JPS63303836A - セメント系硬化体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は床材や壁材その他の建築用材料として使用され
るセメント系硬化体の製造方法に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 従来から、床材等に使用されるセメント系硬化体は、そ
の取扱い性等を良好にする目的のために軽量化が図られ
、その方法として発泡セメントを使用したり、セメント
中にパーライト、シラスバルーン等の発泡させた軽量骨
材を混入させたりすることが行われている。

しかしながら、このような手段によれば、セメント系硬
化体の表面に発泡によって形成された数１０μ以上の空
孔や骨材が露出して表面が粗くなり、他の材料との接着
適性や塗装適性が悪くなる等の問題点がある。

又、このような表面性や切削適性を向上させる目的でセ
メント系硬化体にＳＢＲ等の樹脂を混入させると、耐火
性が低下するので、多量に混入させることができないも
のである。

このため本願発明者等は、適度な微小空隙を有する層状
構造の粘土鉱物に着目し、この層状構造粘土鉱物をセメ
ント系硬化体に混入して板状に成形、硬化させたところ
、耐火性を損なうことなく軽量化並びに切断加工性をは
かることができたが、セメント系硬化体に多数のクラン
クが生じることが判明した。

このようなりラックは、上記層状構造粘土鉱物を水と混
練すると、その眉間に浸入した水によって一旦膨潤し、
次いで硬化乾燥の工程で元に収縮するためにセメントと
粘土鉱物間や粘土の層間が離れる結果、不揃いな大きな
空隙が連続的に発生したものと推測される。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
表面性並びに切断加工性に優れていると共に耐火性を損
なうことなく軽量化を図ることを目的としたセメント系
硬化体の製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のセメント系硬化体
の製造方法は、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マ
グネシウム等の塩の水溶液中に、カオリナイト、セビオ
ライト、マイカ等の層状構造粘土鉱物を混合し、この混
合物に各種セメントや珪酸カルシウム等のセメント系硬
化物質を混練したのち硬化させることを特徴とするもの
である。

（作　　　用） 塩の水溶液中に層状構造粘土鉱物を混入すると、粘土鉱
物層間に浸入した水溶液により粘土鉱物が膨潤すると共
に粘土鉱物の交換性陽イオンと塩の陽イオンとが交換し
て塩の陽イオンが粘土鉱物層間に入り込む。

さらに、上記混合物にセメント系硬化物質を混練すると
、セメント系硬化物質はその粒径が４０〜８０μと大き
いので、１μ以下の上記粘土鉱物層間には浸入しないが
、セメント系硬化物質より生じるアルカリの作用によっ
て粘土鉱物層間の塩の陽イオンが固定される。このこと
により、一旦膨潤した粘土鉱物が乾燥してもその層間に
入り込んでいる塩がブロッキング効果を奏し、粘土鉱物
の収縮を抑制してセメント系硬化物質と層状構造粘土鉱
物及びセメント系硬化物質同士が微小空隙を有しながら
セメント系硬化物質の水和反応により硬化し、均一に且
つ強固に結合するものである。

（実　施　例） 本発明の詳細な説明すると、まず、塩を水に溶解して水
溶液を作り、この水溶液中に層状構造粘土鉱物を添加し
てペースト状ないしはスラリー状の混合物を得る。

塩の混合量は、層状構造粘土鉱物１００重量％に対して
１〜４０重量％の範囲内が望ましく、これ以上の量を添
加すると、遊離してしまうので好ましくない。

塩としては、硫酸アルミニウム、硝酸ニッケル、塩化マ
グネシウム、酢酸アンモニウム、塩化カルシウム、塩化
リチウム等の各種塩類を使用することができ、これらの
塩のうち、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マグネ
シウム等の潮解性の強い物質を使用すると、得られるセ
メント系硬化体の成形体自体が吸放湿性を有し、調湿材
として使用することができる。

この塩の水溶液中に添加する層状構造粘土鉱物としては
、カオリナイト、アロフェン、セビオライト、モンモリ
ロナイト、マイカ、バーミキュライト等があり、実際に
は、これらを主成分として含有するベントナイト、酸性
白土等を使用すればよい。

このように、塩の水溶液中に層状構造粘土鉱物を混入す
ると、一旦膨潤した粘土鉱物が粘土鉱物層間の交換性陽
イオンと塩の陽イオンとが交換して塩の陽イオンが粘土
鉱物層間に入り込み、次いで添加するセメント系硬化物
質のアルカリの作用で固定されて乾燥による層状構造粘
土鉱物の収縮を抑制することになる。

次いで、前記ペースト状ないしはスラリー状の混合物に
セメント系硬化物質を、層状構造粘土鉱物１００重量％
に対して１０〜３００重量％の配合比で混練する。

このセメント系硬化物質としては、各種セメント類、珪
酸カルシウム、高炉スラグ、石膏スラグ、石灰等の単体
若しくは複合体を主成分としたものが使用される。

なお、このセメント系硬化物質に、珪砂、砂、寒水石等
の骨材や石綿、合成繊維、金属繊維等の補強繊維、その
他、各種合成樹脂、減水剤、起泡剤等の添加剤を、得ら
れるセメント系硬化体の防火性や耐熱性を損なわない程
度に添加しておいてもよい。

前記塩の水溶液と層状構造粘土鉱物との混合物にセメン
ト系硬化物質を混練すると、セメント系硬化物質はその
粒径が４０〜８０μと大きいので、１μ以下の上記粘土
鉱物層間には浸入しないが、セメント系硬化物質より生
じるアルカリの作用によって粘土鉱物層間の塩の陽イオ
ンが固定される。

