JP6624822B2 - 軽量気泡コンクリートパネル - Google Patents
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Description
軽量気泡コンクリートパネルは、高い耐火性能を有している材料で構成されるが、軽量気泡コンクリートパネル自体にさらに高い耐火性能を持たせるためには、その厚さや密度を大きくする必要がある。しかし、その厚さやその密度を大きくすることに伴い、そのパネル重量が増加することによる施工性の低下、作業者への負担増、建物重量が増加することによる耐震性能の低下、および建物を支える基礎を強固にする必要があることによる工数の増加、という課題が生じていた。
よって、上記の課題を解決するために、その厚さ及びその密度を大きくすることなく、より耐火性能に優れた軽量気泡コンクリートパネルが求められていた。
[1]珪酸質原料、石灰質原料及び水を含むスラリーに発泡剤を加え、前記発泡剤が加えられた前記スラリーを型枠に注入して成型を行い、その後、前記型枠内で半硬化状態になった軽量気泡コンクリートをオートクレーブ養生することで得られる軽量気泡コンクリートパネルに於いて、該軽量気泡コンクリートを構成する全固形分に対して、輻射熱を吸収または反射する輻射熱吸収反射成分が1wt%以上かつ5wt%未満含有されており、輻射熱吸収反射成分は、軽量気泡コンクリートパネルの一方の面が加熱されたときに軽量気泡コンクリートパネルの他方の面に伝わる熱を低減させるものであり、輻射熱吸収反射成分は、ケイ酸ジルコニウム及び炭化ケイ素の少なくともいずれかを含んでおり、軽量気泡コンクリートの密度は、350kg/m 3 以上かつ450kg/m 3 以下であり、軽量気泡コンクリートの厚さは、35〜50mmであることを特徴とする。
[2]前記輻射熱吸収反射成分は、酸化ジルコニウム、二酸化チタン及び二酸化ケイ素の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、[1]に記載の軽量気泡コンクリートパネル。
(1)酸化ジルコニウム、二酸化チタン、鉄チタン酸化物、酸化鉄、二酸化クロム、二酸化マンガン、酸化アルミニウム、ジルコン酸バリウムなどの金属酸化物、
(2)二酸化ケイ素、ケイ酸ジルコニウムなどのケイ素化合物、
(3)炭化ジルコニウム、炭化ケイ素などの炭化物系化合物、
(4)酸化鉄−酸化銅、酸化アルミニウム−窒化チタン、酸化アルミニウム−炭化ケイ素などの複合酸化物、
(5)窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどの窒化物系化合物、
(6)ステンレス鋼粒子などの合金粒子、アルミニウム粒子などの金属粒子、
(7)グラファイトなどの炭素質物質、炭素繊維、
から選ばれる一種の成分または二種以上の混合成分を用いることができる。輻射熱吸収反射成分2は高温領域での輻射熱吸収反射性能に優れる、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン及び二酸化ケイ素の少なくともいずれかを含むことが好ましい。また、輻射熱吸収反射成分2は真球状に近い形状のものが好ましい。
以下、本実施形態に係る耐火性能に優れた軽量気泡コンクリートパネル1の実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに制限されるものではない。
<軽量気泡コンクリートパネルの密度d>
軽量気泡コンクリートパネルを100(mm)×100(mm)×20(mm)のサイズのブロックとして切断し、そのブロックを105℃の乾燥機で恒量になるまで乾燥させた。その乾燥後のブロックの重量W(kg)と、そのブロックの体積V(m3)とを測定し、式(1)により密度dを算出する。
密度d(kg/m3)=W/V (1)
ノギスによって、1mmの単位まで測定した。
軽量気泡コンクリートパネルを100(mm)×100(mm)×20(mm)のサイズのブロックとして切断し、そのブロックの重量C(kg)を計測する。そのブロックを105℃の乾燥機で恒量になるまで乾燥させた。その乾燥後のブロックの重量D(kg)を計測する。そして、軽量気泡コンクリートパネルの含水率βを式(2)により算出する。
含水率β(wt%)=(C−D)×100/D (2)
X線回折による内部標準法によって、軽量気泡コンクリートパネル中の輻射熱吸収反射成分の定量を行った。以下にその手順を記す。
I. 絶乾された粉末状の軽量気泡コンクリートに幾つかの既知量の粉末状の輻射熱吸収反射成分を混ぜ、よく混合させる。
II. 上記の混合された粉末状の試料についてX線回折測定を行い、輻射熱吸収反射成分特有の回折強度を計測する。
III. 以上の結果を基に、横軸に軽量気泡コンクリートと輻射熱吸収反射成分の合計量に対する輻射熱吸収反射成分の割合(wt%)、縦軸に各々で観測された輻射熱吸収反射成分特有の回折強度をプロットし、検量線を作成する。
IV. 未知の輻射熱吸収反射成分の含有量の軽量気泡コンクリートについて、X線回折の測定を行い、輻射熱吸収反射成分特有の回折強度を計測し、上記で求めた検量線から、軽量気泡コンクリート中に含有されている輻射熱吸収反射成分の定量を行った。
軽量気泡コンクリートパネルを300mm×300mmのサイズに切断し(厚さは実施例毎で変わるので(37mm、50mm)、それぞれの実施例毎で説明する)、そのサイズの軽量気泡コンクリートパネルの片面(300mm×300mmの面)のみが加熱されるように、加熱炉にセットする。加熱条件としては、ISO−834に規定された加熱曲線に従う加熱とした。加熱時間は1時間とした。併せて、軽量気泡コンクリートパネルの加熱される面ではなく、もう片方の面(300mm×300mm)の中心部分の表面に熱電対を取り付け、データロガーを用いて、1分ごとに、上記表面の表面温度を計測した。表面温度を計測している軽量気泡コンクリートパネルの面の環境下は、特に温度や湿度を制御しているわけでなく、一般的な環境下で行った。上記表面温度の計測は、上記表面温度が下がるまで続けた。加熱が終わっても、上記表面温度が上がり続けていたら、試験は継続とし、表面温度を計測し続けた。
