JPH0323249A - 繊維強化セメント製品の製造方法 - 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、繊維強化セメント製品の製造方法に関するも
のである， ［従来技術とその問題点］ セメントは鉄とともに建築、土木用の基礎資材であり、
現在わが国では年間７０００万トンほど使用されている
．セメントがこれほど大量に使われるようになったのは
、圧縮強度が大きいこと、耐候性に優れていること、水
と混合するだけで、容易に固化することなど優れた性質
に加えて、極めて安価なためである．しかしこのように
優れた性質を持つセメントにも引っ張り強度が低いとい
う問題があり、この問題を解決するために種々の方法が
検討されている．その一つにセメントを硝子繊維、炭素
繊維、アラミド繊維、ビニロン等の繊維で補強しようと
する試みが行われ、現在かなり実用化されている．中で
も最も実用化されているのは硝子繊維強化セメント（以
下単にＧＲＣという）で、建築物の内外装材、柱カバー
、梁カバー、防音壁、ケーブルトラフ、下水管、プラン
ター、欄干、ユニットトイレなど建築、土木の分野で広
く使われている． ＧＲＣの戒型法には、スプレー法、プレミックス法、モ
ルタルインジェクション法などがあり、一目的、用途に
より各々使い分けられている．スプレー法は、モルタル
ポンプで圧送したセメントモルタルとロービングカッタ
ーで切断した硝子繊維をスプレーガンの異なった出口か
ら空気圧により吐出し、型枠面に到達せしめ、その後脱
泡ローラーにより押し固めるという方法で最も広く採用
されている．この方法は、熟練した技能工がスプレーガ
ンを操作し、ＧＲＣを層状に積層していくため強度が高
く、従って肉薄の複雑な形状をした付加価値の高い製品
を作る場合には最適であるが、厚肉製品あるいは比較的
単純な形をした製品、例えば板状製品を作る場合には、
手間がかかりすぎてコスト高となる．スプレー法におい
て吹き付け作業についてはロボットを導入することなど
により戒型コストを下げることは可能である．ところが
スプレー法における最大の問題は繊維とモルタルを空気
圧によって吹き付けることに起因する気泡の連行という
問題があり、ＧＲＣの品質は脱泡ローラーによる押し固
めの程度に左右されるといっても過言ではないところ、
ロボットではこの押し固めを満足して行うことが不可能
である。

近年ではトラバースするスプレーガンにより、連続的に
移動するコンベアー上の型枠に吹き付けるという自動ス
プレー法も実用化されているが、この方法においても脱
泡は人手に頼っているか、あるいは脱泡不十分の状態で
硬化させているというのが実情である． プレミックス法はモルタルと短繊維をミキサーで予め混
合した後、所定の型枠に流し込む方法で、一般には流し
込んだ後振動が加えられる．この方法はスプレー法に比
べて省力化が可能で、その分成型コストは安いが、繊維
が３次元ランダムに配向しているため補強効率が低く、
また混練中に繊維が傷付けられることにより、得られる
ＧＲＣの強度はスプレー法のおよそ半分である．従って
建築物の外壁材、とりわけカーテンウ才−ルパネルのよ
うに、万一の場合大事故につながるおそれのある部位に
は適用できない．またプレミックス法における別の問題
は、繊維を数パーセント混入したプレミックスモルタル
がプレーンモルタルに比べて極端に流動性が悪いという
ことである．これはプレミックスモルタルを型枠に供給
する際に、また型枠の隅々にまでプレミックスモルタル
を行きわたらせる場合に大きな問題になる．プレミック
ス法ではこれを解決するためにどうしても水／セメント
比を大きくせざるを得ず、ＧＲＣの物性を一段と低下さ
せる原因になっている．モルタルインジェクション法は
型枠に硝子繊維コンテイニアスストランドマットを装着
し、型枠を密閉してモルタルを圧入する方法である．こ
の方法で使用するのはプレミックスモルタルではなく、
ブレーンモルタルであるため、型枠への供給は容易であ
り、またセメンｌ・モルタルの含浸は圧入により容易に
達戒されるなど先記のプレミックス法における問題点は
解消される．しかしながらモルタルインジェクション法
においてはＧＲＣ製品に占める型枠代の比率が高いと共
に高価な密閉式の型枠を導入しなければならず、成型コ
ストを機械化、省力化により低減できてもトータルコス
トとしては従来のスプレー法、プレミックス法と何ら変
