JPH1149547A

JPH1149547A - 加圧セメント瓦およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1149547A
Application number: JP20568397A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takeuchi; 靖武内; Saiji Momotari; 宰士百足
Original assignee: MIYAZAKI PREF GOV CEMENT KOGYO KYOGYO KUMIAI; Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: MIYAZAKI PREF GOV CEMENT KOGYO KYOGYO KUMIAI; Resonac Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-23
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JP3809977B2

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料を混和して着色する場合に外観性と共に
曲げ強度を向上できる顔料およびその製造方法を実現す
る。【解決手段】この発明の加圧セメント瓦は、セメント
および骨材を主原料とし、混和された黒鉛粒子により着
色されているものである。黒鉛粒子はその平均粒径が２
〜１０μｍの範囲のものが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、着色された加圧
セメント瓦およびその製造方法に関し、特に外観と共に
曲げ強度等を向上したものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の加圧セメント瓦は、厚形スレー
ト（Pressed cement roof tiles）として規格化（例え
ば、ＪＩＳＡ５４０２）されており、主原料である
セメントおよび砂等の骨材と、必要に応じて付加される
硬化促進材や顔料等の混和材と、水を加えて混合して原
料モルタルとし、これを型詰めして、加圧脱水成形した
後、所定条件下にて養生したものである。また、このよ
うな、加圧セメント瓦は、混和された酸化鉄等の顔料に
より着色されたり、養生後に塗料を表面と側面に塗布し
て仕上げられることも多く、形状と共に多彩なものが屋
根葺瓦等として提供されている。

【０００３】なお、この加圧セメント瓦において、規格
面では官能判定以外に、計量的に表示される曲げ強度や
吸水率について規定されているが、高品質化を図る上で
は更なる外観性と共に曲げ強度のより大きなものが好ま
しいこととなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の主原
料に顔料を混和して着色したものは、着色しないものに
比して曲げ強度が低下する傾向にあり、例えば、屋根の
上で踏み割れ等を発生し易いという報告もある。また、
無着色品に塗装した加圧セメント瓦の場合は、塗布部分
が瓦表面と側面とに限られており、例えば、屋根の端側
から突出した状態に配置された瓦の裏面が目視され見栄
えを悪くする。また、その瓦の裏面部分を別途に塗布処
理することは、コスト高になり、屋根の端側のみに裏面
部分を塗布処理した瓦を配置することは作業性が悪い。
なお、表面塗装は、多彩な外観を付与するために顔料を
用いた着色品にも施されることもあるが、経費増と共に
むらや白化等の塗布不良による歩留まり上の問題があ
る。このため、着色品の性能品質を向上することにより
無塗装での適用可能なケースをできるだけ拡大したいと
いう要望もある。

【０００５】本発明者らは以上のような背景から、顔料
を混和して着色する場合に外観性と共に曲げ強度を向上
できる顔料およびその製造方法について検討を重ねてき
た結果、従来奇想されない顔料が見つかり、これを用い
ると品質をより向上できることが判明し、発明を完成す
るに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の加圧セメント瓦は、セメントおよび骨材
を主原料とし、混和された黒鉛粒子により着色したもの
である。この構造では黒鉛粒子はその平均粒径が２〜１
０μｍの範囲であって、主原料の合量１００重量部に対
して０．１５〜０．９重量部の範囲のものが好ましい。
また、この発明の製造方法は、セメントおよび骨材等の
主原料と、予め黒鉛粒子を水に均一に分散させた黒鉛粒
子分散水とを混合した混練物を、加圧脱水成形により型
形状に造形した後、養生するものである。この製造方法
では次のような構成がより好ましい。第１に、前記黒鉛
粒子分散水は、平均粒径が２〜１０μｍの黒鉛粒子が前
記主原料の合量１００重量部に対し、０．１５〜０．９
重量部の割合で分散させられた水であることである。第
２に、前記黒鉛粒子分散水は、必要量の黒鉛を含む黒鉛
水分散液を水で希釈したものでもよく、前記黒鉛水分散
液は、平均粒径が２〜１０μｍの黒鉛粒子を１５〜３０
重量％の割合で水に分散したもので、前記黒鉛水分散液
の配合比は、前記主原料の合量１００重量部に対し、１
〜３重量部を水に調合することで前記黒鉛粒子分散水が
得られる。

