JP2001172072A - 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート - Google Patents
耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐炭酸化性に優れる軽量気泡コンクリートを
提供する。 【解決手段】 粉末状の珪酸質原料と石灰質原料とを主
原料とするスラリーに、オルガノポリシロキサン分子を
添加することを特徴とする。さらに、オルガノポリシロ
キサン分子が、アミド基、アミノ基、アルキル基、アル
コキシ基、アルコール基、エステル基、エポキシ基、カ
ルボキシル基、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、
フェノール基、フッ素化アルキル基およびポリエーテル
基からなる群より選ばれた１種以上を、側鎖の一部に有
することを特徴とする。
提供する。 【解決手段】 粉末状の珪酸質原料と石灰質原料とを主
原料とするスラリーに、オルガノポリシロキサン分子を
添加することを特徴とする。さらに、オルガノポリシロ
キサン分子が、アミド基、アミノ基、アルキル基、アル
コキシ基、アルコール基、エステル基、エポキシ基、カ
ルボキシル基、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、
フェノール基、フッ素化アルキル基およびポリエーテル
基からなる群より選ばれた１種以上を、側鎖の一部に有
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の壁、屋
根、床などに使用される軽量気泡コンクリート（ＡＬ
Ｃ）に関し、特に、その化学的な劣化の一つである炭酸
化現象に関して、耐炭酸化性が改良され、耐劣化・耐久
性に優れる軽量気泡コンクリートに関する。
根、床などに使用される軽量気泡コンクリート（ＡＬ
Ｃ）に関し、特に、その化学的な劣化の一つである炭酸
化現象に関して、耐炭酸化性が改良され、耐劣化・耐久
性に優れる軽量気泡コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量気泡コンクリートは、珪石などの珪
酸質原料と、セメントや生石灰などを主原料として、こ
れらの微粉末に水とアルミニウム粉末などの添加物を加
えて、スラリー状とした後、アルミニウム粉末の反応に
より発泡させ、石灰質原料の反応により半硬化させ、所
定寸法に成形した後、オートクレーブによる高温高圧水
蒸気養生を行って製造されている。軽量気泡コンクリー
トは、軽量で、耐火性、断熱性、施工性に優れているた
め、建築材料として広く使用されている。
酸質原料と、セメントや生石灰などを主原料として、こ
れらの微粉末に水とアルミニウム粉末などの添加物を加
えて、スラリー状とした後、アルミニウム粉末の反応に
より発泡させ、石灰質原料の反応により半硬化させ、所
定寸法に成形した後、オートクレーブによる高温高圧水
蒸気養生を行って製造されている。軽量気泡コンクリー
トは、軽量で、耐火性、断熱性、施工性に優れているた
め、建築材料として広く使用されている。
【０００３】このように、軽量気泡コンクリートは、内
部に気泡と細孔を含む絶乾かさ比重０．５程度の軽量な
コンクリートであることが利点として使用されている
が、気泡と細孔が全体積の約８割を占め、空隙の非常に
多い微細構造を持っている。このため、水分やガスは容
易に軽量気泡コンクリート内部へと侵入する。軽量気泡
コンクリートの主要構成鉱物であるトバモライトは、水
分の存在下で炭酸ガスと反応し、シリカゲルと炭酸カル
シウムに分解する。これが、炭酸化である。
部に気泡と細孔を含む絶乾かさ比重０．５程度の軽量な
コンクリートであることが利点として使用されている
が、気泡と細孔が全体積の約８割を占め、空隙の非常に
多い微細構造を持っている。このため、水分やガスは容
易に軽量気泡コンクリート内部へと侵入する。軽量気泡
コンクリートの主要構成鉱物であるトバモライトは、水
分の存在下で炭酸ガスと反応し、シリカゲルと炭酸カル
シウムに分解する。これが、炭酸化である。
【０００４】炭酸化は、軽量気泡コンクリートに強度の
低下、ひび割れの発生などの劣化を引き起こす。そこ
で、炭酸化を防止または遅延させるためには、水分や炭
酸ガスの侵入を防ぐか、もしくはトバモライトに耐炭酸
化性の機能を付与することが求められる。
低下、ひび割れの発生などの劣化を引き起こす。そこ
で、炭酸化を防止または遅延させるためには、水分や炭
酸ガスの侵入を防ぐか、もしくはトバモライトに耐炭酸
化性の機能を付与することが求められる。
【０００５】これまでは、前者である軽量気泡コンクリ
