JPH01320244A - セメント組成物およびそれを用いたセメント成形体の製造方法 - 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） 本発明はセメン＋−ｍ酸物、特に、ベランダやバルコニ
ーのデツキ材、集合住宅の廊下材などに用いられる床材
料を製造するのに好適なセメント組成物；およびそれを
用いたセメント成形体の製造方法に関する。

（従来の技術） ベランダやバルコニーのデツキ材、集合住宅の廊下材な
どの床材としては比較的強度が高く防火性能を有する石
綿セメント成形板が利用されている。この成形板は９石
綿を含有するセメント組成物を用いて押出成形により製
造される。製造工程において石綿は、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
形状維持性を高める。さらに得られる最終製品の強度を
向上させる。しかし、得られる成形体は衝撃に弱いとい
う欠点がある。さらに含有される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、現在では石綿を含有しないセメント組成物を用いた
成形体が望まれている。

（発明が解決しようとする課題） 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、高強度と耐衝撃性とを有し、かつ有害
な石綿を含有しないセメント成形体を成形性良く製造す
る方法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、セメント無機骨材、セピオ
ライト、補強繊維およびセルロース系混和剤を含有し、
該無機骨材が粒径１μｆｆ１〜１００μｍの球形骨材を
主成分とし２粒径０．０１〜１μｍの超微粒子骨材を含
有し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のセメント成形体の製造方法は、上記セメント組
成物を混練して得られる可塑性混練物を加圧下で押出し
、得られる成形体を硬化させる工程を包含し２そのこと
により上記目的が達成される。

本発明に用いられる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無機骨材は粒径が１μｍ以
上１特に１〜１００μｍの球形骨材を主成分とし、さら
に粒径０．０１〜１μｍの超微粒子骨材が含有される。

無機骨材のうち球形骨材としては。

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）２球形ケイ酸カルシウム（シリコンメタ
ル、フェロシリコンなどの製造時ｔこ副生する）などが
好適である。超微粒子骨材としては、上記粒径を有する
無機質粒子であって、後述の成形工程において細密充填
構造を形成し得。

かつ硬化工程においてポゾラン反応を起こすような粒子
が用いられる。そのような超微粒子骨材としては１マイ
クロシリカ、シリカヒユーム（いずれもフェロシリコン
の製造時に副生ずる）；天然ポゾラン、珪藻土、シリカ
フラワー、エアロジルなどが好適である。無機骨材は、
セメント組成物中に上記セメント１００重量部あたり５
〜１００重量部の割合で含有され、該無機骨材中に上記
超微粒子骨材が１〜２０重量％の割合で含有される。無
機骨材の組成物全体に占める割合が低いと成形性に劣り
、過剰であると得られる成形体の強度が低下する。さら
に上記超微粒子骨材が過少であると得られる成形体の空
隙が大きくなるため２強度が低下する。逆に過剰である
と、押出成形に適した流動性を確保するために混水量が
増大し１強度が低下する。

セメント組成物に含有されるセピオライトは。

例えば（ＯＨｚ）　ａ　（ＯＨ）　４Ｍｇ５ｓｊ＋　ｔ
０３ｏ　・６〜８８２０で示されるケイ酸マグネシウム
化合物である。このセビオライ１−は複鎖構造型の粘土
鉱物であり、繊維状、粉末状２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−セピオライト）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０．０
１〜０．３０μｍ、好ましくは０．１５μｍ程度；そし
て繊維長は、１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上で
ある。セピオライトはセメント組成物中に、セメント１
００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。

補強繊維は、得られる成形体の曲げ強度および衝撃強度
を向上させるのに用いられ、主として有機繊維が利用さ
れる。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、アクリル系
樹脂、アラミド、ポリエステル、カーボンなど耐アルカ
リ性の素材が好適である。補強繊維の直径は１〜１００
μｍ、繊維長は３〜２０＋ｎｍが適当である。この補強
繊維はセメント１００重量部に対し０．２〜１０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の各材料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５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
、ヒドロキシエチル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）　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。

本発明方法により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１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°Ｃ１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） 本発明方法により上記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のうち球形骨材
が加圧下においてヘアリングの効果を示すこと；および
■超微粒子骨材およびセピオライトが含有されるため混
練物は揺変性（チキソトロピー）を有し、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補強繊維や上記セピオライトが
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。

１差史上 （Ａ）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分間混合した後、混
練機（オーガー式混練ｉ　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）４平板状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（開口部幅２５０ｍｍＸ
厚さ１５ｍｍ）が取り付けられた真空押出成形機ＭＶ−
ＦＭ−Ａ−１１宮崎鉄工社製）のホッパーに供給し。

