JPH07112945B2 - 石こう成形板の製造方法 - Google Patents

石こう成形板の製造方法

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JPH07112945B2
JPH07112945B2 JP4840288A JP4840288A JPH07112945B2 JP H07112945 B2 JPH07112945 B2 JP H07112945B2 JP 4840288 A JP4840288 A JP 4840288A JP 4840288 A JP4840288 A JP 4840288A JP H07112945 B2 JPH07112945 B2 JP H07112945B2
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    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/16Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing anhydrite, e.g. Keene's cement

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Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、II型無水石こう,パルプ等を主成分とする石
こう成形板の製造方法に関するものである。
b. 従来の技術 II型無水石こうを主原料として押出成形によって製造さ
れる石こう板は、例えば特公昭51−27693,特公昭54−17
770等に開示されている。特公昭51−27693には、石こう
の種類,流水量について開示があり、増粘剤および必要
に応じて繊維,充填材,顔料,硬化調節剤が原料として
用いられている。
特公昭54−17770には、II型無水石こう,メチルセルロ
ース,硬化促進剤,水を原料とした押出成形品の製造方
法が開示されている。
これらの押出成形品における繊維として、上記各公報の
実施例等を参照にすると、アスベスト,ガラス繊維,ロ
ックウールの無機質繊維,塩化ビニル等の合成繊維が開
示され、これらの繊維を用いたもの、あるいは繊維なし
の配合が例示されている。押出成形においてアスベスト
は有効な補強繊維であったが、吹付材におけるアスベス
ト公害の問題があって使用が困難となった。ガラス繊
維,ロックウール等の無機質繊維は混練,押出成形の際
に折損を生じて有効な補強が得られ難い欠点がある。ま
た合成繊維類は繊維同志の絡みが強く、分散性が悪いた
めに表面平滑性が得られず、成形板として不均一であ
り、繊維としての有効な補強効果が得られず、極めて脆
い性状のものであった。繊維を配合しない場合も同様に
脆い性状のものであり、特定な小用途のみにしか使えな
い材料であった。
c. 発明が解決しようとする課題 石こう板は建築材料として運搬し、切断,加工し、組立
てられて使用されるので、取扱のハンドリング性および
製品の強度が要求される。このため押出成形による石こ
う成形板は、脆性を改善するために有効な補強繊維の配
合が必要であり、補強繊維としては石こうの水和に悪影
響を与えず、均一な分散性をもち、表面兵活性を保持で
きるものが必要である。
本発明者等は、繊維を配合した際に生じる、石こうの水
和の阻害,強度低下および繊維の折損、分散性不良で補
強効果が悪いと言った課題について検討を行った。
その結果、下記の課題について改善の必要が認められ
た。
(1) II型無水石こうに繊維を配合して、石こう板の
脆性を改善し、有効な補強効果を得ること。
(2) II型無水石こうに繊維を配合して、押出成形に
おける繊維の均一分散性を保持し、表面平滑性を向上す
ること。
(3) II型無水石こうの水和は繊維類としてアスベス
ト,無機質繊維,合成繊維等を配合しても全く影響しな
いが、有機質であるパルプを配合すると硬化促進剤を添
加しても水和が進行し難い場合がある。パルプを補強用
の繊維として用いて高い水和率を得ること。
(4) II型無水石こうの水和率を改善するために、硬
化促進剤を添加するが、逆に長さ変化率や白華等の品質
の低下を招くおそれがあるので、硬化促進剤の添加量を
低減すること。
d. 課題を解決するための手段 本発明者等は、上記課題について鋭意研究を行った結
果、II型無水石こう,パルプを主原料として、押出成形
によって得られた石こう成形板を冷却養生すること、ま
た混練時に冷却混練してから押出成形し、得られた成形
板の冷却養生することによってその目的を達成し得ると
の知見に基づいて、本発明を完成したものである。
すなわち本発明は、II型無水石こう40〜99重量%、パル
プ1〜10重量%を主成分として混練り、押出成形し、得
られた石こう成形板を0〜22℃で冷却養生すること、ま
