JP4294113B2 - 軽量気泡コンクリートパネル及びその表面加工方法 - Google Patents

Description

【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パネル及びその表面加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートパネルは、補強鉄筋等を内在させて補強した軽量な既製パネルであり、例えば幅６０センチ、長さ数メートルの大きなパネルとして知られている。この軽量気泡コンクリートパネルは、経済性、軽量性、耐火断熱性、加工性に優れているという特性を有しており、建築業界において個人住宅、店舗付住宅、ビルディングの屋根、床、外壁及び間仕切り材等として多用されている。
【０００３】
しかしながら、軽量気泡コンクリートパネルはこのように諸性質の優れた材料であるが、生産効率上、一般にフラットな平面を持ったパネルとして生産される為、外壁材として使用した場合、意匠性に乏しいという問題がある。そこで、従来から、この課題を克服するために、軽量気泡コンクリートパネル表面に凹凸模様を得る方法が提案されている。例えば、特開昭６３―２５２８４号公報のようにエンペラーユニットを使用して小鋼球のような投射材を軽量気泡コンクリートパネル表面に衝突させて凹凸な粗面を得る技術がある。しかし、該技術によって得られる粗面の形状は、小鋼球の形状や投射速度によって決定するため、生産効率上、均一なものに限定され、複雑で自然な表面テクスチャーは得られにくい等の課題がある。また、軽量気泡コンクリートの地肌が露出された面を軽量気泡コンクリートパネル表面に部分的に存在させるには、部分的に削孔した型板でパネル表面を覆う必要があるため、任意に意匠的な模様付けを行う際、該型板の製作や交換が頻繁に発生するという生産効率上の課題がある。更に、加工後に投射材が軽量気泡コンクリートの地肌に付着し残った状態で輸送または施工が行われると、凹凸な粗面は損傷し易くなること、また、損傷した場合は他の面とのテクスチャーが全く異なるため損傷跡が目立ち易い等の本質的な課題が残されている。
【０００４】
更に、特開平９―１５７０５６号公報のように化粧型を半硬化状パネルに押しつけて模様付き軽量気泡コンクリートパネルを製造する方法、特開平９−２６２８１７号公報のように化粧型を半硬化状パネルに押しつけて模様付き軽量気泡コンクリートを得た後、養生、硬化後に切削加工を行って溝模様を付与する方法、特開平９−２６３４６８号公報のように化粧型を半硬化状パネルに押しつけて模様付き軽量気泡コンクリートを得た後、養生、硬化後にショットブラスト法によって該模様の一部に凹凸な粗面を付与する方法などが提案されている。
【０００５】
しかしながら、該半硬化状パネルの強度は、オートクレイブ養生などの処理によって得られる通常の軽量気泡コンクリートパネルの強度に比較し小さいため、押し付けの際、応力集中による欠損や亀裂の発生が懸念されること、また、気泡が押しつぶされた部分は、通常の軽量気泡コンクリートパネルに比べ高比重であるため、オートクレーブ養生中に熱変化や圧力変化の影響を受け易く、欠損や亀裂を発生させやすいという本質的な課題が残されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決する為に創案されたもので、運搬及び施工時の衝撃による損傷が少なく、少量の塗料で塗装が可能で、且つ複雑で自然な表面テクスチャーを有する軽量気泡コンクリートパネル、及び製造工程中に欠損や亀裂の発生が少なく、生産性に優れた表面加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、次の通りである。
（１）軽量気泡コンクリートパネルにおいて、パネル表面の任意の位置に、押し潰された重質部分からなるプレス面と破砕され気泡の内面がそのまま露出した部分からなる破砕面で不規則に凸凹が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パネル。
（２）軽量気泡コンクリートパネルにおいて、パネル表面の全面に、押し潰された重質部分からなるプレス面と破砕され気泡の内面がそのまま露出した部分からなる破砕面で凸凹が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パネル。
