(57)【要約】【課題】外部からの衝撃に対する抵抗性や、機械的強度に優れ、かつ、軽量で、運搬や施工の際の労力を軽減することのできるセメント系断熱用パネルを提供する。【解決手段】セメント系断熱用パネル１は、セメント系外側層２と、断熱材層４と、セメント系内側層３とが積層されてなる構造部分を有し、かつ、セメント系外側層２とセメント系内側層３とを連結するための１つ以上の連結部５を有する。セメント系外側層２及び連結部５は、一体的に形成されており、（Ａ）ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなる。【選択図】      図１
2005001959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系外側層と、断熱材層と、セメント系内側層とが、この順に積層されてなる構造部分を有するセメント系断熱用パネルであって、上記セメント系外側層が、（Ａ）ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなることを特徴とするセメント系断熱用パネル。
【請求項２】
上記断熱材層を貫通して上記セメント系外側層と上記セメント系内側層とを連結するための１つ以上の連結部を有し、該連結部が、上記セメント系外側層と同一の材料によって上記セメント系外側層と一体的に形成されてなる請求項１に記載のセメント系断熱用パネル。
【請求項３】
上記断熱材層を貫通して上記セメント系外側層と上記セメント系内側層とを連結するための１つ以上の連結部を有し、該連結部が、上記セメント系外側層と上記セメント系内側層の各々に対して埋入された部分を有する部材からなる請求項１に記載のセメント系断熱用パネル。
【請求項４】
上記セメント系内側層が、上記セメント系外側層と同様の材料を含む硬化体からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメント系断熱用パネル。
【請求項５】
上記無機粒子（Ｃ）が、ブレーン比表面積５，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とからなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のセメント系断熱用パネル。
【請求項６】
金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のセメント系断熱用パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物の外壁等に用いられるセメント系断熱用パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレキャストコンクリートパネル（ＰＣパネル）を用いて、建造物の外壁等を構築することが行なわれている。ここで、ＰＣパネルは、内部にメッシュ状の鉄筋構造体を埋設したコンクリートパネルであり、通常、予め設置された型枠内に、鉄筋を配設した後、コンクリートを打設して、振動締め固めを行ない、その後、蒸気養生を経て脱型することによって製造される。
また、外壁用のＰＣパネルに断熱性を付与するために、パネル内に断熱材を埋設することが行なわれている。
【０００３】
例えば、外断熱用のＰＣパネルにおいて、外装層と、外コンクリート層と、断熱材層と、鉄筋コンクリート主壁の順に積層されており、前記の断熱材層を貫通している連結手段によって、前記の外コンクリート層と鉄筋コンクリート主壁とが連結されているＰＣパネルが提案されている（特許文献１）。このＰＣパネルによれば、外装層や外コンクリート層を充分に厚く、堅牢にでき、その結果、タイルなどの外装層の厚みを充分に確保でき、台風などの際に飛来物が衝突したりしても損傷したりする恐れがない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８８２２２（第２頁の請求項１、段落番号０００８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のＰＣパネルは、外装材の荷重がかかっている外コンクリート層が、鉄筋コンクリート主壁に強固に連結保持されているので、外装層や外コンクリート層の厚みを大きくすることができ、その結果、損傷しづらいという特長を有する。
しかし、外装層や外コンクリート層の厚みを大きくすると、材料費が増大することに加えて、ＰＣパネルの質量が大きくなり、運搬や施工の際の労力が多大になるという問題がある。
そこで、本発明は、外部からの衝撃に対する抵抗性や、機械的強度に優れ、かつ、軽量で、運搬や施工の際の労力を軽減することのできるセメント系断熱用パネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の断熱用ＰＣパネルを構成するコンクリートの代わりに、特定の組成を有するセメント系材料を用いることによって、外部からの衝撃に対する抵抗性や、機械的強度に優れ、かつ、軽量で施工の容易なセメント系断熱用パネルを得ることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明（請求項１）のセメント系断熱用パネルは、セメント系外側層と、断熱材層と、セメント系内側層とが、この順に積層されてなる構造部分を有するセメント系断熱用パネルであって、上記セメント系外側層が、（Ａ）ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなることを特徴とする。
このように構成したセメント系断熱用パネルは、セメント系外側層が、特定の材料組成を有する硬化体からなるため、外部からの衝撃に対する抵抗性や、機械的強度に優れ、かつ、厚みを小さくして軽量化を図ることができる。
【０００８】
本発明のセメント系断熱用パネルは、上記断熱材層を貫通して上記セメント系外側層と上記セメント系内側層とを連結するための１つ以上の連結部を有し、該連結部が、上記セメント系外側層と同一の材料によって上記セメント系外側層と一体的に形成されてなるように、構成することができる（請求項２）。
