JPH0672036B2 - セメントスラリー組成物 - Google Patents

セメントスラリー組成物

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JPH0672036B2
JPH0672036B2 JP58079320A JP7932083A JPH0672036B2 JP H0672036 B2 JPH0672036 B2 JP H0672036B2 JP 58079320 A JP58079320 A JP 58079320A JP 7932083 A JP7932083 A JP 7932083A JP H0672036 B2 JPH0672036 B2 JP H0672036B2
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cement
fiber
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富士男 上田
宏佳 田中
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    • 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
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/06Macromolecular compounds fibrous

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、力学的性質の優れたアクリル系繊維補強セメ
ント硬化製品(以下、硬化製品という)がきわめて生産
性よく製造できるセメントスラリー組成物に関する。
従来、硬化製品の耐屈曲性,耐衝撃性などを改良するた
めに、アスベストを代表とする各種の補強用繊維をセメ
ントに混入することが広く行なわれている。特にアスベ
ストはセメントに対する接着性に優れ、価格も安いため
に、セメントの補強剤として古くから大量に使用されて
来たが、近年に至り、アスベストは発ガン性物質である
ことが明らかにされ、労働衛生,環境保全上の見地から
欧米等においては、法的に使用が禁止されようとしてお
り、アスベスト代替補強繊維への要望が強くなろうとし
ている。
このアスベストに代替し得る補強用繊維としては、既に
数多くの提案がなされており、ガラス繊維,金属繊維な
どの無機繊維、ポリアミド,ポリエステル,ポリプロピ
レン,ポリビニルアルコール,ポリアクリロニトリルな
どの有機合成繊維がセメント補強用繊維として挙げられ
ている。
しかして、セメント補強用繊維には、機械的強度特性に
加えて耐アルカリ性,耐水性,セメントに対する接着性
など種々の特性が要求され、アスベストに代替し得る経
済的に安価な大量生産可能な繊維は未だ提案されていな
いと云える。
これらの従来提案された発明の中で、特公昭53-18213号
公報には、既知の常法で湿式紡糸された低強度のアクリ
ル系繊維がセメントのみならず、石膏,アスファルト,
合成樹脂など各種の硬化補強品の補強繊維として有効で
あることが開示されている。すなわち、上記湿式紡糸さ
れたアクリル系繊維はその繊維表面に形成された皺や筋
および繊維内部の微少な空隙が前記セメントなどのベー
ス原料に対する接着力を向上させ、結果として良好な補
強効果を与えることが開示されている。
しかしながら本発明者らが、既知の湿式紡糸法により得
られた弾性率が低く、強度も低いアクリル系繊維をセメ
ント補強用繊維として用いて種々検討した結果、補強用
繊維としての性能を硬化製品に反映させることが十分で
なく、また繊維長が例えば15mmと長い場合、実際の湿式
抄造等の方法で硬化製品を製造する際のセメントスラリ
ー攪拌時に該繊維が塊状にからまり、セメントスラリー
中の固形物濃度を上げることが困難で湿式抄造の操業性
が著しく低下するなど多くの問題点があることを見出
し、鋭意研究をすすめて本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の目的とするところは、優れた曲げ強
度,耐衝撃強度を有する硬化製品が生産性よく得られる
セメントスラリー組成物を提供するにある。
