JPH0416571A - 軽量セメント材とその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、建築物の不燃化、断熱・省エネルギー化、防
音化のために用いる軽量セメント材及びその製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 近年、建築物の不燃化、断熱・省エネルギー化、防音化
への要望か強くなっており、それに適応した建築用部材
か求められている。特に、都市部の建築物や公共施設等
においては、法規制等により使用部材が厳しく制限され
ている。

又、施工の面からは短工期化、作業者の負担軽減、熟練
工の不足等の対策から、建築用部材の軽量化、ボード・
パネル化が進められている。

ところが上布されている軽量セメント板は、強度、防火
性に優れ、建築材料として多く用いられているが、製品
重量が重く、取扱施工性の面で課遅かある。更に断熱性
能は有機質材料に比較して劣る。一方、発泡スチロール
成形品等の製品は軽量で断熱性能に優れ、建築、産業資
材に多く用いられている。しかし、同材料は強度、耐熱
性に劣る欠点がある。特に有機材料であるので、着火、
易燃性、燃焼継続性が大きい。

このような状況の中で、セメント等の水硬性物質に、軽
量・断熱性にすぐれた発泡合成樹脂粒子を混入使用する
ことにより、より軽量で断熱性、防音性、防火性に優れ
た軽量コンクリートの製造法が提案されている（例えば
特公昭５４−１１８１４号公報参照）。

［発明が解決しようとする課８］ 上記従来の軽量コンクリート材は、発泡合成樹脂粒子を
コンクリート内に均一に混合、分散させることを狙って
いるが、水硬性結合材が完全に凝固する前に型枠内に充
填し、その後に水分を与えて凝固させて製造する方法を
採っているために、次のような問題がある。すなわち、
水硬性結合材は完全凝固していないために凝固強度が弱
く、これを型枠内に入れてから、水分を与えると、型枠
上部にある発泡合成樹脂粒子に付着している水硬性結合
材は型枠下方に流され、これによって製造された軽量セ
メント材は型枠の上部と下部とでは構成が異なり、強度
等の特性も不均一なものが生じる可能性がある。

この現象を避けるためには、噴霧等で均一に少しずつ水
分の添加を行って、型枠上部の水硬化結合材の流失を押
えながら、徐々に凝固させていく必要があるが、凝固に
必要な水分を型枠下部にまで均一に浸透させるには長時
間必要となり、生産性が低下する。

又、この方法では型枠に充填された発泡合成樹脂粒子は
、粒子間に多数の空隙を有する充填状態にあり、このよ
うな状態においては添加された水分は付着した水硬性結
合材粉末を湿潤するだけでなく、空隙部に保水されるた
めに、型枠下部の水硬性結合材粉末を凝固させるには規
定以上の水分を型枠上部から添加する必要か生じてくる
。このような水分添加方法では、型枠上部の水硬性結合
材粉末は硬化に最適な水分量以上の水分が存在する条件
で凝固するために強度等の良好な特性は得られない。更
に、上記の製造方法では、意図的に均一な連続した空隙
を形成することはできなく、均質な製品が得られないと
いう問題がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上の点を改善するもので、その第一発明は
、多数の発泡合成樹脂粒子を均一に、しかもそれぞれの
発泡合成樹脂粒子が互いに全く接触することのない状態
で内包し、各発泡合成樹脂粒子の表面は接着材層及び外
層のセメント硬化層で構成され、それぞれの発泡合成樹
脂粒子の外層のセメント硬化層は、互いに隣接のセメン
ト硬化層と点や面で三次元的に接合硬化し、その接合部
以外には略均一的に形成された空隙部が存在し、かつ、
この空隙部は三次元的に連通する構造を有する軽量セメ
ント材である。

すなわち、この構成を第１図によって具体的に説明する
と、ｌは発泡スチロールビーズ等の発泡合成樹脂粒子で
、各粒子の表面には接着材２層を介してポルトランドセ
メントの如き水硬性のセメント硬化層３が形成されてお
り、かつセメント硬化層３は互いに隣接するセメント硬
化層３と点や面で三次元的に接合硬化しており、その接
合部以外には空隙部４か存在していて、それら空隙部４
は三次元的に連通した構造となっている。

又、第二発明は、接着材層及びその表面に外層のセメン
ト硬化層で構成され、前記接着材層内に独立空隙部が形
成されてなる多数の球状粒子のそれぞれの外層のセメン
ト硬化層は、互いに隣接のセメント硬化層と点や面で三
次元的に接合硬化し、その接合部以外には略均一的に形
成された空隙部か存在し、かつ、この空隙部は三次元的
に連通ずる構造を有することを特徴とする軽量セメント
材である。

すなわち、この構成を第２図によって具体的に説明する
と、接着材２層の表面には、ポルトランドセメントの如
き水硬性のセメント層３が形成され各粒子を構成し、か
つ各粒子のセメント硬化層３は互いに隣接するセメント
硬化層と点や面で三次元的に接合硬化しており、その接
合部以外には空隙部４が存在していて、それら空隙部４
は三次元的に連通した構造となっている。又、各粒子の
接着材２層の内部には前記第１図における発泡合成樹脂
粒子１が溶融収縮により溶融樹脂粒子１２が形成され、
接着材２層と溶融樹脂粒子との間には独立空隙部１１か
存在する構造となっている。

