JPH0699173B2

JPH0699173B2 - 押出成形用強化セメント組成物

Info

Publication number: JPH0699173B2
Application number: JP8090590A
Authority: JP
Inventors: 典神尾; 雄次朗井上; 成彦木之下; 弘一川村
Original assignee: Sumikin Bussan Corp
Current assignee: Nippon Steel Trading Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH03285855A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、押出成形により、大きい機械的強度を有し、
かつ表面平滑性が良好な硬化体を与える強化セメント組
成物に関するものである。

従来の技術これまで、押出成形用の強化セメント組成物としては、
セメントにけい砂のような骨材を配合した基本組成に対
し、石綿繊維、パルプ繊維、ガラス繊維、合成繊維、カ
ーボン繊維、金属繊維などのような補強用繊維とメチル
セルロースのような成形助剤を添加し、さらに必要量の
水を加えて混練したものが知られている。

これらの補強用繊維は、いずれも数mm〜数十mmという比
較的長い寸法を有し、これが押出成形の際に押出方向に
配向して、各骨材粒子間にわたって補強し、マトリック
スの押出方向の強度不足をカバーするものと考えられて
いる。

しかしながら、パルプ繊維や合成繊維はセメント中での
分散性が悪く、２〜３重量％配合しただけでもいわゆる
ファイバーボールを生じ補強効果が不十分になったり、
表面を粗面化するという欠点があるし、ガラス繊維、カ
ーボン繊維、金属繊維の場合はセメントの経時的な凝結
硬化作用に伴う体積縮小により、補強用繊維とマトリッ
クスとの間に剥離を生じるため補強効果が不十分になる
上に、繊維が成形体の表面に露出し、表面平滑性がそこ
なわれるという欠点がある。

一方、石綿繊維は、入手しやすく、また分散性も良好で
セメント中に20重量％程度まで配合可能であるが、健康
に有害であるとされ使用を抑制される傾向にあるため、
これに代わるべき材料の出現がもとめられているが、現
在までこれに匹敵する性能を示すものは見出されていな
い。

発明が解決しようとする課題本発明は、このような事情のもとで、従来の押出成形用
強化セメント組成物がもつ欠点を克服し、環境公害など
の問題なしに、しかもより優れた物性をもつ硬化体を与
えうる押出成形用強化セメント組成物を提供することを
目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段本発明者らは、押出成形用セメント組成物の強化に関
し、種々研究を重ねた結果、この中に配合する強化用繊
維は、ある程度長いものでなければ所定の補強効果が奏
されないと考えられていた従来の技術常識に反し、径0.
01〜５μｍ、長さ10〜900μｍという非常に微細なフィ
ブリル化セルロースを配合した場合に、意外にも大きい
補強効果が得られ、しかも表面平滑性も著しく改善され
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。

すなわち、本発明は、セメント100重量部、けい砂50〜1
50重量部及び押出助剤0.5〜3.0重量部から成る基材に対
し、補強用繊維として、径0.01〜５μｍ、長さ10〜900
μｍの微小フィブリル化セルロース１〜10重量％を配合
し、かつ全組成物重量に対する含水量を30〜80重量％に
調整したことを特徴とする押出成形用強化セメント組成
物である。

本発明組成物における基材を構成するセメントとして
は、通常使用されているポルトランドセメント、マグネ
シアセメント、アルミナセメント、混合セメント、天然
セメントの中から任意に選んで用いることができる。

また、骨材として配合されるけい砂は、川砂、山砂、砕
砂などが用いられる。このものは、セメント100重量部
当り、50〜150重量部、好ましくは70〜120重量部の割合
で配合される。

次に、本発明組成物においては、押出成形を容易にする
ために押出助剤を添加する必要があるが、この押出助剤
としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロエチルセルロースなど
のセルロース誘導体が好ましい。その他ポリビニルアル
コールなども用いることができる。これらの成形助剤
は、セメント100重量部当り0.5〜3.0重量部の割合で配
合される。これよりも少ないと十分な成形性が得られな
いし、またこれよりも量を増やしても、それ以上の成形
性の向上は望めない。

