JPH01320280A - 発泡コンクリート構造体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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主に建築用の外壁、間仕切り、天井、床等
のパネル等に使用するのに適した発泡コンクリート構造
体およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、建築用の外壁や間仕切り、天井、床等の内壁材と
して発泡コンクリニドから成型されるパネルが用いられ
ている。

これは発泡コンクリート自体、ＰＣ鉄筋入りのＰＣコン
クリートパネルに比べて軽量であること、軽量であるた
め施工性に優れていること、また断熱性および保温性が
あり、特に寒冷地の使用に適していること、遮音性にも
優れていること等があげられる。

またＰＣ鉄筋の代わりに、ガラスファイバー、カーボン
ファイバー等の無機的な繊維、または有機的な繊維を骨
材として用いて軽量化を意図した強化繊維入りのコンク
リート板が普及している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の発泡コンクリート構造体は、セメント、砂、水等
を混練し、その後バイブレーション等を用いて型枠に振
動を付加しながら型枠内に流し込み、それから型枠内に
発泡剤を混入し、型枠内において発泡剤から発生するガ
スによりコンクリートを発泡させるとともに圧絞により
残溜エアーを強制除去させることにより、連続気泡を有
する発泡コンクリート構造体を製造していた。

このため、発泡コンクリート構造体の重量が増加する傾
向を生し、バイブレーションの振動による加圧力で、コ
ンクリートの養生後に泡が潰れたり、または不完全な形
状となって完全な独立気泡を形成することができないと
ともに、コンクリート内部における発泡状態が不均一で
、片寄りを生し、保温性、断熱性に劣り、音の伝達率が
高く、遮音性に欠ける不都合があった。

これを補うために従来では気泡の形成状態を完全になす
ために安定剤を加えていた。

また従来の発泡コンクリートは、連続気泡が多いことか
らコンクリート内への透水性が活発になり、透水により
ひび割れやカケが促進化されるとともに強度が低下する
等の不都合があった。

しかも上記従来の発泡コンクリート構造体の製法は、大
形状のものを製造するのを対象としたものであった。

例えば外壁パネルよりも厚みが薄い発泡コンクリ−１反
を製造するのには、型枠内で大形状の発泡コンクリート
構造物を形成し、さらにダイヤモンドカッタや鋸切等を
用いてこの大形状の発泡コンクリート構造物を所要寸法
の縦横の長さおよび厚さに切断しなければならないので
工程数が多くなって製造時間が多くかかり、コスト高に
なるとともにパイブレーク等を必要とするから設備も大
損りで設備費も高価になっていた。しがち製品を製造す
る場合の歩留まりが悪かった。

また引張強度と曲げ強度をもたせたｐｃ鉄筋入りのＰＣ
コンクリート仮においては、ＰＣ筋がコンクリートによ
って充分に埋まるように所定厚みに成型されなければな
らないから、一定態下の厚さに成型できないという構造
的な制約があった。

このため必然的に重量が大きくなっていた。

そこで、この発明は、コンクリート内部に完全に独立気
泡を均一に成型でき、保温性、断熱性、遮音性に優れ、
透水率が低く、ひび割れやカケが生ずることなく強度が
高く長命性であるとともに厚さが薄いパネルを成型する
ことが容易で、工程が簡素化されてコストが安価で歩留
まりが高い発泡コンクリート構造体およびその製造方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために請求項第１項記載の発明は、
セメントにガラス質の空気封入体を骨材および独立気泡
成型物質として混入し、該空気封入体および気泡剤によ
る個別の独立気泡を有するように成型するという手段を
採用した。

また請求項第２項記載の発明は、セメント、水の混練物
に発泡剤およびガラス質の空気封入体を骨材として混入
し、混練しながら遠心力により独立気泡を発泡させる工
程と、該混練物を型枠内に流し入れて養生、固化する工
程とから成るという手段を採用した。

〔作　用〕

請求項第１項記載の発明は、セメントにガラス質の空気
封入体を骨材として水とともに混練し、型枠内に流入す
るだけでパイブレークによる振動を加えたり、圧絞され
ることなく成型されるので、ガラス質の空気封入体およ
び発泡剤によってコンクリート内部に完全な形状の独立
気泡を均一に形成できる。之により保温性、断熱性、遮
音性が優れ、軽量なものになり、之等を容易且つ自在に
調整できる。

また独立気泡の一部は、空気封入体がガラス質で成型さ
れているから、独立気泡を有する従来の発泡コンクリー
トに比べてコンクリート内部への透水率は低くなる。し
かも透水によるひび割れやカケがなくなり、高い強度を
維持できる。