ートの表面仕上げにより、水分や炭酸ガスの侵入を防ぐ
手段が専ら用いられていた。しかし、表面仕上げによる
耐炭酸化は十分でなく、仕上げが施された軽量気泡コン
クリートにおいても、炭酸化が使用年数と共に進行する
ことが確認されている。
ートの表面仕上げにより、水分や炭酸ガスの侵入を防ぐ
手段が専ら用いられていた。しかし、表面仕上げによる
耐炭酸化は十分でなく、仕上げが施された軽量気泡コン
クリートにおいても、炭酸化が使用年数と共に進行する
ことが確認されている。
【０００６】一方、根本的な対策として期待される後者
に関しては、種々の研究にも関わらず、工業的に有効な
手段は見出されていなかった。
に関しては、種々の研究にも関わらず、工業的に有効な
手段は見出されていなかった。
【０００７】本発明者らは、種々な研究と試行錯誤の結
果、主原料の混合物スラリーに種々のオルガノポリシロ
キサンを添加する撥水性軽量気泡コンクリートが耐炭酸
化性に優れていることを発見した。耐炭酸化性に優れる
原因は、まだ明らかになっていないが、撥水性に優れた
全ての軽量気泡コンクリートが、必ずしも耐炭酸化性に
優れているとは限らず、炭酸化反応は水分の存在下にお
いて進行するため、オルガノポリシロキサンがトバモラ
イト表面の水分の存在状態などに変化をもたらしている
ことが原因ではないかと考えている。
果、主原料の混合物スラリーに種々のオルガノポリシロ
キサンを添加する撥水性軽量気泡コンクリートが耐炭酸
化性に優れていることを発見した。耐炭酸化性に優れる
原因は、まだ明らかになっていないが、撥水性に優れた
全ての軽量気泡コンクリートが、必ずしも耐炭酸化性に
優れているとは限らず、炭酸化反応は水分の存在下にお
いて進行するため、オルガノポリシロキサンがトバモラ
イト表面の水分の存在状態などに変化をもたらしている
ことが原因ではないかと考えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の事情
に鑑み、本発明は耐炭酸化性に優れる軽量気泡コンクリ
ートを提供するものである。
に鑑み、本発明は耐炭酸化性に優れる軽量気泡コンクリ
ートを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に、本発明における耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンク
リートは、その製造において、粉末状の珪酸質原料と石
灰質原料とを主原料とするスラリーに、オルガノポリシ
ロキサン分子を添加することを特徴とする。さらに、オ
ルガノポリシロキサン分子が、アミド基、アミノ基、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルコール基、エステル基、
エポキシ基、カルボキシル基、水素原子、ハロゲン原
子、フェニル基、フェノール基、フッ素化アルキル基お
よびポリエーテル基からなる群より選ばれた１種以上
を、側鎖の一部に有することを特徴とする。
に、本発明における耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンク
リートは、その製造において、粉末状の珪酸質原料と石
灰質原料とを主原料とするスラリーに、オルガノポリシ
ロキサン分子を添加することを特徴とする。さらに、オ
ルガノポリシロキサン分子が、アミド基、アミノ基、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルコール基、エステル基、
エポキシ基、カルボキシル基、水素原子、ハロゲン原
子、フェニル基、フェノール基、フッ素化アルキル基お
よびポリエーテル基からなる群より選ばれた１種以上
を、側鎖の一部に有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】これまで、オルガノポリシロキサ
ンは、軽量気泡コンクリートや珪酸質建築材料に撥水性
を付与するために添加されている。
ンは、軽量気泡コンクリートや珪酸質建築材料に撥水性
を付与するために添加されている。
【００１１】撥水性の付与に関しては、特開昭５５−４
２２７２号公報に開示されたように、ジメチルポリシロ
キサンを０．２〜１０重量％添加したり、特公平１−５
８１４８号公報に開示されたように、アルキル基を含む
オルガノポリシロキサンを０．０５〜１０重量％添加す
るなど、オルガノポリシロキサンの添加量は比較的多か
った。これは、撥水性の発現機構が材料と水との接触角
をオルガノポリシロキサンの添加により変化させ、多孔
質である軽量気泡コンクリートや珪酸質建築材料への毛
細管現象による水の侵入を防ぐものであり、そのため
