JPH09314528A - 無機質成形体の製造方法 - Google Patents

無機質成形体の製造方法

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JPH09314528A
JPH09314528A JP13305396A JP13305396A JPH09314528A JP H09314528 A JPH09314528 A JP H09314528A JP 13305396 A JP13305396 A JP 13305396A JP 13305396 A JP13305396 A JP 13305396A JP H09314528 A JPH09314528 A JP H09314528A
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molding
molding material
glucan
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inorganic
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JP13305396A
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Kazuo Tatsumi
一夫 立見
Naoshi Nishiyama
直志 西山
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Matsushita Electric Works 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
    • C04B28/04Portland cements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機質成形体の外観や強度を低下させないよ
うにすることができる無機質成形体の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 早強セメントを主成分とする水硬性材料
混合物と軽量骨材とβ−1,3グルカンと水とを混合混
練して成形材料を調製する。この成形材料を成形する。
β−1,3グルカンを成形材料に配合することによっ
て、成形材料中及び無機質成形体中でのセメントマトリ
ックスと軽量骨材の分離の防止を防止することができる
と共に成形材料中での軽量骨材の分散性を高くすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、屋根材や外壁材等
の建築用外装材として使用される無機質成形体の製造方
法に関するものであり、特に複雑な形状の無機質成形体
を製造する際に好適に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、早強セメントと水と補強繊維
を混合混練して成形材料を調製し、この成形材料をプレ
ス成形法や押出成形法で成形して無機質成形体を製造す
ることがおこなわれているが、上記成形材料にさらに軽
量骨材を配合して無機質成形体を軽量化することも試み
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来例のよ
うに軽量骨材を単に配合した成形材料で形成される無機
質成形体は、成形材料中での軽量骨材の分散性があまり
高くないので、成形材料の成形性が低下することとな
り、よって表面に割れなどが発生(地合いが低下)して
軽量骨材を用いない無機質成形体よりも外観が低下する
という問題があった。また上記従来例の無機質成形体
は、上述のように成形材料中での軽量骨材の分散性の低
さとともに、セメントマトリックスと軽量骨材の接着性
(密着性)も高くないので、軽量骨材を用いない無機質
成形体の強度よりも低下するという問題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、無機質成形体の外観や強度を低下させないように
することができる無機質成形体の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の無機質成形体の製造方法は、早強セメントを主成分と
する水硬性材料混合物と軽量骨材とβ−1,3グルカン
と水とを混合混練して成形材料を調製し、この成形材料
を成形することを特徴とするものである。また本発明の
請求項2に記載の無機質成形体の製造方法は、請求項1
の構成に加えて、セルロースエーテル系材料を配合した
成形材料を用いることを特徴とするものである。
【0006】また本発明の請求項3に記載の無機質成形
体の製造方法は、請求項1又は2の構成に加えて、成形
材料に振動を与えながらプレス成形することを特徴とす
るものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。水硬性材料混合物は、早強セメントにシリカヒュ
ームやフライアッシュやケイ藻土などのポゾラン反応材
のうち少なくとも一種以上を配合して調製されている。
また水硬性材料混合物には必要に応じて、石灰石粉やシ
リカ粉や炭酸カルシウム粉などの骨材を配合するのが好
ましい。特にシリカ粉やシリカヒュームなどのシリカを
水硬性材料混合物に配合して成形材料に含有させると、
成形材料中の補強繊維の分散性が向上し、成形材料の混
練時間を短くすることができるものである。
【0008】軽量骨材は、セメント成分と同様のアルミ
ナやシリカやカルシウム等の無機質材料から形成される
ものであって、かさ比重が1以下、粒度が5〜1500
μm1の略球形のものを用いることができる。かさ比重
が1を超えたり粒度が1500μmを超えたりする軽量
骨材を用いると、成形材料の流動性が低下して成形性を
損なう恐れがあり、また粒度が5μm未満の軽量骨材を
用いると、無機質成形体の強度を高めるという骨材本来
の効果を得ることができなくなる恐れがある。尚、軽量
骨材のかさ比重の下限は製造することができる軽量骨材
のかさ比重に限界があるので自ずと決定されるが、0.
