JP3759597B2

JP3759597B2 - 立体形状のｇｒｃパネルの製造方法

Info

Publication number: JP3759597B2
Application number: JP2003280497A
Authority: JP
Inventors: 国洋酒樋
Original assignee: Nihon Funen Co Ltd
Current assignee: Nihon Funen Co Ltd
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP2005041195A

Description

本発明は、主として建物の外壁等に使用される立体形状のＧＲＣパネルの製造方法に関する。

モルタルの内部にガラス繊維を埋設して、ガラス繊維で補強している繊維補強コンクリートパネルは、ＧＲＣパネルと呼ばれる。このＧＲＣパネルは、成形型枠の成形面にガラス繊維を埋設する状態でモルタルを付着して製作される。ＧＲＣパネルは、コンクリートパネルに比較すると軽くて強靭なパネルである。この特徴が生かされて、ＧＲＣパネルは、建物の外壁パネルとして使用される。とくに大きな外壁パネルとして使用されている。

さらに、このＧＲＣパネルの製造方法として、骨材に軽量骨材を使用して、全体をさらに軽量化する技術が開発されている。（特許文献１参照）
特開平１１−６０３４７号公報

この公報に記載される方法は、成形型枠の底部にタイルや石材等の仕上げ材を並べる状態として、ガラス繊維と軽量モルタルを吹き付けて、仕上げ材を表面に表出するように埋設している平面状のＧＲＣパネルを製造する。ガラス繊維はカットしながら、軽量モルタルと同時にスプレーガンの異なった出口から型枠に吹き付けられる。軽量モルタルは、セメントに対して、２０〜６０重量％の軽量骨材と、０．１〜３重量％の減水剤と、０．５〜５重量％の収縮低減剤と、０．０１〜０．５重量％の増粘剤と、０．０１〜０．５重量％のＡＥ剤と、６５重量％以下の水を含有するものを使用する。ガラス繊維の使用量は、モルタルに対し、１〜１０重量％とする。

この方法は、軽量骨材の添加量を多くして、軽いＧＲＣパネルを能率よく製造できる特徴がある。しかしながら、この方法は、全体の形状を平面状とするパネルを能率よく製造できるが、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状等の複雑な形状のＧＲＣパネルの製造には著しく手間がかかる。それは、成形型枠に吹き付けられるモルタルに含まれる軽量骨材が、成形型枠の内面で反射して、成形型枠の隅部に溜るからである。

図１に示すように、全体の形状を平面状としないで、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状のＧＲＣパネルを成形する成形型枠１は、モルタルを吹き付けて成形する成形面２に、立ち上がり部２Ａと水平部２Ｂとの境界にコーナー部２Ｃができる。この成形型枠１の内面にモルタルを吹き付けると、矢印で示すように、骨材４が成形面２で反射されて、成形型枠１のコーナー部２Ｃに溜ってしまう。骨材４が反射するのは、骨材４が成形面２に衝突して反射するときに運動エネルギーが大きいからである。成形型枠の凹部に多量の骨材が溜った状態で、モルタルを吹き付けると、表面に突出部を綺麗に成形できなくなる。この欠点を防止するために、従来は、凹部に溜った骨材を除去した後、成形型枠の凹部内面に予め所定の厚さのモルタルをテコで塗布している。モルタルを塗布した後、このモルタルの内面に、ガラス繊維とモルタルを吹き付けている。この方法は、骨材の除去とモルタルの塗布に手間がかかるばかりでなく、全体を連続して製作しないので、コテで塗布した部分とモルタルを吹き付けた部分とに境界ができる欠点もあり、能率よく高品質なＧＲＣパネルを製造できない欠点がある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、モルタルを成形型枠に吹き付けるときに、骨材が成形面で反射するのを確実に防止して、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状のＧＲＣパネルを能率よく多量生産できるＧＲＣパネルの製造方法を提供することにある。

