JPS6037072B2 - 軽量壁材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軽量壁村に関する。

従来軽量壁材としては石綿セメント板、石綿セメントパ
ーラィト板が市販され、軽量、耐火・性、保温性、吸温
性等の特性により、建築物の内壁及び天井に使用されて
いる。

しかし該軽量壁村は吸水性を有するため外壁材としては
使用出来ず、又耐衝撃性が著しく劣り、容易にクラック
及び飛散を生じる等の欠陥を有している。

更に近時石綿資源の枯渇及び石綿製造時に発生する粉塵
による公害問題等から石綿の使用量を最少眼に減少もし
くは石綿の代替が要請されている。

近時、セメント中の強アルカリ成分の侵蝕に耐える酸化
ジルコニウムを少なくとも６モル％含有せるガラス繊維
が開発され、石綿の代替繊維として使用することが提案
されている。

しかし、石綿と代替せる該ガラス繊維のセメント中に於
ける耐アルカリ性は満足し得るものではなく、均質なガ
ラス繊維強化セメント板が得られない等の欠点を有して
いる。

本発明者等は該問題点を解消すべく鋭意研究を行ない吸
水性を有せず曲げ強度及び衝撃強度の優れた軽量壁村を
提供するにある。

即ち、本発明はセメントを少なくとも５増重量％、軽量
骨村を３〜２の重量％及びガラス組成がモル％でＳｉ０
２ ５０〜６９Ｚｒ０２
９〜１４Ｒ２０
１０〜２５（Ｎａ、Ｌｉ）Ｋ２０
１〜７Ｒ′０
０〜１０ＣａＦ２
０〜２＆。

３ ０〜７ Ｐ２Ｑ ０〜５ その他金属酸化物 ０〜１０ Ｆ２ ０〜３ 〔但しＲ２０とＫ２０の合計は１４〜２５モル％であり
、Ｒ′はアルカリ士金属又はＺｎ、Ｍｎ、Ｐｂであるそ
の他金属酸化物はＡＩ２０３、ＴｊＱ、Ｆｅ２０３、Ｃ
ｅ０２、Ｓｎ０２等であり、又弗化物はＦ２に換算せる
ものである。

〕からなり、且つアルカリ溶解度が４％以下であるがガ
ラス繊維を０．５〜７重量％含有せるガラス繊維強化軽
量セメント層の少なくとも一面に前記ガラス繊維を０．
５〜７重量％含有せるガラス繊維強化セメント層が積層
されてなる軽量壁材である。

本発明に示すガラス繊維のアルカリ溶解度とは繊維径１
３±０．２仏のガラス繊維２夕を９５℃の１０％ＮａＯ
Ｈ水溶液１００タ中に１時間浸潰した際のガラス繊維の
重量減少を百分率で示したものである。本発明に適する
ガラス繊維は前記組成範囲からなり且つアルカリ溶解度
が４％以下であるガラス繊維でありセメント中の強アル
カリ成分による劣化が極めて少なく軽量壁村に優れた補
強効果を付与せしめることができる。該ガラス繊維の蚤
は５〜４０仏の範囲が好ましい。

該範囲未満の場合は軽量壁材製造時に調製せるセメント
スラリー中での分散性が低下し、又該範囲を超えた場合
はガラス繊維の取扱いが困難となり作業性及び断面積当
りの引張強度が低下して充分な補強効果が得られない。
該繊維径のうち、特に９〜２０一の範囲が好適である。

又該ガラス繊維は短繊維或はチョップドストランドであ
りその繊維長は３〜５仇駁特に６〜２５側の範囲が好適
である。繊維長が該範囲より小さい場合は軽量壁村のク
ラック防止及び補強効果が不充分であり又該範囲を超え
た場合はセメント系スラリー中での分散性が低下し均質
な補強効果が得られない。

本発明の軽量壁材を構成する前記各々のセメント層中に
含有する該ガラス繊維は０．５〜７重量％特に１〜３重
量％の範囲が好適である。

ガラス繊維の混入量が０．５重量％未満の場合補強効果
が不十分であり、又混入量が７重量％を超えた場合、軽
量壁材製造時セメントスラリー中でのガラス繊維が不均
一分散を生じて均質な軽量壁村が得られない。

又本発明に適用する軽量骨材の含有量は３〜２０重量％
が好適である。

含有量が３重量％禾満の場合は壁材の軽量化が不十分で
あり、又、２の重量％を超えた場合、軽量性は優れるが
曲げ強度及び衝撃強度が低下し、実用上支障をきたすた
め好ましくない。