【０００７】以上の発明において、使用される主原料は
セメントと骨材である。セメントとしては、単味ポルト
ランドセメントの普通と早強、および混合ポルトランド
セメント、高炉セメントなどである。骨材としては、川
砂、海砂、砕石細砂、砕石粉、スラグ細骨材、フライア
ッシュなどであり、これらの何れか又は１種以上の混合
物が用いられる。この骨材の粒度配列については従来と
同様に細粒や微粒が適度に含まれるよう調整される。ま
た、組成的には必要に応じて、例えば、減水剤、増粘
剤、消泡剤など少量の補助材料が従来と同様に付加され
ることもある。

【０００８】黒鉛粒子は顔料であり、その平均粒径が２
〜１０μｍの範囲で、上記主原料の合量１００重量部に
対して０．１５〜０．９重量部のものが混和材として好
適なものとなる。なお、加圧セメント瓦中の黒鉛粒子の
含有量については、一般的に、瓦が養生後にも１５〜１
７％程度の水分を含んでいてその含水量により変化する
ため特定できないことから、主原料の合量に対する割合
で特定したものである。黒鉛粒子は、水に良好に分散さ
せられた黒鉛粒子分散水のかたちで用いることが均一性
の観点から望ましい。黒鉛粒子分散水としては、水に対
し平均粒径が２〜１０μｍの黒鉛粒子が主原料の合量１
００重量部に対して０．１５〜０．９重量部の割合で分
散したものである。この場合、黒鉛粒子を水に良好に分
散する上で一般的には水溶性樹脂の分散剤を付加する
が、本発明の黒鉛粒子分散水はそのような適量の分散剤
を付加したものも当然に含まれる。なお、黒鉛粒子は、
平均粒径が２μｍ未満になったり、逆に、１０μｍより
も大きくなると分散性が悪くなることから、平均粒径が
２〜１０μｍの範囲のものを用いることが好ましい。こ
こで、粒子径の測定は沈降法による。

【０００９】また、前記黒鉛粒子分散水は、黒鉛水分散
液を水で希釈したものとして用いることができる。この
黒鉛水分散液は、水に対し黒鉛粒子が１５〜３０重量％
の割合で水に分散したものであり、主原料の合量１００
重量部に対して１〜３重量部を水に調合することで前述
の黒鉛粒子分散水が得られる。加圧セメント瓦の製造現
場で黒鉛粒子を水に分散させる処理を行うことは、新た
に分散処理設備の導入が必要となりコスト高となること
から、一般的には、黒鉛を水に分散する処理設備を持っ
た業者より購入する方が安価である。その場合、上記の
黒鉛粒子分散水を脱水処理して黒鉛粒子を濃縮した黒鉛
水分散液のかたちで納入する方が製品の量が小さくて済
み、輸送コスト、保管コスト等が抑えられ効果的であ
る。但し、黒鉛水分散液に含まれる黒鉛粒子が１５重量
％未満では容積がまだ大きく上記メリットが得られな
い。また、３０重量％程度のものは外観上はぼそぼその
ケーキ状の固まりとなるが、３０重量％以上に脱水処理
を行っても前述のケーキ状の固まりの容積自体は減ら
ず、脱水処理コストがいたずらに増加するのみであり、
経済的でない。そして、以上の黒鉛水分散液の配合比
は、各種の試験から判明し、主原料の合量１００重量部
に対して１重量部未満では着色効果に乏しくなると共に
曲げ強度の向上も期待できなくなること、逆に、３重量
部を超えると曲げ強度が低下する等の現象に基づいてい
る。

【００１０】加圧セメント瓦を製造する場合は、先ず、
以上の各原料をミキサーに投入し、攪拌混合してこれら
の混練物とするが、このときには主原料をミキサーによ
り予め空練した後、黒鉛粒子分散水もしくは黒鉛水分散
液と水を加えて充分混合することが好ましい。混練物の
フロー値は１７０〜１８０ｍｍである。なお、原料の配
合において、セメントと骨材とは重量比で約１：２にな
るように計量し、黒鉛水分散液を用いる場合、黒鉛水分
散液はセメントおよび骨材の総重量×（１〜３％）に相
当する量を、水はフロー値等に対応して相当する量を計
量する。例えば、水セメント重量比が４２％の場合、総
セメント重量×４２％−黒鉛水分散液の水が必要とな
る。

