JPH01179746A - 繊維補強セメント押出成形用組成物 - 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 本発明は新規な繊維補強セメント押出成形用組成物に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、押出
成形により、実用的な機械的強度を有し、かつ耐凍性及
び加工性に優れた軽量建利を製造する際の原料として好
適な繊維補強セメント押出成形用組成物に関するもので
ある。

従来の技術 押出成形用の繊維補強セメント組成物としては、例えば
、ポルトランドセメントにケイ砂、石綿、ポリ塩化ビニ
ル繊維、押出助剤を配合し、水を加えて混練した、いわ
ゆる石綿セメントが知られている。このものは、押出成
形により中空成形体とし、外壁材に使用されているが、
絶乾比重が約１．７〜１．９と大きく、軽量建材用とし
ては不適当である。また、この軽量化を図るために、さ
らにシラスバルーンを配合したものも提案されている。

この場合、絶乾比重は１．５程度に低下しうるが、機械
的強度が不足するようになる。

また、スラグにセラコラと消石灰と水を加え加熱膨張さ
せたものにセメントのような硬化性物質と補強用繊維を
配合し、押出成形して軽量建材を製造することも知られ
ている（特公昭６１−４６１０１号公報）。これは、表
層部におけるスラグのカルンウムザルホアルミ：＋−１
−化を制御し、養生後の乾燥時に発生する収縮破壊を防
止するものであるため、セラコラを使用することが必要
で十分な強度を得るには、前記の石綿セメントと同しよ
うに、補強繊維として石綿を用いることが必要とされる
。

ところで、近年、石綿は人体に有害であることが分かり
、この使用は制限される傾向にあるため、石綿を用いな
い軽量建材の開発か求められている。

他方、セメント又はセメントとケイ砂との混合物にンリ
コンダストと補強繊維と水を加えて加熱処理したものを
脱水して押出成形用材料を製造することも提案されてい
る（特公昭に９−３２４１８号公報）。この材料は、絶
乾比重をかなり低くすることができるが、絶乾比重の低
下と共に機械的強度が不足するようになるし、また、寒
冷地などでは水分の凍結、融解により物性の低下、クラ
ックの発生を伴うため、利用範囲が制限されるという欠
点がある。

発明が解決しようとする課題 本発明は、押出成形により絶乾比重が小さいにもかかわ
らず、実用的な機械的強度を有し、しかも加工性及び耐
凍性の優れた軽量建材を与えうる繊維補強セメント押出
成形用組成物を提供することを目的としてなされｊこも
のである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、軽量建材を製造するための繊維補強した
セメント押出成形用組成物について種々研究を重ね、先
に、運搬や施工時の取扱いにおいて、クランクを生じな
い最低曲げ強度は８０ｋｇ／ｃｍ２程度であり、この強
度を得るためには絶乾比重を０．８以上にする必要があ
ること、そしてこのような絶乾比重にすれば耐凍性も良
好であることを見い出し、シリカ−石灰系熱水処理物、
セメント、骨材、補強用繊維、押出助剤及び水から成り
、かつ所定の熱水処理物含有率及び含水率を有する繊維
補強セメント押出成形用組成物を提案した。

本発明者らは、さらに研究を進めた結果、独立気泡を有
する骨材とシリカ−石灰系熱水処理物を併用することに
より、絶乾比重が０．７程度でも曲げ強度が８０ｋｇ／
ｃｍ２以上となり、かつ耐凍性が良好となること及び絶
乾比重が約１．１以下であれは、失礼なしに釘の直打ち
か可能であること、さらに熱水処理物含有量、水分含有
量及び独立気泡を有する骨材含有量が、それぞれ所定の
範囲にあるように調製したシリカ−石灰系熱水処理物含
有セメント組成物を用いて押出成形すると、実用的な機
械的強度を有しかつ耐凍性に優れる上に失礼なしで直接
釘が打てるなど加工性の良好な建材が得られることなど
を見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、（Ａ）シリカ−石灰系熱水処理物
、（Ｂ）セメント、（Ｃ）骨材、（Ｄ）補強用繊維及び
（Ｅ）押出助剤を含有して成るセメント押出成形用組成
物において、該（Ａ）成分の含有量が、固形分換算で（
Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分との合計固形分重量
に基づき５〜５０重量％であり、かつ水分含有量及び独
立気泡を有する骨材の含有量が、組成物の全重量に基づ
き、それぞれ３０〜５５重量％及び２〜２０重量＝４＝ ％であることを特徴とする繊維補強セメン］・押出成形
用組成物を提供するものである。

作用 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明組成物において、（Ａ）成分として用いられるソ
リカー石灰系熱水処理物は、例えばケイソウ土、シリカ
ヒユーム、水さい、石炭灰、シラス、ベントナイトなど
のシリカを主成分とする原料成分の１種又は複数種１０
０重量部に、消石灰や生石灰などのカルシウム含有成分
を１０〜２００重量部加え、さらに、この合計重量に対
し３〜２０倍量の水を加えてスラリー化し、このスラリ
ーを６０〜１００℃の温度で１〜１０時間加熱かきまぜ
処理したのち、遠心分離などにより水分を固形分に基づ
き８０〜２５０重量％になるまで除去することによって
調製することができる。

