JPH0986996A - 押出建材用セメント組成物 - Google Patents

押出建材用セメント組成物

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JPH0986996A
JPH0986996A JP24992395A JP24992395A JPH0986996A JP H0986996 A JPH0986996 A JP H0986996A JP 24992395 A JP24992395 A JP 24992395A JP 24992395 A JP24992395 A JP 24992395A JP H0986996 A JPH0986996 A JP H0986996A
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Tsukasa Kamio
典 神尾
Kunio Kimura
邦夫 木村
Toshiaki Kuraoka
俊明 倉岡
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    • 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
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    • C04B2111/00129Extrudable mixtures

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で高強度の押出セメント建材について、
さらに釘打ち性、鋸引き性のような加工性を向上させ
る。 【解決手段】 (A)セメント100重量部に対し、
(B)粒径が50〜300μmの範囲にあり、かつ粒径
105〜210μmの範囲のものが50重量%以上を占
めるケイ砂30〜50重量部、(C)平均粒径20〜5
0μmの無機質中空球状フィラー10〜30重量部、
(D)無機質及び有機質短繊維の中から選ばれた短繊維
物質10〜30重量部及び(E)押出助剤1〜5重量部
を配合して押出建材用セメント組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量高強度で、加
工性の良好な建材を押出成形により製造するための、セ
メントを主材とした組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】セメントを主材とし、これにシラスバル
ーンのような無機質中空球状フィラーとケイ砂のような
骨材を配合して成形した建材は軽量で、しかも不燃性の
ため、床材、外装壁材、屋根材として注目されつつあ
る。これらの建材は、フィラーとして配合されている無
機質中空球状体がせん断力により破壊されやすいため、
押出成形することができず、これまでは流し込成形によ
り製造されている。
【0003】しかしながら、流し込成形法は、押出成形
法と異なり連続的な生産工程に乗せることができないた
め、非能率的であり、工業的方法としては不適当であ
る。そこで、無機質中空球状フィラーの損壊を抑制しつ
つ押出成形するために、併用する骨材や押出助剤につい
て工夫が加えられた結果、軽量性と強度を確保したまま
セメント系建材を製造することが可能になった。
【0004】このような方法としては、例えば補強繊維
を含む原料組成物中に配合されるシラスバルーンよりも
大きい平均粒子径をもつ骨材を併用して、押出時にシラ
スバルーンに負荷されるせん断力を緩和する方法(特公
平5−8149号公報)や中空ガラス球状体と同じ材料
から成る微粉末を中空ガラス球状体と混合し、骨材とし
て補強繊維とともにセメントに配合する方法(特開平6
−191963号公報)などが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法により、
押出成形により軽量で高強度のセメント建材を製造しう
るようになったが、一般の建材に要求される特性の1つ
である加工性例えば釘打ち性や鋸引き性の良好なセメン
ト建材を得るという点では、これらの方法は必ずしも満
足しうるものではなかった。本発明は、このような従来
の押出セメント建材のもつ欠点を克服し、軽量、高強度
でしかも加工性の良好な押出セメント建材を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、押出セメ
ント建材における加工性を向上させるために、種々研究
を重ねた結果、セメント主材中に骨材として配合される
ケイ砂と無機質中空球状フィラーについて特定の範囲内
