JPH02107546A - 緻密溝造でかつ耐熱性の高いセメント系成形物の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外壁、内壁、天井、床など建物材料として有
用な高強度、緻密構造で、しかも耐熱性の高いセメント
系成形物の製造方法に関するものである。

〔従来技術と発明が解決しようとする課題〕最近セメン
ト系成形物の緻密化、高強度化の研究が盛んに行われて
いる。これは土木および建築用に使用するパネル、角柱
、パイル、セグメント。

バイブ等のセメント系成形物に対して、強度、とくに引
張り、曲げ強度の高いもの、凍結融解、中性化、酸性物
質や硫酸塩などに対する抵抗性が高く、長年月にわたっ
て高耐久性を有するものが要求されているからである。

セメント系成形物の緻密化、高強度化は特願昭６３−７
１９０５号明細書に記載したように、セメント。

骨材に超微粉のシリカフニームあるいは水砕スラグ粉末
を混合し、合成ゴムまたは合成構脂の水性ディスバージ
ョンを添加して真空下で混練し、成形、養生することに
より達成される。

しかし組織の緻密化に伴って耐熱性の問題が生じる。例
えば、ＪＩＳ　Ａ−１３０４ｒ建築構造部分の耐火試験
方法ｊ　、　ＪＩＳ＾−１３２１ｒ建築物の内装材料及
び工法の難燃性試験方法」に準拠した加熱試験の際に、
急激な加熱によりセメント成形体試験片に亀裂の発生や
爆裂などの欠陥が生じる。したがって、建築材料として
使用されるセメント系成形物が火災時に高温に達して、
著るしい亀裂や爆裂を生して破損に敗ることがないよう
に材料の耐熱性を改良する方法を見出すことが重要であ
る。

そこで本発明は緻密な組織構造を有し、しかも高い耐熱
性を持つセメント系成形物の製造方法を提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

セメント成形体が急激に加熱される場合、成形体中の水
分が水蒸気に変化し、温度の上昇とともに大きな水蒸気
圧を呈する。成形体の組織が緻密である程発生した水蒸
気の成形体外への拡散が遅れ、成形体内部で大きな圧力
を発生し亀裂、爆裂を生じる原因となる。

したがって、この爆裂を防止し耐熱性を改良するために
は成形体内部に水分の蒸発経路となる通気孔を形成すれ
ば、上記の問題を解決することができる。

本発明者らは種々実験研究の結果、新しい２つの手段を
付加することにより成形体の緻密性、強度などの物性を
損うことなく上記の問題を解決することに成功したもの
である。

すなわち第１の手段は、セメント、骨材、超微粉末およ
び増粘剤からなる粉体混合物に対し、減水剤、ポリマー
ディスバージョンおよび水からなる液体混合物を添加し
て混練、成形、養生することにより緻密構造のセメント
系成形体をうるに際して、粉体混合物に対して低融点の
有機繊維を添加するようにしたことである。

第２の手段は、成形体を飽和水蒸気圧下４０〜１００℃
で２〜１２時間加熱養生した後、湿度を次第に低下させ
乍ら乾燥・養生するという養生方法を採った点である。

この２つの手段を併用することにより、高い耐熱性を有
するセメント系成形体を製造することができる。

な、お、有機繊維は融点が２００　’Ｃ以下のもの、例
えばビニロン、ナイロン、ポリエステル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が用
いられ、形状は、長さ１〜２０鴫、径１〜１００μ、添
加量は粉体温合物に対して０．１〜３、ＯｗＬ％が適す
る。

〔作用・効果〕

セメント系成形物において、混練水として加えられた水
は、セメントとの水和反応が進むにつれて成形体中で状
態の違う水になる。すなわち、消石灰Ｃａ　（Ｏｌｌ）
　Ｚやアルミネート余水和物の結晶水、セメントゲル中
の結合水、ゲルポアやキャピラリーポア壁に強く吸着さ
れる水、キャピラリーポア中に凝縮したり、もっと大き
なくぼみや割れ目にたまる水などである。

これらの水は、加熱によって成形体から脱水される。そ
うして、成形体中の吸着水、毛細管凝縮水、付着水など
蒸発可能な水は１００℃までに脱水され、セメントゲル
の脱水は１００〜３００℃で、消石灰の脱水は５００〜
６００℃で起こり、成形体の脱水は７００℃まででほと
んど終了する。

成形体が急激に加熱されるとき、これらの成形体中の水
分は水蒸気に変わり圧力を呈する。温度の上昇とともに
水蒸気圧は増大するが、２００℃付近からの上昇が大き
い。２００℃での水蒸気圧は約１６ｋｇ／　ｃＩａテア
ル。

本発明において、新たに添加した有機繊維は、加熱され
たとき、低温度（２００℃以下）で溶融して直ちに溶失
し、水分の蒸発経路となる通気孔を成形体組織中に形成
する。これによって亀裂や爆裂の防止効果が発揮される
。

