JPS6340781A - アルカリ骨材反応防止コンクリ−トを含む多泡質不焼成セラミツクス組成物並びにその製造方法 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は微細かつ均等サイズの泡を含有させた不焼成セ
ラミックス組成物並にその製造方法に関し、特にそのセ
ラミックス組成物はアルカリ骨材反応を防止するコンク
リート組成物を含むものである。

［従来の技術とその問題点］ 従来のセラミックス製品は、不焼成物にあっても、金属
よりは軽いが、それでも単位容積重量は木の約２倍以上
と比較的重く、また断熱性も金属よりはよいけれども、
木質或はプラスチックなどに比較すればあまりよくなく
、これらはバイテクノロジーへの応用面から見れば従来
のセラミックスの諸欠点といえる。そこでこの容重を軽
くし、断熱性を良くするために多気孔質セラミックスが
用いられている。これら従来の多気孔質セラミックスに
はＡＬＣ１発泡軽量セメント成形物、石膏発泡体或いは
、セメントと気球状のシラスバルーンを混合して多気孔
質に成形し、硬化させたものなどセメント系のものがあ
る。

また特にコンクリート組成物にあってはレヂンなどのＡ
Ｅ剤を使用し、大気中の空気を′Ｉ！５き込み気泡とし
て含有させた未硬化の所謂生コンクリート或いはその硬
化物としてのコンクリート製品は勿論知られている。

しかしながら、これらの従来技術による気泡形成の機構
は、たとえばＡＬＣの場合は金属アルミニウムの微粉末
をセメントと混ぜ、水を加えるときセメントの水和によ
って生成するアルカリによって化学反応を起こさせ、水
素ガスを発生させ、これをセメントモルタル中に分散。

気泡体を形成、保持させるもので、混ぜ合わす時に泡が
大きくなったり消失したりするので。

均一なサイズの気泡を均質に分散させた成型体を造るこ
とが極めて困難である。従って曲げ強度なども性能の伸
びなやみがある。

また、石鹸その他化学的起泡剤をセラミックスｆｆ１ｌ
ｊｔ粉体に混合してスラリーにしてもそのスラリー中で
気泡を安定して形成、形状を保つことは技術的に管理や
制御が困難である。

更にまた従来の所謂ＡＥ剤を使用するものは、大気中の
空気からスラリ一段階のセラミックスに巻き込まれた気
泡のサイズに非常に大きなばらつきがある。

而１７て、含有される気孔サイズの不均一の組織体は、
！［１ｍ全体が均一ではなく、非常に強い部分と非常に
弱い部分が含まれているが、その材の全体としての強さ
は、その弱い部分の強さで決まるから、配合が同じでも
組織の不均一なものは弱いことになる。気孔そのものに
ついても同様であって、気孔の数や鉢植の合計が同程度
でも気孔のサイズの不均一なものは均一なものより弱い
という問題点がある。また従来のシラスバルーンを用い
たものも、気孔のサイズは最大は最小の数１０倍と不揃
いであるが、これを均一化するためには篩別する必要が
あり、機械篩ではすぐ目詰りを起し量産は不可ｆ＠に近
く、風篩によるものも粒径を最大最小を２倍以内程度に
することも殆んど不可能でまたコストも非常に高くなる
という欠点がある。

次に従来技術におけるもう一つの問題点として、セメン
ト等水硬性硬化材を用いた成形物において、強度の発生
源となる水和鉱物が十分に水和するためには過剰な水を
添加しなければならないがそのような水の添加はコンシ
スチンシーを妨げ、過剰水は乾燥後空隙の原因となって
、結果において強度の低下を来たす、理論的には理解で
きても実用は不可濠の操作である。

それ故従来技術では、型枠を早期に外すことも原因とな
り、水和鉱物が十分に水和生成しない以前の比較的短期
（約７日以前）、中期（８日より約２ケ月位まで）にお
いて、そのコンクリート成形体が乾燥して了い十分な強
度を発生しない場合が多いという欠点がある。

またこのような場合において、更に残存する問題点とし
て、十分な強度が出ないまま一旦乾燥したコンクリート
成形体が、其の後において、長雨や地下水の上昇による
その成形体への再度の水分の浸透によって、セメント等
中のアルカリと骨材中の非晶質けい酸とが水の存在によ
り結合し、含水けい酸アルカリとなり、これが膨張性で
あるため、その成形体に亀裂などを生ずることがある。

