JPH0747537A - 水硬性無機質組成物の製造方法 - Google Patents

水硬性無機質組成物の製造方法

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JPH0747537A
JPH0747537A JP18507693A JP18507693A JPH0747537A JP H0747537 A JPH0747537 A JP H0747537A JP 18507693 A JP18507693 A JP 18507693A JP 18507693 A JP18507693 A JP 18507693A JP H0747537 A JPH0747537 A JP H0747537A
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JP18507693A
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Hiromi Sakota
博美 迫田
Yoshihiro Tanaka
喜博 田中
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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 hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Abstract

(57)【要約】 【目的】水が比較的少なく配合され水硬性無機質組成物
中に、補強繊維を大量且つ均一に分散することができ、
機械的強度のばらつきがなく、曲げ強度、曲げ弾性率、
耐衝撃性に優れた硬化体の得られる水硬性無機質組成物
の製造方法。 【構成】水硬性無機材料、無機充填材及び補強繊維を混
合する第1の工程と、第1の工程で得られた混合物に水
を添加して混合する第2の工程と、第2の工程で得られ
た混合物に減水剤を添加して混合、混練する第3の工程
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、水硬性無機質組成物の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、セメントモルタル又は石膏等
の水硬性無機質組成物を用いた硬化体は、高い圧縮強度
を示すため種々の構造体に用いられている。しかし、上
記硬化体は、圧縮強度に比べて引張強度が低いため、補
強材料の混入により引張強度を高める方法が行われてい
る。例えば、セメント成形体では、良好な成形性を維持
する共に硬化後の機械的強度を高めるために、補強材と
して石綿繊維が多用されている。
【0003】ところが、近年、石綿繊維が発癌性を有す
るとの報告から、石綿に代わる他の補強材料の検討が行
われている。例えば、セメント押出成形材料に、長さ3
〜10mmのガラス繊維及び合成繊維を混入したセメン
ト、繊維混合材ならびに製品が開示されている(特開昭
51−111235号公報)。
【0004】しかしながら、ガラス繊維や合成繊維で
は、石綿繊維に比べて分散性が悪いため、繊維同士が交
絡してファイバーボールを形成し易く、一旦ファイバー
ボールが形成されると容易に解繊せず、得られた成形体
中に繊維材料が均一に分散しないため、硬化体に所定の
強度が得られないという問題点があった。従って、石綿
以外の補強材料の場合、従来の混合方法では、長さ10
mm程度の繊維を均一に分散しうる量は、1〜4重量部
が限度であった。
【0005】石綿以外の補強材料の分散性を高める方法
として、例えば、次の方法が提案されている。セメント
100重量部に対して、無機充填材30〜100重量部
及び合成繊維0.2〜10重量部を配合し、セメント1
00重量部に対して15〜30重量部の水を加え、混練
時に繊維表面に傷を付け易い混練機を用いて混合した
後、成形体の賦形に必要な水30〜100重量部を加え
て賦形する方法が開示されている(特開昭58−213
666号公報)。しかしながら、この方法は、セメント
及び無機質充填材と共に合成繊維と少量の水を加えて混
練するため、混練自体は良好に行われるものの、繊維に
無数の傷が発生したり繊維の切断が生じたりして、繊維
自体の強度が低下し、補強効果を十分に発現できないと
いう問題点があった。
【0006】また、補強繊維を水硬性マトリックス中に
より多く、かつ均一に分散、混合する方法として、水硬
性マトリックスの粘度を40ポアズ以上、好ましくは7
0ポアズ以上に調整した状態で、短繊維を添加する方法
が開示されている(特開昭63−67109号公報)。
しかしながら、この方法は、繊維の分散性を高めること
ができても、より緻密な高強度の硬化物を得るために、
セメントに対する水の配合比(水セメント比)を低くし
た場合には、十分に補強繊維を解繊することができず、
ファイバーボールを形成し易くなるという問題点があっ
た。特に、補強繊維として有機繊維を使用する場合は、
