JPH05154815A - 水硬性無機質成形体の製造方法 - Google Patents

水硬性無機質成形体の製造方法

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JPH05154815A
JPH05154815A JP32563591A JP32563591A JPH05154815A JP H05154815 A JPH05154815 A JP H05154815A JP 32563591 A JP32563591 A JP 32563591A JP 32563591 A JP32563591 A JP 32563591A JP H05154815 A JPH05154815 A JP H05154815A
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JP
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water
composition
weight
molding
hydraulic inorganic
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JP32563591A
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English (en)
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Yoichi Ikemoto
陽一 池本
Kunio Kusano
邦雄 草野
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0067Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability making use of vibrations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00129Extrudable mixtures

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  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低水セメント比の組成物を用いても高強度で
耐久性に優れ、様々な形状に対応可能な水硬性無機質成
形体の製造方法提供する。 【構成】 特定量の水硬性無機物質、水、補強繊維、水
溶性高分子物質からなる組成物を混練した後、振動押圧
成形することにより異形成形体に成形する製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、屋根瓦等の建築材料に
好適に使用できる、高強度で耐久性に優れた水硬性無機
質成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、屋根瓦としては、古くから釉葉
瓦、いぶし瓦などの粘土瓦がよく知られており、最も多
く使用されてきた。しかしながら最近、良質な粘土が減
少し、性能の良好なものを大量に生産することは困難と
なってきた。そこで、厚型スレート、セメント瓦などの
いわゆる水硬性無機質硬化体を使用した瓦が生産され始
めた。しかしながらこれらは、成形性をあげるために、
化学量論に対し大量の水を使用しているので、脱水、脱
型工程に時間を要し、生産性を上げることは困難であっ
た。また、これらは曲げ強度が小さいので、十分な耐荷
重を得るためには瓦の重量を増さねばならず、施行上、
コスト上不利であった。
【0003】ところで、水硬性無機物質よりなる成形体
では、引張強度が圧縮強度に比べて低いので、この欠点
を解消する方法として補強材を混入させる方法が多用さ
れてきた。たとえば、セメント成形体では、成形時にお
ける成形性を良好なものとし、並びに硬化後の機械的強
度を高めるために、補強材として石綿が混入されてき
た。しかしながら、近年、石綿を使用することによる発
癌性の問題が指摘されている。そこで、石綿に代わる補
強材として、各種の合成繊維が利用されてきた。
【0004】補強材として合成繊維を用いた繊維強化セ
メント混合物から屋根瓦を製造する方法としては、脱水
押圧成形法により賦形することにより種々の形状の瓦を
製造する方法や、繊維強化セメント材料を混合した水中
から紙をすくうように何層も積層し、次に波状ロール等
