JP4370863B2 - 耐凍害性軽量建材 - Google Patents

Description

本発明は、耐凍害性軽量建材に関し、特に、ガラス粉に所定の添加率で発泡剤を添加して得られた原料混合物を成型の成型体を７５０℃超乃至８５０℃未満の温度雰囲気下での焼成により発泡させた耐凍害性軽量建材に関する。

従来、単体の板ガラスのようなソーダ石灰系ガラスを微粉砕、焼成して発泡ガラスや燒結ガラス等のガラス建材にリサイクルすることが行われている。このソーダ石灰系ガラスは、その結晶化反応により光沢を失ったり透明性が悪化したりする失透温度領域が、９３０℃付近をピークとして８５０℃付近〜１０５０℃付近の液相温度領域にある。

上記燒結ガラスを製造する方法として、微粉砕された板ガラスであるガラス粉末に０．０５〜１．５重量％の三酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）粉末から成る焼成収縮防止剤を配合した後、乾式成形、焼成を経て燒結ガラスを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。三酸化アンチモンは、焼成温度が９００〜１０５０℃付近でその効果を発揮する。

また、上記発泡ガラスを製造する方法として、結晶化防止剤としての水ガラス系混和材と、凍害防止剤としてのモルタルなどの珪酸カルシューム（calcium）水和物、即ちセメント水和物とを混和材として使用して、ガラス粉末を原料として焼成温度７００℃〜８００℃で発泡ガラスを製造する方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法により製造された発泡ガラスは、嵩比重が０．２０〜０．８０であるので高い断熱性を有し、耐凍害性軽量断熱建材としての用途がある。
特公平６−８８８０７号公報 特開２００２−１７９４７６号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、燒結ガラスの熱収縮を抑制するために、三酸化アンチモンのような健康に害をもたらす可能性のある特殊な薬剤を使用する必要があるとともに、焼成温度が９００〜１０５０℃付近に限定されるので、焼成温度をそれよりも低温、例えば７５０℃超〜８５０℃未満とすることができない。したがって、この技術では、焼成温度を低温とすると、成型性が悪化する。

また、特許文献２記載の技術を、例えば嵩比重１．０〜２．０の軽量ガラス建材を製造するために応用するには、焼成温度を７００℃〜８００℃から７５０℃超〜８５０℃未満へと高くする必要がある。しかしながら、耐凍害性軽量建材を製造する際において、焼成時の発泡に通常必要とされる温度、即ち７７０℃以下という温度を満たさないので、過剰に発泡して、耐凍害性・吸水性などの耐凍害性軽量建材に適切な物性を確保することができなくなる。また、発泡ガラスは、製造時に発泡膨張するので一般的に成型性が悪い。

さらに、ソーダ石灰系ガラスを、例えば艶消しされたガラス建材へとリサイクルするには、ソーダ石灰系ガラスを失透させる必要があるが、焼成温度が７５０℃超〜８５０℃未満であると、該ソーダ石灰系ガラスは、全く失透することがないか、又は失透までに長時間を必要とする。また、ソーダ石灰系ガラスを艶消しにするために、リサイクルとは無縁の充填剤を添加するのは好ましくない。

本発明の第１の目的は、７５０℃超乃至８５０℃未満の焼成温度であっても、耐凍害性を確保しつつ成型性を向上させることができる耐凍害性軽量建材を提供することにある。

本発明の第２の目的は、余計な充填剤を添加することなく製品の光沢を選択可能にして意匠性を向上させることができる耐凍害性軽量建材を提供することにある。

この発明の耐凍害性軽量建材は、ガラス粉に所定の添加率で発泡剤及び艶消し剤を添加して得られた原料混合物を成型し、得られた成型体を７５０℃超乃至８５０℃未満の温度雰囲気下での焼成により発泡させて、嵩比重を１．０以上２．０以下とした耐凍害性軽量建材であって、前記艶消し剤は、セメント成分の含有量が３０質量％以上のセメント体を含み、前記セメント体は、セメントペースト、モルタルの乾燥粉末、及びコンクリートの乾燥粉末の群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする。

