これは球状治具の圧入負荷に比例する
と考えられる。
【００１７】そこで球状治具３を２０ｍｍまで圧入した
ときの負荷Ｆ２０（ｋｇｆ）と押出速度Ｓｘ（ｍｍ／ｍ
ｉｎ）との関係をプロットしたところ図４に示すグラフ
が得られた。この図から最小二乗法により両者の二次関
係式を求めると次のようになる。 Ｓｘ＝２．４７５Ｆ２０ ２−１７．３１Ｆ２０＋５５．５５ （２） この式による両者の相関係数は０．８０１であり、大よ
その押出速度を予測することができる。
ときの負荷Ｆ２０（ｋｇｆ）と押出速度Ｓｘ（ｍｍ／ｍ
ｉｎ）との関係をプロットしたところ図４に示すグラフ
が得られた。この図から最小二乗法により両者の二次関
係式を求めると次のようになる。 Ｓｘ＝２．４７５Ｆ２０ ２−１７．３１Ｆ２０＋５５．５５ （２） この式による両者の相関係数は０．８０１であり、大よ
その押出速度を予測することができる。
【００１８】次に負荷Ｆ２０（ｋｇｆ）と押出成形品の
変形Ｈｓ（ｍｍ）との関係をプロットすると図５が得ら
れる。この図５から最小二乗法により、両者の二次関係
式を求めると次のようになる。 Ｈｓ＝８．５４８Ｆ２０ ２−４２．５０Ｆ２０＋５７．３３ （３） この式による両者の相関係数は０．９１２であり、かな
り高い確率で押出成形品の変形が予測可能である。
変形Ｈｓ（ｍｍ）との関係をプロットすると図５が得ら
れる。この図５から最小二乗法により、両者の二次関係
式を求めると次のようになる。 Ｈｓ＝８．５４８Ｆ２０ ２−４２．５０Ｆ２０＋５７．３３ （３） この式による両者の相関係数は０．９１２であり、かな
り高い確率で押出成形品の変形が予測可能である。
【００１９】このように、本発明によればセメントの押
出成形性の難易度を判断しうると同時に、その押出成形
の際の押出速度や押出成形品の変形の有無を予測するこ
とができる。
出成形性の難易度を判断しうると同時に、その押出成形
の際の押出速度や押出成形品の変形の有無を予測するこ
とができる。
【００２０】
【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。
する。
【００２１】参考例 原料成分として普通ポルトランドセメント ４０００
ｇ、７号ケイ砂（平均粒径１１０μｍ）４０００ｇ、パ
ルプ繊維（長さ３ｍｍ）１６０ｇ、可塑性付与剤として
表１に示す量のメチルセルロースＡ［信越化学（株）
製、商品名メトローズ９０ＳＨ３００００］、メチルセ
ルロースＢ［ダイセル化学工業（株）製、商品名アクア
セルＲ７００／Ｒ１５０Ｐ］又はメチルセルロースＣ
［ダイセル化学工業（株）製、商品名アクアセルＲ７０
０］及び表１に示す量の水を用い、押出成形用セメント
系原料混練物を調製した。
ｇ、７号ケイ砂（平均粒径１１０μｍ）４０００ｇ、パ
ルプ繊維（長さ３ｍｍ）１６０ｇ、可塑性付与剤として
表１に示す量のメチルセルロースＡ［信越化学（株）
製、商品名メトローズ９０ＳＨ３００００］、メチルセ
ルロースＢ［ダイセル化学工業（株）製、商品名アクア
セルＲ７００／Ｒ１５０Ｐ］又はメチルセルロースＣ
［ダイセル化学工業（株）製、商品名アクアセルＲ７０
０］及び表１に示す量の水を用い、押出成形用セメント
系原料混練物を調製した。
【００２２】
【表１】
【００２３】すなわち、千代田技研工業（株）製３０リ
ットル容量オムニミキサーを用い、先ずセメント、ケイ
砂、パルプ繊維、メチルセルロースを低速で１０秒間、
続いて高速で１０秒間混合したのち、水を加え、低速で
１０秒間、続いて高速で２０秒間混合した。
ットル容量オムニミキサーを用い、先ずセメント、ケイ
砂、パルプ繊維、メチルセルロースを低速で１０秒間、
続いて高速で１０秒間混合したのち、水を加え、低速で
１０秒間、続いて高速で２０秒間混合した。
【００２４】次に、宮崎鉄工（株）製一軸スクリュー型
ＭＰ−１００混練機（スクリュー径１００ｍｍ、回転数
１８ｒｐｍ）を用い、口金を外して１回、続いて内径５
０ｍｍの口金を取り付けて２回混練することにより原料
混練物試料とした。
ＭＰ−１００混練機（スクリュー径１００ｍｍ、回転数
１８ｒｐｍ）を用い、口金を外して１回、続いて内径５
０ｍｍの口金を取り付けて２回混練することにより原料
混練物試料とした。
【００２５】実施例 内径４０ｍｍ、長さ４０ｍｍのパイプに、上記の混練物
を充填し、この上部より、直径１０ｍｍの球状治具を６
ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で圧入し、不動工業（株）製、
ＮＲＭ−１０１０Ａ−ＣＷ型レオメーターを用いて負荷
を測定し、同時にその結果を１秒ごとに三栄測器（株）
製７Ｖ１１型変換器を介してコンピューターに入力し
た。このようにして移動距離すなわち深さの差が２０ｍ
ｍになるまで測定を継続した。この間の所要時間は３分
２０秒であった。
を充填し、この上部より、直径１０ｍｍの球状治具を６
ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で圧入し、不動工業（株）製、
ＮＲＭ−１０１０Ａ−ＣＷ型レオメーターを用いて負荷
を測定し、同時にその結果を１秒ごとに三栄測器（株）
製７Ｖ１１型変換器を介してコンピューターに入力し
た。このようにして移動距離すなわち深さの差が２０ｍ
ｍになるまで測定を継続した。この間の所要時間は３分
２０秒であった。
【００２６】次に、上記の混練物を、本田鉄工（株）製
ＤＥ−５０型押出成形機（スクリュー径５０ｍｍ、回転
数１７ｒｐｍ）を用いて、幅６０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの
長尺平板に押出成形した。
ＤＥ−５０型押出成形機（スクリュー径５０ｍｍ、回転
数１７ｒｐｍ）を用いて、幅６０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの
長尺平板に押出成形した。
【００２７】この際の押出成形性を評価するため、成形
圧力、成形速度の測定、成形品の変形の状態、成形品の
表面を肉眼観察及び湿潤かさ密度の測定を行った。な
お、成形圧力は、口金後方に取り付けた圧力計を、また
成形速度は成形品の押出速度をそれぞれ読み取り、成形
品の変形は成形直後の平板の一端を垂直に切断し、切断
面を卓上角から６０ｍｍ突出させたときの切断面の下が
った長さを６０ｍｍで除して表わした。
圧力、成形速度の測定、成形品の変形の状態、成形品の
