JPH06135754A - 非アスベストセメント系押出成形用組成物 - Google Patents

非アスベストセメント系押出成形用組成物

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JPH06135754A
JPH06135754A JP31102592A JP31102592A JPH06135754A JP H06135754 A JPH06135754 A JP H06135754A JP 31102592 A JP31102592 A JP 31102592A JP 31102592 A JP31102592 A JP 31102592A JP H06135754 A JPH06135754 A JP H06135754A
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JP
Japan
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cement
setting
extrusion molding
asbestos
cement paste
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JP31102592A
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Kazuhisa Hayakawa
和久 早川
Kazuto Kobayashi
一人 小林
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
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    • C04B24/383Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/20Retarders
    • C04B2103/22Set retarders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00129Extrudable mixtures
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】本発明は成形後の養生時間が短縮できて、なお
かつ高温での押出成形を高い生産性で行えるようにした
非アスベストセメント系押出成形用組成物を提供する。 【構成】この押出成形用組成物は非アスベスト繊維とセ
メント結合材との混合物に 0.7〜3重量%のヒドロキシ
エチルセルロースを添加したものにおいて、ヒドロキシ
エチル基の置換度が45%以上、2%水溶液の20℃での粘
度が15,000cp以上、普通ポルトランドセメント 100重量
部と水 100重量部とからなるセメントペーストをJIS R-
5201の方法で測定したセメント凝結始発と終結測定値の
中間値Aと上記セメントペーストに 0.2重量部のヒドロ
キシエチルセルロースを添加したものを上記と同じ方法
で測定したセメント凝結始発と終結測定値の中間値Bと
の差で表される凝結遅延時間が70分以下のヒドロキシエ
チルセルロースを使用するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築物の外装材、屋根
材、床材等として有用な、非アスベスト繊維によって補
強されたセメント板を与える、非アスベストセメント系
押出成形用組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、建築物の外装材、屋根材、床材等
として、セメントにその10重量%程度のアスベスト繊
維、骨材等を混合し、さらに水を添加して混練し、所望
の形状のダイスを用いて押出成形して得られる、アスベ
スト繊維で補強されたセメント板が広く用いられてき
た。アスベスト繊維は混練時の分散性が極めてよく、得
られた混練物は押出成形に際しての保形性がよく保水性
にも優れている。さらに押出成形品に寸法安定性、必要
強度を付与するために行う 170℃以上の高温での水蒸気
圧力釜による養生に際しても、アスベスト繊維の保有す
る耐熱性により十分に耐え、強度補強繊維としての性能
を充分に発揮してきた。ところが、近年に至り、アスベ
スト繊維はその独特の繊維形状に起因するといわれる発
ガン性が問題となり、このために上記の押出成形品にお
いてもアスベストを全く用いないか、その添加量を極力
少なくすることが要求されてきた。
【0003】アスベストに代わる繊維には、無機繊維と
してワラステナイト、ガラス繊維、カーボン繊維、セピ
オライト等が検討され、また有機繊維としてビニロン繊
維、ポロプロピレン繊維、パルプ繊維、アラミド繊維等
が検討されている。しかし、これらの非アスベスト系繊
維はいずれも分散性、保形性、保水性が悪く、さらに有
機系の繊維の中には耐熱性が悪く前述した水蒸気圧力に
よる養生のできない繊維もある。またコストの面から補
強強度の高いものはアスベスト繊維に比べてかなり高価
となるものがある。その中にあって、パルプ繊維はコス
トが比較的安く分散性についてアスベストには及ばない
ものの他の繊維に比べれば優れており、さらに、これを
一定量添加して得た押出成形物では従来のアスベスト繊
維含有セメント成形品では困難であった、釘打ち、鋸引
き等の加工が可能となり、建築物の外装材としての取り
付けが容易になるという利点が与えられる。このことか
らアスベストに代わる繊維として近年俄かに注目されて
きている。
【0004】一方、セメントモルタル組成物の押出成形
では一般に成形時に多くの圧力がかかり、アスベスト繊
維やパルプ繊維を含有するセメント組成物の場合でも、
これらの繊維が持っている保水性能だけでは成形体内に
水を均一に保持させることができず、押出成形体が凝結
硬化するまでの間に水を分離して成形物同士を結着させ