珪石(実施例1〜16及び比較例1〜4ではブレーン値(粒子1gあたりの表面積)が3000cm2/gの珪石、実施例17〜24及び比較例5〜6ではブレーン値が7500cm2/gの珪石を使用)および解砕屑(半硬化体を破砕したもの)に水を加えスラリーとしたものに輻射熱吸収反射成分を加え、輻射熱吸収反射成分が加えられたスラリーを撹拌する。続いて、このように撹拌されたスラリーに、生石灰粉末、早強ポルトランドセメント、及び二水石膏を添加して更に上記スラリーを撹拌した。次に、撹拌されたスラリーに金属アルミニウム粉末(発泡剤)を添加し、このスラリーを型枠に注入すると共に60℃にて3時間発泡及び硬化させ、半硬化体を得た。次に、この半硬化体をピアノ線で厚さ37mmまたは50mmに切断した。続いて、切断した半硬化体を飽和水蒸気雰囲気下で180℃10時間オートクレーブ養生して軽量気泡コンクリートパネルを得た。
比較例との最高温度の差(℃)
=比較例での最高温度(℃)−実施例での最高温度(℃) (3)
ただし、上記の(3)式は、実施例および比較例での軽量気泡コンクリートパネルの密度および厚さが同等のものについて適用される。つまり、実施例と比較例の軽量気泡コンクリートパネルの密度および厚さが同じであるときに、成り立つものである。
よって、「比較例との最高温度の差」(℃)の値がプラスであれば、軽量気泡コンクリートパネルの密度と厚さが同等であるという条件において実施例での最高温度が低いことを示すので、実施例の軽量気泡コンクリートパネルの耐火性能は比較例の軽量気泡コンクリートパネルよりも高い、と言える。
実施例1〜実施例8における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルAであり、その密度は500kg/m3、その厚さは37mmまたは50mm、輻射熱吸収反射成分は炭化ケイ素またはケイ酸ジルコニウムである。表2に示すように、実施例1〜実施例8のそれぞれにおいて「比較例との最高温度の差」(℃)の値がプラスである。よって、実施例1〜実施例8の軽量気泡コンクリートパネルAは、比較例の軽量気泡コンクリートパネルAの密度および厚さと同等の密度および厚さを有するにもかかわらず、耐火性能が高い。
実施例9〜実施例16における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルBであり、その密度は350kg/m3、その厚さは37mmまたは50mm、輻射熱吸収反射成分は炭化ケイ素またはケイ酸ジルコニウムである。表2に示すように、実施例9〜実施例16のそれぞれにおいて「比較例との最高温度の差」(℃)の値がプラスである。よって、実施例9〜実施例16の軽量気泡コンクリートパネルBは、比較例の軽量気泡コンクリートパネルBの密度および厚さと同等の密度および厚さを有するにもかかわらず、耐火性能が高い。
実施例17〜実施例24における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルCであり、その密度は375kg/m3、その厚さは37mmまたは50mm、輻射熱吸収反射成分は炭化ケイ素またはケイ酸ジルコニウムである。表2に示すように、実施例17〜実施例24のそれぞれにおいて「比較例との最高温度の差」(℃)の値がプラスである。よって、実施例17〜実施例24の軽量気泡コンクリートパネルCは、比較例の軽量気泡コンクリートパネルCの密度および厚さと同等の密度および厚さを有するにもかかわらず、耐火性能が高い。
なお、比較例1、比較例2における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルAであり、その密度は500kg/m3、その厚さは37mmまたは50mmである。また、比較例1、比較例2の軽量気泡コンクリートパネルAには、輻射熱吸収反射成分が含有されていない。
比較例3、比較例4における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルBであり、その密度は350kg/m3、その厚さは37mmまたは50mmである。また、比較例3、比較例4の軽量気泡コンクリートパネルBには、輻射熱吸収反射成分が含有されていない。
比較例5、比較例6における軽量気泡コンクリートパネルは軽量気泡コンクリートパネルCであり、その密度は375kg/m3、その厚さは37mmまたは50mmである。また、比較例5、比較例6の軽量気泡コンクリートパネルCには、輻射熱吸収反射成分が含有されていない。
Claims (2)
- 珪酸質原料、石灰質原料及び水を含むスラリーに発泡剤を加え、前記発泡剤が加えられた前記スラリーを型枠に注入して成型を行い、その後、前記型枠内で半硬化状態になった軽量気泡コンクリートをオートクレーブ養生することで得られる軽量気泡コンクリートパネルに於いて、該軽量気泡コンクリートを構成する全固形分に対して、輻射熱を吸収または反射する輻射熱吸収反射成分が1wt%以上かつ5wt%未満含有されており、
前記輻射熱吸収反射成分は、前記軽量気泡コンクリートパネルの一方の面が加熱されたときに前記軽量気泡コンクリートパネルの他方の面に伝わる熱を低減させるものであり、
前記輻射熱吸収反射成分は、ケイ酸ジルコニウム及び炭化ケイ素の少なくともいずれかを含んでおり、
前記軽量気泡コンクリートの密度は、350kg/m 3 以上かつ450kg/m 3 以下であり、前記軽量気泡コンクリートの厚さは、35〜50mmである、
軽量気泡コンクリートパネル。 - 前記輻射熱吸収反射成分は、酸化ジルコニウム、二酸化チタン及び二酸化ケイ素の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項1に記載の軽量気泡コンクリートパネル。
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