JP3040144B2 - 繊維強化軽量セメント組成物 - Google Patents
繊維強化軽量セメント組成物Info
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は繊維強化軽量セメント組成物に関する。
従来の技術 壁材や天井材などの内外装用建築材料として、軽量の
セメント成形体が使用されている。軽量セメント成形体
を製造する方法としては、セメント組成物の各成分に水
を加えて混合するときに気泡を発生させる方法、および
軽量骨材を含有するセメント組成物を使用して成形体を
調製する方法がある。これらのうち、気泡を発生させる
方法としては、空気連行剤、界面活性剤などの発泡剤を
混合して撹拌により発泡させる方法、過酸化水素などの
分解によりガスを発生する物質を混合しておき、該物質
の分解により発生するガスを利用して発泡させる方法な
どがある。しかし、このようにして発生させた微細気泡
を含む泥状のセメント組成物を真空押出成形すると、押
出機の減圧ゾーンで脱気されて気泡の大部分は消滅す
る。そのため低密度のセメント成形体が得られない。
セメント成形体が使用されている。軽量セメント成形体
を製造する方法としては、セメント組成物の各成分に水
を加えて混合するときに気泡を発生させる方法、および
軽量骨材を含有するセメント組成物を使用して成形体を
調製する方法がある。これらのうち、気泡を発生させる
方法としては、空気連行剤、界面活性剤などの発泡剤を
混合して撹拌により発泡させる方法、過酸化水素などの
分解によりガスを発生する物質を混合しておき、該物質
の分解により発生するガスを利用して発泡させる方法な
どがある。しかし、このようにして発生させた微細気泡
を含む泥状のセメント組成物を真空押出成形すると、押
出機の減圧ゾーンで脱気されて気泡の大部分は消滅す
る。そのため低密度のセメント成形体が得られない。
上記軽量骨材を使用する方法としては、ポリスチレン
発泡ビーズなどの有機質骨材を使用する方法、パーライ
ト、シラスバーンなどの無機質骨材を使用する方法など
がある。しかし、有機質骨材を使用すると、セメントの
不燃性を損なうと共に、押出成形時の圧縮変形により、
押出された未硬化のセメント成形体が金型から押出され
た後に、膨張するため寸法精度が悪化してしまう。ま
た、無機質骨材を使用すると、原料調製における混合、
混練り及び押出工程において、原料に剪断、圧縮などの
高い外部応力がかかり、軽量骨材が破壊されやすく、製
品の比重が高くなり易い。そのため、木粉等を添加して
骨材破壊の防止をしようとする方法（特開昭56−17967
号公報）が提案されているが、有機質骨材を使用した場
合と同じ問題が発生する。また、配合原料種の増加によ
り配合が複雑になる等の問題点がある。更に、軽量骨材
を使用してセメント成形体の軽量化を図ろうとする場
合、軽量骨材の添加量が多く軽量化の程度が高いほど押
出成形における押出圧力が増加し、押出が困難になり、
ついては、押出機内において原料が閉塞し押出不可能に
なることもあった。
発泡ビーズなどの有機質骨材を使用する方法、パーライ
ト、シラスバーンなどの無機質骨材を使用する方法など
がある。しかし、有機質骨材を使用すると、セメントの
不燃性を損なうと共に、押出成形時の圧縮変形により、
押出された未硬化のセメント成形体が金型から押出され
た後に、膨張するため寸法精度が悪化してしまう。ま
た、無機質骨材を使用すると、原料調製における混合、
混練り及び押出工程において、原料に剪断、圧縮などの
高い外部応力がかかり、軽量骨材が破壊されやすく、製
品の比重が高くなり易い。そのため、木粉等を添加して
骨材破壊の防止をしようとする方法（特開昭56−17967
号公報）が提案されているが、有機質骨材を使用した場
合と同じ問題が発生する。また、配合原料種の増加によ