【００１１】次に、以上の混練物を所定形状の型内に入
れて、これを加圧脱水成形を行う。この金型および加圧
脱水成形機自体は従来設備を使用することができ、混練
物は表面から加圧されることにより均質に延展し、余剰
水を脱水して所定の成形物となる。この場合、加圧脱水
の圧力は４．９〜９．８Ｎ／ｍｍ²の範囲で行う。４．
９Ｎ／ｍｍ²未満では成形が不充分であり、９．８Ｎ／
ｍｍ²以上になると内部に層理等が発生しやすくなるか
らである。

【００１２】次に、加圧脱水後の成形物について養生を
行う。この養生は室内で湿潤状態に保つ常圧蒸気養生に
限られず、例えば、二次養生として水中養生を採用して
もよい。常圧蒸気養生の一例としては、初期養生として
温度２０℃／時間の昇温速度で温度６０℃まで昇温し、
この状態で５時間保持し、その後、室温まで冷却する。
成形物はこの初期養生後、二次養生として室温で所定時
間湿潤状態に保つことによってこの発明の加圧セメトン
瓦となる。

【００１３】そして、成形された養生後の加圧セメント
瓦は、主原料と、黒鉛粒子が予め分散調合された黒鉛粒
子分散水とを混合、あるいは黒鉛粒子が予め分散調合さ
れた黒鉛水分散液のかたちで主原料および水と混合する
ことから、構造的に均一分散されて、黒鉛特有の質感の
ある黒色に着色されており、黒鉛粒子自体を主原料と水
と共にミキサーに入れて攪拌混合する方法に対し安定分
散性に優れひいては美観的にも安定し、混合時間の短縮
化も可能となる。

【００１４】また、より重要な点は、黒鉛粒子を黒鉛粒
子分散水もしくは黒鉛水分散液のかたちで所定の配合比
にて混和すると、加圧セメント瓦の曲げ強度を増大でき
ることである。この曲げ強度は黒鉛水分散液の配合比が
主原料の合量１００重量部に対し、１〜３重量部、より
好ましくは約２重量部に設定したとき最も増大できる。
このように、この発明は、使用黒鉛粒子が顔料作用と共
にその配合比を特定することにより強度増大作用（この
メカニズムは不明）を得ることができる結果、顔料を用
いた着色品の多様化に寄与し、同時に曲げ強度等の品質
ひいては製品価値を大きく向上することができる。な
お、黒鉛粒子は従来顔料よりも同等かそれ以下のコスト
で入手可能であり、経済性の点でも優れている。

【００１５】

【実例例】以下、この発明を好適な実施例を挙げてさら
に明らかにする。実施例は下記の条件で行ったときのも
のである。（使用原料）セメントは普通ポルトランドセメントを用
い、骨材として海砂と砕石細砂およびフライアッシュ
（比表面積が３２４０ｃｍ²／ｇ）を用いた。これらは
粒度配合等が何れも厚形スレートに関するＪＩＳ規定を
充足するものである。また、黒鉛分散液は黒鉛粒子の平
均粒径が２〜１０μｍの範囲のもので、通常の方法つま
り微量の分散剤と共に水に分散したものである。なお、
以下の説明では普通ポルトランドセメントをセメント
と、フライアッシュをＦＡと、黒鉛分散液を黒鉛液とそ
れぞれ略称する。

【００１６】（試料配合と混練物の作製）以上の原料お
よび水を使用して、下記の表１に示す配合比で計量し実
施例１〜３と比較例１，２の試料とした。この試料は
（セメント＋海砂＋砕石細砂＋ＦＡ）を３０ｋｇに設定
し、黒鉛液と水の配合比を変えたものである。また、各
試料のサンプルはそれぞれ１５個づつ作製し後述する材
齢別の曲げ強度と吸水率等を調べるときに何れも３個の
平均にて測定できるようにした。水は各試料の混練物の
フロー値が１７０〜１８０ｍｍになるように算出された
水量である。そして、各試料は混合機であるミキサー
に、セメント、海砂、砕石細砂、ＦＡを投入し３０秒間
空練した後、黒鉛液と水とを入れて６０秒間攪拌混合
し、混練物を得た。

【００１７】

【表１】各試料の原料組成

【００１８】（加圧脱水成形）上記のようにして実施例
１〜３と比較例１，２の各混練物を得て、これを同形金
型に充填し、油圧プレスによって加圧脱水し、横２５０
ｍｍ×縦３００ｍｍ×厚さ１２ｍｍの成形体を作製し
た。なお、この成形では加圧力が８０トンであり、その
最高圧になるまでの時間と最高圧での維持時間を何れの
場合にも一定の時間になるよう設定し、実施例１〜３と
比較例１，２の各成形体が同じ条件にて作製されるよう
極力配慮した。