このように構成すれば、連結用金具等の部材を用いることなく、セメント系外側層とセメント系内側層とを堅固に連結することができる。
本発明のセメント系断熱用パネルは、上記断熱材層を貫通して上記セメント系外側層と上記セメント系内側層とを連結するための１つ以上の連結部を有し、該連結部が、上記セメント系外側層と上記セメント系内側層の各々に対して埋入された部分を有する部材からなるように、構成することができる（請求項３）。
このように構成すれば、本発明のセメント系断熱用パネルの表面から、連結用の部材を露出させることなく、セメント系外側層とセメント系内側層とを堅固に連結することができる。
【０００９】
本発明のセメント系断熱用パネルは、上記セメント系内側層が、上記セメント系外側層と同様の材料を含む硬化体からなるように、構成することができる（請求項４）。
このように構成すれば、汎用コンクリートを用いる場合と比べて、セメント系内側層の厚みを小さくすることができ、より一層の軽量化を図ることができる。また、セメント系内側層が緻密な構造を有することになるため、セメント系外側層の縁部との接合力を高めることができる。
本発明のセメント系断熱用パネルにおいて、上記無機粒子（Ｃ）は、ブレーン比表面積５，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とからなるように構成することができる（請求項５）。
このようにブレーン比表面積の異なる２種の無機粒子を用いることによって、施工性及び強度発現性を向上させることができる。
本発明のセメント系断熱用パネルにおいて、上述のセメント（Ａ）〜水（Ｅ）を含む配合物は、さらに、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含むことができる（請求項６）。
このように金属繊維等を含むことによって、曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のセメント系断熱用パネルは、セメント系外側層と、断熱材層と、セメント系内側層とが、この順に積層されてなる構造部分を有するものである。また、本発明のセメント系断熱用パネルは、好ましくは、断熱材層を貫通してセメント系外側層とセメント系内側層とを連結するための１つ以上の連結部を有するものである。
このうち、セメント系外側層は、（Ａ）ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなる。
【００１１】
セメント系外側層を構成するこれらの材料について、以下、説明する。
セメント（Ａ）としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。
本発明において、硬化体の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、硬化前の配合物の施工性（作業性）を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【００１２】
セメントのブレーン比表面積は、２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは３，０００〜４，５００ｃｍ２／ｇである。該値が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、水和反応が不活発になって、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、５，０００ｃｍ２／ｇを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、作業効率が悪くなるばかりか、良好な施工性を確保するための水量が多くなるため、硬化後の収縮量が大きくなる等の欠点がある。
【００１３】
微粒子（Ｂ）としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇであり、粉砕等をする必要がないので、好ましく用いられる。
【００１４】
微粒子のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ２／ｇ、好ましくは８〜２５ｍ２／ｇである。該値が５ｍ２／ｇ未満であると、配合物を構成する粒子の充填性に緻密さを欠くため、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、２５ｍ２／ｇを超えると、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。
微粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜４０質量部、好ましくは２０〜４０質量部である。配合量が１０〜４０質量部の範囲外では、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。
【００１５】
本発明で使用する無機粒子（Ｃ）としては、セメント以外の無機粒子であり、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粒子は、ブレーン比表面積が２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは４，５００〜２０，０００ｃｍ２／ｇで、かつセメント粒子よりも大きなブレーン比表面積を有する。
無機粒子のブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントとのブレーン比表面積の差が小さくなり、良好な施工性を確保することが困難になる等の欠点があり、３０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなったり、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。
【００１６】
無機粒子がセメントよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子が、セメントと微粒子との間隙を埋める粒度を有することになり、高い強度発現性等を確保することができる。
