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Posted by caiwaji 13 September,2008 (1)Comment

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【発明の名称】 高耐久性シラス瓦およびその製造方法
【発明者】 【氏名】袖山 研一

【氏名】吉村 幸雄

【氏名】瀬知 啓久

【氏名】濱石 和人

【氏名】瀬戸口 和徳

 
【要約】 【課題】シラスを全骨材成分の70~100%用い、従来品より5~20%軽量化し、従来品と同等以上の曲げ強度を有する耐久性に優れたシラス建築用板およびその製造方法を提供する【解決手段】シラス40~60wt%、セメント25~30wt%、水10~16wt%、流動化剤0.2~0.5wt%の必須成分と、平均粒径0.1~1μmの石英0.1~3%または平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカ0.1~3wt%または平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%の少なくとも1種を用いることからなるセメントモルタルを、加圧脱水成形することにより得られるものであり、かさ比重が1.7~2.3で、吸水率が小さく、曲げ強度と圧縮強度が大きく耐久性に優れるシラス建築用板を製造する。

【解決手段】シラス40~60wt%、セメント25~30wt%、水10~16wt%、流動化剤0.2~0.5wt%の必須成分と、平均粒径0.1~1μmの石英0.1~3%または平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカ0.1~3wt%または平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%の少なくとも1種を用いることからなるセメントモルタルを、加圧脱水成形することにより得られるものであり、かさ比重が1.7~2.3で、吸水率が小さく、曲げ強度と圧縮強度が大きく耐久性に優れるシラス建築用板を製造する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と水10~16wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%からなるモルタルを脱水成形してなる、かさ比重1.7~2.2で吸水率3~10%のシラス建築用板。
【請求項2】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と水10~14wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%からなるモルタルを脱水成形してなる、かさ比重1.8~2.3で吸水率3~10%のシラス建築用板。
【請求項3】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と水10~14wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%からなるモルタルを脱水成形してなる、かさ比重1.8~2.3で吸水率3~10%のシラス建築用板。
【請求項4】曲げ強度が50~180kgf/cm2である請求項1から請求項3の何れかに記載のシラス建築用板。
【請求項5】圧縮強度が300~800kgf/cm2である請求項1から請求項4の何れかに記載のシラス建築用板。
【請求項6】シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~16wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
【請求項7】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
【請求項8】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
【請求項9】シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~16wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
【請求項10】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
【請求項11】シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形するシラス建築用板の製造方法。
 
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シラス40~60wt%、セメント25~30wt%、水10~16wt%、流動化剤0.2~0.5wt%の必須成分と、平均粒径0.1~1μmの石英0.1~3%または平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカ0.1~3wt%または平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%の少なくとも1種を用いることからなるセメントモルタルを、加圧脱水成形することにより得られるものであり、かさ比重が1.7~2.3で、吸水率が小さく、曲げ強度と圧縮強度が大きく耐久性に優れる高耐久性シラス建築用板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】骨材が火山噴出物からなる加圧成形品として、下記の方法が提案されている。
