JPH05310455A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合時において、分散性に優れた補強用合成
繊維を含有する押出成形性の改良された押出成形用セメ
ント組成物の提供。 【構成】 セメント、吸水性樹脂および合成樹脂を配合
してなる組成物より作成した補強用合成繊維、細骨材、
成型助剤および、所望によりもみ殻粉末を所定の割合で
含有してなるセメント組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメント組成物、特
に、繊維強化セメント組成物に関する。さらに詳しく
は、混合時において、分散性に優れた補強用合成繊維を
含有する、押出成形性の改良された押出成形用セメント
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築用外壁材、防音壁等の土木・建築分
野に用いられる押出成形用のセメント組成物はセメント
に細骨材、補強用繊維、成形助剤等を添加したものであ
る。従来、補強用繊維としては、石綿繊維がよく使用さ
れていたが、有害性のためその使用がひかえられ、これ
に替わる代替物の検討が進められている。現在までのと
ころ、パルプ繊維、ガラス繊維、合成繊維などがその候
補として挙げられ、既に数種の物の使用が始まってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、経済的
に最も有利な材料として考えられている合成繊維、特に
疎水性の合成繊維を補強用繊維として使用した場合、セ
メント組成物中への分散が難しく、得られる成形品の強
度が充分でなかったり、硬化後の成形品の表面平滑性を
損なうという欠点があった。本発明の目的は、このよう
な従来の繊維強化セメントにおける欠点を改良するこ
と、すなわち、繊維強化セメント組成物において疎水性
の合成繊維を補強用繊維として使用した場合、セメント
組成物中への分散性を改良した、成形性の良好な、且
つ、表面平滑性の優れた押出し成形品を与えるセメント
組成物を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、合成繊維
のセメント組成物中への分散を容易ならしめるため、種
々検討を重ね、合成繊維がセメント組成物中に分散しに
くいのは合成繊維の疎水性に起因していることをつきと
め、合成繊維の親水性付与についてさらに検討を進め
た。その結果、疎水性の合成樹脂と吸水性樹脂とを混合
した後繊維化して得られる合成繊維を使用すれば、吸水
性樹脂の添加効果により該繊維に親水性が付与され、セ
メント組成物中に容易に分散することを見い出し、本発
明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は、 (１)Ａ．セメント１００重量部に対し、 Ｂ．吸水性樹脂２〜４０重量部と合成樹脂１００重量部
とを配合してなる組成物より作成した補強用合成繊維２
〜３０重量部、 Ｃ．細骨材５０〜１５０重量部および Ｄ．成型助剤０.５〜５.０重量部を含有してなるセメン
ト組成物、および

【０００６】(２)Ａ．セメント１００重量部に対し、 Ｂ．吸水性樹脂２〜４０重量部と合成樹脂１００重量部
とを配合してなる組成物より作成した補強用合成繊維２
〜３０重量部、 Ｃ．細骨材５０〜１５０重量部、 Ｄ．成型助剤０.５〜５.０重量部および Ｅ．粒径２０〜３００μmのもみ殻粉末０.５〜２０.０
重量部を含有してなるセメント組成物を提供するもので
ある。

【０００７】本発明の組成物における吸水性樹脂として
は、純水吸収能が５〜５００g純水／g(吸水性樹脂１g当
たり５〜５００gの純水を吸水する)のものが使用でき
る。その例としては、ポリアクリル酸系重合体、アクリ
ル酸−ビニルアルコール共重合体、イソブチレン−無水
マレイン酸共重合体、マレイン酸エステル−ビニルアル
コール共重合体、デンプンへのアクリル系モノマーグラ
フト重合体、ポリオキシエチレンとポリイソシアネート
との反応により得られた架橋ポリオキシエチレン、カル
ボキシメチルセルロース架橋体などである。なかでも分
子量１０００〜６００万のポリオキシエチレンとトリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト等のポリイソシアネートとの反応により得られる架橋
ポリオキシエチレンは熱可塑性を有するノニオン型吸水
性樹脂であること、合成樹脂との混合性がよいこと、お
よび吸収能が吸収する液中のイオン濃度の影響を受ける
ことが少ないことから好ましく用いられる。

