JP2002068855A - 軽量断熱コンクリート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、補強目的でガラス繊維を配
合しなくても、同等またはそれ以上の強度が得られ、品
質の安定したコスト的にも有利な軽量断熱コンクリート
を提供することにある。 【解決手段】 本発明の軽量断熱コンクリートは、真珠
岩系発泡体２０〜５０体積％及び黒曜石系発泡体５０〜
８０体積％よりなる骨材３０〜４０質量％及び早強セメ
ント６０〜７０質量％よりなる配合物に対し、高強度促
進剤を外割で１〜２質量％及びポリアクリルアミド系混
和剤を外割で０．３〜１．５質量％含有してなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、危険物倉庫、冷凍
・冷蔵倉庫、低温ガス貯槽等の廻りの床面、壁面、柱面
等に防災用の耐火、耐冷被覆を形成することができる軽
量断熱コンクリートに関する。

【０００２】

【従来の技術】危険物倉庫、冷凍・冷蔵倉庫、低温ガス
貯槽等の廻りの床面、壁面、柱面等には、火災及び内容
物の流出による災害から躯体を守り、且つ断熱材として
機能する様々な耐火、断熱材が設置されている。

【０００３】従来、この耐火、断熱材の設置には、
（ａ）乾式珪酸カルシウム系ボードによる施工；（ｂ）
真珠岩系発泡体を骨材とするコンクリートによる施工；
（ｃ）黒曜石系発泡体を骨材とするコンクリートによる
施工などの方法が採られているが、コスト、断熱性能、
耐久性等の面においてそれぞれ一長一短があり、満足し
得るものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】即ち、（ａ）乾式珪酸
カルシウム系ボードによる施工において、乾式珪酸カル
シウム系ボードは吸水性が非常に大きいため、該ボード
の耐久性を増すために表面に撥水剤を塗布する必要があ
る。また、該ボードの取り付け面に大きな凹凸が多数あ
る場合には、下地の不陸を調整するために凹凸にラテッ
クスモルタル等を充填する必要がある。更に、広い面積
の床面、壁面への該ボードの取り付けについては、ボー
ド１枚の製造大きさ（１×２ｍ）からして目地の単位面
積当りの長さが増大し、断熱性能上好ましくない。ま
た、該ボードは表面が軟らかいため、歩行者通路等の摩
滅が予想される部位には使用できない。

【０００５】次に、（ｂ）真珠岩系発泡体を骨材とする
コンクリートによる施工において、真珠岩系発泡体は、
真珠岩を所定の寸法に粒度調整した後に焼成して発泡さ
せたものであり、骨材として真珠岩系発泡体を単独で使
用すると、撹拌時につぶれ易く、製品品質に影響を及ぼ
すことがある。また、製品の吸水率が大きく、更に、圧
縮強度が小さいために、耐久性、耐候性に劣っている。
しかしながら、真珠岩は、産出量が多く、安価であり、
多量に使用する用途では、真珠岩系発泡体はコスト的に
有利な材料である。

【０００６】また、（ｃ）黒曜石系発泡体を骨材とする
コンクリートによる施工において、例えば、特公平４−
５６９１９号公報には、低温液化ガス貯槽の防液堤にお
いて、防液堤内側面および堤内地表面に断熱材として黒
曜石発泡体の骨材・セメント容積比５〜７配合したコン
クリート層を配してあることを特徴とする低温液化ガス
貯槽の防液堤が開示されている。ここで、黒曜石系発泡
体は、黒曜石を所定の寸法に粒度調整した後に焼成して
発泡させたものであり、骨材として黒曜石系発泡体を単
独で使用すると、上記の真珠岩系発泡体を骨材としたコ
ンクリートよりも吸水率が小さく、耐久性、耐候性には
優れているが、黒曜石は、産出量が真珠岩に比べて格段
に少なく、高価であるため、骨材として多量に使用する
用途ではコスト的に不利である。更に、上記特公平４−
５６９１９号公報では、早期に強度が発現する材料を使
用していないため、屋外での施工では、施工後の天候の
変化（急な降水等）があると骨材である黒曜石系発泡体
が分離して所定の品質が維持することができない。ま
た、冬季の低温時には、硬化する前に凍結する恐れがあ
り、施工時期が限られるという欠点もある。

