JPH05105491A - セメント系軽量人工石及びその製造方法 - Google Patents

セメント系軽量人工石及びその製造方法

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JPH05105491A
JPH05105491A JP32940691A JP32940691A JPH05105491A JP H05105491 A JPH05105491 A JP H05105491A JP 32940691 A JP32940691 A JP 32940691A JP 32940691 A JP32940691 A JP 32940691A JP H05105491 A JPH05105491 A JP H05105491A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維強化プラスチック(FRP)の廃棄物
を細骨材の一部に利用して、軽量で、機械的強度に優
れ、耐凍結融解性も強いセメント系軽量人工石を提供す
ることである。 【構成】 軽量骨材とFRP微粉末とを少なくとも含
む細骨材と、セメントとを混合し、それに所定量の水を
加えて、型枠中に流し込み、脱型後水中養生と高温養生
を行なうセメント系軽量人工石の製造方法と、このよう
な製造方法によって製造される軽量で、機械的強度があ
り、耐凍結融解性も高いセメント系軽量人工石である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、建築物の外壁
材などに利用されるセメント系軽量人工石とその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、建築物の多様化、ファッション
化、高級化にともない、外壁材に、天然石の薄板を添付
する施工技術がある。この施工技術は北部ヨーロッパを
中心に発達し現在でも利用されている。我国でも鉄骨や
鉄筋コンクリート等の建造物が増えるにしたがって、天
然石を添付しようとする要求は多い。しかし、原材料を
輸入しなければならないこと、形状が不規則であるこ
と、比重が高いこと、好みのデザインが得にくいことな
どから、高価格になるなど、その普及は限定されたもの
にならざるをえない。このような社会的背景から、数種
類の軽量人工石が開発され、使用されている。これまで
に開発された、それらの軽量人工石はシラスバルーンや
パーライトなどの軽量骨材を使用し、意匠性の高い表面
をもつ型枠中に流し込み、凝結・硬化させて作っている
のが一般である。施工目的からすれば、出来るだけ軽量
であることが望まれるが、この点だけを考慮すると、板
状の人工石としての機能を維持する機械的強度が得られ
ない。また、材料強度の面を重視すれば、軽量性が確保
できないので、苦慮していたのが実情である。
【0003】一方、ガラス繊維などの強化材で補強され
た繊維強化プラスチック(以下FRPという)は、優れ
た性質を有しており、多くの分野で利用されているが、
その高強度と高耐久性のため、不用となったFRP廃棄
物の処理は破砕や分解に困難を伴い、放置された場合に
は環境破壊を引き起こし、社会間題となっている。それ
に対して、本出願の発明者の一人は、鋭意努力の結果、
FRP廃棄物を粉砕することに成功し、最近は平均粒径
数μm程度のFRP微粉末を1時間当たり100kgも
製造できる粉砕装置の開発に成功した。(特願平3−1
26957号) また、そのFRP微粉末をセメント系材料の骨材として
利用することを検討した結果、コンクリートやモルタル
の細骨材として有用なこともわかった。(特願平2−6
1080号) 更に、FRP微粉末を含むセメント系製品の特性を高め
るべく研究を行なった結果、FRP微粉末を含むセメン
トモルタルを200℃程度の温度に3時間程度加熱する
と、嵩密度が小さくなり、曲げ強度及び圧縮強度が向上
することを発見した。(特願平2−232591号)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この出願の発明は、機
械的強度に優れた軽量人工石を提供すると共に、その人
工石の細骨材としてFRP微粉末を利用し、産業廃棄物
として廃棄されるFRPのリサイクルを図ろうとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この出願のセメント系軽
量人工石は、セメントと細骨材とからなり、細骨材とし
て少なくともシラスバルーンなどの軽量骨材とFRP微
粉末とを含み、嵩密度0.6〜1.0g/cm,曲げ
強度27kg/cm以上,圧縮強度140kg/cm
以上の機械的性質をもち、凍結融解に対して30回以
上の耐久性を有するものである。また、このセメント系
軽量人工石の製造方法は、シラスバルーンなどの軽量骨
材とFRP微粉末とを少なくとも含む細骨材と、セメン
トとを混合し、それに所定量の水を加えて型枠中に流し
込み、脱型後水中養生をし、更にその後加熱して高温養
