JPH0316979A - セラミックス被覆コンクリートとその製造方法 - 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」 本発明は、表面にセラミックス被覆層を被覆焼成したコ
ンクリートとその製造方法に関する。

「従来の技術」 従来、コンクリートと、上記コンクリートの表面を被覆
する、セラミックス材料を含有したセラミックス被覆層
とを備えたセラミックス被覆コンクリートは周知である
。上記セラミックス被覆層は、通常、タイルとして提供
され、該タイルをコンウリート上にモルタル等の接着剤
によって接着し、或いはタイルにコンクリートを打設す
ることによって両者を一体に接着している。

また従来、タイルよりも大きなパネル状セラミックス被
覆層を焼或製造した後、コンクリートを打設するように
したものも知られている（特公昭６　２　−．２　９　
２．　：２２号公．報），，「発明か解決しようとする
課題」 上述したように、従来のセラミックス被覆コンウリート
はセラミックス被覆層とコ′）ウリートとを別個に製造
した後に、両者を一体に接着するようにしでいた。

したかって、セラミックス被覆層は最低限それ自体が破
損されないたけの剛性か要求ざれるため、厚〈重くなっ
てコストアップの原因になり、またセラミックス被覆層
の焼戒作業の他にコンクリートへの′ＷｉＩ着作業が必
要となるため、これもコストアップの要因となり、さら
にはセラミックス被覆層とコンクリートとをＷｉ着させ
ていたため、セラミックス被覆層の剥離や亀裂か発生す
る虞や両者間からの漏水が発生する虞があった。

このような問題点を解決するには、コンクリトに直接セ
ラミックス被覆層を焼戊すればよいが、従来、そのよう
なことは実際上不可能であると考えられていた。

すなわち、コンクリートの表面に非焼成のセラミックス
被覆層を形威した状態で該セラミックス被覆層のみを焼
成しようとしても、同時にコンクリートも加熱されてし
まい、該コンクリートは般に、８０℃以上で水分の発生
、　１２０〜＋０００’Ｃて含有石灰質の遊離の発生、
２　４　０　’Ｃ以上で爆裂の発生、３００〜８２５℃
で有機又は無機ガスの発生、５８０゜Ｃ以上で亀甲状の
亀裂の発生かあり、ざらに１２００℃以上で溶融するよ
うになる。このように、セラミックス被覆層を焼成する
プとめの温度で加熱ざれたコンクリートは、建築、土木
等構造用としでは危険な状態となるため、使用すること
ができなかった。

まプと、表面セラミックス被覆層においても、コンクリ
ートの加熱による上述した影響を受けてどンホール、亀
裂、剥離等が発生し、ざらにコンクリートとセラミック
ス被覆層間の接着力か弱くなったり、コンクリートとセ
ラミックス被覆層間の膨張率や収縮率の違いによる亀裂
や剥Ｍ等か発生するので、やはり使用できるような状態
とはならなかった。

「課題を解決するための手段」 本発明は上述した事情に鑑み、コンクリートと、上記コ
ンクリートの表面を被覆する、セラミックス材料を含有
したセラミックス被覆層とを備えたセラミックス被覆コ
ンクリートにおいて、上記セラミツウス被覆層か、焼成
ざれてその熱でコンクリートの上記表面における凹凸内
に溶融進入し、該コンクリートに融着していることを特
徴とするセラミックス被覆コンクリートを提供するもの
である。

また本発明は、コンクリートの表面にセラミックス材料
を含有するセラミックス被覆層を形成した後、該セラミ
ックス被覆層を加熱し、その加熱によりセラミックス被
覆層の表面側を焼戊するととも｛こ、該セラミックス被
覆層のコンクリートとの密着部分を少なくとも溶融させ
てコンウリートの上記表面における凹凸内に進入させて
融着させ、かつ、当該加熱による熱がコンクリートに伝
達されてコンクリートを損傷させる以前に、上記加熱を
停止させることを特徴とするセラミックス被潰コンクリ
ートの製造方法を提供するものである。

