JPH0625018B2

JPH0625018B2 - 網状補強体入りセメント製品の製造法

Info

Publication number: JPH0625018B2
Application number: JP62095831A
Authority: JP
Inventors: 孝幸白井; 章義山本
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1987-04-17
Filing date: 1987-04-17
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPS63260849A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は網状補強体入りセメント製品の製造法に関
し、詳しくは機械的強度の改良されたセメント製品を得
る方法に係わるものである。

（従来の技術）従来、機械的強度の高いセメント製品は、特公昭５７−
５５６７４号公報に示されるように、セメント，骨材及
び水を含むセメン混練物（セメントモルタルとも云われ
る。）加圧成形し、セメント成形物となし、このセメン
ト成形物が水和硬化しないうちに、約８００℃前後で焼
成し、この焼成品を水和硬化させることにより製造する
か、若しくは特公昭５６−４８４６４号公報に示される
ように、セメント，骨材及び水を含むセメント混練物
（セメントモルタルとも云われる。）を加圧脱水成形
し、水固形物比が０．１５以下のセメント成形物を形成
し、該セメント成形物を予備的に水和硬化させた後、約
８００℃前後で焼成し、この焼成品を水和硬化させるこ
とにより製造されている。

又、機械的強度の高い施釉セメント製品の製造には、前
記の如く処理したセメント成形物の表面に施釉を施し、
約８００℃前後で焼成し、セメント成形物に釉薬を融着
させた後、これを水和硬化させる工程が行なわれる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記した従来の製法は、焼成直後の焼成
品の基材強度が低いこと、及び水和硬化後の基材の曲げ
強度が、例えば１３０kgf／cm₂程度しかなく、セメント
製品の大型化或いは薄肉化には尚問題点があった。そこ
で、この発明は前述した従来の問題点を解決するための
ものであり、機械的強度を一層高く成し得るセメント製
品の製造法を提供するものである。

又、この発明は網状補強体を内在させることにより、曲
げ強度及び衝撃強度の高いセメント製品を得るセメント
製品の製造法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明者はセメントモルタルの研究において、タルク等
の粘土鉱物を配合したセメント混練物に網状補強体を内
在させた水和硬化物が、機械的強度特に曲げ強度と衝撃
強度を著しく増大することを知得した。この発明は、こ
の知得した研究結果を利用して達成されたものである。

この第１の発明はセメント製品の製造法に係わるもので
あり、その手段は、セメントと、可塑性，滑性に優れ焼
成時に活性化し自己焼結するか又はセメント中のＣａＯ
と反応焼結して高強度物質を生ずる性質のタルク等の粘
土鉱物と、さらに他の骨材と、水とよりなるセメント混
練物に網状補強体を内在させた後、該セメント混練物を
加圧脱水成形し、水固形物比が０．２０以下のセメント
成形物を形成し、該セメント成形物を予備的に水和硬化
させた後、６５０〜９００℃の温度で焼成して焼成品と
なし、該焼成品を本格的に充分に水和硬化させる工程よ
りなるものとされる。

そして、第２の発明は表面の所定部分に施釉した施釉セ
メント製品の製造法に係わるものであり、第２発明の手
段は、セメント、可塑性，滑性に優れ焼成時に活性化し
自己焼結するか又はセメント中のＣａＯと反応焼結して
高強度物質を生ずる性質のタルク等の粘土鉱物と、さら
に他の骨材と、水とよりなるセメント混練物を加圧脱水
成形、水固形物比が０．２０以下のセメント成形物を形
成し、該セメント成形物を予備的に水和硬化させた後、
その所定の表面に釉薬を施して施釉成形品となし、該施
釉成形品を６５０〜９００℃の温度で焼成して、釉薬が
融着された施釉焼成品となし、該施釉焼成品を本格的に
充分に水和硬化させる工程よりなるものとされる。

本発明に用いるセメントはポルトランドセメント，アル
ミナセメント，混合ポルトランドセメントの何れでもよ
い。

前記粘土鉱物はタルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ
₂Ｏ），或いはカオリナイト（カオリン），セリサイト
等焼成時に活性化し、自己焼結するか又はセメント混練
物中のＣａＯと反応焼結して高強度物質を生ずる性質の
粘土質系の鉱物質のものが採用される。