り配合が複雑になる等の問題点がある。更に、軽量骨材
を使用してセメント成形体の軽量化を図ろうとする場
合、軽量骨材の添加量が多く軽量化の程度が高いほど押
出成形における押出圧力が増加し、押出が困難になり、
ついては、押出機内において原料が閉塞し押出不可能に
なることもあった。
発明が解決しようとする課題 本発明は、押出成形時における押出圧力が低く成形性
に優れ、かつ釘打ちや鋸びき等の加工性および曲げ強度
に優れた軽量なセメント成形体を製造し得るセメント組
成物を提供することを目的とする。
に優れ、かつ釘打ちや鋸びき等の加工性および曲げ強度
に優れた軽量なセメント成形体を製造し得るセメント組
成物を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、軽量骨材として、独立多孔質発泡体構造を
有する真珠岩パーライト（平均粒径:0.2〜0.8mm、粒径
分布：粒径0.1〜1.0mmのもの70％以上、かさ密度:0.15
〜0.3g/cm3）をセメント100重量部に対して40〜100重量
部含有する繊維強化軽量セメント組成物に関する。
有する真珠岩パーライト（平均粒径:0.2〜0.8mm、粒径
分布：粒径0.1〜1.0mmのもの70％以上、かさ密度:0.15
〜0.3g/cm3）をセメント100重量部に対して40〜100重量
部含有する繊維強化軽量セメント組成物に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において軽量骨材として使用されるパーライト
は、真珠岩を焼成発泡して得られるパーライトであっ
て、微小な独立気泡が集合した、独立多孔質発泡体構造
を有するものである（以下、「多孔質真珠岩パーライ
ト」と言う）。
は、真珠岩を焼成発泡して得られるパーライトであっ
て、微小な独立気泡が集合した、独立多孔質発泡体構造
を有するものである（以下、「多孔質真珠岩パーライ
ト」と言う）。
多孔質真珠岩パーライトの原料の真珠岩は、軟質であ
る必要は特になく、硬質真珠岩でよい。また、焼成は通
常は横型炉を用いて行なう。流動媒焼のような縦型炉で
も多孔質構造を有するものの製造は一般に困難である。
る必要は特になく、硬質真珠岩でよい。また、焼成は通
常は横型炉を用いて行なう。流動媒焼のような縦型炉で
も多孔質構造を有するものの製造は一般に困難である。
従来、黒曜石、真珠岩を焼成発泡させた中空構造のパ
ーライトは軽量骨材として使用されていたが、これらは
ピンポン球のよう単一気泡構造であるため混練時に破壊
され易く、また破壊されると完全に軽量化効果を失って
しまう。これに比べて、本発明の多孔質真珠岩パーライ
トは、その独立多孔質発泡体構造のため高強度を有する
ので混練時に破壊されにくく、また破壊されてもその破
片には気泡が存在するため軽量化効果は失われない。
ーライトは軽量骨材として使用されていたが、これらは
ピンポン球のよう単一気泡構造であるため混練時に破壊
され易く、また破壊されると完全に軽量化効果を失って
しまう。これに比べて、本発明の多孔質真珠岩パーライ
トは、その独立多孔質発泡体構造のため高強度を有する
ので混練時に破壊されにくく、また破壊されてもその破
片には気泡が存在するため軽量化効果は失われない。
本発明に用いる多孔質真珠岩パーライトはその平均粒
径が0.2〜0.8mm、好ましくは0.3〜0.7mmのものである。
該粒径が0.2mmより小さいと押出成形時の押出圧が増加
して成形性が悪くなり、また0.8mmよりも大きいと同様
に押出成形時の押出圧が増加して成形性が悪くなるだけ
でなく、軽量化効率が低下する。
径が0.2〜0.8mm、好ましくは0.3〜0.7mmのものである。
該粒径が0.2mmより小さいと押出成形時の押出圧が増加
して成形性が悪くなり、また0.8mmよりも大きいと同様
に押出成形時の押出圧が増加して成形性が悪くなるだけ
