JPH0671626A - 水硬性無機質硬化体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水セメント比が小さい水硬性無機質組成物で
あっても、流動性を損なうことなく成形でき、強度の低
い押圧成形型でも成形でき、未硬化の成形体を取り外す
工程が削減でき、成形品の賦形性に優れ、かつ高強度で
耐久性にすぐれた、水硬性無機質硬化体の製造方法を提
供する。 【構成】 水硬性無機物質と水からなる組成物を混練し
た後振動押圧成形し、固定型と共に成形体を硬化させる
水硬性無機質硬化体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水硬性無機質硬化体の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根瓦としては、古くから釉葉
瓦、いぶし瓦などの粘土瓦がよく知られており、最も多
く使用されてきた。しかしながら最近、良質な粘土が減
少し、性能の良好なものを大量に生産することは困難と
なってきた。そこで、厚型スレート、セメント瓦などの
いわゆる水硬性無機質硬化体を使用した瓦が生産され始
めた。しかしながらこれらは、成形性をあげるために、
化学量論に対し大量の水を使用しているので、脱水、脱
型工程に時間を要し、生産性を上げることは困難であっ
た。また、これらは曲げ強度が小さいので、十分な耐荷
重を得るためには瓦の重量を増さねばならず、施行上、
コスト上不利であった。

【０００３】そこで、少量の水でセメントを硬化させ、
曲げ強度の高い水硬性無機質硬化体の瓦を得るために、
たとえば、 １）セメント１００重量部に対し短繊維０．５〜１０重
量部、水１７〜３５重量部を混合し混練し、押出成形機
により板状に押出し、引続いてプレス機により瓦状に押
圧成形する方法（特公昭５７−１９００９号公報） ２）ブレーン値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方法（特開平２−１
６０６５０号公報）などが提案されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１）の
方法によれば、添加された補強繊維の影響で押圧工程に
おける組成物の流動性が低下して、複雑な形状に対応で
きず、成形品の機械的性質が低下するという問題があっ
た。又、同号公報に記載の混練物を用いて押圧成形によ
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、高強度の押圧成形
用金型が必要であった。

【０００５】さらに、２）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しか賦形できず、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。

【０００６】また、１）、２）いずれの方法によって
も、金型から未硬化の成形体を取り外して養生しなけれ
ばならず、成形体に傷を与えるなどの問題があった。

【０００７】本発明の目的は上記の課題を解決し、水セ
メント比が小さい水硬性無機質組成物であっても、流動
性を損なうことなく成形でき、強度の低い押圧成形型で
も成形でき、未硬化の成形体を取り外す工程が削減で
き、成形品の賦形性に優れ、かつ高強度で耐久性にすぐ
れた、水硬性無機質硬化体の製造方法を提供することに
ある。

【０００８】

【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、ロー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。

【０００９】本発明の製造方法において用いられる水の
量は、少いと水硬性無機物質の硬化が十分になされず、
又、組成物の分散性が低下し、多いと得られる成形体の
機械的強度が低下するため、水硬性無機物質１００重量
部に対し１５〜６０重量部に限定され、好ましくは２０
〜５０重量部である。

【００１０】本発明において必要に応じて補強繊維が添
加されてもよい。補強繊維は、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、細いと混合時に再
凝集し、交絡によりファイバーボー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
いか又は、短いと引張強度向上などの補強効果が小さ
く、又、長いと繊維の分散性及び配向性が低下するの
で、太さ０．５〜４０デニール、長さ１〜１５ｍｍが好
ましい。

【００１１】上記補強繊維の添加量は少ないと補強効果
が小さく、多いと繊維の分散性が低下するため、水硬性
無機物質１００重量部に対し、０．１〜２０重量部が好
ましい。

【００１２】本発明においてさらに必要に応じて水溶性
高分子物質が添加されてもよい。水溶性高分子物質は、
水に溶解して粘性を付与し、水硬性無機物質と水から得
られる組成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ース、ヒ
ドロキシメチルセルロース、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、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース等のセルロースエーテル、ポリビニル
アルコール、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、少ないと組成物の流動性が
悪く、多いと最終的に得られる硬化体の耐水性が低下す
るため、水硬性無機物質１００重量部に対し、０．５〜
５重量部が好ましく、さらに好ましくは１〜４重量部で
ある。

【００１３】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、シリカフラワー、シリカフューム、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。

【００１４】無機質充填材は、粒径が小さいと、最終的
に得られる硬化体の強度が低下しやすくなり、大きいと
無機質充填材の粒子が分散し難くなるため、衝撃強度が
低下しやすくなるので、平均粒径０．０３〜５００μｍ
が好ましい。上記無機質充填材は、添加量が多いと最終
的に得られる硬化体の強度が低下するため、水硬性無機
物質１００重量部に対し２００重量部以下が好ましい。

【００１５】本発明の製造方法は、まず第１の工程で上
記水硬性無機物質、水及び必要に応じて、補強繊維、水
溶性高分子物質、無機質充填材からなる組成物を混練す
る。混練方法は特に限定されるものではなく、従来公知
の任意の混練方法が使用でき、たとえば、ミキサーなど
で混練してもよいし、土練機、押出機で混練してもよ
い。さらに予め押出成形機により、平板状に予備成形し
てもよい。

【００１６】つぎに第１の工程で得られた混練物を、第
２の工程で固定型と可動型との間に成形すべき成形体の
外面形状に対応するキャビティが設けられた押圧成形型
のキャビティ内に供給し、振動押圧成形する。

