JPH0489342A - 押出成形用セメント組成物 - 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、押出成形用セメント組成物に関し、詳しくは
、特に軽量で高強度であり、防火性、耐火性を有し、更
に、養生時間が短かく、床材、外装壁材、Ｍ根付等に好
適に用いることができる押出セメント成形硬化体を製造
するための押出成形用セメント組成物に関する。

（従来の技術） 近年、床材、外装壁材、屋根材等に押出セメント成形硬
化体が多く用いられるに至っている。

このような押出セメント成形硬化体は、従来、加水混合
したセメント材料を押出成形機中、真空脱気しながら、
バレルとスクリュー間で加圧してダイスに送り、高圧下
に成形し、これを養生することによって製造されており
、従って、得られるセメント成形硬化体は、緻密で高密
度を有する。

そこで、かかる押出セメント成形硬化体を軽量化するた
めに、押出成形用セメント組成物に無機軽量バルーンを
軽量骨材として配合することが知られている。しかし、
この無機軽量バルーンは、原料の混合混練時や、押出機
内で加えられる剪断応力によって容易に破壊するので、
従来、目的とする軽量の押出セメント成形硬化体を得る
ことが困難であった。

他方、従来、押出成形用セメン）＆［酸物には、押出成
形時の成形性、保形性及び硬化後の機械的強度を改善す
るために、多量のアスベストが配合されている。しかし
、アスベストは発癌性を有し、健康及び環境保全の観点
から、その使用が法的に規制されるに至っている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、従来の押出成形用セメントｍ酸物における上
記した問題を解決するためになされたものであって、ア
スベストを含まず、軽量高強度で、防火性、耐火性を備
えた異形断面を有するセメント押出成形硬化体を得るた
めの押出成形用セメント組成物を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明による押出成形用セメント組成物は、セメントと
補強繊維と繊維状保水剤と増粘剤とを主成分として含有
する押出成形用セメント組成物において、セメント１０
０重量部に対して、水酸化アルミニウム０．５〜１００
重量部とウオラストナイト４５〜３００重量部と粒径５
Ｗ以下の弾性を有する軽量骨材０．１〜２０重量部と無
機軽量骨材０〜１００重量部とを含有することを特徴と
する。

本発明において、セメントとしては、ポルトランドセメ
ント、高炉セメント、アルミナセメント等が用いられる
。

補強繊維としては、従来、押出成形用セメント組成物に
用いられている任意のものが用いられ、このような補強
繊維として、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維を含むポリビニ
ルアルコール繊維等の有機合成繊維が好適に用いられる
。また、炭素繊維も用いられる。このような補強繊維は
、セメント１００重量部に対して、通常、１〜２０重量
部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。

同様に、繊維状保水剤も、従来より知られているものが
適宜に用いられる。このような繊維状保水剤としては、
例えば、パルプ、木粉、麻繊維、木綿や、これらの繊維
屑を挙げることができる。

繊維状保水剤は、セメント１００重量部に対して、通常
、０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部の範
囲で用いられる。

また、増粘剤も、従来、知られているメチルセルロース
、カルボキシルメチルセルロース、ポリアクリル酸エス
テル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド
等が適宜に用いられる。このような増粘剤は、通常、セ
メント１００重量部に対して、０．５〜２０重量部、好
ましくは１〜５重量部の範囲で配合される。

本発明による押出成形用セメント組成物は、水酸化アル
ミニウムとウオラストナイトとを含有する。

この水酸化アルミニウムは、化学式Ａｌ（ＯＨ）３又は
Ａ１．０！・Ｈ２Ｏで表わされる物質を含有するもので
あればよいが、通常は、ボーキサイトを原料として製造
された粒径２００μｍ以下の粉体が用いられる。

水酸化アルミニウムは、成形体の性能を短時間で発現さ
せ、養生時間を短縮することができ、しかも、得られる
成形硬化体にすぐれた防火性や耐火性を与える。このよ
うな効果が発現するのは、水酸化アルミニウムが３００
℃付近で結晶水を解離して、多量の熱量を吸収する性質
を有するので、火災等の際の急激な温度上昇に対して、
材料の温度上昇を抑制し、火災時、材料の爆裂を有効に
防止するからである。