の粒径とすることにより、その目的を達成しうることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0007】すなわち、本発明は、(A)セメント10
0重量部に対し、(B)粒径が50〜300μmの範囲
にあり、かつ粒径105〜210μmの範囲のものが5
0重量%以上を占めるケイ砂30〜50重量部、(C)
平均粒径20〜50μmの無機質中空球状フィラー10
〜30重量部、(D)無機質及び有機質短繊維の中から
選ばれた短繊維物質10〜30重量部及び(E)押出助
剤1〜5重量部を配合したことを特徴とする押出建材用
セメント組成物を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明方法において用いられる
(A)成分のセメントとしては、セメント成形用として
通常用いられているもの、例えばポルトランドセメン
ト、マグネシアセメント、石灰火山灰セメント、天然セ
メント、アルミナセメントなどを使用することができ
る。
【0009】次に、本発明においては、(B)成分の骨
材として粒径が50〜300μmの範囲にあり、かつ粒
径105〜210μmの範囲のものすなわち、60メッ
シュのふるい目を通過し、150メッシュのふるい目を
通過しないものが50重量%以上を占めるケイ砂を用い
ることが最も重要な特徴となっている。このようなケイ
砂を用いることにより、建材として必要な機械的強度を
保持しながら、釘打ち性や鋸引き性のような加工性を向
上させることができる。このようなケイ砂の代表的なも
のは、7号ケイ砂である。
【0010】このケイ砂はセメント100重量部に対し
30〜50重量部の割合で配合することが必要である。
ケイ砂の量がこれよりも多くなると、得られる建材の強
度がそこなわれるし、これよりも少なくなると十分な加
工性の向上がなされない。このケイ砂の一部をタルクに
置き換えると、さらに釘打ち性を向上させることができ
るので有利である。この場合のタルクの配合量は、ケイ
砂の40重量%以下、好ましくは10〜30重量%の範
囲内で選ばれる。
【0011】また、本発明においては、得られる建材の
軽量化をはかるために、(C)成分として平均粒径20
〜50μmの無機質中空球状フィラーが配合される。こ
の無機質中空球状フィラーとしては、シラスバルーン、
パーライトバルーンなどのマイクロバルーンを用いるこ
とができるが、入手が容易にできるという点でシラスバ
ルーンが好ましい。このシラスバルーンは、シラス(天
然ガラスを主要成分とする鉱物)粒子を、公知の方法に
より800〜1200℃程度の温度で加熱処理し、発泡
させて得られた中空ガラス球状体である。このものは通
常0.1〜0.5g/cm3のかさ密度を有する。
【0012】本発明においては、このような中空ガラス
球状体のうち、平均粒径20〜50μmのものを用いる
必要がある。このような特定の粒径をもつものを用いる
ことにより、(B)成分の特定の粒径範囲にあるケイ砂
との間で均一な分散状態を形成し、軽量化や加工性の向
上を効果的に行うことができる。
【0013】本発明においては、シラスバルーン以外に
もパーライトバルーンのような類似の中空球状体を用い
ることができる。本発明においては、このシラスバルー
ンは、セメント100重量部当り、10〜30重量部の
割合で配合される。この配合量が10重量部未満では軽
量化の効果が十分に発揮されないし、20重量部を超え
るとシラスバルーンの破壊が生じるおそれがあり、また
得られるコンクリート成形品の強度が低下する。
【0014】さらに、本発明においては、得られる建材
を強化するとともに、押出の際の生板のきれつやマイク
ロクラックを防止して、円滑な押出を継続させるために
(D)成分として無機質及び有機質繊維の中から選ばれ
る短繊維物質が配合される。このような無機質短繊維と
しては、例えば石綿、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げ
られるし、有機質短繊維としては、例えばビニロン、ナ
イロン、ポリエステルなどの合成繊維やパルプ繊維など
が挙げられる。これらの短繊維は、繊維長0.5〜5m
mの範囲のものが好ましい。特に、パルプ繊維を主体と
し、これに合成繊維、ガラス繊維及び鉱物繊維の中から
選ばれた少なくとも1種を混合したものが好適である。
これらの短繊維物質は、セメント100重量部に対し、
10〜30重量部の割合で用いられる。この短繊維物質
の量がこれよりも少ないと、得られる建材の強化や押出
性の向上の効果が不十分になるし、またこれよりも多く
なると十分な成形性の向上が得られない。
