JPH04114937A - 繊維強化軽量セメント組成物 - 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 本発明は繊維強化軽量セメント組成物に関する。

従来の技術 壁材や天井材などの内外装用建築材料として、軽量のセ
メント成形体が使用されている。軽量セメント成形体を
製造する方法としては、セメント組成物の各成分に水を
加えて混合するときに気泡を発生させる方法、および軽
量骨材を含有するセメント組成物を使用して成形体を調
製する方法がある。これらのうち、気泡を発生させる方
法としては、空気連行剤、界面活性剤なとの発泡剤を混
合して撹拌により発泡させる方法、過酸化水素などの分
解によりガスを発生する物質を混合しておき、該物質の
分解により発生するガスを利用して発泡させる方法など
がある。しかし、このようにして発生させた微細気泡を
含む泥状のセメント組成物を真空押出成形すると、押出
機の減圧ゾーンで脱気されて気泡の大部分は消滅する。

そのため低密度のセメント成形体が得られ、ない。

上記軽量骨材を使用する方法としては、ポリスチレン発
泡ビーズなどの有機質骨材を使用する方法、パーライト
、シラスバーンなどの無機質骨材を使用する方法などが
ある。しかし、有機質骨材を使用すると、セメントの不
燃性を損なうと共に、押出成形時の圧縮変形により、押
出された未硬化のセメント成形体が金型から押出された
後に、膨張するため寸法精度が悪化してしまう。また、
無機質骨材を使用すると、原料調製における混合、混練
り及び押出工程において、原料に剪断、圧縮などの高い
外部応力がかかり、軽量骨材が破壊されやすく、製品の
比重が高くなり易い。そのため、木粉等を添加して骨材
破壊の防止をしようとする方法（特開昭５６−１．７９
６７号公報）が提案されているが、有機質骨材を使用し
た場合と同し問題か発生する。また、配合原料種の増加
により配合か複雑になる等の問題点かある。更に、軽量
骨材を使用してセメント成形体の軽量化を図ろうとする
場合、軽量骨材の添加量か多く軽量化の程度か高いはと
押出成形における押出圧力か増加し、押出か困難になり
、ついには、押出機内において原料が閉塞し押出不可能
になることもあった。

発明が解決しようとする課題 本発明は、押出成形時における押出圧力が低く成形性に
優れ、かつ釘打ちや鋸ひき等の加工性および曲げ強度に
優れた軽量なセメント成形体を製造し得るセメント組成
物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、軽量骨材として、独立多孔質発泡体構造を有
する真珠岩パーライトを含有する繊維強化軽１セメント
組成物に関する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において軽量骨材として使用されるパーライトは
、真珠岩を焼成発泡して得られるパーライトであって、
微小な独立気泡が集合した、独立多孔質発泡体構造を有
するものである（以下、「多孔質真珠岩パーライト」と
言う）。

多孔質真珠岩パーライトの原料の真珠岩は、軟質である
必要は特になく、硬質真珠岩でよい。また、焼成は通常
は横型炉を用いて行なう。流動煤焼のような縦型炉でも
多孔質構造を有するものの製造は一般に困難である。

従来、黒曜石、真珠岩を焼成発泡させた中空構造のパー
ライトは軽Ｍ刊材として使用されていたが、これらはビ
ンポン球のような単一気泡構造であるため混練時に破壊
され易く、また破壊されると完全に軽量化効果を失って
しまう。これに比べて、本発明の多孔質真珠岩パーライ
トは、その独立多孔質発泡体構造のため高強度を有する
のて混練時に破壊されにくく、また破壊されてもその破
片には気泡が存在するため軽量化効果は失われない。

本発明に用いる多孔質真珠岩パーライトは好ましくはそ
の平均粒径が０．２〜０．８ｍｍ、好ましくは０３〜０
．７ｍｍのものである。該粒径が０．２ｍｍより小さい
と押出成形時の押出圧が増加して成形性が悪くなり、ま
た０、８ｍｍよりも大きいと同様に押出成形時の押出圧
が増加して成形性か悪くなるたけてなく、軽量化効率が
低下する。

多孔質真珠岩パーライトは好ましくはその粒径分布が粒
径０１〜１．０ｍｍのものを７０％以上、好ましくは８
０％以上含むものを用いる。該分布割合か７０％よりも
小さいと、押出成形時の押出圧が増加して成形性が悪く
なる。