3である。
【0009】上記軽量骨材は、水硬性材料混合物と補強
繊維と軽量骨材等からなる固形分の全体に対して5〜5
0重量%の配合量で成形材料に配合される。軽量骨材の
配合量が5重量%未満であれば、無機質成形体の強度を
高めるという骨材本来の効果を得ることができなくなる
恐れがあり、また軽量骨材の配合量が50重量%を超え
ると、成形材料の流動性が低下して成形性を損なう恐れ
がある。
【0010】β−1,3グルカンは特開平4−3675
50号公報に記載されているように、グルコースが主に
β−1,3結合によって結合されている多糖類であり、
β−1,3グルカンを成形助剤(増粘剤)として成形材
料に含有させることによって、成形材料中及び無機質成
形体中でのセメントマトリックスと軽量骨材の分離の防
止と、成形材料中及び無機質成形体中でのセメントマト
リックスと補強繊維の分離とを防止することができると
共に成形材料中での軽量骨材の分散性を高くすることが
でき、しかも成形材料に高流動性を付与することができ
るものであり、さらに成形助剤としてセルロースエーテ
ル系のもの(メチルセルロースなど)を用いるよりも、
成形材料の脱泡性や成形の際の成形材料の脱水性や保型
性や金型付着性等の成形性の向上を図ることができるも
のである。
【0011】またβ−1,3グルカンは、上記早強セメ
ントを主成分とする水硬性材料混合物と軽量骨材と補強
繊維等からなる固形分に対して0.03〜0.3重量%
の割合で配合することが好ましい。β−1,3グルカン
の配合量が0.03重量%未満であればセメントマトリ
ックスと軽量骨材の分離の防止或いはセメントマトリッ
クスと補強繊維の分離を防止、或いは成形材料に高流動
性を付与するという効果を発揮させることができず、ま
たβ−1,3グルカンの配合量が0.3重量%を超えて
も成形材料の流動性に大きな変化はなく、経済的に不利
となる。
【0012】また成形材料には補強繊維を配合すること
ができる。補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊
維(ビニロン)やポリプロピレン繊維やアクリル繊維や
アラミド繊維等の有機繊維を用いることができる。これ
ら補強繊維はそれぞれ単独で用いることができるが、無
機質成形体の曲げ強度や衝撃強度等を高くするために
は、上記繊維の二種類以上を併用するのが好ましく、例
えば引張強度が10g/デニール以上の高強力繊維(ポ
リビニルアルコール繊維やアクリル繊維)と、引張伸度
が20%以上のポリプロピレン繊維を併用することがで
きる。
【0013】また補強繊維の繊維長は3〜8mmである
ことが好ましく、繊維長が3mm未満であれば無機質成
形体の強度を高くすることができず、また繊維長が8m
mを超えると繊維同士の絡み合いが大きくなって成形材
料の流動性が低くなって成形性が低下する恐れがある。
さらに補強繊維は、上記早強セメントを主成分とする水
硬性材料混合物と軽量骨材と補強繊維等からなる固形分
に対して1〜5重量%の割合で配合することが好まし
く、配合量が1重量%未満であれば無機質成形体の強度
を高くすることができず、また配合量が5重量%を超え
ると成形材料の流動性が低くなって成形性が低下する恐
れがある。
【0014】次にこの実施の形態における成形材料の調
製について説明する。まず水と減水剤とを混合する。減
水剤は少ない水量で成形材料を調製しても成形材料の流
動性を向上させることができるものであり、このことで
成形の際の成形材料の硬化に必要のない余剰水を少なく
することができるものである。減水剤としては、例えば
ナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物等のナフタリ
ンスルホン酸系のもの、或いはスルホン化メラミンホル
マリン縮合物等のリグニン系スルホン酸系のもの、或い
はポリオキシカルボン酸系のものを使用することができ
る。
【0015】また減水剤の配合量は、上記セメント成
分、或いはセメント成分とポゾラン反応材(ポゾラン成
分)の合計量に対して0.5重量%以下に設定すること
ができる。減水剤の配合量が0.5重量%を超えると、
成形材料の硬化が遅くなって生産性が低くなる恐れがあ
る。また減水剤の配合量の下限は特に限定されるもので
はないが、減水効果を得るためにセメントに対して0.
