JPH01320242A - 軽量セメント組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はセメント組成物、特に内装あるいは外装建材な
どに用いられる軽量建築材料を製造するのに好適なセメ
ント組成物に関する。

（従来の技術） 壁材や天井材などの内・外装用建築材料として。

軽量のセメント成形体が使用されている。軽量セメント
成形体を製造する方法としては、セメント組成物の各成
分に水を加えて混合するときに気泡を発生させる方法、
および軽量骨材を含有するセメント組成物を使用して成
形体を調製する方法がある。これらのうち、気泡を発生
させる方法としては、空気連行剤、界面活性剤などの発
泡剤を混合して撹拌により発泡させる方法；分解により
過酸化水素などのガスを発生ずる物質を混合しておき、
該物質の分解により発生するガスを利用して発泡させる
方法などがある。しかし、このようにして発生させた微
細気泡を含む泥状のセメント組成物を真空押出成形する
と１押出機の減圧ゾーンで脱気されて気泡の大部分は消
滅する。そのため低密度のセメント成形体が得られない
。

上記軽量骨材を使用する方法において、軽量骨材として
は、パーライト、シラスバルーン、火山礫などの比較的
細粒でかつ低比重の骨材が使用されている。しかし、こ
れらを含むセメント組成物材料を押出機内で加圧・混練
すると、該骨材は破砕されやすく、そのため、軽量セメ
ント成形体が得られない。特開昭５６−１７９６５号お
よび特開昭５６−１．７９６７号公報には、上記パーラ
イト　シラスバルーン、火山礫などに加えて、耐アルカ
リガラス（ｃＲｃ）ｊＷ維と、木炭やパルプとを含有す
るセメント組成物が開示されている。上記ＧＲＣ繊維は
補強繊維として加えられており、木炭やパルプは、該組
成物の各材料を混練したときに軽量骨材の破砕およびＧ
ＲＣ繊維の損傷を防ぐ目的で加えられている［上記混練
時の破砕や損傷は、低水分の条件下において（未硬化成
形体の形状維持のために必要である）の強力な混純によ
り生じやすい］。しかし。

木炭やパルプにはリグニンや樹脂が含有され、これらが
セメントの硬化反応に悪影響を与える。つまり、成形体
の硬化を室温下で行った場合、または蒸気雰囲気下で行
った場合には、得られる成形体の強度が不充分であるた
め２オートクレーブを用いた高温高圧下での処理が必要
となる。

上記軽量のセメント成形体を製造する場合、特に押出成
形により成形を行う場合には、成形性および得られる未
硬化の成形体の形状維持性が良好であることも要求され
る。従来、セメント成形体を押出し成形により製造する
場合には９石綿繊維を添加することにより、成形性およ
び形状維持性が確保されていた。石綿繊維の添加により
得られる成形体の強度も向上する。しかし石綿は特定化
学物質に指定されており、その発癌性が問題となってい
る。石綿セメント成形体を製造するときには使用基準が
設けられてはいるが、製造時および使用時における発塵
の問題から、現在では石綿を含有しないセメント組成物
を用いた成形体が望まれている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記従来の欠点を解決するものでありその目的
とするところは、外装または内装用建築材料として利用
され得る高強度かつ軽量の七メント成形体を調製し得る
セメント組成物であって。

かつ有毒な石綿を含有しない軽量セメント組成物を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の軽量セメント組成物は、セメント、軽量骨材、
無機骨材およびセルロース系混和剤を含有し、該軽量骨
材の平均粒径が２　ｍｍ以下であり。

そして該無機骨材が球形粒子を主成分とし、そのことに
より上記目的が達成される。

本発明の軽量セメント組成物は、さらにセビオライトを
含有し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明に用いられるセメント組成物に含有されるセメン
トとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、ア
ルミナセメントなど公知のセメントがいずれも使用され
得る。

組成物中に含有される軽量骨材としては１粒径が２　ｍ
ｍ以下であり、かつ嵩比重が０．５以下、好ましくは粒
径が０．１〜２　ｍｍで、嵩比重が０．１〜０．４の無
機質中空（多孔質）粒子が用いられる。このような中空
粒子としては、フライアッシュ（石炭火力発電所の集塵
器で採取される微粉炭燃焼灰）を比重遷鉱したもの、つ
まり、フライアッシュを水滴選鉱して浮遊した中空粒子
が好適である。このような軽量骨材は組成物中に、セメ
ン目ｏｏ重量部に対し、５〜１００重量部、好ましくは
５〜５０重量部の割合で含有される。過少であると、得
られるセメント成形体が高比重となり、過少であると得
られる成形体の強度が劣る。