無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、硬化前の施工性と硬化後の強度発現性の観点から、１，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２０〜５０質量部である。配合量が１５〜５５質量部の範囲外では、施工性が極端に低下したり、硬化後の強度発現性が低下することもある。
【００１７】
本発明においては、無機粒子として、異なる２種の無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂを併用することができる。
この場合、無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が５，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは６，０００〜２０，０００ｃｍ２／ｇのものである。また、無機粒子Ａは、セメント及び無機粒子Ｂよりもブレーン比表面積が大きいものである。
【００１８】
無機粒子Ａのブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントや無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が３０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなったり、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。
【００１９】
また、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂと、微粒子との間隙を埋めるような粒度を有することになり、より優れた施工性等を確保することができる。
無機粒子Ａとセメント及び無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子Ａと、セメントと無機粒子Ｂのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、硬化前の施工性と硬化後の強度発現性の観点から、１，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、２，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
【００２０】
無機粒子Ｂのブレーン比表面積は、２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇである。また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差は、１００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、硬化前の施工性と硬化後の強度発現性の観点から、２００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子Ｂのブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、施工性が低下する等の欠点があり、５，０００ｃｍ２／ｇを超えると、ブレーン比表面積の数値が無機粒子Ａに近づくため、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が１００ｃｍ２／ｇ以上であることによって、配合物を構成する粒子の充填性が向上し、より優れた強度発現性等を得ることができる。
【００２１】
無機粒子Ａの配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜５０質量部、好ましくは１５〜４０質量部である。無機粒子Ｂの配合量は、セメント１００質量部に対して５〜３５質量部、好ましくは１０〜３０質量部である。無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂの配合量が前記の数値範囲外では、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
無機粒子Ａと無機粒子Ｂの合計量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２５〜５０質量部である。合計量が１５〜５５質量部の範囲外では、施工性が極端に低下したり、硬化後の強度発現性が低下することもある。
【００２２】
本発明で用いる配合物は、細骨材を含むことができる。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。
細骨材は、８５％質量累積粒径が２ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。８５％質量累積粒径が２ｍｍを超えると、配合物の硬化後の機械的特性が低下するので好ましくない。
また、細骨材は、７５μｍ以下の粒子の含有率が２．０質量％以下のものを用いることが好ましい。該含有率が２．０質量％を超えると、施工性が劣るので、好ましくない。
【００２３】
なお、本発明においては、硬化後の強度発現性から、最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の細骨材を用いることがより好ましい。また、施工性の点から、７５μｍ以下の粒子の含有率が１．５質量％以下である細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材の配合量は、配合物の施工性や配合物の硬化後の機械的強度の観点から、セメント、微粒子、無機粒子の合計量１００質量部に対して１３０質量部以下であることが好ましく、自己収縮や乾燥収縮の低減、水和発熱量の低減等の観点から、１０〜１３０質量部（さらには３０〜１３０質量部、特に４０〜１３０質量部）であることがより好ましい。
【００２４】
本発明の配合物は、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含むことができる。