【0003】シラスを焼いて得られる多孔性粒体を骨材とし、これにセメントと繊維素材を混合したものに、水を加えて成形する方法が提示されている(特願昭50-157157号)
【0004】火山灰土と空洞を有する極めて比重の小さな火山礫砂とセメントと水と用いて、砂を用いた従来品より約30~50%程度軽量化した瓦の製造方法が提示されている(特願昭56-70018号)。
【0005】シラス粉と水さいスラグとセメントを用いた水硬性成形物の製造方法が示されており、水さいスラグをセメント量の7/3~1/1用いることが望ましいとしている(特願昭60-260458号)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のような成分から構成されるものでなく、シラス、セメント、水、流動化剤を必須成分とし、平均粒径0.1~1μmの石英または平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカまたは平均粒径0.5~3mmの硬質岩のうち少なくとも1種類の副成分からなるシラスを用いた加圧脱水成形品であって、骨材に砂を用いた場合より5~20wt%軽量化したもので、曲げ強度が従来品と同等以上で、圧縮強度が大きく、耐久性に優れたシラス建築用板およびその製造方法を提供するものである。
【0007】従来、建築用板の補強には、石綿、ガラス繊維などの繊維状物質が使わるが、リサイクル時の粉砕工程で、繊維状物質がむき出しになって皮膚に刺したり、散乱して肺に突き刺さるなどの悪影響が懸念されるので、繊維状物質を用いることなく従来品と同等以上の強度を発現させることが課題である。
【0008】シラスは、細骨材として利用難い素材である。JIS-A-5308の細骨材の規定よると、シラスは3項目に適合しない。すなわち、■細かい粒度(150μm以下が11~46%占める)、■高い吸水率(自然状態で吸水率が10~40%)、■低真比重(真比重2.3~2.5)の理由からである。更に、粒子の形が悪い(板状、角張った形状が多い)ので、生コンクリートにした場合に流動性が悪くなるという問題がある。
【0009】従来通りのやり方でシラスを細骨材の代替品として生コンクリートを製造すると、細かい粒子が多いこと、シラス自体が水を吸い易いこと、粒子形状が悪いことから、水量を多く必要とし、強度を補うためにセメント量を多くしなければならない。したがって、シラスを用いると、水量が多くなり、強度と耐久性が低下する。更に、セメント量が多くなることによってセメントの水和反応による収縮割れが起こりやすくなり耐久性が低下するとともに、コストも高くなるという問題がある。
【0010】シラスの粒度を細骨材のJIS規格に適合させるためには、150μm以下を篩選別ればよいが、自然状態の湿ったままでは篩が詰まり易く、微粒子も凝集したり150μm以上の粒に付着したりしているので、容易に微粒子を取り除くことはできない。そのため、乾燥工程を導入すると、篩下が10~40%存在するので歩留まりが悪くなり、その分を製品に転化しなければならず、製品コストが上がる。更に、乾燥コストが価格上昇を招き、これらが実用化を阻む原因となる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、シラスを全骨材成分の70~100%用い、セメントと水と流動化剤と繊維状物質以外の無機添加材を組み合わせて、加圧脱水成形により、従来品より5~20%軽量化し、従来品と同等以上の曲げ強度を有する耐久性に優れたシラス建築用板およびその製造方法を提供するものであり、下記構成の発明である。
【0012】かさ比重1.7~2.2で吸水率3~10%のシラス建築用板が、シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と水10~16wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%からなるモルタルを脱水成形したものである。
【0013】かさ比重1.8~2.3で吸水率3~10%のシラス建築用板が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と水10~14wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%からなるモルタルを脱水成形したものである。
【0014】かさ比重1.8~2.3で吸水率3~10%のシラス建築用板が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と水10~14wt%と流動化剤0.2~0.5wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%からなるモルタルを脱水成形したものである。
【0015】上記の何れかに記載のシラス建築用板の曲げ強度が50~180kgf/cm2である。
【0016】上記の何れかに記載のシラス建築用板の圧縮強度が300~800kgf/cm2である。
【0017】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~16wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形することである。
【0018】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形することである。
【0019】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧して脱水成形することである。
