JPH033634B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発めは、発泡コンクリート・ブランク、とり
わけ建築用ブロツクまたはれんが素材の製造に関
する。

〔従来の技術〕

発泡コンクリート建築素材の製造方法において
は、泡によりより多孔にされた原料混合物を調合
し、上端開放の型に注入し、成型された固体が十
分な強度に達した後に、オートクレーブ中で加圧
蒸気で処理するか、または熱処理するか、または
空中に貯蔵して最終的な強度に達するように固化
させて製造する。このプロセスは最終強度を得る
ための処理法により、数時間から数日のかなりの
時間を成型のために要する。

加圧蒸気により発泡コンクリートを硬化させる
製法の技術については、S.Reinsdorf 著、
Leichtbeton Band：Porenbetone，VEB
Verleg fur Bauweseu，ベルリン1963の249〜
250頁に記述されている。同書によれば、型注入
からオートクレーブでの処理開始まで、発泡コン
クリートをねかしておく時間は、素材の厚味によ
り約８〜16時間が必要である。次に加圧蒸気によ
り硬化させるための時間が約14〜19時間かかる。
そして過圧蒸気による硬化が終了するまでは、型
から素材をとり出すことはできない。W.Altner
およびW.Reichel 著 Betonshnellhartung，
Betonuverlag Gmbh 1981，38〜101頁には軽量
コンクリートの熱処理の特性が記載されている発
泡コンクリートなど軽量コンクリートは、同書で
は、ブループｂの軽量コンクリートとして論じら
れている。そして、型注入から熱処理までのねか
し時間は、方法により、1.5〜４時間とされてい
る。加熱速度は、気泡の含有量が高いため、蒸気
硬化等の場合は、15〜20Å／Ｈを超えてはならな
い。このため、加熱時間は、数時間かかることに
なる。同書206頁には、前もつて３〜５時間ねか
せた後に発泡コンクリートを22〜24時間熱処理す
ることの記載がある。

後段で加圧蒸気による硬化と熱処理とを蒸気の
時間間隔をおいて行う場合には、上述のねかし時
間が必要であるばかりでなく、発泡コンクリート
の場合には、気泡含有量が最大70％に達するの
で、このねかし時間は特別な重要性を持つ。気泡
中の空気は加熱により膨張し、加熱開始時にブラ
ンク強度が十分でないとひびを生ずる。この強度
は、空気の膨張に起因する引張応力を相殺するに
十分なものでなければならない。さらに加圧蒸気
による硬化の過程でブランクの強度が不十分であ
ると、１〜２気圧程度の低い圧力によつてもオー
トクレーブ中の気泡の魂が圧縮され、寸法がゆが
みやくるいが生ずるおそれがある（上記
Reinsdorfの著作参照）。

型の中に放置しておく時間が長いために、大型
エレメント−せいぜい壁閉エレメント−の製造で
は予備の型の数を経済的要因から制限せざるをえ
ない。また、上記の成型時間のために工業的製造
装置の技術的容量が制約される。なぜならば、必
要な型の数と必要な床面積のために、工程が経済
性の低いものになるからである。気泡は温度によ
り異なる態様で膨張するが、温度による粘度の増
加は連続的であるため、塊の粘度が低いときに
は、熱またはオートクレーブ処理をすると、時間
的にも空間的にも異なる原料混合物中の温度のた
めエレメント中に密度の差異や歪みを生ずる。

また、W.AltnerおよびW.Reichel 著、
Betonschnellerhartung，Betonverlag Gmbh，
1981.196〜206頁には、コンクリートの電気・熱
処理についての記載があり高周波電界中でコンク
リートを加熱する試験についても記載がある。そ
れによれば、原料混合物を均一に加熱して硬化を
促進するため数分間で最大値に至らしめ、次に振
動などの機械刺激を与えて、すでに圧縮され硬化
中であるコンクリートを短時間で加熱したことか
ら生ずる構造的影響を除去する方法が記載されて
いる。しかし、この方法は発泡コンクリートには
適さず、発泡コンクリート・ブランクは、ねかし
時間３〜５時間を要する通常の方法で製造した後
に、型中のブランクを電子−熱処理して、低速度
（同書206頁参照）の加熱で最終的な強度を得るよ
うにしている。しかし、このねかし時間があるた
め製造工程で必要な型の数は膨大になり、気泡が
一部破壊されるため所望の極めて低いかさ密度は
得られない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、適当な強度と均等密度を持つ
発泡コンクリート・ブランクをひび割れを生じさ
せれことなく、かつ、簡単に短時間に小さいコス
ト製造する方法を提供することにある。