た0〜25℃で上記原料を冷却混練して押出成形を行い、
得られた石こう成形板を0〜22℃で冷却養生する石こう
成形板の製造方法を提供するものである。
本発明における原料配合の詳細は次の通りである。
II型無水石こう40〜99重量%、パルプ1〜10重量%を主
成分とし、必要に応じて、補強繊維0〜2重量%、無機
質充填材0〜59重量%を配合する。さらに外割で硬化促
進剤,増粘剤も配合することができる。
II型無水石こうは、二水石こうの焼成物あるいは弗酸製
造時に副生するII型無水石こう等が用いられる。II型無
水石こうの配合割合は40〜99重量%であり、99重量%を
越えると繊維の補強効果,板材の柔軟性が期待できずに
必要性状を得ることができない。また40重量%未満では
石こうが完全に水和しても結合材量の不足で繊維複合の
効果を得ることができない。
繊維としては、パルプが補強効果,分散性,表面平滑性
の面から好適なものとして用いられる。
パルプ(セルロースとして)量は1〜10重量%であり、
1重量%未満であると補強効果が望めない。10重量%を
越えると成形時にパルプの分散が悪く材料の均質性およ
び表面平滑性が得られ難く、また建築材料として不燃性
能が得られなくなる。
パルプは必要に応じて叩解を行う。その叩解度はカナダ
標準フリーネス(CSF)で700〜50mlであり、パルパー,
ディスクリファイナー,コーン型リファイナー,ディス
インテグレータ,ハンマーミル等の湿式あるいは乾式の
汎用の粉砕機を用いて行う。
パルプ以外の補強繊維としては、ガラス繊維,炭素繊
維,ロックウール等の無機質繊維およびポリアミド,ポ
リプロピレン,ポリビニールアルコール(ビニロン),
ポリエステル,ポリエチレン,アクリル等の汎用の合成
繊維がパルプと併用して用いられる。繊維の長さは10mm
以下、好ましくは6mm以下である。補強繊維量は0〜2
重量%であり、好ましくは1%以下である。補強繊維は
繊維の絡みが強く2%以上配合すると、ファイバーボー
ルを生じ分散性が悪くなり、表面平滑性が得られない。
無機質充填材としてアルカリ調整材,微細粉末,充填材
等が配合される。
アルカリ調整材としては、消石灰,セメント,水ガラ
ス,アルミン酸ナトリウム,アルミン酸カリウム等が挙
げられる。アルカリ調整材は石こう混練のpHを8.0〜13.
0の範囲とするために0〜3重量%程度の間で適宜配合
される。パルプを配合した場合に、石こうの水和率は著
しく低下することがあるが、混練物のpHをこの範囲とす
ることで、石こうの水和率を向上することができた。し
かし配合量が過剰になると、逆に再び石こうの水和率を
低下させることになる。
微細粉末は粉末度が10000〜30000cm2/g程度であり、SiO
2分50%以上で可溶性シリカを含有するものである。例
えば珪藻土,ゼオライト,シリカダストあるいはカオリ
ン,パイロヒライト等の粘土類等であり、これらを単独
あるいは併用して用いると、石こうの水和率の向上、押
出成形における可塑性、繊維の分散性および表面平滑性
の向上に効果がある。微細粉末量は0〜20重量%であ
り、石こうの水和率の向上、押出成形における繊維の分
散性および表面平滑性の向上がなされるよう必要な量が
配合される。
ここでベントナイト等のある種の粘土類は水和率の向上
効果がなく、また長さ変化率が大きくなるため微細粉末
として用いることは好ましくない。
充填材としては、石灰石,珪石,スラグ,フライアッシ
ュ,二水石こう,蛇紋岩,タルク,マイカ,ワラストナ
イト等の粉末、パーライト,バーミキュライト,シラス
バルン等の軽量材および製品不良の粉砕品(スクラッ
プ)が挙げられる。配合量は0〜59重量%程度である。
II型無水石こうの硬化促進剤としては、H2SO4,K2SO4,
(NH42SO4,Na2SO4,MgSO4,ZnSO4,FeSO4,CuSO4,Al2(SO
4等の硫酸塩、および複塩例えばKAl(SO4・12H
2O,NaAl(SO4・12H2O,NH4Al(SO4・12H2O等の
ミョウバン類、NaCl,CaCl2,MgCl2等の塩化物、NaHSO4,K
HSO4等の酸水素塩、NaNO3,NH4NO3,KNO3等の汎用の硝酸
塩が、単独あるいは併用して用いられる。硬化促進剤量
はII型無水石こうに対して0.2〜2.0重量部である。この
量が0.2重量部未満では4週間以上の養生を行っても所
定の水和率に達せず、曲げ強度等の性状も極めて低くて
実用に供する板材が得られない。2.0重量部を越えて添
加しても品質向上の効果の割合は少なく、石こう成形板
の長さ変化率の増大を来し、遊離の硬化促進剤による白
華現象が生じ、表面が粉っぽくなり美観を損ねることと
る。
増粘剤としては水溶性高分子剤のエチレンオキシド重合
体,アクリルアミド重合体,ポリビニルアルコール,メ
チルセルロース,ヒドロキシエチルセルロース等の汎用
のものが用いられる。配合量は全体の合計量に対して0.
