JPH02199044A - 繊維強化セメント成形品およびその成形品を用いた無機質化粧セメント成形品 - 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］ この発明はセメント成形品の中に無機質のフィラー材を
入れて強化を計った繊維強化セメント成形品、及び無機
質で耐熱・耐薬品性に優れた不燃性の化粧セメント成形
に関するものである。

［従来技術およびその問題点］ セメントの成形物は、圧縮には強いがセメント混合物固
有の脆弱性のため曲げ強度に弱いので、−ｍに、セメン
トマトリックスの中に繊維を混入して成形することによ
り、その成形物の繊維による強化を計っである。機械的
強度に加えて耐熱性が要求される場合、これまでは石綿
繊維が用いられていた。

石綿繊維は石綿の結晶水の放出温度的３５０℃までその
繊維強度は下がらない耐熱強度に優れた特性を備えてい
る。しかし、そのセメント成形物を製造あるいは使用す
る上で珪肺を害するなどの石綿公害を起す恐れがあり、
これから先方綿繊維を使用し続けることは社会環境を守
る上で問題である。

また、ポリアミド、ポリエステル、ビニロン等の耐熱性
に優れた合成有機質繊維を補強繊維として使用しても、
マトリックスであるセメント及び湿潤剤である水との親
和性、分散性等に問題が生じて混合が効果的に行えない
こと、またセメントとの接着が充分でないこと等から最
終成形物の強度は満足できる結果が得られず、更に、２
５０℃以上の温度において合成有機質繊維の強度低下や
熱分解が生じて使用不可能になり、従って使用範囲もお
のずと限定され、またコスト高になる等の欠点がある。

発明者等は、蒸上の状況下に鑑み、常態下の温度におい
て強い曲げ強度と耐衝撃性を兼備し、石綿セメント成形
物がその優れた耐熱特性から使用されてきた断熱材用途
にも使用できる用途の広いセメント成形物を得ることを
課題にして、セメントマトリックス中に入れるフィラー
材として海泡石を検討している際に、繊維長及び繊維幅
に関係してセメント成形物の機械的特性を著しく改善で
き更にこれに関係してフィラー材の分散性向上にも寄与
して更に性能の向上が図れることを見い出して、この発
明をするに到ったのである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題点を解決するために、繊維強化セ
メント成形品に於いて、水硬性セメント９０〜６０重電
％と天然の海泡石を平均の長さが０、５〜５０００　μ
ｍで平均の幅が０．２〜５　μｍに加工した海泡石繊［
１０〜４０重量％とを混合するように構成したのである
。

また、繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
ト９０〜６０重量％と前記海泡石繊維９〜３０重量％と
平均長が５〜５０ＩＩＩＩのガラス繊維製チョツプドス
トランド１〜１０重量％とを混合するように構成したの
である。ガラス繊維製チョツプドストランドはセメント
マトリックス中でストランド状態で分散するものでもよ
く、またセメントマトリックス中でフィラメントに解繊
して分散するものであってもよい。

また、繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
ト９０〜６０重量％と前記海泡石繊維５〜２０重量％と
珪泡石５〜２０重量％とを混合するように構成したので
ある。

また、繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
ト９０〜６０重量％と前記海泡石繊維４〜１０重量％と
前記ガラス繊維製チョツプドストランド１〜１０重量％
と前記珪泡石５〜２０重量％とを混合するように構成し
たのである。

また、機械的強度、耐熱性、不燃性および耐薬品性に優
れた無機質化粧セメント成形品を得るために、このよう
な構成の繊維強化セメント成形品に無機塗料により焼き
付は塗膜を形成するように構成したものである。

尚、上記無機質化粧セメント成形品に用いられる無機塗
料としては耐熱性・耐薬品性に優れたものが望まれ、珪
酸カリウムと珪酸リチウムを主成分とし酸化亜鉛を硬化
剤として他に無機充填剤および顔料が適宜加えられたも
のである。無機塗料は塗膜特性を充分発揮するためには
２００〜２５０℃の焼き付は加工が必要である０本発明
の繊維強化セメント組成物を用いて作成された無機質の
セメント成形品は此れ等の加工条件によりクラック等の
発生の無い優れた耐熱特性を有するものである。

［作用］ 本願の発明に用いる海泡石繊維は天然の海泡石を粉砕切
断して平均の長さが０．５〜５０００μｍで平均の幅が
０．２〜５μｍの範囲にある繊維状に加工したものであ
る。

このような寸法範囲の海泡石繊維は、天然の海泡石の機
械的強度とほぼ同等の機械的強度を保たせることができ
る。また、水と共に攪拌する際に水を１００％以上含ん
で増粘剤としても作用し、セメントマトリックス中に均
一に混合させ易くなる。海泡石繊維の平均繊維長が５０
００μｍを越えると増粘剤としての効果が薄れフロキュ
レーションを生じ易くなり混合むらになる。また、平均
繊維長が０．５μｍ以下になると増粘効果は大きいがセ
メント成形物の機械的強度が低下する。

