JPH01141858A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、床材、壁材などに用いられるセメント成形体
を有利に調製しうるセメント組成物に関する。

（従来の技術） 床材、壁材などの建築用部材としてセメント成形体が使
用されている。セメント成形体は９例えば、ポルトラン
ドセメントおよび水、さらに必要比応じて他の成分を含
むセメント組成物を所望の型に流し込んで硬化させるこ
とにより調製される。

上記セメント成形体は、ある程度硬化したところで型か
ら取り出され、充分に硬化させるが、連続生産ができず
生産効率が悪い。そのため、セメント成形体を押出成形
により調製する方法（乾式方法）が採用されている。押
出成形によりセメント成形体を得る場合には、製造工程
における流動性を高めることが必要である。セメント組
成物の流動性を高めるには水分を増量することが考えら
れるが、水分量を増加しても加圧によって該組成物材料
が押し出される前に、水分のみが流出し成形不良となる
。さらに、所望の形状の成形体が押し出されたとしても
形くずれし、目的とする硬化セメント成形体は得られな
い。・そのため、使用するセメント組成物中には通常２
石綿が添加されてきた。

この石綿は９製造工程時における泥状のセメント組成物
の流動性を高め、かつ押出された未硬化の成形体の形状
維持を目的として加えられる。石綿はまた。得られる最
終製品の強度を向上させる役割をも果たす。しかし２石
綿は特定化学物質に指定されており、その発癌性が問題
となっている。

石綿セメント成形体を製造するときには使用基準が設け
られてはいるが、製造時および使用時における発塵の問
題から、現在では石綿を使用しない成形体が望まれてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の欠点を解決するものでありその目的
とするところは、押出成形が容易でかつ得られる硬化成
形体の強度に優れ、かつ有害な石綿を含有しないセメン
ト組成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明のセメント組成物は、セメント、球形粒子で主と
してなる無機骨材、セピオライトおよびセルロース系混
和剤を含有し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のセメント組成物に含有されるセメントとしては
、ポルトランドセメント、高炉セメントアルミナセメン
トなど公知のセメントがいずれも使用され得る。

セメント組成物中に含有される無機骨材は１球形粒子で
主としてなる。その粒径は０．１〜５００μｍとされる
。無機骨材の粒径が小さすぎると押出成形時の流動性が
劣る。流動性を確保するために水分量を増加させると、
得られる成形体の強度が低下する。粒径が大きすぎると
成形性に劣り、得られる成形体の表面が平滑でなくなる
。強度も低下する。無機骨材としては、フライアッシュ
（石炭火力発電所の集塵器で採取される微粉炭燃焼灰）
；マイクロシリカ、シリカヒユームおよび球形ケイ酸カ
ルシウム（いずれも、シリコンメタル、フェロシリコン
などの製造時に副生ずる）などが好適である。無機骨材
はセメンｌ−１００重量部に対して１０〜１００重量部
の割合で組成物中に含有される。過剰であると得られる
成形体の強度が低下する。過少であると成形性に劣る。

セメント組成物に含有されるセピオライトは。

例えば（ＯＨｚ）４（ＯＨ）４ＭｇｅＳｉ＋□０３゜・
６〜８Ｈ２０で示されるケイ酸マグネシウム化合物であ
る。このセピオライトは複鎖構造型の粘土鉱物であり、
繊維状、粉末状１粒状、板状などの形で存在する。セピ
オライトはα型およびβ型の結晶構造のいずれかで存在
するが、繊維状の形態で天然に存在しているα型のセピ
オライト（α−セビオライト）が好適に用いられる。こ
の繊維状のセピオライトの繊維径は０．０１〜０．３０
　ｕ　ｍ　、好ましくは０．１５μｍ程度；そして繊維
長は、２μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上である。

通常、天然に存在するセピオライトを適度に粉砕するか
加水混合・撹拌して、解繊し、所望のサイズのセピオラ
イトをスラリーとして得る。セピオライトはセメント組
成物中に。