1重量%以上の割合で配合するのが好ましい。
【0016】次に減水剤とβ−1,3グルカンを配合し
た水を、上記水硬性材料混合物と軽量骨材と補強繊維の
混合物に配合し、オムニミキサーやアイリヒミキサーや
ニーダー等のセメント製品用ミキサーで混合混練して成
形材料を調製することができる。そしてこのように水に
β−1,3グルカンを配合した後、この水を水硬性材料
混合物と軽量骨材と補強繊維の混合物に配合して混合混
練するようにしたので、β−1,3グルカンと水硬性材
料混合物を先に混合しておき、その後これに水を加えて
成形材料を調製する場合よりも、成形材料中におけるβ
−1,3グルカンや補強繊維の分散性を高めることがで
き、成形材料の混練時間を短くすることができて生産性
を高めることができると共に無機質成形体の曲げ強度を
高めることができる。
【0017】上記のように調製される成形材料におい
て、請求項2の発明ではさらにセルロースエーテル系材
料を配合するようにしてある。セルロースエーテル系材
料としてはメチルセルロースを用いることができる。β
−1,3グルカンとセルロースエーテル系材料の相溶性
は大きく、セルロースエーテル系材料を単独で水に溶解
させる場合よりもはるかに良くセルロースエーテル系材
料を水に溶解させることができ(溶解度が高い)、セル
ロースエーテル系材料が固まり(ママコ)にならないよ
うにすることができる。
【0018】β−1,3グルカンとセルロースエーテル
系材料は、これらの合計量がセメントとフライアッシュ
と補強繊維とβ−1,3グルカンとセルロースエーテル
系材料の合計量に対して0.03〜0.3重量%となる
ように配合されるのが好ましい。β−1,3グルカンと
セルロースエーテル系材料の合計量が0.03重量%未
満であれば、β−1,3グルカンとセルロースエーテル
系材料によるセメントと骨材の分離の防止或いはセメン
トと補強繊維の分離を防止、或いは成形材料の流動性を
確保するという効果を発揮させることができず、またβ
−1,3グルカンとセルロースエーテル系材料の合計量
が0.3重量%を超えても成形材料の流動性に大きな変
化はなく、経済的に不利となる。
【0019】セルロースエーテル系材料の配合量は、β
−1,3グルカンとセルロースエーテル系材料の合計量
に対して10〜80重量%に設定することが好ましい。
セルロースエーテル系材料の配合量が10重量%未満で
あれば、セルロースエーテル系材料の配合量が少な過ぎ
て、β−1,3グルカンによって速くなる成形材料の硬
化の進行を十分に抑えることができなくな恐れがある。
またβ−1,3グルカンはメチルセルロースなどのセル
ロースエーテル系材料に比べて、早強セメントと軽量骨
材の分離の防止或いは早強セメントと補強繊維の分離を
防止、或いは成形材料の高流動性を確保するという効果
が高いが、セルロースエーテル系材料の配合量が80重
量%を超えると、β−1,3グルカンの配合量が少な過
ぎて、上記のような効果を十分に得ることができなくな
る恐れがある。
【0020】このように成形材料にβ−1,3グルカン
とセルロースエーテル系材料の両方を配合することによ
って、β−1,3グルカンによってセルロースエーテル
系材料を単独で配合された成形材料よりも高流動性と高
保型性の成形材料を調製することができ、またβ−1,
3グルカンによって速くなる成形材料の硬化の進行をセ
ルロースエーテル系材料で抑制することができるもので
ある。つまりβ−1,3グルカンが単独で配合された成
形材料は、β−1,3グルカンとメチルセルロースの両
方が配合された成形材料よりも硬化の進行具合が速く、
成形前に成形材料の硬化が進み過ぎて成形後の無機質板
の表面に割れなどが発生して無機質板の成形状態(地合
い)が低下する恐れがあるが、β−1,3グルカンとメ
チルセルロースの両方が配合された成形材料は硬化の進
行具合が遅いので、成形材料の混合混練の時間が長くな
ったり、成形材料の混合混練の完了から成形までの時間
が長くなったりしても、無機質板の成形状態(地合い)
が低下することがないのである。
【0021】次に上記成形材料の成形方法について説明
する。成形材料1はプレス成形法や押出成形法等の任意
の方法で成形することができるが、例えば図1に示すよ
うな金型2を用いてプレス成形することができる。金型
2の雄金型3は、下面が尖ったコア4を設けて形成され
るものであり、その周囲にはNBR等で形成される弾性
体5が設けてある。金型2の雌金型6は、底面が略V字
型に形成されるキャビティ7が形成してある。また雌金
型6にはその底面とキャビティ7の底面とに開口する排
水孔8が複数個設けてある。
【0022】そして図1(a)に示すようにキャビティ
7に上記成形材料1を供給し、雄金型3を下動させてコ
ア4を雌金型6のキャビティ7に嵌め込んで図1(b)
に示すように成形材料1を圧縮して振動を与えない静圧
プレス成形すると共に、これと同時に排水孔8から真空
吸引して成形材料1に脱水作用を施し、次いで金型2内
で成形材料1を養生して硬化させることによって、無機