〔発明の開示〕

上記の目的を達成するため、本発明に係る発泡
コンクリート・ブランクの製造方法は、主として
粒状のとくに珪酸塩を含む材料と水とセメントと
気泡とからなる注入可能な原料混合物を型に入
れ、その後にブランクが十分な強度に達したとき
に型からとり出し、さらに硬化させる方法からな
り、上記気泡は原料混合物中にそのまま加える
か、または発泡剤を使つて混合物中で生成させる
ものである。さらに本製造方法の特徴は、 型に注入する前の段階で、原料混合物を硬化さ
せるための温度依存の促進剤を原料混合物に加
え、 型中の原料混合物を約40〜80℃望ましくは45〜
60℃の温度まで高周波電界により20〜120秒、望
ましくは25〜60秒間ほぼ均一に加熱し、 型の中の原料混合物の高周波電界による加熱を
極めて短時間に行つて、加熱により生ずる原料混
合物の膨張をセメント硬化が開始される前にほぼ
終了させてしまい、このように加熱した後に、 型からとり出して、ブランクを加熱蒸気に接触
させて温度を維持しさらに硬化させる ことにある。さらに必要ならば空気乾燥、蒸気中
での硬化、加熱蒸気を使うオートクレーブ硬化、
CO₂硬化、または電気−熱処理のいずれかを使用
することができる。

原料混合物が外に出ることを防止するために閉
鎖可能に作られた型を使つて、原料混合物を過熱
工程中生ずる膨張に対応する程度まで充填すると
好都合である。型からとり出した後にブランクは
最終的な形状になるので、大型ブロツクを建材ブ
ロツクにさらに分割する必要はなく、極めて実際
的である。この結果、また成型時間が短く過熱が
高速であるので、ブランクや最終的なれんがであ
る場合には、原料のがさ密度が極めて均一である
ので都合がよい。

型の中の原料混合物の加熱が高速に行われ、加
熱による原料混合物の膨張はセメントが硬化する
前にほぼ終了しているので、フランクのひび割れ
を除外または少なくとも減少することができる。
通常の工程で気泡を含む原料混合物を加熱する
と、温度上昇により生ずる泡の大幅な膨張のため
しばしばひび割れが発生する。膨張の後に主とし
て発生するセメントの硬化のため、気泡が膨張し
たときのブランク構造が固定的になる。換言すれ
ば気泡の膨張の結果ブランクの原料の密度は減少
する。

閉鎖可能な型を使えば、精密な寸法をもち、た
とえば、お互いに接合することのできるブロツク
を製造することが可能となる。

ブランク製造に個別の型と注入可能な濃度の原
料混合物を使用するため、全体的な気泡の存在率
がよく、温度保持に最適な孔パターンを持つ発泡
コンクリートの穿孔ブロツクを製造することがで
き、この意味でブロツク中の孔を盲穴の形態にす
ることができる。さらにこの製造は、300Kg／m³
程度の低い密度の固型ブロツクや、総合的な保温
性にすぐれた固型ブロツクの製造に適している。
この点でれんがの幅や長さを通過してのびる孔を
ポリスチレンブロツク等の保温性材を挿入して充
填してもよい。

また型中に適当な画壁をおいて型を分割し、た
とえば四側面、または対向する二側面のみまたは
一つの広い側面のみを被う高密度の外層をもつれ
んがを製造することができる。分離された型中の
区分にそれぞれ異なるかさ密度をもつ適当な原料
混合物を注入し、分画壁をとり去り型を閉じたの
ち加熱する。この方法で化粧れんがや化粧張れん
がを製造することができる。

