JPH03112878A - セラミックス被覆コンクリートの製造方法 - 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」 本発明は、表面にセラミックス被覆層を被覆焼成したセ
ラミックス被覆コンクリートの製造方法に関する。

「従来の技術」 従来、コンクリートと、上記コンクリートの表面を被覆
する、セラミックス材料を含有したセラミックス被覆層
とを備えたセラミックス被覆コンクリートは周知である
。上記セラミックス被覆層は、通常、タイルとして提供
され、該タイルをコンクリート上にモルタル等の接着剤
によって接着し、或いはタイルにコンクリートを打設す
ることによって両者を一体に接着している。

また従来、タイルよりも大きなパネル状セラミックス被
覆層を焼成製造した後、コンクリートを打設するように
したものも知られている（特公昭６２−２９２２２号公
報）。

さらに従来、本願出願人は、上述した従来一般のセラミ
ックス被覆コンクリートが有する欠点を解決するため、
新たなセラミックス被覆コンクリートの製造方法を提案
している（特願平１−１５００９０号）。このセラミッ
クス被覆コンクリートの製造方法は、コンクリートの表
面にセラミックス材料を含有するセラミックス被覆層を
形成した後、該セラミックス被覆層を加熱し、その加熱
によりセラミックス被覆層の表面側を焼成するとともに
、該セラミックス被覆層のコンクリートとの密着部分を
少なくとも溶融させてコンクリートの上記表面に融着さ
せ、かつ、当該加熱による熱がコンクリートに伝達され
てコンクリートを損傷させる以前に、上記加熱を停止さ
せることを特徴とするものである。

すなわち、上述した従来一般のセラミックス被覆コンク
リートは、セラミックス被覆層とコンクリートとを別個
に製造した後に、両者を一体に接着するようにしていた
。したがって、セラミックス被覆層は最低限それ自体が
破損されないだけの剛性が要求されるため、厚く重くな
ってコストアップの原因になり、またセラミックス被覆
層の焼成作業の他にコンクリートへの接着作業が必要と
なるため、これもコストアップの要因となり、さらには
セラミックス被覆層とコンクリートとを接着させていた
ため、セラミックス被覆層の剥離や亀裂が発生する虞や
両者間からの漏水が発生する虞があった。

このような問題点を解決するには、コンクリートに直接
セラミックス被覆層を焼成すればよいが、従来、そのよ
うなことは実際上不可能であると考えられていた。

すなわち、コンクリートの表面に非焼成のセラミックス
被覆層を形成した状態で該セラミックス被覆層のみを焼
成しようとしても、同時にコンクリートも加熱されてし
まい、該コンクリートは−穀に、８０℃以上で水分の発
生、　１２０〜１０００℃で含有石灰質の遊離の発生、
　２４０℃以上で爆裂の発生、３００〜８２５℃で有機
又は無機ガスの発生、５８０℃以上で亀甲状の亀裂の発
生があり、さらに１２００℃以上で溶融するようになる
。このように、セラミックス被覆層を焼成するための温
度で加熱されたコンクリートは、建築、土木等構造用と
しては危険な状態となるため、使用することができなか
った。

また、表面セラミックス被覆層においても、コンクリー
トの加熱による上述した影響を受けてピンホール、亀裂
、剥離等が発生し、さらにコンクリートとセラミックス
被覆層間の接着力が弱くなったり、コンクリートとセラ
ミックス被覆層間の膨張率や収縮率の違いによる亀裂や
剥離等が発生するので、やはり使用できるような状態と
はならなかった。

しかるに、本願出願人が提案した上述の新たなセラミッ
クス被覆コンクリートの製造方法によれば、コンクリー
トの表面に形成された非焼成のセラミックス被覆層を加
熱して焼成を行う際に、その加熱による熱がコンクリー
トに伝達されてコンクリートを損傷させる以前に加熱を
停止させているので、コンクリートが熱による悪影響を
受けることがなく、したがって当該コンクリートを建築
、土木等の構造用として使用することができる。

またセラミックス被覆層は、そのセラミックス被覆層の
コンクリートとの密着部分が少なくとも溶融する程度に
加熱しているので、セラミックス被覆層の表面側におい
ては充分な焼成を行うことができ、またセラミックス被
覆層の上記密着部分の溶融により、その密着部分がコン
クリートに強固に融着するようになる。