でなく、軽量化効率が低下する。
多孔質真珠岩パーライトはその粒径分布が粒径0.1〜
1.0mmのものを70％以上、好ましくは80％以上含むもの
を用いる。該分布割合が70％よりも小さいと、押出成形
時の押出圧が増加して成形性が悪くなる。
1.0mmのものを70％以上、好ましくは80％以上含むもの
を用いる。該分布割合が70％よりも小さいと、押出成形
時の押出圧が増加して成形性が悪くなる。
好ましい多孔質真珠岩パーライトのかさ密度は0.15〜
0.3g/cm3、好ましくは0.17〜0.25g/cm3である。該密度
が0.15g/cm3より小さいと、多孔質真珠岩パーライトが
破壊され易くなり軽量化効率が低下し、また0.3g/cm3よ
りも大きいと軽量化が達成できない。
0.3g/cm3、好ましくは0.17〜0.25g/cm3である。該密度
が0.15g/cm3より小さいと、多孔質真珠岩パーライトが
破壊され易くなり軽量化効率が低下し、また0.3g/cm3よ
りも大きいと軽量化が達成できない。
多孔質真珠岩パーライトの使用量は、通常はセメント
100重量部に対して40〜100重量部である。使用量が上記
範囲より少ないと軽量化不足となり、また上記範囲より
大きいと多孔質真珠岩パーライトが破壊されやすく該パ
ーライトの添加効果が低下するばかりでなくセメント組
成物の成形性が悪化する。
100重量部に対して40〜100重量部である。使用量が上記
範囲より少ないと軽量化不足となり、また上記範囲より
大きいと多孔質真珠岩パーライトが破壊されやすく該パ
ーライトの添加効果が低下するばかりでなくセメント組
成物の成形性が悪化する。
本発明による繊維強化軽量セメント組成物の他の成分
としては、通常の繊維強化軽量セメント組成物に用いら
れるものを用いればよい。
としては、通常の繊維強化軽量セメント組成物に用いら
れるものを用いればよい。
例えば、セメントとしては、高炉セメント、ポルトラ
ンドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、フ
ライアッシュセメント、硫酸塩セメント等任意のものを
用いることができ、これに各種補強繊維、骨材、可塑剤
等の添加剤を必要に応じて適宜配合すればよい。
ンドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、フ
ライアッシュセメント、硫酸塩セメント等任意のものを
用いることができ、これに各種補強繊維、骨材、可塑剤
等の添加剤を必要に応じて適宜配合すればよい。
補強繊維としては、ビニロン、ポリプロピレン（P
P）、ポリエチレン、アクリル系樹脂、アラミド、ポリ
エステル、カーボンなどの有機繊維、ステンレスウール
などの金属繊維、パルプ、ロックウール、石綿などが挙
げられる。好ましくは、オートクレーブ中での耐熱性、
押出成形時の成形性および得られるセメント成形体の補
強および加工性に効果がある石綿およびパルプ、オート
クレーブ中での耐熱性、押出後の未硬化成形体の保形性
および得られるセメント成形体の耐衝撃性向上に効果が
あるPP繊維が好ましい。石綿およびパルプの繊維長は0.
05〜5mm、好ましくは0.1〜3mmである。該繊維長より短
いと得られるセメント成形体の強度に対する補強効果が
なく、長いとセメント組成物を混合したときの分散性が
悪くなる。
P）、ポリエチレン、アクリル系樹脂、アラミド、ポリ
エステル、カーボンなどの有機繊維、ステンレスウール
などの金属繊維、パルプ、ロックウール、石綿などが挙
げられる。好ましくは、オートクレーブ中での耐熱性、
押出成形時の成形性および得られるセメント成形体の補
強および加工性に効果がある石綿およびパルプ、オート
クレーブ中での耐熱性、押出後の未硬化成形体の保形性
および得られるセメント成形体の耐衝撃性向上に効果が
あるPP繊維が好ましい。石綿およびパルプの繊維長は0.
