JP3137614B2 - 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの製造方法 - Google Patents
微粒バルーン軽量高強度コンクリートの製造方法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
- C04B20/04—Heat treatment
- C04B20/06—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微粒バルーン軽量高
強度コンクリートの製造方法に関する。
強度コンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】微粒
バルーンは、アルミノ珪酸塩ガラスからなり非常に微細
で比表面積が大きく適度な粒度分布をもつので、養生に
よって微粒バルーンの外殻はセメントと反応して強固に
結合する。そして、微粒バルーンの痕跡として残された
独立気孔は平均径２０μｍ以下と非常に微細であるため
に破壊の起点になりにくいので、高強度が発現してい
る。この独立気孔が多量に存在するために、軽量性が保
たれ、優れた断熱性を有し、結露防止性、防音性、耐火
性など優れた機能性を併せ持つ。
バルーンは、アルミノ珪酸塩ガラスからなり非常に微細
で比表面積が大きく適度な粒度分布をもつので、養生に
よって微粒バルーンの外殻はセメントと反応して強固に
結合する。そして、微粒バルーンの痕跡として残された
独立気孔は平均径２０μｍ以下と非常に微細であるため
に破壊の起点になりにくいので、高強度が発現してい
る。この独立気孔が多量に存在するために、軽量性が保
たれ、優れた断熱性を有し、結露防止性、防音性、耐火
性など優れた機能性を併せ持つ。
【０００３】本発明のポイントは、日本特許第２５６２
７８８号による微粒中空ガラス球状体（以下微粒バルー
ンと称す）の優れた特性、すなわち、微細性、軽量性、
高強度、断熱性、耐熱性、防音性とセメントとの優れた
反応性に着目してこれよりもさらに平均粒径の微少なバ
ルーンを用いる点にある。特許第２５６２７８８号の特
徴は平均２０μｍ以下の火山ガラス質堆積物の微粒子
と、この微粒子の親水性を減少させる親水性減少剤との
混合物を生成し、流動層式加熱炉を用いることによっ
て、前記混合物を９００℃〜１２００℃で熱処理する方
法を用いている点にある。
７８８号による微粒中空ガラス球状体（以下微粒バルー
ンと称す）の優れた特性、すなわち、微細性、軽量性、
高強度、断熱性、耐熱性、防音性とセメントとの優れた
反応性に着目してこれよりもさらに平均粒径の微少なバ
ルーンを用いる点にある。特許第２５６２７８８号の特
徴は平均２０μｍ以下の火山ガラス質堆積物の微粒子
と、この微粒子の親水性を減少させる親水性減少剤との
混合物を生成し、流動層式加熱炉を用いることによっ
て、前記混合物を９００℃〜１２００℃で熱処理する方
法を用いている点にある。
【０００４】上記特許においては、原料である火山ガラ
ス質堆積物として、鹿児島県吉田町に産し、粒径が比較
的微少に揃っている二次堆積シラス（以下では単にシラ
スと称する）を用いている。また親水性減少剤には、シ
ラスの微粒子の表面水酸基とカップリング反応を生じる
ことにより、シラスの微粒子表面に撥水性を与えるカッ
プリング剤であり、メチルトリメトキシシランを主成分
とするシランカップリング剤などを用いて実施してい
る。
ス質堆積物として、鹿児島県吉田町に産し、粒径が比較
的微少に揃っている二次堆積シラス（以下では単にシラ
スと称する）を用いている。また親水性減少剤には、シ
ラスの微粒子の表面水酸基とカップリング反応を生じる
ことにより、シラスの微粒子表面に撥水性を与えるカッ
プリング剤であり、メチルトリメトキシシランを主成分
とするシランカップリング剤などを用いて実施してい
る。
【０００５】ここで、上記微粒バルーンの代わりに合成
樹脂製のビーズやバルーンを用いた場合には、このよう
なセメントとの反応性がないので、これら粒子とセメン
ト粒子との強固な結合が起こらず、高強度にならない。
本発明で用いる微粒バルーンとしては、粒径が小さいほ
ど高強度であり、セメントとの反応性も高くなるので、
特に平均粒径１０μｍ未満とした場合には、後述する実
施例１、２に見られるように、標準砂を用いたコンクリ
ートよりも２０％以上軽量化しているにもかかわらず、
曲げ強度が著しく向上しており、圧縮強度も同等以上を
示した。そして、強度値をコンクリートのカサ比重で割
った「比強度」においては、比曲げ強度、比圧縮強度