【００１７】本発明における振動押圧成形は、従来公知
の押圧成形型に従来公知の振動子を取り付けたもので、
上記押圧成形型に供給された混練物に微振動を与えるも
のであり、振動方向はどの方向でもよいが、より振動の
効果をあげるためには３次元の全方向に与えるのが好ま
しい。与えられる振動数は、低いと組成物の成形型内で
の充填が不良になり、高いと振動を与えるのに多くのエ
ネルギーを要するため、１００〜１０，０００Ｈｚが好
ましい。又、振幅は、小さいと得ようとする成形体の曲
率半径の小さい部分の賦形性が悪く、大きいと振動を与
えるのに多くのエネルギーを要するため１〜５００μｍ
が好ましい。又、使用しうる装置としては、たとえば、
昭和６３年度愛知県常滑窯業技術センター研究成果報告
書に記載されている、振動プレス成形機があげられる。

【００１８】次に第３の工程で押圧成形型を開割し、第
２の工程で得られた成形体が充填された固定型を養生室
内に搬送させて養生硬化する。上記固定型の材質は、水
硬性無機物質と反応せず、養生温度、湿度に耐えうるも
のならば特に限定されず、従来公知の金型を使用しても
よいし、ガラス繊維強化樹脂等のＦＲＰ製の簡易型を使
用してもよい。

【００１９】得られた成形体は固定型に充填された状態
で押圧装置内から取り外され、ローラーなどを用いて養
生室内に搬送され、成形体を加熱、加湿するなど、従来
公知の方法により養生し硬化を行うことができる。

【００２０】

【実施例】本発明の詳細を実施例をもって説明する。

【００２１】実施例１〜４ 表１に示す所定量の普通ポルトランドセメント（小野田
セメント社製）、太さ２デニール、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ース（２０℃
における２％水溶液の粘度が３０，０００ｃｐｓのも
の）、平均粒径１００μｍのフライアッシュ（関電化工
社製、真比重２．３、嵩比重０．６）及び水をミキサー
で混練し、得られた混練物をＦＲＰ製の固定型上に供給
し、押圧成形型の固定型と可動型との間に設けられた、
断面形状が６０ｍｍの曲率半径を有する２つの半円部
と、２つの半円部の間には８０ｍｍの直線部と、２つの
半円部の両端には９０ｍｍの直線部を有する長さ５００
ｍｍ、幅５００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのキャビティ内で、
振動プレス成形機（アサヒエンジニアリング社製、商品
名；ＳＡ─５０）で、所定の圧力で、３次元方向に振動
数１，０００Ｈｚ、振幅約１０μの振動を５秒間与え
て、上記キャビティ形状に対応する外面形状の成形体を
成形した。

【００２２】比較例１、２ 実施例１で得られた混練物を、実施例１で使用した成形
型の固定型上に供給し、他は実施例１で行ったと同様に
して、振動を与えずに表１に示す所定の圧力で成形体を
成形した。

【００２３】比較例３ 実施例１で得られた混練物を、実施例１で使用した成形
型の固定型上に供給し、他は実施例１で行ったと同様に
して、振動を与えずに表１に示す所定の圧力で成形体を
成形したが、固定型が破壊して成形体が得られなかっ
た。

【００２４】実施例１〜４、比較例１、２で得られた成
形体を固定型に充填したまま養生室内に搬送させて、９
０％ＲＨ、６０℃において６時間養生して硬化体を得、
以下の試験に供した。

【００２５】物性評価 賦形性 得られた硬化体の半円部の形状を目視で判断し、キャビ
ティ形状が転写され、ひび割れ等の成形不良が発生して
いないものには○、キャビティ形状が転写されていない
もの、ひび割れ等成形不良が発生しているものには×を
記した。

【００２６】 曲げ強度 得られた硬化体の平面部を切断して試験片を得、曲げ強
度を、ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に準じて測定し、素
材の曲げ強度とした。

【００２７】以上の結果を表１に併せ示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の水硬性無機質硬化体の製造方法
は、水硬性無機物質と水からなる組成物を混練した後、
得られた混練物を、固定型と可動型との間に成形すべき
成形品の外面形状に対応するキャビティが設けられた押
圧成形型のキャビティ内に供給して振動押圧成形し、押
圧成形型を開割して得られた成形体が充填された固定型
を養生室内に搬送させて養生硬化させる製造方法である
ので、製造工程の簡略化が図れる。

【００３０】上記固定型は、振動押圧成形を行うことに
より、成形圧力を低減できるので、金型だけでなく、Ｆ
ＲＰ等の簡易型を使用して製造コストを削減することも
できる。

【００３１】その結果、高強度の硬化体を得ることがで
きるばかりでなく、複雑形状の成形体も成形することが
できる。

【００３２】従って、本発明の硬化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硬化体
を得ることができ、瓦等の建築材料に好適に使用するこ
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〜
   ６０重量部からなる組成物を混練する第１の工程と、 得られた混練物を、固定型と可動型との間に成形すべき
   成形体の外面形状に対応するキャビティが設けられた押
   圧成形型のキャビティ内に供給し、振動押圧成形する第
   ２の工程と、 押圧成形型を開割し、得られた成形体が充填された固定
   型を養生室内に搬送させて養生硬化する第３の工程とを
   備えることを特徴とする水硬性無機質硬化体の製造方
   法。