に、ある程度の添加量が必要であったためと考えられ
る。
２２７２号公報に開示されたように、ジメチルポリシロ
キサンを０．２〜１０重量％添加したり、特公平１−５
８１４８号公報に開示されたように、アルキル基を含む
オルガノポリシロキサンを０．０５〜１０重量％添加す
るなど、オルガノポリシロキサンの添加量は比較的多か
った。これは、撥水性の発現機構が材料と水との接触角
をオルガノポリシロキサンの添加により変化させ、多孔
質である軽量気泡コンクリートや珪酸質建築材料への毛
細管現象による水の侵入を防ぐものであり、そのため
に、ある程度の添加量が必要であったためと考えられ
る。
【００１２】しかし、炭酸化の反応の場となるのは、液
体の水ではなく、表面吸着水であり、作用機構が異なる
ために、有効な添加量は異なるのではないかと考えた。
そこで、オルガノポリシロキサンの添加量を０．０００
１〜２０重量％まで変化させ実験したところ、撥水性の
発現しない０．００１重量％でも、耐炭酸化性は発現す
ることが分かった。
体の水ではなく、表面吸着水であり、作用機構が異なる
ために、有効な添加量は異なるのではないかと考えた。
そこで、オルガノポリシロキサンの添加量を０．０００
１〜２０重量％まで変化させ実験したところ、撥水性の
発現しない０．００１重量％でも、耐炭酸化性は発現す
ることが分かった。
【００１３】一方、耐炭酸化性に効果を持つオルガノポ
リシロキサン分子として、これまで主に、側鎖が全てメ
チル基であるジメチルポリシロキサンについて、その効
果を確認していた。
リシロキサン分子として、これまで主に、側鎖が全てメ
チル基であるジメチルポリシロキサンについて、その効
果を確認していた。
【００１４】本発明において、工業的に生産されている
種々の形態の側鎖を持つオルガノポリシロキサンを添加
した軽量気泡コンクリートについて、耐炭酸化性を確認
したところ、ジメチルポリシロキサンと同様に耐炭酸化
性の効果があることが分かった。ここで、種々の形態の
側鎖とは、アミド基、アミノ基、アルキル基、アルコキ
シ基、アルコール基、エステル基、エポキシ基、カルボ
キシル基、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、フェ
ノール基、フッ素化アルキル基およびポリエーテル基を
側鎖の一部に有するものである。
種々の形態の側鎖を持つオルガノポリシロキサンを添加
した軽量気泡コンクリートについて、耐炭酸化性を確認
したところ、ジメチルポリシロキサンと同様に耐炭酸化
性の効果があることが分かった。ここで、種々の形態の
側鎖とは、アミド基、アミノ基、アルキル基、アルコキ
シ基、アルコール基、エステル基、エポキシ基、カルボ
キシル基、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、フェ
ノール基、フッ素化アルキル基およびポリエーテル基を
側鎖の一部に有するものである。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により詳細に説明する。
【００１６】（実施例１〜１５）珪酸質原料として、珪
石４０重量％、石灰質原料として生石灰５重量％、セメ
ント３０重量％、石膏５重量％、さらに、繰り返し原料
２０重量％を混合し、これらの主原料に水とアルミニウ
ム粉末、界面活性剤を加えて混練してスラリーを作成し
た。なお、水固体比は０．６とした。
石４０重量％、石灰質原料として生石灰５重量％、セメ
ント３０重量％、石膏５重量％、さらに、繰り返し原料
２０重量％を混合し、これらの主原料に水とアルミニウ
ム粉末、界面活性剤を加えて混練してスラリーを作成し
た。なお、水固体比は０．６とした。
【００１７】この原料スラリー混合時に、側鎖が全てメ
チル基であるオルガノポリシロキサンを、固体原料に対
して０．１重量％添加した（実施例１）。
チル基であるオルガノポリシロキサンを、固体原料に対
して０．１重量％添加した（実施例１）。
【００１８】また、主としてメチル基からなる側鎖の一
部に、アミド基（実施例２）、アミノ基（実施例３）、
メチル基以外のアルキル基（実施例４）、アルコキシ基
（実施例５）、アルコール基（実施例６）、エステル基
（実施例７）、エポキシ基（実施例８）、カルボキシル
基（実施例９）、水素原子（実施例１０）、ハロゲン原
子（実施例１１）、フェニル基（実施例１２）、フェノ
ール基（実施例１３）、フッ素化アルキル基（実施例１
４）およびポリエーテル基（実施例１５）をそれぞれ有
するオルガノポリシロキサンを、固体原料に対して０．
１重量％添加した。実施例１〜１４で添加したオルガノ
ポリシロキサンの化学式を、表１〜３に示す。
部に、アミド基（実施例２）、アミノ基（実施例３）、