【0015】本発明において(E)成分として用いる押
出助剤は、セメント組成物の押出成形に慣用されている
ものであって、最も普通のものとしては、セルロース誘
導体がある。このセルロース誘導体はセメントを構成し
ている各種無機質粒状体同士あるいはこれと上記の短繊
維との結合性を高めるとともに、潤滑剤的な役割を果す
もので、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、
カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロースなど
がある。この押出助剤は、セメント100重量部に対
し、1〜5重量部の割合で配合される。これよりも少な
い量では、押出性向上効果が不十分になるし、またこれ
よりも多くしても押出性は向上せず、コスト的に不利に
なる。
【0016】本発明組成物においては、前記した(A)
〜(E)成分に加え、所望に応じ、一般のセメントモル
タルに慣用されているセメント用添加剤、例えば硬化促
進剤、減水剤、着色剤などを含有させることができる。
【0017】本発明組成物を調製するには(A)〜
(E)成分及び場合により加える所望成分を、ヘンシェ
ルミキサー、オミニミキサーなどを用いて任意の順序で
混合したのち、所要量例えば全量当り30〜45重量%
の水を加えて、ニーダー等により十分に混練する。
【0018】次に、このようにして得た混練物をスクリ
ュー押出機のような押出成形機を用いて押出成形する。
この際の成形圧力は、通常2〜20kgf/cm2の範
囲で選ばれる。
【0019】この押出成形体は、次いで湿潤状態で数時
間ないし数十時間放置したのち、水中養生、蒸気養生又
はオートクレーブ養生して硬化させる。
【0020】このようにして、かさ密度0.90〜1.
20g/cm3という軽量で、しかも曲げ強度110〜
130kgf/cm2又はそれ以上という高強度のセメ
ント建材を連続的に製造することができる。
【0021】
【発明の効果】これまで、流し込成形によらなければ得
ることができなかった無機質中空球状フィラーを含む軽
量セメント建材を押出成形により、効率的に製造するこ
とができる上に、高強度で加工性の良好なものを得るこ
とができる。この建材は、床材、外装壁材、屋根材など
として好適である。
【0022】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【0023】なお、各例中の特性は以下に示す方法に従
って測定した。 (1)釘打ち性;気乾状態のセメント押出成形品より、
縦、横30mm、厚さ12mmの板状にサンプルを切り
出し、これを木材板上に載置し、その中心部に、ステン
レス鋼製リングネール(径2.2mm、長さ40mm)
を兼松日産農林社製釘打ち機KD−650Bを用い、荷
重6.5kg/cm2で釘頭まで打ち込み、クラックの
発生の有無を肉視により観察した。評価は、4個のサン
プルについて試験を行い、その中のクラックを生じた数
をもって示した。
【0024】(2)曲げ強度;気乾状態のセメント押出
成形品より、縦250mm、横60mm、厚さ12mm
の板状にサンプルを切り出し、東洋ボールドウイン製テ
ンシロンUTMI−5000Bを使用し、スパン200
mm、クロスヘッドスピード3mm/分の3点曲げ方式
で測定した。評価は3個のサンプルの平均値により示し
た。
【0025】(3)押出成形性 押出成形機を用いて、押出成形する際の押出圧力(kg
f/cm2)及び押出速度(cm/分)を求め、押出成
形性を評価した。この押出成形性は、押出圧力が低く、
押出速度が大きいほど、優れていると評価される。ま
た、各実施例、比較例において用いた無機質中空球状フ
ィラーは、三機化工建設(株)製、サンキライトY04
(商品名)、平均粒径38μm、かさ密度0.45g/
cm3をもつシラスバルーンであり、ケイ砂は次の表1
に示す粒度範囲及び組成のものである。
【0026】
【表1】
【0027】実施例1、比較例1,2 普通ポルトランドセメント[三菱マテリアル(株)製]
100重量部に対し、各種ケイ砂47.0重量部、シラ
スバルーン20.0重量部、パルプ繊維[北辰(株)
製、繊維径12μm、繊維長3mm]12.0重量部、
ビニロン[(株)クラレ製、繊維長3mm]2.0重量
部、ワラストナイト[中国産APW−60]9.6重量
部、硬化促進剤[昭和鉱業(株)製、商品名ダイミック
ス]10.0重量部及びメチルセルロース[信越化学工
業(株)製、90SH−15000]3.0重量部を加
え、オムニミキサー[千代田技研工業(株)製]を用い
て乾式混合したのち、全量に基づき47重量%に相当す