るので、ダイスから吐出した成形体をこのままの形で維
持することが困難であった。この成形性の改善のために
押出成形用の組成物に有機系のバインダーを使用する方
法が提案され、例えば特公昭43 -7134号公報にはアスベ
ストを含有するセメント系押出成形品の有機バインダー
として、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース等のほかにヒドロキシエチルセルロース、カ
ルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ポリエチ
レンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、カゼイン等が
あり、なかでもヒドロキシアルキルアルキルセルロース
はセメント、骨材等の分散性能がよく保水性と粘着性に
優れていると記載されている。
【0005】このようなバインダーを含有する非アスベ
ストセメント系押出成形用組成物についても、これまで
に幾つかの提案がなされていて、例えば、特公昭63−12
76号公報にはパルプ繊維と一次発泡した球形樹脂とメチ
ルセルロース等のバインダーとを添加したセメント組成
物を押出成形することにより鋸引きや釘打ちの可能な成
形体の得られることが示されている。しかし、非アスベ
スト系繊維は、前述したように分散性、潤滑性が悪いた
め、実際に押出成形用組成物を混合混練して押出成形し
ようとすると発熱が激しくなる。しかも、バインダーと
して一般に使用されるヒドロキシアルキルアルキルセル
ロースは、高温度で溶解しにくく、一旦溶解したとして
も高温になると再びゲル化して流動性を損ねるという性
質をもち、これを非アスベスト系繊維を用いた押出成形
に適用するには、成形工程を十分に冷却しておかないと
全く成形ができなかった。そこで使用する非アスベスト
繊維を細かく切断して発熱を抑える試みも行われたが、
繊維長を短くすると成形直後の保形性が悪くなり、バイ
ンダー添加量が増えるだけでなく養生体の耐衝撃度も悪
化させていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題の解決の
ため、高温度でも溶解し、溶解した後でもゲル化せず、
比較的保水性の高いヒドロキシエチルセルロースを使う
ことが考えられたが、これには高温で押出成形した場合
に、粘性が低下して成形直後の成形品に亀裂が入る欠点
があり、これを防ぐために、その添加量を増して押出成
形すると、量の増加につれてセメントの硬化遅延時間が
長くなり、そのために成形後の蒸気養生前に45〜70℃前
後で行う低温一次養生に時間がかかって生産性を著しく
低下させていた。これに対し、ヒドロキシエチル基置換
度を極めて少なくして溶解性を低下させることで、セメ
ントの効果遅延時間が長くならないように工夫し押出成
形することが考えられるが、ヒドロキシエチル基置換度
を低下させたものは、高温度での押出成形性が悪いとい
う問題があった。したがって、本発明の目的は成形後の
養生時間を増やすことなく、高温での押出成形を容易か
つ高い生産性の下で行えるようにした非アスベストセメ
ント系押出成形用組成物を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて検討した結果、押出成形品の硬化の遅延性は、添
加するヒドロキシエチルセルロース等の水溶性セルロー
スエーテルのセメント凝結遅延性能に関与していること
を見出し、この凝結遅延時間の短いヒドロキシエチルセ
ルロースを用いれば、高温での押出成形を行った場合で
も、成形が容易に行え、かつ成形後の一次養生が短期間
で十分に達成されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明による非アスベストセメント系押出成
形用組成物は、非アスベスト繊維とセメント結合材との
混合物に対しバインダーとして 0.7〜3重量%のヒドロ
キシエチルセルロースを添加した押出成形用組成物にお
いて、このヒドロキシエチルセルロースとして、ヒドロ
キシエチル基の置換度が45%以上、2%水溶液の20℃で
の粘度が15,000cp以上あって、かつ普通ポルトランドセ
メント 100重量部と水 100重量部とからなるセメントペ
ーストについてJIS R-5201の方法で測定したセメント凝
結始発と終結測定値の中間値Aと、上記セメントペース
トにさらに 0.2重量部のヒドロキシエチルセルロースを
添加したものについて上記と同じ方法で測定したセメン
ト凝結始発と終結測定値の中間値Bとの差で表される凝
結遅延時間が70分以下のものを使用することを特徴とす
るものである。
【0008】これを説明すると、セメントの凝結時間の
一般的な測定法としては、JIS R-5201に記載されてい
る、セメントペーストに試験針を貫入させたときの針の
貫入の程度によってセメントの凝結始発時間と終結時間
とを測定する方法が知られている。また、セルロースエ
ーテルによるセメント凝結遅延時間については、セルロ
ースエーテルをセメントペースト中に添加してセメント
の凝結の始発と終結時間を測定し、セルロースエーテル
を添加していないセメントペーストの凝結始発時間と終
結時間との差を見ることで測定できる。しかし、JIS R-
5201による凝結の始発と終結という二つの測定値から求
まる二つのセメント凝結遅延性能を比較検討することは
煩雑で分かりにくい面がある。そこで、本発明における
セルロースエーテルの凝結遅延時間では、普通ポルトラ
ンドセメント 100重量部と水 100重量部とからなるセメ
ントペーストについて、JIS R-5201の方法で測定したセ
メントの凝結始発と終結測定値の中間値Aと、上記セメ
ントペーストにさらに 0.2重量部のセルロースエーテル
を添加したものについて、上記と同じ方法で測定したセ
メントの凝結始発と終結測定値の中間値Bとの差で表さ
れる値をもって定義した。
【0009】凝結遅延時間が70分を超えるセルロースエ