軽量骨材としては例えば真珠岩、黒曜石、石英粗面岩、
焼成ひる石、或はシラス等から製造されるパーラィト、
水砕スラグ、ケイ酸ソーダ発泡体等である。特にパーラ
ィトはガラス繊維との接着性が優れ又成型性及び作業性
が良好である。本発明の軽量壁材を構成するガラス繊維
強化軽量セメント量のセメント含有量は使用に耐える強
度を得るために少なくとも５の重量％が望ましい。

又該ガラス繊維強化軽量セメント層及び該層に積層する
ガラス繊維強化セメント層を形成するセメントは一般の
水硬性セメントであり、例えば普通或は早強ボルトラン
ドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、フラ
イアツシユセメント等である。又該セメントに添加し得
る混和材料としては例えば炭酸カルシウム、シＩＪ力、
ガラス繊維強化セメント板の微粉砕物（スクラップ）の
如き粉末状或は微粒子状物質、又必要に応じて蓮砂、川
砂、等の骨村、夕ルク、珪簾士、粘土、或は石綿、岩綿
、パルプ、レーヨン、合成繊維ステープルの如き繊維質
材料、更にはアクリル系、エチレン系等の樹脂ェマルジ
ョン、着色顔料、等であり適宜選択して使用することが
できる。

ガラス繊維強化軽量セメント層の少なくとも一面に積層
するガラス繊維強化セメント層は前記せるガラス繊維を
含有するセメントスラリ−を施工厚み２．５〜２仇舷（
施工量５〜４０ｋｇ／淋）の範囲内で施工することが好
ましい。

該セメントスラリーの厚みが２．５柳未満の場合は軽量
壁材の外層部として耐衝撃性が劣り、クラックを発生し
易く、又ガラス繊維強化軽量セメント層の吸水性を防止
する効果が不十分となり又、厚みが２仇肋を超えた場合
は軽量壁材の耐衝撃性の向上に著しい差はなく、重量増
加及びコスト増大を生ぜしめるため好ましくない。

本発明による軽量壁材を構成するガラス繊維強化軽量セ
メント層は沙造法、湿式圧搾成型法或はスプレー法、ス
プレーサクション法等の施工方法により容易に形成せし
められる。

特に抄造法により成型する場合、前記せるガラス繊維、
軽量骨材、セメントからなる原料中に前記増量材として
記載せる石綿、岩綿、パルプ、レーヨン、等の繊維質材
料を適宜選択して混合することが望ましい。

該繊維質材料の混入によりセメントスラリーの妙造時金
網上からセメントの過剰な流失を阻止する櫨過抵抗材と
なり均質なガラス繊維強化軽量セメント層が得られる。

該繊維資材料の混合量は櫨過抵抗性、コスト等の点から
０．５〜８重量％特に２〜５重量％の範囲が好適である
。前記施工方法により得られたガラス繊維強化軽量セメ
ント層は硬化以前好ましくは施工後連続して該層の少な
くとも一面にスプレー法によりガラス繊維強化セメント
層を積層するか或はガラス繊維強化軽量セメント層及び
ガラス繊維強化セメント層を各々前記せる方法により予
め形成せしめて硬化する以前に両者を合体せしめて積層
した後常法によりそのまま或は加圧成型して室温、スチ
ーム、或はオートクレープ養生することにより軽量壁材
が得られる。

本発明の軽量壁材は従来の石綿セメント板、石綿セメン
トパーラィト板の如き吸水性を有することなく、曲げ強
度、軽量強度に優れ、内壁或は天井等の内装材としては
勿論のこと、外壁材特に高層建築物の外壁材として有用
なるものである。

以下実施例により本発明を説明する。実施例 １普通ボ
ルトランドセメント及びガラス組成がモル％でＳｉ０２
：６６．２、Ｚｒ○２：１２．０、Ｎａ２０：１３．３
、Ｋ２０：３．０、Ｃａ○：４．５、Ｂ２０３：１．０
であるガラス繊維（アルカリ熔解度２．５％、繊維蓬１
３．５山、繊維長１鋤肌）を所定量、繊維質材料として
パルプを３重量部、軽量骨材としてパーラィト（嵩比重
０．３２、粒度１００仏以下）を７重量部より成る原料
を混合鷹梓機により水中に分散させスラリーとし、該ス
ラリーを抄造用のシリンダーバットに送り、丸絹式の抄
取りロールで砂取りフェルトに添付し、次いで減圧脱水
后メーキングロールに巻き取り切断した。

得られた生板に０．５ｋ９／ｃ鰭のプレス圧を加えて成
型し厚さ８側のガラス繊維強化軽量セメント層風を得た
。次いで該風層上に、普通ボルトランドセメント６４重
量部、川砂（粒度６００仏以下）３２重量部、水２４重
量部から成るモルタルをスプレーガンを使って吐出させ
ると同時に、上記ガラス組成から成るガラス繊維を４重
量部になる様、ロービングカッターで繊維長２５柳にカ
ットしながらスプレー法により供給しガラス繊維強化セ
メント層｛Ｂ’を３肌厚さに積層し、第１図に示す如き
積層体【Ｃ｝を作成した。

