JPH11171626A

JPH11171626A - セメント硬化体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11171626A
Application number: JP34664097A
Authority: JP
Inventors: Kenta Masuda; 賢太増田; Shinkichi Tanabe; 進吉田辺; Norifumi Nagata; 憲史永田
Original assignee: KENZAI TECHNO KENKYUSHO KK
Current assignee: KENZAI TECHNO KENKYUSHO KK
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】セメント原料として資源リサイクルを基調と
した環境調和型セメント等を用い、低コストでかつ生産
性に優れる、主に建材用途を対象としたセメント硬化体
の提供。【解決手段】都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰
からなる群から選択された一種以上焼成物を含む水硬性
組成物であって、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％
含み、かつＣ₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された
一種以上を含む水硬性組成物；フィラー材；水；お
よび石膏および石灰を含んでなるスラリー組成物を、
加温、成形、養生して得られるセメント硬化体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメント硬化体に
関するものであり、さらに詳しくは、都市ゴミ焼却灰、
下水汚泥焼却灰の一種以上をセメント原料とした資源リ
サイクルを基調とした環境調和型セメントを用い、低コ
ストでかつ生産性に優れる、主に建材用途を対象とした
セメント硬化体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無機質の建築用内装材あるいは外装材
は、建造物の高度化・多様化を背景に、極めて多種多様
に展開しているが、この中でもセメントを主要構成原料
としたセメント系板材は、内装・外装を問わず、耐久性
や耐火性に優れた安価な建材として広範囲に利用されて
いる。

【０００３】とくに、木片、パルプ、さらに各種の補強
繊維や軽量骨材をフィラー材としたセメント板はよく知
られた存在であり、木毛セメント板、窯業系サイディン
グ材、屋根材などとして建材分野では確固たる地位を築
き上げている。この中でも窯業系サイディング材は従来
多用されてきたモルタル系外壁材などに比較し、施工性
や防火性に優れており、かつ様々な意匠に対応できると
いった自由度も有していることから、近年その需要を急
速に伸ばしているものの一つである。

【０００４】窯業系サイディング材は、先にも記したよ
うに、セメントに木片、パルプ、補強繊維、軽量骨材な
どを配合した複合材料であって、一般にこれらの諸原料
をスラリー状態、あるいは湿潤状態で混合後、プレス
法、押し出し成型法、あるいは抄造法などの成型法によ
って板材化されるものである。ところで、これらの成型
法は基本的にバッチプロセスであり、大量に消費される
建材の製造法としては生産性に劣るといった問題があ
る。こうしたことから生産性の向上を目的に、成型法の
改善や新たなプロセス開発に対する取り組みが様々にな
されている。

【０００５】例えば、特開昭５８−２０４８５５号公報
の「木毛セメントの製造法」では、Ｃ₁₁Ａ₇Ｘ₂、Ｃ₃Ａ₃
ＣＡＸ₂（Ｘはハロゲン原子を示す）、Ｃ₃Ａ₃ＣａＳ
Ｏ₄、Ｃ₁₂Ａ₇から選ばれた少なくとも１種の化合物に硫
酸カルシウムを加えた超速硬性セメントに木毛等を加
え、加圧圧縮する技術が提案されている。この方法によ
ればセメントの硬化時間が飛躍的に短縮され、加圧圧縮
にかかる時間が大幅に縮小できるので、生産性は大きく
向上するものと考えられる。

【０００６】しかしながら、ここで用いられるＣ₁₁Ａ₇
Ｘ₂、Ｃ₃Ａ₃ＣＡＸ₂、Ｃ₃Ａ₃ＣａＳＯ₄、Ｃ₁₂Ａ₇などの
カルシウムアルミネート系鉱物は、普通ポルトランドセ
メントの鉱物組成とは全く異なるもので、この目的の為
に特定の配合下で調製しなければならないものであり、
普通ポルトランドセメントに比較して圧倒的にコスト高
になってしまうのは否めない。まして組成が一定しない
廃棄物から得ることは、極めて特殊な技法を用いない限
り製造できない。このことから、加圧圧縮の時間が短縮
され、如何に生産性が向上しようとも、カルシウムアル
ミネート系鉱物のコスト上昇分により、トータルコスト
はそれほど低減しないものと考えられる。また、製造プ
ロセスとしては、加圧圧縮・加熱のバッチプロセスを踏
襲していることに変わりなく、例えば後述する連続流し
込み成形法などに比較すれば、やはり生産性に劣るもの
といわざる得ない。

