JPH0640781A - セメント製品の製造方法 - Google Patents

セメント製品の製造方法

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JPH0640781A
JPH0640781A JP32125791A JP32125791A JPH0640781A JP H0640781 A JPH0640781 A JP H0640781A JP 32125791 A JP32125791 A JP 32125791A JP 32125791 A JP32125791 A JP 32125791A JP H0640781 A JPH0640781 A JP H0640781A
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JP
Japan
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cement
mold
thermosetting resin
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resin
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JP32125791A
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English (en)
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Iwao Usui
巖 碓井
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JUSHI KIGATA KK
Original Assignee
JUSHI KIGATA KK
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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
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • 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
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances

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  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 セメントに熱硬化性樹脂を混合した混合材料
を用いてセメント製品を成形するに当って、熱硬化によ
って製品の体積と寸法が減少しないようにする。 〔構成〕 セメントと熱硬化性樹脂の混合材料に、更に
多孔質性のクリストバライトを混合してセメント製品を
成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば金型の代りに用
いるセメント型の様に、セメントを原材料として造られ
る各種のセメント製品を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プレス成形機とか射出成形機と云った成
形機には、通常の場合、各種の金型鋼を用いて造った金
型が使用されているが、金型は切削加工が面倒で非常に
高価であるため、多品種小量生産が進んでいる最近、商
品の製造価格全体に占める金型代の割合が高く成って不
経済であるとか、製造納期が長く掛って商品製造に与え
る影響が大きい等の問題があった。
【0003】そこで、従来の金属製の金型に代えて製造
価格が安く、また、短工期で製造できるセメントコンク
リ−ト製のセメント型を使用することが考えられた。
【0004】従来より行なわれているセメント型の製造
例を板金プレス型を例にして説明すると、製造に当って
は先ず基型(モデル)を木製のコア−ボックス内に固定
し、次いで、基型の表面とコア−ボックスの内側面に離
型剤を塗布した後、このコア−ボックス内にセメントを
水で溶いたセメントペ−ストを流し込み、固化した後に
コア−ボックス最上面のレベリング及びスクイズを行な
い、コア−ボックスを取外して基型より離型することに
よってセメントコンクリ−ト製のセメント型を造ってい
た。
【0005】また、上述したセメント内に耐アルカリガ
ラスとか無機質又は有機質の各種超微粒子、或は、金属
繊維、鉄筋と云った細骨材を入れたり、或は、樹脂を含
浸させるとか加熱養生することによって、セメント型を
補強することも行なわれていた。
【0006】尚、上記セメントコンクリ−トを用いた製
造法は、他のセメント製品を造る場合にも同様に行わ
れ、更に、このセメントコンクリ−トに代えて、炭酸カ
ルシュウムと砂及び砂利を熱硬化性樹脂で硬化させる所
謂レジンコンクリ−トを用いる場合もあった。
【0007】しかし、以上の如き構成のセメント型を含
むセメントコンクリ−ト製の製品は、使用するセメント
自身に充分な機械的強度性、耐摩耗性、耐薬品性が存在
せず、また、空隙率が高くて流体の流入、流出を阻止す
