JPS6246941A - 炭素繊維補強セメント押出成型用組成物 - Google Patents
炭素繊維補強セメント押出成型用組成物Info
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- JPS6246941A JPS6246941A JP18541385A JP18541385A JPS6246941A JP S6246941 A JPS6246941 A JP S6246941A JP 18541385 A JP18541385 A JP 18541385A JP 18541385 A JP18541385 A JP 18541385A JP S6246941 A JPS6246941 A JP S6246941A
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、外壁材などの用途を有する炭素繊維補強セメ
ント押出成型用組成物に関する。
ント押出成型用組成物に関する。
石綿セメントは、中空部を有する押出成型体として外壁
材に適用さｎている。この外壁材はオートクレーブ養生
しているため高強度でかつ寸法安定性が良く、ま友中空
部を有している几め軽量でかつ断熱性に優ｎている。そ
の石綿セメント押出成型用組成物は、普通ポルトランド
□セメント６０重量部、石綿１８重量部、珪砂１
２ｉｔ部、シラスバルーン９重量部、塩ビ繊維０．５重
量部、押出助剤０．５重量部に所定量の水を加えて混練
したものである。ところが、石綿は健 □康面での
虞ｎがあることから、その使用が欧米では既に厳しく規
制さｎており、日本でもその方向に向いつつあると考え
らｎる。したがって、現在石綿に代わるセメント補強用
繊維として、ガラス繊維、スチール繊維、ビニロン繊維
、アラミド繊維、炭素繊維等が検討さｎているが、セメ
ント系押出成型用繊維として最適な繊維はまだ見当らな
い。すなわち、ガラス繊維は耐アルカリ処理さｎ＊セメ
ント用織繊維すら、オートクレーブ養生中に劣化し補強
効果が激減し、スチール繊維はオートクレーブ養生中お
よび製品としての供用中に発錆するため、外観が悪くな
り、ビニロン繊維は耐熱温度が１１０℃と低いため、オ
ートクレーブ養生が出来ないなどの欠点がある。さらに
、アラミド繊維もオートクレーブ養生には不適とさｎて
いる。したがって、オートクレーブ養生の観点から石綿
に代わる繊維として、炭素繊維が有望とさｎている０〔
発明が解決しよ、うとする問題点〕 ところが、中空部を有する押出材を得るためには、押出
成型時中空部が変形しないよう、使用材料、配合条件を
選定し材料を硬くしなけｎばならないが、使用材料、配
合条件によって押出後の中空部の変形を抑制出来る材料
硬さでは押出機内で材料が閉塞する場合がある。すなわ
ち、押出時に必要な材料の可塑性と押出後の保型性に必
要な材料の硬さの２つの相反する性質をバランスさせる
ことが難しい０こルは、炭素繊維に限らず上記各種の人
造繊維を使用した場合でも同様である０ところが、天然
繊維である石綿をセメント補強用繊維として使用すると
、石綿の吸水性、潤滑性などの緒特性から押出材料の可
塑性と保型性をバランスさせることが比較的容易である
。しかるに、前述の通り石綿はその使用が規制さｎるこ
とか予想さｎる〇そこで本発明の目的は、容易にセメン
ト押出中空材を得ることができるとともに、使用に際し
ての問題もない炭素繊維補強セメント押出成型用組成物
を提供すること、にある。
材に適用さｎている。この外壁材はオートクレーブ養生
しているため高強度でかつ寸法安定性が良く、ま友中空
部を有している几め軽量でかつ断熱性に優ｎている。そ
の石綿セメント押出成型用組成物は、普通ポルトランド
□セメント６０重量部、石綿１８重量部、珪砂１
２ｉｔ部、シラスバルーン９重量部、塩ビ繊維０．５重
量部、押出助剤０．５重量部に所定量の水を加えて混練
したものである。ところが、石綿は健 □康面での
虞ｎがあることから、その使用が欧米では既に厳しく規
制さｎており、日本でもその方向に向いつつあると考え
らｎる。したがって、現在石綿に代わるセメント補強用
繊維として、ガラス繊維、スチール繊維、ビニロン繊維
、アラミド繊維、炭素繊維等が検討さｎているが、セメ
ント系押出成型用繊維として最適な繊維はまだ見当らな
い。すなわち、ガラス繊維は耐アルカリ処理さｎ＊セメ
ント用織繊維すら、オートクレーブ養生中に劣化し補強
効果が激減し、スチール繊維はオートクレーブ養生中お
よび製品としての供用中に発錆するため、外観が悪くな