質成形体(図1のものはケラバ瓦)を製造することがで
きる。
【0023】また請求項3に係る発明は、成形材料1に
振動を与えながら上記のように成形材料1をプレス成形
するものである。この方法では、コア4をキャビティ7
に嵌め込み始めてから嵌め込んでいる間において、金型
2には振動が加えられており、この振動が金型2内の成
形材料1に伝わって成形材料1に振動を与えられるので
ある。
【0024】このように成形材料1に振動を与えながら
成形材料1を成形することによって、振動を与えない場
合に比べて金型2内での成形材料1の流動性を向上させ
ることができ、プレス成形の際に成形材料1に与える加
圧力や金型2内での成形材料1の保持時間が短くても、
金型2の細部にまで短時間で容易に成形材料1を充填さ
せることができ、複雑な無機質成形体でも容易に成形す
ることができると共に成形サイクルを短くして無機質成
形体の生産性を向上させることができるものである。
【0025】また成形材料1に振動を与えながら成形材
料1を成形することによって、振動を与えない場合に比
べて金型2内の成形材料1中で早強セメントやポゾラン
反応材や骨材や補強繊維等の固形分を緻密化させて成形
材料1を硬化させることができ、このために無機質成形
体の表面にひび割れ等が発生(地合いの低下)しにくく
なって無機質成形体の表面状態(地合い)を向上させる
ことができ、且つ無機質成形体の曲げ強度やシャルピー
衝撃強度等の物理的性能を向上させることができるもの
である。
【0026】成形材料1に与えられる振動は、振動数を
1500〜2500回/分、振幅を1/100〜1mm
にそれぞれ設定することができる。振動数が1500回
/分未満であったり、振幅が1/100mm未満であれ
ば、成形材料1に十分に流動性を付与することができ
ず、複雑な無機質成形体でも容易に成形するという効果
や成形サイクルを短くして無機質成形体の生産性を向上
させるという効果を実現することができなくなる恐れが
あり、また振動数が2500回/分を超えたり、振幅が
1mmを超えたりすると、振動を発生させるために消費
するエネルギーが多くなって経済的に不利となる恐れが
ある。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。 (実施例1)(A)成分の早強セメントとフライアッシ
ュからなる水硬性材料混合物と、(B)成分の補強繊維
としてビニロン(クラレ株式会社製のポリビニルアルコ
ール繊維)とタフライト(サン化成社製のポリプロピレ
ン繊維)と、軽量骨材として「ガロライト」(白石工業
株式会社の販売、かさ比重0.58、平均粒径125μ
m、SiO2 成分を55〜61重量%、Al2 3 成分
を26〜30重量%それぞれ含有する化学組成のもの)
を表1に示す配合量で配合し、オムニミキサーを用いて
3分間混合した。次にポリカルボン酸系の減水剤(エフ
・ピー・ケー株式会社製のパリックS)を配合した
(D)成分の水に(C)成分のβ−1,3グルカンとし
てビオポリー(武田薬品株式会社社製、P−3)を表1
に示す配合量で配合して混合した。
【0028】次に上記(A)成分と(B)成分の混合物
に減水剤とβ−1,3グルカンを配合した水を加えてオ
ムニミキサーで混合混練して成形材料を調製した。次に
この成形材料を図1に示すような金型2を有するプレス
成形機を用いて振動を与えないで静圧プレス成形した。
成形条件は表1に示す。次に成形材料を上記のように成
形して得られる成形物を温度40℃、湿度90%以上の
条件で8時間養生し、その後7日間室内保管して無機質
成形体を得た。
【0029】(実施例2)軽量骨材として「マイクロセ
ルズ」(秩父小野田株式会社の販売、かさ比重0.4、
平均粒径180μm)を用いた以外は上記実施例1と同
様にして無機質成形体を得た。 (実施例3)上記実施例1と同様の(A)成分の水硬性
材料混合物と、(B)成分の補強繊維と、軽量骨材を表
1に示す配合量で配合し、オムニミキサーを用いて3分
間混合した。次に実施例1と同様の減水剤を配合した
(D)成分の水に(C)成分のβ−1,3グルカンとし
てビオポリーとセルロースエーテル系材料としてメトロ
ーズ(信越化学株式会社製のハイメトローズ4000、
成分はメチルセルロース)を表1に示す配合量で配合し
て混合した。
【0030】次に上記(A)成分と(B)成分の混合物
に減水剤とβ−1,3グルカンとセルロースエーテル系
材料を配合した水を加えてオムニミキサーで混合混練し
て成形材料を調製した。次にこの成形材料を図1に示す
ような金型2を有する振動プレス成形機(株式会社ダイ
イチ製)を用いて振動を与えながらプレス成形した。成
形条件及び振動条件は表1に示す。この後上記実施例1
と同様に養生して無機質成形体を得た。
【0031】(比較例1)軽量骨材を配合せずに表1に
示す材料の配合量で上記実施例1と同様に成形材料を調
製し、この後上記実施例1と同様にして無機質成形体を
得た。 (比較例2)上記実施例1においてβ−1,3グルカン
