JPH01320281A - 発泡コンクリート構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主に建築用の外壁、間仕切り、天井、床等
のパネル等に使用するのに適した発泡コンクリート構造
体およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、建築用の外壁や間仕切り、天井、床等の内壁材と
して発泡コンクリートから成型されるパネルが用いられ
ている。

これは発泡コンクリート自体、ＰＣ鉄筋入りのＰＣコン
クリートパネルに比べて軽量であること、軽量であるた
め施工性に優れていること、また断熱性および保温性が
あり、特に寒冷地の使用に適していること、遮音性にも
優れていること等があげられる。

またＰＣ鉄筋の代わりに、ガラスファイバー、カーボン
ファイバー等の無機的な繊維、または有機的な繊維を骨
材として用いて軽量化を意図した強化繊維入りのコンク
リート板が普及している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の発泡コンクリート構造体は、セメント、砂、水等
を混練し、その後バイブレーション等を用いて型枠に振
動を付加しながら型枠内に流し込み、それから型枠内に
発泡剤を混入し、型枠内において発泡剤から発生するガ
スによりコンクリートを発泡させるとともに圧絞により
残溜エアーを強制除去させることにより、連続気泡を有
する発泡コンクリート構造体を製造していた。

このため、発泡コンクリート構造体の重量が増加する傾
向を生じ、バイブレーションの振動による加圧力で、コ
ンクリートの養生後に泡が潰れたり、不完全な形状とな
って完全な独立気泡を形成することができないとともに
、コンクリート内部における発泡状態が不均一で、片寄
りを生じ、保温性、断熱性に劣り、音の伝達率が高く、
遮音性に欠ける不都合があった。

これを補うために従来では気泡の形成状態を完全になす
ために安定剤を加えていた。

しかも上記従来の発泡コンクリート構造体の製法は、大
形状のものを製造するのを対象としたものであった。

例えば外壁パネルよりも厚みが薄い発泡コンクリート板
を製造するのには、型枠内で大形状の発泡コンクリート
構造物を形成し、さらにダイヤモンドカッタや瀬切等を
用いてこの大形状の発泡コンクリート構造物を所要寸法
の縦横の長さおよび厚さに切断しなければならないので
工程数が多くなって製造時間が多くかかり、コスト高に
なるとともにパイブレーク等を必要とするから設備も大
損りで設備費も高価になっていた。しかも製品を製造す
る場合の歩留まりが悪かった。

また引張強度と曲げ強度をもたせたｐｃ鉄筋入りのＰＣ
コンクリート板においては、ＰＣ筋がコンクリートによ
って充分に埋まるように所定厚みに成型されなければな
らないから、一定収下の厚さに成型できないという構造
的な制約があった。

このため必然的に重量が大きくなっていた。

そこで、本願は、コンクリート内部に完全な独立気泡を
均一に成型でき、保温性、断熱性、遮音性に優れた発泡
コンクリート構造体およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために請求項第１項記載の発明は、
セメントに空気封入体を骨材および独立気泡成型物質と
して混入し、該空気封入体および発泡剤による独立気泡
を有するように成型するという手段を採用した。

また請求項第２項記載の発明は、セメント、水の混練物
に発泡剤および空気封入体を骨材として混入し、混練し
ながら遠心力により独立気泡を発泡させる工程と、該混
練物を型枠内に流し入れて養生、固化する工程とから成
るという手段を採用した。

〔作　用〕

請求項第１項記載の発明は、セメントに、発泡剤および
空気封入体を骨材として水とともに混練し充分に発泡し
たうえで、型枠内に流入して成型されるので、空気封入
体および発泡材によってコンクリート内部に完全な形状
の独立気泡を均一に形成できる。之により保温性、断熱
性、遮音性が優れたものになり、之等を容易且つ自在に
調整できる。