前記艶消し剤は、廃焼成ガラス粉末を含むことを特徴とする。

前記艶消し剤は、粒度が５００μｍ以下のものの含有量が５０質量％以上であることを特徴とする。

前記艶消し剤の添加率は、その粒度が５００μｍ以下のものの前記原料混合物に対する添加率が０．５〜２０質量％の範囲となるような値であることを特徴とする。

前記艶消し剤の添加率は、０．００５〜２０質量％以下であることを特徴とする。

前記ガラス粉は、粒度が１０μｍ以下のものの含有量が３〜２０質量％の範囲にあることを特徴とする。

前記ガラス粉の前記原料混合物における配合率は、３０質量％以上であることを特徴とする。

前記ガラス粉は、廃ガラス建築材であることを特徴とする。

この発明の耐凍害性軽量建材によれば、嵩比重が１．０以上２．０以下であるので、７５０℃超乃至８５０℃未満の焼成温度であっても、耐凍害性を確保しつつ成型性を向上させることができる。

また、原料混合物に艶消し剤が所定の添加率で添加されるので、添加率に応じて製品の光沢を選択可能にして意匠性を向上させることができる。

さらに、艶消し剤がセメント成分の含有量が３０質量％以上含むセメント体を含むので、耐凍結融解性を向上させることができる。

さらにまた、セメント体が、セメントペースト、モルタルの乾燥粉末、及びコンクリートの乾燥粉末の群から選択された少なくとも１つを含むので、廃建築材を用いることによりリサイクル効率を向上させることができる。

また、艶消し剤が廃焼成ガラス粉末を含むので、焼成ガラスのリサイクル効率を向上させることができる。

さらに、艶消し剤の添加率が、その粒度が５００μｍ以下のものの原料混合物に対する添加率が０．５〜２０質量％の範囲となるような値であるので、その配合量を低下させることができる。

さらにまた、艶消し剤の添加率が０．００５〜２０質量％以下であるので、添加率に応じて製品の光沢をより確実に選択可能にして意匠性を向上させることができる。

また、ガラス粉が粒度が１０μｍ以下のものの含有量が３〜２０質量％の範囲にあるので、成型体形状保持性を向上させることができると共に、衝撃亀裂及び収縮亀裂の発生を抑制することができる。

さらに、ガラス粉の原料混合物における配合率が３０質量％以上であるので、建材性を向上させることができる。

さらにまた、ガラス粉が廃ガラス建築材であるので、ガラス建築材のリサイクル効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る耐凍害性軽量建材の製造方法を示す工程図である。

図１において、まず、プロセスＰ１では、廃ガラス建材を回収する。この廃ガラス建材は、建築解体現場等から運搬されてきた廃サッシ付き窓ガラス建材からサッシを分離したものであってもよい。次いで、この廃ガラス建材を水平式ロールクラッシャーを用いて破砕し（プロセスＰ２）、破砕された廃ガラス材（ガラス粉）から夾雑物を除去したものを原料粉とし（プロセスＰ３）、この原料粉の粒度調製を行う（プロセスＰ４）。

粒度調製により、原料粉を、粒度が、例えば１５０μｍ超〜１６５０μｍ以下の範囲になるようにハンマークラッシャーを用いて粉砕した粗粉Ｇと、別途粒度が１５０μｍ以下の範囲にあるものの後述する微粉ｇ全質量に対する割合（以下、このような割合を「含有率」という）が５０％となるように、且つ粒度が１０μｍ以下の微粉ｇ’の含有率が、例えば２３％となるようにボールミルを用いて粉砕した微粉ｇとが得られる。次いで、得られた粗粉Ｇと微粉ｇとを、粗粉ｇの後述する原料混合物の全質量に対する割合（以下、「配合率」という）が、例えば３０質量％となるように、且つ、微粉ｇ’の配合率が、例えば７質量％となるように、混合させる。