セメント組成物に含有される無機骨材は粒径が０．１〜
５００μｍの球形骨材を主成分とする。球形骨材として
は、フライアッシュ、マイクロシリカ。

シリカヒユーム、球形ケイ酸カルシウム（シリコンメタ
ル、フェロシリコンなどの製造時に副生ずる）などが好
適である。無機骨材の粒径が０．１μｍを下まわると、
セメント組成物各成分の混練および押出し工程において
適度な流動性を確保するためには多量の水を使用する必
要があり、そのため得られる成形体の強度が低下する。

粒径が５００μｍを上まわると得られる成形体の表面が
粗面となり。

かつ強度も低下する。無機骨材は、セメント１００重量
部あたり５〜１００重景部の割合で含有される。

無機骨材の組成物全体に占める割合が低いと成形性に劣
り、過剰であると得られる成形体の強度が低下する。

セルロース系混和剤は２Ｍｉ成物の各成分を混合して押
出成形するときに、該混練物に保水性と粘性とを付与す
る。そのため加圧下における押出成形の際に水分が分離
するのが防止され、かつ適度な流動性が得られる。セル
ロース系混和剤の増粘効果により、得られた未硬化の成
形体は、硬化するまでの保形性に優れる。セルロース系
混和剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロースなどが好適に用いられる。このセルロース系
混和剤は、セメント１００重量部に対し、０．１〜１０
重量部、好ましくは０．５〜５重量部の割合で組成物中
に含有される。過少であると組成物を混和したときの粘
度が低いため、成形性に劣り、かつ成形後の保形性にも
劣る。過剰であると粘度が高いため成形性に劣る。

本発明のセメント組成物には、さらに必要に応じてセピ
オライトが含有される。このセピオライトは９例えば（
ＯＨｚ）　４　（Ｏｌｌ）　４ＭｇｅＳｊ　１２０：１
０　・６〜８１１ｚＯで示されるケイ酸マグネシウム化
合物である。このセピオライトは複鎖構造型の粘土鉱物
であり。

繊維状、粉末状９粒状、板状などの形で存在する。

セピオライトはα型およびβ型の結晶構造のいずれかで
存在するが、繊維状の形態で天然に存在しているα型の
セピオライト（α−セピオライト）が好適に用いられる
。この繊維状のセピオライトの繊維径は０．０１〜０．
３０　ｐ　ｍ　、好ましくは０．１５　ｐ　ｍ程度；そ
して繊維長は、１μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上
である。セピオライトはセメント組成物中に、セメント
１００重量部に対し３〜５０重世部、好ましくは５〜３
０重量部の割合で含有される。

過少であると得られる硬化セメント成形体の密度が高く
なるため全体としての重量が増加する。耐衝撃性も低下
し、かつ切断、釘打らなどの加工性にも劣る。過剰であ
ると、成形体の強度が低下する。

セメント組成物中には、さらに必要に応じて。

補強繊維が含有される。補強繊維は、得られる成形体の
曲げ強度および衝撃強度を向上させるのに用いられる。

それには例えば、を機繊維、バルブ。

金属繊維などが利用され得る。有機繊維の素材としては
、ビニロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル
系樹脂、アラミド、ポリエステル。

カーボンなど耐アルカリ性の素材が好適である。

金属繊維の素材としては、鋼繊維、ステンレス繊維など
がある。バルブの種類は特に限定されないが、セメント
の凝固・硬化に悪影響を与えない古紙パルプがより好適
である。補強繊維の直径および繊維長は、その素材によ
り異なるが９通常、直径が１〜１００μｍ　、　’４ｔ
Ａ維長が３〜２０ｍｍである。この補強繊維はセメント
１００重量部に対し１０重量部以下、好ましくは０．２
〜１０重量部の割合で組成物中に含有される。過剰であ
ると組成物の各材料を混合したときの分散性が悪く、そ
の結果、得られる成形体の強度が低下する。

本発明方法によりセメント成形体を製造するには、従来
のセメント押出成形と同様の工程が採用され得る。例え
ばまず、上記セメント、軽遺骨材。

無機骨材、セルロース系混和剤、および必要に応じてセ
ピオライトおよび補強繊維をトライブレンドする。これ
に適量の水を加えて湿式ブレンドを行い２次いで混練機
を用いて充分に混練を行う。

得られる可塑性の混練物を所望の金型を有する押出成形
機に導き、加圧下で押出し成形を行う。押出された所望
の形状を有する成形体は、所定の条件下（例えば温度４
０〜６０°Ｃ１湿度９０〜１００％）で４〜４８時間に
わたり放置（養生）することにより硬化する。上記、ブ
レンド工程、混練工程および押出成形工程には、いずれ
も汎用の設備が用いられ得る。