【０００７】前出の加圧圧縮、すなわちバッチ式プレス
成形に対して、連続流し込みによる成形も提案されてい
る。すなわち、特開昭５４−６００７号公報の「急硬性
セメントの連続成型法」では、コンベアにより移動する
受枠に、急硬性セメントスラリーまたはペーストを注加
しながら連続的に成形する急硬性セメントの連続成型法
が提案されている。ここでは移動コンベア面上に潤滑性
液の滲出可能な多孔質体からなる隧道状金型を覆設し、
この金型から滲出する潤滑性液によって、成形体の離型
を円滑にするといった工夫もなされている。この方法で
は、急硬性セメントの急速な硬化現象を利用して連続流
し込み成形を可能にしており、バッチ式プレス成形や抄
造法、あるいは押し出し成型法などに比較して大幅な生
産性向上が達成できるものと考えられている。

【０００８】しかしながら、ここで推奨されている急硬
性セメントとは：（i）アルミナセメントに対し必要に応じて石灰および
／またはケイ石粉を加えたもの；（ii）アルミナセメントとポルトランドセメントとの混
合物に対し、必要に応じてケイ石粉を入れたもの；（iii）ポルトランドセメントと石膏との混合物；（iv）市販のジェットセメント；および（v）ＱＴセメントに対し必要に応じて石膏を加えたも
の；などであり、いずれも普通ポルトランドセメントよりも
高価である点が難点であるといえる。とくにアルミナセ
メント系では、硬化時間の飛躍的な短縮は困難であり、
目的とする生産性の大幅な向上は達せられないものと考
えられる。一方、ジェットセメントの硬化反応は、かな
り急速に進行するので、その意味ではその目的にかなう
ものと言えるが、逆に硬化速度が速いだけに１時間単位
でのいわゆる早期強度は急速に上昇するので、脱型後に
寸法合わせを目的とした切断や切削等の加工を控えてい
る場合には、これらの作業はかなり困難となり、また、
切断・切削工具の損耗が激しくなるといる問題がある。
また、上記に掲げた問題の他に、一般にセメントの硬化
反応は木質に含まれるリグニンやタンニンなどにより硬
化阻害を受けやすいといった問題もある。すなわち、先
にも記したように、セメント系の建築用板材には、軽量
化や補強、あるいは加工性向上のために木片や木質繊維
などの木質フィラーを添加することが多いが、これら木
質に含まれるリグニンやタンニンはセメントスラリー調
製時に水中に溶出し、セメントの硬化反応を遅延させる
傾向がある。こうしたことから、木質を添加するセメン
ト系板材では、製造時における硬化コントロールが重要
なポイントであり、様々な添加剤に関する検討や木種の
適正化が検討されているが、効果的な対策は見出されて
おらず、また対策に関わるコストアップなどの問題も解
決されていない。

【０００９】そこで、本発明者らは、安価で調達が容易
なセメント原料を用い、生産性に優れ、かつ生産時の安
定性にも優れたプロセスにより作られる従来にはない高
生産性型のセメント板の開発を試みた。その結果、特定
のセメントを用い、かつ成形法として連続流し込み成形
を採用することによって上記目的が達成できることを明
らかにした（特願平８−３１５４９６号）。この発明に
よれば、上記目的にかなうセメントとして高塩基性カル
シウムクロロシリケート、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂に代表され
るカルシウムクロロアルミネート、アーウィンの速硬性
セメントを特定し、かつ石膏ボードの製造方法に代表さ
れる連続流し込み成形法、すなわち混練水を含む原材料
をミキサー中に連続的に送入する一方、連続的または間
欠的に移動するコンベア上にスラリーを排出し、移動す
るコンベア上でスラリーを硬化させ板状とする成形法を
適用することによって、プレス成形や押し出し成形など
に比較して圧倒的に優れた生産性でセメント板を製造す
ることができることを見出した。ここで重要なことは、
連続流し込み成形による高生産性を実現するには、セメ
ントの硬化速度を如何に早めるかということであって、
これが数時間にもおよぶ長大な硬化時間では、その生産
性はプレス成形や押し出し成形に近似していき、連続流
し込み成形のメリットは十分に享受できなくなるという
ことである。とくに、低比重のセメント板や、補強繊維
を高配合した結果混練水の量が増加する場合には、硬化
時間は長大化する傾向があるので、こうした現象を抑制
する何らかの対策が必要になってくる。また、セメント
板の更なるコスト低減や生産量増大を望む場合にも、セ
メントの硬化時間の短縮は重要な課題となるが、先の発
明（特願平８−３１５４９６号）では、こうした要求に
対して十分に応え得るものではなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、硬化時間が短縮され、低コストでかつ生産性に
優れるセメント硬化体の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これらの実状を鑑み、本
発明者らは鋭意研究を行った結果、特定のセメント原料
を用い、これに特定の添加剤を適用すること、あるいは
スラリー組成物を製造プロセス中で加温することによ
り、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成
するに至った。