骨材は焼成工程において急激な膨張，収縮を生じない安
定なもの、例えば陶器質又は磁器質シャモット，川砂，
珪砂，海砂，安山岩，玄武岩，硬質砂岩，長石，抗火
石，水滓等が用いられるが、強度回復効果上特に著効の
あるものは陶磁器質シャモットである。

セメント混練物となす原料配合は、セメント約２０〜６
０重量部、タルク等の粘土鉱物約１５〜５５重量部、好
ましくは２０〜５０重量部、及びその他の骨材約４０重
量部以下、望ましくは２５重量部以下、とされる。セメ
ント混練物には、セメント，粘土鉱物，骨材及び水に対
し、セメント製品の製造時に通常添加される粘結剤，糊
材，減水剤，可塑剤，流動化剤，分散剤等の混和剤を適
宜に選択添加して混練することができる。この混練作業
に要する時間や混練後成形する迄の放置時間の時間の短
縮化図ることは、成形工程前に水和硬化の進行すること
を出来るだけ防ぐという意味において、望ましいことで
ある。

前記した網状補強体は、ステンレス網体等の金属網体、
炭素繊維質或いはガラス繊維質等の無機質の網体、合成
樹脂の網体、炭素繊維系，金属繊維系或いはガラス繊維
系の不織布等が用いられる。網体の針金或いは繊維の太
さ(径)、目開き、或いは不織布の場合はその厚さ等は必
要に応じて適宜に選択される。

前記した「加圧脱水成形」とは液状，スラリー状又はプ
ラスチック状態にあるセメント混練物を、型に鋳込む際
若しく鋳込んだ後又は型に鋳込むことなく直接漉いた
後、圧縮空気等による噴射又は水圧機，油圧機若しくは
遠心分離機等の加圧機械により、文字通り、正圧を加え
て脱水し成形することのみに限らず、吸水性及び通気性
のある型にセメント混練物を鋳込んだ後に型内の圧力を
減圧し、即ち負圧を加えることによって、脱水し成形す
ることをも含む概念である。

水固形物比とはセメントと骨材との合計重量に対する水
の重量比を言う。本発明におけるセメント混練物の水固
形物比は従来のものとほぼ同程度であるが、加圧脱水成
形物の水固形物比は０．２０以下にする。尚、この数値
が０．２０より大きい場合は加圧脱水成形物組織の緻密
化が低くてセメント製品の強度が低いものとなる。

セメント成形物は予備的な水和硬化（初期水和或いは初
期養生とも云う。）により、配合されたセメント成分量
の一部が反応し、焼成後の本格的な水和硬化（再水和と
も云う。）によりセメント成分量の残部が反応する。

６５０〜９００℃の焼成はセメント製品或いは施釉セメ
ント製品の機械的強度を増大させる作用をなす。

セメント混練物を成形するに際し、加圧脱水成形法を採
用し、セメント成形物に圧を加えるとともにその含有が
少なくなるようにした場合には、一般に知られているよ
うに、水和硬化工程を二つに分けて焼成工程前にも予備
的に行なうようにした法が強度の大きなセメント製品及
び施釉セメント製品が得られる。そして、予備的水分硬
化工程は短い時間行なうよりも長い時間行なった場合の
方がよい。

本第２の発明方法によって施釉セメント製品を製造する
場合には、セメント成形物に釉薬を施す工程の前或いは
後は、３００〜４００℃で３０〜６０分間程度の予備的
焼成を行なうことが望ましい。セメント水和物を焼成す
る時には水蒸気や炭酸ガスが発生するので、これらを予
め除いておくために、このような予備的焼成を行なうの
である。この予備的焼成は本焼成炉の予熱部において本
焼成とは別個独立に行なってもよいが、本焼成炉の焼成
部において予備的焼成とは本焼成とをその時間的間隙を
設けることなく、連続的に行なうことも可能である。

本発明においては、タイル，陶器瓦，ノベリテイ等の製
造に使用される安価なフリット釉をそのまま用いること
もできるほか、これに長石，粘土等の生原料を適宜に配
合することにより施釉面の耐候性，耐摩耗性，耐薬品性
を向上させ得る。さらに施釉面の色彩，光沢の点でも所
望のものが得られる。その他、本発明に使用可能な釉薬
としては、生釉や揮発油がある。

