JPS5849507B2 - オ−トクレ−ブ養生した防揆水性軽量気泡コンクリ−トの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末状にした珪酸質物質および石灰質物質を主
要原料としたオートクレープ養生した軽量気泡コンクリ
ートの製造において２５℃における粘度が２０〜５ ０
０ ｃｓ であるジメチルポリシロキサン１００重
量部に対して 次の組成からなる界面活性剤組成物 を０．５〜１０重量部使用して得られるシリコーンエマ
ルジョンを固形分換算で無機質１００重量部に対して０
． １〜３重量部使用することを特徴とするオートクレ
ープ養生した防撥水性軽量気泡コンクリート（オートク
レープ・ライトウェイト・コンクリートの略で、以下Ａ
ＬＣと略称する）の製造法に関するものである。

ＡＬＣは普通のコンクリートに比べ軽量であること、熱
伝導率が小さいことなどから断熱材、防音材として、又
、鉄筋などで補強することにより建築構造材として広く
利用されている。

このＡＬＣはセメント、石灰及び珪酸質の粉末などから
なる混合物を適量の水に加えて型枠中で発泡成型した後
、凝固硬化させ高圧蒸気でオートクレープ養生処理する
ことにより製造されている。

こうして製造されたＡＬＣはその表面に多数の気孔を有
し、内部に存在する気孔も開気孔が多いので吸水率が犬
であり、吸水によって断熱効未が低下し、そのままでは
建築材料として保温、断熱、軽量、強度などの特質を発
揮しない。

これらの欠点を補うために従来から防水性塗料を塗布し
固着化させる方法が行なわれている。

その方法として有機質系ではアクリル、酢酸ビニルなど
の合成樹脂エマルジョン、また無機質系では白色セメン
トを主体としたものが主に用いられている。

これらで処理されたものは確かに吸水防止性は得られる
が、工程σ腹雑化とコスト高をまねくし、またごく表面
層にしか浸透しないので表面に傷がついたり、経口によ
り劣化した場合には防水性能が失なわれてしまうという
欠侭を有している。

また、寒冷地では結露水や融雪水などの水分がＡＬＣに
浸透し凍結すると凍害を起す場合もあるためＡＬＣの表
層部だけでなく全体に防撥水性を持たせれば、優れた建
築材料となり、業界における大きな潜在的要望を満たす
ことができる。

公知の方法で、ＡＬＣ組成物全体に防撥水性を付与する
方法として基材に調合したスラリーにジメチルポリシロ
キサン又はその誘導体、油脂、脂肪酸の金属塩などをそ
のまま混練するという方法が提案されている。

これらの防撥水剤は実用に供さないものが大部分である
が、この中で最も効果的といわれるジメチルポリシロキ
サンについて、そのまま混練する場合油性であるために
原料スラリーの粘性を高めて分離を防止したり或は使用
量を多量にすることが必須要件になっている。

そのためにＡＬＣの品質が低下したり防撥水性を付与す
るため製造コストが著しく高くなる原因となっている。

又、原料スラリーの粘性を低めたり、低コスト化のため
ジメチルポリシロキサンの使用量を少量にしたりすると
防撥水性にむらが発生し実用に供し難くなる。

ジメチルポリシロキサンをエマルジョンとして使用すれ
ば少量で優れた防撥水性を得ることができるが、従来、
エマルジョンとしてＡＬＣに使用しなかったのは （１）エマルジョン中に界面活性剤が存在すると防撥水
効果に対して逆に作用することがある。

（２）原料を調合したスラリーの発泡時に気泡が破壊し
突沸現象を起し陥没する。

（３）発泡後に凝結の遅硬性が見られる。

（４）原料スラリー中に多量の気泡をかみ込む場合が多
い。

（５）ＡＬＣの曲げ及び圧縮強度を低下させる。

などの多くの技術的な問題点を克服できなかったためで
ある。

本発明者らはこれら従来、公知のシリコーンエマルジョ
ンをＡＬＣ組成物に応用した場合のこれらの技術的問題
点を克服すべく鋭意研究した結果、本発明に到達したも
のである。

即ち、本発明者らは２０〜５ ０ ０ ｃｓ の範囲
の粘度のジメチルポリシロキサンに対して限定された界
面活性剤を限定された量使用することによって得られる
シリコーンエマルジョンを総固形分が無機質１００重量
部に対し０．１〜３重量部添加することによって前述し
た問題点の全てを技術的に解決した優れた防撥水性を有
するＡＬＣ製品の製造法を見い出したものである。

本発明のシリコーンエマルジョンに使用するジメチルポ
リシロキサンの構造式は で示され、その粘度範囲は０．６５ｃｓ から１００万
ｃｓ にわたるが、本発明に用いるジメチルポリシロ
キサンは２５℃における粘度が２０〜５００ｃｓ の範
囲に限られ、好ましくは５０〜１００ｃｓ の範囲で
ある。