押出し成形により中２５０ｎｕ＋＋、厚さ１５ｍｍ、長
さ１００ｃｍ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
力をブルドン管式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／ｍ１
ｎ）を測定し２次式により算出した。

Ｔ：単位時間あたりの押出！（ｆ／ｈｒ）α：金型出口
の断面積（ＣＴＮ） β：押出された平板サンプルの長さ（ｃｍ／分）上記未
硬化の成形体を５時間、室温で放置（前置き）した後、
５０°Ｃ，Ｒ８９５％以上の雰囲気下で１２時間保持（
１次養生）シ、さらに２０°Ｃの水中へ約４週間浸漬し
た。

（Ｂ）−２中空成形体の調製二開ロ部が第１図に示す断
面形状を有する中空異形金型を（Ｂ）−１項と同様の真
空押出成形機にとりつけ、この押出成形機に（八）項で
得られた混練物を供給し、　　（Ｂ）−１項に準じて押
出成形を行い、　（Ｂ）−１項と同様に単位時間あたり
の押出量を算出した。

得られたセメント成形体１０は、その断面が第１図に示
すように矩形状の平板状をしており、中方向の一方の側
面には側方に突出する断面矩形状の突条１１が押出し方
向の全域にわたって延設されており、他方の側面には、
該突条１１が遊嵌され得る凹溝１２が押出し方向の全域
にわたって延設されている。また、その内部には、押出
し方向の全域にわたって断面矩形条の３つの空間部１３
ａ、１３ｂ。

１３ｃが形成されている。空間部１３　ａ　、　１３　
ｂ　、　１３　ｃはそれぞれ等しい大きさとなっている
。

該成形体１０は、突条１１を除く巾方向寸法が２５０胴
、厚さが５０ｍ＋ｎ、押出し方向の長さが約２００ｃｎ
＋となっており、その各角部は半径３ＩＩ１１１Ｉの円
弧状に面取りされている。一方の側面に突設された突条
１１は、該側面の中央部に、該側面からの突出量が２０
値、厚さ方向寸法が２０ｍｍとなっており、その先端部
における各角部および基端部における各角部は半径３価
の円弧状に面取りされている。゛他方の側面に形成され
た凹溝１２は、該側面の中央部に、開口部における厚さ
方向の寸法が２４ｍｍ、深さが２２．４胴となっており
、各角部は半径３胴の円弧状に面取りされている。内部
に形成される各空間部１３ａ。

１３　ｂ　、　１３　ｃは、成形体の厚さ方向の中央部
に、それぞれ配設されており、その厚さ方向寸法が３０
Ｍ。

幅方向寸法が６１．２鮒となっている。各空間部１３ａ
。

１３ｂ、１３ｃはそれぞれｌＱｍｍ離隔している。突条
１１が配設された側面に隣接する空間部１３ａは該側面
とは、　１２ｍｍ離隔しており、他方の側面に隣接する
空間部は該側面とは３４．４ｍｍ、従って該側面に配設
された凹溝１２の内奥面とは１２＋ｎ＋ｎ離隔している
。

上記未硬化の成形体を（Ｂ）−１項と同様に放置して養
生後、水中へ約４週間浸漬した。

（ＣＬＩ平板成形体の性能評価：　（Ｂ）−１項で得ら
れた浸漬後のサンプルを巾２５ｍｍ、長さ２４０Ｍに切
ＩＪｆＴ（押出方向に対し直角に切断）　Ｌ、　　１０
５’Ｃのギヤーオーブンに入れて約４８時間乾燥後、室
温まで放冷した。このサンプルを２００ｍｍの間隔で支
持し。

その中央部にオートグラフ（島津製作所製）を用い、　
　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
２５０ｍｍ、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１　
ｋｇ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
の結果を表１に示す。

（ＣＬ２中空成形体の性能評価：　（Ｂ）−２項で得ら
れた浸漬後のサンプルを押出し方向に長さ１００ｍｍの
位置で切断した。このようにして試験片２個を得、凸部
と凹部の嵌合部が嵌合可能であるか否かを調べた。その
結果を表１に示す。

尖施拠主 フライアッシュの量を２０重量部、セピオライトの量を
１５重量部、水の量を５０重量部とし、補強繊維として
アラミド繊維を用いたこと以外は実施例１と同様である
。その結果を表１に示す。以下。

実施例３〜４および比較例１〜２の結果もあわせて表１
に示す。

裏施開主 フライアッシュの量を４０重量部、マイクロシリカの量
を１０！　Ｊｌｔ部、セピオライトの量を２０重量部。

水の量を５５重量部とし、さらにポリプロピレン繊維（
平均直径４５μｍ、長さ１０ｍ）を１重量部使用したこ
と以外は実施例１と同様である。

災施±土 フライアッシュの量を４０重量部、セピオライトの量を
２０重量部、水の量を５５重量部とし、補強繊維として
ポリプロピレン繊維２重量部を用いたこと以外は実施例
１と同様である。