ブランクは、型中で生ずる加熱処理によつて、
型からのとり外しやその後の運搬に十分な強度に
達成する。このためブランクの製造中のサイクル
が短くなり、穿孔ブロツクの場合は必要な強度
（0.1ニユートン／mm²以上）を持つ、望みの薄さの
壁のリブを形成できるばかりか、経済的に十分引
き合う発泡コンクリート、れんがのための原料混
合物の処理も可能になる。型の中の時間つまりサ
イクル時間は、促進添加剤を増量すれば低くする
ことができる。

圧力をほぼ全く要せずにブランクを製造するた
め、原料混合物へ気泡を加えることがとりわけ効
果的である。なぜならばブランクの製造中に気泡
はほとんど砕かれず、そのためれんがまたは成型
物本体のかさ密度を低減するのに完全に利用する
ことができ、高い保温性を得ることができるから
である。また気泡自体は上記の端部温度で低い安
定性した持たず、型の中の原料混合物の加熱速度
は高いにもかかわらず、気泡から生ずる孔がれん
が中に残るのは驚くべきことであり、使用された
温度いずれについても上の現象は生じた。

通常使用される石英砂およびまたは石英粉末の
代わりに、たとえば、浮石、粘土質土または煙道
灰、積込みじり等を使うかまたはこれらを一部石
英砂と併用して使つてもよい。必要な場合は、製
造されるれんがの重量をある程度まで減らすため
に使うこともできる。しかし、オートクレーブ処
理の場合は、珪酸塩を含む材料を使う必要があ
り、石灰も加えて強度をさらに高めることもでき
る。

セメントに関するかぎりポートランドセメント
を使用して、硬化のための促進添加剤として、型
入れ前に原料の温度による所定の温度上昇により
活性化されるような硬化促進剤を使用することが
できるが、実際的な意味でこれは効果がなく、温
度依存的でありまたは原料混合物の加熱前に、効
果抑制剤により抑制することもできる。またはこ
れに加えて、ジエツトセメントを使用して効果時
間の開始を調整して、使用する工場の条件に合わ
せることもできる。塩化アルミ、硫化アルミ、水
酸化アルミ等のアルミ化合物は代表的な硬化促進
剤であり、硫化物や糖誘導体は硬化抑制剤とし適
当である。

必要な場合には、通常よく使われる液化剤を原
料混合物に加えて、液状化の度合いをさらに高め
ることもできる。

その他の添加物とりわけフアイバーを加えるこ
とも可能である。

原料混合物は容量または重量で計量して型の中
に分けて入れることができるが、容量による方が
ほぼ均一の重量を持つれんがができるので好まし
い。原料混合物の密度がいろいろ異なる場合は、
容量で分けた分量の重さを計り、得た値に従つて
原料混合物の密度を調整すれば均一化できる。原
料混合物中の水およびまたは気泡の量を適宜計量
し、気泡の量を調整することにより上記の均一化
をはかることができる。

穴を穿設するには、適当にプラグが形成された
型を使用すればよい。穴を穿設する際は一部充填
した型に上型からカバー板を通してプラグを挿入
し、その後に原料混合物を型の中に注入するのが
好ましい。完全に型が密封されていることと気泡
が膨張することによつて、成型されるブランクは
確実に鋭い角の持つようになり、また原料混合物
が注入可能な濃度であるため、プラグを単に挿入
するという極めて軽い機械的な荷重を加えるだけ
で、両プラグ間に原料混合物が上昇充填し、穴を
設けることができる。穴は盲穴の形態をとるのが
好ましい。

気泡はそのまま気泡として原料混合物に加える
か、または原料混合物を型に入れる前に発泡剤を
加えて発泡させるかするが、前者の方法が好まし
い。気泡の密度は約４〜100ｇ／Ｌがよく、好ま
しくは約60〜80ｇ／Ｌがよい。空気の代わりに
CO₂を気泡中に入れることもでき、その場合、気
泡が熱の影響で消滅するに従い、CO₂が遊離さ
れ、ちようどエアー・モルタルの場合と同様に反
応を強化する効果を含む。