わらないという結果を招く。またこのように密閉式型枠
を用いた場合、セメントモルタルの打設、含漫の状況が
観察あるいは確認できないため、オープン型枠では、事
前に防ぎ得るような欠陥が密閉式型枠では脱型後に現れ
るという事態も発生する． そこで、本発明者等は上述したＧＲＣ製品の各製造方法
の欠陥を解消した新たな製造方法を特開昭６４−１１８
０５号として提案した．この特開の製造方法は繊維を均
一に分散せしめ、バインダーで相互に接着せしめて成る
少なくとも厚さが５１、嵩密度が０．　Ｉｇ／ｃｍ以下
の繊維マットを型枠面に載置する工程、セメントモルタ
ルを打設する工程、振動を加えることにより繊維マット
にセメントモルタルを含浸せしめる工程、セメントモル
タルを硬化せしめる工程を含むことを特徴とする繊維強
セメント製品の製造方法である． 該特開の製造方法によれば繊維マットの嵩密度を０．Ｉ
ｇ／ｃｓ以下に選択し、繊維間に一定の空隙をもたすこ
とによって繊維マット中におけるセメントモルタルの不
均一分布の解消を図っている．しかしながら上記嵩密度
の繊維マットでは、比較的小さな粒径の珪砂は容易に繊
維間を通過するが、粒径の大きな珪砂あるいは粒径が小
さくても凝集している珪砂は目詰まりをおこして繊維マ
ット中を浸透し難くなり、珪砂が繊維マットの上層部に
堆積しやすくなると共に内部にはセメントモルタルが含
浸されない部分、所謂巣が発生する．そこで、振動工程
を長くしたり、あるいは振動幅を大きくしたりすること
によって珪砂の繊維マット下層部への移動を図っても所
詮上層部と下層部とでセメントモルタルの分布に偏りが
生じる結果となり、硬化後のＧＲＣ製品の上層部と下層
部とで強度が異なり、設計どおりの製品が得られ難いと
いう問題がある．またこのように振動工程を長くしたり
、振動幅を大きくしたりすればタイルを型枠面と繊維マ
ットの間に配置してタイル貼りのパネルを製造する場合
にタイル同志が接触して破損が生ずる． 繊維マットへのセメントモルタルの含漫性を大きく左右
するのは珪砂の粒径てあるが、単に小さな粒径の珪砂を
選択して用いるだけでは良好な含浸性は得られない．す
なわち小さな粒径の珪砂を用いる場合、珪砂全体の表面
積が大きくなり、流動性が損なわれてしまうためである
．流動性を高めるためにはセメントモルタルの水の量を
多くすればよいが、水の量が増加するとＧＲＣ製品の乾
燥収縮が大きくなって反りが発生しやすく、また高強度
の製品が得られなくなる． ［発明の目的１ 本発明は先記した従来の問題点を解決するためなされた
ものでセメントモルタルの繊維マットへの含浸が速やか
に行われ、しかもＧＲＣ製品とした場合そりの発生がな
く、且つ高強度のＧＲ．Ｃ￥Ａ品の製造方法を提供する
ことを目的とするものである． ［問題を解決するための手段］ 本発明ＧＲＣ製品の製造方法は、小さな粒径の珪砂を用
いると共にセメントの凝集を抑制し、減水剤を多量に用
いることによって上記の目的を達成しようとするもので
、すなわち均一に分散するットを型枠面に設置する工程
、セメントモルタルを打設し振動を加えることにより繊
維マットにセメントモルタルを含浸させる工程、セメン
トモルタルを硬化させる工程を含み、該セメントモルタ
ルの原料組戒は、セメント１００重量部に対して珪砂５
０〜１５０重量部、水３ａ〜５０重量部、減水剤０．８
〜３重ＩｊＬ部から構成され、さらに該珪砂は平均粒径
が２００μ鵬以下で、且つ１０５μｍの篩を通過する粒
子が全体の２０重量％以上を占めることを特徴とする． ［作用］ 本発明に使用する繊維マットは繊維が面内方向？一に分
散し、相互にバインダーで接着させて横成したものであ
る．繊維を接着させるためのバインダーの種類は特に限
定されないが、粉末状、液状のポリエステル樹脂、エボ
キシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エチレンｉ
３：酸ビニル樹脂、フェノール樹脂等が使用可能であり
５繊維に対し、３〜２０重量％の量が最適付着量である
．繊維はどのような種類の繊維でも使用できるが、安価
で作業性が良好であって、しかも耐アルカリ性の潰れた
ＺｒＯ■含有の耐アルカリガラス繊維を用いるのがより
大きくなると、セメントモルタルをマットに速やかに含
浸させることが不可能となる．マットの厚さは５■園以
上であることが望ましく、５〜２５同の肉厚が最適であ
る．しかし、マットの肉厚はＧＲＣ製品として必要な肉
