JPH07101787A - 軽量コンクリート製品及びその製造方法 - Google Patents

軽量コンクリート製品及びその製造方法

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JPH07101787A
JPH07101787A JP4302894A JP4302894A JPH07101787A JP H07101787 A JPH07101787 A JP H07101787A JP 4302894 A JP4302894 A JP 4302894A JP 4302894 A JP4302894 A JP 4302894A JP H07101787 A JPH07101787 A JP H07101787A
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道子 川上
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純夫 柴田
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孝次 川本
Hiroshi Fukaya
博 深谷
Yutaka Furukawa
豊 古川
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof

Abstract

(57)【要約】 【目的】 かさ比重が0.7〜1.5で圧縮強度200k
g/cm2以上のコンクリート製品を提供する。 【構成】 CaO/SiO2モル比の範囲を0.35〜
1.2とし、セメントは全固形分中6〜20重量%、生
石灰と消石灰又は生石灰のうちの生石灰を、CaO換算
で計算して100重量%−5×(セメント重量%)=Y
重量%以上と、ケイ石粉末とを配合し、該配合粉末10
0重量部当たり50〜80重量部の水を加えて混合し発
泡剤を含有しないスラリーを形成し、このスラリーを型
枠内に注入して硬化させ、該硬化体を高温高圧水蒸気養
生して、CaO/SiO2モル比が0.35〜1.2で、
トバモライトとケイ酸カルシウム水和物を主体とし細孔
直径が100μm以下で細孔容積が35〜70%であ
り、かさ比重が0.7〜1.5、圧縮強度200kg/c
2以上である軽量コンクリート製品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は軽量で高強度のコンクリ
ート製品及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】水蒸気養生軽量気泡コンクリート(AL
C)は、かさ比重0.5〜0.6程度で圧縮強度40〜5
0kg/cm2のものが建築物の床材、壁材、外壁材と
して一般に用いられている。建物の外壁は、風圧に耐え
る必要があり、例えば20階では対風圧強度は計算上6
00kg/cm2程度であることが必要で、これを考慮
すると、圧縮強度200kg/cm2以上のものが必要
とされる。このため、ALCは外壁材としては、圧縮強
度の点から9階建てまでの中低層の建物に用いられる。
これ以上の高層階には、圧縮強度が300kg/cm2
の軽量骨材を用いた一種人工軽量コンクリート材を基材
とするプレキャストコンクリートカーテンウォール(P
CCW)が用いられている。しかし、このPCCWはか
さ比重が1.8〜2.2である。この場合、建物全体に占
める壁の重さが30〜40重量%となる。壁材として上
記強度を有しつつ、かさ比重の小さいものが得られれば
建物を従来より安価に建設出来る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかさ比重がP
CCWより小さく0.7〜1.5で圧縮強度200kg/
cm2以上のコンクリート製品を提供することを課題と
する。又、製造する製品の寸法を大きくし、補強用鉄筋
を配筋した場合に、原料スラリーの注入から硬化までの
間に亀裂の発生を防止出来る軽量コンクリート製品の製
造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、CaO/Si
2モル比が0.35〜1.2で、トバモライトとケイ酸
カルシウム水和物を主体とし細孔直径が100μm以下
で細孔容積が35〜70%であり、かさ比重が0.7〜
1.5、圧縮強度200kg/cm2以上である軽量コン
クリート製品。
【0005】及びケイ酸質原料粉末と、セメントと消石
灰又は生石灰を含む石灰質原料粉末とを、CaO/Si
2モル比が0.35〜1.2、セメントは全固形分中6
〜20重量%、生石灰と消石灰又は生石灰のうちの生石
灰を、CaO換算で計算して100重量%−5×(セメ
ント重量%)=Y重量%以上となるように配合し、該配
合粉末100重量部当たり50〜80重量部の水を加え
て混合し発泡剤を含有しないスラリーを形成し、このス
ラリーを型枠内に注入して硬化させ、該硬化体を高温高
圧水蒸気養生する軽量コンクリート製品の製造方法にあ
る。
【0006】
【作用】本発明コンクリート製品において、CaO/S
iO2モル比を0.35〜1.2とするのは、トバモライ
トとケイ酸カルシウム水和物を主体とするコンクリート
を構成するために必要であり、この両者が同時に存在す
る場合に所望の強度が得られるからである。トバモライ
ト以外の結晶が生成すると強度低下の原因となる。未反
応のケイ石や消石灰は少量であれば、含まれていても差
し支えない。
【0007】本発明コンクリート製品において、細孔直
径を100μm以下とするのは、細孔直径がこれより大
