JPH0122219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、連続補強材を埋設した窯業製品の成
形体に関する。 連続補強材を埋設した窯業製品の成形体（以下
補強成形体という）は、主体的部分が混練された
モルタル原料よりなり、その内部に金属線、金属
メツシユ、金属帯材、ガラス繊維その他の長尺の
連続補強材を埋設することによつて、窯業製品が
有する脆さを補強したものであり、従来から知ら
れている。補強成形体の主体的部分をなすモルタ
ル原料は、普通ポルトランドセメント、早強セメ
ント、アルミナセメント等（以下、これらを総称
してセメントという）と、珪砂、川砂、砂石等
（以下、骨材という）とを混合し、必要に応じて
可塑剤、減水剤、膨張剤、繊維等（以下、添加材
という）を添加し、これに水を加えて混練調製し
たものが用いられる。このようなモルタル原料
は、プレス成形、押出成形、流し込み成形等適宜
の成形方法によつて所定の形状に成形されるが、
その際には、前記の連続補強材を所定の被覆厚さ
でモルタル原料の内部に包み込み、表面に露出す
る部分がないように成形する必要がある。補強成
形体は、成形後に乾燥、旋釉、焼成及び再水和等
の処理を施すことによつて、表面が美麗でかつ耐
久性に優れた窯業製品としての建築用材料とな
る。ところが補強成形体は、その表面に釉薬膜を
設ける場合、焼成時にクラツクが多発し、美麗な
釉薬面を得ることが困難であるという欠点を有し
ていた。クラツク発生の原因は、焼成時に、連続
補強材とセメントを主材とするモルタル原料と
が、モルタル原料の硬化に伴なう自己接着力によ
り互に拘束状態となるが、また同時に、モルタル
原料は収縮し、反対に連続補強材は膨張するとい
う現象によるものである。すなわち焼成時には、
未固化の状態から脱していないモルタル原料の部
分に大きな引張り応力が作用することになり、し
かも、焼成段階である一定の温度以上に達すると
セメントが盛んな脱水現象を呈し、この脱水現象
中にモルタル原料の強度が一時的に低下する。こ
れらの現象が相乗的に作用して、補強成形体の表
面にクラツクを多発させるのである。 上記の欠点を解消するため、本発明の出願人等
は、先に出願の特開昭57−33452号により、モル
タル原料の骨材としてシリカを用いることによつ
て焼成時のクラツク発生を防止する方法を提案し
た。該先願の発明は、クラツク発生の防止に一応
の効果を奏し得たものであるが、その後の実験の
結果、美麗な釉薬面を得るには未だ不十分である
ことが判明した。すなわち、美麗な釉薬面を得る
には、釉薬を完全にガラス化すると共に、モルタ
ル原料の部分は勿論のこと、釉薬面自体にもクラ
ツクやピンホールがないようにすることが必要で
ある。このようにするには、焼成処理時の昇温速
度や降温速度を可成緩慢にして、急激な熱応力を
与えないようにしなければならない。ところが、
そのようにすると補強成形体の受熱量が必然的に
増大し、従つてモルタル原料の部分の収縮量も増
大し、結局、骨材としてシリカを添加する程度で
は、モルタル原料の加熱収縮量を十分補償し得る
には至らないことがわかつた。 本発明者等は、上記の事情に鑑み、鋭意研究を
重ねた結果、モルタル原料に含まれる骨材の全部
または一部として、線膨張率が所定の値以上のも
のを選定して使用すれば、焼成時の大きな受熱に
も拘らずモルタル原料の収縮量を少なくすること
ができ、モルタル原料に対する過大な引張り応力
の作用を避けて、クラツクが発生することのない
美麗な釉薬面をもつた補強成形体が得られること
を見出した。以下に、上記知見に基づいてなされ
た本発明を詳細に説明する。 本発明は、セメント及び骨材を主材とし、必要
に応じて可塑剤、減水剤、膨張剤、繊維等の添加
材の一種または二種以上を添加してなる混練モル