このように、コンクリートの表面に非焼成のセラミック
ス被７！屡を形成してこれを加熱することによって、該
セラミックス被覆層を焼成すると同時に、コンクリート
を熱によって損傷させることなくセラミックス被覆層を
コンクリートに接着させることができるので、従来のよ
うに焼成作業と接着作業とを必要とせず、−短時間かつ
安価に製造することができる。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上述した新たなセラミックス被覆コンク
リートの製造方法において、セラミックス被覆層の表面
に凹凸が形成されることがあるという問題が発生した。

この問題は特にコンクリートの表面に気泡穴が形成され
ている気泡コンクリートにおいて発生し易かった。

その原因は完全に解明されたわけではないが、一応、コ
ンクリートの表面における水分の分布の変動、成分の不
均一さ、不純物の混入等によるばらつきが原因であると
考えられる。すなわち、セラミックス被覆層を焼成して
該セラミックス被覆層をコンクリートの表面に融着させ
る際に、コンクリート表面に上述したばらつきがあると
、該コンクリート表面における加熱の度合いにばらつき
が生じ、そのばらつきが原因でセラミックス被覆層の流
動性や融着性にばらつきが生じ、その結果、セラミック
ス被覆層の表面に凹凸が形成されるものと考えられる。

そして特に、気泡穴が形成されている気泡コンクリート
においては、その気泡穴の部分における加熱の度合いに
ばらつきが生じ易くなるため、セラミックス被覆層の表
面に凹凸が形成され易くなるものと考えられる。

「課題を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上述した新たなセラミ
ックス被覆コンクリートの製造方法において、上記コン
クリートの表面にセラミックス被覆層を形成する以前に
、該コンクリートを損傷させない範囲でその表面を予備
加熱してから、該表面に上記セラミックス被覆層を形成
するようにしたものである。

また本発明の製造方法においては、上記コンクリートの
表面にセラミックス材料を含有する予備被覆層を薄く形
成した後に、上記予備加熱を施すようにしてもよい。

「作用」 上述した本発明の製造方法によれば、コンクリートの表
面にセラミックス被覆層を形成する以前に、該コンクリ
ートを損傷させない範囲でその表面を予備加熱している
ので、該予備加熱により予めコンクリート表面における
水分や不純物等を消失させて表面の状態を均質化するこ
とができ、したがって次の加熱の度合いを均質なものと
することができる。

この予備加熱の程度は、コンクリートの表面が僅かに変
色する程度でよ（、コンクリートの表面がガラス化する
前の状態でよい。しかしながら、コンクリートを損傷さ
せない範囲であれば、コンクリートの表面がガラス化す
るまで加熱してもよい。

このようにコンクリートの表面が僅かに変色する程度に
予備加熱した後に、その表面に上記セラミックス被覆層
を形成してこれを加熱焼成させると、セラミックス被覆
層とコンクリートとが全域にわたって良好に溶着するの
で、セラミックス被覆層の表面を平坦に保つことができ
る。

また、上記予備加熱の前にコンクリートの表面に予備被
覆層を薄く形成した場合には、その予備被覆層は薄いの
で上記予備加熱によってコンクリートの表面を均質化す
ることができると同時に、予備被覆層によってこれがな
い場合に比較してコンクリートの表面をより平滑にする
ことが可能となる。したがって次にセラミックス被覆層
を焼成させた際に、該セラミックス被覆層の表面を一層
平坦に保つことが可能となり、特に気泡穴が形成されて
いる気泡コンクリートに適用して効果がある。

また、特に予備被覆層の成分とコンクリートの成分とが
同種のものとなるように選定しておけば、予備被覆層は
あたかもコンクリートの表面のように機能し、該予備被
覆層における均質な成分によってセラミックス被覆層と
コンクリートとを全域にわたって良好に溶着させること
ができ、セラミックス被覆層の表面を一層平坦に保つこ
とができる。他方、予備被覆層の成分をセラミックス被
覆層の成分に近似させれば、予備被覆層とセラミックス
被覆層との密着状態を一層向上させることができ、した
がって予備被覆層を複数層とし、コンクリート側の層の
成分をコンクリートの成分に近似させるとともに、セラ
ミックス被覆層側となるにしたがって次第にその成分を
セラミックス被覆層の成分に近似させるようにすること
も可能である。