セメント100重量部に対して5重量部が均一に分散し
うる限界であった。
【0007】さらに、セメント100重量部に対して、
短繊維0.1〜10重量部及び水17〜35重量部を混
合した後、押出成形機により板状に押出し、引き続いて
プレス機により瓦状に押出成形する方法が開示されてい
る(特開昭57−19009号公報)。しかしながら、
この方法は、短繊維を5重量部以上混入させると分散不
良を起こし、硬化体の機械的性質を低下させるという問
題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、水が比較的少
なく配合され水硬性無機質組成物中に、補強繊維を大量
且つ均一に分散することができ、機械的強度のばらつき
がなく、曲げ強度、曲げ弾性率、耐衝撃性に優れた硬化
体の得られる水硬性無機質組成物の製造方法を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の水硬性無機質組
成物の製造方法は、水硬性無機材料、無機充填材及び補
強繊維を混合する第1の工程と、第1の工程で得られた
混合物に水を添加して混合する第2の工程と、第2の工
程で得られた混合物に減水剤を添加して混合、混練する
第3の工程からなる。
【0010】上記水硬性無機材料は、水と共に混練され
た時に硬化性を示す無機物質であれば特に限定されず、
例えば、普通ポルトランドセメント、特殊セメント、ア
ルミナセメント、マグネシアセメント、高炉セメント、
中庸熱セメント等のセメント類;石膏;石灰等が挙げら
れ、特に強度、耐水性の点から普通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。
【0011】上記無機充填材は、水に溶解せず、水硬性
無機材料の硬化反応を阻害しないものであれば特に限定
されず、例えば、珪砂、採石粉、シリカフラワー、ベン
トナイト、セピオライト、ワラストナイト、炭酸カルシ
ウム、マイカ等の天然鉱物;フライアッシュ、シリカヒ
ューム、高炉スラグ等の副生無機物等が挙げられ、これ
らは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されても
よい。
【0012】また、上記無機充填材としては、球形粒子
を主体とする、比表面積500〜500,000cm2
/gのものが好ましい。無機充填材としては、例えば、
フライアッシュ、シリカヒューム等が挙げられる。
【0013】上記水硬性無機質組成物において、無機充
填材の量が少なくなると得られた硬化体の収縮が大きく
なり、多くなると硬化体の強度が低下するので、水硬性
無機材料100重量部に対して10〜200重量部であ
る。
【0014】上記補強繊維としては、例えば、ビニロ
ン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリアクリ
レート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成繊維;
パルプ、故紙パルプ、麻、綿等の植物系短繊維;裁断さ
れた木毛、木片等の木材チップ又これの解繊されたも
の;カーボン繊維;耐アルカリガラス繊維等が挙げら
れ、成形体の性能に応じて適宜選択される。
【0015】上記補強繊維の太さは、細くなると混合時
に再凝縮、交絡してファイバーボールが形成され易くな
り、太くなると引張強度を向上させる効果が低下するの
で、0.5〜40デニールが好ましい。
【0016】上記補強繊維の長さは、短くなると引張強
度を向上させる効果が低下し、長くなると繊維の分散性
や配向性が悪くなるので、1〜12mmが好ましい。
【0017】また、上記補強繊維は、断面形状が偏平又
はフィルム状であって、その表面は多少の凹凸があるか
毛羽立ったものが、水硬性無機材料との付着性やぬれ性
を改善して、硬化体の曲げ強度や曲げ弾性率を向上する
ので好ましい。
【0018】上記補強繊維の引張弾性率は、小さくなる
と曲げ強度が改善されず、余り大きくなっても大幅に曲
げ強度や曲げ弾性率の改善が得られないので、5×10
4 〜100×104 kg/cm2 の範囲が好ましい。
【0019】上記水硬性無機質組成物中において、補強
繊維の量が少なくなると成形体の機械的強度が向上せ
ず、多くなると分散不良を起こすので、水硬性無機材料
100重量部に対して0.5〜20重量部である。
【0020】上記水硬性無機質組成物中に、必要に応じ
て、水に溶解して粘性を付与すると共に、水硬性無機材
料、無機充填材及び補強繊維に流動性を付与し、成形体
の賦形性や保形性を良好なものとし、成形体の過剰な水
分を吸収し、セメント粒子間の空隙を埋める接合材とな
る高分子物質が添加されてもよい。
【0021】このような高分子物質としては、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、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリビニルア
ルコール;ポリアクリル酸等が好適に使用される。