海泡石繊維の混合割合は単独で用いる場合１０〜４０重
量％の範囲では機械的強度に対する補強効果が顕著であ
り、ガラス繊維製チョツプドストランド及び／又は珪泡
石の粒子とと併用する場合４重量％以上で機械的強度に
対する補強効果が顕著である。

［実施例１］ 海泡石繊維として天然の海泡石を粉砕裁断してロータツ
ブ篩粒度分布で平均繊維長が約５００μｍ平均繊維幅が
約１．８μｍのグループのものを６０部、平均繊維長が
約１７００μｍ、平均繊・雑幅が約２．６μｍのグルー
プのものを４０部含むように調合したものを準備し、セ
メントとしてポルトランドセメントを準備する。

まず、ポルトランドセメント７３重量％、海泡石繊維２
７重量％を計量し、適量の水を加えて１５分程度攪拌す
る。海泡石繊維は加えた水を１００％以上に吸収して粘
性を生じポルトランドセメント中に均一に混合する。

次に、これを型に流し込みプレス成形する。プレス成形
は、１００ｋｇｆ／−で３０秒間加圧し、さらに１５０
ｋｇｆ／ａｄに加圧して６０秒間保持する。

その後、除圧してプレス成形物を２日間水養生し、更に
、７日間自然養生を行って、板状の繊維強化セメント成
形物を得た。

［実施例２］ 海泡石繊維として上記実施例１に用いたものと同じ海泡
石繊維を準備し、ガラス繊維製チョツプドストランドと
して平均繊維径が１３．５μｍのモノフィラメントを集
束し１３部園の長さに裁断したものを準備する。

まず、ポルトランドセメント７３重量％、海泡石繊維２
４重１％、ガラス繊維製チョツプドストランド３重量％
を計量し、これらに適量の水を加えて１５分程度攪拌す
る。海泡石繊維は加えた水を１００％以上に吸収して粘
性を生じ、海泡石繊維や、ガラス繊維製チョツプドスト
ランドはポルトランドセメント中に均一に混合する。

次に、これを実ＭＩＮＩと同一条件のプレス成形および
養生を経て、板状の繊維強化セメント成形物を得た。

［実施例３］ 海泡石繊維として上記実施例１に用いたものと同じ調合
した粒子状の海泡石繊維を準備し、ガラス繊維として実
施例２に用いたものと同じガラス繊維を準備し、珪泡石
粒子は天然の珪泡石より選別した４００メツシユを通過
しアスペクト比が３０〜４０の繊維状のものを準備する
。

まず、ポルトランドセメント７０重量％、海泡石繊維１
７重量％、ガラス繊維製チョツプドストランド３重量％
、珪泡石１０重量％を計量して混合し、適量の水を加え
て１５分程度攪拌する。海泡石繊維は加えた水を１００
％以上に吸収し粘性を生じて、海泡石繊維、ガラス繊維
製チョツプドストランド、および珪泡石はポルトランド
セメント中に均一に混合する。次に、これを実施例１と
同一条件のプレス成形および養生を経て、板状の繊維強
化セメント成形物を得た。

［実施例４］ 上記実施例１〜３の何れかの仕様、例えば実施例１の仕
様に基づく繊維強化セメント成形板を作成する。この繊
維強化セメント成形板の表面に、珪酸カリ１００重量部
に対し珪酸リチュウム４０重量部、酸化亜鉛２５重量部
、酸化クロム２５重量部、シリカ１０重量部により構成
された無機塗料をスプレーガンを用いて吹き付は塗装を
し、２３０〜２５０℃の温度で２時間焼き付けて硬化さ
せると、無機塗料の焼付は塗膜が形成される。

この状態のものは繊維強化セメント成形板およびその塗
装膜面にはクラックがなく、又、実験台用天板として耐
熱性・耐薬品性の優れた特性を示した。

尚、上記の無機塗料には必要により適宜に無機顔料を添
加することにより所望の焼付は塗膜の色にすることがで
き、また、硬化金属を添加することによりある程度の焼
付は塗膜表面の硬度を調節することもできる。

［比較例１］ ポルトランドセメント７３重量％、天然の海泡石２７重
量％を混合し、適量の水を加えて１５分程度攪拌する０
次に、これを取り出し、実施例１と同一条件のプレス成
形および養生を経て、板状の海泡石セメント成形品を得
た。

