技術資料 ２
製造条件と GRC 表面外観の関係
日本電気硝子株式会社 ガラス繊維事業部 技術部

阿部 次郎

1．はじめにプレミックス GRC の流動性は GRC の生産性向上に大きく影響している。高流動性の GRC モルタルを使用すると高い流動性と材料分離抵抗性を有することから型締め作業が困難または不可能な箇所への対応が可能となる。また、複雑な形状、ピンホールなどの欠点のないデザイン性を必要とする物への応用も期待される。プレミックス
GRC は、粉体量の増加、増粘剤の添加、高性能 AE 減水剤及びその併用により高流動化が行われている。以前、
高機能特殊増粘剤を使用した高流動プレミックス GRC の配合においてピンホールの少ない表面外観が得られることを報告した。1)
我々は、前述の報告の配合組成を基にさらに組成と成形条件の検討を行った。本資料では、実際に複雑な形状の金型を用いて、種々の GRC 組成および各成形条件で行った実験結果に基づき、GRC 成形体の表面外観と製造条件の関係について報告する。

2．実験
2．1

2．2

使用材料実験の配合を表 2 に示す。

実験に使用した材料を表 1 に示す。
表1セ メ ン ト
骨混材

和剤

表2使用材料
配普通ポルトランドセメント

2．3合№

実験配合

12過去の報告 1)

普通ポルトランドセメント

100100高性能 AE 減水剤（ポリカルボン酸エステル系化合物）

珪100

100

水32-4030-3430

高機能特殊増粘剤（アルキルアリルスルホン酸塩＋アルキルアンモニウム）

高性能 AE 減水剤

0.7

1.00.7

珪砂 6 号

消泡剤（シリコーン系消泡剤）
ガラス繊維

配合

ACS13 PH-901X

砂6号

高機能特殊増粘剤

0.30.3消剤

0.050.05

ガ ラ ス 繊 維

3.03.0泡

ガラス繊維はモルタルに対する質量％を、他の材料は質量部を表す。

混練

混練は、容量 5 リットルのオムニミキサーを使用し、図 1 に示した混練手順で行った。粉体混和剤を使用する際は骨材とドライミキシングして使用した。

図1

混練手順

2．4

流動性の評価

流動性はフロー値の測定により評価を行った。モルタルフローは内径 55mm ×高さ 50mm のフローコーンにモルタルを満たし、コーンを真上に持ち上げ、平板上に広がったモルタルの最大直径とそれに直交する直径を測定し、この平均値をモルタルフロー値とした。GRC フローはタッピングを行わない事以外は JIS R 5201 のフロー試験に準じてフロー値を測定した。
2．5

外観評価用金型

金型の形状とサイズを図 2 に示す。金型は高さ 400mm のタテ打ちとし、投入口の開口は 15mm 垂直面の凹凸は 10mm とした。

図22．6

金型形状の写真及び金型サイズ

成形条件と成形品の表面外観

2.5 の金型へ GRC モルタルを流し込み、翌日に脱型して成形体（図 3 斜線部）のピンホール個数及び表面外観を観察した。ピンホールは直径 0.5mm 以上のものを対象とした。金型への GRC モルタル投入時の振動付与は 3600rpm の振動数を発生させる振動台に金型を載せて行った。投入時間は 45 秒間で投入割合は一定で行った。
図3

成形体外観形状の概略図

3．実験結果3．1

GRC 組成と外観の関係

図 4 に GRC フロー値と表面外観の関係を示し、図 5 は減水剤添加量 0.7 と 1.0 の場合のモルタルフローと GRCフローの水 / セメント比の依存性を示す。GRC フロー値が180mm 以上で金型に追従した形状で空隙が少ない表面外観が得られた。減水剤 0.7 では、水セメント比 0.37 以上で高外観が期待される GRC フロー値 180mm 以上が得られる。しかし、水セメント比 0.38 を超えるとガラス繊維とモルタルが分離傾向にある。減水剤 1.0 では水セメント比 0.33 で GRC フロー値は 190mm を示し、またガラス繊維とモルタルも分離していない。このことから、高流動

