【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は加工機体用組成物、詳しくは、加工作
業時の加工機動力部より発生する振動による、加
工精度の低下を抑制したセメント系材料を結合材
とする加工機体用組成物に関する。
〔従来の技術とその課題〕
加工機体とは、研削盤、マシニングセンター、
フライス盤及び旋盤等の工作機械のベツドのこと
であり、従来、一般的には、鋳物製や鋼板製のも
のが使用されている。これらの工作機械は、その
大きさが、通常、１〜10ｍ程度と大きいが、その
要求される加工精度は１／1000mm、あるいは、そ
れ以下のオーダーという極めて高精度のものであ
り、加工作業時に発生する振動が加工精度に悪い
影響をおよぼし、目標とする高精度が得られない
という課題があつた。
これは、加工機体に使用されている鋳物や、鋼
板などの金属が持つ振動減衰率が、対数減衰率で
１〜３×10-3程度と小さいために、加工作業時に
発生する振動が、加工機体全体に広く伝わるため
である。
そこで、振動が加工機体全体に広く伝わらない
ように、振動減衰率が、金属の10倍程度と大きい
材料であるレジンコンクリートを用いた加工機体
が試作されているが、その弾性率は小さく、か
つ、クリープが大きいため、寸法安定性に課題が
あつた。
また、振動減衰率が、金属10〜30倍程度のセメ
ントコンクリートを用いることも検討されたが、
強度不足のうえ、割れや欠けが発生するのに加
え、吸湿による寸法の変化が大きいという課題を
有していた。従つて、セメントコンクリートを用
いた小さなテストピースでは、良好な結果が得ら
れたとしても、サイズ的に大きくなる加工機体と
しては満足できるものではなかつた。
一方、セメントに超微粉と高性能減水剤を使用
して高強度のコンクリートとすることは公知（特
表昭55−500863号公報）であるが、このような加
工機体についてはなんらの記載もない。
本発明者らは、安価なセメントコンクリートを
使用しつつ、有害な振動を抑え、かつ、加工機体
として、十分な強度を有する加工機体用組成物を
提供することを目的とし、種々検討を行つた結
果、特定の組成物を使用することにより、振動減
衰率が、対数減衰率で30〜60×10-3程度という、
従来のコンクリートと同程度の対数減衰率を維持
しているにもかかわらず、加工機体としての十分
な強度と寸法安定性を有することの知見を得て本
発明を完成するに至つた。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、本発明は、セメント質、超微粉、高性能
減水剤、水及び骨材を含有してなる加工機体用組
成物である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に係るセメント質としては、普通・早
強・超早強・白色等の各種ポルトランドセメント
が通常用いられる。また、中庸熱や高炉セメント
などの低熱セメント、さらに、高炉セメント以上
に高炉スラグ微粉末を含有してなるセメントや、
耐硫酸塩セメント等の使用も可能である。
また、本発明に係る超微粉は、平均粒経1μ以
下の粉末であり、成分的な制限は特にないが、水
に易溶性のものは好ましくない。本発明では、シ
リコン、含シリコン合金及びジルコニアを製造す
る際に副生するシリカダスト（シリカヒユーム）
やシリカ質ダストが好ましい。また、炭酸カルシ
ウム、シリカゲル、オパール質硅石、酸化チタン
及び酸化アルミニウム等の使用も可能である。
超微粉の使用量は、セメント量100重量部に対
し、流動性や成形性から５〜35重量部が好まし
い。
さらに、本発明に係る高性能減水剤（以下単に
減水剤という）とは、セメントに多量添加しても
凝結の過遅延や過度の空気連行を伴なわないで分
散力が大である界面活性剤であつて、メラミンス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、ナフタリ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分
子量リグニンスルホン酸塩及びポリカルボン酸塩
等を主成分とするものが挙げられる。
減水剤の標準使用量は、セメントに対し0.3〜
１重量％であるが、本発明では、それよりも多量
に添加することが望ましく、セメント質100重量
部に対し、10重量部以下が好ましく、１〜５重量
部がより好ましい。
骨材は、一般の砂や砂利でも使用可能ではある
が、硬質骨材を使用すれば強度や弾性率の向上、
ひいては、振動低減に極めて有効である。
硬質骨材としてはモース硬度６以上、好ましく
は７以上、又は、ヌープ圧子硬度700Kg／mm2以上
のいずれかの規準で選定されたものが使用可能で
ある。この規準を満足するものを例示すれば、硅
石、黄鉄鉱、赤鉄鉱、磁鉄鉱、黄玉、ローソン
石、コランダム、フエナサイト、スピネル、縁柱
石、金縁石、電気石、花崗岩、紅柱石、十字石、
ジルコン、焼成ボーキサイト、炭化硼素、炭化タ
ングステン、フエロシリコンナイトライド、窒化
硅素、溶融シリカ、電融マグネシア及び炭化硅素
等が挙げられる。
以上の材料に水を加え混練物を得る。添加水量
はセメント質100重量部に対し、12.5〜30重量部
が成形性の面から好ましく、15〜27重量部より好
ましい。
本発明においては、さらに、膨張材や、フライ
アツシユなどのポゾラン類を、セメント質の一部
として使用することにより、よりその効果を発揮
することが可能である。
膨張材は、金属製フレーム等への密着及び収縮
低減に効果があり、生石灰系、生石灰−セツコウ
系及びカルシウムサルホアルミネート系等の膨張
材が有効である。具体的には、電気化学工業(株)製
商品名「CSA＃20」や小野田セメント(株)製商品
名「エクスパン」などがある。
膨張材の使用量は、セメント質と膨張材の合計
100重量部に対し、20重量部以下が好ましく、２
〜15重量部がより好ましい。
また、フライアツシユの使用は強度性状をそこ
なわずに流動性を改良する意味で、また、長さ変
化を少なくするという意味で有効である。
フライアツシユは、球形の物が最も適してお
り、その使用量は、強度の面から、セメント質と
フライアツシユの合計100重量部に対し、30重量
部以下が好ましく、５〜25重量部がより好まし
い。
さらに、本発明では、加工機体として作用する
引張り荷重や曲げ荷重に対する補強材として、鉄
筋や鉄骨を使用することは好ましい。また、加工
機体の表面保護や機械類のとりつけ用として、金
属製フレームを使用することはより好ましく、そ
れ相応の効果を発揮するものである。
前記各材料を用いた加工機体は、通常次のよう
に製造することが可能である。
本発明において、金属製フレームを使用する場
合は金属製フレームを、また、金属製フレームを