（３）軽量気泡コンクリートパネルが、該パネル表面に化粧目地として溝加工が施された軽量気泡コンクリートパネルである（１）または（２）記載の軽量気泡コンクリートパネル。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の軽量気泡コンクリートパネルの表面外観の例を模式的に図１、図７、図１０、図１２、図１５に示す。本発明において、軽量気泡コンクリートパネルとは、次のような製造方法によって得られたものをいう。例えば、石灰質原料、珪酸質原料に水、発泡剤等が加えられたモルタルスラリーを補強筋が多数配置された型枠に注入し、気泡を含む型枠状の大きなブロックを、硬化途中の半硬化状態でピアノ線を用いて切断し、オートクレーブ養生したものである。
【０００９】
本発明でいう軽量気泡コンクリートパネルは、気泡を含有するものなら、どのような形状のものも含み、建物の床、屋根、間仕切材として使用されるフラットパネル、外壁の出隅部に利用されるＬ字型、Ｒ型のコーナーパネル、補強筋の形状やオートクレーブ養生後のパネルの切削加工によって所定の形状に製造されるものが挙げられる。
【００１０】
軽量気泡コンクリートパネルに最初に加工される溝部２は、例えば従来公知の、切削工具のドリル、フライス、チップソー、リーマ、木工用のこ等を使用することにより形成することができる。溝部２の幅、深さは、特に限定されるものではなく、意匠、加工性から決めることができるが、幅が２〜３０ｍｍ、深さが２〜５０ｍｍが一般的である。溝部２の断面形状は図５に示すような形状に限定されるものではなく、例えば底面部分が曲面であっても、Ｖ字型の傾斜構造であってもよいが、直線的にすると切削加工が容易である。
縦方向の直線のみ、又は横方向の直線のみであっても、縦横の直線からなるタイル調や煉瓦模様であってもよい。この溝部２は後に形成されるプレス面及び破砕面が存在しても、その機械的に切削される底面部分がそのまま連続して残ることにより、溝部２の存在を認めることができる。
【００１１】
また、パネルの端部分の形状は溝部２と同一のものでもよく、切削加工していない比較的平坦なフラットなものでもよい。通常、軽量気泡コンクリートパネルの表面に当たる部分に存在した気泡及びその縁は切断時にピアノ線により、変形したり押し潰されたりするため、ささくれ状や押し潰された比較的平滑な重質層になっている。また、切削加工された表面は気泡が露出している部分と切削工具の刃物により押し潰された重質部分とで構成されているのが一般的である。プレス面及び破砕面は、プレス及び破砕用具７で平面部９に押しつける力を与え、局部をプレス及び破砕させることにより得られるものである。
【００１２】
このプレス面５及び破砕面８は一定の幅で存在するものではなく、任意の部分に形成することが可能である為、軽量気泡コンクリートパネル表面の複数箇所に連続又は不規則に存在してもよい。プレス面５及び破砕面８は、意匠的には点状でも、稿状でも、格子状でも、またこれらの複合状であっても、さらにまた溝部と溝部との間全面にプレス面及び破砕面が形成されたものとこれら点状、稿状、格子状、またこれら複合状との組み合わせで形成してもよい。更に、プレス面及び破砕面が軽量気泡コンクリートパネル全面に形成されていてもよい。
【００１３】
本発明で用いるプレス及び破砕用具７とは、図６に示すように軽量気泡コンクリートパネルの平面部９に対して、水平方向に振動をしながら垂直方向に上下運動するものが最も好ましいが、水平方向に振動しなくてもよいし、垂直方向に上下運動しなくても軽量気泡コンクリート平面部に押しつける力を加えられればどのようなものでもよい。また、プレス面５及び破砕面８の形状及び表面積とプレス面５及び破砕面８の分別は、プレス及び破砕用具７の形状、配置方法、数量、角度、速度などの諸条件を変化させることにより制御することが可能である。
【００１４】
