JP6849302B2 - 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]軽量気泡コンクリートの表面に、輻射熱を吸収または反射する輻射熱吸収反射成分が、軽量気泡コンクリートの単位面積当たり0.5kg/m2以上かつ3.0kg/m2以下の量含有されており、輻射熱吸収反射成分が含有される塗膜が前記軽量気泡コンクリートの表面に塗装されてなり、塗膜は、塗料で形成されており、塗料中の輻射熱吸収反射成分が5wt%以上かつ80wt%以下であり、塗料中の樹脂成分が5wt%以上かつ80wt%以下であることを特徴とする、軽量気泡コンクリートパネル。
[2]前記輻射熱吸収反射成分は、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を特徴とする、[1]に記載の軽量気泡コンクリートパネル。
[3]前記軽量気泡コンクリートの密度は、350〜450kg/m3であり、前記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、[1]又は[2]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。上記輻射熱吸収反射成分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は真球状に近い形状のものが好ましい。
以下、本実施の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、本実施の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(ただし、塗膜層は形成されていないブロックである)、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。なお、本明細書では、この軽量気泡コンクリートパネルの厚さtは、塗膜層を含んだ厚さである。
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(ただし、塗膜層は形成されていないブロックである)、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)
輻射熱吸収反射成分65.0重量部、水21.0重量部、アクリル樹脂12.5重量部を混合させ、これらを撹拌機を用いて30分間撹拌させた。その後、その混合物に硬化剤1.5重量部を添加して更に15分間撹拌させた。これらの撹拌によって得られたものが塗料である。その塗料を軽量気泡コンクリートの表面に垂らし、垂らした塗料を刷毛塗りで軽量気泡コンクリートの表面に均一に塗布した。塗布量は、軽量気泡コンクリートの表面の単位面積当たり1kg/m2とした。塗布された輻射熱吸収反射成分は、軽量気泡コンクリートの表面に軽量気泡コンクリートの単位面積当たり、0.65kg/m2含有されている。塗料を塗布した後は塗料を室温で乾燥させ、軽量気泡コンクリートの表面にしっかり付着させて塗膜層を形成させた。その塗膜層の厚さは50μmである。
本実施例では塗膜層が形成され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。加熱炉側には、塗膜層が形成されていない面を向けた。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、つまり、塗膜層が形成されている面(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、上記表面の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。
一方、比較例では、軽量気泡コンクリートパネルの表面に塗膜層が形成されていないため、熱電対は直接、軽量気泡コンクリートパネルの表面に取り付けた。
珪石(実施例1〜8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9〜12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および二水石膏を添加し、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又は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Aであり、その密度は500kg/m3、その厚さは37mmまたは50mmである。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4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4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5〜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Bであり、その密度は350kg/m3、その厚さは37mmまたは50mmである。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5〜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5〜実施例8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9〜実施例12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。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12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12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、塗膜層は形成されていない。
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。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、塗膜層は形成されていない。
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。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、塗膜層は形成されていない。
Claims (3)
- 軽量気泡コンクリートの表面に、輻射熱を吸収または反射する輻射熱吸収反射成分が、前記軽量気泡コンクリートの単位面積当たり0.5kg/m2以上かつ3.0kg/m2以下の量含有されており、
前記輻射熱吸収反射成分が含有される塗膜が前記軽量気泡コンクリートの表面に塗装されてなり、
前記塗膜は、塗料で形成されており、
前記塗料中の前記輻射熱吸収反射成分が5wt%以上かつ80wt%以下であり、
前記塗料中の樹脂成分が5wt%以上かつ80wt%以下である、
ことを特徴とする、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、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。
- 前記軽量気泡コンクリートの密度は、350〜450kg/m3であり、前記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、請求項1又は2に記載の軽量気泡コンクリートパネル。
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