JPH06305792A - セメント製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメント補強繊維の分散性を高め、セメント
製品の曲げ強度を一層向上させる。 【構成】 セメント粉体、骨材、工程助剤、補強用繊維
等のセメント製品の成形材料に、０．０００１〜１重量
％の界面活性剤を添加混合することによってセメントス
ラリーの表面張力を補強繊維の表面張力と同程度に調整
し、補強繊維の分散性を向上させた。 【効果】 界面活性剤の添加混合によるセメントスラリ
ーの表面張力の低下によって補強繊維の分散性が良くな
り、界面活性剤を添加混合しない場合と比べて、セメン
ト製品の曲げ強度が２０％以上向上することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、従来のものに比べてセ
メントスラリー中に補強用繊維をより均一に分散させる
ことができ、補強用繊維をより効果的に寄与させること
ができるセメント製品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、石綿に替わるセメント補強用繊維
として種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。しかしながら、特にポリプロピレン繊維ついてはス
ラリー中での分散性に課題が多く、例えば特公昭４７−
３９２０６号、特公昭４７−３９２０７号公報、特開昭
６４−３３０３６号等に記載されているように、界面活
性剤を用いて繊維の分散性をよくする方法が提案されて
いるが、未だ満足できる域には達していない。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】すなわち湿式抄造法における
セメント製品の製造システムによっては、真水に補強用
繊維を分散させた後、セメント粉体を投入してセメント
スラリーを作ることがあり、このような場合において
は、界面活性剤処理を施した補強用繊維は、真水中での
攪拌時に界面活性剤が脱落して均一分散は望めず、セメ
ントスラリーとした際、一部の繊維が浮上するという事
態がみられる。

【０００４】またセメントスラリーに補強用繊維を投入
し攪拌した場合においても、セメントスラリーの表面張
力が補強用繊維のそれよりも大きいため均一分散が期待
できない。

【０００５】他方、近年の押出成型法や流し込み法など
のセメント製品の製造システムにおいては乾式混合用ミ
キサーによる攪拌回転数が高く、繊維とセメント粉体が
分離したり、繊維が絡みあってファイバーボールとなっ
たりするという繊維分散不良の状態となりやすく、また
界面活性剤の種類によっては後に水を加えてセメントス
ラリーとなしても繊維分散不良の状態を解消することは
困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、セメントスラ
リーの表面張力が補強用繊維の表面張力よりも小さくな
るように界面活性剤を添加することによつて上記した補
強用繊維の分散性に対する課題を解決した。即ち本発明
のセメント製品の製造方法は、セメント粉体、骨材、工
程助剤、補強用繊維等のセメント製品の成形材料を、リ
ン酸エステルおよびその塩、カルボン酸およびその塩、
硫酸および亜鉛酸エステル塩、エーテル型等から選ばれ
た界面活性剤がこれら成形材料に対し、０．００１〜１
重量％混合された水溶液でもって混合攪拌してセメント
スラリーの表面張力を補強繊維の表面張力と同程度に調
整し、セメント成型物となすことを特徴としているもの
である。

【０００７】本発明に適用できる補強用繊維としては、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペン
テンなどのポリオレフィン系繊維、ポリビニルアルコー
ル繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、パルプ繊維等の
有機繊維や炭素繊維、ガラス繊維、スチール繊維等の無
機繊維を挙げることがで、予め界面活性剤でもって処理
されているものであってもよい。

【０００８】水に添加混合する界面活性剤としては、例
えば、リン酸エステル及びその塩、カルボン酸及びその
塩、スルホン酸及びその塩、硫酸及び亜硫酸エステル
塩、亜リン酸及びホスホン酸エステル、チオリン酸系、
含ホウ素系等の陰イオン性、エーテル型、エステルエー
テル型、エステル型、含窒素型等の非イオン性、脂肪族
アミン及びその第四級アンモニウム塩、芳香族アミン及
びその第四級アンモニウム塩、複素環アミン及びその第
四級アンモニウム塩、ポリアルキレンポリアミン誘導体
等の陽イオン性、ベタイン型、アミノ有機酸型等の両イ
オン性等を挙げることができるが、とりわけリン酸エス
テル及びその塩、カルボン酸及びその塩、スルホン酸及
びその塩、硫酸及び亜硫酸エステル塩等の陰イオン性、
エーテル型、エステルエーテル型、エステル型、含窒素
型等の非イオン性の界面活性剤が好ましく適用できる。

