JPS5884161A - 押出成形材料の製造方法 - Google Patents

押出成形材料の製造方法

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JPS5884161A
JPS5884161A JP18103681A JP18103681A JPS5884161A JP S5884161 A JPS5884161 A JP S5884161A JP 18103681 A JP18103681 A JP 18103681A JP 18103681 A JP18103681 A JP 18103681A JP S5884161 A JPS5884161 A JP S5884161A
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神尾 典
明子 渡辺
諸橋 健二
前島 正一
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Asahi Ishiwata Kogyo KK
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Agency of Industrial Science and Technology
Asahi Ishiwata Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、押出し成形によって連続的に成形する軽量ケ
イ酸カルシウム系建材の製造法に関する。
ケイ酸カルシウム系建材は優れた耐熱性を有し、軽量で
あって、しかも高い強度を有するので、近年、耐火不燃
建材として注目され多く用いられている。なかでも、見
掛は密度1 、0117nA以下の軽量ケイ酸カルシウ
ム建材は、施工性及び保温性に優れ、極めて実用的かつ
その有益性のために急激に需要が増大している。
従来、このような軽量なケイ酸カルシウム系建4Jは、
混合材料を水と混練し、この混練o]′塑物牙キャステ
ィング法、プレスモールド法により、あるいはスラリー
状のものを抄造する方法などで製造されているが、いず
れもはん雑な操作を必要とし非能率的である。
可塑物を連続的に成形する手段として押出機を用いる方
法がよく知られているが、軽量ケイ酸カルシウム系建材
の製造に利用するには、原料配合混線物を適度の粘性物
としたのち押出機に供給しなければならない、ため、そ
の粘性によって配合原料は押出機のスクリューやブレー
ドで強(押圧され、強いせん断力と圧力が加わって高度
に圧縮されるので、その特徴である軽量化がそこなわれ
るという問題があった。
また、ケイ酸カルシウム系建材の軽量化のために、他の
製造法で用いられている軽量骨材、例えばパーライトや
シラ不、バルーンなど全添加しても、その軽量骨材は破
壊されて軽量化の目的は達成され難(、また、軽量化効
果が得られるほど多電テ添加すれば成形物の強度は著し
く低下し実用に耐えないものとなる。さらに、押出機を
利用する方法として、混合原料をスラリー状にし加熱ゲ
ル化させてかさ高にしたものを押出機に適用する方法が
試みられたが、ゲル化したケイ酸カルシウムに強い応力
が加わり、そのため抱水ゲルの水が遊離して、原料組成
物の粘性や可塑性が著しく変化し、押出時にダイス閉塞
現象を起こしたり、プリージングが生じたり、あるいは
ゲル同士の密着性が弱いためダイス口から押出され圧力
が緩和されたとき成形品に亀裂が発生し、実用に供しう
る製品は得られないなどの理由で実用化されていない。
このように、押出機を用いて軽量なケイ酸カルシウム系
建材を製造するには多くの克服すべき課題があり、これ
らの解決方法を含めて、これまで新たな軽量化手段を用
いた押出成形による軽量ケイ酸カルシウム系建材の製造
法がいくつか提案さね、た。しかし、これらの方法は軽
量なケイ酸カルシウムを高温:高圧下で別に製造し、そ
れを粉砕して、セメントや石英石灰質原料に加えたのち
、養生し硬化させるという2段階の調製が行われている
。このように、これらの方法はいずれも前記軽量化手段
に比べて多くの手数と時間を要したり、あるいは軽量化
の点で満足できるものではなく、直接押出成形により軽
量ケイ酸カルシウム系建材を製造することは従来不可能
とされていた。
本発明者らは、このような実情に鑑み、物性に優れ、高