更に、水酸化アルミニウムは、ポルトランドセメントに
適量を配合することによって、早強性を与える。

本発明によれば、水酸化アルミニウムは、セメント１０
０重量部に対して、０．５〜１００重量部の範囲で用い
られる。０．５重量部よりも少ないときは、得られる成
形硬化体に上記したような防火性や耐火性を与える効果
に乏しく、他方、１００重量部を越えるときは、セメン
トの凝結が早すぎて、作業性が悪（、また、硬化後の強
度が低下する。特に、本発明においては、水酸化アルミ
ニウムは、セメント１００重量部に対して、３〜５０重
量部の範囲で用いるのが好ましい。

他方、ウオラストナイトは、化学式ＣａＳｉＯ３で表わ
されるカルシウムメタシリケートの針状乃至繊維状結晶
であって、珪灰石とも呼ばれている。

このウオラストナイトには、その結晶構造によってα型
とβ型とがあるが、本発明においては、特に、針状長柱
状の結晶構造を有するβ型であって、アスペクト比が５
以上のものが好ましく用いられる。

ウオラストナイトをセメント組成物に配合することによ
って、ウオラストナイトとセメントゲルがウオラストナ
イトの針状結晶に作用し、その相乗作用によって、得ら
れる成形硬化体を高強度とする。更に、ウオラストナイ
トは、後述する弾性軽量骨材のスプリングバックによる
製品表面の凹凸模様の現出を助ける作用を有する。

本発明によれば、ウオラストナイトは、セメント１００
重量部に対して、４５〜３００重量部の範囲で用いられ
る。４５重量部よりも少ないときは、上記した成形硬化
体の高強度化の効果に乏しく、更に、製品表面に不均一
な模様を現出させるおそれがある。しかし、３００重量
部を越えるときは、組成物の押出成形時、背圧が上昇し
、吐出変動を起こさせるので、安定した成形を行なうこ
とができない。

前述したように、本発明によれば、セメント組成物中に
水酸化アルミニウムとウオラストナイトとを併用するこ
とによって、得られる成形硬化体にすぐれた強度を与え
ることができる。更に、ウオラストナイトは、後述する
弾性軽量骨材のスプリングバックによる製品表面の凹凸
模様の現出を助ける作用を有する。特に、本発明によれ
ば、水酸化アルミニウム３〜５０重量部に対して、ウオ
ラストナイト４５〜２００重量部を用いることが好まし
い。

更に、本発明による押出成形用セメント組成物は、セメ
ント１００重量部に対して、軽量骨材として、弾性を有
する軽量骨材（以下、弾性軽量骨材という。）を０．１
〜２０重量部、好ましくは０゜１〜１０重量部と、無機
軽量骨材０〜１００重量部、好ましくは１〜１００重量
部とを含有する。

本発明において、上記弾性軽量骨材とは、粒径が５ｆｉ
以下、好ましくは嵩比重が０．８以下の粒子であって、
その形状が変形するまで加圧した後、開放するとき、弾
性回復（スプリングバック）する性質を有し、好ましく
は密閉された容器内で約１０ｋｇ／ｃ［ｌ！の水圧を加
えた後、大気中に開放したとき、粒子が分断破壊される
ことなく、全容積の約２０％以上が弾性回復するものが
望ましい。

このような弾性軽量骨材は、独立気泡体、多泡体、発泡
粒、バルーン、層状物等であってよ（、例えば、合成樹
脂発泡体やこの発泡体を粉砕した発泡粉砕粒が好適に用
いられる。例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、フェノール樹脂等からなる合成樹脂発泡体やその
粉砕粒が好適に用いられる。これら以外にも、例えば、
木材の粉末やチップ、繊維状物等も用いられる。