これが所謂アルカリ骨材反応による被害であって、１９
４０年に米国において初めて報告されたが、近年我国に
おいても河川採取の骨材の払底により、砕石や海砂の使
用量が増大するに従い、頻繁に発生するようになり、業
界の大きな問題となっているにもかかわらず、低アルカ
リセメントの使用、シリカフニームの使用という、特殊
なコスト品な方法以外に、一般的、コスト安の防止対策
は未だに殆んど進んでいないという問題点がある（セメ
ント技術年報１９８５年輪文Ｎｏｊ２よりＮｏ−８２ま
で）。

［本発明が解決しようとする問題点と 本発明の目的］ 本発明が解決しようとする問題点は、上記従来技術の共
通の問題点である不焼成セラミックス内に含有された気
孔のサイズの不均一に起因する軽量化、断熱性の向上に
関連する比較強度の向上等、高性箋化の伸びなやみの問
題である。そこで本発明の目的は、これら従来技術上の
問題点を可成の程度に解決するため、多泡質不焼成セラ
ミックス中に含有させる泡のサイズとその変動範囲を、
多泡質不焼成セラミックスの工業生産工程において、容
易に管理し２制御できる方法とその結果である不焼成の
セラミックス製品を開発することに存する。

次に水硬性不焼成セラミ７クス成形体の初期、中期の乾
燥による強度発生上の害を低コストで除去して強度を従
来よりも十分に発生させること、更に同様に水硬性成形
体を低コストで長期に内部まで湿潤状態に保持する手段
を講することにより、従来のアルカリ骨材反応の発生機
構に変化を与え、これの大部分を防止すること等を本発
明は目的としている。

［問題点を解決するための手段即ち本発明の構成１本発
明に係る多泡質不焼成セラミックス組成物は、吸水して
カプセル状となる合成樹脂、特にそのうち高吸水ｔＥ６
潤性樹脂を発生源とする細小な泡を多数内部に含有し、
その泡のサイズが狭い範囲内に制御され均一化されてい
ることを特徴としている。また望ましくは前記泡の平均
粒径はｌ　［ｍｍｌ以下で、その変化の範囲は所定の泡
の平均粒径±５０［５１以内の均一性を有するものであ
る。

また、前記泡の発生源である吸水カプセル化性樹脂、場
合により高吸水膨ｎｌ性樹脂が、望ましくはアクリル酸
ビニールアルコール共重合体ないしはアクリル酸ソーダ
重合体、或いは、塩類によっても膨潤度の変化の少ない
樹脂の例として、ポリエチレンオキサイド変成物などで
ある、多泡質不焼成セラミックス組成物である。

後者を使用する場合においては樹脂自体の粒度な特に調
整して気孔の大きさをコントロールした不焼成セラミッ
クス組成物である。

更にまた本発明に係る多泡質不焼成セラミックス組成物
の製造方法は天然および、または人工のセラミックス原
料及び又は組成物の細粉と、高吸水膨潤性樹脂の１種以
上の細粉とを均一に混合した後に、加水し、或は、場合
により、必要に応じて無機塩類の１８以上の水溶液およ
び、または水性ゾルないしはゲルを加え、更に均一に混
合し、成形物の必要により含水量を５箇し、更に必要に
応じて成形することを特徴としている。

また、本発明に係る前記製造方法は、使用する吸水カプ
セル化性合成樹脂の細粉又は粒体の平均径を大又は小と
することにより、不焼成セラミックス組成物中の泡の平
均径の大きさを制御し、或は前記樹脂粉粒径のバラツキ
の範囲を選ぶことによってできる泡径のバラツキの範囲
の大小を制御しうる特徴を有する。

次に本発明に係る製造方法は、必要に応じ使用する無機
塩の水溶液又は水性ゾルないしゲル中の該無機塩の濃度
を次第に濃くして、できる泡の径を小さくし、逆に無Ｊ
ａ塩の濃度を次第に薄くし、その度合に応じて前記不焼
成セラミックス組成物中の泡径を次第に大きくする等、
泡径サイズを制御しうる特徴を有する。

次に上記本発明の構を要件について説明を加える。

本発明のセラミックス組成物に含有される泡は、吸水カ
プセル化性合成樹脂の粉粒、場合によっては高吸水膨潤
性樹脂に由来し、発泡した結果のものであって、ＡＬＣ
やシラスバルーンの如き無機物に由来する気孔ではなく
、また有機物であってもＡＥモルタル或は石鹸の泡のよ
うに、そのものに隣接する大気中の空気を巻き込んだも
のに由来するものでもない。

