JP4850325B2

JP4850325B2 - Architectural board

Info

Publication number: JP4850325B2
Application number: JP2000013035A
Authority: JP
Inventors: 敏彦花田; 之典山崎; 彰大和田; 範男山崎; 孝博市村
Original assignee: A&A Material Corp
Current assignee: A&A Material Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001206788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築用板材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建築用板材は、セメント、けい酸カルシウム源または石膏を主原料として製造されている。これらは板材としての強度を有するが、施工時のビスや釘打ち等で割れたり、裏面に剥離が生じたりする欠点がある。こうした欠点を防止するために、有機バインダを添加することが知られているが、その添加がシックハウス症候群などの原因となり健康によくない。
一方、消石灰やドロマイドプラスタを用いて炭酸ガスと反応させたものは、強度が低く板材としては不適である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量かつ高強度で、切断、釘打ち性等の加工性に富んだ建築用板材の提供を目的とする。
【０００４】
本発明は、７００℃〜１，２００℃で仮焼した少なくとも二酸化珪素と酸化カルシウムを含有する粉体を主成分とし、この主成分を含む原料を板状に成形し、炭酸ガスと反応させてなり、前記原料が、４５〜９８重量％の主成分である粉体と、２〜１５重量％の有機繊維または無機繊維と、０〜４０重量％の無機質充填材とを含んでなり、前記粉体が、少なくとも１０〜２０重量％の二酸化珪素と、４０〜７０重量％の酸化カルシウムとを含んでなることを特徴とする板材によって達成される。
【０００５】
前記粉体は、天然原料または産業廃棄物もしくはその両方であることが好ましい。
前記粉体は、特定の粒度に予め粉砕されていることが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を好ましい実施態様で詳述するが、本発明の内容はこれらの実施態様には限られない。
この実施態様において、まず、少なくとも二酸化珪素と酸化カルシウムを含有する天然原料または産業廃棄物もしくはその両方を粉砕して、700℃〜1,200℃で仮焼してなる粉体を主成分として製造する。
【０００７】
次いで、板材を成形するが、その方法は特に限定されるものではないが、たとえば、45〜98重量％のかかる主成分に、2〜15重量％の有機繊維または無機繊維と0〜40重量％の無機質充填材とからなる配合物に水を加えてスラリー状態あるいは粘土状態にし、それらを型枠に打設してあるいは脱水プレス成形して所望の表面形状を得たり、またはスラリーを抄造してグリーンシートを得たり、あるいはグリーンシートに面プレスを行ったりして図１に示す板材状に成形する。その以外の方法としては押出成形法もある。
最後に、大気中あるいは炭酸ガス雰囲気中において、得られた成形体を養生して板材とする。養生は、大気養生のほか、蒸気養生、オートクレーブ養生など、各種の方法を採用することができる。
【０００８】
本発明の仮焼温度は、700℃〜1,200℃であることが好ましく、700℃未満では粉体の活性が低く、成形養生後の板材には十分な強度が得られない。1,200℃より高いと粉体が焼結して固まり、活性が低下して使用できない。
また、本発明の粉砕工程では、主成分である粉体の粉末度（ブレーン値）を3,000〜10,000cm²／gにすることが好ましい。本発明で使用する天然原料または産業廃棄物もしくはその両方が仮焼前にすでに上記粉末値をもっていれば、粉砕工程は本態様においては必要としない。
【０００９】
本発明において用いる仮焼する天然原料としては、10〜20重量％の二酸化珪素と40〜70重量％の酸化カルシウムを含む範囲であれば、特に限定するものではなく、たとえば、粘土鉱物、砂と石灰石等を混合して用いることができる。ここで使用する仮焼した粉体は、上記個々の原料をそれぞれ仮焼した後に混合されたものでも良い。
また、仮焼する産業廃棄物も、10〜20重量％の二酸化珪素と40〜70重量％の酸化カルシウムを含有する範囲であれば、特に限定するものではなく、たとえば、コンクリート廃材、建築廃材と下水処理場の汚泥等を使用できる。
また、上記天然原料と産業廃棄物との混合物として使用する場合でも、全体として10〜20重量％の二酸化珪素と40〜70重量％の酸化カルシウムを含めば、本発明に用いることができる。
【００１０】
本発明の板材の原料は、主成分として45重量％〜98重量％の前記の仮焼した粉体を含むことが好ましく、45重量％未満では養生後の板材に十分な曲げ強度が得られなく、98重量％を超えた場合では、板材が硬く脆いため釘打ち性や加工性において実用的ではない。
【００１１】
他に、2重量％〜15重量％の有機繊維または無機繊維の繊維成分を含むことができる。繊維成分が2重量％未満では、板が脆いため釘打ち性や加工性が実用的ではなく、15重量％を超えた場合では、釘打ち性や加工性は良好であるが、板の曲げ強度が低く実用的でない。
また、有機繊維としては、パルプ、ポリプロピレン、レーヨン、ビニロンと各種天然繊維等を、無機繊維としては、アスベスト、ロックウール、スラグウール、ガラス繊維とセラミック繊維等を用いることができる。
【００１２】
さらに、0重量％〜40重量％の無機質充填材を含むことができる。その含有量が40重量％を超えた場合、板材の釘打ち性や加工性は良好であるが、板の曲げ強度が低く実用的でない。
また、無機質充填材としては、珪藻土、パーライト、バーミキュライト、けい酸カルシウムと石膏等を用いることができる。
【００１３】
本発明では、板状に成形した後に強度を発現させて建築用板材とするためには、主成分に含まれている酸化カルシウムを炭酸ガスと反応させて炭酸カルシウムを生じさせる必要がある。本態様では、成形した後に炭酸ガス雰囲気中において、成形体を養生することが好ましい。
【００１４】
【実施例】
実施例１〜３．
これらの実施例は、セメント調合原料の仮焼物（二酸化珪素15.6重量％、酸化カルシウム52.1重量％、ブレーン値＝5,200ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として用い、表１に示した配合と、固形分濃度50重量％になるように水を加え混練しスラリーを得た。得られたスラリーを250×250mmの型枠に打設し、１ＭＰａの圧カで
４分間プレス成形して厚さ6mmの板を得た。得られた板は、二酸化ガス雰囲気中（ＣＯ₂ガス20％、湿度70％）で７日間養生した。
なお、無機質充填材として使用したパーライトはアサノパーライトＳである。
【００１５】
【表１】

