JPS62212275A - 高強度軽量コンクリ−ト断熱材およびその製造方法 - 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】 産業上の利用分計 この発明は、高強度軽量コンクリート断熱材およびその
製造方法の改良に関するものである。

従来の技術 軽量コンクリート断熱材は既に公知であゆ、例えば、Ｌ
ＰＧ、　ＬＮＧなどの低温流体を貯蔵する二重殻式低温
タンクの底部保冷構造のように、断熱性のほかに内槽お
よび収容流体等の大きな荷重を支持するための強度特性
を必要とする保冷構造の形成材料や住宅用断熱部材とし
て使用されている。

従来、これらの軽量コンクリート断熱材はポルトランド
セメントに、真珠岩（Ｐｅｒｌｉｔｅ）を粉砕して粒度
調整した発泡原石を急速に加熱発泡させて得られた白色
の粉状ないし小塊状の発泡パーライトを加えて空線し、
次いでこれに水およびＡＥ剤等の混和剤を加えながら混
練し、これを現場打設あるいは注型した後硬化させる方
法によって製造されている。

しかしながら、前述した方法に得られる軽量コンクリー
トにあっては、軽量化するために配合する発泡パーライ
トが強度が低いため、混線時に破壊して３０ないし５０
％程度の目減りが生じ、生成した軽量コンクリートの強
度低下や高密度化が起と９、さらに発泡パーライトが有
する高い吸水性および混練時の粉状化により、混線工程
中に発泡パーライトが配合水を吸水するので、適当な施
工軟度とするために配合水が多（な９、その結果、凝固
するまでに各配合成分が分離する、連行気泡の破壊、体
積減少などの現象が発生し、均質ですぐれた物性を有す
る軽量コンクリートを経済的に製造することが困難であ
る。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、上述した従来の欠点のすべてを解消し、比
強度が大きく、断熱性のすぐれた軽量コンクリート断熱
材およびそれを経済的に製造する方法を提供することを
主たる目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明者等は上記の問題について、種々の検討を行なっ
た結果、水に分散あるいは溶解あるいは吸水して、その
粘性を高める添加剤と、特定の黒曜石発泡体をコンクリ
ートの軽量化成分に使用することにより、上記目的が効
果的に達成されることを知見し、その知見にもとづいて
この発明を完成したものである。

すなわち、この発明は、所要量のセメントに、水に分散
あるいは溶解あるいは吸水して、粘性を高める添加剤、
粒状の黒曜石発泡体からなる骨材、水および必要に応じ
て他の混和剤を添加混練して調整したモルタル組成物が
成形されてなる高強度軽量コンクリート断熱材に要旨を
有するものである。

この発明に使用する結合剤成分であるセメントは、ポル
トランドセメント、あるいは、それをベースとする混合
セメントなどで、土木建築等の公費で使用されているい
ずれのセメントも使用することができる。

この発明に使用する前記添加剤は、水に分散あるいは溶
解あるいは吸水して粘性を高める無機化合物、有機高分
子化合物であって、例えば、ベントナイト、カオリン等
の無機化合物、澱粉およびその誘導体、セルロース誘導
体、アルギン酸などの天然あるいは半金声高分子化合物
、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポ
リアクリルアミド、ポリスチレンスルフォン酸、ポリア
クリル酸塩、ポリアクリル酸共重合体などの合成高分子
化合物、各種高分子化合物のエマルジョン、水溶性高分
子化合物の低密度架橋物を例示することができる。これ
は単独で使用してもよく、あるいは２種以上を併用して
もよい。

この発明に使用する前記黒曜石発泡体からなる粒状軽量
骨材は、黒曜石（０ｂｓｉｄｉａｎ　）を加熱発泡して
製造した光沢あるガラス質の表面被膜を有する球状、な
いしこれを伸長した形状の粒体であって、その内部は多
数の微細な独立気体を封入する如（ガラス質の隔壁によ
って細分された構造に構成されている。

前記黒曜石発泡体からなる粒状軽量骨材は、原石と粉砕
して粒度を調整した発泡用原石を使用して製造するので
、その粒子の大きさは必ずしも一定ではないが、その粒
径が５ｍ以下、とくに２．５ｍ以下のものが好適であり
、またその容積重量ｔ！０．１５なイｌ、　０．３０　
ｋｇ／ｊ　ト＜　ＩＣ０，１９ないし０．２５　ｈｐ７
１が好適である。黒曜石発泡体からなる粒状軽量骨材の
粒径が５臘より大きい場合は、粒体の表面被膜および内
部細分化隔壁の厚さが薄くなり、かつ不完全なものとな
って連通気泡化が起こり、強度の低下や吸水性が増大す
る。また容積重量が０．１５　ｋｇ／Ｉより軽い場合は
強度低下と吸水性の増大を招き、０．３０ｋｇ／！よゆ
重い場合は、形成した軽量コンクリートの比強度が小さ
くなり、かつ強度に対する熱伝導率が大きくなるので好
ましくない。

