JP2004330416A

JP2004330416A - 軽量気泡コンクリートの製造法

Info

Publication number: JP2004330416A
Application number: JP2003085012A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sakamoto; 好明坂本
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; A&A Material Corp; Clion Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; A&A Material Corp; Clion Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】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法の提供。
【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

【０００１】
【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／ｃｍ^３未満、特に０．７７ｇ／ｃｍ^３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、Ｃ_１１Ａ_７ＣａＣｌ_２を１０〜４０重量％含み、かつＣ_２Ｓ及びＣ_３Ｓ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、Ｃ_１１Ａ_７ＣａＣｌ_２を２４重量％、Ｃ_２Ｓを１５重量％、Ｃ_３Ｓ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／ｃｍ^３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／ｃｍ^２）：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／ｃｍ^３であった。他の部分及び比較例１の比重は０．６ｇ／ｃｍ^３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／ｍ^２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／ｍ^２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

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。