【０００９】添加する界面活性剤量は補強用繊維の表面
張力の大小および添加量によって定められるものであ
り、表面張力の大きい繊維を使用する場合には添加量を
多くする。セメント製品の補強用に使用される一般的な
繊維の表面張力（ｄｙｎ・ｃｍ^-1）は、ポリプロピレン
が２９．８、ポリエチレンが３５．６、アクリルが５
２．３、ビニルアルコールが３９．８そしてポリスチレ
ンが４０．６であって、上記した陰イオン性あるいは非
イオン性の界面活性剤の場合は、セメント粉体、骨材、
工程助剤、補強用繊維等のセメント製品の成形材料に対
して、０．００１〜１重量％に相当する界面活性剤を水
に混合溶解させ、この水でもってセメントスラリーとな
すことによってセメントスラリーの表面張力を繊維のそ
れよりも小さくすることができる。

【００１０】成形材料に対する界面活性剤の添加量が
０．００１重量％未満であると、何れの繊維の場合にお
いてもそのセメントスラリーの表面張力が繊維のそれよ
りも小さくすること（繊維の表面張力と同程度にするこ
と）が困難であって良好な繊維分散状態が得られず、ま
た添加量が１重量％を超えても適量に添加したセメント
スラリーに比べて繊維分散状態に格別の差異は生じな
い。

【００１１】界面活性剤を添加する方法としては、成型
材料と水からなるセメントスラリー中に界面活性剤ある
いは界面活性剤溶液を添加する方法、あるいは成型材料
の乾式状態で水を加える前に成型材料中に界面活性剤を
添加する方法もあるが、乾式状態の成型材料に加える水
に中に予め界面活性剤を添加混合し、この水でもってセ
メントスラリーとなす方法が効果的である。

【００１２】

【作用】予め適量の界面活性剤、特にリン酸エステル及
びその塩、カルボン酸及びその塩、スルホン酸及びその
塩、硫酸及び亜硫酸エステル塩等の陰イオン性、エーテ
ル型、エステルエーテル型、エステル型、含窒素型等の
非イオン性の界面活性剤を水に添加混合し、その水をセ
メント製品の成形材料に加えてセメントスラリーとなす
ことによって、セメントスラリー中での界面活性剤の分
散が均等となるばかりでなく補強繊維の表面張力と同程
度の表面張力のセメントスラリーが得られる。

【００１３】そして補強用繊維と同程度の表面張力のセ
メントスラリーは、攪拌による添加補強用繊維の分散性
を高め、セメント製品の曲げ強度の向上に寄与する。

【００１４】

【実施例】

［実施例１］ 普通ポルトランドセメント４００ｇ、珪
砂１００ｇ及び太さ５デニール、長さ１０ｍｍのポリプ
ロピレン繊維を７．５ｇからなるセメントの成型材料
に、アルキルホスフェートカリウム塩１５ｇ（成型材料
に対して０．０３重量％相当）を水道水５ｌに添加溶解
させた界面活性剤水溶液を順次、投入混合してセメント
スラリーを作成し、更に凝集剤０．０２重量％液２０ｍ
ｌを添加した。このセメントスラリーの表面張力は２
６．６ｄｙｎ・ｃｍ^-1であった。そしてこのセメントス
ラリーをモールド容器中に注入後、６０メッシュの金網
を通して脱水し、厚さ約５ｍｍの平板状の半可塑状成型
物となし、この成型物を湿潤状態で材令１４日の自然養
生してセメント成形物となした。

【００１５】［実施例２］ 界面活性剤として、ジオク
チルスルホ琥珀酸ソーダ：Ｐ・Ｏ・Ｅ−ノニルフェニル
エーテル＝２：１のものを使用し、実施例１と同条件の
もとにセメントスラリーとなした。このセメントスラリ
ーの表面張力は２７．４ｄｙｎ・ｃｍ^-1であった。そし
てこのセメントスラリーを用いて実施例１と同様にして
セメント成形物を得た。

【００１６】［実施例３］ 界面活性剤しとて、Ｐ・Ｏ
・Ｅ−アルキル硫酸エステル塩を使用し、実施例１と同
条件のもとにセメントスラリーとなした。このセメント
スラリーの表面張力は２９．５ｄｙｎ・ｃｍ^-1であっ
た。そしてこのセメントスラリーを用いて実施例１と同
様にしてセメント成型物を得た。

【００１７】［実施例４］ 成型材料に対する界面活性
剤の割合を０．００１重量％となした水溶液を用いてセ
メントスラリーとなした。このセメントスラリーの表面
張力は２７．９ｄｙｎ・ｃｍ^-1であった。そしてこのセ
メントスラリーを用いて実施例１と同様にしてセメント
成型物を得た。

