JPS63319105A - 繊維強化セメント成形体の製造方法 - Google Patents

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、繊維の分散性及び賦形性を改良し、強度の優
れた繊維強化セメント成形体の製造方法に関する。

（従来の技術） セメント成形体には、成形時に於ける成形性をよ（する
と共に硬化後の機械的強度を向上させる為に、補強材と
して石綿が混入されているが、近年、石綿を使用するこ
とによる健康上の一問題が指摘されてきた。この為、石
綿に代る補強材として各種の合成繊維が利用されている
。

このような合成繊維を使用した繊維強化セメント成形体
を得る方法として、例えば、特開昭５８−２１３６６６
号公報には、セメントに無機質充填材と合成繊維とを配
合し、これにセメント１００重量部に対し１５〜３０重
量部の水を加え、これを鋭利な突起を有するニーダ−１
加圧ニーダ−、パルパーのような混練時に繊維表面に傷
を付は易い混練機を用いて混合した後、成形体として賦
形に必要な水を追加し、これをプレスにより賦形し成形
体とする技術が開示されている。

ところが、補強材として合成繊維を用いた場合は、その
分散性が石綿はど良好でなく、繊維同志が交絡してファ
イバーボールを形成し易く、−耳形成されたファイバー
ボールは容易に解繊されず、そのままの形状でセメント
マトリックス中にとどまり、繊維が均一に分散されない
傾向にある。その結果、得られた成形体の充分な強度が
得られないという問題がある。

また、合成繊維の混練時に繊維に無数の傷や切断が生じ
、繊維自体の強度が低下し、それによる成形体の強度低
下という問題がある。

さらに、水３０重量部以上を含む混合物をプレス機の型
内で押圧賦形する場合、賦形完了前に型内で水分の分離
が生じ、混合物が部分的に流動不良となり完全な賦形が
行われなかったり、賦形が行われても成形体の強度が不
均一となったりするという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の問題点を解決するものであり、その目
的とするところは、合成繊維の分散性及びセメント混合
物の賦形性を改良し、強度の優れた繊維強化セメント成
形体の製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明の繊維強化セメント成形体の製造方法
は、水３０重量部以上に水溶性高分子物質０．１重量部
以上を溶解した後又は溶解の際に同時に、無機質充填材
を２００重量部以下を加えて混合し、これに合成繊維０
．３〜７重量部を添加して揺動混合を行う第１の工程と
、第１の工程で得られた混合物にセメンＩ−１００重量
部を加えて、さらに揺動混合を行う第２の工程と、第２
の工程の後で水又は水溶性高分子物質の水溶液を揺動混
合装置の内壁に向けて注入して、内壁のセメント付着物
を洗い落とし、さらに揺動混合を行う第３の工程と、第
３の工程で得られた混合物を開閉可能な型内に入れ、０
，３ｍｎ／秒以上の速度で押圧し賦形する第４の工程と
からなることを特徴とし、それにより本発明の目的が達
成される。

しかして、本発明に於て使用する水溶性高分子物質とし
ては、メチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズ
、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルローズ
、ポリアクリル酸等がある。

また、本発明に於て使用する合成繊維としては、ビニロ
ン、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン等の繊
維が挙げられ、その太さは２〜４０デニール、長さは３
〜１５ｍの長さのものが使用される。

本発明でいうセメントとは、ボルトランドセ＝４− メント、アルミナセメント、高炉セメント等の水硬性の
ものを指す。

また、本発明に使用する無機質充填材としては、珪砂、
川砂、フライアッシュ、シリカフラワー、ベントナイト
、セピオライト、ウオラスナイト、炭酸カルシウム、マ
イカ、高炉スラグ等がある。

上記の如き無機質充填材は、次の理由により二種類以上
を組み合せて使用するのが好ましい。

即ち、例えば無機質充填材として、珪砂を用いた場合に
は、混練直後に成形すると、非常な高強度のものが得ら
れるが、混練後１時間程度経過した時点では合成繊維の
凝集がおこり、複雑な形状になる程成形が困難となる。

一方、例えば比表面積２４００ｃｍ２／ｇ以上の球状粒
子であるフライアッシュを用いたものでは、強度は珪砂
より劣るが混練直後の成形性はよく、１時間程度経過し
ても成形性に支障を来たすことがなく、複雑な形状のも
のでも成形が容易である。

そこで、珪砂のような高強度が得られる無機質充填材と
、比表面積２４００ｃｎＴ／ｇ以上で球状粒子であるフ
ライアッシュのような成形性に優れた無機質充填材とを
組み合せて各々の欠点を補うことができる。

本発明でいう揺動混合とは、攪拌羽根を用いず円板状の
揺動盤上に可撓自在のゴム製容器を取付けた装置を用い
て行う混合方法であって、揺動盤がその傾斜方向と角度
を連続的に変化させることにより、被混合材料が入れら
れたゴム製容器が変形しながら揺動し、それによって内
容物が加速され、その速度、方向に変化が与えられてラ
ンダム方向に飛散し混合されるのである。揺動盤の動き
の１サイクルは、通常１〜３回／秒である。揺動混合装
置としては、例えば千代田技研工業■製のオムニミキサ
ーがある。