【０００８】本発明では、予め吸水性樹脂と合成樹脂と
を混合した後、該組成物を繊維化するため、吸水性樹脂
および合成樹脂は粉末状のものを使用することが好まし
い。特に、熱可塑性の乏しい、例えば、ポリアクリル酸
系の吸水性樹脂を使用する場合には、３μm以下、好ま
しくは１μm以下の粒径まで粉砕したものを使用すると
繊維化しやすい場合が多い。

【０００９】合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリビニルアルコール、ＡＢＳ樹脂、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、ポリアセタール、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂
などが使用できる。なかでも、ポリオレフィン、ポリア
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ア
クリル樹脂、メタクリル樹脂等を合成樹脂成分として用
いた場合、よい結果が得られるが、経済性および押出成
形時の耐熱性などを考慮すれば、ポリオレフィン、特
に、ポリプロピレンが最も有利に使用される。

【００１０】吸水性樹脂と合成樹脂との混合比は合成樹
脂１００重量部に対し、吸水性樹脂２〜４０重量部を用
いる。吸水性樹脂の使用量が２重量部より少ない場合
は、合成樹脂への親水性付与が不充分で、本発明の目的
である合成繊維のセメント組成物中への分散がうまくい
かず、セメント組成物を混合した場合、該合成繊維が塊
状に凝集することが多くなる。一方、４０重量部より多
くを用いると、合成繊維の強度低下がおこり、補強用繊
維としての効力を発現せず、したがって、充分なセメン
ト強度のある成形品が得られない。

【００１１】本発明の、吸水性樹脂を含む補強用合成繊
維は、吸水性樹脂と合成樹脂とをバンバリーミキサー、
多軸ロールなどを用いて充分混合した後、溶融紡糸等、
通常の方法により繊維化することにより得られる。

【００１２】得られた補強用合成繊維は、セメント組成
物の用途には、通常、短繊維として用いるが、この場合
には、繊維径１〜１０００μm、好ましくは３〜５００
μmのもの、また、長さは１〜１００mm、好ましくは３
〜５０mmのものにして使用すると良い結果が得られる場
合が多い。また、用途によっては、いわゆるコードと称
されるような長繊維のものを使用することも可能であ
る。補強用合成繊維のセメントとの混合比は、セメント
１００重量部に対し、２〜３０重量部の割合で用いるの
がよい。２重量部より少ない量では補強用合成繊維によ
る補強効果が不充分であり、３０重量部より多くを用い
ると押出成形性が損なわれるからである。

【００１３】本発明で使用されるセメントは、通常使用
されているセメントが使用できる。例えば、ポルトラン
ドセメント、マグネシアセメント、アルミナセメントな
どが挙げられる。

【００１４】細骨材としては川砂、山砂、砕砂などが使
用でき、その使用量はセメント１００重量部あたり通常
５０〜１５０重量部が適量である。

【００１５】セメント組成物を押出成形する際、円滑に
押出す目的のため、および得られたセメント成形品の表
面を平滑にする目的のため、成形助剤を添加する。その
例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
スなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコールなど
が挙げられる。これら成形助剤の使用量はセメント１０
０重量部当たり、通常０.２〜５.０重量部である。これ
より少量では成形性に充分な効果が得られず、また、こ
れより多量を用いてもそれに見合う効果は得られない。

【００１６】本発明のセメント組成物は以上の成分から
なるものでよいが、これにさらに、もみ殻粉末を添加す
ることにより押出し成形性、セメント成形品の表面を平
滑にするだけでなく、合成繊維の分散性をさらに助長す
る効果を得ることができることが判明した。

【００１７】ここで用いられるもみ殻粉末は、粒径２０
〜３００μmの範囲のものであり、セメント１００重量
部に対し、通常０.５〜２０.０重量部の割合で用いる。
２０μmより粒径の小さいものを用いると、得られる成
形品の表面平滑性はよくなるが、押出し成形性が悪くな
る。一方、３００μmより粒径の大きいものを用いる
と、表面平滑性、押出し成形性共に悪くなる。添加量は
２０.０重量部より多くを用いてもそれに見合う効果を
得ることが難しく、かえってセメント成形品の硬化を遅
らせることとなり、好ましくない。