得られた製品にシートをかけ室温下、２週間養生后、比
重、曲げ強度、シャルピー衝撃強度を測定し第１表に示
す結果を得た。第 １ 表 第１表から明らかな如く、風層中のガラス繊維の混入量
が０．５〜７重量％、特に１〜３重量％の場合作業性に
殴れ、且つ強度の優れた積層体にーが得られた。

しかしながらガラス繊維量が７重量％を越えるとスラリ
ー中でのガラス繊維の均一分散性が悪く均質な積層体を
得ることが出来なかった。実施例 ２ 普通ボルトランドセメント、パーラィト（粒度５００仏
以下）及び炭酸カルシウムを第２表に示した割合で混合
した原料に水をセメント量に対して４の重量％添加した
スラリー及び実施例１で用いたガラス繊維を前記原料中
に混入せる比率が２重量％になるように各々スプレーガ
ンを使用して型枠内に同時に噴出せしめて均一に混合し
て得られた成型体を０．５ｋ９／仇の圧力下で成型し厚
さ２５側のガラス繊維強化軽量セメント層凶を得た。

次いで該風層上に実施例１と同機にスプレー法でガラス
繊維強化セメント層脚を厚さ４肌に贋層して第１図に示
す如き積層体‘Ｃ｝を作成した。

尚該‘Ｂ）層の組成は普通ボルトランドセメント５０重
量部、川砂（粒度６００ム以下）４５重量部、上記ガラ
ス繊維（但し繊維長２５肌）５重量部である。得られた
積層体‘Ｃ’をローラー仕上げ后、２０ｑｏの湿空養生
を２週間行い、その物性を測定し第２表の結果を得た。
第 ２ 表 第２表の如く軽量骨材であるパーラィトが３重量％未満
の場合は、得られる製品の比重が大きく軽量化されず且
つ比強度（強度を比重で割った値）が小さい。

又軽量骨村が２の重量％越えると、軽量化はされるが、
曲げ強度及び衝撃強度が著しく低下し好ましくない。又
、Ｎｏ．７に示した様にセメント量が５０重量％未満に
なると製品の物性が著しく劣る事が認められた。

実施例 ３ 普通ボルトランドセメント８５重量部、石綿３重量部、
パーラィト１の重量部及び実施例１で用いたガラス繊維
を２重量部からなる原料を蝿杵混合して水中に分散させ
、スリットを通して、長網式抄造機により抄造して、減
圧脱水をして厚み約２５柵に成型した。

続いてその生板に、該軽量セメント層とは別に用意した
普通ボルトランドセメント、川砂（６００仏以下）及び
実施例１で用いたガラス組成のガラス繊維（繊維長２５
柳、繊維径１３．５仏、ストランド）を第３表に示す比
率になる様スプレー法によって厚み５柳に吹き付け、第
１図に示す如く成型した。

得られた製品をローラー仕上げした後、２０℃の湿空養
生を１４日間行なった。該軽量セメント層及びガラス繊
維強化セメント層を種層した積層体の物性を第３表に示
した。

第 ３ 表第３表より明らかな如く、ガラス繊維強化セ
メント層中のガラス繊維が０．５重量部未満の場合、積
層体の補強効果は認められず、又ガラス繊維が７重量部
を超えると成型時ガラス繊維の均一分散が不充分となり
強度の上昇は認められなかった。

特にガラス繊維の含有量が１〜３重量部に於いて製品の
状態も平滑で、均質な積層体が得られた。実施例 ４普
通ボルトランドセメント８５重量部、石綿３重量部、パ
ーラィト１の重量部及び実施例１で用いたガラス繊維２
重量部からなる原料を実施例３と同じく長網式沙造機で
厚さが約２５肌に成型した。

又最網式抄造機と並列に設置されたコンペアー上の型枠
内に普通ボルトランドセメント６４重量部、川砂（６０
０山以下）３２重量部、実施例３で用いたガラス繊維（
ストランド）４重量部からなる原料をスプレー法にて所
定厚さに成型した。続いてその上に、長網式抄造機にて
得られた軽量体の生板を真空吸引板を使用して積層し、
更にその上に上記スプレー法により同一条件下で成型せ
る別のガラス繊維強化セメント層を穣層して第２図に示
すサンドイッチ構造の積層体を得た。得られた積層体を
２０ｑｏの湿空養生を１４日間行なって物性を測定した
。