焼成工程における焼成時間，焼成温度は前記した温度範
囲内において適宜に定め得るが、通常６５０〜９００℃
で５〜６０分間焼成する。

本発明により得られたセメント製品の機械的強度の測定
実験によれば、機械的強度は焼成温度によって変化し、
８００℃前後に至るまでは焼成温度を高くするほど強度
が増大するが、９００℃を越えると焼結の進行並びに収
縮の激化により逆に強度は低下することが判明した。

（作用）本発明において、セメント混練物を硬化させるセメント
及びタルクの硬化メカニズムは第１表に示すように考え
られる。

即ち、セメント粒子は水を加え混練，成形し焼成を行な
うまでの初期水和段階においてＣ−Ｓ−ＨゲルとＣａ
(ＯＨ)₂を生成し強度を発現する。このＣ−Ｓ−Ｈゲル
は焼成により脱水分解するが焼成後の再水和により再び
Ｃ−Ｓ−Ｈゲルとなり強度を回復する。初期水和段階で
未反応のセメント粒子は焼成後の再水和においてＣ−Ｓ
−ＨゲルとＣａ(ＯＨ)₂を生成し強度を発現する。タル
クは焼成時に脱水，活性化し、周囲に存在するＣａＯ
［Ｃａ(ＯＨ)₂の分解により生成したＣａＯ，セメント
中に微量存在するフリーのＣａＯ，及びセメント中に添
加された石膏の分解により生成したＣａＯ］と反応焼結
し、低結晶性のＣ−Ｍ−Ｓ系化合物となる。

このため本発明においては焼成直後の基材強度は高く、
かつ水和硬化後の基材の曲げ強度も極めて強いものと成
し得る。

この発明においては、 (イ)セメント混練物はタルク等の粘土鉱物を含有してお
り、可塑性，滑性に優れるため、加圧脱水成形により網
状補強体と確実に密着するとともに、成形物中の微細気
泡等の空隙が無くなり、組織が緻密化され、セメント製
品の機械的強度の増大に役立つ。

(ロ)初期水和工程における未反応のセメント粒子の成分
は焼成工程により活性化され、焼成後の水和工程で水和
硬化し、セメント製品の機械的強度増大に機能する。

(ハ)セメント混練物は水固形物比０．２０以下に加圧脱
水成形するので、焼成工程の前後に分けて行なう二回の
水和硬化がセメント製品の機械的強度の増大に機能す
る。

(ニ)６５０〜９００℃の焼成は焼結の進行及び収縮が穏
やかであり、セメント粒子内部の未水和部分は焼成後の
養生によりかなりの程度まで水和硬化して製品の強度を
一層高めるように機能する。なお、ここにいう「養生」
は、必要分量の水を充分に供給できるような態様で行な
うどのような手段でもよい。

(ホ)セメント混練物に含有されるタルク等の粘土鉱物
は、焼成工程で活性化し自己焼結するか若しくはセメン
ト混練物中のＣａＯと反応焼結しＣ−Ｍ−Ｓ等の低結晶
性化合物に変化するため、焼成直後の基材強度は高く、
かつこの物質は焼成後の再水和（水和硬化）においても
変化しないことによりセメント製品の機械的強度の増大
に寄与する。

(ヘ)上記した各作用によりセメント製品は網状補強体を
内在した状態で一体的に硬化し、網状補強体の物理的な
補強作用も加わって非常に高強度なものとなる。

そして、第２の発明においては、 (ト)施釉成形品は６５０〜９００℃で焼成されることよ
り、釉薬は確実に融着される。

(４)尚、その他の作用は第１の発明の作用と基本的には
同様に成される。

（実施例）以下に本発明の実施例を第１図〜第５図を参照して説明
する。

第１図は所定形のセメント製品８を得るための成形型１
であり、内部が成形部２とされている。この成形型１は
セメント混練物成形時の所定加圧力に対して充分に耐え
得る材質にて形成され、かつ少なくとも底面全体には微
細孔よりなる脱水孔３〜３が設けられている。

