JP3359699B2 - 軽量気泡コンクリートの製造方法 - Google Patents

軽量気泡コンクリートの製造方法

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高結晶性を有する軽量
気泡コンクリート(以下ALCという)の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来ALCは、石英を主体とする珪砂、
珪石等の結晶質珪酸質原料と生石灰及びセメント等の石
灰質原料とを混合し、水を加えてスラリー状としたもの
に界面活性剤等の気泡剤や金属アルミ等の発泡剤を添加
して気泡を混入させ、、オートクレーブにて高温高圧水
蒸気養生を行うことにより製造されている。
【0003】このようにして製造されるALCは、トバ
モライトを主成分とし、その結晶を多く含有させること
により、高強度、長期耐久性を発揮するものであが、ト
バモライト結晶を多く生成させるためには、高純度のS
iO2 原料が必要とされていた。純度の低いものでは一
般にALCの製造に必要とされる高温高圧水蒸気養成
は、180℃、10kg/cm2 に昇温昇圧し、その後
6〜10時間保持することによって行われる。
【0004】上述のトバモライトの結晶性を上げる目的
で、珪酸質原料と石灰質原料に含水アルミナ化合物を添
加しALCを製造する方法(特開昭51ー130422
号公報)が行われている。しかし、この方法は石英結晶
の溶解度を抑制させることによりトバモライトを合成さ
せるものであり、従って反応時間を短縮させるものでは
なかった。
【0005】一方反応時間を短縮させるために、珪石の
溶解を促進させる方法として、珪酸質原料と石灰質原
料、さらにアルカリを使用する方法が発明されていた。
しかし上記の方法では、初期の反応は早いものの、その
反応は半結晶状態で停滞し、トバモライトの生成が少な
く、製品の品質が悪くなるという問題があった。
【0006】また、珪酸質原料と石灰質原料にKOH、
Al(OH)3 を添加する効果(石膏と石灰、No.1
96,22(1985))が知られているが、この方法
はKOHが珪酸質原料と石灰質原料100重量部に対し
て、アルカリが200重量部以上添加されており、トバ
モライトの合成に要する時間は24時間以上であり、目
的を達成するものとは言えなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のことから本発明
の課題は、短時間で高結晶のトバモライトから成る品質
の高いALCの得られる製造方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、結晶質
原料と石灰質原料とを主成分として、さらにアルミ成分
とアルカリ成分を含む原料に、水を混合してオートクレ
ーブ養生する軽量気泡コンクリートの製造方法におい
て、結晶質珪酸質原料と石灰質原料100重量部に対し
てアルミ成分として非晶質珪酸アルミを1〜20重量
部、及びアルカリ成分として水酸化アルカリを0.1〜
2重量部添加することを特徴とする軽量気泡コンクリー
トの製造方法である。
【0009】本発明で使用される珪酸質原料としては、
結晶質のものを用いる。結晶質珪酸質原料には、一般に
使用されている石英を主体とするシリカ原料を用いるこ
とができる。また石灰質原料としては、生石灰、消石
灰、各種セメント等を使用することができる。非晶質珪
酸質原料のものを主原料として用いると、トバモライト
の結晶化が遅延され、短時間養生の目的を達成できな
い。
【0010】また、本発明のアルカリ成分としては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなど
の水酸化アルカリを使用する。前記水酸化アルカリの添
加量は、結晶質珪酸質原料と石灰質原料100重量部に
対して0.3〜2重量部である。水酸化アルカリの添加
量が0.3重量部未満であると、結晶質珪酸質原料の溶
解促進の効果が小さいため合成時間の短縮には効果が小
さく、また2重量部を越える値であると、高結晶性のト
バモライトは得られるが、スラリーのアルカリ濃度が高
くなることによりモルタル成形時の発泡速度を急激なも
のとするので、均質な泡の形成が困難となる。好ましく
は0.3〜1.5重量部の範囲である。
【0011】さらに、アルミ成分としては非晶質珪酸ア
ルミを使用する。非晶質珪酸アルミは、通常非晶質のS
iO2 、Al2 3 を主成分とする原料であり、セメン
トのシリカ、アルミナ源として使用されるもので、埋蔵
量が多くかつ工業的安定入手可能な原料である。非晶質
珪酸アルミはX線回折によると非晶質であり、まれに原
料中に石英、ハロイサイト等の結晶質鉱物を含むことも
あるが、効果には影響しない。非晶質珪酸アルミの組成
の一例を示すと、SiO2 72.0重量部、AlO3
2.6重量部、K2 O2.0重量部であるが、本発明の
原料とするのにはAl2 3 成分を5重量%以上含有す
るものを用いると好ましい。非晶質のSiO2 、Al2
3 成分が、水和した石灰質原料とポゾラン反応をして
モルタルの硬化時間を短縮することができる。
【0012】前記の非晶質珪酸アルミの添加量は、結晶
質珪酸質原料と石灰質原料100重量部に対して1〜2
