JPH0345545A

JPH0345545A - 押出成形無石綿セメント板

Info

Publication number: JPH0345545A
Application number: JP18030089A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Miura; 三浦　展義; Toshiyuki Irita; 入田　俊幸; Masahiro Noda; 正弘野田; Yuji Arao; 荒生　勇司; Kuninori Kurosou; 緇荘　邦紀; Masayuki Kimura; 雅之木村; Yoshiaki Ito; 伊藤　義昭
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-27
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0725580B2

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、建築土木材料として用いられる押出成形用無
石綿セメント組成物に関する。

［従来の技術］一般に、建築土木材料としてセメントを主体とする窯業
系製品が広く使用されている。その中で、特に押出成形
セメント板は、組織が緻密で、耐凍害性を有する高性能
外壁材として高く評価されている。

従来、例えば、特開昭５５−１２４６０５にみられる如
く、押出成形用のセメント組成物には多量の石綿が配合
されるのが一般的であった。その理由は、石綿それ自体
が強度特性、耐火性、耐アルカリ性に優れるということ
に加え、特に押出成形においては、石綿の優れた保水性
により、水分が比較的高い配合においてもセメント組成
物が柔らかくなりすぎず、円滑な押出しが可能で、かつ
押出後に成形棒が型くずれしない、即ち１石綿がセメン
ト組成物に良好な押出成形性と保形性を与えるからであ
る。また、石綿は安価であり、従来、固形分基準で最高
２０％程度までの石綿が配合されている。

ところが、この石綿の使用については、昨今その粉塵に
よる発癌性が大きな社会問題であり、建材においても無
石綿化が強く求められてきた。

これに対応すべく、押出セメントの無石綿化技術が種々
検討されているが、これまで、石綿以外にこのような押
出成形性改善効果を有し、かつ、強度特性、耐火性、耐
アルカリ性に優れた性能を有する安価な代替材料が見い
だされていない。

例えば、特開昭６０−１３７８５９に、石綿に替えて緑
泥石を使う技術が開示されている。緑泥石は、径が２０
μｍ以下の微細な薄片状粒子であり、保水性がよく、ま
た粘土質であることから、これによる保形性改善の効果
を利用しようとするものである。

しかしながら、この２０μｍ以下というサイズは基材と
なるセメント粉末と同等、もしくは、それ以下である。

このことは、もしこれをセメント粉末と十分に混合しセ
メントの粉末のなかに完全に分散させれば、もはや緑泥
石としての性質が失われることを意味する。そこで、混
合が不十分な場合のみ緑泥石粒子が偏在してその性質を
保ち、保水性や保形性を発揮することになるが、そのた
めに偏在した緑泥石粒子の部分は結合が弱く、製品建材
においてはそこが亀裂発生の起点となり十分な強度が発
揮されない。さらに、このような微細なサイズでは、本
来石綿が持っていたセメント建材複合強化の機能を代替
することが原理的に不可能である。

［発明が解決しようする課題］このように、従来、石綿以外の材料に依っては、セメン
ト組成物に良好な押出成形性と保形性を与えて押出し可
能とし、かつ、それを硬化させて強度や耐火性に優れた
セメント建材を得ることが出来ず、人体に有害な石綿を
使わざるを得なかった。

本発明の目的は、石綿以外の材料に依って真にこれを可
能とすることにある。

［ｇＡ題を解決するための手段］石綿の優れた性能を併せ持つ単一の材料が存在しないこ
とから、発明者らは、その性能を複数の材料で代替する
ことを試みた。

すなわち、石綿代替材料の選択に当り、高強度。

耐火性、耐アルカリ性のほか、押出成形時の保水性や保
形性、滑性など種々の特性を単独、もしくは、複数具備
した各種無機材料、有機材料とその組合せについて検討
試作を繰り返した。

その結果、ついに、配合原料の固形分基準で。

パルプを０．５〜３重量％、雲母フレークを３〜ｌＯ重
量％とするセメント組成物が、建材として必要かつ十分
な性能を有する無石綿セメント板の製造に適するもので
あることが判明した。

［作用］本発明にかかる押出成形用セメント組成物は、配合原料
の固形分基準で、パルプが０．５〜３重量％、雲母が３
〜１０重量％であり、石綿を全く含有しないというもの
である。

