JPH05279100A - 耐熱性セメント組成物 - Google Patents

耐熱性セメント組成物

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JPH05279100A
JPH05279100A JP8220392A JP8220392A JPH05279100A JP H05279100 A JPH05279100 A JP H05279100A JP 8220392 A JP8220392 A JP 8220392A JP 8220392 A JP8220392 A JP 8220392A JP H05279100 A JPH05279100 A JP H05279100A
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JP
Japan
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cement
mica
cement composition
weight
parts
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Withdrawn
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JP8220392A
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English (en)
Inventor
Fujio Katahira
冨二夫 片平
Kazuhiro Kiyo
和弘 計
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • 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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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 マイカ、水硬性無機質材料およびシリカ系骨
材よりなる窯業系粉体とセピオライトを含む耐熱性セメ
ント組成物。 【効果】 高温処理により強度低下を生じないので、高
温での施釉により耐久性に優れた美麗なホーロー層をセ
メント表面に設けることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外壁材、屋根材等の建
材を製造するのに好適な、耐熱性セメント組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】外壁材や屋根材等の建材の製造にセメン
ト等の水硬性無機材料を用いる場合、外観の点から、一
般には塗料により着色して用いている。しかし、この場
合セメントに含まれるアルカリ分により、あるいは太陽
光、太陽熱に直接曝されることにより、塗料の劣化が進
み易く、耐用寿命の点で問題がある。
【0003】このような耐久性の問題を解決する方法と
して、セメント製建材の表面にホーロー層を形成するこ
とが従来より知られている。この方法は、基材の表面に
釉薬を塗布し、 600〜1000℃で釉薬を溶融させるもので
ある。しかし、この処理をセメント製品に適用した場
合、加熱による乾燥収縮で基材に微細ひび割れが発生
し、強度が大幅に低下する。
【0004】高温加熱によるセメント硬化体の乾燥収縮
は、次のようにして生じる。すなわち、セメント硬化体
を加熱していくと、 105℃前後でキャピラリー水、ゲル
水が蒸発し、 250〜 350℃でAl2O3 やFe2O3 を含む水和
生成物が脱水する。さらに、400〜 700℃になるとカル
シウムシリケートや水和生成物の保有水分の大部分が脱
水するため、この脱水減少に伴って収縮変形と微細ひび
割れ発生が生じる。また、このホーロー層形成のための
処理温度では、一般的な補強用繊維である炭素繊維、有
機合成繊維、セルロース繊維は燃えてしまうことにな
る。
【0005】そこで、ホーロー層を形成する際に、セメ
ント硬化体の強度低下のない200 ℃程度の低温で処理可
能な釉薬を用いることも提案されているが、処理温度の
低下によるホーロー層の強度が低い等の欠点を有してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、施釉
などのための高温処理を実施しても強度の低下を生じな
い、耐熱性に優れたセメント系組成物を提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】耐熱性の高いセメント硬
化体を得るには、高温加熱処理によるセメント水和物等
からの脱水に伴う乾燥収縮および微細ひび割れの発生と
進展を防止すればよい。本発明者らは、このような観点
から、脱水等による乾燥収縮変形を小さくするための材
料および、発生した微細ひび割れの進展を抑える繊維材
料の検討を行った結果、それぞれの材料としてマイカお
よびセピオライトが好適であること、マイカおよびセピ
オライトの混入により施釉用セメントに必要な優れた耐
熱性を付与できることを見い出し、本発明を完成した。
本発明の要旨は、マイカ、水硬性無機質材料およびシリ
カ系骨材よりなる窯業系粉体とセピオライトを含む耐熱
性セメント組成物、にある。
【0008】
【作用】本発明セメント組成物では、従来の水硬性無機
質材料およびシリカ系骨材に加え、マイカおよびセピオ
ライトを混入するものである。これまでに、マイカを施
釉用セメント組成物に使用した例はなく、本発明者ら
は、マイカをセピオライトと併用することによりセメン
ト硬化体に優れた耐熱性を付与することを見い出したも
のである。
【0009】本発明で使用するマイカは、劈開性の珪酸
塩鉱物であり、この鉱物の結晶を剥がすと一定の方向に
板状に完全に劈開する。このように板状であることが、
マイカを混入したセメント硬化体の熱的特性を大幅に改
善しうる効果に結びつく。マイカ自身が熱に対する絶縁
性が大きいことに加え、板状であるため面補強効果があ
り、収縮変形に抵抗してこの変形を抑えることが可能で
ある。
【0010】マイカによる収縮変形の防止効果について
説明する。図1に一般セメント硬化体の熱膨張係数と温
度との関係を示す。この図から明らかなように、 200〜
300℃までは熱膨張係数は正となるが、それ以後は負と
なり、 800℃前後で極値となる。加熱処理によるセメン
ト硬化体の収縮変形は、この積分値になるため、収縮変
形を小さくするには 800℃前後の極値となる熱膨張係数