【００１２】すなわち本発明は、下記の各種成分を含ん
でなるスラリー組成物を、成形、養生して得られるセメ
ント硬化体を提供するものである。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。

【００１３】また本発明は、下記の各種成分を含んでな
るスラリー組成物を、加温、成形、養生して得られるセ
メント硬化体を提供するものである。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；および水。

【００１４】さらに本発明は、下記の各種成分を含んで
なるスラリー組成物を、加温、成形、養生して得られる
セメント硬化体を提供するものである。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。

【００１５】さらにまた本発明は、スラリー組成物がさ
らに各種添加剤を含む前記のセメント硬化体を提供する
ものである。

【００１６】また本発明は、硬化性を有するスラリー組
成物を、移動している所望の形状の成形型枠に流し込ん
だ後に硬化させる連続流し込み成形によるセメント硬化
体の製造方法において、前記スラリー組成物が、下記の
各種成分を含んでなることを特徴とするセメント硬化体
の製造方法を提供するものである。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。

【００１７】さらに本発明は、硬化性を有するスラリー
組成物を、移動している所望の形状の成形型枠に流し込
んだ後に硬化させる連続流し込み成形によるセメント硬
化体の製造方法において、前記スラリー組成物は、加温
に施されて硬化し、かつ前記スラリー組成物は下記の各
種成分を含んでなることを特徴とするセメント硬化体の
製造方法を提供するものである。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；および水。

【００１８】さらにまた本発明は、前記スラリー組成物
が、石膏および石灰をさらに含む前記のセメント硬化体
の製造方法を提供するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のセメント硬化体を製造す
るためのスラリー組成物は、水硬性組成物、フィラー
材、水を含むものである。これら成分について以下説明
する。

【００２０】（水硬性組成物）水硬性組成物は、都市ゴ
ミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群から選択され
た一種以上焼成物を含む水硬性組成物であって、Ｃ₁₁Ａ
₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ₂Ｓおよび
Ｃ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含むもので
ある。これらはこの目的のために調製してもよいし、例
えば先に提案した特開平７−１６５４４６号公報の環境
調和型水硬性組成物、あるいは特開平７−１６５４４７
号公報の速硬型混合セメント、あるいは特願平８−６４
４８６号の生活・産業廃棄物を利用したセメント（エコ
セメント）等も使用できる。とくにエコセメントは、具
体的には、都市ゴミ灰、下水汚泥焼却灰等の焼成物であ
り、これらの利用は、セメントそのもののコストを低減
し、また資源の有効利用の観点から好ましい。

【００２１】上記の水硬性組成物は、セメント原料の一
部または全てとするが、一部とする場合は普通ポルトラ
ンドセメントや早強セメント、高塩基性カルシウムクロ
ロシリケート（例えばアリナイト、ベリナイト）、カル
シウムフルオロアルミネート（Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＦ₂）、アー
ウィン（Ｃ₃Ａ₃ＣａＳＯ₄）あるいはその他のセメント
と混合して用いる。この場合、水硬性組成物の混合比率
は、少なくとも３０重量％以上がよく、好ましくは５０
重量％以上である。３０重量％以上の配合により、先に
説明した水硬性組成物の特徴が十分に発揮される。

【００２２】水硬性組成物は、ＪＩＳＲ５２０１に
基づく凝結時間は、始発で概ね１０〜４０分、終結で概
ね３０〜６０分である。これに対して普通ポルトランド
セメントの始発時間は概ね１２０〜２００分、終結時間
は概ね２４０〜３６０分であり、また、ジェットセメン
トに代表される超速硬性セメントでは始発時間は概ね５
〜２０分、終結時間は概ね２０〜４０分である。このよ
うに、本発明における水硬性組成物の硬化時間は、普通
ポルトランドセメントに対しては圧倒的に短く、ジェッ
トセメントとほぼ同等かあるいはやや遅い程度である。
従って、本発明に適用する連続流し込み成形のように、
生産性の極大化を追求し、短時間のうちにセメントの硬
化反応を進行させ板材化するという生産プロセスでは、
極めて好適なセメントと言える。

