JPH11246254A - ガラス繊維強化コンクリート成形品製造用混合物並びに成形品製造方法及び装置 - Google Patents

ガラス繊維強化コンクリート成形品製造用混合物並びに成形品製造方法及び装置

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JPH11246254A
JPH11246254A JP33211698A JP33211698A JPH11246254A JP H11246254 A JPH11246254 A JP H11246254A JP 33211698 A JP33211698 A JP 33211698A JP 33211698 A JP33211698 A JP 33211698A JP H11246254 A JPH11246254 A JP H11246254A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス繊維強化コンクリートから成形品を製
造するための新しい混合物と、それにより成形品を製造
する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 セメント100kg当たり、砂0〜20
kg、岩粉0〜30kg、細砂10〜30kg、水80
〜130kg、ポリマー繊維0.5〜2.5kg、プラ
スチック充填材0.5〜2.0kg、ガラス繊維(長さ
10〜20mm)2.0〜5.0kg及び保持剤7〜2
5kgを含む混合物とする。この混合物により成形品を
製造する際には、混合物からの脱水をスクリーンベース
上に配置した三次元に変形可能なラテックスの布帛によ
り行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維強化コ
ンクリートから成形品を製造するための新しい組成物に
関し、またこの新しい組成物に適合した製造方法と装置
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】繊維強
化コンクリートから例えば屋根の棟用に要求されるよう
な薄肉の成形品を製造することが知られている。初期に
は手だけで行われたこれらの作業は、非常に費用がかか
り且つ時間を消費するので、約20年も前に新しい製造
方法が開発された。これらには、とりわけ射出成形(i
njection)法が含まれ、それではまず第一に、
セメント、水、強化用繊維及び骨材から完成した混合物
が調製される。このスラリー混合物を成形型に射出し、
脱水し、そして硬化させるため支持用型枠(suppo
rt shuttering)に入れる。
【0003】この方法は、強化用に初期において使用さ
れた石綿繊維を用いてうまく行われた。石綿が建設産業
で禁止された後は、代替物としてセルロース繊維やポリ
マー繊維を用いて試験が行われた。これらの試験の過程
において、得られた成形品は強度が非常に低いことが分
かった。その結果、屋外の風化作用にさらされる成形品
がそれらを建設現場へ輸送する間にあるいは取り付けの
過程で割れないようにする場合には、それらは自然の風
化、変形の過程で、あるいは霜降りの結果として、比較
的短時間の後に非常にしばしばひび割れを示す。そのよ
うなひび割れの理由は、比較的短い、一般に6mm未満
の、繊維長さであり、セルロース繊維及びポリマー繊維
の低強度であり、使用する繊維のヤング率がセメントで
結合したマトリックスに比べて低いことであり、比較的
大量に使用されるセルロース繊維の不利な風化特性であ
る。
【0004】このひと組の問題から、本質的な構成成分
が長さ10〜20mmのガラス繊維である新しい種類の
混合物が求められることになった。この繊維長さは曲げ
引張強度、変形抵抗及び衝撃強度に重大な影響を及ぼ
す。他方で、より長い繊維はしばしば、混合物の貯蔵容
器から成形型までの管路を詰まらせることになり、それ
ゆえ連続の生産を妨げることになる。
【0005】本発明の目的は、長さが10〜20mmの
ガラス繊維を使用し、詰まりを予防して連続生産を可能
にする混合組成物を開発することである。
【0006】避けるべきもう一つの問題は、加圧(プレ
ス)作業の過程と脱水作業の過程で成形型からセメント
が抜け出す問題である。一つの可能性は、個々の繊維の
比表面積が非常に大きい天然セルロースを比較的大量に
加えることである。ところが、セルロースには、水を吸
収すると膨潤し、そうしてその体積が増加すると材料内
に応力を生じさせることになるという不都合がある。そ
の結果は、完成製品において強度が低く、ひび割れを受
けやすく、あるいは実際にひび割れるということであ
る。
【0007】従って、目的とするところは、曲げ引張強
度と衝撃強度が大きくて、脱水の過程でセメントがほと
んどあるいは少しも追い出されず、そして更に風化作用
の影響に対する安定性が高い成形品の製造を可能にする
新しいセメント/ガラス繊維混合物を見いだすことであ
った。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は、下記に示さ
れそして第1請求項に記載された特徴により達成され、
また下記に示されそして従属請求項に示された特徴によ
り補助される。
【0009】ヨーロッパ特許第0494920号明細書
には、特に平坦なスラブの製造に使用される、ガラス繊
維強化セメント又はコンクリートを製造するためのセメ
