JPH0592409A - 水硬性無機質成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水硬性無機質成形体の押出成形にあって、流
動性を損なうことなく成形でき、金型内への充填が良好
な、成形品に巣やちぎれ発生のない、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。 【構成】 水硬性無機物質１００重量部、水１５〜６５
重量部、水溶性高分子物質０．５〜５重量部を含むスラ
リーを押出成形により金型内に押出す成形法であって、
該金型を押出方向と略垂直方向に振動数１００〜１０，
０００Ｈｚ、振幅０．５〜１，０００μｍの振動を与え
ることを特徴とする水硬性無機質成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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】セメント、モルタルまたは石膏等の水硬
性無機物質を用いた成形体は、古くから種々の構造材等
に用いられている。これらの水硬性無機物質成形体を製
造する工程において、水硬性無機物質と水が均一に混練
され、しかも良好な流動性を確保するために、セメント
の水和反応における化学量論以上の水が添加されてき
た。このため、硬化後の成形体に余剰水による空隙が形
成され、強度、耐久性等が化学量論に近い水量で硬化さ
せた成形体に比べ低下してしまうという問題があった。

【０００３】さらにこれらの組成物を用いて成形体を製
造する方法としては、押出成形法（例えば第３回ＶＳＩ
研究会資料記載の方法）が知られているが、押出成形法
においては特に流動性が要求される。そこで流動性を確
保するために、前記したようにセメントの水和反応にお
ける化学量論以上の水を添加したり、水溶性高分子物質
を大量に添加したり、又、高強度の水硬性無機質成形体
を得るために特開平２−１６０６５０号公報に記載され
ているように、ブレ─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が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第３回ＶＳＩ
研究会資料記載の方法では、成形体すべき製品の寸法
が、押出機のスクリュ─径の３倍を越えると、押出され
た組成物が金型内で充填不良となり、金型端部に巣が発
生したり、押出成形品にちぎれが発生したり、成形品が
直線状に押出されなかったり、複雑な成形体や異形成形
体を得ることは困難であった。

【０００５】又、特開平２−１６０６５０号公報に記載
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のみ賦
形でき、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。又、同号公報に記載の混練物を用いてプレ
ス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、大型の
成形品を得ることは極めて困難であった。

【０００６】本発明の目的は上記の課題を解決し、水硬
性無機質成形体の押出成形にあって、流動性を損なうこ
となく成形でき、金型内への充填が良好な、成形品に巣
やちぎれ発生のない、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。

【０００７】

【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─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。

【０００８】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、
組成物維の分散性が低下し、６５重量部を超えると得ら
れる成形体の機械的強度が低下するため、１５〜６５重
量部に限定され、好ましくは２０〜５０重量部である。

【０００９】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、無機質充填材及び
補強繊維の分散性を高め、混合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─ス、ヒドロキシメチルセルロ─ス、ヒドロキ
シエチルセルロ─ス、カルボキシメチルセルロ─ス、ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロ─ス等のセルロ─スエ─
テル、ポリビニルアルコ─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重量部を超える
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。

【００１０】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─、シリカフュ─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。

【００１１】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、補強繊維間への無機質充填材
の粒子の分散性はそれ以上改善されず、製造上の難度が
あがるのみであり、５００μｍを超えると補強繊維間に
無機質充填材の粒子が分散し難くなるため、補強繊維が
凝集しやすくなるので、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１０
０重量部に対し２００重量部を超えると、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。

【００１２】本発明においてさらに必要に応じて補強繊
維が添加されてもよい。上記補強繊維としては、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
─ボ─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ため、太さ０．５〜４
０デニ─ル、長さ１〜１５ｍｍが好ましい。上記補強繊
維の量は水硬性無機物質１００重量部に対し、２０重量
部を超えると繊維の分散性が低下するため、０．１〜２
０重量部が好ましい。

【００１３】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、水溶性高分子物質を含む
組成物を混合してスラリ─を作製し、押出成形により金
型内に押出す成形法であって、該金型を押出方向と略垂
直方向に振動を与えることを特徴とする。

【００１４】上記金型を振動する方法としては、従来公
知の任意のものが使用でき、たとえば振動モ─タ─、バ
イブレ─タ─等が使用できる。金型に与える振動数は１
００Ｈｚ未満では、押出された組成物の金型内での充填
が不良になり、１０，０００Ｈｚを超えると振動を与え
るために多くのエネルギ─を要するため、１００〜１
０，０００Ｈｚに限定され、好ましくは５００〜２，０
００Ｈｚである。金型に与える振幅は、０．５μｍ未満
では押出された組成物の金型内での充填が不良になり、
１，０００μｍを超えると成形体の直線性を低下させる
ため、振幅０．５〜１，０００μｍに限定され、好まし
くは１〜５００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００μ
ｍである。の振動押圧成形することを特徴とする。上記
混合方法は、従来公知の任意の方法が使用される。又、
金型と押出機のバレルの間には金型の振動を押出機に伝
えないために、防振ゴムなどを挿入するのが好ましい。

【００１５】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。

【００１６】

【実施例】本発明の詳細を実施例をもってさらに詳しく
説明する。 実施例１〜５、比較例１〜３ 表１に示す所定量の普通ポルトランドセメント、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロ─ス（２０℃における２％水
溶液の粘度が３０，０００ｃｐｓのもの）、フライアッ
シュ（関電加工社製）、太さ２デニ─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─ス
（２０℃における２％水溶液の粘度が３０，０００ｃｐ
ｓのもの）、水をミキサ─に入れて混合し、得られた混
合物をスクリュ─径１００ｍｍの押出機で、下面に振動
モ─タ─を取り付けた金型の、断面が厚み２０ｍｍ、表
１記載の幅の内部に押し出し、平板の成形体を得た。

【００１７】得られた成形体を６０℃、９０％ＲＨにお
いて６時間養生した後、以下の試験に供した。以上の結
果を表１に併せ示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】物性評価 成形体のちぎれ 成形体のちぎれが発生しているか否かを目視で判断し、
発生していないものについては○、発生しているものに
ついては×を記した。 直線性 成形時に、ランドの出口から５００ｍｍの位置で押出し
方向と直角方向の成形体の移動量を測定した。 密度 得られた成形体の重量を測定し、体積で除した。 曲げ強度 得られた成形体を切断して１５０×４０×２０ｍｍの試
験片を得の曲げ強度を、ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に
準じて測定した。

【００２０】

【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、水溶性高分子物質を
含むスラリーを押出成形により金型内に押出す成形法で
あり、該金型を押出方向と略垂直方向に特定された振動
数、振幅の振動を与えることを特徴とするため、上記組
成物に十分な流動性を付与でき、従来の押出成形体に生
じていたちぎれを防止でき、成形体すべき製品の寸法
が、押出機のスクリュ─径の３倍を越えるような大きな
成形体においても、組成物が充填不良となるようなこと
や巣の発生、成形品が直線状に押出されないなどの問題
が解決でき、その結果、従来の成形法に比較して大型の
成形体や複雑な形でも成形することが可能となった。さ
らに充填密度の高い成形体が得られるため、強度の高い
成形体が得られる。

【００２１】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る。

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〜
   ６５重量部、水溶性高分子物質０．５〜５重量部を含む
   スラリーを押出成形により金型内に押出す成形法であっ
   て、該金型を押出方向と略垂直方向に振動数１００〜１
   ０，０００Ｈｚ、振幅０．５〜１，０００μｍの振動を
   与えることを特徴とする水硬性無機質成形体の製造方
   法。