弾性軽量骨材の配合量が多すぎるときは、成形後のスプ
リングバックが大きくなり、成形体全体にひびや割れが
発生し、極端な場合には、成形体が崩壊する。従って、
弾性軽量骨材は、セメント１００重量部に対して、２０
重量部以下の範囲で用いられる。

無機軽量骨材も、粒径が５ｆｌ以下、嵩比重が０゜８以
下であって、火山灰やケイ酸質を含む天然石、砂、粉粒
体を軟化点付近の温度で発泡して得られるもの、例えば
、シラスバルーン、パーライトや、火力発電所、溶鉱炉
、燃焼炉、ボイラー等で生じるフライアッシュバルーン
等の軽量の粉体が好ましく用いられる。

本発明によれば、上記弾性軽量骨材と共に、軽量無機骨
材が併用され、これによって、押出成形機内での剪断応
力による組成物中の無機軽量骨材の破損が防止されるの
で、軽量のセメント成形硬化体を得ることができると共
に、弾性軽量骨材は、押出機内で加圧された後、金型か
ら押し出されたとき、スプリングバックして、成形体の
表面に自然な模様を形成する。

上記弾性軽量骨材と軽量無機骨材との配合割合は、目的
とする製品の比重と表面模様の濃淡の程度によって適宜
に選ばれるが、特に、本発明においては、セメント１０
０重量部に対して、粒径が５ｆｉ以下、嵩比重が０．５
以下の弾性軽量骨材０．１〜２０重量部、好ましくは０
．３〜１０重量部と、粒径５ｍ以下、比重０．８以下の
軽量バルーン１〜１００重量部とを併用するのが好まし
い。

本発明による押出成形用セメント組成物は、必要に応じ
て、充填材を含有していてもよい。充填材としては、例
えば、粒径１ｆｉ以下の無機骨材であって、ケイ砂、シ
リカ、火山灰、白土、シラス、ＡＬＣ等の粉砕物、これ
ら粉体の集塵粉、フライアッシュ等が用いられる。これ
らは、通常、セメント１００重量部に対して、２００重
量部以下、好ましくは１０〜１００重量部の範囲で用い
られる。

本発明による押出成形用セメント組成物は、上記した成
分の混合物にセメント１００重量部に対して水を２０〜
１００重量部加えて、混練することによって得ることが
できる。

このような組成物を通常の押出成形機で所要形状に押出
成形し、温熱養生することによってセメント硬化体を得
ることができ、その後、必要に応じて、乾燥、塗装等を
行なう。本発明の組成物によれば、硫酸カルシウムを含
有しているので、養生時間は、４０〜９０℃の温度下、
３〜２４時間、好ましくは６〜１２時間行なえばよく、
従来の押出成形用セメント組成物に比べて、養生時間が
短縮される。

（発明の効果） 以上のように、本発明の押出成形用セメント組成物は、
軽量骨材として、弾性軽量骨材を用いるので、通常は併
用する無機軽量骨材の押出機内での剪断応力による破損
が防止され、その結果、得られる成形硬化体は、軽量で
高強度を有する。また、得られる成形硬化体の表面には
、前記弾性軽量骨材のスプリングバックによって、自然
な凹凸模様を現出し、例えば、外壁材として好適である
。

更に、本発明による押出成形用セメント組成物は、水酸
化アルミニウムを含有するので、養生時間を短縮するこ
とができ、そのうえ、得られる成形硬化体にすぐれた防
火性や耐火性を与える。