本発明の表面を立体形状とするＧＲＣパネルの製造方法は、セメントに骨材と水を混合しているモルタルを、ガラス繊維と共に加圧された空気でもって、成形型枠の内面に吹き付けて、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状とするＧＲＣパネルを製造する。さらに、本発明の方法は、モルタルに添加する骨材を特定のものとすると共に、骨材の添加量をも特定の範囲に制限し、さらにモルタルを成形型枠に噴射する空気圧をも特定の範囲に特定することを特徴とする。すなわち、モルタルの骨材として、１リットルの重量を０．０３〜０．６ｋｇとし、かつ粒径を３ｍｍ以下とする軽量骨材を使用する。さらに、この軽量骨材の添加量は、セメントに対して８〜１５重量％とする。また、このモルタルを成形型枠に吹き付ける空気圧は、１〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２とする。

モルタルに添加する骨材には、さらに好ましくは、１リットルの重量を０．５ｋｇ以下とする軽量骨材を使用する。この軽量骨材として、シラスバルーン、または、真珠岩系と黒曜石系のパーライトを使用する。さらに、本発明は、建物の外壁に適しているＧＲＣパネルであって、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状のＧＲＣパネルを製造する。

本発明の製造方法は、モルタルを成形型枠に吹き付けるときに、骨材が成形面で反射するのを確実に防止して、立体形状のＧＲＣパネルを能率よく多量生産できる特長がある。それは、成形型枠に吹き付けるモルタルに含まれる骨材として、特定の比重と粒径の軽量骨材を使用し、かつこの軽量骨材の添加量を特定の範囲としているからである。本発明の方法は、モルタルの骨材として、１リットルの重量が０．０３〜０．６ｋｇであって、粒径を３ｍｍ以下とする軽量骨材を使用する。この軽量骨材は、小さくて軽いので、成形型枠の成形面に吹き付けられて反射するときの運動エネルギーが小さく、モルタルから外部に飛び出すことがない。軽量骨材が成形型枠の成形面に吹き付けられる運動エネルギーは、以下の式で表される。
Ｅ＝１／２×ｍｖ^２
ただし、この式において、ｍは骨材の質量、ｖは骨材が成形面に衝突するときの速度である。

この式から明らかなように、骨材が成形面に衝突する運動エネルギーは、骨材の速度の自乗と質量の積に比例して大きくなる。この運動エネルギーが大きくなると、成形型枠の成形面で反射してモルタルから飛び出す力が大きくなる。モルタルは粘性があって、骨材が飛び出すのを阻止しようとする。しかしながら、従来の方法では、モルタルが骨材の飛び出しを阻止する力よりも、骨材がモルタルから飛び出そうとする運動エネルギーが大きく、骨材の飛び出しを阻止できなかった。ところが、本発明の方法は、骨材に小さくて軽いものを使用するので、ひとつの骨材の質量が極めて小さい。骨材がモルタルから飛び出そうとする運動エネルギーは、質量に比例するので、質量が小さくなると飛び出そうとする運動エネルギーも小さくなる。さらに、本発明の製造方法は、モルタルを成形型枠に吹き付ける空気圧を１〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２と低くしている。このため、モルタルが成形型枠の成形面に吹き付けられる速度も遅くなり、このことによっても、骨材がモルタルから飛び出そうとする運動エネルギーも小さくなる。このことが相乗して、本発明の製造方法は、骨材を成形型枠に成形面に衝突させるときの運動エネルギーを著しく小さくする。さらに本発明の製造方法は、モルタルに添加する骨材量を８〜１５重量％と少なく制限している。したがって、モルタルを成形型枠の成形面に吹き付けて、骨材を成形面に衝突させてこれが反発しても、多量のセメントと水とで粘性のあるモルタルから離れて飛び出すことはない。このため、本発明のＧＲＣパネルの製造方法は、従来のように、成形型枠の隅部に溜る骨材を除去する必要がなく、またコテでモルタルを特別に塗布する必要もなく、モルタルとガラス繊維を成形型枠に吹き付ける簡単な方法で、表面に突出部がある立体形状のＧＲＣパネルを、能率よく高品質に多量生産できる特徴が実現される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのＧＲＣパネルの製造方法を例示するものであって、本発明はＧＲＣパネルの製造方法を以下のものに特定しない。

