JPH11268973A - 繊維強化軽量コンクリ―ト - Google Patents

繊維強化軽量コンクリ―ト

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JPH11268973A
JPH11268973A JP95599A JP95599A JPH11268973A JP H11268973 A JPH11268973 A JP H11268973A JP 95599 A JP95599 A JP 95599A JP 95599 A JP95599 A JP 95599A JP H11268973 A JPH11268973 A JP H11268973A
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JP
Japan
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fiber
cement
weight
lightweight concrete
parts
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JP95599A
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English (en)
Inventor
Hironori Hashimoto
博憲 橋本
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Diamond Engineering Co Ltd
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Diamond Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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
    • C04B2111/00241Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00318Materials characterised by relatively small dimensions, e.g. small thickness

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の分散性が良くなるために、軽量骨材と
セメントやガラス繊維などの繊維等が比重差により分離
せず、成形において薄肉化が可能であり、また、超軽量
化(比重が0.7〜)も可能であり、且つ、多種類の原
料の調合が不要であるために作業性が良くなり、コスト
的にも有利となる繊維強化軽量コンクリートを提供す
る。 【解決手段】 セメント、軽量骨材、ガラス繊維などの
繊維、マイクロフィラーを主な組成物とし、必要に応じ
て減水剤を添加し、比重が0.7〜1.7であって、マ
イクロフィラーにシリカの超微粉体を使用し、また、S
iO2を主な素材とし粒径が0.02μm〜0.5μm
の範囲にある微粒子のマイクロシリカを、セメント10
0重量部に対して1〜30重量部を配合してなる組成物
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、繊維強化軽量コンクリ
ート、特にガラス繊維強化軽量コンクリート(以下、軽
量GRCと称する)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維強化軽量コンクリートは、一
般的にセメント、軽量骨材、ガラス繊維,カーボン繊
維,パルプ,ビニロン繊維などの繊維、砂、高性能減水
剤、水等で構成されていた。そして、GRCは強度が大
きく、比較的に経済的であることから、薄肉材料として
各方面で多く使用されている。また、この特徴を活かす
ことにより通常のコンクリート製品に比べて軽量化が図
られている。
【0003】しかし、近年、エクステリア製品やインテ
リア製品等は、さらに軽量化が要求されるようになって
きた。一般的なGRCは、密実であり、材料自身の比重
がγ≒2.2であるため、大型の部材となるとかなりの
重量となり、小人数での運搬や取付作業等ではその作業
が困難となり、多大な労力とコストアップになるという
問題がある。このような問題はガラス繊維以外の繊維で
強化されたコンクリート製品にも共通するが、以下、繊
維強化コンクリートの代表的なものであるGRCを主体
に説明する。
【0004】そこで、比重としての軽量化を実現する手
段としては、一般的にセメントに対する軽量骨材の添加
量を多く取り、これによる強度の減退をセメントに対す
る各種繊維やガラス繊維の添加量を多くすることでカバ