更にプレス及び破砕用具７の形状は、特に限定されるものではなく、意匠、加工性から決めることができるが、軽量気泡コンクリートパネルの平面部に押しつける力を加えることができるものであれば特に限定されない。例えば、図６に示すような先端が曲面のもの、フラットなもの、イカリ状のものでもよいし、模様がついた型枠でもよい。図１に示した軽量気泡コンクリートパネルは、縦横の直線的な溝部２に囲まれた部分の表面に任意にプレス面及び破砕面が形成されたものである。プレス面及び破砕面の断面図を図２、図１１、図１３、図１６に示す。５がプレス面及び破砕面部分である。
【００１５】
このプレス面及び破砕面の表面テクスチャーは、溝部２と同様に、軽量気泡コンクリートの気泡の切断面がそのまま表面に露出した部分と押し潰された重質層とになっているが、溝部の表面とは異なった表面のテクスチャーとなっている。例えば、軽量気泡コンクリートパネルの表面は、製造時に半硬化の段階でピアノ線等で切断されるので気泡の縁が変形したり、つぶれており、また回転刃物等で形成される溝部２の側面部分３や底面部分４は比較的平らで滑らかな面である。このように、プレス面５及び破砕面８の部分が押し潰された重質部分と破砕され気泡の内面がそのまま露出した部分で凸凹を形成しているところに特徴を有する。
【００１６】
次に本発明の軽量気泡コンクリートパネルの表面加工方法は、普通の軽量気泡コンクリートパネルに化粧目地として溝部を設けても、又設けなくてもよい。その次に軽量気泡コンクリートパネル表面の任意の場所、または全面にプレス面及び破砕面を形成するため、プレス及び破砕用具を好ましくは振動させながら、平面部に押しつけるものである。軽量気泡コンクリートはフラットパネルであってもコーナーパネルであってもよい。表面加工方法を図面に基づいて説明する。
【００１７】
軽量気泡コンクリートパネルの平面部に図６に示すようにプレス及び破砕用具７を平面部９に、好ましくは振動を加えながら押しつける力を与える。そうすると、プレス及び破砕用具７の近傍が破砕及び欠落及び陥没及び押し潰されて、気泡の切断面が露出した部分と押し潰された重質部分とからなるプレス面５及び破砕面が形成される。プレス及び破砕用具７の振動する方向は、垂直方向でも水平方向でもよく特に限定するものではないが、垂直方向に振動するほうが好ましい。更に、プレス及び破砕用具７と軽量気泡コンクリートパネルの平面部９とのなす角は特に限定するものではないが、４５度から１３５度が好まく、より好ましくは８０度から１００度である。
【００１８】
このようにして、図１、図７、図１０、図１２、図１５に示すような本発明の表面加工された軽量気泡コンクリートパネルが得られる。例えば、普通の軽量気泡コンクリートパネルは、その製造過程において、オートクレーブ養生により硬化される前の半可逆性の状態で、大きなブロックからピアノ線を用いて多数のパネルに切断して製造されるため、軽量気泡コンクリートパネル表面にあった気泡はピアノ線により押し潰され、比較的平坦な表面を有している。
【００１９】
本発明は表面加工方法は、このような普通の軽量気泡コンクリートパネルの平面部にプレス及び破砕用具７で押しつける力を与え、プレス面及び破砕面を形成させるというものである。そして、本発明の軽量気泡コンクリートパネルは、半可逆性の状態でピアノ線により切断された比較的平滑な表面部分、複雑でなだらかな勾配を有したプレス面及び破砕面とで構成される、又はこれらに加えて更に直線的な溝部分とで構成されることで、微妙なコントラストを有している点に特徴があり、外壁に使用した場合、普通の軽量気泡コンクリートパネルにはない独特な自然調のテクスチャー外観及び任意の模様が得られる。加えて上記のような軽量気泡コンクリートパネルを欠損、亀裂、傷を発生させないと共に生産効率を悪化させることなく得ることができるという利点がある。
【００２０】
本発明の表面加工方法は、比較的欠け易いという軽量気泡コンクリートパネルの強度的に脆いという性質を利用しており、またオートクレーブ養生後の軽量気泡コンクリートパネルにプレス及び破砕用具を振動させながらプレス面及び破砕面を形成するため、容易に軽量気泡コンクリートパネルにプレス面及び破砕面を形成することができ、得られた石割調、石目調、石肌調、木目調などの自然調の意匠及び任意の模様からは想像できないほど、生産性に優れたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお、評価は次の方法により実施した。