【００１８】［実施例５］ 成型材料に対する界面活性
剤の割合を１重量％となした水溶液を用いてセメントス
ラリーとなした。このセメントスラリーの表面張力は２
３．１ｄｙｎ・ｃｍ^-1であった。そしてこのセメントス
ラリーを用いて実施例１と同様にしてセメント成型物を
得た。

【００１９】［比較例１］ 実施例１のセメント成形材
料に界面活性剤を添加していない水道水を加えてセメン
トスラリーとなした。このセメントスラリーの表面張力
は７２．８ｄｙｎ・ｃｍ^-1であった。そしてこのセメン
トスラリーを用いて実施例１と同様にしてセメント成型
物となした。

【００２０】上記実施例１〜５および比較例１のセメン
ト成形物の曲げ強度と衝撃強度を測定した結果を表１に
示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】［実施例６］ 普通ポルトランドセメント
１２００ｇ、珪砂８００ｇ、工程助剤としてメチルセル
ロース２０ｇ及び上記ポリプロピレン繊維２０ｇの成型
材料をミキサーで乾式混合したのち、実施例１の界面活
性剤水溶液４００ｍｌ（成型材料に対して０．０３重量
％）を加えて湿式混合してセメントスラリーとなした。
このセメントスラリーの表面張力は２６．６ｄｙｎ・ｃ
ｍ^-1であった。そしてこのセメントスラリーを押出成型
機に投入し、厚さ１２ｍｍ、幅５０ｍｍの平板状の半可
塑状成型物となした。この成型物を湿潤状態で材令１４
日の自然養生してセメント成形物となした。

【００２３】［実施例７］ 普通ポルトランドセメント
１２００ｇ、珪砂８００ｇ、工程助剤としてメチルセル
ロース２０ｇ及び上記ポリプロピレン繊維２０ｇの成型
材料をミキサーで乾式混合したのち、実施例１の界面活
性剤水溶液１０００ｍｌ（成型材料に対して０．０３重
量％）を加えて湿式混合してセメントスラリーとなし
た。このセメントスラリーの表面張力は２６．６ｄｙｎ
・ｃｍ^-1であった。そしてこのセメントスラリーを型枠
に流し込み、振動を与えて厚さ約１０ｍｍの平板状の半
可塑状成型物となした。この成型物を湿潤状態で材令１
４日の自然養生してセメント成型物となした。

【００２４】［比較例２］ 実施例６のセメント成形材
料に界面活性剤を添加していない水道水を加えて実施例
６と同様にしてセメント成形物となした。

【００２５】［比較例３］ 実施例７のセメント成形材
料に界面活性剤を添加していない水道水を加えて実施例
７と同様にしてセメント成形物となした。

【００２６】上記実施例６、７および比較例２、３のセ
メント成形物の曲げ強度と衝撃強度を測定した結果を表
２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】なお、曲げ強度については、ＪＩＳ−Ａ−
１４０８に準じ、衝撃強度については、ＪＩＳ−Ｂ−７
７２２に準じて測定した。

【００２９】

【発明の効果】上記本発明のように、セメント粉体、骨
材、工程助剤、補強用繊維等のセメント製品の成形材料
を、リン酸エステルおよびその塩、カルボン酸およびそ
の塩、硫酸および亜鉛酸エステル塩、エーテル型等から
選ばれた界面活性剤がこれら成形材料に対し、０．００
１〜１重量％混合された水溶液でもって混合攪拌してセ
メントスラリーの表面張力を補強繊維の表面張力と同程
度に調整することによって補強繊維をセメントスラリー
中により均一に分散させることができ、全繊維が効率よ
くセメント製品の補強作用を奏してセメント製品の曲げ
強度、衝撃強度を向上させることができる。

【００３０】したがって本発明は、外壁材、屋根材、内
装材等のボード状のセメント製品の製造に適し、また発
泡性の界面活性剤を適用した場合には、ＡＬＣと呼ばれ
る軽量発泡コンクリートの性能をより向上させることが
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 24/16 28/02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント粉体、骨材、工程助剤、補強用
   繊維等のセメント製品の成形材料を、リン酸エステルお
   よびその塩、カルボン酸およびその塩、硫酸および亜鉛
   酸エステル塩、エーテル型等から選ばれた界面活性剤が
   これら成形材料に対し、０．００１〜１重量％混合され
   た水溶液でもって混合攪拌してセメントスラリーの表面
   張力を補強繊維の表面張力と同程度に調整し、セメント
   成型物となすことを特徴とする繊維補強されたセメント
   製品の製造方法。