ーテルを、押出成形に必要な量として 0.7〜3重量部使
用した場合、(通常養生中に成形体中の水分移動蒸発に
よるセメントの硬化不良が起きにくい温度として45〜70
℃で行われる)押出成形後の一次養生が1〜5時間程度
の短い養生時間では、セメントの凝結による硬化が進ま
ず、一次養生品をオートクレーブ養生装置へ搬送する際
に必要な強度が発現せず崩壊するため、生産性が極めて
低下することがある。ヒドロキシエチル基置換度が45%
以下のセルロースエーテルを使用した場合には、高温度
における押出成形性が十分発揮されず、本発明の目的を
達成することが困難である。なお、本発明で用いられる
ヒドロキシエチルセルロースの製造方法は、例えば原料
セルロース粉末をエチレングリコール等の有機分散媒中
に充分分散させ、セルロース粉末に対して同一モル比以
上のNaOHを40%以上の水溶液として添加し、系を真
空とした後、エーテル化剤としてのエチレンオキサイド
を、仕込みセルロースと同一モル比以上添加し、撹拌混
合しながらオートクレーブ中で40℃から50℃まで6時間
以上かけて昇温反応させることにより達成されるが、本
発明ではこの反応段階におけるヒドロキシエチル基の置
換を均一に行うことが必要とされる。例えば、NaOH
触媒を極めて不均一にセルロースに含浸させた後、エチ
レンオキサイド等のエーテル化剤を多量添加して急速に
反応させ、ヒドロキシエチル基置換度が45%以上のもの
を得たとしても、その凝結遅延時間は70分を超えて、 1
00分以上となってしまうためである。ヒドロキシエチル
セルロースの重合度に相当する2%水溶液の20℃での粘
度を15,000cp以上にするのは、高温度での押出成形にお
いて、押出成形用組成物をセメントが硬化するまで粘結
させておくために必要である。
【0010】本発明の非アスベストセメント系押出成形
用組成物には、バインダーとして上記のヒドロキシエチ
ルセルロースのほかに、セメント硬化遅延時間の短いポ
リビニルアルコールやポリアクリルアミド等を成形後の
一次養生時間が長くならない範囲で添加してもよい。上
記組成物で用いられるセメント結合材としては、普通ポ
ルトランドセメントのほか高炉セメント、フライアッシ
ュセメント等が含まれる。このほかアルミナセメントの
ような早強セメントも使用できないことはないが、押出
成形途中に硬化して成形不能となることがあるので、こ
の使用は好ましくない。また、セメントの粒子径に近い
ケイ石やパーライト等を混合使用してもよい。非アスベ
スト繊維としては、成形品に必要な保形性と養生強度を
与えるものでガラス繊維を始めとする各種の繊維が挙げ
られるが、コストと性能の両面から、これらの内では特
にパルプ繊維とポリプロピレン繊維が好ましい。これら
の非アスベスト繊維の添加量は、上記の保形性と強度か
らセメント結合材の 0.5〜10重量%が好ましい。
【0011】本発明による上記組成物の押出成形時の成
形品温度はできるだけ低温であることがバインダーの発
現粘性を高め成形品に亀裂を生じさせないために好まし
いが、本発明の効果の見出せる温度としては30℃以上で
ある。
【0012】
【実施例】
実施例および比較例 セメント45重量部、ケイ石21重量部および表1および2
に示すポリプロピレン繊維(ダイワボウ社製、2d×6
mm)またはパルプ繊維(木材繊維の長さが 0.5〜4mmの
広葉樹パルプ[常祐パルプ社製]を実験用カッティング
ミル[フリッチェ・ジャパン社製]で粉砕したもの)
と、水溶性セルロースエーテルとを、ヘンシェルミキサ
ーにて500rpmで3分混合した後に、表1および2に示す
配合の水を加え、さらに10リッター双腕ニーダーで5分
混練した後、これを押出成形機(石川時社製)により幅
75mm、厚さ6mmの板を押出成形した。その際の成形状態
を観察して、板に亀裂が入っていない場合を○、入って
いる場合を×とした。また上記成形体を45℃、湿度 100
%の条件下で一次養生し、持ち上げても崩壊しない曲げ
強度になるまでに要した時間を一次養生時間とした。以
上の結果を表1および2に併記した。なお、表中、HE
Cはヒドロキシエチルセルロースを、HPMCはヒドロ
キシプロピルメチルセルロースをそれぞれ示し、いずれ
も信越化学工業社製である。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、成形後の養生時間を増
やすことなく、高温での非アスベストセメント系の押出
成形を高い生産性で行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 28/02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非アスベスト繊維とセメント結合材との混
    合物に対しバインダーとして 0.7〜3重量%のヒドロキ
    シエチルセルロースを添加した押出成形用組成物におい
    て、このヒドロキシエチルセルロースとして、ヒドロキ
    シエチル基の置換度が45%以上、2%水溶液の20℃での
    粘度が15,000cp以上あって、かつ普通ポルトランドセメ
    ント 100重量部と水 100重量部とからなるセメントペー
    ストについてJIS R-5201の方法で測定したセメント凝結
    始発と終結測定値の中間値Aと、上記セメントペースト
    にさらに 0.2重量部のヒドロキシエチルセルロースを添
    加したものについて上記と同じ方法で測定したセメント
    凝結始発と終結測定値の中間値Bとの差で表される凝結
    遅延時間が70分以下のものを使用することを特徴とする
    非アスベストセメント系押出成形用組成物。
JP31102592A 1992-10-26 1992-10-26 非アスベストセメント系押出成形用組成物 Pending JPH06135754A (ja)

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