【００２３】なお、ジェットセメントとは、カルシウム
フルオロアルミネートを含有したセメントのことであっ
て、その超速硬性から緊急性を伴う各種土木建築工事な
どにおいて多用されている特殊セメントである。

【００２４】（フィラー材）フィラー材は、補強、加工
性付与、軽量化、増量等を目的に配合されるものであ
る。その例としては、木片や木質繊維のような木質フィ
ラー、パルプ繊維、その他の無機・有機質補強用繊維、
無機・有機質軽量骨材、砕石、細・粗骨材等が挙げられ
る。フィラー材の種類および配合量は、目的とする製品
の性能に応じて決定すればよい。

【００２５】（水）水の配合量は、得られるセメント硬
化体の比重、所望の強度等を勘案して適宜決定するが、
例えば水／セメント比として、２０〜１５０％程度であ
る。

【００２６】（各種添加剤）本発明におけるスラリー組
成物は、上記のほかに各種添加剤を含むことができる。
その例としては、スラリー流動化剤、スラリー粘性調整
剤、各種分散剤等が挙げられる。これらは、製造ライン
上でのスラリー組成物の取扱いや目的とする製品の性能
に応じてその種類や配合量を調整する。

【００２７】本発明においては、迅速な硬化速度を得る
ために、次の２つの手段のいずれか、あるいは２つの手
段を併用する。すなわち、スラリー組成物に石膏および
石灰を加えるか、またはスラリー組成物を加温するか、
あるいはこれらの手段を併用する。

【００２８】まず、スラリー組成物に石膏および石灰を
加える態様について説明する。石膏の形態は、とくに限
定するものではなく、二水石膏、α型・β型半水石膏、
III型無水石膏、II型無水石膏などが各々単独で、ある
いは併用することができる。また、石膏の配合量もとく
に限定するものではないが、水硬性組成物中のＡｌ₂Ｏ₃
に対し、モル比で０．４〜３．０、好ましくは０．５〜
２．０がよい。なお、セメント原料によっては、水硬性
組成物中に石膏が共存する場合も考えられるが、この場
合は先のＳＯ₃／Ａｌ₂Ｏ₃モル比になるように選択す
る。一方、石灰とは生石灰または消石灰のことであり、
その種類および添加量はとくに限定しないが、水硬性組
成物の鉱物組成とこれから生成する水和物の量的関係、
量的バランスをよく考慮した上で配合すればよい。例え
ば水硬性組成物に対して０．３〜３０重量％、好ましく
は１〜１０重量％がよい。またこれら石灰は諸原料に直
接添加しても問題はないが、スラリー組成物を調製する
以前に生石灰を消化させておくと、その消化熱を利用し
てスラリー組成物の温度を高めることができるので、下
記で説明する加温操作と同等の効果が得られる点で好ま
しい。

【００２９】次にスラリー組成物を加温する態様につい
て説明する。加温方法としては、スラリー組成物の混練
水として温水を使用する方法や、ミキサーにヒーターを
取り付け原料混練中に加温する方法や、固体原料をあら
かじめサイロの中で加熱しておく方法や、または輸送経
路上でスラリー組成物を加熱する方法等が挙げられる
が、温度管理の行いやすさや、使用熱量をできるだけ抑
制し、かつ設備費に基づくコストを低減するには、混練
水をあらかじめ加熱し、温水化する方法が最も好まし
い。スラリー組成物の加温は、これが大気温度以上に加
温されていればとくに限定するものではなく、所望する
硬化時間に応じて適宜設定する。但し、余りにも高温に
設定すると硬化時間は急速に高まり、且つ水分の蒸発と
相まって急結してしまうこともあるので、１００℃以上
の温度設定は好ましくない。具体的には、２５〜９０
℃、好ましくは３０〜８０℃にスラリー組成物が加温さ
れているのがよい。

【００３０】また上記でも示したように、スラリー組成
物に石膏および石灰を加えることと、スラリー組成物を
加温する手段とは、併用してもよい。この併用により、
硬化速度を一層促進することができる。

