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技術 セメント組成物

出願人 住友大阪セメント株式会社
発明者 吉田秀司内畠忍渋田祥司五十畑達夫内田清彦
出願日 1997年5月15日 (23年7ヶ月経過) 出願番号 1997-126056
公開日 1998年12月2日 (22年1ヶ月経過) 公開番号 1998-316458
状態 特許登録済
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養正 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード JIS規格 硬化阻害成分 目標強度 加温養生 対策処理 水溶性有機物 カルシウムアルミネート水和物 エトリンガイト生成
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年12月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

木片又は木毛セメント板用のセメント組成物に関し、養生時間を短縮し、ひいては木片又は木毛セメント板の製造時間を短縮することを課題とする。

解決手段

粉末度が4300〜8000cm2 /gで、SO3 量が3.5〜15重量%、3CaO・Al2 O3 が8〜20重量%及び3CaO・SiO2 が40〜70重量%含有されてなることを特徴とする。

概要

背景

一般に、木片又は木毛セメント板は、削片化した木材を、そのまま処理し、又は溶出除去不溶化固定、封じ込め等の木材中セメント硬化阻害成分硬化阻害対策処理をした後、セメントを単独又は塩化カルシウム塩化鉄塩化アルミニウム等の硬化促進剤と併用し、注水混練後、成形して、所定の強度が得られるまで室温下で又は加温して養生して製造される。

概要

木片又は木毛セメント板用のセメント組成物に関し、養生時間を短縮し、ひいては木片又は木毛セメント板の製造時間を短縮することを課題とする。

粉末度が4300〜8000cm2 /gで、SO3 量が3.5〜15重量%、3CaO・Al2 O3 が8〜20重量%及び3CaO・SiO2 が40〜70重量%含有されてなることを特徴とする。

目的

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、養生時間を短縮し、ひいては木片又は木毛セメント板の製造時間を短縮することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

粉末度が4300〜8000cm2 /gで、SO3 量が3.5〜15重量%、3CaO・Al2 O3 が8〜20重量%及び3CaO・SiO2 が40〜70重量%含有されてなることを特徴とするセメント組成物

技術分野

0001

本発明は、セメント組成物、主として木片又は木毛セメント板用のセメント組成物に関するものである。

背景技術

0002

一般に、木片又は木毛セメント板は、削片化した木材を、そのまま処理し、又は溶出除去不溶化固定、封じ込め等の木材中セメント硬化阻害成分硬化阻害対策処理をした後、セメントを単独又は塩化カルシウム塩化鉄塩化アルミニウム等の硬化促進剤と併用し、注水混練後、成形して、所定の強度が得られるまで室温下で又は加温して養生して製造される。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、従来の木片又は木毛メント板用セメント組成物は、木材中の硬化阻害成分によって硬化阻害を受けやすく、この対策として、溶出除去、不溶化固定、封じ込め等の木材の硬化阻害対策処理、硬化促進剤の併用、加温養生を行なっても、所定の強度を得るためには、長い養生時間を必要としていた。

0004

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、養生時間を短縮し、ひいては木片又は木毛セメント板の製造時間を短縮することを課題とする。

課題を解決するための手段

0005

すなわち、本発明が上記課題を解決するための手段は、粉末度4300〜8000cm2 /gで、SO3 量が3.5〜15重量%、3CaO・Al2 O3 が8〜20重量%及び3CaO・SiO2 が40〜70重量%含有されてなるセメント組成物を、木片又は木毛セメント板の材料として用いる。

0006

ここで、SO3 量とは、セメント組成物中のSO3 の量であり、主として石膏を配合することによって含有されることとなるものである。

0007

セメントの粉末度の範囲を4300〜8000cm2 /gとするのは、4300cm2 /g未満では、所望の強度が得られず、また、8000cm2 /gを越えると、製造が困難となる一方で、強度の増加が見られなくなるからである。

0008

SO3 および3CaO・Al2 O3 (以下C3 Aと略す)は、エトリンガイト生成に寄与するが、エトリンガイト生成反応において、いずれかが過剰に存在すると、セメントの強度が落ちる。

0009

SO3 量を3.5〜15重量%とするのは、3.5重量%未満ではエトリンガイト生成量が少なくなり、15重量%を越えるとエトリンガイト生成反応においてSO3 が過剰になることにより、セメントの強度が落ちるからである。