気泡は常に温度に敏感であるので、原料混合物
の温度は型に注入するまでできるだけ低くおさえ
ておき、気泡の耐久性が温度によつて低下しない
ようにしなければならない。合成泡は30℃以下で
しか十分な耐久性を示さないが、タンパク泡は30
〜40℃の範囲で適当な耐久性を示す。使用する気
泡、使用原料の温度、使用する設備によつて、珪
酸塩、セメント、水を含む原料、発泡剤、気泡の
温度を一定にするか、または、混合物の始発温度
に従つて調整することもできる。

同時に、促進剤を添加してセメントの硬化反応
の反応開始を調整して、気泡の膨張たとえば所定
の端部温度に達した後に、まず型の中の熱の影響
によつて反応がある程度まで開始されるようにす
る。原料混合物に加える水の量も反応が生ずる時
間の調節に役立つ。

型からのブランクのとり出しを簡単にし型への
付着を防ぐためには、型および必要な場合はプラ
グを原料混合物の型への注入前に、適当な離型剤
で湿らせておいた方がよい。これはスプレイまた
は浸液によつて行うが、浸液の場合は、離型剤で
満した超音波撹拌洗浄槽を使つて型およびプラグ
から原料混合物をすべて除去するのが望ましい。

高周波電界による原料混合物の短時間の加熱は
無孔ブロツクにも穿孔ブロツクにも適している。
型自体を（接触加熱）で加熱して効果を強めるこ
ともできる。型の中の原料混合物を、高周波電界
手段ににより加熱するには、周波数600KHz以上、
好ましくは10MHzのものを5KV以上の電圧を使
つて使用することができ、30MHzまでの周波数の
場合には、出力が10KW以上、好ましくは60〜
120KWまたはそれ以上のものを使用することが
できる。

ブランクの製造では、少なくとも一つの型と注
入装置、および型から盲板をとり出し運搬装置上
に載せるための装置をもつ設備が適当である。必
要ならば、型の中にプラグを設置し、型の中のブ
ランク中に横板（または隔壁）で分離した孔を形
成するようにしてもよい。この装置は、型底部お
よび型カバー板てある二つの構成要素が、コンデ
ンサ板をなす加熱装置を持つ。あるいは、プラグ
と、高周波電圧が負荷される二つの型外壁の極性
を交互にして構成することもできる。型底板は、
加熱トンネル等の加熱後システムを通過して循環
するコンベヤベルトにより構成してもよい。

型からブランクをとり出す際は、通常、少なく
とも0.1ニユートン／mm²の離型強さが必要である
が、この強度はブランクがその後に扱われる態様
によつて左右される。必要な場合は、一度形成さ
れるブランクを加熱して、たとえば運搬中に赤外
線照射や熱風で加熱して、短時間で、その後の段
階で要求される積載強さを得るようにしてもよ
い。いずれにせよブランクは吸収した熱により型
からとり出されると硬化するが、わずかに冷却も
されるため、膨張した気泡中の空気がブランクの
構造に負荷する圧力は減少し、ひび割れを生ずる
危険性は除去される。

〔実施例〕

実施例 １ 下記の組成の原料混合物を調合した。

表面積1400cm²／ｇ（ブレーン）の石英粉末118Kg
ジエツトセメント（Heidelberger
Schnellzement） 390Kg 水 254Kg 泡 385Kg （かさ密度60Kg／m³、発泡剤アキルアリールスル
ホン酸） 上記成分をミキサーに入れ、２分間混合した。
その結果生成された原料混合物の温度は20℃であ
つた。

原料混合物を20cm×20cm×50cmのサイズの型に
注入し、約35秒間公衆場電界中で均等に加熱し50
℃まで温度を上昇させた後に、この温度を25秒間
維持した。使用した周波数は約27MHz、電圧約
10KV、発生出力60〜90KWであつた。このよう
にして製造したブランクを次に型かたとり出した
ところ、ブランクの強度は0.1ニユートン／mm²以
上であつた。

次に、ブランクを加熱蒸気中の12バール
（bar）で８時間オートクレーブに入れて硬化さ
せたところ、でき上がつたブロツクは強度が約
2.5ニユートン／mm²でかさ密度は600Kg／m³であつ
た。