り、ビニロン繊維は耐熱温度が１１０℃と低いため、オ
ートクレーブ養生が出来ないなどの欠点がある。さらに
、アラミド繊維もオートクレーブ養生には不適とさｎて
いる。したがって、オートクレーブ養生の観点から石綿
に代わる繊維として、炭素繊維が有望とさｎている０〔
発明が解決しよ、うとする問題点〕 ところが、中空部を有する押出材を得るためには、押出
成型時中空部が変形しないよう、使用材料、配合条件を
選定し材料を硬くしなけｎばならないが、使用材料、配
合条件によって押出後の中空部の変形を抑制出来る材料
硬さでは押出機内で材料が閉塞する場合がある。すなわ
ち、押出時に必要な材料の可塑性と押出後の保型性に必
要な材料の硬さの２つの相反する性質をバランスさせる
ことが難しい０こルは、炭素繊維に限らず上記各種の人
造繊維を使用した場合でも同様である０ところが、天然
繊維である石綿をセメント補強用繊維として使用すると
、石綿の吸水性、潤滑性などの緒特性から押出材料の可
塑性と保型性をバランスさせることが比較的容易である
。しかるに、前述の通り石綿はその使用が規制さｎるこ
とか予想さｎる〇そこで本発明の目的は、容易にセメン
ト押出中空材を得ることができるとともに、使用に際し
ての問題もない炭素繊維補強セメント押出成型用組成物
を提供すること、にある。
上記問題点を解決するための本発明は、炭素繊維補強セ
メントの配合において；炭素繊維が０．５〜１０重量部
、パルプ繊維（パルプと同義）が０．１〜６重量部、押
出助剤が０．１〜５重量部、残部が実質的にセメントお
よび骨材からなる合計１００重量部の水以外の固形分に
；水を加えて混合混練した混線物の降伏値が５００〜３
０００ｋｇ／ｒｒｊどなるよう配合したことを特徴とす
るものである。
メントの配合において；炭素繊維が０．５〜１０重量部
、パルプ繊維（パルプと同義）が０．１〜６重量部、押
出助剤が０．１〜５重量部、残部が実質的にセメントお
よび骨材からなる合計１００重量部の水以外の固形分に
；水を加えて混合混練した混線物の降伏値が５００〜３
０００ｋｇ／ｒｒｊどなるよう配合したことを特徴とす
るものである。
本発明では、各配合材料およびその配合量が適切に配合
さ几ているとともに、特にパルプ繊維（パルプ）を添加
することに主要点がある〇パルプ繊維は、吸水性がちり
、しかも繊維自体が細かく枝分かルしている。し友がっ
て、吸水性のために、押出成型時材料中の水分を適度に
吸排水し、成型性が高まり、ま素繊維の枝分ｎのために
、セメントや骨材を抱きかかえる性質を示し保型性を高
める。しかも、パルプ繊維の添加により粘性が高まシ、
可塑性が向上する０〔発明の具体例〕 以下本発明をさらに詳説する。
さ几ているとともに、特にパルプ繊維（パルプ）を添加
することに主要点がある〇パルプ繊維は、吸水性がちり
、しかも繊維自体が細かく枝分かルしている。し友がっ
て、吸水性のために、押出成型時材料中の水分を適度に
吸排水し、成型性が高まり、ま素繊維の枝分ｎのために
、セメントや骨材を抱きかかえる性質を示し保型性を高
める。しかも、パルプ繊維の添加により粘性が高まシ、
可塑性が向上する０〔発明の具体例〕 以下本発明をさらに詳説する。
本発明における炭素繊維補強セメント押出成型体、特に
中空体の成型に好適に使用できる材料は、セメント１種
もしくは複数種の骨材、炭素繊維、パルプ、押出助剤と
水から実質的に構成さルている。
中空体の成型に好適に使用できる材料は、セメント１種
もしくは複数種の骨材、炭素繊維、パルプ、押出助剤と
水から実質的に構成さルている。
本発明の上記配合よフさらに好適な配合は、炭素繊維２
〜５重量部、パルプ繊維０．５〜２重量部、押出助剤１
〜２重量部である０ 本発明に用いらｎるセメントの種類は特に限定しないが
、押出成型時のノ・ンドリンク時間やコストを考慮する
と普通ポルトランドセメントが望ましい。骨材には、珪
砂、シラスバルーン、シリカヒユーム、珪ンウ上等が使
用できるが種類は特に限定しない。また、使用に際して
はこｎらの骨材を１種′類でも複数種類を組合せてもよ
い〇 パルプ繊維はセメント補強用繊維ではなく、押出成型性
を向上させるためのプロセス繊維として使用さｎる。こ
ｎはパルプ繊維は石綿と同様吸水性を有するので、押出
成型時材料中の水分を適度に吸排水し、また繊維が細が
〈枝分かｎしているので、セメントやシラスバルーンを
抱きかかえるなどの性質から押出成型体の保型性改善に
有効であること、同時にパルプを添加すると粘性が向上
し可塑性も改善さｎるなどが種々検討の結果明らかとな
