JP2837263B2 - セメント組成物とセメント押出製品 - Google Patents
セメント組成物とセメント押出製品Info
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- JP2837263B2 JP2837263B2 JP33151890A JP33151890A JP2837263B2 JP 2837263 B2 JP2837263 B2 JP 2837263B2 JP 33151890 A JP33151890 A JP 33151890A JP 33151890 A JP33151890 A JP 33151890A JP 2837263 B2 JP2837263 B2 JP 2837263B2
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
本発明はビル用の外壁材や間仕切壁材などの用途に有
用なセメント押出製品、特に防火・耐火性能に優れた軽
量セメント押出製品と、その原料となるセメント組成物
に関する。
用なセメント押出製品、特に防火・耐火性能に優れた軽
量セメント押出製品と、その原料となるセメント組成物
に関する。
セメントの押出製品は、セメントに骨材や補強繊維な
どを配合し、水を加えて均一に混練して得た材料を、押
出成形機に通して成形し、成形体を養成させて硬化させ
ることにより製造される。 こうして製造されたセメント押出製品は、主に耐火建
材として住宅用あるいはビル用の外壁材等に適用され
る。そのため、かかる製品には、耐火・防火性の観点よ
り、熱に対する抵抗力が要求される。 セメント押出製品の熱抵抗力を高めるため、本発明者
らは先に、骨材の一部としてマイカを混入した軽量セメ
ント押出製品を提案した（特開平２−141484号）。マイ
カの混入は、セメントの熱抵抗力、従って、耐火・防火
性能を著しく高めることが確認された。 しかし、マイカはへき開性の薄層体であるため、表面
積が大きく、同一水量ではマイカを混入しない場合に比
較して材料がぱさつき、材料の流動性が低下して、押出
成形が困難となる。これは、マイカの混入により、セメ
ントと骨材を含む窯業系粉体の全表面積が増加するた
め、それらの表面を覆う水分が不足することによる。従
って、この対策としては、混練水を増加させることが考
えられるが、この場合には次の問題点たある。水が増
えるため、セメント硬化体としての強度が低下する。
成形助剤による粘性付与効果は一般に溶液濃度に影響さ
れるため、水が増加した場合、相対的に粘性が低下す
る。 さらに、マイカの混入は、一般の粉末状骨材と比較し
て寸法が大きいこと等により、セメントとの反応性に劣
り、混入量が増すほどセメント硬化体の強度が低下する
という別の問題もある。
どを配合し、水を加えて均一に混練して得た材料を、押
出成形機に通して成形し、成形体を養成させて硬化させ
ることにより製造される。 こうして製造されたセメント押出製品は、主に耐火建
材として住宅用あるいはビル用の外壁材等に適用され
る。そのため、かかる製品には、耐火・防火性の観点よ
り、熱に対する抵抗力が要求される。 セメント押出製品の熱抵抗力を高めるため、本発明者
らは先に、骨材の一部としてマイカを混入した軽量セメ
ント押出製品を提案した（特開平２−141484号）。マイ
カの混入は、セメントの熱抵抗力、従って、耐火・防火
性能を著しく高めることが確認された。 しかし、マイカはへき開性の薄層体であるため、表面
積が大きく、同一水量ではマイカを混入しない場合に比
較して材料がぱさつき、材料の流動性が低下して、押出
成形が困難となる。これは、マイカの混入により、セメ
ントと骨材を含む窯業系粉体の全表面積が増加するた
め、それらの表面を覆う水分が不足することによる。従
って、この対策としては、混練水を増加させることが考
えられるが、この場合には次の問題点たある。水が増
えるため、セメント硬化体としての強度が低下する。
成形助剤による粘性付与効果は一般に溶液濃度に影響さ
れるため、水が増加した場合、相対的に粘性が低下す
る。 さらに、マイカの混入は、一般の粉末状骨材と比較し
て寸法が大きいこと等により、セメントとの反応性に劣
り、混入量が増すほどセメント硬化体の強度が低下する
という別の問題もある。
本発明は、防火・耐火性能に優れた効果を発揮するマ
イカを混入した軽量セメント押出製品における問題点、
即ち、混練材料のぱさつき（成形性低下）と硬化体の強
度低下を解決することを課題とする。 従って、本発明の目的は、耐火性と防火性に優れ、か
つ押出成形性、強度特性に優れたセメント押出製品を提
供するところにある。
イカを混入した軽量セメント押出製品における問題点、
即ち、混練材料のぱさつき（成形性低下）と硬化体の強
度低下を解決することを課題とする。 従って、本発明の目的は、耐火性と防火性に優れ、か
つ押出成形性、強度特性に優れたセメント押出製品を提
供するところにある。
本発明者らは、かかる目的を達成すべく、マイカを混
入したセメント押出材に関し、種々の検討を重ねた結
果、フュームドシリカを適量さらに配合することによ
り、マイカの混入による建材の防火性、耐火性は維持し
たまま、その問題点である材料の流動性（押出成形性）
低下と硬化後の強度低下を解決できることを見出し、本
発明をなすに至った。 ここに、本発明は、マイカを10〜30重量部およびフュ
ームドシリカをマイカ混入量より10重量部減じた量の0.
