JPS5919077B2 - 軽量気泡コンクリ−トの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面性状並びに基材強度の改善された軽量気泡
コンクリートの製造に関するものであり、更に詳しくは
完全に硬化していない軽量気泡コンクリートの凝結成形
体に水溶性珪酸塩水溶液を含浸させ、然る後に高温高圧
水蒸気条件下でのオートクレーブ養生に依り基材の硬化
反応と処理剤の硬化反応を同時に行なわせしめ、耐水性
が優れ且つ表面硬度の高い表面層を有する軽量気泡コン
クリートの製造方法に関するものである。

軽量気泡コンクリートは、一般に、ポルトランドセメン
トあるいは石灰質原料と、珪酸質原料の混合体からなる
水硬性粉末体の水スラリーを、アルミニウム等の金属粉
末で発泡せしめるかあるいは界面活性剤、蛋白質分解物
の如き起泡剤等で泡立てるかした後成形し、高強度を付
与させる為に一般的に１６００Ｃ〜２１０℃の高温高圧
条件下で水蒸気養生を行なわせしめて製造されている。

しかし、軽量気泡コンクリートは、軽量化に伴うセメン
ト組織の結合力が低下する為、本来脆弱であり表面硬度
が低く傷付き易いこと、表面が粉状にくずれ易いこと、
取扱い中に欠は落ちのしやすいこと、又、多孔質なるが
為に吸水性が極めて大きいことなどの欠点を有する。

かかる軽量気泡コンクリート体を実際に建材、その他に
使用する場合には表面に防水被覆層が塗布されるが、か
かる場合でも塗布処理材の付着性が基材の吸水性と粉つ
ぽさの為に極めて悪く、被覆処理に困難性を生じ、処理
材が限定される等の欠点を有しているのが現状である。

本発明者等は、かかる軽量気泡コンクリートの欠点を改
善すべく鋭意検討した結果、完全に硬化に到らしめる前
の軽量気泡コンクリート体に水溶性珪酸塩水溶液を含浸
させ、然る後に高温高圧水蒸気養生を施すことに依り、
軽量気泡コンクリート体本来の表面外観を変化させずに
表面層部に緻密な珪酸質層な形成させ、前述した様な従
来の軽量気泡コンクリートの欠点を全て解決し得る、工
業的に安定した良好な性状を有する軽量気泡コンクリー
トを製造することを見出し、本発明に到達したものであ
る。

即ち、本発明は軽量化のセメント組織を生かし、その結
合力を向上させる方法としてセメント質ゲル組織を予備
的に形成させた後に水溶性珪酸塩水溶液を含浸し、該処
理液をセメント組織中に浸透させた後に通常の高温高圧
水蒸気養生処理を行なうことを企図している。

従来軽量気泡コンクリート基材の表面を改質する方法と
して水ガラス水溶液を表面に塗布し、自然養生又は比較
的低温にて長時間養生硬化させる方法が提案されている
。

しかしながら、この方法によると表面に塗布した水ガラ
スは水質的に水不溶性となり得す、水分等の存在に依り
可逆的に溶解し、処理に依る効果が一時的に期待されて
も次第に消失し、所謂エフロレッセンスと呼ばれるセメ
ント硬化体特有の現象が現われ美観を著しく損ねるため
実用に供することは難かしい。

又、従来この様な処理方法では単に水ガラス中の珪酸分
が一時的に基材表面に析出しているに止まり、上記の如
き化学的耐久性が得られないだけでなく基材と水ガラス
の一体化が成されていないことから著しい表面硬度の上
昇も期待出来ない。

本発明によれば、上記欠点を除去できると同時に短時間
で基材が本来有する美観を失うことなく表面物性の優れ
た軽量気泡コンクリートを容易に製造することが出来る
。

即ち、本発明方法によればセメント凝結体に含浸した水
溶性珪酸塩がセメントより生成するカルシウムイオン等
の多価金属イオンに依りゲル化すると共に、高温高圧水
蒸気養生に依り生成するトバモライトと予めセメント体
中に配合されたシリカ（石英など）及び多価金属イオン
に依り析出したシリカゲルとが一体化し不溶性の強固な
珪酸質表面層を形成する。