ントマトリックスが開示されている。この混合物は、ポ
ルトランドセメント、高炉スラグ、砂及び、水和中に放
出される水酸化カルシウムの結合用の、フライアッシ
ュ、反応性二酸化ケイ素、メタカオリン、ケイソウ土及
び/又はポゾランを含む、十分な量の骨材からなる。こ
のガラス繊維強化コンクリートは、セメントマトリック
スと層の形をしたガラス繊維とを成形型(型枠)に入
れ、ガラス繊維を分割したガラス繊維ロービング(ガラ
ス繊維ストランド)として敷くかあるいは繊維スプレー
レイアップ手法により適用することにより製造される。
しかし、層の厚さの均一な三次元の建設用成形品をこの
方法により製造することはできない。
【0010】ところが、驚くべきことに、セメント、
砂、岩粉(rock flour)又は石灰石、細砂
(fine sand)及び水を含むマトリックスは、
この混合物に少量のポリマー繊維とプラスチック充填材
繊維、及びセメントのための保持剤(retentio
n agent)を加えれば、長いガラス繊維と混合し
そして射出成形法による成形用に使用することができ
る。
【0011】驚くべきことに、長いガラス繊維にもかか
わらず、そのような混合物は問題なく混合して射出成形
型へ対応する管路を通して導入することができるだけで
なく、過剰の射出成形水を追い出すときに粉状の物質を
十分に保持して、固体マトリックスを与えることもでき
る。水を追い出す操作の間、ここでは排水スクリーン
(discharge screen)の上に三次元に
変形可能なラテックス布帛層を敷き広げることが有利で
ある。
【0012】本発明の混合物は、セメント100kg当
たりに次に掲げる添加物を含む。 ・砂 0〜20kg ・岩粉(石灰石) 0〜30kg ・細砂 10〜30kg ・水 80〜130kg ・ポリマー繊維 0.5〜2.5kg ・プラスチック充填材 0.5〜2.0kg ・ガラス繊維(長さ10〜20mm) 2.0〜5.0kg ・保持剤 7〜25kg
【0013】使用するセメントは、好ましくは、低水酸
化カルシウム含有量の高炉セメントである。と言うの
は、そうである場合にはより少量の反応性ケイ素酸化物
又は水酸化物結合ケイ酸塩を加えることが可能であるか
らである。
【0014】懸濁と管路を通しての輸送を容易にするた
めに、使用する砂は粒度が0〜2000μmであるべき
であり、好ましくは、平均して細砂についてはおよそ1
00〜1000μm、石灰石については0〜100μm
であるべきである。
【0015】使用する細砂は、好ましくは、ケイ素及び
フェロシリコンの製造で溶融炉の煙道ガスから得られる
反応性二酸化ケイ素であるが、そのほかの水酸化カルシ
ウム結合ケイ酸塩又は反応性シリカ、例えばフライアッ
シュ、ケイソウ土、メタカオリナイトあるいはポゾラン
といったもの、を使用することも可能である。これらの
物質の選ばれる量は、セメントの水和の際に生成される
水酸化カルシウムを結合するのに少なくとも十分である
べきである。更に、これらの微細成分(粒度は好ましく
は1〜50μm)はセメントマトリックスの強度を付加
的に増加させる。
【0016】使用するポリマー繊維は、好ましくは耐ア
ルカリ性ポリマー、例えばポリアクリロニトリル、ポリ
プロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン又は
ポリアミドといったものであり、強度ばかりでなく、更
なるセメントの吸着にとって有利である極性をも考慮す
るとポリアクリロニトリルがより好ましい。この繊維は
3〜10mm、好ましくは4〜5mmの長さで用いら
れ、繊維の太さは20〜100μmである。
【0017】使用するプラスチック充填材は、好ましく
は、繊維の太さが1〜30μmの同様の合成繊維材料か
らなる。1〜10μmの太さにブロー処理されるポリエ
チレン繊維の合成充填材が特に好ましい。
【0018】使用するガラス繊維は、好ましくは耐アル
カリ性繊維であり、アルカリの攻撃を減少させるため添
加剤として酸化ジルコニウム(又はジルコニア)を含有
している商業的なARガラス繊維が好ましい。この種の
ガラス繊維は、直径が10〜20μmのスパンロービン
グとして製造され、次いで所定長さに切断される。本発
明によれば、直径が10〜20μmで、5〜20mmの
長さに切断された繊維を使用するのが好ましく、特に、
長さが例えば12及び18mmの繊維混合物が使用され
る。長さが6mmの繊維を加えることが、特に均一な組
成の混合物にとって適切なこともある。一緒にして糸
(yarn)にする前に、通常個々の繊維を、セメント
混合物内で分散して個々の繊維となるのを容易にする不
水溶性のサイズ剤で被覆する。この種の繊維は、ガラス
繊維強化コンクリートのための添加剤として工業的に慣
用のものである。
【0019】使用する保持剤は、セメント粒子の繊維へ
の吸着とそれらが互いに凝集するのとを促進する高分子
電解質である。弱アニオン系の電荷を持つポリアクリレ
ートが特に適していることが分かっており、そのような
ポリアクリレートも、廃水技術において凝集剤として慣
用のものである。
【0020】本発明の混合物は、例えばヨーロッパ特許
出願公開第0459270号明細書に記載されるよう
に、繊維入りのコンクリートエレメント製造用の慣用の
装置で加工処理される。本発明の混合物の加工処理が大
変容易なことは、特に、縁用成形品、連結用成形品その
