JP2001089260A - Alcの製造方法 - Google Patents

Alcの製造方法

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JP2001089260A
JP2001089260A JP27157199A JP27157199A JP2001089260A JP 2001089260 A JP2001089260 A JP 2001089260A JP 27157199 A JP27157199 A JP 27157199A JP 27157199 A JP27157199 A JP 27157199A JP 2001089260 A JP2001089260 A JP 2001089260A
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JP
Japan
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material slurry
slurry
alc
portland cement
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JP27157199A
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Yoshimichi Aono
義道 青野
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強鉄筋の周囲での空洞の発生を無くすと共
に、硬化時間を短縮して生産性の向上を図ることができ
るALCの製造方法を提供する。 【解決手段】 早強ポルトランドセメントと、ケイ酸質
原料と、繰り返し原料とに水を加えた第1原料スラリー
と、生石灰と石膏とに水を加えた第2原料スラリーと
を、それぞれ単独のミキサーにて前水和した後、両者を
混合してアルミニウム粉を加えた原料スラリーを35〜
50℃の鋳込温度で型枠に注入し、発泡硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ALC(水蒸気養
生軽量気泡コンクリート)の製造方法に関し、特に原料
スラリーが発泡硬化する過程で補強鉄筋の周辺に発生し
やすい空洞を防止し、且つ硬化時間を短縮するALCの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ALCは、直径約1mmの小さな気泡を
含むため軽量且つ断熱性に優れていることから、従来か
ら建築物用の建材として壁、床などに使用されている。
このようなALCを製造するには、原料として一般に、
ケイ石などのケイ酸質原料、セメント、石灰、石膏、繰
り返し原料、水、発泡剤としてアルミニウム粉が使用さ
れ、これらの原料は単一のミキサーで混合して原料スラ
リーとした後、型枠に注入して発泡硬化させ、更に水蒸
気養生される。
【0003】型枠注入時における原料スラリーの鋳込温
度は、型枠注入後から約4時間で所望の硬化度まで硬化
させ、ピアノ線で所定形状に切断できる状態とするため
に、従来から一般的に、セメントして普通ポルトランド
セメントを使用した場合で47〜50℃、それより反応
が速い早強ポルトランドセメントを使用した場合には3
7〜44℃とされている。尚、鋳込温度の調整は、原料
スラリーに予め水蒸気を吹き込んで昇温することにより
行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようにして製造さ
れるALCは、建材として均一な外観と強度を持つこと
が要求されると共に、近年においてはALCのさらなる
生産性の向上及びコストの低下が要求され、原料スラリ
ーの型枠注入から切断までの硬化時間を一層短縮するこ
とが望まれている。
【0005】硬化時間を短縮するためには型枠に注入す
る際の原料スラリーの鋳込温度を高くすればよいが、温
度が高くなると型枠内における発泡の過程で原料スラリ
ーの粘度が急上昇し、補強鉄筋の周囲への原料スラリー
の充填が不十分となるため、補強鉄筋の周囲に空洞を生
じることが多くなる。その結果、空洞がALC製品表面
に露出して外観を損ねたり、鉄筋周囲の大きな空洞によ
ってALC強度が低下するなどの問題があった。
【0006】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
補強鉄筋の周囲での空洞の発生を無くすと共に、型枠に
注入された原料スラリーの硬化時間を更に短縮して、生
産性の向上を図ることができるALCの製造方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明が提供するALCの製造方法においては、早
強ポルトランドセメントと、ケイ酸質原料と、繰り返し
原料とに水を加えた第1原料と、生石灰と石膏とに水を
加えた第2原料とを、それぞれ単独のミキサーにて前水
和した後、両者を混合してアルミニウム粉を加えた原料
スラリーを35〜50℃の鋳込温度で型枠に注入し、発
泡硬化させることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】ALC中に空洞が発生する原因は
多岐にわたり、例えば、各原料の品質や配合比率、原料
スラリーの粘度や温度、あるいは補強鉄筋の配置等があ
る。これらの空洞発生原因を詳しく検討した結果、その
中で最も大きな原因は、型枠内での発泡過程における原
料スラリー粘度の上昇であることが分かった。この発泡
過程における原料スラリー粘度の上昇にも様々な要因が
影響しているが、最も大きな要因は型枠注入時の鋳込温
