JP4157749B2 - 繊維強化セメント板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白華現象を生じにくい繊維強化セメント板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
繊維強化セメント板は、主原料としてポルトランドセメント等のセメントを使用することから白華（エフロレッセンスともいう）現象を生じやすい。白華現象とは、セメントの水和反応によって生じた遊離石灰等が、繊維強化セメント板に含まれる含水分に溶出し、乾燥に伴って表面に移動して表面上に析出する現象である。白華現象は、繊維強化セメント板の外観を著しく損なうので外観不良の原因となる。また、繊維強化セメント板の表面に塗料を塗装する場合、白華現象があると塗膜剥離の原因となる等の問題もある。
【０００３】
白華現象を防止するための手段としては、白華防止剤を使用することが一般的である。白華防止剤としては、例えば脂肪族系、脂環族系、芳香族系の爆発しにくい液状炭化水素、ハロゲン化炭化水素、鉱物油等が公知であり（特許文献１）、シリカ分９０％以上で可溶性成分の多いシリカ質混合材の効果も公知である（非特許文献１）。
【０００４】
従って、繊維強化セメント板の原料として、セメントとともにフライアッシュやシリカフュームのような非晶質シリカ原料を併用すれば白華現象は減少する。セメントとともにフライアッシュやシリカフューム等の非晶質シリカ原料を併用した繊維強化セメント板の製造方法については多くの方法が提案されている（例えば特許文献２）が、単にセメントとともにフライアッシュやシリカフューム等の非晶質シリカを併用しただけでは白華現象を十分に低減することはできなかった。
【０００５】
また、特許文献３には、繊維とセメントを主原料とし、この主原料を含む材料を水で分散させてスラリーとし、脱水・成形を行うことにより製品形状を作り、その後、養生にて硬化させて繊維強化セメントからなる無機硬化体を製造する方法において、スラリーに遅延剤を所定量添加し、湿熱養生後に、１３０度以上２時間以上のオートクレーブ養生を行うことを特徴とする無機硬化体の製造方法が開示されている。しかし、この技術は、必要に応じてセメントの反応を遅らせることができるものでありながら、最終工程では十分な硬化が得られる無機硬化体の製造方法に関するものであり、遅延剤はセメントの硬化反応を遅らせる目的で使用されているだけであり、また、非晶質シリカ原料と遅延剤とを併用しているわけでもないので、十分な白華防止効果が得られるわけでもない。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭４９−１２８０２０号公報
【特許文献２】
特開昭６１−２６５４４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２５５６７１号公報
【非特許文献１】
賓迫晏，「エフロレッセンス」，コンクリート技術者のためのセメント化学雑論，社団法人セメント協会，昭和６０年５月増補第１版，Ｐ．６１−６５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、白華現象が生じにくい繊維強化セメント板の製造方法を提供することにあり、本発明者らは、非晶質シリカ原料と遅延剤とを併用することにより上記課題を解決できることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくともセメント原料、繊維原料及び非晶質シリカ原料を必須原料とするとともに必要に応じて充填材を含む原料に、水を加え混合して原料スラリーを調整し、該原料スラリーを抄造法により板状に成形してグリーンシートを得、該グリーンシートを養生硬化してなる繊維強化セメント板の製造方法において、原料スラリーを調整する際に、セメント原料と非晶質シリカ原料とを合計した質量に対して、外割で０．０３質量％以上２質量％以下の範囲で遅延剤を添加することを特徴とする繊維強化セメント板の製造方法を提供するものである。また本発明は、前記遅延剤がリグニンスルホン酸系遅延剤及び／又はオキシカルボン酸系遅延剤であることを特徴とする前記の繊維強化セメント板の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに説明する。