【００１８】本発明のセメント組成物は、セメント、吸
水性樹脂と合成樹脂からなる組成物より作成した補強用
合成繊維、細骨材および成形助剤、その他、必要によ
り、もみ殻を成分とする組成物であるが、これらの他、
成形品物性の改良など種々の目的のため、パーライト、
シラスバルーン、シリカフラワー、バーミキュライトな
どの添加物を配合することもできる。これらの成分を自
体公知の方法により混合することにより本発明のセメン
ト組成物が得られる。

【００１９】本発明のセメント組成物を用いて成形品を
得るには、例えば、セメント、細骨材、成形助剤、補強
用合成繊維および必要によりもみ殻粉末からなる本発明
セメント組成物にその他の添加剤を添加し、ヘンシェル
ミキサーなどの混合機を用いて混合した後ニーダーに移
し、水を添加後混練する。

【００２０】水の使用量は、本発明のセメント組成物の
全固形分重量に対して１０〜７０重量％の範囲が好まし
い。１０重量％より少ない量ではセメント組成物の粘度
が高く、円滑な押出しができない。また、７０重量％よ
り多い場合には、逆に柔らかくなり過ぎ、押出し時の保
形性を保つことが難しくなる。

【００２１】セメント成形品は、上記混練セメント組成
物をスクリュー型押出機を用いて所要の形状に押出成形
し、次いで、水中養生、気中養生あるいは高温、高圧養
生して硬化、乾燥することにより得られる。

【００２２】

【実施例】以下、製造例、実施例および比較例を挙げ
て、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら
実施例により限定されるものではない。 製造例１ 吸水性樹脂［住友精化(株)製商品名「アクアコーク」:ポ
リオキシエチレンとポリイソシアネートとの反応により
得られる架橋ポリオキシエチレン、純水吸収能３０g純
水／g］５重量部とポリプロピレン１００重量部をバン
バリーミキサーで混合後、溶融紡糸により繊維化し、長
さ１０mm、径２００μmの補強用合成繊維を作成した。

【００２３】製造例２〜７ 表１記載の吸水性樹脂、合成樹脂を表１記載の組成で用
い、製造例１と同様の方法により、表１に示す補強用合
成繊維を作成した。

【００２４】製造例８〜１０ 吸水性樹脂を用いることなく表１記載の合成樹脂を用
い、溶融紡糸により繊維化し、表１記載の補強用合成繊
維を作成した。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例１ ポルトランドセメント１００重量部、製造例１で得た補
強用繊維５重量部、細骨材として川砂８０重量部、成形
助剤としてメチルセルロース２重量部をヘンシェルミキ
サーで混合後ニーダーに仕込み、使用した固形物に対し
２０重量％となるように水を添加後、これらを混合して
混練セメント組成物を得た。補強用合成繊維は混練セメ
ント組成物中に均一に分散していた。次に、この混練セ
メント組成物を本田鉄工(株)製ＤＥ−５０型押出成形機
を用いて圧力２６kgf／cm²で押出成形し、断面１２×６
０mmの板状セメント成形品を製造した。このときの押出
成形性および得られたセメント成形品の物性を以下の方
法により測定した。

【００２７】i)曲げ強度：所定の組成物を押出成形によ
り成形した成形体を、湿潤状態で１日静置後２０℃の水
中で２７日間養生して硬化させ、この硬化体について、
(株)島津製作所製オートグラフＩＳ−１０Ｔを使用し、
スパン１５０mm、載荷速度毎分１mmの中央集中載荷によ
り測定した。

【００２８】ii)押出成形性：所定の組成物を、本田鉄
工(株)製ＤＥ−５０型押出成形機を用いて、押出圧力２
６kgf／cm²で断面１２×６０mmの板状体に押出成形する
際の押出速度(cm／分)により比較した。この押出速度が
大きいほど良好な成形性を示す。

