【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は加熱して硬化させる加熱硬化型セメント組成物とこの加熱硬化型セメント組成物を使用して成形体を製造する成形体の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を所定形状に成形するとともに加熱して成形体を得る方法は、特公昭５９−１８３
３９号公報（以下従来例１と称する）に記載されているように、知られている。 【０００３】このとき使用される加熱硬化型セメント組成物は、ポルトランドセメント、アルミナセメントおよび無水石膏又は半水石膏からなるものである。 又、特開願６−２７１３４５号公報（以下従来例２と称する）には、ポルトランドセメント等のセメントと高炉スラグと石膏からなるセメント組成物を使用し、このセメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を熱プレスで加圧した状態で加熱して板状に成形する木質セメント板の製造方法が記載されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来例１
記載の方法で成形体を製造すると、成形体の吸水伸び率が大きく、従って、この成形体を使用していると問題が生ずることがある。 例えば、この加熱硬化型セメント組成物と木片と水との混合物で外壁板を製造し、これを建物に取り付けていると、外壁板が雨等により水を吸収して反りが発生したり、部分的に膨れたりすることがあり、これを解決するために塗装を施す必要があり不便であった。 【０００５】又、従来例２記載の木質セメント板の製造方法では、熱プレスで加圧した状態で加熱する時間が、
例えば、１２時間というように、極めて長時間加圧し加熱する必要があり、生産性が悪かった。 又、長時間加熱していると硬化するまでに木の種類によっては木からセメントの硬化を妨害する成分が溶出して十分硬化せず、
その結果、木質セメント板の強度が小さく取り扱っているときや使用しているときに割れ易いという問題がある。 【０００６】そこで、本発明の目的は、吸水伸び率が小さく、短時間の加熱で硬化する加熱硬化型セメント組成物とこの加熱硬化型セメント組成物を使用して成形体を製造する成形体の製造方法を提供することである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するためになしたものであって、請求項１記載の発明は、ポルトランドセメント５０〜９６重量部、アルミナセメント２．０〜２５重量部、無水石膏又は／及び半水石膏１．５〜１５重量部、消石灰０〜１０重量部からなるセメント組成物１００重量部に対して、有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部を添加した加熱硬化型セメント組成物において、前記センメト組成物の一部が高炉スラグに置換されているものである。 【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、セメント組成物が高炉スラグに置換される割合がセメント組成物：高炉スラグ＝１：０．２〜１：
１であるものである。 【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明に使用される高炉スラグが比表面積４０００
ｃｍ 2 ／ｇ以上であるものである。 【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の発明に使用される有機カルボン酸のアルカリ金属塩がクエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸から選ばれた１以上の有機カルボン酸のナトリウム塩またはカリウム塩であるものである。 【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
または４記載の加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を熱プレスで加圧した状態で加熱して成形するものである。 請求項６記載の発明は、請求項５記載の成形体の製造方法で製造した板体である。 【００１２】本発明に使用されるポルトランドセメントとしては種々なものがある。 例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントが使用できる。 このポルトランドセメントを５０〜９６重量部にする理由は、ポルトランドセメントの量が５０重量部未満では経済的に高価になるだけでなく、硬化後の耐久物性、例えば、５０℃以上の高温での乾燥収縮が大きくなり、良好な成形体が得られないからである。 又、９６重量部を超えると早期強度が不足し、成形に長時間必要になるし、木の種類によっては、木から硬化を妨害する成分が溶出して最終強度も不足するようになるからである。 【００１３】本発明に使用されるアルミナセメントと無水石膏又は半水石膏はポルトランドセメントの硬化を促進するものである。 従って、このアルミナセメントと無水石膏又はアルミナセメントと半水石膏の両者を加えることによって、例えば、１０分というように短時間の加熱で硬化するようになるのである。 尚、無水石膏と半水石膏を併用してもよい。 【００１４】ポルトランドセメント５０〜９６重量部に対して、このアルミナセメント２．０〜２５重量部、無水石膏又は／及び半水石膏を１．５〜１５重量部にする理由は、アルミナセメントが２５重量部、無水石膏又は／及び半水石膏が１５重量部を超えると硬化に支障が出て寸法安定性が劣るようになるし、アルミナセメントが２．０重量部、無水石膏又は／及び半水石膏が１．５重量部未満ではポルトランドセメントやアルミナセメントの硬化を促進する作用が少なくなるからである。 更に必要に応じて消石灰を１０重量部以下、更に好ましくは５
