JP2005503981A - 麻コンクリート混合物及びモルタル、調合方法及び使用 - Google Patents
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Abstract
したがって本発明は、結合材が全体的に又は部分的に消石灰から形成されたものであり、a)細孔、チューブ、巻、及び非常に細かい毛管の「微小毛管組織」を形成する少なくとも一つの混和剤と、b)少なくとも一つのマトリックス撥水混和剤と、をさらに含む、麻コンクリート及びモルタルのための新しい組成に関する。
Description
【0001】
この発明は、いわゆる「麻」コンクリート及びモルタル、すなわち麻の「もみ殻」又は剥かれた茎及び/又は他の麻成分、例えばファイバ、微小繊維、ちり、麻粉末のような以下「成分」と称されるものを含む「麻」コンクリート及びモルタルの技術分野に関する。
【0002】
これらモルタル及びコンクリートは、あらゆる建造物及び公共施設への用途、及びあらゆる家庭の又は他の普通のコンクリート及びモルタルの用途に意図されている。
【0003】
モルタルは、石灰、セメント、又は同様のもののような結合材と、砂、石の粉末、破砕された大理石、及び同様のもののような集合体とを水と混合することによって形成されることを思い出されたい。そのようなモルタルは、建設要素を結合する及び/又は覆うために建造物において用いられる。
【0004】
コンクリートは、水性結合材又は非水性結合材によって結合された石、砂利、及び砂の人工集合体であることを思い出されたい。
【背景技術】
【0005】
麻誘導体をコンクリート又はモルタルへ組み込むことは、「麻」成分の高い親水性の性質のために非常に深刻な問題を提出する。麻成分は、モルタル又はコンクリートに含まれた水と競合する非常に強い反応を導入する水又は水性ベースの液体内でその重量の約400%まで吸収することができる。
【0006】
以下に見られるように、この深刻な欠点を克服するための様々な技術は、従来技術で試みられてきたが、しかし得られたコンクリート又はモルタルがひどく不揃いな乾燥、凝結特性及び機械的特性を有するのを防ぐことができず、そのような分野では容認されない。これらの欠点は、微小有機体、鋳型、霜の脆性、等・・・の発展に伴って、凝結困難、ことによると「不完全な」凝結、コンクリートの無乾燥、又は不揃いな乾燥、及び/又は欠陥のある又は不揃いな機械的特性、及び/又は外部から水を取り入れる危険(例えば雨水)を含み得る。
【0007】
麻モルタル又はコンクリートは、まさに昔の時代以来、非常に長い間知られてきた。ここで麻成分(すなわち「もみ殻」)は、一部又は全てが集合体として調合に用いられている。同様に調合道具は一般的に、現在の生産物の製造業者及び最も現代風の生産グループと同じ位よく知られている。
【0008】
使用された結合材は一般に、プラスター、石灰(したがって水硬性結合材として用いられる)、及びセメント、すなわち水硬性結合材である。
【0009】
これらの生産物は、非常に優れた熱絶縁及び音響防音の利点を有すると共に圧縮強さ及び弾性回復の点で有益な成分を含む非常に優れた機械的耐久性を備え、地震基準に適合された非常に優れたものである。
【0010】
これらの生産物は、あらゆる建造物、公共施設、及び家庭の用途で、軽いか又はあまり軽くない麻レンガ、タイル、壁、ブロック、コンクリート、及びモルタルに使用される。
【0011】
しかしながら、当産業の大部分は、あらゆる努力にもかかわらず、克服するよう扱われていないという深刻な欠点を有する。当産業はしたがって、乾燥のような良く知られたなお深刻な欠点及び同様の欠点で済ませてきた。
【0012】
したがって、他の優れた特性を維持しつつ、もはやこれらの重く、深刻な又は返品にさえなり得る過失のない、麻コンクリート及びモルタルに対して多大かつ定評のある必要性がある。
【0013】
歴史的な建造物及び古い建造物の修復又は再建、及び水硬性結合材を有するコンクリート及びモルタルが破損する分野には特別な必要がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、麻モルタル又はコンクリート、すなわち結合材が少なくとも部分的にいわゆる「消」石灰、すなわち石灰質石灰(calcic lime)から形成されている組成において、一つ又は複数の麻成分からなるモルタル又はコンクリートに関する。
