JP3318305B2 - Alc製造用ポルトランドセメントおよびalcの製造方法 - Google Patents

Alc製造用ポルトランドセメントおよびalcの製造方法

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達夫 五十畑
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量気泡コンクリ
ート(以下、「ALC」と称す)製造用ポルトランドセ
メントおよびALCの製造方法に関し、特に、40〜50
℃でスラリーを型枠に注入した後、アルミニウム粉末の
反応による発泡が終了するまでの間、低粘度を保つこと
ができるALC製造用ポルトランドセメントおよびALCの製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ALCを製造するには、まず珪
石などの珪酸質原料粉末と、生石灰などの石灰質原料粉
末と、ポルトランドセメントとからなる配合原料に水を
加えて混合し、次いでこれにアルミニウム粉末のような
発泡剤を添加してALCスラリーを調製し、その後この
スラリーを鉄筋を組み込んだ型枠に注入して発泡させ、
さらに所定時間経過後半可塑性体をオートクレーブに入
れて高温高圧で水蒸気養生してALC製品を得るという
方法により製造されている。
【0003】上記のような製造方法によりALCを製造
するにあたり、好適な条件としては、ALC製造用の配
合原料から得られるALCスラリーが、型枠に注入した
後から発泡が終了するまでの間は低粘度を保持すること
である。その理由は、ALCスラリーが高粘度になると
発泡が乱れ、気泡の大きさが不均一になるとともに、そ
の分布も偏った状態となってしまうからである。特に、
高粘度の状態でALCスラリーが発泡した場合、発泡方
向の上部の補強鉄筋上に空洞が発生し易くなり、この空
洞が発生するとALCと補強鉄筋との付着力が低下し、
建築物としての強度にも悪影響を及ぼすおそれがある。
【0004】またALCスラリーは、一般に、例えば長
さ6m、幅1.5m、高さ0.65m等の大きさを有す
る型枠の一定位置から鋳込まれ、その後直ちに発泡を開
始するが、発泡過程において当該ALCスラリーの粘度
が高い場合、発泡高さが均一になるように流動すること
ができず、スラリー鋳込口付近とそれより離れた部位で
高さに差を生じてしまう。これにより特に、発泡の高さ
が低い高さ不足の部位では、補強鉄筋が露出したり、得
られるALC製品の寸法が不足したりする問題も発生す
る。
【0005】一方、補強鉄筋の上部に空洞が発生しない
ようなALCスラリーの粘度を調べたところ、例えばレ
オゼット粘度計HB(ブルックフィールド社(製):商
品名)を用いてNO.21の回転子により1rpmの回
転速度で測定した場合、発泡がほぼ終了する鋳込後30
分間において、該粘度は100Pa・sec以下となる
ことが必用であることが判明した。さらに、ALCスラ
リーの粘度に影響を与える要因は種々考えられるが、特
に、原料として使用されるポルトランドセメントの特性
が最も大きいことが明らかとなり、ALCスラリー粘度
を低くできるポルトランドセメントが所望されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】通常、ポルトランドセ
メントに含まれる含有鉱物である3CaO・A1
(通常CAと略記する)は、水と接すると急激に水和
反応を起こし、こわばりを生ずる。従って、ポルトラン
ドセメントクリンカーにはこのこわばりを防止して安定
な凝結時間を得るために、一般に二水石膏が添加されて
いる。かかる二水石膏は、仕上げミルにてポルトランド
セメントクリンカーと混合粉砕される時の熱で結晶水が
失われて一部が半水石膏となっている。
【0007】また、石膏から溶出するSO 2−イオン
は、CAと反応して水に難溶性の鉱物であるエトリン
ガイトを生成する。通常、セメントが使用される温度、
例えば20℃ではCAの水和反応は比較的緩やかであ
るため、普通ポルトランドセメントと中庸熱ポルトラン
ドセメントについては2.0重量%、早強ポルトランド
セメントについては3.0重量%、超早強ポルトランド
セメントについては4.0重量%程度のSO 量とな
るように石膏を含有させることにより、CA表面をエ
トリンガイトで覆うことが可能となる。これによりポル
トランドセメントの凝結を調整することができる。
【0008】しかしながら、ALCの製造においては生
産性の向上のため、鋳込温度を40〜50℃の高温に保
ってポルトランドセメントの水和反応を加速し、ALC
スラリーが型枠に注入された後硬化するまでの時間を生
産ラインに合致させて短縮する必要がある。鋳込温度を
40〜50℃まで上昇させると、CAの水和反応がさ
らに活発になるが、二水石膏の溶解度は温度が上昇して
も殆ど増加しないため、CAの水和反応に対してエト
リンガイトを生成させるためのSO 2−イオンの供給
が追いつかなくなり、CA表面をエトリンガイトで覆
うことができなくなる。したがってCAの反応はさら
に急激に進行し、ALCスラリーの粘度が高くなってし
まう。
【0009】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、混練水を増大させることなく、ALCスラリーを型
枠へ注入した後発泡が終了するまでの間、低粘度を保つ
ことができるALC製造用ポルトランドセメントおよび
ALCの製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0010】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、ALCス
ラリーを型枠へ注入した後発泡が終了するまでの間、低
粘度を保つことができるALC製造用ポルトランドセメ
ントについて種々研究した結果、原料である早強ポルト
ランドセメントに含有される石膏に着目し、当該石膏の
種類とその添加量を特定することにより上記の課題を解
決することを見出し本発明を完成するに至った。
【0011】したがって前記課題を達成するため本発明
のALC製造用ポルトランドセメントは、SO換算で
全石膏中20〜80重量%の半水石膏を含有する石膏を
添加した早強ポルトランドセメントであることを特徴と
する。このセメントは、二水石膏を添加した早強ポルト
ランドセメントの粉砕温度を調整することにより、二水