重量部以下を加えてもよい。 【００１５】本発明に使用する有機カルボン酸のアルカリ金属塩は、セメント組成物の常温での硬化開始時間を延長させて可使用時間を長くし取り扱いし易くすると同時に加熱すると速く硬化して得られた成形体の機械的強度を向上させるものである。 この有機カルボン酸のアルカリ塩としては種々使用できるが、請求項４記載の発明に使用されるクエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸から選ばれた１以上の有機カルボン酸のナトリウム塩またはカリウム塩が好適である。 【００１６】セメント組成物１００重量部に対して、この有機カルボン酸のアルカリ金属塩を０．２〜２．０重量部添加する理由は、０．２重量部より少ないと効果が少ないし、２．０重量部を超えると加熱しても硬化し難くなるからである。 【００１７】本発明では、セメント組成物の一部が高炉スラグに置換されているが、この高炉スラグを置換する理由は、セメント組成物で製造した成形物の吸水伸び率を小さくするものである。 この高炉スラグとしては適宜大きさの粉末が使用できるが、粒子が小さいほど、即ち、比表面積が大きいほど吸水伸び率が小さくなり曲げ強度が大きくなるので好ましい。 かかる意味において、
請求項３記載のように、比表面積が４０００ｃｍ 2 ／ｇ
以上の微粉末が好適である。 【００１８】又、この高炉スラグの置換割合は適宜でよいが、請求項２記載のように、セメント組成物：高炉スラグ＝１：０．２〜１：１が好適である。 その理由は、
０．２未満では効果が少なく、１を超えると硬化した成形体の曲げ強度等の機械的強度が小さくなるからである。 【００１９】請求項５記載に使用される木質補強材としては、各種木材が使用できる。 各種木材の木片、木粉、
木毛等で繊維方向に長く細片化されたものが、成形された成形体の機械的強度が大きく好ましい。 この木質補強材としては、例えば、従来使用されていた米栂、エゾ松、赤松、カラワン、ブナ等は勿論のこと、従来、セメントの硬化を妨害する成分を含むとされていた杉、カラマツ、メラビ等も使用できる。 この木質補強材の使用量は適宜でよいが、セメント組成物７０〜９５重量部に対して５〜３０重量部が好適である。 【００２０】請求項５記載の発明では、加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を熱プレスで加圧した状態で加熱するが、この際使用される加圧は２０〜５０ｋｇ／ｃｍ 2が好適である。 又、加熱する温度は高い方が硬化時間が短くなり生産性が上がり好ましいが、余り高くすると得られる成形体の長期強度が低くなるので６０〜９０℃が適当である。 【００２１】（作用）請求項１記載の発明では、ポルトランドセメント５０〜９６重量部、アルミナセメント２．０〜２５重量部、無水石膏又は／及び半水石膏１．
５〜１５重量部、消石灰０〜１０重量部からなるセメント組成物１００重量部に対して、有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部を添加した加熱硬化型セメント組成物を使用するから、この加熱硬化型セメント組成物は短時間の加熱で硬化して良好な成形物が得られる。 【００２２】又、請求項１記載の発明では、前記加熱硬化型センメト組成物の一部が高炉スラグに置換されているから、機械的強度が大きく、吸水伸び率の小さい良好な成形体が得られる。 【００２３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の中のセメント組成物として、高炉スラグに置換される割合がセメント組成物：高炉スラグ＝１：０．２〜
１：１という最も良好な範囲の組成物であるから、機械的強度が大きく、吸水伸び率の小さい極めて良好な成形体が得られる。 【００２４】請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の発明に使用される高炉スラグが比表面積４００
０ｃｍ 2 ／ｇ以上であるから、高炉スラグが水と反応し易く、従って、高炉スラグを置換した効果が大きく、吸水伸び率の小さい良好な成形体が得られる。 【００２５】請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の発明に使用される有機カルボン酸のアルカリ金属塩がクエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸から選ばれた１以上の有機カルボン酸のナトリウム塩またはカリウム塩という最も良好なアルカリ金属塩を使用するから、加熱硬化型セメント組成物の常温での硬化開始時間が延長されて可使用時間を長くなり、取り扱いし易くすると同時に加熱すると速く硬化して得られた成形体の機械的強度が向上する効果が大きい。 【００２６】請求項５記載の発明では、請求項１、２、
３または４記載の加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を熱プレスで加圧した状態で加熱して成形するから、加熱硬化型セメント組成物と水とが加熱により速く硬化すると同時に、加圧により加熱硬化型セメント組成物と木片と強固に結合して、吸水伸び率が小さく機械的強度の大きい良好な成形体が得られる。 【００２７】請求項６記載の発明は、請求項５記載の成形体の製造方法で製造した板体であるから、吸水伸び率が小さく、機械的強度の大きな良好な建築用板である。 【００２８】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明する。 図１は本発明の一実施例を示すもので、（イ）は成形用型を示す説明図、（ロ）は成形用型に加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を入れた状態を示す説明図、（ハ）は加熱プレスで加圧した状態で加熱している状態を示す説明図である。 【００２９】図１において、１は成形用型であり、この成形用型１は、（イ）に示すように四角形の箱形の中に２個の仕切り壁１１が設けられて、４ｃｍ×４ｃｍ×１