この一連の反応は高温高圧水蒸気養生に於いてのみ進行
し、この反応によって基材の硬化と表面改質とが同時に
達成され工業的にも極めて有用であり、従来方法では得
られない耐久性の優れた軽量気泡コンクリートが製造さ
れる。

本発明に用いられる水溶性珪酸塩とは、一般式Ｍ２０・
ｎＳｉＯ２で表わされるｎ＝１〜１０の水溶性珪酸塩で
、周期律表第１Ａ族に属するアルカリ金属と珪酸からな
るアルカリ金属珪酸塩、第３級アミンと珪酸からなる第
３級アミン珪酸塩、第４級アンモニウムと珪酸からなる
第４級アンモニウム珪酸塩、グアニジンと珪酸とからな
るグアニジン珪酸塩等があげられる。

アルカリ金属珪酸塩としては珪酸ナトリウム、珪酸リチ
ウム、珪酸カリウム、珪酸セシウムなどが使用でき、第
３級アミン珪酸塩としては珪酸トリエタノールアミン、
また第４級アンモニウム珪酸塩としては珪酸テトラエタ
ノールアンモニウム、珪酸テトラメタノールアンモニウ
ムが使用できる。

これらの珪酸塩は単独で又は２種以上混合されて使用さ
れる。

本発明に於いては、上記水溶性珪酸塩は３〜４５重量％
水溶液として用いるのが適当であり、軽量気泡コンクリ
ート体には固形物に換算して１０ｆ？／ｍ〜１３００
ｆＩ／−ｄの割合になるように含浸させることが望まし
い。

又、所望により上記水溶性珪酸塩水溶液には顔料等を混
合しても良い。

本発明に於げる含浸法としては軽量気泡コンクリート凝
結体を上記水溶性珪酸塩水溶液中に浸漬するか、あるい
は成型体表面に該処理液を刷毛塗り、スプレー塗布、ロ
ールコート、シャワー塗布、流し塗り、カーテンフロー
コーター塗りのいずれの含浸方法も採用出来、軽量気泡
コンクリート体表面の多孔性とその毛管作用に依り処理
液が容易に基材内部へ浸透し得る。

特に、浸漬法を採る場合に脱型前に型枠ごと処理液に浸
漬し、該処理液をセメント凝結体に含浸させると同時に
処理液の浮力を利用して脱型することもできる。

この方法によれば処理液を凝結体の全表面より均一に含
浸させることができるほか、処理工程が簡略化されかつ
凝結体が低強度の状態でも脱型可能となり型枠使用回転
率を向上させることができる等のメリットが得られる。

なお、凝結体内部への処理剤の浸透性と水熱反応を促進
させる方法として上記脱型を予め水中で行った後上記処
理液浴槽中に移して浸漬することもできる。

本発明に於いて処理液濃度を上記３〜４５重量％とした
理由は、処理液の基材への浸透性の難易に依る。

即ち、３重量％以下では基材内部への浸透性が良好とな
るが一方オートクレーブ養生後に於いて基材表面層部に
充分緻密な珪酸質層が形成されず硬度及び吸水性の改善
に効果が乏しいこと、又、４５重量％以上では処理液粘
度が増大し基材への浸透性が低下するため、養生に依り
生成する基材の処理された表面層が極（うずく目的とす
る機能発現には不充分であることに依るものである。

又、水溶性珪酸塩の珪酸成分のモル比１以上とした理由
は、かかる比が１以下の水溶性珪酸塩処理液では養生後
の硬度及び吸水性の改善効果がなく、また１０以上では
処理液の安定性が悪く長期間の使用に耐えないことによ
るものである。

即ち本発明に於いては上記記載した範囲内の水溶性珪酸
塩水溶液を軽量気泡コンクリート体に含浸させ、オート
クレーブ養生することに依り基材の硬化と処理層の硬化
を同時に行なわせしめ、本発明の目的を容易に達成する
ことが出来る。