【0020】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~60wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~16wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形することである。
【0021】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%を混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形することである。
【0022】シラス建築用板の製造方法が、シラス40~50wt%とセメント25~30wt%と平均粒径0.5~3mmの硬質岩5~18wt%と平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカおよび/または石英0.1~3wt%とを混合し、攪拌し、流動化剤0.2~0.5wt%と水10~14wt%とを混合した水溶液を添加し、混練し、モルタルを作製し、次いで、これを60~70kgf/cm2で1~4秒間1次加圧し、80~110kgf/cm2で1~4秒間2次加圧し、脱水成形することである。
【0023】本発明における建築用板とは、屋根板、天井板、床板、壁板のことである。かわら、タイル、コンクリートブロックも含まれる。
【0024】本発明における、かさ比重、吸水率は、JIS-R-2205に規定される測定法を用いた値である。
【0025】本発明における、曲げ強度、圧縮強度は、JIS-R-5201に規定される測定法を用いた値である。
【0026】本発明における屋外暴露は、鹿児島県薩摩郡鶴田町柏原において、平成13年4月から平成13年11月まで屋外に設置しているものである。その評価として、外観検査と物性試験を行った。
【0027】本発明におけるシラスは、地学事典に書かれているものと同義である。すなわち、日本の南九州に広く分布する軽石流および降下軽石の非溶結火砕流堆積物のことである。
【0028】シラスのうち軽石流の堆積物が、シラスの中で最も賦存量(684億m3)が多く、鹿児島県本土の面積の約50%を占め、鹿児島湾周辺で厚さ数10m~200mの台地を形成しており、火山灰、軽石などが渾然一体となっている。この軽石流堆積物は、約2万2千年前の鹿児島湾奥部を噴出源としている。一般に灰白色で半固結状を呈し、多孔質であり、2mm以上の軽石を含み、幅広い粒径から構成されており、大部分は砂分および微砂分からなる。鉱物組成は、火山ガラス、斜長石を主成分とし、輝石、石英、磁鉄鉱などを副成分としている。シラスの真比重は、2.3~2.5の範囲にある。化学組成は、ケイ酸分約70wt%、アルミナ分約14wt%、アルカリ酸化物約8wt%の順に含まれている。
【0029】本発明における硬質岩は、絶乾密度2.5~2.7g/cmの砕石、砕砂や砂利のものである。
【0030】本発明における石英は、天然石英を主成分とする結晶質の微粒子からなり、平均粒径0.1~1μmの水に不溶であり、水に沈降する微粉末のものである。
【0031】本発明における非晶質シリカは、シリカを主成分とする平均粒径0.1~1μmの非晶質の微粒子からなる。フェロシリコン(珪素鉄)や金属シリコンを製造するとき、電気炉のなかで炭酸ガスとともに発生する煙霧(ダスト)を回収した微粉末のものも含まれる。
【0032】本発明における流動化剤は、セメントの分散性を良くし、水の添加量を少なくする効果があるものである。流動化剤には、アルキルアリルスルホン酸塩高縮合物、ナフタリンスルホン酸塩系、メラミンスルホン酸塩系のものであり、コンクリートに有害な塩化物を含まないものである。ポリカルボン酸系の高性能AE減水剤も同様な効果があり、これらも含む。
【0033】原材料の混合、攪拌、混練を行う装置としては、市販のモルタルミキサーでもよいが、一般にオムニミキサーと呼ばれる装置が適していた。これは、プロペラなどを用いず、比重の異なる原料同志を短時間での混合できる装置である【0034】本発明における加圧脱水成形として、60kgf/cm2から110kgf/cm2の加圧が可能である、平板状、ブロック状、タイル状、瓦状など複雑形状の成形が可能であり、加圧時間を制御可能な加圧脱水成形機を用いた。
【0035】シラスには、多孔質の粒子が多く混ざっており、真比重が2.3~2.5であり、従来の細骨材に比べて、吸水率が高く、150μm以下の微粒子が多く存在し、比重が小さく、更には粒子形状が角張っており形が悪いという問題がある。このため、コンクリートを作る場合に、これらのことが原因で、性能のよいコンクリートができなかった。
【0036】この根本的とも言える問題とシラスを骨材として70~100%用いるという課題と低コスト化と高強度という大きな問題の解決を図るため、原材料、製造工程、製造しやすさ、原材料、物性、コスト、リサイクル性、成形体の環境への負荷、屋外暴露のあらゆる課題を一つ一つ検討し、これらの問題を解決するシラス建築用板およびその製造方法を発明するに至った。
【0037】従来のシラスを用いたコンクリートでは、微細構造的な観点でみるとシラスとセメントと水が完全に密着していない。この状態で、シラスはコンクリート材料には不向きと判断されていた。
【0038】本発明によれば、シラスはコンクリート材料として優れた骨材となる。それについて説明する。