0010

C3 A量を8〜20重量%とするのは、SO3 量との量比の関係で、エトリンガイト生成反応を過不足なく進行させるためである。

0011

3CaO・SiO2 (以下C3 Sと略す)量を40〜70重量%とするのは、水溶性有機物の生成を抑え、セメントの強度を上げるためである。

0012

つまり、木片又は木毛セメント板の製造工程において、木材中の水溶性有機物は、セメントの硬化阻害し、強度を下げる。ところが、C3S量が70重量%を越えると、水酸化カルシウムの生成量が多くなることにより、水溶性有機物が多くなり、強度が低下するものと推定される。一方、C3 S量が40重量%未満では、そもそも所定の強度が得られない。

0013

上述のように、本発明に係るセメント組成物は、 (1)粉末度が高い、 (2)SO3 量が多い、 (3)C3 A量が多いという特徴を有するため、以下のような作用を奏する。

0014

すなわち、 (1)粉末度が高いため、セメントの表面積が大きく、セメントと水が接触しやすいため、水和反応が早く進み、セメントの強度が早期に高くなる。(2)SO3 量が多いため、液相中の硫酸イオンが増加し、エトリンガイトの生成が促進され、セメントの初期強度が増加する。 (3)C3 A量が多いため、セメントの水和初期カルシウムアルミネート水和物が多量に生成する。このカルシウムアルミネート水和物は、有機遅延物質吸着固定し、有機遅延物質によるセメントの水和阻害を防止する。

0015

以下、本発明の実施例について説明する。

0016

実施例1
本実施例では、4.0重量%のSO3 、10重量%のC3 A、45重量%のC3 Sが含まれ、粉末度が、4300、5000、6000、7000および8000cm2 /gである5種類のセメントを用いた。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主として2CaO・SiO2 (以下C2 Sと略す)、4CaO・Al2 O3 ・Fe2 O3 (以下C4AFと略す)等が含まれている。

0017

上記セメントに所定量の木毛を混合し、加水・混合後、成形することにより、木毛セメント板を得た。

0018

比較例1−1
比較例1−1として、粉末度3800cm2 /gのセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。他の配合成分は上記実施例1と同様であるため、その説明は省略する。

0019

比較例1−2
比較例1−2として、粉末度9000cm2 /gのセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。他の配合成分は上記実施例1と同様であるため、その説明は省略する。

0020

実施例2
本実施例では、14.0重量%のSO3 、15重量%のC3 A、55重量%のC3 Sからなり、粉末度が、4300、5000、6000、7000および8000cm2 /gである5種類のセメントを用い、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0021

比較例2−1
比較例2−1として、粉末度3800cm2 /gのセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。他の配合成分は上記実施例2と同様であるため、その説明は省略する。

0022

比較例2−2
比較例2−2として、粉末度9000cm2 /gのセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。他の配合成分は上記実施例2と同様であるため、その説明は省略する。

0023

上記実施例1、2、比較例1−1、1−2、2−1および2−2で得られた木毛セメント板について、セメント組成物の粉末度の変化に応じた比強度の変化を以下の方法により算出した。

0024

既存のセメント(JIS規格に従った普通ポルトランドセメント早強ポルトランドセメントなど)に所定量の木毛を混合して組成物とし、混練・成形後、60℃で12時間養生した後、室温まで冷却し、3点曲げ試験を実施して、得られた曲げ強度を「目標強度」とした。上記実施例及び比較例のセメントに所定量の木毛を混合して組成物とし、混練・成形後、60℃で6時間養生した後、室温まで冷却し、3点曲げ試験を実施して、該セメントの曲げ強度を測定した。得られた曲げ強度を「目標強度」で除して「比強度」とした。尚、この試験では、60℃で6時間養生したが、養生条件は、40〜80℃、3〜12時間の範囲で行うことが可能である。

0025

測定結果を表1および図1に示す。

0026

0027

これらの結果より、粉末度が3800cm2 /gの比較例1−1、2−1では、比強度が1未満であった。一方、比較例1−2、2−2のように粉末度を9000cm2 /gとしても、比強度は8000cm2 /gと比べて殆ど上昇しないことがわかった。これに対し、実施例1、2では全て1以上であった。

0028

実施例3
本実施例では、粉末度が5000cm2 /gで、10重量%のC3 A、45重量%のC3 Sからなり、SO3 は、3.5、4.0、8.0、14.0および15.0重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0029

比較例3−1
比較例3−1として、SO3 量が3.0重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例3と同様であるため、その説明は省略する。

0030

比較例3−2
比較例3−2として、SO3 量が16.0重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例3と同様であるため、その説明は省略する。

0031

実施例4
本実施例では、粉末度が7000cm2 /gで、13重量%のC3 A、54重量%のC3 Sからなり、SO3 量は、3.5、4.0、8.0、14.0および15.0重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0032

比較例4−1
比較例4−1として、SO3 量が3.0重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例4と同様であるため、その説明は省略する。