【０００７】上記のような真珠岩系発泡体または黒曜石
系発泡体を骨材として単独で使用する断熱コンクリート
の問題点を解決するために、例えば特許第２５６１９５
９号には、防液堤内の地表面、高床式貯槽基礎スラブ下
に床面、露出した基礎杭の表面を覆う断熱材として用い
る断熱コンクリートであって、黒曜石系発泡粒状物７０
〜９０％、真珠岩系発泡粒状物３０〜１０％の混合物で
ある骨材を、増粘剤として水溶性セルロース誘導体を含
むセメントペーストに均一に分散させてあり、かつ、ガ
ラス繊維を混入して補強してあり、初期蒸発速度５０×
１０^-3ｔ^-0.5ｃｍ／ｓｅｃ以下（雰囲気温度２３℃、液
体窒素を使用、ｔ＝経過時間，ｓｅｃ）、熱伝導率０．
１３Ｋｃａｌ／ｍ．ｈｒ．℃以下、圧縮強度２５Ｋｇｆ
／ｃｍ²以上であることを特徴とする低温液化ガス貯槽
の防液堤用の断熱コンクリートが提案されている。該特
許明細書によれば、特許発明に係る断熱コンクリート
は、黒曜石系パーライトを主体とし、真珠岩系パーライ
トを添加することにより、混和して得られたモルタル組
成物の保水性が向上し、混合水の分離が防止でき、流動
性が向上し、均質性が向上できるものとしている。ま
た、黒曜石系パーライトを骨材とした断熱コンクリート
の優れた熱的性能、強度、耐久性を損なうことなく発現
できるとしている。

【０００８】しかしながら、該特許発明に係る断熱コン
クリートは、真珠岩系パーライトをセメントペースト中
に均一に分散させるために水溶性セルロース誘導体から
なる増粘剤を使用することを必須とし、更に、補強目的
でガラス繊維も必須成分として配合されている。このガ
ラス繊維のような繊維状材料は通常セメントペーストに
均一に分散し難く、繊維状材料を均一に分散させるため
には熟練した作業者が必要で、それ故、安定した品質の
断熱コンクリートを誰でも容易に得ることができないと
いう問題点がある。

【０００９】従って、本発明の目的は、補強目的でガラ
ス繊維を配合しなくても、同等またはそれ以上の強度が
得られ、品質の安定したコスト的にも有利な軽量断熱コ
ンクリートを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の軽量断熱
コンクリートは、真珠岩系発泡体２０〜５０体積％及び
黒曜石系発泡体５０〜８０体積％よりなる骨材３０〜４
０質量％及び早強セメント６０〜７０質量％よりなる配
合物に対し、高強度促進剤を外割で１〜２質量％及びポ
リアクリルアミド系混和剤を外割で０．３〜１．５質量
％含有してなることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の軽量断熱コンクリートは、
真珠岩系発泡体が、粒径０．１５〜５．０ｍｍの範囲内
の粉体であることを特徴とする。

【００１２】更に、本発明の軽量断熱コンクリートは、
黒曜石系発泡体が、粒径０．３０〜５．０ｍｍの範囲内
の粒体であることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の軽量断熱コンクリートは、
高強度促進剤が、窒素化合物系促進剤と、ポリオキシエ
チレンと無水マレイン酸との共重合体からなる非遅延型
混和剤とを一液化したものであることを特徴とする。

【００１４】更に、本発明の軽量断熱コンクリートは、
気泡剤を外割で１〜２質量％含有してなることを特徴と
する。

【００１５】また、本発明の軽量断熱コンクリートは、
気泡剤が高級アルコール硫酸エステル系化合物であるこ
とを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の軽量断熱コンクリートの
第１の特徴は、骨材として真珠岩系発泡体と黒曜石系発
泡体を併用することにある。なお、真珠岩系発泡体と黒
曜石系発泡体の割合は、真珠岩系発泡体２０〜５０体積
％及び黒曜石系発泡体５０〜８０体積％の範囲内、好ま
しくは真珠岩系発泡体２５〜４０体積％及び黒曜石系発
泡体６０〜７５体積％の範囲内である。ここで、真珠岩
系発泡体の割合が２０体積％未満であると、軽量断熱コ
ンクリートの表面仕上げ性が悪化するのために好ましく
なく、また、該割合が４５体積％を超えると、吸水性が
増大し、また、断熱性能が低下するために好ましくな
い。

【００１７】更に、前記真珠岩系発泡体の粒径は、０．
１５〜５．０ｍｍ、好ましくは０．１５〜２．５ｍｍの
範囲内の粉体である。ここで、真珠岩系発泡体の粒径が
０．１５ｍｍ未満では、微粉分が多くなり過ぎ、嵩比重
が増大するために好ましくなく、また、該粒径が５．０
ｍｍを超えると、真珠岩系発泡体の粒子は潰れ易くな
り、比重が増大する傾向にあるために好ましくない。ま
た、前記黒曜石系発泡体の粒径は、０．３０〜５．０ｍ
ｍ、好ましくは０．３０〜２．５ｍｍの範囲内の粒体で
ある。ここで、黒曜石系発泡体の粒径が０．３０ｍｍ未
満では、発泡倍率が小さく、比重が増大する傾向にある
ために好ましくなく、また、該粒径が５．０ｍｍを超え
ると、流動性が低下するために好ましくない。