05〜5mm、好ましくは0.1〜3mmである。該繊維長より短
いと得られるセメント成形体の強度に対する補強効果が
なく、長いとセメント組成物を混合したときの分散性が
悪くなる。
これらの補強繊維は単独で用いることも、併用するこ
ともできる。
ともできる。
補強繊維のセメントに対する使用量は、石綿およびパ
ルプの場合はセメント100重量部に対して５〜40重量
部、好ましくは８〜30重量部である。PP繊維の場合はセ
メント100重量部に対して0.5〜10重量部、好ましくは１
〜７重量部である。該使用量が上記範囲より少ないと得
られるセメント成形体の強度に対する補強効果がなく、
また上記範囲より多いとセメント組成物を混合したとき
の分散性が悪くなる。
ルプの場合はセメント100重量部に対して５〜40重量
部、好ましくは８〜30重量部である。PP繊維の場合はセ
メント100重量部に対して0.5〜10重量部、好ましくは１
〜７重量部である。該使用量が上記範囲より少ないと得
られるセメント成形体の強度に対する補強効果がなく、
また上記範囲より多いとセメント組成物を混合したとき
の分散性が悪くなる。
骨材としては、砂、砕砂、高炉スラグ、珪砂、珪石粉
などが挙げられる。これらは単独で用いることも、併用
することもできるが、オートクレーブ養生を実施する場
合には、SiO2分が多く、ケイ酸カルシウムを合成し、成
形体の強度向上と寸法安定性に寄与する珪砂、珪石粉が
好ましい。骨材の粒径は0.01〜2mmである。粒径が上記
範囲より小さいと成形性が劣り、上記範囲より大きいと
加工性が悪化する。骨材の使用量は、セメント100重量
部に対して50〜150重量部である。使用量が上記範囲よ
り少ないと補強効果がなく、また上記範囲より多いと成
形性が劣る。
などが挙げられる。これらは単独で用いることも、併用
することもできるが、オートクレーブ養生を実施する場
合には、SiO2分が多く、ケイ酸カルシウムを合成し、成
形体の強度向上と寸法安定性に寄与する珪砂、珪石粉が
好ましい。骨材の粒径は0.01〜2mmである。粒径が上記
範囲より小さいと成形性が劣り、上記範囲より大きいと
加工性が悪化する。骨材の使用量は、セメント100重量
部に対して50〜150重量部である。使用量が上記範囲よ
り少ないと補強効果がなく、また上記範囲より多いと成
形性が劣る。
可塑剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロースなどが挙げられる。
ルセルロースなどが挙げられる。
可塑剤は、組成物の各成分を混合、押出成形する場合
に、混練物に粘性を付与し、成形性を向上する働きがあ
り、その使用量はセメント100重量部に対し、１〜10重
量部である。使用量が少なくとも、また多くても、混練
物の粘性が不適となり成形性が劣る。
に、混練物に粘性を付与し、成形性を向上する働きがあ
り、その使用量はセメント100重量部に対し、１〜10重
量部である。使用量が少なくとも、また多くても、混練
物の粘性が不適となり成形性が劣る。
本発明の繊維強化軽量セメント組成物は乾燥状態で十
分混合し、これに適量の水を加えて混練し、得られる混
練物を加圧下で押出成形を行い、得られる成形体を所定
の条件下で放置（養生）して乾燥固化させることにより
セメント成形体を得ることができる。
分混合し、これに適量の水を加えて混練し、得られる混
練物を加圧下で押出成形を行い、得られる成形体を所定
の条件下で放置（養生）して乾燥固化させることにより
セメント成形体を得ることができる。
上記混合工程、混練工程および押出成形工程には、い
ずれも汎用の設備を使用すればよい。
ずれも汎用の設備を使用すればよい。
上記水の使用量は、上記各成分の使用量および押出成
形条件によって変わるので特に限定的ではないが、一般
的にはセメント100重量部に対して50〜250重量部、好ま
しくは100〜200重量部である。
形条件によって変わるので特に限定的ではないが、一般
的にはセメント100重量部に対して50〜250重量部、好ま
しくは100〜200重量部である。
本発明セメント組成物は主として押出成形について説
明したが、流し込み成形、抄造法、プレス成形用組成物
としても使用することができる。
明したが、流し込み成形、抄造法、プレス成形用組成物
としても使用することができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１〜４および比較例１〜５ 表−１に示すセメント組成物の水以外の成分をアイリ
ッヒミキサーに入れ、均一に混合した。これに水を加え
更に混合した後、ニーダーで充分に混練した。得られた