る水密性も低いため、繰返し使用すると製品の表面が変
形、摩耗してしまうとか、凍結融解に対する抵抗性が低
いと云った問題があり、従って、特にセメント型の場合
は、その使用限度回数は極めて少なく、精々試作品等の
成形にしか利用できず、金型に代えて本型として使用で
きないとか、固化時間が長くて製造する迄に長時間掛る
と云った問題があった。
【0008】また、上記レジンコンクリ−ト製の製品の
場合も、同様に強度性、耐摩耗性、耐薬品性並びに水密
性と云った各種の特性が不充分で、優れた機械的特性を
備えた製品を提供することができず、況んや金型に代る
本型を製造することは到底不可能であつた。
【0009】そこで本出願人は、優れた機械的強度性と
耐摩耗性を備え、且つ、セメント型の場合は金型に代え
て本型として使用することが可能なセメント製品を短時
間で製造することを可能にしたセメント製品の製造方法
として、先の特願昭63−28341号(特開平1−2
03253号公報)の出願に見られるように、無機質の
結合接着剤であるセメントと、熱硬化性樹脂との混合材
料を成形型内に充填して硬化させる製造方法を開発し
た。
【0010】但しここに於いてセメントとは、一般に使
用されているポルトランドセメントの他、例えば、高炉
セメントとかシリカセメントと云った各種混合セメント
のいずれかを意味し、また、熱硬化性樹脂とは、エポキ
シ樹脂とかメラミン樹脂、或は、フェノ−ル樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂と云った機械的強度性と耐摩耗性並
びに、耐薬品性を備えると共に、予め硬化剤が混入され
ている各種の樹脂を意味する。
【0011】上記の製造方法によれば、セメントを熱硬
化性樹脂によって固化及び硬化させることによって、組
織が緻密に結合されて優れた機械的強度性と耐摩耗性、
並びに、水密性、耐薬品性を備え、丈夫なセメント製品
を製造できると共に、水和反応(1ケ月で60%程度)
にのみ依存していた硬化時間を、熱硬化性樹脂の硬化時
間(1〜36時間程度)に短縮して、上記のセメント製
品を短時間で製造可能とする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した製
造方法によって製造されたセメント製品は、熱硬化時に
全体が縮んで体積を少くするため、寸法精度が要求され
る製品の製造には使用できない問題があり、更に、この
体積縮小の問題は熱硬化性樹脂の量を増してセメントの
流動性を良くすればする程高まる性質があるため、セメ
ントの流動性を高めて成形型内への充填作業を円滑し、
成形効果を高めることができなかった。尚、実験による
と、重量比がセメント100、熱効硬化樹脂が28の場
合で、体積比が3.5%減少することが判明した。
【0013】従って本発明の技術的課題は、熱硬化時に
体積及び寸法が変化しないように工夫したセメント製品
の製造方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。無
機質の結合接着剤であるセメントと、熱硬化性樹脂と、
多孔質性のクリストバライト(cristobalit
e)との混合材料を成形型内に充填して硬化させるこ
と。
【0015】
【作用】上記の手段は以下の如く作用する。即ち、セメ
ントを熱硬化性樹脂で固化及び硬化させて、丈夫なセメ
ント製造を造ることができると共に、材料内に混合した
多孔質性のクリストバライトが、材料充填後、熱硬化時
の温度で膨張するため、この膨張によってセメント製品
の体積と寸法が減少することを防止して、成形後の寸法
の変化を防止することを可能にする。以上の如くである
から、上記の手段によって上述した技術的課題を解決し
て、前記従来の技術の問題点を解消することができる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明に係るセメント製品の製造方
法の好適な実施例を添付した図面と共に詳細に説明す
る。図1は、符号1で全体的に示した成形型の底板1a
上に基型2を固定した状態を示した断面図であって、図
2は、上記図1に示した成形型1の内部に、セメントに
熱硬化性樹脂とクリストバライトを混合した混合材料3
を充填すると共に、成形型1の上面口に水平面を出すた
めの押え板4を被せて固定した状態を示す断面図であ
る。
【0017】上記の混合材料3を構成するセメントとし
ては、一般的なポルトランドセメントの他に、例えば高
炉セメント、或は、シリカセメントと云った各種の混合
セメントが使用され、また、熱硬化性樹脂としては、エ
ポキシ樹脂とかメラミン樹脂、或は、フェノ−ル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂等が使用されると共に、これ等
セメントと熱硬化性樹脂にケイ酸鉱物の一種で、孔径が
30〜200Aの細孔が無数に分布する多孔質性のクリ
ストバライト(cristobalite)を小量混合
することによって混合材料3が構成されるものであっ
て、その混合比は、セメント100重量部に対して、1
2〜35重量部の熱硬化性樹脂と、3〜5重量部のクリ
ストバライトが常温(室温)にて混合されて混合材料3
が構成される。また、熱硬化性樹脂には予めアミンの様
な硬化剤が混合されている。