このような本発明の目的は、前記特許請求の範囲に記載
した発明によって達成することができる。
本発明において、アクリル系繊維の物性としては弾性率
が120g/d以上,好ましくは140g/d以上で可能な限り高い
方がよく、また繊維長は1〜5mm,好ましくは2〜4mmで
あることが必要である。
特に硬化製品の曲げ強度は補強繊維の弾性率と密接な関
係であり、少くともアスベストに代替し得る補強効果を
得るためには、該アクリル系繊維の弾性率は120g/d以
上,好ましくは140g/d以上でできるだけ高いことが重要
である。また該アクリル系繊維の繊維長は一般にその長
さが長くなるにしたがい、水で攪拌混合したセメントス
ラリー中の分散性が低下するが、この繊維長が5mmをこ
えると、セメントスラリー製造時の混和・調整に際し、
該繊維が塊状にからまり硬化製品を湿式抄造することが
困難となるうえ、得られる硬化製品の曲げ強度が低下し
たり、あるいは硬化製品の形状が不均一となり、ひび割
れ,凹凸の発生などの問題が生じ好ましくない。
一方アクリル系繊維の繊維長が1mmより短い場合は、該
繊維のセメントスラリー中の分散性は向上し、硬化製品
の形状は均一化するものの、硬化製品の強度,特に曲げ
強度の低下が著しくなる。
本発明におけるアクリル系繊維は前記の特定する弾性率
および繊維長を具備することが重要であり、弾性率,繊
維長のいづれか一方が本発明の特定範囲をづれる場合
は、力学的性質のすぐれた硬化製品を工業的に製造する
ことができなかつたり、湿式抄造で硬化製品を製造する
場合の生産性が著しく低下する。
また本発明におけるアクリル系繊維の単糸繊度としては
通常0.5〜5d,好ましくは0.6〜3dがよい。単糸繊度が0.5
dより小さいとセメントスラリー中の繊維の分散性が低
下し、5dをこえると硬化製品の表面毛羽立ち等の品質斑
が生じ易くなる。
なお、前記弾性率以外の繊維物性,例えば引張強度は5.
0g/d以上,好ましくは6.0g/d以上がよく、引張伸度は5
〜15%が好ましい。これら本発明におけるアクリル系繊
維の物性は、公知の衣料用アクリル系繊維の物性とは異
なつた高弾性,高強度である。
本発明におけるアクリル系繊維の製造法としては、少く
とも85重量%のアクリロニトリル(AN)を含有するAN系
重合体から構成されるものであることが好ましく、ANが
85重量%未満の場合は、繊維形成性,特に延伸性が悪化
の傾向を示し、高弾性率が得られ難くなる。このアクリ
ル系繊維は、通常15重量%以内で少くとも1種のコモノ
マーを共重合した重合体からなる繊維であるが、AN単独
の重合体からなる繊維であつてもよい。コモノマーとし
てはANと共重合可能な公知のビニル系単量体,例えばア
クリルアミド,アクリル酸およびそれらのエステル、ビ
ニルアセテートなどのビニルエステル、ビニルブチルエ
ーテルなどのビニルエーテル、スチレン、塩化ビニル,
塩化ビニリデン,臭化ビニルなどのハロゲン化ビニル、
イタコン酸,マレイン酸などの不飽和二塩基酸およびそ
のエステル、ビニルピリジン,メタクリル酸ジエチルア
ミノエチルエステルなどの塩基性ビニル化合物およびそ
の四級塩、アリルスルホン酸,メタリルスルホン酸,ア
クリルアミドアルカンスルホン酸などのスルホン酸基含
有ビニル化合物およびそのアルカリ金属塩,アンモニウ
ム塩などを挙げることができる。
このようなAN系重合体の重合方法としては、一般に工業
的に用いられる重合方法,例えばスラリー重合,懸濁重
合などの水系重合、ジメチルスルホキシド、ジメチルホ
ルムアミド,ジメチルアセトアミド,塩化亜鉛水溶液な
どの溶媒中で行なう溶液重合体が挙げられる。
かかるAN系重合体は硝酸、あるいは塩化亜鉛やロダンソ
ーダなどの無機塩濃厚水溶液、ジメチルスルホキシド,
ジメチルホルムアミド,ジメチルアセトアミドなどの有
機溶媒などの溶媒に溶解し、得られた紡糸原液を湿式紡
糸し、延伸,水洗,乾燥までの工程は公知のアクリル系
繊維の製造法に準じて実施し、その後の工程として全延
伸倍率を少くとも9倍,好ましくは10〜20倍になるよう
に二次延伸を行なう。この二次延伸方法としては加圧蒸
気延伸、熱板延伸等の方法を用いることができる。
二次延伸における延伸倍率の比率は使用するAN系重合体
の種類,溶媒の種類などにより異なるが、通常、一次延