この発明に使用する黒曜石発泡体からなる粒状軽量骨材
は、前述した従来の軽量骨材である発泡パーライトと対
比し、その外観においても、また性質においても全（異
なるものである。

前述の発泡パーライトは、ガラス質の気泡が破壊して生
じた気泡膜やポーラスな小塊の混合物から成る粉粒体で
、粒度分布が広範囲であり、強度が低く、吸水性が高く
、そのためこれを軽量骨材に使用した場合、前述の如き
種々の問題が生じる。

これに対し、この発明に使用する黒曜石発泡体は、上述
した如く独立気泡の粒状体であって、軽量にして高い強
度を有し、取り扱い時に粒の破壊がなく、粒度分布がシ
ャープで、吸水性が低く、軽量コンクリートの軽量化成
分としては好適である。

しかし、黒曜石発泡体は上記のように吸水性、保水性が
低いので、高比率の軽量骨材／セメント配合では、モル
タル組成物から混練水が分離し、流動性が失われて施工
性が低下すると共に水硬反応が進行しないので、特別な
対策を講じないと実用に供し得る軽量コンクリートを製
造することができない。

この発明における未だ固まらないコンクリート（以下、
モルタル組成物とする）中の上記セメント、軽量骨材、
添加剤、水の組成割合は臨界的でなく、各々の物理的、
化学的、機械的性質ならびに得ようとする軽量コンクリ
ート断熱材の使用目的に応じて適宜に選択されるもので
あって、広範囲にとることができる。例えば、ＬＰＧや
ＬＮＧ貯蔵二重殻式低温タンク用の断熱材としては、圧
縮強さが５ないし２５０　ｋｇ−ｆ／ｃ！ｄの軽量コン
クリートの現場打設量および注形ブ菅ツク品が使用され
る。この場合の上記各成分の組成割合は、セメント１０
０重量部に対して軽量骨材２５ないし１５０重量部、水
は３０ないし１５０重量部、添加剤は全成分固形分１０
００部に対して０．１ないし５重量部の範囲とすること
が好ましい。

この発明における前記モルタル組成物は、従来公知のコ
ンクリートミキサー、例えば強制練りミキサーを用い、
先ず所要量のセメント、添加剤（固体の場合）、軽量骨
材を素早く空練りし、次いで水、添加剤（液体の場合）
を添加混練する手段、あるいは所要量のセメント、添加
剤および水の各成分を均一に攪拌混合してセメントミル
クを調製し、次いでこのセメントミルクに所要量の軽量
骨材あるいは軽量骨材と添加剤を添加混練することによ
り容易に得られる。

このモルタル組成物は、使用目的に応じて現場打設ある
いは所要形状の型枠に注型して硬化させ、ることにより
、軽量コンクリートが得られる。

この発明においては、上記モルタル組成物を調製する際
、上記成分に加えて、ＡＥ剤、減水剤、促進剤、遅延剤
、ｍ維質補強材等の混和剤を必要に応じて適宜に混合し
てもよく、また、固体各成分、液体各成分を予め混合し
、モルタル組成分調製時にそれらを混練してもよい。

発明の作用効果 以上に述べたように、この発明によれば、セメントに、
水に分散あるいは溶解あるいは吸水して粘性を高める添
加剤、独立気泡から成り粒状体で高い強度を有し、かつ
吸水性の低い特定の黒曜石発泡体から成る軽量骨材およ
び水を添加混練してモルタル組成物を１ｌｉｉ製し、こ
のモルタル組成物を現場打設あるいは注型後、硬化させ
るものであるから、添加剤の界面活性作用、粘性作用、
保水作用等によって、黒曜石発泡体がセメントペースト
中に均一に分散して保持され、かつ黒曜石発泡体とセメ
ントペースト間の結合強度が一段と強固なものとなる。

また、黒曜石発泡体を予め調製した添加剤を含有するセ
メントミルクと混練してモルタル組成物と成すので、モ
ルタル稈成物調製工程において黒曜石発泡体に作用する
外部応力は極めて小さなものとなり、かつそれ自身の高
強度と相俟ってモルタル組成物調製時の黒曜石発泡体の
破壊が未然に防止されるので、黒曜石発泡体の高い強度
が保持されると共に黒曜石発泡体による配合水の吸収に
よるモルタル組成物の流動性低下が防止される。さらに
モルタル組成物調製時の軽量骨材の非吸水性と添加剤の
空気運行作用と減水作用等により水セメント比を小さく
することができる。このためこの発明によれば、従来製
品に増して軽量で高強度を有し、熱伝導率が小さく、乾
燥収縮の少ない吸水性の低い経済性に富む軽量コンクリ
ート断熱材を極めて容易に製造することができる。