また高吸水膨潤性樹脂に種類は多々あるが、アクリル酸
ビニールアルコール共重合体、アクリル酸ソーダ重合体
等特に水によって発泡して膨潤する度合の大きいものば
かりでなく、ポリエチレンオキサイド変成物のように膨
潤度の小さいものも用いられる。また本発明の不焼成セ
ラミックス組成物は含有される泡のサイズとその均一性
が制御された結果物であるから、場合によっては、その
制御に使用する無機塩の水溶液中の濃度を濃くすること
によって、ｌ乃至２［ル］程度の、即ちもとの樹脂のサ
イズと同じ位に像細な、かつ均一なサイズの泡を有する
ようなものも含まれている。

また本発明の不焼成セラミックス組成物中の泡は、従来
の類似物における如き単なる気泡ではなく、含水カプセ
ルである。この含水カプセルは強制乾燥しない限り、内
部に木を含有して自然乾燥状態では約４ないし６ケ月の
長期に亘り、湿潤状態を保持する特性を有する。従って
本発明の不焼成セラミックスがセメントを用いたコンク
リートであるときは、自然乾燥されても長期にセメント
鉱物の硬化用水を補給し、長期強度を十分に発現する。

更に特許請求の範囲第７項に記載されている長期材令強
度発生型セメントというのは所謂４週以前の強度はあま
り発生せず、３ケ月から６ケ月に到り強度を十分に発生
するタイプのセメントである。これには一般に低水硬率
型のセメント、所謂中庸熱、低熱セメントがあり、また
フライアッシュセメントも長期強度発生型に入る。

次に本発明の製造方法の要件について説明を加える。

まず、高吸水Ｉ１１潤性樹脂は、吸水して膨潤する度合
に応じ粉末度を考慮すればよい０例えば、吸水により直
径が１００倍になる種類の樹脂を使用し平均径ｉｏｏ［
ｇｌの泡を生じさせるとすれば、その場合の高吸水１Ｉ
ｌＩＩＩ性樹脂の平均粒径と１　［ＪＪ−］±ｏ、５［
ＪＬ］程度に管理されたものを乾燥したものを用いれば
よい。

また原料となる天然または人工のセラミックス原料また
は組成物は、例えば粘土や陶土類或は組成後の目的物に
よって調合された陶磁器や耐火物の調合原料を細粉とし
、乾燥して用いればよい、これは乾燥しないと、均一に
混合することができず、また最初から樹脂が吸水してし
まうと、泡のサイズやそのバラツキを制御することがで
きないからである。

また、これらのセラミックス原料或は組成物の細粉の粒
度も上記の高吸水膨潤性樹脂の細かさとあまり大きく異
らない方がよい、乾燥粉末での均一混合が必要とされる
からである。

更にまた無機塩類の水溶液を加える場合があるのは、泡
の平均粒径の程度を制御する必要がある場合である。こ
の場合に使用する無機塩類の種類はＨａ、　Ｋなど元素
の周期表で、１族元素、或はＧａ、　Ｍｇのような■族
の元素、或はＡＩのように■族の元素、又はＦｅ、　Ｘ
ｉのように第１族の元素の夫々の強酸又は弱酸との水溶
性の塩類である。セラミックス、スラリー中での発泡の
サイズの制御は次のようにして行う。

先ず、・′Ｖ機塩類を用いない場合には、前記樹脂自体
の粉粒径を、膨潤の倍率から逆算して選んで使用する。

無機塩類を加えて制御する場合には、均一に混合するた
めに、予じめ水を加えてＩＯ［％］以上下位−）めの溶
液にしておくことが望ましい。

建設工’ＩＧに用いる生コンクリート或はコンクリート
５１品を作るような場合は事情が異なる。

即ち一般に細骨材は数［％］の湿分を含んだ状態、粗骨
材は表面乾燥飽和状態で使用するからである。この場合
は先ず、乾燥状態のセメントに所定量の高吸水膨潤性樹
脂粉末を前記同様な均一サイズの細粉状で添加し混合し
て均一に混合してから、所定のコンシスチンシーになる
ように水を加えてスラリーにし、細骨材、粗骨材の順序
でミキサーに加える。或いは、内部が濡れたミキサーを
使用しなければならないときは、セメントと前記均一サ
イズの高吸水膨潤性樹脂を予じめ混合しておき、次に水
を混合添加したものをミキサに投入し、次いで細骨材を
加え、均一に混合して後粗骨材を加えて更によく混合す
るという方法を取ってもよい、　生コンクリートの場合
には、所定のコンシスチンシーになるように配合混練し
て出荷する。或は前記セラミックス成形品ないしは、コ
ンクリート製品を製造する場合には型詰めして成形する
。

