JP2012006822A - 軽量気泡コンクリート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量気泡コンクリート表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができ、水分との濡れ色や吸水跡が付着せず、美観に優れた軽量気泡コンクリートの提供。
【解決手段】珪酸質原料、石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体と、上記本体の外表面に撥水剤の塗布層を備えた軽量気泡コンクリートであって、上記本体は撥水剤の希釈溶液の吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上であり、塗布層は、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤が、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布されていることにより形成されていることを特徴とする。

【選択図】図１

Description

本発明は、軽量気泡コンクリートに関する。さらに詳しくは、コンクリート表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができ、かつ長時間にわたって水分が接触しても濡れ色がつかない軽量気泡コンクリート及びその製造方法に関する。

建築物の壁材、屋根、床材等として使用される軽量気泡コンクリート（以下、「ＡＬＣ」ということがある。）は、珪石等の珪酸質原料とセメントや生石灰等の石灰質原料を主原料とし、これらの微粉末に水とアルミニウム粉末等の添加物を加えてスラリー状の混合物として、予め補強用鉄筋が並べられた型枠に鋳込まれる。鋳込まれた後、上記スラリー状の混合物は、アルミニウム粉末の反応により発泡すると共に、石灰質原料の反応によって徐々に硬化し、半硬化となったところで、ピアノ線により、所定の寸法に切断して成形する。その後、オートクレーブによる約１８０℃、１０気圧の高温高圧水蒸気養生を行って、ＡＬＣは製造されている。ＡＬＣは、軽量であり、耐火性、断熱性、施工性に優れているため、建築材料として広く使用されている。

ＡＬＣは、製品寸法が大きいため、製造後出荷までの間、屋外にて保管される場合が多い。ＡＬＣは、その表面及び内部に無数の気泡や気孔を有するため、吸水性が高い。そのため、ＡＬＣを屋外にて保管した場合には、降雨によって濡れ、ＡＬＣの表面に濡れ色がついたり、その内部への吸水が起こることがある。ＡＬＣの表面の濡れ色は、表面変色による外観品質低下を招き、内部への吸水は、汚れやカビなどの発生や、一時的な表面強度の低下、ＡＬＣパネルの重量増加などを招く。

そこで、ＡＬＣに撥水性や防水性を付与する技術が提案され、実用化されている。このような技術として、スラリーの原料の混合時にシリコーンオイル等の撥水性物質を添加する、いわゆる内添型の技術が提案されている（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１には、スラリー状の混合物中の全固形分に対してシリコーンオイルを０．２〜１０重量％で添加する構成が開示され、特許文献２には、スラリー混合物中の全固形分に対してシリコーンオイル等を０．１〜５重量％で添加する構成が開示され、特許文献３には、スラリー混合物中の全固形分に対してシリコーンオイルを０．０５〜１０重量％で添加する構成が開示されている。

また、水蒸気養生後のＡＬＣパネルの外表面に撥水性と防水性を付与する、いわゆる外添型の技術として、特許文献４に高温高圧での水蒸気養生後にアルキルアルコキシシラン等の撥水剤をその有効成分換算で０．３〜６．０ｇ／ｍ^２塗布する技術が開示されている。

特開昭５５−４２２７２号公報 特公昭６２−１４５１４号公報 特公平１−５８１４８号公報 特許第３９０２３３９号公報

ところで、特許文献４の外添型の技術において、無機材料であるＡＬＣの外表面へのアルキルアルコキシシラン撥水剤の固着構造は、撥水剤であるアルキルアルコキシシランが加水分解して発生したシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）と、無機材料表面の水酸基（Ｍ−ＯＨ、Ｍは金属原子）との間での脱水縮合反応によって、無機材料表面上にＳｉ−Ｏ−Ｍで示される共有結合により形成される。この固着構造は、比較的容易に進行する脱水縮合反応よるものであることから、常温でも形成されやすく、さらに触媒の添加や加温等によって、より促進され形成される。したがって、特許文献４の外添型の技術に使用されるアルキルアルコキシシラン撥水剤は、ＡＬＣの外表面に強固な撥水及び防水効果を付与することができるものとなっている。また、アルキルアルコキシシラン撥水剤は、比較的低分子量である分子それぞれに１つずつの反応性のアルコキシ基を有するため、単位量あたりの反応性官能基の数が多く、ＡＬＣ材料表面の単位表面積当たりにより多くの撥水剤を固着することができ、結果としてＡＬＣの外表面に非常に高い撥水性及び防水性を付与することができる。