また、この発明によれば、強度が高く、搬送等の取扱い
時にも破壊することがない高い品質の安定性を有する黒
曜石発泡体を軽量化骨材として使用し、その黒曜石発泡
体は前述したようにモルタル組成物調製工程での破壊が
なく、さらにモルタル組成物は添加剤の作用等により連
行された空気泡の安定性が高く破壊することがなく、か
つ保水性を有し硬化反応が確実に進行するので、品質の
バラツキが少なく極めて高い信頼性を有する軽量コンク
リート断熱材が得られる。かつまた、この発明によれば
、モルタル組成物はコンクリート等の他の材料への付着
力が大きく、各配合成分の分離がなり、シかも凝結まで
の間に収縮することがなく、鏝ばなれや鏝伸びが良いの
で、作業性がきわめて良好で、一度の表面鏝塗りで表面
性状の極めてすぐれた軽量コンクリート断熱材が得られ
る。

実施例 次に具体的実施例を示して、この発明をさらに詳細に説
明する。

実施例（１） 下記の第１表に示す配合組成にポルランドセメント、添
加剤（セル田−ス誘導体）および第２表に示す黒曜石発
泡体を強制線ミキサー（４６ｎｐｍ）に投入して２分間
空線した後、ＡＥ剤（ビンツル系）および水を添加しな
がら３分間混練してモルタル組成物を調製し、それを注
型し、２５℃の温度条件で２８日間養生し、比重（ＪＩ
ＳＡ１１６１）　、圧縮強す（ＪＩＳＡ１１０８、気乾
状態）、曲げ強さく　ＪＩＳＲ５２０１、気乾状態）、
熱伝導率（ＪＩＳＡ　１４１２、平均温度２４〜２５℃
）を測定した試験の結果を第１表に示す。

実施例（２）〜（６） 上記実施例（１）で使用したミキサーおよび原料を使用
して、第１表に示す配合組成にポルランドセメントに添
加剤、ＡＥ剤、および水を加えて２分間撹拌部合してセ
メントミルクを調製し、次いでこのセメントミルクに黒
曜石発泡体を添加しながら３分間混練してモルタル組成
物を調製し、実施例（１）と同様に供試体を作成して物
性を測定した。その結果を第１表に示す。

参考例（１） 上記実施例で使用したミキサーおよび原料を使用して、
第１表に示す配合組成にセメントおよび黒曜石発泡体を
２分間空線りし、次いで水および、ＡＥ剤を添加しなが
ら３分間混練してモルタル組成物を調製し、実施例と同
様に物性を測定した。なお、ここで得られたモルタル組
成物は流動性が低く、若干の配合水の分離が認められた
。

参考例（２） 第２表に示す発泡パーライトを軽量骨材に使用し、参考
例と同一の方法で供試体を作成して物性を測定した。な
お、ここで得られたモルタル組成物は、凝固までの間に
各成分の分離により、軽量骨材が表面に浮上し、また連
行気泡の破壊による収縮が認められた。

発明の効果 以上に述べたように、この発明によれば、セメント、水
に分散あるいは溶解あるいは吸水して粘性を高める無機
化合物あるいは有機高分子化合物からなる添加剤、粉砕
調粒した黒曜石を加熱発泡させた独立銀−の黒曜石発泡
体からなる軽量骨材、水および必要に応じて混和剤を混
練して得られるモルタル組成物を硬化させたものである
から、物理的、化学的、機械的強度のすべてにすぐれた
物性を有する軽量コンクリート断熱材が経済的に得られ
る。

また、この発明方法によれば、セメントに、水に分散あ
るいは溶解、あるいは吸水して粘性を高める無機化合物
あるいは有機高分子化合物からなる添加剤、粉砕調粒し
た黒曜石を加熱発泡させた独立気泡の黒曜石発泡体から
なる軽量骨材、水および必要に応じて混和剤を添加混練
してモルタル組成物を調製し、そのモルタル組成物を現
場打設あるいは注型して硬化させるものであるから、軽
量で高強度を有し、熱伝導率が小さく、乾燥収縮が少な
く、吸水性の低い、経済性に富む高強度軽量コンクリー
ト断熱材を極めて容易に製造することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント、水に分散あるいは溶解あるいは吸水し
   て粘性を高める無機化合物あるいは有機化合物からなる
   添加剤、粉砕調粒した黒曜石を過熱発泡させた黒曜石発
   泡体からなる軽量骨材、水および必要に応じて混和剤を
   混練して得られるモルタル組成物が硬化成形されている
   ことを特徴とする高強度軽量コンクリート断熱材。
2. （２）セメントに、水に分散あるいは溶解あるいは吸水
   して粘性を高める無機化合物あるいは有機高分子化合物
   からなる添加剤、粉砕調粒した黒曜石を加熱発泡させた
   黒曜石発泡体からなる軽量骨材、水および必要に応じて
   混和剤を添加混練してモルタル組成物を調整し、そのモ
   ルタル組成物を現場打設あるいは注型して硬化させるこ
   とを特徴とする高強度軽量コンクリート断熱材の製造方
   法。