又、第三発明は、発泡合成樹脂粒子の表面に含水性の接
着材を塗布し、更にその表面に前記接着剤に含有された
水分にて完全に湿潤され得るよりも多いセメント粉末を
付着させて、セメント粉末で全表面が被覆され、互いに
分離独立して流動性を有する発泡合成樹脂粒子を形成し
、次に前記発泡合成樹脂粒子の全表面に被覆されたセメ
ント粉末を、前記接着剤に含有された水分により凝結硬
化させて硬質のセメント被膜を形成させた後、更に表面
の未凝結のセメント粉末を凝結硬化させるのに十分な量
の水分を与えて均一に混合し、これを型枠内に充填し、
加圧、成形して、各粒子間に三次元的に連通ずる空隙部
が存在するように一体的に硬化させる軽量セメント材の
製造方法である。

この方法を第３図（イ）〜（ハ）に基づいて説明すると
、まず、（イ）に示すように一つ一つの発泡合成樹脂粒
子ｌの表面に含水性の接着材２を薄く塗布し、ついで（
ｌｌＩ）に示す如くその全表面をポルトランドセメント
の如き水硬性のセメント粉末５をもって被覆し、互いに
分離独立して流動性を有する粒子とし、所定時間経過さ
せることによって、第３図（Ｉ・）に示す如く、セメン
ト粉末５は接着材２中の水分により、接着材との接触部
分から前記水分がいきとどく部分までを凝結型に完全硬
化して、硬質のセメント被膜５°及びその表面に僅かに
接着材中の水分がいきとどかないで水分と未反応の未凝
結のセメント粉末５か残るようにする。このような処理
した材料をプレミックス材と称する。

ついで、粒子表面の水分と未反応の未凝結のセメント粉
末５を凝結硬化させるのに十分な水分を該粒子に与えて
均一に混合する。この水分を与える手段としてはいくつ
かの方法かある。

これを第４図ないし第７図に例示するが、必すしもこれ
らに限定されるものではない。

すなわち、第４図は撹拌槽６内に撹拌翼７を配設し、内
部にプレミックス材Ｍを装入して、これを撹拌翼７て撹
拌しながら、槽上力より水供給管８によって、必要水分
を噴霧する。第５図は撹拌ｊ！７を撹拌ＷＩ６の下方か
ら駆動するように構成し、上方の水供給管８より必要水
分を一面に噴霧するものである。第６図はプレミックス
材Ｍの供給管９の途中に水供給管８を配設し、供給管９
内で必要水分を付与するものである。第７図はプレミッ
クス材Ｍの供給にベルトコンベアＩＯを用い、そのベル
トコンベア１０上のプレミックス材Ｍに水供給管８より
必要水分を噴霧するものである。

このように水分を付与したプレミックス材Ｍを所望型枠
内に充填し、加圧成形を行い、これを凝結硬化させるこ
とにより所望軽量セメント材を得る。

このようにプレミックス材Ｍを予めつくって用いること
により、均一な品質の製品を得ることができる。

本発明は又、第８図（イ）及び（＋１に示すように上記
により得られた軽量セメント材を内包する発泡合成樹脂
粒子が溶融、収縮する温度にて処理することにより、発
泡合成樹脂粒子のあとに独立空隙部を均一に形成せしめ
ることにより、独立空隙部と三次元的に連通する空隙を
同時に均一に具有する多孔質軽量セメント材（第２図参
照）を得る。二のような加熱処理は高温高圧蒸気釜内で
、製品の養生とともに行うとよい。

［実施例コ 直径１〜２ｍｓで２０ｇ／　５１の嵩比重を有する発泡
ポリスチレン粒子を用い、この粒子ＩＩ（［１に固形分
として４５％のエチレン−酢酸ビニルを含有するエマル
ジョン１．８ｋｇを加え、撹拌機により均一混合し、各
粒子の表面に均一な厚みの接着材層を形成した。これに
セメント７．８ｋｇ　、珪砂７゜８ｋｇ　、石灰１．８
ｋｇを予め均一に混合した粉末を添加し、それぞれの粒
子が互いに分離独立して流動性を有する状態にし、これ
を２週間密封容器に貯蔵した。

このようにして作製したプレミックス材を混合撹拌用の
容器に移し、撹拌しながら３９の水を少しずつ噴霧しな
がら加え、各粒子表面のセメント層を均質に湿潤させた
。

これを１１Ｘ　２ｇＸ　３ｃｍの樹脂性型枠に充填し、
上方から成形板を使用して製品厚みか２ｃａ＋になるよ
うに圧縮成形し、このまま凝結、硬化させた。３日後に
取り出し、更に２週間室内で養生したところ嵩比重０．
３５、圧縮強度１５ｋｇ／ｃｍ２の均質な軽量セメント
板が得られた。