【００３１】続いて、スラリー組成物は連続流し込み成
形に施されてセメント硬化体となる。連続流し込み成形
とは、例えばコンベアーにより移動している所望の形状
の成形型枠に、スラリー組成物を流し込み、スラリー組
成物が移動しながら硬化するという成形手法である。こ
の連続流し込み成形は、当業界で広く知られている。例
えば、まず、ミキサー中で原材料と水（または温水）と
が混合され、スラリー組成物を調製しておく。ミキサー
としては、連続的に原材料を送入することができ、か
つ、その中で混合されたスラリー組成物が連続的に排出
され得るものがよい。スラリー組成物は、例えばコンベ
アと共に連続的または間欠的に移動する成形型枠に供給
され、硬化する。成形型枠としては、金属製、樹脂製等
を使用できるが、スラリー組成物の加温を成形型枠内で
行う場合は、耐熱性の材料からなるものが望ましい。ま
た、得られるセメント硬化体と成形型枠との分離脱型を
良好にするために、離型しやすい型枠素材の採用した
り、あるいは離型剤を施す等の手段を講じるのも好まし
い。さらに、セメント硬化体に様々な意匠を施したい場
合には、その意匠に応じて成形型枠に種々の加工を施す
こともできる。続いて成形型枠内でハンドリングできる
までに硬化したセメント硬化体は、成形型枠から取り出
されるが、この時取り出されたセメント硬化体は、その
まま養生工程に移してもよいし、必要に応じて寸法合わ
せを目的とした切断加工や切削加工、あるいは表面意匠
を施すための切削加工などを施してもよい。

【００３２】このようにして得られるセメント硬化体の
圧縮強さは、例えば注水後１時間で２０ｋｇｆ／ｃｍ²
〜４０ｋｇｆ／ｃｍ²、２時間で４０ｋｇｆ／ｃｍ²〜６
０ｋｇｆ／ｃｍ²であり、実用上十分である。

【００３３】

【作用】本発明で使用する水硬性組成物は、普通ポルト
ランドセメントやジェットセメントに比較して、木質成
分による硬化阻害を受けにくいといった特徴を有する。
すなわち、木質成分による硬化阻害とは、セメントに含
まれるカルシウム成分がリグニンやタンニンなどにより
固定され、初期強度を発現させるためのエトリンガイト
の生成反応を阻害するためと考えられている。一方、本
発明で使用する水硬性組成物における初期強度の発現は
先のエトリンガイトの他にエトリンガイトによく似たフ
リーデル氏塩の生成によるものと考えられる。このフリ
ーデル氏塩はカルシウム濃度が低い環境下においても、
比較的生成しやすい性状を有しているため、ある程度の
初期強度が確保できるものと考えられる。

【００３４】このように水硬性組成物は、他のセメント
鉱物に比較して特異な水和プロセスを辿るが、その水和
メカニズムを解析していくなかで、本発明者らはフリー
デル氏塩の生成反応は、他のセメント鉱物に比較して極
めて高い温度依存性があることを見出した。すなわち反
応温度が高ければ高いほど、その硬化反応を早めること
ができるのである。このような現象は他のセメント鉱物
にも例外なく見られるものではあるが、本発明における
水硬性組成物の水和反応に及ぼす温度の影響は、例えば
早強セメントの早強成分であるＣ₃Ｓのそれよりも圧倒
的に強い。これは、反応成分の溶解速度に及ぼす反応温
度の影響が他のセメント鉱物のそれに比較して、圧倒的
に高いということと、反応系の高温度化に伴い、フリー
デル氏塩の生成に伴って発生する反応熱の上昇速度が早
まり、このことによって反応成分の溶解速度がさらに高
められ、結果としてフリーデル氏塩やエトリンガイトの
生成反応をさらに加速するためと考えられる。

【００３５】このように本発明で使用する水硬性組成物
は特異的な硬化特性を有するので、連続流し込み成形と
の適合性が極めて高く、その結果高生産性のセメント硬
化体が提供できるわけであるが、セメント硬化体の比重
を軽くした場合、あるいは複雑な原料配合を施した結
果、混練水の量を増加させなければならない場合などに
は、他の水硬性材料の例を見るまでもなく、硬化時間は
長大化する傾向にある。また、このような事態が生じず
とも、生産性の極大化を追求する場合には、硬化時間を
さらに短縮することが強く望まれることになる。このこ
とから、硬化時間の短縮化、あるいは何らかの理由によ
って硬化時間が長大化することを抑制するために、本発
明では、上記のようにスラリー組成物を加温するか、石
膏および石灰を添加するか、あるいはこれらの手段を併
用する手段が採用される。