図4

GRC フロー値と表面外観の関係

で均一な GRC 成形体を得るためには減水剤 1.0 で水セメント比は 0.33 が最適である。

図５3．2

減水剤量 0.7、1.0 における、水 / セメント比とモルタルフロー及び GRC フローの関係

離型剤の検討GRC フロー値 180mm 以上で表面外観の改善が見られたが、モルタル中の気泡を抜ききることが出来ないため成形体表面にピンホールが残った。そのため、金型へのモルタル投入時にのみ振動を加えることで脱泡を試みた。
図 6 は振動を加え成形を行った成形体表面と脱型後の金型の状態を示す。振動を加えて成形すると脱型が困難となり、成形体表面が金型に付着した。離型剤と GRC モルタルの間に離型効果を阻害する反応が起こっていることが考えられる。図 7 では増粘剤と離型剤の反応の確認を示す。界面活性剤である増粘剤が油性である離型剤を乳化していることが確認され、乳化により離型剤の効果が失われたためと考えられる。そこで増粘剤に適した離型剤の検討を行った。表 3 には検討した離型剤の性質及び離型機構を示す。

図6

成形体及び金型の状態写真

図7

表3使用した離型剤の種類

離型剤№性質離型機構

油性

増粘剤と離型剤の反応確認

ab○○

水性
物理皮膜 *1
化学吸着 *2c○○○○＊1

物理皮膜：型枠と成形体の間に皮膜を作り、脱型を促す。

＊2

化学吸着：セメントに含まれるカルシウムイオンと反応し生成した吸着層により脱型を促す。

表 4 には各離型剤と GRC の成形体表面外観の関係を示す。化学吸着を利用した離型剤は共に離型効果が維持された。これは、GRC モルタルが導入されて直ぐに反応が起こり吸着層を形成するため離型効果が失われないと考えられる。また、油性である b は、水性である c と比較すると金型への塗布作業性が良いことから、以後は離型剤b を使用して実験を行った。
表4
離型剤性

離型剤と成形体表面外観の関係

№abc

質

油性

油性

水性

悪い

良い

良い

良い良い

悪い

成形体表面の状態

塗 布 作 業 性
3．3

GRC 組成と外観の関係

確実に脱泡を行うために 2.6 で説明した振動台の条件を変更した。実際に金型がどれだけ振動しているかを確認するために振動測定器（ Riovibro vm-63a, RION 株式会社製）を金型に接触させ金型の振幅を測定した。表 5 には金型の振幅と成形体表面及びピンホールの数の関係を示す。まず条件 2 振幅で成形を行ったが、ピンホールの数は減らず外観の改善は得られなかった。これは、条件 2 のような大きな振動では金型全体がゆすられるだけで、金型内の GRC モルタルはあまり振動していないためと思われる。
そこで、振幅を小さくし条件 3（振幅 0.16mm ）で成形を行った。結果、ピンホールの少ない優れた成形体表面外観が得られた。成形時の振動は条件 3 のような小さい振幅で金型内の GRC モルタルが振動する程度が適していると考えられる。
表5振動条件振動条件と成形体表面外観の関係

123

GRCフロー値（㎜）210210210

金 型 振 幅（㎜）01.730.16302820

成形体表面の状態

ピンホール個数4．まとめと今後
高性能特殊増粘剤を用いて高外観の GRC を得るためには、⑴高性能 AE 減水剤 1.0 で水セメント比は 0.33 が最適である。
⑵離型剤は化学吸着型で、油性のものが優れている。
⑶ GRC モルタル投入時の振動は小さい振幅が適している。
更なる改善を進める。
参考文献
1 ）緒方善章：自己充填型プレミックス GRC の開発、第 20 回 GRC シンポジウム講演要旨集