［本発明の作用］ 先ず、組成セラミックス内気孔の由来となる発泡の機構
は前記の高吸水膨潤性樹脂が、吸水により、微細な独立
した含水カプセルを生ずることで、これは無機質である
ＡＬＣの発泡と全く異り、また既に泡状、気泡状となっ
ているシラスバルーンを混入する場合とも異るし、また
ＡＥモルタルのように有機樹脂の或種を使用するもので
あるけれども、セラミックス原料スラリーに隣接する空
気を巻き込んで、いろいろなサイズの異る泡を生ずるの
とも根本的に相違している。

要するに本発明作用の従来の類似物と異る特徴は（１）
上記発泡の機構が全く異ると共に（２）泡のサイズが均
一で、　（３）泡のサイズが自由に制御されたものが得
られ、　（４）かつその泡が単なる気泡ではなく含水カ
プセルとなり、強制乾燥させない限り、含水湿潤状態を
数ケ月も保持する等である。

（５）また同程度の気孔量のものであれば従来物よりも
格段に強度を発生する作用を有するほか、コンクリート
であれば、内部湿潤状態が長期に亘り保持されるために
、例えばセメント鉱物中の２ＧａＯ−３ｉ０２などの水
和か長期に亘り！１続するから、コンクリートの長期強
度は従来物よりも遥かに上伸するに到る。

（８）更に従来のコンクリートであると７日から２８日
頃までに内部まで乾燥してしまい１強度発生は頭打ちに
なると共に其の後において、長雨共の他のに情で再び湿
潤状態になると砕石等の粗骨材の表面近くに存在する非
晶質シリカとセメント中のアルカリ或は海砂使用のとき
はそのアルカリと１ｉｉｊ記の湿潤水が結合して、上記
に説１５１シた所謂アルカリ骨材反応を引き起すが、こ
れに対し、本発明のセラミ−２クス組成物中のコンクリ
ートにおいては、内部湿潤状態が数ケ月の長期に亘り統
〈ために、コンクリートの強度発生段階の中途において
、材令にして約２０日より４０日位のところで前記非晶
質シリカとアルカリと湿潤水の反応が進行して了う、そ
の結果生成した含水けい酸アルカリの膨張を材令２０日
ないし４０日程度で１強度発生の途中のコンクリート中
に大部分を分散吸収するという作用上の大きな特徴を有
している。

特にフライアッシュセメントを用いたコンクリートの場
合は、フライアッシュ中の非晶質シリカは一旦加熱され
ているため成程度活性化され、アルカリと反応しやすい
性質を帯びているところへ、本発明のこの組成物中にお
いては、前記のように内部湿潤状態を継続するため、シ
リカアルカリ反応に絶えず水が供給されるので、この反
応のＩＩＥたる部分が比較的早期に、コンクリート硬化
の途中において進行するため、上記のようにアルカリ骨
材反応膨張の内部歪み応力を能率よく吸収する結果組織
の破壊に至らない。

次に低熱型のセメントを使用したコンクリートにあって
も、２週乃至４週の比較的短期において、コンクリート
の強度をあまり発生せず、内部に未硬化組織を有してい
るうちに、アルカリシリカ反応に絶えず水が供給され、
同反応の主たる部分が進み膨張による内部歪み応力が組
織内に吸収され、その後において３ケ月、６ケ月の長期
において、長期水和型セメント鉱物（例えば２ＧａＯ・
Ｓ　ｉ０２など）が水和進行しコンクリートの長期強度
が発生し、その後においてはアルカリシリカ反応を起す
部分は殆んど残っていないので、所謂アルカリ骨材反応
による膨張破壊は見られなくなるという、従来物と著し
るしく異なる作用上の特徴を本発明品は有するのである
。