い実用性を有する軽量ケイ酸カルシウム系建材を押出機
を用いて連続的に成形する工業的2こ有利な製造方法を
開発すべ(、特に原料物質及びそれらの配合組成につい
て研究を重ねた結果、極めて優れた方法を見いだした。
すなわち、本発明は、セメント100重重部とシリコン
ダスト10〜80重量部との混合物又はこれらにさらに
ケイ砂1〜80重量部を加えた混合物を原料として用い
、この原料にその重量に基づき押出助剤0・2〜3重量
係及び補強繊維3〜40重に係あるいはさらに粗粒骨材
3〜150M量係を加えて水性スラリーとし、次いでこ
の水性スラリーを加熱してゲル化させ、得られたケイ酸
カルシウムゲルの含水率を固形分に基づき50〜150
重v係の範囲に調整し、混練したのち、これを直接、押
出成形して所望の形状に成形し、その成形体を水熱養生
させることを特徴とする軽量ケイ酸カルシウム系建材の
製造方法を提供するものである。
本発明の方法に用いる原料は、上記のようにセメント1
00重量部に対してシリコンダスト10〜80重量部を
混合したもの又はこれにさらにケイ砂10〜80重量部
を配合した混合物である。本発明において用いるシリコ
ンダストは、フェロシリコン製造時に副生ずる微粉状物
質で、平均粒径が1μm以下の極めて微細な球状の非晶
質B i O2であって、不発明の方法においては、こ
のシリコンダストがセメントにその100重量部当り、
10〜80重量部配合使用される。その使用量が10重
量部未満では、原料スラリー全加熱してケイ酸カルシウ
ムをゲル化させるとき、その膨潤効果が少なく比重の小
さい建材を得ることができない。
特に押出機に供給する含水率調整原料配合素地の可塑性
が失なわれ、押出適性を欠いたものとなる。
また、80重量部を超えると、ゲル化により原料ゲルが
かさ高になりすぎてやはり可塑性が失なわれ、そのまま
押出機にかけて成形することができないので好ましくな
い。
本発明の方法においては、原料混合物中に、さらにケイ
砂をセメント100重量部に対し80重量部以下配合し
たものも用いられる。ケイ砂の添加は水熱反応によって
生成するケイ酸カルシウム水和物の結晶性を向上させる
が、80重量部を超えると成形体の比重が増大して軽量
建材が得られない。従って、蒸気な、どによる水熱養生
で低結晶性のケイ酸カルシウム水和物を生成させようと
する場合にはケイ砂は必ずしも必要としない。
本発明においては、上記のような混合組成原料に、その
重量に基づいて押出助剤0.2〜3重量係及び補強繊維
3〜40重量1全加えることが必要であ杢。
押出助剤としては、例・えばメチルセルロース、ポリエ
チレンオキシドのような合成糊料が用いられる。この量
が0.2重量係未満では、原料の粘性が不足し、十分な
強度の成形体が得られないし、また3重財係ヲ超えると
粘性が大きくなりすぎて押出性が低下する。
他方、補強繊維としては、例えば石綿、ガラス繊維のよ
うな無機繊維又はバルブ、ポリプロピレンのような有機
繊維が用いられる。そして、この添加量が3重量係未満
では補強効果が不十分であるし、また40重重重上りも
多くしても、補強効果の向上は望めない上に、押出性の
低下がみられるようになる。
本発明においては、このような混合組成物を水と混和し
て水性スラリーをつくり、これを加熱してゲル化するが
、スラリーの形成に際しては、通常、混合組成物の重量
の3〜15倍、好ましくは7〜10倍量の水が使用され
、また加熱温度としては80〜100℃の範囲の温度が
選ばれる。水性−スラリー中のケイ酸カルシウムは上記
加熱条件下では30分〜4時間程度で十分にゲル化する
。こうして得られた水性ゲル化組成物は、次いでケイ酸
カルシウムゲルの含水率が固形分に基づき、50〜15
0重量係の範囲にまで脱水される。脱水はどんな手段を
用いてもよく、吸引ろ過又は遠心脱水法が有利に採用で
きる。
上記含水率を逸脱した場合には押出成形に適切な粘性が
得られないので不都合である。好ましい含水率は50〜
120重量係である。
こうして含水率が調整された組成物は、よく混練したの
ち、押出機に供給して所望の形状に成形され、次いで水
熱養生される。水熱養生は、60〜lOO℃の温度の蒸
気養生では6〜48時間、またオートクレーブ中での1
00〜210℃の温度の養生では6〜24時間水熱反応
させて、軽量で強度の優れたケイ酸カルシウム系建材が
得られる。
本発明の方法においては、調製された原料ゲルが1.そ