は、共に著しい強度向上を示した。
樹脂製のビーズやバルーンを用いた場合には、このよう
なセメントとの反応性がないので、これら粒子とセメン
ト粒子との強固な結合が起こらず、高強度にならない。
本発明で用いる微粒バルーンとしては、粒径が小さいほ
ど高強度であり、セメントとの反応性も高くなるので、
特に平均粒径１０μｍ未満とした場合には、後述する実
施例１、２に見られるように、標準砂を用いたコンクリ
ートよりも２０％以上軽量化しているにもかかわらず、
曲げ強度が著しく向上しており、圧縮強度も同等以上を
示した。そして、強度値をコンクリートのカサ比重で割
った「比強度」においては、比曲げ強度、比圧縮強度
は、共に著しい強度向上を示した。
【０００６】また、微粒バルーンを用いる場合、その平
均粒径が１０μｍ未満で比表面積が大きいので、混練時
に多くの水を必要とする傾向にあるが、減水剤を適量
（対セメント比で約４％以下）加えることによって、必
要以上の水分を抑えることが可能となった。このこと
が、微粒バルーンを使いこなす上での重要な点であり、
軽量性と高強度を両立させるポイントとなっている。
均粒径が１０μｍ未満で比表面積が大きいので、混練時
に多くの水を必要とする傾向にあるが、減水剤を適量
（対セメント比で約４％以下）加えることによって、必
要以上の水分を抑えることが可能となった。このこと
が、微粒バルーンを使いこなす上での重要な点であり、
軽量性と高強度を両立させるポイントとなっている。
【０００７】そこで、本発明においては微粒バルーンが
有する軽量性と高強度さらには断熱性やその他の諸性質
を活用できる用途としてコンクリート組成に含有するこ
とに着目して鋭意研究を重ね、微粒バルーン軽量高強度
コンクリートを提供するに至ったものである。そして本
発明は、従来技術では困難であった軽量性と高強度を両
立したコンクリートの開発を目的としている。
有する軽量性と高強度さらには断熱性やその他の諸性質
を活用できる用途としてコンクリート組成に含有するこ
とに着目して鋭意研究を重ね、微粒バルーン軽量高強度
コンクリートを提供するに至ったものである。そして本
発明は、従来技術では困難であった軽量性と高強度を両
立したコンクリートの開発を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明においては微粒バ
ルーンを組成中に包含した微粒バルーン軽量高強度コン
クリートの製造方法を提供しようとするものであって、
その構成としては、請求項１に記載したように、セメン
ト粒子間の空隙に、火山ガラスの微粉砕粒子を急速加熱
して形成した平均粒径１０μｍ未満の微粒バルーンを流
入充填させるものであって、セメントの重量１に対して
重量比０．５〜１．５の割合で上記平均粒径１０μｍ未
満の火山ガラスからなる微粒バルーンを加え、これに水
と減水剤を加えて混練し、養生させてコンクリートを製
造することを特徴としている。上記した微粒バルーンを
含有した軽量高強度コンクリートを製造する本発明方法
によると、セメント粒子間に微粒バルーンを充填させる
のに好適な製造方法であり、セメント比０．５未満で
は、高強度になるが、軽量化を達成できない。また、セ
メント比１．５を越えては、軽量化するが、高強度にな
らない。本発明に用いる微粒バルーンは、低比重なので
セメント比は上記した０．５〜１．５でも充分軽量化で
きることになる。
ルーンを組成中に包含した微粒バルーン軽量高強度コン
クリートの製造方法を提供しようとするものであって、
その構成としては、請求項１に記載したように、セメン
ト粒子間の空隙に、火山ガラスの微粉砕粒子を急速加熱
して形成した平均粒径１０μｍ未満の微粒バルーンを流
入充填させるものであって、セメントの重量１に対して
重量比０．５〜１．５の割合で上記平均粒径１０μｍ未
満の火山ガラスからなる微粒バルーンを加え、これに水
と減水剤を加えて混練し、養生させてコンクリートを製
造することを特徴としている。上記した微粒バルーンを
含有した軽量高強度コンクリートを製造する本発明方法
によると、セメント粒子間に微粒バルーンを充填させる
のに好適な製造方法であり、セメント比０．５未満で
は、高強度になるが、軽量化を達成できない。また、セ
メント比１．５を越えては、軽量化するが、高強度にな
らない。本発明に用いる微粒バルーンは、低比重なので
セメント比は上記した０．５〜１．５でも充分軽量化で
きることになる。
【０００９】上記製造方法によって得られた微粒バルー
ン軽量高強度コンクリートによると、平均粒径１０μｍ
未満の微粒バルーンは、特に軽量性と断熱性に優れてお