生を行なうものである。
【0006】
【作用】この出願のセメント系軽量人工石は、シラスバ
ルーンなどの軽量骨材とFRP微粉末とを細骨材として
使用し、それをセメントと混合し、所定量の水を加えて
型枠中に流し込み、脱型後水中養生と高温養生を行なう
ことによって製造されるため、嵩密度をきわめて軽く出
来ると共に、充分な機械的強度と高い耐凍結融解性を達
成することができる。
【0007】
【実施例】この出願の発明の実施例について説明する。
先ず、その一実施例として、セメント、軽量骨材及びF
RP微粉末とを混合しそれに所定量の水を加えて、型枠
中に流し込み水中養生後、更に200℃程度の乾燥器中
で1時間から30時間程度加熱する高温養生を行なうこ
とにより軽量人工石を製造した。次に、その詳細につい
て説明すると、セメントは普通ポルトランドセメント、
軽量骨材はシラスバルーン(比重0.70,平均粒径1
50μm)を夫々用いた。FRP微粉末は、不飽和ポリ
エステル樹脂とガラス繊維とから、ハンドレイアップ法
で作られたFRPを、本発明者によって開発されたFR
P粉砕装置で粉砕して作った微粉末を使用した。この微
粉末の平均粒径は2〜3μmのものが最も多く含まれて
いた。また、ナフタリンスルホン酸塩を主体とする高性
能減水材を添加した。モルタルの配合は、水−セメント
比71%、骨材−セメント比{(軽量骨材+FRP微粉
末)/セメント}は67%であった。そして、骨材中に
含まれるFRP微粉末の量{FRP/(FRP+シラス
バルーン)}は71%とした。さらに、セメント重量の
3%に相当する高性能減水材を添加した。ねりまぜは、
容量5リットルのモルタルミキサーを用い、練り混ぜ時
間は2分間とした。また、あらかじめFRPとの練り混
ぜを容易にするために、水を加える前に、空練りを2分
間行なった。練り混ぜたモルタルは、型枠(高さ40m
m,幅40mm,長さ160mm)中に流し込み、材令
2日後に脱型した。その後材令28日まで水中での養生
を行なった。更に、200℃の乾燥器中で3時間或は2
4時間入れ、2種類の高温養生を行なった。高温養生
は、気乾状態の供試体を乾燥器中に入れ、50℃/時間
の昇温速度で200℃まで温度を上昇させ、3時間ある
いは24時間この温度に保持した後、乾燥器中で徐冷し
た。比較のために、FRP微粉末を入れない、軽量骨材
のみの供試体も作り、それも200℃で3時間と24時
間の高温養生を行なった。作られた各供試体について、
嵩密度、曲げ強度及び圧縮強度を求めた。また、曲げ強
度測定時には、X−Yレコーダーにより供試体中央部の
たわみ量を記録した。得られた各供試体の嵩密度,曲げ
強度及び圧縮強度を表1に示す。
【0008】
【表1】
【0009】供試体の嵩密度は、FRP含有率が高くな
ると0.95g/cmから1.2g/cm程度にま
で増加した。しかし、約1.2g/cmのものでも高
温養生を行なうと、嵩密度は小さくなり0.75g/c
まで軽量化された。供試体の曲げ強度は、FRPの
混合比率が増すにしたがって、高くなった。FRP微粉
末を71%添加した場合には無添加の場合よりも、曲げ
強度は70%程度の強度の向上がみられた。更に、高温
養生を行なうと、供試体の曲げ強度はより高くなり、最
高43kg/cmを示し、FRP無添加のものに比べ
て2.1倍も高くなった。また、高温養生することによ
って、供試体の曲げ試験時のたわみ量は増大した。この
ことは図1に示す。図1中のAは、FRP微粉末を71
%添加して作った供試体で、水中養生のみを行ない高温
養生を全く行なわなかったものである。それに対し、図
1中のBは、この供試体について更に高温養生(200
℃)を3時間、Cは24時間行なったものである。高温
養生を行なうことによって、図1に示す供試体の曲げ強
度測定時の荷重−たわみ曲線の傾きには殆ど違いは生じ
ないが、破壊荷重と変形量は増大した。このことは、高
温養生することによって、FRPが熱分解し、それの熱
分解生成物が接着剤的な作用をしているためであろう。
次に、供試体の圧縮強度も、FRP微粉末を添加するこ
とにより高くなった。FRP微粉末71%の添加のもの
では110kg/cmと、無添加のものに比べ2.2
倍も増大した。この場合も、高温養生すると圧縮強度は
更に高くなり、200℃に3時間加熱した場合には約
3.3倍に増大した。また、これらのFRP微粉末を添
加し、水中養生と高温養生を行なった軽量人工石に対し
て、凍結融解試験を30回繰り返したが、人工石表面が
割れたり、クラックの入ることはなかった。更に、人工
石調整用の原材料中に所定着色材(即ち無機或は有機系
の顔料等)を若干混入して着色を試みたが、着色は可能
で、しかも上記の特性を損なうことはなかった。例え
ば、カーボンブラック等の黒色顔料をモルタル中に分散
させておいたが、嵩密度や強度に対してマイナスの作用
を行なうことはなく、また、実際に人工石製造用に使用
しているシリコン樹脂製の型枠中に流し込んで凝結・硬
化を行なったが、得られたものは型枠どおりの凹凸を表