上記予備加熱やセラミックス被覆層を焼成してコンクリ
ートの表面に融着させるための加熱は、相対的に瞬間的
なものとなり、その加熱手段としてはレーザやキセノン
ヒータ等を用いることができる。これらの加熱手段でセ
ラミックス被覆層を焼成する場合、加熱手段の能力が高
く、また各被覆層の面積が小さい場合や厚さが極めて薄
い場合等には、各被覆層の全面を一時に加熱することが
できるが、各被覆層の面積が大きい場合等にはその被覆
層の一部を加熱するようにし、かつその加熱部分を被覆
層の全域に移動させることによって、各被覆層の全面を
加熱させることができる。

上記セラミックス被覆層の加熱の条件は、当該加熱によ
ってセラミックス被覆層の表面側が焼成されること、該
セラミックス被覆層のコンクリートとの箔層部分が溶融
されてコンクリートの表面に融着されること、さらに当
該加熱による熱がコンクリートに伝達されてコンクリー
トを損傷させないこと、が必要である。

熱はセラミックス被覆層の表面側からコンクリート側へ
伝達されるので、コンクリートを損傷させないうちに加
熱を停止すると、セラミックス被覆層が厚い場合にはそ
の深さ方向で焼成の程度が変化するようになる。しかし
ながら、セラミックス被覆層が極めて薄い場合には、加
熱力や加熱時間、或いはセラミックス材料等を適宜に設
定することにより、コンクリートを損傷させることなく
、セラミックス被？［の全体を実質的に均一に焼成する
ことが可能である。

次に、上記コンクリートとしては、例えば、ＣａＯ，５
１０２、Ａ１ｚＯ３、ＦｅＪｓを主成分とするポルトラ
ンドセメントと水によるセメントペーストと、砂、砂利
、砕石等の骨材とを混合して岩石状の塊になるものを型
枠成形した無機質コンクリートを使用することができる
。この無機質コンクリート中には、必要に応じて、鉄筋
、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト、炭素粒、その
他の無機又は有機物質を添加することができ、さらに用
途により、発泡、蒸気養生等の処理を施すことができる
。また、有機質コンクリートの使用も可能である。

上記セラミックス被覆層又は予備被覆層に含有されるセ
ラミックス材料としては、例えば、５ｉＯｚ、ＡｌｚＯ
ｓが主成分で、Ｔｉ０ｚ、ＦｅＪ３　、ＣａＯｌＭｇＯ
、ＫａＯ、ＮａｔＯ等が若干含まれる、焼成色が灰白色
である粘土を用いることができる。また、耐アルカリ性
セラミックス材料として、長石および石英に、必要に応
じてＭｇＯを主成分とするマグネサンド又はドロマイト
と、ＴｉＯ２とを添加したものを使用することができる
。その他、セラミックス材料として高炉セメント等、従
来周知の種々のものが使用できることは明らかであるが
、ガラス化するセラミックス材料を使用することが望ま
しい。

上記予備被覆層には、必要に応じて、金属粉体、金属細
片、金属繊維、金属酸化物、ガラス繊維、炭素繊維、グ
ラファイト、炭素粒、その他の無機又は有機物質を添加
することができる。

上記セラミックス被覆層は単層に限定されるものではな
く、該セラミックス被覆層を複数層から構成することに
よって種々の機能を付加することができる。例えば、各
層を彩色することによって色の深さを出したり色を重ね
合せて特殊な色を出すことが可能となる。またコンクリ
ートの表面に密着する層については、コンクリートとの
密着強度のみを考慮した材料を選定することにより、高
い密着強度を容易に得ることができる。さらに、所要の
層内にＴｉ０ｚ等の金属酸化物を添加すれば当該層を熱
線反射層として利用することができ、また各層の融点を
セラミックス被覆層の表面側からコンクリート側となる
に従って順次小さ（なるように設定すれば、深さ方向へ
の焼成が容易となるので、セラミックス被覆層の厚さ当
りの焼成エネルギを低減することができる。

さらにまた、各層の材料やそれらの比率を適宜に選定す
ることにより、各層を防水層として、或いはコンクリー
トとの熱膨張係数の相違を緩衝してクラックや剥落を防
止するための緩衝層として利用することができ、或いは
上述した各種の機能を持たせた層を相互に接着するため
の接着層を設けることも可能である。なお、各層は必ず
しも全てがセラミックス材料を含有する必要はなく、少
なくとも１層以上がセラミックス材料を含有していれば
よい。

