JP2004330416A - 軽量気泡コンクリートの製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料を混練して得られたスラリーを成形し、得られた成形体を常圧養生し、次いでオートクレーブ養生する軽量気泡コンクリートの製造法において、当該成形体を、成形体100重量部の20℃相対湿度60%下の重量減少曲線を近似式(1)
y=100*EXP(a・t)・・・(1)
(式中、tは時間(hr)を示す)
で表したとき、aが−0.012以上となるように緻密化処理及び/又は表面処理することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造法。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品強度が高く、吸水率が抑制された軽量気泡コンクリートの効率的な製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートは、軽量であること、吸音性に優れていること、さらに断熱性にも優れていることから、壁材等として広く用いられている。軽量気泡コンクリートには、外壁材等として使用されることから、これらの特性に加えて、強度が高いこと、さらに防水性、すなわち吸水性が低いことも要求される。軽量気泡コンクリートは、石灰質原料、珪酸質原料、水、泡などからなる成形体を常圧養生した硬化体をオートクレーブ養生して製造されている。
【0003】
軽量気泡コンクリートは、空隙が多く、水が蒸発して乾燥しやすく、成形体の常圧養生中に水が蒸発、乾燥した場合は、水和反応が阻害されるため、オートクレーブ養生後の製品強度が低下し、吸水率が高くなってしまう。湿度を高くすることにより、成形体の常圧養生中における水の蒸発、乾燥を防止することができるが、多くの製品を製造するため、上記養生槽は大きく均一に調整することが難しい。さらに、生産効率を高めるために、常圧養生は加温されることがあり、湿度を高く保持するには、蒸気養生槽の気密性、断熱性を高くしなければならない。このため、常圧養生中の水の蒸発、乾燥がおきないような高湿度での常圧養生は困難である。
【0004】
一方、原料の配合により、製品強度は改善することができるが、吸水率を抑制することは困難である。製品の吸水率の抑制手段として、防水剤、撥水剤等の薬剤の添加、塗布が行われている(特許文献1参照)。薬剤の添加は、原料を混練するときに添加してスラリーを混練する方法であり、この場合添加する薬剤は、オートクレーブ養生の高温高圧な水熱状態に対する耐性(以下耐水熱性とする)が必要であり、この耐水熱性をもつ薬剤は、アルキルシランをもつ有機化合物のような薬剤などしかなく、種類が少ない。さらに、スラリーに添加すると、軽量化のための泡を消泡する薬剤が多く、使用することができる薬剤が限られてしまう。製品表面に塗布する場合、表面のみの吸水率は抑制されるが、製品にかけや傷等が生じた場合、その部分から吸水がおこる。また、前記特許文献1の軽量気泡コンクリートは、成形体を型枠で養生した後、脱型し、薬剤の塗布等を行い、その後オートクレーブ養生するものであって、成形体を常圧養生した後にオートクレーブ養生する方法により得るものではない。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−203967号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、製品強度が高く、かつ吸水率が抑制された軽量気泡コンクリートの効率的な製造法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は、常圧養生前の成形体の処理手段について種々検討した結果、当該成形体からの水の蒸発、乾燥を防止して重量減少がある一定値以下になるように緻密化処理及び/又は表面処理すれば、製品強度が高く、かつ吸水率が抑制された軽量気泡コンクリートが効率良く得られることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明は、原料を混練して得られたスラリーを成形し、得られた成形体を常圧養生し、次いでオートクレーブ養生する軽量気泡コンクリートの製造法において、当該成形体を、成形体100重量部の20℃相対湿度60%下の重量減少曲線を近似式(1)
【0009】
y=100*EXP(a・t)・・・(1)
(式中、tは時間(hr)を示す)
【0010】
で表したとき、aが−0.012以上となるように緻密化処理及び/又は表面処理することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明においては、まず原料を混練し、泡を含むスラリーを成形して、成形体を作製する。使用される原料としては、石灰質原料、珪酸質原料、水及び泡が挙げられる。石灰質原料としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントなどのセメントや生石灰、消石灰などの石灰が挙げられる。珪酸質原料としては、珪石、珪砂、フライアッシュ、スラグなどが挙げられる。泡は、金属アルミニウム粉末等の発泡剤や界面活性剤、たんぱく質等の気泡剤の添加により得られる。また、無機繊維、有機繊維等の繊維や減水剤、粘性調整剤等の混和剤を添加することができる。
【0012】
石灰質原料は30〜80重量部、特に40〜70重量部用いるのが好ましい。珪酸質原料は20〜70重量部、特に30〜60重量部用いるのが好ましい。水は30〜100重量部、特に40〜85重量部用いるのが好ましい。また泡は、製品比重が0.3〜0.8、特に0.4〜0.7となるように調整するのが好ましい。
【0013】
得られた成形体は、成形体100重量部の20℃相対湿度60%下の重量減少曲線を近似式(1)
【0014】
y=100*EXP(a・t)・・・(1)