【００１６】
実施例４〜５．
これらの実施例は、ノンアススレート板の仮焼粉体（二酸化珪素12.1重量％、酸化カルシウム55.0重量％、ブレーン値＝4,800ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として使用する以外、全て実施例１と同様に表１に示した配合で板材を作製した。
【００１７】
実施例６〜７．
これらの実施例は、カオリンと石灰石の混合仮焼粉体（二酸化珪素18.9重量％、酸化カルシウム65.3重量％、ブレーン値＝4,600ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として使用する以外、全て実施例１と同様に表１に示した配合で板材を作製した。
【００１８】
実施例で得られた板を60℃、24時間乾燥して以下の試験を行い、その結果を表１にまとめた。試験方法は次の通りである。
比重：ＪＩＳＡ５４３０にて測定。
曲げ強度：ＪＩＳＡ５４３０にて測定（ＭＰａ）。
釘圧入応力：釘Ｎ４５（２．４５φ、４５Ｌ）を耐圧試験機にて垂直に押し込んだ時の最大応力で測定。釘が変形して測定不能の場合をザクツとした。
板割れ状態：板の角部から10mmの所に、釘Ｎ４５（２．４５φ、４５Ｌ）を垂直に立て、分銅300ｇを高さ300mmから貫通するまで自由落下し、板の割れを観察。割れなしの場合を○、割れありの場合を×、釘が変形して測定不能の場合をザクツとした。
加工性：250mm×250mm×6mmの板5枚を中央部からチップソーを用いて切断し、亀裂の有無を観察。亀裂なしの場合を○、亀裂ありの場合を×とした。
【００１９】
【比較例】
比較例１〜２．
これらの比較例は、ノンアススレート板の仮焼粉体（二酸化瑳素12.1重量％、酸化カルシウム55.0重量％、ブレーン値＝4,800ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として使用し、表２に示した配合を用いる以外、全て実施例１と同様にして板材を製造した。また、得られた板材を実施例と同様に試験を行い、その結果を表２にまとめた。なお、実施例と同様に使用したパーライトはアサノパーライトＳである。
【００２０】
【表２】