「実施例」 次に、本発明におけるセラミックス被覆コンクリートの
具体的な製造方法について説明する。

図において、１はコンクリート、２は予備被覆層、３は
セラミックス材料を含有した単層からなるセラミックス
被覆層である。

上記コンクリート１、予備被覆層２、セラミックス被覆
層３におけるセラミックス材料、並びに予備加熱と焼成
のための加熱条件は、下記のとおりである。

○コンクリート１ ポルトランドセメント、珪砂、石灰、アルミニウム、水
等を主原料とし高温高圧蒸気養生された軽量気泡コンク
リート（ＡＬＣ）。

圧縮強度：４０Ｋｇ／ｃゴ 形状寸法：長方形パネル９００ｍｍ　（縦）　ｘ　　３
００ｍｍ　（横）　ｘ　１００ｍｍ　（厚さ）Ｏ予備被
覆層２ 上記軽量気泡コンクリートと同一材料からなる粉体。

○セラミックス被覆層３におけるセラミックス材料 長石 炭酸リチウム 炭酸バリウム 石灰石 カオリン 珪石 酸化銅 重量部 ６゜ ６ ０ ○加熱手段 炭酸ガスレーザ　　定格出力　　ＩＫＷ出力ＩＫＷのレ
ーザビームをシリンドリカルレンズと通常のレンズとで
ライン状に収束させ、これを上記長方形のコンクリート
の横方向と平行となるように、かつその横方向全域に照
射させる。そしてコンクリートを縦方向に移動させるこ
とにより、該コンクリートの全域にレーザを照射させる
ことができるようにした。

本実施例においては、先ず、予備被覆層２となる粉体な
コンクリート１上に１０〜２０μｍの厚さで均一に散布
した後、上記ライン状に収束させたレーザビームを予備
被覆層２上に照射すると同時に、コンクリート１を縦方
向に３０ｍｍ／秒の移動速度で移動させて予備加熱を行
なった。この時のコンクリート１の表面は薄いきつね色
に変色していた。

次に、上記セラミックス材料合計５００ｇをボールミル
により粉砕混合した後、該混合粉体を１ｍｍの厚さで予
備被覆層２の表面に均一に散布し、セラミックス被覆層
３を形成した。該セラミックス被覆層３の焼成は、上記
ライン状に収束させたレーザビームをセラミックス被覆
層３上に照射すると同時に、コンクリート１を縦方向に
５ｍｍ／秒の移動速度で移動させて行った。

これにより上記セラミックス被覆層３は、焼成されてそ
の熱でコンクリート１の表面に融着していることが確認
された。この状態では、コンクリート１とセラミックス
被覆層３との接着状態は極めて良好で、その接着強度は
セラミックス面に吸着させたラバーバキュームハンガー
により該コンクリート板を持上げるのに充分であった。

またセラミックス被覆層３の表面にはひび割れ、ピンホ
ール等もなく、表面が平坦な青色の光沢のあるセラミッ
クス被覆層が得られた。

なお、上記予備被覆層２を省略しても、あるいは予備加
熱を省略してもセラミックス被覆層３を得ることは可能
である。しかしながら、予備被覆層２の省略、特に予備
加熱の省略は、表面が平坦な良質なセラミックス被覆層
３を得る場合に、その歩留まりが悪くなることが確認さ
れている。

「発明の効果」 以上のように、本発明の製造方法によれば、表面が平坦
な良質なセラミックス被覆層を歩留まりよ（得ることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すセラミックス被覆コンクリ
ートの断面図である。 １・・・コンクリート ２・・・予備被覆層 ３・・・セラミックス被覆層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリートの表面にセラミックス材料を含有す
   るセラミックス被覆層を形成した後、該セラミックス被
   覆層を加熱し、その加熱によりセラミックス被覆層の表
   面側を焼成するとともに、該セラミックス被覆層のコン
   クリートとの密着部分を少なくとも溶融させてコンクリ
   ートの上記表面に融着させ、かつ、当該加熱による熱が
   コンクリートに伝達されてコンクリートを損傷させる以
   前に、上記加熱を停止させるセラミックス被覆コンクリ
   ートの製造方法において、 上記コンクリートの表面にセラミックス被覆層を形成す
   る以前に、該コンクリートを損傷させない範囲でその表
   面を予備加熱してから、該表面に上記セラミックス被覆
   層を形成することを特徴とするセラミックス被覆コンク
   リートの製造方法。
2. （２）上記コンクリートの表面にセラミックス材料を含
   有する予備被覆層を薄く形成した後に、上記予備加熱を
   施すことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセ
   ラミックス被覆コンクリートの製造方法。