により押圧する、いわゆる抄造法といわれる方法がある
が、いずれも成形品の組織の緻密化が図りがたく、耐凍
害性等の耐久性に乏しいという欠点があった。
【0005】ところで、瓦は上から載荷を受けると曲げ
応力が発生し、瓦の下側に引張応力が発生する。水硬性
無機質硬化体を使用した成形品は優れた圧縮強度を有す
るものの、引張強度は小さいので、上記載荷に耐えるに
は、平板等単純形状では相当な厚みの成形体が必要であ
り、瓦の重量が増し、施工性が悪くなると同時にコスト
高につながるなどの欠点があり、それを解決するために
より小さい重量で最高の強度を発揮しうる形状が検討さ
れてきた。
【0006】一方、成形体の耐久性をあげ組織の緻密化
を図るとともに、高強度の水硬性無機質成形体を得るた
めに、たとえば、 1)セメント100重量部に対し短繊維0.5〜10重
量部、水17〜35重量部を混合し混練し、押出成形機
により板状に押出し、引続いてプレス機により瓦状に押
圧成形する方法(特公昭57−19009号公報) 2)ブレーン値3,000cc/g以上の珪砂(平均粒
径にして5〜10ミクロン以下、ただし形状で異なるの
で正確な対応関係はない。)をセメントに混入したもの
100重量部に対し、水を20〜35重量部とできるだ
け化学量論に近い量で添加した組成物を用いて、押出成
形により高強度の軽量瓦を成形するなど、上記空隙を微
細粒子で埋める方法(特開平2−160650号公報)
などが提案されてきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1)の
方法によれば、添加された補強繊維の影響で押圧工程に
おける組成物の流動性が低下して、複雑な形状に対応で
きず、成形品の機械的性質が低下するという問題があっ
た。又、同号公報に記載の混練物を用いて押圧成形によ
り成形するためには、非常な高圧力下で成形する必要が
あり、混練物の流動性が小さいので、押圧成形用金型の
寿命が短い等の欠点もあった。
【0008】さらに、2)の製造方法では、水セメント
比が小さく、しかも微細粒子の比表面積が非常に大きい
ため、水が微細粒子に吸着され、組成物の流動性が極め
て悪く、平板など同号公報に記載されているような平板
等単純形状の成形体しか賦形できず、複雑形状の成形体
には適用できないといった問題があった。
【0009】そのため、小さい重量で最高の強度を発揮
しうる形状(たとえば波板状)には1)、2)いずれの
方法によっても、対応することが極めて困難であった。
本発明の目的は上記の課題を解決し、水硬性無機質組成
物であっても、流動性を損なうことなく成形でき、高強
度で耐久性にすぐれた、水硬性無機質成形体の製造方法
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明において用いられ
る水硬性無機物質は、水で練ったとき硬化性を示す無機
物質ならば特に限定されず、たとえば普通ポルトランド
セメント、特殊ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、ローマンセメント等の単味セメント、耐酸セメン
ト、耐火セメント、水ガラスセメント等の特殊セメン
ト、石膏、石灰、マグネシアセメント等の気硬性セメン
トなどがあげられ、特に、強度、耐水性の点で、ポルト
ランドセメント、アルミナセメントが好適に使用され
る。
【0011】本発明の製造方法において用いられる水の
量は、水硬性無機物質100重量部に対し、15重量部
未満では水硬性無機物質の硬化が十分になされず、又、
組成物の分散性が低下し、60重量部をこえると得られ
る成形体の機械的強度が低下するため、15〜60重量
部に限定され、好ましくは20〜50重量部である。
【0012】本発明において用いられる補強繊維は、成
形体に付与したい性能に応じ任意のものが使用でき、た
とえば、ビニロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリプ
ロピレン、カーボン、アラミド等の合成繊維や、ガラス
繊維、パルプなどが使用できる。特に合成繊維を用いた
場合には、可撓性の向上が著しい。上記補強繊維の太さ
は、細すぎると混合時に再凝集し、交絡によりファイバ
ーボールが形成されやすくなり、得られる成形体の強度
はそれ以上改善されず、太すぎるか又は、短すぎると引
張強度向上などの補強効果が小さく、又、長すぎると繊
維の分散性及び配向性が低下するので、太さ0.5〜4
0デニール、長さ1〜15mmが好ましい。上記補強繊
維の添加量は水硬性無機物質100重量部に対し、0.