実施例１〜３と比較例１の曲げ強度およびシャルピー衝
撃値を第１表に示す。

［以下６行余白］ 第１表 第１表より、常温での曲げ強度は、比較例１の天然の海
泡石を混入した海泡石セメント成形物が９０ｋｇｆ／ｃ
ｎｔであるのに対し、実施例１〜３の成形物はいづれも
２５５ｋｇｆ／ｃｔｄ以上の値に高強度化していること
が解る。また、シャルピー衝撃値は比較例１の海泡石セ
メント成形物が０．８　ｋｇ　ｆ−Ｃ１ｌ　／　ａｄで
あるのに対し、実施例１の成形物は１．８ｋｇｆ−ｃｍ
／ｃｎｌに改善され、この実施例１の成形物に較べ、粒
子状の海泡石繊維およびガラス繊維を混合した実施例２
の成形物が、３．３　ｋｇ　ｆ−ＣＩｌ／　ｃｏｔに向
上し、粒子状の海泡石繊維、ガラス繊維および珪泡石粒
子を混合した実施例３の成形物が、３．Ｏｋｇｆ−ｃｍ
／−に向上していることが解る。

また、実施例１〜３の繊維強化セメント成形物の曲げ強
度における熱劣化促進試験の結果は、第１図より、比較
例１のそれに較べそれぞれ約２７倍以上に向上し、２０
０℃×３時間処理後、３００℃×３時間処理後、および
５００℃×３時間処理後の曲げ強度において、比較例１
に較べそれぞれ約１５０ｋｇｆ／−に改善していること
が解る。

また、ガラス繊維を混入した実施例２．３の繊維強化セ
メント成形物の曲げ強度が２００℃×３時間処理後、３
００℃×３時間処理後、５００℃×３時間処理後の熱劣
化促進試験において、ガラス繊維を混入したい実施例１
のそれに較べ改善されていることが解る。

また、珪泡石粒子を混合した実施例３の繊維強化セメン
ト成形物の曲げ強度が２００℃×３時間処理後、３００
℃×３時間処理後、５００℃×３時間処理後の熱劣化促
進試験において、珪泡石粒子を混入したい実施例１．２
のそれに較べ改善されていることが解る。

［発明の効果］ 天然の海泡石を粉砕裁断加工して、平均の長さが０．５
〜５０００　ｔｔ　ｍで径が０．２〜５　）ｔ　ｍの粒
子状海泡石繊維にしてセメントのフィラー材として用い
る場合に、増粘剤としても作用し均一混合作業が容易に
なり、１０〜６７重量部を含有させると、繊維強化セメ
ント成形物に対する補強効果が著しくあられれて曲げ強
度およびシャルピー衝撃値が著しく向上する効果がある
。

また、さらに繊維長５〜５０■ｍで繊維径９〜１８μｍ
のガラス繊維を１〜１２重量部を混合させると、繊維強
化セメント成形物のシャルピー衝撃値が一層向上する効
果がある。

また、さらに珪泡石粒子を５〜２５重量部を混合させる
と、繊維強化セメント成形物の曲げ強度の温度特性が向
上する効果がある。

繊維強化セメント成形物の表面に無機ガラス質の焼付は
塗膜を形成することにより、表面が化粧され、耐熱性に
優れ耐薬品性に優れた無機質化粧セメント成形品を得る
ことができる。

このように、繊維強化セメント成形品は機械的強度およ
び耐熱強度に優れるので、建材として有用であり特に耐
熱性が要求されるところに有用なものである。また、無
機質化粧セメント成形品は機械的強度および耐熱強度に
優れる繊維強化セメント成形品の表面に無機塗料の焼き
付は塗膜を形成したものであるから、機械的強度および
耐熱強度に優れ、而も耐薬品性であり不燃性でもあるの
で、建材として有用である事は勿論のこと実験台用の天
板として有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２００℃×３時間処理、３００℃×３時間処理
、および５００℃×３時間処理による熱劣化促進試験後
の曲げ強度特性図を示す、第２図は無機質化粧セメント
成形品の斜視図を示す。 １・・・繊維強化セメント成形板、２・・・焼き付は塗
膜、３・・・無機質化粧セメント成形品。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
   ト９０〜６０重量％と天然の海泡石を平均の長さが０．
   ５〜５０００μｍで平均の幅が０．２〜５μｍに加工し
   た海泡石繊維１０〜４０重量％とを混合したことを特徴
   とする繊維強化セメント成形品。
2. （２）繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
   ト９０〜６０重量％と前記海泡石繊維９〜３０重量％と
   平均長が５〜５０１のガラス繊維製チョップドストラン
   ド１〜１０重量％とを混合したことを特徴とする繊維強
   化セメント成形品。
3. （３）繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
   ト９０〜６０重量％と前記海泡石繊維５〜２０重量％と
   珪泡石５〜２０重量％とを混合したことを特徴とする繊
   維強化セメント成形品。
4. （４）繊維強化セメント成形品に於いて、水硬性セメン
   ト９０〜６０重量％と煎記海泡石繊維４〜１０重量％と
   前記ガラス繊維製チョップドストランド１〜１０重量％
   と前記珪泡石５〜２０重量％とを混合したことを特徴と
   する繊維強化セメント成形品。
5. （５）特許請求の範囲の請求項（１）〜（４）の繊維強
   化セメント成形板の表面に無機塗料の焼付け塗膜を形成
   したことを特徴とする無機質化粧セメント成形品。