混練物を真空押出機（スクリュー径:250mm（断面積:491
cm2））に投入し、断面12×250mm（断面積:30cm2）に押
出成形を行った。押出された未硬化成形品を80℃で５時
間スチーム養生を行った後、160℃で４時間オートクレ
ーブ養生を行った。所定の寸法に切断した後、105℃で2
4時間かけて完全に乾燥させた。
ッヒミキサーに入れ、均一に混合した。これに水を加え
更に混合した後、ニーダーで充分に混練した。得られた
混練物を真空押出機（スクリュー径:250mm（断面積:491
cm2））に投入し、断面12×250mm（断面積:30cm2）に押
出成形を行った。押出された未硬化成形品を80℃で５時
間スチーム養生を行った後、160℃で４時間オートクレ
ーブ養生を行った。所定の寸法に切断した後、105℃で2
4時間かけて完全に乾燥させた。
押出成形時の押出圧力、および得られたセメント成形
体の物性、加工性を測定した結果を表−１に示す。
体の物性、加工性を測定した結果を表−１に示す。
各測定は、以下の方法によった。
（１）押出圧力（kg/cm2）； 押出機のバレルから金型に至る抵抗部の圧力を、テー
パーダイス直前にブルドン管圧力計を設置して測定し
た。
パーダイス直前にブルドン管圧力計を設置して測定し
た。
（２）比重； 乾燥後24時間放置した後に測定した。
（３）曲げ強度（kg/cm2）； 押出方向と平行に幅40×長さ160mmに切断し、乾燥後2
4時間放置した。このサンプルを100mm間隔で支持し、こ
の中央部に0.5mm/minの速度で荷重を加えて測定した。
4時間放置した。このサンプルを100mm間隔で支持し、こ
の中央部に0.5mm/minの速度で荷重を加えて測定した。
（４）釘打ち性； 乾燥後24時間放置した後に測定した。長尺品を300mm
に切断し、切断面より30mm、製品幅端面より25mmの位置
に、2.5φの石膏ボード釘を打った（ステンレス布目ス
クリュー釘13×45）。
に切断し、切断面より30mm、製品幅端面より25mmの位置
に、2.5φの石膏ボード釘を打った（ステンレス布目ス
クリュー釘13×45）。
◎：軽く打て、サンプルに異常もない ○：打ち込む抵抗は強いが、サンプルには異常がない △：サンプル裏面にクラックが発生する ×：サンプルが割れる （５）鋸びき性； 乾燥後24時間放置したサンプルをスレート鋸で切断し
た。
た。
◎：サンプルに異常がない ○：サンプルに異常がないが、切断抵抗が強い △：切断部に微小なクラックが発生する ×：切断抵抗が強く切断できない （６）軽量骨材物性;JIS A5007「パーライト」に準じ
て行った。
て行った。
粒度分布:0.037mm（400mesh）〜2.4mm（8mesh）まで
の篩のうち各試料に応じた５種類以上の篩を用いて分級
した。結果を頻度累計（篩目通過量重量％）と粒径（篩
目寸法mm）の関係に図示した（第１図）。
の篩のうち各試料に応じた５種類以上の篩を用いて分級
した。結果を頻度累計（篩目通過量重量％）と粒径（篩
目寸法mm）の関係に図示した（第１図）。
・平均粒径：頻度累計50％（重量基準）の粒径 ・粒径0.1〜1mmの割合：粒径1mmの頻度累計値から粒径
0.1mmの頻度累計値を引いたもの。
0.1mmの頻度累計値を引いたもの。
かさ密度：所定容器に骨材を入れた場合の骨材重量を
容積で割ったもの。
容積で割ったもの。
孔径状：走査型電子顕微鏡による観察結果 実施例５および比較例６および７ 実施例１、比較例３および５の混練水の量を各々10重
量部減少させた（実施例５、比較例６および７）。その
結果、実施例５においては押出圧力が10kg/cm2になった
が比較例６および７は閉塞し押出ができなかった。
量部減少させた（実施例５、比較例６および７）。その
結果、実施例５においては押出圧力が10kg/cm2になった
が比較例６および７は閉塞し押出ができなかった。
発明の効果 本発明の繊維強化軽量セメント組成物は、配合原料の
種類を増やすことなく、押出成形時における押出圧力が
低く成形性に優れ、かつ軽量なセメント成形体を製造す
ることができる。
種類を増やすことなく、押出成形時における押出圧力が
低く成形性に優れ、かつ軽量なセメント成形体を製造す
ることができる。
さらに、本発明のセメント組成物から製造されるセメ
ント成形体は、釘打ち、鋸びきなどの加工性および曲げ
強度に優れるものである。
ント成形体は、釘打ち、鋸びきなどの加工性および曲げ
強度に優れるものである。
第１図は、実施例および比較例で用いた軽量骨材A1〜A
4、B,C,D,EおよびＦの粒径と頻度累計の関係を示す図で
ある。