ーしている。
【0005】しかしながら、軽量骨材やガラス繊維の添
加量を増して軽量化を図るには自ずと限界があった。つ
まり、この場合でも、GRCの軽量化を図ることは、製
品を製造する際に極力薄肉にすることが必要であり、こ
のことを実現するには、軽量骨材やガラス繊維の増加に
より分散性が悪くなり、分散性が悪いと軽量骨材とセメ
ントやガラス繊維等が比重差によって分離し、薄肉な製
品を製造することが困難である。
【0006】殊に、複雑形状の型枠に流し込んでいろい
ろな形状や薄肉製品を製造する場合に、分散性が悪く、
軽量骨材とセメントやガラス繊維が比重差により分離を
起こした時には、空洞や欠除した引け部分が生じる。
【0007】また、GRCの軽量化を図る他の手段とし
て、従来の組成物に合成樹脂エマルジョン及び水性樹脂
等を組み合わせる提案もなされている(例えば、特開平
8−133810号公報参照)。
【0008】しかし、これらの多種類の組成物を組み合
わせることは、軽量化の効果はあるが、従来法にさらに
多種類の原料を添加するので、原料費のコストアップに
なる。また、これら多種類の最適な原料の調合割合を見
出すために、調合作業が非常に厄介であるという問題が
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な実情に鑑みて、材料の分散性が良くなるために、軽量
骨材とセメントやガラス繊維などの繊維等が比重差によ
り分離せず、成形において薄肉化が可能であり、また、
超軽量化(比重が0.7〜)も可能であり、且つ、多種
類の原料の調合が不要であるために作業性が良くなり、
コスト的にも有利となる繊維強化軽量コンクリートを提
供することを目的とした。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、セメント、軽量骨材、ガラス繊維など
の繊維、マイクロフィラーを主な組成物とし、必要に応
じて減水剤を添加し、比重が0.7〜1.7である繊維
強化軽量コンクリートを提供するものである(請求項1
〜3)。
【0011】また、マイクロフィラーにシリカの超微粉
体を使用し(請求項4)、さらに、SiO2を主な素材
とする粒径が0.02μm〜0.5μmの範囲にある微
粒子のマイクロシリカを、セメント100重量部に対し
て1〜30重量部を配合してなることを特徴とする繊維
強化軽量コンクリートをも提供するものである(請求項
5)。
【0012】マイクロフィラーとしては、例えばノルウ
ェーのエルケム社が製造するマイクロシリカ(商品名で
あって、シリカの超微粉体である)、アエロジル(商品
名であって、高純度・無水シリカの超微粒子体である)
等を挙げることができる。以下、便宜上、マイクロフィ
ラーの代表としてマイクロシリカを使用して説明してい
く。
【0013】上記の構成によれば、マイクロシリカの最
適量を添加することにより、マイクロシリカの分散性と
セメント粒子間中へのマイクロシリカの充填効果および
その他の効果〔0020〕により、軽量骨材とセメント
やガラス繊維等の比重差による分離を防止できる。
【0014】そして、軽量化に必要な最適量の軽量骨材
と、強度を高めるために必要な最適量のガラス繊維を添
加しても、比重差による分離もなく、従来のGRC材料
と比較して同重量では強度が倍増するので、従来品と同
等の強度でよい場合には、従来のGRCの重量の半分程
度の軽量GRCとすることができる。
【0015】さらに、マイクロシリカの分散性と、セメ
ント粒子間中へのマイクロシリカの充填効果等により、
軽量骨材とセメントやガラス繊維等の分離が防止される
ので、型枠への流し込みの際に振動を与えながら充填し
ても分離することもなく、複雑形状の型枠の隅々まで材
料を万遍なく容易に充填することができる。また、原料
の調合作業は、原料の種類が少ないので調合作業が容易
である。
【0016】また、本発明の軽量GRCを使用して、軽
量なエクステリア製品やインテリア製品を製作し、これ
に適切な彩飾を施して、商品価値を上げることができ
る。
【0017】本発明では、軽量骨材やガラス繊維等の添
加量は制限されないが、セメント100重量部に対し
て、ガラス繊維の配合量を1〜15重量部、軽量骨材の
配合量を1〜120重量部、減水剤の配合量を0.1〜
5重量部としてあると(請求項6)、目的の達成により
有効である。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明においては、SiO2を主
体とする超微粒子のマイクロシリカの組成物を含んでお
り、このことにより軽量骨材やガラス繊維の添加量を適
量として比重を0.7〜1.7にもできる点に特徴を有
する。
【0019】マイクロシリカは、粒径が0.02μm〜
