JPH0656492A - 床材用組成物及び床材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安価な高炉水砕スラグを含有する組成物を用い
て、軽量で高強度な床材を得る事。 【構成】高炉水砕スラグ、シリカフューム、水溶性高分
子、アルカリ刺激剤、及び水を含有する床材用組成物、
及び、この床材用組成物の混練体と金属部材とを一体化
した成型体を養生硬化してなる床材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築分野で使用出来る床
材用組成物、及び床材に関する。更に詳細には、フリー
アクセスフロアー用として特に有用な床材用組成物、及
びフリーアクセスフロアー用として特に有用な床材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビルのインテリジェント化の一環
として二重床、即ちフリーアクセスフロアーを備えたビ
ルが数多く建設されている。このフリーアクセスフロア
ー用の床材としては種々の材料が用いられているが、大
別するとアルミダイキャスト、鉄、等の金属系のもの
と、ガラス繊維補強コンクリートに代表されるセメント
系等の窯業系のものが使用されている。しかし、アルミ
製のものは軽量で、しかも強度に優れているが高価であ
り、鉄製のものは安価であるが、歩行感が悪いとか腐食
するといった欠点があり、安価で歩行感の良いセメント
製の材料が多く使用されるようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セメント製のものは上
記した価格、及び歩行感に優れているという利点を有し
ているが、セメント・コンクリート自体ではフリーアク
セスフロアー用床材としての耐荷重強度を満足出来ない
為、成形時に床材下部となる部分に熔接金網を埋め込み
養生硬化させることによって金属補強された製品になっ
ている。しかしながら、このような床材では、耐荷重強
度を７００〜１０００kg程度持たせることは出来てもセ
メント・コンクリート自体に強度がない為、製品の厚み
を大きくしなければならず、結果として床材１枚当たり
の重量が重くなってしまうという欠点を有していた。即
ち、例えば、フリーアクセスフロアー用床材の一般的な
サイズは５０cm×５０cmであるが、１枚当たりの重量は
１２〜１３kgにもなっている。その為、運送や施工面
で、またこのような床材で施工されたビルの躯体強度に
及ぼす床材の重量の影響面から、耐荷重強度は同じく７
００〜１０００kg程度を維持しながら、尚且つ、より軽
量である床材の開発が求められていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点、即ち歩行感の良い窯業系材料でより軽量なものは
出来ないか鋭意検討した結果、本発明に至った。即ち、
本発明は （１）高炉水砕スラグ、超微粉状物質、水溶性高分子、
アルカリ刺激剤、及び水を含有する床材用組成物、
（２）水溶性高分子が、ポリ（メタ）アクリル酸塩であ
る上記（１）記載の床材用組成物、（３）水溶性高分子
が、ポリアクリル酸ナトリウムである上記（１）記載の
床材用組成物、（４）超微粉状物質がシリカフュームで
ある上記（１）、（２）又は（３）記載の床材用組成
物、

【０００５】（５）上記（１）〜（４）記載のいずれか
の床材用組成物を混練、成型した後、養生硬化してなる
床材、（６）上記（１）〜（４）記載のいずれかの床材
用組成物を混練し、この混練体と金網状金属部材とを一
体化した成型体を得、これを養生硬化してなる床材、
（７）金網状金属部材が引っ張り線強度５０kgｆ／mm²
以上の鋼材からなる上記（６）記載の床材、（８）引っ
張り線強度５０kgｆ／mm² 以上の鋼材からなる金網状金
属部材が熔接金網である上記（７）記載の床材、に関す
る。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。高炉水砕
スラグは、ブレーン比表面積２０００cm² ／ｇ以上のも
のが好ましく、特に３０００cm² ／ｇ以上のものが好ま
しい。

【０００７】使用する水溶性高分子は、混練時間内に混
練系に均一に、且つ迅速に溶解する必要があるので微粒
子状、又は微粉状になっていることが好ましい。水溶性
高分子の具体例を以下に示す。

【０００８】（１）セルロース誘導体 ヒドロキシプロピルメチルセルロース、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、等 （２）アクリル系水溶性高分子 ポリアクリルアマイド、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ
（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩、アクリルアマイ
ドと（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩から得られる
共重合体、アクリルアマイド及び／又は（メタ）アクリ
ル酸のアルカリ金属塩と（メタ）アクリル酸メチル、
（メタ）アクリル酸エチル等の（メタ）アクリル酸エス
テル、もしくはスチレン、エチレン、プロピレン等の疎
水性モノマーとの共重合体で水溶性であるもの。