図２に示す断面形状の成形型枠１に、モルタルとガラス繊維を加圧空気でノズル３から噴射する。成形型枠１は、内面にモルタルとガラス繊維を付着させて、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状であるＧＲＣパネル５を成形する。全体の形状を所定の厚さの板状とするＧＲＣパネル５は、表面に凸部を設けると内面に凹部ができ、また表面に凹部を設けると内面に凸部ができる。図２の成形型枠１で成形されるＧＲＣパネル５は、図３の断面図に示すように、表面の両側部分に凸部５Ａを設けて、中間には凹部５Ｂを設けている。したがって、ＧＲＣパネル５の内面は、両側に凹部５ｂがあって、中間に凸部５ａがある。本発明は、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状のＧＲＣパネルの製造方法にかかるものであるが、本発明は、たとえば図１に示す成形型枠で成形される表面の両側に凸部があって内面に凹部がない単純な形状から、表面に複数の凸部や凹部がある複雑な形状まで、種々の形状のＧＲＣパネルを製造することができる。

成形型枠１は、内面がＧＲＣパネル５の成形面２となる。内面にモルタルとガラス繊維を所定の厚さに付着してＧＲＣパネル５を成形するからである。モルタルとガラス繊維とが成形型枠１の内面に所定の厚さに吹き付けられて、凹凸のある板状に成形される。

モルタルは、セメントに骨材と水を混合している。さらに、モルタルは、これ等に加えて減水剤、収縮低減剤、増粘剤を添加することができる。モルタルはこれらの原料を混練りしながら、混練り後に直ちにノズルから噴射される。ガラス繊維は、所定の長さに切断されて、モルタルと一緒にノズルから噴射される。ガラス繊維はノズルの中心から噴射され、モルタルはガラス繊維の周囲から噴射される。モルタルを混練りしながら連続してノズルから噴射すると共に、ガラス繊維を所定の長さに切断して、モルタルとガラス繊維とを一緒に噴射する方式は、ダイレクトスプレー方式といわれる。この方式は、ノズルから噴射されるモルタルとガラス繊維とが一緒に成形型枠の成形面に吹き付けられて、ガラス繊維がモルタルに埋設される状態となる。ただし、ガラス繊維を所定の長さに切断して、これをモルタルに混練りしてノズルから噴射することもできる。

モルタルは、加圧された空気でもって、ノズル３から成形型枠１の成形面２に吹き付けられる。ガラス繊維は、モルタルと一緒にノズル３から成形型枠１の成形面２に加圧空気で吹き付けられる。ガラス繊維は、所定の長さに切断してノズル３から成形面２に吹き付けられるが、ガラス繊維の長さは、約３０ｍｍである。ただし、ガラス繊維の長さは１５〜４０ｍｍとすることもできる。ガラス繊維の添加量は、モルタルに対して３〜１０重量％とする。

モルタルは、独特の骨材を特定量混合している。モルタルに混合される骨材は、１リットルの重量を０．０３〜０．６ｋｇとする軽量骨材である。さらに、この軽量骨材は、粒径を３ｍｍ以下とするものである。さらにまた、軽量骨材の添加量は、セメントに対して８〜１５重量％の範囲に特定される。このモルタルが、１〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２の空気圧でノズル３から成形型枠１に噴射される。