きいと、細孔容積を70%以下にすることが困難とな
り、圧縮強度を200kg/cm2以上とすることが出
来ないことによる。細孔容積を35%未満にすると圧縮
強度は大きく増加するが、かさ比重を1.5以下とする
ことが出来ないことによる。かさ比重が0.7未満では
圧縮強度を200kg/cm2以上に出来ないからであ
る。
【0008】本発明のコンクリート製品の製造方法にお
いて、CaO/SiO2モル比を0.35〜1.2とする
のは、トバモライトとケイ酸カルシウム水和物を主体と
するコンクリートが得られるようにするためである。
0.35未満では強度発現に寄与するトバモライトが生
成しにくくなり、1.2を超えるとトバモライトから強
度の低いゾノライトへの変化が起こり強度が低下するよ
うになる。又、この変化は比較的速やかな為、最適養生
時間の幅が狭くなり、この時間の制御が困難となるから
である。
【0009】本発明のコンクリート製品の製造方法にお
いて、セメントを少なくとも全固形分中6〜20重量%
となるようにするのは、6重量%未満では、オートクレ
ーブ養生前の硬化体の強度が低く壊れ易いため取り扱い
が困難となり、20重量%を超えると、得られたコンク
リート製品に欠けが生じ易くなるからである。
【0010】生石灰と消石灰又は生石灰のうちの生石灰
を、CaO換算で計算して100重量%−5×(セメン
ト重量%)=Y重量%以上となるように配合するのは、
生石灰がY重量%未満であると、原料スラリーの硬化中
に生ケーキに亀裂を生ずるからである。生石灰の使用量
をY重量%以上とし、CaO/SiO2モル比と、ポル
トランドセメントの使用比率によって決まる石灰質原料
粉末の使用量の上限まで生石灰を使用することが出来
る。生石灰の使用量を増加しても生ケーキの亀裂発生は
無いが、マイクロポアーが減少してかさ比重が増加す
る。更に生石灰の水和反応熱が増加して原料スラリー又
は硬化中の生ケーキ温度が上昇して、場合によっては1
00℃以上に達し、原料スラリー又は硬化中の生ケーキ
が突沸を起こして飛散することがある。この突沸に対し
て原料混練時の水の温度を下げる調整が必要となるし、
混練初期のスラリー温度を下げ過ぎると、スラリーがブ
リージングを起こし、水と固体が分離することがあるた
め、生石灰の使用量を必要最少限とするのが好ましい。
【0011】本発明のコンクリート製品の製造方法にお
いて、配合粉末100重量部当たり50〜80重量部の
水を使用するのは、50重量部未満では、トバモライト
が充分に成長しないので、強度が得られず、トバモライ
トの生成により過剰となった反応に直接寄与しない水の
蒸発により形成される細孔の容積が少なくなってかさ比
重が本発明の範囲より大きくなるからである。又、80
重量部を超えると、スラリー中の固形分が沈降し易くな
り均一な硬化体が得られなくなるからである。
【0012】本発明のコンクリート製品の製造方法にお
いて、スラリーに発泡剤を含有せしめないのは、発泡剤
を含有せしめると、直径0.2mm以上の細孔や大きな
気孔が生じて製品強度が低下し所望強度の製品が得られ
なくなるからである。
【0013】本発明のコンクリート製品の製造方法にお
いては、スラリーの硬化時間を短縮するために、スラリ
ーの温度を30〜70℃とし、型枠に注入して所定時間
(50℃では約10時間)静置し、セメント水和物を生
成させて硬化させ、型枠から硬化体を取り出し、オート
クレーブに挿入し高温の飽和水蒸気をオートクレーブに
注入して徐々に加熱し、180〜190℃程度、約10
〜12気圧の水蒸気中に数〜数十時間保持し、セメント
水和物を繊維状のケイ酸カルシウム水和物(CSH)に
変化せしめると共に、その一部をトバモライトに変化せ
しめる。この時、CSHとトバモライトが適当な比率と
なった時に、強度が最大となる。トバモライトがゾノラ
イトに変化し始めると、強度が低下し始めるので、最適
な養生時間と温度は、配合に応じて実験により求めるの
がよい。
【0014】尚、原料配合物中に、ALCの配合の場合
と同様に石膏(CaSO4)を加えると、消石灰と同様
に固形分の沈降を防止する効果がある。しかし過剰に添
加すると硬化体の強度を低下させるので、外割りで7重
量%(内割りで6.5重量%)以下、通常内割りで3重
量%前後添加するのがよい。石膏は無水石膏、半水石
膏、二水石膏でもよい。
【0015】
【実施例】SiO2を22重量%,CaOを64重量%
含む普通ポルトランドセメントと、CaOを90重量%
含む生石灰と、CaOを75.8重量%含む消石灰と、
SiO2分93重量%で平均粒径20μm程度のケイ石
粉末と、これらの合計に対する3重量%の二水石膏を混
合し、これらの全原料粉に対して水を添加しスラリーと
して、このスラリーを40℃に加熱して離型剤を塗布し
鉄筋を配置しないJIS R5201のモルタル強度試
験用の10×10×40cmの型枠に注入し、湿度80
%、温度50℃の雰囲気で10時間置いて硬化させた。
この硬化体を脱型して圧縮強度を調べた。又、型枠に鉄
筋を配置したこと以外は上記と同様にして得られる硬化
体を脱型して亀裂の有無を調べた。
【0016】鉄筋を配置しない脱型した硬化体をオート
クレーブに入れ、水蒸気養生を所定時間行い、供試用コ
ンクリート片を得た。かさ比重は、供試片を105℃の
乾燥機中で重量が変化しなくなるまで置いてから求めた
重量から算出し、圧縮強度はJIS R5201(セメ
ントの物理試験法)の中に規定されている油圧式ベンジ
ュラムダイナモメーター圧縮試験機を用いて4×4cm
の面積に80kg/secの割合で荷重を掛けて行っ
た。細孔容積は供試片を軽く粉砕し、篩を用いて直径2