【００１８】なお、真珠岩系発泡体と黒曜石系発泡体よ
りなる骨材の配合割合は、３０〜４０質量％、好ましく
は３２〜３８質量％の範囲内である。ここで、該骨材の
配合割合が３０質量％未満であると、軽量断熱コンクリ
ート施工体の熱伝導率が増大するために好ましくなく、
また、該骨材の配合割合が４０質量％を超えると、軽量
断熱コンクリートの強度が低下するために好ましくな
い。

【００１９】次に、本発明の軽量断熱コンクリートに
は、打設初期強度を発現させる目的で早強セメントを配
合する。早強セメントとしては例えば早強ポルトランド
セメント、アルミナセメント等を使用することができ
る。また、早強セメントの配合割合は６０〜７０質量
％、好ましくは６２〜６８質量％の範囲内である。ここ
で、該早強セメントの配合割合が６０質量％未満である
と、軽量断熱コンクリート施工体の強度が不足するため
に好ましくなく、また、該早強セメントの配合割合が７
０質量％を超えると、軽量断熱コンクリート施工体の熱
伝導率が低下するために好ましくない。

【００２０】また、本発明の軽量断熱コンクリートに
は、高強度促進剤を配合する。高強度促進剤は、圧縮強
度及び曲げ強度の向上に寄与する。この高強度促進剤
は、例えば窒素化合物系促進剤と、ポリオキシエチレン
と無水マレイン酸との共重合体からなる非遅延型混和剤
とを一液化したもの等を使用することができる。なお、
このような構成の高強度促進剤は、例えば商品名ＣＮＹ
−２Ｃ［太平洋セメント（株）社製］のような蒸気養生
等の加温作業の必要がない常温で効果を発揮するものを
使用することができる。

【００２１】高強度促進剤の配合割合は、上記骨材と早
強セメントからなる配合物に対して外割で１〜２質量
％、好ましくは１．２〜１．８質量％の範囲内である。
ここで、該高強度促進剤の配合割合が外割で１質量％未
満であると、その添加効果が発現しないために好ましく
なく、また、該高強度促進剤の配合割合が外割で２質量
％を超えると、硬化時間が遅延するために好ましくな
い。

【００２２】更に、本発明の軽量断熱コンクリートに
は、ポリアクリルアミド系混和剤を配合する。このポリ
アクリルアミド系混和剤は、粘性の増加と骨材の分離の
防止のために作用する。ポリアクリルアミド系混和剤と
しては例えばＴＮＳ−１００［太平洋セメント（株）社
製］、ＴＨＦ−１００［太平洋セメント（株）社製］等
を例示することができる。なお、ポリアクリルアミド系
混和剤の配合割合は、上記骨材と早強セメントからなる
配合物に対して外割で０．３〜１．５質量％、好ましく
は０．４〜１．０質量％の範囲内である。ここで、該ポ
リアクリルアミド系混和剤の配合割合が外割で０．３質
量％未満であると、その添加効果が発現しないために好
ましくなく、また、該ポリアクリルアミド系混和剤が外
割で１．５質量％を超えると、粘性が過大となるために
好ましくない。

【００２３】なお、本発明の軽量断熱コンクリートに
は、気泡剤を適宜配合して軽量断熱コンクリートに空気
を連行してより軽量化を図ることができる。ここで、気
泡剤としては例えば高級アルコール硫酸エステル系化合
物等を使用することができる。本発明に使用可能な気泡
剤の具体例は、ＦＦ６０６［（株）エヌエムビー社
製］、ＦＦ５０５［（株）エヌエムビー社製］、ヴィン
ソル［山宗化学（株）社製］等である。なお、気泡剤の
配合割合は、上記骨材と早強セメントからなる配合物に
対して外割で０．１〜０．５質量％、好ましくは０．１
〜０．３質量％の範囲内である。ここで、該気泡剤の配
合割合が外割で０．３質量％未満であると、その添加効
果が発現しないために好ましくなく、また、該気泡剤の
配合割合が外割で０．５質量％を超えると、気泡過多に
よる軽量断熱コンクリート施工体の強度低下を生ずるた
めに好ましくない。