【0022】上記水硬性無機質組成物において、上記高
分子物質の量が少なくなると補強繊維の分散性が低下す
るので、水硬性無機材料100重量部に対して0.1重
量部以上が好ましい。
【0023】第1工程では、上記水硬性無機材料、無機
充填材及び補強繊維、必要に応じて、さらに高分子物質
が混合装置に投入、混合されて混合物が得られる。
【0024】第2工程では、第1工程で得られた混合物
に水が添加して混合される。上記水の量は、少なくなる
と水硬性無機材料が十分に硬化せず、多くなる水硬性無
機質組成物が粘稠なペースト状又はモルタル状となっ
て、補強繊維が十分に分散しなくなるので、水硬性無機
材料100重量部に対して15〜30重量部が好まし
い。
【0025】第3工程では、第2工程で得られた混合物
に減水剤を添加しながら混合することにより、水硬性無
機質組成物が得られる。
【0026】上記減水剤としては、水硬性無機材料の硬
化反応を阻害せず、無機充填材や補強繊維を低応力下で
分散させ得るものであれば、特に限定されず、例えば、
ナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド縮合体又はそ
の塩;精製リグニンスルホン酸塩又はメラミンスルホン
酸塩;アミノスルホン酸縮合体;アミノカルボン酸縮合
体等が挙げられる。
【0027】上記減水剤の量は、少なくなると無機充填
材や補強繊維の分散性が向上せず、多くなると分散性が
改良されるが成形直後の形くずれや成形体の強度が低下
するので、水硬性無機材料100重量部に対して0.5
〜5重量部が好ましい。
【0028】第1〜3工程において、水硬性無機質組成
物の混合方法や混合装置としては、従来公知の混合機、
混合装置の使用が可能であり、例えば、アイリッヒミキ
サー等が挙げられる。
【0029】本発明において、第1〜3工程で得られた
水硬性無機質組成物を、従来公知の押出成形装置により
押出成形して、所定の形状に賦形し一定の長さに切断し
た後、押圧成形用金型に供給して、油圧プレス成形機を
用いて押圧成形することにより成形体が得られる。
【0030】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (実施例1〜4、比較例1〜4)表1及び3で示した所
定量の無機充填材、水硬性無機材料、補強繊維及び水溶
性高分子物質を75型のアイリッヒミキサーに仕込み、
1,800rpmで3分間混合して混合物を得た後、さ
らに表1及び3で示した所定量の水を加えて1,800
rpmで2分間混合した。次いで、この混合物に、表1
及び3で示した所定量の減水剤を加えながら、1,80
0rpmで2分間混合して、水硬性無機質組成物を得
た。
【0031】次いで、上記組成物を土練機で混練してか
ら、平板金型を装着した真空押出機100型(宮崎鉄工
所製)を用いて成形した。この成形体を押出速度と同調
させて引き取られるコンベヤー上のトレーに移載し所定
の寸法に切断した後、トレーと共に養生室に入れて60
℃、90%RHの条件下で6時間養生し、幅300mm
×厚さ6mmの水硬性無機質組成物からなる硬化体を得
た。尚、比較例1〜3については、押出機内の背圧が1
00kg/cm2 以上に上昇し、押出成形ができなかっ
た。
【0032】(実施例5〜7)表2で示した所定量の水
硬性無機材料、無機充填材、補強繊維、水溶性高分子物
質、水及び減水剤から、実施例1と同様にして、水硬性
無機質組成物を得た。この水硬性無機質組成物を押出成
形した成形体を、加飾模様型が装着された油圧プレス機
を用いて30kg/cm2 で成形後養生したこと以外
は、実施例1と同様にして水硬性無機質組成物の硬化体
を得た。
【0033】(比較例5、6)表3で示した所定量の水
硬性無機材料、無機充填材、補強繊維、水溶性高分子物
質、水及び減水剤を一括して75型のアイリッヒミキサ
ーに仕込み、1,800rpmで2分間混合して水硬性
無機質組成物を得た。上記水硬性無機質組成物を押出機
で成形しようとしたが、水の添加量が少ないためファイ
バーボールを形成し、押出成形できなかった。
【0034】押出成形性の性能評価 (1)押出成形性 水硬性無機質組成物の成形体の成形時において、次の基
準に従って判定した。 ○:押出機内で背圧が上昇せずスムースに押出成形でき
た。 ×:押出機内で背圧が上昇して押出成形ができなかっ
た。 (2)繊維の分散性 水硬性無機質組成物の成形体を切断して断面を目視観察
し、次の基準に従って判定した。 ○:補強繊維が均一に分散し、ファイバーボールの形成
が認められなかった。 ×:補強繊維が均一に分散せず、ファイバーボールの形
成が認められた。
【0035】水硬性無機質組成物の硬化体の性能評価 上記実施例及び比較例で得られた硬化体を1ケ月間室内
に放置したものを試料とし、下記の性能評価を行いその
結果を表1〜3に示した。 (1)曲げ強度 硬化体を厚さ6mm×幅30mm×長さ200mmに切
断した試料につき、試験機(オリエンテック社製「テン