「作用」 上述した本発明の製造方法によれば、コンクリートの表
面に形威された非焼戊のセラミックス被覆層を加熱して
焼戊を行う際に、その加熱による熱かコンクリートに伝
達されてコンクリートを損傷させる以前に加熱を停止さ
せているので、コンクリートか熱による悪影Ｗ　’Ｗ受
けることかなく、したかって当該コンクリートを建築、
土木等の構造用として使用できることは明らかである。

またセラミックス被覆層は、そのセラミックス被覆層の
コンクリートとの密着部分か少なくとも溶融する程度｛
こ加熱しているので、セラミックス被覆層の表面側にお
いては充分な焼戊を行うことができ、またセラミックス
被覆層の上記密着部分の溶融により、その密箭部分がコ
ンクリートの凹凸内に進入して強固に融着するようにな
る。

このように、コンクリートの表面に非焼戊のセラミック
ス被覆層を！｝〉成してこれを加熱することによって、
該セラミックス被覆層を焼成すると同時に、コンクリー
トを熱によって損傷させることなくセラミックス被覆層
をコンクリートに接＠させることができるので、従来の
ように焼戒作業と接着作業とを必要とせず、短時間かつ
安価に製造することができる。

また上記製造方法によって製造ざれたセラミックス被覆
コンクリートにおいては、セラミックス被覆層の上記密
着部分が溶融しコンクリートの凹凸内に進入して融着し
ているので、例えばセラミックス被覆層を焼戊した後に
該セラミックス被覆層上ｔこコンクリートを打設する場
合に比較して、両者は遥かに密に密着するようになり、
したがって大きな密着力を得ることができる。その結果
、両者の剥離や亀裂の発生を防止でき、ざらには両者間
からの漏水の発生も防止することができる。

さらに、セラミックス被覆層を焼戊することによってコ
ンクリートに密着させているので、セラミックス被覆層
の強度をコンウリートの強度に依存させることができ、
したがって該セラミックス被覆層の厚さを例えば７０ｕ
ｍと言ったきわめて薄い厚さとすることができる。

本発明方法においては、セラミックス被覆層を焼戒する
ための加熱は、相対的に瞬間的なものとなり、その加熱
手段としてはレーザヤキセノンヒータ等を用いることが
できる。これらの加熱手段でセラミックス被覆層を焼或
する場合、加熱手段の能力が高く、またセラミックス被
覆層の面積が小さい場合、或いはセラミックス被覆層の
厚さが極めて薄い場合等には、該セラミックス被覆層全
面を一時に加熱することができるが、セラミックス被覆
層の面積が大きい場合等には、セラミックス被覆層の一
部を加熱するようにし、かつその加熱部分をセラミック
ス被覆層の全域に移動させることによって、該セラミッ
クス被覆層の全面を焼戚ざせることができる。

上記加熱の条件は、上述したように、当該加熱によって
セラミックス被覆層の表面側が焼或されること、該セラ
ミックス被覆層のコンクリートとの密若部分が溶融され
コンクリートの上記表面における凹凸内に進入して融着
されること、ざらに当該加熱による熱がコンクリートに
伝達されてコンクリートを損傷させないこと、が必要で
ある。

る。

熱はセラミツウス被覆層の表面側からコンクリート側へ
伝達されるので、コンクリートを損傷させないうちに加
熱を停止すると、セラミックス被覆層が厚い場合にはそ
の深さ方向で焼成の程度が変化するようになる。しかし
ながら、セラミックス被覆層が極めて薄い場合には、加
熱カヤ加熱時間、或いはセラミックス材料等を適宜に設
定することにより、コンクリートを損傷させることなく
、セラミックス被覆層の全体を実質的に均一に焼成する
ことが可能である。

上記コンクリートとしては、例えば、ＣａＯ、ＳｉＯｚ
、＾１２Ｑ３　、Ｆｅ２０３＠主戊分とするボルトラン
ドセメントと水によるセメントペーストと、砂、砂利、
砕石等の骨材を膠着結合して岩石状の塊になるものを型
枠成形した無機貢コンクリートを使？することができる
。この無機質コンクリート中には、必要に応じて、鉄筋
、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト、炭素粒、その
他の無機又は有機物貢を添加することができ、さらに用
途により、発泡、蒸気養生等の処理を施すことができる
。また、有機貢コンクリートの使用も可能である。

