JPH07308909A - 繊維強化セメント硬化体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】混合工程の能力に基づく製造プロセス全体の能
力アップの限界をなくすることができる繊維強化セメン
ト硬化体の製造方法を提供する。 【構成】セメントと無機質充填剤と合成繊維と水溶性高
分子物質とを乾式混合する第１の混合工程と、第１の混
合工程により得られたプレ原料に、水を混合する第２の
混合工程と、第２の混合工程により得られた混合物を押
出成形して賦形する成形工程と、成形工程により得られ
た成形体を硬化する硬化工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混合機の容量を大型化
することなく、原料中の合成繊維等の均一分散を短時間
の混合で行うことができる、強度に優れた繊維強化セメ
ント硬化体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根材や壁材等の建築材料とし
て、繊維強化セメント製のものがよく知られている。こ
の繊維強化セメント製品中の補強繊維としては、従来は
石綿が一般的に広く使用されてきた。それは石綿が製品
の曲げ強度の向上、耐衝撃性の向上、更には保形性付与
等に対して有効である他、原料中での分散性にも優れて
いるという様々な優れた特性を有しているからである。

【０００３】しかしながら、近年、石綿の品質の悪化や
人体に対する有害性のため使用が制限されるようになっ
た。そこで、石綿に代替するものとして、例えば、パル
プ（特開昭５９─２０３７４７号公報）や、ポリビニル
アルコール系繊維（特開昭５９─２９１４６号公報）
や、ポリプロピレン系繊維（特開昭６４─３７４７８号
公報、特開平１─１７６２５３号公報）等の補強繊維を
使用する、いわゆるノンアス化の試みがなされている。

【０００４】しかし、これらの補強繊維は分散性が悪
く、得られる硬化体の曲げ強度の向上に対して補強繊維
が有効に作用しないため、多量の補強繊維を添加する必
要がある。多量の繊維を添加した場合、これらの補強繊
維は有機繊維であるために不燃性が問題となる他、高弾
性率化に伴い可撓性のない材料となり、段差のある場所
や曲面への施工が困難となり、又、成形品が大型化した
とき、自重で割れ易いという問題点がある。

【０００５】そこで、問題点を改善するため、例えば、
特開昭６２─２３１７０４号公報には、水溶性高分子水
溶液に、二種類以上の無機質充填材を加えて混合した
後、合成繊維を加えて揺動混合を行う第１の工程と、第
１の工程で得られた混合物にセメントを添加して揺動混
合を行う第２の工程と、第２の工程で得られた混合物を
開閉可能な型内に入れ、３ｍｍ／秒以上の速度で混合物
を押圧し賦形する第３の工程からなる製造方法が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿式混
合法を採用する限り、どうしても合成繊維等が凝集し易
く、短時間の混合では分散性が悪いので、いきおい長時
間の混合を余儀なくされるために、成形時間を短縮しよ
うとすると混合機の容量を大型化する必要性が生じた
り、又、長時間の混合中に合成繊維を損傷し易く製品物
性に悪影響を及ぼすという問題点がある。

【０００７】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、まず第１段階の混合方式として乾式混合法を採用す
ることにより、短時間の混合にて補強繊維等を分散性よ
く混合させることができ、これにより、混合機の容量を
小さく押さえることができるとともに、合成繊維を損傷
させて製品物性に悪影響を及ぼすことがない繊維強化セ
メント硬化体の製造方法を提供することを目的としてな
されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明１は、セメントと
無機質充填剤と合成繊維と水溶性高分子物質とを乾式混
合する第１の混合工程と、第１の混合工程により得られ
たプレ原料に、水を混合する第２の混合工程と、第２の
混合工程により得られた混合物を押出成形して賦形する
成形工程と、成形工程により得られた成形体を硬化する
硬化工程とからなる繊維強化セメント硬化体の製造方法
である。

【０００９】本発明２は、第１の混合工程において、セ
メント１００重量部に対して、無機質充填剤１０〜２０
０重量部、合成繊維０．３〜７重量部及び水溶性高分子
物質０．１重量部以上を混合し、第２の混合工程におい
て、セメント１００重量部に対して、水３０重量部以上
を混合する本発明１の繊維強化セメント硬化体の製造方
法である。

【００１０】本発明において、セメントとしては、水で
練ったとき硬化性を示すセメントならば特に限定される
ことなく用いることができ、例えば、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、高炉セメント
等の混合セメント、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や、マグネシアセメント
の気硬性セメント等が挙げられ、特に強度、耐火性の点
で、ポルトランドセメント、アルミナセメント等が好適
に用いられる。これらは単独で用いられてもよいし、又
２種以上併用されてもよい。

