JPH0725580B2

JPH0725580B2 - 押出成形無石綿セメント板

Info

Publication number: JPH0725580B2
Application number: JP1180300A
Authority: JP
Inventors: 展義三浦; 俊幸入田; 正弘野田; 勇司荒生; 邦紀緇荘; 雅之木村; 義昭伊藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0345545A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、建築土木材料として用いられる押出成形用無
石綿セメント組成物に関する。

［従来の技術］一般に、建築土木材料としてセメントを主体とする窯業
系製品が広く使用されている。その中で、特に押出成形
セメント板は、組織が緻密で、耐凍害性を有する高性能
外壁材として高く評価されている。

従来、例えば、特開昭55−124605にみられる如く、押出
成形用のセメント組成物には多量の石綿が配合されるの
が一般的であった。その理由は、石綿それ自体が強度特
性、耐火性、耐アルカリ性に優れるということに加え、
特に押出成形においては、石綿の優れた保水性により、
水分が比較的高い配合においてもセメント組成物が柔ら
かくなりすぎず、円滑な押出しが可能で、かつ押出後に
成形体が型くずれしない、即ち、石綿がセメント組成物
に良好な押出成形性と保形性を与えるからである。ま
た、石綿は安価であり、従来、固形分基準で最高20％程
度までの石綿が配合されている。

ところが、この石綿の使用については、昨今その粉塵に
よる発癌性が大きな社会問題であり、建材においても無
石綿化が強く求められてきた。

これに対応すべく、押出セメントの無石綿化技術が種々
検討されているが、これまで、石綿以外にこのような押
出成形性改善効果を有し、かつ、強度特性、耐火性、耐
アルカリ性に優れた性能を有する安価な代替材料が見い
だされていない。

例えば、特開昭60−137859に、石綿に替えて緑泥石を使
う技術が開示されている。緑泥石は、径が20μｍ以下の
微細な薄片状粒子であり、保水性がよく、また粘土質で
あることから、これによる保形性改善の効果を利用しよ
うとするものである。しかしながら、この20μｍ以下と
いうサイズは基材となるセメント粉末と同等、もしく
は、それ以下である。このことは、もしこれをセメント
粉末と充分に混合しセメントの粉末のなかに完全に分散
させれば、もはや緑泥石としての性質が失われることを
意味する。そこで、混合が不十分な場合のみ緑泥石粒子
が偏在してその性質を保ち、保水性や保形性を発揮する
ことになるが、そのために偏在した緑泥石粒子の部分は
結合が弱く、製品建材においてはそこが亀裂発生の起点
となり十分な強度が発揮されない。さらに、このような
微細なサイズでは、本来石綿が持っていたセメント建材
複合強化の機能を代替することが原理的に不可能であ
る。

［発明が解決しょうとする課題］このように、従来、石綿以外の材料に依っては、セメン
ト組成物に良好な押出成形性と保形性を与えて押出し可
能とし、かつ、それを硬化させて強度や耐火性に優れた
セメント建材を得ることが出来ず、人体に有害な石綿を
使わざるを得なかった。

本発明の目的は、石綿以外の材料に依って真にこれを可
能とすることにある。

［課題を解決するための手段］石綿の優れた性能を併せ持つ単一の材料が存在しないこ
とから、発明者らは、その性能を複数の材料で代替する
ことを試みた。

すなわち、石綿代替材料の選択に当り、高強度、耐火
性、耐アルカリ性のほか、押出成形時の保水性や保形
性、滑性など種々の特性を単独、もしくは、複数具備し
た各種無機材料、有機材料とその組合せについて検討試
作を繰り返した。

その結果、ついに、配合原料の固形分基準で、パルプを
0.5〜３重量％、雲母フレークを３〜10重量％とするセ
メント組成物が、建材として必要かつ十分な性能を有す
る無石綿セメント板の製造に適するものであることが判
明した。

［作用］本発明にかかる押出成形用セメント組成物は、配合原料
の固形分基準で、パルプが0.5〜３重量％、雲母が３〜1
0重量％であり、石綿を全く含有しないというものであ
る。

