JPH05310479A - 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリートを
提供する。 【構成】 含水率が１０重量％以下であり、かつ炭酸化
度が１０％以下であることを特徴とする撥水性を有する
軽量気泡コンクリート。 【効果】 従来の軽量気泡コンクリートに比べて、炭酸
化反応速度が数分の一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐炭酸化性に優れた軽
量気泡コンクリートに関するものである。

【０００２】

【従来技術】軽量気泡コンクリートは、不燃で耐火性に
優れ、断熱性に優れ、軽量であり、施工性にも優れてい
る等の多くの特徴を有しているため、壁、床、屋根、間
仕切り等の建築材料として広く使用されている。この軽
量気泡コンクリートは、一般に珪石，ポルトランドセメ
ント、生石灰等を主原料としたスラリーに、発泡剤や起
泡剤等による気泡を導入し、硬化させた後、高温高圧蒸
気養生して製造されている。このようにして製造された
軽量気泡コンクリートは、一般的には比重が０．５程度
のものが多く、この場合、約５０容量％が気泡であり、
約３０容積％が細孔、残る約２０容量％が固体部分から
なる。そして固体部分はトバモライト結晶とＣＳＨゲ
ル、および未反応珪石である。

【０００３】このように軽量気泡コンクリートは、表面
から内部まで無数に存在する細孔に気泡が連通している
構造となっているため、表面から水を吸い易く、吸収さ
れた水の中へ大気中の炭酸ガスが溶解していく。溶解し
た炭酸ガスは軽量気泡コンクリート中のトバモライト結
晶、ＣＳＨゲルと反応して炭酸カルシウムを生成し、い
わゆる炭酸化現象をおこす。炭酸化が進行すると固体部
が収縮して軽量気泡コンクリートに亀裂を生じ、その亀
裂から水がさらに進入し易くなり、さらに軽量気泡コン
クリートの強度も低下することになる。

【０００４】従来、この軽量気泡コンクリートの炭酸化
現象を防止するために、軽量気泡コンクリートを建材と
して壁等に使用した場合、その表面に塗料を塗布して、
表面から水が入らないようにして使用されている。しか
しながら、塗料等で表面処理をして炭酸ガスの侵入を抑
えて炭酸化の進行を遅くするにはかなり厚い塗装が必要
になり、また通常は室内側はそのような塗装が行なわれ
ないことから、徐々に軽量気泡コンクリートの炭酸化が
進行し、長時間経過すると、炭酸化のために亀裂が発生
することがあった。

【０００５】このために、軽量気泡コンクリートの耐炭
酸化性を向上しようとする提案がなされている。これは
特開昭５７−１７９００９号公報から特開昭５７−１７
９０１３号公報等に示されているように、軽量気泡コン
クリートの原料スラリー中に有機燐酸エステルやストロ
ンチウム化合物を添加して製造する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機燐
酸エステルやストロンチウム化合物を軽量気泡コンクリ
ートの原料スラリーに添加して製造する技術では、得ら
れる耐炭酸化性の程度は十分でなく、また、これらの方
法でトバモライト結晶が良く成長した軽量気泡コンクリ
ートを得るには長時間養生を要する等の難点があった。

【０００７】本発明の目的は、従来技術に比べてさらに
耐炭酸化性が向上した軽量気泡コンクリートを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の軽量気泡コンク
リートは撥水性を有し、含水率が１０重量％以下であ
り、炭酸化度が１０％以下であることを特徴とするもの
である。本発明でいう撥水性を有する軽量気泡コンクリ
ートは、通常の軽量気泡コンクリートと異なり、撥水性
を有し、吸水速度が小さいことを特徴とする軽量気泡コ
ンクリートである。このような軽量気泡コンクリートは
例えば軽量気泡コンクリートを製造する際に原材料スラ
リー中にポリジメチルシロキサン等の撥水剤を添加して
成形、養生することによって作製することができる。

【０００９】本発明でいう軽量気泡コンクリートの撥水
性については、乾燥した軽量気泡コンクリートの表面に
水滴を落としたとき、水滴がひろがって水が軽量気泡コ
ンクリートに吸収されていくか、または水玉が形成され
るかによって測定して得られる。また、軽量気泡コンク
リートの吸水速度を測定することによっても撥水性の程
度を判断できる。本発明の軽量気泡コンクリートは、水
滴を落とした場合、水玉を形成する程度の撥水性が必要
である。