メチル基以外のアルキル基（実施例４）、アルコキシ基
（実施例５）、アルコール基（実施例６）、エステル基
（実施例７）、エポキシ基（実施例８）、カルボキシル
基（実施例９）、水素原子（実施例１０）、ハロゲン原
子（実施例１１）、フェニル基（実施例１２）、フェノ
ール基（実施例１３）、フッ素化アルキル基（実施例１
４）およびポリエーテル基（実施例１５）をそれぞれ有
するオルガノポリシロキサンを、固体原料に対して０．
１重量％添加した。実施例１〜１４で添加したオルガノ
ポリシロキサンの化学式を、表１〜３に示す。
【００１９】ここで、各オルガノポリシロキサンの添加
量を０．１重量％としたのは、これまでの研究から、こ
の程度の添加量で耐炭酸化性は十分判定でき、また、鉱
物表面のコーティング効果による影響を最小限にするた
めである。
量を０．１重量％としたのは、これまでの研究から、こ
の程度の添加量で耐炭酸化性は十分判定でき、また、鉱
物表面のコーティング効果による影響を最小限にするた
めである。
【００２０】該スラリーが石灰質原料の水和により硬化
した後、１８５℃、１１気圧のオートクレーブにおい
て、６時間高温高圧水蒸気養生を施した。
した後、１８５℃、１１気圧のオートクレーブにおい
て、６時間高温高圧水蒸気養生を施した。
【００２１】各実施例の耐炭酸化性を調べるため、１０
ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの大きさに成形し、促進炭酸
化試験に供した。試験条件は、２０℃、相対湿度９０
％、炭酸ガス濃度３体積％の一定雰囲気で、２０日間放
置した。各サンプルの炭酸化度は、以下の式によって算
出した。
ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの大きさに成形し、促進炭酸
化試験に供した。試験条件は、２０℃、相対湿度９０
％、炭酸ガス濃度３体積％の一定雰囲気で、２０日間放
置した。各サンプルの炭酸化度は、以下の式によって算
出した。
【００２２】炭酸化度（％）＝（Ｃ−Ｃｏ）／（Ｃｍａ
ｘ−Ｃｏ）×１００ ここで、Ｃは各サンプルの炭酸ガス結合量を、Ｃｏは未
炭酸化サンプルの炭酸ガス結合量を、熱分析よって６０
０〜８００℃の炭酸ガス分解による重量減少量としてそ
れぞれ分析し、Ｃｍａｘは、各サンプル中のカルシウム
含有量を分析し、このカルシウムが全て炭酸カルシウム
となった場合の炭酸ガス結合量とした。
ｘ−Ｃｏ）×１００ ここで、Ｃは各サンプルの炭酸ガス結合量を、Ｃｏは未
炭酸化サンプルの炭酸ガス結合量を、熱分析よって６０
０〜８００℃の炭酸ガス分解による重量減少量としてそ
れぞれ分析し、Ｃｍａｘは、各サンプル中のカルシウム
含有量を分析し、このカルシウムが全て炭酸カルシウム
となった場合の炭酸ガス結合量とした。
【００２３】各サンプルの炭酸化度分析結果をもとに、
ブランクサンプル（比較例１）の炭酸化度を各サンプル
の炭酸化度で除した値を、耐炭酸化指数と定義した。
ブランクサンプル（比較例１）の炭酸化度を各サンプル
の炭酸化度で除した値を、耐炭酸化指数と定義した。
【００２４】各実施例のオルガノポリシロキサンの種類
に関し、側鎖官能基および粘度（ｃＳｔ）と、耐炭酸化
指数および耐炭酸化性を、表１〜３に示す。
に関し、側鎖官能基および粘度（ｃＳｔ）と、耐炭酸化
指数および耐炭酸化性を、表１〜３に示す。
【００２５】ここで、耐炭酸化性については、耐炭酸化
指数が１．５以上を「可」、２．０以上を「適」、１．
５未満を「不適」と判定した。
指数が１．５以上を「可」、２．０以上を「適」、１．
５未満を「不適」と判定した。
【００２６】全てがメチル基であるオルガノポリシロキ
サンを添加した場合の実施例１においては、「適」であ
った。
サンを添加した場合の実施例１においては、「適」であ
った。
【００２７】アミノ基（実施例３）、アルキル基（実施
例４）、アルコール基（実施例６）、水素原子（実施例
１０）、ハロゲン原子（実施例１１）、フェニル基（実
施例１２）、フッ素化アルキル基（実施例１４）を側鎖
に持つオルガノポリシロキサンを添加した各実施例は
「適」であり、アミド基（実施例２）、アルコキシ基
（実施例５）、エステル基（実施例７）、エポキシ基
（実施例８）、カルボキシル基（実施例９）、フェノー
ル基（実施例１３）、ポリエーテル基（実施例１５）を
側鎖に持つオルガノポリシロキサンを添加した実施例は
「可」であり、全ての実施例について耐炭酸化性のある
ことが分かった。
例４）、アルコール基（実施例６）、水素原子（実施例
１０）、ハロゲン原子（実施例１１）、フェニル基（実
施例１２）、フッ素化アルキル基（実施例１４）を側鎖
