JPS6055472B2 - 軽量気泡コンクリ−ト製品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石灰質原料と珪酸質原料とを主原料とする原料
スラリーの発泡速度を調節し、もつて製品の品質および
収率の大幅な向上を可能ならしめる軽量気泡コンクリー
ト製品の製造方法に関するものである。

従来の軽量気泡コンクリート製品の製造方法は、ボルト
ランドセメント、生石灰、消石灰、高炉スラグ（水滓）
などの石灰質原料と珪石、珪砂、フィラアッシユなどの
珪酸質原料とを個別または混合粉砕し、粉砕時または粉
砕後に水を加え、その際各原料の配合比を調節するとと
もに、必要に応じてスラリーの増粘剤、気泡安定剤また
はアルカリ刺激剤を添加して原料スラリーを調製、−゛
、←−、ｌｉザウ・・さ−＾ム、マグネシウム、血蛤な
どの金属粉末を添加しミキサーで混合したのち、あらか
じめ防錆処理を施゛してある補強練油をセットした型枠
中に流し込み、型枠中で水素ガスを発生させ該原料スラ
リー中に気泡を導入して体積膨張を生せしめて多孔質の
ケーク６し、該’ケークを適度に濾布させたのち、これ
をカッターで切断しオートグレーブ養生を行ない、仕上
加工ををて軽量気泡コンクリート製品とするもの“であ
ｔｏこの製造方法は現在工業的に多用されているもので
ある。

しカルながら、この製造力挨ヒお’いて上記型粋中での
水素ガスの発生速度とそめ一一日は、硬化体中に導入さ
れる気泡の大きさや分布状態、特に補強鉄筋周辺部の組
織の状態、補強鉄筋と周辺部との密着状態等、即ち硬化
体内の組織の均斉化に関連し、製品の品質と収率に極め
て大きい影響を及ぼす因子であり、その管理は製造工程
上の重要なポイントとなるものである。この原料スラリ
ーの発泡に関与すると考えられる因子は原料スラリーの
ｐＨ、温３度、粘性等のほか、添加金属粉末の粉末度、
表面積等の物性、その添加量、添加時期、原料スラリー
と金属粉末との混合時間やその後の注入方法及びスラリ
ー原料中の不純物等であり、かつこれらの因子が複雑に
からみ合つているので、細心の注；意の下でその管理に
万全を期するのであるが、現実にはしばしばスラリーの
発泡異常が発生し、硬化体内の気泡の大きさや不均一と
なり、特に補強鉄筋周辺部にはその傾向が顕著にあられ
れ、かつ補強鉄筋と周辺部との密着性が低下し、場合に
よつては多量の不良品が生ずる。例えば、原料スラリー
にアルミニウム粉末を添加し、発生する水素ガスによつ
てケーク中に気泡を導入する場合、水素ガスの発生反応
が急激に進行すると、スラリーを型枠に注入するまでに
、発生した水素ガスの相当量が系外に散逸し、また気泡
の均斉化も損われるため所要の硬化体が得られない。ま
た、水素ガスの発体反応がスラリーを型枠内に注入した
後に始まる場合でも、水素ガスの発生速度が不適切であ
ると、上述したように、硬化体中の気泡の大きさや分布
に不均一が生じ、補強鉄筋と周辺部との密着性が悪化し
、製品の品質が著しく劣化し、収率の大幅な低下や作業
能率の低減をもたらす。本発明は上記の従来法の欠点を
解決し、水素ガスの発生速度及び発生量を調節すること
により、原料スラリーの発泡異常による不良品の発生を
防止するとともにスラリーの発泡速度を最適化し製品の
品質及び収率の大幅な向上を可能とする簡単かつ経済的
な軽量気泡コンクリート製品の製造方法を提供するもの
で、その要旨とするところは、石灰質原料と珪酸質原料
とを主原料とする原料スーラリーに金属粉末を添加して
型枠に注入し、水素を発生させて該原料スラリーに気泡
を導入しかつ硬化させたのち、脱型、養生することによ
りなる軽量気泡コンクリート製品の製造方法において、
該金属粉末の添加前に該原料スラリーにアルカリ！金属
またはアルカリ土類金属の亜硝酸塩もしくは硝酸塩を添
加することを特徴とする軽量気泡コンクリート製品の製
造方法、にある。本発明は、以上のことく、石灰質原料
と珪酸質原料とを主原料とする原料スラリー中に、発泡
剤ことしてアルミニウム、マグネシウム、亜鉛などの金
属粉末を添加する前に、少量のアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の亜硝酸塩もしくは硝酸塩を添加してそれ
ら亜硝酸塩もしくは硝酸塩の解離によつて亜硝酸イオン
もしくは硝酸イオンを生成りさせておき、次いで従来量
よりもやや過剰に添加された上記金属粉末とアルカリ性
の原料スラリーとの反応によつて生成するやや過剰量の
水素ガスの一部を、その前駆物質である発生期の水素を
段階において、上記亜硝酸塩イオンもしくは硝酸イオン
と化合させて水溶性のアンモニアに転化させ、実質的に
水素ガスの発生速度と発生量と調節し、もつて型枠に注
入された原料スラリーの発泡状態を最適化することを可
能ならしめるものである。