次に、本発明製造方法を、各工程ごとにその作用と共に
説明する。

第１の工程では、先ず水３０重量部以上に水溶性高分子
物質０．１重量部以上を溶解することにより水に粘性を
与え、その後又は溶解の際に同時に加える無機質充填材
の沈澱を抑えて分散性をよくする事が出来る。

上記水溶液には２００重量部以下の無機質充填材が加え
られ混合される。特に、メチルセルローズのような水に
溶解し易い水溶性高分子物質を用いる場合は、この水溶
性高分子物質の溶解の際に同時に無機質充填材が加えら
れ混合される。この無機質充填材としては、一種類のも
のを単独で使用してもよいが、二種類以上の無機質充填
材を使用し、その中の少なくとも一種類はその粒子形状
が球形に近く、比表面積が２４００ｃｒａ　／　ｇ以上
の大きなものを選択使用するのが好ましい。それにより
、混合物の流動性を更に向上させ、より賦形し易く、し
かも強度低下を最少限にくい止める事が出来る。

このように無機質充填材が分散された粘性のある水溶液
中に、合成繊維を添加し揺動混合することにより、合成
繊維はファイバーボールを形成したり、傷ついたり、切
断されることなく、均一に分散される。この場合、無機
質充填材の平均粒径が１００μｍ以上であれば、合成繊
維の繊維間に無機質充填材の粒子が入りにくくなり、繊
維は分散せずに凝集する傾向があるので、無機質充填材
の平均粒径は１００μｍ以下であることが好ましい。

本発明に於て、合成繊維の添加量は０．３〜７重量部と
なされる。合成繊維の添加量が０．３重量部を下回ると
、成形体の所望の強度が得られず、添加量が７重量部を
上回ると繊維の分散が悪くなり、しかも賦形時の流動性
が悪くなる。

次に、第２の工程では、上記第１の工程で得られた混合
物にセメント１００重量部を加えて、さらに揺動混合を
行う。それにより、セメントの微粒子は容易に無機質充
填材と合成繊維との間に分散され、均一な混合物が得ら
れる。合成繊維はこの工程においても、傷ついたり切断
されることはない。

更に、第３の工程では、水又は第１の工程で用いたもの
と同様な水溶性高分子物質の水溶液を揺動混合装置の内
壁に向けて注入して、内壁に付着したセメント付着物を
洗い落とし、さらに揺動混合を行う。合成繊維はこの工
程においても、傷ついたり切断されることはない。

前記の第２の工程で、混合物にセメントを加えて揺動混
合を行うと、その混合機構に起因して、混合物に充分に
なじんでいない未混和のセメントが揺動混合装置の内壁
に付着する。

かようなセメント付着物は、揺動混合装置を反転させて
混合物を取り出す際に、混合物の中に偏在して混入する
。かかるセメント付着物の混入した混合物を型内で押圧
し賦形すると、セメント付着物は充分に水を含んでいな
いので流動性が悪く、この部分に大きな圧力がかかり、
混合物の流動性の良い部分に圧力がかかりにくくなる。

その結果、混合物の賦形と脱水が良好になされず、また
型に設けられた布などの濾材が破損したり、型自体が破
損する場合もある。

本発明においては、水又は水溶性高分子物質の水溶液を
揺動混合装置の内壁に向けて注入して、内壁に付着した
セメント付着物を洗い落とし、さらに揺動混合を行うの
で、混合物は均一に練り上げられ、未混和のセメント付
着物が混合物の中に偏在して混入することがない。水又
は水溶液を揺動混合装置の内壁に向けて注入するには、
圧力ポンプなどで加圧し噴射する方法が最適である。

また、水溶液を使用する場合は、第１の工程で調整した
水溶性高分子物質の水溶液の一部を使用せずに除けてお
き、この水溶液を第３の工程で揺動混合装置の内壁に向
けて注入するのが好ましい。このようにすると、賦形前
の混合物には、第１の工程で調整した所定量の水分のみ
が含有されることになり、余分の水分は含有されないの
で、混合物の押圧脱水の時間が長くなることはない。

上記の如（、第１の工程で調整した水溶液の一部を用い
る場合は、第１の工程で調整した水溶液の２０重量％以
下の範囲で使用するのが好ましい。この水溶液が２０重
量％を上回ると、第１の工程で使用する水溶液の量が少
なくなり、合成繊維の分散性が低下する。

最後の第４の工程では、上記第３の工程で得られた混合
物を開閉可能な型内に入れて押圧し賦形する。混合物は
水３０重量部以上を含むため、混合物から水分が分離し
易い状態にある。

この為、水分の分離が生ずる迄に賦形を完了させる必要
がある。この場合、型内の混合物を０゜３ｉｌ秒以上の
速度で押圧すれば、型内で水分が分離することなく、混
合物が充分な流動性を有するまま型内全体に速やかに充
満されて完全に賦形される。