厚から決定されるものであり、ここで５ＩＩＩ１以上と
したのは５ｍ一未満であると曲げ応力が働いた場合たわ
みが太き〈、これが原因で亀裂が生ずると建材として問
題があるからである． 次にセメントモルタルの原料組成及び珪砂粒度分布の限
定理由を説明する．なおここでいう重量部はセメント１
００重量部に対する値である．珪砂は骨材として添加さ
れるものであり、５０重量部未満であると、硬化後、Ｇ
ＲＣの収縮量が大きく、製品の反りや、クラックが発生
し易い．１５０重量部以上では繊維の補強効率が悪くな
るのでＧＲＣの強度が低くなる．また珪砂の平均粒径が
２００μｍより大きく且つ１０５μｍの篩を通過する粒
子が２０重量部以下であるとセメントモルタルが繊維マ
ットに十分含浸せず、ＧＲＣ中に未含浸部分の巣が発生
する． 水が３０重量部以上の時はセメントモルタルが繊維マッ
ト中に含浸せず、５０重量部以上では硬化後のＧＲＣの
収縮量が大きくなり、反り、クラックが発生するので強
度が弱くなる． 減水剤は、セメントの凝集を抑制すると作用を有するも
のであり、これを０．８重量部以上混合することによっ
て小さな粒径の珪砂を選択し′て用いた場合でも水を多
量用いることなく、セメントモルタルの繊維マットへの
含浸性を良くすることができる。しかしながら３重量部
以上用いるとセメントモルタルに成分分離がおこり、ま
たブリージングし易くなる． 本発明における振動方法としては、上部から加振する方
法、下部から加振する方法、横方向から加振する方法等
公知の振動方法はすべて可能であるが、好ましくはテー
ブル振動機により垂直振動を加えること、更に好ましく
はテーブル振動機により水平方向の方向性例えばテーブ
ル振動機の中央部から外端部に向かうような方向性を有
する垂直振動を加えるのが好適である．水平方向の方向
性を有する垂直振動が好ましい理由は、予め型枠に載置
した繊維マットの上にセメントモルタルを打設し、振動
を加えて成形する場合、一旦繊維マットの中に入ったセ
メントモルタルは、通常の振動によっては横方向に拡が
り難く、テーブル振動機の垂直振動に水平方向の方向性
を付与した方がセメントモルタルを横方向に動かしやす
いからである． 本発明において、セメントとはボルトランドセメント、
アルミナセメント、高炉セメント、速硬性セメント、低
アルカリ性セメント等公知のセメントを包含する．また
セメントモルタルを硬化せしめる工程は、室内養生、水
中養生、スチーム養生公知の硬化方法を包含する． ［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない．ＧＲＣ板は次のよう
はして作製した．分ｗｉｔＪｉ方式のテーブル振動機の
上にスチール製の型枠を載せ、その型枠内に長さＩＯｃ
日の耐アルカリ性ガラス繊維をポリエステル樹脂で相互
に接着させてなる第　　１　　表 以　　下　　余　　白 木花王社製　『マイテイ１５０Ｊ　　（商品名）次に上
記第ｌ表の珪砂を用いた第２表のセメントモルタルを用
意し、マットに過不足なく充填する量のセメントモルタ
ルを投入した後、３６００ｒｐｍの振動を１分間加えて
ＧＲＣ板を作った．翌日脱型漫セメントモルタルの含浸
の程度を観察し、また材令２８日後におけるＧＲＣ板の
曲げ強度を測定した．それらの観察及び測定の結果を第
２表下欄に示す． 第２表に示す結果から本発明の実施例１〜５（，ｔ［発
明の効果］ 以上説明した本発明の繊維強化セメントの製造方法によ
れば繊維マットへのモルタルセメントの含漫が良好とな
り、反りの発生がない高強度のＧＲＣ板を製造できる．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）均一に分散する繊維をバインダーで相互に接着さ
   せてなる、少なくとも厚さが５ｍｍ、嵩密度が０．１ｇ
   ／ｃｍ以下の繊維マットを型枠面上に設置する工程、セ
   メントモルタルを打設し、振動を加えることにより繊維
   マットにセメントモルタルを含浸させる工程、セメント
   モルタルを硬化させる工程を含み、該セメントモルタル
   の原料組成は、セメント１００重量部に対して珪砂５０
   〜１５０重量部、水３０〜５０重量部、減水剤０．８〜
   ３重量部から構成され、さらに該珪砂は平均粒径が２０
   ０μｍ以下で、且つ１０５μｍの篩を通過する粒子が全
   体の２０重量％以上を占めることを特徴とする繊維強化
   セメント製品の製造方法。