他のために必要とされるような複雑な形状の成形品を製
造するのさえも可能にする。
【0021】製造は、適当な混合装置で均質化した混合
物を管路を通して成形型に押し込み、その後成形型を閉
じ、そして過剰の水を加圧することでスクリーンベース
を通して追い出すことにより、通常のやり方でもって行
われる。通常の方法からはずれて、三次元的に変形可能
なラテックスの布帛を含む追加のろ過層をスクリーンベ
ース上へ配置することができ、この層は加えられた圧力
のもとでスクリーン表面に平らにかぶさり、セメント粒
子の逃散を付加的に防止する。この種のラテックス布帛
は、例えば水着の製造等で、広く使用されている。その
吸水量が少なく表面構造が滑らかなことは、完成した成
形品をフィルターから容易に剥がすのを可能にし、その
ためこのフィルター層を交換が必要な程度まで使い古す
前に何回も使用することができる。更に、これはまたス
クリーンの有効寿命を有意に増加させる。
【0022】本発明のいくつかの代表的な態様の例を下
記の表に示す。表中の数値は全て質量による比率を示し
ている。
【0023】
【表1】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 16:08) 111:12

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の組成を特徴とする、ガラス繊維強
    化コンクリートから成形品を製造するための混合物。 セメント 100kg 砂 0〜20kg 岩粉 0〜30kg 細砂 10〜30kg 水 80〜130kg ポリマー繊維 0.5〜2.5kg プラスチック充填材 0.5〜2.0kg ガラス繊維(長さ10〜20mm) 2.0〜5.0kg 保持剤 7〜25kg
  2. 【請求項2】 種々の材料の繊維、好ましくはポリエチ
    レン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリア
    クリロニトリルの繊維及びガラス繊維を使用することを
    特徴とする、請求項1記載の混合物。
  3. 【請求項3】 0.1〜20mmの種々の長さの繊維を
    使用し、様々な程度の強化を可能にすることを特徴とす
    る、請求項1又は2記載の混合物。
  4. 【請求項4】 前記セメントが水酸化カルシウム含有量
    の少ないセメント、殊に高炉セメントであることを特徴
    とする、請求項1から3までのいずれか一つに記載の混
    合物。
  5. 【請求項5】 前記細砂と添加される前記岩粉又は粉末
    石灰石の粒度が0〜2000μm、好ましくは細砂につ
    いてはおよそ100〜1000μm、石灰石については
    0〜100μmであることを特徴とする、請求項1から
    4までのいずれか一つに記載の混合物。
  6. 【請求項6】 前記細砂が煙道ガスからの反応性二酸化
    ケイ素、フライアッシュ、メタカオリナイト、ケイソウ
    土又はポゾランであることを特徴とする、請求項1から
    5までのいずれか一つに記載の混合物。
  7. 【請求項7】 使用するポリマー繊維がポリアクリロニ
    トリル、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ
    アミド又はポリオレフィンの繊維であることを特徴とす
    る、請求項1から6までのいずれか一つに記載の混合
    物。
  8. 【請求項8】 使用するポリマー充填材が繊維の太さが
    1〜10μmのポリエチレン充填材であることを特徴と
    する、請求項1から7までのいずれか一つに記載の混合
    物。
  9. 【請求項9】 前記ガラス繊維が耐アルカリ性ガラスか
    らなり、繊維の直径が10〜20μm、繊維の長さが1
    0〜20mmであることを特徴とする、請求項1から9
    までのいずれか一つに記載の混合物。
  10. 【請求項10】 使用する保持剤が高分子電解質、好ま
    しくは弱アニオン系のポリアクリレートであることを特
    徴とする、請求項1から9までのいずれか一つに記載の
    混合物。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10までの一つによる完成
    混合物を適当な成形型に注入して脱水し、そして生の成
    形品を支持用型枠に配置して硬化させる、射出成形法に
    より成形品を製造するための方法であって、脱水の過程
    において、三次元に変形可能なラテックスの布帛を含む
    ろ布を排水スクリーン上に配置することを特徴とする成
    形品製造方法。
  12. 【請求項12】 通常の射出成形装置からなり、ガラス
    繊維強化コンクリートから成形品を製造するための装置
    であって、脱水をスクリーンベース上に配置した三次元
    に変形可能なラテックスの布帛により行うことを特徴と
    する成形品製造装置。
JP33211698A 1997-11-24 1998-11-24 ガラス繊維強化コンクリート成形品製造用混合物並びに成形品製造方法及び装置 Pending JPH11246254A (ja)

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