本発明における発泡剤としての金属粉末の添加量は上述
したように、従来例の場合よりやや過剰であるが、その
過剰量は通常の原料スラリーにおいては従来例の添加量
の数％〜十数％の範囲でｊある。また、上記アルカリ金
属またはアルカリ土類金属の亜硝酸塩もしくは硝酸塩の
添加量は通常の原料スラリーに対しては約０．００１〜
０．００踵量％の範囲である。本発明は次の実験結果に
基づくものである。

本発明において使用される原料スラリーは石灰質原料か
らカルシウムイオンが溶出し、水酸化カルシウムの飽和
溶液ないしはそれに近いアルカリ性溶液中に原料粒子が
懸濁している状態にあるものである。そこで、上記原料
スラリーの代りに水酸化カルシウムの飽和溶液を用い、
本発明の構成に従つて上記の効果を確認することとする
。すなわち、４０℃に保持された消石灰の飽和溶液１０
０ｍ１に亜硝酸塩ナトリウムを０．００４ｙおよび０．
００８ｆをそれぞれ添加し、十分攪拌したのち、比表面
積５０００ｃ１ｉ／ｆのアルミニウム粉末０．２０Ｖを
添加し、それぞれの水素ガス発生量を亜硝酸塩ナトリウ
ム無添加の場合のそれと比較したところ、図面に示す結
果を得た。図面において、横軸は消石灰飽和溶液にアル
ミニウム粉末を添加してからの経過時間を示し、縦軸は
アルミニウム粉末添加量から算出される理論水素ガス発
生量に対する実際に発生した水素ガス発生量の百分率を
示す。曲線１は亜硝酸ナトリウム無添加の場合、曲線■
は亜硝酸ナトリウム０．００４ｙ添加の場合、曲線■は
亜硝酸ナトリウム０．００８ｙ添加の場合のそれぞれの
グラフである。図面が示すように、亜硝酸ナトリウムの
少量の添加が水素ガスの発生反応を抑制していることは
明らかである。

ちなみに、水素ガス発生反応終了後の溶液にネスラー試
薬を添加し、吸光光度法によつて生成アンモニアの定量
を行なつたところ亜硝酸ナトリウム無添加の場合にはア
ンモニアが検出されなかつたのに対し、亜硝酸ナトリウ
ム０．００４ｇ添加の場合には発生すべき水素ガス量の
約８％が、また０．００８ｆ添加の場合には発生すべき
水素ガス量の約２０％がそれぞれ発生期の水素の段階で
アンモニアに転化したことを示す結果を得、上記の少量
の亜硝酸ナトリウムの添加が水素ガスの発生反応の抑制
、即ち水素ガスの発生速度及び発生量の調節に有効に作
用することが確認された。更に、上記実験で得られた硬
化体の発泡状態を調べたところ、気泡の大きさ及び分布
が均一であることが判明したが、これは上記水素ガスの
発生発生速度及び発生量の調節による効果である。また
上記硬化体は気泡の大きさ及び分布が均一であるので、
実施例に示すように、圧縮強度は大である。上記の亜硝
酸ナトリウムと同様な効果を示す発泡遅延剤としてはア
ルカリ性溶液に速やかに溶解し、亜硝酸イオンを解離す
るものてあればよく、アルカリ金属もしくはアルカリ土
類金属の亜硝酸塩もしくは硝酸塩を含む。

これらの発泡遅延剤は単独使用もしくは複数の併用がい
ずれも可能である。また、これら発泡遅延剤を原料スラ
リーに添加する場合、上述の反応機構から明らかである
ように、発泡剤である金属粉末の添加前に原料スラリー
に添加し、スラリー中に亜硝酸イオンもしくは硝酸イオ
ンを均一に分布せさておくことが望ましい。また、本発
明においては、上述したように、発泡剤である金属粉末
の添加量を従来量よりも若干過剰とし、それに対応して
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の亜硝酸塩もしく
は硝酸塩の添加量を変えて所望の発泡状態になるように
調節することが望ましく、かくて予期せざる発泡状態の
変動に対しても迅速かつ効果的に対処することができる
。

本発明は、以上のごとく、発泡剤である金属粉末の原単
位は若干増加するが、従来の製造工程を実質的に変更す
ることなく、原料スラリーに気泡として導入される水素
ガスの発生速度および発生量を調節することによつて、
原料スラリーの発泡異常による不良品の発生を防止する
とともにスラリーの発泡速度を最適化して製品の品質お
よび収率の大幅な向上を可能ならしめる簡単かつ経済的
な軽量気泡コンクリート製品の製造方法を提供するもの
で、その工業的な価値はきわめて大きい。