しかしながら、アルキルアルコキシシラン撥水剤は、反応性が高く、無数に存在する無機料表面の水酸基と接触した時点で即剤に反応してしまうため、撥水処理のされない表面ができやすく、塗布方法が適切でないと撥水性及び防水性にムラができやすい。更に、アルキルアルコキシシラン撥水剤の添加量の微妙な差異によっても撥水性及び防水性にバラツキを生じ易い。

また、アルキルアルコキシシランの加水分解により、ＡＬＣ表面に形成される撥水剤からなる撥水膜は単分子程度の厚みを有するものであり、非常に薄い膜となっているため、上記撥水膜を水蒸気や微小な水滴が通り抜けやすい。このため、ＡＬＣ表面上の撥水膜上の水滴は、撥水膜上で撥水性能を呈すると同時に、撥水膜を通じてＡＬＣ表面に吸収されてしまう。特に、撥水膜上の水滴が上記撥水膜を介して、ＡＬＣ表面と１時間以上接触した場合には、ＡＬＣ表面に濡れ色が付着するという問題点を有する。また、ＡＬＣは、貼り付け等の設置後に漏水防止及び美観のために表面塗装を施されるのが通常であり、撥水性及び防水性のバラツキのあるＡＬＣの壁面等の外表面では、表面塗装の乗りの良し悪しが大きくなり、特に塗装面の色合いの違い等を発生させて美観上の問題が起こりやすい。また、建築現場においてＡＬＣパネル表面に水分の吸収跡が見られるのは、製品の美観上好ましくない。

本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、ＡＬＣ表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができると共に、水分と長時間接触しても濡れ色や吸水跡が付着することなく、美観に優れた軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、撥水剤の希釈溶液に対する吸収量が一定量以上であるＡＬＣの外表面に、特定量のメチルハイドロジェンシリコーンを塗布した疎水性の塗布層を形成することにより、ムラやバラツキがない優れた撥水性及び防水性を有し、水分と長時間接触しても濡れ色や吸水跡が付着することのない撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、以下のものを提供する。

（１） 粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体と、
上記軽量気泡コンクリート本体の外表面に塗布により形成される撥水剤の塗布層を備えた軽量気泡コンクリートであって、
上記軽量気泡コンクリート本体は、上記撥水剤の希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上であり、
上記塗布層は、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤が、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布されていることにより形成されていることを特徴とする軽量気泡コンクリート。

（２） 上記撥水剤に、脱水素性の触媒が添加されていることを特徴とする（１）記載の軽量気泡コンクリート。

（３） 上記撥水剤に、合成樹脂前駆体が添加されていることを特徴とする（１）又は（２）記載の軽量気泡コンクリート。

（４） 粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体の外表面に、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤の希釈溶液を、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布する工程と、
上記撥水剤の希釈溶液塗布後の軽量気泡コンクリートを養生する工程と、を備えた軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
上記軽量気泡コンクリート本体は、上記撥水剤の希釈溶液に対して、７０ｇ／ｍ^２以上の吸収量を有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。

（５） （４）記載の製造方法によって得られる軽量気泡コンクリートであって、
上記軽量気泡コンクリートの外表面の複数箇所における水の接触角の各測定値において、
（ａ）最大接触角と最小接触角との差が３０度以下であり、かつ
（ｂ）最小接触角が８０度以上であることを特徴とする軽量気泡コンクリート。

本発明によれば、表面及び内部に無数の気泡や気孔を有しており本来吸水性が高い軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）に対して、撥水性及び防水性を付与することによって降雨による変色や外観品質低下、吸水による汚れやカビなどの発生や一時的な表面強度の低下、パネルの重量増加等の不具合を防ぐことができる。また本発明によれば、表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができると共に、長時間にわたって軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）と水分が長時間接触した場合であっても、濡れ色や吸水跡が付着することなく、美観に優れた軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）を提供することができる。