本発明は、セメント原料、繊維原料及び非晶質シリカ原料を必須原料とするものであるが、必要に応じて後述する充填材を原料として配合することができる。セメント原料としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントが好適である。セメント原料が原料全体に占める配合割合は、３０〜７０質量％が好適である。セメント原料の配合割合が３０質量％未満であると得られる繊維強化セメント板の強度が不十分となることから好ましくなく、一方、セメント原料の配合割合がを７０質量％越えると白華現象の低減が不十分となることから好ましくない。
【００１０】
繊維原料は特に制限を受けるものではないが、従来の繊維強化セメント板における代表的な繊維原料であった石綿は、健康問題への影響が指摘されていることから使用しないことが望ましい。石綿を使用しない場合の繊維原料としては、セルロースパルプと合成有機繊維とを併用することが好適である。合成有機繊維としては、例えばＰＶＡ繊維、ＰＡＮ繊維、アラミド繊維等を使用することができる。繊維原料として石綿を使用しない場合、繊維原料が原料全体に占める配合割合は、セルロースパルプ２〜１０質量％、好ましくは３〜８質量％の範囲内であり、合成有機繊維０．５〜３質量％、好ましくは１〜３質量％の範囲内である。セルロースパルプの配合量が２質量％未満では、十分な強度を有する繊維強化セメント板が得られないために好ましくなく、また、セルロースパルプの配合割合が１０質量％を越えると、繊維強化セメント板の不燃性能が低下するために好ましくない。また、合成有機繊維の配合割合が０．５質量％未満であると、十分な強度を有する繊維強化セメント板が得られないために好ましくなく、更に、合成有機繊維の配合比率が３質量％を越えると、繊維強化セメント板の不燃性能が低下するために好ましくない。
【００１１】
非晶質シリカ原料は、セメントとの反応性に富むものが好ましい。好ましい非晶質シリカ原料としては、例えばシリカヒュームやフライアッシュがある。非晶質シリカ原料が原料に占める配合割合は、１０〜４０質量％であることが好ましい。非晶質シリカ原料が原料全体に占める配合割合が１０質量％未満であると、十分な白華現象の防止効果が得られないことから好ましくなく、また、非晶質シリカ原料が原料に占める配合割合が４０質量％を越えると、十分な強度を有する繊維強化セメント板が得られないために好ましくない。
【００１２】
本発明においては、上記非晶質シリカ原料と遅延剤とを併用することが重要である。本発明に使用する遅延剤としては、グルコン酸塩、ポリオール高分子複合体、水溶性高分子（メチルセルロース、メチルセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、デキストリン、ポリアクリル酸ソーダ）、珪フッ化物（珪フッ化ソーダ）、リン酸塩、硼酸塩、酸化亜鉛、塩化亜鉛、酸化鉛、酸化硼素、硼砂、リグニンスルホン酸塩（リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸ナトリウム）、芳香族スルホン化物、オキシカルボン酸、アミノカルボン酸等が好適であり、特にリグニン系遅延剤、カルボン酸系遅延剤が好適である。なお、前記遅延剤は２種類以上を併用してもよい。遅延剤の添加量は、セメント原料と非晶質シリカ原料とを合計した質量に対して、外割で０．０３〜２質量％の範囲が好適である。遅延剤の添加量がセメント原料と非晶質シリカ原料とを合計した質量に対して外割で０．０３質量％未満であると、十分な白華防止効果が得られないことから好ましくなく、また、遅延剤の添加量がセメント原料と非晶質シリカ原料とを合計した質量に対して外割で２質量％を越えると、セメントの水和反応が遅延されて養生硬化に長時間を要し生産効率が低下するので好ましくない。
【００１３】
本発明においては、必須原料であるセメント原料、繊維原料及び非晶質シリカ原料の他に、必要に応じて以下の充填材を原料として使用することができる。
▲１▼ウォラストナイト、トバモライト、ゾノトライト等の珪酸カルシウム粉末；
▲２▼マスコバイト、バイオタイト、パラゴナイト、セリサイト等の雲母鉱物粉末；
▲３▼パーライト、炭酸カルシウム等の無機質増量材粉末；
▲４▼ベントナイト、カオリナイト、バーミキュライト等の粘土鉱物粉末；
▲５▼パリゴルスカイト、セピオライト等の繊維質鉱物粉末；
▲６▼ゼオライト等の多孔質鉱物粉末。
上記充填材が原料全体に占める配合割合は、４０質量％以下好ましくは３５質量％以下である。充填材が４０質量％を越えると十分な強度を有する繊維強化セメント板が得られないので好ましくない。
【００１４】