【0015】
既知のように、消石灰は、水性相で還元した後、二酸化炭素CO2を獲得することによって空気中で凝結する結合材であり、石灰質石灰は、水酸化カルシウムを主に含む結合材、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムの混合物を含むドロマイト質石灰である。
【0016】
消石灰は、パテ、粉末、又は生石灰に対して岩そのもののような様々な形態で使用され得る。
【0017】
あらゆる種類及びあらゆる形態の消石灰の混合物が用いられ得る。
【0018】
当業者は、当特定の用途に係るこれらの様々な組み合わせを予想しかつ構成する方法を、一般的な経験に基づいて、必要があればこの説明及び簡単な定期試験から知っている。
【0019】
一つの好ましい実施例によれば、前記結合材は、20〜90重量%、好ましくは50〜80重量%が消石灰であり、20〜40重量%、好ましくは10〜70重量%が水硬性石灰又はセメントのような水硬性結合材であり、必要ならば5〜10重量%が火山灰型の結合材及び/又はポゾラン充填材、「トラス」(当業者によく知られている火山岩である)、又は他のあらゆるポゾラン型成分であり、全体が100%に等しい。
【0020】
数10年間使用される通常の結合材、プラスター及びセメントと比べて、石灰は、並外れて堅固でかつ特別に特異な特徴及び要求を有している。
【0021】
第1に、石灰粒子は非常に細かく、その結果水硬性結合材よりも固有の表面領域(ブレーン)がずっと大きくなっている。
【0022】
当業者に知られていることではあるが、石灰の固有表面領域(ブレーン)は、水硬性結合材の約2700〜5000と比べて、約8000〜20,000であるということは特徴とされるべきである。
【0023】
凝結の特性はまた、根本的に異なるものである。セメント及びプラスターは、ケイ酸塩、アルミン酸塩、及び/又は硫酸塩を含み、晶化現象によって凝結の際に介入する。石灰は、再炭酸塩化反応によって凝結の際に介入し、この際水酸化カルシウムは、コンクリート又はモルタルの水又は水性ベースの流体と共に一連の還元を経る。石灰の場合、水は必要とされる単一ベクトルのCO2として介入する。
【0024】
その上、水中での溶解度は10〜20℃でたったの1.7g/lである。
【0025】
石灰の使用に関連する特定の問題、及び従来技術で使用されることを明白に防止するものである組成の水を正確に処理することの難しさのために予測可能なものは、均一な振る舞いすなわち優れたレオロジーを得ることの困難であった。
【0026】
消石灰の使用に対する他の推定事項が、消石灰は、定義により空気の近くにあることなしにコンクリート又はモルタル内で作用することができない、すなわち表面上で又は約1〜3cmの最大深さを超えては作用することができないと信じられている事実による。しかしながら、本発明は、全ての予想に反してこの問題を処分する解決策を提案する。
【0027】
あまりにも長い乾燥時間にはまた、相応の懸念もある。この懸念が完全に証明されたことを示す添付の図1Aを参照されたい。
【0028】
本発明は、これらの推定事項を克服するよう構成されており、重大な従来の問題は、特殊で、先駆的な多孔率及び毛管現象特性を組み入れる特殊な組成のおかげである。従来技術において、直面する多くの問題のいくつか、例えば凝固は既に克服されているが、しかし以下に詳述されるように、完全に先駆的な機能的アプローチを表す麻成分の使用範囲内には決してない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
したがって本発明は、「麻」コンクリート及びモルタル、すなわち麻及び/又は亜麻及び/又はオートムギの莢又は米の莢のような穀草茎及び/又は一般的なあらゆる類似の親水性材料のうち少なくとも一つの「成分」(上の広い意味で)を含み、必要な場合には単独又は混合状態の化学合成物を含み、簡単のために以降、特許請求の範囲で「麻」を含む、「麻」コンクリート及びモルタルのための新しい組成に関する。