６ｃｍの窪み１２が３個設けられたものである。 ２は加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物である。 ３はステンレス鋼板からなる加圧板である。 この成形用型１を使用して成形体の製造方法は、
（ロ）に示すように、型１の中に混合物２を挿入し、加圧板３を上に載せ、プレス機で加圧板３を押さえて、３
０ｋｇ／ｃｍ 2に加圧して４ｃｍの高さにし、所定温度に加熱して、加熱硬化型セメント組成物を硬化させた後、脱型する。 【００３０】次に、実施例と比較例を説明する。 （実施例、比較例１〜４）表１に示す割合にポルトランドセメント、アルミナセメント、半水石膏、消石灰、高炉セメントを混合し、これに水と木質材料を添加して十分攪拌し、これを図に示す成形用型１の中に入れ、これを加熱プレスで３０ｋｇ／ｃｍ 2の圧力で加圧し、加圧した状態のまま加熱室内に入れて加熱し、材料温度が８
０℃に達してから、この温度に１０分間保った後、脱型して４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの成形体を得た。 この成形体の曲げ強度および吸水伸び率を測定した結果を表１
に示す。 尚、曲げ強度の測定はＪＩＳ−Ａ−１４０８により測定し、吸水伸び率の測定はＪＩＳ−Ａ−５４２２
により測定した。 【００３１】 【表１】 【００３２】この表１から判明するように、セメント組成物の一部を高炉スラグに置換した熱硬化型セメント組成物は、比較例と実施例１とを比較して判るように、吸水伸び率が小さく良好な成形体が得られる。 又、高炉スラグに置換される割合がセメント組成物１に対して高炉スラグが１を越えると、実施例２と実施例１とを比較して判るように曲げ強度が小さく不十分である。 又、セメント組成物１に対して高炉スラグの割合が０．２未満では、実施例３と実施例１とを比較して判るように、吸水伸び率が大きく不十分である。 更に、高炉スラグの比表面積が４００未満では、実施例４と実施例１とを比較して判るように、給水伸び率で大きく不十分である。 【００３３】実施例１に示す方法で９１０ｍｍ×２７３
０ｍｍ×厚み１５ｍｍの建築用板を製造し、これを外壁に使用したところ、雨等が降って、水を吸収しても反りや膨れが発生せず極めて良好であった。 【００３４】 【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記加熱硬化型センメト組成物の一部が高炉スラグに置換されているから、機械的強度が大きく、吸水伸び率の小さい良好な成形体が得られるょで、これを、例えば、外壁として使用しても反りや膨れが生ぜず極めて価値ある発明である。 【００３５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の中のセメント組成物として、高炉スラグに置換される割合がセメント組成物：高炉スラグ＝１：０．２〜
１：１という最も良好な範囲の組成物であるから、機械的強度が大きく、吸水伸び率の小さい極めて良好な成形体が得られる。 【００３６】請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の発明に使用される高炉スラグが比表面積４００
０ｃｍ 2 ／ｇ以上であるから、高炉スラグが水と反応し易く、従って、高炉スラグを置換した効果が大きく、吸水伸び率の小さい良好な成形体が得られる。 【００３７】請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の発明に使用される有機カルボン酸のアルカリ金属塩がクエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸から選ばれた１以上の有機カルボン酸のナトリウム塩またはカリウム塩という最も良好なアルカリ金属塩を使用するから、加熱硬化型セメント組成物の常温での硬化開始時間が延長されて可使用時間を長くなり、取り扱いし易くすると同時に加熱すると速く硬化して得られた成形体の機械的強度が向上する効果が大きい。 【００３８】請求項５記載の発明では、請求項１、２、
３または４記載の加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を熱プレスで加圧した状態で加熱して成形するから、加熱硬化型セメント組成物と水とが加熱により速く硬化すると同時に、加圧により加熱硬化型セメント組成物と木片と強固に結合して機械的強度の大きい良好な成形体が得られる。 【００３９】請求項６記載の発明は、請求項５記載の成形体の製造方法で製造した板体であるから、吸水伸び率が小さく、機械的強度の大きな良好な建築用板である。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例をを示すもので、（イ）は成形用型を示す説明図、（ロ）は成形用型に加熱硬化型セメント組成物と木質補強材と水とからなる混合物を入れた状態を示す説明図、（ハ）は加熱プレスで加圧した状態で加熱している状態を示す説明図を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 成形用型 ２ 加熱硬化型セメント組成物 ３ 加圧板 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 ＦＩ //(Ｃ０４Ｂ 28/04 24:04） |