4倍以上で10重量部以下の量で含有し、残部がセメント
および骨材よりなる無機窯業系粉体100重量部に対し
て、補強繊維を３〜20重量部、成形助剤を0.5〜５重量
部、水を30〜50重量部加えた均一混合物からなる、押出
成形用セメント組成物、および 上記組成物の押出成形体をオートクレーブ養生してな
るセメント押出製品、を要旨する。
入したセメント押出材に関し、種々の検討を重ねた結
果、フュームドシリカを適量さらに配合することによ
り、マイカの混入による建材の防火性、耐火性は維持し
たまま、その問題点である材料の流動性（押出成形性）
低下と硬化後の強度低下を解決できることを見出し、本
発明をなすに至った。 ここに、本発明は、マイカを10〜30重量部およびフュ
ームドシリカをマイカ混入量より10重量部減じた量の0.
4倍以上で10重量部以下の量で含有し、残部がセメント
および骨材よりなる無機窯業系粉体100重量部に対し
て、補強繊維を３〜20重量部、成形助剤を0.5〜５重量
部、水を30〜50重量部加えた均一混合物からなる、押出
成形用セメント組成物、および 上記組成物の押出成形体をオートクレーブ養生してな
るセメント押出製品、を要旨する。
以下、本発明の構成をその作用と共に詳述する。 本発明のセメント押出製品は、骨材の一部としてマイ
カとフュームドシリカとを配合した窯業系粉体に補強繊
維、成形助剤および水を配合し、均一に混練した組成物
から形成される。 窯業系粉体はセメントと骨材とからなるが、本発明で
用いるものは、骨材の一部として、マイカとフュームド
シリカを上記範囲内の量で配合した点を除いて、従来の
ものと同様でよい。 セメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポ
ルトランドセメント、高炉セメント等の各種のものが使
用可能である。マイカ、フュームドシリカの他に添加す
る他の骨材は、珪砂、フライアッシュ、水滓などの通常
の各種骨材でよい。これらは粉体として配合されるが、
その粒度は特に制限されない。 マイカは上述したように、セメント押出製品の熱抵抗
力を高めるために配合され、白雲母、黒雲母などの天然
マイカおよび合成マイカのいずれも使用できる。最大粒
径が2mm以下程度となるまで粉砕して用いることが好ま
しい。 フュームドシリカは、平均粒径が１μｍ以下、例えば
0.1μｍと非常に微細な、SiO2を主成分とする乾式コロ
イドのことである。フュームドシリカは、四塩化珪素な
どの珪素化合物の熱分解により製造され、またシリコン
やフェロシリコンなどのケイ素合金を電気炉で製造する
際に排ガスに浮遊する副産物としても得られる。市販品
の例としては、日本アエロジル社よりアエロジルなる登
録商標で市販されているものがあるが、上記のような粒
径のシリカ微粉末であればいかなるものも使用できる。 フュームドシリカのセメントへの混入が強度発現に有
効なことは従来から言われているが、本発明にあって
は、それ以外に、マイカと複合添加することによって、
マイカを用いた場合のセメント材料のぱさつき改善、即
ち、押出成形時の流動性向上に示す顕著な効果を利用す
るものである。フュームドシリカの配合がセメントの流
動性を改善し、従って、押出成形を容易にすることはこ
れまで知られていなかった。 フュームドシリカがこの作用を示すメカニズムは、断
定はできないが、微粒であるフュームドシリカが水の移
動を拘束することによるのではないかと考えられる。 補強繊維は、セメント押出製品の強度改善のために配
合される。補強繊維としては、炭素繊維、スチール繊
維、鉱物繊維のセピオライト等の無機質繊維の他に、セ
ルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維
等、オートクレーブ養生に耐えられるものであれば有機
質繊維も使用できる。なお、補強繊維は１種類を単独で
使用しても良いし、複数種を混用しても良い。 成形助剤は、水を加えた後の材料に適度の粘性を付与
すると共に、水の分離を防ぐ保水作用を発揮させるため
に添加する。増粘剤として知られているものが使用で
き、具体例としてはメチルセルロース、エチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。 次に、本発明の押出成形用セメント組成物の組成を上
記のように限定した理由を説明する。 マイカは、セメントと、マイカおよびフュームドシリ
カを含む骨材とを合わせた無機質窯業系粉体の全重量を
100重量部とした場合（以下、同じ）、10〜30重量部の
量で配合する。マイカの量が10重量部未満では、耐火試
験あるいは防火試験などの800〜1000℃の高温にさらさ
れた場合に、セメント製品の変形量が大きく、従って建
材としての耐火性が不十分となる。一方、マイカが30重