また、上記した本発明にか−る養生方法を採ると、成形
体内部に極めて微細な通気孔が形成され、前述の有機繊
維の溶失によって生じる通気孔と相俟って水分を蒸発さ
れ、亀裂や爆裂を効果的に防止する。

微細孔隙を有する組織において、内部の水分が表面に移
動する速度は こ〜でＣ０：温血の水濃度 Ｃ２：乾燥面の水濃度 に：常数 ｌ：拡散の距離 Ｐ：材料の透過性 η：水の粘度 水分の移動速度は、本発明の養生条件のうち湿度と温度
を適切に選ぶことによって、調節できる。

セメントの水和反応を阻害するような範囲は避けねばな
らない。養生の温度は４０〜１００℃とするが、好まし
くは６０〜８０℃である。湿度は最低３０％Ｒ１１、好
ましくは５０％Ｒ１１までである。

有機繊維の加熱により生成する比較的大きい通気孔と、
本発明の養生により形成される微細な孔路が一連になっ
て、恰も、肺の気管と気胞の様な状態となって有効な爆
裂防止が可能になると考えられる。

有機繊維の添加量は、粉体混合物に対して０．１〜３．
０ｗｔ％とする。０．１　ｗｔ％以下では効果がなく、
３、０ｗｔ％以上では成形体の加工法が損われる。好ま
しくは０．２５％〜Ｌ、０ｗｔ％である。

繊維の形状については微細なほど効果が期待できる。径
は１〜１００μとするが１〜１０μが好ましく、１０μ
以上では繊維数が少なく効果が少ない。

〔実施例］ 以下本発明を実施例で具体的に説明する。

第１表の実施例に示す配合の粉体混合物に繊維を加え混
合した後、液体混合物を添加し真空下で混合・混練した
、ビニロン繊維は長さ４ｍｍ、径６μで融点は２００℃
であり、ポリエチレン合成パルプは平均繊維長２１１Ｉ
Ｉ１１、融点１３０℃である。

次いで真空脱気付押出し成形機により、断面が４　ｃｍ
　Ｘ　４　ｃｍの角柱に成形した。実施例の養生条件Ａ
は次の通りであった。えられた角柱状成形物を水で濡ら
した布で覆い、２０℃で２４時間静置した後６０℃飽和
蒸気圧下で４時間加熱養生し、次いで湿度を低下させな
がら（４０％Ｒ１＋まで）６０℃で４４時間養生した。

比較例についても、同様にして真空下で混合・混練、押
出し成型により角柱状成形物をえた。繊維を使用しない
側、ガラス繊維を使用した例を示した。ガラス繊維は長
さ３印、径１５μである。

比較例中の養生条件Ｂは次の通りであった。えられた角
柱状成形物をポリエチレンシートで包み、２０℃で２４
時間静置した後、６０℃飽和水蒸気圧下で４８時間養生
した。

物性測定試験、耐熱性評価試験は、上記養生後室点に４
週間放置した角柱状成形物をテストピースとして行った
。

耐熱性評価試験は、４０　Ｘ　４０　Ｘ　５０ｍｍの試
験片を１０００’Ｃに保った電気炉内に挿入し、試験片
の温度が７５０℃に達するまで（約２０分間）保持して
爆裂、小剥離、亀裂発生の程度と観察して次の様に評価
した。

第１表から明らかなように、本発明実施例はいずれも耐
熱性は良好で、曲げ強度等の諸物性にすぐれたものであ
った。比較例から、本発明の２方法、低融点ｌｉｒ機繊
維の使用と成型体の養生を組み合わせて使用することが
必要であることがわかる。

（発明の効果） 以上の様に本発明によれば、緻密な組８Ｍ構造を有する
セメント系成形体の耐熱性を向上することができ、外壁
、内壁パネル等の建築材料として要望される優れた強度
と耐久性を有する材料を製造することが可能となる。

特許出願人　昭和シェル石油株式会社 同　　　日本鋼管株式会社 同　代理人　服　　部　　修

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント、骨材、超微粉末および増粘剤からなる
   粉体混合物に低融点の有機繊維を加え、減水剤、ポリマ
   ーディスパージョンおよび水からなる液体混合物を添加
   し、混合・混練した後、プレス、押出し加圧注入等によ
   り、成型し、その成型体を飽和水蒸気圧下４０〜１００
   ℃で２〜１２時間養生した後、湿度を低下させながら乾
   燥・養生することを特徴とする緻密構造でかつ耐熱性の
   高いセメント系成形物の製造方法。
2. （２）有機繊維の融点は２００℃以下であり、形状は長
   さ１〜２０ｍｍ、径１〜１００μであり、有機繊維の添
   加量は粉体混合物に対して０．１〜３．０ｗｔ％である
   ことを特徴とする請求項１記載の緻密構造でかつ耐熱性
   の高いセメント系成形物の製造方法。