【００３６】石膏および石灰の作用メカニズムは、各々
に異なり、石膏を添加した場合には、硫酸イオンの追加
供給によって初期強度発現鉱物としてのエトリンガイト
の生成反応が促され、その結果硬化時間が短縮するもの
と考えられる。一方、石灰はエトリンガイトやフリーデ
ル氏塩の生成反応にカルシウムイオンの供給元として作
用するのみでなく、ｐＨの上昇に伴うこれらの生成反応
の加速化、あるいは水硬性組成物に含まれるＣ₃Ｓの水
和反応を刺激し、これらの生成物の間隙に微細なＣＳＨ
ゲルを生成することによる硬化体組織の緻密化がなさ
れ、見掛け上の硬化促進が図られるものと考えられる。

【００３７】また、上記のように本発明のセメント硬化
体の圧縮強さは、例えば注水後１時間で２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²〜４０ｋｇｆ／ｃｍ²、２時間で４０ｋｇｆ／ｃｍ²
〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²であるが、一方、普通ポルトラン
ドセメントは、注水後１〜２時間では硬化しておらず、
スラリー状態を呈し、ジェットセメントの圧縮強さは１
時間で６０ｋｇｆ／ｃｍ²〜９０ｋｇｆ／ｃｍ²、２時間
で１００ｋｇｆ／ｃｍ²〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ²である。
通常、セメント硬化体の製造過程において、硬化体（例
えば成形板）をハンドリングする場合の必要強度は、圧
縮強さで１０ｋｇｆ／ｃｍ²と言われているので、連続
流し込み成形のような高生産型の成形を行おうとする場
合には、普通ポルトランドセメントでは、実質的に不可
能と考えられるが、ジェットセメントや本発明に示す水
硬性組成物では十分に適用できるものである。しかしな
がら、成形板の早期強度は、高ければ高いほど好ましい
かといえば必ずしもそうとは言えず、むしろ重要な点は
ハンドリングに耐えるだけの強度に短時間で到達するか
ということであり、ジェットセメントのようにいたずら
に早期強度を向上させるのは得策とは言えない。すなわ
ち、成形板の早期強度はライン上における成形板の取り
扱いに応じて制御する必要があると言うことであり、具
体的には、硬化後の成形体に対してライン上で粗切断や
仕上げ切断、あるいは板材の接合部における溝加工や表
面意匠を施すための切削加工などの機械加工が控えてい
る場合には、こうした加工作業に適した強度に制御する
ということである。とくに本発明における連続流し込み
成形では、前記した種々の加工のうちいずれかは、生産
効率を考えるとラインの末端で行うのが好ましいが、こ
のことを考慮した場合には、成形板の早期強度があまり
高すぎると、加工性の低下、あるいは、工具の寿命の低
下を招くので好ましくない。その意味において、ジェッ
トセメントでは早期強度が高すぎ、連続流し込み成形に
は適さないが、本発明に用いられる水硬性組成物は極め
て好適なのである。

【００３８】

【実施例】次に本発明を実施例および比較例により具体
的に説明するが、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。なお、以下に記載するセメント
板の製造には、代表的な連続流し込み成形である石膏ボ
ードラインを使用した。またスラリー組成物は、所定の
種類のセメント、フィラー材、水、場合により石膏およ
び石灰を連続式ミキサーへ投入し混練することで得た。
コンベアである成形ライン上には、離型剤を塗布した樹
脂製の成形型枠を載置し、スラリー組成物をこの型枠内
に流し込み成形した。なお、コンベア速度は、１m／分
であり、スラリー組成物の成形型枠への流出速度は、
１．２m³／時であり、成形型枠中にスラリー組成物がお
よそ２cmで堆積するようにした。セメント板は、この成
形物を、該コンベア上の成形型枠中に１時間載置したま
ま養生し、さらに樹脂製型枠から脱型後、常温湿空状態
にて２４時間養生することで得た。