の含水率や配合使用される化学糊剤の量などにより、あ
るいは押出機内部の壁面の材質やその表面状態、さらに
押出機の構造などにより機内の壁面に固着する現象がみ
られる。本発明においては、所望に応じ、粗粒骨材を配
合することてより、このような好ましくない傾向を改善
することかでき〜る。この粗粒骨材は、蒸気養生やオー
トクレープによる水熱処理の際、ケイ酸カルシウム水和
物グ)生成に悪影響を与えないものである限り特に制限
はなく、例えばシラス、パーライト、ケイ砂粗粒、石灰
石粉、セラミックス廃材の粉砕物などが用いられる。
このものは、原料の重量に基づき3〜150重量係の範
囲で配合することが必要であり、この量よりも少ないと
十分な押出性の改善はなされないし、この歇よりも多く
すると製品の物性の低下の原因になる。また、粗粒骨材
は、100μm以下の粒度のものでは、十分な効果が得
られないので粒度力100μmよりも大きいものが好ま
しい。しかし、あまり粗大粒では、押出機内のスクリュ
ーの回転に障害を与えたり、成形品の表面の平滑性を損
なうおそれがあるので、押出成形機の種類や、要求され
る目的製品の品質や表面状態を考慮して、通常、平均粒
径1〜4mm程度の範囲のものが好適に使用される。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説
明する。
実施例J セメント100重量部、シリコンダスト50重量部及び
ケイ砂16.7重量部全原料として用い、これ1(補強
繊維として石綿18.5重量部(原料合計1、j、 K
基づき11.1重量係〕ヲ加え、これを1480重量部
の水に投入して混合しスラリー形成させた。このスラリ
〜を93±2℃の温度に加熱し、2時間可湿度に保って
ゲル化させた。得られたゲル化液を吸引ろ過して含水量
が176重量部(固形分に基づく含水率95係)になる
まで脱水した。
脱水調整したゲル化組成物に押出助剤としてメチルセル
ローズ1.3重量部(原料合計量に基づき0.78%)
を加えて混練し、押出機により押出して連続的に板状成
形体を製造しfc。
得られた成形物の一部をオートクレーブ中で180℃の
温度に8時間水熱反応させ、他部はスチームにより80
 ”Cの温度で18時間養生し、軽量ノケイ酸カルシウ
ム系建材を得た。それぞれの養生により製造されたもの
の性質は、オートクレーブ養生でばかさ比重が0.84
 (EArt) 、曲げ強度86Km4 スチーム養生
では0.86 (,9/2J)及び78 KiJ  で
あった。
実施例2〜5 下掲第1表に示す原料及び他の成分の配合量により、実
施例1と同様に操作処理して4種の押出成形物を製造し
、各成形物について実施例1と同一の条件でスチーム養
生及びオートクレーブ養生を行い、得られたそれぞれの
建材の物性等も同表中に併記した。なお、粗骨材として
用いたシラスは4000μm以下の粒径範囲のものであ
る。また、スラリー形成に用いた水はいずれも固形分重
量の約8倍重で、ゲル化液を脱水調製したときの含水量
も表中に示し、ゲル含水率を含水量の欄のかっこ内に示
した。
比較例1 実施例1と全く同一の配合組成で同様に操作しん、か、
スラリーの加熱ゲル化を省略した。スラリーヲ吸引ろ過
すると含水量59重量部(含水率32 el))の組成
物が得られた。これにメチルセルロースを加え、混練し
て押出成形し、同様に養生処理した建材は、スチーム養
生によるもののかさ比重が1.8曲げ強度110 Kv
’crl )で、オートクレーブ養生では1.6及び1
52 KiJであった。
比・咬例2及び3 第2表に示す通常使用されている2種の配合組成のスラ
リーを実施例1と同様にゲル化処理して含水率を調整し
、その混線物を押出機に供給して押出成形したところ、
いずれも押出されると同時に亀裂が発生し、満足する建
材は得られなかった従ってそQかさ比重及び曲げ強度の
測定は実質的Vこできないものである。
第   2   表 上記説明から明らかなように、本発明は、従来押出機忙
より直接押出成形して軽量なケイ酸カルシウム系建材ケ
製造することが当該技術分野において強(要望されなが
ら解決できなかった技術を開発したもので、極めて実用
的でかつ工業的に有利な画期的発明である。
省エネルギー用の断熱・保温効果の優れた建材として、
また不燃性で高強度の軽量建材として需要が増大するで