なお、原料混合物は、粗粉Ｇ、並びに微粉ｇ及び微粉ｇ’に、後述する軽量化材Ｋ、及び結晶化防止剤Ｃ、場合によっては更に艶消し剤ｒが添加されたものであり、発泡剤である軽量化材Ｋ及び艶消し剤ｒのうち少なくとも一方は凍害防止剤として機能する。

そして、粒度調製されたガラス粉に後述する艶消し剤ｒを添加するか否かを決定する（プロセスＰ５）。プロセスＰ５において、粒度調製されたガラス粉に艶消し材ｒを添加しないと決定された場合には、粒度調製されたガラス粉に結晶化防止剤Ｃが添加された発泡剤としての軽量化材Ｋを添加し（プロセスＰ６，７）、これらを最終的にミキサーを用いて軽く混合して得られた粉体を原料混合物とする（プロセスＰ８）。なお、プロセスＰ６，７において、結晶化防止剤Ｃは、軽量化剤Ｋと別々にガラス粉に添加されてもよい。

プロセスＰ６，７において、結晶化防止剤Ｃが添加された軽量化材Ｋは、例えば以下のように調製される。

まず、発泡剤の炭酸塩であるドロマイトをボールミルを用いて微粉砕した後にドロマイト乾燥微粉を得る。次いで、配合率５質量％のドロマイト乾燥微粉と、配合率６質量％の廃モルタル微粉とを含むガラスカレットに、粉砕助剤としてエチルアルコールを添加して、これを７２時間かけてボールミルを用いて微粉砕する。こうして得られた微粉を、直径５００ｍｍのパン型造粒器を用いて造粒する。この造粒では、発泡ガラス結晶化防止剤Ｃとしての水ガラス溶液の濃度が３４％に調製された水ガラス水溶液がパン型造粒器内に微粉に対する水ガラス粉末の添加率が１７重量％となるように散布される。ここで、水ガラス水溶液は造粒助剤を兼ねる。また、水ガラスとしては、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ１４０８に準拠した３号のものを用いることができる。得られた造粒体を、乾燥させ、縦型のロールクラッシャーを用いて粉砕し、篩にかけ、こうして得られた粒度が２５０μｍ以下の微粉を軽量化材Ｋとする。

次いで、原料混合物をムライト及びコージェライト製の棚板上にセットされた成型用金型内に散布することにより充填する。該棚板は、微粉状のアルミナなどの離型剤により予めコートされている。金型は、例えば厚さ１．５ｍｍの鉄板により１区画が２０３ｍｍ角となるように仕切られている。金型に充填した原料混合物に均しを施すという比較的低い圧力によってプレス成型する（プロセスＰ９）。プレス成型により、原料混合物を脱型時における型崩れを防止することができる。

成型された原料混合物（成型体）をローラーを用いてローラーハース炉（焼成炉）内へ搬送して、焼成温度約８００℃又は８３０℃で約３０分間焼成することにより発泡させる（プロセスＰ１０）。これにより、嵩比重が１．０〜２．０である耐凍害性軽量建材が製造される。なお、この焼成の際における加熱時の昇温速度は、例えば毎分１６℃、徐冷時の降温速度は毎分８℃である。こうして、本工程を終了する。

上記プロセスＰ５において、艶消し剤ｒを添加すると決定したときは、後述するように、粒度調製されたガラス粉に所定量の艶消し剤ｒを添加する。なお、艶消し剤が発泡剤を兼ねるときは（プロセスＰ１１）、プロセスＰ７以降の工程が実行される。

次に、図１のプロセスＰ１１における艶消し剤ｒの添加について説明する。

艶消し剤ｒは、ロールクラッシャー及び湿式ボールミルを用いて粒度調製されたものである。例えば、艶消し剤ｒの粒度は平均５〜６μｍであり、粒度が１０μｍ以下のものが７３質量％以下である。