前記成形型１にはセメント混練物４を所定の層状に供給
する（第１図仮想線部分参照）。

次いで成形部２のセメント混練物４の層上には設状補強
体５が配置される（第２図参照）。そして成形部２の網
状補強体５上に、セメント混練物４を所定の層状に供給
する（第３図参照）。しかる後、成形型１のセメント混
練物４上に加圧板６を配置し、所定の加圧力にて成形部
２内のセメント混練物４を加圧脱水成形（第４図参照）
して水固形物比０．２０以下の成形物７となし、予備的
な水和硬化させる。

尚、加圧脱水成形の際、セメント混練物４中の水分の所
定量は成形型１底面の脱水孔３〜３より排出される。

セメント混練物４はタルクが配合されていることより滑
りがよく、加圧脱水成形においてセメント混練物４は網
状補強体５の網目内に充分に食い込んだ状態にされ、セ
メント混練物４と網状補強体５は密着されるとともに、
セメント混練物４中の微細気孔が無くなり、成形物７は
網状補強体５が内在しかつ密度の高い組織ものとされ
る。

成形物７は脱型して６５０℃〜９００℃で焼成、或いは
焼成後において脱型し、本格的な水和硬化をさせ、網状
補強体５の内在されたセメント製品８を得る（第５図参
照）。

しかして本例では、セメント混練物として、 (Ａ)セメント４０重量部と、タルク４０重量部と、その
他の骨材(主として磁器質シャモット)２０重量部よりな
り水セメント比１００〜２００の配合Ａのもの、 (Ｂ)セメント３０重量部と、タルク５０重量部と、その
他の骨材(主として磁器質シャモット)２０重量部よりな
り水セメント比１００〜２００の配合Ｂのもの、を用意
した。

網状補強体は針金の径及び目開きの異なる金属網を４種
用いた。

配合Ａ及び配合Ｂの混練物と、４種のステンレス製の網
状補強体との組合わせにより、前記した工程に従って１
００kgf／cm²、２秒間加圧脱水成形し、この時の水固形
物比を０．１４〜０．１６とし、予備的水和硬化後（２
０℃湿潤気中１６hr）、焼成温度約８５０℃３０分間焼
成し、次いで本格的な水和硬化（蒸気６０℃、３日養
生）させ、セメント製品を作り、この曲げ強度と落球衝
撃の試験を行なった。

尚、曲げ強度は５０×１００×１０mmのセメント製品の
サンプルにより測定し、落球衝撃は５×１０cm厚さ１０
mmのセメント製品のサンプルに５００ｇの鋼球を上方よ
り落下させて測定した。

本例のセメント製品の曲げ強度及び落球衝撃の試験結果
は以下の第２表，第３表の通りであった。

第２表及び第３表の結果より明らかなように、本例にお
いては網状補強体のサイズにもよるが、曲げ強度で４０
kgf／cm²の上昇及び衝撃で約２倍の効果が認められた。

（発明の効果）しかして、本発明におけるセメント混練物はタルク等の
粘土鉱物を含有しており、可塑性，滑性に優れるため、
加圧脱水成形により網状補強体と確実に密着するととも
に、成形物中の微細気泡等の空隙が無くなり、組織が緻
密化され、セメント製品の機械的強度が増大する。

又、初期水和工程における未反応のセメント粒子の成分
は焼成工程により活性化され、焼成後の水和工程で水和
硬化し、セメント製品の機械的強度が増大する。

又、セメント混練物は水固形物比を０．２０以下に加圧
脱水成形するので、焼成工程の前後に分けて行なう二回
の水和硬化がセメント製品の機械的強度を増大させる。

又、６５０〜９００℃の焼成は焼結の進行及び収縮が穏
やかであり、セメント粒子内部の未水和部分は焼成後の
養生によりかなりの程度まで水和硬化して製品の強度を
一層高めることができる。

又、セメント混練物に含有されるタルク等の粘土鉱物
は、焼成工程で活性化し自己焼結するか若しくはセメン
ト混練物中のＣａＯと反応焼結しＣ−Ｍ−Ｓ等の低結晶
性化合物に変化するため、焼成直後の基材強度は高く、
かつこの物質は焼成後の再水和（水和硬化）においても
変化しないことよりセメント製品の機械的強度が増大す
る。