また、本発明による押出成形用セメント組成物は、水酸
化アルミニウムと共にウオラストナイトを併用するので
、得られる成形硬化体は非常に高強度である。

また、アスベストを必須成分としないので、健康及び環
境保全の観点からも好ましい。

（実施例） 以下に実施例によって本発明を説明する。

実施例１〜７及び比較例１及び２ （組成物及び成形体の製造） 原料として、水と共に次のものを適宜選択して用いた。

セメント 日本セメント製普通セメント 水酸化アルミニウム 昭和電工製ハイジライ）　）Ｉ−１０（平均粒径５５μ
ｍ、純度９９．５％） 住人化学工業製Ｃ−１（平均粒径８５μｍ、純度９９．
８％） ウオラストナイト 上屋カオリン製ケモリットＡ−６０（粒径２５０μｍ以
下、アスペクト比３５） 弾性軽量骨材 積木化成品製発泡スチレンビーズ（粒径１鶴、嵩比重０
．０２５） 無機軽量骨材 ユニオン化成製フライアッシュバルーン、コルフロータ
−ＣＦＢ　（粒径４００μｍ以下、比重０．４０） 三機工業製サンキライトＹ−０２ 補強繊維 大和紡績製ポリプロピレンＰＺＬ　１２ＤＸ１０繊維保
水材 一興人製粉末パルプＨＰ−１０６（乾式パルプ）増粘剤 信越化学工業製メチルセルロース５Ｈ−３００００充填
剤 住人セメント製シリカ粉（ブレーン値１００００）間型
化工製フライアッシュ（ブレーン値３０００）第１表に
示す組成物の原料のうち、水を除く原料をアイリッヒミ
キサー（日本アイリッヒ製）を用いて、１１０００ｒｐ
で約２分間転式混合し、これに水を加えて、更に１００
０ｒｐｎ＋で約２分間湿式混合した。次いで、このよう
にして得た加水混合物をスクリュー押出型混練機（宮崎
鉄工製ＭＰ−１００型）に投入し、混練して、可塑性を
有する組成物を得た。

この組成物を真空押出機に投入し、成形体は、押出速度
に同調して移動するトレー上に移載しながら引取り、ト
レーとほぼ同じ長さに切断した後、相対湿度１００％、
温度７０℃で１２時間温熱養生して、断面の外側各辺長
さ２００ｆｉ、厚さ１５ｍｍ、長さ２ｍの断面り字型の
異形成形硬化体を得た。

（成形硬化体の強度評価） 上記成形体を長さ２０ａｏ、幅１５ａｍ、スパン間距離
１５ｃｍの支点上に載置し、ＪＩＳ　Ａ−１４０８（５
号試験片）の方法に準じて、曲げ破壊強度を測定して、
強度を評価した。

また、長さ４０ｃｍの前記同様の断面り字型の異形成形
硬化体をその角部が上になるように伏せて、中央角部に
重さ２ｋｇの茄子形状の錘を落下させ、角部の亀裂、破
断に至る限界の落下高さを測定して、耐衝撃強度を評価
した。

比重は、前記曲げ破壊強度の測定のための試験片と同じ
ものを用いて、試験片の重量と寸法を測定し、次式によ
って求めた。

比重−試験片の重量Ｘ１００／試験片の体積更に、成形
体の表面にアクリル系水性塗料を塗布し、乾燥後、表面
の凹凸模様の状態を目視で観察した。

成形硬化体の防火性は、ＪＩＳ　Ａ　１３２１に準じて
、１級加熱の条件下に表面試験（試験片厚さ１５ｔｌ、
２２０鶴Ｘ２２０ｍ）を行ない、試験時の爆裂の有無及
び試験終了放冷後に材料の亀裂の有無を観察した。

結果を第１表に示す。尚、比較例２においては、押出の
途中で金型からの流速が変動し、押出圧力も徐々に上昇
し、同時に押出速度が低下した。得られた成形体は高比
重を有し、また、その断面は、顕微鏡観察の結果、無機
軽量骨材が破壊されていることが確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントと補強繊維と繊維状保水剤と増粘剤とを
   主成分として含有する押出成形用セメント組成物におい
   て、セメント１００重量部に対して、水酸化アルミニウ
   ム０．５〜１００重量部とウオラストナイト４５〜３０
   ０重量部と粒径５ｍｍ以下の弾性を有する軽量骨材０．
   １〜２０重量部と無機軽量骨材０〜１００重量部とを含
   有することを特徴とする押出成形用セメント組成物。