金属繊維は、硬化体の曲げ強度等を大幅に高める観点から、配合される。
金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維の寸法は、配合物中における金属繊維の材料分離の防止や、硬化体の曲げ強度の向上の点から、直径が０．０１〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０である。
【００２５】
金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）が好ましい。螺旋状等の形状にすれば、金属繊維とマトリックスとが引き抜けながら応力を担保するため、曲げ強度が向上する。
金属繊維の好適な例としては、例えば、直径が０．５ｍｍ以下、引張強度が１〜３．５ＧＰａの鋼繊維からなり、かつ、１２０ＭＰａの圧縮強度を有する配合物の硬化体のマトリックスに対する界面付着強度（付着面の単位面積当たりの最大引張力）が３ＭＰａ以上であるものが挙げられる。本例において、金属繊維は、波形または螺旋形の形状に加工することができる。また、本例の金属繊維の周面上に、マトリックスに対する運動（長手方向の滑り）に抵抗するための溝または突起を付けることもできる。また、本例の金属繊維は、鋼繊維の表面に、鋼繊維のヤング係数よりも小さなヤング係数を有する金属層（例えば、亜鉛、錫、銅、アルミニウム等から選ばれる１種以上からなるもの）を設けたものとしてもよい。
【００２６】
金属繊維の配合量は、他の材料（すなわち、セメント、微粒子、無機粒子、細骨材、減水剤及び水）の合計量中の体積百分率で、好ましくは６％以下、より好ましくは０．５〜５．５％、特に好ましくは１〜５％である。該配合量が６％を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても金属繊維の補強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中でいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２７】
有機繊維及び炭素繊維は、配合物の硬化体の破壊エネルギー等を高める観点から、配合される。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及び／又はポリプロピレン繊維は、コストや入手のし易さの点で好ましく用いられる。
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機繊維及び炭素繊維の寸法は、配合物中におけるこれら繊維の材料分離の防止や、硬化後の破壊エネルギーの向上の点から、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１〜０．５ｍｍ、長さ５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。
【００２８】
有機繊維または炭素繊維の配合量は、他の材料（すなわち、セメント、微粒子、無機粒子、細骨材、減水剤及び水）の合計量中の体積百分率で好ましくは１０．０％以下、より好ましくは１．０〜９．０％、特に好ましくは２．０〜８．０％である。配合量が１０．０％を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても繊維の増強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中にいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２９】
減水剤（Ｄ）としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましく、特に、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤の配合量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜４．０質量部が好ましく、０．３〜２．０質量部がより好ましい。配合量が０．１質量部未満では、混練が困難になり、均一な配合物が得られ難い。配合量が４．０質量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、硬化体の機械的特性が低下することもある。
なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。
【００３０】
本発明において、配合物を押出成形で成形する場合には、増粘剤（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース等）をセメント１００質量部に対して０．１〜３．０質量部配合することが好ましい。配合物を型枠内に流し込んで成形する場合には、増粘剤は不要である。
配合物を調製する際の水（Ｅ）の量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、好ましくは１０〜３０質量部、より好ましくは１２〜２５質量部である。水の量が１０質量部未満では、混練が困難になり、均一な配合物が得られ難い。水の量が３０質量部を超えると、配合物の硬化後の機械的特性が低下する。
【００３１】
次に、配合物（モルタル又はペースト）の硬化後の物性（圧縮強度、曲げ強度、破壊エネルギー）を説明する。
硬化後の配合物（硬化体）の圧縮強度は、好ましくは１２０ＭＰａ以上、より好ましくは１３０ＭＰａ以上である。
硬化体の曲げ強度は、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは１８ＭＰａ以上、特に好ましくは２０ＭＰａ以上である。特に、配合物が金属繊維を含む場合には、硬化体の曲げ強度は、好ましくは３０ＭＰａ以上、より好ましくは３２ＭＰａ以上、特に好ましくは３５ＭＰａ以上である。
硬化体の破壊エネルギーは、例えば、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維のいずれか１種以上を配合した場合において、好ましくは１０ＫＪ／ｍ２以上、より好ましくは２０ＫＪ／ｍ２以上である。