【００２１】
比較例３〜４．
これらの比較例は、カオリンと石灰石の混合仮焼粉体（二酸化珪素18.9重量％、酸化カルシウム65.3重量％、ブレーン値＝4,600ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として使用した以外、全て比較例１と同様にして板材を製造し、そして試験した。
【００２２】
比較例Ｎｏ．５〜７．
これらの比較例は、セメント調合原料の仮焼物（二酸化珪素15.6重量％、酸化カルシウム52.1重量％、ブレーン値＝5,200ｃｍ²／ｇ）を仮焼粉体として使用した以外、全て比較例１と同様にして板材を製造し、そして試験した。
【００２３】
【発明の効果】
表１と表２に示した試験結果によれば、700℃〜1,200℃で仮焼した少なくとも二酸化珪素と酸化カルシウムを含有する粉体を主成分とし、かかる主成分を含んでなる原料を板状に形成し、炭酸ガスと反応させてなることを特徴とする本発明の板材は、曲げ強度、釘圧入応力、板割れ状態、加工性に優れ、軽量高強度で、切断、釘打ち性等の加工性に優れる建築用板材である。
また、施工後劣化するセメント系板材とは異なり、本発明品は炭酸ガスを吸収反応して強度が増大することから、施工後も強度が増大する。地球環境にもやさしい。さらに、有機バインダを含有していないことから、シックハウス症候群などを生じず健康にも良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板材の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１板材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a building plate.
[0002]
[Prior art]
In general, a building board is manufactured using cement, a calcium silicate source or gypsum as a main raw material. These have strengths as plate materials, but have the disadvantage that they are broken by screws or nailing during construction, or the back surface is peeled off. In order to prevent such drawbacks, it is known to add an organic binder, but this addition causes sick house syndrome and is not good for health.
On the other hand, what made it react with a carbon dioxide gas using slaked lime or a dolomide plaster has low intensity | strength, and is unsuitable as a board | plate material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of this invention is to provide the board | plate material for building which is lightweight and high intensity | strength, and was rich in workability | operativity, such as cutting and nailing.
[0004]
The present invention mainly comprises a powder containing at least silicon dioxide and calcium oxide calcined at 700 ° C. to 1,200 ° C., and a raw material containing this main component is formed into a plate shape and reacted with carbon dioxide gas. becomes the raw material, a powder which is a main component of 45 to 98 wt%, and 2 to 15 wt% of organic or inorganic fibers, Ri name and a 0-40% by weight of inorganic filler, wherein powder is achieved by the plate member, wherein at least 10 to 20 wt% of silicon dioxide, a Rukoto Do and a calcium oxide 40 to 70 wt%.
[0005]
Before Kikotai is preferably a natural or industrial waste or both.
The powder is preferably pulverized in advance to a specific particle size.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, although the present invention is explained in full detail in a preferred embodiment, the contents of the present invention are not limited to these embodiments.
In this embodiment, first, a natural raw material containing at least silicon dioxide and calcium oxide and / or industrial waste is pulverized and calcined at 700 ° C. to 1,200 ° C. to produce a powder as a main component.
[0007]
Next, the plate material is formed, but the method is not particularly limited. For example, the main component is 45 to 98% by weight, the organic fiber or inorganic fiber is 2 to 15% by weight, and 0 to 40% by weight. Water is added to the composition comprising the inorganic filler to form a slurry state or clay state, which is cast into a mold or dehydrated and pressed to obtain a desired surface shape, or the slurry is made. A green sheet is obtained or a surface press is performed on the green sheet to form the plate material shown in FIG. Another method is an extrusion method.
Finally, the obtained molded body is cured into a plate material in the air or in a carbon dioxide atmosphere. In addition to air curing, various methods such as steam curing and autoclave curing can be used for curing.
[0008]
The calcining temperature of the present invention is preferably 700 ° C. to 1,200 ° C. If it is less than 700 ° C., the activity of the powder is low, and sufficient strength cannot be obtained for the plate material after molding and curing. If it is higher than 1,200 ° C, the powder will sinter and solidify, and its activity will decrease and it cannot be used.
In the pulverization step of the present invention, the fineness (brain value) of the powder as the main component is preferably 3,000 to 10,000 cm ² / g. If the natural raw materials and / or industrial waste used in the present invention already have the above powder value before calcination, the pulverization step is not necessary in this embodiment.
[0009]
The natural raw material to be calcined used in the present invention is not particularly limited as long as it contains 10 to 20% by weight of silicon dioxide and 40 to 70% by weight of calcium oxide. For example, clay minerals, sand and the like Limestone or the like can be mixed and used. The calcined powder used here may be a mixture obtained by calcining the individual raw materials.
Moreover, the industrial waste to be calcined is not particularly limited as long as it contains 10 to 20% by weight of silicon dioxide and 40 to 70% by weight of calcium oxide. For example, concrete waste and building waste Sludge from sewage treatment plants can be used.
Even when used as a mixture of the above-mentioned natural raw material and industrial waste, it can be used in the present invention as long as it contains 10 to 20% by weight of silicon dioxide and 40 to 70% by weight of calcium oxide as a whole.
[0010]
The raw material of the plate material of the present invention preferably contains 45% to 98% by weight of the calcined powder as a main component, and if it is less than 45% by weight, sufficient bending strength cannot be obtained for the plate material after curing. When the content exceeds 98% by weight, the plate material is hard and brittle, so that it is not practical in nailing and workability.
[0011]
In addition, the fiber component of 2 to 15% by weight of organic fiber or inorganic fiber can be included. If the fiber component is less than 2% by weight, the plate is brittle, so the nailability and workability are not practical. If it exceeds 15% by weight, the nailability and workability are good, but the bending strength of the plate Is not practical.
Further, as the organic fiber, pulp, polypropylene, rayon, vinylon and various natural fibers can be used, and as the inorganic fiber, asbestos, rock wool, slag wool, glass fiber and ceramic fiber can be used.
[0012]
Furthermore, 0 to 40% by weight of an inorganic filler can be included. When the content exceeds 40% by weight, the nailability and workability of the plate material are good, but the bending strength of the plate is low and not practical.
Moreover, as an inorganic filler, diatomaceous earth, perlite, vermiculite, calcium silicate, gypsum, etc. can be used.
[0013]
In the present invention, it is necessary to react calcium oxide contained in the main component with carbon dioxide gas to produce calcium carbonate in order to develop strength after forming into a plate shape to obtain a building board material. In this embodiment, it is preferable to cure the molded body in a carbon dioxide atmosphere after molding.
[0014]
【Example】
Examples 1-3.
In these examples, a calcined material of cement preparation material (silicon dioxide 15.6% by weight, calcium oxide 52.1% by weight, Blaine value = 5,200 cm ² / g) was used as a calcined powder, Water was added to a solid content concentration of 50% by weight and kneaded to obtain a slurry. The obtained slurry was cast into a 250 × 250 mm mold and press-molded with a pressure of 1 MPa for 4 minutes to obtain a 6 mm thick plate. The obtained plate was cured for 7 days in a CO ₂ gas atmosphere (CO ₂ gas 20%, humidity 70%).
The pearlite used as the inorganic filler is asanoperlite S.
[0015]
[Table 1]