（ａ）本発明の実施形態である軽量気泡コンクリートのパネル（ＡＬＣパネル）を示す斜視図である。（ｂ）本発明の実施形態である軽量気泡コンクリートのパネル（ＡＬＣパネル）の一部の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

（軽量気泡コンクリート：ＡＬＣパネル１）
まず、本発明の軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の実施形態であるＡＬＣパネル１について、図１（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は、ＡＬＣパネル１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、ＡＬＣパネル１を模式的に示す断面図である。

本実施形態の軽量気泡コンクリートであるＡＬＣパネル１は、図１（ｂ）に示すように軽量気泡コンクリート本体であるＡＬＣパネル本体２と、ＡＬＣパネル本体２の外表面に塗布されている撥水剤の塗布層３から構成される。なお、塗布層３は、本来分子層レベルの非常に薄い膜であるが、図示例においては強調して厚く示している。ＡＬＣパネル本体２は、粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、オートクレーブ養生等で高温高圧（約１８０℃、１０気圧）にて水蒸気養生して形成されている。

このようにして形成されたＡＬＣパネル本体２は、塗布層３を構成する撥水剤の希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴としている。ＡＬＣパネル本体２の撥水剤の希釈溶液に対する吸収量を７０ｇ／ｍ^２以上に規定することによって、長時間にわたって、水分と接触した場合であってもかつ、濡れ色や吸水跡が付着することないようにすることができる塗布層を形成するために十分な撥水剤の希釈溶液を塗布することができるものである。撥水剤の希釈溶液がＡＬＣパネル本体２の表面に吸収され、撥水剤の希釈溶液の吸収量が飽和量に達するとＡＬＣパネル本体２の表面にメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤からなる撥水膜が形成され始める。この撥水膜中の撥水剤であるメチルハイドロジェンシリコーンは、ＡＬＣパネル本体２表面との固着点を多く有していないため、その分子が厚さ方向に密集すること及びメチルハイドロジェンシリコーン自体の分子構造がらせん構造でありその体積が大きいことから、ＡＬＣパネル本体２表面に十分な厚みを有する撥水剤を含有する塗布層が形成されることになる。

このように、本発明においては、ＡＬＣパネル本体２表面に十分な撥水剤が塗布されていることにより、ＡＬＣパネル本体２の表面に十分な厚みを有する塗布層３が形成されることになる。そして、ＡＬＣパネル本体２表面に形成されている塗布層３は、十分な厚みを有しているので、水蒸気や水分が塗布層３を通過することを防止することができ、ＡＬＣパネル本体２が、水分と長時間接触した場合であっても、塗布層３の存在により、濡れ色や吸水跡が付着することを防止できるものとなっている。

なお、上記の撥水剤の希釈溶液に対する吸収量（ｇ／ｍ^２）は、測定対象となるＡＬＣパネル本体２を撥水剤の希釈液に浸漬し、１秒後に取り出した際の質量の増加量を吸収量とし、軽量気泡コンクリートの表面積で除することにより算出できる値である。この値は、撥水剤塗布装置にて軽量気泡コンクリートに撥水剤希釈溶液を塗布し、約１秒後にエアーカットにより撥水剤希釈溶液の余剰分を除去する際に塗布される量（ｇ／ｍ^２）にほぼ等しい。

ここで本発明において上記撥水剤の希釈溶液とは、上記一般式で表される撥水剤を溶媒に分散又は溶解させた希釈溶液をいう。この希釈溶液は、ＡＬＣパネル本体２表面に塗布することができる物理的性質を有している。希釈溶液の物理的な性質は、撥水剤の希釈溶液の塗布方法にもよるが、通常は常温で液体であればよい。上記希釈溶液に使用することができる溶媒としては、水、アルコール等を使用することができる。これらの中でも、取り扱いの観点から水を使用することが好ましい。上記希釈溶液の撥水剤濃度は、ＡＬＣパネル本体２の水分量、撥水剤の塗布量にもよるが、３〜１２ｗｔ％であることが好ましい。なお、上記撥水剤の希釈溶液は、撥水剤であるメチルハイドロジェンシリコーンの原液を水等により所定の倍率にて希釈し、混合攪拌、加温等を行うことによって作製することができる。