上記各作用によりセメント製品は網状補強体を内在した
状態で一体的に硬化し、網状補強体の物理的な補強作用
も加わって非常に高強度なものとなる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すものであって、第１図はセ
メント混練物を充填する成形型の断面図、第２図は金属
網体を配置した状態の成形型の断面図、第３図はさらに
セメント混練物を層状に充填した成形型の断面図、第４
図は加圧脱水成形の工程図、第５図はセメント製品の断
面図である。１……成形型、４……セメント混練物５……網状補強体、６……加圧板７……成形物、８……セメント製品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントと、可塑性，滑性に優れ焼成時に
活性化し自己焼結するか又はセメント中のＣａＯと反応
焼結して高強度物質を生ずる性質のタルク等の粘土鉱物
と、さらに他の骨材と、水とよりなるセメント混練物に
網状補強体を内在させた後、該セメント混練物を加圧脱
水成形し、水固形物比が０．２０以下のセメント成形物
を形成し、該セメント成形物を予備的に水和硬化させた
後、６５０〜９００℃の温度で焼成して焼成品となし、
該焼成品を充分に水和硬化させることを特徴とする網状
補強体入りセメント製品の製造法。
【請求項２】前記粘土鉱物が３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂
Ｏの成分よりなるタルク粉末である特許請求の範囲第１
項記載の網状補強体入りセメント製品の製造法。
【請求項３】前記他の骨材が陶器質シャモット，磁器質
シャモット，川砂，珪砂，海砂，安山岩，玄武岩，硬質
砂岩，長石，抗火石及び水滓等よりなる群中より選択さ
れる少なくとも一種のものである特許請求の範囲第１項
記載の網状補強体入りセメント製品の製造法。
【請求項４】前記網状補強体がステンレス網体等の金属
網体よりなるものである特許請求の範囲第１項記載の網
状補強体入りセメント製品の製造法。
【請求項５】前記網状補強体が炭素繊維質或いはガラス
繊維質等の無機質の網体よりなるものである特許請求の
範囲第１項記載の網状補強体入りセメント製品の製造
法。
【請求項６】前記網状補強体が合成樹脂の網体よりなる
ものである特許請求の範囲第１項記載の網状補強体入り
セメント製品の製造法。
【請求項７】前記網状補強体が炭素繊維系，金属繊維系
或いはガラス繊維系の不織布よりなるものである特許請
求の範囲第１項記載の網状補強体入りセメント製品の製
造法。
【請求項８】セメントと、可塑性，滑性に優れ焼成時に
活性化し自己焼結するか又はセメント中のＣａＯと反応
焼結して高強度物質を生ずる性質のタルク等の粘土鉱物
と、さらに他の骨材と、水とよりなるセメント混練物に
網状補強体を内在させた後、該セメント混練物を加圧脱
水成形し、水固形物比が０．２０以下のセメント成形物
を形成し、該セメント成形物を予備的に水和硬化させた
後、その所定の表面に釉薬を施して施釉成形品となし６
５０〜９００℃の温度で焼成して釉薬が融着された施釉
焼成品となし、該焼成品を充分に水和硬化させることを
特徴とする網状補強体入り施釉セメント製品の製造法。
【請求項９】前記粘土鉱物が３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂
Ｏの成分よりなるタルク粉末である特許請求の範囲第８
項記載の網状補強体入り施釉セメント製品の製造法。
【請求項１０】前記他の骨材が陶器質シャモット，磁器
質シャモット，川砂，珪砂，海砂，安山岩，玄武岩，硬
質砂岩，長石，抗火石及び水滓等よりなる群中より選択
される少なくとも一種のものである特許請求の範囲第８
項記載の網状補強体入り施釉セメント製品の製造法。
【請求項１１】前記網状補強体がステンレス網体等の金
属網体よりなるものである特許請求の範囲第８項記載の
網状補強体入り施釉セメント製品の製造法。
【請求項１２】前記網状補強体が炭素繊維質或いはガラ
ス繊維質等の無機質の網体よりなるものである特許請求
の範囲第８項記載の網状補強体入り施釉セメント製品の
製造法。
【請求項１３】前記網状補強体が炭素繊維系，金属繊維
系或いはガラス繊維系の不織布よりなるものである特許
請求の範囲第８項記載の網状補強体入り施釉セメント製
品の製造法。
【請求項１４】前記釉薬はフリット釉の単独のもの、或
いはフリット釉に長石等の生原料を配合したものである
特許請求の範囲第８項記載の網状補強体入り施釉セメン
ト製品の製造法。