度とその後の温度上昇であることも判明した。
【0009】しかしながら、従来の製造方法では、セメ
ント原料として普通ポルトランドセメント又は早強ポル
トランドセメントのいずれを用いる場合でも、空洞の発
生を防止するために上記知見に基づいて原料スラリーの
鋳込温度を低下させると、硬化が著しく遅延して生産性
に悪影響を及ぼす。このため、空洞の発生防止と硬化時
間短縮という両方の要求に同時に応えることはできなか
った。
【0010】即ち、一般的な従来の方法として、普通ポ
ルトランドセメントを使用し、全ての原料を単一のミキ
サーにて混合して、得られた原料スラリーを型枠に注入
する場合、普通ポルトランドセメント自身の反応速度が
遅いため、生産性の点で望ましいとされる4時間の硬化
時間を達成するためには、型枠への原料スラリーの鋳込
温度を最低でも47〜50℃に設定する必要があるが、
この鋳込温度では補強鉄筋周囲の空洞発生が避けられな
い。
【0011】また、普通ポルトランドセメントを用い
て、石灰質原料とケイ酸質原料とを別々に前水和した
後、これらを混合して型枠に注入する方法も知られてい
る。この方法では、生石灰の一部が前水和の段階のミキ
サー中で水和するため、鋳込後の原料スラリーの温度上
昇を抑えることができ、空洞発生の抑制には効果的であ
ると考えられる。しかし、前水和を行うことで鋳込後の
硬化が遅延するので、4時間という硬化時間を達成する
には鋳込温度を50℃程度に高める必要があり、この鋳
込温度では結果的に空洞の発生を抑えることは難しい。
【0012】一方、早強ポルトランドセメントを使用す
ると、硬化時間を4時間程度にする場合、鋳込温度を3
7〜44℃と普通ポルトランドセメントに比べ低くでき
る。しかしながら、硬化時間は鋳込温度44℃において
約4時間が最短であり、これ以上に硬化時間を短縮して
生産性を高めるためには更に鋳込温度を上昇させる必要
がある。ところが、鋳込温度を44℃より更に上昇させ
ると、生石灰との反応が活性化して原料スラリー粘度を
上昇させ、補強鉄筋の周囲における空洞の発生が著しく
なる。
【0013】そこで、本発明においては、セメント原料
として早強ポルトランドセメントを用いると共に、この
早強ポルトランドセメント、ケイ酸質原料、繰り返し原
料からなる第1原料と、生石灰と石膏からなる第2原料
に分け、これらに水を加えてそれぞれ単一のミキサーに
て別々に前水和する。その後、前水和した第1原料スラ
リーと第2原料スラリーを混合し、更にアルミニウム粉
を加えた原料スラリーを型枠に注入する。
【0014】この本発明の方法によれば、第2原料中の
生石灰は、その一部が前水和の段階で水和されるので、
その後の型枠注入後における原料スラリーの温度上昇を
低く抑えることができるのに加え、第1原料中の早強ポ
ルトランドセメントも前水和することによって、35〜
50℃の広い範囲の鋳込温度で生産性の向上のために必
要な4時間又はそれ以下の硬化時間を達成できると同時
に、原料スラリー粘度の上昇を抑制して空洞の発生を無
くすことができる。
【0015】一般に、早強ポルトランドセメントは、普
通ポルトランドセメントに比較してセメント鉱物のC
S(3CaO・SiO)が多く、ブレーン比表面積が
大きい特徴を有し、これがセメント反応速度ひいてはA
LC原料スラリーの硬化時間を短縮させる。しかし、早
強ポルトランドセメントも、前水和を行わない単一のミ
キサー中においては生石灰との反応が活性化されるた
め、発泡過程中の原料スラリー粘度を著しく上昇させる
ことは前記したとおりである。特に、早強ポルトランド
セメント中の約十μm以下の微粒分が、原料スラリーの
粘度上昇に大きく影響している。
【0016】そこで、本発明方法では、早強ポルトラン
ドセメントの微粒分の活性を低下させるために、生石灰
と別々に前水和させることにより、早強ポルトランドセ
メント使用時の原料スラリー粘度の上昇を抑制すること
が可能となった。微粒分はセメント全体の2重量%以下
と極めて少ないため、その水和活性を前水和により抑制
しても硬化速度には何ら影響を与えることはなく、鋳込
温度を従来の早強ポルトランドセメントよりも高い50
℃に設定しても、発泡過程でのスラリー粘度の上昇を抑
制できることが分かった。
【0017】更に、前水和を行うことによって、原料ス
ラリー中において早強ポルトランドセメントや他の原料
が均一に分散するため、型枠中の硬化状態がより均一に
なることも判明した。従来の前水和を行わない方法で
は、外気温に曝される表面付近や型枠に接する部分など
で温度が低下し、それらの部分で硬化が遅延する傾向が
あったが、本発明によれば全体の硬化が均一に進むた
め、従来のように最も硬化が遅い部位に合わせて硬化時
間を定めていた場合よりも、結果的に硬化時間を短縮す
ることができる。
【0018】しかも、全体が均一に硬化することで、同
じ硬化時間であっても従来よりも高い硬化度のALCが
得られるので、切断後の最終製品としたときに欠けやケ
バの発生が減少し、外観的により一層優れたALC製品
を得ることができる。
【0019】上記の本発明方法において、原料スラリー
の型枠への鋳込温度は35〜50℃の範囲であり、35
℃未満では硬化時間が4時間を越えるため生産性が低下
し、50℃よりも高い温度では空洞が発生しやすくな
る。また、前水和における第1及び第2原料スラリーの
温度は、両者を混合した原料スラリーを所望の鋳込温度
に調整し易いように、両者とも概ね鋳込温度と同じ35
〜50℃の範囲とすることが好ましい。
【0020】前水和の時間については、前水和温度にも
影響されるが、第1原料では早強ポルトランドセメント
の活性な微粒分が水和される程度、具体的には35℃な
らば20分以内、50℃では10分以内であり、好まし