ったためである。炭素繊維はポリアクリルニ） ＩＪル
を焼成して得らｎるＰＡＮ系、石油や石炭ピッチから製
造さｎるピッチ系等が適用できるが、コスト面からはピ
ッチ系炭素繊維を使用する方が望ましい。押出助剤には
メチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースなどが
適用できるが、特に限定しない。
〜５重量部、パルプ繊維０．５〜２重量部、押出助剤１
〜２重量部である０ 本発明に用いらｎるセメントの種類は特に限定しないが
、押出成型時のノ・ンドリンク時間やコストを考慮する
と普通ポルトランドセメントが望ましい。骨材には、珪
砂、シラスバルーン、シリカヒユーム、珪ンウ上等が使
用できるが種類は特に限定しない。また、使用に際して
はこｎらの骨材を１種′類でも複数種類を組合せてもよ
い〇 パルプ繊維はセメント補強用繊維ではなく、押出成型性
を向上させるためのプロセス繊維として使用さｎる。こ
ｎはパルプ繊維は石綿と同様吸水性を有するので、押出
成型時材料中の水分を適度に吸排水し、また繊維が細が
〈枝分かｎしているので、セメントやシラスバルーンを
抱きかかえるなどの性質から押出成型体の保型性改善に
有効であること、同時にパルプを添加すると粘性が向上
し可塑性も改善さｎるなどが種々検討の結果明らかとな
ったためである。炭素繊維はポリアクリルニ） ＩＪル
を焼成して得らｎるＰＡＮ系、石油や石炭ピッチから製
造さｎるピッチ系等が適用できるが、コスト面からはピ
ッチ系炭素繊維を使用する方が望ましい。押出助剤には
メチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースなどが
適用できるが、特に限定しない。
本発明における配合量として、炭素繊維が０．５重量部
未満ではセメント成型体における炭素繊維の補強効果が
期待できず、１０重量部を超えは、１〜５０朋が好適で
あり、ｌ ｍｌｌＬ未満では補強効果が小さく、５０正
を超えると、均一な混合混線が難しくなる。また、この
炭素繊維としては、１０〜２０ヨ径のピッチ系炭素繊維
が特に好適である。パルプ繊維は本発明中量も重要な材
料であシ、材料の可塑性の改善と保型性の確保に効果の
あるプロセス繊維として使用する。
未満ではセメント成型体における炭素繊維の補強効果が
期待できず、１０重量部を超えは、１〜５０朋が好適で
あり、ｌ ｍｌｌＬ未満では補強効果が小さく、５０正
を超えると、均一な混合混線が難しくなる。また、この
炭素繊維としては、１０〜２０ヨ径のピッチ系炭素繊維
が特に好適である。パルプ繊維は本発明中量も重要な材
料であシ、材料の可塑性の改善と保型性の確保に効果の
あるプロセス繊維として使用する。
パルプ繊維は０．１重量部未満では保型性には効果がな
く、５重量部を超えると、成型体の防、耐火性能が劣る
。石綿セメントの場合の押出助剤の添加量は０．１重量
部以下で十分であるが、石綿を使用しない押出材では材
料の可塑性が低下するため、０．１重量部以上添加する
必要がある〇また、押出助剤を５重量部を超える量で添
加す □ると押出成型の際、材料中の気泡が除去し
にくぐ、配合条件によっては押出成型機のオーガスクリ
ユーと材料間でスリップが起こり材料が送ｎない等のト
ラブルの原因になる上、コスト高となるので好ましくな
い。なお、塩ビ繊維は成型体の耐衝撃性を向上させる効
果があるため添加してもよいが、塩ビ繊維の耐熱温度が
１２０℃であるため、塩ビ繊維混人材のオートクレーブ
養生条件が制約さｎ外壁材として使用した場合の寸法安
定性にやや問題を残す場合があるが、寸法安定性よりも
耐衝撃性を向上させる場合には０．１〜５重量部を配合
してもよい。ここで、０、１重量部未満では石綿セメン
トと同等の耐衝撃性が得らｎず、５重量部を超えると、
成型体の強度低下の原因となる〇 一方、水は押出材の可塑性および保型性と密接な関係に
あり、材料の配合条件により水の最適配合量が異なって
くる。また、骨材の種類およびその添加量、セメント、
炭素繊維、パルプ繊維、押出助剤の増減に対し、一定の
可塑性、保型性を確保するための水量の増減量はそｎぞ
ｎ異なる。したがって、本発明では水の配合量を規定せ
ず、各種材料と水との混線物の降伏値を与えることによ
り水の配合量を定めた０ここで降伏値が５００ ｋｇ／
ｒｒｊ未満では十分な保型性を得ることができず、３０
００ ｋｇ／ｒｒｌを超えると必要以上に材料が硬くな
シすぎ、押出機内にて材料が閉塞する場合が生じる。な
お、セメントおよび骨材の添加量は、骨材の種類により