撥水剤の希釈溶液に対する吸収量（ｇ／ｍ^２）は、軽量気泡コンクリートの製造直後には、高温高圧にて水蒸気養生された際に封入された水蒸気が水分として、４０〜５０重量％ＡＬＣパネル本体２に含まれているため、２０〜４０ｇ／ｍ^２程度である。しかしながら、ＡＬＣパネル本体２表面の乾燥が進むと、撥水剤希釈溶液に対する吸収量は、７０ｇ／ｍ^２以上となる。通常の場合、高温高圧での水蒸気養生が完了後、６．０時間程度室温放置させると、ＡＬＣパネル本体２は、７０ｇ／ｍ^２以上の撥水剤の希釈溶液に対する吸収量を有するようになる。ＡＬＣパネル本体２の表面がパネルとパネルの間に挟まれた場合には、６．０時間以上の時間を要するため、更に長い室温放置時間が必要となる。

撥水剤の塗布層３は、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とし、その有効成分換算で２．１〜２０ｇ／ｍ^２として構成されている。尚、図１（ａ）の図示例では、撥水剤の塗布層３は、平板状の直方体であるＡＬＣパネル本体２の六面の全面に亘って塗布されているが、ＡＬＣパネル本体２の所要の外表面のみに、撥水剤の塗布層３を設ける構成とすることも可能である。

塗布層３を構成する撥水剤の主成分である上記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンは、シリコーン（オルガノポリシロキサン）の官能基であるアルキル基（通常はメチル基が一般的ある）の一部を水素によって置換されたヒドロ基を有する分子構造であり、特許文献４の下記化学式で示されるアルキルアルコキシシランが加水分解することにより持つシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）と比較して、メチルハイドロジェンシリコーンのヒドロ基（Ｓｉ−Ｈ）の無機材料への固着は脱水素反応で、反応性が乏しく、常温では反応が緩慢である。また、塗布層３を構成する撥水剤には、必要に応じて脱水素性の触媒、又はメチロールメラミン等の合成樹脂前駆体、又はこれらの双方が添加されている。

（軽量気泡コンクリートの製造方法）
本発明の軽量気泡コンクリートの製造方法は、粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体の外表面に、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤の希釈溶液を、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布する工程と、上記撥水剤の希釈溶液塗布後の軽量気泡コンクリートを養生する工程と、を備えた軽量気泡コンクリートの製造方法であって、上記軽量気泡コンクリート本体は、前記撥水剤の希釈溶液に対して、７０ｇ／ｍ^２以上の吸収量を有することを特徴としている。

軽量気泡コンクリートの製造方法においては、まず軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネル本体２を以下のように製造する。具体的には、珪石等の珪酸質原料とセメントや生石灰等の石灰質原料を主原料とし、これらの微粉末に水とアルミニウム粉末等の添加物を加えてスラリー状として、予め補強用鉄筋が並べられた型枠に鋳込む。その後、スラリーをアルミニウム粉末の反応により発泡させると共に、石灰質原料の反応によって徐々に硬化させ、半硬化状態となったところで、ピアノ線で所定寸法に切断して成形する。その後オートクレーブによる約１８０℃、１０気圧の高温高圧水蒸気養生を行ってＡＬＣパネル本体２を得る。

次に、このようにして形成されたＡＬＣパネル本体２は、上述のような試験方法にて塗布層３を構成する撥水剤希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上となるように乾燥を行う。

さらに、上記の撥水剤の希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上に調製されたＡＬＣパネル本体２の外表面に、上記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤を、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布する。この撥水剤の塗布においては、メチルハイドロジェンシリコーン或いはこれを主成分とする撥水剤は固着反応までにＡＬＣパネル本体２の表面に均一に分散してから固着反応に移行し、ＡＬＣパネル本体２の表面での撥水剤の塗布による塗布量は、ミクロレベルで均一になる。ＡＬＣパネル本体２の表面に均一に塗布された撥水剤は、一定の厚みを有する塗布層３を形成し、この塗布層３は、外部からの水分進入を防止する。

