JP4097495B2

JP4097495B2 - セメント系軽量押出成形体

Info

Publication number: JP4097495B2
Application number: JP2002283607A
Authority: JP
Inventors: 也寸志田中; 貴史栩野
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004114597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異型断面形状のものを含むセメント系軽量押出成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント系押出成形体は、セメントを原料とするため不燃性且つ安価であることに加えて、平板、パイプ等の中空構造製品、種々の異型断面構造製品等の一定の形状として提供されるため、住宅の内外装材等に広く使用されてきた。
しかし、セメント系押出成形体は重いという重大な欠点があり、施工や搬送等の取り扱いが容易ではなかった。
このため、より軽量化されたセメント系の押出成形体を製造する研究が各所で行われてきた。
【０００３】
特許文献１には、軽量骨材として特定物性の独立多孔質発泡体構造を有する真珠岩パーライトをセメント１００重量部に対して４０〜１００重量部添加して軽量成形体とする技術が記載されている。しかし、その成形体の比重は０.９７〜１.１２で、軽量化されたとはいえ、なお十分なものではなかった。
特許文献２では、比重０.８７〜０.９０の軽量成形体が得られている。この技術では軽量化のために、特定物性の軽量無機質発泡体および平均繊維長０.５〜３.０ｍｍパルプをそれぞれ固形分のうち２０〜４０重量％および５〜１０重量％配合している。この配合では、成形性に問題があり、板状の成形体を成形することは可能であるかもしれないが、異型断面形状の成形体を押出成形する場合は、保形性に劣るため成形困難であった。
【０００４】
また、特許文献３では、開示された軽量成形体の比重は０.７８〜１.０６まで発現しているが、この場合、軽量化するための軽量骨材として熱可塑性樹脂発泡粒子を使用している。そのためセメント系でありながら不燃特性を低下させるとともに、押出された未硬化ののセメント成形体が金型から押し出されたあと、押出成形時の圧縮変形のためシュリンクバックによって膨張するため寸法精度が悪化し、表面状態も平滑性に欠けるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４-１１４９３７号公報
【特許文献２】
特開平１１-２０７７１５号公報
【特許文献３】
特開２００１-２６０１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異型断面形状のものを含む絶乾比重０.７５〜０.９５の軽量なセメント系押出成形体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水硬性セメント１００重量部に対してパルプを１０〜５０重量部、水溶性セルロースを６〜２０重量部含有する絶乾比重が０.７５〜０.９５の異形断面を有するセメント系軽量押出成形体に関する。
また、本発明は、水硬性セメント１００重量部に対して、シリカ質原料４０〜１００重量部、軽量骨材７０〜１４０重量部、鉱物質材料２０〜８０重量部を更に含有する上記異形断面を有するセメント系軽量押出成形体に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、セメント系押出成形材料に特定量のパルプと水溶性セルロースを配合することを特徴とするものであり、それによって絶乾比重が０.７５〜０.９５というセメント系としては画期的な軽量性を備え、且つこのような軽量ではこれまで容易に得られなかった異型成形体を押出成形により成形することを可能にしたとろに特徴がある。
なお、ここで「異形断面」とは断面形状が平板状以外の形状を示し、例えば、中空状及びコ字状、Ｌ字状等をいう。また、裏面にリブの存在する形状も含まれる。
【０００９】
本発明において、「水硬性セメント」とは水との反応により硬化体を形成することのできるセメントまたはこのようなセメントが硬化した硬化体をいう。