変動するため本発明では特に限定しない。
く、５重量部を超えると、成型体の防、耐火性能が劣る
。石綿セメントの場合の押出助剤の添加量は０．１重量
部以下で十分であるが、石綿を使用しない押出材では材
料の可塑性が低下するため、０．１重量部以上添加する
必要がある〇また、押出助剤を５重量部を超える量で添
加す □ると押出成型の際、材料中の気泡が除去し
にくぐ、配合条件によっては押出成型機のオーガスクリ
ユーと材料間でスリップが起こり材料が送ｎない等のト
ラブルの原因になる上、コスト高となるので好ましくな
い。なお、塩ビ繊維は成型体の耐衝撃性を向上させる効
果があるため添加してもよいが、塩ビ繊維の耐熱温度が
１２０℃であるため、塩ビ繊維混人材のオートクレーブ
養生条件が制約さｎ外壁材として使用した場合の寸法安
定性にやや問題を残す場合があるが、寸法安定性よりも
耐衝撃性を向上させる場合には０．１〜５重量部を配合
してもよい。ここで、０、１重量部未満では石綿セメン
トと同等の耐衝撃性が得らｎず、５重量部を超えると、
成型体の強度低下の原因となる〇 一方、水は押出材の可塑性および保型性と密接な関係に
あり、材料の配合条件により水の最適配合量が異なって
くる。また、骨材の種類およびその添加量、セメント、
炭素繊維、パルプ繊維、押出助剤の増減に対し、一定の
可塑性、保型性を確保するための水量の増減量はそｎぞ
ｎ異なる。したがって、本発明では水の配合量を規定せ
ず、各種材料と水との混線物の降伏値を与えることによ
り水の配合量を定めた０ここで降伏値が５００ ｋｇ／
ｒｒｊ未満では十分な保型性を得ることができず、３０
００ ｋｇ／ｒｒｌを超えると必要以上に材料が硬くな
シすぎ、押出機内にて材料が閉塞する場合が生じる。な
お、セメントおよび骨材の添加量は、骨材の種類により
変動するため本発明では特に限定しない。
ここで、降伏値は材料に゛外力が作用した場合に材料が
流動を始めるせん断芯力で示さし１押出材料の保型性を
表わす指標とするものである。
流動を始めるせん断芯力で示さし１押出材料の保型性を
表わす指標とするものである。
次に実施例を示す。
第１表に示す４ケースの配合条件にて製作した板厚１５
朋、板幅４０朋の平板成型体を第１図に示すような方法
（１は供試体、２は支持体−ｎ也ヱ’＋ ｒｙ −ｒ″
椋山奸本【ハ瓜昇Ｃ１井小廿払も舛鳴っ九ところ、第
２表に示すように炭素繊維補強セメント押出成凰体の保
型性を石綿セメントのそｎに近づけるために、パルプ繊
維が有効なことが明らかとなっ几。
朋、板幅４０朋の平板成型体を第１図に示すような方法
（１は供試体、２は支持体−ｎ也ヱ’＋ ｒｙ −ｒ″
椋山奸本【ハ瓜昇Ｃ１井小廿払も舛鳴っ九ところ、第
２表に示すように炭素繊維補強セメント押出成凰体の保
型性を石綿セメントのそｎに近づけるために、パルプ繊
維が有効なことが明らかとなっ几。
第 １ 表
第 ２ 表
ここで、使用材料種は次の通りである０■ セメント：
普通ボルトランドセメント■ 炭素繊維：１０ｍｍ長さ
くピッチ系）■ 石綿： Ｊｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌ
製 ４Ｔ−０４■ パルプ＝３〜５．５朋長さ 〔発明の効果〕 以上の通シ、本発明によｎば、従来一般に、セメント押
出中空材は石綿を使用せずに成型することが困難とさ几
ていたが、炭素繊維補強セメントにプロセス繊維として
パルプ繊維を添加し、また押出助剤を石綿セメントの場
合より増量することで押出中空成型体の製造が可能とな
る０ま几、各材料そのものは何ら使用に制限がない利点
もある。
普通ボルトランドセメント■ 炭素繊維：１０ｍｍ長さ
くピッチ系）■ 石綿： Ｊｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌ
製 ４Ｔ−０４■ パルプ＝３〜５．５朋長さ 〔発明の効果〕 以上の通シ、本発明によｎば、従来一般に、セメント押
出中空材は石綿を使用せずに成型することが困難とさ几
ていたが、炭素繊維補強セメントにプロセス繊維として
パルプ繊維を添加し、また押出助剤を石綿セメントの場
合より増量することで押出中空成型体の製造が可能とな
る０ま几、各材料そのものは何ら使用に制限がない利点
もある。
第１図は本発明効果確認のための試験態様の概略図であ
る０
る０
Claims (1)
- （１）炭素繊維補強セメントの配合において；炭素繊維
が０．５〜１０重量部、パイプ繊維が０．１〜５重量部
、押出助剤が０．１〜５重量部、残部が実質的にセメン