使用しない場合は、所定の形状の型枠を用意す
る。必要ならば鉄骨又は鉄筋などもあかじめ設置
する。
各材料は、ミキサーなどにより均一に混練す
る。混練方法は、特に制限されるものではなく、
全材料を同時に添加し混合する方法、例えば、超
微粉と減水剤を除く材料をあらかじめ混練し、こ
れに超微粉と減水剤を添加して再混練する方法な
どの分割混練方法などが可能である。ミキサー
は、特に制限されるものでなく、通常のものが使
用可能である。
こうして均一に混練した材料を流し込み、注入
及び圧入等の方法で、また、必要によつてはバイ
ブレーターなどを併用し、先に用意した金属製フ
レーム又は型枠内で成形し、常温常圧下、高温常
圧下又は高温加圧下等の条件で硬化し加工機体と
する。
〔実施例〕
以下、実施例をあげ本発明をさらに詳しく説明
する。
実施例 １
図面に示すような研削盤機体の形状を、５mm厚
の鉄筋フレームで製作し、その内部に表−１に記
載の配合の混練物を各々打設し、バイブレーター
を併用し成形した後、外気中で３ケ月間放置し、
硬化させた。
この硬化体の材令３ケ月の圧縮強度及び研削盤
機体各部での平均的な振動減衰特性を測定した。
結果を表−１に併記する。
振動減衰特性の測定は、前記研削盤機体に
0.4KWのモータを設置し、これに密度3.1、φ15
×長さ30cmの研削と石を設置し、約1400rpmの定
常回転とした時の各部での振動を検出し、同様の
寸法の鋳物製の研削盤機体との振幅比として示し
た。
なお、表−１に示す配合のコンクリートで、同
様に、φ60×400mmの供試体を作成し、対数減衰
率を測定したが、いずれも、鋳物製と比べ、10倍
程度良好であり、表−１に示される配合の違いに
よる大差は認められなかつた。
＜使用材料＞
セメント：電気化学工業(株)普通ポルトランドセメ
ント
超微粉：シリカフラワー、フエロシリコン製造時
のシリカダスト、平均粒径0.1μ
減水剤：電気化学工業(株)商品名「FT−500」、主
成分アルキルナフタレンスルホン酸ホルムアル
デヒド縮合物の塩、有効成分換算で使用
骨材Ａ：川砂、相膜川産、５mm下、モース硬度５
〜5.5
Ｂ：硅砂、５mm下、モース硬度７
Ｃ：コランダム砂、５mm下、モース硬度９
膨張材Ｄ：電気化学工業(株)商品名「CSA＃20」
Ｅ：酸化カルシウム焼成品、88μ下
フライアツシユ：火力発電所フライアツシユ、比
重2.35
[Industrial Application Field] The present invention relates to a composition for a processing machine body, and more particularly, to a processing machine body using a cement-based material as a binder, which suppresses deterioration of processing accuracy due to vibrations generated from the power part of the processing machine during processing operations. composition for use. [Conventional technology and its issues] Processing machines include grinding machines, machining centers,
It refers to the bed of machine tools such as milling machines and lathes, and conventionally, it has generally been made of cast metal or steel plate. These machine tools are usually large, about 1 to 10 m in size, but the required processing accuracy is extremely high, on the order of 1/1000 mm or less, and it is difficult to use during processing. The problem was that the generated vibrations had a negative effect on machining accuracy, making it impossible to achieve the high precision that was targeted. This is because the vibration damping rate of the castings, steel plates, and other metals used in the machining machine body is as low as 1 to 3 x 10 -3 in terms of logarithmic damping rate. This is because it is widely transmitted throughout the aircraft. Therefore, in order to prevent vibrations from being widely transmitted throughout the processing machine, a prototype processing machine has been made using resin concrete, a material with a vibration damping rate about 10 times higher than that of metal, but its elastic modulus is small and , dimensional stability was an issue due to large creep. It was also considered to use cement concrete, which has a vibration damping rate of 10 to 30 times that of metal.