塗布方法によって撥水剤の塗布量に部分的な濃淡がある場合であっても、塗布後に撥水剤自らがＡＬＣパネル本体２の表面を分散して覆うため、撥水性及び防水性のムラやバラツキが少なくなる。また、比較的分子量が大きい分子に数点程度の反応性官能基しか反応に寄与しないため、分子自体の立体障害も加わって、ＡＬＣパネル本体２の表面の単位表面積当たりに一定量において固着量が飽和し、それを超えると撥水剤はＡＬＣパネル本体２の表面に固着しないため、結果的に撥水剤の添加量にバラツキがあっても、一定の撥水性及び防水性を示すことができる。

また、軽量気泡コンクリートの製造方法において使用されるメチルハイドジェンシリコーンからなる撥水膜は、一定の厚みを有する。このため、ＡＬＣ表面上の撥水膜上の水滴や水蒸気は、撥水膜を通過することができず、ＡＬＣ表面に吸収されることがない。したがって、撥水膜上の水滴が撥水膜を介して、ＡＬＣ表面と６時間以上接触した場合であっても、ＡＬＣ表面に濡れ色や吸水跡が付着することはない。

上記撥水剤の塗布では、ＡＬＣパネル１が製造後すぐに使用される場合等に、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤に脱水素性の触媒を添加して塗布すると、固着反応を促進することができて好適である。脱水素性触媒の添加量については、上記メチルハイドロジェンシリコーンの有効成分換算量に対して２００％程度までは、添加量が増えるに従って反応促進効果を得ることができる。しかしながら経済的な合理性の範囲内で、確実な反応促進を図ることができる観点からは有効成分換算量に対して３０〜１００％の添加とすると良好である。尚、本発明のメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤は、加温することなく、そのままの温度でＡＬＣパネル本体２の表面に塗布することができ、十分な撥水機能を有するものであるが、反応促進のため加温処理を行うことも可能である。

なお、上記脱水素性の触媒としては、有機系亜鉛、コバルト、クロム、鉄、アルミニウムの酸化物を例示することができ、上記触媒の中でも有機系亜鉛が好ましい。

また、上記撥水剤の塗布では、メチルハイドロジェンシリコーンによる撥水性及び防水性の向上のために、メチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤に合成樹脂前駆体を添加することも好ましい。合成樹脂前駆体の添加により、特許文献１に記載された撥水剤であるアルキルアルコキシシランと同程度の撥水性及び防水性の付与をすることができる。合成樹脂前駆体とは、縮重合反応などを経て後に合成樹脂を形成する、いわば合成樹脂の原料であり、メチルハイドロジェンシリコーンがＡＬＣパネル本体２の表面と固着するのに合わせて樹脂の膜を形成し、撥水性及び防水性を向上させる。

具体的には、合成樹脂前駆体としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂の前駆体を使用することができる。上記合成樹脂前駆体の中でも、メチロールメラミンが好ましい。すなわち、メチロールメラミン等の合成樹脂前駆体を、メチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤に添加する。

合成樹脂前駆体の添加量については、メチルハイドロジェンシリコーンの有効成分換算成分量に対して３００％程度まではその添加量が増えるに従って撥水性及び防水性が向上するが、経済的な合理性の範囲内で、確実な撥水性及び防水性の向上を図ることができる観点からは、有効成分換算量に対して３０〜１５０％の添加をすると良好である。

そして、上記撥水剤の塗布工程で、脱水素性の触媒、合成樹脂前駆体の添加等により反応促進をした場合には、その後に、撥水剤の塗布層３を形成した後のＡＬＣパネル１をシート掛け養生で或いは室内養生等で７日以上など所定期間養生して撥水及び防水処理を完了し、撥水性及び防水性に優れるＡＬＣパネル１が得られる。

上記撥水剤は反応促進した場合以外は固着反応が緩慢であるため、固着反応に必要な期間養生する。尚、ＡＬＣパネル１は製造されてから数日以上は工場で保管されてから建築現場に到着し、施工されるため、この固着反応に必要な養生期間の確保は、容易である。