【００１１】本発明において、無機質充填材は、水に溶
解せず、セメントの硬化反応を阻害せず、本発明で用い
られる混合物中の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ることなく用いることができ、例
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、ウォラストナイト等の天然鉱物、炭酸カルシウ
ム、珪藻土等が挙げられる。

【００１２】更に軽量化を図るために、シリカバルー
ン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバル
ーン、ガラスバルーン、発泡焼性粘土等の無機質天然発
泡体等を用いてもよい。これらは単独で用いられてもよ
いし、２種類以上併用されてもよい。

【００１３】無機質充填材の添加量は、少なすぎると収
縮が大きくなり、多すぎると得られる硬化体の強度が低
下するので、セメント１００重量部に対して、１０〜２
００重量部が好ましい。

【００１４】本発明において、合成繊維としては、例え
ば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、ポリプロピレン繊維等が用いられる。その合成繊維
は、細くなる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易くなるため、得られる硬化体の強
度の改善に有効に作用せず、太すぎるか又は短かすぎる
と得られる硬化体の引張強度等の補強効果が小さく、
又、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下するの
で、繊維径は２〜４０デニールが好ましく、繊維長は３
〜１５ｍｍが好ましい。

【００１５】合成繊維の添加量は、少なすぎると得られ
る硬化体の補強効果が得られず、多すぎると繊維の分散
性が低下するとともに、得られる硬化体の不燃性を保証
することができなくなるので、セメント１００重量部に
対して０．３〜７重量部が好ましい。

【００１６】本発明において、水溶性高分子物質は、水
に溶解して粘性を付与し、セメントと水とから得られる
混合物の流動性を高めて賦形性良好なものとし、又、得
られる硬化体中の過剰な水を没収し、セメント間の空隙
を埋める接着剤となり得る高分子物質ならば特に限定さ
れずに用いることができ、例えば、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、ポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸、リグニンスルホン酸塩等が挙げられる。水溶性
高分子物質の添加量は、少なすぎると水溶液の粘性が低
下し、合成繊維の分散性が低下するので、セメント１０
０重量部に対して０、１重量部以上が好ましい。

【００１７】本発明における水の添加量は、少なすぎる
とセメントの硬化が充分に行われず、混合物の分散性が
低下するので、セメント１００重量部に対して３０重量
部以上が好ましい。

【００１８】本発明の第１の混合工程における、乾式混
合には、合成繊維を均一分散させる必要があるため、ブ
レード状の攪拌羽根を有する混合機を用いるのが好まし
く、このような混合機としては、例えば、プロシェアミ
キサ、アイリッヒミキサ等が挙げられる。本発明の第２
の混合工程における、混合には、従来公知の混合機を用
いることができ、例えば、オムニミキサ等が挙げられ
る。

【００１９】本発明の成形工程においては、これらの材
料からなる混合物を押出機にて混合・混練し、金型より
押出成形する。本発明の硬化工程においては、湿熱養生
するのが好ましい。湿熱養生条件としては、４０〜９０
℃の温度下で、３〜２４時間養生するが好ましく、６〜
１４時間養生するのが更に好ましい。

【００２０】

【作用】本発明１の繊維強化セメント硬化体の製造方法
は、セメントと無機質充填剤と合成繊維と水溶性高分子
物質とを乾式混合する第１の混合工程と、第１の混合工
程により得られたプレ原料に、水を混合する第２の混合
工程と、第２の混合工程により得られた混合物を押出成
形して賦形する成形工程と、成形工程により得られた成
形体を硬化する硬化工程とからなることにより、第１の
混合工程において、セメントと無機質充填剤と水溶性高
分子物質中に、合成繊維等を短時間の混合により損傷す
ることなく均一に分散させたプレ原料を得ることがで
き、第２の混合工程にて、予め均一に混合されたプレ原
料中に、小さな容量の混合機を用いて、短時間にて水を
均一に混合させることができるので、成形工程の能力が
大きくなっても、混合機の容量を大きくする必要がな
く、又、短時間の混合にて合成繊維が損傷なく均一に分
散した混合物を用いて、成形工程、硬化工程を経て成形
するので、品質のバラツキの小さな強度に優れた繊維強
化セメント硬化体を得ることができる。