【０００９】これらのうち、好ましい水溶性高分子はポ
リ（メタ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリ
ル酸カリウム、ポリ（メタ）アクリル酸リチウム、等の
ポリ（メタ）アクリル酸塩とカルボキシメチルセルロー
スであり、特に好ましいものはポリアクリル酸ナトリウ
ムである。

【００１０】また、これらポリ（メタ）アクリル酸塩は
高分子量のものを用いる程、成形体の保形性が良いが、
混練系へ短時間で溶解することが可能な分子量のものを
用いることが好ましく、実際には分子量１００００以
上、好ましくは２００００以上、より好ましくは５００
００以上、最も好ましくは１０００００以上のものを用
いる。

【００１１】これら水溶性高分子の使用量は、高炉水砕
スラグと超微粉状物質の合計量１００重量部に対して、
好ましくは０．５〜１０重量部、より好ましくは１〜７
重量部、最も好ましくは１．５〜５重量部である。水溶
性高分子の使用量が少なすぎると、混練が困難になる
か、又は困難でないとしても後工程での成形加工性が悪
くなる傾向にある。また、水溶性高分子の量が多すぎる
と養生硬化しにくくなったり、硬化したとしても硬化体
の水に対する安定性が悪くなる傾向にある。

【００１２】使用し得るアルカリ刺激剤の具体例を以下
に示す。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム、等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、等のアルカリ金属の
炭酸塩；重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸リ
チウム、等のアルカリ金属の重炭酸塩；水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム、等のアルカリ土類金属の水酸
化物；及びピロ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸カリウム、燐
酸二カリウム、燐酸三カリウム、燐酸三ナトリウム、
（メタ）珪酸ナトリウム、（メタ）珪酸カリウム、等で
ある。

【００１３】これらアルカリ刺激剤のうちで、水酸化ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、（メタ）珪酸ナトリウム、
が好ましい例として挙げられる。

【００１４】アルカリ刺激剤の量は、アルカリ刺激剤の
アルカリ性の強さ、高炉水砕スラグの平均粒度、超微粉
状物質の種類と量、また必要に応じて添加する微粒子骨
材や短繊維状物質の種類と量によって異なるが、概ね高
炉水砕スラグと超微粉状物質の合計量１００重量部に対
して０．１〜５重量部が好ましく、特に好ましくは０．
２〜３重量部である。

【００１５】アルカリ刺激剤の量が少なすぎると、混練
〜成形体が養生硬化の工程で硬化しにくくなるか、又は
硬化したとしても養生硬化に長時間を要し、工業的に不
利となる。また、多すぎると硬化スピードが速くなり過
ぎ、混練工程又は成形工程で硬化反応が始まってしま
い、工業的に問題となることがある。

【００１６】超微粉状物質は高炉水砕スラグと超微粉状
物質の合計量１００重量部中に占める割合が好ましくは
２〜５０重量部、より好ましくは５〜３０重量部となる
量使用される。

【００１７】超微粉状物質は、平均粒径が高炉水砕スラ
グの平均粒径とほぼ同じか、好ましくはそれよりも１オ
ーダー小さいもの、より好ましくは２オーダー小さいも
のを使用する。超微粉状物質の好ましい平均粒径は１０
μｍ以下であり、より好ましくは０．０１〜５μｍであ
り、最も好ましくは０．０５〜１μｍである。超微粉状
物質の平均粒径は、高炉水砕スラグの平均粒径の１／２
〜１／１００であることが好ましい。使用し得る具体的
な超微粉状物質としては、例えばシリカフューム、フラ
イアッシュ、珪砂、珪石粉、クレー、タルク、カオリ
ン、炭酸カルシウム、陶磁器粉砕物、徐冷高炉スラグ粉
砕物、チタニア、ジルコニア、アルミナ、アエロジル、
等が挙げられるが、特にシリカフュームが好ましい。

【００１８】本発明の床材用組成物において、水の使用
量は、使用する水溶性高分子の種類と量、アルカリ刺激
剤の種類と量、超微粉状物質の種類と量、及び必要によ
り添加する繊維状物質や微粒子骨材の種類と量に依って
異なり、混合物が良好な混練性を示す様に決めなければ
ならないが、概ね高炉水砕スラグと超微粉状物質の合計
量１００重量部に対して１０〜５０重量部が好ましく、
より好ましくは１０〜４０重量部、特に好ましくは１５
〜３０重量部である。

