JP2565612B2

JP2565612B2 - 押出成形用無石綿セメント組成物

Info

Publication number: JP2565612B2
Application number: JP4718892A
Authority: JP
Inventors: 政昭鷲田; 善立高宮; 清一下林; 伸之下国
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH05246746A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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もの
である。

【０００２】

【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。

【０００３】従来、例えば特開昭55−124605号公報に見
られる如く、押出成形用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過ぎず、円滑な押出が可能で、
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水性を与えるから
である。また、石綿は安価であり、従来、固形分基準で
約２０％程度までの石綿が配合されている。

【０００４】ところが、この石綿の使用については、昨
今その粉塵による健康障害の恐れがあり、建材において
も無石綿化が強く求められてきた。

【０００５】これに対応すべく、押出成形用セメント組
成物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
価な代替材料が単独で見出されておらず、例えば、特開
平３−45545号公報には、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Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ₂のモル比を０.７〜１.２程度に調整した
結合性セメント混合物を主たる結合剤とする押出成形用
セメント組成物において、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用無石綿セメン
ト組成物が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、石綿以
外の材料を使用してセメント組成物に良好な押出成形と
保形性を付与して押出成形を可能とし、かつ得られた押
出成形体を硬化させれば、強度や耐火性に優れたセメン
ト建材が得られることは既に開示されており、従来の石
綿使用押出成形セメント板と同等程度以上の性能も得ら
れていたが、上述のような無石綿セメント組成物は、石
綿製品に比べて押出性能が若干劣り、従って、セメント
組成物の製造安定性を向上させる必要がある。

【０００７】従って、本発明の目的は、石綿を全く使用
せずに、押出成形の際の性能が石綿製品に遜色なく、更
に、従来の押出成形無石綿セメント板よりも高性能な建
材を提供することができる押出成形用無石綿セメント組
成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】石綿の優れた性能を併せ
もつ単一材料が存在しないことから、本発明者らもま
た、特開平３−45545号公報の発明と同様にその性能を
複数の材料で代替することを試み、配合原料の固形分基
準で雲母フレークを３〜１０重量％、パルプを０.５〜
３重量％、ウォラストナイトを３〜３０重量％含有して
なる押出成形用無石綿セメント組成物が建材として必要
な性能を有する無石綿セメント板の製造に適しているこ
とを見出した。

【０００９】即ち、本発明に係る押出成形用無石綿セメ
ント組成物は、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／ＳｉＯ
₂のモル比を０.７〜１.２程度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用セメント組成
物において、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％、ウォラス
トナイトが３〜３０重量％、残部が該結合性セメント混
合物であることを特徴とする。

【００１０】更に、本発明に係る押出成形用無石綿セメ
ント組成物は、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／ＳｉＯ
₂のモル比を０.７〜１.２程度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用セメント組成
物において、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％、ウォラス
トナイトが３〜３０重量％、軽量骨材が３〜２０重量
％、残部が該結合性セメント混合物であることを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明の押出成形用無石綿セメント組成物は、
配合原料の固形分基準で、雲母フレークが３〜１０重量
％、パルプが０.５〜３.０重量％、ウォラストナイトが
３〜３０重量％であり、石綿を全く含有しないというも
のである。

【００１２】特開平３−45545号公報に記載されている
ように、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として、パルプは石綿の有す
る保水性と保形性を代替することは既に見出されている
が、当然のことながらパルプは引っ張り強度が小さく、
吸湿性が高く、かつ耐火性を劣化させるものであるか
ら、パルプの配合割合はできるだけ少量とすることが望
ましい。しかし、本発明者らの実験によれば、パルプの
配合量を０.５％まで低減しても、押出成形可能である
ことが見出されたが、実製造機ではパルプの配合量が１
〜２重量％の範囲内で一番安定して製造できるが、パル
プの配合量が少なすぎると、その保水量が不足してセメ
ント組成物が柔らかくなりすぎ、押出性能が悪く、押出
後の成形体の形状を十分に保持できない。

【００１３】本発明に用いられ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。

【００１４】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ものである。雲母
の縦弾性係数は石綿のそれを上回り、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
ントと接合するべき界面が広く確保される。

【００１５】ここで、雲母フレークの配合量は３〜１０
重量％とする。雲母フレークの配合量が３重量％未満の
場合には、製品建材に十分な強度を付与することが困難
であり、また、１０重量％を超えるとセメントとの均一
な混合状態が得られないために好ましくない。雲母フレ
ークの種類については、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。

【００１６】更に、本発明ではパルプ、雲母フレークに
加えてウォラストナイトを配合する。上述のように雲母
フレークは石綿の有する高強度、耐火性、耐アルカリ
性、滑性を補うために添加するものであるが、更にウォ
ラストナイトを配合することにより、保水性、保形性が
改善され、押出特性が従来のウォラストナイト未添加品
と比較して良好となり、かつウォラストナイト自身の補
強性もあって製品強度面においても向上効果が認められ
る。