1〜2.0重量部程度である。
本発明における製造工程は次の通りである。
原料配合物に必要な水を加えてニーダー,アイリッヒ型
ミキサー,真空土練機等の混練物で均一に分散するよう
に混練し、押出成形機で成形を行い、成形板を冷却養生
を行って水和硬化させる。硬化後に成形板は必要に応じ
て乾燥を行い、規準寸法に裁断して製品とされる。上記
混練のさいに冷却混練する場合もある。
冷却養生は養生槽において0〜22℃の温度で行われる。
また相対湿度は50〜100%で、1〜15日間程度行われ
る。補強繊維としてパルプ以外の無機質繊維あるいは有
機質繊維を用いた場合には石こうの水和不良を生じない
が、パルプを用いた場合に冷却養生を行わないと石こう
の水和不良を生じる。
冷却養生を行うことで、石こうの水和速度,水和率およ
び曲げ強度等が向上して補強効果の高い高品質の石こう
成形板を得ることができた。冷却養生温度が0℃以下で
は成形板の未水和の水が凍結して好ましくない。また22
℃以上になると水和速度が著しく低下して所定の性状が
得られなくなる。これは石こうの水和の遅延およびパル
プからの水和を阻害する有機質分の溶出が生ずるためと
思われる。
冷却混練は冷却養生と併用して、初期の水和の促進効果
を一層高めるために有効である。通常の混練において混
練り温度は25℃以上、時には40℃近くになる。養生効果
を高めるために、発生する熱を積極的に取り去る必要が
ある。冷却にはN2,CO2,Ar等の冷媒体の挿入、氷の小
塊,冷水の投入あるいは混練器の外部からの冷却等が行
われる。
冷却混練することで初期の水和速度が向上、高強度の性
状が得られると共に有機質増粘剤の熱劣化による押出成
形不能といったトラブルを防ぐこと、有機質増粘剤量の
低減に効果がある。冷却混練温度は0〜25℃である。
同様に押出成形の際に発生する熱も、成形機のスクリュ
ー,ジャケットを同様に冷却して取り去ることができ
る。
成形板は中空,凹,凸型等であり、中空率(空間,欠損
部分の割合であり、成形板を積み重ね生じる空間も含
む)10%以上であることが、冷却の養生効果を高める上
で好ましい。特に初期の水和速度を向上し、高強度を得
ることができる。製品の種類によっては中実形状でもよ
い。
e. 作用 II型無水石こう,繊維,硬化促進剤,増粘剤および水を
混練して押出成形する方法において、脆性を改善するた
めにパルプを補強繊維として配合するが、パルプを配合
することで石こうの水和率が著しく阻害されることがあ
り、製品の性状が得られない場合がある。
上述したように、本発明によると、石こう成形板を0〜
22℃で冷却養生すること、また0〜25℃で冷却混練して
押出成形を行い、次いで同様の冷却養生することで、水
和率が向上し、高品質な従来にない新しい石こう成形板
が得られる。その作用は次のとおりである。
成形板を冷却養生することで、II型無水石こうの水和速
度が向上して、水和の促進効果が現われ、また石こうの
水和率の向上で石こうとパルプの複合の効果が有効に機
能して、高強度,高品質な石こう成形板を得ることがで
きる。
また、成形板を冷却養生することで、パルプに原因する
有機質分の溶出が制御され、石こうの水和の阻害作用が
なくなり、短期間に高強度,高品質な石こう成形板を得
ることができる。さらに中空形状品を押出成形品を冷却
養生することで、石こうの水和促進効果を一層高め、高
強度,高品質な石こう成形板を得ることができた。
また冷却混練および冷却養生を組合せることによって、
初期の水和促進効果を一層高め、それによって、初期に
二水石こうの骨格を形成し、後の二水石こう結晶の成長
が骨格内に発達して成形板を緻密化して、高強度,高品
質な石こう成形板を得ることができる。
さらに冷却養生等を行うことで、石こうの水和率が向上
し、石こうの硬化促進剤が低減でき、長さ変化率の低減
および白華現象を生じない製品が得られる。
f. 実施例 実施例1〜10,比較例1〜6 原料配合物をアイリッヒ型ミキサーで1分間、高速回転
で乾式混合し、ニーダーで成形に必要な水を加えて10分
間混練して均一に分散させ、ついで混練物をスクリュー
型真空押出成形機で厚さ15mm、幅200mm(中空7×7mm−
17個、中空率28%)に成形を行い、成形板を所定の温度
で1週間養生を行って水和硬化させた。硬化後に成形板
は60±3℃で乾燥を行い、規準寸法に切断して試験を行
った。
比較例についても同様な方法で成形して試験を行った。
水量およびメチルセルロースはII型無水石こう,繊維,
無機質充填材に対して外割で加え、硬化促進剤は石こう
に対して外割で加えた。
また冷却温度は各々の設定値であり、混練温度で±4
℃、養生温度で±2℃程度の変動があった。