タル原料と、該モルタル原料により埋設状態に包
み込まれた金属線、金属メツシユ、金属帯材、ガ
ラスロービング等の連続補強材とから成る補強成
形体において、前記骨材の全部または一部とし
て、最高焼成温度以下の温度における線膨張率が
15×10^-6以上のものを用いた補強成形体を要旨と
するものである。もし、線膨張率が15×10^-6未満
の骨材だけを用いるときは、モルタル原料の熱収
縮量をカバーし得ず、クラツクの発生を防止する
ことはできず、本発明の目的を達することは困難
となる。 本発明において、上記線膨張特性をもつた骨材
としては、例えばCaF₂やCaCO₃を主成分とする
ものが挙げられる。このような骨材を用いてモル
タル原料を調製する場合のセメントと骨材の混合
割合は、セメント100重量部に対して上記線膨張
特性の骨材25重量部以上、好ましくは50重量部以
上とし、もし同時に併用する他の骨材がある場合
には全骨材の合計を50重量部以上、好ましくは
100重量部以上とすることが望ましい。いずれの
場合にも規定の混合割合を下まわるときは、焼成
時のクラツク発生防止効果を期待することは難し
い。併用する他の骨材については、最高焼成温度
以下の温度で膨張性を示すものであることを要す
る。これが収縮性を示すものであれば、上記線膨
張特性の骨材を使用する効果が希薄となる。上記
の混合割合でモルタル原料を混練する場合、通常
量の水が加えられ、必要に応じて可塑剤や繊維等
の如く慣用されている添加材が適量添加されるも
のであることは勿論である。 上記のモルタル原料を用い、連続補強材を埋設
した所定形状の補強成形体を成形するには、従来
と同様に加圧成形や流し込み成形によつてもよい
が、第１図に概略図示した押出成形によるのが最
も実用的である。第１図において、１は押出機で
あり、２は押出機１の先端に取付けられた湾曲状
の吐出管である。吐出管２の背後には、鋼線７を
吐出管２内に導入するガイド体３が取付けられて
いる。吐出管２以降の製造ラインには、前段コン
ベア４、後段コンベア５等が適宜に連続設置され
ており、前段コンベア４と後段コンベア５との間
には切断機６が設置されている。前記混合割合の
もとに混練調製されたモルタル原料は、投入口１
ａから押出機１内へ装入され、吐出管２から押し
出される。そのとき同時に鋼線７がガイド体３へ
導入され、導入された鋼線７は吐出管２の内部に
おいてその周囲をモルタル原料によつて包囲され
る。従つて吐出管２から押出される長尺補強成形
体８の内部には鋼線７が埋設された状態となつて
いる。押出機１によつて成形された長尺補強成形
体８は、固化した後に所定長さ毎に切断して単位
成形体９とする。第１図には図示しなかつたが、
固化を促進させるため、前段コンベア４の設置領
域に固化促進用の熱処理炉等を設置しておくのが
好ましい。このようにしておけば、長尺補強成形
体８が所定長さ押し出される毎に、前段コンベア
４と後段コンベア５との間に設置された切断機６
の動作により、容易に切断することができ、コン
ベア移送の過程中で能率よく単位成形体９を得る
ことができる。 第２図は、第１図の押出成形方法によつて得ら
れた単位成形体９を拡大して示した斜視図であ
る。この図は単位成形体９の中に５本の鋼線７を
埋設したものを示したが、鋼線７を埋設する場合
において重要なことは、施釉しない状態における
モルタル原料の被覆厚さｔをどの程度にすべきか
の問題と、モルタル原料の中に混入される骨材の
粒径をどの程度にすべきかの問題である。これら
は、鋼線７の直径と深い関係がある。すなわち、
被覆厚さｔは鋼線７の直径φの２倍以上であると
共に、骨材の粒径は鋼線７の直径φの２分の１以
下であることが望ましい。被覆厚さｔが鋼線７の
直径φの２倍よりも小であると、焼成時の鋼線７
とモルタル原料との接着面で、モルタル原料に作