また請求項第２項記載の発明によると、セメントおよび
発泡剤に、ガラス質の空気封入体を骨材として水ととも
に混練し、型枠内に流し入れるという簡素化された工程
により、厚みが薄く、泡が潰れたりすることなく完全で
均一な独立気泡を有する発泡コンクリート構造体を簡単
な設備を用いて製造できる。

〔実施例〕

以下、図面に従い、請求項第１項記載の発明および請求
項第２項記載の発明の一実施例を説明する。

１は打設室、２Ａはミキサーで、セメント３、水をペー
スト状に混練するためのものである。２Ｂはミキサー２
Ａの後段に位置するミキサーで、発泡剤とともに骨材お
よび独立気泡成型物質としてのガラス質の空気封入体４
を投入してセメント３と比重の異なる前記空気封入体３
を均一に混入するように高速に対向して回転する撹拌羽
根５゜５によりペースト状のセメントと混練し、発泡を
促進し、独立気泡を形成するためのものである。

６はセメント３の貯蔵タンク、７は前記発泡剤を収容す
るためのタンク、８は空気封入体４を収容するためのタ
ンク、９は貯水タンクである。

前記発泡剤としては、例えばアルミニウム粉末が使用さ
れる。

また前記空気封入体４としては、原料を容易に調達する
ことと費用の観点から、ガラス成分を多く含んだ鉱石、
例えば黒耀石、松脂岩、玄武岩、流紋岩、真珠岩等を微
細に砕石し、その砕石粉を外熱キルンで加熱することに
より得られ、ガラス質の球状体内に空気が封入されたも
のが使用される。この場合、空気封入体４のガラス成分
内にジルコニウム（Ｚｒ）やその混合物を混入すれば、
セメントからの耐アルカリや耐酸性が向上される。

そしてその大きさは必要に応じて直径がｌ　ｍｍ〜６龍
程度のもののうちから、製造すべき発泡コンクリート構
造体の用途に合わせて選択使用される。

１０は圧送用の圧室ポンプＰ等を備えた打設機であり、
バイブ１０ａの先端には打設すべき、セメント３を平均
して噴出させるのと、発泡剤により生ずる気泡を押し潰
さないようにするために、内部を螺旋構造（図示せず）
に形成したノズル１０ａ１が取付けられている。１１は
型枠で、この型枠１１は成型すべき発泡コンクリート構
造体によって用意する大きさおよび寸法が大小異なるが
、例えば外壁材よりも厚みが薄い内壁材としての間仕切
パネルを成型する場合に、内容積の縮寸が約１８０ＣＩ
！１、横寸が約１８０ｃｍで、約ｌ　ｃｍ幅でセパレー
タ１２により内部を仕切ったものが使用される。

この型枠１１は、コンクリートの養生、およびその後の
剥型のために、必要に応じてコンベア等の搬送手段や搬
送車等を用いて打設場所から移送させて、製造ラインを
組合わせることにより、効率的に製品を製造するように
しても良い。

以下、請求項第１項記載の発明の作用を請求項第２項記
載の発明の一実施例とともに製造工程毎に説明する。

先ず第１工程としてセメント３に水を加えてミキサー２
Ａにて混練し、ペースト状にする。この場合、必要に応
じてエポキシ樹脂を混入しても良い。

その後第２工程としてミキサー２Ｂ内に発泡剤とともに
ガラス質の空気封入体４を骨材として混入し、撹拌羽根
５．５の対向する高速回転によりペースト状のセメント
３と空気封入体４とをムラなく均一に混練すると、発泡
剤から発生するガスは遠心力によりセメント３内に形く
ずれが生じたり、押し潰れること゛がなく完全な独立気
泡１３を均一に形成させるとともに空気封入体４によっ
て独立気泡４ａを形成させる。

セメント３と、発泡剤と、骨材としての空気封入体４の
組成比率は、発泡コンクリート構造体１４の用途によっ
ても異なるが、この実施例においては、１：３〜４：１
〜６重量パーセント程度の割合で混合したものが使用さ
れる。

また骨材としての空気封入体４は直通約１　ｍｍ程度の
ものが使用される。そして混練時間はおよそ３〜ｌＯ分
程度であり、ペースト状のセメント混練物内に独立気泡
１３を充分、発泡させ、セメント混練物を固まることな
く、充分に膨張させる。

