JP2002265287A - 軽量気泡コンクリートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、均質で安定した気泡
の導入が可能であり、且つ、乾燥収縮量の低減された硬
化体を与えるＡＬＣ製造方法の提供を課題とする。 【解決手段】 全アルカリ含有量が０．７質量％
以下であり、アルカリ化合物として０．２質量％以上の
硫酸カリウムを含有し、且つ遊離石灰含有量が１．５質
量％以下であるセメントを使用して、上記課題を解決し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量気泡コンクリ
ート（ＡＬＣ）の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＡＬＣは、セメント、シリカ質原料、石
灰質原料、及び水、更に発泡剤等を混合し，鉄筋を予め
配筋した型枠に注入して発泡させて軽量化し，所定の大
きさに切断した後、オートクレーブ処理を行い、仕上げ
工程を経て製品となる。この場合、原材料スラリーの型
枠への充填性確保のための流動性、軽量化工程での適正
な気孔径分布を有する独立気泡の導入、作業性向上のた
めの切断時期短縮、硬化工程でのオートクレーブ処理条
件の短縮化、省エネ化、また一方では物性向上の観点か
ら軽量化、高強度化、乾燥収縮低減、中性化抑制等の問
題を抱え、その対策について種々の提案がなされてい
る。

【０００３】ＡＬＣ製造に使用される材料のうち、セメ
ントは重要な役割を果たす必須材料の１つである。セメ
ントの種々の性状を規定してＡＬＣの製造方法あるいは
製品物性の改善を試みた技術としては、例えば、３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ₂量の規定（特開平６−１９９５８３号、同
平７−１９６３４４号の各公報）、早強セメントの使用
（特開平１１−２２８２５１号公報）、ブレーン値の規
定（特開平６−１９９５８３号、同平７−１９６３４４
号の各公報）、ｎ値の規定（特開平７−１９６３４４号
公報）、半水石膏量の規定（特開２０００−１９１３４
９号、同２０００−２０３９６１号の各公報）等があ
る。これらの技術ではそれなりの効果が認められるもの
の、ＡＬＣの高品質化は不断の課題であり、特に、硬化
体中に「巣」の発生を齎す発泡不安定性の解消及び硬化
体の乾燥収縮量の更なる低下が切望されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、均質で安定
した気泡の導入が可能であり、且つ、乾燥収縮量の低減
された硬化体を与えるＡＬＣ製造方法の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、化学組成の
異なる種々のセメントを用いてＡＬＣを製造し、硬化体
の物性を試験した結果、セメント中の全アルカリ量を抑
制し、Ｋ₂ＳＯ₄の形態のアルカリが存在し、且つ遊離石
灰量が過剰にならないようにすることによる相乗効果に
よって、ＡＬＣ製造工程で「巣」が発生することなく、
且つ発泡ガス（水素）が逸散することなく、スラリーに
適度な大きさの気泡として均一に分散（軽量化）され、
且つ、ＡＬＣ製品の乾燥収縮量の低減が図れることを見
出し本発明を完成した。すなわち本発明は、セメント、
シリカ質原料、石灰質原料、水及び発泡剤を使用する軽
量気泡コンクリートの製造において、全アルカリ含有量
が０．７質量％以下であり、アルカリ化合物として０．
２質量％以上の硫酸カリウムを含有し、且つ遊離石灰含
有量が１．５質量％以下であるセメントを使用すること
を特徴とする、軽量気泡コンクリートの製造方法に関す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】前述の様に、ＡＬＣ製造におい
て、セメントの特性は重要な支配要因になる。このう
ち、アルカリは、その量的な変化もあって、その存在形
態が必ずしも明らかではなかった。本発明者は、先ず、
セメント中におけるアルカリの存在形態が主としてＫ₂
ＳＯ₄、３Ｋ₂ＳＯ₄・Ｎａ₂ＳＯ₄、２ＣａＳＯ₄・Ｋ₂Ｓ
Ｏ₄、Ｎａ₂ＳＯ₄であることを明らかにすると共にそれ
等の定量を行った。

【０００７】本発明のＡＬＣの製造に使用するセメント
は、Ｒ₂Ｏ＝０．６５８×Ｋ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ式で示される
全アルカリ量が０．７質量％以下であり、且つＫ₂ＳＯ₄
の形態のアルカリを０．２質量％以上含むことが必要で
ある。この条件が満足されない、すなわち、全アルカリ
量が０．７質量％を越えたり、アルカリ成分としてＫ ₂
ＳＯ₄が含有されず、その主要形態が３Ｋ₂ＳＯ₄・Ｎａ₂
ＳＯ₄や２ＣａＳＯ₄・Ｋ₂ＳＯ₄であると発泡安定性が低
下したり、硬化後の乾燥収縮が大幅に増加する等の問題
を生ずるからである。

【０００８】尚、Ｋ₂ＳＯ₄(硫酸カリウム)の存在有無
は、セメント試料１０ｇを採り、間隙相（カルシウムシ
リケートを除いた相）をサリチル酸−メタノール溶液
（サリチル酸 ４０ｇ、メタノール ５００ｍｌ）で選択
溶解した後、不溶解成分を分離・ろ過した乾燥試料をロ
ータフレックスタイプのＸ線回折で測定し、管電圧５０
ｋＶ、管電流 １８０ｍＡで、２θ＝３０．７５度にピ
ークが観察されるかどうかで判断したものである。定性
下限は、０．２質量％である。