【００３９】硬化体（セメント板）の評価は、次の方法
で行った。（１）硬化時間上記方法にて得られたスラリー組成物について、ビガー
装置を用いた貫入試験を行い、ビガー針の貫入度が、ス
ラリー上面から１ｍｍの時点の時間を表面硬化時間とし
た。（２）脱型性上記方法より、コンベア上で１時間養生した組成物につ
いて、その脱型性を評価した。すなわち、型崩れなく良
好に板ができたものを（○）、脱型はできたものの型崩
れし、板状体が得られなかったものを（△）、未硬化で
あるため脱型ができなかったものを（×）とした。

【００４０】表１に、使用したセメントの原料と鉱物組
成を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】次に実施例で使用した各種材料について示
す。・セメント：水硬性組成物（表１参照、秩父小野田
（株）製エコセメント）、市販早強セメント（秩父小野
田（株）製）、市販ジェットセメント（秩父小野田
（株）製）・水：水道水・減水剤：ナフタレンスルホン酸系減水剤・生石灰：工
業用生石灰（丸尾カルシウム（株）製）・消石灰：工業用消石灰（丸尾カルシウム（株）製）・二水石膏：天然二水石膏（タイ国南部産、二水石膏純
度９３．５％）・半水石膏：市販焼き石膏（サンエス石膏（株）製）・無水石膏：天然II型無水石膏・メチルセルロース：ハイメトローズ（信越化学（株）
製）・ガラス繊維：耐アルカリガラス１２ｍｍチョップドス
トランド（旭ファイバーグラス（株）製）・泡剤：Ｄ３Ｄエマール（花王（株）製）

【００４３】実施例１〜６および比較例１〜５所定のセメント１００重量部、フィラーとしてガラス繊
維０．５重量部、減水剤１．０重量部、メチルセルロー
ス０．３重量部を予備混合し、泡剤０．１重量部を添加
した泡液より調製した泡沫、表２に示される温度の温水
あるいは水７０重量部をさらに加えて混練した後、先に
記した連続流し込み成形により、セメント板を製造し
た。セメント板のサイズは、縦２０cm、横５cm、厚さ２
cmに切断した。実施例１〜６は、本発明によるセメント
板である。またその比較として比較例１および２にジェ
ットセメントおよび早強セメントを温水で混練した場合
と、比較例３〜５に本発明で使用される水硬性組成物を
常温の水で混練した場合について示す。得られたセメン
ト板について、上記の手法で硬化時間および脱型性を評
価した。結果を表２に併せて示す。なお、実施例４〜６
はライン上でさらに６０℃で加温した。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２の結果から分かるように、実施例１〜
３では表面硬化時間が極めて短く、脱型性に優れたセメ
ント板を得られることがわかる。またスラリー組成物温
度条件を実施例１〜３よりも約２５℃高くした実施例４
〜６ではさらに硬化時間が短縮されたセメント板が得ら
れることが分かる。一方、ジェットセメントを使用した
比較例１については、表面硬化時間が短いものの板自体
が膨張する傾向にあり、極めて脱型しづらく、強引に脱
型することによる亀裂が発生した。このことから特殊な
離型剤が必要と判断された。また早強セメントを使用し
た比較例２については、表面硬化時間は２時間以上あ
り、コンベア上で未硬化であるため脱型することができ
ず、セメント板を製造することができなかった。さらに
比較例３〜５では、原料スラリーの練り硬さはジェット
セメントに比べて軟らかく、流し込み成形への適用に際
しては良好であると判断されたが、流し込み１時間後で
の硬化状態は保型性を有する程度であり、ハンドリング
に耐え得るほどの強度を発現せず、セメント板を製造す
ることができなかった。

【００４６】実施例７〜１９および比較例６〜７実施例１〜６と同様の水硬性組成物１００重量部に、石
膏および石灰を表３に示す量加え、さらにフィラーとし
てガラス繊維０．５重量部、減水剤１．０重量部、メチ
ルセルロース０．３重量部、泡剤０．１重量部を添加し
た泡液より調製した泡沫、７０重量部の水（２０℃）を
配合して混練後、実施例１〜６と同様に連続流し込み成
形によりセメント板を製造し、その硬化時間および脱型
性を評価した。結果を表３に併せて示す。実施例７〜１
９は、本発明によるセメント板であり、比較例６〜７
は、その比較として、ジェットセメントおよび早強セメ
ントを使用したセメント板である。