用する引張り応力が単位成形体９の表面まで伝播
し易く、表面にクラツクが生ずるおそれがあり、
また骨材の粒径が鋼線７の直径φの２分の１を越
えると焼成時のクラツク発生防止効果が乏しくな
る。上記の被覆厚さｔは、連続補強材として鋼線
を用いた場合について説明したが、金属メツシユ
を連続補強材とした場合はメツシユの編組に用い
られる金属線の直径との関係に置換すればよく、
金属帯材を連続補強材とした場合は該金属帯材の
肉厚との関係に置換すればよい。なお、ガラスロ
ービングを連続補強材として用いる場合も同様で
ある。 上記の如くにして得られた単位補強成形体は、
従来のものと同様に乾燥、施釉、焼成、再水和等
の処理工程を経て、建築材料たる窯業製品とされ
る。 次に本発明の具体的実施例を列挙し、比較例と
の対比において本発明の効果につき検討すること
とする。 実施例 １ 普通ポルトランドセメント100重量部、骨材と
して螢石（主成分CaF₂、線膨張率19×10^-6、最
大粒径590μｍ）25重量部、珪砂（主成分SiO₂、
線膨張率13×10^-6、最大粒径500μｍ）25重量部、
水28重量部、可塑剤（信越化学工業株式会社製の
商品名hiメトローズ90SH−15000）1.6重量部、
石綿（LAC D′AMIANTE DU QUE′BEC、
LTE′E社製の商品名6D−5EX）５重量部を、オ
ムニミキサー（千代田技研工業株式会社製の商品
名OM−30）により混合した後、混練機（本田鉄
工株式会社製の商品名PMD−３）により混練し
てモルタル原料を調製した。得られたモルタル原
料は押出機（本田鉄工株式会社製の商品名DE−
100）により第１図に示す方法で押出成形し、所
定の長さに切断して第３図に略示する形状の単位
補強成形体１０を得た。連続補強材１１として
は、1.2φmm、1.4φmm、1.6φmmの各硬鋼線と、1.0φ
mm、1.6φmmの各SUS鋼線とによる計５種の連続補
強材を各別に用いた。単位補強成形体１０の寸法
は、その断面につき幅Ｗが25mm、高さＨが12mmと
し、被覆厚さは表面、裏面、側面の各被覆厚さ
t₁、t₂、t₃につき、いずれも４mmとし、長さＬに
ついては15cmと75cmとし、15cmのものを３本75cm
のものを１本成形した。そしてこれらの単位補強
体１０は、成形後いずれも１日の気中養生と６日
間の水中養生を行ない、その後慣用の釉薬を用い
てスプレー法により施釉し、シヤツトル窯により
焼成した。焼成時の加熱パターンは、常温から
850℃までの昇温に約2.5時間をかけ、850℃で30
分間保持した後、そのまま、窯内で徐々に降温さ
せた。焼成ずみの単位補強成形体１０は、焼成後
１日を経て窯から取り出し、直ちに水に浸漬して
21日間の再養生を行なつた。以上のような処理を
経た単位補強成形体１０を表面クラツク発生状況
の目視観察に供した。 実施例 ２ 骨材として螢石25重量部及び珪砂75重量部を用
い、水を32重量部、可塑剤を1.9重量部添加し、
その他については実施例１の場合と全く同一の混
合割合と同一の混練工程を経てモルタル原料を調
製し、実施例１と同一の連続補強材を用い同一の
押出成形により同一形状寸法の単位補強成形体を
得、その後の処理も実施例１の場合と同一条件で
行なつたものについて、表面のクラツク発生状況
を目視観察した。なお、以下の実施例及び比較例
についても、主として骨材の混合割合を変えただ
けで、他は殆んど実施例１と同一条件のもとに実
施したので、以下では普通ポルトランドセメント
100重量部に対する骨材の混合割合について記載
し、処理条件を異にしたものはその都度付記する
こととする。 実施例 ３ 骨材は、螢石50重量部の混合割合で、セメント
原料を調製した。 実施例 ４ 骨材は、螢石50重量部及び珪砂50重量部の混合