なぜなら、これ以上粘度の高いジメチルポリシロキサン
は本発明に用いられる界面活性剤の使用量でのエマルジ
ョン化が困難トなり発泡時の突沸現象や凝結の遅硬性な
どの問題が発生しやすくなり、又、粘度範囲の低いもの
はエマルジョン化は容易であるがＡＬＣ基材への吸着性
に問題があるためオートクレープ養生時の高圧蒸気によ
って基材から溶出し、防撥水性付与効果が低下して実用
に供し難い。

本発明の実施に用いられるシリコーンエマルジヨンを得
るために使用される界面活性剤絹成物は（１）Ａ成分炭
素数１ｚ〜２２の高級脂肪酸と多価アルコールとのエス
テル又はホウ酸及び同上高級脂肪酸と多価アルコールと
の混合エステル・・・４０〜６０重量部 （２）Ｂ成分炭素数１２〜２２の高級脂肪酸と分子量２
５０〜４０００のポリエチレングリコールとのエステル
・・・・・・・・・・・・・・・曲・・３０〜５ ０
重量部（３）Ｃ成分炭素数１２〜２２の高級脂肪酸の一
価のアルカリ金属塩・・・・・・・・・・・−・・・・
・・０〜２０重量部からなるものである。

本発明Ａ成分の界面活性剤合成に使用される高級脂肪酸
としてはラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イ
ソステアリン酸、及びベヘニン酸などの飽和高級脂肪酸
、オレイン酸及びリノレン酸などの不飽和高級脂肪酸、
ヤシ油、牛脂、魚油七などの天然油脂から誘導される高
級脂肪酸、その他では合成高級脂肪酸等があげられるが
、好ましいものとしてステアリン酸があげられる。

Ａ成分の界面活性剤の合或に使用する多価アルコール類
トシテハエチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、ソルビタン及びソルビトールなどがあげら
れるが、好ましくはグリセリンがあげられる。

本発明の多価アルコールの脂肪酸エステル化合物は上記
の如く多価アルコールを脂肪酸とエステル化して得られ
るが、通常、モノエステル、ジエステル、トリエステル
の範囲で使用されているが、本発明に使用して好ましい
のはホウ酸にこれら多価アルコールを反応させたホウ酸
トリエステルを脂肪酸でエステル化した、一般式 にて示されるアニオン性非イオン型界面活性剤である。

式中、多価アルコールとして好ましいのはグリセリンで
Ｒとしては炭素数１８の飽和高級脂肪酸残基が好ましい
。

Ｂ成分のポリエチレングリコールの脂肪酸エステルの合
或に使用される、ポリエチレングリコールの分子量は２
５０〜４４００のものがあげられるが、好ましくは４０
０〜８０００分子量のポリエチレングリコールがあげら
れる。

又、高級脂肪酸としてはＡ成分の合成に使用される高級
脂肪酸と同じものがあげられ、好ましくはステアリン酸
があげられる。

Ｃ成分の高級脂肪酸塩はＡ成分に使用される高級脂肪酸
と同じ脂肪酸の一価のアルカリ金属塩であって、具体的
にはナトリウム塩、カリウ４があげられる。

こうして得られた本発明のジメチルポリシロキサンのエ
マルジョン化に用いる界面活性剤はＡ成分４０〜６０重
量部、Ｂ戒分３０〜５０重量部、Ｃ或分Ｏ〜２０重量部
使用されるが、好ましくは各成分の重量比で５：４：１
の割合で使用される。

此等の界面活性剤混合物をジメチルポリシェキサン１０
０重量部に対しては０．５〜１０重量部使用されるが特
に好ましい使用量は１．５〜５重量部の範囲である。

これら、各種配合割合でエマルジョン化して得られたシ
リコーンエマルジョンを無機質に対し総固形分で０．０
５〜５重量部の範囲で添加してＡＬＣを製造し、その品
質面から種々検討した結果、前述の配合割合に到達した
ものであって、この配合割合をはずれると乳化性、経済
性及び品質の面で悪影響を及ぼすものであり、又，これ
ら以外の公知の界面活性剤の使用も、特にＡＬＣの品．
質に悪影響を及ぼす。

本発明のシリコーンエマルジョンは、粘度２０〜５００
ｃｓ のジメチルポリシロキサンと前述した界面活性
剤の３成分を限定した量使用することによって得られる
。

乳化方法は通常、７０〜９０℃の温水５０〜８０重量部
に前記の粘度範囲のジメチルポリシロキサン及び限定し
た界面活性剤を限定した量加え攪拌混合後、３０〜４０
℃に冷却し、コロイドミル、ホモジナイザーなどによる
機械的な攪拌を行ない総固形分２０〜５０重量部の微細
な均一エマルジョンとする。

前記した（ＡＸＢ）及び（Ｃ）の各成分の配合割合以外
の割合では乳化不良となって油層が浮き実用に供さない
。

こうして得られた本発明のジメチルポリシロキサンのエ
マルジョンはＡＬＣの無［１ ０ ０重量部に対するエ
マルジョンの総固形分で０．１重量部の添加で防撥水性
が認められ、３重量部以上添加してもそれ以上向上しな
いばかりか経済性や品質面でも好ましくない。