[0016]
Examples 4-5.
All of these examples are the same as those in Example 1, except that a calcined powder of non-aslate plate (12.1% by weight of silicon dioxide, 55.0% by weight of calcium oxide, brain value = 4,800 cm ² / g) is used as the calcined powder. The board | plate material was produced with the mixing | blending shown in Table 1 similarly.
[0017]
Examples 6-7.
These examples are all examples except that a mixed calcined powder of kaolin and limestone (18.9% by weight of silicon dioxide, 65.3% by weight of calcium oxide, brane value = 4,600 cm ² / g) is used as the calcined powder. The board | plate material was produced like the 1 with the mixing | blending shown in Table 1.
[0018]
The plates obtained in the examples were dried at 60 ° C. for 24 hours and subjected to the following tests. The results are summarized in Table 1. The test method is as follows.
Specific gravity: Measured with JISA5430.
Bending strength: Measured by JISA5430 (MPa).
Nail press-fit stress: Measured by maximum stress when nail N45 (2.45φ, 45L) is pushed vertically with a pressure tester. The case where the nail was deformed and could not be measured was regarded as a sack.
Plate cracking state: Standing nail N45 (2.45φ, 45L) vertically at 10mm from the corner of the plate, dropping free from 300mm weight through 300mm in height, and observing cracks in the plate. The case where there was no crack was rated as “◯”, the case where there was a crack as “X”, and the case where the measurement was impossible due to deformation of the nail.
Workability: Five plates of 250mm x 250mm x 6mm were cut from the center with a tip saw and observed for cracks. The case where there was no crack was marked with ◯, and the case where there was a crack was marked with ×.
[0019]
[Comparative example]
Comparative Examples 1-2.
In these comparative examples, calcined powder of non-aslate plate (12.1 wt% silicon dioxide, 55.0 wt% calcium oxide, brane value = 4,800 cm ² / g) was used as calcined powder and is shown in Table 2. A plate was produced in the same manner as in Example 1 except that the above formulation was used. Moreover, the obtained board | plate material was tested similarly to the Example, and the result was put together in Table 2. The perlite used in the same manner as in the example is Asano perlite S.
[0020]
[Table 2]