に持つオルガノポリシロキサンを添加した各実施例は
「適」であり、アミド基（実施例２）、アルコキシ基
（実施例５）、エステル基（実施例７）、エポキシ基
（実施例８）、カルボキシル基（実施例９）、フェノー
ル基（実施例１３）、ポリエーテル基（実施例１５）を
側鎖に持つオルガノポリシロキサンを添加した実施例は
「可」であり、全ての実施例について耐炭酸化性のある
ことが分かった。
【００２８】（比較例１）比較として、オルガノポリシ
ロキサンを全く添加しない軽量気泡コンクリートを作成
し、実施例と同様に試験を行った。耐炭酸化指数および
耐炭酸化性を、表１〜３に示す。
ロキサンを全く添加しない軽量気泡コンクリートを作成
し、実施例と同様に試験を行った。耐炭酸化指数および
耐炭酸化性を、表１〜３に示す。
【００２９】比較例１の耐炭酸化性は「不適」であっ
た。
た。
【００３０】
【表１】
【表２】
【表３】
【００３１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、軽量気泡コンクリートの劣化の一つである炭酸
化現象に関して、耐炭酸化性に優れるために、耐劣化・
耐久性に優れる軽量気泡コンクリートを得ることができ
る。従って、軽量気泡コンクリート建築物の耐用年数の
延長、補修・改修の費用の低減を可能にし、ひいては産
業廃棄物の低減という社会的な要請にも応えることがで
きる。
よれば、軽量気泡コンクリートの劣化の一つである炭酸
化現象に関して、耐炭酸化性に優れるために、耐劣化・
耐久性に優れる軽量気泡コンクリートを得ることができ
る。従って、軽量気泡コンクリート建築物の耐用年数の
延長、補修・改修の費用の低減を可能にし、ひいては産
業廃棄物の低減という社会的な要請にも応えることがで
きる。
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末状の珪酸質原料と石灰質原料とを主
原料とするスラリーに、オルガノポリシロキサン分子を
添加して作製されたことを特徴とする耐炭酸化性に優れ
た軽量気泡コンクリート。 - 【請求項２】 オルガノポリシロキサン分子が、アミド
基、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルコール
基、エステル基、エポキシ基、カルボキシル基、水素原
子、ハロゲン原子、フェニル基、フェノール基、フッ素
化アルキル基およびポリエーテル基からなる群より選ば
れた１種以上を、側鎖の一部に有することを特徴とする
請求項１に記載の耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリ
ート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35932999A JP2001172072A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35932999A JP2001172072A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001172072A true JP2001172072A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18463961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35932999A Pending JP2001172072A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001172072A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101720034B1 (ko) * | 2016-07-13 | 2017-03-27 | 최종윤 | 자기보수성을 가지는 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법 |
-
1999
- 1999-12-17 JP JP35932999A patent/JP2001172072A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101720034B1 (ko) * | 2016-07-13 | 2017-03-27 | 최종윤 | 자기보수성을 가지는 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법 |
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