その結果を第４表に示す。第 ４ 表第４表から明らか
な如く、ガラス繊維強化軽量セメント層にガラス繊維強
化セメント層を積層することによって補強効果が増大す
る。

しかしガラス繊維強化セメント層の厚さが２．５肌未満
の場合、作業性及び製品強度が低く、均質な製品は得ら
れなかった。又厚さが２０肋を超えると製品重量に対し
、強度上昇は小さく軽量材料としては好ましくない。ガ
ラス繊維強化セメント層の施工量としては片面で約５ｋ
９／の〜４０ｋｇ／め（厚み２．５〜２０肌）が良好で
ある。実施例 ５ 普通ボルトランドセメント８鷲重量部、第５表に示すガ
ラス組成から成るアルカリ溶解度の異なるガラス繊維（
繊維長１３側、繊維径１０仏ストランド）３重量部、パ
ーラィト（粒度５００〃以下）５重量部及びバルブ３重
量部より成る原料をオムニミキサ−で乾式混合した後、
２０の重量部の水を加え、更に混合しセメントスラリ−
を調製した。

このスラリ−を型枠内に流し込みピストンにて０．５ｋ
９／地の加圧を行ない、余剰水を圧搾除去して厚さ１２
肋の板状ガラス繊維強化軽量セメント層凶を作成した。
次いで該凶層上にスプレー法により普通ボルトランドセ
メント６５重量部、川砂３の重量部、第５表に示すガラ
ス組成からなるガラス繊維（繊維長２５肌、繊維径１０
仏、ストランド）５重量部の組成にてガラス繊維強化セ
メント層を４肌吹き付け、ガラス繊維強化セメント層を
積層した。

得られた積層体を２０ｏｏの湿空養生を２週間行った後
物性を測定し第６表に示す結果を得た。第 ５ 表 第６表 第６表から明らかな如く、ガラス繊維のアルカリ溶解度
が４％を越えた場合、セメント中での侵蝕、折損及び養
生時の劣化等によって補強効果は殆んど得られなかった
。

実施例 ６ 普通ボルトランドセメント、及びクリソタイル石綿（駅
）を所定量、実施例１で用いたガラス繊維２重量部、パ
ーラィトを１の重量部からなる原料を抄造機混合嬢梓部
で水に分散させ、之をスリットを通じ、長網式沙造部に
送り減圧脱水をして厚さが約２５側の生板に成型した。

この生板に普通ボルトランドセメント６４重量部、川砂
３な重量部、水２４重量部から成るモルタルと上記ガラ
ス組成のガラス繊維（ストランド）４重量部をスプレー
法によって厚み約５柳を積層し、第１図に示す積層体を
作成した。得られた製品をローラ−仕上をした後に２０
つ０の湿空養生を１４日間行ない物性を測定した。その
結果を第７表に示す。

第 ７ 表 第７表より明らかな如く、繊維質材料である石綿を０．
５重量部以上、特に１〜８重量部混入することによって
良質な製品が得られた。

又石綿が８重量部を超えると抄造時の炉過抵抗性もほと
んど向上せず、逆にガラス繊維の均一分散を阻害し、均
質な製品を得ることが出来なかった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので第１図及び第２図は
本発明に係る軽量壁材の一部分の斜視図である。 １・・・・・・ガラス繊維強化セメント層、２・・・・
・・ガラス繊維強化軽量セメント層。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメントを少なくとも５０重量％、軽量骨材を３〜
   ２０重量％及びガラス組成がモル％でＳｉＯ＿２５０〜
   ６９ ＺｒＯ＿２９〜１４ Ｒ＿２Ｏ１０〜２５ （Ｎａ、Ｌｉ） Ｋ＿２Ｏ１〜７ Ｒ′Ｏ０〜１０ ＣａＦ＿２０〜２ Ｂ＿２Ｏ＿３０〜７ Ｐ＿２Ｏ＿５０〜５ その他金属酸化物０〜１０ Ｆ＿２０〜３ 〔但しＲ＿２ＯとＫ＿２Ｏの合計は１４〜２５モル％で
   あり、Ｒ′はアルカリ土金属又はＺｎ、Ｍｎ、Ｐｂ、で
   ある。 その他金属酸化物はＡｌ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、Ｆｅ
   ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、ＳｎＯ＿２等であり、又弗化
   物はＦ＿２に換算せるものである。〕からなり且つアル
   カリ溶解度が４％以下であるガラス繊維を０．５〜７重
   量％含有せるガラス繊維強化軽量セメント層の少なくと
   も一面に前記ガラス繊維を０．５〜７重量％含有せるガ
   ラス繊維強化セメント層が積層されてなる軽量壁材。 ２ 軽量骨材がパーライトである特許請求の範囲第１項
   記載の軽量壁材。