JPS632849A

JPS632849A - 繊維含有水硬性成形体の製造用混合組成物及び当該組成物を用いた繊維含有水硬性成形体の製造方法

Info

Publication number: JPS632849A
Application number: JP62133226A
Authority: JP
Inventors: カール　キルヒメイアー; ハンス−イェルゲン　ミコ; ブルノ　ヴァツカ; ヨセフ　ストゥディンカ; カール　シュミット−ヘンコ
Original assignee: Redco NV SA
Current assignee: Redco NV SA
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1988-01-07
Also published as: ATA147486A; CH670628A5; ZA873729B; US4797161A; IN170030B; AT385028B; EP0248260A1

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、繊維含有水硬性成形体の製造用混合組成物及
び当該組成物を用いた繊維含有水硬性成形体の製造方法
に関し、より具体的には、石灰又は石灰供給物質又はそ
の両方を含有する水硬性バインダーと、繊維（特にセル
ロース繊維）又は繊維状物又はその両方と、ポゾラン活
性を有する高反応性のコンデンストアモルファスシリカ
と、さらに必要に応じて混合助剤、流動性状改善剤（ａ
ｇ−ｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ
　ｒｈｅｏｌｏｇｙ）　、組織改善剤等の添加剤や通常
のフィラーとを含む混合組成物及びこれを用いた繊維含
有水硬性成形体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

上記のような混合組成物から周知の湿式法により成形体
を製造する場合、まずこの混合組成物の水性懸濁液を調
製してハントシェフク（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）装置にて脱
水及び成形する。次いで、−船釣に知られているように
、混合組成物中に含まれる水硬性バインダー（セメント
）が室温又は高温（例えば４０〜１００℃）で凝結され
るが、高温凝結の場合には気中の相対湿度を８５％以上
に保持する必要がある。さらに、凝結に続いての硬化（
養生）が室温又はオートクレーブによる高温蒸気中で行
われる。

上記プロセスで用いられる粉体状の珪酸（混合組成物の
一成分であるアモルファスシリカ）は、例えば珪素（Ｓ
ｉ）の電気冶金で多量に得られるＢ微細粒子である。か
かるアモルファスシリカはポゾラン活性（ｐｏｚｚｕｏ
ｌａｎｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ）を有することが分かっ
ており、国際的には「コンデンストシリカフユーム（ｃ
ｏｎｄｅｎｓｅｄ　５ｉｌｉｃａ　ｆｕｃｎｅ：　ＣＳ
　Ｆ）　Ｊの名前で呼ばれ、ドイツ語ではｋｏｎｄｅｎ
ｓｉｅｒｔｅｒ　ｋｉ−ｅｓｅｌｓａｅｕｒｅｓｔａｕ
ｂ　”又は”　ｋｏｎｄｅｎｓｉｅｒｔｅｒ　ｋｉｅｓ
ｅｌ−ｓａｅｕｒｅｒａｕｃｈ　’　と呼ばれている。

なお、アモルファスシリカに代えて他の同様の物質、例
えば珪藻土や天然ポゾランを用いることもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、上記混合組成物においてコンデンストアモルファ
スシリカは乾燥重量比で５〜４０％の割合で含まれてい
た。しかしながら、かかる混合組成物から得られる成形
体は、所望の強度特性を有するものの、脆弱化の傾向が
あり、例えば成形体表面に塗装を施すのに先立って行わ
れる乾燥処理による湿度変化で負荷がかかった場合、た
とえその負荷が極めて小さくても成形体表面にクランク
が発生するという問題があった。さらに、もう一つの問
題点は、湿式法を採用する際の生産性が低いということ
である。これは、コンデンストアモルファスシリカが混
合組成物水性懸濁液の脱水に悪影響を与えるからである
。

従来からの研究により、最終成形体におけるクランク発
生の原因となる脆弱化の問題は、ポゾラン活性を有する
高反応性コンデンストアモルファスシリカの含有量を、
混合組成物に対する乾燥重量比で５％未満に減少するこ
とで回避できることが分かっている。しかし残念なこと
に、かがる混合組成物では十分に満足のいく強度特性を
一般に達成できないため、完全な問題解決とは成り得な
かった。

〔問題点を解決するための手段、作用、効果〕本発明者
らの研究の結果、驚くべきことに、最終成形体における
クランク発生の原因となる脆弱化及び低作業性の問題は
、通常量のコンデンストアモルファスシリカ（Ｃ３Ｆ）
を含む混合組成物にさらに石灰石粉を添加することによ
り、強度上の不利益を伴うことなく実質的に解消できる
ことが判明した。

従って、本発明に係る混合組成物は、ポゾラン活性を有
する高反応性のコンデンストアモルファスシリカを混合
組成物に対する乾燥重量比で５％以上含み、さらに石灰
石粉を混合組成物に対する乾燥重量比で５〜３５％含む
ことを特徴とする。