量部を越えると、フュームドシリカを添加しても材料の
ぱさつきが大きく、押出成形可能な流動性を持たせるた
めに水分と成形助剤の追加添加が必要となる。そのた
め、硬化後の強度低下が著しく、建材に要求される強度
が得られない。 第１図に、従来の押出成形用セメント組成物に追加の
骨材としてマイカのみを混入した場合の、マイカ混入量
と、耐火性の指標となる硬化後の材料の熱膨張係数の変
化を調べた実験結果を示す。使用したセメント組成物
は、普通ポルトランドセメント40重量部、骨材としてマ
イカと珪砂を合わせて60重量部からなる、合計100重量
部の無機質窯業系粉体に対して、補強繊維としてセルロ
ース繊維６重量部と成形助剤（メチルセルロース）１重
量部を加え、押出成形に適した粘性が得られる量の水を
加えて、ミキサーにより均一に混練したものである。具
体的には、水の添加量は35重量部とした。この混練物
を、後述する実施例と同様に押出成形および養生させる
ことにより得た硬化セメントの押出成形体の試験片につ
いて熱膨張係数を測定した。 なお、第５図に例示するように、本発明のようなセメ
ント硬化物の熱膨張係数は温度により変化する。低温で
は膨張するが、200〜300℃を過ぎると収縮に転じ、800
〜900℃で最も大きく収縮する。この温度範囲で熱膨張
係数の絶対値が最大となることから、この最大絶対値を
材料の熱膨張係数の代表値とした。この熱膨張係数と材
料を最高1010℃まで加熱したときの材料の状況を対応さ
せると、上記の熱膨張係数が−５×10-5℃-1より小さい
とき、すなわち、熱膨張係数の絶対値が５×10-5℃-1よ
り大きいときは、加熱により材料が有害な変形を生じ
た。第１図より、−５×10-5℃-1より大きい熱膨張係数
とするためにはマイカ10重量部以上混入する必要がある
ことが判った。 第２図は、上と同じ組成物の硬化後の材料の曲げ強度
を示した結果である。追加骨材としてマイカのみを添加
した場合、マイカ混入量が10重量部を超えると、水の添
加量増大や他の骨材に比べて反応性が低いことによる強
度の低下が起こり始め、ほぼ直線的に強度が低下した。 本発明では、耐火性確保のために必要な10重量部以上
のマイカの混入による強度低下を、フュームドシリカの
配合により防止するのである。フュームドシリカは、マ
イカ混入量より10重量部を減じた量の0.4倍以上、10重
量部以下の量で配合する。 第３図および第４図に、第１図に関して説明したセメ
ント組成物において、骨材としてさらにフュームドシリ
カを加えた場合の、フュームドシリカの混入量による硬
化後の材料の曲げ強度および熱膨張係数の変化をそれぞ
れ示す。なお、試験した組成物の骨材60重量部のうち、
マイカは20重量部の一定量とし、残部を珪砂およびフュ
ームドシリカとした。 第３図から分かるように、フュームドシリカを配合す
ると、添加量が10重量部までは曲げ強度がほぼ直線的に
増大し、フュームドシリカの配合がマイカ配合による強
度低下の防止に効果的であることが分かる。しかし、こ
の効果は、フュームドシリカの量が10重量部で飽和点に
達し、それを超えると強度がゆるやかに低下し始めた。 また、第４図から、フュームドシリカの混入量が10重
量部を越えると熱膨張係数が大幅に変化し、−５×10-5
℃-1より小さくなる（絶対値が５×10-5℃-1大きくな
る）こともわかる。以上より、フュームドシリカの混入
量の上限を10重量部とした。 一方、第２図の10重量部以上のマイカ混入量で認めら
れたマイカ混入による曲げ強度の低下率（低下直線の傾
き）と、第３図のフュームドシリカの混入による曲げ強
度の増加率（増加直線の傾き）とを比較すると、第３図
の傾きの方がかなり大きい。即ち、フュームドシリカ
は、マイカに比べてより少量の配合でも、10重量部を超
えるマイカ混入による強度低下を防ぐことができる。こ
の両直線の傾きの比較（第２図の傾きの絶対値は第３図
の場合の約0.4倍）から、この強度低下の防止に有効な
フュームドシリカの配合量の下限を、マイカ混入量より
10重量部減じた量の0.4倍とした。 なお、一般にビル用の建材としては曲げ強度は180kg/
cm2が必要とされ、これ未満では施工時に作用する外力
に耐えられない。フュームドシリカを配合しない場合に
は、マイカ量が約15重量部を超えるとこの曲げ強度を確
保することができないが、本発明によりフュームドシリ
カを配合すると、マイカ量が多くてもこの曲げ強度を確
実に確保することができる。 本発明の組成物の無機質窯業系粉体は、上記範囲内の
量のマイカおよびフュームドシリカ以外に、他の骨材お
よびセメントを含有し、合計で100重量部とする。セメ
ントの量は特に制限されないが、得られた組成物を硬化
させるだけの量を配合する必要がある。この意味から、
一般にセメントは、窯業系粉体100重量部のうち、約20
