JP4357662B2 - 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 - 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の製造方法に関する。
【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、軽量気泡コンクリートパネルは、このように諸性質に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綱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った。
【０００４】
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をパネル表面に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、損傷した場合には他の面とのテクスチャーが全く異なるために損傷跡が目立ち易い等の本質的な課題が残されている。
【０００５】
更には、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。
【０００６】
しかし、該半硬化状パネルの強度は、オートクレー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。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題点を解決する為に、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、凹凸模様付きの意匠性に優れた軽量気泡コンクリートパネルを提供すること、及び製造工程中に欠損や亀裂の発生の少ない且つ生産性に優れた製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は前記の課題を達成したものであり、それは次のとおりである。
（１）ニードル、釘、タガネ、針を単独又は併用して用い、作動させる位置および作動深さを数値制御して軽量気泡コンクリートパネル表面を連打し、深さの異なる多数の窪みを形成することを特徴とする軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明によって得られる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６に示す。本発明に用いられる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。
【００１０】
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。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。
【００１１】
本発明においては、ニードル、釘、タガネ、針を単独又は併用して用い、作動させる位置および作動深さを数値制御して軽量気泡コンクリートパネル表面を連打し、該パネル表面に深さの異なる多数の窪みを形成させることを特徴とするが、その物理的衝撃の作動深さ及び衝撃力は、軽量気泡コンクリートが本来持つパネル強度を保つ範囲内で付与される。ここで言う「深さ」とは、軽量気泡コンクリートパネル表面から内部に対しての厚み方向の距離を言う。
【００１２】
軽量気泡コンクリートパネル表面に窪みを形成するためには、物理的衝撃付与手段（例えば、ニードル等）により振動を加えながら往復運動をさせ軽量気泡コンクリートパネル表面に連打する。その作動位置は任意の位置とし、作動深さも任意の位置とする。例えば、作動位置をパネルのＸ軸及びＹ軸の座標上Ｘ１、Ｙ１に設定し、また作動深さをＺ軸の座標上Ｚ１に設定し、意図した凹凸模様付きの軽量気泡コンクリートパネルの化粧面の輪郭から事前に導き出した数値にて設定置を制御する。これにより深さの異なる窪み付きの軽量気泡コンクリートパネルが得られるのである。
【００１３】
本発明において用いられる物理的衝撃付与手段としては、軽量気泡コンクリートパネル本来の強度を損なうことなく衝撃を付与しうるもの、且つ作動位置、深さ等を数値制御し易いものに限られる。その代表的なものとしてはニードルであるが、ニードルの代わりに、例えば、釘、タガネのようなものでもよいし、更にはハンマー等のような比較的径の大きなものでもよい。又、ニードル、針、タガネ、ハンマー等は１本でもよいし、複数本で使用してもよいし、これらを併用して使用してもよい。
【００１４】
以下、代表的な物理的衝撃付与手段としてのニードルについて説明を行う。
ニードルの先端形状は、軽量気泡コンクリートパネル表面に物理的衝撃を与え、底部に円形（又は多角形）の密実な窪みを形成出来、軽量気泡コンクリートパネル本来の強度を損なわず、且つ数値制御し易いものであればどのようなものでもよいが、底部に密実な実質的に円形（または多角形）の形状をした窪みを形成させるためには接触面が実質的に円形（又は多角形）である必要がある。ここで、「実質的に円形」とは、真円、楕円、またはそれらに類似した円形状を意味する。以下、「底部に密実な実質的に円形の形状をした窪み」を、便宜上「密実な円形の窪み」と称する。また「実質的に多角形」とは、三角形、四角形、六角形、またはこれらに類似した多角形状、またはこれらの形状を含む複雑な形状を意味する。以下、「底部に密実な実質的に多角形の形状をした窪み」を、便宜上「密実な多角形の窪み」と称する。
【００１５】
当然のことではあるが、ニードルの先端形状とパネル上の窪みとの関係は、基本的にはニードルの先端形状がパネルの表面に転写される。接触する部分のニードル先端が鋭利になると、密実な部分の体積が小さくなり、且つ円形（又は多角形）の窪みが深く細長いものとなる。接触する部分を鈍器にすると、密実な部分の体積が大きく、且つ円形（又は多角形）の窪みが浅く太いものとなる。又、ニードルの先端が鋭利なものと鈍器なものを併用すると、軽量気泡コンクリートパネル表面に、密実な部分の体積が小さく、且つ円形（又は多角形）の窪みが深く細長いものと、密実な部分の体積が大きく、且つ円形（又は多角形）の窪みが浅く太いものを混在させることができる。
【００１６】