【0018】尚、上記熱硬化性樹脂の混合比を12重量
部以下にした場合には、セメントの硬化が不充分で加圧
しないと目的とする強度性、耐摩耗性並びに水密性を得
ることができず、また、混合比を35重量部以上にする
と、樹脂が占める割合が高く成って、今度は加熱しない
と固化して充分な強度性を発揮できないことが判明し
た。従って、熱硬化性樹脂の混合量は、常温常圧にて固
化可能な12〜35重量部が作業上最適であることが判
明した。
【0019】また、重量比がセメント100、熱硬化性
樹脂28、クリストバライト2の混合材料3を使用した
場合は、熱硬化と共に体積比が1.5%減少したが、ク
リストバイトの重量比を5に増量すると、熱硬化時にク
リストバライトが20%前後膨張して体積比の減少を補
うため、体積と寸法の減少をゼロ又はごく僅かなものに
することができた。
【0020】上記の割合で混合されたセメントと熱硬化
性樹脂は、酸化カリウム、酸化ナトリウムと云ったセメ
ントのアルカリ成分と、熱硬化性樹脂のアミン類が化学
反応を起すと共に、更に、多孔質性のクリストバライト
の中にセメントと熱硬化性樹脂の粒子が入って、クリス
トバライトが粒子同士を結合し、これにセメントの接着
反応が相剰するから、成形型1内で極めて強力に固化す
る。
【0021】上記混合材料3が硬化(固化)したら、図
3の様に成形型1を取外して基型2より離型させること
により、符号Tで全体的に示したセメント型等のセメン
ト製品が造られるのであるが、上記混合材料3の硬化時
間は、使用する熱硬化性樹脂の硬化時間(1〜36時間
程度)であるから、水和反応にのみ依存していた従来の
セメント製品の硬化時間よりも遥かに短く、従って、セ
メント製品Tを極めて短時間で製造可能とする。
【0022】また、従来のセメント製品の圧縮強度は2
8日養生後で415Kgf/cm2であったのに対し、
上記の本発明で製造されたセメント製品Tは、3日養生
後で500Kgf/cm2であり、短時間で丈夫なもの
が製造できることが実験によって判明した。
【0023】更に、従来のセメント製品の曲げ強度は、
28日養生後で70Kgf/cm2であったのに対し、
本発明で製造されたセメント製品Tは、3日養生後で2
00Kgf/cm2と約3倍の強度を備え、更に、上記
クリストバライトの混合によってセメントと樹脂の粒子
が強固に連結する点と相俟って、硬度の点でも本発明に
よって製造されたセメント製品TはSS材と同等である
ことが判明した。
【0024】加えて、衝激テストと抗折テストでも、上
記の各理由から従来のセメント製品よりも本発明で製造
したセメント製品Tの方が略3倍程強いことも判明し、
また、耐薬品性の点でも同様に優れていることが判明し
た。
【0025】
【発明の効果】本発明に係るセメント製品の製造方法は
以上述べた如くであるから、本発明によって製造された
セメント製品は、セメントが熱硬化性樹脂と多孔質性の
クリストバライトによって緻密な組織に連結硬化され
て、セメントコンクリ−トとかレジンコンクリ−トを用
いて製造した従来の製品よりも遥かに優れた機械的強度
性と耐摩耗性、並びに、水密性と耐薬品性を発揮するこ
とができると共に、特に、クリストバライトの混合によ
って体積の減少を防止して寸法の変化を無くすことがで
きるものであって、寸法精度の高いセメント製品を極め
て簡単に短時間で而も安価に製造できる利点を備え、且
つ、熱硬化性樹脂の混合比を増して流動性を高め、混合
材料の充填作業を容易にして生産性を高めることによ
り、少量生産品の生産コストを下げて多品種少量生産を
確実に実行できる利点を発揮できるものであって、構成
が簡単で実施が容易である点と相俟って、特に、プレス
成形型とか射出成形型、真空成形型、FRP成形型、R
IM成形型と云った各種のセメント型、或は、鋳物用模
型とか建材と云ったその他の各種セメント製品の製造に
用いて洵に有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る製造方法の第1工程を示した断面
図である。
【図2】本発明に係る製造方法の第2工程を示した断面
図である。
【図3】本発明に係る製造方法の第3工程を示した断面
図である。
【符号の説明】
1 成形型 2 基型 3 セメントと熱硬化性樹脂とクリストバライ
トの混合材料 T 本発明によって製造されたセメント製品
───────────────────────────────────────────────────── 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 28/02 24:28 Z 2102−4G 14:04) A 2102−4G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機質の結合接着剤であるセメントと、
    熱硬化性樹脂と、多孔質性のクリストバライト(cri
    stobalite)との混合材料を成形型内に充填し
    て硬化させることを特徴とするセメント製品の製造方
    法。
JP32125791A 1991-11-08 1991-11-08 セメント製品の製造方法 Pending JPH0640781A (ja)

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