【００３２】
配合物の混練及び成形方法は、次のとおりである。
配合物を型枠内に流し込んで成形する場合、配合物を構成する材料の混練方法としては、例えば、（ａ）水、減水剤以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（ｂ）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子、減水剤及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（ｃ）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
混練に用いるミキサは、通常のモルタルの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
混練後、得られた配合物を型枠内に流し込み、かつ、断熱材の配設等の所定の作業（後で詳述する。）を行なえば、本発明のセメント系断熱用パネルが完成する。
【００３３】
配合物を押出成形する場合、配合物を構成する材料の混練方法としては、例えば、（ａ）水、増粘剤、減水剤以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水、増粘剤及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（ｂ）粉末状の減水剤を用意し、水、増粘剤以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子、減水剤及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び増粘剤をミキサに投入し、混練する方法、（ｃ）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
【００３４】
混練に用いるミキサは、通常のモルタルの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、アイリッヒミキサ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等を用いることができる。中でも、せん断力の高いアイリッヒミキサを使用するのが最も好ましい。
なお、アイリッヒミキサ等で混練した後、ニーダーローラーにて更に混練すると、押出成形をより効率的に行なうことができる。なお、ニーダーローラーでの混練は、混練物の温度が３５℃以下で行なうのが好ましく、３０℃以下で行なうのがより好ましい。温度上昇を防ぐ手段としては、例えば、水冷設備のあるものを用いる等の手段が挙げられる。
【００３５】
混練後、配合物を押出成形機によって押出成形する。本発明においては、押出成形機の内部を減圧条件（例えば、５０ｈＰａ）にする必要はなく、大気圧下（例えば、９００〜１，１００ｈＰａ）または軽い減圧下（例えば、３００〜９００ｈＰａ）で成形することができる。その理由は、配合物を構成する粒子の充填密度が高いため、水セメント比が低くても混練が可能であり、巻き込みエアーが非常に少ないからである。
なお、本発明において、繊維を配合する場合は、押出成形機として、真空室前に目皿が設置されていない形式の押出成形機を使用することが好ましい。該形式の押出成形機を使用することによって、繊維は、成形体内に均一に分散するとともに、その配向性も一方向に制御され、曲げ強度のばらつきが少なくなり、成形体の物性に対して好ましい影響を及ぼすことができる。該形式の押出成形機としては、例えば、（株）石川時鉄工所製の押出成形機（Ｙ−２２Ｓ型）が挙げられる。
養生方法は、特に限定されるものではなく、例えば、押出成形体を５〜１００℃及び５０〜１００％の相対湿度の条件下に保ちつつ養生する方法や、オートクレーブ養生する方法等が挙げられる。
【００３６】
本発明のセメント系断熱用パネルの構成部分であるセメント系内側層と連結部のいずれか一方または両方は、セメント系外側層を構成する上述の材料と同様の材料を用いて形成することができる。なお、この場合、セメント系内側層または連結部の材料は、セメント系外側層と全く同一の材料の組成であってもよいし、あるいは、上述の材料の説明の記載範囲内で、材料の種類または配合割合を変えたものであってもよい。
【００３７】
次に、本発明のセメント系断熱用パネルの具体的形態例を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３はいずれも、本発明のセメント系断熱用パネルの実施形態の種々の例を、長手方向に対して垂直に切断した状態を模式的に示す斜視図である。なお、説明の都合上、図中のセメント系断熱用パネルの幅は、実際よりも縮小させてある。
【００３８】
図１は、セメント系外側層及び連結部の材料として、上述の特定の配合物を用い、かつ、セメント系内側層の材料として、鉄筋コンクリートを用いた例を示すものである。
図１中、セメント系断熱用パネル１は、長手方向に延びる断熱材層４を収容し得るように上方に開口する溝状の凹部を有する成形部分（セメント系外側層２、側壁部６、連結部５）と、この成形部分の溝状の凹部に収容した断熱材からなる断熱材層４と、成形部分（セメント系外側層２、側壁部６、連結部５）及び断熱材層４の上方に積層されるセメント系内側層３とから構成されている。
【００３９】
このうち、セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５からなる成形部分は、上述の特定の配合物からなるものである。
ここで、セメント系外側層２は、例えば、１０〜４５ｍｍの厚さを有する平板状に形成される。本発明では、特定の配合物を用いてセメント系外側層２を形成しているので、セメント系外側層２の厚さを小さくしても、外部からの衝撃に強く、また、セメント系断熱用パネル１の強度を十分な大きさに保持することができる。また、セメント系外側層２が緻密な構造を有するので、外表面の仕上がりが良好になり、外壁タイル等の外装部材を用いなくても、良好な外観を得ることができる。さらに、汎用コンクリートを用いた場合と比べて、耐久性に優れ、耐用年数の長期化を期待することができる。