くは35〜50℃で3〜5分である。また、第2原料で
は、生石灰の一部又は全部を前水和させれば良く、前水
和による生石灰の消化率(生石灰の水和反応進行度合
い)が進むほど、発泡過程における温度上昇の低下及び
原料スラリー粘度の上昇抑制に効果的である。具体的に
は、5分以内であれば生石灰の約3割、30分以内でほ
ぼ全部の生石灰が前水和によって消石灰に変化するた
め、5分の前水和でも十分な温度抑制効果が期待でき
る。
【0021】
【実施例】ALC原料として、ケイ石を40重量%、普
通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメント
を28重量%、生石灰を4重量%、石膏を6重量%、及
び繰り返し原料を22重量%の割合で配合し、原料合計
に対して発泡剤としてアルミニウム粉を0.06重量
%、及び水を0.65重量%加えて、それぞれ下記表1
に示す条件でALCを製造した。
【0022】ただし、表1の各試料において、前水和無
しの試料では、全ての原料を一つのミキサーで混合して
原料スラリーとした後、型枠に注入して発泡硬化させ、
更に水蒸気養生してALCを製造した。これに対して前
水和有りの試料では、第1原料(ケイ石、セメント、繰
り返し原料)と第2原料(生石灰、石膏)とを別々に前
水和し、両者とアルミニウム粉を混合した原料スラリー
を用いて、ALCを製造した。尚、前水和時間は全て5
分とし、前水和温度は第1及び第2原料スラリーとも下
記表1に示す鋳込温度と同じ温度とした。
【0023】各試料について、原料スラリーを型枠に注
入してからピアノ線により切断可能となるまでの時間、
即ち直径41mmの鉄球を50mmの高さから落下させ
たときの窪みの直径が25mmに達するまでの時間を測
定し、硬化時間として表1に示した。また、ピアノ線に
よる切断終了後、オートクレーブ養生したALC製品
(長さ3000mm、厚さ100mm)を厚さ方向に任
意の場所で10ケ所切断し、切断面に現れた補強鉄筋周
囲の空洞の面積を全て測定した。得られた空洞面積を合
計し、断面積100mm×100mm×10カ所当たり
の空洞面積率を算出して、その結果を表1に併せて示し
た。
【0024】
【表1】 鋳込温度 硬化時間 空洞面積率試料 セメント 前水和 (℃) (h:m) (%) 1* 普通 無し 40 5:10 0 2* 普通 無し 45 4:40 8 3* 普通 無し 50 4:10 20 4* 普通 有り 40 5:25 1 5* 普通 有り 45 4:45 8 6* 普通 有り 50 4:15 18 7* 早強 無し 35 4:30 0 8* 早強 無し 40 4:00 1 9* 早強 無し 45 3:45 3 10 早強 有り 35 4:15 0 11 早強 有り 40 3:50 0 12 早強 有り 45 3:30 0 13 早強 有り 50 3:00 0 (注)表中の*を付した試料は比較例である。
【0025】表1の結果から分かるように、普通ポルト
ランドセメントを用いた比較例の試料1〜6は、前水和
の有無にかかわらず、鋳込温度を高くして硬化時間を短
くするほど空洞面積率が急激に高くなり、逆に空洞面積
率を抑制しようとすると硬化時間が5時間以上にまで遅
延する。また、早強ポルトランドセメントを用いる場合
でも、前水和を行わない比較例の試料7〜9では、硬化
時間が4時間以下の場合には空洞が発生してしまい、空
洞の発生を無くすために鋳込温度を低下させると、硬化
時間が4時間30分以上と望ましい硬化時間を越えてし
まう。
【0026】これに対して本発明の試料10〜13で
は、鋳込温度を35〜50℃とし、硬化時間を望ましい
とされる4時間15分以下に維持しながら、同時に空洞
の発生を無くして空洞面積率をゼロにすることができ
た。このように本発明方法では、空洞の発生を無くすと
共に、硬化時間を4時間程度又はそれ以下に維持でき、
更に鋳込温度を40〜50℃に設定すれば硬化時間を3
時間程度にまで大幅に短縮させることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、鋳込後の原料スラリー
の温度上昇が従来より著しく低下し、そのため発泡過程
における原料スラリー粘度の上昇も低く抑えることがで
きるため、補強鉄筋周囲での空洞の発生を無くすと同時
に、型枠に注入した原料スラリーの硬化時間も短縮して
生産性の向上を図ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 早強ポルトランドセメントと、ケイ酸質
    原料と、繰り返し原料とに水を加えた第1原料と、生石
    灰と石膏とに水を加えた第2原料とを、それぞれ単独の
    ミキサーにて前水和した後、両者を混合してアルミニウ
    ム粉を加えた原料スラリーを35〜50℃の鋳込温度で
    型枠に注入し、発泡硬化させることを特徴とするALC
    の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285654A (zh) * 2020-01-31 2020-06-16 重庆建筑工程职业学院 一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法
CN113735512A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 湖南科技大学 一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法

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