本発明組成物において、補強用繊維として径0.01〜５μ
ｍ、長さ10〜900μｍの微小フィブリル化セルロースを
配合することが必要である。このものは、例えばパルプ
繊維に激しい機械的衝撃を加え、フィブリル化すること
によって得られる。この微小フィブリル化セルロースに
は、径0.01〜１μｍ、平均径約0.1μｍで長さ10〜40μ
ｍのものと、径0.01〜１μｍ、平均径約0.1μｍで長さ7
00〜800μｍのものが知られているが、本発明において
は、これらいずれを用いても差しつかえない。

この微小フィブリル化セルロースは、前記した基材に対
し、１〜10重量％の割合で配合される。この量が１重量
％未満では十分な補強効果は得られない。また10重量％
よりも多く配合してもそれ以上の補強効果の向上が認め
られない上に、成形圧力の増大をもたらし、成形しにく
くなるという不利を生じる。

本発明において配合される微小フィブリル化セルロース
は、従来用いられている比較的長い寸法の補強用繊維と
異なり、硬化体のマトリックス中に均一に分散した状態
で存在し、押出の際、マトリックス内で配向し、マトリ
ックスの強度を向上させるものと考えられる。したがっ
て、マクロ的には、繊維の存在が認められないため、か
なり多量に配合しても硬化体の表面平滑性がそこなわれ
ることはない。

本発明は、以上の成分を必須成分とするものであるが、
それに加えて、従来押出成形用セメント系に慣用されて
いる添加物、例えばパーライト、シラスバルーン、シリ
カフラワー、バーミキュライトなどを所望に応じ、所要
の物性及び押出成形性をそこなわない量で配合すること
もできる。

さらに、本発明においては全固形分重量に対する含水量
を30〜80重量％の範囲にすることが必要である。この量
が30重量％未満では、押出成形の際にダイス内で材料が
閉塞し、円滑な押出がなされないし、またこの量が80重
量％を超えると軟かすぎて保形性を失い押出不能とな
る。

これまでの押出成形用セメント組成物においては、含水
量が50重量％以上になると保形性を失い、成形すること
ができなかったが、本発明においては、保水性の高い微
小フィブリル化セルロースを用いているため、80重量％
までの含水量においても十分な保形性を有する。

本発明のセメント組成物を調製するには、セメント、け
い砂、押出助剤及び微小フィブリル化セルロースを、所
定の割合で、例えばフェンシェルミキサーやオムニミキ
サーを用いて混合し、ニーダーなどにより混練する。次
にこの組成物を用いて成形体を製造するには、スクリュ
ー押出機を用いて所要の形状に押出成形し、次いで、通
常のセメント成形体と同様にして、水中養生、気中養生
又は高温高圧養生して硬化させたのち乾燥する。この際
の成形圧力は、３〜20kg/cm²程度で成形できる。このよ
うにして、曲げ強度100〜200kg/cm²て表面平滑性の良好
な成形体が得られる。

実施例次に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
なお、各例中の物性値は以下の方法により測定したもの
である。

ｉ）曲げ強度；所定の組成物を押出成形により成形した成形体を、湿潤
状態で１日静置後20℃の水中で27日間養生して硬化さ
せ、この硬化体について、（株）島津製作所製オートグ
ラフIS-10Tを使用し、スパン150mm、載荷速度毎分2mmの
中央集中載荷により測定した。

ii）成形性；所定の組成物を、本田鉄工（株）製DE−50型押出成形を
用いて、断面10×60mmの板状体に押出成形する際の成形
圧力により比較した。この圧力が小さいほど良好な成形
性を示す。

iii）表面平滑性；所定の組成物を、本田鉄工（株）製DE−50型押出成形機
を用いて押出成形して、断面10×60mmの平板を製造し、
得られた成形体を硬化し、その表面状態を目視により観
察し、以下の基準により評価した。

