JPH01141859A - 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、さらに必要に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
（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９石綿
が添加されてきた。

この石綿は、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９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、繊維状ウォラス
ナイト２球形粒子で主としてなる無機骨材、補強繊維お
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。

セメント組成物に含有される繊維状ウォラスナイトは、
β型の結晶構造を有する（針状または長柱状の）繊維状
鉱物である。繊維状ウォラスナイトは、その比表面積が
５０００〜２５０００ｃ＋ｆｔ　／　ｇ程度のものが好
適に用いられる。繊維状ウォラスナイトは、その形状か
ら、セメント組成物中に乾式ブレンドにより充分に分散
され得る。さらに、その比面積が、ポルトランドセメン
トの２倍以上も大きいことから、水によるセメント硬化
反応を促進させ得、かつ硬化後も高強度が得られる。繊
維状ウォラスナイトはセメント組成物中に、セメント１
００重量部に対し２〜５０重量部の割合で含有される。

過少であると得られるセメント押形体の強度が低下する
。過剰であると成形性に劣り、かつ成形体の強度も低下
する。

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得られる成形体の強度が低下し
、大きすぎると成形性に劣る。

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。

無機骨材はセメント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。過少であると得
られる成形体の強度が低下する。過剰であると成形性に
劣る。

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３〜１５ｍｍが適当である。

この補強繊維はセメント１００重量部に対し０．２〜１
０重量部の割合で組成物中に含有される。補強繊維が過
少であると得られる成形体の強度が低下する。過剰であ
ると組成物を混合したときの分散性が悪く、その結果、
得られる成形体の強度が低下する。

セルロース系混和剤は１組成物を押出成形するときにあ
る程度の粘度を付与し、流動性を改善する目的で用いら
れる。セルロース系混和剤としては、メチルセルロース
、ヒドロキシセルロースなどが好適に用いられる。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。

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、繊維状ウォラスナイト
、無機骨材、補強繊維およびセルロース系混和剤をトラ
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″Ｃ９湿度９０〜ｉｏｏ％）で４〜４８時間にわた
り放置（養生）することにより乾燥し固化する。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用いて押出成形すると、押出
機内においては、混練物の水分が比較的少ない場合（例
えば、複雑な異形断面の成形体を得る場合）にも充分な
流動性を有し、流速が均一となる。さらに、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■組成
物中には上記無機骨材や補強繊維が含有されるため押出
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。押出された未硬化の成形体は硬化す
るまでに変形することがない。繊維状ウォラスナイトは
比表面積が大きいため、セメントの水和反応が促進され
、短期間のうちに硬化が起こり、かつ硬化後の成形体の
強度や耐衝撃性が充分なものとなる。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
ることなく床材に適した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。

尖１匠上 （＾）可塑性混練物の調製： 上記処方のセメント組成物の水辺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
間混合した。これに水を加え、約３分間部合した後、混
練機（オーグー式押出し混練機ＭＰ−１００型；宮崎鉄
工社製）で充分に混練して可塑性混線物を得た。

ＣＢ）−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２５０■×厚さ１
５ｍｍ　）が取り付けられた真空押出成形機（真空押出
成形機ＭＶ−ＦＭ−Ａ−１；宮崎鉄工社製）のホ・ツバ
−に供給し、押出し成形により中２５００１１．厚さ１
５鴫、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（ｃＴｎ／ｍ１ｎ）を
測定し９次式により算出した。

単位時間あたりの ａｎ 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　（ＣＩＩＩ）Ｃ：押出された平
板サンプルの長さ（ａｎ）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，Ｒ１９
５％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５　ｃｍである。外型１２の凹溝部の開口部の幅方
向寸法は１１．５ｃｍ、内奥部の幅方向寸法は９．５ｃ
ｍ、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　１．５ｃｍＸ３５ｃｍ）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載置し、第１図
（ｂ）に示すように、内型１１と外型１２とでプレス（
圧力１０ｋｇ／ｃＪ、　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７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２５ｍｍ、長さ２４０ｎ＋
＋ｎ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２５０Ｍ、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。

（Ｃ）−２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。

実施尉又 繊維状ウォラスナイトの量を３０重量部とし、水の量を
６５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３〜４および比較例
１〜２の結果もあわせて下表に示す。

実施立生 フライアッシュの量を２０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
したこと以外は実施例１と同様である。

ｎ■↓ 無機骨材としてシリカヒユーム２０重量部を使用し、セ
ルロース混和剤の量を１重量部とし、そして水の量を６
５重量部としたこと以外は実施例１と同様である。

ル較貫上 繊維状ウォラスナイトを使用せず、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。

ル較困１ 繊維状ウォラスナイトの量を１８０重量部とし。

水の量を１１０重量部としたこと以外は実施例１と同様
である。

（以下余白） 表から９本発明の組成物を用いると、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、水和のた
め長期間水に浸漬し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２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（ロ）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、繊維状ウォラスナイト、球形粒子で主と
   してなる無機骨材、補強繊維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、繊維状ウォラス
   ナイトが２〜５０重量部、無機骨材が１０〜１００重量
   部、補強繊維が０．１〜１０重量部、そしてセルロース
   系混和剤が０．１〜１０重量部の割合で含有される特許
   請求の範囲第１項に記載の組成物。