面に有しており、従来品と遜色を付け難いものであっ
た。
【0010】これらのことから、軽量モルタルの強度
は、FRP微粉末を混入することにより増大したが、さ
らに加熱する高温養生を行なうと、軽量化されると同時
に、曲げ強度や圧縮強度は高くなり、軽量人工石に必要
な条件を満足することを確認した。前記実施例において
は、高温養生を200℃で行なったが、FRPを形成し
ている樹脂の種類によってこの温度は変わるものであ
り、200℃に特定されるものではない。また、嵩密度
も前記実施例では0.73〜0.88g/cmとなっ
ているが、FRP微粉末の含有率を43%以下にする
と、ほぼ0.6g/cmになることがわかった。更
に、細骨材として軽量骨材とFRP微粉末以外に、普通
に使用されている砂等を若干混ぜて用いてもよいことは
勿論である。
【0011】
【発明の効果】この出願のセメント系軽量人工石の製造
方法によれば、嵩密度0.6〜1.0g/cm,曲げ
強度27kg/cm以上,圧縮強度140kg/cm
以上の機械的性質をもち、凍結融解に対して30回以
上の耐久性を有するセメント系軽量人工石を容易に製造
することができる。また、製造されるセメント系軽量人
工石は、軽量性,材料強度及び耐凍結融解性の点で、従
来の軽量人工石に比べて格段に優れた特性を示すと共
に、FRP廃棄物を資源として再利用するという面から
も、きわめて有用なものである。なおここで、前述のよ
うに高温養生によって供試体が軽量化されるのは、FR
Pを形成している樹脂の熱分解がおこり、生成した揮発
性物質の蒸発などによるものであり、また強度の向上
は、FRP中の樹脂が加熱によって熱変形し、骨材間の
接着材として作用したものと考えられる。更に、骨材表
面を疎水性の樹脂で被覆することになり、供試体全体が
疎水性になって水はしみ込みにくくなり、それによって
凍結融解に対してもより強くなったのであろう。以上の
ように、この出願の発明は、廃棄されるFRPを原材料
とするFRP微粉末を細骨材として利用し、軽量で、し
かも機械的性質等に優れたセメント系軽量人工石を提供
することができ、産業廃棄物となる廃棄されるFRPの
リサイクルにも大いに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における供試体の曲げ強度測定時の荷重
−たわみ曲線図である。
【符号の説明】
A 水中養生のみを行なったFRP微粉末を含む供試体 B 上記Aに高温養生を3時間行なった供試体 C 上記Aに高温養生を24時間行なった供試体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:16 2102−4G 18:20) 2102−4G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントと細骨材とからなり、細骨
    材として少なくともシラスバルーンなどの軽量骨材と繊
    維強化プラスチックの微粉末とを含み、嵩密度0.6〜
    1.0g/cm,曲げ強度27kg/cm以上,圧
    縮強度140kg/cm以上の機械的性質をもち、凍
    結融解に対して30回以上の耐久性を有するセメント系
    軽量人工石
  2. 【請求項2】 シラスバルーンなどの軽量骨材と繊
    維強化プラスチックの微粉末とを少なくとも含む細骨材
    と、セメントとを混合し、それに所定量の水を加えて型
    枠中に流し込み、脱型後水中養生をし、更にその後加熱
    して高温養生を行なうことを特徴とするセメント系軽量
    人工石の製造方法
JP32940691A 1991-10-14 1991-10-14 セメント系軽量人工石及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0811715B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013064849A3 (en) * 2011-11-02 2013-08-22 Jáger Invest Kereskedelmi, Szolgáltató És Ingatlanhasznosító Kft. Glass fiber reinforced thermoset plastic waste doped concrete composition and process for preparation the same
CN104003678A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 青岛雨砚建材有限公司 建筑物立面用陶砾石材料及其生产工艺
CN105152587A (zh) * 2015-09-29 2015-12-16 浙江瑞高绿建科技有限公司 建筑筑石及其制备方法

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