第３工程として上記混練物を打設機１０により型枠１１
内に流し入れ、その後、養生、固化させる。

この実施例においては、コンクリートの養生に要する時
間はおよそ４〜２４時間程度であるが、この際前記工程
においてペースト状のセメント３と、発泡剤と、空気封
入体４とを第１図に示すミキサー２Ａの、対向して高速
回転する撹拌羽根５゜５により遠心力をかけながら充分
に混練することによって蟹泡剤から充分に発泡されてセ
メント自体が充分に膨張されるので、コンクリート構造
体１４内には発泡剤から発生されるガスにより完全な形
状の独立気泡１３が片寄りなく均一に形成されるととも
に空気封入体４自体が均一にコンクリート内部に混合さ
れることによっても完全な球形状の独立気泡４ａが形成
される。

しかも型枠１１への打設時に、パイブレーク等の振動を
加えないから、発泡剤から発生される気泡は押潰される
ことなく、また不完全な形状の独立気泡が形成されるこ
とがない。また骨材としての空気封入体４は均一に型枠
１１内のコンクリート構造体１４内に混入され、セメン
トスラリーと強固に凝結する。この際、上記第１工程に
おいて必要に応じてエポキシ樹脂をセメント３に混入し
て混練すれば、空気封入体４の外周にエポキシ樹脂によ
る接着被膜層が形成されるので、骨材としての空気封入
体４とセメント３とが強固に結合するとともに、空気封
入体４相互が点接触により接着されることによって比重
が大きくなって抵抗が増大するから、養生、固化中に空
気封入体４がセメント３内を下方へ沈むことがなくなり
、平均的にセメント３内に空気封入体４と発泡剤とによ
る独立気泡４ａ、１３を形成することができる。しかも
成形後においてエポキシ樹脂による接着被膜層は硬化し
て強固に空気封入体４を保護するとともに発泡コンクリ
ート構造体１４自体の強度を堅牢にできる。

その後、コンクリートが養生、固化した後に型枠１１か
ら剥型作業を行う。

剥型作業は、型枠１１への打設事前に既にセメント３が
充分に膨張されているから、型枠１１内での養生におけ
る膨張、収縮が少なく、容易に剥型された。

このようにして縦寸法約ｔｓｏｃｍ、横寸法１８０ｃａ
＋、厚さ１ｃｆｆＩはどの完全な独立気泡４ａ、１３を
有する発泡コンクリート製の間仕切パネルが製造される
。

そして、間仕切パネル等、板材の厚さは３１ｍ〜ｌＱｍ
ｍ厚の極、薄いパネルを形成することも可能である。

このようにして製造されるコンクリート構造体１４は、
第２図に示すように発泡剤にて発生されるガスにより発
泡された独立気泡１３と、骨材としてのガラス質の空気
封入体４とから形成される独立気泡４ａとがセメント３
内部に押潰されることなく完全な形状でしかも片寄りを
生ずることなく均一に形成されている。従って熱伝導率
が小さく、保温性および断熱性に優れ、軽量に成型され
る。

またこの実施例のコンクリート構造体１４は、発泡剤か
ら独立気泡１３が形成され、しかもガラス質の空気封入
体４内に封入された空気層からも完全な独立気泡４ａが
形成されているから、極めて透水性が少なく、コンクリ
ート内部に透水しない。従って雨等の水分がコンクリー
ト内部に透水することにより起因する化学変化により、
ひび割れやカケを防止できる。また空気封入体４自体、
ガラス質で形成されているので、透水による化学変化に
より、変質されたり、破ｔＭされることばない。

そのうえ、骨材としての空気封入体４の周囲にはセメン
トスラリーが形成されるので、セメント３と空気封入体
４とは強固に結合し、発泡コンクリート１４の強度が高
くなり、乾燥、収縮にも耐え、耐衝撃特性は強いものと
なる。

この際、本願特定発明は、セメント３内に混入される多
数の空気封入体４を基準に考えれば、この空気封入体４
の間に発泡剤に起因して形成される独立気泡１３が形成
されるので、気泡剤の種類、投入量、混練時間、攪拌羽
根５，５による撹拌速度および攪拌時間等を一定にした
場合に、一定性径の空気封入体４のセメント３内への混
合量を加減するだけで、例えば第２図の状態から第３図
に示すように、セメント３内に形成される空気封入体４
相互間に形成される単位体積当りの独立気泡１３の形成
量を加減できる。従って熱伝導率、保温性、断熱性、重
量、強度、透水性等の物理的特性を空気封入体４の混入
操作により容易且つ任意に調整できる。しかもこの際、
必要に応じてエポキシ樹脂をセメント３に混入して混練
すれば、空気封入体４の外周にエポキシ樹脂による接着
被膜層が形成されるので、骨材としての空気封入体４と
セメント３とが強固に結合するとともに、空気封入体４
相互が点接触により接着されることによって外容積が大
きくなって抵抗が増大するから、養生、同化中に空気封
入体４がセメント３内を下方へ沈むことがなくなり、平
均的にセメント３内に空気封入体４と発泡剤とによる独
立気泡４ａ。