0033

比較例4−2
比較例4−2として、SO3 量が16.0重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例4と同様であるため、その説明は省略する。

0034

上記実施例3、4、比較例3−1、3−2、4−1および4−2で得られた木毛セメント板について、セメント組成物のSO3 量の変化の応じた比強度の変化を上記の方法で測定した。測定結果を表2および図2に示す。

0035

0036

これらの結果より、SO3 量が3.0重量%である比較例3−1、4−1、およびSO3 量が16.0重量%である比較例3−2、4−2では、比強度が1未満であったのに対し、実施例3、4では全て1以上であった。

0037

実施例5
本実施例では、粉末度が5000cm2 /gで、4.0重量%のSO3 、45重量%のC3 Sからなり、C3 Aが8、10、15、18および20重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0038

比較例5−1
比較例5−1として、C3 A量が6重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例5と同様であるため、その説明は省略する。

0039

比較例5−2
比較例5−2として、C3 A量が22重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例5と同様であるため、その説明は省略する。

0040

実施例6
本実施例では、粉末度が7000cm2 /gで、10.0重量%のSO3 、55重量%のC3 Sからなり、C3 Aが8、10、15、18および20重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0041

比較例6−1
比較例6−1として、C3 A量が6重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例6と同様であるため、その説明は省略する。

0042

比較例6−2
比較例6−2として、C3 A量が22重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例6と同様であるため、その説明は省略する。

0043

上記実施例5,6、比較例5−1、5−2、6−1および6−2で得られた木毛セメント板について、セメント組成物のC3 A量の変化に応じた比強度の変化を上記の方法で測定した。測定結果を表3および図3に示す。

0044

0045

これらの結果より、C3 A量が6重量%である比較例5−1、6−1、およびC3 A量が22重量%である比較例5−2、6−2では、比強度が1未満であったのに対し、実施例5、6では全て1以上であった。

0046

実施例7
本実施例では、粉末度が5000cm2 /gで、4.0重量%のSO3 、10重量%のC3 Aからなり、C3 Sが40,45,55,65および70重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0047

比較例7−1
比較例7−1として、C3S量が30重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例7と同様であるため、その説明は省略する。

0048

比較例7−2
比較例7−2として、C3S量が75重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例7と同様であるため、その説明は省略する。

0049

実施例8
本実施例では、粉末度が7000cm2 /gで、6.0重量%のSO3 、12重量%のC3 Aからなり、C3S量が40,45,55,65および70重量%である5種類のセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。SO3 、C3 A、C3 S以外の他の成分としては、主としてC2 S、C4AF等が含まれている。

0050

比較例8−1
比較例8−1として、C3S量が30重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例8と同様であるため、その説明は省略する。

0051

比較例8−2
比較例8−2として、C3S量が75重量%であるセメントを用いて、上記実施例1と同様の方法で木毛セメント板を得た。粉末度、他の配合成分は上記実施例8と同様であるため、その説明は省略する。

0052

上記実施例7、8、比較例7−1、7−2、8−1および8−2で得られた木毛セメント板について、セメント組成物のC3S量の変化の応じた比強度の変化を上記の方法で測定した。測定結果を表4および図4に示す。

0053

0054

これらの結果より、C3S量が30重量%である比較例7−1、8−1、およびC3 S量が75重量%である比較例7−2、8−2では、比強度が1未満であったのに対し、実施例7、8では全て1以上であった。

発明の効果

0055

以上のように、粉末度が4300〜8000cm2 /gで、SO3 量が3.5〜15重量%、C3 Aが8〜20重量%及びC3 Sが40〜70重量%含有されてなる本発明のセメント組成物を用いることにより、従来品と同程度の強度を有する木毛セメントを得ることができる。

0056

すなわち、SO3 量およびC3 A量を、上記範囲にすることにより、SO3 とC3 Aが過不足なく反応して多量のエトリンガイトを生成し、硬化が促進される。

0057

また、C3S量を上記範囲にすることにより、セメントの硬化阻害成分である水溶性有機物を増加させる水酸化カルシウムの生成を抑えつつ、強度を増加させることができる。

0058

従って、本発明のセメント組成物を、木片又は木毛セメント板の製造に用いることにより、硬化が促進され、従来品と同程度の強度を得るために必要な養生時間が短縮でき、ひいては、製造時間を短縮することができるという効果を得た。

図面の簡単な説明

0059

図1粉末度と比強度との関係を示すグラフ
図2SO3 量と比強度との関係を示すグラフ。
図3C3 A量と比強度との関係を示すグラフ。
図4C3S量と比強度との関係を示すグラフ。

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