本発明で使用する水硬性セメントは特に限定されず、各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、シリカセメント、マグネシアセメント、硫酸塩セメント等をすべて含む。
【００１０】
本発明のセメント系軽量押出成形体に配合されるパルプは、綿パルプまたは木材パルプ等の天然パルプが好ましい。天然パルプであれば特に限定されず、バージンパルプのみならず古紙からの再生パルプも使用できる。また木材パルプの場合、木材の組織からリグニンを化学的に取り除いた化学パルプ、木材を機械的に処理した機械パルプのいずれも使用できる。パルプは繊維長が０.０５〜１０ｍｍのものが好ましい。パルプは水硬性セメント１００重量部に対して１０〜５０重量部、好ましくは１２〜４０重量部である。１０重量部より少ないとパルプによる保水効果が不充分となり、押出される組成物中に十分な水分は保持されず押出成形性が低下する。また補強効果も十分に発揮されない。一方、５０重量部より多いと分散不良となり、また繊維が絡まり合って成形性が低下し、成形体の表面平滑性が悪化したりする。さらに、配合全体としての有機分が増加するため燃焼性が悪化することからすれば、特に好ましくは１２〜２５重量部の割合で配合される。
【００１１】
本発明で配合される水溶性セルロースとしては、メチルセルロース、エチルセルロース等のアルキルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエシルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を例示することができる。水溶性セルロースは押出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、成形性を向上させるものである。水溶性セルロースは水硬性セメント１００重量部に対して６〜２０重量部、好ましくは７〜１２重量部の割合で配合される。６重量部より少ないと可塑性が悪化し、いわゆる押出できない（閉塞状態）状態となる。一方２０重量部より多い場合にはコストの上昇を招くだけであり、さらなる効果の向上は期待できない。
【００１２】
本発明では、上記パルプおよび水溶性セルロースに加えて、シリカ質原料、軽量骨材、鉱物質材料を配合することもできる。
本発明のセメント系押出成形材料に用いることのできるシリカ質原料としては、珪石粉、高炉スラグ、珪砂、フライアッシュ、珪藻土、シリカヒューム、非晶質シリカ等を使用することができる。好ましくは、成形体の強度向上および寸法安定性に寄与する点から、珪石粉、珪砂である。これらのシリカ質原料として好ましくは比表面積（ＪＩＳＲ５２０１に記載の方法による）が３０００〜１５０００ｃｍ^２／ｇのものを使用する。シリカ質原料は水硬性セメント１００重量部に対して４０〜１００重量部、好ましくは５０〜９０重量部の割合で配合される。シリカ質原料が４０重量部より少ないと成形体の強度が低下する上に、エフロレッセンスが発生し易くなり、１００重量部より多くても成形体の強度が低下する。
【００１３】
本発明で使用する軽量骨材としては、火山れきなどの天然軽量骨材、焼成フライアッシュなどの人工軽量骨材、真珠岩パーライト、黒曜石パーライト、バーミキュライトなどの超軽量骨材、膨張スラグなどの副産物軽量骨材を使用することができる。好ましくは、真珠岩パーライト、黒曜石パーライト、バーミキュライトである。例えば、特許第３０４０１４４号の特許公報に記載されているようなパーライトが例示できる。
【００１４】
本発明で配合することのできる鉱物質材料としては、ウォラストナイト、タルク、アタパルジャイト、セピオライト、セライト、ロックウール等を例示することができる。鉱物質材料は水硬性セメント１００重量部に対して２０〜８０重量部、好ましくは４０〜６０重量部の割合で配合される。鉱物質材料が８０重量部より多いと成形体の強度が低下する。なお、鉱物質材料は保水性を有するものが好ましく、形状については、繊維状及び粉末状いずれであっても良い。
【００１５】
本発明のセメント系押出成形材料には、上記以外の添加剤として、必要に応じて、マイカ、アルミナ、炭酸カルシウム、コンクリート粉体等のシリカ以外の無機質材料、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、炭素繊維等の他の補強繊維、減水剤、界面活性剤、増粘剤、石膏等のセメントの硬化促進剤等を配合することもできる。
【００１６】