【００１９】また、本発明の床材用組成物に於いては、
コストを下げるとか、養生硬化した床材の靭性を上げる
とか、成形体が硬化するまでの保形性を向上させる等の
目的で、繊維状物質や微粒子骨材を添加することが出来
る。繊維状物質の具体例としては、ビニロン、パルプ、
ポリプロピレン、ポリエチレン、カーボンファイバー、
アラミドファイバー、等の長さ１〜２０mm程度の短繊維
状物質を挙げることが出来る。また、微粒子骨材として
はウォラストナイト、珪砂、珪石粉、徐冷スラグ粉、フ
ェロクロムスラグ粉、陶磁器粉砕品、レンガ粉砕品、抗
火石を挙げることが出来る。これら微粒子骨材は、一般
的に平均粒径１０００μｍ以下、好ましくは５０〜５０
０μｍのものを用いる。

【００２０】本発明の床材に於いては必要により金網状
金属部材を用いるが、金網状金属部材としては熔接金
網、パンチングメタル、クリンプ金網、等が挙げられ
る。このうち好ましいものは熔接金網である。また金網
状金属部材を強度面からみると引っ張り線強度が５０kg
ｆ／mm² 以上の鋼材で出来たものが好ましく、特に７０
kgｆ／mm² 以上の強度を有する鋼材で出来たものが好ま
しい。また、種々の金網状金属部材のうちで、鉄製のも
のがコスト、強度面で好ましく用いられる。更に、金網
状金属部材の金属線の径は０．５〜４mmであることが好
ましく、又、ピッチ間は０．５〜４cmであることが好ま
しい。なお、金属線の径が太い金網状金属部材を１枚用
いる代りに、金属線の径が細い（例えば１．５mm以下）
金網状金属部材を２枚以上重ねて使用することもでき
る。

【００２１】次に、本発明の床材の一般的な製造法の説
明を行う。まず、高炉水砕スラグ、水溶性高分子、超微
粉状物質、アルカリ刺激剤（アルカリ刺激剤は水に溶解
し、粉体成分を混合した後に加えるのが好ましい。）及
び必要に応じ、繊維状物質、細骨材−（微粒子骨材
等）、骨材等をオムニミキサー（千代田技研工業（株）
製）の様な揺動型ミキサーやプラネタリーミキサーに入
れて粉体混合する。次にこの混合物に所定量の水、又は
アルカリ刺激剤を溶解したアルカリ溶液を添加し、更に
混合（粗混練）を行う。

【００２２】次いで混練に移るが混練機は、混練後に得
られる混練体の柔らかさにより，種々の機器が使用出来
る。柔らかい混練体を得る場合は、コンクリートミキサ
ーやオムニミキサーの様な混合−混練機を用いることが
出来るが、比較的固い粘土状の混練体を得る場合は粗混
練物に強い剪断力を与えられる機器を用いることが好ま
しく、例えばロールニーダー、バンバリーミキサー、湿
式バンバリーミキサー、ミキシングロール、バッグミ
ル、加圧ニーダー、スクリュー押し出し機、ニーダール
ーダー型ミキサー、等を用いる。

【００２３】成形機に関しても特に制限は無く、混練体
の性状に適した機器を使用するのが好ましい。例えば、
柔らかい混練体に関しては、型枠に混練体を注型した
り、また型枠に入れてプレスする方法を採ることが出来
る。また比較的硬い混練体の場合は、カレンダーロー
ル、（低〜高）圧プレス、（真空）押し出し機、等が一
般に使用される。特に減圧下で成形出来る方法、例え
ば、真空押し出し機や真空プレスを採用すると、より大
きな耐荷重強度を有し、且つ耐荷重強度のバラツキの少
ない養生硬化体が得られるので好ましい。

【００２４】また本発明の床材に於いて金網状金属部材
を用いる場合は、混練体（その成型体も含む）と金属部
材とを一体化して、混練体と金網状金属部材とが一体化
した成型体を得る。これら金網状金属部材と混練体（そ
の成形体も含む）との一体化の方法としては、金網状金
属部材の上に混練体（その成型体であってもよい）を載
せプレスする方法や、真空押し出し成形時に金網状金属
部材を埋め込んだ状態で押し出し成形する方法を採るこ
とが出来る。いずれにせよ、金網状金属部材は床材とし
ての最下面、もくしは可能な限り下面に近いところに入
れて一体化することが好ましい。