In addition to lack of strength, cracks and chips occur, and the dimensional changes due to moisture absorption are large. Therefore, even if good results were obtained with a small test piece made of cement concrete, it was not satisfactory for a large processing machine. On the other hand, it is known that high-strength concrete can be made by using ultrafine powder and a high-performance water reducing agent in cement (Japanese Patent Publication No. 500863/1983), but there is no mention of such a processing machine. . The present inventors conducted various studies with the aim of providing a composition for processing machines that uses inexpensive cement concrete, suppresses harmful vibrations, and has sufficient strength as a processing machine. As a result, by using a specific composition, the vibration damping rate can be increased to about 30 to 60 x 10 -3 in terms of logarithmic damping rate.
The present invention was completed based on the knowledge that concrete has sufficient strength and dimensional stability as a processing machine, even though it maintains a logarithmic attenuation rate comparable to that of conventional concrete. [Means for Solving the Problems] That is, the present invention is a composition for processing machines containing cementitious material, ultrafine powder, a high performance water reducing agent, water, and aggregate. The present invention will be explained in detail below. As the cementum according to the present invention, various Portland cements such as normal, early strength, super early strength, white, etc. are usually used. In addition, low heat cements such as medium heat and blast furnace cements, cements containing pulverized blast furnace slag powder more than blast furnace cements,
It is also possible to use sulfate-resistant cement, etc. Further, the ultrafine powder according to the present invention is a powder with an average particle size of 1 μm or less, and although there are no particular restrictions on the composition, it is not preferable that it is easily soluble in water. In the present invention, silica dust (silica fume), which is a by-product when manufacturing silicon, silicon-containing alloys, and zirconia,
and siliceous dust are preferred. It is also possible to use calcium carbonate, silica gel, opalescent silica, titanium oxide, aluminum oxide, and the like. The amount of ultrafine powder to be used is preferably 5 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of cement from the viewpoint of fluidity and moldability. Furthermore, the high-performance water reducing agent (hereinafter simply referred to as a water reducing agent) according to the present invention is a surfactant that has a large dispersing power without causing too much delay in setting or excessive air entrainment even when added to cement in large amounts. Examples include salts of melamine sulfonic acid formaldehyde condensates, salts of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensates, high molecular weight lignin sulfonates, polycarboxylate salts, and the like as main components. The standard usage amount of water reducing agent is 0.3~ for cement.