0.5μmの範囲であり、平均粒径は0.15μmの超
微粒子であり、比表面積は200,000cm2/gで
ある。また、粒子形状は、完全球形に近いものである。
【0020】このようなマイクロシリカは、粒子表面負
電荷に伴う陰イオン減水剤による反発や、球状粒子によ
るベアリング効果により、水溶媒中での多大な分散性を
有する。また、セメント粒子間中へのマイクロシリカの
充填効果(マイクロフイラー効果)による水密性の向上
や強度の向上に顕著な効果を発揮する。さらに、接触物
質との有効付着面積の大きさにより良好な付着性を有す
る。
【0021】マイクロシリカの配合量は、セメント10
0重量部に対して1〜30重量部が望ましい。1重量部
未満では、分散性、分離防止の効果はなく、30重量部
を超えても余り効果がなくコスト高となる。
【0022】本発明で使用するセメント、軽量骨材、ガ
ラス繊維等の個々の材料は、マイクロシリカと最適な添
加量の組合せを見出し、調合を決定する必要がある。
【0023】セメントは、普通ポルトガルセメント、低
アルカリセメントを使用することができる。セメント中
のアルカリによるガラス繊維の劣化や低硬化収縮率を防
止する場合には、低アルカリセメントを使用することが
望ましい。
【0024】繊維は、強度を高めるものであって、例え
ばガラス繊維は軽量GRCに使用可能なものであればい
かなる種類のものでも良いが、セメントによる劣化を考
慮し、耐アルカリガラス繊維が望ましい。
【0025】ガラス繊維の配合量は、セメント100重
量部に対し、1〜15重量部が望ましい。1重量部未満
では、強度を高める効果はなく、15重量部を超えると
作業性が落ちる。また、ビニロン繊維やパルプを使用す
ることは、コスト低減や二次加工性(例えば製品の切断
性)などを向上する。なお、ビニロン繊維やパルプの場
合は、セメント100重量部に対し、0.3〜10重量
部の配合量が好ましい。0.3重量部未満では強度を高
める効果はなく、10重量部を超えると作業性に支障を
きたす。
【0026】軽量骨材は、軽石、無機マイクロバルー
ン、有機マイクロバルーン等がある。これらは軽量化を
図るもので、いずれのものを使用しても良い。
【0027】無機マイクロバルーンとしては、セラミッ
クバルーン、珪素、アルミニウムを主成分とする鉱物系
バルーン、例えば、サンキライト(商品名であって、微
細な砂粒の火山灰(シラス)である)がある。
【0028】有機マイクロバルーンとしては、例えば、
塩化ビニリデン、塩化ビニル等がある。
【0029】軽量骨材の配合量は、セメント100重量
部に対して、1〜120重量部が望ましい。1重量部未
満では軽量化の効果がなく、120重量部を超えると強
度が極端に落ちる。
【0030】減水剤は一般的には界面活性剤に相当する
もので、水の添加量を少なくして材料の流動性を良くす
る作用があり、例えば、マイティ150(商品名であっ
て、花王石鹸(株)製の界面活性剤である)を使用する
ことができる。本発明の繊維強化軽量コンクリートは、
一般に流動性に劣るので、減水剤の併用は特に好ましい
(請求項3)。
【0031】本発明の繊維強化軽量コンクリートを使用
することによつて、軽量なエクステリア製品やインテリ
ア製品を製造することができる。例えば、エクステリア
製品としては、門柱、公園等に設置する小動物の置物、
公園や家庭のプランタン、意匠パネル、庭園の庭石、燈
籠等がある。
【0032】インテリア製品としては、内装材としての
壁材、室内の間仕切り等がある。さらに、これらのエク
ステリア製品やインテリア製品に彩飾を施して本物に近
い模様に仕上げ、商品価値を上げることができる。
【0033】彩飾としては、例えば、門柱、プランタ
ー、庭石、燈籠等は自然石に近いものとすることができ
る。
【0034】
【発明の効果】本発明のものは、従来のGRC材料と比
較して同重量では強度が倍増するので、従来品と同等の
強度でよい場合には、重量が半分程度の軽量GRCとし
て提供することができる。
【0035】また、非常に分散性が良く、軽量骨材とセ
メントやガラス繊維等が比重差により分離しないため、
薄肉可能な繊維強化軽量コンクリートを提供することが
できる。
【0036】さらに、最適な原料の調合割合を見出す厄
介な作業もなくなり、原料費が安い繊維強化軽量コンク
リートを提供することができる。
【0037】表1は、本発明の代表的なものであるGR
Cの実施例品と比較例品について、その材料と配合割合
を示すと共に、同時に、主な物性値と材料の分散性等を
比較して示したものである。
【表1】
【0038】マイクロシリカの成分および性状は表2の
通りである。
【表2】
【0039】圧縮強度試験については、供試体はJIS
A 1132により作成した(100φ×200m/m
H)(28日間養生)。試験方法は、JIS A 110