上記のような配合を有する原料に水を添加して混合し原料スラリーを調整するが、遅延剤は原料配合に添加する水に予め加えておくか、あるいは水を添加する際に同時に添加するのがよい。調整された原料スラリーの固形分濃度は２〜２７質量％、好ましくは３〜２２質量％の範囲内である。ここで、原料スラリーの固形分濃度が２質量％未満であると、生産効率が低下するために好ましくない。また、該固形分濃度が２７質量％を越えると、均一は繊維強化セメント板が得られないことがあるために好ましくない。調整された原料スラリーを抄造してグリーンシートを得る。抄造方法として公知の方法を使用すればよく、丸網抄造法、長網抄造法、フローオン法等を使用することができる。
【００１５】
抄造して得られたグリーンシートは、必要に応じて加圧成形を行い、養生・硬化して繊維強化セメント板を得ることができる。グリーンシートを加圧成形する場合、複数枚のグリーンシートを積層して加圧成形しることにより、通常の抄造法では得にくい厚さを有する繊維強化セメント板を得ることもできる。また、板の形状は平板状でもよく波形等の形状でもよい。養生方法としては、普通養生、スチーム養生、オートクレーブ養生等公知の養生方法を使用することができる。なお、得られた繊維強化セメント板は、必要に応じて含水率を調整するための乾燥が施される。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明の繊維強化セメント板の製造方法を更に説明する。
実施例１
セメント原料として普通ポルトランドセメント５０質量％、繊維原料としてセルロースパルプ（ＮＢＫＰ）５質量％及びＰＶＡ繊維（クラレ社製ビニロン、長さ６ｍｍ）２質量％、非晶質シリカ原料としてフライアッシュ（太平洋セメント社製スーパーフロー）２２質量％、並びに充填材として炭酸カルシウム粉末２０質量％を準備した。上記原料に水を添加する際に、同時にオキシカルボン酸系遅延剤であるグルコン酸ナトリウムを普通ポルトランドセメントとフライアッシュとの合計量７２質量％に対して外割で０．１４質量％添加し、混合して固形分濃度８質量％の原料スラリーを調整した。配合原料の量は１配合につき６００ｋｇとした。
次に、調整した原料スラリーを丸網抄造機により抄造して厚さ７．２ｍｍのグリーンシートを得、これを２１．８ＭＰａの圧力で加圧成形した後、８０℃で１５時間のスチーム養生を行って硬化させ、硬化後１２０℃で加熱乾燥して含水率を約１０％に調整し、四周を切断して、幅９１０ｍｍ×長さ１８２０ｍｍ×厚さ６ｍｍの平板状の繊維強化セメント板を得た。抄造は５配合を行い、得られた繊維強化セメント板の枚数は１５０枚であった。
得られた繊維強化セメント板１００枚について表面を目視観察した結果、白華現象は観察されなかった。また、壁材として２０枚を試験施工したところ色違い等の問題も認められなかった。なお、得られた繊維強化セメント板について、ＪＩＳ Ａ ５４３０に基づいてかさ密度と曲げ強度を測定した結果、かさ密度は１．６２ｇ／ｃｍ^３で、曲げ強度は３１．４Ｎ／ｍｍ^２であり、繊維強化セメント板として十分な強度を有していることが確認できた。
【００１７】
比較例１
遅延剤を使用しなかったことを除き、実施例１と同一条件にて平板状の繊維強化セメント板１５０枚を得た。得られた繊維強化セメント板１００枚について表面を目視観察した結果、１５枚に白華現象が認められ、そのうち１枚は白華現象が著しく、不良品に該当するものであった。また、壁材として２０枚を試験施工したところ不良には該当しないものの多少の色違いが認められた。なお、得られた繊維強化セメント板について、ＪＩＳ Ａ ５４３０に基づいてかさ密度と曲げ強度を測定した結果、かさ密度は１．６４ｇ／ｃｍ^３で、曲げ強度は３１．３Ｎ／ｍｍ^２であり、実施例１と物性上の差異は認められなかった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、非晶質シリカ原料と遅延剤とを併用することにより、公知の抄造法を使用して、白華現象を生じにくい繊維強化セメント板を容易に製造することができる。

Claims (2)

1. 少なくともセメント原料、繊維原料及び非晶質シリカ原料を必須原料とする原料に、水を加え混合して原料スラリーを調整し、該原料スラリーを抄造法により板状に成形してグリーンシートを得、該グリーンシートを養生硬化してなる繊維強化セメント板の製造方法において、前記非晶質シリカ原料としてシリカヒューム又はフライアッシュを使用し、原料スラリーを調整する際に、セメント原料と非晶質シリカ原料とを合計した質量に対して、外割で０．０３質量％以上２質量％以下の範囲でリグニンスルホン酸系遅延剤及び／又はオキシカルボン酸系遅延剤を添加することを特徴とする繊維強化セメント板の製造方法。
2. 前記必須原料に加え、珪酸カルシウム粉末、雲母鉱物粉末、無機質増量材粉末、粘土鉱物粉末、繊維質鉱物粉末及び多孔質鉱物粉末から選ばれる充填材を配合することを特徴とする請求項１記載の繊維強化セメント板の製造方法。