上記セラミックス被覆層に含有されるセラミックス材料
としては、例えば、ＳｉＯ■、Ａｌ２０３が主成分で、
ＴｉＯ■、Ｆ［！２０３　、ＣａＯ　、Ｍ９０　、Ｋ２
０　、Ｎ．ａ２ｏ等が若干含まれる、焼成色が灰白色で
ある粘土を用いることができる。また、耐アルカリ性セ
ラミックス材料として、長石および石英に、必要に応じ
てＭ９０を主戊分とするマグネサンド又はドロマイトと
、Ｔｉ（ｈとヲ添加したものを使用することができる。

その他、セラミックス材料として高炉セメント等、従来
周知の種々のものが使用できることは明らかであるが、
ガラス化するセラミックス材料を使用することが望まし
い。

上記セラミックス被覆層は単層に限定されるも１　０ ？ではなく、該セラミックス被覆層を複数層から構Ｆｊ
ｉ．することによって種々の機能を付加することかでき
る。例えば、各層を彩色することによって色の深さを出
したり色を重ね合せて特殊な色を出すことか可能となる
。またコンクリートの表面に密着する層｛こついては、
コンクリートとの密着強度のみを考慮した材料を選定す
ることにより、高い密着強度を容易に得ることかできる
。さらに、所要の層内にＴｊＯ■等の金属酸化物を添加
すれば当該層を熱線反射層として利用することができ、
また各層の融点をセラミックス被覆層の表面側からコン
クリート側となるに従って順次小さくなるように設定す
れば、深さ方向への焼戊が容易となるので、セラミック
ス被覆層の厚さ当りの焼戊エネルキを低減することがで
きる。

さらにまた、各層の材料やそれらの比率を適宜に選定す
ることにより、各層を防水層として、或いはコンクリー
トとの熱膨張係数の相違を緩衝してクラックや剥落を防
止するための緩衝層としで利用することかでき、或いは
上述した各種の機能そ持たせたＮを相互に接着するため
の接着層を設けることも可能である。なお、各層は必ず
しも全てがセラミックス材料を含有する必要はなく、少
なくとも１層以上かセラミックス材料を含有しでいれば
よい。

「実施例」 次に、本発明におけるセラミックス被覆コンクリートの
具体的な製造方法と、それによって得られたセラミック
ス被覆コンクリートについて説明する。

（実施例１） 第１図においで、１はコンクリート、２はこのコンクリ
ート１の表面を被覆するセラミックス材料を含有した単
層からなるセラミックス被覆層である。

上記コンクリート１、焼成のための加熱手段、およびセ
ラミックス材料は下記のとおりてある。

○コンウリート プレキャストコンクリート １　］ １２ 圧縮強度　５００Ｋ　９　／　ｃ　ｍ 寸法７４０ｍｍ　（縦）　ｘ　　６００ｍｍ（横）　ｘ
　　１５０ｍｍ（厚さ） ○加熱手段 炭酸ガスレーザ　　定格出力２００Ｗ ○セラミックス材料　　　　　　　　重量部長石　　　
　　　　　　　　　　　６０炭酸リチウム　　　　　　
　　　　　８炭酸バリウム　　　　　　　　　　　１６
石灰石　　　　　　　　　　　　　　４カ才リン　　　
　　　　　　　　　　３珪石　　　　　　　　　　　　
　　１０酸化銅　　　　　　　　　　　　　　１上記セ
ラミックス材料合計５００ｃ＋７ｊポールミルにより粉
砕混合した後、水溶液とし、該水溶液を噴霧法によりコ
ンクリート１の表面｛こ均−に散布しで乾燥させた。

焼或は、出力３０Ｗ／　Ｏ．ＩＣｍの炭酸ガスレーザを
セラミックス被覆層２の縦横に順次移動させて該セラミ
ックス被覆層２の全面を照射させ、かつ部分が３秒間蕪
射されるようにして行った。

これにより上記セラミックス被覆層２は、焼成されてそ
の熱でコンクリート１の上記表面における凹凸内に溶融
進入し、該コンクリート１に融着していることが確認ざ
れた。この状態では、コンクリート１とセラミックス被
覆層２との接着状態は極めて良好で、その接着強度はセ
ラミックス面に吸着させたラバーバキュームハンガーに
より該コンクリート板を持上げるのに充分であった。