【００１９】（養生）上記の各成形体は先ず初期養生を
次の設定で行った。２０℃で湿度約７０％の室内で３時
間だけ前養生し、２０℃／時間の昇温速度で２時間かけ
て６０℃まで昇温し、６０℃で５時間保持した後、７時
間かけて室温まで自然冷却した。また、このようにして
初期養生した成形体は二次養生所に移し、所定の材齢ま
で放置すると共に、材齢７日、１４日、２１日、２８日
に達した時点での各試料のサンプルを３個づつ取り出し
て曲げ強度を測定した。なお、この測定はＪＩＳ５４０
２に規定されている曲げ試験に準拠している。表２には
その測定結果を一覧表示した。

【００２０】（測定結果）

【表２】各材齢別の曲げ強度（Ｎ／ｍｍ²）なお、黒鉛液の外割重量部は黒鉛液の使用重量をセメン
トと骨材（海砂、砕石細砂、ＦＡ）の合計重量を１００
重量部としたときの黒鉛液の重量部（重量％）である。

【００２１】また、図１には、表２に基づいて以上の材
齢推移別に調べたときの黒鉛液の重量部（重量％）と曲
げ強度（Ｎ／ｍｍ²）の関係をグラフに示し、図２には
実施例１〜３と比較例１，２の加圧セメント瓦について
材齢と曲げ強度の関係をグラフに示している。図１から
は、黒鉛液の有無に係わらず材齢７日に対し材齢１４，
２１，２２日に達したときに曲げ強度が次第に高くなる
傾向があることを前提とし、曲げ強度がセメントと骨材
の合計重量を１００重量部としたとき黒鉛液の外割重量
部で１〜３重量部の範囲のときに何れの材齢でも高くな
り、特に、黒鉛液を約２重量部で配合のときに最大値に
なることが分かる。図２からは、黒鉛粒子を含有した実
施例１〜３のものが黒鉛粒子を含有していない比較例１
のものに比して何れの材齢でも曲げ強度が向上してお
り、曲げ強度を上げるうえで黒鉛粒子が効果的であるこ
とが分かる。またこの場合にも、特に、黒鉛液を約２重
量部で配合したときに最大値になることが分かる。な
お、各試料の材齢２８日のものについて、別途に吸水試
験を行ったが、吸水率が７．５〜８．４の範囲におさま
っており、黒鉛液の有無および配合量によって顕著な相
違は認められなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明に係る
加圧セメント瓦およびその製造方法によれば、黒鉛粒子
による特有な着色外観と共に曲げ強度を向上でき、これ
により表面および側面に塗料を塗布して着色する場合に
も曲げ強度的に優れたものを実現することができ、着色
品の性能品質を向上して無塗装での適用可能なケースの
拡大も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】黒鉛液量と曲げ強度との関係を示すグラフであ
る。

【図２】材齢と曲げ強度を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 103:54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントおよび骨材を主原料とする加圧
セメント瓦において、混和された黒鉛粒子にて着色され
ていることを特徴とする加圧セメント瓦。
【請求項２】前記黒鉛粒子の平均粒径が２〜１０μｍ
で、前記主原料の合量１００重量部に対し、０．１５〜
０．９重量部含まれている請求項１に記載の加圧セメン
ト瓦。
【請求項３】セメントおよび骨材の主原料と、黒鉛粒
子分散水とを混合した混練物を、加圧脱水成形により型
形状に造形した後、養生することを特徴とする加圧セメ
ント瓦の製造方法。
【請求項４】前記黒鉛粒子分散水は、平均粒径が２〜
１０μｍの黒鉛粒子を前記主原料の合量１００重量部に
対し、０．１５〜０．９重量部の割合で分散させた水で
ある請求項３に記載の加圧セメント瓦の製造方法。
【請求項５】前記黒鉛粒子分散水は、黒鉛水分散液お
よび水の混合物である請求項３又は４に記載の加圧セメ
ント瓦の製造方法。
【請求項６】前記黒鉛水分散液は、平均粒径が２〜１
０μｍの黒鉛粒子を０．１５〜３０重量％の割合で水に
分散している請求項５に記載の加圧セメント瓦の製造方
法。
【請求項７】前記黒鉛水分散液の配合比が前記主原料
の合量１００重量部に対し、１〜３重量部である請求項
５又は６に記載の加圧セメント瓦の製造方法。