ここで、パルプは、石綿の有する保水性と保形性を代替
し、雲母フレークは、石綿の有する高強度、耐火性、耐
アルカリ性と滑性を代替する。

パルプは優れた保水性を有する点が重要である。

パルプは石綿と同じく繊維質であって、その保水性能は
石綿のそれを大幅に土建る。一般に押出成形用セメント
組成物は、水分を増すほど均質な混合状態を得易いが、
これによって同時に押出に必要な押出機内での摩擦抵抗
が低下し、また押出後に型くずれし易くなる。パルプは
、その優れた保水性によってセメント組成物の押出成形
性を改善し、また、押出成形後の成品に保形性を付与す
る。

これにより、パルプは石綿より少ない配合によっても石
綿に匹敵する押出成形性改善効果を示す。

押出成形用セメント組成物においてはこの点が決定的に
重要である。パルプを用いない場合、水分を低下させる
ことにより見掛は上の押出成形性や保形性は良くなるが
、その場合には、その前の混合の段階での均質な混合状
態の達成が困難なため、結果として優れた製品建材を得
ることが出来ない。

この点において、パルプをおいて経済的な素材で石綿に
替われるものは他に無い。

用いるパルプの種類については、故紙パルプ、広葉樹パ
ルプ、針葉樹パルプのいずれも適用可能だが、故紙パル
プ、広葉樹パルプは腰が柔らかいので均一に混合するの
に適している。

ここで、パルプの配合量は０．５〜３重量％とする。

０．５重量％未満ではその保水容量が不足し、セメント
組成物が柔らかくなりすぎ、また、押出後の成形棒の形
が十分に保てない。また、３重量％を越えるとセメント
組成物中へのパルプの均一な分散が困難となり、かえっ
て強度の低下を招くほか、外壁材として使用する場合に
、吸水−乾燥に伴う膨張−収縮の寸法変化が大きくなり
、建造物の気密性の低下や変形などの原因となる。更に
、パルプは、火中で発熱・炭化するので、耐火性の点か
らも必要最小限の配合とすべきである。

雲母フレークは、石綿の有する高強度、耐火性、耐アル
カリ性と滑性を代替する。雲母の縦弾性係数は石綿のそ
れを上廻り、石綿に優る複合強化性能を内在する。加え
て、形状が薄片のため、粉体内に均一に分散し易く、ま
た、比表面積が大きいのでセメントと接合すべき界面が
広く確保される。

炭素繊維などのように、強さ（縦弾性係数）の点では雲
母に優るものは存在するが、大量に配合すると均一な混
合状態を得ることが困難である。その点、雲母は、石綿
に次いで、大量配合かつ均一混合に適した素材である。

また、雲母は、石綿と同じく天然の鉱物であり、耐火性
、耐アルカリ性等についても何等遜色がない。これらの
点で、雲母をおいて経済的な素材で石綿に替われるもの
は他に無い。

ここで、雲母の配合は３〜１０重量％とする。雲母は、
他の粉体との均一な混合が保証される限り、その量に応
じて製品建材の強度を向上させるので、もし、製品建材
の高強度が特に必要でなければ、３重量％未満の雲母の
配合も有り得る。しかし、複合強化材の大量配合、かつ
均一混合による押出建材の強度向上は、その強化材を雲
母とすることによって可能となる。その意味から、特許
請求の範囲では、雲母の配合を３重量％以上に限定する
。

また、雲母配合の上限は１０重量％とする。これは、雲
母においても１０重量％以上の配合ではセメントとの均
一な°混合状態が困難となるからである。

雲母の種類について、化学組成、結晶構造などでは特に
制約はなく、白雲母、金雲母、黒雲母、Ｍ４雲母、ソー
ダ雲母、合成雲母など、いずれも適用可能である。但し
、寸法に関しては、雲母のフレーク径が０．１〜２＋ａ
ｍ程度であることが望ましい。

フレーク径を２ｍｍ以下とするのは、それ以上であると
製品建材表面が鱗片状に剥離しやすくなり表面が肌荒れ
状態になるからであり、また、０．１ｍｍ以上とするの
は、複合補強効果の上から、幾何学的な寸法としてそれ
以上を必要とするということである。

市販のマイカでは原料製造上、　０．１ｍｍ以下のもの
が少量量まれてくるが、それが雲母全体の２０％以下で
あれば大きな問題はない。

以上に述べたように、本発明の主旨は、押出成形用セメ
ント組成物であって従来石綿を用いているものについて
、その石綿に替えて、雲母フレークとパルプを用いると
いうことであり、その配合率を、配合原料の固形分基準
で、パルプが０．５〜３重量％、雲母フレークが３〜１
０重量％に限定するというものである。