止較±土 マイクロシリカおよびセピオライトを使用せず。

そして、水の量を３５重量部としたこと以外は実施例１
と同様である。

止較斑又 フライアッシュおよびセピオライトを使用せず。

無機骨材としてマイクロシリカ５０重量部を使用し。

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。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。

（以下余白） ユ画Ｉ泳１ （＾）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
（アイリッヒミキサー；日本アイリッヒ社製）に入れ１
１０００ｒｐで２分間混合した。これに水を加え、　８
００ｒｐｍで約１分間混合した後、オーガー式混練機（
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平板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鴫×厚
さ１５＋ｎｍ）が取り付けられた真空押出成形機（ＭＶ
−ＦＭ−Ａ−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１５Ｍ、長さ５０
ｃｍ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実施例１と同様の方法
で測定した。上記未硬化の成形体を５時間、室温で放置
（前置き養生）した後、５０°Ｃ，Ｒ１＋９５％以上の
雰囲気下で１２時間保持（１次養生）した。さらにこの
平板成形体を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２図（ａ）に示す
ように断面台形状の突条部４１ａが長手方向に沿って配
設された内型４１および該突条部の上部が嵌合する凹溝
部４２ａが長手方向に沿って配設された外型４２を有す
る金型を準備した。この内型４１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４２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９．５ｃｍ
、そして深さは５Ｃ１１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２図（ａ）に示すよ
うに、内型４１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２図
（ｂ）に示すように、内型４１と外型４２とでプレス（
圧力１０ｋｇ／ｃ己、１０秒間）シ、第２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項に卓じて硬化させ。

第３図（ａ）および（ｂ）に示すように２上方へ突出す
る凹部を有する硬化成形体３１を得た。

（ＣＬＩ成形体の性能評価：　（［１）−１項で得られ
た浸漬後の平板成形体の曲げ強度試験と衝撃強度試験と
を実施例１と同様の方法で行った。各試験の結果を表２
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３図（ｂ）に示す）をノギス
で測定した。その結果を表２に示す。

災施■旦 フライアッシュの量を４５重量部とし、セビオライトの
量を５重量部とし、セルロース混和剤の量を１．２重量
部とし、水の量を４８重量部とし、そして、補強繊維と
してさらにポリプロピレン繊維（平均直径４５μｍ５長
さ１０ｍｍ）　　１重量部を使用したこと以外は実施例
５と同様である。その結果を表２に示す。以下、実施例
７〜８および比較例３〜４の結果もあわせて表２に示す
。

災隻拠１ セビオライトの量を１０重量部とし、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３５重量部と
したこと以外は実施例５と同様である。

！ＪｆＶｌ主 フライアッシュの量を３０重量部とし、セビオライトの
量を１０重量部とし、補強繊維の量を２重量部とし、そ
して、水の量を３８重量部としたこと以外は実施例５と
同様である。

土較炎ユ マイクロシリカおよびセビオライトを使用しなかったこ
と以外は実施例５と同様である。

ル較■土 マイクロシリカおよびセビ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４０重量部としたこと以外は実施例５と同様である
。

表１および表２から１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（得られるこ
とがわかる。得られた未硬化の成形体は形状維持性に優
れ、かつ硬化して得られる成形体は曲げ強度および耐衝
撃性に優れる。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） 本発明により、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１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
。

４、　゛の　　　なう■ 第１図は１本発明により押出成形により得られるセメン
ト成形体の一例を示す断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は
５本発明により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一例を示す説明図
、そして第３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、１０・・・中空
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、無機骨材、セピオライト、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であっ
   て、該無機骨材が粒径１μｍ〜１００μｍの球形骨材を
   主成分とし、粒径０．０１〜１μｍの超微粒子骨材を含
   有する、セメント組成物。 ２、前記セメント１００重量部に対し、無機骨材が５〜
   １００重量部、セピオライトが３〜５０重量部、補強繊
   維が０．２〜１０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、該無機骨材の１
   〜２０重量％が前記超微粒子骨材である、特許請求の範
   囲第１項に記載の組成物。 ３、特許請求の範囲第１項に記載の組成物を混練して得
   られる可塑性混練物を加圧下で押出し、得られる成形体
   を硬化させる工程、 を包含するセメント成形体の製造方法。 ４、前記セメント１００重量部に対し、無機骨材が５〜
   １００重量部、セピオライトが３〜５０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
   ０．１〜２０重量部の割合で含有され、該無機骨材の１
   〜５０重量％が前記超微粒子骨材である、特許請求の範
   囲第２項に記載の製造方法。