以下実施例に沿い末完１Ｊを更に詳細に説ＩＪＩする。

［実施例１］ 本実施例は本発明に係る多泡質不焼成セラミックスにか
かるものである。

（１）原料の調合 汗通ポルトランドセメン）　　１００重量部−１珪灰石
細粉（６０メツシユ）　１００重量部（２）製造方法 予じめ乾燥状態で混合し均質化させた後上記量の木を加
えてペースト状態にして、所定の型枠に入れて成形し、
大気中にて７日間硬化させ、次いで１２０℃で２時間乾
燥し物性を測定した。

（３）実験結果 第１表 （４）実施例の作用効果 上記第１表で所謂市販のＡ、Ｌ、Ｃ，のかさ比重、各強
度がこの程度であることは業界にもよく知られているか
、本発明の多泡質不焼成セラミックス組成物は、同じか
さ比重で曲げ強度はＡ、Ｌ、Ｃ，の約２．５倍、圧縮強
度は３乃至４倍と驚異的な伸びを示した。この理由は、
ｌ　Ｌ、Ｃ，中の気泡は材料組織の内部で細長くつなが
ったりすることも多く気泡のサイズは、バラツキが大き
く、大きな気泡の部分からこわれやすいからであり、他
方本発明の不焼成セラミックスでは含水カプセルのサイ
ズが均一化されているからであると考えられる。また本
発明品が材令２８日で更に強度か増進しているのは含水
カプセル中の残留水が未反応セメント鉱物と水和し更に
硬化が進むためと考えられる。

［実施例２］ （１）ｙｉ、料の調合 ７グネシヤクリンカ　　（３００メツシユ　）　　　　
　　　１２０ｆｉｉ部塩化マグネシウム粉末　　　　１
０重量部高吸水膨潤樹脂 水　　　　　　　　　　　　４５０重量部（２）製造方
法 水上外は無水粉末であるから、これらを予じめ混合し均
質化した後、加水混練し型枠に注入して成形し、３日間
大気中硬化させ、１０日後に１２０［”Ｃコで乾燥させ
た。

（３）実験結果 （４）実施例の作用効果 上記実験結果では従来品と比較することはできなかっ・
た。これだけ軽くて形状を保つものが、従来存在しなか
ったからである。また従来のマグネシャセメント製品の
欠点と称される潮解現象は、本発明品では起らない。本
発明品では含水カプセル組織のため、初期の水分の表面
への移動が極めて少ないからであると考えられる。上記
のように軽いかさ比重で、曲げが１８［ｋｇ／ｃｍ２］
という、従来物にない高強度を発生するに至った。

［実施例３］ 本実施例は本発明の多泡質セラミックス組成物が、未硬
化ないし硬化コンクリートである場合の例である。

使用材料 セメント：普通ポルトランドセメント、水硬率（以下Ｈ
，Ｍ、という）　　２．１２ＮａｚＯ：０．８１［！ｔ
］Ｊ２０　：０．３５［！ｋｌ細骨材：川砂　　　　　
最大寸法　５［ｍｍｌコンクリートの調合 第２表 上記式のコンクリートの基本調合については、従来コン
クリートも本発明コンクリートも同一とし、単に包含さ
れるエヤーの部分のみ本発明コンクリートでは同容量の
含水カプセルの微細な粒子で置き換えた調合となるよう
に調節した。即ち、従来コンクリートの空気量を約３［
％コになるようにＡＥ剤の使用量を、従来用いられた通
常の方法により調節し、−力木発明コンクリートにあっ
ては、吸水カプセル化性樹脂の均一サイズの微粉により
生じた含水カプセルの合計容量がコンクリート容積の約
３［％］になるように前記樹脂の添加量を調節した。更
に此の点について詳細に説明すると前記の樹脂は塩類の
存在下で吸水膨潤して約２００倍になるものを使用した
ので、前記樹脂の使用比率は３［％コ÷２００　＝０．
０１５　　［％コとなる。本実施例ではコンクリートの
見掛比重を実測したところ２．２６であった。また前記
樹脂の比重は０．９１であったのでコンクリート１［は
コ当りの前記吸水カプセル化性合成樹脂の使用ｉＭは次
の如く計算され秤量使用した。

［ｍｌ］　　　　　　　　　　　　［ｇｒ］Ｍ＝　　１
，０００，０００　　ｘ　　Ｏ，０００１５Ｘｏ、９１
＝　　１５０更にまた本発明コンクリートにあっては容
量で３［％コの水が含水カプセルとなり、短期材令の期
間においてはセメントの水和反応にあずからないので、
面記調合表の反応水の他にコンクリート１［ｍ”］当り
、３０［ｋｇコの水を余分に添加したところ、はぼ同一
のコンシスチンシーが得られた。