（作用） 本発明方法により上記セメント組成物を押出成形すると
、押出機内においては混練物は充分な流動性を有し、流
速が均一となりかつ押出された未硬化の成形体は硬化が
進行するまで充分な保形性を有する。このような良好な
性質は、■セメント組成物中の無機骨材は主として球形
の粒子であるため、さらに上記軽量骨材も球形の粒子で
ある場合が多いため５　これらが加圧下においてはベア
リングの効果を示すこと；■押出後においては上記無機
骨材および軽量骨材、さらにセルロース系混和剤の働き
により保形性が付与されること；■さらにセピオライト
が含有される場合には、該セビオライトを含有する混練
物は揺変性（チキソトロピー）を有するため、加圧下に
おいては流動性が良好であり、押出後においては保形性
が充分であるごと；に主として起因すると考えられる。

混練物はセルロース系混和剤を含有するため、適当な粘
度が付与される。複雑な異形断面形状を有する金型によ
り成形が行われる場合にも５脱水工程を必要とせず、容
易に成形が行われる。押出された未硬化の成形体は保形
性が良好であり硬化するまでに変形することがない。得
られた硬化成形体には軽量骨材が含まれているため、該
成形体は低比重である。かつ充分な強度と耐衝撃性を有
する。

特に補強繊維が含有されている時には２強度と耐衝撃性
とがさらに優れる。このような成形体は住宅の壁材、天
井材などに好適に利用される。

本発明によれば、このように、従来の石綿繊維を使用す
ることなく壁材、天井材などの内装および外装建築材料
に適した軽量かつ高強度のセメント成形体が容易に製造
される。石綿繊維を使用しないため、製造工程および使
用時において石綿の発塵による発癌の危険性がない。

（以下余白） （実施例） 以下に本発明を実施例につき説明する。

（Ａ）可塑性混練物の調製： ボルトランドセメント　　　　　　　　　　　　１００
フライアツシユ（平均粒径５０μｍの球形粒子）３０メ
チルセルロース（９０５１１−３０，０００；信越化学
社製）　１水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　４０上記処方のセメント組成
物の水辺外の各成分をミキサー（アイリッヒミキサー　
ＲＶＯ２型；日本アイリンヒ社製）に入れ１１０００ｒ
ｐで２分間混合した。

これに水を加え、さらに約１分間混合した後、オーガー
式混練機（ＭＰ−１００型；宮崎鉄工社製）で充分に混
練して可塑性混練物を得た。

（［３）平板セメント成形体の調製：（Ａ）項で得られ
た混練物を、平板試作用金型（開口部中２５０ｍｍｘ厚
さ１５ｍｍ）が取り付けられた真空押出成形ｉ　（ＭＶ
−ＦＭ−Ａ−１；宮崎鉄工社製）のホッパーに供給し、
押出し成形により巾２５０ｍｍ、厚さ１５　ｍｍ　、長
さ５０ｃｍの平板サンプルの調製を行った。このときの
押出圧力と単位時間あたりの押出量とを測定した。押出
圧力は、押出機のバレルから金型へ至る抵抗部の圧力を
ブルドン管圧力ゲージで測定した。単位時間あたりの押
出量は、金型先端部から押出される平板サンプルの６０
秒間に吐出された長さ（ｃｍ／ｍ１ｎ）を測定し５次式
により算出した。

Ｔ：単位時間あたりの押出ｆｆ１（ｐ、／ｈｒ）α：金
型出口の断面積（ａｆｌ） β；押出された平板サンプルの長さ（ｃ＋＋＋／分）上
記未硬化の成形体を５時間、室温で放置（前置き）した
後、５０°Ｃ，ＲＨ９５％以上の雰囲気下で１２時間保
持（１次養生）シ、さらに２０°Ｃの水中へ約４週間浸
漬した。

（Ｃ）成形体の性能評価＝（Ｂ）項で得られた浸漬後の
サンプルを巾２５＋ｕｍ、長さ２４０　ｍｍに切断（押
出方向に対し直角に切断）Ｌ、１０５°Ｃのギヤーオー
ブンに入れて約４８時間乾燥後、室温まで放冷した。

このサンプルを２００ｍｍの間隔で支持し、その中央部
にオートグラフ（島津製作所製）を用い、２．５ｍｍ／
分の曲げ速度で力を加えて曲げ強度を測定した（曲げ強
度試験）。別に、浸漬後のサンプルを巾２００ｍｍ、長
さ２００ｍｍに切断し、１０５°Ｃで２日間乾燥した後
１次式により成形体の比重を測定した：比重−板の重量
／厚さＸ幅×長さ （重量はｇ単位で小数点第２位まで２寸法はｃｍ単位で
小数点第２位まで測定した。） 各試験の結果を表１に示す。