次に、本発明を実施例によつてさらに具体的に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限
定されるものではない。なお、以下の実施例および比較
例において、比重とはＪＩＳＡ５４ｌ６ｒオートクレー
ブ養生した軽量気泡コンクリート製品ョに示される絶乾
かさ比重を表わし、圧縮強度とは同じくＪＩＳＡ５４ｌ
６に基づく標準乾燥状態での圧縮強度である。実施例１ 生石灰、普通ボルトランドメント、珪砂粉末および水を
重量比で１：２：３：５の割合で配合して均質な原料ス
ラリーを調製した。

この原料スラリーに亜硝酸ナトリウムを０．００踵量％
添加し攪拌混合後、４０℃恒温下にてアルミニウム粉末
（３５０メッシュ通過５５％、比表面積５０００ａ１／
′）を上記スラリーに対して０．３鍾量％添加し、均一
に分散させ、方形型枠に注入した。発泡終了後、引き続
き４０′Ｃにて５時間養生し脱型の後、得られた硬化体
を１２等分してそれぞれの比重を測定した。その結果、
硬化体１２個の平均比重は０．５へ最大の比重は０．５
１、最小の比重は０．４９で、硬化体各部位での比重の
ばらつきは極めて小さく、かつ導入された気泡の大きさ
および分布は硬化体各部位において均一であつた。比較
例１ 実施例１と同一の原料スラリーを用い、亜硝酸ナトリウ
ムを添加することなく、実施例１の場合と全く同様な条
件下で発泡、養生を行ない、硬化体を得た。

この硬化体の１２個の分割部分の平均比重は０．４＆最
大比重は０．６１、最小比重は０．４４であ”り、実施
例１の硬化体と比較して導入された気泡の不均一性に基
づく硬化体各部位における著しい比重のばらつきが認め
られた。実施例２ 普通ボルトランドセメント、珪砂粉末および水；を重量
比で３：２：５の割合で配合して均質な原料スラリーを
調製した。

この原料スラリーに対して４０℃恒温下で亜硝酸カリウ
ムを０．００２重量％添加し、攪拌混合したのち、実施
例１における同一のアルミニウム粉末を該スラリーに対
して０．３０重）量％の割合で添加し均一に分散させた
後、一辺１００の立方体型枠に注入した。発泡終了後、
引き続き４０℃にて５時間養生し、脱型を行ない１０ｋ
９／ＣＴＩの飽和蒸気圧下にて１満間オートクレーブ養
生した。得られた硬化体の比重は０．５０１圧縮強度は
、４３ｋｇ／ＣＦｌ！で高く、硬化体中の気泡も大きさ
および分布において均一であり、良質の軽量気泡コンク
リートが得られた。実施例３ 実施例２と同一の原料スラリーを使用し、これに亜硝酸
カルシウムを０．００１５重量％添加し、実施例２と全
く同＝条件の下で処理して硬化体を得た。

この硬化体の比重は０．５０を示し、圧縮強度は４７ｋ
９／Ｃ７ｌｆで高く、実施例２の場合と同様に良質の軽
量気泡コンクリートが得られた。比較例２ 実施例２と同一の原料スラリーを使用し、これに発泡遅
延剤は添加せずにアルミニウム粉末を０．２鍾量％添加
して実施例２および３と同一条件下で処理して硬化体を
得た。

この硬化体の比重は０．５１を示したが、圧縮強度は３
６ｋ９／ｃ＃Ｉと低く満足な結果は得られなかつた。実
施例４ 実施例２と同一の原料スラリーを使用し、これに硝酸カ
リウムを０．００踵量％添加し、攪拌混合したのち、実
施例１と同一のアルミニウム粉末を原料スラリーに対し
０．３睡量％添加し均一に分散させた後、予め配筋して
ある型枠に注入した。

原料スラリーの発泡および硬化終了後、脱型して得た硬
化体の切断を行なつたところ、硬化体中に導入されてい
る気泡は大きさおよび分布において均一で、補強鉄筋周
辺部の気泡も大きさおよび分布において乱れは認められ
ず、かつ補強鉄筋と周辺部との密着性は良好であること
が確認された。比較例３実施例２と同一の原料スラリー
を使用し、これに発泡遅延剤を添加せずに実施例４と同
一条件下で処理して硬化体を得た。

この硬化体の補強鉄筋周辺部には気泡が多数認められ、
かつ補強鉄筋と周辺部との密着性は実施例４の硬化体の
それに比較して著しく劣ることが確認された。

【図面の簡単な説明】 図面は消石灰飽和溶液にアルミニウム粉末を添加してか
らの経過時間とアルミニウム粉末添加量から算出される
理論水素ガス発生量に対する実際に発生した水素ガス発
生量の百分率との間の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 石灰質原料と珪酸質原料とを主原料とする原料スラ
   リーに金属粉末を添加して型枠に注入し、水素を発生さ
   せて該原料スラリー中に気泡を導入しかつ硬化させたの
   ち、脱型、養生することよりなる軽量気泡コンクリート
   製品の製造方法において、該金属粉末の添加前に該原料
   スラリーにアルカリ金属またはアルカリ土類金属の亜硝
   酸塩もしくは硝酸塩を添加することを特徴とする軽量気
   泡コンクリート製品の製造方法。