軽量骨材の１リットルの重量が０．６ｋｇよりも重く、また、粒径が３ｍｍよりも大きいと、１粒の骨材質量が大きくなり、これが所定の速度で成形面２に吹き付けられると運動エネルギーが大きくなって、成形型枠１の成形面２の内面で反射してしまう。また、軽量骨材の添加量が１５重量％よりも多くても、吹き付けられる成形型枠１の成形面２から反射する確率が高くなる。また、モルタルを成形型枠１の成形面２に噴射する空気圧が３ｋｇｆ／ｃｍ^２より高くても、骨材は成形型枠１の成形面２から反射する。空気圧が高いと、モルタルが成形面２に飛翔する速度が速くなり、運動エネルギーが速度の自乗に比例して大きくなるからである。

骨材の１リットルの重量が０．０３ｋｇよりも軽くなると、ＧＲＣパネル５の強度が低下する。また骨材の添加量が８重量％よりも少なくなっても、ＧＲＣパネル５の強度が低下したり、あるいはクラックが発生しやすくなる。さらにまた、モルタルを成形型枠１の成形面２に噴射する空気圧が１ｋｇｆ／ｃｍ^２よりも低くなると、モルタルを成形面２に飛翔させる速度が遅くなって、能率よく綺麗にモルタルを成形型枠１の成形面２に吹き付けできなくなる。

モルタルに添加する好ましい軽量骨材は、１リットルの重量を０．０５〜０．６ｋｇ、好ましくは０．０５〜０．５ｋｇとし、かつ粒径を１．０ｍｍ以下とするシラスバルーンである。さらに、モルタルに添加する軽量骨材には、１リットルの重量を０．０５〜０．３ｋｇ、好ましくは、０．０５〜０．２ｋｇとし、かつ粒径を１．２ｍｍ以下とする真珠岩系のパーライトを使用することができる。また、粒径を１．２ｍｍ以下とする真珠岩系のパーライトと、粒径を０．６ｍｍ以下とするパーライトを混合して使用することもできる。さらにまた、１リットルの重量を０．６ｋｇ以下とし、粒径を３ｍｍ以下とする黒曜石系のパーライトも使用でき、さらに黒曜石系のパーライトと、真珠岩系のパーライトとを混合して使用することもできる。さらにまた、軽量骨材は、シラスバルーンとパーライトを混合して使用することもできる。

モルタルは、既に市販されている減水剤、収縮低減剤、増粘剤等を添加することができる。減水剤は、水の添加量を少なくして作業性を向上するもので、その添加量は０．１〜３重量％である。収縮低減剤は、硬化するときの収縮を少なくして狂いを少なくするもので、その添加量は０．５〜５重量％である。増粘剤は、モルタルの粘度を高くして、軽量骨材が成形型枠の成形面から反射するのを少なくするもので、その添加量は０．０１〜０．５重量％である。

以下の混合比で混練りしたモルタルを、ノズル３から加圧空気で成形型枠１の成形面２に吹き付ける。
ただし、軽量骨材には１リットルの重量が０．４ｋｇで、粒径を１．０ｍｍ以下とするシラスバルーンを使用する。
セメント……………………………２５ｋｇ
シラスバルーン（軽量骨材）……３．０ｋｇ
収縮低減剤…………………………３００ｇ
減水剤………………………………８００ｇ
（花王株式会社マイティ１５０Ｖ）
水……………………………………１１リットル

以上のモルタルを、２ｋｇｆ／ｃｍ^２の空気圧で、ノズル３から成形型枠１の成形面２に噴射する。成形型枠１は建物の外壁を成形するもので、図２の断面図に示す形状のものであって、幅（Ｗ）を９０ｃｍ、奥行き（Ｄ）を１０ｃｍとするものである。ノズル３は、モルタルを周囲から、ガラス繊維をモルタルの中心から噴射する。ノズル３から噴射されるガラス繊維は、３０ｍｍの長さに切断される。さらに、ガラス繊維量は、モルタルに対して７重量％とする。

以上のようにして、成形型枠１の成形面２に、３ｃｍの厚さでモルタルとガラス繊維とを噴射すると、モルタルに含まれる骨材は成形面２から反射することなく、成形面２に綺麗に付着された。さらに、この混合比のモルタルとガラス繊維を使用して製作されたＧＲＣパネル５の曲げ強度を測定すると、２５０ｋｇ／ｃｍ^２と極めて優れていた。また、成形されたＧＲＣパネル５の比重は１．５と非常に軽くなった。