以上のようにして調合したコンクリートを未硬化の段階
で、ＪＩＳのコンクリート型枠に通常の方法により充填
し、多数の供試体を作製した。現場のコンクリートと環
境を一致させるため材令７日で脱型し通常の実験室内で
自然乾燥の状態に置き、更に約１ケ月半後に約２４時間
浸水し、その後湿布に包み、朝夕散水して湿潤状態を保
ち、７６日目より再び自然乾燥状態に保持し、第２表の
ように供試体重量と強度を測定し、同一試験には供試体
各３本を用い、その平均値を試験結果として記録した。

更にアルカリ骨材反応による変化状況を肉眼により観察
し結果を記録した。

（１）供試体の重量と強度の試験結果は下記の通りであ
った。

粗骨材に安山岩砕石を使用し、アルカリ骨材反応を起し
た多くの現場状況に合わせて、湿潤、自然乾燥等を第２
表のように変化させたので、供試体の重量は前夫のよう
に変化した。また本発明に係るコンクリートの供試体重
量は３［％コ前後従来技術］ンクリートより重いが、こ
れは容積で約３％を占める泡が、後者では気泡であるの
に対し、前者即ち本発明に係るコンクリートでは、比重
的１の含水カプセルになっているためと考えられる。

また強度の変化については、従来技術コンクリートでは
一旦乾燥して了うために２８日までは成程度強度が伸び
、その後低迷するが、本発明に係るコンクリートでは、
途中で自然乾燥しても、強度の伸びが２８日以後も続く
。この理由は本発明コンクリートにあっては、途中で乾
燥しても上記の含水カプセル中に水分が保有され、セメ
ント鉱物の水和反応のために必要な水が常に供給されて
いるからであると考えられる。

（２）アルカリ骨材反応の状況 粗骨材に反応性シリカの多い安山岩を用いたので材令５
５日ないし６０日頃から、従来技術コンクリートでは供
試体表面に小さな膨張破壊部分の発生が１０数ケ所に亘
り認められた。これに対し、本発明に係るコンクリート
では表面から観察した限りでは変化はなかフた。この理
由は先ず、比表面積はセメント鉱物は非常に大きく、粗
骨材中の反応性シリカは小であることから、セメント鉱
物の水和作用は比較的速く、反応性シリカとアルカリの
反応はやや遅いことは確かである。そこで従来のコンク
リート中では水中７日で、その後自然乾燥しても内部ま
ではすぐには乾かないから１０日位まで水和作用があり
、最終強度の６乃至７割位まで強度が発生する。ところ
が、比表面積の小さい粗骨材中の反応性シリカは殆んど
未反応のまま残っており、そのうち９日から１０日位で
、（通常の現場と同じく）乾いて了い反応性シリカとア
ルカリの作用はしばらくは進まない。その後１ケ月単位
経って（現場では、大雨や水位の上昇などにより）コン
クリートが浸水すると、反応性シリカとアルカリと水の
存在により、膨張性のアルカリシリカゲルを生じ、一方
セメント鉱物の風化により、コンクリート強度は弱いま
まで止まるから粗骨材中の反応性シリカのある部分は、
ところどころ膨張破壊を示すに至る。これに対し、本発
明のコンクリートでは、はぼ同じ大きさの微細な吸水カ
プセルが均等に分散しているので常に化合水が補給され
、コンクリート強度も伸び、未硬化部分があるうちに、
材令２０ないし４５日位の期間で粗骨材中の反応性シリ
カとセメント中のアルカリの反応も大部分が終了する。

従りて再びコンクリートの外部より浸水があっても、作
用を起す程のアルカリ骨材反応にあずかる未反応物が残
存しないから、膨張［ｉ＊も見られなくなると考えられ
る。

［実施例４コ 本実施例はフライアッシュセメントを用いた本発明に係
るコンクリートについての例である。ところで近頃のフ
ライアッシュについては種々の工業界の事情によって、
コンクリートに用いた場合に、以前のような所謂減水効
果は期待できないことは最近の研究報告例にも見られる
ところである（１９８４年セメ技報３８−ｔＳＯ其の他
）。そこで本実施例では従来技術コンクリートでは未燃
カーボンに吸着されにくいＡＥ剤（これも種々発表され
ている）を使用し、空気量が約３［％］になるように調
節した。更にフライアッシュは同一量のセメントと置き
かえると強度が低下するから、予備試験を行なって材令
３ケ月で、はぼ同一強度になるためには、セメントとの
置換量をどの程度にすればよいか、また具体的に実施例
１のセメント使用量と比較してセメントとフライアッシ
ュの量をどの程度増量すればよいかを大体決定し、調合
を行なった。

