JP4127781B2 - 建材用組成物、それを用いた建築材料の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建材用組成物、それを用いた建築材料の製造方法、さらに詳しくは耐力壁用荒壁パネル、断熱・防音パネル、土壁や花壇等のブロック材などの建築材料を製造するための建材用組成物、それを用いた建築材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、プラスチック系ボードや珪酸カルシウム板、石膏ボード等の無機ボードが建築材料として多数用いられている。しかしながら、プラスチックス系ボードにあってはそれから発生するホルマリン等の化学物質により化学物質過敏症を引き起こし大きな社会問題となっている。また、無機系ボードにあっても、低コスト化、高機能化が実現され大量生産が可能となったが、使用後のリサイクルが困難でそのまま産業廃棄物として放置され、国土の狭い我が国にとって大きな問題となっている。その一方、近年、地球環境保護の観点から様々な産業廃棄物の有効利用が検討されるようになり、製紙スラッジを使用した建築材料が特開２００１−１１７９９号公報に、また、破砕した使用済みの故紙と使用済みの合成樹脂製シート廃材を使用した例が特開２０００−３０２５３５号公報に、さらに鋳物廃砂を使用した例が特開２０００−２２０２４７号公報に、それぞれ提案されている。しかし、いずれもプラスチックス系ボードや無機系ボードと同様に化学物質過敏症の問題、使用後の放置の問題が残っている。これに対し、古来から使用されてきた土を用いた土壁等は、その調湿性がよいことから高温多湿な環境に対して快適な生活環境を提供する上に、リサイクルが容易で産業廃棄物の放置の問題も少ない。しかしながら、土を用いた土壁等は、その作業に長時間を要するばかりでなく、耐震性にも劣り需要が年々低下している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした現状に鑑み、本発明者等は、鋭意研究を続けた結果、珪藻土、廃木材及び無機系硬化剤を含有する建材用組成物又はさらに田土や故紙などを含有する建材用組成物を用いて建築材料を製造すると、従来の土壁と同様の調湿性に優れ快適な生活環境が達成できる上に、得られた建築材料を破砕するだけで再利用ができるなどリサイクルが容易で、しかも木材チップ、鋸屑、鉋屑、倒木の破砕物などの廃木材や古畳、古瓦の破砕物、さらには破砕土などの産業廃棄物も原料として使用できことから地球環境的に優しい建築材料が得られることを見出して本発明を完成したものである。すなわち、
【０００４】
本発明は、生活環境及び地球環境に優しく、資源のリサイクルが可能な建材用組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、上記建材用組成物を用いた建築材料の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、珪藻土、廃木材及び無機系硬化剤、又はさらに田土などを含有する建材用組成物及びそれを用いた建築材料の製造方法に係る。
【０００７】
本発明の建材用組成物は、上述のとおり珪藻土、廃木材、田土及び無機系硬化剤、さらに故紙、古畳、古瓦の破砕物や破砕土などの産業廃棄物を含有する建材用組成物であるが、前記珪藻土は全成分中１０〜５０重量％、廃木材は５〜３０重量％、無機系硬化剤は１０〜８０重量％の範囲で含有するのがよい。珪藻土が１０重量％以下では、建築材料の強度が不足して好ましくなく、珪藻土が５０重量％を超えると建築材料の硬度が高すぎ釘打ちや鋸引きが困難となる。また、廃木材が５重量％未満では建築材料のくぎ打ちや鋸引きが困難となり、かつ調湿性も悪く、３０重量％を超えると強度が弱くなり好ましない。さらに、無機系硬化剤が１０重量％以下では建築材料の強度が不足し、８０重量％を超えると硬くなり過ぎ好ましくない。前記珪藻土としては、市販の珪藻土が用いられ、廃木材としては、木材チップ、鋸屑、鉋屑等が挙げられ、均一な混合物が得られるように必要に応じて破砕して使用するのがよい。また、無機系硬化剤とはセメント系土壁用硬化剤、珪酸塩系土壁用硬化剤、水ガラス系土壁用硬化剤から選ばれる無機系土壁用硬化剤をいうが、特にセメント系土壁用硬化剤が好ましい。本発明の建材用組成物は田土を含有するが、該田土とは、田、畑から採取された粘土質の土をいう。この田土を含有することで建築材料の保水性がより良好となる上に、乾燥後の強度が高くなり、かつ色合いにも優れて好ましい、前記田土としては、好ましくは荒木田土、京深草土が挙げられ、中でも京深草土がよい。該田土は５〜４０重量％の範囲で含有するのがよい。田土が５重量％未満では効果がなく、４０重量％を超えると強度が低下して好ましくない。前記に加えて本発明の建材用組成物はさらに故紙及び／又は古畳、古瓦の破砕物や破砕土などの産業廃棄物を１０〜３０重量％の範囲で含有することができる。該産業廃棄物の含有量が１０重量％未満では資源の再利用効果が少なく、３０重量％を超えると建築材料の強度が低下して好ましくない。前記破砕土としては、土壁の破砕物、本発明の建築材料の破砕物などが挙げられる。