この軽量セメント板の熱伝導率をＪＩＳ−＾−１４２０
（住宅用断熱材の断熱性能試験方法）にしだがって測定
したところ、０．０８Ｋｃａｌ／ｍ２ｅ　ｈ　・”Ｃと
断熱性に優れた結果が得られた。

実施例２ 実施例１により得られた軽量セメント板を１８０℃の高
温高圧飽和蒸気釜内で１８時間熱処理を行い、取り出し
後に乾燥して、前記の方法で熱伝導率を測定したところ
、０．０６Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ・℃と処理前より良好な
断熱性能結果が得られた。

因みに従来の硬質木片セメント板は嵩比重０．９、熱伝
導率０．１３Ｋｃａｌ／ｓ２すｈ　−”Ｃ、ポリスチレ
ンフオームは嵩比重０．０３、熱伝導率０．０３０Ｋｃ
ａｌ／ｓ２・ｈ　＊　”Ｃ１空気の熱伝導率は０．０２
２Ｋｃａ１／ｍ２・ｈ・℃である。

［発明の効果］ 本発明軽量セメント材は、構成内容の大部分が不燃性の
セメント材であり、かつ、略均−に内包する発泡合成樹
脂粒子あるいは、その溶融収縮物の個々は、不燃性のセ
メント硬化層により隔絶され、断熱性の良好な空孔（空
気）中に存在するような多孔質構造のために断熱性能か
一層良好となり、更に着火、易燃性、焼結継続性も改善
され、防火性に優れた製品となる。又、略均−で三次元
的に連続した空隙と、セメント硬化層により隔絶された
多数の独立空隙を存する非常に多孔質な構造であるため
、二の軽量セメント材はエネルギー減衰能力が大きく、
騒音の防音性能も高い。

更に、本発明の製造方法では、プレミックス材を用いる
ため、セメント材の偏在かな（、全体的に均一に均質な
軽量セメント材を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軽量セメント材の構成の説明図、第２
図は本発明の他の軽量セメント材の構成の説明図、第３
図は各粒子の製造工程における態様の説明図、第４〜７
図はプレミックス材に水分を添加する態様の説明図、第
８図は各粒子の製造工程における態様の説明図をそれぞ
れ示す。 ■・・・発泡合成樹脂粒子、２・・・接着材、３・・・
セメント硬化層、４・・・空隙部、５・・・セメント粉
末、５°・・・セメント被膜、６・・・撹拌槽、７・・
・撹拌翼、８・・・水供給管、９・・・供給管、１０・
・・ベルトコンベア、１１・・・独立空隙部、１２・・
・溶融樹脂粒子、Ｍ・・・プレミックス材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の発泡合成樹脂粒子を均一に、しかもそれぞ
   れの発泡合成樹脂粒子が互いに全く接触することのない
   状態で内包し、各発泡合成樹脂粒子の表面は接着材層及
   び外層のセメント硬化層で構成され、それぞれの発泡合
   成樹脂粒子の外層のセメント硬化層は、互いに隣接のセ
   メント硬化層と点や面で三次元的に接合硬化し、その接
   合部以外には略均一的に形成された空隙部が存在し、か
   つ、この空隙部は三次元的に連通する構造を有すること
   を特徴とする軽量セメント材。
2. （２）接着材層及びその表面に外層のセメント硬化層で
   構成され、前記接着材層内に独立空隙部が形成されてな
   る多数の球状粒子のそれ ぞれの外層のセメント硬化層は、互いに隣接のセメント
   硬化層と点や面で三次元的に接合硬化し、その接合部以
   外には略均一的に形成された空隙部が存在し、かつこの
   空隙部は三次元的に連通する構造を有することを特徴と
   する軽量セメント材。
3. （３）発泡合成樹脂粒子の表面に含水性の接着材を塗布
   し、更にその表面に前記接着剤に含有された水分にて完
   全に湿潤され得るよりも多いセメント粉末を付着させて
   、セメント粉末で全表面が被覆され、互いに分離独立し
   て流動性を有する発泡合成樹脂粒子を形成し、次に前記
   発泡合成樹脂粒子の全表面に被覆されたセメント粉末を
   、前記接着剤に含有された水分により凝結硬化させて硬
   質のセメント被膜を形成させた後、更に表面の未凝結の
   セメント粉末を凝結硬化させるのに十分な量の水分を与
   えて均一に混合し、これを型枠内に充填し、加圧、成形
   して、各粒子間に三次元的に連通する空隙部が存在する
   ように一体的に硬化させることを特徴とする軽量セメン
   ト材の製造方法。
4. （４）請求項（３）の製造方法において、更に内包する
   発泡合成樹脂粒子を溶融・収縮させうる高温にて熱処理
   を施すことにより、発泡合成樹脂粒子のあとに多数の独
   立空隙部を均一に形成する多孔質軽量セメント材の製造
   方法。