[0021]
Comparative Examples 3-4.
These comparative examples are all comparative examples, except that a mixed calcined powder of kaolin and limestone (18.9% by weight of silicon dioxide, 65.3% by weight of calcium oxide, brane value = 4,600 cm ² / g) was used as the calcined powder. Plates were produced and tested as in 1.
[0022]
Comparative Example No. 5-7.
These comparative examples are all the same as Comparative Example 1 except that the calcined material of the cement preparation material (silicon dioxide 15.6 wt%, calcium oxide 52.1 wt%, brane value = 5,200 cm ² / g) was used as the calcined powder. A board was made and tested.
[0023]
【The invention's effect】
According to the test results shown in Tables 1 and 2, the main component is a powder containing at least silicon dioxide and calcium oxide calcined at 700 ° C. to 1,200 ° C., and the raw material containing such a main component is plate-shaped. The plate material of the present invention formed by reacting with carbon dioxide gas is excellent in bending strength, nail press stress, plate cracking state, workability, lightweight and high strength, cutting, nailing, etc. It is a building board material with excellent workability.
Moreover, unlike the cement-type board | plate material which deteriorates after construction, since this invention product absorbs carbon dioxide gas and an intensity | strength increases, an intensity | strength also increases after an installation. Friendly to the global environment. Furthermore, since it does not contain an organic binder, it does not cause sick house syndrome and is good for health.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a plate material of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 board

Claims

A powder containing at least silicon dioxide and calcium oxide calcined at 700 ° C. to 1,200 ° C. as a main component, forming a raw material containing this main component into a plate shape, and reacting with carbon dioxide gas,
The raw material is a powder which is a main component of 45 to 98 wt%, and 2 to 15 wt% of organic or inorganic fibers, Ri name and a 0-40% by weight of inorganic filler,
Plate the powder is characterized at least 10 to 20 wt% of silicon dioxide, a Rukoto Do and a calcium oxide 40 to 70 wt%.

The plate according to claim 1 , wherein the powder is a natural raw material or industrial waste or both.

The plate according to claim 2 , wherein the powder is pulverized in advance.