実施例 ２ 下記の組成の原料混合物を調合した。

石英砂（砂粒寸法が０〜４mm） 528Kg ポートランドセメント PZ55 390Kg 水酸化アルミニウム 3.9Kg 水 230Kg 濃縮気泡 25.7Kg （アルカリアリールスルホン酸と水の割合１：
40） 上記の組成をミキサーに入れて５分間混合した
ところ、発泡濃縮が始まつた。原料混合物の温度
は20℃に達した。

実施例１と同様、混合物を（45秒間加熱）処理
し、50℃まで均等に加熱した後に、25秒間この温
度を維持した。

ブランクを次に無加圧蒸気で加温しながらさら
に12時間硬化した。でき上がつたブロツクは、剛
性が約2.5ニユートン／mm²かさ密度は1000Kg／m³
であつた。

〔発明の効果〕

本発明の方法では、高周波電界による加熱をき
わめて短時間に高いエネルギレベルで行い、温度
による原料混合物の膨張をセメントの硬化が始ま
る前に終わらせてしまう。さらに、型から取り出
した後にセメントの硬化を行う。したがつてセメ
ントの硬化と原料混合物の膨張との不調和による
ひびわれが生じることがない。本発明の方法は製
造装置として高周波加熱手段の他に特別な装置を
必要とせず、短時間に行われるので作業工数は小
さく、コトスの上から有利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪酸塩を含む粒状材料を主成分とする材料
   と、水と、セメントと、気泡とから成る注入可能
   な原料混合物を気泡をそのまま原料混合物に加え
   るかまたは発泡剤を使つて原料混合物中で発泡さ
   せて調合し、型の中に注入し、その後取り出すに
   十分な強度を示すに至つたときにその型から取り
   出してさらに固化させる発泡コンクリート・ブラ
   ンクの製造方法において、 ａ 原料混合物硬化のための温度依存性のある促
   進剤を原料混合物を型の中に入れる前に加える
   こと、 ｂ 型の中の原料混合物に高周波電界を20秒〜
   120秒間特に好ましくは25〜60秒間にわたり与
   えて約40〜80℃まで、好ましくは45〜60℃の温
   度まで均等に加熱すること、 ｃ 型の中の原料混合物の加熱により生ずる膨張
   が硬化開始前にほぼ終了するようにブランクを
   型から取り出すこと、 ｄ 型から取り出したブランクに加熱蒸気を接触
   させて温度を維持しながらさらに硬化させるこ
   と、 を含むことを特徴とする発泡コンクリート・ブラ
   ンクの製造方法。 ２ 原料混合物が外に出ないように閉鎖可能な型
   を使用し、原料混合物を加熱により生ずる膨張に
   対応する容積を残すまでその型に注入することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の発泡コ
   ンクリート・ブランクの製造方法。 ３ セメントの促進剤を温度上昇により活性化さ
   れる促進添加剤として使うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の発泡コン
   クリート・ブランクの製造方法。 ４ セメントの抑止剤と組合せて促進剤を促進添
   加剤として使用し、セメントの活性化が型の中の
   原料混合物の所定の加熱温度とほぼ同じ温度で起
   こるように調整したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の発泡コンクリー
   ト・ブランクの製造方法。 ５ ジエツトセメントを促進添加剤として少なく
   ともセメントの一部として使用することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   発泡コンクリート・ブランクの製造方法。 ６ 原料混合物を異なる容積を持つように型の中
   へ分注し、分画された量は重量で確認し、その後
   の充填原料混合物の密度は重量分析を行い、その
   結果に応じて、水およびまたは気泡の添加を変化
   させることにより調整することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載
   の発泡コンクリート・ブランクの製造方法。 ７ 気泡濃度が約40〜150ｇ／Ｌとくに好ましく
   は60〜80ｇ／Ｌの気泡を含む原料混合物を利用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第６項のいずれかに記載の発泡コンクリート・ブ
   ランクの製造方法。 ８ 型からとり出したブランクを運搬の間にもひ
   きつづき加熱することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の発泡コ
   ンクリート・ブランクの製造方法。 ９ 所定の端部温度に達した後に、原料混合物へ
   のエネルギー供給を停止し、ブランクを型から取
   り出すために必要なブランク強度に達するまで原
   料混合物が型の中に保持されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに
   記載の発泡コンクリート・ブランクの製造方法。