好ましい多孔質真珠岩パーライトのかさ密度は０、　］
　５〜０．３ｇ／ｃｍ３、好ましくは０１７〜０２５　
ｇ／ｃｍ’である。該密度がＯ、Ｉ　５　ｇ／ｃｍ３よ
り小さいと、多孔質真珠岩パーライトか破壊され易くな
り軽量化効率か低下し、また０　、　３　ｇ／ｃｍ３よ
りも大きいと軽量化が達成できない。

多孔質真珠岩パーライトの使用量は、通常はセメント１
００重世部に対して３０〜１２０重世部、好ましくは４
０〜１．００重量部である。使用量が上記範囲より少な
いと軽量化不足となり、また上記範囲より大きいと多孔
質真珠岩パーライトが破壊されやすく該パーライトの添
加効果が低下するばかりでなくセメント組成物の成形性
が悪化する。

本発明による繊維強化軽量セメント組成物の他の成分と
しては、通常の繊維強化軽量セメント組成物に用いられ
るものを用いればよい。

例えば、セメントとしては、高炉セメント、ポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、フラ
イアッシュセメント、硫酸塩セメント等任意のものを用
いることができ、これに各種補強繊維、骨材、可塑剤等
の添加剤を必要に応じて適宜配合すればよい。

補強繊維としては、ビニロン、ポリプロピレン（ＰＰ）
、ポリエチレン、アクリル系樹脂、アラミド、ポリエス
テル、カーボンなどの有機繊維、ステンレスウールなと
の金属繊維、パルプ、ロックウール、石綿などが挙げら
れる。好ましくは、オートクレーブ中での耐熱性、押出
成形時の成形性および得られるセメント成形体の補強お
よび加工性に効果がある石綿およびバルブ、オートクレ
ーブ中での耐熱性、押出後の未硬化成形体の保形性およ
び得られるセメント成形体の耐衝撃性向上に効果がある
ＰＰ繊維が好ましい。石綿およびバルブの繊維長は０．
０５〜５＋ｎｍ、好ましくは０．１〜３ｍｍである。該
繊維長より短いと得られるセメント成形体の強度に対す
る補強効果がなく、長いとセメント組成物を混合した七
きの分散性が悪くなる。

これらの補強繊維は単独で用いることも、併用すること
もできる。

補強繊維のセメントに対する使用量は、石綿およびバル
ブの場合はセメン）１００重量部に対して５〜４０重量
部、好ましくは８〜３０重量部である。ＰＰ繊維の場合
はセメント１００重量部に対して０．５〜１０重量部、
好ましくは１〜７重量部である。該使用量が上記範囲よ
り少ないと得られるセメント成形体の強度に対する補強
効果がなく、また上記範囲より多いとセメント組成物を
混合したときの分散性が悪くなる。

骨材としては、砂、砕砂、高炉スラグ、珪砂、珪石粉な
どが挙げられる。これらは単独で用いることも、併用す
ることもできるが、オートクレーブ養生を実施する場合
には、Ｓｉｎ、分が多く、ケイ酸力ルンウムを合成し、
成形体の強度向上と寸法安定性に寄与する珪砂、珪石粉
が好ましい。骨材の粒径は０．０１〜２ｍｍである。粒
径が上記範囲より小さいと成形性が劣り、上記範囲より
大きいと加工性が悪化する。骨材の使用量は、セメント
１００重量部に対して５０〜１５０重量部である。使用
量が上記範囲より少ないと補強効果がなく、また上記範
囲より多いと成形性が劣る。

可塑剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロースなどが挙げられる。

可塑剤は、組成物の各成分を混合、押出成形する場合に
、混練物に粘性を付与し、成形性を向上する働きがあり
、その使用量はセメント１００重量部に対し、１〜１０
重量部である。使用量が少なくても、また多くても、混
線物の粘性が不適となり成形性が劣る。

本発明の繊維強化軽量セメント組成物は乾燥状態で十分
混合し、これに適量の水を加えて混練し、得られる混練
物を加圧下で押出成形を行い、得られる成形体を所定の
条件下で放置（養生）して乾燥固化させることによりセ
メント成形体を得ることができる。