このように調製された艶消し剤ｒは、粒度調製されたガラス粉への添加率（質量％）に応じて、その艶消しの効果、即ちその光沢が変化する。艶消し剤ｒの原料混合物に対する添加率は、０．００５〜２０質量％以下である。艶消し剤ｒの添加率を増大させるごとに耐凍害性軽量建材を製造した場合における、各耐凍害性軽量建材の艶消しの効果を表１に反射率（％）の測定結果として示す。

なお、表１における反射率は、反射率計（株式会社村上色彩技術研究所製「ＧＭＸ−１０１」）を用いて測定されたものである。

表１から、艶消し剤ｒの配合率を変化させることにより、製造される耐凍害性軽量建材を全艶消しの状態から光沢が有る状態まで変化させることができるのが分かる。したがって、アルミナ微粉などの余計な充填剤を添加することなく製品の光沢を選択可能にして耐凍害性軽量建材の意匠性を向上させることができることになる。また、原料混合物が廃ガラス建材を含む場合には、ガラス建材のリサイクル効率を向上させることができる。

上述したように、図１によれば、粗粉Ｇ、並びに微粉ｇ及び微粉ｇ’に、後述する軽量化材Ｋ、及び結晶化防止剤Ｃ、場合によっては更に艶消し剤ｒが添加された原料混合物であって、軽量化材Ｋ及び艶消し剤ｒのうち少なくとも一方が凍害防止剤として機能する原料混合物をプレス成型し（プロセスＰ９）、成型された原料混合物を焼成温度約８００℃又は８３０℃ですることにより発泡させ（プロセスＰ１０）、嵩比重が１．０〜２．０である耐凍害性軽量建材を製造するので、焼成温度約８００℃又は８３０℃であっても、耐凍害性を確保しつつ成型性を向上させることができる。

上記焼成温度は、７５０℃超〜８５０℃未満、好ましくは７６０℃超〜８２０℃未満である。なお、この温度範囲は、ウォールスター（商品名）の製造における焼成温度約１０００℃に比べはるかに低い。これにより、耐凍害性軽量建材の製品化に際し加熱コストを低減させることができる。上記数値限定の理由は以下の通りである。焼成温度が下限値以下であると、軽量化剤Ｋが不足すると共に、ガラス粉の軟化が不足して、製造される耐凍害性軽量建材の発色が不十分となり、その色調がくすんで見えるようになるだけでなく、その表面が滑らかではなくなる。一方、焼成温度が上限値以上であると、過剰発泡が発生して、耐凍害性が悪化し、焼成寸法・形状にずれが生じたり、金属の耐熱性が悪化し、棚板・枠・メッシュベルトなどの焼成炉内の金属製冶具を使用することができなくなったりする。

以下、本実施の形態に係る耐凍害性軽量建材について説明する。

本実施の形態に係る耐凍害性軽量建材には、製造の際には、搬送時における衝撃亀裂の発生及び燒結時における収縮亀裂の発生の抑制が求められ、製造後においては、後述する成型体形状保持性が優れていることが求められる。

上記衝撃亀裂は、成型体を棚板又はメッシュベルトに積載して焼成炉内を搬送するまでに該成型体に加わる衝撃により製造された耐凍害性軽量建材に生じる亀裂である。この衝撃亀裂の発生を抑制するためには、原料混合物をできる限り微粉として、高圧によってプレス成型する方法又は粘土類や水ガラス等の配合物の接着力によって湿式成型する方法がある。したがって、原料混合物は粗粉であるほど好ましい。

また、上記収縮亀裂は、粘土類を初めとするセラミックスを原料とする建材の製造時に発生し易く、原料が微粉であるほど発生し易い。したがって、原料混合物は粗粉であるほど好ましい。上記成型体形状保持性は、プロセスＰ９におけるプレス成型時及び離型時、並びに搬送時における型崩れ（脆さ）に対する耐性をいい、これを優れたものとするには、原料混合物の原料間における凝集力が必要とされる。したがって、原料混合物は微粉であるほど好ましい。