本実施形態の軽量気泡コンクリート及びその製造方法では、無機材料表面との固着が起こりにくく、単位量当たりの反応性官能基の数の少ない上記撥水剤の塗布により、大量に生産される軽量気泡コンクリートパネルの表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができると共に、その表面の美観に優れる表面塗装を確実に施すことが可能である。更に、所要量の撥水剤の塗布により、所要の撥水性及び防水性を確実に得ることができる。また、本発明の軽量気泡コンクリート及び軽量気泡コンクリートの製造方法は、表面の撥水性及び防水性のムラやバラツキを防止することができると共に、長時間にわたって軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）と水分が長時間接触した場合であっても、濡れ色や吸水跡が付着することなく、美観に優れた軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）を提供することができる。さらに、上記撥水剤塗布後のＡＬＣを７日以上等所要期間養生することにより、撥水性及び防水性に優れるＡＬＣを確実に使用することができる。

本発明の軽量気泡コンクリートの製造方法で得られる軽量気泡コンクリートは、前記軽量気泡コンクリートの外表面の複数箇所における水の接触角の各測定値において、（ａ）最大接触角と最小接触角との差が３０度以下であり、かつ、（ｂ）最小接触角が８０度以上であることを特徴とする。すなわち、（ａ）最大接触角と最小接触角との差が３０度以下であることは、撥水性及び防水性にバラツキがないことを示すものであり、（ｂ）最小接触角が８０度以上であることは、撥水性に優れた外表面を有する軽量気泡コンクリートであることを示すものである。また、本発明の軽量気泡コンクリートの製造方法で得られる軽量気泡コンクリートは、６時間以上接触した場合であっても、ＡＬＣ表面に濡れ色や吸水跡が付着することはないことから、製品上美観にすぐれたものである。

以下、実施例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

〔実施例と比較例の実験結果〕
上記実施形態に包含される構成の実施例のＡＬＣパネル１と比較例のＡＬＣパネルの比較実験結果について説明する。

（実施例１〜６及び比較例２、３、５）
本実施例のＡＬＣパネル１と比較例のＡＬＣパネル１の製造では、珪酸質原料として予めボールミルにて粉砕し、比表面積３０００ブレーンに粒度を調製した珪石を４５重量部、石灰質原料として生石灰５重量部、普通ポルトランドセメント３０重量部、繰り返し原料２０重量部の割合で混合し、これらの固体原料合計１００重量部に水６０重量部と少量のアルミニウム粉末及び界面活性剤を加えて、混練してスラリーを作製し、温度を４５℃に調整した。更に、混合したスラリーを予め補強用鉄筋を配列した型枠に鋳込み、アルミニウム粉の反応による発泡で膨張させ、石灰質原料の水和により半硬化した後に、ピアノ線によりパネル寸法に成形し、その後にオートクレーブによる高温高圧水蒸気養生を行ってＡＬＣパネル本体及びＡＬＣパネルを得た。さらに、得られたＡＬＣパネル本体及びＡＬＣパネルについて、撥水剤希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上となるように乾燥を行った。

そして、水蒸気養生後の上記ＡＬＣパネル本体を１枚ずつ水平に静置し、外表面にメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とし、乳化剤と水からなる撥水剤を希釈した上で塗布装置にて塗布し、メチルハイドロジェンシリコーンを有効成分換算で、１．２〜２４．０ｇ／ｍ^２とし、塗布した。これは使用した撥水剤の原液のサンプルの有効成分は６０％であることから、各塗布条件に於ける撥水剤の希釈倍率と塗布量は、下記表１のように設定して実施した。

（比較例４）
また、比較例４として、アルキルアルコキシシランを主成分とする撥水剤を同様に希釈して、有効成分換算で３．０ｇ／ｍ^２で塗布した。

（比較例１）
また、比較例１は撥水剤の塗布がないＡＬＣパネルである。尚、塗布装置による塗布では、撥水剤希釈液としての塗布量は２００ｇ／ｍ^２が最大であり、それ以上の塗布では余剰分をエアーカットにより除去するため塗布液表面から流れ落ちてしまう。

（実施例７）
また、反応促進の観点からメチルハイドロジェンシリコーンの有効成分に対して５０ｗｔ％の添加率として有機亜鉛系の脱水素性触媒を混合した撥水剤についてメチルハイドロジェンシリコーンの有効成分塗布量６ｇ／ｍ^２の試験体を作製した。