××…表面に著しい粗さが認められた。

×…表面にかなりの粗さが認められた。

△…わずかに表面に粗さが認められた。

○…表面が完全に平滑であった。

注；△以下の評価のものは、一般に実用性が認められな
い。

実施例１ポルトランドセメント〔三菱鉱業セメント（社）製〕10
0重量部、けい砂（熊本産６号）100重量部及び押出助剤
〔信越化学（社）製、商品名「メトロース」90SH−400
0〕２重量部の混合物に補強用繊維として微小フィブリ
ル化セルロースＡ〔ダイセル化学工業（社）製、径0.01
〜１μｍ、長さ10〜40μｍ〕を１〜10重量％の割合で加
えたのち、水を加えて含水率40重量％に調整し、強化セ
メント組成物を得た。次にこのものを本田鉄工DE−50型
押出成形機を用いて押出成形し、断面10×60mmの板状体
を製造した。

この際の補強用繊維の添加量と成形性との関係を示すグ
ラフを第１図（Ａ）に示す。また、このようにして得ら
れた成形硬化体についての微小繊維の添加量と曲げ強度
との関係を示すグラフを第２図（Ａ）に示す。

実施例２補強用繊維として微小フィブリル化セルロースＢ〔ダイ
セル化学工業（社）製、径0.01〜１μｍ、長さ700〜800
μｍ〕を用いる以外は実施例１と同様にして、強化セメ
ント組成物を調製した。

この組成物を用いて実施例１と同様にして板状体を押出
成形し、それぞれの成形性を第１図（Ｂ）に、また曲げ
強度を第２図（Ｂ）に示す。

比較例１補強用繊維として、パルプ繊維〔北辰（株）製、径10μ
ｍ、長さ3mm〕を用いて実施例１と同様にして、押出成
形体を製造した。このようにして得た成形体の成形性を
第１図（Ｃ）に、また曲げ強度を第２図（Ｃ）に示す。

比較例２補強用繊維として、実施例１で用いた微小フイブリル化
セルロース、比較例１で用いたパルプ繊維、市販のポリ
ブロピレン繊維、市販のカーボン繊維をそれぞれ用い、
実施例１と同様にして得た成形体の補強用繊維の添加量
と表面平滑性を次表に示す。

発明の効果本発明の組成物は、従来の押出成形用強化セメント組成
物のように長繊維によるマクロ的な補強効果とは異なり
微小繊維によるマトリックスのミクロ的な補強効果によ
り強化された成形体であるため、ファイバーボールの形
成や経時的なセメントの凝結に伴う容積縮小による繊維
とマトリックスとの剥離に起因する強度低下がみられ
ず、また長繊維の露出による表面粗面化をもたらすこと
もない。しかも、微小繊維として微小フィブリル化セル
ロースを用いているため、良好な保水性が得られ、組成
物中の含水量を多くしても保形性が維持され、押出成形
を容易にすることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例及び比較例における補強用繊
維の添加量と成形圧力との関係を示すグラフ、第２図は
補強用繊維の添加量と曲げ強度との関係を示すグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村弘一東京都千代田区大手町２丁目２番１号住金物産株式会社内審査官中田とし子 (56)参考文献特開平２−51460（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−113741（ＪＰ，Ａ) 特開平２−14860（ＪＰ，Ａ) 特公昭56−13671（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント100重量部、けい砂50〜150重量部
及び押出助剤0.5〜3.0重量部から成る基材に対し、補強
用繊維として径0.01〜５μｍ、長さ10〜900μｍの微小
フィブリル化セルロース１〜10重量％を配合し、かつ全
組成物重量に対する含水量を30〜80重量％に調整したこ
とを特徴とする押出成形用強化セメント組成物。