すなわち、耐凍害性軽量建材の原料混合物には、収縮亀裂の発生を低減するために粗粉であることが求められる一方、成型体形状保持性を優れたものとするために微粉であることが求められる。

これに対して、本実施の形態では、原料混合物を粗粉として、成型体内の原料間のルーズな結合力によってガタや撓みなどの衝撃を吸収させる。これにより、原料混合物が粗粉であっても、収縮亀裂の発生を低減させることができる。

以下、耐凍害性軽量建材の原料混合物について説明する。

ガラス粉の原料となる廃ガラス建材は、フロート板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、Ｌｏｗ−Ｅ板ガラス、鏡板ガラスなどの板ガラスや、色ガラスを含むビンガラスなどである。また、ガラス粉を廃ガラス建材としたが、市中流通した廃ガラス、工場循環ガラスカレットなど若干の不純物を含むものであってもよい。また、ガラス粉は、ソーダ石灰系ガラスから成ることが好ましい。

ガラス粉の配合率は、特に限定されるものではないが、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上である。これにより、製造された耐凍害性軽量建材は、例えば内壁材、外壁材、床材への使用に必要とされる基本性能、例えば強度、硬度、耐汚染性、汚染清掃性が優れたものとすることができる。なお、耐汚染性とは、耐凍害性軽量建材の表面にゴミなどの汚染物質が付着しにくいか、又は該表面に付着した汚染物質が表面から自然に脱離しやすい性質をいい、汚染清掃性とは、耐凍害性軽量建材の表面に汚染物質が付着しても、その付着性が悪いために除去（清掃）することがたやすい性質をいう。

ガラス粉は、粒度が１０μｍ以下のものの含有量が３〜２０質量％の範囲、好ましくは５〜１０質量％の範囲にある。この数値限定の理由は、ガラス粉の粒度が１０μｍ以下のものの含有量が３質量％以上、好ましくは５質量％以上であると、製造された耐凍害性軽量建材の成型体形状保持性を優れたものとすることができるからであり、同含有量が２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下であると、搬送時における衝撃亀裂及び燒結時の収縮亀裂の発生を抑制させることができるからである。

また、ガラス粉の粗粉Ｇは、その最大粒度を５０００μｍがであれば、耐凍害性軽量建材の成型性を損なうことをなくすことができる。なお、意匠性を確保するために、この粗粉Ｇに粒度が５０００μｍ超のガラスカレットを添加してもよい。このように、本実施の形態に係るガラス粉には、粗粉Ｇが比較的低多く含まれており、プロセスＰ９のプレス成型では比較的低い圧力で成型体を形成するので、上記高圧力のプレス成型や湿式成型に必要となる大設備を不要とすることができると共に、意匠や物性の自由度を向上させて用途に合わせることができる。

また、ガラス粉において、粗粉Ｇと微粉ｇとは、配合率が３０質量％となるように、且つ、微粉ｇ’の配合率が３〜２０質量％、好ましくは５〜１０質量％となるように、混合される。上記数値限定の理由は以下の通りである。成型体形状保持性を確保するためには、微粉ｇ’の配合率が３〜１０質量％、好ましくは５％〜１０質量％であり、搬送時における衝撃亀裂及び燒結時における収縮亀裂を防止するためには、微粉ｇ’の配合率が２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下であるからである。これにより、成型体形状保持性を確実に確保することができると共に、衝撃亀裂及び収縮亀裂の発生を確実に抑制することができる。