8(コンクリートの圧縮強度試験方法)を用いた。
【0040】曲げ強度試験については、GRC工業会品
質管理規定によった。供試体は22m/m×250m/
mH×350m/mW、28日間養生を使用した。
【0041】供試成型品の平滑性及び配合剤の分散ムラ
は表1に示す通りである。それを図示したのが図1ない
し図4で、図1は実施例品の表面図、図2は同裏面図、
図3は比較例品の表面図、図4は同裏面図である(それ
ぞれ1.2倍に拡大して描写してある)。
【0042】図中、1aは本発明実施例GRCの表面、
1bは本発明実施例GRCの裏面、1cは比較例GRC
の表面、1dは比較例GRCの裏面、2は小さいポーク
マーク、3は大きいポークマーク、4は水が抜けた跡、
5は軽量骨材が全体から分離して凝集している箇所を示
す。なお、ポークマークとは、型枠と製品表裏面との間
に生じた気泡が抜けて生じた窪み状の孔をいう。
【0043】図1ないし図4を比較して明らかなよう
に、本発明実施例品では、マイクロシリカの添加によ
り、表裏共に均一に混合されていることが分かる。一
方、マイクロシリカ無添加の比較例品では、表裏共に大
きなクレーター(窪み)が随所に見られ、水、セメン
ト、骨材等の混合が均一になされていないことが一目瞭
然である。
【0044】
【実施例】次に、薄肉のプランターの製作に係る一実施
例により本発明を具体的に説明する。
【0045】上記の材料により、まず、普通ポルトラン
ドセメント,マイクロシリカ,軽量骨材、減水剤の4者
を混合して水を加えながら流動性を調整し、それに耐ア
ルカリガラス繊維を混合し、このようにして水で調合し
たセメント材料を、プランターの型枠に流し込み、振動
を加えて型に馴染ませて放置し、固まってから型枠を外
して、ガラス繊維強化軽量コンクリートからなるプラン
ターを製造した。
【0046】型枠には模様を備えてあったが、製品には
それが引けもなく完全に浮き彫り状に表れ、彩飾豊かな
製品を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例品の拡大表面図である。
【図2】同上品の拡大裏面図である。
【図3】比較例品の拡大表面図である。
【図4】同上品の拡大裏面図である。
【符号の説明】
1a 本発明実施例GRCの表面 1b 本発明実施例GRCの裏面 1c 比較例GRCの表面 1d 比較例GRCの裏面 2 小さいポークマーク 3 大きいポークマーク 4 水が抜けた跡 5 軽量骨材が全体から分離して凝集している箇所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 14:04 14:44) 111:40

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、軽量骨材、繊維、マイクロフ
    ィラーを主な組成物とし、比重が0.7〜1.7である
    ことを特徴とする繊維強化軽量コンクリート。
  2. 【請求項2】 繊維がガラス繊維であることを特徴とす
    る請求項1記載の繊維強化軽量コンクリート。
  3. 【請求項3】 組成物中に減水剤をさらに含んでなるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の繊維強化軽量コ
    ンクリート。
  4. 【請求項4】 マイクロフィラーがシリカの超微粉体で
    あることを特徴とする請求項1,2または3記載の繊維
    強化軽量コンクリート。
  5. 【請求項5】 SiO2を主な素材とする粒径が0.0
    2μm〜0.5μmの範囲にある微粒子のマイクロシリ
    カを、セメント100重量部に対して1〜30重量部を
    配合してなることを特徴とする請求項4記載の繊維強化
    軽量コンクリート。
  6. 【請求項6】 セメント100重量部に対して、ガラス
    繊維の配合量を1〜15重量部、軽量骨材の配合量を1
    〜120重量部、減水剤の配合量を0.1〜5重量部と
    してあることを特徴とする請求項1,2,3,4または
    5記載の繊維強化軽量コンクリート。
JP95599A 1998-01-09 1999-01-06 繊維強化軽量コンクリ―ト Pending JPH11268973A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007230806A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Ps Mitsubishi Construction Co Ltd 耐凍害軽量コンクリート
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