の絶対値を小さくすればよい。図2にマイカ混入量と 8
00℃前後に現れる熱膨張係数の極値の絶対値との関係を
示す。ここでいうマイカ混入量は、マイカを含む窯業系
粉体100 重量部中における量である。この図から明らか
なように、マイカを混入する程熱膨張係数の絶対値が小
さくなる。例えば、10重量部の混入では、全く混入しな
い場合の約2/1に、20重量部の混入では約4/1に
なる。また、それぞれの材料について、 1000 ℃で1時
間の加熱処理を実施したところ、マイカ混入量が10重量
部より少ない場合は微小ひび割れが発生することがあ
り、30重量部より多い場合は加熱処理以前の基材強度が
十分ではない。従って、マイカは、マイカを含む窯業系
粉体100 重量部中、10〜30重量部の範囲で使用すること
が好ましい。
【0011】マイカを添加したセメント組成物は、さら
に繊維の添加により微小ひび割れの進展防止と加熱処理
後の強度補強を図ることができ、このような補強効果を
期待できる繊維としてはセピオライトが好適である。セ
ピオライトは含水珪酸マグネシウムを主成分とする繊維
状粘度鉱物であり、 550〜1000℃で半セラミック化する
等の形態変化はあるものの、強度性能は保持されてい
る。セピオライト混入量と1000℃×1時間加熱処理後の
曲げ強度との関係の一例を図3に示す。図3では、マイ
カ20重量部、普通ポルトランドセメント40重量部、微粉
硅砂40重量部からなる窯業系粉体100 重量部にセピオラ
イトを図に示した量混入したものである。セピオライト
の混入量の増加に伴い、加熱処理後の曲げ強度は増加す
るが、混入量が多すぎると均一分散が不十分となり、基
材の強度低下が認められる。図3のセメント組成物で
は、セピオライト混入量が2重量部より少ないと加熱後
に強度低下が生じ、10重量部より多いと基材の強度低下
が生じる。従って、セピオライトは窯業系粉体100 重量
部に対して2〜10重量部の混入が好ましい。
【0012】マイカ以外に使用する窯業系粉体は、水硬
性無機質材料およびシリカ系骨材である。水硬性無機質
材料としては普通ポルトランドセメント、早強ポルトラ
ンドセメント、高炉セメント、アルミナセメント等いず
れの材料も使用でき、その種類は限定されない。また使
用量も限定されないが、好ましくは、窯業系粉体の合計
量100 重量部中、30〜60重量部である。
【0013】シリカ系骨材には硅砂、シリカフューム、
フライアッシュ、スラグ、珪藻土等が例示され、これら
は単独で用いても、併用してもよい。
【0014】上記で説明したマイカ、水硬性無機質材料
およびシリカ系骨材からなる窯業系粉体とセピオライト
を含む本発明セメント組成物は、適量の水を加え、適宜
成形法により成形することができる。成形法には、押出
成形法、注型法、抄造成形法、プレス成形法等があり、
成形法に応じて必要な添加材を加える。例えば、本発明
セメント組成物を成形するのに好適な押出成形法におい
ては、成形助材としてセルロース繊維およびメチルセル
ロースを添加するのが好ましい。その他必要に応じてA
E剤や減水剤等を添加することができる。
【0015】適宜成形方法で成形し、加熱処理により硬
化させたセメント製品は、常法により施釉することがで
きる。すなわち、セメント製品の表面に釉薬を塗布し、
600〜1000℃で溶融させてホーロー層を形成する等の方
法で表面処理できる。
【0016】また、本発明セメント組成物は、タイル、
レンガ等の用途においても耐熱性を有するため有用であ
る。
【0017】
【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。表1に実施例1〜7の配合をまとめて示す。実
施例1〜4はセピオライトの量を変化させ、実施例5〜
7はマイカの量を変化させたものである。各実施例のセ
メント組成物に適量の水を加え、混合、混練して押出成
形した。成形した板の形状は、幅 100mm×厚み15mmであ
る。この平板を約1日、気中養生し、 180℃×5時間の
オートクレーブ養生を実施した。この平板について次の
3種類の試験を行った。
【0018】(1) 加熱前の曲げ強度:幅50mm×長さ 150
mmに切断し、スパンが100 mmの3点曲げ試験により曲げ
強度を測定した。 (2) 加熱後の曲げ強度および表面観察:100 ℃/1時間
の昇温速度で昇温し、1000℃に1時間保持し、炉内自然
放冷後、表面観察を実施し、その後で(1) と同様の方法
で曲げ強度を測定した。 (3)105℃で24時間乾燥した後、釉薬を塗布し、100 ℃/
1時間の昇温速度で昇温し、1000℃に1時間保持し、炉
内放冷後に施釉状況を観察した。 表2に上記試験結果をまとめて示す。
【0019】本発明セメント組成物から製造した平板
は、加熱前の曲げ強度、1000℃に加熱後の曲げ強度に優
れ、加熱後にもひび割れ等の異常はなく、施釉処理可能
であった。特に、窯業系粉体100 重量部中マイカを10〜
30重量部、窯業系粉体100 重量部に対してセピオライト
を2〜10重量部用いた場合、加熱後の曲げ強度が大き
い。また、比較例として、マイカあるいはセピオライト
を含まない配合による試験結果を表1および表2に示
す。本発明品が優れた効果を有することがわかる。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】本発明により、高温での強度に優れたセ
メント硬化体を与えるセメント組成物が提供される。こ
のセメント組成物は、施釉等のための高温焼成によって
も強度が低下することなく、高強度を保持できるため、
耐久性に優れかつ美麗なホーロー層を形成したセメント
建材の製造に特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般セメント硬化体の熱膨張係数と温度との関
係を示す図である。
【図2】800℃前後にある極値を、その材料の熱膨張係
数の代表値として、マイカ混入量との関係を示した図で
ある。
【図3】セピオライトの混入量をパラメーターとして、
1000℃×1時間の加熱前後の曲げ強度を示した図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイカ、水硬性無機質材料およびシリカ系
    骨材よりなる窯業系粉体とセピオライトとを含む耐熱性
    セメント組成物。
JP8220392A 1992-04-03 1992-04-03 耐熱性セメント組成物 Withdrawn JPH05279100A (ja)

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