石灰石粉自体はセメント工業では周知のフィラーである
が、驚くべきことは、コンデンストアモルファスシリカ
の添加による脆弱化を抑止する性質を有することである
。他の公知のフィラー、例えば石英粉はかかる性質を有
しない。

゛本発明のいま一つの要旨は、上記混合組成物をセメン
トを基材とする成形体、特に波形板等のシートを製造す
るのに利用する点にある。すなわち、本発明によれば、
上記混合組成物の水性懸濁液から所望形状の成形体を形
成し、これを７０〜９０℃で５〜２４時間凝結させる。

成形体の加熱と同時に加圧を施すのが好ましい。

このために、例えば養生に先立って、加熱キルン内で加
圧を施す。また、成形体を個別に、或いは複数個の積層
状態で、例えば加熱されたモールド（成形テンプレート
）間に配置して加圧することもできる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づきより詳細に説明する。

実施例においては、試料シートをハットシェック装置に
より作成した。次いで、シートを加圧し、温度７０〜９
０℃、湿度８５％以上に調節された加熱装置内に８〜２
４時間入れた。曲げ強度試験は、２８日経過後で、かつ
２４〜４８時間の水内貯蔵により試料シートが湿潤状態
、すなわち水で飽和した状態で行った。試験装置として
は、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）　　１１２５を用
い、試料シートにクロスヘツド速度２０ｍｍ／ｍｉｎで
一定割合で増加する荷重をかけた時の変形グラフを自動
的に記録させた。試料シートの縦弾性係数（Ｅ　ｍｏｄ
ｕｌｕｓ）は荷重下の変形グラフから得られたデータに
基づき計算した。試料シートの比重及び水分吸収量は、
オーストリア国規格ＯｅＮＯＲＭ　Ｂ　３５２２に従っ
て求めた。

さらに、試料シートの耐クラツク発生能を調べるために
、試料シートをそれぞれ７０℃の温度で水中養生と気中
養生とを交互に繰り返した。なお、水中養生の期間は３
日で、気中養生の期間は４日であり、各養生サイクル（
１回の水中養生と１回の気中養生）ごとにクラック発生
状況を目視検査により１周べた。

本実施例に使用した原料は下記のとおりである。

（ａ）ポルトランドセメント　Ｄ　２７５　Ｈブレーン
（Ｂｌａｉｎｅ）値：　３０００ｃｍ２／ｇ（ｂ）石灰
石粉ＣａＣ０含有率＝９５％以上プレーン値：　３５００ｃｍ２／ｇ（Ｃ）コンデンストアモルファスシリカ（Ｃ３Ｆ）市販
のＦｅ５ｉｌｕｒ　７５（ＳＫＷ　ＴｒｏｓＬｂｅｒｇ
）使用比表面積：約２０ｍ２／ｇＳｉＯ含有率：８３％以上（ｄ）硫酸セルロース繊維精製度合：２０〜４０°Ｓｒ！試験の結果を別表１に掲載しである。

既述したように、曲げ強度はＣ３Ｆ（コンデンストアモ
ルファスシリカ）の添加量が多くなるに従って増加する
ことが表１から分かる。しかしながら、この場合には、
クランク発生も起こり易くなる。−方、Ｃ３Ｆを少量添
加した場合には、無添加の場合よりもクラック発生が少
なくなるのは若干意外であるが、これはＣ３Ｆが繊維に
作用して、繊維とそれを取り巻く母材（ｍａｔｒｉｘ）
との結合を改善するためであると思われる。しかし、ｃ
ｓＦの少量添加の場合でも母材の脆弱化抑止に十分とは
言えず、さらに曲げ強度が低下するといる問題が残る。

より驚くべきなのは、Ｃ５Ｆの多量添加に起因する母材
脆弱化の傾向が石灰石粉の添加により抑止されるという
ことである。この場合、セメント含有量が石灰石粉添加
の分だけ減少するにもかかわらず、試料シートの曲げ強
度がほぼ同じであるのは、希釈化効果によるものと類推
される。

本発明によれば、十分な曲げ強度を得るために、Ｃ３Ｆ
は５Ｍ量％以上添加し、石灰石粉は５〜３５重量％、好
ましくは１０〜２５重量％添加する。

石灰石粉を添加する本発明では、Ｃ３Ｆの添加量は広範
囲で変化させることができるが、５〜４０重量％である
のが好ましく、特に５〜１０重量％であるのが有利であ
る。

同様に、本発明の混合組成物においては、水硬性バイン
ダー（本実施例ではポルトランドセメント）の含有量も
広範囲で変化させることが可能であるが、この場合には
、混合組成物の用途や他の混合成分を考慮する必要があ
る。例えば、水硬性バインダーの添加量は２０〜８５重
量％にでき、好ましくは３０〜７０重量％、特に４５〜
７０重量％にするのが有利である。