（１）衝撃試験実施例で得られたサンプルパネルを８枚づつ台に積み重ねワイヤーロープで固定した後、１．５Ｇの重力加速度をパネルの幅方向および長さ方向に３時間繰り返し与え続けた後、欠損、亀裂の有無について観察した。
（２）塗装試験実施例で得られたサンプルパネルを８枚づつ施工架台へ建て込み、パネル表面の下地調整を十分行った後、市販の軽量気泡コンクリートパネル用塗料をパネル表面へ下塗り、主材吹き、上塗りの手順で吹きつけた。下塗り剤としてはリメークプラ（スズカファイン（株）製）を仕上げ剤としてビューレ（スズカファイン（株）製）とビックセラ（スズカファイン（株））を用いた。上塗り後２４時間後の最終養生を終えた時点で、パネル表面の塗着状態および意匠性を目視で評価した。
【００２２】
【実施例１】
図４と図５に示すように、厚さ１０ｃｍ、幅６０ｃｍ、長さ３００ｃｍの軽量気泡コンクリートパネル表面に、前処理として、通常の回転刃を使用して通常の加工方法で縦方向に溝部２を加工した。次に図６に示すように、平面部９に図中の矢印に示すような上下に振動しながら昇降する機構を有したプレス及び破砕用具７を押しつける力を加えた。その結果、気泡の切断面が露出した部分と気泡が押し潰された重質層からなるほぼ円柱状のプレス面５及び破砕面８が形成された。６が欠落した部分である。以上の加工を全ての溝部２の近傍に沿って連続的に行ったところ、天然石を破砕したような凸凹のひだをもつプレス面５及び破砕面８が得られた。
【００２３】
【実施例２】
図１は、溝部２に囲まれた部分の任意の平面部９を実施例１と同様の方法で加工したパネル表面である。一部分を拡大した平面図、断面図をそれぞれ図２、図３に示す。石肌調の意匠の軽量気泡コンクリートパネルが得られた。図１８に、形成されたプレス面及び破砕面の一部分を写真印刷したものを示す。押しつぶされた重質部分からなるプレス面が形成されていることが判る。また、図１９は、参考に示す剥離用工具でパネル表面に形成された剥離帯の写真印刷であり、剥離帯にはプレス面は形成されていないことが判る。
【００２４】
【実施例３】
図７は、溝部を縦横に形成し、次いで軽量気泡コンクリートパネルの溝部２の両側の側面部分３を実施例１と同様の方法で加工した模式的に示すパネル表面である。一部分を拡大した平面図、断面図をそれぞれ図８、図９に示す。石目調の意匠の軽量気泡コンクリートパネルが得られた。
【００２５】
【実施例４】
図１０と図１１は、それぞれ平面部９の任意の部分を実施例１と同様の方法で加工したパネル表面と断面図を模式的に示す。プレス面及び破砕面５を有する部分と未加工の平面部分とで構成される石割調の意匠の軽量気泡コンクリートパネルが得られた。
【００２６】
【実施例５】
図１２は溝部２に囲まれた平面部９を実施例１と同様の方法で加工したパネル表面を模式的に示す。プレス面及び破砕面と未加工の溝２部分とで構成される石肌調の意匠の軽量気泡コンクリートパネルが得られた。
＜実施例の評価結果＞
実施例１〜５で得られた厚さ１０ｃｍ、幅６０ｃｍ、長さ３００ｃｍの軽量気泡コンクリートパネルをそれぞれ８枚ずつ用意し、積み重ねて衝撃試験を実施したところ、溝部のエッジ部側面部分で欠けや亀裂は全く発生せず、加工直後の形状を維持していた。
【００２７】
次に、実施例１〜５で得られた軽量気泡コンクリートパネル全てについて塗装試験及び施工試験を行った。その結果、塗装時、溝部の側面部における塗料の付着不足や塗装むらなどの発生は全く無く、また外壁として使用した場合、プレス面及び破砕面に凹凸ひだのある形状によって、通常の軽量気泡コンクリートパネルの建築物にはみられない微妙なコントラスト、自然調のテクスチャーが得られた。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の軽量気泡コンクリートパネルは、オートクレーブ養生後の該軽量気泡コンクリートパネルにプレス面及び破砕面を形成するため、製造工程又は輸送、施工時の欠損及び亀裂の発生が少ない。更に上記のような軽量気泡コンクリートパネルを生産効率を悪化させることなく得ることができる。また、プレス面及び破砕面の重質部分は気泡が露出した部分に比べ、塗料の乗りがよく、更に少量の塗料で塗装が可能である。
【００２９】