トおよび骨材からなる合計１００重量部の水以外の固形
分に；水を加えて混合混練した混練物の降伏値が５００
〜３０００ｋｇ／ｍ＾３となるよう配合したことを特徴
とする炭素繊維補強セメント押出成型用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18541385A JPS6246941A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 炭素繊維補強セメント押出成型用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18541385A JPS6246941A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 炭素繊維補強セメント押出成型用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6246941A true JPS6246941A (ja) | 1987-02-28 |
Family
ID=16170353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18541385A Pending JPS6246941A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 炭素繊維補強セメント押出成型用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6246941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047086A (en) * | 1988-05-06 | 1991-09-10 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Cement composition for extrusion |
| US5545297A (en) * | 1992-08-11 | 1996-08-13 | E. Khashoggi Industries | Methods for continuously placing filaments within hydraulically settable compositions being extruded into articles of manufacture |
| US5549859A (en) * | 1992-08-11 | 1996-08-27 | E. Khashoggi Industries | Methods for the extrusion of novel, highly plastic and moldable hydraulically settable compositions |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP18541385A patent/JPS6246941A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047086A (en) * | 1988-05-06 | 1991-09-10 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Cement composition for extrusion |
| US5545297A (en) * | 1992-08-11 | 1996-08-13 | E. Khashoggi Industries | Methods for continuously placing filaments within hydraulically settable compositions being extruded into articles of manufacture |
| US5549859A (en) * | 1992-08-11 | 1996-08-27 | E. Khashoggi Industries | Methods for the extrusion of novel, highly plastic and moldable hydraulically settable compositions |
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