り、セメントの粒子間の空隙に流入されて空隙を充実さ
せたコンクリートとなり、軽量なコンクリートを形成で
きるものとなり、軽量で断熱性に優れた屋根瓦、断熱性
を必要とするビルの壁や屋根、軽量で浮力を必要とする
コンクリートポンツーン等の製品に広く使用できる。
ン軽量高強度コンクリートによると、平均粒径１０μｍ
未満の微粒バルーンは、特に軽量性と断熱性に優れてお
り、セメントの粒子間の空隙に流入されて空隙を充実さ
せたコンクリートとなり、軽量なコンクリートを形成で
きるものとなり、軽量で断熱性に優れた屋根瓦、断熱性
を必要とするビルの壁や屋根、軽量で浮力を必要とする
コンクリートポンツーン等の製品に広く使用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次いで本発明の実施の形態とし
て、セメントと、微粒バルーンと、水および減水剤につ
いての配合例を以下の表１に示す。これらの配合例に基
づき何れの場合にも、混練後、養生させるもので、養生
後の微粒バルーン軽量高強度コンクリートの強度につい
ては以下の表２に示す通りである。
て、セメントと、微粒バルーンと、水および減水剤につ
いての配合例を以下の表１に示す。これらの配合例に基
づき何れの場合にも、混練後、養生させるもので、養生
後の微粒バルーン軽量高強度コンクリートの強度につい
ては以下の表２に示す通りである。
【００１１】＜実施例および比較例＞ 比較例は、ＪＩＳ Ｒ５２０１−１９９７の基本配合を
参考にしている。何れも養生は、長期的強度を見るため
に、促進試験の手法を用いた。具体的には、成形後１日
湿気箱中、脱形後に７０℃の温水中で９．５日間養生し
た。
参考にしている。何れも養生は、長期的強度を見るため
に、促進試験の手法を用いた。具体的には、成形後１日
湿気箱中、脱形後に７０℃の温水中で９．５日間養生し
た。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】養生方法（全て同じ条件）： 成形後１日
湿気箱中、脱形後に７０℃の温水中で９．５時間養生し
た。 ＊ 上記の曲げ強度、圧縮強度は平均値（３検体）であ
る。 軽量化率＝（１−（微粒バルーンコンクリートのカサ比
重／標準砂コンクリートのカサ比重）×１００ 比曲げ強度＝各実施例の曲げ強度／各実施例のカサ比重 比圧縮強度＝各実施例の圧縮強度／各実施例のカサ比重 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの特徴： 軽量、
高強度について 曲げ強度、圧縮強度は、標準砂を用いたＪＩＳ規格試験
体より約２５％以上軽量化（コンクリートのカサ比重で
比較して）しているにもかかわらず、高強度を示した。
それらの比強度は、抜群に優れている。
湿気箱中、脱形後に７０℃の温水中で９．５時間養生し
た。 ＊ 上記の曲げ強度、圧縮強度は平均値（３検体）であ
る。 軽量化率＝（１−（微粒バルーンコンクリートのカサ比
重／標準砂コンクリートのカサ比重）×１００ 比曲げ強度＝各実施例の曲げ強度／各実施例のカサ比重 比圧縮強度＝各実施例の圧縮強度／各実施例のカサ比重 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの特徴： 軽量、
高強度について 曲げ強度、圧縮強度は、標準砂を用いたＪＩＳ規格試験
体より約２５％以上軽量化（コンクリートのカサ比重で
比較して）しているにもかかわらず、高強度を示した。
それらの比強度は、抜群に優れている。
【００１５】特に曲げ強度が優れている。セメントとの
反応性がよく強固に結合することと、微粉砕火山ガラス
と異なり焼成作用を受けており、中空状が多いが、破片
状など複雑形状の粒子が多いと考えられ、その複雑な粒
子とセメント粒子が複雑にからみつき、反応して強固に
結合し、軽量化しているにもかかわらず、著しい曲げ強
度の向上を示したと考えられる。
反応性がよく強固に結合することと、微粉砕火山ガラス
と異なり焼成作用を受けており、中空状が多いが、破片
状など複雑形状の粒子が多いと考えられ、その複雑な粒
子とセメント粒子が複雑にからみつき、反応して強固に
結合し、軽量化しているにもかかわらず、著しい曲げ強
度の向上を示したと考えられる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明による微粒バルーン
軽量高強度コンクリートの製造方法によると、平均粒径
１０μｍ未満の微粒バルーンはセメントの粒子間の空隙
内に流入して空隙を充填させ易くなり、コンクリート重