【0039】セメントの水和反応に必要な水量を確保し、且つ、セメントとシラスと水の3つを可能な限り緻密化、密着させることで、シラス本来の優れた物性を引き出すことが可能であり、これを実現さることによって、シラス量を最大限に増大させ、セメントと水を最小限にすることが可能になる。
【0040】そのためには、生コンクリートに含まれる過剰な水分を除去する必要があり、脱水成形法を工夫する必要がある。シラスを用いたモルタルは、シラス中に含まれる多くの微粒子の影響を受ける。シラスとセメントと水と少量の空気が混在しているモルタルは、シラスの微粒子の影響で粘性が高く、砂を用いた場合より密な状態であるため、あまりに急激に短時間(2秒未満)でプレスをすると、水と空気が除去されにくくなり、場合によっては、脱型後、層間剥離を起こし易く、変形と強度低下を招く。
【0041】この加圧工程において、過剰な水と空気を可能な限り除去するために、総加圧時間4~10秒の1段階のプレスまたは総加圧時間2~8秒の2段階のプレスを行うことで、よりシラスとセメントと水との緻密化を図ることができる。
【0042】この加圧工程で、余分な空隙が除去され、セメントと水が万遍なくシラスの隅々まで充填してくれるので、シラスとセメントとの強固な接合が実現する。
【0043】シラスの真比重は2.3~2.5で、全てのシラス粒子を潰したとしても、真比重2.6~2.7の砂を用いる従来品よりも軽量化を図ることができる。
【0044】加圧成形だけでは、セメントと水を最小限に抑えることは出来ない。その為には、シラスとセメントと水を加圧成形の前の空練り時に、できるだけ均一に混合しておく必要がある。均一な混合の目安として、シラスとセメントの色むらが無くなるまで行う。その均一な混合を行う装置の一つとして、比重差の異なる原料の均一混合を得意とするオムニミキサーが適している。
【0045】まず、原材料の投入の順序について説明する。シラスは、吸水性が高く、水と接触させると内部に水分を取り組みやすく、投入順序によっては、水量が大きく変動するので、水の投入は一番最後とする。流動化剤の有効な使用法として、水で希釈した水溶液として用いる方が効果的である。固形の原料を乾式で均一に混合した後に、流動化剤の水溶液を最低限投入することで、水量を減らすことができる。
【0046】モルタルの製造においては、シラスとセメントと水を均一に分散混合することが必要であり、加圧成形後の層間剥離を防止するために気泡の混入を最小限に抑えることが重要である。そのための混練機の一つとして、オムニミキサーが適している。
【0047】このオムニミキサーを用いたモルタルの製造について述べる。まず、シラス、セメントをできるだけ均一に混合する。その目安として、150rpm以下で20~60秒間程度の混合が好ましい。次に、流動化剤を希釈した水溶液を必要量添加し、混練し、モルタルを得る。その混練方法の目安としては、150rpmで10~30秒混練した後、190rpm以上で5~10秒間混練を行うことで、シラスとセメントと水がよく分散した比較的気泡の少ないモルタルを得ることができる。
【0048】流動化剤を希釈した水溶液を添加し、混練した後の混練時間が長くなると、シラスが内部から徐々に水分を吸うので、モルタルが乾燥して、流動性が低下しないうちに、素早く加圧成形を行う。
【0049】1段階のプレスを行う場合は、4~10秒間かけて最大荷重(60~110kgf/cm2)に徐々に加圧する脱水成形を行うことで脱型後の層間剥離を抑えることが可能である。
【0050】2段階のプレスを行う場合には、60~70kgf/cm2での1~4秒間の1次加圧の後、最大荷重(80~110kgf/cm2)での1~4秒間の2次加圧による脱水成形を行うことにより、脱型後の層間剥離を抑えることが可能である。
【0051】このオムニミキサーでの均一混合と1段階または2段階の加圧脱水成形を組み合わせることによって、シラスを骨材として70~100%用いることが可能となり、モルタルを用いたシラス建築用板としては、シラス/セメント/水の緻密構造に近づけることができ、軽量化にも係わらず、従来品と同等以上の強度を実現することができ、これまでの課題の解決に至った。
【0052】シラスを使う場合には、乾燥状態よりも吸水率の変動の少ない自然状態に近い方が適する。それは、シラスを乾燥してしまうと吸水率が大きくなり、混練時に水分を吸い続けるためである。自然状態のシラスには、150μm以下の微粒分が11~46wt%存在するので、一度乾燥すると、微粒子同志が強固に凝結したり、シラス表面に微粒子が強く付着し、短時間のモルタル調整では、セメントとよく混合されない部分ができるので、強制乾燥はとくに必要がない。
【0053】平均粒径0.1~1μmの非晶質シリカと平均粒径0.1~1μmの石英については、0.1~3wt%の添加量で、曲げ強度と圧縮強度を5%~50%向上させる効果があり必要に応じて添加し、混練した。これらは、粒子が細かく水との接触で凝集しやすいので、その投入は、シラスと同時かその前に行う。
【0054】自然状態のシラスを用いることによって、乾燥コストの削減や150μm以下を篩う必要がなくシラスを100%有効に活用できるという大きな利点がある。更には、シラスが湿った状態であるので、粉塵が舞うことが無く、作業環境的にも非常に好ましい。
【0055】本発明によるシラス加圧成形品は、構成成分の殆どがシラスからなり、粉砕したものは骨材に利用可能であり、無機補強繊維や鉄筋を用いていないので、リサイクル性に優れている。また、セメント量が少ないため、アルカリ溶出量が著しく小さく、環境にやさしい素材となっている。
【0056】これらの課題を解決するため、シラス、セメント、水、流動化剤、各種添加材の配合比及び配合方法、加圧成形法、曲げ破壊試験、屋外暴露試験を行い、検討と実験を行った結果、本発明に至った。
【0057】