1重量部未満では補強効果が小さく、20重量部をこえ
ると繊維の分散性が低下するため、0.1〜20重量部
に限定される。
【0013】本発明において用いられる水溶性高分子物
質は、水に溶解して粘性を付与し、水硬性無機物質と水
から得られる組成物の流動性を高めて賦形性を良好なも
のとし、又、セメント硬化体中の過剰な水分を吸収しセ
メント粒子間中の空隙を埋める接合剤となりうる高分子
物質ならば特に限定されず、たとえばメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース等のセルロースエーテル、ポリ
ビニルアルコール、ポリアクリル酸などがあげられる。
上記水溶性高分子物質の添加量は、0.5重量部未満で
は組成物の流動性が悪く、5重量部をこえると得られる
成形体の耐水性が低下するため0.5〜5重量部に限定
され、好ましくは1〜4重量部である。
【0014】本発明においてさらに必要に応じて無機質
充填材が添加されてもよい。上記無機質充填材は、水に
溶解せず、水硬性無機物質の硬化反応を阻害せず、本発
明の製造方法で使用されるあらゆる構成材料の作用を著
しく阻害しないものならば特に限定されず、たとえば珪
砂、川砂等のセメントモルタル用骨材、フライアッシ
ュ、シリカフラワー、シリカフューム、ベントナイト、
高炉スラグ等の混合セメント用混合材、セピオライト、
ウォラストナイト、炭酸カルシウム、マイカ等の天然鉱
物などがあげられる。これらは単独で使用されてもよい
し、2種類以上併用されてもよい。
【0015】上記無機質充填材は、平均粒径が0.03
μm未満のものであると、得られる成形体の強度が低下
しやすくなり、500μmをこえると無機質充填材の粒
子が分散し難くなるため、衝撃強度が低下しやすくなる
ので、0.03〜500μmが好ましい。上記無機質充
填材は、添加量が水硬性無機物質100重量部に対し2
00重量部をこえると、得られる成形体の強度が低下す
るため200重量部以下が好ましい。
【0016】本発明の水硬性無機質成形体の製造方法
は、上記水硬性無機物質、水、補強繊維、水溶性高分子
物質からなる組成物を混練した後、振動押圧成形するこ
とにより異形成形体に成形することを特徴とする。
【0017】本発明の製造方法において上記混練物を直
接振動押圧成形してもよいし、予め押出成形機により、
平板状に予備成形した後、振動押圧成形してもよい。本
発明における振動押圧成形は、従来公知の押圧金型に従
来公知の押圧金型に従来公知の振動子を取り付けたもの
で、上記押圧金型に供給された混練物に微振動を与える
ものであり、振動方向はどの方向でもよいが、より振動
の効果をあげるためには3次元の全方向に与えるのが好
ましい。与えられる振動数は、100Hz未満では、ス
ラリーの金型内での充填が不良になり、10,000H
zをこえると振動を与えるのに多くのエネルギーを要す
るため、100〜10,000Hzが好ましい。又、振
幅は、1μm未満では曲率半径の小さい部分の賦形性が
悪く、500μmをこえると振動を与えるのに多くのエ
ネルギーを要するため1〜500μmが好ましい。又、
使用しうる装置としては、たとえば、昭和63年度愛知
県常滑窯業技術センター研究成果報告書に記載されてい
る、振動プレス成形機があげられる。
【0018】本発明における異形成形体とは、平板状で
ない全ての形状の成形体をいい、たとえば波板状、コの
字状、矩形状等の成形体、中空成形体、アンダーカット
のある成形体、リブ付き成形体などがあげられる。特に
小さい重量で最高の強度を発揮しうる形状としては、波
板形状が好ましい。上記波板形状の曲率半径は20mm
より小さいと賦形性が劣り、300mmより大きいと得
られた成形体の強度が不十分なため20〜300mmが
好ましい。又、連続した波板形状であってもよいし、平
面部があってもよいが、全表面積中の50%以下である
ことが好ましい。
【0019】本発明の製造方法で得られた水硬性無機質
成形体は、水硬性無機物質としてたとえば石膏のように
硬化速度の速いものを用いれば、成形中、たとえば押圧
成形の際に加熱することにより、成形と同時に硬化させ
ることもでき、又、得られた成形体を時間をかけて自然
養生を行ってもかまわないが、硬化反応の遅いたとえば
ポルトランドセメントのような水硬性無機物質を使用す
る場合には、成形体を加熱、加湿するなど、従来公知の
方法により養生を行うことにより、硬化反応を促進で
き、機械的物性を向上することができるのは言うまでも
ない。
【0020】
【実施例】本発明の詳細を実施例をもって説明する。 実施例1 表1に示す所定量の普通ポルトランドセメント(小野田
セメント社製)、太さ2デニール、長さ6mmのビニロ
ン繊維、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(20℃
における2%水溶液の粘度が30,000cpsのも
の)、珪砂(住友セメント社製、平均粒径100μm)
をドライブレンドし、容量10リットルのミキサーで、
所定量の水と混合した後、土練機に供給し、混練して得