mm〜250μmに分級し、105℃の乾燥機に2時間
放置して乾燥させたものをデシケーター中で放冷したも
のを用い、水銀圧入法を用いて測定した。その製造条件
を表1に、製造結果を表2に示す。又、鉄筋を配置して
得られる製品の角の欠けの有無を調べた。
【0017】
【表1】 原料配合(重量%) 計算上 (1) Y 水 水熱 水熱 C セメ ケイ 生石 消 の生石 ÷ / 処理 処理 / ント 石 灰 石 灰 (2) % 粉 温度 時間 S (1) 灰 (2) (℃) (H) 1 0.35 6 73.1 20.9 0 20.9 100 70 0.51 180 45 2 0.35 8 72.6 13.6 7.7 19.4 70 60 0.74 180 45 3 0.35 10 72 12.6 7.1 18 70 50 0.69 180 45 4 0.35 12 71.5 16.5 0 16.5 100 60 0.56 180 45 5 0.35 14 70.9 10.6 5.9 15.1 70 70 0.58 190 30 6 0.35 16 70.4 2.7 14.4 13.6 20 20 0.77 190 30 7 0.35 18 69.8 12.2 0 12.2 100 10 0.65 190 30 8 0.6 6 61.7 25.8 8.6 32.3 80 70 0.65 180 7 9 0.6 8 61.2 24.6 8.2 30.8 80 60 0.62 180 7 10 0.6 10 60.6 14.7 19.4 29.4 50 50 0.70 180 7 11 0.6 12 60.1 16.7 14.8 27.9 60 40 0.60 180 5 12 0.6 14 59.6 21.1 7 26.4 80 30 0.52 180 5 13 0.6 16 59 17.5 9.9 25 70 20 0.72 180 5 14 0.6 18 58.5 4.7 24.8 23.5 20 10 0.77 180 5 15 1.2 6 44.8 39.4 13 49.2 80 70 0.62 180 7 16 1.2 8 44.3 38.2 12.6 47.7 80 60 0.65 180 7 17 1.2 10 43.7 32.4 18.4 46.3 70 50 0.58 180 5 18 1.2 12 43.2 17.9 35.5 44.8 40 40 0.66 180 5 19 1.2 14 42.7 30.3 17.2 43.3 70 30 0.70 180 3 20 1.2 16 42.2 41.8 0 41.8 100 20 0.65 180 3 21 1.2 18 41.7 32.2 10.7 40.3 80 10 0.79 180 3
【0018】
【表2】 NO かさ比重 製品圧縮強度 細孔容積 硬化体圧縮強度 (kg/cm2) (体積%) (kg/cm2) 1 1.12 180 42 3.01 2 1.13 230 40 4.02 3 1.18 200 45 4.85 4 1.20 250 42 5.82 5 1.22 280 43 6.50 6 1.26 300 41 7.37 7 1.28 330 40 8.24 8 0.98 350 53 3.44 9 1.00 380 54 4.00 10 1.03 460 52 5.27 11 1.06 430 50 5.74 12 1.10 500 49 7.01 13 1.12 580 47 7.59 14 1.17 560 47 8.66 15 0.70 300 72 3.66 16 0.73 320 70 4.53 17 0.76 350 65 5.30 18 0.80 390 63 6.38 19 0.82 390 64 7.25 20 0.87 420 61 8.02 21 0.91 450 60 8.89
【0019】 上記実施例では硬化体に亀裂が
生じたり、製品に欠けが生じたりする事なく製造出来
た。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、9〜20階建ての建物
の外壁として用いることのできる、かさ比重がPCCW
より小さい0.7〜1.5で、圧縮強度200kg/cm
2以上のコンクリート製品を確実に提供することができ
る。
フロントページの続き (72)発明者 古川 豊 千葉県市川市中国分3−18−35

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CaO/SiO2モル比が0.35〜1.
    2で、トバモライトとケイ酸カルシウム水和物を主体と
    し細孔直径が100μm以下で細孔容積が35〜70%
    であり、かさ比重が0.7〜1.5、圧縮強度200kg
    /cm2以上である軽量コンクリート製品。
  2. 【請求項2】 ケイ酸質原料粉末と、セメントと消石灰
    又は生石灰を含む石灰質原料粉末とを、CaO/SiO
    2モル比が0.35〜1.2、セメントは全固形分中6〜
    20重量%、生石灰と消石灰又は生石灰のうちの生石灰
    を、CaO換算で計算して100重量%−5×(セメン
    ト重量%)=Y重量%以上となるように配合し、該配合
    粉末100重量部当たり50〜80重量部の水を加えて
    混合し発泡剤を含有しないスラリーを形成し、このスラ
    リーを型枠内に注入して硬化させ、該硬化体を高温高圧
    水蒸気養生する軽量コンクリート製品の製造方法。
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