（実施例８）
また、撥水性及び防水性の向上のため、メチルハイドロジェンシリコーンの有効成分に対して５０ｗｔ％の添加率として合成樹脂前駆体であるメチロールメラミンを混合した撥水剤について、メチルハイドロジェンシリコーンの有効成分塗布量６ｇ／ｍ^２の試験体を作製した。

（撥水性及び防水性の評価）
各実施例及び各比較例におけるＡＬＣパネル表面の撥水性及び防水性の評価については、撥水剤塗布後にＡＬＣパネルを７日間養生した後、水平に保持して１．０ｍｌの水滴を表面に滴下し、水滴の接触角を測定した。撥水性及び防水性のムラやバラツキを見るために、以上の手順を各実施例及び各比較例で作製した試験体について場所を変えて２０回行った。また、実施例７については、触媒による反応促進の効果を評価するため、養生期間６時間においても同じ評価を行った。

（濡れ色の評価）
各実施例及び各比較例におけるＡＬＣパネル表面の濡れ色の評価については、撥水剤塗布後にＡＬＣパネルを７日間養生した後、水平に保持して１．０ｍｌの水滴を表面に滴下した後、３０分経過後にＡＬＣパネル表面に残った水滴を乾いた布で吸い取り、パネル表面に濡れ色が残っているかどうかを目視にて判定した。同様にして、滴下後６時間経過後にＡＬＣパネル表面に残った水滴を乾いた布で吸い取り、パネル表面に濡れ色が残っているかどうかを目視にて判定した。各実施例及び各比較例の評価結果を下記表２にまとめて示す。

撥水性能の判定基準である水滴の接触角では、水滴がいわゆる水玉となってＡＬＣパネル表面上において転がる現象が見られたのが、接触角８０°を超える場合であったことから、接触角の平均値８０°超えを「適」、以下を「不適」と判定する。また、防水性については、濡れ色の残留が全く無いものを「適」、１サンプルでもあったものを「不適」と判定した。

７日経過後において、比較例１の撥水剤の塗布がないＡＬＣパネルでは、水滴の接触角が非常に低く、又、その濡れ色は１００％である。また、比較例２のメチルハイドロジェンシリコーンの有効成分が１．２ｇ／ｍ^２以下と少ない場合には、水滴の接触角が平均で９０°以下であり、撥水性が十分でない。更に、濡れ色が残るＡＬＣパネルが３５％認められ、濡れ色の付着が認められた。また、実施例１〜８のメチルハイドロジェンシリコーンの有効成分が２．１〜２４．０ｇ／ｍ^２では水滴の接触角は平均で９０°を超えており、濡れ色の残るパネルも見られなかったことから、撥水性及び防水性は十分な性能を有している。ただし、有効成分が２０．０ｇ／ｍ^２において撥水性及び防水性は性能の上限となり、有効成分２４．０ｇ／ｍ^２まで添加量を増加しても性能向上はみられないと考えられることから、有効成分が２０．０ｇ／ｍ^２を添加量の上限値とするのが経済的観点からは好適である。

また、比較例４のアルキルアルコキシシランの場合は、水滴の接触角の平均値も非常に大きく、撥水性が非常に高いが、接触角が非常に小さいデータも散見され、接触角の最大最小差はメチルハイドロジェンシリコーンの３倍程度も有り、撥水性及び防水性のムラやバラツキが生じていることが分かる。濡れ色については、水滴の滴下後３０分経過後には認められないが、６時間経過後においては、殆どのサンプルで認められている。これらの実験データは、時間の経過と共に、水分又は水蒸気が撥水剤であるアルキルアルコキシシランからなる撥水膜を通過して、ＡＬＣパネル表面に吸収されることによって生じているものであることが理解できる。