【００４７】

【表３】

【００４８】表３から分かるように、実施例７〜１１は
凝結促進剤として石膏を配合したものであるが、石膏の
種類を問わず表面硬化時間が短かく、脱型性に優れたセ
メント板が得られることが分かる。また凝結促進剤とし
て石灰を配合した実施例１２〜１６では、石膏を配合し
た条件同様、表面硬化時間が短く脱型性に優れたセメン
ト板が得られることが分かる。とくに生石灰を直接配合
した実施例１２および生石灰をミルク状にして配合した
実施例１３においては、生石灰の消化による発熱により
加温効果も加わり、消石灰を添加したものに比べ、さら
に硬化時間が短くなることが分かる。実施例１７〜１９
では、石膏、石灰を併用してセメント板を製造したが、
双方の併用効果により、単独で添加した条件よりもさら
に表面硬化時間が短縮された。一方、ジェットセメント
を使用した比較例６では、比較例１同様、表面硬化時間
が短いものの板自体が膨張する傾向にあり、極めて脱型
しづらく、強引に脱型することによる亀裂が発生した。
また早強セメントを使用した比較例７についても、比較
例２同様、表面硬化時間は２時間以上あり、コンベア上
で未硬化であるため脱型することができず、セメント板
を製造することができなかった。

【００４９】実施例２０〜２５および比較例８〜９実施例１〜６と同様の水硬性組成物１００重量部に、石
膏および石灰を表４に示す量を加え、さらにフィラーと
してガラス繊維０．５重量部、減水剤１．０重量部、メ
チルセルロース０．３重量部、泡剤０．１重量部を添加
した泡液より調製した泡沫、表４に示される温度の温水
７０重量部を配合して混練後、実施例１〜６と同様に連
続流し込み成形によりセメント板を製造し、その硬化時
間および脱型性を評価した。結果を表４に併せて示す。
実施例２０〜２５は本発明によるセメント板である。な
お、実施例２３〜２５はライン上でさらに６０℃で加温
した。比較例８〜９はその比較としてジェットセメント
および早強セメントを使用したセメント板である。

【００５０】

【表４】

【００５１】表４から分かるように、加温による凝結促
進効果および石膏、石灰の凝結促進効果により表面硬化
時間が短く、脱型性に優れたセメント板を得られること
がわかる。一方、ジェットセメントを使用した比較例８
では、原料スラリーが急結してしまい、コンベア上の型
枠内で充分に充填することができず、セメント板を製造
することができなかった。早強セメントを使用した比較
例９では、表面硬化時間が若干短縮化されてはいるもの
のそれでも２時間以上あり、コンベア上で未硬化である
ため脱型することができず、セメント板を製造すること
ができなかった。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、硬化時間が短縮され、
低コストでかつ生産性に優れるセメント硬化体が提供さ
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 22:14 22:06）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の各種成分を含んでなるスラリー組
成物を、成形、養生して得られるセメント硬化体。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。
【請求項２】下記の各種成分を含んでなるスラリー組
成物を、加温、成形、養生して得られるセメント硬化
体。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；および水。
【請求項３】下記の各種成分を含んでなるスラリー組
成物を、加温、成形、養生して得られるセメント硬化
体。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。
【請求項４】スラリー組成物がさらに各種添加剤を含
む請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセメント硬
化体。
【請求項５】硬化性を有するスラリー組成物を、移動
している所望の形状の成形型枠に流し込んだ後に硬化さ
せる連続流し込み成形によるセメント硬化体の製造方法
において、前記スラリー組成物が、下記の各種成分を含
んでなることを特徴とするセメント硬化体の製造方法。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；水；および石膏および石灰。
【請求項６】硬化性を有するスラリー組成物を、移動
している所望の形状の成形型枠に流し込んだ後に硬化さ
せる連続流し込み成形によるセメント硬化体の製造方法
において、前記スラリー組成物は、加温に施されて硬化
し、かつ前記スラリー組成物は下記の各種成分を含んで
なることを特徴とするセメント硬化体の製造方法。スラリー組成物に含まれる成分：都市ゴミ焼却灰および下水汚泥焼却灰からなる群か
ら選択された一種以上焼成物を含む水硬性組成物であっ
て、Ｃ₁₁Ａ₇ＣａＣｌ₂を１０〜４０重量％含み、かつＣ
₂ＳおよびＣ₃Ｓからなる群から選択された一種以上を含
む水硬性組成物；フィラー材；および水。
【請求項７】前記スラリー組成物が、石膏および石灰
をさらに含む請求項６に記載のセメント硬化体の製造方
法。