(式中、tは時間(hr)を示す)
【0015】
で表したとき、aが−0.012以上、好ましくは−0.012〜−0.002となるように緻密化処理及び/又は表面処理する。このような処理により、水の蒸発、乾燥を防止する。aが−0.012未満になると、水の蒸発、乾燥が速く、常圧養生の時間を短くしなければならなくなる。常圧養生の時間が短くなると、養生が不十分になることが考えられる。また、常圧養生時間を短かくしてオートクレーブ養生を開始した場合、オートクレーブの充填率が小さくなり、オートクレーブが多数必要となる。
【0016】
前記aは、成形体100重量部を20℃相対湿度60%の条件下に放置し、経時的に重量を測定し、その重量減少率を近似式(1)に導入することにより求めることができる。
【0017】
aが−0.012以上になるように成形体を緻密化処理及び/又は表面処理する。ここで緻密化処理としては、プレス処理等が挙げられる。プレスにより処理した場合、緻密化した部分の比重は、0.8g/cm3未満、特に0.77g/cm3以下とするのが好ましい。プレスを行う場合、成形体は軟らかいが、型枠の側面を脱型しても変形しなくなった状態(以下、半硬化状態とする)の成形体をプレスすることが好ましい。型枠の側面を脱型して変形する状態の成形体をプレスすると、形状が崩れてしまい製品が得られないこと、また製品全体の気泡が小さくなり製品比重が大きくなることがある。逆に硬化が進み、成形体が硬くなった状態でプレスすると、われが生じて、製品が得られない。本発明において、表面処理に使用する薬剤は、耐水熱性のある薬剤と耐水熱性のない薬剤の両方とも使用することができる。耐水熱性のある薬剤を使用する場合、塗料の浸透性、付着性などの塗装性を低下させることがあるため、使用量は塗装性を低下させることなくかつ重量減少を満たす最少量とすることが好ましい。表面処理は、このような薬剤を塗布又は含浸させることにより行われる。
【0018】
成形体に対する前記処理は、オートクレーブ養生前まで効果を維持すれば良いため、耐水熱性がない薬剤も使用することができる。この薬剤の場合、浸透性、付着性などの塗装性を低下させることは少なく、またこの薬剤は耐水熱性のある薬剤に比べ安価であるため、コストダウンが可能である。
本発明では、緻密化処理と表面処理を併用することも可能である。
前記特許文献1には、表面の密実化と撥水剤処理の併用が記載されており、この処理により防水性能を改善している。この方法により、密実化された部分の密度は0.8〜1.3、好ましくは1.0〜1.1であり、表面の透水量が減少している。このような高密度までプレスによる密実化を行う場合、プレスにより押す厚みやプレス圧が大きくなり、硬化体に割れなどが生じることが考えられる。さらに表面が密になりすぎ、透水量が少ないため、塗料の浸透性、付着性などの塗装性が低下してしまい、外装材としての利用は難しい。
【0019】
処理された成形体は、常圧養生する。常圧養生の条件としては、常温状態でも加温状態でもよいが、特に加温養生(例えば25〜80℃)が好ましい。このときの重量減少率は10重量%以下とするのが、製品強度を高くし、吸水率を抑制する点で好ましい。
【0020】
得られた硬化体は、次にオートクレーブ養生する。オートクレーブ条件としては、140℃〜180℃が好ましい。
【0021】
【実施例】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【0022】
実施例及び比較例で使用した材料を以下に示す。
(1)エコセメント:都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料としてなる焼成物であって、C11A7CaCl2を10〜40重量%含み、かつC2S及びC3Sからなる群から選択された一種以上を含む焼成物と石膏とを含む水硬性組成物、本発明で使用したエコセメントは、都市ゴミ焼却灰を用いて製造され、C11A7CaCl2を24重量%、C2Sを15重量%、C3Sを51重量%含む。(太平洋セメント(株)製)
(2)早強ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製)
(3)珪石:工業用珪石
(4)消石灰:工業用消石灰
(5)パルプ繊維:バージンパルプ繊維
(6)気泡剤:陰イオン性界面活性剤(花王(株)製)
(7)メチルセルロース:ハイメトローズ(信越化学(株)製)
(8)減水剤:コアフロー(太平洋セメント(株)製)
(9)水:水道水
(10)スラリーの混練方法
エコセメント35重量部、早強セメント5重量部、珪石53重量部、消石灰7重量部、パルプ繊維1重量部、メチルセルロース0.2重量部、減水剤1重量部、水50重量部、製品比重が0.6g/cm3となるように気泡剤をプレフォーミングした泡を添加して混練を行った。
(11)評価試験方法
重量減少曲線:長さ30cm、幅25cm、厚み3.5cmの成形体を20℃相対湿度60%で24時間重量変化を測定して重量減少曲線を作成し、近似式を求める。
重量減少率(%):常圧養生前後の重量変化より求めた。
曲げ強度(kgf/cm2):長さ30cm、幅25cm、厚み3.5cmの成形体でスパン25cmの3点曲げ強度試験により強度を求めた。
吸水率(%):長さ10cm、幅10cm、厚み3.5cmの成形体を水面下3cmとなるように水に浸し、24時間経過後取り出して手早く各面をふいて吸水時の重量を測定する。次に、この試験体を105℃24時間乾燥後取り出して、シリカゲルで調湿したデシケーターに入れて室温まで冷却して、乾燥時の重量を測定した。吸水率は、吸水後の重量と絶乾後の重量から求めた。
【0023】
実施例1及び比較例1
スラリーを型枠に流し込み、半硬化状態になったら、脱型し、実施例1の成形体は2mmプレス処理した成形体、比較例1の成形体はプレス未処理の成形体を使用した。実施例1及び比較例1の成形体を30℃相対湿度70%で24時間常圧養生後、180℃のオートクレーブで8時間養生を行った。さらに60℃3日間、水分含有率2重量%になるまで乾燥した。