上記混合工程、混練工程および押出成形工程には、いず
れも汎用の設備を使用すればよい。

上記水の使用量は、上記各成分の使用量および押出成形
条件によって変わるので特に限定的ではないが、一般的
にはセメント１００重量部に対して５０〜２５０重量部
、好ましくは１００〜２００重量部である。

本発明セメント組成物は主として押出成形について説明
したが、流し込み成形、抄造法、プレス成形用組成物と
しても使用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜４および比較例１〜５ 表−１に示すセメント組成物の水辺外の成分をアイリッ
ヒミキサーに入れ、均一に混合した。これに水を加え更
に混合した後、ニーダ−で充分に混練した。得られた混
練物を真空押出機（スクリュー径：２５０’ｍｍ（断面
積：　４９１　ｃｍ’））に投入し、断面１２Ｘ２５０
ｍｍ（断面積：　３０　ｃｍ’）に押出成形を行った。

押出された未硬化成形品を８０℃で５時間スチーム養生
を行った後、１６０’Ｃで４時間オートクレーブ養生を
行った。所定の寸法に切断した後、１０５°Ｃで２４時
間かけて完全に乾燥させた。

押出成形時の押出圧力、および得られたセメント成形体
の物性、加工性を測定した結果を表−１に示す。

各測定は、以下の方法によった。

（１）押出圧力（ｋｇ／ｃｍり 押出機のバレルから金型に至る抵抗部の圧力を、テーパ
ーダイス直前にブルドン管圧力計を設置して測定した。

（２）比重。

乾燥後２４時間放置した後に測定した。

（３）曲げ強度（ｋｇ／Ｃｍ２） 押出方向と平行に幅４０×長さ１６０ｍｍに切断し、乾
燥後２４時間放置した。このサンプルを１００ｍｍ間隔
て支持し、その中央部に０．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷
重を加えて測定した。

（４）釘打ち性 乾燥後２４時間放置した後に測定した。

長尺品を３００ｍｍに切断し、切断面より３０ｍｍ、製
品幅端面より２５ｍｍの位置に、２゜５φの石膏ホード
釘を打った（ステンレス布目スクリュー釘＋３Ｘ４５）
。

◎：軽く打て、サンプルに異常もない ○：打ち込む抵抗は強いが、サンプルには異常かない △　サンプル裏面にクランクが発生する×：サンプルが
割れる （５）鋸びき性 乾燥後２４時間放置したサンプルをスレート鋸で切断し
た。

◎　サンプルに異常がない ○　サンプルに異常かないか、切断抵抗が強い △　切断部に微小なりラックが発生する×　切断抵抗が
強く切断できない （６）軽量骨材物性；Ｊ　Ｉｓ　　Ａ３００７ｒパーラ
イト」に準じて行った。

■粒度分布：０．０３７ｍｍ（４００ｍｅｓｈ）〜２．
４ｍｍ（８ｍｅｓｈ）までの篩のうち各試料に応じた５
種類以上の篩を用いて分級した。結果を頻度累計ぐ篩目
通過量重量％）と粒径（篩目寸法ｍｍ）の関係に図示し
たく第１図）。

・平均粒径・頻度累計５０％（重量基準）の粒径 ・粒径０，１〜１ｍｍの割合粒径１．ｍｍの頻度累計値
から粒径０．１ｍｍの頻度累計値を引いたもの。

■かさ密度所定容器に骨材を入れた場合の骨材重量を容
積で割ったもの。

■孔径状、走査型電子顕微鏡による観察結果（以下、余
白） 実施例５および比較例６および７ 実施例１、比較例３および５の混練水の量を各々１０重
量部減少させた（実施例５、比較例６および７）。その
結果、実施例５においては押出圧力が］　Ｏｋｇ／ｃｍ
’になったか比較例６および７は閉塞し押出ができなか
った。

発明の効果 本発明の繊維強化軽量セメント組成物は、配合原料の種
類を増やすことなく、押出成形時における押出圧力か低
く成形性に優れ、かつ軽量なセメント成形体を製造する
ことができる。

さらに、本発明のセメン）・組成物から製造されるセメ
ント成形体は、釘打ち、鋸びきなどの加工性および曲げ
強度に優れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例および比較例で用いた軽量骨材Ａ１〜
Ａ４、Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　　ＥおよびＦの粒径と頻度累計
の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軽量骨材として、独立多孔質発泡体構造を有する真
   珠岩パーライトを含有する繊維強化軽量セメント組成物
   。