量を軽減して軽量性と高強度さらには断熱性を具有する
コンクリートを提供でき、種々の用途、例えば軽量性と
高強度さらには断熱性とが要求される屋根瓦、ビルの壁
や屋根、軽量性で浮力を要求するコンクリートポンツー
ン等の製品として好適なコンクリートを提供できる方法
となる。
軽量高強度コンクリートの製造方法によると、平均粒径
１０μｍ未満の微粒バルーンはセメントの粒子間の空隙
内に流入して空隙を充填させ易くなり、コンクリート重
量を軽減して軽量性と高強度さらには断熱性を具有する
コンクリートを提供でき、種々の用途、例えば軽量性と
高強度さらには断熱性とが要求される屋根瓦、ビルの壁
や屋根、軽量性で浮力を要求するコンクリートポンツー
ン等の製品として好適なコンクリートを提供できる方法
となる。
【００１７】しかも、本発明による微粒バルーンを含有
する軽量高強度コンクリートの製造方法によれば、至極
簡単でコストメリットをもたらす製造方法となる。
する軽量高強度コンクリートの製造方法によれば、至極
簡単でコストメリットをもたらす製造方法となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 春美 鹿児島県姶良郡隼人町小田1445番１ 鹿 児島県工業技術センター内 審査官 米田 健志 (56)参考文献 特開 平７−24299（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−191963（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 38/00 - 38/10
Claims (1)
- 【請求項１】セメント粒子間の空隙に、火山ガラスの微
粉砕粒子を急速加熱して形成した平均粒径１０μｍ未満
の微粒バルーンを流入充填させるものであって、セメン
トの重量１に対して重量比０．５〜１．５の割合で上記
平均粒径１０μｍ未満の火山ガラスからなる微粒バルー
ンを加え、これに水と減水剤を加えて混練し、養生させ
てコンクリートを製造することを特徴とする微粒バルー
ン軽量高強度コンクリートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7611799A JP3137614B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7611799A JP3137614B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000264754A JP2000264754A (ja) | 2000-09-26 |
| JP3137614B2 true JP3137614B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=13595979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7611799A Expired - Fee Related JP3137614B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微粒バルーン軽量高強度コンクリートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137614B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4521497B2 (ja) * | 2003-06-17 | 2010-08-11 | 鹿児島県 | シラスコンクリート装飾材及びその製造方法 |
| CN112592135A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-04-02 | 成都拓凝舟涂料科技有限公司 | 一种水泥基墙体材料的制备方法 |
| CN113563771B (zh) * | 2021-08-18 | 2022-09-13 | 广东薄可涂环保科技有限公司 | 一种防开裂隔音复合材料及其制备方法 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP7611799A patent/JP3137614B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000264754A (ja) | 2000-09-26 |
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