フライアッシュコンクリートの調合 第４表 比重　フライアッシュ　　２．１０ セメント　　　　　３．１５ 細骨材　　　２．６３ 粗骨材　　　２．６２ 実施例３の場合と比較するとセメント−１７ｋｇ、フラ
イアッシュ＋７０　ｋｇ、反応水＋３２ｋｇとし、細、
粗骨材の比重は近似的に同様として単位量の計算を行な
い、同一試験には供試体各３本の割で作製し、反応性粗
骨材、細骨材は実施例３と同様のものを用いた。またＡ
Ｅ剤は従来コンクリートでは上記のように未燃カーボン
に吸着されにくいものを用いたが、具体例としては本実
施例ではポリオキシエチレンソルビタンモノオレート系
のものを使用し、空気量が約３［％コになるように使用
量を調節した。更にまた本発明コンクリートでは吸水カ
プセル化性合成樹脂としてポリエチレンオキサイド変成
物の微粉（１０［μ］）を用い、吸水カプセルの合計が
容量で約３［％］になるように使用量を調節した。

（１）供試体の重量と強度の試験結果は下記の通りであ
った。

実施例３の結果との比較も併せ考察すると次の事項が確
められたといえる。即木実臘例の従来技術コンクリート
ではフライアッシュが入っているので、短期強度はやや
低目であるが、長期では実施例１の従来技術コンクリー
トよりは強度の伸びがある。これは他の一つの理由とし
ては、粗骨材に反応性シリカを含有する安山岩を用いて
いるけれども、一方、フライアッシュ中の活性化された
可溶性のシリカが比較的早くセメント中のアルカリと成
程度反応して了うため、アルカリ骨材反応が可成り抑え
られるので、コンクリート強度にも害が少なくなってい
ることが考えられる。

またフライアッシュを入れた本発明コンクリートは短期
強度は低いけれども長期においては一層大きな強度の伸
びを示した。これはフライアッシュ中のシリカがコンク
リート中の遊離石灰と反応して長期強度に貢献する２Ｃ
ａＯ−５ｉ０２などの水和物の生成によることの他、含
水カプセルのサイズが均一であること、硬化物の水和反
応のための水が常に供給されていること、更にこの含水
カプセルの中によって、フライアッシュ中の活性シリカ
とセメント中のアルカリの反応が比較的早期に終了し所
謂アルカリ骨材反応は殆んどあられれなくなることによ
り、強度の増進にも好Ｅ’ｌｌがあるためと考えられる
。

（２）アルカリ骨材反応の状況 粗骨材に反応性シリカの多い安山岩を使用しているので
アルカリ骨材反応と思われる膨張破壊部分は、従来のフ
ライアッシュコンクリートでは、矢張り供試体表面に数
ケ所見られたが、実施例１の従来技術コンクリートに比
較しては数も少なく、膨張破壊部分１ケ所の大きさもや
や小さかった。これに対し、本発明フライアッシュ入り
コンクリートでは供試体表面から観察した限り、全く異
常は認められなかった。この理由は供試体が一旦乾燥さ
れたので、従来技術フライアッシュコンクリートでは実
施例１同様の理由と共にフライアッシュ中の活性シリカ
のため、膨張破壊は少くなったことが確認され、この状
況は公知である。

一力本発明フライアッシュ入りコンクリートでは、既に
述べた如く、自然乾燥されてもコンクリート組織内に常
に存在する水分により、アルカリ骨材の作用が継続し、
其の後浸水があっても膨張破壊に至らないことの他、フ
ライアッシュ中の活性シリカも化合水が常に存在するこ
とによりセメント中のアルカリと作用して、未反応アル
カリを減少せしめるので益々アルカリ骨材反応は防止さ
れることになると考えられる。