【００４０】
側壁部６は、セメント系断熱用パネル１の幅方向の両端にて、セメント系外側層２の両縁部から上方に略垂直に折曲した突起体として形成されており、セメント系断熱用パネル１の長手方向に延びる帯状の壁となっている。
連結部５は、セメント系断熱用パネル１の幅方向における２つの側壁部６間の所定の位置にて、セメント系外側層２の上面から上方に鉛直に延びる突起体として形成されており、側壁部６と同じ高さを有するとともに、セメント系断熱用パネル１の長手方向に、側壁部６に対して平行に延びる帯状の壁となっている。
連結部５の数は、特に限定されることはなく、セメント系断熱用パネル１の幅寸法に応じて適宜定めればよい。
【００４１】
本発明において、連結部５の材料として上述の特定の配合物を用いることによって、汎用コンクリートと比べて、連結部５の断面積を小さくしても、連結部５自体の強度を十分保持しながら、セメント系外側層２とセメント系内側層３とを堅固に連結することができる。また、連結部５の断面積を小さくすることによって、セメント系断熱用パネル１の軽量化を図ることができ、また、断熱性を高めることができる。
セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５からなる成形部分は、押出成形によって作製してもよいし、あるいは、型枠内に配合物を流し込んだ後に脱型して作製してもよい。
【００４２】
断熱材層４は、例えば、セメント系断熱用パネル１の長手方向に対して垂直に切断した断面が矩形であり、かつ、セメント系断熱用パネル１の長手方向に延びる長尺の板状体に形成された断熱材からなり、通常、５〜１０ｃｍの厚さ（ただし、寒冷地では１０〜４０ｃｍの厚さ）を有するものである。図１に示す例では、断熱材層４は、連結部５によって複数個に分断された状態にある。
断熱材層４を構成する断熱材の材質としては、例えば、硬質発泡ウレタンフォーム、グラスウール、発泡ポリスチレン等が挙げられる。
セメント系内側層３は、鉄筋コンクリートから形成されている。具体的には、例えば、１５０ｍｍ程度の厚さを有するコンクリートの中にメッシュ状の鉄筋構造体が埋設されたものとして形成することができる。
【００４３】
次に、図１に示すセメント系断熱用パネル１の製造方法について説明する。
まず、セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５からなる成形部分を、上述の所定の配合物を用いて、押出成形によって作製する。次いで、作製した成形部分の凹部に、断熱材を収容して、断熱材層４を形成させる。
なお、これらの方法に代えて、型枠内に上述の配合物を流し込み、セメント系外側層２を形成させた後、セメント系外側層２の上面の所定の位置に断熱材を載置し、断熱材相互間の間隙に再度、配合物を流し込むことによって、セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５が一体的に形成されてなる成形部分と、断熱材層４とを形成させてもよい。この場合、例えば、断熱材として略正方形の板状体を用いれば、連結部５が格子状の突起体として形成されることになり、セメント系外側層とセメント系内側層とを、より堅固に連結することができる。
また、型枠を用いて、セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５が一体的に形成されてなる成形部分を作製した後、この成形部分の凹部の中に断熱材を収容してもよい。
【００４４】
セメント系外側層２、側壁部６及び連結部５からなる成形部分と、断熱材層４とを形成した後、成形部分が未硬化の状態において、所定の深さの型枠内にて、成形部分の上方空間に鉄筋構造体を配設し、次いで、汎用コンクリートを流し込む作業を行なった後、振動締め固めを行ない、さらに蒸気養生を行なえば、セメント系断熱用パネル１が完成する。
【００４５】
図２は、セメント系外側層、連結部及びセメント系内側層の材料として、上述の特定の配合物を用いた例を示すものである。
図２中、セメント系断熱用パネル１１は、セメント系外側層１２、セメント系内側層１３、連結部１５及び側壁部１６からなる一体的に形成された成形部分と、この成形部分の内部の空洞部分に収容された断熱材からなる断熱材層１４とによって構成されている。
セメント系断熱用パネル１１を構成する各部の詳細（厚さ寸法等）は、セメント系内側層１３を除いて、図１に示すものと同様である。
セメント系内側層１３は、曲げ強度等の機械的強度に優れるので、厚さを例えば３０〜１００ｍｍにすることができる。それによって、セメント系断熱用パネル１１の更なる軽量化を図ることができる。
次に、図２に示すセメント系断熱用パネル１１の製造方法について説明する。
まず、上述の特定の配合物を用いて押出成形によって、セメント系外側層１２、セメント系内側層１３、連結部１５及び側壁部１６からなる成形部分を一体的に作製する。次いで、この成形部分の内部の空洞部分に断熱材を収容して、断熱材層１４を形成させれば、セメント系断熱用パネル１１が完成する。
【００４６】
図３は、セメント系外側層とセメント系内側層とを連結する連結部の材料として、鋼製等の線材を用いた例を示すものである。
図３中、セメント系断熱用パネル２１は、平板状に形成されたセメント系外側層２２と、セメント系外側層２２の両縁部にて上方に略垂直に折曲して形成された側壁部２６と、セメント系外側層２２と側壁部２６とによって形成された上方に開口する凹部の中に収容された断熱材からなる断熱材層２４と、断熱材層２４及び側壁部２６の上面に積層されたセメント系内側層２３と、セメント系外側層２２等の中に埋設された埋設部材２５とから構成されている。
【００４７】
このうち、セメント系外側層２２及び側壁部２６は、上述の特定の配合物を用いて形成されている。
セメント系外側層２２の厚さは、図１中のセメント系外側層２と同様であり、例えば、１０〜４５ｍｍである。
セメント系内側層２３についても、図１中のセメント系内側層３と同様であり、上述の特定の配合物を用いて形成してもよいし、あるいは、鉄筋コンクリートによって形成してもよい。