伸倍率を5〜8倍、二次延伸倍率を1.4〜4倍の範囲内
に設定するのがよい。このような高倍率延伸によつて、
本発明におけるアクリル系繊維はその弾性率が少くとも
120g/dの高弾性率繊維に転換されるのである。
次に本発明でいう固形物とはセメントを主成分とするも
のであつて、通常はセメントを少くとも80重量%含有
し、これにケイ砂(シリカ)およびパルプが混合され
る。この固形物中のケイ砂およびパルプの混合比率はそ
れぞれ固形物中に5〜15重量%,1〜5重量%の範囲で用
いるのが普通であるが特に限定されるものではない。
上記のセメントを主成分とする固形物は、水を用い公知
の方法により8〜15重量%の濃度のセメントスラリーと
され、さらにこのセメントスラリー中に本発明にかかる
アクリル系繊維が固形物重量当り0.5〜5重量%,好ま
しくは1〜4重量%配合される。上記固形物濃度が8重
量%未満の場合は湿式抄造法で硬化製品を製造する際の
生産性が著しく悪く、一方15重量%をこえると固形物が
凝集してセメントスラリーの攪拌・混和が不満足なもの
となり、抄造が困難となる。
また補強用アクリル系繊維の該固形物に対する配合量が
0.5重量%未満では、補強効果が不十分となるほか、抄
造時のシートの切断が起り易く、5重量%をこえるとセ
メントスラリー製造時に攪拌による繊維のからまりが多
くなり、硬化製品の形状が不均一になつたり、スラリー
が沈降して抄造が困難となる。
固形物中の主成分であるセメントとしては普通、早強お
よび中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセ
メント、アルミナセメントなどがあるが、好ましくはポ
ルトランドセメントがよい。また固形物において、シリ
カを混和した場合、硬化製品の曲げ強度が向上し本発明
の効果を高めることができる。さらにパルプを混和した
場合、セメントとの絡合性を向上させ、セメント成型物
を効率的に抄くことが有利となり、生産性が向上する。
本発明においては、セメントとの絡合性を向上させるた
めのセメントスラリー中にポリアクリルアミドのような
高分子凝集剤を硬化製品の強度低下を招かない程度に少
量添加することもできる。
本発明のセメントスラリー組成物を用いて抄造された成
型物は、自然養生もしくは90℃以下の湿式養生を行なう
ことによつて好適な硬化製品が得られる。本発明のセメ
ントスラリー組成物は、補強効果の優れたアクリル系繊
維を混和することにより、生産性がよく、高い曲げ強度
や衝撃強度を有するセメントスレート板,波板などの硬
化製品を得ることができる。
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
なお実施例中、曲げ強度の測定はJIS−A−5403に準じ
て行ない、衝撃強度の測定は厚さ6mm,縦120mm,横45mmの
硬化板に成型養生後、シヤルピ型衝撃強度試験装置を用
いて行なつた。
実施例1 AN90重量%,アクリル酸メチル9重量%,メタリルスル
ホン酸ソーダ1重量%からなるAN系重合体のジメチルス
ルホキシド溶液(ポリマ濃度22.0重量%、45℃の粘度が
200ポイズ)を紡糸原液としてジメチルスルホキシド55
%水溶液中に紡出し、沸水浴中で6.5倍に延伸後、水
洗,乾燥緻密化し、115℃の加圧スチーム中でさらに2.5
倍延伸して全延伸倍率が16.3倍の延伸糸条を作製した。
得られたアクリル系繊維糸条の単糸繊度は1.5d,強度は
6.9g/d,伸度は9%,ヤング率は155g/dであつた。
この繊維糸条は4mmの長さにカツトした。次にポルトラ
ンドセメント88重量%,シリカ粉末10重量%,粉砕パル
プ2重量%からなる固形物、該固形物の濃度が10重量%
になる量の水および固形物に対して2重量%の前記アク
リル系短繊維を準備した。
上記固形物およびアクリル系短繊維を水中で攪拌混和
し、通常の丸金網式スレート抄造装置(ハチエツクマシ
ン)を用いてセメントスレート板を作製した。
このセメントスレート板を加圧成型し、25℃の飽和蒸気
下で28日間自然養生し、曲げ強度を測定したところ220k
g/cm2で良好な値であつた。
また衝撃強度は4.0kg・cm/cm2であり、実用上満足でき
る性能であつた。
実施例2〜3,比較例1〜2 実施例1において延伸倍率を第1表に示すように変更し