また請求項第２項記載の発明によると、セメントおよび
発泡剤に、空気封入体を骨材として水とともに混練し、
型枠内に流し入れるという簡素化された工程により、厚
みが薄く、泡が潰れたりすることなく完全で均一な独立
気泡を有する発泡コンクリート構造体を簡単な設備を用
いて製造できる。

〔実施例〕

以下、請求項第１項記載の発明および請求項第２項記載
の発明を図面に従い、一実施例につき、説明する。

ｌは打設室、２Ａはミキサーで、セメント３、水をペー
スト状に混練するためのものである。２Ｂはミキサー２
Ａの後段に位置するミキサーで、発泡剤とともに骨材お
よび独立気泡成型物質としての空気封入体４を投入して
セメント３と比重の異なる前記空気封入体４を均一に混
入するように高速に対向して回転する撹拌羽根５，５に
よりペースト状のセメントと混練し、発泡を促進し、独
立気泡を形成するためのものである。６はセメント３の
貯蔵タンク、７は前記発泡剤を収容するためのタンク、
８は空気封入体４を収容するためのタンク、９は貯水タ
ンクである。

前記発泡剤としては、例えばアルミニウム粉末が使用さ
れる。

また前記空気封入体４としては、鉱石、例えば黒耀石、
松脂岩、玄武岩、流紋岩、真珠岩、珪石、バーミュキュ
ライトの砕石粉を加熱することにより得られ、球状体内
に空気が封入されたものやプラスチックにより内部に空
気が封入されたものが使用される。この場合、空気封入
体４のガラス成分内にジルコニウム（Ｚｒ）やその混合
物を混入すれば、セメントからの耐アルカリや耐酸性が
向上される。そしてその大きさは必要に応じて直径が１
ｎ〜６１ｊ程度のもののうちから、製造すべき発泡コン
クリート構造体の用途に合わせて選択使用される。

ＩＯは圧送用の圧室ポンプＰ等を備えた打設機であり、
パイプ１０ａの先端には打設すべきセメント３を平均し
て噴出させるのと、発泡剤により生ずる気泡を押し潰さ
ないようにするために、内部を螺旋構造（図示せず）に
形成したノズル１０ａが取付けられている。１１は型枠
で、この型枠１１は成型すべき発泡コンクリート構造体
によって用意する大きさおよび寸法が大小異なるが、例
えば外壁材よりも厚みが薄い内壁材としての間仕切パネ
ルを成型する場合に内容積の縮寸が約１８Ｑ　ｃｍ、横
寸が約１８００で、約１　ｃｏ＋幅でセパレータ１２に
より内部を仕切ったものが使用される。

この型枠１１は、コンクリートの養生、およびその後の
剥型のために、必要に応じてコンベア等の搬送手段や搬
送車等を用いて打設場所から移送させて、製造ラインを
組合わせることにより、効率的に製品を製造するように
しても良い。

以下、請求項第１項記載の発明の一実施例の作用を請求
項第２項記載の一実施例とともに製造工程毎に説明する
。

先ず第１工程としてセメント３に水を加えてミキサー２
Ａにて混練し、ペースト状にする。この場合、必要に応
じてエポキシ樹脂を混入しても良い。

その後第２工程としてミキサー２Ｂ内に発泡剤とともに
空気封入体４を骨材として混入し、攪拌羽根５．５の対
向する高速回転によりペースト状のセメント３と空気封
入体４とをムラなく均一に混練すると、発泡材から発生
するガスは遠心力によりセメント３内に形くずれが生じ
たり、押し潰されることがなく、完全な独立気泡４ａ、
１３を均一に形成させる。

セメント３と、発泡剤と、骨材としての空気封入体４の
組成比率は、発泡コンクリート構造体の用途によっても
異なるが、この実施例においては、１：３〜４：１〜６
重量パーセント程度の割合で混合したものが使用される
。