あろうケイ酸カルシウム系建材を、押出機により成形し
製造する新規方法を本発明は提供するものであり、社会
への貢献度は極めて大きい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セメント100重量部とシリコンダスト10〜80
    重量部との混合物を原料として用い、この原料にその重
    量に基づき押出助剤0.2〜3重量係及び補強繊維3〜
    40重量係を加えて水性スラリーとし、次いでこの水性
    スラリーを加熱してゲル化させ、得られたケイ酸カルシ
    ウムゲルの含水率を固形分に基づ、き50〜150重量
    係の範囲に調整し、混練したのち、これを直接、押出成
    形して所望の形状に成形し、その成形体を水熱養生させ
    ることを特徴とする軽量ケイ酸カルシウム系建材の製造
    方法。 2 セメント100重量部とシリコンダスト10〜80
    重量部との混合物を原料として用い、この原料にその重
    量に基づき押出助剤Q、2〜3重量係、重量縁維3〜4
    0重量係及び粗粒骨材3〜150重量係を加えて水性ス
    ラリーとし、次いでこの水性スラリーヲ加熱してゲル化
    させ、得られたケイ酸カルシウムゲルの含水率を固形分
    に基づき50〜150重量係の範囲に調整し、混練した
    のち、これを直接、押出成形して所望の形状に成形し、
    その成形体を水熱養生させることを特徴とする軽量ケイ
    酸カルシウム系建材の製造方法。 3 セメント100重量部とシリコンダスト10〜80
    重量部とケイ砂1〜80重量部との混合物を原料として
    用い、この原料にその重量に基づき押出助剤0.2〜3
    重量係及び補強繊維3〜40重量1−加えて水性スラリ
    ーとし、次いでこの水性クラ1ノーヲ加熱してゲル化さ
    せ、得られたケイ酸カルシウムゲルの含水率を固形分に
    基づき50〜150重量係の範囲に調整し、混練したの
    ち、これを直接、押出成形して所望の形状に成形し、そ
    の成形体を水熱養生させることを特徴とする軽量ケイ酸
    カルシウム系建材の製造方法。 4 セメント100重量部とシリコンダスト10〜80
    重量部とケイ砂1〜80重量部との混合物を原料として
    用い、この原料にその重量に基づき押出助剤0.2〜3
    重量係、補強繊維3〜40重量係重量和粒骨材3〜15
    0重量4ffi加えて水性スラリーとし、次いでこの水
    性スラリーを加熱してゲル化させ、得られたケイ酸カル
    シウムゲルの含水率を固形分に基づき50〜150重量
    係の範囲に調整し、混練したのち、これを直接、押出成
    形して所望の形状に成形し、その成形体を水熱養生させ
    ることを特徴とする軽量ケイ酸カルシウム系建材の製造
    方法。
JP18103681A 1981-11-13 1981-11-13 押出成形材料の製造方法 Expired JPS5932418B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6172669A (ja) * 1984-09-14 1986-04-14 株式会社ノダ 押出し成形品及びその製造方法
JPS6172667A (ja) * 1984-09-14 1986-04-14 株式会社ノダ 押出し成形品及びその製造方法
JPH0297447A (ja) * 1988-09-30 1990-04-10 Sekisui Chem Co Ltd 軽量セメント組成物及びそれを用いた軽量セメント成形体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6172669A (ja) * 1984-09-14 1986-04-14 株式会社ノダ 押出し成形品及びその製造方法
JPS6172667A (ja) * 1984-09-14 1986-04-14 株式会社ノダ 押出し成形品及びその製造方法
JPH0297447A (ja) * 1988-09-30 1990-04-10 Sekisui Chem Co Ltd 軽量セメント組成物及びそれを用いた軽量セメント成形体の製造方法

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