表面を肉眼観察及び湿潤かさ密度の測定を行った。な
お、成形圧力は、口金後方に取り付けた圧力計を、また
成形速度は成形品の押出速度をそれぞれ読み取り、成形
品の変形は成形直後の平板の一端を垂直に切断し、切断
面を卓上角から６０ｍｍ突出させたときの切断面の下が
った長さを６０ｍｍで除して表わした。
【００２８】さらに成形品を１日湿布養生したのち、２
０℃で２７日間水中養生し、乾燥したものについて、曲
げ強度、乾燥かさ密度を測定した。これらの測定結果の
一部を図３〜図５に示す。
０℃で２７日間水中養生し、乾燥したものについて、曲
げ強度、乾燥かさ密度を測定した。これらの測定結果の
一部を図３〜図５に示す。
【００２９】この結果から、成形性指数が０．４５以上
の混練物からはいずれも良好な成形品が得られたが、
０．４０と０．４５の間では、押出成形は可能であるが
フェザーエッジング状に表面が荒れたものを半数程度生
じ、０．４０未満では全く押出成形できないことが確認
された。
の混練物からはいずれも良好な成形品が得られたが、
０．４０と０．４５の間では、押出成形は可能であるが
フェザーエッジング状に表面が荒れたものを半数程度生
じ、０．４０未満では全く押出成形できないことが確認
された。
【００３０】
【発明の効果】本発明によると、簡単な操作でセメント
系原料混練物について押出成形が可能であるか否かを判
断することができる上に、そのものを押出成形する際の
押出成形圧力や押出速度、それにより得られる成形品の
変形の有無をある程度予測しうる。
系原料混練物について押出成形が可能であるか否かを判
断することができる上に、そのものを押出成形する際の
押出成形圧力や押出速度、それにより得られる成形品の
変形の有無をある程度予測しうる。
【図１】 本発明方法における球状治具の１例のものを
圧入する状態を示す断面図。
圧入する状態を示す断面図。
【図２】 図１の球状治具を圧入する際の没入深度と負
荷及び負荷係数の関係を示すグラフ。
荷及び負荷係数の関係を示すグラフ。
【図３】 本発明方法における成形性指数と押出圧力の
関係を示すグラフ。
関係を示すグラフ。
【図４】 本発明方法における図１の球状治具を２０ｍ
ｍまで圧入したときの負荷と押出速度との関係を示すグ
ラフ。
ｍまで圧入したときの負荷と押出速度との関係を示すグ
ラフ。
【図５】 本発明方法における図１の球状治具を２０ｍ
ｍまで圧入したときの負荷と押出成形品の変形との関係
を示すグラフ。
ｍまで圧入したときの負荷と押出成形品の変形との関係
を示すグラフ。
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 Ｇ０１Ｎ 11/00 Ｇ０１Ｎ 11/00 Ｆ
Claims (2)
- 【請求項１】 押出成形用セメント系原料混練物中に球
状治具を、圧入埋没させ、その際の治具の異なった深さ
における圧入負荷より成形性指数を求め、その成形性指
数の数値に基づいて成形の難易度を判断する成形性測定
方法。 - 【請求項２】 押出成形用セメント系原料混練物中に直
径１０ｍｍの球状治具を圧入埋没させ、球状治具が深さ
５ｍｍに達したときの負荷（Ｆ５）と深さ２０ｍｍに達
したときの負荷（Ｆ２０）より成形性指数（Ｆ５／Ｆ
２０）を算出し、その数値が０．４０以上の場合に押出
成形可能とする請求項１記載の成形性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6329482A JP2692731B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | セメントの成形性測定方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6329482A JP2692731B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | セメントの成形性測定方法。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160036A JPH08160036A (ja) | 1996-06-21 |
| JP2692731B2 true JP2692731B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=18221872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6329482A Expired - Lifetime JP2692731B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | セメントの成形性測定方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692731B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789681A (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-04 | Datron Inc. | Arresting material test apparatus and methods |
| CN112649127B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-03-08 | 红河州元蔓高速公路投资建设开发有限公司 | 一种测试新拌混凝土接触应力的装置及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5299868A (en) * | 1976-02-16 | 1977-08-22 | Tana Hashio | Method of and instrument for measuring viscosity and elasticity of liquid |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP6329482A patent/JP2692731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08160036A (ja) | 1996-06-21 |
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