また骨材としての空気封入体４は直径約１日ｌ程度のも
のが使用され、そして混練時間はおよそ３〜１０分程度
であり、ペースト状のセメント混練物内に独立気泡１３
を充分、発泡させ、セメント混練物を固まることなく充
分膨張させる。

第３工程として上記混練物を打設機１０により型枠１１
内に流し入れ、その後、養生、固化させる。

この実施例においては、コンクリートの養生に要する時
間はおよそ４〜２４時間程度であるが、この際前記工程
においてペースト状のセメント３と、発泡剤と、空気封
入体４とを第１図に示すミキサー２Ａの、対向して高速
回転する撹拌羽根５゜５により遠心力をかけながら充分
に混練することによって発泡剤から充分にガスが発生さ
れてセメント自体が充分に膨張されるので、コンクリー
ト構造体１４内には発泡剤から発生されるガスにより完
全な形状の独立気泡１３が片寄りなく均一に形成される
とともに空気封入体４自体が均一にコンクリート内部に
混練されることによっても完全な球形状の独立気泡４ａ
が形成される。

しかも型枠１１への打設時に、パイブレーク等の振動を
加えないから、発泡剤から発生される気泡は押潰される
ことなく、また不完全な形状の独立気泡が形成されるこ
とがない。また骨材としての空気封入体４は均一に型枠
ｌｌ内のコンクリート構造体１４内に混入され、セメン
トスラリーと強固に凝結する。この際、上記第１工程に
おいて必要に応じてエポキシ樹脂をセメント３に混入し
て混練すれば、空気封入体４の外周にエポキシ樹脂によ
る接着被膜層が形成されるので、骨材としての空気封入
体４とセメント３とが強固に結合するとともに、空気封
入体４相互が点接触により接着されて高張ることによっ
て抵抗が増大するから、養生、固化中に空気封入体４が
下方に沈むことがなくなり、平均的にセメント３内に空
気封入体４と発泡剤による独立気泡４ａ、１３ａを形成
することができる。しかも成形後においてエポキシ樹脂
による接着被膜層は硬化して強固に空気封入体４を保護
するとともに発泡コンクリート構造体１４自体の強度を
堅牢にできる。

その後、コンクリートが養生、固化した後に型枠１１か
ら剥型作業を行う。

剥型作業は、型枠１１への打設事前に既にセメント３が
充分に膨張されているから、型枠１１内での養生におけ
る膨張、収縮が少なく、容易に剥型される。

このようにして縮寸法約１８０ｃｍ、横寸法１８Ｑ　ｃ
ｍ、厚さ１ｃａ＋はどの完全な独立気泡４３．１３を存
する発泡コンクリート製の間仕切パネルが製造された。

そして、間仕切パネル等、板材の厚さは３１ｍ〜１０、
ｍ厚の極、薄いパネルを形成することも可能である。

このようにして製造されるコンクリート構造体１４は、
第２図に示すように発泡剤にて発生されるガスにより発
泡された独立気泡１３と、骨材としてのガラス質の空気
封入体４とから形成される独立気泡１３とがセメント３
内部に押潰されることなく完全な形状でしかも片寄りを
生ずることなく均一に形成されている。従って熱伝導率
が小さく、保温性および断熱性に優れ、軽量に成型され
る。

そのうえ、骨材としての空気封入体４の周囲にはセメ゛
ントスラリーが形成されるので、セメント３と空気封入
体４とは強固に結合し、コンクリート構造体１４の強度
が高くなり、乾燥、収縮にも耐え、耐衝撃特性は強いも
のとなる。