【0030】
したがって本発明は、「麻」コンクリート及びモルタル、すなわち上述のように少なくとも一つの麻成分と、結合材の全て又は一部が消石灰から、必要な場合には様々な組み合わせの石灰型から形成され、上で示されたように形成することを除いて、モルタル及びコンクリートの従来成分を含む技術的に等価な成分とからなり、
a)混和剤を形成する少なくとも一つの非常に細かい細孔及び毛管と、
b)少なくとも一つのマトリックス撥水混和剤と、
をさらに含む「麻」コンクリート及びモルタルのための新しい組成に関する。
ここにおいて「マトリックス撥水」は、麻のファイバ及び粒子等を覆う集合体が混和剤の撥水作用を受けることを意味する。
【0031】
しかしながら麻が水に入る時に衝撃が加わることなしに、麻がまたこの作用を経、水を含んでいる間撥水されないということに留意されたい。あるいは、麻に含まれた水が排除された後、撥水作用が機能するようになり、麻はもはや水に入らず、例えば湿気又は雨水等に入らず、これは本発明の主な利点の一つである。
【0032】
ここにおいて「非常に細かい細孔及び毛管の形成」は、高度な複合組立体の形成のことをいい、組立体の構造は、一の組成から他の組成へ代わる可能性がある。しかし、組立体の構造は、開毛管チューブ及び/又は閉毛管チューブと微小泡又は閉微小空間及び/又は閉微小キャビティとからなり、これらのうち閉チューブは、最終的なコンクリート又はモルタルが同質性又は実質的に同質な特性を有し、もはや凝結又は乾燥の失敗又は不揃いな性質を有さないように、すなわち、凝結次いで乾燥の際にマトリックス水が表面へ排出され得、乾燥の後、外部の水(雨)がもはや毛管網へ浸透することができないように、構成、配分、分布されている。
【0033】
この複合組立体は、簡単のため、「微小毛管組織」として特許請求の範囲を含んで以下に記述される。
【0034】
水硬性コンクリート及びモルタルに関する凝結及び乾燥の問題と、「優れた」コンクリート又はモルタルを形成するために得るべき特性とをよく知っており、さらに麻モルタル及びコンクリートの困難及び欠点にも気づいている当業者にとって、予想される特定の用途へ適合させる目的で、以下の説明及び実施例を読むことにより、また個人的な経験から、そして必要ならば定まった試験によって、消石灰の%に従って本発明の微小毛管組織を調整することに困難はないだろう。
【0035】
好ましい実施例によれば、混和剤を形成する微小毛管組織は、一つ又は複数の植物及び/又は鉱物のコロイドを含む。
【0036】
さらに他の好ましい実施例によれば、混和剤を形成する微小毛管組織は、約5〜15Å、好ましくは8〜10Åの毛管作用が生じるよう構成されている。
【0037】
比較として、麻又は亜麻は、約3〜5倍大きな毛管作用を有し、水硬性結合材は、約10〜20倍大きな毛管作用を与える。
【0038】
さらに他の好ましい実施例によれば、前記混和剤を形成する微小毛管組織は、該微小毛管組織が閉チューブ及び/又は体積及び/又は空間及び/又は微小泡及び/又は微小キャビティ、すなわち閉チューブを有するよう構成されている。
【0039】
いくつかの理論に関連付けられるよう望まなければ、出願人は、そのような空間、すなわち閉チューブは、麻に含まれた水を抽出すること、及び最終的には外部へ拡散される水が液体の水次いで蒸気の形態で表面へ漸進的に移動することを可能にすること、ができると考える。
【0040】
さらに他の、非制限的な好ましい実施例によれば、コロイドは、アルギン酸塩及び/又は多糖のような植物コロイドと、あらゆる自然の又は合成の澱粉誘導体及び/又はカラギーンとから選択される。
【0041】
最もよい結果を与えたヒドロキシプロピル・グアル(多糖類)はすなわちここで引用される。
【0042】
優れた結果はまた、カラギーン(アルギン酸塩と同様の生産物である)及びアルギン酸カルシウム(calcium alginate)を用いて得られた。
【0043】
あるいは、アルギン酸ナトリウム及びアルギン酸化マグネシウムは沈殿する傾向にあり、推奨されない。
【0044】
混和物を形成する他の微小毛管組織は、次のものから選択される:
−エーテル化ガラクトマンナン、及び