ｎ遣ｌ 軽量骨材の量を１５重量部とし、そして水の量を４５重
量部としたこと以外は実施例１と同様である。

その結果を表１に示す。以下、実施例３〜４および比較
例１〜２の結果もあわせて表１に示す。

剋罰片１ 軽量骨材の星を３０重量部とし、メチルセルロースの量
を１．５重量部とし、そして水の量を４５重世部とした
こと以外は実施例１と同様である。

災施斑↓ 軽量骨材の量を５重量部としたこと以外は実施例１と同
様である。

夫施銑ｉ 軽量骨材の量を３０重量部、メチルセルロースの量を１
．５重世部、水の量を４５重量部とし、補強繊維を使用
しなかったこと以外は実施例１と同［美である。

ル較炎上 軽量骨材を使用せず、水の量を３０重量部としたこと以
外は実施例１と同様である。

ル較拠又 球形骨材を使用せず、軽量骨材の量を１００重量部とし
たこと以外は実施例１と同様に押出成形を試みた。しか
し、成形不良となり、満足な形状の成形体は得られなが
った。

（以下余白） ス曝包形 ポルトランドセメント　　　　　　　　　　　　１００
フライアツシユ（平均粒径５０μｍの球形粒子）５０ビ
ニロン繊維（ＲＭ１８２　Ｘ　６　；　クラレ社製）１
ポリプロピレン繊維（ＰＺＬ１８２’　ｘ　１０；大和
紡社製）１メチルセルロース（９０３＋１−３０，００
０　、信越化学社製）　１水　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０上記処方の
セメント組成物を用い、実施例１と同様に成形体を調製
し、その性能を評価した。その結果を表２に示す。後述
の実施例７〜９および比較例３〜４の結果もあわせて表
２に示す。

夫旅貫ユ 軽量骨材の量を１０重量部とし、水の量を４５重量部と
したこと以外は実施例６と同様である。

実画ｌ吐１ ポリプロピレン繊維を使用せず、軽量骨材の量を１０重
量部とし１球形骨材の量を４０重量部とし。

水の量を４０重量部とし、そしてセビオライトとして茶
（商品名、豊田通商■、平均繊維径０．１５μｍ。

繊維長５μｍ；トルコ国製）５重量部を使用したこと以
外は実施例６と同様である。

災脂炭エ ポリプロピレン繊維を使用せず、軽量骨材の量を１５重
量部とし１球形骨材の量を４０重量部とし。

セビオライトの量を１５重量部とし、メチルセルロース
の量を１重量部とし、そして水の量を４５重量部とした
こと以外は実施例６と同様である。

北救±ｌ 軽量骨材およびポリプロピレン繊維を使用せず。

球形骨材の量を４０重量部とし、セビオライトの世を５
重量部とし、メチルセルロースの量を１重量部とし、そ
して水の量を４０重量部としたこと以外は実施例６と同
様である。

止較炭土 軽量骨材の星を１００重量部とし２球形骨材の量を４０
重量部とし、そして水の量を４５重量部としたこと以外
は実施例６と同様に押出成形を試みた。

しかし、成形不良となり、満足な成形体は得られなかっ
た。

（以下余白） 表１および表２から９本発明の組成物を用いると。

セメント成形体が押出成形により成形性よく得られるこ
とがわかる。得られた未硬化の成形体は形状維持性に優
れ、水和のため長期間水に浸漬しても変形することがな
い。硬化して得られる成形体は軽量であり、かつ強度に
併れる。

（発明の効果） 本発明により、このように、軽量でありかつ高強度のセ
メント成形体が、押出成形により成形性良く高効率で得
られる。このようなセメント成形体は１例えば住宅の壁
材や天井材などの内・外装用材料として好適に用いられ
る。石綿が含有されていないため、製造工程においても
使用時においても石綿の発塵による発癌の危険性がない
。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメント、軽量骨材、無機骨材およびセルロース系
   混和剤を含有するセメント組成物であって、該軽量骨材
   の平均粒径が２ｍｍ以下であり、そして該無機骨材が球
   形粒子を主成分とする、セメント組成物。 ２、さらにセピオライトを含有する特許請求の範囲第１
   項に記載のセメント組成物。 ３、前記セメント１００重量部に対し、軽量骨材が５〜
   １００重量部、そして無機骨材が５〜１００重量部の割
   合で含有される特許請求の範囲第１項に記載の組成物。 ４、前記セメント１００重量部に対し、軽量骨材が５〜
   １００重量部、セピオライトが５〜５０重量部、そして
   無機骨材が５〜１００重量部の割合で含有される特許請
   求の範囲第２項に記載の組成物。 ５、前記軽量骨材が嵩比重０．５以下のフライアッシュ
   である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の組成
   物。