なお、特許請求の範囲にいう、セメント、高炉スラグ微
粉末、珪酸質原料などを混合してその合計成分における
ＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を０．７〜１．２程度に調整
した結合性セメント混合物とは、決して新たなものでな
く、従来、押出成形で一般に用いられているセメント類
全般をさしている。

例えば、これに用いるセメントは、ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、フライアッシュセメントのいずれか
単独、もしくはそれらの複数の組合せでもよく、更に、
それに高炉スラグ微粉末や珪Ｍ貿原料を加えた物など、
種々の場合がありうる、高炉セメントや高炉スラグ微粉
末の添加は建材の長期強度を高め、フライアッシュセメ
ントや珪酸質原料の添加は、オートクレーブ養生プロセ
スにおいて製品の高強度化に役立つ場合がある。

それらの選択は、ＪＭ料のコスト、使用設備、製品の使
用目的などに応じ、従来の技術判断に従って決定される
が、いずれの場合にも、石綿に替えて雲母フレークとパ
ルプを用いることが可能である。

更に、押出成形用セメント組成物において石綿以外の少
量の添加物、たとえば、２％以下の押出助剤（メチルセ
ルローズなど）や、３％以下の補強繊維例えば炭素繊維
、セラミックスファイバーグラスファイバー等の無機繊
維、レーヨン、ビニロン、ナイロン、ポリプロピレン、
麻、綿などの有機繊維、その他、顔料、塗料、表面活性
剤、減水剤などを特定目的のために加えられる場合があ
る。これらの使用においても、石綿を雲母フレークとパ
ルプに置き替えることが直接的に影響するような問題は
生じないので、当然のことながら、それらを除く部分に
ついて本発明を適用することが可能であり、それらの特
定目的を損なうことなく、石綿を雲母フレークとパルプ
に置き替えることが出来る。従って本発明は、前記の押
出助剤や補強繊維や顔料、塗料、表面活性剤、減水剤な
どを含有する押出成形用無石綿セメント組成物を含む、
更に、押出成形用セメント組成物で、軽量化のためにパ
ーライト、シラスバルーン、フライアッシュを主成分と
する軽量砂などの軽量骨材を３％を越えて含有する場合
においても、その骨材を除く部分について本発明の適用
が可能であり、全く同様に、石綿を雲母フレークとパル
プに置き替えることが出来る。従って本発明は、これ等
の骨材を含有する押出成形用無石綿セメント組成物を含
む。

［実施例］以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。

第１表に示す配合比率（固形分基準の重量比）の混合物
をミキサーにて混合の後、混線機で混練し、次いで真空
押出成形機で中空板状に成形し、自然養生の後、１８０
℃のオートクレーブ養生を６時間行った・第２表に、この時の押出成形性、表面性状、保形性、曲
げ強度の結果を示す。

第２表の結果かられかるように、本発明の押出成形セメ
ント板は、良好な押出成形性、表面性状、保形性を示し
１曲げ強度についても石綿使用品に相当する値を示す。

［発明の効果］以上の如く、本発明は発癌性の問題でその使用が規制さ
れつつある石綿を完全に排除した押出成形無石綿セメン
ト板の製造を可能とし、健康的な住環境の提供に資する
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント、高炉スラグ微粉末、珪酸質原料などを
混合してその合計成分におけるＣａＯ／ＳｉＯ＿２のモ
ル比を０．７〜１．２程度に調整した結合性セメント混
合物を主たる結合剤とする押出成形用セメント組成物に
おいて、配合原料の固形分基準で、パルプが０．５〜３
重量％、雲母フレークが３〜１０重量％、残部が該結合
性セメント混合物であって、石綿を全く含有しないこと
を特徴とする押出成形用無石綿セメント組成物。
（２）セメント、高炉スラグ微粉末、珪酸質原料などを
混合してその合計成分におけるＣａＯ／ＳｉＯ＿２のモ
ル比を０．７〜１．２程度に調整した結合性セメント混
合物を主たる結合剤とし、配合原料の固形分基準で、２
重量％以下の押出助剤や３重量％以下の補強繊維を配合
する押出成形用セメント組成物において、該押出助剤や
該補強繊維以外の部分が請求項（１）の押出成形用無石
綿セメント組成物と同じ組成である、押出助剤や補強繊
維を含有する押出成形用無石綿セメント組成物。
（３）軽量化などの特定目的のために骨材を配合する押
出成形用無石綿セメント組成物において、該骨材以外の
部分が請求項（１）または（２）に記載の押出成形用無
石綿セメント組成物と同じ組成である、骨材を配合した
押出成形用無石綿セメント組成物。