の代わりに実施例3と同様のセルロースエーテル系材料
を用いて成形材料を調製し、この後上記実施例1と同様
にして無機質成形体を得た。
【0032】上記実施例1乃至3と比較例1、2の無機
質成形体について、その成形外観を観察し、表面にひび
割れが全くなく地合いが良好なものに◎を、表面にひび
割れがほとんどなく地合いが普通なものに○を、表面に
ひび割れが有って地合いが低い(悪い)ものに△をそれ
ぞれ付した。また上記実施例1乃至3と比較例1、2の
無機質成形体について、曲げ強度とシャルピー衝撃強度
とかさ比重を測定した。各結果を表1に示す。
【0033】尚、表1に示す減水剤の配合量(単位は重
量%)は、セメントとフライアッシュの合計量に対する
ものである。また表1に示す水の配合量(単位は重量
%)は、早強セメントとフライアッシュと補強繊維と軽
量骨材等からなる固形分の合計量に対するものである。
【0034】
【表1】
【0035】表1の実施例1乃至3と比較例1、2の無
機質成形体を対比して判るように、実施例1乃至3の無
機質成形体は比較例1、2のものよりもかさ比重が小さ
くて軽量化がなされているにもかかわらず、曲げ強度や
シャルピー衝撃強度が低下していないものである。しか
も実施例1乃至3の無機質成形体には表面にひび割れな
どが発生しておらず、比較例1、2のもののように外観
の低下が生じていないものである。
【0036】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に記載の
発明は、早強セメントを主成分とする水硬性材料混合物
と軽量骨材とβ−1,3グルカンと水とを混合混練して
成形材料を調製し、この成形材料を成形したので、β−
1,3グルカンを成形材料に配合することによって、成
形材料中及び無機質成形体中でのセメントマトリックス
と軽量骨材の分離の防止を防止することができると共に
成形材料中での軽量骨材の分散性を高くすることがで
き、無機質成形体の外観や強度を低下させないようにす
ることができるものである。
【0037】また本発明の請求項2に記載の発明は、上
記成形材料にさらにセルロースエーテル系材料を配合し
たので、β−1,3グルカンによって速くなる成形材料
の硬化の進行をセルロースエーテル系材料で抑制するこ
とができ、成形材料の混合混練の完了から成形までの時
間が長くなったりしても、無機質板の成形状態(地合
い)が低下しないようにすることができるものである。
【0038】また本発明の請求項3に記載の発明は、上
記成形材料に振動を与えながら成形材料をプレス成形し
たので、振動を与えない静圧プレス成形に比べて成形材
料の流動性を向上させることができ、プレス成形の際に
成形材料に与える加圧力や成形材料の保持時間が短くて
も、金型の細部にまで短時間で容易に成形材料を充填さ
せることができ、複雑な無機質成形体でも容易に成形す
ることができると共に成形サイクルを短くして無機質成
形体の生産性を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)は本発明のプレス成形の工程を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 成形材料
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 103:44 111:20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 早強セメントを主成分とする水硬性材料
    混合物と軽量骨材とβ−1,3グルカンと水とを混合混
    練して成形材料を調製し、この成形材料を成形すること
    を特徴とする無機質成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記成形材料にさらにセルロースエーテ
    ル系材料を配合することを特徴とする請求項1に記載の
    無機質成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記成形材料に振動を与えながら成形材
    料をプレス成形することを特徴とする請求項1又は2に
    記載の無機質成形体の製造方法。
JP13305396A 1996-05-28 1996-05-28 無機質成形体の製造方法 Withdrawn JPH09314528A (ja)

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JP2012232467A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Kmew Co Ltd セメント成形品の製造方法
KR20170001762A (ko) * 2015-06-22 2017-01-05 아하그린텍 주식회사 인공경량골재의 제조방법

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