割合で、モルタル原料を調製した。 実施例 ５ 骨材は、螢石50重量部及びシエルベン（衛生陶
器破砕物、線膨張率6.7×10^-6、最大粒径1190μ
ｍ）50重量部の混合割合で、モルタル原料を調製
した。 実施例 ６ 骨材は、螢石100重量部の混合割合で、モルタ
ル原料を調製した。 実施例 ７ 骨材は、寒水石（主成分CaCO₃、線膨張率26
×10^-6、最大粒径500μｍ）50重量部、珪砂50重量
部の混合割合で、モルタル原料を調製した。単位
補強成形体の最高焼成温度は700℃とした。 実施例 ８ 骨材は、寒水石50重量部、シエルベン50重量部
の混合割合で、モルタル原料を調製した。単位補
強成形体の最高焼成温度は700℃とした。 比較例 １ 骨材は、珪砂100重量部の混合割合で、モルタ
ル原料を調製した。 比較例 ２ 骨材は、シエルベン100重量部の混合割合で、
モルタル原料を調製した。 第１表は上記した実施例と比較例とを目視観察
した結果を示したものである。この結果から明ら
かなように、本発明に係る単位補強成形体は、従
来の比較例と対比して、施釉、焼成したものにお
いてもクラツクの発生が少なく、特に連続補強材
の直径が小さく、かつ短尺のものについてはクラ
ツクが殆んど見られない。しかも、本発明の単位
補強成形体は表面が釉薬層、主体的部分がモルタ
ル原料となつており、いずれも無機組成物で構成
されていることと相俟ち、美麗かつ耐久性のある
建築材料として極めて優れたものである。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る補強成形体の成形に使用
した押出成形装置の概略斜視図、第２図は第１図
の押出成形装置で得られた単位補強成形体の拡大
斜視図、第３図はクラツク発生の目視観察に供し
た単位補強成形体の拡大斜視図である。 １……押出機、２……吐出管、３……ガイド
体、４……前段コンベア、５……後段コンベア、
６……切断機、７……鋼線、８……長尺補強成形
体、９，１０……単位補強成形体、１１……連続
補強材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメント及び骨材を主材とし必要に応じて可
   塑剤、減水剤、繊維その他の添加剤の一種または
   二種以上を添加して混練調製されたモルタル原料
   と、該モルタル原料により埋設状態におかれた金
   属線、金属メツシユ、金属帯材、ガラスロービン
   グその他の連続補強材とからなる補強成形体にお
   いて、前記骨材の全部または一部として最高焼成
   温度以下の温度における線膨張率が15×10^-6以上
   のものを用いたことを特徴とする補強成形体。 ２ 骨材の全部に、最高焼成温度以下の温度にお
   ける線膨張率が15×10^-6以上のものを用いる場合
   は、セメント100重量部に対して該線膨張特性を
   もつた骨材25重量部以上の混合割合でモルタル原
   料が調製されている特許請求の範囲第１記載の補
   強成形体。 ３ 骨材の一部として、最高焼成温度以下の温度
   における線膨張率が15×10^-6以上のものを用いる
   場合は、セメント100重量部に対して該線膨張特
   性をもつた骨材と他の骨材との合計が50重量部以
   上の混合割合でモルタル原料が調製されている特
   許請求の範囲第１項記載の補強成形体。 ４ 補強成形体の内部には、連続補強材が該連続
   補強材の直径または肉厚の２倍以上の被覆厚さで
   埋設されている特許請求の範囲第１項記載の補強
   成形体。 ５ 骨材の粒径は、連続補強材が埋設された被覆
   厚さの２分の１以下である特許請求の範囲第１記
   載の補強成形体。 ６ 補強成形体は、成形後に乾燥、施釉、焼成、
   再水和等の処理が施されている特許請求の範囲第
   １項記載の補強成形体。