軽量化剤Ｋ（以下、「発泡剤Ｋ」という）は、珪酸カルシューム水和物又はセメント水和物を含む。珪酸カルシューム水和物又はセメント水和物は、１００℃超から１０００℃近くまでに亘って徐々にその結晶水をガスとして解離する。ガラス粉末は、焼成温度が６００℃付近を超えると燒結を開始し、燒結の進行に伴って上記ガス状の結晶水を捕捉し、焼成温度が８００℃付近となると燒結したガラスは軟化を開始し、軟化の進行に伴って捕捉した結晶水をガスとして再び解放することにより発泡して、製造される耐凍害性軽量建材を軽量化する。

これにより、特許文献１記載の技術のように、三酸化アンチモンのような健康に害をもたらす可能性のある特殊な薬剤を使用することをなくすことができるだけでなく、三酸化アンチモンを用いてもできなかった成型体形状保持性の向上を焼成温度が７５０℃超〜８５０℃未満において達成することができる。また、原料混合物には軽量化剤Ｋが添加されているので、耐凍害性軽量建材の施工に際し、ガラス製品ではできないくぎ打ち、ドリル穴あけ、丸鋸による切断を施すことができ、施工性を向上させることができる。

発泡剤Ｋは、セメントペースト、並びにモルタル及びコンクリート等のセメント水和物の乾燥粉末の群から選択された少なくとも１つを含むセメント体を含むものであってもよい。なお、モルタルとは、セメント成分を質量２５％質量程度の含むセメント体をいい、コンクリートとは、セメント成分を１０〜１４質量％程度含むセメント体をいう。本実施の形態において、上記セメント体は、セメント成分の含有量が３０質量％以上である。これにより、耐凍結融解性を向上させることができる。コンクリートは、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）であってもよい。これらのセメント体として建築解体時の廃棄物を用いることにより、リサイクル効率を向上させることができる。

発泡剤Ｋは、粒度が１５０μｍ以下のものの含有率が５０質量％以上であり、好ましくは粒度が１０μｍ以下のものの含有率が５０質量％以上である。

発泡剤Ｋの添加率は、粒度が１５０μｍ以下であるものの上記ガラス粉に対する添加率が１〜１５質量％の範囲、好ましくは２〜１０質量％の範囲となるような値であり、より好ましくはその粒度が１０μｍ以下であるものの添加率が０．５〜１０質量％の範囲、好ましくは２〜７質量％の範囲となるような値である。これらの下限値未満では、発泡剤Ｋの発泡作用（軽量化効果）を十分に奏することができず、これらの上限値を超えると、ガラス粉の軟化が抑制されて成型体における発泡（軽量化）が起こらなくなる。

なお、本実施の形態に係る耐凍害性軽量建材は、特許文献２記載の耐凍害性軽量断熱建材よりも断熱性を重視していないので、嵩比重が１〜２の範囲にあり、焼成温度も通常の発泡ガラスよりも高く、強度、意匠性、硬度、嵩比重の点で、断熱性発泡ガラスと板ガラスの中間の位置を占める。これにより、特許文献２記載の耐凍害性軽量断熱建材よりも強度、意匠性、硬度などの点で優れたものとすることができる一方、焼成温度が通常の発泡ガラスよりも高いので、凍害性破損が発生し易い。凍害性破損を抑制するためには、原料混合物の粒度を調製することが考えられる。粒度調整の方法には、原料混合物を微粉にする方法がある。原料混合物が微粉であるほど、製造された耐凍害性軽量建材の中には微細な気泡が分散して形成される。したがって、１つ１つの気泡はガラス成分により周囲が取り囲まれることになり、もって気泡という空隙に水が侵入すること、即ち吸水性が低減して凍害性破損の発生が抑制されるものと考えられている。すなわち、耐凍害性軽量建材は、形成された１つ１つの気泡によりある程度の凍害性が与えられる。