上記セラミックス被覆層２の表面にはひび割れ、ビンホ
ール等もなく、青色の滑らかな光沢のある、厚さ７０ｇ
ｍのセラミックス被覆層か得られた。該セラミックス被
覆層の性質は、軟化温度７５０℃、モース硬度約７度、
耐圧強度１１０００Ｋ　９　／　ｃ　ｉか確認ざれた。

また、焼戊時におけるコンクリート１の温度変化を融着
面下５　ｍｍｆこて熱伝対温度計により継続的｛こ監視
した結果、８０℃に達しなかった。したがって当然のこ
となから、コンクリート１には、変色、爆裂、脱落、亀
裂等の発生はなく、ま１と中性１３ １　４ 化もなく、コアポーリング法によるＪ工ＳＡ１１０７に
準した圧縮強度試験の結果、強度の減衰も認められなか
った。

（実施例２） 実施例２は、上記実施例１とは加熱手段を異ならせただ
けで、その他は実施例１と同一条件である。

芙施例２においては、、加熱手段としてそれぞれ定格出
力１０Ｋ　ｗのキセノン厘管を３本備えた反射型のキセ
ノンヒー夕を用いた。該キセノンヒータでセラミックス
被覆層２を焼成する際には、６００ｍｍの幅を同時に焼
戒するようにし、かつ７４０ｍｍの長手方向へ移動させ
て均一に焼戊を続けた。全長７４０ｍｍの焼戒時間は、
約１８分３０秒であった。

実施例２においても実施例］と実貢的に同一の結果が得
られ、実施例１と異なる点は、セラミックス被覆層２の
モース硬度が約６．５度であること、および耐圧強度が
ＩＯ８００Ｋ　９　／ｃ　ｍ’であることであった。

（実施例３） ？施例３は、第２図に示すように、コンクリト１の表面
を被覆するセラミックス被覆層２を４つの層３〜６から
構威したものである。

本実施例３においては、芙施例１で示した組戒のセラミ
ックス材料をポールミルにより粉砕混合し、その５００
９をセラミックス被覆層２の第１層３とした。

また、上記実施例１で示した組戒のセラミックス材料か
らフリットを製造し、該フリットを再度ポールミルによ
り粉砕混合を行った。そして上記セラミックス材料５０
９にフリット５００ｑ％混合したものをセラミックス被
覆層２の第２層４とし、上記フリット５００９にＴｉＯ
２１５９　＠混合したものをセラミックス被覆層２の第
３層５とした。上記ＴｉＯ■は熱線反射のために混入し
たものである。

さら｛こ、セラミックス被覆層２の第４層６は、コンク
リート１の表面に接着する接着層として利用したもので
、該Ｗｔ＠層６は、主成分がアルミナ、シリカよりなり
、硬化温度８０℃、灰白色、水性、ペースト状の熱硬化
型無機質系接着剤１　５ １６ ５００９を用いた６ 本実施例３におけるセラミックス被覆層２を形戊する際
には、まず上記第４層６を実施例１と同のコンクリート
１の表面に噴゛蒙法により均一に散布させて乾燥させ、
次に第３層５を第４層６の表面に噴霧法により均一に散
布させて乾燥させた。同様に、第３層５０表面に第２層
４を噴霧法により均一に散布させて乾燥させたら、該第
２層４の表面に第１層３を噴霧法により均一に散布古せ
て乾燥させる。このようにして積層形威したセラミック
ス被覆層２の融点は、第１層３が最も高く、第４層６と
なるに従って順次小さくなる。

セラミックス被覆層２の焼或は、実施例１と同様に炭酸
ガスレーザをセラミックス被覆層２Φ縦横に順次移動さ
せて該セラミックス被覆層２の全面を照射させ、かつ同
一部分が３秒間照射されるようにしで行ったが、その出
力は７０Ｗ／Ｏ．ｉ　ｃｍとした。