【００２９】iii)表面平滑性：所定の組成物を、本田鉄
工(株)製ＤＥ−５０型押出成形機を用いて押出成形し
て、断面１２×６０mmの平板を製造し、得られた成形体
を硬化し、その表面粗さ(mm)を粗さ試験器を用いて測定
し、その結果を以下のようにして評価した。 ×…表面粗さ０.４mmを超えるもの △…表面粗さ０.２〜０.４mmのもの ○…表面粗さ０.２mm未満のもの

【００３０】物性測定の結果を表２に示す。 実施例２ ヘンシェルミキサー混合時に、もみ殻粉末［住友精化
(株)製商品名「スミセルコ・Ａタイプ」粒径１５０μm］
５部を追加した以外は実施例１と同様にして混練セメン
ト組成物を得た。補強用合成繊維はセメント組成物中に
均一に分散していた。以後も実施例１と同様にして板状
体を製造した。実施例１と同様に、押出成形性および得
られたセメント成形品の物性を測定した。結果を表２に
示す。

【００３１】比較例１ 吸水性樹脂入補強用合成繊維の代わりに、製造例８で作
成した補強用合成繊維を用いた以外は実施例１と同様に
して、ヘンシェルミキサーで混合後、ニーダーに仕込
み、使用した固形分に対し２０重量％となるように水を
添加し、混合したが、補強用合成繊維は混練セメント組
成物中に充分分散せず、塊状化したものが多数見られ
た。以下、実施例１と同様に処理をおこない板状体を製
造した。実施例１と同様に、押出成形性および得られた
セメント成形品の物性を測定した。結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】試験後のサンプルをさらに細かく破砕し、
内部を観察したところ補強用合成繊維が団塊した箇所が
数箇所あった。

【００３４】実施例３〜８ 製造例２〜７で得た補強用合成繊維を用いた以外は実施
例１と同様にして混練セメント組成物を得た。補強用合
成繊維は混練セメント組成物中に均一に分散していた。
以後も実施例１と同様にして板状体を製造した。実施例
１と同様に、押出成形性および得られたセメント成形品
の物性を測定した。結果を表３に示す。

【００３５】比較例２〜３ 製造例９〜１０で得た補強用合成繊維を用いた以外は実
施例１と同様にして混練セメント組成物を得た。補強用
合成繊維はセメント組成物中に充分分散せず、塊状化し
ているところがあった。以下、実施例１と同様にして板
状体を製造した。実施例１と同様に、押出成形性および
得られたセメント成形品の物性を測定した。結果を表３
に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】

【発明の効果】押出し成形用セメント組成物に用いる補
強用合成繊維として、吸水性樹脂を含有した合成繊維を
使用することにより、セメント組成物中に補強用合成繊
維を均一に分散させることができるようになり、補強用
合成繊維素材として経済的に安価な疎水性合成樹脂が使
用できるようになった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａ．セメント１００重量部に対し、 Ｂ．吸水性樹脂２〜４０重量部と合成樹脂１００重量部
   とを配合してなる組成物より作成した補強用合成繊維２
   〜３０重量部、 Ｃ．細骨材５０〜１５０重量部および Ｄ．成型助剤０.５〜５.０重量部を含有してなるセメン
   ト組成物。
2. 【請求項２】 Ａ．セメント１００重量部に対し、 Ｂ．吸水性樹脂２〜４０重量部と合成樹脂１００重量部
   とを配合してなる組成物より作成した補強用合成繊維２
   〜３０重量部、 Ｃ．細骨材５０〜１５０重量部、 Ｄ．成型助剤０.５〜５.０重量部および Ｅ．粒径２０〜３００μmのもみ殻粉末０.５〜２０.０
   重量部を含有してなるセメント組成物。
3. 【請求項３】 吸水性樹脂が純水吸収能５〜５００g純
   水／gのものである請求項１または２記載の組成物。
4. 【請求項４】 吸水性樹脂がポリオキシエチレンとポリ
   イソシアネートとの反応により得られた架橋ポリオキシ
   エチレンである請求項１または２記載の組成物。