実施例および比較例について配合,性状試験結果を表−
1に示す。
□使用原料 II型無水石こう: 弗酸製造時の副生無水石こう粉末度5210cm2/g、pH3.1 パルプ: 晒パルプの粉砕品 CSF640ml ビニロン繊維: クラレ製 ビニロン繊維6mm ゼオライト: ジークライト製 粉末度16300cm2/g 珪藻土: イソライト工業製 粉末度24800cm2/g シリカダスト: 日本重化学製 粉末度23700cm2/g 消石灰: 奥多摩工業製 石灰石: 奥多摩工業製 硫酸カリウム: 試薬1級 メチルセルロース: 信越化学製 ハイメトローズ90SH−1500 □試験方法 比重: JIS A5415「石綿セメントけい酸カルシウム板」に準
拠。(JISにおけるかさ比重を略称) 曲げ強度: JIS A5418「石綿セメントけい酸カルシウム板」に準
拠。
長さ変化率: JIS A5418「石綿セメントけい酸カルシウム板」に準
拠。
衝撃試験: JIS K6911「熱硬化製プラスチック一般試験方法」のシ
ャルピー衝撃強さ試験に準拠。
水和率: 粉砕試料を45℃で乾燥し、これを200℃で仮焼して、重
量減少量から石こうの配合に対する水和率を測定。
pH: 混練試料5gを蒸留水50ccに希釈し、5分後にpHメーター
にて測定。
分散性: 繊維の分散,絡みの程度を混練物にて目視観察して判
定。
◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部に繊維の小さなファイバーボールあり × 全体に繊維のファイバーボールあり 表面平滑性: 試験片20×30cmを目視観察して表面の凹凸の状態を判
定。
◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部に小さな凹凸の状態あり × 全体に大きな凹凸の状態あり g. 発明の効果 II型無水石こう,繊維,硬化促進剤,増粘剤および水を
混練して押出成形する方法において、II型無水石こうに
パルプを補強繊維として配合し、得られた石こう成形板
を冷却養生すること、また冷却混練と冷却養生を組合せ
ることで、水和率が向上し、高品質な従来にない新しい
石こう成形板が得られた。すなわち、 (1) 成形板を冷却養生することで、II型無水石こう
の水和速度が向上し、パルプに原因する有機質分の溶出
が抑制され、水和の促進効果が現れ、石こうとパルプの
複合の効果が有効に機能して、高強度,高品質な石こう
成形板を得ることができた。
(2) 中空形状の押出成形品を冷却養生することによ
って、石こうの水和効果を一層高め、高強度,高品質な
石こう成形板を得ることができた。
(3) 冷却混練および冷却養生を組合せることによっ
て、石こうの水和効果を一層高め、高強度,高品質な石
こう成形板を得ることができた。
(4) 冷却養生等を行うことで、石こうの水和率が向
上し、石こうの硬化促進剤が低減でき、長さ変化率の低
減および白華現象を生じない製品が得られるようになっ
た。
(5) II型無水石こうを使用した石こう板として、曲
げ強度,衝撃強度,長さ変化率に優れ、白華現象も無
く、表面平滑性に優れ、切断,加工,組立て等のハンド
リング性にも優れた不燃材料が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 22:08 A 14:38 A 16:06) G (56)参考文献 特開 昭62−191455(JP,A) 特開 昭63−60145(JP,A) 特開 昭56−84354(JP,A) 特開 昭64−51357(JP,A) 特公 昭51−27693(JP,B2) 特公 昭54−17770(JP,B2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】II型無水石こう40〜99重量%、パルプ1〜
    10重量%を主成分とする原料を混練し、押出成形して、
    得られた成形体を0〜22℃で冷却養生することを特徴と
    する石こう成形板の製造方法。
  2. 【請求項2】II型無水石こう40〜99重量%、パルプ1〜
    10重量%を主成分とする原料を0〜25℃で冷却混練し、
    混練物を押出成形して、得られた成形体を0〜22℃で冷
    却養生することを特徴とする石こう成形板の製造方法。
  3. 【請求項3】II型無水石こう,パルプの他に補強繊維0
    〜2重量%、無機質充填材0〜59重量%を配合する特許
    請求の範囲第(1)〜(2)項記載の石こう成形板の製
    造方法。
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