これにより上記セラミックス被覆層２の第４層６は、熱
によってコンクリート表面の凹凸内に溶融進入し、該コ
ンクリート１に強固に融着していることが確認ざれた。

この状態では、コンクリト１とセラミックス被覆層２と
の接着状態は極めて良好で、その接着強度はセラミック
ス面Ｃこ吸着させたラバーバキュームハンガーにより該
コンクリート板を持上げるのに充分であった。

またセラミックス被覆層２の表面にはひび割れ、ビンホ
ール等もなく．、青色の滑らかな光沢のある、厚さ２０
０ｕｍのセラミックス被覆層が得られた。該セラミック
ス被覆層の性質は、軟化温度７３０℃、モース硬度約７
度、耐圧強度１０７００Ｋ　９／　ｃ　ｒｒｉ’が確認
された。

本実施例３のセラミックス被覆層２は、寅施例１におけ
る単層セラミックス被覆層に比し、セラミックス被覆層
の厚さ当りの焼戊エネルギが少なくてすみ、表面の仕上
りがより滑らかであった。

またセラミックス被覆層２の熱線反射率は、ＴｉＯｚの
混入により６２％向上した。

さらに、本実施例３においても焼成時におけるコンクリ
ート］の温度変化を融着面下５ｍｍにて熱１７ １　８ 伝対温度計により！！続的に監視したか、やはつ８０゜
Ｃに達することはなく、コンクリートの損傷は認められ
なかった。

「発明の効果」 以上のように、本発明の製造方法によれば、コンクＩノ
ートの表面に形戊した非焼戊のセラミックス被覆層をそ
のまま焼成することができるので、従来のようにセラミ
ックス被覆層を焼成する作業と、焼成したセラミックス
被覆層をコンクリートに接着する接着作業とを必要とせ
ず、短時間にしかも安価に製造することかできる。そし
て焼戒を行う際には、その加熱による熱がコンクリート
に伝達されてコンクリートを損傷させる以前に加熱を停
止させているので、コンクリートが熱による悪影ｇを受
けることがないという効果を得ることかできる。

また、本発明の製造方法によって製造されブとセラミッ
クス被覆コンクリートは、セラミックス被覆層のコンク
リートとの密着部分が少なくとも溶融する程度に加熱さ
れているので、セラミックス被覆層の上記密着部分が溶
融してコンクリートの凹凸内に進入して強固に融若しで
いる。したがって、従来のようにセラミックス被覆層を
焼成した後に該セラミックス被覆層上にコンクリートを
打設ずる場今に比較しで、両者を遥かに密に密着させて
大きな￥着力を得ることかでき、それにより両者の剥離
や亀裂の発生を防止できるとともに、両者間からの漏水
の発生を防止することができる。

また、セラミックス被覆層を焼或することによってコン
クリートに密着させているので、セラミックス被覆層の
強度をコンクリー１〜の強度に依存させることができ、
したがって該セラミックス被覆層の厚さを極めて薄い厚
さとして全体の軽量化を図ることかできるという効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すセラミックス被覆コン
クリートの断面図、第２図は他の実施例を示すセラミッ
クス被覆コンクリートの断面図で１９ ２　０ ある。 １・・・コンクリート ２・・・セラミックス被覆層 ３〜６−・・層 第１Ｆｉ！Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリートと、上記コンクリートの表面を被覆
   する、セラミックス材料を含有したセラミックス被覆層
   とを備えたセラミックス被覆コンクリートにおいて、 上記セラミックス被覆層は、焼成されてその熱でコンク
   リートの上記表面における凹凸内に溶融進入し、該コン
   クリートに融着していることを特徴とするセラミックス
   被覆コンクリート。
2. （２）コンクリートの表面にセラミックス材料を含有す
   るセラミックス被覆層を形成した後、該セラミックス被
   覆層を加熱し、その加熱によりセラミックス被覆層の表
   面側を焼成するとともに、該セラミックス被覆層のコン
   クリートとの密着部分を少なくとも溶融させてコンクリ
   ートの上記表面における凹凸内に進入させて融着させ、
   かつ、当該加熱による熱がコンクリートに伝達されてコ
   ンクリートを損傷させる以前に、上記加熱を停止させる
   ことを特徴とするセラミックス被覆コンクリートの製造
   方法。