【０００９】また、セメント中の全アルカリ量の規定や
Ｋ₂ＳＯ₄の存在がもたらす効果が発現するためには、セ
メント中の遊離石灰量を１．５質量％以下にする必要が
在る。遊離石灰量が１．５質量％を越えると、硬化体中
に「巣」が発生し易くなり、品質の安定した良質のＡＬ
Ｃの取得が困難となる。

【００１０】尚、セメントが具備するその他の化学組成
（化合物組成Ｃ₃Ｓ、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₄ＡＦ含有量、少
量混合材）や物性（粉末度、粒度分布等）については、
通常の普通セメントや早強セメントに類する汎用セメン
トの範囲であれば特に問題なく使用出来る。

【００１１】また、本発明者等は、化学組成の異なる種
々のセメントを使用しＡＬＣを製造した結果、前養生時
の発泡時間／凝結時間の比が、「巣」発生が無く球状気
泡が均一に分散したＡＬＣを与えること、すなわち、発
泡安定性の適正な指標となり、その望ましい値が０．８
から１．１であることを知見した。前養生時の発泡時間
は、原料スラリーの混練開始を起点とし発泡による体積
膨張が最大になるまでの経過時間のことであり、また、
凝結時間は、原料スラリーの粘度が混練開始時を起点に
２０Ｐａ・ｓ（２００ポイズ）になるまでの経過時間を
言う。

【００１２】発泡時間／凝結時間の比が１．１を越える
と硬化体に「巣」が発生し易くなり、また０．８未満に
なると発生した水素ガスがスラリーから抜け出て膨張が
不完全となり、十分な軽量化が達成できない状態とな
る。本発明のセメントがこの範囲条件を満足することか
ら、アルカリ量、Ｋ₂ＳＯ₄量及び遊離石灰量は、発泡安
定性に微妙に影響を与えるスラリー粘度に影響を与えて
いると考えられる。

【００１３】セメント以外のシリカ質原料、石灰質原
料、及び水、さらに発泡剤等の材料の種や配合割合につ
いては、特に限定されるものではなく、公知のＡＬＣ製
造方法で使用されるもの、量がそのまま使用できる。ま
た、使用原材料の混合、型枠内へのスラリーの充填、前
養生、軽量化（発泡）、切断、オートクレーブ養生等の
単位操作条件も特に限定されるものではなく、公知のＡ
ＬＣ製造方法における一連の単位操作条件が問題なく使
用できる。

【００１４】

【実施例】以下では具体例を挙げて、本発明を更に詳し
く説明する。 （１）セメントの組成分析 全アルカリ量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２-１９８９「ポル
トランドセメントの化学分析方法」に準じて測定した。
Ｋ₂ＳＯ₄(硫酸カリウム)の存在確認については前述し
た。Ｘ線回折結果の一例を図１に示す。また、セメント
中の遊離石灰量は、セメント協会標準試験方法 Ｉ-０１
-１９８１「遊離カルシウムの定量方法」で定量した。

【００１５】（２）ＡＬＣの製造 セメント、生石灰粉，硅石粉を所定量計量してあらかじ
め混合し、この混合物に水、Ａｌ粉、発泡助剤を加えて
スラリーミキサーで混合した。次に、スラリーを鉄製型
枠（９００×１５００×６００ｍｍ）内に注入し、２〜
３時間前養生（発泡・軽量化）した。この際に、スラリ
ーの粘度及びグリーン体上面高さの経時変化を測定し
た。前養生後の成形体はピアノ線で厚さ１０ｃｍに切断
し、切断後のＡＬＣ成形体は１８０℃で１０時間オート
クレーブ養生を行なった。

【００１６】（３）硬化体の評価 養生後のＡＬＣ板から４×４×１６ｃｍの角柱を切り出
し、飽水状態で基長を測定した後、温度２０℃、相対湿
度８０％の恒温恒湿器で乾燥し、含水率が５０％以下に
なった時点で供試体を２０℃、相対湿度５０％の恒温恒
湿器に移動し、基長測定後の貯蔵期間が４週になった時
点で乾燥収縮量を測定した。測定結果を表１に示す。
尚、表１の実施例１から実施例７に示したＡＬＣ供試体
の絶乾比重は０．４８〜０．５２の範囲にあり、圧縮強
度（比重：０．５換算）は５．３〜６．０Ｎ／ｍｍ²の
範囲にあった。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１の結果から、セメント中の全アルカリ
含有量（Ｒ₂Ｏ＝０．６５８×Ｋ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ）が０．
７０質量％以下であり、アルカリ成分として硫酸カリウ
ムを含有し、且つ遊離石灰量が１．５質量％以下である
セメントが、発泡安定性及び乾燥収縮量に優れたＡＬＣ
製品を与えることが分かる。

【００１９】

【発明の効果】本願発明のＡＬＣ製造方法は，特許請求
の範囲に記載した少量成分を限定したセメントを使用す
る簡易な方法によって、ＡＬＣ製造工程において最も重
要な発泡工程の適正化を可能にし、且つ製品の重要な特
性の一つである乾燥収縮の低減を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】セメント中における硫酸カリウムの存在を示す
Ｘ線回折結果の一例である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真崎 克彦 山口県宇部市大字小串字沖の山１−６ 株 式会社宇部三菱セメント研究所宇部センタ ー内 Ｆターム(参考） 4G019 HA01 HC02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント、シリカ質原料、石灰質原料、
   水及び発泡剤を使用する軽量気泡コンクリートの製造に
   おいて、全アルカリ含有量が０．７質量％以下であり、
   アルカリ化合物として０．２質量％以上の硫酸カリウム
   を含有し、且つ遊離石灰含有量が１．５質量％以下であ
   るセメントを使用することを特徴とする、軽量気泡コン
   クリートの製造方法。