【００１０】本発明の軽量気泡コンクリートの含水率
は、１０重量％以下であることが必要である。原料スラ
リー中へポリジメチルシロキサン等の撥水剤を添加して
作製した軽量気泡コンクリートは、作製直後は約４０重
量％程度の含水率があり、軽量気泡コンクリートのごく
表面は撥水性があるが、内部は撥水性がほとんど無い。
このような状態では、撥水剤を添加して作製した軽量気
泡コンクリートでも炭酸化速度は速く、撥水性を有しな
い軽量気泡コンクリートの炭酸化速度と大差ない。軽量
気泡コンクリートを乾燥させ、含水率を低下させること
によって軽量気泡コンクリートの内部まで撥水性を発現
するようになり、炭酸化速度も小さくなってくる。含水
率が低下する程、炭酸化速度は小さくなるが、１０重量
％を超える含水率ではその程度は小さい。１０重量％以
下の含水率になると、含水率４０重量％の場合に比べて
炭酸化速度が半分以下になり、炭酸化の進行を大きく遅
らせることが可能となる。通常、建材として壁等に使用
される軽量気泡コンクリートのパネルは、強制的に乾燥
した後使用するような方法はとられていないので、実際
の建物では躯体に取付られた時点でのパネルの含水率は
高く、またその後に防水仕上げが行われるため、含水率
が１０重量％以下に低下するには年オーダーの時間を要
する。一方、その間に炭酸化反応はパネルの含水率が高
い状態で進行するので、初期の炭酸化反応は早い。はじ
めから含水率を低下させたパネルを使用することによっ
て、施工された初期の炭酸化反応を抑制することがで
き、結果として軽量気泡コンクリートパネルの炭酸化の
進行を遅らせることが可能となる。上記の含水率にする
ためには、たとえば、軽量気泡コンクリートパネルを乾
燥装置を使って強制乾燥すればよい。

【００１１】含水率が１０重量％であり、かつ、撥水性
があるとなぜ炭酸化速度が小さくなるのかその理由は必
ずしも明らかではないが、軽量気泡コンクリート中の細
孔や気泡表面の性質が撥水剤によって変化し、細孔や気
泡表面が水に濡れ難くなり、炭酸ガスを溶解した水との
接触面積がすくなくなったためではないかと予想され
る。軽量気泡コンクリートが撥水性であることの他の利
点は吸水しにくいということにある。施工された軽量気
泡コンクリートパネルの仕上げ材の防水性が低下した
り、亀裂が発生した場合でも、そこから吸水しにくくパ
ネルの含水率が上昇することがない。従って後述のよう
に含水率の上昇によって炭酸化速度が大きくなる様なこ
とは起こりにくくなる。

【００１２】本発明の軽量気泡コンクリートの炭酸化度
は１０％以下である。作製した軽量気泡コンクリートの
炭酸化が大きく進行する前に、含水率を低下させること
が必要である。炭酸化が進行した後含水率を低下させて
も，炭酸化速度自身は小さくなるが、軽量気泡コンクリ
ートの炭酸化の進行を抑えるという意味では効果が小さ
い。公知の方法で軽量気泡コンクリートを作製すると、
通常作製した時点で数％の炭酸化を受けているが、なる
べく早く含水率をさげるのが効果的であり、炭酸化が１
０％を越さない時点で含水率を１０重量％以下に低下さ
せるのが好ましい。

【００１３】以下実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、実施例中の促進炭酸化試験、炭酸化
度、撥水性および含水率の測定は次のようにしておこな
った。 促進炭酸化試験 ＜供試体＞２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの供試体を
切り出し、２０℃、ＲＨ６０％の条件で恒量になるまで
乾燥した後、炭酸化促進試験に用いた。

【００１４】＜炭酸化条件＞ 条件Ａ；温度２０℃、相対湿度６０％、炭酸ガス濃度１
０％に設定されたプラスチック製チャンバー内で所定時
間反応させた。 条件Ｂ；含水率の影響を調べる時は、温度２０℃、相対
湿度９５％、炭酸ガス濃度１０％に設定されたプラスチ
ック製チャンバー内で所定時間反応させた。

【００１５】炭酸化度測定 供試体を１０５℃で２４時間乾燥後粉砕し、１００〜５
００ｍｇを精秤した。５規定の塩酸水溶液で分解し、発
生する炭酸ガス量を測定して供試体１グラム当たりのガ
ス発生量（ｖ）を求めた。一方、供試体の一部を粉砕し
た後温度２０℃、相対湿度１００％、炭酸ガス２ｋｇｆ
／ｃｍ² の条件下で７日間炭酸化させた。１０５℃で２
４時間乾燥させた後、１００〜５００ｍｇを精秤し、５
規定の塩酸水溶液で分解し、発生する炭酸ガス量を測定
して供試体１グラム当たりのガス発生量（Ｖ）を求め
た。

【００１６】炭酸化度は次の式を用いて求めた。 炭酸化度＝（ｖ／Ｖ）＊１００ （％） 撥水性の測定 平な面を有する供試体に赤インクで着色した水滴を落と
し、１分後の水滴の様子を観察した。水玉を形成した場
合を撥水性あり、供試体中へ吸水された場合を撥水性無
しとした。

【００１７】含水率の測定 供試体の重量（Ｗ）を測定した後、供試体を１０５℃で
恒量になるまで乾燥し、その重量（ｗ）を測定した。含
水率は次の式によって求めた。 含水率＝｛（Ｗ−ｗ）／ｗ｝＊１００ （ｗｔ％）