【発明の実施の形態】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0058】実施例1 シラス/流動化剤/非晶質シリカ系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ7kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで20秒間空練りを行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒攪拌し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は1.82、吸水率8.2%、曲げ強度は122kgf/cm2であった。
【0059】実施例2 シラス/流動化剤/石英系 2段プレス鹿児島県薩摩郡鶴田町柏原産の平均粒径250μmのシラス176kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと平均粒径0.3μmの石英7kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間空練りを行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒攪拌し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約5kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得る。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間後のシラス加圧成形品のかさ比重は1.83、吸水率5.9%、曲げ強度は124kgf/cm2であった。
【0060】実施例3 シラス/流動化剤/石英/非晶質シリカ系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ3.5kgと平均粒径0.3μmの石英3.5kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて80rpmで60秒空練りし、次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は1.85、吸水率4.7%、曲げ強度は132kgf/cm2であった。
【0061】実施例4 シラス/流動化剤/硬質岩系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を144kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント80kgとを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード120gを水40kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は1.98、吸水率8.7%、曲げ強度は120kgf/cm2であった。
【0062】実施例5 シラス/流動化剤/硬質岩/石英系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと平均粒径0.3μmの石英7kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.05、吸水率7.1%、曲げ強度は131kgf/cm2であった。
【0063】実施例6 シラス/流動化剤/硬質岩/非晶質シリカ系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ7kgとを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練を行い、次に190rpmで8秒間混練し、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.03、吸水率6.3%、曲げ強度は128kgf/cm2であった。
【0064】実施例7 シラス/流動化剤/硬質岩/石英/非晶質シリカ系 2段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ3.5kgと平均粒径0.3μmの石英3.5kgとを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練し、モルタルを得た。約3kgのモルタルを分取し、(株)中野産業機械製の全自動製瓦機NAU-F1型の金型にセットし、65kgf/cm2で2秒間の1次加圧を行い、続いて100kgf/cm2で2秒間の2次加圧を行い、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.07、吸水率5.9%、曲げ強度は138kgf/cm2であった。
【0065】実施例8 シラス/流動化剤/石英系の半年間の屋外暴露試験結果 2段プレス鹿児島県薩摩郡鶴田町柏原において、実施例2の建築用板を平成13年4月に製造し屋外暴露した。約半年後の平成13年11月に取り外して、外観検査と物性評価を行った。かさ比重は1.82、吸水率5.7%、曲げ強度は121kgf/cm2であり、表面の亀裂や割れも無かった。