このシリカ−石灰系熱水処理物は、ゲルを含む混合物で
あり、良好な膨潤性を有するため、通常の押出材料の含
水量に比べ著しく多い条件下での成形が可能である。こ
の熱水処理物を、セメント、骨材、補強用繊維、押出助
剤と均一に混合したのち、混練をして押出成形すること
によって所定の形状を保持する成形体を得ることができ
る。

本発明組成物において、（Ｂ）成分として用いられるセ
メントについては、特に制限はなく、通常使用されてい
るポルトランドセメント、マグネンアセメント、アルミ
ナセメント、混合セメントなどの中から任意のものを選
択して用いることができる。また、（Ｃ）成分として用
いられる骨材としては、例えはケイ砂、シラス、軽石、
ケイソウ土、鉱さい、永さい、石炭灰、カオリン、ベン
トナイトなとの通常の骨材や、シラスバルーン、パーラ
イトなとの独立気泡を有する骨材などが使用される。

本発明組成物において、（Ｄ）成分として用いられる補
強用繊維としては、例えはガラス繊維、炭素繊維、金属
繊維、セラミック繊維のような無機繊維や、ヒニロン繊
維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、パルプ繊維の
ような有機繊維を挙げることかできるが、オートクレー
ブ養生を必要とする場合には炭素繊維が好ましく、また
、押出後の保形性を維持する必要がある場合にはバルブ
繊維が好ましい。これらの補強用繊維は、単独で用いて
もよいし、また２種以上組み合わせて用いてもよい。さ
らに、（Ｅ）成分として用いられる押出助剤としては、
例えばメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースなどが挙げられる。

本発明組成物においては、ソリカー石灰系熱水処理物に
由来する水分と、後から加えられる水分とが存在するが
、本発明においては、これらの水分量の合計量が組成物
全量当り３０〜５５重量％の範囲にあることが必要であ
る。この量が３０重量％未満では軽量化の程度が不十分
である上、直接に釘打ちができなくなるおそれがあるし
、また、５５重量％を超えると必要な機械的強度が得に
くくなる。

また、本発明組成物においては、（Ａ）成分の熱水処理
物の含有量は、固形分換算で（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
（Ｃ）成分との合計固形分重量に基づき、５〜５０重量
％の範囲にあることが必要である。この熱水処理物の含
有量は、押出成形に必要な水分量と密接な関係にあり、
該熱水処理物の固形分換算含有量をＸ重量％、全組成物
中の水分含有量を７重量％とすると、はぼｙ＝ａｘ＋ｂ
（ａ、ｂは定数）の関係を示し、水分含有量を全組成物
に対し３０〜５５重量％とするには、該熱水処理物の固
形分換算含有量を、（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成
分との合計固形分重量に基づき５〜５０重量％の範囲に
調整する必要がある。

ここに、ｂは熱水処理物を用いない場合の全組成物中の
水分含有量であり、ａは加熱処理の進行度に依存する定
数で、進行度が高いはどａは大きくなる。

さらに、本発明組成物においては、独立気泡を有する骨
材が、組成物の全重量に基づき、２〜２０重量％の範囲
で含有することが必要である。

ところで、一般にシラスバルーンやパーライトなどの独
立気泡を有する骨材を軽量化の目的で使用することは知
られているが、押出成形の場合は、他の成形方法と異な
り、成形機の内部せん新庄により多くが破壊するため、
軽量化が不十分となるし、また独立気泡が存在すること
による耐凍性向上効果もほとんと期待できなくなる。し
かし、シリカ−石灰系熱水処理物との併用の場合、該熱
水処理物の効果により、粘性が大幅に向上し、押出成形
機内部の圧力が低下するため、骨材の破壊を防止するこ
とができ、軽量化及び耐凍性ともに向上しうる。該独立
気泡を有する骨材の含有量は、組成物の全重量に基づき
２〜２０重量％の範囲で選ぶ必要があり、この量が２重
量％未満では耐凍性が十分ではなく、一方２０重量％を
超えると機械的強度が低下する傾向にある。

本発明組成物には、さらに耐凍性の向上を図る目的で、
所望に応じ独立気泡混入剤を添加することができる。こ
の独立気泡混入剤としては、例えばＡＥ剤などの空気連
行剤や起泡剤、発泡剤などが用いられる。その添加量は
全組成物に対して３重量％以下であることが望ましく、
３重量％を超えると機械的強度が低下するおそれがある
上、コスト高となり好ましくない。なお、独立気泡混入
剤は、一般に含水率の高い流込成形などに適用されるも
のであり、通常の押出成形の場合は、組成物中の含水量
が１５〜２５重量％と低いため、その効果は期待できな
いが、本発明においては、組成物中の含水量が３０〜５
５重量％と高いために、独立気泡が混入されやすく、耐
凍性を向上させるのに役立つ。