【０００８】
本発明の建築材料の製造方法を以下に示す。すなわち、珪藻土と廃木材と田土とを水と混合し、さらに必要に応じて故紙及び／又は古畳、古瓦の破砕物や破砕土などの産業廃棄物、抗菌剤、防虫剤を配合した混合物をよく攪拌したのち、成形直前に無機系硬化剤を投入して建材用組成物を調製し、パネル又はブロックに成形し、乾燥養生する方法である。前記製造方法で採られる成形手段としては建材用組成物を型枠に流し込み加圧する流込成形や押出機から押し出す押出成形などが挙げられるが、耐力壁用荒壁パネルや断熱用荒壁パネルなどの大型のパネルの製造には、成形が簡単な流込成形法がよい。この流込成形法においては、図１に示すように角鋼材でパネル寸法の枠２を作成し、その上下に防水合板の押板３を配し、その１箇所にダボ仕口４を設けて型枠１を形成し、調製した建材用組成物を型１に流し込み、押板３に５０〜２００ｋｇの重しを載せ、乾燥養生し、脱型し恒温・恒湿室で養生して製品に仕上げる。特に耐力壁用荒壁パネルの製造においては建材用組成の流し込み時に、木舞木摺板を埋め込み強度を挙げるのがよい。前記木舞木摺板としては、細木を網目状に組んだ板状体が用いられるが、埋込み枚数は１〜３枚の範囲がよい。
【０００９】
上記成形法の押出成形法は生産性が良いことから土壁や花壇等のブロック、小型の断熱・防音材などの製造に好適に用いられる。押出成形機の押出圧力は約２〜８０ＭＰａ、好ましくは３〜６０ＭＰａの範囲がよい。また、押出成形前に４０〜２５０℃の温度に建材用組成物を加熱すると乾燥工程がスムーズにできて好ましい。
【００１０】
上記成形後の乾燥養生方法としては、３〜１０日間の常温による通風乾燥養生、加熱乾燥養生、減圧乾燥養生などが採用できるが、通風乾燥養生などの自然乾燥が好ましい。前記加熱乾燥養生にあっては４０〜２５０℃、好ましくは８０〜２００℃の範囲が選ばれる。
【００１１】
上記建材用組成物の調製で使用する攪拌法としては、プレフォーム法、プレミックスフォーム法又はミックスフォーム法などが挙げられ、また、攪拌機としては、オムニミキサー、ヘンシェル型ミキサーなどが使用できる。
【００１２】
本発明の製造方法で製造される建築材料は、原料が自然素材であることから、従来の荒土で作成した土壁のように調湿性が高い上に、破砕してのリサイクルが容易である。しかも、化学物資の発生による化学物質過敏症を起こすことがなく、また、製品にはやんわりとした土の感触があり、作成した土塀や花壇が古都の風情によく溶け込み、美しい町並みが調和よく保存ができる。
【００１３】
上記に製造した建築材料には抗菌性があるが、より高い抗菌性を求めるには公知の抗菌剤を配合するのがよい。使用する抗菌剤としては、合成物質でもまた天然物でもよいが、具体的にはフェニトロチオン、フェニトロン、クロルベンジレート、ダイアジノン、除虫菊などが挙げられる。この抗菌剤は液体で又は粉末として配合される。
【００１４】
【実施例】
以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例の圧縮強度等の物性はコンクリートの圧縮試験法（ＪＩＳＡ１１０８）、セメントの物理試験（ＪＩＳＲ５２０１）及び建築基準法施行令第４６条第４項表１の（ハ）に基づく木造軸組耐力壁の試験法に準拠した。
【００１５】
参考例
珪藻土２ｋｇと木材チップ１ｋｇと水６０リットルとをミキサーに入れ３０分間攪拌し、さらに水２０リットルを加えたのち無機系硬化剤（秩父コンクリート工業社製、土壁用硬化剤）を５ｋｇ投入し、よく混ぜ建材用組成物を調製した。該建材用組成物を１８００ｍｍ×６００ｍｍ×３０ｍｍの角鋼材で作成した型枠に半分流し込み、木舞木摺板（木材の細木、縦５本、横１０本を網目状に組んだ寸法６ｍｍ×３６ｍｍ×１８００ｍｍの木摺板）１枚載せ、残りの半分を流し込み押板で押え６０ｋｇの重しを置いて１日養生した。脱型後乾燥棚で自然乾燥して１８００ｍｍ×６００ｍｍ×２６ｍｍの耐力壁用荒壁パネルを製造した。該パネルを建築基準法施行令第４６条第４項表１の（ハ）に基づく木造軸組耐力壁の試験法でその耐力を測定したところ、横張りで２，０００Ｋｇｆ，縦張りで１，５００Ｋｇｆであった。また、荒壁パネルの縦張及び横張試験をおこなったところ、３つ割筋交壁より耐力があり、耐震性に優れていることがわかった。さらに、積載荷重に対する層間変形角を調べたところ、変形が少なかった。その結果を図２に示す。