【００１８】

【実施例】

【００１９】

【比較例１】珪石４９．８重量部、普通ポルトランドセ
メント３８．８重量部、生石灰８．１重量部、石膏３．
３重量部に成形水７０重量部を加え撹拌混合し、これに
アルミニウム粉末０．０７重量部を加えたモルタルを６
０℃の養生槽にて発泡・硬化させ、所定の硬度に達した
モルタルブロックをオートクレーブ養生（１８０℃、１
０時間）して軽量気泡コンクリートを得た。得られた軽
量気泡コンクリートの中心部から２０＊４０＊１６０ｍ
ｍの大きさの供試体を切り出し、２０℃、ＲＨ６０％の
条件で恒量になるまで乾燥した後、促進炭酸化試験（条
件Ａ）に用いた。

【００２０】促進炭酸化試験結果を表１に示した。

【００２１】

【実施例１】原料混合物中にシリコーンオイル０．７重
量部を添加した以外は（比較例１）と同様な方法で作製
し、２０℃、ＲＨ６０％の条件で恒量になるまで乾燥し
た２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの軽量気泡コンクリ
ート供試体を得、促進炭酸化試験（条件Ａ）に用いた。

【００２２】促進炭酸化試験結果を表１に示した。

【００２３】

【比較例２】原料混合物中に燐酸トリブチル２重量部を
添加した以外は（比較例１）と同様な方法で作製し、２
０℃、ＲＨ６０％の条件で恒量になるまで乾燥した２０
＊４０＊１６０ｍｍの大きさの軽量気泡コンクリート供
試体を得、促進炭酸化試験（条件Ａ）に用いた。

【００２４】促進炭酸化試験結果を表１に示した。

【００２５】

【比較例３】原料混合物中に水酸化ストロンチウム２重
量部を添加した以外は（比較例１）と同様な方法で作製
し、２０℃、ＲＨ６０％の条件で恒量になるまで乾燥し
た２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの軽量気泡コンクリ
ート供試体を得、促進炭酸化試験（条件Ａ）に用いた。

【００２６】促進炭酸化試験結果を表１に示した。

【００２７】

【実施例２ａ、ｂ】

【００２８】

【実施例１】と同じ条件で撥水性を有する軽量気泡コン
クリートを作製し、得られた軽量気泡コンクリートの中
心部から２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの供試体を切
り出した。２０℃、ＲＨ６０％の条件で時間を変えて供
試体を乾燥し、含水率の異なる供試体（含水率１５ｗｔ
％以下）を得、促進炭酸化試験（条件Ｂ）に用いた。

【００２９】促進炭酸化試験結果を表２に示した。

【００３０】

【比較例４ａ、ｂ】

【００３１】

【実施例１】と同じ条件で撥水性を有する軽量気泡コン
クリートを作製し、得られた軽量気泡コンクリートの中
心部から２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの供試体を切
り出した。２０℃、ＲＨ６０％の条件で時間を変えて供
試体を乾燥し、含水率の異なる供試体（含水率１０ｗｔ
％以上）を得、促進炭酸化試験に用いた。

【００３２】促進炭酸化試験結果を表２に示した。

【００３３】

【実施例３】珪石４５重量部、普通ポルトランドセメン
ト４４重量部、生石灰１１重量部、シリコーンオイル
０．５重量部に成形水７０重量部を加え撹拌混合し、こ
れにアルミニウム粉末０．０７重量部を加えたモルタル
を６０℃の養生槽にて発泡・硬化させ、所定の硬度に達
したモルタルブロックをオートクレーブ養生（１８０
℃、１０時間）して軽量気泡コンクリートを得た。得ら
れた軽量気泡コンクリートの中心部から２０＊４０＊１
６０ｍｍの大きさの供試体を切り出し、２０℃、ＲＨ６
０％窒素雰囲気中の条件で恒量になるまで乾燥した後、
促進炭酸化試験（条件Ａ）に用いた。

【００３４】促進炭酸化試験結果を表３に示した。

【００３５】

【比較例５】

【００３６】

【実施例３】と同様な条件で軽量気泡コンクリートを作
製し、中心部から２０＊４０＊１６０ｍｍの大きさの供
試体を切り出した。この供試体を室内に約１年間放置
し、炭酸化度３２％供試体を得た。この供試体を促進炭
酸化試験（条件Ａ）に用いた。促進炭酸化試験結果を表
１に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、軽量
気泡コンクリートの炭酸化反応速度が数分の一に減少す
る。炭酸化の進行が遅くなることによって、炭酸化収縮
による亀裂の発生が起こりにくくなり、軽量気泡コンク
リートの耐久性を向上させることが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 含水率が１０重量％以下であり、かつ、
   炭酸化度が１０％以下であることを特徴とする撥水性を
   有する軽量気泡コンクリート。