たほかは実施例1と同様にしてセメントスレート板を作
製し、その曲げ強度を測定した。その結果を第1表に示
す。
比較例3 比較例1で得られたヤング率60g/dのアクリル系繊維の
繊維長を3mm,10mmにそれぞれ変更したほかは実施例1と
同様にしてセメントスレート板を作製し、曲げ強度を測
定した。
繊維長を3mmにカツトしたアクリル系繊維を用いて得ら
れたスレート板の曲げ強度は130kg/cm2で、強度が不十
分であつた。
また、繊維長を10mmにカツトしたアクリル系繊維を用い
た場合は、セメントスラリー中の凝集が著しく、抄造が
できなかつた。
実施例4〜11,比較例4〜7 実施例1で得られたヤング率155g/dのアクリル系繊維糸
条を用い、第2表に示すように繊維長を0.5,1,3,5,7mm
にカツトした後、セメントスラリーを作製した。この
際、固形物としてはポルトランドセメント86重量%,シ
リカ粉末11.5重量%,粉砕パルプ2.5重量%とし、固形
物濃度および該固形物にたいするいアクリル系短繊維の
配合比率を変更し、丸金網式スレート抄造装置を用いて
抄造を行なつた。
金網に抄き上げられる1枚のセメントシートの重量を第
2表に示す。
また得られたスレート板(養生後)の曲げ強度をあわせ
て第2表に示す。
第2表から、本発明のセメントスラリー組成物を用いた
場合は、セメントシートの重量が大きくなり、セメント
シートの積層枚数が低減でき生産性が高くなるととも
に、すぐれた実用性を有する曲げ強度た得られた。
実施例12〜15,比較例8 実施例1と同様の紡糸原液を使用し、孔径の異なる紡糸
口金を用い、第3表に示す繊度,ヤング率の異なるアク
リル系繊維糸条を作製した。
これらの糸条をそれぞれ4mmの長さにカツトした後、実
施例1と同様の方法でセメントスレート板を作製した。
得られたスレート板の曲げ強度を第3表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−170869(JP,A) 特開 昭58−120811(JP,A) 特開 昭57−156364(JP,A) 特公 昭48−5789(JP,B1)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメントを主成分とする固形物の濃度が8
    〜15%のセメントスラリー中に、固形物重量当り0.5〜
    5%の弾性率120g/d以上、繊維長1〜5mmのアクリル系
    短繊維を配合してなるセメントスラリー組成物。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、固形物が
    セメント、ケイ砂およびパルプからなるセメントスラリ
    ー組成物。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、アクリル
    系短繊維が繊度0.5〜5dであるセメントスラリー組成
    物。
JP58079320A 1983-05-09 1983-05-09 セメントスラリー組成物 Expired - Lifetime JPH0672036B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CH648008A5 (de) * 1981-03-20 1985-02-28 Ametex Ag Mit hydraulischen bindemitteln hergestellte faserhaltige produkte und verfahren zu ihrer herstellung.
CH647271A5 (de) * 1981-03-20 1985-01-15 Hoechst Ag Fixierte faeden und fasern aus acrylnitrilhomo- oder -copolymeren sowie verfahren zu ihrer herstellung.

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JPS59207859A (ja) 1984-11-26

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