【００１６】
実施例１
珪藻土１ｋｇ、京深草土２ｋｇ、木材チップ１ｋｇ及び水６０リットルをミキサーに入れ３０分間攪拌したのち、さらに水３０リットルを加え無機系硬化剤（秩父コンクリート工業社製、土壁用硬化剤）を５ｋｇ投入し、建材用組成物を調製した。該建材用組成物を約１８００ｍｍ×６００ｍｍ×３０ｍｍの角鋼材で作成した型枠に半分流し込み、木舞木摺板（前出）を１枚載せ、残りの半分を流し込み押板で押え６０ｋｇの重しを置いて１日養生した。脱型後乾燥棚で自然乾燥して１８００ｍｍ×６００ｍｍ×２６ｍｍの耐力壁用荒壁パネルを製造した。該パネルを建築基準法施行令第４６条第４項表１の（ハ）に基づく木造軸組耐力壁の試験法でその耐力を測定したところ、横貼りで２，０００Ｋｇｆ，縦張りで１，５００Ｋｇｆであった。また、荒壁パネルの縦張及び横張試験をおこなったところ、３つ割筋交壁より耐力があり、耐震性に優れていることがわかった。さらに、積載荷重に対する層間変形角を調べたところ、変形が少なかった。その結果を図２に示す。
【００１７】
実施例２
珪藻土１ｋｇ、深草土２ｋｇ、水３０リットルをミキサーに入れ３０分間攪拌したのち３０リットルの水に漬けた故紙を３ｋｇ入れ、混ぜ合わせ、さらに水３０リットルを加えたのち無機系硬化剤（秩父コンクリート工業社製、土壁用硬化剤）を５ｋｇ投入し、よく混ぜ建材用組成物を調製した。
【００１８】
次いで、上記建材用組成物を実施例１と同様な操作で成形・養生し耐力壁用荒壁パネルを製造した。該パネルを建築基準法施行令第４６条第４項表１の（ハ）に基づく木造軸組耐力壁の試験法でその耐力を測定したところ、その耐力は実施例１の荒壁パネルとほぼ同程度であった。また、荒壁パネルの縦張及び横張試験をおこなったところ、３つ割筋交壁より耐力があり、耐震性に優れていることがわかった。さらに、積載荷重に対する層間変形角を調べたところ、変形が実施例２のパネルより小さかった。
【００１９】
実施例３
表１に示す成分割合の建材用組成物を調製し、約９００ｍｍ×４００ｍｍ×３０ｍｍの角鋼材で作成した型枠に流し込み、９００ｍｍ×４００ｍｍ×２６ｍｍの断熱材用パネルを製造した。
【００２０】
【表１】
（単位ｋｇ）
【００２１】
得られたパネルから試験体を作成し、圧縮試験を行った。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
上記にみたように、この断熱用パネルは、高い応力を有し、また耐震性にも優れ、かつ素材が天然材からなることからプラスチック建材のように化学物質過敏症を起こすことがない、内装用下地材などとして有用である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の建材用組成物は、珪藻土、廃木材、無機系硬化剤及び田土を含み、さらに必要に応じて故紙及び／又は古畳、古瓦の破砕物及び破砕土などの産業廃棄物を含有し資源の有効利用ができる上に、得られた建築材料は耐力が高く、積載加重変形が少なく、しかもやんわりとした土の感触があり、作成した土塀や花壇は古都の風情によく溶け込み、美しい町並みが調和よく保存ができ、さらに、化学物資の発生による化学物質過敏症を起こすことがなく、生活環境及び地球環境に優しいという効果を奏します。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の荒壁パネルを製造する型枠の説明図である。
【図２】本発明の製造法で得られた荒壁パネルの積載荷重試験を示す図である。
【符号の説明】
１ ： 型枠
２ ： 角鋼材
３ ： 防水合板
４ ： ダボ仕口

Claims (4)

1. １０〜５０重量％の珪藻土、５〜３０重量％の廃木材、５〜４０重量％の田土及び１０〜８０重量％のセメント系土壁用硬化剤、珪酸塩系土壁用硬化剤及び水ガラス系土壁用硬化剤から選ばれる無機系土壁用硬化剤を含有することを特徴とする建材用組成物。
2. さらに１０〜３０重量％の故紙及び／又は古畳、古瓦の破砕物や破砕土を含有することを特徴とする請求項１記載の建材用組成物。
3. 無機系土壁用硬化剤がセメント系土壁用硬化剤であることを特徴とする請求項１又は２記載の建材用組成物。
4. 田土が荒木田土又は京深草土であることを特徴とする請求項１又は２記載の建材用組成物。