0重量部である。添加量が1重量部未満であるとトバモ
ライトは生成するが、合成時間の短縮には効果が小さ
く、また20重量部を越えると、高結晶性のトバモライ
トは得られるが、モルタル成形時においてスラリー粘性
が高くなることにより、発泡の際に均質な泡の形成が困
難となる。好ましくは3〜15重量部の範囲である。
【0013】上記のアルカリの添加時期は珪石が添加さ
れる前であればいつでも良く、またアルミについては珪
石投入前あるいは珪石投入時に添加すれば良い。上述の
原料に適量の水を添加し、必要に応じてその他の添加剤
を添加し、スラリーを得る。成形体を得るにあたって
は、水/固形分の比は固形分の70%程度とするとよ
い。水の添加時期は特に限定されていないが、撹拌しや
すさ等の点からまず水と石灰質原料を混合し、次にアル
ミ及びアルカリを添加し、最後に珪酸質原料を添加する
と良い。こうして得られたスラリーを、必要により予備
養生を行った後にオートクレーブで4〜6時間程度の高
温高圧養生を行うことにより、ALCを得ることができ
る。
【0014】
【作用】従来例のように、アルカリ化合物のみを添加し
た場合は、珪石等の珪酸質原料の溶解を促進させるが、
半結晶のままで停滞するため、トバモライト結晶性が低
下する。これはSiO2 成分の溶解が促進され、Ca/
Siモル比の小なる水和物が生成し、トバモライト生成
量が少ないためと推察される。一方、本発明の様に水酸
化アルカリと共に非晶質珪酸アルミを添加した場合に
は、水酸化アルカリにより結晶質珪酸質原料の溶解が促
進されると同時に、オートクレーブ反応前にアルミニウ
ムが固溶された水和物が生成し、この水和物は次のオー
トクレーブ反応で容易に結晶質珪酸質原料と反応し、高
結晶性のトバモライトができると考えられる。
【0015】
【実施例】以下実施例について説明する。実施例に於い
て、得られたALCのトバモライト結晶性は、X線回折
法によりd値11.3、5.48、3.08、2.9
8、2.82オングストロームでの各ピーク強度を測定
することによって求めた。
【0016】
【実施例1〜4及び比較例1〜5】石灰質原料として生
石灰とセメント、結晶質珪酸質原料として、SiO2
有量が99%以上で平均粒径が12μmの珪石に、アル
ミ成分として非晶質珪酸アルミ(組成:非晶質珪酸アル
ミ100重量部中にAl2 3 12.6重量部、SiO
2 72.0重量部、K2 O2.0重量部)、アルカリ成
分として水酸化カリウム、発泡剤として少量のアルミニ
ウム粉末を表1に示す組成になるように各々配合し、さ
らに70重量部及びその他微量の添加剤を等量ずつ添加
し、撹拌した混合物を60℃で3時間保持した。続いて
高温高圧(180℃、10kg/cm 2 )にてオートク
レーブ反応を各々示す通りの時間行いALCを作成し
た。得られたALCのX線回折測定の結果を表1、2に
示す。また、ALC成形体を中央部分で切断し、気泡径
や分散状態を観察した。 (以下余白)
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】表1、2を見れば明らかな様に、実施例の
ものはいずれもオートクレーブ時間が4時間で高結晶性
のトバモライトが得られ、また気泡が均質な成形体が得
られた。一方、比較例1では、必要強度を達成させる程
度のトバモライト結晶性を得るためには、オートクレー
ブを8時間以上行わなければならず、比較例1より若干
反応速度は促進されるものの、比較例2の様に4時間の
オートクレーブ時間ではトバモライト結晶は著しく低
い。また、比較例3、5においては、高結晶性のトバモ
ライトは得られているものの、気泡が均質な成形体が得
られていない。さらに比較例4では、トバモライト合成
時間を遅延させるハイドロガーネットの生成量が多くみ
られた。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば非晶質珪酸アルミとアルカリ成分を特定の範囲内で
添加することにより、短時間で高結晶性のトバモライト
が得られるので、生産性の向上をはかることができるだ
けでなく、モルタルの成形時の発泡を阻害することがな
いので均質な気泡を得ることができ、モルタル硬化を促
進させるとができるため、型枠の利用効率を高くするこ
とができるので、品質の向上をはかることができる等の
特徴を有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 22:08 C04B 22:06 Z 22:06) 103:42 103:42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶質珪酸質原料と石灰質原料とを主成分
    として、さらにアルミ成分とアルカリ成分とを含む原料
    に、水を混合してオートクレーブ養生する軽量気泡コン
    クリートの製造方法において、結晶質珪酸質原料と石灰
    質原料100重量部に対してアルミ成分として非晶質珪
    酸アルミを1〜20重量部と、アルカリ成分として水酸
    化アルカリを0.1〜2重量部添加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。
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