セメント１００重量部に対し３〜５０重量部、好まし　
。

くは５〜３０重量部の割合で含有される。過少であると
セメント成形体の成形性が悪い。さらに、得られる硬化
セメント成形体の密度が高くなるため全体としての重量
が増加する。耐衝撃性も低下する。過剰であると、成形
体の強度が低下する。

セルロース系混和剤は９組成物に保水性を付与する。そ
のため、水を含む組成物が加圧下で押出成形されるとき
に水分が組成物内に保持され１分離・脱水するのが防止
され、成形性が向上する。

セルロース混和剤を含む組成物は適度な粘度を有するた
め該組成物の流動性が増し、押出成形が容易に行われる
。成形体が硬化するまでの保形性も改善される。セルロ
ース系混和剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどの
セルロース誘導体が用いられる。このセルロース系混和
剤は、セメント１００重量部に対し、０．１〜１０重量
部、好ましくは０．５〜５重量部の割合で組成物中に含
有される。過少であると組成物を混和したときの粘度が
低いため、逆に過剰であると粘度が高いため。

いずれも成形性に劣る。

組成物中には、必要に応じて補強繊維が含有される。補
強繊維は、得られる成形体の曲げ強度および耐衝撃強度
を向上させるのに用いられる。それには例えば、有機繊
維、パルプ、金属繊維などが利用され得る。有機繊維の
素材としては、ビニロン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、カーボン。

アラミドなど耐アルカリ性の素材が用いられる。

パルプの種類は特に限定されないが、セメントの凝固・
硬化に悪影響を与えない古紙パルプがより好適である。

補強繊維の直径は１〜１００μｍ、繊維長は３〜２０ｍ
ｍが適当である。この補強繊維はセメン）１００重量部
に対し１０重量部以下、好ましくは０．２〜１０重量部
の割合で組成物中に含有される。

補強繊維が過剰であると組成物を混合したときの分散性
が悪（、その結果、得られる成形体の強度が低下する。

本発明の組成物を用いてセメント成形体を製造するには
、従来のセメント押出成形と同様の工程が採用され得る
。例えばまず、上記セメント、無機骨材、セピオライト
、セルロース系混和剤、および必要に応じて補強繊維を
トライブレンドする。

これに適量の水を加えて湿式ブレンドを行い２次いで混
練機を用いて充分に混練を行う。得られる可塑性の混練
物を所望の金型を有する押出成形機に導き、加圧下で押
出し成形を行う。押出された所望の形状を有する成形体
は、所定の条件下（例えば温度４０〜６０℃、湿度９０
〜１００％）で４〜４８時間にわたり放置（養生）する
ことにより硬化する。

上記、ブレンド工程、混練工程および押出成形工程には
、いずれも汎用の設備が用いられ得る。

（作用） 本発明のセメント組成物を押出成形すると、押出機内に
おいては混練物は充分な流動性を有し。

流速が均一となりかつ押出された未硬化の成形体は硬化
が進行するまで充分な保形性を有する。このような良好
な性質は、■セメント組成物中の無機骨材は主として球
形の粒子であるため、これが加圧下においてベアリン、
グの効果を示すこと；および■セピオライトを含有する
混練物は稲麦性（チキソトロピー）を有するため、加圧
下においては流動性が良好であり、押出後においては保
形性が充分であること、に主として起因すると考えられ
る。混練物はセルロース系混和剤を含有するため、適当
な粘度が付与される。複雑な異形断面形状を有する金型
により成形が行われる場合にも。

従来の脱水工程を必要とせず、容易に成形が行われる。

押出された未硬化の成形体は保形性が良好であり硬化す
るまでに変形することがない。得られた硬化成形体には
上記無機骨材やセピオライトが含まれているため、該成
形体は充分な強度と耐衝撃性とを有する。このような成
形体は住宅の床材などに好適に利用される。

本発明によれば、このように、従来の石綿繊維を使用す
ることなく高強度のセメント成形体が容易に製造される
。石綿繊維を使用しないため、製造工程および使用時に
おいて石綿の発塵による発癌の危険性がない。