本発明の混合組成物における繊維（本実施例ではセルロ
ース繊維）含有率は５〜２０重量％にでき、特に５〜１
５重量％にするのが好ましい。表１からも分かるように
、低い含有率のＣ５Ｆをセルロース繊維ｌ維と組み合わ
せた場合に好適な結果が得られている。

繊維強化セメント成形体の製造に特に好ましい混合組成
物は、ポゾラン活性を有する高反応性コンデンストアモ
ルファスシリカを５〜１０重量％、石灰石粉を１０〜３
５重量％、セメントを５０〜７０重量％、セルロース繊
維を５〜１２重量％含んでいる。なお、いずれの含有率
も、混合組成物の乾燥重量に対するものである。

かかる混合組成物により、高い強度特性及び欠陥のない
表面を有する成形体を得ることができ、しかも水和硬化
に際し、コスト高につながる蒸気養生（オートクレーブ
養生）を行う必要がない。

本発明の混合組成物に加え得る通常の添加物として、既
に混合助剤、流動性状改善剤、組織改善剤を述べたが、
これら以外にも、硬化促進剤、凝集剤、ケイ灰石（ｗｏ
ｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ）、粘土、マイカ、バーミキュラ
イト（ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）　、珪藻土、パーライ
ト（ｐｅｒｌｉｔｅ）　、フライアッシュ等を挙げるこ
とができる。

本発明の混合組成物は、例えば繊維強化セメントの波板
等の成形体の製造に使用される。

かかる成形体は、本発明に従えば、次の手順で製造され
る。すなわち、石灰又は石灰供給物質又はその両方を含
有する水硬性バインダーと、繊維又は繊維状物又はその
両方と、ポゾラン活性を有する高反応性のコンデンスト
アモルファスシリカと、さらに必要に応じて混合助剤、
流動性状改善剤、組織改善剤等の添加剤や通常のフィラ
ーとを含み、前記コンデンストアモルファスシリカの混
合組成物に対する乾燥重量比が５％以上であり、さらに
混合組成物に対する乾燥重量比が５〜３５％の石灰石粉
を含む混合組成物の水性懸濁液を調製し、該水性懸濁液
を部分的に脱水した上で所望形状に成形し、得られた成
形体を７０〜９０℃で５〜２４時間凝結させる。

驚くべきことに、養生前の成形体を、成形中又は成形後
又はその両方の時に、機械的加圧及び熱処理の両方の工
程に同時にかけた場合、従来の技術と比較して、成形体
の組織及び強度特性を相当改善できることが分かった。

この理由は二つ考えられる。一つは本発明の混合組成物
自体の特性によるものである。もう一つは製造手順によ
る。

かかる方法により得られた成形体は、製造後に蒸気養生
することなく、約２〜３時間で既に最終強度の９０〜９
５％に達しており、従って従来のものと比較して輸送面
及び保存面ではるかに有利なものとなる。

製造工程を有利に行うには、成形体の加熱と加圧を同時
に施せる成形装置を用いればよい。かかる成形装置は、
予備加熱された加圧可能な成形テンプレートを具備する
。好ましくは、該成形テンプレートを熱循環回路内に配
置し、その循環回路の一部にテンプレートのだめの熱絶
縁構造を設け、成形体の成形に関係のない熱伝達損失を
減少させる。

次ぎに、本発明の方法の具体的実施例を説明する。

ポルトランドセメント、ポゾラン活性を有するコンデン
ストアモルファスシリカ、石灰石粉、セルロース繊維、
水より成る懸濁液をハノトシェフク装置にてシート状素
成形体（ｆｌｅｅｃｅ　ｆｏｒ　５ｈｅｅｔ）に成形し
、約２３℃で装置から引き抜き、複数の素成形体を約９
０℃に予備加熱された成形テンプレートにより公知の態
様で積層体へと統合した。

次いで、ＭＮ体を成形テンプレートにより約４０分間加
熱下で加圧した後、断熱材で包装し、約８時間ねかせた
。積層体の型開き及び各シートへの分離の際には、成形
シート及び成形テンプレートの温度は双方とも６０℃で
あり、この時点で成形シートは既に最終強度の９０％を
越える強度を有していた。作成した成形シートは貯蔵場
所へ移送した。加圧式成形テンプレートは、続く洗浄工
程で４０℃まで温度低下するが、再び約９０℃に予備加
熱して、次の積層体形成に備える。なお、得られた成形
シートは優れた強度特性を有し、水分吸収も優れている
とともに、著しい耐候性を示すものであった。