【００１７】また、ウォラストナイトを添加することに
よって加水混練したセメント組成物にウォラストナイト
の形状から寄与すると思われる機能として配合水の増量
が可能になり、即ち、押出性能改善に必要な水分をより
多く添加することができる。また、雲母と異なり、針状
を呈することから添加量が１０重量％を超えても押出成
形の際に容易に配向しうる。また、金型から押出した未
硬化の状態の形状もウォラストナイト未添加より優れて
いることが判った。つまりウォラストナイトは押出材料
の形状保持にも有効である。ウォラストナイト添加の作
用として、押出性能向上に寄与するため生産においては
不良品の低減が図れる。これは比較的生産効率向上が難
しい押出成形法のノンアスベスト化において大きな意味
をもつこととなる。ちなみに押出性の向上に伴って、当
然ながら物性の向上にもつながる。また、ウォラストナ
イトの補強性との相乗効果により、従来に比べ更に高品
質な押出成形用無石綿セメント組成物の確立ができた。

【００１８】更に、従来、保水、保形性については主に
パルプ等の有機繊維に頼っていたが、ウォラストナイト
の併用によって、これらの添加量を更に減らすことも可
能となる。このことによって押出材料の不燃性の向上が
更に改善される。そのほかにウォラストナイト自体の耐
熱性が高い(融点１５４４.５℃)ことから、ウォラスト
ナイトの添加によって耐熱フィラーとしての機能が発揮
できるため、材料性能の向上にもつながる。この不燃
性、耐熱性の向上によって建築材料の安全性は従来組成
物より一層向上できた。真の意味で石綿をベースとした
材料により近い防耐火性能を有する押出板を提供するこ
とができる。ただし、品質の向上は添加量を３０重量％
以上にしても添加量の増加分に伴って飛躍的な品質向上
が認められないため、ウォラストナイトの添加量は３０
重量％を上限とした。なお、ウォラストナイトの添加量
が３重量％未満ではその添加効果が発現しないので、下
限は３重量％とした

【００１９】次に、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／Ｓ
ｉＯ₂のモル比を０.７〜１.２程度に調整した結合性セ
メント混合物とは、特に新規なものではなく、従来、押
出成形に一般に用いられているセメント類全般を包含す
るものである。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み合わせ
でもよく、更に、それに高炉スラグ微粉末や珪酸質原料
を加えたものなど、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
クレーブ養生プロセスにおいて製品の高強度化に役立つ
場合がある。

【００２０】更に、押出成形用セメント組成物において
は、石綿以外の少量の添加物、例えば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、減水剤などを特定の目的のために加え
ることもできる。これらの使用においても石綿を雲母フ
レーク、パルプ及びウォラストナイトに置き替えること
が直接的に影響するような問題は生じない。

【００２１】また、本発明の押出成形用無石綿セメント
組成物を軽量化するために、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
材を使用することもできる。これらの配合量は３〜２０
重量％の範囲内である。配合量が３重量％未満である
と、セメント組成物の軽量化に余り効果がなく、２０重
量％を超えると押出性能が悪くなるために好ましくな
い。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例により本発明を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例１〜６及び比較例１〜２以下の表１に配合組成及び配合比(固形分基準の重量比)
を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示す如く配合比の混合物をミキサー
にて混合し、混練機で混練したのち、真空押出成形機で
中空板状に成形する。自然養生後、１８０℃オートクレ
ーブ養生を６時間行い、硬化した成形体を得る。以下の
表２に表１の配合に基づき押出成形板の押出成形性、表
面性状、保水性、保形性及び物性を示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表１に示した通り、配合水はウォラストナ
イトの添加によって増加させることができ、その結果、
表２に示す如くウォラストナイト粉末の添加によって保
水性、保形性が未添加の場合に比べて許容範囲が大きく
なった。その結果、押出性能も良くなり、表面性状、強
度面においても性能向上を図ることができた。また、耐
熱性もウォラストナイトの耐熱骨材効果の発揮と同時に
従来保水性、保形性維持に入れたパルプ、有機繊維を減
らすことが可能となり、耐熱性も一段と良くなる結果を
示す。

【００２７】

【発明の効果】以上の如く、本発明の押出成形用無石綿
セメント組成物は、石綿を全く使用せずに製造面におけ
る押出性能が石綿製品に遜色ないものとなり、更に、従
来の押出無石綿セメント板よりも高性能の建材を提供す
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 14:38 18:14 14:16） (72)発明者鷲田政昭北海道恵庭市住吉町204番地２号 (72)発明者高宮善立茨城県石岡市東光台４丁目13番１−408 号 (72)発明者下林清一北海道室蘭市知利別町１丁目12番18号 (72)発明者下国伸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

Claims

(57)【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／ＳｉＯ
₂のモル比を０.７〜１.２程度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用セメント組成
物において、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％、ウォラス
トナイト粉末が３〜３０重量％、残部が該結合性セメン
ト混合物であることを特徴とする押出成形用無石綿セメ
ント組成物。
【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／ＳｉＯ
₂のモル比を０.７〜１.２程度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用セメント組成
物において、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％、ウォラス
トナイト粉末が３〜３０重量％、軽量骨材が３〜２０重
量％、残部が該結合性セメント混合物であることを特徴
とする押出成形用無石綿セメント組成物。