上述の工程によって得られた成形体を保形性を保つ程度
に型内で脱水した後脱型し、従来公知の方法で養生硬化
して成形体を得る。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

去隻凱↓ 温度２０℃の水４５重量部にメチルセルローズ０゜２重
量部を溶解し、この水溶液の５重量部を使用せずに除け
ておき、残りの水溶液４０重量部に珪石粉３０重量部を
加えて混合した後、これに繊維長さ６ｉｌ、太さ１．８
デニールのビニロン繊維２重量部を添加して、揺動混合
を行った。（第１工程） 次いで、上記混合物にセメント１００重量部を加えてさ
らに揺動混合を行った。（第２工程）更に、第１の工程
で使用せずに除けておいた水溶液５重量部を揺動混合装
置の内壁に向けて噴射して、内壁のセメント付着物を全
て洗い落とし、さらに揺動混合を行った。（第３工程）
最後に、揺動混合装置を反転させて混合物を取り出し、
この混合物を開閉可能な型内に入れ０．５ｍｍ／秒の速
度、６５　ｋｉｒ　／　ｃｒＡの圧力で波状に押圧賦形
すると共に脱水し、脱型後６０℃の温度、９０％の相対
湿度で１週間養生硬化し成形体を製造した。（第４工程
） なお、上記第１〜第３の工程における揺動混合は、千代
田技研工業＠製のオムニミキサー（容量７０Ａ）を使用
した。

上記第４の工程において賦形性及び脱水性を評価した結
果、いずれも良好であった。なお、賦形性は混合物が型
の端部を含む細部まで流動するか否かで評価し、脱水性
は１５秒以内で脱水できるか否かで評価した。また、賦
形前の混合物について繊維の分散状態と折損状態とを観
察した結果、いずれも良好であった。また、未混和セメ
ントの混入は認められなかった。得られた成形体のＪＩ
Ｓ　Ａ　１４０８に準じて測定した曲げ強さは２５０ｋ
ｇ／ｃイであった。

（発明の効果） 本発明の製造方法は、水に水溶性高分子物質を溶解した
後又は溶解の際に同時に、無機質充填材を加えて混合し
、この粘性のある混合物に合成繊維を加えるものである
から、合成繊維はファイバーボールを形成することなく
、その分散性が良好である。また、合成繊維を含有する
混合物は、攪拌羽根を全（用いない揺動混合により混合
するので、合成繊維は傷ついたり切断したりすることが
なく、しかも均一に分散され高強度の成形体が得られる
。

また、本発明の製造方法は、セメントを加えて揺動混合
をしたあとに、水又は水溶性高分子物質の水溶液を揺動
混合装置の内壁に向けて注入する。これにより装置の内
壁に付着している未混和のセメント付着物を洗い落とし
、さらに揺動混合を行うものであるから、上記装置から
混合物を取り出す際に、装置の内壁に付着していた未混
和のセメント付着物が混合物の中に偏在して混入するこ
とが防止され、均一に練り上った混合物が得られる。

したがって、かかる混合物は流動性が良く、賦形と脱水
が良好になし得る。

さらに、本発明の製造方法は、練り上った混合物を型内
で０．３ｍｍ／秒以上の速度で押圧し賦形するので、型
内で混合物の水分が分離するまでに賦形を完了させるこ
とができ、上記の未混和セメントの混入防止効果と相俟
って、混合物が充分な流動性を有するまま型内全体に速
やかに充満し完全な賦形が行われ、均一で強度の大なる
成形体を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水３０重量部以上に水溶性高分子物質０．１重量部
   以上を溶解した後又は溶解の際に同時に、無機質充填材
   ２００重量部以下を加えて混合し、これに合成繊維０．
   ３〜７重量部を添加して揺動混合を行う第１の工程と、
   第１の工程で得られた混合物にセメント１００重量部を
   加えて、さらに揺動混合を行う第２の工程と、第２の工
   程の後で水又は水溶性高分子物質の水溶液を揺動混合装
   置の内壁に向けて注入して、内壁のセメント付着物を洗
   い落とし、さらに揺動混合を行う第３の工程と、第３の
   工程で得られた混合物を開閉可能な型内に入れ、０．３
   ｍｍ／秒以上の速度で押圧し賦形する第４の工程とから
   なる繊維強化セメント成形体の製造方法。 ２、二種類以上の無機質充填材を組合せて使用する特許
   請求の範囲第１項記載の繊維強化セメント成形体の製造
   方法。 ３、無機質充填材の平均粒径が１００μｍ以下である特
   許請求の範囲第１項記載の繊維強化セメント成形体の製
   造方法。 ４、二種以上の無機質充填材のうち、少なくとも一種類
   はその粒子形状が球形に近く、その比表面積が２４００
   ｃｍ＾２／ｇ以上である特許請求の範囲第２項記載の繊
   維強化セメント成形体の製造方法。