このことにより一旦膨潤した粘土鉱物が乾燥しても、そ
の層間に入り込んでいる塩がプロ゛ンキング効果を奏し
、粘土鉱物の収縮を抑制してセメント系硬化物質と層状
構造粘土鉱物及びセメント系硬化物質同士がセメント系
硬化物質の水和反応により硬化して均一に且つ強固に結
合し、無数の微細な空隙を有するクランクのない表面平
滑なセメント系硬化体が得られる。

このようなセメント系硬化体が得られる理由を第１図に
基づいて説明すると、塩の水溶液中に層状構造粘土鉱物
を混合した際に、層状構造粘土鉱物が膨潤し、該層状構
造粘土鉱物間の交換性陽イオンと塩の陽イオンとのイオ
ン反応で、粘土鉱物層（１１（１１間に浸入した塩（２
）はその後添加されるセメントのアルカリにより固定さ
れ、ブロンキング効果を奏して粘土鉱物層（１）の収縮
を抑制し、その結果、セメント（３）と粘土鉱物層（１
）間及びセメント（３）とセメント（３）間の結合が強
固になるためであると思われる。

さらに、粘土鉱物層間の空隙は殆ど損なわれることなく
板状物等に成形できて該空隙による無数の微細な孔を有
する多孔質のセメント系硬化体を得ることができる。

なお、このようなセメント系硬化体の製造工程において
、水分量は塩の水溶液に層状構造粘土鉱物を添加した際
に、ペーストないしはスラリー状の混合物とすることに
よって調整でき、又、セメント系硬化物質は予め水と混
合しておいて、これを前記塩の水溶液と層状構造粘土鉱
物との混合物に混練してもよく、要するに、最終的にセ
メント系硬化物質が硬化するのに必要な水と混練し、成
形、乾燥工程が容易にできる範囲で水分量を調整してお
けばよい。

次に本発明の具体的な実施例と比較例を示す。

実施例 水５００ｇに塩化カルシウム３５ｇを添加して得られた
塩化カルシウム水溶液にベントナイト７００ｇを混練し
て１時間放置後、普通ポルトランドセメント３５０ｇを
混練して板状物に成形し、乾燥、硬化させてセメント系
硬化体を製造した。

比較例 上記実施例において、塩化カルシウムを使用することな
く、その他の配合組成を同一にして同一形状のセメント
系硬化体を製造した。

上記実施例と比較例とにおいて、実施例では比重１．１
、比表面積４５ｒｒｆ／ｇ　（Ｂ　ＥＴ法による測定値
）で表面がきめ細かな板状物が得られたが、比較例は脆
弱でクラックが多数に発生して満足な板状物が得られな
かった。

又、実施例によって得られた板状物（５０Ｘ５０Ｘ５０
ｍｍ）にＪＩＳ　Ａ３９０８に準じる平面引張試験を行
ったところ、その強度は３〜５ｋｇ／ｃｊＡＯ値を示し
、この数値は従来の比重１．５以上のセメント系板状物
と同等で、実用上、支障のない性能である。

さらに、実施例の板状物の細孔径分布状態を水銀圧入法
で測定したところ、第２図に示すように、実線（ａ）で
示した細孔径の小さいセメントの空孔と点線（１））で
示した細孔径の大きいベントナイトによる空孔との細孔
容積のピークにずれが生じており、セメント系硬化体の
空隙が全体として孔径の大きいベントナイト側へ偏倚し
ている分だけ軽量化している共に良好な切削性が得られ
るものである。

一方、比較例は細孔径のピークが数１０μのところに表
れており、層状構造粘土鉱物の収縮で生じた隙間が出て
いるものと思われ、これがクラックや脆弱化の原因にな
っているものと思われる。

次に、実施例の吸放湿性について、２０°Ｃ１９５％Ｒ
Ｈの環境下で一週間放置すると、２０００ｇ／　ｍの重
量増加があり、これは木材等、市販調湿材の４〜６倍の
吸湿能力を示し、有効な調湿材として用いられることも
わかった。

（発明の効果） 以上のように本発明は、塩の水溶液中に層状構造粘土鉱
物を混合し、この混合物にセメント系硬化物質を混練し
たのち硬化させることを特徴とするセメント系硬化体の
製造方法に係るものであるから、水により膨潤した粘土
鉱物の眉間の交換性陽イオンと塩の陽イオンとかイオン
交換すると共にセメント系硬化物質のアルカリの作用に
より粘土鉱物層間の塩の陽イオンが固定されてブロッキ
ング効果を奏することにより、粘土鉱物の収縮が抑制さ
れる粘土鉱物とセメント及びセメント同士が強固に結合
したクラックの生じないセメント系硬化体を得ることが
でき、しかも、内部に層状構造粘土鉱物の微細な空隙が
多数分散して軽量で且つ切断性、取扱性の優れたセメン
ト系硬化体が製造できるものであり、さらに、表面に露
出する空隙が小さいので、きめの細かい表面となって接
着性や塗装通性を損なうことのないものである。

又、このセメント系硬化体の主成分は無機材料であるか
ら、防火性を有し、又、潮解性の塩を用いると調湿性を
有するので、各種建築用材料として優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はセメント
系硬化体の簡略構造図、第２図は細孔径分布線図である
。 ＋１）・・・粘土鉱物層、（２）・・・塩、（３）・・
・セメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩の水溶液中に層状構造粘土鉱物を混合し、この混合物
   にセメント系硬化物質を混練したのち硬化させることを
   特徴とするセメント系硬化体の製造方法。