軽量気泡コンクリートパネル表面の広範囲に拡がる窪み４のテクスチャーは、気泡が押し潰されて軽量気泡コンクリート粉が重なり合って底部が密実な円形（又は多角形）の窪みになっており、その周辺は気泡が切断されて縁が変形したり、つぶれたりしている。また窪み部自体には高低差を有し、凹凸模様となっているため、軽量気泡コンクリートパネル表面の被加工部と窪み部との明瞭なコントラストを有したものとなる。
【００１７】
軽量気泡コンクリートパネル表面に広範囲に多数形成される密実な円形（又は多角形）の窪みの数は、ニードルの作動条件により定まる。また、密実な円形（又は多角形）の窪み部の形状は、ニードルの入射角により多少変化する。更に、密実な円形（又は多角形）の窪み部に存在する高低差は、ニードルの衝撃力、衝撃回数、ストロークなどにより定まる。
【００１８】
ニードルの衝撃力を大きくすればするほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは深いものとなるし、小さくすればするほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは浅いものとなる。また、ニードルと軽量気泡コンクリートパネル表面の距離が短ければ短いほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは深い物となるし、長くなれば長くなるほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは浅い物となる。更に、ニードルの作動回数が多ければ多いほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは深い物となるし、少なければ少ないほど、密実な円形（又は多角形）の窪みは浅い物となる。
【００１９】
以上のように、本発明においては、物理的衝撃の各種付与条件を数値制御することにより、該パネル表面に様々な意匠性を有する軽量気泡コンクリートパネルを得ることができる。このようにして得られた表面加工された軽量気泡コンクリートパネルの１例として図１〜図３に示している。
【００２０】
更に、本発明によって得られる軽量気泡コンクリートパネルの他の態様としてパネル表面に溝部を有する軽量気泡コンクリートパネルにおいても、前記同様の表面加工処理を施すことにより前記のパネルとは異なった意匠性を有する軽量気泡コンクリートパネルを得ることができる。軽量気泡コンクリートパネルに加工される溝部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。
【００２１】
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、また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。
【００２２】
溝部は、前記の表面加工を施す前に形成してもよいし、前記の表面加工をほどこした後に形成してもよい。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およ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。
【００２３】
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。このようにして得られた表面加工された、表面に溝部を有する軽量気泡コンクリートパネルの１例として図４〜図６に示している。
【００２４】
多数の窪みを有し、該窪みはその底部が実質的に円形（又は多角形）で且つ密実であって、しかもそれぞれの窪み部の深さに高低差が存在している化粧目地１２の幅、深さは、特に限定する物ではなく、意匠、加工性から決めることが出来るが、幅が２ｍｍから１００ｍｍ、深さが０．１ｍｍ〜５０ｍｍが好ましい。多数の窪みを有し、該窪みはその底部が実質的に円形（又は多角形）で且つ密実であって、しかもそれぞれの窪み部の深さに高低差が存在している化粧目地１２は軽量気泡コンクリートパネル表面に縦方向の直線のみ、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。又、端部分の形状は化粧目地１２と同一のものであっても良いし、溝部２と同一のものであっても良いし、比較的平坦なフラットなものでもよい。
【００２５】
本発明においては、先端形状が円形（又は多角形）のニードル、針、タガネ、ハンマーを用いることにより、パネル表面に密実な円形（又は多角形）の窪みを形成させることを特徴としているが、該ニードル、針、タガネ、ハンマー等の先端形状が円形、三角形、四角形、六角形、またはこれらを含む多角形、またはその他複雑な形状のものを複数組み合わせて用いることにより、更に意匠性に優れた軽量気泡コンクリートパネルを得ることができる。
【００２６】
【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。
【００２７】
（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、主剤吹き、上塗りの手順で吹きつけた。下塗り剤としてはＮＤコート下塗り（スズカファイン（株）製）を主剤としてＮＤコート陶石（スズカファイン（株））を上塗り剤としてＮＤコート上塗りを用いた。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。
【００２８】
【実施例１】
図１に示すように、厚さ１０ｃｍ、幅６０ｃｍ、長さ２００ｃｍの軽量気泡コンクリートパネル表面に、上下に振動しながら往復運動をするニードルを数値制御し、表面加工をおこなった。ニードルの先端形状は図１１に示すような鈍器なものを使用した。その結果、気泡が押し潰されて軽量気泡コンクリート粉が重なり合って密実な円形の窪みと、その周辺は気泡が切断されて縁が変形したり、つぶれたりしている気泡の切断面が露出した部分が形成された。又、密実な円形の窪みは比較的体積が大きく、且つ浅く太いものになった。
【００２９】
このような表面加工処理を施した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。次に、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、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、高低差を有した密実な円形の窪みが凹凸模様となって、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明瞭なコントラスト、自然調のテクスチャーが得られた。