さらに、本発明組成物には、釘打性や切断性などの加工
性を向上させる目的で、所望に応じ木粉を配合すること
ができる。この木粉の種類については特に制限はなく、
針葉樹、広葉樹のいずれも用いることかできるが、最大
寸法が３ｍｍ以下のものを全組成物に対して１０重量％
以下の割合で配合することが望ましい。この配合量が１
０重量％を超えると得られる建材の機械的強度が低下す
ると共に、その表面に肌荒れが生し、好ましくない。

本発明組成物を調製するには、あらかしめ調製したシリ
カ−石灰系熱水処理物に、所要のセメント、骨材、補強
用繊維、押出助剤及び所望に応じて用いられる各添加成
分を、該熱水処理物の含有量が、固形分換算で、熱水処
理物とセメントと骨材との合計固形分重量に基づき５〜
５０重量％に、かつ独立気泡を有する骨材の含有量が組
成物の全重量に基づき２〜２０重量％になるように加え
、さらに、水分含有量が組成物の全重量に基づき３０〜
５５重量％になるように水を加えて混練する。前記のセ
メント、骨材、補強用繊維及び押出助剤の配合割合につ
いては、通常シリカ−石灰系熱水処理物固形分１００重
量部当り、セメントは２０〜１５００重量部、骨材は２
５〜１０００重量部、補強用繊維は１０〜１９０重量部
、押出助剤は３〜４５重量部の割合で配合される。各成
分の添加順序については特に制限はないが、水分含有量
の調整を容易にするために、該熱水処理物の脱水を十分
にしておき、セメントなどとの混合時に必要量の水分を
添加するのが有利である。

このようにして得られた本発明組成物は、常法に従って
押出成形し、オートクレーブ養生することにより、絶乾
比重が０．７〜１．１で実用的強度をもち、しかも凍結
、融解に対して安定である上、釘が直接材てて、かつ容
易に切断しうるなと、良好な加工性を有する軽量建材を
与えることができる。

実施例 次に実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

参考例 ケイソウ上５６重量部と消石灰４４重量部の混合物に水
６００重量部を加え、８０°Ｃにおいて４時間加熱反応
させたのち、遠心脱水機により熱水処理物固形分１００
重量部に対し２００重量部の水分を含む熱水処理物を製
造した。

実施例１〜５、比較例１〜５ 参考例で得た熱水処理物に、セメント、ケイ砂、シラス
バルーン、パーライト、押出助剤（メチルセルロース）
、炭素繊維、バルブ繊維、独立気泡混入剤（ＡＥ剤）を
第１表に示す割合で配合し、さらに水を加えて、全組成
物中の水分が第１表に示す値になるように調整すること
により、押出成形用組成物を製造した。

このようにして得られた組成物を押出成形したのち、２
０°Ｃで１日間湿空養生し、さらに１８０°Ｃで５時間
オートクレーブ養生をして、建材用ブロック（１０ｘ　
５０　ｘｌｏｏｍｍ）を製造した。

このものの絶乾比重、曲げ強度、釘の直打ちの可否及び
ＡＳＴＭ−Ｃ６６６−Ａ法による水中凍結融解試験結果
を第１表に示す。なお、凍結融解試験結果はＯサイクル
時動弾性係数に対する２００サイクル時動弾性係数の比
で表わす。

参考例１，２ 独立気泡混入剤の含有量を６重量％（参考例１）、木粉
の含有量を１２重量％とし、それぞれ第２表に示す配合
組成の押出成形用組成物を調製し、実施例と同様にして
建材用ブロックを製造した。このものの性能を第２表に
示す。

第２表から、独立気泡混入剤の含有量が６重量％と多い
場合、曲げ強度が低く、かつ釘の直打ちが不可能であり
、また木粉の含有量が１２重量％と多い場合、曲げ強度
及び２００サイクル時の相対動弾性係数がかなり低いこ
とが分かる。

発明の効果 本発明の繊維補強セメント押出成形用組成物は、石綿の
ような有害物質やセラコラを使用することなく、シリカ
−石灰系熱水処理物、セメント、骨材、補強用繊維、押
出助剤を配合したものであって、押出成形により、軽量
でかつ実用的強度を有する上、凍結融解の繰り返しにも
十分に耐えることができ、しかも直接釘打ちかできるな
ど、加工性の良好な建材を与えることができ、工業的価
値の極めて高いものである。

特許出願人　工業技術院長飯塚幸三 （ほか１名） 復代理人　阿　　形　　　　明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（Ａ）シリカ−石灰系熱水処理物、（Ｂ）セメント、
   （Ｃ）骨材、（Ｄ）補強用繊維及び（Ｅ）押出助剤を含
   有して成るセメント押出成形用組成物において、該（Ａ
   ）成分の含有量が、固形分換算で（Ａ）成分と（Ｂ）成
   分と（Ｃ）成分との合計固形分重量に基づき５〜５０重
   量％であり、かつ水分含有量及び独立気泡を有する骨材
   の含有量が、組成物の全重量に基づき、それぞれ３０〜
   ５５重量％及び２〜２０重量％であることを特徴とする
   繊維補強セメント押出成形用組成物。