られた混練物を、押出方向に100mmの平行部を有す
る金型が設置されたスクリュー径200mmの押出機
で、背圧23kg/mm2 で押出成形し、幅600m
m、厚み5mmの平板状の板を得た。この板を長さ40
0mmに切断した後、振動プレス成形機(アサヒエンジ
ニアリング社製、商品名;SA─50)に供給し、20
kg/cm2 の圧力で、5秒間、振動数1,000H
z、振幅約10μの振動を5秒間与えて、30mm及び
60mmの曲率半径を有する波板と、幅100mmの平
面部及び200mmの曲率半径を有する成形体を成形し
た。
【0021】得られた成形体を、90%RHにおいて6
時間養生した後、以下の試験に供した。 物性評価 賦形性 得られた各曲率半径の波板形状を目視で判断し、ひび割
れ等成形不良が発生していないものには○、発生してい
るものには×を記した。 曲げ強度 得られた成形体の平面部を切断して試験片を得、曲げ強
度を、JIS A 1408の方法に準じて測定し、素
材の曲げ強度とした。 凍結融解性 得られた成形体の平面部を切断して試験片を得、AST
M C 666A の方法に準じて凍結融解を行い、1
0サイクル毎に試験片を取り出して上記曲げ試験と同様
にして曲げ強度を測定し、強度が上記素材の曲げ強度の
90%になるサイクル数を記した。
【0022】比較例1 実施例1で得られた平板状の板を用いて振動を与えず
に、表1に示した所定圧で押圧成形(以下、通常押圧と
いう)し、実施例1と同様の曲率半径を有する波板及び
成形体を成形し、実施例1と同様の試験に供した。
【0023】比較例2 表1に示す所定量の配合の混練物を、実施例1と同様し
て平板状の板を成形し、得られた板を用いて脱水押圧成
形機(山本鉄工所製、商品名;KA─250)により実
施例1と同様の曲率半径を有する波板及び成形体を成形
し、実施例1と同様の試験に供した。
【0024】比較例3 表1に示す所定量の配合の混練物を、紙をすくうように
積層し、次に2軸ロールにより押圧し(以下、抄造とい
う)、実施例1と同様の曲率半径を有する波板及び成形
体を成形し、実施例1と同様の試験に供した。
【0025】以上の結果を表1に併せ示した。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明の水硬性無機質成形体の製造方法
は、特定量の水硬性無機物質、水、補強繊維、水溶性高
分子物質からなる組成物を混練した後、振動押圧成形す
ることにより異形成形体に成形する製造方法であり、押
圧成形用金型に振動を与えるので、上記組成物に十分な
流動性を付与でき、組織が緻密な成形体が得られるた
め、水セメント比が小さい配合の組成物を用いても、従
来の押圧成形では得られなかったような、曲率の小さい
波板を成形することができる。その結果、高強度の成形
体を得ることができるばかりでなく、複雑形状の成形体
も成形することができる。
【0028】従って、本発明の水硬性無機質成形体の製
造方法によれば、高強度で耐久性に優れた様々な形状を
有する成形体を製造することができ、瓦等の建築材料に
好適に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 24:24) Z 2102−4G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水硬性無機物質100重量部、水15〜
    60重量部、補強繊維0.1〜20重量部及び水溶性高
    分子物質0.5〜5重量部からなる組成物を混練した
    後、振動押圧成形することにより異形成形体に成形する
    ことを特徴とする水硬性無機質成形体の製造方法。
JP32563591A 1991-12-10 1991-12-10 水硬性無機質成形体の製造方法 Pending JPH05154815A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735415A1 (fr) * 1995-06-15 1996-12-20 Mci Sa Procede de fabrication d'un article en forme de plaque et article fabrique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735415A1 (fr) * 1995-06-15 1996-12-20 Mci Sa Procede de fabrication d'un article en forme de plaque et article fabrique
WO1997000161A1 (fr) * 1995-06-15 1997-01-03 Materiaux De Construction International (M.C.I. S.A.) Procede de fabrication d'un article en forme de plaque et article fabrique

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