−エーテル化グアル誘導体
及びこれらの混合物。
【0045】
好ましい実施例によれば、前記撥水混和剤は、少なくとも一つの撥水剤と一つの表面活性剤又は表面張力活性剤とからなる。
【0046】
いくつかの理論に関連付けようと望まずに、出願人は、表面活性剤は、最終生成物の同質性及び特性に強く寄与する「網」又は「網状」型構造を与えると考える。
【0047】
一つの他の実施例によれば、予測可能なpHの変化(どんな当業者もどのように評価するかを知っている)に従って、一つの表面活性剤は、中性の又は塩基性の中間物として用いられ、及び/又は一つの表面活性剤は酸性の中間物及び/又はこれらの適切な混合物として用いられる。
【0048】
非制限的な好ましい実施例によれば、表面活性剤は、ポリスルホン酸カルシウム、ポリスルホン酸ナトリウム、又はポリスルホン酸マグネシウム、特にリグノスルホン酸塩から選択される。
【0049】
さらに他の非制限的な好ましい実施例によれば、他の表面活性剤が次の中から選択される:
−ナトリウムを含む硫酸塩。
【0050】
好ましい実施例によれば、撥水剤は好ましくは、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、及び類似の塩の、金属石鹸、マレイン酸塩、オレイン酸塩、ステアリン酸塩、及び同様のもの、及び/又はソジウム・シリコネート(sodium siliconate)及びこれらの他の混合物から選択される。
【0051】
非制限的な好ましい実施例によれば、撥水剤は次の中から選択される:
−オレイン酸ナトリウム。
【0052】
非制限的な好ましい実施例によれば、本発明に従って用いられた混和剤及び試薬は、次の割合で用いられる:
a)混和剤を形成する微小毛管組織:
結合材の全質量に対して0.01〜2%
b)撥水混和剤:
結合材の全質量に対して0.1〜1%
表面活性剤
結合材の全質量に対して0.002〜0.2%。
【0053】
かくして新しい産業生産物が得られ、該生産物は、麻成分を有するモルタル及びコンクリートと消石灰を含む結合材とからなり、
a)混和剤を形成する少なくとも一つの非常に細かい細孔及び毛管と
b)少なくとも一つの撥水混和剤と
を含み、凝結、機械的特性、及び乾燥は、不揃いではない。
【0054】
本発明はまた、麻成分と水硬性石灰を含む結合材とを備えたモルタル及びコンクリート型の新しい産業生産物であって、その集合体がチューブ及び/又は体積及び/又は微小泡及び/又は閉微小キャビティ、すなわち閉チューブを含み、すなわち閉チューブ(必要ならば開微小毛管と結合された)が前もって麻に吸収され含まれた水を抽出し、最終的には乾燥するまで外部へ拡散される水を液体の水次いで蒸気の形態で徐々に表面へ移動させることを可能にすることができる、微小毛管組織を含む、モルタル及びコンクリート型の新しい産業生産物に関する。
【0055】
この生産物はまた、撥水マトリックスが乾燥麻成分撥水ファイバ(dry hemp component fibre water repellent)を形成し、麻成分により水が戻ることを防止することを特徴とする。
【0056】
他の代替形態によれば、この生産物は、全体の(又は「残りの」)ラムダ熱伝導率係数が約0.08〜0.12、好ましくは約0.1であることを特徴とする。
【0057】
比較として、水硬性コンクリート又はモルタルの熱伝導率係数は、約0.6〜1.15であり、すなわち約5〜11倍高い。
【0058】
そのような生産物は全て、以下単に「コンクリート・ブロック」と称される、コンクリート・ブロック、様々な寸法及び形状のブロック、レンガ及び当業者に良く知られている同様のものとして、並びにプレート、コーティング、壁、床材、天井カバー等、及び当業者に良く知られている同様のものとして、建造物及び公共施設の分野で用いられる。
【0059】
本発明の他の特徴及び優位点は、添付の図面を参照して以下の説明を読むことによってより良く理解される。
【0060】
顕微鏡的な検査(図2〜5)により、本発明に係る、空気泡及び管状チャンネルから構成された識別されるべき大きな毛管網の存在が認められる。
【0061】