本発明のセメント系軽量押出成形体は、上記成分を含有するセメント組成物を均一に混合し、これに水を加えて混練して得られたセメントペーストをスクリュータイプの押出成形機にかけて成形することによって得られる。
押出成形にあたっては、押出機に取り付けられた脱気装置によって、混練中にセメントペースト中に取り込まれた過剰の残存気泡を適度に脱気してもよい。
押出成形された成形体は用途に応じて適度の長さで裁断してトレー等に受け取り、硬化される。硬化は常温に放置して行ってもよいし、高温蒸気中またはオートクレーブ中で蒸気養生して促進硬化させてもよい。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的、且つより詳細に説明する。
実施例１
普通ポルトランドセメント１００重量部に、パルプ３０重量部、水溶性セルロースとしてメチルセルロース（信越化学工業社製）７重量部を加え、更にシリカ質原料として珪石粉７０重量部、軽量骨材として嵩密度０.２５ｇ／ｃｍ^３のパーライト９０重量部、鉱物質材料５０重量部および長さ５ｍｍ、繊維径１２μｍのポリプロピレン短繊維１.５重量部、無機質材料２０重量部を配合した。こうして調製した水硬性セメント組成物をミキサーにより３分間粉体混合し、混合を続けながらこれに水２４０重量部を少しずつ加えつつ２分間混合した。これをニーダーに移して３分間混練してセメントペーストを練り上げた。
得られたセメントペーストをスクリュー式真空押出成形機から金型を通して押出成形した。成形体の異形断面形状はコ字状であって、幅１９０ｍｍ、コ字部分（裏面側に突出する部分）の高さ６０ｍｍ、肉厚１２ｍｍである。金型から吐出された押出物はトレーに受けた。押出成形は、金型での詰まりや異常な押出圧の上昇もなく長時間にわたって順調に行うことができた。得られた押出物の表面は滑らかであった。またトレーに受けた後も形状が崩れることなく押し出された状態の形状を保持した。
押出成形体はトレーごと蒸気養生した。蒸気養生は、飽和水蒸気の条件下で、７０℃で５時間保持した。
【００１８】
得られた押出成形セメント硬化体は、絶乾比重が０.８２と極めて軽量であり、このような軽量であるにもかかわらず、表１に記載したように良好な機械的特性を備えていた
【００１９】
実施例２〜３
表１に記載した配合でそれぞれのセメントペーストを調製し、実施例１と同様にしてコ字状異形断面の押出成形体を成形した。比重、押出成形性、押出成形体の表面状態を表１に合わせて記載した。
得られた押出成形体を実施例１と同じ条件で蒸気養生して硬化し、押出成形セメント硬化体を得た。これらは、表１に記載したように、軽量で優れた物性を備えた従来にないセメント系の軽量押出成形体であった。
【００２０】
比較例１〜３
表１に記載した配合でそれぞれのセメントペーストを調製し、実施例１と同様にしてコ字状異形断面の押出成形体を成形した。比重、押出成形性、押出成形体の表面状態を表１に合わせて記載した。
得られた押出成形体を実施例１と同じ条件で蒸気養生して硬化し、押出成形セメント硬化体を得た。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
本発明により、従来にない軽量で種々の形状の押出成形体を容易に製造でき、建築材料として好適なセメント系成形体を提供することができる。このセメント系軽量押出成形体は、軽量であるため施工ハンドリングは容易であるだけでなく、鋸引き性や釘打性等の加工性にも優れ、且つ良好な物理的特性を備えている。また、異形断面形状が可能となるため、内外装材、化粧材、笠木、化粧柱、胴差し、破風等に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異型断面を有する押出成形体の１例の断面図（中空形状）。
【図２】本発明の異型断面を有する押出成形体の他の１例の断面図（裏面リブ構造形状）。
【符号の説明】
１：異型断面押出成形体、
２：中空部、
３：リブ部。

Claims

水硬性セメント１００重量部に対してパルプを１０〜５０重量部、水溶性セルロースを６〜２０重量部含有し、絶乾比重が０.７５〜０.９５であり、異形断面を有するセメント系押出成形体。
水硬性セメント１００重量部に対して、シリカ質原料４０〜１００重量部、軽量骨材７０〜１４０重量部、鉱物質材料２０〜８０重量部を更に含有する請求項１に記載の異形断面を有するセメント系押出成形体。