〜50重量部を占める量で配合することが好ましい。窯業
系粉体の残部は他の骨材からなる。 上記のセメントと骨材を合わせた無機質窯業系粉体10
0重量部に対して、補強繊維３〜20重量部、成形助剤0.5
〜５重量部、および水30〜50重量部を加えて均一に混練
すると、本発明の押出成形用セメント組成物が得られ
る。 補強繊維の混入量は、繊維の種類により適性範囲が異
なるが、いずれの種類でも３重量部未満では強度改善が
不十分であり、20重量部を越えると、均一混練が困難と
なり効率的に補強できないばかりか、不経済である。 成形助剤が0.5重量部未満では、押出成形に必要な変
性が不十分となり、また、保水性も少なくなり、押出成
形時の圧力により水が分離するなどの問題が生じる。ま
た、５重量部を越えると、有機物であるあため、不燃性
低下を招くと同時に不経済となる。成形助剤は可及的少
量配合することが有利である。 特に、本発明にあっては、チキソトロピー性を示すフ
ュームドシリカが共存し、これが１種の成形助剤の作用
をするため、マイカを含んでいても粘性が高く、成形助
剤は配合量を少量に抑えることができる。従って、通常
は成形助剤は２重量部以下で十分である。そのため、フ
ュームドシリカを用いず、成形助剤を増量した場合と比
較して、同一の成形性を有しながら、不燃性、防火性、
耐火性、強度特性が優れたセメント押出製品を得ること
ができる。 上記配合物に最後に水30〜50重量部を加え、ミキサー
などの適宜装置で均一に混練すると、本発明の組成物が
得られる。水の量が30重量部より少ないと押出成形が困
難となり、一方、50重量部を超えると材料硬度が低下
し、成形性、保形性が悪くなるばかりでなく、強度低下
を引き起こす。 均一混練した本発明の組成物を、すでに公知の適宜押
出成形機を使って成形し、得られた押出成形体をオート
クレーブ養生して硬化させると、建材として有用なセメ
ント押出製品が得られる。 押出成形体をオートクレーブ養生するのは、早期に強
度発現させることと、寸法安定性を高めることが主目的
である。オートクレーブ養生を容易にするために、その
前に大気中で数時間〜２日程度乾燥して、過剰の水分を
除去してよい。オートクレーブ養生の条件は特に制限さ
れないが、一般には160〜180℃×５〜12時間である。 このようにして得られる本発明にかかるセメント押出
製品は、以下の実施例からもわかるように、耐火性、防
火性に優れるばかりか、強度特性、成形性にも優れるも
のである。
カとフュームドシリカとを配合した窯業系粉体に補強繊
維、成形助剤および水を配合し、均一に混練した組成物
から形成される。 窯業系粉体はセメントと骨材とからなるが、本発明で
用いるものは、骨材の一部として、マイカとフュームド
シリカを上記範囲内の量で配合した点を除いて、従来の
ものと同様でよい。 セメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポ
ルトランドセメント、高炉セメント等の各種のものが使
用可能である。マイカ、フュームドシリカの他に添加す
る他の骨材は、珪砂、フライアッシュ、水滓などの通常
の各種骨材でよい。これらは粉体として配合されるが、
その粒度は特に制限されない。 マイカは上述したように、セメント押出製品の熱抵抗
力を高めるために配合され、白雲母、黒雲母などの天然
マイカおよび合成マイカのいずれも使用できる。最大粒
径が2mm以下程度となるまで粉砕して用いることが好ま
しい。 フュームドシリカは、平均粒径が１μｍ以下、例えば
0.1μｍと非常に微細な、SiO2を主成分とする乾式コロ
イドのことである。フュームドシリカは、四塩化珪素な
どの珪素化合物の熱分解により製造され、またシリコン
やフェロシリコンなどのケイ素合金を電気炉で製造する
際に排ガスに浮遊する副産物としても得られる。市販品
の例としては、日本アエロジル社よりアエロジルなる登
録商標で市販されているものがあるが、上記のような粒
径のシリカ微粉末であればいかなるものも使用できる。 フュームドシリカのセメントへの混入が強度発現に有
効なことは従来から言われているが、本発明にあって
は、それ以外に、マイカと複合添加することによって、
マイカを用いた場合のセメント材料のぱさつき改善、即
ち、押出成形時の流動性向上に示す顕著な効果を利用す
るものである。フュームドシリカの配合がセメントの流
動性を改善し、従って、押出成形を容易にすることはこ
れまで知られていなかった。 フュームドシリカがこの作用を示すメカニズムは、断
定はできないが、微粒であるフュームドシリカが水の移
動を拘束することによるのではないかと考えられる。 補強繊維は、セメント押出製品の強度改善のために配
合される。補強繊維としては、炭素繊維、スチール繊
維、鉱物繊維のセピオライト等の無機質繊維の他に、セ
ルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維
等、オートクレーブ養生に耐えられるものであれば有機
質繊維も使用できる。なお、補強繊維は１種類を単独で
使用しても良いし、複数種を混用しても良い。 成形助剤は、水を加えた後の材料に適度の粘性を付与
すると共に、水の分離を防ぐ保水作用を発揮させるため
に添加する。増粘剤として知られているものが使用で
き、具体例としてはメチルセルロース、エチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。 次に、本発明の押出成形用セメント組成物の組成を上
記のように限定した理由を説明する。 マイカは、セメントと、マイカおよびフュームドシリ
カを含む骨材とを合わせた無機質窯業系粉体の全重量を
100重量部とした場合（以下、同じ）、10〜30重量部の
量で配合する。マイカの量が10重量部未満では、耐火試
験あるいは防火試験などの800〜1000℃の高温にさらさ
れた場合に、セメント製品の変形量が大きく、従って建
材としての耐火性が不十分となる。一方、マイカが30重
量部を越えると、フュームドシリカを添加しても材料の
ぱさつきが大きく、押出成形可能な流動性を持たせるた
めに水分と成形助剤の追加添加が必要となる。そのた
め、硬化後の強度低下が著しく、建材に要求される強度
が得られない。 第１図に、従来の押出成形用セメント組成物に追加の
骨材としてマイカのみを混入した場合の、マイカ混入量
と、耐火性の指標となる硬化後の材料の熱膨張係数の変
化を調べた実験結果を示す。使用したセメント組成物
は、普通ポルトランドセメント40重量部、骨材としてマ
イカと珪砂を合わせて60重量部からなる、合計100重量
部の無機質窯業系粉体に対して、補強繊維としてセルロ
ース繊維６重量部と成形助剤（メチルセルロース）１重
量部を加え、押出成形に適した粘性が得られる量の水を
加えて、ミキサーにより均一に混練したものである。具
体的には、水の添加量は35重量部とした。この混練物
を、後述する実施例と同様に押出成形および養生させる
ことにより得た硬化セメントの押出成形体の試験片につ
いて熱膨張係数を測定した。 なお、第５図に例示するように、本発明のようなセメ
ント硬化物の熱膨張係数は温度により変化する。低温で
は膨張するが、200〜300℃を過ぎると収縮に転じ、800
〜900℃で最も大きく収縮する。この温度範囲で熱膨張
係数の絶対値が最大となることから、この最大絶対値を
材料の熱膨張係数の代表値とした。この熱膨張係数と材
料を最高1010℃まで加熱したときの材料の状況を対応さ
せると、上記の熱膨張係数が−５×10-5℃-1より小さい
とき、すなわち、熱膨張係数の絶対値が５×10-5℃-1よ
り大きいときは、加熱により材料が有害な変形を生じ
た。第１図より、−５×10-5℃-1より大きい熱膨張係数
とするためにはマイカ10重量部以上混入する必要がある
ことが判った。 第２図は、上と同じ組成物の硬化後の材料の曲げ強度
を示した結果である。追加骨材としてマイカのみを添加
した場合、マイカ混入量が10重量部を超えると、水の添
加量増大や他の骨材に比べて反応性が低いことによる強
度の低下が起こり始め、ほぼ直線的に強度が低下した。 本発明では、耐火性確保のために必要な10重量部以上
のマイカの混入による強度低下を、フュームドシリカの
配合により防止するのである。フュームドシリカは、マ
イカ混入量より10重量部を減じた量の0.4倍以上、10重
量部以下の量で配合する。 第３図および第４図に、第１図に関して説明したセメ
ント組成物において、骨材としてさらにフュームドシリ
カを加えた場合の、フュームドシリカの混入量による硬
化後の材料の曲げ強度および熱膨張係数の変化をそれぞ
れ示す。なお、試験した組成物の骨材60重量部のうち、
マイカは20重量部の一定量とし、残部を珪砂およびフュ
ームドシリカとした。 第３図から分かるように、フュームドシリカを配合す
ると、添加量が10重量部までは曲げ強度がほぼ直線的に
増大し、フュームドシリカの配合がマイカ配合による強
度低下の防止に効果的であることが分かる。しかし、こ
の効果は、フュームドシリカの量が10重量部で飽和点に
達し、それを超えると強度がゆるやかに低下し始めた。 また、第４図から、フュームドシリカの混入量が10重
量部を越えると熱膨張係数が大幅に変化し、−５×10-5
℃-1より小さくなる（絶対値が５×10-5℃-1大きくな
る）こともわかる。以上より、フュームドシリカの混入
量の上限を10重量部とした。 一方、第２図の10重量部以上のマイカ混入量で認めら
れたマイカ混入による曲げ強度の低下率（低下直線の傾
き）と、第３図のフュームドシリカの混入による曲げ強
度の増加率（増加直線の傾き）とを比較すると、第３図