断熱材層２４を構成する断熱材は、図１に示す断熱材層４と異なり、複数個に分断する必要はなく、セメント系断熱用パネル２１の幅方向の両端に位置する側壁部２６間の寸法（内寸）に合致した幅寸法を有するものを、中央側突起部２５ｃに貫通させた状態で載置すればよい。
【００４８】
埋設部材２５は、セメント系外側層２２の中に埋設されたメッシュ状の平板部２５ａと、メッシュ状の平板部２５ａの縁辺の線材の交点（すなわち、線材がＴ字状に交差する点）から上方に延びて、側壁部２６を通過し、セメント系内側層２３の内部にまで達した後、略垂直に折曲して、セメント系断熱用パネル２１の幅方向（または他の方向）に適宜の長さだけ延びる複数の縁辺側突起部２５ｂと、メッシュ状の平板部２５ａの縁辺以外の線材の交点（すなわち、縦横に格子状に交差する線材の交点）から上方に延びて、断熱材層２４を貫通し、セメント系内側層２３の内部にまで達した後、略垂直に折曲して、セメント系断熱用パネル２１の幅方向（または他の方向）に適宜の長さだけ延びる複数の中央側突起部（連結部）２５ｃとからなるものである。
【００４９】
セメント系外側層２２及びセメント系内側層２３は、埋設部材２５の中央側突起部（連結部）２５ｃの両端、及びメッシュ状の平板部２５ａが埋入されることによって、堅固に連結されている。
また、セメント系外側層２２及びセメント系内側層２３を共に上述の特定の配合物で形成した場合には、これら２つの層が緻密な構造を有していることから、中央側突起部（連結部）２５ｃの数を少なくしても、堅固な連結を保持することができる。それによって、埋設部材２５の構造の簡略化を図ることができると共に、連結部を介した熱の伝導が小さくなることから、断熱性を高めることができる。
【００５０】
次に、図３に示すセメント系断熱用パネル２１の製造方法について説明する。
まず、型枠内に上述の所定の配合物を流し込んで、セメント系外側層２２の下半部を形成させる。そして、縁辺側突起部２５ｂ及び中央側突起部２５ｃの上端が未だ折曲していない状態にある埋設部材２５を、形成したセメント系外側層２２の下半部の上に載置した後、配合物を流し込んで、セメント系外側層２２全体を形成させる。次いで、セメント系外側層２２の上面の所定の位置に、中央側突起部２５ｃを貫通させながら、断熱材を載置し、断熱材層２４を形成させる。
その後、型枠と断熱材層２４の周縁の間に形成された溝に、配合物を流し込み、側壁部２６を形成させる。次に、縁辺側突起部２５ｂ及び中央側突起部２５ｃの上端を略垂直に折り曲げ、後に形成させるセメント系内壁層２３に対する埋設部材２５の連結力が高まるようにしておく。
【００５１】
セメント系外側層２２と同一の配合物を用いてセメント系内壁層２３を形成させる場合には、側壁部２６の形成後も配合物の流し込みを続行して、セメント系内壁層２３を形成させる。そして、振動締め固め及び蒸気養生を行なえば、セメント系断熱用パネル２１が完成する。
鉄筋コンクリートを用いてセメント系内壁層２３を形成させる場合には、断熱材層２４及び側壁部２６の上方に鉄筋構造体を配設した後、側壁部２６が未硬化の状態にある時に、汎用コンクリートを流し込み、次いで、振動締め固め及び蒸気養生を行なえば、セメント系断熱用パネル２１が完成する。
なお、本発明のセメント系断熱用パネルは、図１〜図３に示すものに限定されることはなく、特許請求の範囲に包含される限りにおいて、種々の実施形態をとることができる。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明のセメント系断熱用パネルの構成部分であるセメント系外側層等を構成する配合物の例を、実験例に基づいて説明する。
（Ａ）１種の無機粒子を用い、かつ金属繊維を用いたか又は用いない例
2005001959.tif 000003
前記材料を用いた実施例１〜１０、比較例１〜３の配合条件を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2005001959.tif 000004
【００５４】
［２．配合物（モルタル）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、次のように配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。
（１）フロー値
「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した。
（２）２００ｍｍ到達時間
上記フロー試験において、フロー値が２００ｍｍに達するまでの時間を測定した。
（３）圧縮強度
各混練物をφ５０×１００ｍｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生して、硬化体（３本）を作製した後、「ＪＩＳ  Ａ１１０８（コンクリートの圧縮試験方法）」に準じて、該硬化体の圧縮強度を測定した。硬化体（３本）の測定値の平均値を圧縮強度とした。
【００５５】
（４）曲げ強度
各混練物を４×４×１６ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生して、硬化体（３本）を作製した後、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準じて、該硬化体の曲げ強度を測定した。載荷条件は、下支点間距離１２ｃｍ、上支点間距離４ｃｍの４点曲げとした。硬化体（３本）の測定値の平均値を曲げ強度とした。
（５）破壊エネルギー
破壊エネルギーは、上記曲げ強度試験において、荷重が最大荷重に達してから、最大荷重の１／３に低下するまでの間の荷重−荷重点変位の積分値を、供試体断面積で除した値として算出した。なお、荷重点変位としては、曲げ試験機のクロスヘッド変位量を用いた。
結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2005001959.tif 000005
【００５７】
表２に示すように、本発明の配合物（実施例１〜１０）では、優れた施工性（良好なフロー値及び２００ｍｍ到達時間）及び機械的特性（圧縮強度及び曲げ強度）を得ている。これに対し、比較例１〜３では、フロー値等が劣り、施工性が劣る。