更に、プレス及び破砕により、石割、石目、石肌、木目調など自然石調の表面テクスチャーの外観及び任意の模様が得られ、通常の軽量気泡コンクリートパネルのみでは達成されない意匠性を表現していることから、差別化、個性化、高付加価値化など近年の建築市場ニーズに十分対応し得るものである。そして、本発明の表面加工方法は、軽量気泡コンクリートパネルの本来の製法、諸性質を変えずに、生産性よく、低コストで意匠性に富んだ軽量気泡コンクリートパネルの工業生産を可能にするものである。また、本発明の表面加工方法は、化粧目地として溝部を施す際の寸法、形状、及びプレス及び破砕用具の寸法、形状、数量、配置等両者の組み合わせによって、様々なバリエーションを表現できるなど、工業的に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、表面加工された、軽量気泡コンクリートパネルの１例を模式的に示した平面図である。
【図２】図１の軽量気泡コンクリートパネルの溝部を長手方向に直角に切断した断面図である。
【図３】図１の溝部と溝部との間を部分拡大し模式的に示した平面図である。
【図４】表面加工する前に溝部を加工した軽量気泡コンクリートパネルを模式的に示す平面図である。
【図５】図４の軽量気泡コンクリートパネルの溝部の長手方向に直角に切断した断面図である。
【図６】本発明の軽量気泡コンクリートパネルの加工方法を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の軽量気泡コンクリートパネルの外観表面の１例を模式的に示す平面図である。
【図８】図７の部分拡大面を模式的に示す平面図である。
【図９】図７の軽量気泡コンクリートパネルの溝部の長手方向に直角の断面を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の軽量気泡コンクリートパネルの１例を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１０の軽量気泡コンクリートパネルの溝部の長手方向に直角の断面を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の軽量気泡コンクリートパネルの外観表面の１例を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１２の軽量気泡コンクリートパネルの溝部の長手方向に直角の断面を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１２の部分拡大面を模式的に示す平面図である。
【図１５】本発明の軽量気泡コンクリートパネルの外観表面の１例を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５のパネルの溝部の長手方向に直角の断面を、模式的に示す断面図である。
【図１７】図１５の部分拡大面を模式的に示す平面図である。
【図１８】実施例２で得られたプレス面及び破砕面の粒子構造を示す写真印刷である。
【図１９】参考例として示す剥離用工具で形成された剥離帯の粒子構造を示す写真印刷である。
【符号の説明】
１ 軽量気泡コンクリートパネル
２ 溝部
３ 溝部の側面部
４ 溝部の底面部
５ プレス面
６ 欠落部
７ プレス及び破砕用具
８ 破砕面
９ 軽量気泡コンクリートパネルの平面部

Claims (3)

1. 軽量気泡コンクリートパネルにおいて、該パネル表面の任意の位置に、押し潰された重質部分からなるプレス面と破砕され気泡の内面がそのまま露出した部分からなる破砕面で不規則に凸凹が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パネル。
2. 軽量気泡コンクリートパネルにおいて、該パネル表面の全面に、押し潰された重質部分からなるプレス面と破砕され気泡の内面がそのまま露出した部分からなる破砕面で不規則に凸凹が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パネル。
3. 軽量気泡コンクリートパネルが、該パネル表面に化粧目地として溝加工が施された軽量気泡コンクリートパネルである請求項１または２記載の軽量気泡コンクリートパネル。

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