の傾きの方がかなり大きい。即ち、フュームドシリカ
は、マイカに比べてより少量の配合でも、10重量部を超
えるマイカ混入による強度低下を防ぐことができる。こ
の両直線の傾きの比較（第２図の傾きの絶対値は第３図
の場合の約0.4倍）から、この強度低下の防止に有効な
フュームドシリカの配合量の下限を、マイカ混入量より
10重量部減じた量の0.4倍とした。 なお、一般にビル用の建材としては曲げ強度は180kg/
cm2が必要とされ、これ未満では施工時に作用する外力
に耐えられない。フュームドシリカを配合しない場合に
は、マイカ量が約15重量部を超えるとこの曲げ強度を確
保することができないが、本発明によりフュームドシリ
カを配合すると、マイカ量が多くてもこの曲げ強度を確
実に確保することができる。 本発明の組成物の無機質窯業系粉体は、上記範囲内の
量のマイカおよびフュームドシリカ以外に、他の骨材お
よびセメントを含有し、合計で100重量部とする。セメ
ントの量は特に制限されないが、得られた組成物を硬化
させるだけの量を配合する必要がある。この意味から、
一般にセメントは、窯業系粉体100重量部のうち、約20
〜50重量部を占める量で配合することが好ましい。窯業
系粉体の残部は他の骨材からなる。 上記のセメントと骨材を合わせた無機質窯業系粉体10
0重量部に対して、補強繊維３〜20重量部、成形助剤0.5
〜５重量部、および水30〜50重量部を加えて均一に混練
すると、本発明の押出成形用セメント組成物が得られ
る。 補強繊維の混入量は、繊維の種類により適性範囲が異
なるが、いずれの種類でも３重量部未満では強度改善が
不十分であり、20重量部を越えると、均一混練が困難と
なり効率的に補強できないばかりか、不経済である。 成形助剤が0.5重量部未満では、押出成形に必要な変
性が不十分となり、また、保水性も少なくなり、押出成
形時の圧力により水が分離するなどの問題が生じる。ま
た、５重量部を越えると、有機物であるあため、不燃性
低下を招くと同時に不経済となる。成形助剤は可及的少
量配合することが有利である。 特に、本発明にあっては、チキソトロピー性を示すフ
ュームドシリカが共存し、これが１種の成形助剤の作用
をするため、マイカを含んでいても粘性が高く、成形助
剤は配合量を少量に抑えることができる。従って、通常
は成形助剤は２重量部以下で十分である。そのため、フ
ュームドシリカを用いず、成形助剤を増量した場合と比
較して、同一の成形性を有しながら、不燃性、防火性、
耐火性、強度特性が優れたセメント押出製品を得ること
ができる。 上記配合物に最後に水30〜50重量部を加え、ミキサー
などの適宜装置で均一に混練すると、本発明の組成物が
得られる。水の量が30重量部より少ないと押出成形が困
難となり、一方、50重量部を超えると材料硬度が低下
し、成形性、保形性が悪くなるばかりでなく、強度低下
を引き起こす。 均一混練した本発明の組成物を、すでに公知の適宜押
出成形機を使って成形し、得られた押出成形体をオート
クレーブ養生して硬化させると、建材として有用なセメ
ント押出製品が得られる。 押出成形体をオートクレーブ養生するのは、早期に強
度発現させることと、寸法安定性を高めることが主目的
である。オートクレーブ養生を容易にするために、その
前に大気中で数時間〜２日程度乾燥して、過剰の水分を
除去してよい。オートクレーブ養生の条件は特に制限さ
れないが、一般には160〜180℃×５〜12時間である。 このようにして得られる本発明にかかるセメント押出
製品は、以下の実施例からもわかるように、耐火性、防
火性に優れるばかりか、強度特性、成形性にも優れるも
のである。
市販の普通ポルトランドセメント、骨材の珪砂、マイ
カおよびフュームドシリカ、補強繊維のセルロース繊
維、成形助剤のメチルセルロースを、第１表に実施例１
〜３、比較例１〜７として示した割合で配合し、水32〜
40重量部を加えてミキサーで混練して均一混合物とする
ことにより、押出成形用のセメント組成物を得た。この
混合物を押出成形機に通し、幅200mm、厚さ12mmの平板
を成形した。この押出成形体を24時間気中養生した後、
180℃×５時間のオートクレーブ養生を実施して成形体
を硬化させ、セメント押出製品を得た。 セメント組成物の押出成形性は、押出成形時の材料の
押出速度と硬化後の表面平坦度で評価し、いずれも良好
な場合を○で示し、それ以外を×で示した。 曲げ強度は、硬化した成形体から、押出方向を長辺方
向にして、長さ200mm×幅50mm×厚さ12mmの寸法の供試
体を切り出し、この供試体を用いて曲げスパンが160mm
の３点曲げ試験により測定した。 衝撃強度は、長さ500mm×幅200mm×厚さ12mmの寸法の
硬化供試体を用い、この供試体の長辺方向の両端をそれ
ぞれ50mm角の角材に釘打ちし、中央に1kgのなす型おも