Although the amount is 1% by weight, in the present invention, it is desirable to add it in a larger amount, preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of cementum. Although ordinary sand or gravel can be used as aggregate, using hard aggregate improves strength and elastic modulus.
In turn, it is extremely effective in reducing vibrations. As the hard aggregate, those selected according to the criteria of Mohs' hardness of 6 or more, preferably 7 or more, or Knoop indenter hardness of 700 Kg/mm 2 or more can be used. Examples of materials that meet this criterion include silica, pyrite, hematite, magnetite, yellow jade, lawsonite, corundum, fenasite, spinel, curbstone, gold curbstone, tourmaline, granite, andalusite, cross stone,
Examples include zircon, calcined bauxite, boron carbide, tungsten carbide, ferrosilicon nitride, silicon nitride, fused silica, fused magnesia, and silicon carbide. Add water to the above ingredients to obtain a kneaded product. The amount of added water is preferably 12.5 to 30 parts by weight, and more preferably 15 to 27 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cement. In the present invention, it is possible to further exhibit the effect by using an expanding material or a pozzolan such as fly ash as a part of the cementum. The expanding material is effective in adhering to the metal frame and reducing shrinkage, and expanding materials such as quicklime-based, quicklime-setsukou-based, and calcium sulfoaluminate-based materials are effective. Specifically, there are products such as "CSA#20" manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. and "Expan" manufactured by Onoda Cement Co., Ltd. The amount of expansion material used is the total of cement and expansion material.
It is preferably 20 parts by weight or less per 100 parts by weight, and 2 parts by weight or less.
~15 parts by weight is more preferred. Furthermore, the use of fly ash is effective in improving fluidity without impairing strength properties and in reducing changes in length. A spherical fly ash is most suitable, and from the viewpoint of strength, the amount used is preferably 30 parts by weight or less, more preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cement and fly ash. Furthermore, in the present invention, it is preferable to use reinforcing bars or steel frames as reinforcing materials against the tensile load and bending load acting on the processing machine body. Further, it is more preferable to use a metal frame for protecting the surface of the processing machine and for mounting machinery, and the metal frame exhibits corresponding effects. A processing machine using each of the above-mentioned materials can usually be manufactured as follows. In the present invention, if a metal frame is used, a metal frame is prepared, or if a metal frame is not used, a formwork of a predetermined shape is prepared. If necessary, install steel frames or reinforcing bars in advance. Each material is uniformly kneaded using a mixer or the like. The kneading method is not particularly limited,
A method of adding and mixing all the materials at the same time is possible; for example, a split kneading method is possible, such as a method in which the materials except the ultrafine powder and water reducer are kneaded in advance, and then the ultrafine powder and water reducer are added and kneaded again. . The mixer is not particularly limited, and any conventional mixer can be used. The uniformly kneaded material is then poured into a metal frame or formwork prepared earlier by methods such as injection and press-fitting, or if necessary using a vibrator, etc., and then molded at room temperature and pressure, and at high temperatures. It is hardened under conditions such as normal pressure or high temperature and pressurized conditions to form a processed machine body. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 The shape of the grinding machine body as shown in the drawing was manufactured using a 5 mm thick reinforcing frame, and the kneaded materials having the compositions listed in Table 1 were placed inside the frame, and after shaping using a vibrator. , left in the open air for 3 months,
hardened. The compressive strength of this hardened body after 3 months of age and the average vibration damping characteristics of each part of the grinding machine body were measured.
The results are also listed in Table-1. The measurement of vibration damping characteristics was carried out on the grinding machine body.