る割合で水を加え、さらに湿式混合した。次いで、この
混合物を混練機[宮崎鉄工(株)製、DM−100型]
に移し、混練したのち、押出成形機[本田鉄工(株)
製、DE−50型]を用いて、断面60×12mmの平
板として押出成形した。この際の押出圧力は3kgf/
cm2、押出速度は43cm/分であった。このように
して得た押出成形品を室温、湿空雰囲気下で24時間放
置したのち、70℃で5時間蒸気養生して硬化させ、さ
らに80〜105℃で乾燥することにより、軽量建材を
製造した。このものの物性を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】この表から、本発明の粒度範囲にあるケイ
砂を用いた場合のみが良好な釘打ち性を示すことがわか
る。
【0030】比較例3 実施例1におけるケイ砂K−7の代りに同量の白土[丸
中白土(株)製、商品名シルトF]を用いる以外は、実
施例1と全く同様の方法を繰り返し、軽量建材を製造し
た。この際の押出圧力は4kgf/cm2、押出速度は
38cm/分で、押出成形性は実施例1の場合よりもや
や劣っていた。得られた軽量建材の物性を表3に示す。
【0031】実施例2 実施例1におけるケイ砂K−7を47.0重量部用いる
代りに、ケイ砂K−733.5重量部とタルク[日本タ
ルク(株)製、DN]13.5重量部を用いる以外は、
実施例1と全く同様の方法を繰り返し、軽量建材を製造
した。この際の押出圧力は5kgf/cm2、押出速度
は42cm/分であった。得られた軽量建材の物性を表
3に示す。
【0032】比較例4 実施例2におけるケイ砂K−7 33.5重量部の代り
に白土[丸中白土(株)製、シルトF]33.5重量部
を用いる以外は、実施例2と全く同様の方法を繰り返
し、軽量建材を製造した。この際の押出圧力は8kgf
/cm2、押出速度は38cm/分であり、押出成形性
は実施例2よりもかなり劣っていた。得られた軽量建材
の物性を表3に示す。
【0033】
【表3】
【0034】この表から明らかなように、所定粒度範囲
のケイ砂を含有しない場合には釘打ち性が悪く建材とし
て不適当である。
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 14:24 20:00) 111:40 (72)発明者 木村 邦夫 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地1 九 州工業技術研究所内 (72)発明者 倉岡 俊明 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号 旭 硝子株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)セメント100重量部に対し、
    (B)粒径が50〜300μmの範囲にあり、かつ粒径
    105〜210μmの範囲のものが50重量%以上を占
    めるケイ砂30〜50重量部、(C)平均粒径20〜5
    0μmの無機質中空球状フィラー10〜30重量部、
    (D)無機質及び有機質短繊維の中から選ばれた短繊維
    物質10〜30重量部及び(E)押出助剤1〜5重量部
    を配合したことを特徴とする押出建材用セメント組成
    物。
  2. 【請求項2】 無機質中空球状フィラーがシラスバルー
    ン又はパーライトバルーン或はその混合物である請求項
    1記載の押出建材用セメント組成物。
  3. 【請求項3】 短繊維物質が繊維長1〜5mmのパルプ
    繊維と合成繊維、ガラス繊維及び鉱物繊維の中から選ば
    れた少なくとも1種との混合物である請求項1又は2記
    載の押出建材用セメント組成物。
JP24992395A 1995-09-27 1995-09-27 押出建材用セメント組成物 Expired - Lifetime JP2702900B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001279933A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Taiheiyo Cement Corp 耐震補強パネル
JP2007507416A (ja) * 2003-09-30 2007-03-29 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 軽量でひずみ硬化型の脆性複合材料

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