この際、本願特定発明は、セメント３内に混入される多
数の空気封入体４を基準に考えれば、この空気封入体４
０間に発泡剤に起因して形成される独立気泡１３が形成
されるので、気泡剤の種類、投入量、混練時間、攪拌羽
根５．５による撹拌速度および攪拌時間等を一定にした
場合に、一定粒径の空気封入体４のセメント３内への混
合量を加減するだけで、例えば第２図の状態から第３図
に示すように、セメント３内に形成される空気封入体４
相互間に形成される単位体積当りの独立気泡Ｉ３の形成
量を加減できる。従って熱伝導率、保温性、断熱性、重
量、強度、透水性等の物理的特性を空気封入体４の混入
操作により容易且つ任意に調整できる。しかも、上記第
１工程において必要に応じてエポキシ樹脂をセメント３
に混入して混練すれば、空気封入体４の外周にエポキシ
樹脂による接着被膜層が形成されるので、骨材としての
空気封入体４とセメント３とが強固に結合するとともに
、空気封入体４相互が点接触により接着されることによ
って外容積が大きくなって抵抗が増大するから、養生、
固化中に空気封入体４が下方に沈むことがなくなり、平
均的にセメント３内に空気封入体４と発泡剤とによる独
立気泡４ａ。

１３ａを形成することができる。しかも成形後において
エポキシ樹脂による接着被膜層は硬化して強固に空気封
入体４を保護するとともに発泡コンクリート構造体１４
自体の強度を堅牢にできる。

また第４図に示すように、空気封入体４の投入粒径を第
２図および第３図に示す如く一様の粒径のものを使用す
るのではな（、大小異った粒径のものを使用すれば、骨
材および独立気泡成型物質としての空気封入体４相互の
配置状態が変わってセメント３の占有空間も変化するの
で、この占有空間に発泡剤によって形成される単位体積
当りの独立気泡１３の形成量を調整することもできる。

之により同様に熱伝導率、保温性、断熱性、重量、強度
、透水性等の物理的特性を調整できる。

この実施例の発泡コンクリート構造体と発泡剤としてア
ルミナを用いた従来の発泡コンクリート構造体（単にＡ
ＬＣと云う）との物理的特性を実験結果から表Ｉにまと
めた。

表　　１ 〔発明の効果〕 本願各発明は上記の如くであるから以下の効果を有する
。

請求項第１項記載の発明によると、空気を内部に含んだ
空気封入体および発泡剤によってコンクリート内部に完
全な形状の独立気泡を均一に形成できるので、保温性、
断熱性、遮音性は優れたものになる。

また請求項第２項記載の発明によると、発泡剤から発生
されるガスは遠心力によって均一にペースト状のセメン
ト内に撹拌され、そしてセメントと、水と、空気封入体
の混練物を型枠内に流し入れるだけで、完全な形状の独
立気泡がセメント内で押し潰されることなく均一に形成
された発泡コンクＩＪ　−ト構造体が得られる。従って
切断工程や配筋作用が不要になって工程が簡素化される
ので、コストは安価で保温性、断熱性、透水性は良好に
なり、また厚みが薄く、加工性が優れ、さらには特別な
装置および型枠を必要としないから設備費は安価になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第２発明を実施するのに使用する装置の一
例を示す断面図、 第２図は同じく製造された発泡コンクリート構造体の本
願特定発明の一例を示す断面図、第３図は同じく空気封
入体の投入量を増加させた場合の他の発泡コンクリート
構造体を示す断面図、 第４図は同じく大小異なる空気封入体を投入した場合の
他の発泡コンクリート構造体を示す断面図である。 ２Ａ、２Ｂ・・・ミキサー、３・・・セメント、４・・
・空気封入体、５・・・撹拌羽根、１３・・・独立気泡
、１４・・・コンクリート構造体。 特許出願人　　　株式会社　小　　林

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントに空気封入体を骨材および独立気泡成型
   物質として混入し、該空気封入体および発泡剤による独
   立気泡を有するように成型された発泡コンクリート構造
   体。
2. （２）セメント、水の混練物に発泡剤および空気封入体
   を骨材として混入し、混練しながら遠心力により独立気
   泡を発泡させる工程と、該混練物を型枠内に流し入れて
   養生、固化する工程とから成る発泡コンクリート構造体
   の製造方法。