（実施例） 以下に本発明を実施例につき説明する。

スＪＪＬＩ （Ａ）可塑性混練物の調製： 上記処方のセメント組成物の水以外の各成分をミキサー
（品用式万能ミキサー；三英製作所社製）に入れ、３分
間部合した。これに水を加え、約３分間部合した後５混
練機（オーガー式押出し混線機ＭＰ−１００型；宮崎鉄
工社製）で充分に混練して可塑性混練物を得た。

（Ｂ）−１セメント成形体の調製：（Ａ）項で得られた
混練物を、平板試作用金型（開口部中２５０ａｎＸ厚さ
１５ｍ）が取り付けられた真空押出成形機（真空押出成
形機ＭＶ−ＦＭ−＾−１°；宮崎鉄工社製）のホッパー
に供給し、押出し成形により巾２５０ｍｍ、厚さ１５　
ａｎａ　、長さ５０ｃｍの平板サンプルの調製を行った
。

このときの押出圧力と単位時間あたりの押出量とを測定
した。押出圧力は、押出機のバレルから金型へ至る抵抗
部の圧力をブルドン管圧力ゲージで測定した。単位時間
あたりの押出量は、金型先端部から押出される平板サン
プルの６０秒間に吐出された長さ（ｃｍ／１ｗ１ｎ）を
測定し１次式により算出した。

単位時間あたりの ａ；押出された平板サンプルの厚さ（ｃｍ）ｂ：押出さ
れた平板サンプルの巾　（ｃｍ）Ｃ：押出された平板サ
ンプルの長さ（ｃｍ）この未硬化の成形体を５時間、室
温で放置（前置き養生）した後、５０°Ｃ，Ｒ１９５％
以上の雰囲気下で１２時間保持（１次養生）した。この
平板状成形体を２０°Ｃの水中へ約４週間浸漬した。

（Ｂ）−２断面Ω状成形体の調製：第１図（ａ）に示す
ように断面台形状の突条部１１ａが長手方向に沿って配
設された内型１１および該突条部の上部が嵌合する凹溝
部１２ａが長手方向に沿って配設された外型１２を有す
る金型を準備した。この内型１１の突条部の上面の幅方
向寸法は７ｃｍ、底面の幅方向寸法は９ｃｍ、そして高
さは５ｃｍである。外型１２の凹溝部の開口部の幅方向
寸法は１１　、５　ｏｎ　、内奥部の幅方向寸法は９．
５ｃｍ、そして深さは５ｃｍである。別に（Ｂ）−１項
と同様の方法で押出成形にて未硬化の長板状セメント成
形体（２５ｃｍＸ　１．５ｃｒｎＸ３５ｃｍ）を得た。

この未硬化の長板状セメント成形体３を第１図（ａ）に
示すように、内型１１の突条部を挟んで対向配設された
一対の支持板２１．２２上に幅方向の各側部を１ｉ！置
し、第１図０））に示すように、内型１１と外型１２と
でプレス（圧力１０ｋｇ／ａｆｌ、　１０秒間）シ、第
１図（Ｃ）に示す断面Ω状の未硬化成形体３０を得た。

この未硬化成形体を（Ｂ）−１項に準じて硬化させ。

第２図（ａ）および（ｂ）に示すように、上方へ突出す
る凹部を有する硬化成形体３１を得た。

（Ｃ）−１成形体の性能評価：　（Ｂ）−１項で得られ
た浸漬後の平板状成形体を巾２５価、長さ２４０ｍｍに
切断（押出方向に対し直角に切断）Ｌ、１０５°Ｃのギ
ヤーオーブンに入れて約４８時間乾燥後、２４時間放冷
した。このサンプルを・２００ｍｍの間隔で支持し。

その中央部に２．５ｍｍ／分の曲げ速度で力を加えて曲
げ強度を測定した（曲げ強度試験）。別に、浸漬後のサ
ンプルを巾２５０ｍｏ＋、長さ２５０ｍｍに切断（押出
方向に対し直角に切断）シ、上記と同様にオーブン処理
を行った。このサンプルを平坦な川砂上に載置し、その
中央部に１ｋｇの鋼球を２ｍの高さから落下させサンプ
ルに異常が認められるか否かを観察した（衝撃強度試験
）。各試験の結果を下表に示す。