本発明は、石灰を含む結合材を備えた「麻」コンクリート及びモルタルのための組成と、これらモルタル及びコンクリートからなる新しい産業生産物と、「麻」モルタル及びコンクリートのための混和剤として混和剤及び/又は撥水混和剤を形成する微小毛管組織の使用と、これらモルタル及びコンクリート又は組成を用いて、又はレンガ、ブロック、コンクリート・ブロック、様々な「麻」要素のような混和剤及び/又は撥水混和剤を形成する微小毛管組織を用いて形成された生産物と、壁、タイル、スラブ、及び床、天井、壁、仕切り、及び同様の構造のための覆い及び塗装のようなこれらモルタル又はコンクリート、混和剤又は生産物を用いて形成された建造物及び公共施設の分野、又は個人の建造物のための生産物と、に関する。
【0062】
本発明はまた、この出願を読むことによって、自身の経験から、かつ場合によっては定められた簡単な試験から当業者が直接到達可能である全ての実施例及び全ての用途をカバーするものである。
【図面の簡単な説明】
【0063】
【図1】図1A(左)及び図1B(右)から構成された、2つの麻コンクリートのサンプル(20×30×60cm)の写真であって、左側の図1Aは、プラスター及び消石灰(過度に長い白い乾燥領域及びモールドの成長)の混合物で形成された本発明ではないコンクリート(比較試験)を示し、右側の図1Bは、本発明に係る混合物で形成されたコンクリートを示す。
【図2】麻集合体(×1000)上の石灰モルタルを示す走査電子顕微鏡写真であって、麻(A)と石灰(B)との間の結合が十分に識別できるよう形成され、石灰の粒子が植物の繊維状チャンネル内部に収容されている様子を示す。
【図3】石灰パテ(×111)内の空気泡と微小泡と管状チャンネルオリフィスとを示す走査電子顕微鏡写真であって、石灰パテの多孔率が、混合水が蒸発した後に形成された空気泡と管状チャンネルとから形成されている様子を示す。
【図4】空気泡及び管状チャンネル(×17)の網を示す走査電子顕微鏡写真であって、本発明に従って実施された完全なカバー、チューブのアマルガム、閉チューブ(そのいくつかは切断されたときに見える)、空間又は体積、毛管及び麻チップが明確に識別できる。
【図5】石灰成分のない比較麻構造を示す図である。
Claims (20)
- 「麻」成分を含み、結合材の全体又は一部が「消石灰」から形成されたモルタル及びコンクリートの標準的な成分からなる種類の「麻」コンクリート及びモルタルの組成であって、
a)混和剤を形成し「微小毛管組織」を形成する少なくとも一つの非常に細かい細孔であって、前記微小毛管組織は、開毛管チューブ及び/又は閉毛管チューブと、微小泡と、閉微小空間及び/又は閉微小キャビティと、閉チューブと、を含み、凝結次いで乾燥の間、マトリックス水が表面へ排出され、乾燥の後、外部の水(雨水)がこの毛管網へ浸透しないように、構成され適合され散布されている、少なくとも一つの非常に細かい細孔と、
b)少なくとも一つのマトリックス撥水混和剤であって、「マトリックス撥水」が、ファイバ及び粒子を覆う集合体、麻の集合体が混和剤の撥水作用を受けることを意味する、少なくとも一つのマトリックス撥水混和剤と、
をさらに含むことを特徴とする組成。 - 請求項1記載の組成において、
混和剤a)を形成する前記微小毛管組織は、一つ又は複数の植物コロイド及び/又は鉱物コロイドを含むことを特徴とする組成。 - 請求項1又は2記載の組成において、
混和剤を形成する前記微小毛管組織は、約5〜15Å、好ましくは8〜10Åの毛管現象が生じるよう構成されていることを特徴とする組成。 - 請求項2又は3記載の組成において、
混和剤を形成する前記微小毛管組織は、該微小毛管組織がチューブ及び/又は体積及び/又は空間及び/又は微小泡及び/又は微小キャビティ、特に閉チューブを含むように構成されていることを特徴とする組成。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の組成において、
前記コロイドは、アルギン酸塩及び/又は多糖のような植物コロイドと、あらゆる自然の又は合成の澱粉誘導体及び/又はカラギーンと、から選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項5記載の組成において、