さらに、比較例５に示されるように、撥水剤の希釈溶液の吸収量が７０ｇ／ｍ^２未満の５０ｇ／ｍ^２のＡＬＣパネル本体を使用した場合には、撥水剤成分のメチルハイドロジェンシリコーンを有効成分換算で６ｇ／ｍ^２と十分に塗布しても、水滴の接触角の平均値は、８９．３°と９０°未満であった。これらの実験データは、水滴の接触角の小さい水滴が多いことを示しており、更に水滴の接触角の最大値と最小値の差が大きいことを示すものである。また、濡れ色も１０％付着していることが認められた。したがって、比較例５のＡＬＣパネルは、その撥水性及び防水性にムラやバラツキを有し、濡れ色が付着しているものと理解することができる。すなわち、ムラやバラツキがない優れた撥水性及び防水性を有し、水分と長時間接触しても濡れ色や吸水跡が付着することない撥水性を有する軽量気泡コンクリートを得るためには、撥水剤成分としてメチルハイドロジェンシリコーンを使用し、かつ撥水剤希釈溶液の吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上のＡＬＣパネル本体を使用することが必要であることが理解できる。

また、比較例２において６時間経過後の場合には水滴の接触角が平均で９０°を下回り、濡れ色の残るパネルが４０％見られることから、メチルハイドロジェンシリコーンの固着反応が遅いために、撥水性及び防水性を発現していないことが分かる。一方、実施例７の脱水素性触媒を添加した場合には、６時間経過後、７日間経過後もほぼ同等の性能であり、水滴の接触角が９０°を超え、パネルに濡れ色が残ってないことから、触媒によって固着反応が促進され、早期に撥水性及び防水性を発現していることが理解される。

また、実施例８において、水滴の接触角が平均で１１６°と非常に大きく、またその最大最小差も小さい。パネルに濡れ色も残っていなかった。即ち、合成樹脂前駆体を添加することによって、性能のムラやバラツキがなく、なおかつ良好な撥水性及び防止性が認められた。

上記試験結果から明らかなように、ＡＬＣにおいて、水蒸気養生後のＡＬＣ本体の撥水剤希釈溶液に対する吸収量を７０ｇ／ｍ^２以上に調製し、その外表面にメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤を、その有効成分換算で２．１〜２４．０ｇ／ｍ^２塗布することにより、撥水性及び防水性に優れ、長時間にわたって水分が接触しても濡れ色がつかない軽量気泡コンクリートを得ることができる。また、脱水素性の触媒を添加することにより、撥水性及び防水性の発現を早めることができる。さらに、メチロールメラミン等の合成樹脂前駆体と添加することにより、より性能の高い撥水性及び防水性を得ることができる。

本発明は、例えば建築物の壁材、屋根、床材等として使用される軽量気泡コンクリートに利用することができる。

１ ＡＬＣパネル
２ ＡＬＣパネル本体
３ 撥水剤の塗布層

Claims (5)

1. 粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体と、
   前記軽量気泡コンクリート本体の外表面に塗布により形成される撥水剤の塗布層を備えた軽量気泡コンクリートであって、
   前記軽量気泡コンクリート本体は、撥水剤の希釈溶液に対する吸収量が７０ｇ／ｍ^２以上であり、
   前記塗布層は、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤が、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布されていることにより形成されていることを特徴とする軽量気泡コンクリート。
   

   
2. 前記撥水剤に、脱水素性の触媒が添加されていることを特徴とする請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
3. 前記撥水剤に、合成樹脂前駆体が添加されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の軽量気泡コンクリート。
4. 粉末状の珪酸質原料及び石灰質原料を主原料とし、高温高圧にて水蒸気養生される軽量気泡コンクリート本体の外表面に、下記一般式で表されるメチルハイドロジェンシリコーンを主成分とする撥水剤の希釈溶液を、その有効成分換算で２．１〜２０．０ｇ／ｍ^２で塗布する工程と、
   前記撥水剤の希釈溶液塗布後の軽量気泡コンクリートを養生する工程と、を備えた軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
   前記軽量気泡コンクリート本体は、前記撥水剤の希釈溶液に対して、７０ｇ／ｍ^２以上の吸収量を有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。
   

   
5. 請求項４記載の製造方法によって得られる軽量気泡コンクリートであって、
   前記軽量気泡コンクリートの外表面の複数箇所における水の接触角の各測定値において、
   （ａ）最大接触角と最小接触角との差が３０度以下であり、かつ
   （ｂ）最小接触角が８０度以上であることを特徴とする軽量気泡コンクリート。

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