【００２５】成形後養生硬化に移る。養生硬化は、少な
くとも混練−成形体中の水分が蒸発しない高湿潤雰囲気
下で行うことが必要である。一般的には相対湿度８０％
以上、好ましくは９０％以上、更に好ましくは１００％
の雰囲気下で湿潤養生を行う。また、この様な高湿度雰
囲気下において更に、水分を通さない容器や袋、等に成
形体を入れたり、プラスチック板やプラスチックフィル
ム、金属板に成形体を挟む方法等、成形体中の水分の蒸
発が防止出来る様な方法で湿潤養生を行っても良い。ま
た、湿潤養生初期の成形体を水に浸漬して水中で養生を
行うことも出来る。本発明においては、湿潤養生温度が
高い程、混練−成形体の硬化が速い傾向にあるが、一般
的には、室温〜１００℃の温度が用いられる。また、水
蒸気を用いて１００℃以上の温度でオートクレーブ処理
を行っても良い。

【００２６】養生硬化の時間は、使用するアルカリ刺激
剤の種類と量、及び温度、等養生硬化条件に依って大き
く左右されるが、概ね半日〜７日間である。

【００２７】湿潤養生後の硬化体は水を含んでいるの
で、この様な硬化体は乾燥して用いても良い。乾燥温度
は通常室温乃至１００℃の温度が自由に選択出来る。

【００２８】このようにして得られた床材は高強度であ
り、高強度であるが故に厚みを薄く即ち、軽量化出来
る。例えば、窯業形のフリーアクセスフロアー用床材と
してはガラス短繊維強化セメント・コンクリートを用い
たものが主流であるが、製品形状５０cm×５０cm×２．
４cm（厚み）の板（重量約１２kg) を四隅支持して中心
部を加力すると、１００kg程度の力で板は壊れてしま
う。その為、成形時に板の下部に熔接金網を埋め込み硬
化させることにより、加圧による破壊時の荷重（耐荷重
強度）を７００kg程度まで上げている。

【００２９】これに対して本発明によって得られる同寸
法の床材では、熔接金網を入れない場合は４５０〜５０
０kgの荷重に耐え、また、熔接金網を入れた場合１００
０kg以上の荷重に耐える為、耐荷重強度を同等でいいと
すると、その分だけ軽量化できる。即ちセメント・コン
クリート製の床材が２．４cmの製品の厚さとすると、本
発明で得られる床材では厚みを１．５〜１．７cm程度ま
で薄く出来、同寸法の床材の重量を８．５〜１０kg程度
と軽量化出来る。

【００３０】また、最近の技術によると（特開平４−１
７３２０４）補強部材に接着材料を塗布し、水硬性無機
質組成物からなる混練物と積層させ養生硬化させること
により、４点支持中央載荷法で耐荷重強度を１２００〜
１３００kgまで向上させることが開示されているが、本
発明によれば、このような方法を採らなくても同程度の
耐荷重強度を出すことができる。本発明に更に上記技術
を加えれば、より耐荷重強度の大きい硬化体を得ること
が出来る。本発明の床材の形状は特に限定されず、任意
の形状とすることができ、又、用途に応じて通常０．５
〜３cmの厚さで用いられるが、特に限定されるものでは
ない。本発明の床材のうち、金網状金属部材を埋め込ん
だものは、特にフリーアクセスフロアー用の床材として
有用である。

【００３１】

【実施例】次に実施例に依って本発明を更に詳細に説明
するが、本発明がこれに限定されるべきでないことは言
うまでもない。なお、実施例中「部」は「重量部」を示
す。

【００３２】実施例１〜３ ブレーン比表面積４０００cm² ／ｇの高炉水砕スラグ９
０部、超微粉状物質として平均粒径０．１７μｍのシリ
カフューム１０部、水溶性高分子としてポリアクリル酸
ナトリウム３部、パルプ１．５部、７号珪砂１００部を
攪拌機（アイリッヒ社製）に入れ１分間攪拌した。続い
てアルカリ刺激剤として苛性ソーダ１部と水２９部から
なるアルカリ水を添加し、更に１分間攪拌して本発明の
床材用組成物を得た。この床材用組成物をルーダーニー
ダー型の混練機に入れ５分間混練したところ、混練物は
粘土状になった。この混練物を真空押し出し成形機にて
７４０mmＨｇの減圧下で、幅５０cm、厚さ１．７cm（実
施例１）、１．５cm（実施例２）及び１．４cm（実施例
３）の板状に押し出し、長さ５０cmに切断した。この押
し出し成形体を、線径２．０mmで引っ張り線強度７４kg
ｆ／mm² の鉄筋で出来たピッチ間２５mm、大きさ５０cm
×５０cmの鉄製の熔接金網に載せ、プレス成形機にて押
し出し成形体と熔接金網を一体化させた。そしてこの熔
接金網と一体化した成型体を９０℃×１００％（ＲＨ）
の雰囲気下で２日間養生硬化させ、本発明の床材を得
た。