艶消し剤ｒは、セメント自身、セメントペースト、並びにモルタル及びコンクリート等のセメント水和物の乾燥粉末の群から選択された少なくとも１つを含むセメント体を含むものであってもよい。なお、上記セメント体のうち、セメント自身は、水和物ではなく、高温で安定であるので、水和物であり、高温で活性化して脱水反応を起こす他のセメント体の方が好ましい。上記セメント体は、セメント成分の含有量が３０質量％以上である。これにより、耐凍結融解性を向上させることができる。コンクリートは、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）であってもよい。これらのセメント体として建築解体時の廃棄物を用いることにより、リサイクル効率を向上させることができる。

艶消し剤ｒは、廃焼成ガラス粉末を含むものであってもよい。

艶消し剤ｒは、粒度が５００μｍ以下のものの含有量が５０質量％以上、好ましくは粒度が１５０μｍ以下のものの含有量が５０質量％以上、より好ましくは粒度が１０μｍ以下のものの含有量が５０質量％以上である。

艶消し剤ｒは、微粉であるほどその添加率を低下させることができる。艶消し剤ｒのガラス粉に対する添加率の値は、粒度が５００μｍ以下のもののガラス粉に対する添加率が０．５〜２０質量％の範囲、好ましくは１〜１５質量％の範囲で、且つ粒度が１５０μｍ以下のもののガラス粉に対する添加率が０．１〜１５質量％の範囲、好ましくは０．５〜８質量％の範囲となるように決定される。好ましくは、艶消し剤ｒの添加率の値は、上記各範囲に加えて、粒度が１０μｍ以下のもののガラス粉に対する添加率が０．０１〜１０質量％の範囲、好ましくは０．１〜５質量％の範囲となるように決定される。これらの数値限定において、下限値では艶消し剤ｒの艶消し効果を得ることができ、上限値では耐凍害性軽量建材が全艶消しの状態とすることができる。

次に、耐凍害性軽量建材の成型体形状保持性について説明する。

図１の製造工程にしたがって作製される耐凍害性軽量建材の原料混合物の配合率〔質量％〕をそれぞれ変化させたときの、作製された試験片の耐凍害性、軽量性、建材性、及び成型体形状保持性を表２に示す。表２は、各試験片に対して、耐凍害性として吸水率〔質量％〕及び耐凍結融解性サイクルが、軽量性として嵩比重が、建材性として曲げ強度〔ＭＰａ〕が測定され、成型体形状保持性として、型崩れしているか否か、及び焼成時における収縮亀裂が発生したか否かが評価されたものを示す。なお、実施例１〜９及び比較例１〜４において焼成温度は約８００℃、実施例１０，１１において焼成温度は約８３０℃であった。

なお、表２において、型崩れに関する評価は、型崩れしている場合を○、型崩れしていない場合を×とされ、収縮亀裂に関する評価は、収縮亀裂が発生しなかった場合を○、収縮亀裂が発生した場合を×とされており、いずれの評価も○である場合には、試験片の成型体形状保持性が優れていると評価される。

表２から、耐凍害性軽量建材において、平均粒度１５０μｍ以下のものの含有率が５０質量％で、且つ粒度１０μｍ以下のものの含有率が７３質量％である粗粉ｇの配合率が２０質量％以上であると（実施例１〜１１）、成型体形状保持性が優れているのが分かる。

上記実施の形態において、発泡剤は、発泡剤Ｋに代えて、後述する別の発泡剤Ｋであってもよい。

別の発泡剤Ｋは、発泡ガラス粉末と、当該発泡ガラス粉末への添加率が１〜１５質量％の珪酸カルシューム水和物又はセメント水和物と、珪酸ソーダ粉末又はその水溶液から成る結晶化防止剤Ｃと、発泡ガラス粉末への添加率が１〜１０質量％の炭酸塩から成る他の発泡剤とを含むものである。上記炭酸塩は、ドロマイト又は炭酸カルシュームから成る。

別の発泡剤Ｋは、さらに、結晶化防止剤Ｃとして珪酸ソーダ粉末を含むか、又は結晶化防止剤Ｃ且つ造粒結合材（造粒助剤）として珪酸ソーダ粉末水溶液（水ガラス）を含んでもよい。これにより、図１のプロセスＰ６，７を同時に実行することができる。