前記コロイドは、ヒドロキシプロピル・グアル(多糖類)であることを特徴とする組成。 - 請求項5記載の組成において、
前記コロイドは、カラギーン及びアルギン酸カルシウムであることを特徴とする組成。 - 請求項2から7のいずれか一項に記載の組成において、
混和剤を形成する前記微小毛管組織は、エーテル化ガラクトマンナン、及びエーテル化グアル誘導体から単独で又は混合で選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項1記載の組成において、
前記撥水混和剤b)は、少なくとも一つの撥水剤及び一つの表面活性剤又は張力活性剤を含むことを特徴とする組成。 - 請求項9記載の組成において、
一つの表面活性剤は、中性の又は塩基性の中間物に対して用いられ、及び/又は、一つの表面活性剤は、酸性の中間物及び/又はこれらの混合物に対して用いられることを特徴とする組成。 - 請求項9記載の組成において、
前記表面活性剤は、ポリスルホン酸カルシウム、ポリスルホン酸ナトリウム、又はポリスルホン酸マグネシウム、及びリグノスルホン酸塩から選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項9記載の組成において、
他の表面活性剤は、ナトリウム分を含む硫酸塩から選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載の組成において、
前記撥水剤は、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウムの、金属石鹸、マレイン酸塩、オレイン酸塩、ステアリン酸塩、ステアリン酸リチウム、及び/又はナトリウム・シリコネートから単独で又は混合で選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項13記載の組成において、
前記撥水剤は、オレイン酸ナトリウムから選択されていることを特徴とする組成。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の組成において、
前記混和剤及び試剤は、次の割合で用いられることを特徴とする組成:
a)混和剤を形成する微小毛管組織:
結合材の質量全体に対して0.01〜2%
b)撥水混和剤:
結合材の質量全体に対して0.1〜1%
表面活性剤
結合材の質量全体に対して0.002〜0.2%。 - 麻成分と消石灰を含む結合材とを含むモルタル及びコンクリートからなる新しい産業生産物であって、
a)「微小毛管組織」と称される混和剤を形成する少なくとも一つの非常に細かい細孔及び毛管と、
b)少なくとも一つの撥水混和剤と、
を含み、
凝結、機械的特性、及び型抜きは、無作為ではないことを特徴とする新しい産業生産物。 - 請求項16記載の新しい産業生産物において、
チューブ及び/又は体積及び/又は空間及び/又は微小泡及び/又は微小キャビティ、特に閉チューブ、すなわち以前に吸収されかつ麻に含まれた水を抽出することができ、かつ液体次いで気体の形態で水が徐々に表面へ移動して乾燥するまで最終的には外部へ拡散されることを可能にする閉チューブ(あらゆる開微小毛管と組み合わせて)を含む「微小毛管組織」を集合体内に含むことを特徴とする新しい産業生産物。 - 請求項16又は17記載の新しい産業生産物において、
撥水マトリックスは、乾燥麻成分撥水ファイバを形成し、麻成分により水が戻ることを防止することを特徴とする新しい産業生産物。 - 請求項16から18のいずれか一項に記載の新しい産業生産物において、
全体の(又は「残りの」)ラムダ熱伝導率係数は、約0.08〜0.12、好ましくは約0.1であることを特徴とする新しい産業生産物。 - 麻コンクリート及びモルタル、レンガ、ブロック、コンクリート・ブロック、壁要素、タイル、コーティング、スラブ及び床材、天井板、仕切りカバー、建造物及び公共施設又は個人建築物のための生産物を形成するための、請求項1から15のいずれか一項に記載の組成及び請求項16から19のいずれか一項に記載の新しい産業生産物の使用。
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