ここで、パルプは、石綿の有する保水性と保形性を代替
し、雲母フレークは、石綿の有する高強度、耐火性、耐
アルカリ性と滑性を代替する。

パルプは優れた保水性を有する点が重要である。パルプ
は石綿と同じく繊維質であって、その保水性能は石綿の
それを大幅に上廻る。一般に押出成形用セメント組成物
は、水分を増すほど均質な混合状態を得易いが、これに
よって同時に押出しに必要な押出機内での摩擦抵抗が低
下し、また押出後に型くずれし易くなる。パルプは、そ
の優れた保水性によってセメント組成物の押出成形性を
改善し、また、押出成形後の成品に保形性を付与する。
これにより、パルプは石綿より少ない配合によっても石
綿に匹敵する押出成形性改善効果を示す。押出成形用セ
メント組成物においてはこの点が決定的に重要である。
パルプを用いない場合、水分を低下させることにより見
掛け上の押出成形性や保形性は良くなるが、その場合に
は、その前の混合の段階での均質な混合状態の達成が困
難なため、結果として優れた製品建材を得ることが出来
ない。

この点において、パルプをおいて経済的な素材で石綿に
替われるものは他に無い。

用いるパルプの種類については、故紙パルプ、広葉樹パ
ルプ、針葉樹パルプのいずれも適用可能だが、故紙パル
プ、広葉樹パルプは腰が柔らかいので均一に混合するの
に適している。

ここで、パルプの配合量は0.5〜３重量％とする。0.5重
量％未満ではその保水容量が不足し、セメント組成物が
柔らかくなりすぎ、また、押出後の成形体の形が十分に
保てない。また、３重量％を越えるとセメント組成物中
へのパルプの均一な分散が困難となり、かえって強度の
低下を招くほか、外壁材として使用する場合に、吸水−
乾燥に伴う膨張−収縮の寸法変化が大きくなり、気造物
の機密性の低下や変形などの原因となる。更に、パルプ
は、火中で発熱・炭化するので、耐火性の点からも必要
最小限の配合とすべきである。

雲母フレークは、石綿の有する高強度、耐火性、耐アル
カリ性と滑性を代替する。雲母の縦弾性係数は石綿のそ
れを上廻り、石綿に優る複合強化性能を内在する。加え
て、形状が薄片のため、粉体内に均一に分散し易く、ま
た、比表面積が大きいのでセメントと接合すべき界面が
広く確保される。

炭素繊維などのように、強さ（縦弾性係数）の点では雲
母に優るものは存在するが、大量に配合すると均一な混
合状態を得ることが困難である。その点、雲母は、石綿
に次いで、大量配合かつ均一混合に適した素材である。
また、雲母は、石綿と同じく天然の鉱物であり、耐火
性、耐アルカリ性等についても何等遜色がない。これら
の点で、雲母をおいて経済的な素材で石綿に替われるも
のは他に無い。

ここで、雲母フレークの配合は３〜10重量％とする。雲
母フレークは、他の粉体との均一な混合が保証される限
り、その量に応じて製品建材の強度を向上させるので、
もし、製品建材の高強度が特に必要でなければ、３重量
％未満の雲母フレークの配合も有り得る。しかし、複合
強化材の大量配合、かつ均一混合による押出建材の強度
向上は、その強化材を雲母フレークとすることによって
可能となる。その意味から、特許請求の範囲では、雲母
フレークの配合を３重量％以上に限定する。

また、雲母フレーク配合の上限は10重量％とする。これ
は、雲母フレークにおいても10重量％以上の配合ではセ
メントとの均一な混合状態が困難となるからである。

雲母の種類について、化学組成、結晶構造などでは特に
制約はなく、白雲母、金雲母、黒雲母、鱗雲母、ソーダ
雲母、合成雲母など、いずれも適用可能である。但し、
寸法に関しては、雲母のフレーク径が0.1〜2mm程度であ
ることが望ましい。フレーク径を2mm以下とするのは、
それ以上であると製品建材表面が鱗片状に剥離しやすく
なり表面が肌荒れ状態になるからであり、また、0.1mm
以上とするのは、複合補強効果の上から、幾何学的な寸
法としてそれ以上を必要とするということである。

市販のマイカでは原料製造上、0.1mm以下のものが少量
含まれてくるが、それが雲母全体の20％以下であれば大
きな問題はない。

以上に述べたように、本発明の主旨は、押出成形用セメ
ント組成物であって従来石綿を用いているものについ
て、その石綿に替えて、雲母フレークとパルプを用いる
ということであり、その配合率を、配合原料の固形分基
準で、パルプが0.5〜３重量％、雲母フレークが３〜10
重量％に限定するというものである。

なお、セメント、高炉スラグ微粉末、珪酸質原料などを
混合して調整する結合性セメント混合物とは、従来から
押出成形で一般に用いられているセメント類全般をさし
ている。しかしながら、本発明においては、その合計成
分におけるCaO/SiO₂のモル比の最適値を0.5〜1.2として
いる。