この場合には、別の発泡剤Ｋは、粒度が５００μｍ以下、好ましくは３００μｍである。この粒度にするために、原料を造粒するか、又は造粒後に粉砕することが好ましい。この理由は、別の発泡剤Ｋが粒度が高い発泡粒を含むと、製造された耐凍害性軽量建材は、その発泡粒を中心として凍害が生じて破損（以下、「凍害性破損」という）するからである。

また、別の発泡剤Ｋの原料混合物における配合率は、１〜１５質量％の範囲、好ましくは３〜８質量％の範囲にある。この理由は、配合率が下限値未満であると、製造された耐凍害性軽量建材の耐凍害性は優れているが、軽量性が悪化して嵩比重が増大すると共に、焼成時の寸法や形状を保持する性質、すなわち焼成寸法保持性が悪化する。一方、配合率が上限値を超えると、製造された耐凍害性軽量建材の軽量性は優れているが、焼成時に過剰発泡が発生するので、耐凍害性及び軽量性が悪化するからである。

上記実施の形態に係る耐凍害性軽量建材は、主に、建築物の内外装壁材、床材などの用途がある。

耐凍害性軽量建材の原料混合物に顔料、例えば無機顔料を添加することにより、耐凍害性軽量建材を着色してもよい。また、無機顔料の組み合わせて添加することによって、特に表面層における着色を模様化させてもよい。これにより、耐凍害性軽量建材の意匠性を向上させることができる。

また、原料混合物に粗粒や他の原料を添加することによって、耐凍害性軽量建材の表面層の物性を変化させてもよい。

原料混合物における発泡剤Ｋを配合率を０質量％に又は小さい値にすることによって、耐凍害性軽量建材の表面層の硬度や汚染清掃性を向上させてもよい。これにより、硬度や汚染清掃性が向上された耐凍害性軽量建材を台所用壁材、床材などに適用することができる。

さらに、製造された耐凍害性軽量建材に型によるプレス成型を部分的に施して、表面に浮彫り細工（レリーフ：relief）を施してもよい。これにより、耐凍害性軽量建材の意匠性を向上させることができる。

本実施の形態に係る耐凍害性軽量建材は、建築物における台所用壁材などの内外装壁材、床材などの用途がある。

本発明の実施の形態に係る耐凍害性軽量建材の製造工程を示す工程図である。

Claims (8)

1. ガラス粉に所定の添加率で発泡剤及び艶消し剤を添加して得られた原料混合物を成型し、得られた成型体を７５０℃超乃至８５０℃未満の温度雰囲気下での焼成により発泡させて、嵩比重を１．０以上２．０以下とした耐凍害性軽量建材であって、前記艶消し剤は、セメント成分の含有量が３０質量％以上のセメント体を含み、前記セメント体は、セメントペースト、モルタルの乾燥粉末、及びコンクリートの乾燥粉末の群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする耐凍害性軽量建材。
2. 前記艶消し剤は、廃焼成ガラス粉末を含むことを特徴とする請求項１記載の耐凍害性軽量建材。
3. 前記艶消し剤は、粒度が５００μｍ以下のものの含有量が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の耐凍害性軽量建材。
4. 前記艶消し剤の添加率は、その粒度が５００μｍ以下のものの前記原料混合物に対する添加率が０．５〜２０質量％の範囲となるような値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の耐凍害性軽量建材。
5. 前記艶消し剤の添加率は、０．００５〜２０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の耐凍害性軽量建材。
6. 前記ガラス粉は、粒度が１０μｍ以下のものの含有量が３〜２０質量％の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の耐凍害性軽量建材。
7. 前記ガラス粉の前記原料混合物における配合率は、３０質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の耐凍害性軽量建材。
8. 前記ガラス粉は、廃ガラス建築材であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の耐凍害性軽量建材。

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