実施例1のプレス処理により緻密化した部分の比重は、0.72g/cm3であった。他の部分及び比較例1の比重は0.6g/cm3であった。
重量減少の近似式(1)のa、曲げ強度、吸水率を表1に示す。実施例1は比較例1に比べ、成形体のaが大きく、重量減少率は小さくなった。曲げ強度は大きく、吸水率は小さくなった。
【0024】
実施例2及び比較例2
スラリーを型枠に流し込み、半硬化状態になったら、脱型し、実施例2の成形体はパラフィンワックスを塗布量5g/m2で全面に塗布した成形体、比較例2の成形体は未処理の成形体を使用した。実施例2及び比較例2の成形体を60℃相対湿度80%で12時間常圧養生後、180℃のオートクレーブで8時間養生を行った。さらに実施例1と同様に乾燥した。
重量減少の近似式(1)のa、曲げ強度、吸水率を表1に示す。実施例2は比較例2に比べ、成形体のaが大きく、重量減少率は小さくなった。曲げ強度は大きく、吸水率は小さくなった。
【0025】
実施例3及び比較例3
実施例3は脂肪酸エステル(ステアリン酸メチル)を側面、底面に塗布量3g/m2で塗布した型枠にスラリーを流し込み、流し込み後、上面に脂肪酸エステルを塗布したシートを被せ、成形体に含浸させた。半硬化状態になってから、脱型した成形体を実施例2及び比較例2と同様に常圧養生、オートクレーブ養生を行った。
重量減少の近似式(1)のa、曲げ強度、吸水率を表1に示す。実施例3は比較例2に比べ、成形体のaが大きく、重量減少率は小さくなった。曲げ強度は大きく、吸水率は小さくなった。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】
本発明の処理した成形体は常圧養生中における水の蒸発、乾燥が少なく、この処理した成形体を常圧養生、オートクレーブ養生することにより得られる軽量気泡コンクリートは製品強度が高く、吸水率が抑制されている。
Claims (1)
- 原料を混練して得られたスラリーを成形し、得られた成形体を常圧養生し、次いでオートクレーブ養生する軽量気泡コンクリートの製造法において、当該成形体を、成形体100重量部の20℃相対湿度60%下の重量減少曲線を近似式(1)
y=100*EXP(a・t)・・・(1)
(式中、tは時間(hr)を示す)
で表したとき、aが−0.012以上となるように緻密化処理及び/又は表面処理することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003085012A JP2004330416A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-26 | 軽量気泡コンクリートの製造法 |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2003066060 | 2003-03-12 | ||
JP2003085012A JP2004330416A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-26 | 軽量気泡コンクリートの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004330416A true JP2004330416A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=33512900
Family Applications (1)
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JP2003085012A Pending JP2004330416A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-26 | 軽量気泡コンクリートの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004330416A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110987709A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 河海大学 | 快速预测加气混凝土干密度、出釜含水率和吸水率的方法 |
KR20210108815A (ko) * | 2020-02-26 | 2021-09-03 | 김요섭 | 경량 기포 콘트리트용 조성물 및 이의 제조방법 |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085012A patent/JP2004330416A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110987709A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 河海大学 | 快速预测加气混凝土干密度、出釜含水率和吸水率的方法 |
CN110987709B (zh) * | 2019-12-13 | 2021-04-27 | 河海大学 | 快速预测加气混凝土干密度、出釜含水率和吸水率的方法 |
KR20210108815A (ko) * | 2020-02-26 | 2021-09-03 | 김요섭 | 경량 기포 콘트리트용 조성물 및 이의 제조방법 |
KR102388626B1 (ko) | 2020-02-26 | 2022-04-21 | 김요섭 | 경량 기포 콘트리트용 조성물 및 이의 제조방법 |
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