１３を形成することができる。しかも成形後においてエ
ポキシ樹脂による接着被膜層は硬化して強固に空気封入
体４を保護するとともに発泡コンクリート構造体１４自
体の強度を堅牢にできる。

また第４図に示すように、空気封入体４の投入粒径を第
２図および第３図に示す如く一様の粒径のものを使用す
るのではなく、大小異った粒径のものを使用すれば、骨
材および独立気泡成型物質としての空気封入体４相互の
配置状態が変わってセメント３の占有空間も変化するの
で、この占有空間に発泡剤によって形成される単位体積
当りの独立気泡１３の形成量を調整することもできる。

之により同様に熱伝導率、保温性、断熱性、重量、強度
、透水性等の物理的特性を調整できる。

この実施例の発泡コンクリート構造体と発泡剤としてア
ルミナを用いた従来の発泡コンクリート構造体（単にＡ
ＬＣと云う）との物理的特性を実験結果から表■にまと
めた。

表　　Ｉ なお上記説明では、間仕切パネルを製造する場合を実施
例として説明したが、之に限るものではな（、天井材、
床材等の内壁材や外壁材等のその他の建築材の製造も可
能であり、また曲面加工も容易である。

またガラス質の空気封入体４につき、上記実施例では黒
耀石を加熱して発泡させたものを好適な実施例として使
用したが、松脂岩、玄武岩、流紋岩、真珠岩等の鉱石の
ほか、珪石、バーミニキュライト等、その組成成分中に
ガラス成分を含み、空気を封入する発泡性のあるもので
あれば良い。

〔発明の効果〕

本願各発明は上記の如くであるから以下の効果を有する
。

請求項第１項記載の発明によると、ガラス質の空気封入
体および発泡剤によってコンクリート内部に完全な形状
の独立気泡を均一に形成できるので、保温性、断熱性、
遮音性は優れたものになる。

また独立気泡の一部は、空気封入体がガラス質で成型さ
れているから、従来のコンクリート構造体に比べてコン
クリート内部への透水率は極めて低り、透水の影響によ
るひび割れやカケ等が生ぜず、高い強度になる。

また請求項第２項記載の発明によると、発泡剤から発生
されるガスは遠心力によって均一にペースト状のセメン
ト内に撹拌され、そしてセメントと、水と、ガラス質の
空気封入体の混練物を型枠内に流し入れるだけで、完全
な形状の独立気泡がセメント内で押潰されることなく均
一に形成された発泡コンクリート構造体が得られる。従
って切断工程や配筋作用が不要になって工程が簡素化さ
れるので、コストは安価で保温性、断熱性、透水性は良
好になり、また厚みが薄く、加工性が優れ、さらには特
別な装置および型枠を必要としないから設備費は安価に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第２発明を実施するのに使用する装置の一
例を示す断面図、 第２図は同じく製造された本願特定発明としての発泡コ
ンクリート構造体の一例を示す断面図、 第３図は同じく空気封入体の投入量を増加させた場合の
他の発泡コンクリート構造体を示す断面図、 第４図は同じく大小異なる空気封入体を挿入した場合の
他の発泡コンクリート構造体を示す断面図である。 ２Ａ、２Ｂ・・・ミキサー、３・・・セメント、４・・
・空気封入体、５・・・撹拌羽根、１３・・・独立気泡
、１４・・・コンクリート構造体。 特許出願人　　　株式会社　小　　林 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントにガラス質の空気封入体を骨材および独
   立気泡成型物質として混入し、該空気封入体および気泡
   剤による独立気泡を有するように成型された発泡コンク
   リート構造体。
2. （２）セメント、水の混練物に発泡剤およびガラス質の
   空気封入体を骨材として混入し、混練しながら遠心力に
   より独立気泡を発泡させる工程と、該混練物を型枠内に
   流し入れて養生、固化する工程とから成る発泡コンクリ
   ート構造体の製造方法。