【００５８】
（Ｂ）２種の無機粒子を用い、かつ金属繊維を用いたか又は用いない例
2005001959.tif 000006
前記材料を用いた実施例１１〜２３の配合条件を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2005001959.tif 000007
【００６０】
［２．配合物（モルタルまたはペースト）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。結果を表４に示す。
【００６１】
【表４】
2005001959.tif 000008
【００６２】
表４に示すように、実施例１１〜２３では、流動性（施工性）が良好で、かつ、優れた機械的強度（圧縮強度、曲げ強度等）を有することがわかる。
特に、７５μｍ以下の粒子の含有量が２質量％以下である珪砂を用いた実施例１１〜１５、１７〜１８、２０〜２２では、極めて優れた施工性（２７０ｍｍ以上のフロー値）を得ている。
【００６３】
（Ｃ）１種の無機粒子を用い、かつ有機繊維及び／又は炭素繊維を用いた例
2005001959.tif 000009
前記材料を用いた実施例２４〜３２の配合条件を表５に示す。
【００６４】
【表５】
2005001959.tif 000010
【００６５】
［２．配合物（モルタル）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。結果を表６に示す。
【００６６】
【表６】
2005001959.tif 000011
【００６７】
表６に示すように、本発明の配合物（実施例２４〜３２）では、優れた施工性（良好なフロー値及び２００ｍｍ到達時間）と、優れた機械的特性（圧縮強度、曲げ強度、破壊エネルギー）を得ている。
【００６８】
（Ｄ）２種の無機粒子を用い、かつ有機繊維及び／又は炭素繊維を用いた例
2005001959.tif 000012
前記材料を用いた実施例３３〜４２の配合条件を表７に示す。
【００６９】
【表７】
2005001959.tif 000013
【００７０】
［２．配合物（モルタルまたはペースト）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、上述の方法と同様にして、配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。結果を表８に示す。
【００７１】
【表８】
2005001959.tif 000014
【００７２】
表８に示すように、実施例３３〜４２では、施工性（流動性）が良好であり、かつ、優れた機械的強度（圧縮強度、曲げ強度、破壊エネルギー）を有する。
特に、７５μｍ以下の粒子の含有量が２質量％以下である珪砂を用いた実施例３３〜３９、４１〜４２では、極めて優れた施工性（２７０ｍｍ以上のフロー値）を得ている。
【００７３】
（Ｅ）押出成形体の作製例
［１．使用材料］以下に示す材料を使用した。（１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積３，２００ｃｍ２／ｇ）（２）微粒子；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１０ｍ２／ｇ）
2005001959.tif 000015
前記材料を用いた実施例４３〜４６の配合条件を表９に示す。
【００７４】
【表９】
2005001959.tif 000016
【００７５】
［２．押出成形体の製造及び評価］
表９に示す配合割合で、低熱ポルトランドセメント、シリカフューム、骨材、メチルセルロースの各材料を、アイリッヒミキサに一括して投入し空練りをした後、高性能ＡＥ減水剤（表９中の数値は、固形分換算の配合量を示す。）と水（水／セメント比で２２質量％）を加えて混練した。その後、ニーダーローラーでさらに混練した。この際、混練物の温度は２５℃であった。混練後、混練物を（株）石川時鉄工所製の押出成形機（Ｙ−２２Ｓ型）で成形し、２×４×２０ｃｍの供試体を得た。この供試体を２０℃、相対湿度９５％の条件下で３日間前養生した後、９０℃で４８時間蒸気養生した。
養生後の供試体について、圧縮強度（ただし、２×２×４ｃｍに切り出して測定）及び曲げ強度を測定した。結果を表１０に示す。
【００７６】
【表１０】
2005001959.tif 000017
【００７７】
表１０に示すように、特定の配合物を用いて作製した押出成形体は、真空式押出成形機を用いて減圧条件下で成形しなくても、高い緻密性を得ることができ、１５０ＭＰａ以上の圧縮強度と、２０ＭＰａ以上の曲げ強度を有し得るものである。
【００７８】
【発明の効果】
本発明のセメント系断熱用パネルは、外部からの衝撃に対する抵抗性や、機械的強度に優れ、かつ、厚みを小さくして軽量化を図ることができるため、運搬や施工を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセメント系断熱用パネルの第１の形態例を、長手方向に対して垂直に切断した状態を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明のセメント系断熱用パネルの第２の形態例を、長手方向に対して垂直に切断した状態を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明のセメント系断熱用パネルの第３の形態例を、長手方向に対して垂直に切断した状態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１１，２１  セメント系断熱用パネル
２，１２，２２  セメント系外側層
３，１３，２３  セメント系内側層
４，１４，２４  断熱材層
５，１５  連結部
６，１６，２６  側壁部
２５  埋設部材
２５ａ  メッシュ状の平板部
２５ｂ  縁辺側突起部
２５ｃ  中央側突起部（連結部）
【図１】
2005001959.tif 000018
【図２】
2005001959.tif 000019
【図３】
2005001959.tif 000020