【００３０】
【実施例２】
図４に示すように、厚さ１０ｃｍ、幅６０ｃｍ、長さ６０ｃｍの軽量気泡コンクリートパネル表面に、振動しながら往復運動するニードルを数値制御し、表面加工をおこなった。ニードルの先端形状は図１２に示すような鋭利なものを使用した。その結果、気泡が押し潰されて軽量気泡コンクリート粉が重なり合って密実な円形の窪みと、その周辺は気泡が切断されて縁が変形したり、つぶれたりしている気泡の切断面が露出した部分が形成された。又、密実な円形の窪みは比較的体積が小さく、且つ深く細長いものになった。
【００３１】
【実施例３】
図１３に示すように、厚さ１０ｃｍ、幅６０ｃｍ、長さ６０ｃｍの軽量気泡コンクリートパネル表面に、振動しながら往復運動するニードルを数値制御し、表面加工を行った。ニードルの先端形状は図１１に示すような鈍器なものと図１２に示すような鋭利なものを併用した。その結果、気泡が押しつぶされて軽量気泡コンクリート粉が重なり合って密実な円形の窪みと、その周辺は気泡が切断されて縁が変形したり、つぶれたりしている気泡の切断面が露出した部分が形成された。又、密実な円形の窪みは比較的体積が大きく、且つ浅く太い物と比較的体積が小さく、且つ深く細長いものが混在したものとなった。更に、外壁として使用した場合、凹凸な面に平滑なタイルを貼ったようなテクスチャーが得られた。
【００３２】
それぞれの実施例にて得られた軽量気泡コンクリートパネルを用い、後処理として、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。このような表面加工処理を施した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。
【００３３】
次に、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、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、高低差を有した密実な円形の窪みが凹凸模様を形成し、さらにはパネル表面に設けた溝部が前記の実施例１とは異なる明瞭なコントラストを与え、自然調のテクスチャーが得られた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、気泡と密実な窪みが併存することにより製造、輸送、および施工の各工程におけるパネルの欠損、亀裂および傷の発生が少なく、また、密実な窪みの部分は気泡が露出した部分に比べ塗料の乗りがよいので少量の塗料で塗装が可能であり、更には、石割、石目、岩肌、砂岩調など自然石調の表面テクスチャーの外観及び任意の凹凸模様が得られるので、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軽量気泡コンクリートが得られる。
【００３５】
そして本発明の方法によれば、軽量気泡コンクリートパネルの本来の諸性質、製法を変えずに、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、及び物理的衝撃付与における数値制御の仕方によって様々なバリエーションを表現できるなど、工業的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によって得られる軽量気泡コンクリートパネルの１例の外観表面を模式的に示す平面図である。
【図２】 図１の表面加工された軽量気泡コンクリートパネルを長手方向に直角に切断した断面図の１例である。
【図３】 図１を部分拡大し模式的に示した平面図である。
【図４】 本発明によって得られる軽量気泡コンクリートパネル（溝部を有する）の１例の外観表面を模式的に示す平面図である。
【図５】 図４の表面加工された軽量気泡コンクリートパネルを長手方向に直角に切断した断面図の１例である。
【図６】 図４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７】 溝部を形成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（表面加工処理を施す前）である。
【図８】 図７の軽量気泡コンクリートパネルを長手方向に直角に切断した断面図（表面加工処理を施す前）の１例である。
【図９】 本発明の表面加工方法において軽量気泡コンクリートパネルのＸ軸（６）、Ｙ軸（７）、Ｚ軸（８）を示す図である。
【図１０】 （Ａ） 本発明による軽量気泡コンクリートパネルの表面加工における加工前の姿を模式的に示す断面図である。
（ｂ） 本発明による軽量気泡コンクリートパネルの表面加工中の姿を模式的に示す断面図である。
【図１１】 本発明の表面加工方法において使用する鈍器なニードルの１例である。
【図１２】 本発明の表面加工方法において使用する鋭利なニードルの１例である。
【図１３】 本発明によって得られる軽量気泡コンクリートパネル（密実な円形の窪みが存在する化粧目地）の１例の外観表面を模式的に示す平面図である。
【図１４】 図１３の表面加工された軽量気泡コンクリートパネルを長手方向に直角に切断した断面図の１例である。
【図１５】 図１３の化粧目地と化粧目地との間を部分拡大し模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１ 軽量気泡コンクリートパネル
２ 溝部
３ 軽量気泡コンクリートパネルの平面部
４ 密実な円形の窪み
５ 気泡が切断され露出した部分
６ Ｘ軸
７ Ｙ軸
８ Ｚ軸
９ ニードル
１０ 鈍器なニードル
１１ 鋭利なニードル
１２ 密実な円形の窪みが存在する化粧目地

Claims (1)

1. ニードル、釘、タガネ、針を単独又は併用して用い、作動させる位置および作動深さを数値制御して軽量気泡コンクリートパネル表面を連打し、深さの異なる多数の窪みを形成することを特徴とする軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。

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