【００２４】上述のような配合割合を有する軽量断熱コ
ンクリートは、所定量の水と混練した後に施工すること
ができる。ここで、水／セメント質量比（Ｗ／Ｃ）が６
５〜９０％、好ましくは７５〜８５％となるような量の
で水を配合して施工することが好ましい。Ｗ／Ｃが６５
％未満であると、軽量断熱コンクリート施工体の熱伝導
率が増大するために好ましくなく、また、Ｗ／Ｃが９０
％を超えると、軽量断熱コンクリート施工体の強度が低
下するために好ましくない。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明品及び比較品を挙げて本発明
の軽量断熱コンクリートを更に説明する。 実施例 以下の表１に記載する配合割合にて本発明品及び比較品
の軽量断熱コンクリートの供試体を調製し、各物性試験
に供した。なお、気乾比重並びに圧縮強度の測定用供試
体は、ＪＩＳ Ａ１１３２に従って作製した。また、熱
伝導率測定用供試体は、本発明品及び比較品を木型に流
し込み、成形したものを使用した。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１中、真珠岩系発泡体は、粒径０．１５
〜５．０ｍｍのものである。また、黒曜石系発泡体は、
粒径０．３０〜３．０ｍｍのものである。

【００２８】なお、表１中の気乾比重は、材齢２８日の
各種供試体の重量を測定することにより求めた結果であ
る。また、圧縮強度（材齢：気乾２８日）は、寸法：φ
１０ｍｍ×高さ２０ｍｍの供試体についてＪＩＳ Ａ
１１０８に準じて行った結果である。また、熱伝導率
（２４℃、材齢：絶乾２８日）は、寸法：２００×２０
０×２５ｍｍの供試体についてＪＩＳ Ａ １４１２の
平板比較法に準じて行った結果である。

【００２９】上記表１の比較品１及び２の結果から、真
珠岩系発泡体と黒曜石系発泡体の配合割合が本発明の範
囲から外れると、得られる施工体の熱伝導率の性能が低
下することが判る。また、比較品３及び４の結果から、
高強度促進剤やポリアクリルアミド系混和剤の配合割合
が本発明の範囲から外れると、得られる施工体の圧縮強
度の性能が低下することが判る。更に、比較例５の結果
から、添加剤としてアニオン界面活性剤である水溶性セ
ルロース誘導体を使用すると、得られる施工体の圧縮強
度の性能が低下することが判る。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、骨材として真珠岩系発
泡体と黒曜石系発泡体とを併用し、更に、高強度促進剤
及びポリアクリルアミド系混和剤を配合することによ
り、補強目的でのガラス繊維のような成分を配合しなく
ても、それと同等か、それ以上の強度が得られると共
に、品質の安定したコスト的にも有利な軽量断熱コンク
リートを提供することができるという効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｂ 1/76 Ｅ０４Ｂ 1/76 Ｅ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 (Ｃ０４Ｂ 28/02 14:14 14:14 14:24 14:24 24:26 24:26 Ｄ Ｈ Ｆ 24:16） 24:16） 111:40 111:40 (71)出願人 597058664 株式会社トーヨーアサノ 静岡県沼津市原315番地の２ (72)発明者 岩瀬 元 千葉県市原市岩崎西１−１−４ アスク・ サンシンエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大谷 真生 東京都千代田区西神田３−８−１ 太平洋 セメント株式会社内 (72)発明者 森 安仁 千葉県市原市八幡海岸通75−２ アサノパ ーライト株式会社内 (72)発明者 川久保 成喜 静岡県沼津市原315−２ 株式会社トーヨ ーアサノ内 Ｆターム(参考） 2E001 DD01 DE01 FA02 FA03 FA11 GA12 GA83 HA07 JA01 JA12 JA22 4G012 PA07 PB22 PB31 PB32 PC01 PC12 4G019 LA02 LB02 LD02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真珠岩系発泡体２０〜５０体積％及び黒
   曜石系発泡体５０〜８０体積％よりなる骨材３０〜４０
   質量％及び早強セメント６０〜７０質量％よりなる配合
   物に対し、高強度促進剤を外割で１〜２質量％及びポリ
   アクリルアミド系混和剤を外割で０．３〜１．５質量％
   含有してなることを特徴とする軽量断熱コンクリート。
2. 【請求項２】 真珠岩系発泡体は、粒径０．１５〜５．
   ０ｍｍの範囲内の粉体である、請求項１記載の軽量断熱
   コンクリート。
3. 【請求項３】 黒曜石系発泡体は、粒径０．３０〜５．
   ０ｍｍの範囲内の粒体である、請求項１記載の軽量断熱
   コンクリート。
4. 【請求項４】 高強度促進剤は、窒素化合物系促進剤
   と、ポリオキシエチレンと無水マレイン酸との共重合体
   からなる非遅延型混和剤とを一液化したものである、請
   求項１ないし３のいずれか１項記載の軽量断熱コンクリ
   ート。
5. 【請求項５】 気泡剤を外割で１〜２質量％含有してな
   る、請求項１ないし５のいずれか１項記載の軽量断熱コ
   ンクリート。
6. 【請求項６】 気泡剤が高級アルコール硫酸エステル系
   化合物である、請求項５記載の軽量断熱コンクリート。