【0066】実施例9 シラス/流動化剤/非晶質シリカ系 1段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ7kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間空練りを行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒攪拌し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約5kgのモルタルを分取し、三龍機工(株)製のプレス機の縦横30cmの金型にセットし、9秒間かけて徐々に110kgf/cm2の圧力に加圧し、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は1.85、吸水率8.0%、曲げ強度は110kgf/cm2、圧縮強度は438kgf/cm2であった。
【0067】実施例10 シラス/流動化剤/硬質岩/石英系 1段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと平均粒径0.3μmの石英7kgを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで60秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練を行い、モルタルを得た。約5kgのモルタルを分取し、三龍機工(株)製のプレス機の縦横30cmの金型にセットし、9秒間かけて徐々に110kgf/cm2の圧力に加圧し、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.04、吸水率8.1%、曲げ強度は125kgf/cm2、圧縮強度は488kgf/cm2であった。
【0068】実施例11 シラス/流動化剤/硬質岩/非晶質シリカ系 1段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ7kgとを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで50秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練を行い、次に190rpmで8秒間混練し、モルタルを得た。約5kgのモルタルを分取し、三龍機工(株)製のプレス機の縦横30cmの金型にセットし、9秒間かけて徐々に110kgf/cm2の圧力に加圧し、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.02、吸水率6.8%、曲げ強度は119kgf/cm2、圧縮強度は495kgf/cm2であった。
【0069】実施例12 シラス/流動化剤/硬質岩/石英/非晶質シリカ系 1段プレス鹿児島県薩摩郡宮之城町平川産の平均粒径210μmのシラスを網フルイで篩った5mmの篩下を176kgと(有)辻産業製の平均粒径0.65mmの砂岩16kgと太平洋セメント(株)製の普通ポルトランドセメント88kgと(株)ポゾリス物産製の平均粒径0.2μmの非晶質シリカ3.5kgと平均粒径0.3μmの石英3.5kgとを添加し、千代田技研工業(株)製のオムニミキサーOM-150NB6型にて混合と攪拌を80rpmで30秒間行った。次に、竹本油脂(株)製のアルキルアリルスルホン酸塩縮合物を主成分とする流動化剤ハイフルード150gを水50kgに希釈した水溶液を添加し、混練し、80rpmで15秒間混練し、次に190rpmで8秒間混練し、モルタルを得た。約5kgのモルタルを分取し、三龍機工(株)製のプレス機の縦横30cmの金型にセットし、9秒間かけて徐々に110kgf/cm2の圧力に加圧し、余分な水分を除去し、成形体を得た。得られた成形体をそのまま平置きのまま棚で1日間室温養生し、屋外で自然養生を行った。4週間養生後のシラス加圧成形品のかさ比重は2.01、吸水率6.3%、曲げ強度は124kgf/cm2、圧縮強度は537kgf/cm2であった。
【0070】
【発明の効果】本発明の特徴は、細骨材として致命的とも言える欠点を有するシラスを、全骨材成分の70~100%と大量に用いながらも、構成材料と製造工程で克服し、従来品と同等以上の性能を有する加圧成形品を製造できることにある。
【0071】本発明によるシラス建築用板の優れた特性について述べる。
【0072】製造上の利点として、型離れが良く、またモルタルの伸び易いため細部に渡りモルタルが行き渡り、複雑形状のものでも滑らかな表面をもつ、高付加価値製品ができる。従来品より軽量化が図られ、特に屋根材の場合、屋根葺きなどの屋根敷設の労力の低減と安全性の向上につながる。
【0073】建築用板の中で特に屋根材の軽量化により、家屋への荷重が軽減され、耐震性が向上し、地震災害時の被害を軽減できる。
【0074】本発明によるシラス加圧成形品は、石綿などの無機繊維を用いておらず、その殆どが環境にやさしい天然無機素材から成り、鉄筋も含まれていないので、リサイクルが容易である。
【0075】建築用板の敷設に伴う部分的な切断は、通常のコンクリートカッターで簡単に切断できるので施工が容易である。これにより、工期短縮によりコストを一段と下げることができる。
【0076】本発明によれば、従来技術で困難であった、シラスを細骨材として大量に用いることができるという画期的なものであり、一つの工場ラインで連続的に製造することが可能であり、南九州に大量に賦存するシラスなどの火山ガラス堆積物を用いて、世界中で求められている軽量高強度で耐久性に優れる建築用板を低コストで提供することが可能である。


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2014/8/19 17:42:42

谢谢分享
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