好ましい使用量は０．５〜１．５重量部の範囲である。

本発明によるシリコーンエマルジョンがど５ＬてＡＬＣ
用防撥水剤に使用して前記の技術的な問題点を解消した
かについての機構は必ずしも明らかではないが次のこと
が考えられる。

（１）本発明に使用する界面活性剤の疎水基がジメチル
ポリシロキサンに対して優れた親和性を有し、又、ある
程度の防水性も有している。

（２）本発明で使用される界面活性剤の（ＡＸＢ）成分
はエステル結合を有しており、熱アルカリ溶液に４七
不安定であることが原料スラリーの発泡時の突沸現象を
防止する。

（３）本発明で使用された界面活性剤は凝結の遅硬性に
あまり影響せず、又、低起泡性である。

（４）本発明で使用された界面活性剤に、ある程度の減
水効果が認められることや、界面張力低下能が比較的小
さい。

などのことが考えられる。

本発明をさらに以下実施例によって詳細に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

（１）実施例１〜６及び比較例７〜１０の防撥水剤の製
法 ○エマルジョンの製造方法 乳化容器に７０重量部の水を仕込み８０℃に加温し攪拌
しながら表−１に示す成分を加え、全所要時間６０分で
総固形分３０％のエマルジョンとした。

このエマルジョンをホモジナイザーで６０Ｖ、１分間攪
拌して、実施例１〜６及び比較例７〜１０のシリコーン
エマルジョンを得た。

以上のようにして作製した実施例及び比較例に用いた防
撥水剤の成分比は表１に示す。

（２）軽量気泡コンクリートの製法 ８０重量部の水に本発明のシリコーンエマルジョンを総
固形分で０、１〜３重量部加え、セメント、生石灰、各
１８重量部、珪石粉６４重量部、アルミーウム粉末０．
１重量部の混合物を添加攪拌してスラリーとし２分間混
練を行なった。

混練後、直ちに供試体作成用型枠に流し込み常温で発泡
させ、通常の操作に従って絶乾かさ比重が０．５となる
蒸気養生のＡＬＣを製造した。

又、同様な方法でエマルジョンの無添加ＡＬＣも製造し
た。

防水試験には１０ＣＩｒＬ角の供試体を作り、その上面
が水面下２ＣｒｒＬになるように水中に浸漬して２４時
間放置し、標準乾燥状態時との含水量増加をサンプルの
容積に等し℃・水の重量に対する百分率で示した。

圧縮強度はＪＩＳＡ５４１６に基づき１０Ｃ’ｍ立方体
の供試体を作り、又、曲げ強度は１０ｃｆｒＬＸ １
０ＣｒｒＬＸ ４ ０ｃｍの供試体として各々の試験に
供した。

比較例８、１０については前記無機質に対してシリコー
ンエマルジョンの総固形分で０． ３ 重量部以上を添
加した水混練物は常温で発泡中、約７０％発泡した時点
で激しい突沸現象を起して陥没し目的とするＡＬＣが得
られなかった。

又、比較例７、９について同様に試験した結果、発泡が
ほぼ完了した時点で突沸現象を起したが比較例８、１０
よりは少な＜０．３重量部以下なら目的とするＡＬＣが
得られた。

実施例１〜４については３重量部以下の添加量では発泡
中、無添加とまったく変らなかったが、実施例５、６に
ついては２重量部以上の添加量では発泡がほぼ完了した
時点でノ」・さな突沸現象を２回起した。

しかし、実用上ほとんど問題にならない程度だった。

比較例１１、１２についてはジメチルポリシロキサンを
そのままスラリーに混練して防水性能を試験した、ジメ
チルポリシロキサンがスラリー中で分離するのを防止す
るためスラリー粘度を比較例１１では８００〜１０００
ｃｐ に実施例１２では２００〜３ ０ ０ ｃｐ
に調整した。

なお、シリコーンエマンジョンの添加量が固形分でｏ．
ｉ重量部以下の供試体では実用に供するほどの防撥水
性能を示さなかった。

（３）軽量気泡コンクリートの物性 表−２及び表−３の結果から、本発明の防撥水剤は優れ
た防水性を発揮することが明らかになり、シリコーンエ
マルジョンの総固形分がＡＬＣの主要原料１００部に対
し実用上０．１重量部の添加で効果があり３重量部添加
すればほとんど吸水することがなくなった。

又、曲げ強度、圧縮強度についても実用上ほとんど問題
にならない程度の低下に過ぎないことを認め、本発明の
効果が優れていることが確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉末状にした珪酸質物質および石灰質物質を主要原
   料としたオートクレープ養生した軽量気泡コンクリート
   の製造において２５゜Ｃにおける粘度が２０〜５ ０
   ０ ｃｓ であるジメチルポリシロキサン１００重量部
   に対して次の組成からなる界面活性剤組成物 を０．５〜１０重量部使用して得られるシリコーンエマ
   ルジョンを固形分換算で無機質１００重量部に対してＱ
   ，１〜３重量部使用することを特徴とするオートクレー
   プ養生した防撥水性軽量気泡コンクリートの製造法。