以下、本発明を実施例をもって説明する。

実施例 １ ポルトランドセメン）１００重量部及び珪砂７０重量部
より成るセメント混合原料体１００重量部ヲ、ドテシル
ベンゼンスルフオン酸ソータｏ、５重量部、メチルセル
ローズ（商品名：ハイメトローズ９０ＳＨ−４０００信
越化学（株）製）０．１重量部を含む水６０重量部の攪
拌起泡せしめた泡水溶液中に投入混合し、比重０．８０
のセメントスラリーをつくり、直ちに４０°Ｃ１相対湿
度８０％の湿空中に置かれた１０Ｘ１０Ｘ４０ｃｒｒＬ
の型枠へ打設し、−昼夜放置抜脱型し、珪酸分モル比２
．０、濃度１０重量％のケイ酸ナトリウム水溶液をロー
ラーコートにより基材内へ１２０ ？／ｍ （ケイ酸ナ
トリウム固形物換算値）の割合で含浸させ、然る後に１
８０℃、１０ユ／ｃＩＩＬ圧の高温高圧水蒸気条件下で
８時間養生した。

このものの物性を第１表に示す。

実施例 ２〜４ 実施例−１と同様の方法でセメント凝結体を調製し、第
１表中に示す水溶性珪酸塩水溶液を所定量含浸させ、実
施例−１と同様にオートクレーブ養生を行った。

得られた成型体の物性を第１表に示す。

実施例 ５ 消石灰２０重量部及び生石灰８０重量部より成る石灰混
合物３５重量部、珪砂６５重量部、アルミニウムパウダ
ー０．０６重量部、トリエタノールアミンを石灰混合物
１００重量部に対して１．５重量部及び水５０重量部を
加えて調製したスラリーを４０℃、相対湿度８０％に調
整された湿空中の１０Ｘ １０Ｘ４０ｃＩｎの型枠に打
設し、４時間放置後比重０．７５の凝結体を調製し、発
泡に依り型枠上部よりハミ出したセメント体をピアノ線
でカットしたのち側枠を脱型した。

次いで、珪酸分モル比７．５．２０％珪酸リチウム水溶
液を固形分として２０Ｓ’／ｖｌまでスプレー含浸させ
たのち、１８０℃、１０ｋｙ／ｃｒｌＬの高温高圧水蒸
気中で８時間オートクレーブ養生を行った。

得られた成形体の物性を第１表に示す。

比較例 １ 実施例−１と全く同様の方法でセメント凝結体を調製し
、珪酸分モル比４゜０、濃度１５重量％の珪酸ナトリウ
ム水溶液を固形分として５０Ｓ’／ｍ含浸させたのち、
そのまま２０℃、相対湿度８０％の湿空中に１週間養生
した。

このものの物性を第１表に示す。

比較例 ２ 実施例−１で得たセメント凝結体を何んら処理液を含浸
させずにそのままオートクレーブ養生を行った。

このものの物性を第１表に示す。比較例 ３ 珪酸分モル比０．５、濃度８．０重量％のケイ酸ナトリ
ウム水溶液を固形分として８ｆ／ｍ”含浸処理させた以
外は実施例−１と同様の方法にてセメントコンクリート
体を得た。

このものの物性を第１表に示す。

＊１）ＭＲとはアルカリ成分に対する珪酸分のモル比を
示す。

＊２）ＣｕＫａのＸ線を用い、表面層のＸ線粉末回折に
より成分を固定した。

＊３）ＪＩＳＡ１１６１法に準拠 ＊４）ＪＩＳＡ１４１５に依る促進暴露試験１０００時
間後の表面百華現象の観察＊５）ＪＩＳＫ５４００に準
拠 ＊６）含浸処理した表面層を２０℃上水に水面化５ｍ／
ｍの深さに浸漬し１０日間放置後の吸水量〔容量％〕と
表面硬度の変化

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水硬性セメント物質と水との混線体より成る軽量気
   泡コンクリート基材の製造工程に於いて、該基材のセメ
   ント質スラリーを型枠に打設し、凝結させた後、該凝結
   体に水溶性珪酸塩水溶液を含浸せしめ、然る後に高温高
   圧水蒸気養生を行うことを特徴とする耐水性が優れ且つ
   表面硬度の高い表面層を有する軽量気泡コンクリートの
   製造方法。