A 0.4KW motor is installed, and the density is 3.1, φ15
A grinding stone with a length of 30 cm was installed, and the vibrations at each part were detected when rotating at a steady speed of approximately 1400 rpm, and the amplitude ratio was shown as the amplitude ratio with that of a grinding machine body made of cast iron of similar dimensions. In addition, we similarly prepared specimens of φ60 x 400 mm using concrete with the composition shown in Table 1, and measured the logarithmic attenuation rate. No significant difference was observed between the formulations shown in 1. <Materials used> Cement: Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Ordinary Portland cement Ultrafine powder: Silica flour, silica dust from the production of ferrosilicon, average particle size 0.1μ Water reducing agent: Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Product name "FT-500" ”, main component is salt of alkylnaphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, calculated as active ingredient. Aggregate A: River sand, produced in the Aimu River, 5 mm thick, Mohs hardness 5.
~5.5 B: Silica sand, 5mm bottom, Mohs hardness 7 C: Corundum sand, 5mm bottom, Mohs hardness 9 Expanding material D: Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. trade name "CSA#20" E: Calcium oxide fired product, 88μ bottom fly ash :Thermal power plant fly assembly, specific gravity 2.35
【表】【table】
【表】
以上の結果から、本発明の研削盤機体の有効性
がわかる。実施例で膨張材を使用した実験No.１−
７と１−８は、鉄製フレームとの密着性が特に良
好であり、実験No.１−10と１−11も良好であつ
た。
また、圧縮強度の高いものほど磨耗に対する抵
抗性に優れていることがわかる。
実施例 ２
表−２に示す配合を用いたこと以外は実施例１
と同様に行つた。結果を表−２に併記する。[Table] The above results demonstrate the effectiveness of the grinding machine body of the present invention. Experiment No. 1 using an expanding material in the example
Test Nos. 7 and 1-8 had particularly good adhesion to the iron frame, and Experiment Nos. 1-10 and 1-11 also had good adhesion. It is also found that the higher the compressive strength, the better the resistance to abrasion. Example 2 Example 1 except that the formulation shown in Table 2 was used.
I went in the same way. The results are also listed in Table-2.
【表】
また、密着性の×は、コンクリートと鉄製フレームの
間に大きな隙間が有りで、○は無しである。
表−２から、本発明の研削盤は有効で、圧縮強
度の高いものほど摩耗に対する抵抗性が優れてい
ることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明の加工機体用組成物を使用することによ
り、振動減衰特性が良好で、金属との密着性や摩
耗抵抗性に優れ、強度も高く、高弾性率で、さら
には、急激な温湿度変化に対し長さの変化の少な
い加工機体の製造が可能である。
そして、このように製造された加工機体は、そ
の動力部より発生する振動が、加工機体中で共鳴
しないため、加工精度を高める効果を奏する。
また、従来の加工機体では、不足していた強度
や剛性が本発明の加工機体では著しく高いため、
部材の使用量を軽減することができ、さらには、
補強用鋼材料を最小限におさえるか又は使用せず
に加工機体とすることが可能となつた。[Table] Also, in adhesion, × means there is a large gap between the concrete and the steel frame, and ○ means there is no adhesion.
Table 2 shows that the grinding machine of the present invention is effective and that the higher the compressive strength, the better the resistance to wear. [Effects of the Invention] By using the composition for processing machines of the present invention, it has good vibration damping characteristics, excellent adhesion to metals and wear resistance, high strength, high elastic modulus, and It is possible to manufacture a processing machine whose length does not change much due to sudden changes in temperature and humidity. In the processing machine manufactured in this manner, vibrations generated from the power section do not resonate within the processing machine, and therefore the processing accuracy is improved. In addition, the strength and rigidity that conventional processing machines lacked are significantly higher in the processing machine of the present invention, so
The amount of parts used can be reduced, and furthermore,
It has become possible to create a processing machine body with minimal or no use of reinforcing steel materials.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
図面は、実施例の研削盤機体の斜視図である。
符号１……モーター取りつけ部、２……と石取
りつけ部、３……加工台。
The drawing is a perspective view of a grinding machine body according to an embodiment. Code 1... Motor mounting part, 2... and stone mounting part, 3... Processing table.