［本発明の効果］ （１）一般の多泡質不焼成セラミックス組成物としての
効果 従来この種組成物では成形した場合、含有される気泡の
サイズが不均一で大きなバラツキがあり、気泡が合併し
て大きな空洞になっていることも多いから従来物では気
孔率の割合に強度は出ないが、これに対し本発明組成物
は成形体の中に均一なサイズの含水カプセルか均一に分
散するため、同じ気孔率で強度は借上上にもなるという
非常に大きな効果を有する。また硬化材にセメント類を
用いた場合は強制乾燥するまでは組織内部で化合水が供
給されるので、３ケ月、６ケ月等の強度の一層の増進が
あり、これを考慮すると１強度は気孔率、かさ比重が同
程度の従来物の２倍半にも達するという驚異的な効果を
奏する。

（２）多泡買手焼成セラミックス組成物が所謂コンクリ
ートである場合の効果 従来のコンクリートでは現場において早期に型枠が外さ
れ自然乾燥されて了い、数ケ月以後において再び浸水し
た場合アルカリ骨材反応の害が起きる場合が多いが、本
発明では常に内部に含水カプセルを有するので、化合水
が常に供給され、比較的中期においてアルカリ骨材反応
の主な部分の作用が進行済となるので、その後浸水があ
っても最早アルカリ骨材反応は起さないという効果も得
られる。

川砂利が枯渇し砕石を使用しなければ採算にのらない近
時において、セメント中のアルカリを減らすことも、シ
リカフニームを使用することも一般的には困難な現状に
おいて、本発明のような、アルカリ骨材反応を一般的に
防止し得るコンクリート材料は、コンクリート構造物の
安全保障の面、即ち公益上の見地からも、経済性の面か
らも、その使用が切望される可能性を有している。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸水カプセル化性合成樹脂の乾燥した細粉及び又
   は粒状物自体に由来する細小かつ均一なサイズの泡をセ
   ラミックス組成物中に分散含有することを特徴とする多
   泡質不焼成セラミックス組成物。
2. （２）前記吸水カプセル化性合成樹脂が、高吸水膨潤発
   泡性樹脂である特許請求の範囲第１項に記載の多泡質不
   焼成セラミックス組成物。
3. （３）前記泡の平均粒径が１［ｍｍ］以下でかつ、該泡
   粒径の範囲が、前記所定の平均粒径±５０［％］以内の
   均一性を有するものである特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の多泡質不焼成セラミックス組成物。
4. （４）前記高吸水膨潤発泡性樹脂が、アクリル酸ビニー
   ルアルコール共重合体及び又はアクリル酸ソーダ重合体
   及び又はポリエチレンオキサイド変成物である特許請求
   の範囲第２項又は第３項に記載の多泡質不焼成セラミッ
   クス組成物。
5. （５）前記セラミックス組成物が、未硬化ないしは硬化
   コンクリートである、特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかに記載の多泡質不焼成セラミックス組成物
   。
6. （６）前記コンクリートがフライアッシュコンクリート
   である特許請求の範囲第５項に記載の多泡質不焼成セラ
   ミックス組成物。
7. （７）前記コンクリートが長期材令強度発生型セメント
   使用コンクリートである特許請求の範囲第５項、第６項
   のいずれかに記載の多泡質不焼成セラミックス組成物。
8. （８）天然および、または人工のセラミックス原料及び
   又は組成物の細粉及び又は粒状物と、吸水カプセル化性
   合成樹脂の細粉及び又は粒状物を均一に混合した後、水
   および必要に応じ無機塩の水溶液及び又は水性ゾルない
   しゲルを加え、更に均一に混合し、含水量を調節し、必
   要に応じ成形することを特徴とする多泡質不焼成セラミ
   ックス組成物の製造方法。
9. （９）前記吸水カプセル化性合成樹脂の細粉及び又は粒
   状物の使用方法が、該細粉及び又は粒状物の平均径を大
   又は小とし、かつその変化の範囲を大又は小とすること
   によって、前記セラミックス組成物中に含まれる泡の平
   均径とその変化の範囲を大又は小とすることにより、該
   気孔の平均径と変化の範囲を制御するものである特許請
   求の範囲第６項に記載の多泡質不焼成セラミックス組成
   物の製造方法。
10. （１０）前記無機塩の水溶液及び又は水性ゾルないしゲ
    ルを加えて使用する方法が、該無機塩の濃度を次第に濃
    くする度合によって前記泡の平均粒径を次第に小さくし
    、その濃度を次第に薄くする度合によって前記泡の平均
    粒径を次第に 大きくすることにより、前記泡の平均寸法を制御する方
    法である、特許請求の範囲第６項に記載の多泡質不焼成
    セラミックス組成物の製造方法。