りを高さ1mから落下させて評価した。破壊しなかったも
のを○で示し、破壊したものを×で示した。 加熱時損傷は、硬化した成形体の長さ500mmの平板
（厚さ12mm）を50mm角の角材に釘打ちし、長さ500mm×
幅500mmの供試体とし、この片面を、JIS A1304の「建築
構造部分の耐火試験方法」に示されるヒートパターン
で、30分間、最高840℃まで加熱し、その時の損傷状況
を観察することにより評価した。かけ落ち等がなかった
ものを○で示し、それ以外を×で示した。 熱膨張係数は、最高1000℃までの温度と熱膨張係数と
の関係を測定した。800〜900℃で熱膨張係数が最小とな
るが、その最小値（絶対値では最大値）を代表値として
示した。これまでの実験より、こうして求めた熱膨張係
数が−５×10-5℃-1より小さい場合に、加熱時損傷が大
となることが分かった。 結果を第１表にまとめて示すが、実施例１、２、３は
押出性、強度特性、熱的特性とも良好なことがわかる。 比較例１はマイカ混入量が少ないため熱的特性が悪
い。比較例２はマイカが多過ぎるため、材料がぱさつ
き、正常な押出成形ができず、強度特性が低かった。比
較例３はフュームドシリカ混入量が少ないため、押出性
がやや悪く、さらに曲げ強度もやや低下した。比較例４
はフュームドシリカが多過ぎるため、熱膨張係数が目標
値より小さくなり、加熱時にひびわれが多数発生した。
比較例５はセルロース繊維が多過ぎるため、混練水を増
量したため、強度特性、熱的特性とも著しく低下した。
比較例６はセルロース繊維が少ないため、衝撃強度特性
が低下した。
カおよびフュームドシリカ、補強繊維のセルロース繊
維、成形助剤のメチルセルロースを、第１表に実施例１
〜３、比較例１〜７として示した割合で配合し、水32〜
40重量部を加えてミキサーで混練して均一混合物とする
ことにより、押出成形用のセメント組成物を得た。この
混合物を押出成形機に通し、幅200mm、厚さ12mmの平板
を成形した。この押出成形体を24時間気中養生した後、
180℃×５時間のオートクレーブ養生を実施して成形体
を硬化させ、セメント押出製品を得た。 セメント組成物の押出成形性は、押出成形時の材料の
押出速度と硬化後の表面平坦度で評価し、いずれも良好
な場合を○で示し、それ以外を×で示した。 曲げ強度は、硬化した成形体から、押出方向を長辺方
向にして、長さ200mm×幅50mm×厚さ12mmの寸法の供試
体を切り出し、この供試体を用いて曲げスパンが160mm
の３点曲げ試験により測定した。 衝撃強度は、長さ500mm×幅200mm×厚さ12mmの寸法の
硬化供試体を用い、この供試体の長辺方向の両端をそれ
ぞれ50mm角の角材に釘打ちし、中央に1kgのなす型おも
りを高さ1mから落下させて評価した。破壊しなかったも
のを○で示し、破壊したものを×で示した。 加熱時損傷は、硬化した成形体の長さ500mmの平板
（厚さ12mm）を50mm角の角材に釘打ちし、長さ500mm×
幅500mmの供試体とし、この片面を、JIS A1304の「建築
構造部分の耐火試験方法」に示されるヒートパターン
で、30分間、最高840℃まで加熱し、その時の損傷状況
を観察することにより評価した。かけ落ち等がなかった
ものを○で示し、それ以外を×で示した。 熱膨張係数は、最高1000℃までの温度と熱膨張係数と
の関係を測定した。800〜900℃で熱膨張係数が最小とな
るが、その最小値（絶対値では最大値）を代表値として
示した。これまでの実験より、こうして求めた熱膨張係
数が−５×10-5℃-1より小さい場合に、加熱時損傷が大
となることが分かった。 結果を第１表にまとめて示すが、実施例１、２、３は
押出性、強度特性、熱的特性とも良好なことがわかる。 比較例１はマイカ混入量が少ないため熱的特性が悪
い。比較例２はマイカが多過ぎるため、材料がぱさつ
き、正常な押出成形ができず、強度特性が低かった。比
較例３はフュームドシリカ混入量が少ないため、押出性
がやや悪く、さらに曲げ強度もやや低下した。比較例４
はフュームドシリカが多過ぎるため、熱膨張係数が目標
値より小さくなり、加熱時にひびわれが多数発生した。
比較例５はセルロース繊維が多過ぎるため、混練水を増
量したため、強度特性、熱的特性とも著しく低下した。
比較例６はセルロース繊維が少ないため、衝撃強度特性
が低下した。
以上に詳述したように、本発明により、骨材の一部と
してマイカとフュームドシリカを適量配合した押出成形
用セメント組成物は、マイカの配合による流動性の低下
がフュームドシリカにより防止され、強度低下を招く混
練水の増大を行わずに、良好な流動性を示し、従って、
容易に押出成形することができる。また、この組成物か
ら押出成形とオートクレーブ養生により得られた本発明
のセメント押出製品は、マイカの配合による優れた熱抵