4、B,C,D,EおよびＦの粒径と頻度累計の関係を示す図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 14:40 16:02 16:06） (56)参考文献 特開 昭56−17967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−155065（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−199139（ＪＰ，Ｕ) 永井彰一郎編 新しい工業材料の科学 新軽量建設材料 昭和49年８月30日 金原出版（株）51−52頁 １．１．１の 項 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 38/08 C04B 28/02 - 28/08 C04B 14/18 C04B 16/02 C04B 16/06 C04B 14/38 - 14/48
Claims (1)
- 【請求項１】軽量骨材として、独立多孔質発泡体構造を
有する真珠岩パーライト（平均粒径:0.2〜0.8mm、粒径
分布：粒径0.1〜1.0mmのもの70％以上、かさ密度:0.15
〜0.3g/cm3）をセメント100重量部に対して40〜100重量
部含有する繊維強化軽量セメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23088890A JP3040144B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 繊維強化軽量セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23088890A JP3040144B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 繊維強化軽量セメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114937A JPH04114937A (ja) | 1992-04-15 |
| JP3040144B2 true JP3040144B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16914880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23088890A Expired - Fee Related JP3040144B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 繊維強化軽量セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040144B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507416A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン | 軽量でひずみ硬化型の脆性複合材料 |
| US7972433B2 (en) | 2006-12-27 | 2011-07-05 | Nichiha Co., Ltd. | Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020047076A (ko) * | 2002-05-24 | 2002-06-21 | 정대식 | 욕실용 천장패널 및 그 시공방법 |
| US7828892B2 (en) | 2004-08-31 | 2010-11-09 | Nichiha Corporation | Inorganic board and a method for the manufacturing thereof |
| US7905956B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-03-15 | Nichiha Corporation | Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process |
| US7722964B2 (en) | 2006-04-25 | 2010-05-25 | Nichiha Corporation | Fiber reinforced cement board and manufacturing process |
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