【００３３】このようにして得られた床材の重量、耐荷
重強度を測定した。結果を表１に記す。尚、水溶性高分
子として用いたポリアクリル酸ナトリウムは、３０℃、
２規定苛性ソーダ水溶液中での極限粘度〔η〕は０．７
であり、下記換算式による平均分子量は２．０４×１０
⁶ であった。 換算式・・・・〔η〕＝８×１０^-8Ｍｗ^1.1

【００３４】また、床材の耐荷重強度は、５０cm×５０
cmの床材の四隅を５０mmφの鉄柱で支持し、中央部を５
０mm径の鉄製円柱で１mm／分の速度で加圧し、測定し
た。加圧はテンシロン（オリエンテック社製）を用い
た。

【００３５】

【表１】 表１ 実施例 成型体の厚み（cm） 重量（kg) 耐荷重強度（kg) １ １．７ １０．３ １２３０ ２ １．５ ９．２ ９３０ ３ １．４ ８．５ ８９０

【００３６】なお、熔接金網を用いずに、押し出し成形
体をそのまま９０℃×１００％（ＲＨ）の雰囲気下で２
日間養生硬化させて得た本発明の床材の耐荷重強度は次
のとおりであった。 実施例１ ４１０kg 実施例２ ２９０kg 実施例３ １８０kg

【００３７】実施例４〜６ 水溶性高分子として、平均分子量が３×１０⁵ のポリア
クリル酸ナトリウム（実施例４）、カルボキシメチルセ
ルロース（第一工業製薬（株）製；セロゲンＢＳＨ−１
２）（実施例５）、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス（信越化学工業（株）製；ＥＭＰ−Ｈ）（実施例−
６）を用い、高炉水砕スラグ８０部、シリカフューム２
０部とし、線径３．１mmで引っ張り線強度８３kgｆ／mm
² の鉄筋を熔接した、ピッチ間３０mmで大きさ５０cm×
５０cmの熔接金網を用い、床材の厚さを１．６cmとし、
その他は実施例１〜３と同様な操作を行い、本発明の床
材を得た。床材の重量及び耐荷重強度の測定結果を表２
に示す。

【００３８】

【表２】 表２ 実施例 水溶性高分子の種類 重量（kg) 耐荷重強度（kg) ４ ポリアクリル酸ナトリウム ９．６ ９９０ ５ ＢＳＨ−１２ ９．６ ９４０ ６ ＥＭＰ−Ｈ ９．６ ９２０

【００３９】実施例７ 線径が１．４mm、引っ張り線強度８６kgｆ／mm² の鉄筋
でできたピッチ間１．５cmの熔接金網を２枚重ねて用い
た他は実施例１と同様にして本発明の床材を得た。得ら
れた床材の重さは１０．１kgで、耐荷重強度は１５７０
kgであった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、安価な高炉水砕スラグ
を用い、耐荷重強度が大きく、軽量な床材を得ることが
出来る。

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 22:00 2102−4Ｇ 14:34） 2102−4Ｇ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉水砕スラグ、超微粉状物質、水溶性高
   分子、アルカリ刺激剤、及び水を含有する床材用組成
   物。
2. 【請求項２】水溶性高分子が、ポリ（メタ）アクリル酸
   塩である請求項１記載の床材用組成物。
3. 【請求項３】水溶性高分子が、ポリアクリル酸ナトリウ
   ムである請求項１記載の床材用組成物。
4. 【請求項４】超微粉状物質がシリカフュームである請求
   項１、２又は３記載の床材用組成物。
5. 【請求項５】請求項１〜４記載のいずれかの床材用組成
   物を混練、成型した後、養生硬化してなる床材。
6. 【請求項６】請求項１〜４記載のいずれかの床材用組成
   物を混練し、この混練体と金網状金属部材とを一体化し
   た成型体を得、これを養生硬化してなる床材。
7. 【請求項７】金網状金属部材が引っ張り線強度５０kgｆ
   /mm²以上の鋼材からなる請求項６記載の床材。
8. 【請求項８】引っ張り線強度５０kgｆ／mm² 以上の鋼材
   からなる金網状金属部材が熔接金網である請求項７記載
   の床材。