さらに、上述の方法はエネルギー節約にもつながるもの
である。何故なら、成形テンプレートによる処理を短時
間で行って、次の処理ためのテンプレートの再統合を即
座に行えるため、セメントの水和熱がほとんどロスせず
、また温度差が小さいためテンプレートの再加熱に要す
る熱量も少なくて済むからである。また、加圧すべき材
料を配置してからテンプレートを加熱することも可能で
ある。

成形体に熱を伝達すべき成形テンプレート又はその部品
の加熱は種々な方法で行えるが、加圧式成形テンプレー
トを使用する場合には、電気誘導加熱によりテンプレー
トの片面から加熱するのが特に有利である。この方法は
、素成形（予備成形）された材料を装填した後に加熱す
るのに適切である。

出願人　レドコ　エヌ、ヴイー。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）石灰又は石灰供給物質又はその両方を含有する水
硬性バインダーと、繊維又は繊維状物又はその両方と、
ポゾラン活性を有する高反応性のコンデンストアモルフ
ァスシリカと、さらに必要に応じて混合助剤、流動性状
改善剤、組織改善剤等の添加剤や通常のフィラーとを含
む混合組成物において、前記コンデンストアモルファス
シリカの混合組成物に対する乾燥重量比が５％以上であ
り、さらに混合組成物に対する乾燥重量比が５〜３５％
の石灰石粉を含むことを特徴とする繊維含有水硬性成形
体の製造用混合組成物。
（２）前記石灰石粉の乾燥重量比が１０〜２５％である
特許請求の範囲第１項に記載の混合組成物。
（３）前記コンデンストアモルファスシリカの乾燥重量
比が５〜４０％である特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載の混合組成物。
（４）前記コンデンストアモルファスシリカの乾燥重量
比が５〜１０％である特許請求の範囲第３項に記載の混
合組成物。
（５）前記水硬性バインダーがセメントであり、混合組
成物に対する乾燥重量比が２０〜８５％である特許請求
の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の混合組成
物。
（６）前記セメントの乾燥重量比が３０〜７０％である
特許請求の範囲第５項に記載の混合組成物。
（７）前記セメントの乾燥重量比が４５〜７０％である
特許請求の範囲第６項に記載の混合組成物。
（８）前記繊維又は（及び）繊維状物の混合組成物に対
する乾燥重量比が５〜２０％である特許請求の範囲第１
項ないし第７項のいずれかに記載の混合組成物。
（９）前記繊維がセルロース繊維である特許請求の範囲
第８項に記載の混合組成物。
（１０）前記セルロース繊維の乾燥重量比が５〜１５％
である特許請求の範囲第９項に記載の混合組成物。
（１１）凝集剤、硬化促進剤及び作業性向上物質のうち
の少なくとも１つをさらに含ませた特許請求の範囲第１
項ないし第１０項のいずれかに記載の混合組成物。
（１２）混合組成物に対する乾燥重量比において、前記
コンデンストアモルファスシリカが５〜１０％で、前記
石灰石粉が１０〜３５％で、前記水硬性バインダーとし
てのセメントが５０〜７０％で、前記繊維としてのセル
ロース系繊維が５〜１２％である特許請求の範囲第１項
に記載の混合組成物。
（１３）石灰又は石灰供給物質又はその両方を含有する
水硬性バインダーと、繊維又は繊維状物又はその両方と
、ポゾラン活性を有する高反応性のコンデンストアモル
ファスシリカと、さらに必要に応じて混合助剤、流動性
状改善剤、組織改善剤等の添加剤や通常のフィラーとを
含み、前記コンデンストアモルファスシリカの混合組成
物に対する乾燥重量比が５％以上であり、さらに混合組
成物に対する乾燥重量比が５〜３５％の石灰石粉を含む
混合組成物の水性懸濁液を調製し、該水性懸濁液を部分
的に脱水した上で所望形状に成形し、得られた成形体を
７０〜９０℃で５〜２４時間凝結させることを特徴とす
る繊維含有水硬性成形体の製造方法。
（１４）前記成形体の凝結に際し、該成形体を同時に加
熱及び加圧する特許請求の範囲第１３項に記載の方法。
（１５）前記成形体の凝結に際し、該成形体を最初に加
圧し、次いで加熱装置において加熱する特許請求の範囲
第１３項に記載の方法。
（１６）前記成形体の凝結に際し、該成形体を加熱され
た成形用テンプレート間に位置させる特許請求の範囲第
１３項に記載の方法。
（１７）前記成形体を加圧すべく前記成形用テンプレー
トに圧力をかける特許請求の範囲第１６項に記載の方法
。
（１８）前記成形用テンプレート間に複数の成形体を積
層配置して同時処理する特許請求の範囲第１６項又は第
１７項に記載の方法。