抗性（防火、耐火性能）に加えて、強度特性にも優れて
いる。従って、このセメント押出製品は、従来の同種製
品に比べて耐火性に一層優れた建材用として特に有用で
ある。
してマイカとフュームドシリカを適量配合した押出成形
用セメント組成物は、マイカの配合による流動性の低下
がフュームドシリカにより防止され、強度低下を招く混
練水の増大を行わずに、良好な流動性を示し、従って、
容易に押出成形することができる。また、この組成物か
ら押出成形とオートクレーブ養生により得られた本発明
のセメント押出製品は、マイカの配合による優れた熱抵
抗性（防火、耐火性能）に加えて、強度特性にも優れて
いる。従って、このセメント押出製品は、従来の同種製
品に比べて耐火性に一層優れた建材用として特に有用で
ある。
第１図は、マイカ混入量と熱膨張係数との関係を示すグ
ラフ； 第２図は、マイカ混入量と曲げ強度との関係を示すグラ
フ： 第３図は、フュームドシリカ混入量と曲げ強度との関係
を示すグラフ； 第４図は、フュームドシリカ混入量と熱膨張係数との関
係を示すグラフ；および 第５図は、代表的なセメント押出製品の熱膨張係数の温
度による変化を示すグラフである。
ラフ； 第２図は、マイカ混入量と曲げ強度との関係を示すグラ
フ： 第３図は、フュームドシリカ混入量と曲げ強度との関係
を示すグラフ； 第４図は、フュームドシリカ混入量と熱膨張係数との関
係を示すグラフ；および 第５図は、代表的なセメント押出製品の熱膨張係数の温
度による変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 16:02 24:38） (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 14/20 C04B 22/06 C04B 16/02 C04B 24/38 B28B 3/20
Claims (2)
- 【請求項１】マイカを10〜30重量部およびフュームドシ
リカをマイカ混入量より10重量部減じた量の0.4倍以上
で10重量部以下の量で含有し、残部がセメントおよび骨
材よりなる無機窯業系粉体100重量部に対して、補強繊
維を３〜20重量部、成形助剤を0.5〜５重量部、水を30
〜50重量部加えた均一混合物からなる、押出成形用セメ
ント組成物。 - 【請求項２】請求項１記載の組成物の押出成形体をオー
トクレーブ養生してなるセメント押出製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33151890A JP2837263B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | セメント組成物とセメント押出製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33151890A JP2837263B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | セメント組成物とセメント押出製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198055A JPH04198055A (ja) | 1992-07-17 |
| JP2837263B2 true JP2837263B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=18244545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33151890A Expired - Lifetime JP2837263B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | セメント組成物とセメント押出製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837263B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5722656B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2015-05-27 | ニチハ株式会社 | 無機質板、及び無機質板の製造方法 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33151890A patent/JP2837263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04198055A (ja) | 1992-07-17 |
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