シロンUCT−5」)を用いて、支点間距離105m
m、曲げ速度1mm/分、3点曲げ方式で曲げ破壊荷重
を測定した。 (2)曲げたわみ量 (1)の曲げ強度測定において曲げ破壊時のたわみ量を
測定した。
【0036】(3)曲げ弾性率 曲げ強度の測定において曲げ荷重とたわみ量の関係から
算出した。 (4)曲げタフネス 曲げ強度の測定において得られた曲げ応力−たわみ曲線
で囲まれた面積より求めた。 (5)凍結融解試験 ASTM C666Aに準拠して300サイクルの試験
を行った後、目視観察により、次の基準に従って判定し
た。 ○:ひび割れや剥離が認められなかった。 ×:ひび割れや剥離が認められた。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】尚、実施例及び比較例で使用した成分は下
記の通りである。 ・普通ポルトランドセメント:小野田セメント社製 ・フライアッシュ:関東化工社製、比表面積3,000
cm2 /g ・マイクロトラック:住友セメント社製、比表面積5,
800cm2 /g ・水溶性高分子物質:信越化学社製「メトローズ90S
H−30000」 成分ヒドロキシプピルメチルセルロース ・麻繊維:トスコ社製、4.5デニール、引張弾性率2
5〜55×104 kg/cm2 ・ポリプロピレン繊維:(株)テザック社製、120デ
ニール、引張弾性率18×104 kg/cm2 ・減水剤(1):藤沢薬品社製「パリックFP−200
0U」、芳香族アミノスルホン酸系縮合物 ・減水剤(2):藤沢薬品社製「パリックFC−179
1」、芳香族アミノカルボン酸系縮合物 ・減水剤(3):藤沢薬品社製「パリックFC−179
6」、芳香族アミノカルボン酸系縮合物 ・減水剤(3):花王社製「マイテー150」、β−ナ
フタレンスルホン酸ナトリウム塩
【0041】
【発明の効果】本発明の水硬性無機質組成物の製造方法
は、上述した通りの構成であり、水が比較的少なく配合
され水硬性無機質組成物中に、補強繊維を大量且つ均一
に分散することができ、機械的強度のばらつきがなく、
曲げ強度、曲げ弾性率、耐衝撃性に優れた硬化体を提供
するので、屋根材、床材、外壁材、内壁材等の建築材料
に好適に使用することができる。
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 16:06 Z 24:38 D 24:22) C 103:30 103:44

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水硬性無機材料100重量部、無機充填材
    10〜200重量部及び補強繊維0.5〜20重量部を
    混合する第1の工程と、第1の工程で得られた混合物に
    水15〜30重量部を添加して混合する第2の工程と、
    第2の工程で得られた混合物に減水剤0.1〜5重量部
    を添加して混合、混練する第3の工程からなることを特
    徴とする水硬性無機質組成物の製造方法。
JP18507693A 1993-07-27 1993-07-27 水硬性無機質組成物の製造方法 Pending JPH0747537A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036242A1 (fr) 1998-12-11 2000-06-22 Ibiden Co., Ltd. Materiau de construction composite
WO2000059698A1 (fr) * 1999-03-30 2000-10-12 Building Materials Technology Laboratories, K.K. Plaque de platre, procede de production de plaque de platre et appareil de production de plaque de platre
JP2016180063A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 住友大阪セメント株式会社 可塑性注入材

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WO2000036242A1 (fr) 1998-12-11 2000-06-22 Ibiden Co., Ltd. Materiau de construction composite
WO2000059698A1 (fr) * 1999-03-30 2000-10-12 Building Materials Technology Laboratories, K.K. Plaque de platre, procede de production de plaque de platre et appareil de production de plaque de platre
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