以下の混合比で混練りしたモルタルを、ノズル３から加圧空気で成形型枠１の成形面２に吹き付ける。
ただし、軽量骨材には１リットルの重量が０．０８ｋｇで、粒径を１．２ｍｍ以下とする真珠岩系のパーライトを使用する。
セメント……………………………２５ｋｇ
パーライト（軽量骨材）…………２．５ｋｇ
収縮低減剤…………………………３００ｇ
減水剤………………………………８００ｇ
（花王株式会社マイティ１５０Ｖ）
水……………………………………１１リットル

骨材として、１リットルの重量が０．０１ｋｇで粒径を０．６ｍｍ以下とする真珠岩系のパーライトと、１リットルの重量が０．０８ｋｇで粒径が１．２ｍｍとする真珠岩系のパーライトとを、重量比が５０：５０となるように混合する以外、実施例２と同様にして、モルタルとガラス繊維とを成形型枠１の成形面２に吹き付けた。この方法によっても、モルタルに含まれる骨材は成形面２から反射することなく、成形面２に綺麗に付着されて、高品質な立体形状のＧＲＣパネル５が製作できた。さらに、曲げ強度と比重は、実施例２に匹敵するものであった。

ノズル３からモルタルを噴射させる空気圧を３ｋｇｆ／ｃｍ^２とする以外、実施例２と同様にして、モルタルとガラス繊維とを成形型枠１の成形面２に噴射した。この方法によっても、モルタルに含まれる骨材は成形面２から反射することなく、成形面２に綺麗に付着されて、高品質な立体形状のＧＲＣパネル５が製作できた。さらに、曲げ強度と比重も実施例２と同じになった。

軽量骨材の添加量を２．５ｋｇから３．５ｋｇとする以外、実施例２と同様にして、モルタルとガラス繊維とを成形型枠１の成形面２に噴射した。この方法によっても、モルタルに含まれる骨材は成形面２から反射することなく、成形面２に綺麗に付着されて、高品質な立体形状のＧＲＣパネル５が製作できた。さらに、曲げ強度と比重は実施例２と同等な値となった。

従来の製造方法でＧＲＣパネルを製造する状態を示す断面図である。本発明の一実施例にかかる製造方法でＧＲＣパネルを製造する状態を示す断面図である。図２に示す成形型枠で製造されたＧＲＣパネルの断面図である。

符号の説明

１…成形型枠
２…成形面２Ａ…立ち上がり部２Ｂ…水平部
２Ｃ…コーナー部
３…ノズル
４…骨材
５…ＧＲＣパネル５Ａ…凸部５Ｂ…凹部
５ａ…凸部５ｂ…凹部

Claims

セメントに骨材と水を混合しているモルタルを、ガラス繊維と共に、加圧された空気でもって、立体的な形状に成形する成形型枠の内面に吹き付けて、表面と内面に凸部または凹部ができる立体的な板状のＧＲＣパネルを製造する方法であって、
骨材として、１リットルの重量が０．０３〜０．６ｋｇであって、粒径を３ｍｍ以下とする軽量骨材を使用し、かつこの軽量骨材の添加量をセメントに対して８〜１５重量％とするモルタルを、１〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２の空気圧でノズルから成形型枠に噴射して硬化させることを特徴とする立体形状のＧＲＣパネルの製造方法。
モルタルに添加する骨材として、１リットルの重量が０．３ｋｇ以下の軽量骨材を使用する請求項１に記載される立体形状のＧＲＣパネルの製造方法。
モルタルに添加する骨材として、シラスバルーンまたはパーライトを使用する請求項１に記載される立体形状のＧＲＣパネルの製造方法。
繊維補強コンクリートパネルが建物の外壁である請求項１に記載される立体形状のＧＲＣパネルの製造方法。