（ＣＬ２成形体の性能評価：　（Ｂ）−２項で得られた
硬化後の成形体３１を長手方向と直角に３０ｃｍの長さ
に切断し、凹部の深さＸ（第２図（ｂ）に示す）をノギ
スで測定した。その結果を下表に示す。

裏施貞Ｉ セピオライトの量を３０重量部、フライアッシュの量を
３０重量部、そして、水の量を６０重量部としたこと以
外は実施例１と同様である。その結果を下表に示す。以
下、実施例３〜５および比較例１〜３の結果もあわせて
下表に示す。

ス新１１１ 無機骨材としてマイクロシリカ（平均粒径１μｍ）３０
重量部使用し、補強繊維を用いなかったこと以外は実施
例１と同様である。

尖施拠↓ フライアッシュの量を４０重量部とし、補強繊維として
アラミド繊維（平均直径１２μｍ、長さ６ｍｍ）を使用
し、セルロース混和剤の量を１．２重量部としたこと以
外は実施例１と同様である。

裏施貫ｌ 無機膏剤としてマイクロシリカ３０重量部を使用し、セ
ピオライトの量を１５重量部とし、セルロース混和剤の
量を１．５重量部とし、そして水の量を４５重量部とし
たこと以外は実施例１と同様である。

止較±１ フライアッシュの量を４０重量部とし、セピオライトを
使用せず、セルロース混和剤の量を１．４重量部とし、
そして水の量、を３０重量部としたこと以外は実施例１
と同様である。

止較１ 無機骨材としてマイクロシリカ３０重量部を使用し、セ
ピオライトを使用せず、セルロース混和剤の量を１．４
重量部とし、そして水の量を３０重量部としたこと以外
は実施例１と同様である。この比較例のセメント組成物
を用いて押出成形を試みたところ、成形性が悪く、所望
の成形体は得られなかった。

比較■↓ フライアッシュの量を４０重量部とし、セピオライトの
量を１００重量部とし、補強繊維としてアラミド繊維を
用い、セルロース混和剤を使用せず。

そして、水の量を１１０重景重量したこと以外は実施例
１と同様である。

（以下余白） 表から２本発明によれば、セメント成形体が押出成形に
より成形性よく得られることがわかる。得られた成形体
は曲げ強度および耐衝撃性に優れ。

水に長期間浸漬して水和させても変形することがない。

（発明の効果） 本発明組成物を用いると、このように、高強度で耐衝撃
性に優れたセメント成形体が、押出成形により成形性よ
く高効率で得られる。このようなセメント成形体は９例
えば集合住宅のデツキ材。

廊下材などの床材として好適に用いられる。石綿が含有
されていないため、製造工程においても使用時において
も石綿の発塵による発癌の危険性がない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は１本発明の組成物を用いて押出
成形により得られる未硬化長板状セメント成形体をプレ
ス加工する工程の、−例を示す説明図、そして第２図（
ａ）および（ｂ）は該プレス加工により得られた断面Ω
状のセメント成形体の斜視図および断面図である。 ３・・・未硬化長板状セメント成形体、３０・・・断面
Ω状セメント成形体。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメント、球形粒子で主としてなる無機骨材、セピ
   オライトおよびセルロース系混和剤を含有するセメント
   組成物。 ２、前記無機骨材がフライアッシュ、マイクロシリカお
   よびシリカヒュームのうちの少なくとも１種である特許
   請求の範囲第１項に記載の組成物。 ３、前記セメント１００重量部に対し、無機骨材が５〜
   １００重量部、そしてセピオライトが３〜５０重量部の
   割合で含有される特許請求の範囲第１項に記載の組成物
   。 ４、前記セルロース混和剤が０．１〜１０重量部の割合
   で含有される特許請求の範囲第３項に記載の組成物。