【００２１】本発明２の繊維強化セメント硬化体の製造
方法は、本発明１における、第１の混合工程において、
セメント１００重量部に対して、無機質充填剤１０〜２
００重量部、合成繊維０．３〜７重量部及び水溶性高分
子物質０．１重量部以上を混合することにより、第２の
混合工程において、セメント１００重量部に対して、水
３０重量部以上を混合することにより、小さな容量の混
合機を用いて、短時間にて水を均一に混合させることが
できるとともに、品質のバラツキの少なく、且つ、特に
強度に優れた繊維強化セメント硬化体を得ることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例 第１工程として、普通ポルトランドセメント（小野田セ
メント社製）１００重量部、珪砂（平均粒径１００μ
ｍ、真比重２．８）３０重量部、ビニロン繊維（繊維径
５デニール、繊維長６ｍｍ）２重量部及びヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース（信越化学社製、品番「９０Ｓ
Ｈ−４０００」）１重量部を、プロシェアミキサ（太平
洋機工社製、型式「ＷＢ─１５０」）を用いて３分間混
合してプレ原料を作製した。

【００２３】第２工程として、得られたプレ原料に水４
５重量部を添加して、オムニミキサ「千代田技研工業社
製、型式「ＯＭ─７０」）を用いて７分間混合した。第
３工程として、得られた混合物を、約６５ｋｇ／ｃｍ²
で押圧賦形した後、その成形体を７０℃、９０％ＲＨの
条件下にて１２時間養生を行い、繊維強化セメント硬化
体を得た。

【００２４】得られた繊維強化セメント硬化体につい
て、ＪＩＳ Ａ５４２３に準じて破壊強度、クラック強
度を測定して評価した。その結果、破壊強度は２０５ｋ
ｇ／ｃｍ² であり、クラック強度は１５５ｋｇ／ｃｍ²
であった。

【００２５】比較例 普通ポルトランドセメント（小野田セメント社製）１０
０重量部、珪砂（平均粒径１００μｍ、真比重２．８）
３０重量部、ビニロン繊維（繊維径５デニール、繊維長
６ｍｍ）２重量部、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス（信越化学社製、品番「９０ＳＨ−４０００」）１重
量部及び水４５重量部を、オムニミキサ「千代田技研工
業社製、型式「ＯＭ─７０」）を用いて２０分間混合し
た。

【００２６】得られた混合物約６５ｋｇ／ｃｍ² で押圧
賦形を行った後、その成形体を７０℃、９０％ＲＨの条
件下にて１２時間養生を行い、繊維強化セメント硬化体
を得た。

【００２７】得られた繊維強化セメント硬化体につい
て、実施例と同様にして破壊強度及びクラック強度を測
定して評価した。その結果、破壊強度は２０５ｋｇ／ｃ
ｍ² であり、クラック強度は１５５ｋｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００２８】以上から明らかな如く、本発明の実施例の
場合は、短時間の混合を行うだけでも、長時間の混合を
行った比較例と場合と同様の強度を有する繊維強化セメ
ント硬化体を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明１の繊維強化セメント硬化体の製
造方法は、上記の如き構成とされているので、成形工程
の能力が大きくなっても、混合機の容量を大きくする必
要がなく、又、品質のバラツキの小さな強度に優れた繊
維強化セメント硬化体を得ることができる。

【００３０】本発明２の繊維強化セメント硬化体の製造
方法は、上記の如き構成とされているので、小さな容量
の混合機を用いて、短時間にて水を均一に混合させるこ
とができるとともに、品質のバラツキの少なく、且つ、
特に強度に優れた繊維強化セメント硬化体を得ることが
できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントと無機質充填剤と合成繊維と水
   溶性高分子物質とを乾式混合する第１の混合工程と、第
   １の混合工程により得られたプレ原料に、水を混合する
   第２の混合工程と、第２の混合工程により得られた混合
   物を押出成形して賦形する成形工程と、成形工程により
   得られた成形体を硬化する硬化工程とからなることを特
   徴とする繊維強化セメント硬化体の製造方法。
2. 【請求項２】 第１の混合工程において、セメント１０
   ０重量部に対して、無機質充填剤１０〜２００重量部、
   合成繊維０．３〜７重量部及び水溶性高分子物質０．１
   重量部以上を混合し、第２の混合工程において、セメン
   ト１００重量部に対して、水３０重量部以上を混合する
   ことを特徴とする請求項１の繊維強化セメント硬化体の
   製造方法。