石膏の脱水割合を制御すること、あるいは粉砕後のセメ
ントに前述の範囲となるよう二水若しくは半水石膏を添
加混合することなどにより製造することができる。
【0012】また本発明のALCの製造方法は、前記本
発明のALC製造用ポルトランドセメントを使用するこ
とを特徴とするものである。
【0013】本発明において、使用するポルトランドセ
メントは、早強ポルトランドセメントであって、該早強
ポルトランドセメントに添加された全石膏量はSO
算でJIS R 5210規定に準ずるものでよい。
【0014】また、本発明に係るALC製造用ポルトラ
ンドセメントは、SO換算で全石膏中20〜80重量
%が半水石膏であることが必要である。
【0015】このようなALC製造用ポルトランドセメ
ントを使用することにより、ALCスラリーを型枠へ注
入した後発泡が終了するまでの間、低粘度を保つことが
できるALCを容易に製造することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のALC製造用ポルトラン
ドセメントは、SO換算で全石膏中20〜80重量%
の半水石膏を含有する早強ポルトランドセメントであ
る。ALCスラリー中の40〜50℃における半水石膏
の溶解度は、二水石膏のそれの約3〜4倍である。その
ため本発明で規定される特定の範囲の量の半水石膏を使
用すれば、半水石膏からSO 2−イオンが速やかに供
給されて、CA表面がエトリンガイトで覆われ、従っ
てポルトランドセメントのこわばりが防止され、ALC
スラリーの粘度を低く抑えることができる。
【0017】本発明において、石膏内の半水石膏の割合
をSO換算で20〜80重量%としたのは、20重量
%未満ではSO 2−イオンの供給量が少なく、早強ポ
ルトランドセメントのこわばりを遅らせることが困難で
あり、一方80重量%を超えると溶解した半水石膏のう
ちエトリンガイト生成に使用されない過剰分が二水石膏
として再析出する際に、針状結晶として再析出して逆に
ALCスラリー粘度を高くしてしまうためである。
【0018】
【実施例】本発明を、次の実施例について比較例ととも
に説明する。全ての実施例および比較例において、珪酸
質原料としての珪石粉末55重量%と、石灰質原料とし
ての生石灰10重量%と、早強ポルトランドセメント3
5重量%とに水70重量部を加えて混合し、発泡剤とし
てアルミニウム粉末0,07重量部を加えて混合してA
LCスラリーを調製した。次いで該ALCスラリーを長
さ6m、幅1.5m、高さ0.65mの型枠の長手方向
の一端部から鋳込んだ。
【0019】上記ポルトランドセメントクリンカーに添
加する半水石膏の比率を変えてALC製造用ポルトランド
を調製し、これらを実施例および比較例として表1に示
す。
【0020】次いで、レオゼツト粘度計HB(ブルツク
フィールド社(製):商品名)によりN0.21の回転
子を用いて1rpmの回転速度で、発泡がほぼ終了する
鋳込後30分間後の粘度を測定した。また図1に示され
るように、型枠の長さ6m方向においてALCスラリー
鋳込側とその反対側との最終発泡高さを測定した。さら
に得られたALCパネルを図2に示す通り、長手方向の
任意位置にて5箇所、60cm幅方向に切断し、切断面
に露出したそれぞれの補強鉄筋上の空洞をトレーシング
ベーパーに写し取り、画像処理装置にて空洞面積を測定
し、平均値を求めた。これらの測定結果も表1に併せて
示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1から明らかなように本発明の実施例で
は、比較例に比べていずれの場合も粘度が低下し、すな
わち100Pa・sec以下となっており、ALCの製
造に適した特性を有している。また発泡高さについて
も、比較例に比べて、本発明の実施例では鋳込側と反対
側との差が小さい。さらに補強鉄筋上部の空洞面積につ
いても、比較例に比べて、本発明の実施例ではその面積
が極めて小さい。すなわち本発明による早強ポルトラン
ドセメントを使用した場合、ALCスラリーの発泡過程
における粘度上昇を低く抑えることが可能となる。
【0023】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、40〜
50℃での溶解度が大きい半水石膏を早強ボルトランド
セメントクリンカーに特定な範囲に添加したものである
ことから、ALCスラリーの初期における粘度が低いも
のとなり、同一型枠中での発泡高さの差を小さくするこ
とができる。また気泡が均一になり、補強鉄筋の周辺、
特に鉄筋の上方の空隙の発生を防止することが期待で
き、また鋳込温度を40〜50℃とすることが可能とな
ることから、早期に十分な硬度に達するため生産性が高
く、ALC製造用のポルトランドセメントとしてきわめ
て好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】型枠の長さ6m方向において、スラリー鋳込側
とその反対側との最終発泡高さの状態を示す説明図であ
る。
【図2】ALCパネルの長手方向の任意位置にて、5箇
所、60cm幅方向に切断し、切断面に露出したそれぞ
れの補強鉄筋上の空洞を模式的に示す概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二木 昌次 東京都港区新橋5丁目11番3号 住友金 属鉱山株式会社内 (72)発明者 五十畑 達夫 大阪府大阪市大正区南恩加島7丁目1番 55号 住友大阪セメント株式会社 セメ ント・コンクリート研究所内 (56)参考文献 特開 平10−152359(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 7/02 - 7/345 C04B 28/18 - 28/22 C04B 38/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ALCを製造するのに用いるポルトランドセ
    メントが、SO換算で全石膏中20〜80重量%の半
    水石膏を含有する早強ポルトランドセメントであること
    を特徴とするALC製造用ポルトランドセメント。
  2. 【請求項2】ALCを製造するにあたり、請求項1記載の
    ALC製造用ポルトランドセメントを使用することを特
    徴とするALCの製造方法。
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