例えば、これに用いるセメントは、ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、フライアッシュセメントのいずれか
単独、もしくはそれらの複数の組合せでもよく、更に、
それに高炉スラグ微粉末や珪酸質原料を加えた物など、
種々の場合がありうる。高炉セメントや高炉スラグ微粉
末の添加は建材の長期強度を高め、フライアッシュセメ
ントや珪酸質原料の添加は、オートクレーブ養成プロセ
スにおいて製品の高強度化に役立つ場合がある。それら
の選択は、原料のコスト、使用設備、製品の使用目的な
どに応じ、従来の技術判断に従って決定されるが、いず
れの場合にも、石綿に替えて雲母フレークとパルプを用
いることが可能である。

更に、押出成形用セメント組成物において石綿以外の少
量の添加物、たとえば、２％以下の押出助剤（メチルセ
ルローズなど）や、３％以下の補強繊維例えば炭素繊
維、セラミックスファイバー、グラスファイバー等の無
機繊維、レーヨン、ビニロン、ナイロン、ポリプロピレ
ン、麻、綿などの有機繊維、その他、顔料、塗料、表面
活性剤、減水剤などを特定目的のために加えられる場合
がある。これらの使用においても、石綿を雲母フレーク
とパルプに置き替えることが直接的に影響するような問
題は生じないので、当然のことながら、それらを除く部
分について本発明を適用することが可能であり、それら
の特定目的を損なうことなく、石綿を雲母フレークとパ
ルプに置き替えることが出来る。従って本発明は、前記
の押出助剤や補強繊維や顔料、塗料、表面活性剤、減水
剤などを含有する押出成形用無石綿セメント組成物を含
む。更に、押出成形用セメント組成物で、軽量化のため
にパーライト、シラスバルーン、フライアッシュを主成
分とする軽量砂などの軽量骨材を３％を越えて含有する
場合においても、その骨材を除く部分について本発明の
適用が可能であり、全く同様に、石綿を雲母フレークと
パルプに置き替えることが出来る。従って本発明は、こ
れ等の骨材を含有する押出成形用無石綿セメント組成物
を含む。

［実施例］以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。

第１表に示す配合比率（固形分基準の重量比）の混合物
をミキサーにて混合の後、混練機で混練し、次いで、真
空押出成形機で中空板状に成形し、自然養生の後、180℃のオートクレーブ養生を６時間行っ
た。

第２表に、この時の押出成形性、表面性状、保形性、曲
げ強度の結果を示す。

第２表の結果からわかるように、本発明の押出成形セメ
ント板は、良好な押出成形性、表面性状、保形性を示
し、曲げ強度についても石綿使用品に相当する値を示
す。

［発明の効果］以上の如く、本発明は発癌性の問題でその使用が規制さ
れつつある石綿を完全に排除した押出成形石綿セメント
板の製造を可能とし、健康的な住環境の提供に資するも
のである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 16:02）Ｚ (72)発明者荒生勇司北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者緇荘邦紀北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者木村雅之北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者伊藤義昭東京都千代田区大手町２―６―３新日本製鐵株式会社内 (56)参考文献特開昭62−41785（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−8653（ＪＰ，Ａ) 特開平１−122951（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−96523（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、高炉スラグ微粉末、珪酸質原料
などを混合してその合計成分におけるCaO/SiO₂のモル比
を0.5〜1.2に調整した結合性セメント混合物を主たる結
合剤とする押出成形セメント板において、配合原料の固
形分基準で、パルプが0.5〜３重量％、雲母フレークが
３〜10重量％、残部が該結合性セメント混合物であっ
て、石綿を全く含有しないことを特徴とする押出成形無
石綿セメント板。
【請求項２】セメント、高炉スラグ微粉末、珪酸質原料
などを混合してその合計成分におけるCaO/SiO₂のモル比
を0.5〜1.2に調整した結合性セメント混合物を主たる結
合剤とし、配合原料の固形分基準で、２重量％以下の押
出助剤や３重量％以下の補強繊維を配合する押出成形セ
メント板において、該押出助剤や該補強繊維以外の部分
が請求項(1)の押出成形無石綿セメント板と同じ組成で
ある、押出助剤や補強繊維を含有する押出成形無石綿セ
メント板。
【請求項３】軽量化などの特定目的のために骨材を配合
する押出成形無石綿セメント板において、該骨材以外の
部分が請求項(1)または(2)に記載の押出成形無石綿セメ
ント板と同じ組成である、骨材を配合した押出成形無石
綿セメント板。