JPS6019846A - 断熱軽量コンクリ−ト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】 本願にかかる発明は、セメンＦとガラス質多泡の製造方
法に関するものである。従来から軽量コンクリートと呼
ばれているものにパーライト粒。

ポリスチレン粒、空気泡等を含有したコンクリ−１・が
ある。これらの軽量コンクリートは、不燃性はもちろん
、・断熱性にも優れているため、建築用壁材、屋根材、
低温倉庫用断熱材、低温液化天然ガス貯蔵タンク用保冷
材として、広く用いられている。しかしながら、これら
の軽量コンクリートは、いずれも吸水性があり、寒冷地
では、たとえば夜間にコンクリート中の水が凍結し９尾
間には融解するという条件下に置かれるため、該コンク
リ、−トが徐々に破壊してゆく、いわゆる凍結融解破壊
を生じるという欠点を有する。

この現象の原因としては、パーライト粒含有フン。

クリートでは、パーツイト粒自身が吸水性を有している
ため、また固化したセメント自体が吸水性を有している
ために生じるものと考えられている。

パーライト粒とは、天然の鉱石である真珠岩、黒曜石、
松脂岩を加熱１発泡させて得られる多孔性の粒状物であ
る。他方ポリスチレン粒含冶コンクリートでは、ポリス
チレン粒自体の吸水性は比較的小さいが、ポリヌチレン
粒と固化したセメントの接触面に水が入りやすく、この
水が、固化したセメントに含まれる水とともに凍結、融
解を繰返し、該コンクリートを破壊に至らしめるものと
考えられている。さらに９Ｃ泡を含んだコンクリートで
は、空隙である気泡中に水が入り、この水が主な原因と
なって、破壊が進行する。

本発明者らは、上記従来の軽量コンクリートが有する吸
水性を改曽して、水の凍結融解による破壊を防ぎ、寒冷
地においても使用可能な断熱軽量コンクリートを開発す
べく鋭意研究を重ねた結果。

本願にかかる発明を為すに至った。

本願にかかる第１の発明（以下第１発明という）は、セ
メントと独立気泡を有するガラス質多泡粒と含水珪酸マ
グネシウム質粘土鉱物とからなる一体固化物であること
を特徴とする断熱軽量コンクリートにある。

本第１発明にかカーる軽量コンクリートは、含水珪酸マ
グネシウム質粘土鉱物を添加したため、固化したセメン
ト自体、および該セメントとガラス三ｔ１ 質多七粒との界面にも水が侵入しないので、優れた耐凍
結融解破壊性を有する。

以下１本第１発明をより詳細に説明する。

本第１発明におけるセメントは、建築、土木関係で広く
使用されているポルトランドセメント。

高炉セメント等のシリカ系のセメントである。該セメン
トには、収縮防止材あるいは増量材としての砂、Ａ−等
を含んでいてもより。

粒という）は、ソーダガラスあるいはソーダ石灰゛ガラ
スからなる粒状体であり、外部には無孔の殻を有し内部
には、外電と遮断された独立気泡を多数有するものであ
る。すなわち、該多泡粒はそのほとんどが無孔の外殻を
有し、内部は密閉セル構造である独立気泡となっている
。それ故、該多泡粒は、比重が０．１５〜０．８ｂ程度
で軽く、水を吸収せず、しかも優れた断熱性を有する。

一方、従来からセメントに混ぜて使用されているパーラ
イト粒は気泡が外部と通じているので水分に触れると吸
水し、混練中に破壊して細かくなってゆくことがあるが
、該多泡粒は独立気泡であるセ／Ｌ／構造となっている
ので水を吸うことがなく。

しかも高強度で七メンＦとの混線時にも壊れることが少
ない。該多泡粒の形状はほぼ球形をしてお末に次階カル
シウム等の高温に加熱したときガス化する物質の粉末を
発泡剤として加えて、水で混練する。次に、得られた混
線物を所望の大きさの粒に造粒したのち、造粒物をロー
タリーキルン等で転動しながら加熱して発泡せしめ、該
多泡粒とする方法が行なわれている。

本第１発明にかかる軽量コンクリートにおいて。

該断熱軽量コンクリートにある程度の断熱性と強度を保
有せしめるため該多泡粒の含有量をセメンｘｏｏｋｇに
対して２００〜２５０リツト／Ｉ／（１）いる該多泡粒
は粒径がある程度の分布幅を有している方が望ましい。

具体的には０．５〜６ＯＮの粒径の粒が適当量混合して
いｌｋ、該断熱軽量コンクリートの有する断熱性からみ
て望ましい。

次に、木ｔＲ１発明における含水珪酸マグネシウム質粘
土鉱物（以下、該粘土鉱物という）は、その表面に反応
性に富む水酸基を有する鉱物である。

この鉱物の結晶は、−辺が約０，１７１ｍの四辺形断面
を有する長繊維の集合体で、該集合体内には繊維の長さ
方向に多数の孔を有している。

具体的な鉱物者としては、含水マグネシウムシリケート
であるセピオライト。含水マグネシウムアルミニウムシ
リケートであるアタパルジャイト。

日本における海泡石もこの一種である。また９通称では
山皮とも呼ばれる。

該粘土鉱物は、上記鉱物の有する孔が残留する程度に破
砕したものがよく、その平均粒径としては６〜２Ｑｚｚ
ｍ程度のものがよい。

また、該粘土鉱物はセメンｌ−１００／ｃｇに対して０
５〜１０ｋｇ混入しているのが望ましい。この場合。

該粘土鉱物はセメントと該多泡粒との結合を助けるとと
もに、セメント自体の吸水性を下げ、さらには吸収した
水の氷点を下げる効果を有する。該粘土鉱物の混合量が
０．５　ｋｇ　／セメン）、１００ｋＨｉｌｌ下の場合
ｔこは該粘土鉱物の上記効果が低下する。

また逆に、ｌｏｈｇ／セメントＩｏｏ＆ｑ以上の場合に
は、原料混線時に多量の水を必要とし固化に時間がかか
る。さらに、得られるコンクリートの強度が若干低くな
るとともに、耐凍結融解破壊性にやや乏しくなる。

本杭１発明トこかかる断熱軽量コンクリートは。

上述のセメント、該多泡粒および該鉱物粉末とかル１ｒ らなる混練物硅固化したものであり、該粘土鉱物を含有
する難吸水性セメントと該多泡粒とが互いに強（結合し
ており、水が進入しにくい構造となる。し断熱軽量コン
クリートは、比重が０．６５〜０９５程度、圧縮強度が
７Ｏ−１５０ｋｌｊ／ｄ程度のものであり、従来から使
われているパーライトコンクリート等に比べて軽量、高
強度であるとともに、　ＩＷ４水性、耐凍結融解破壊性
、断熱性に優れている。

それ故、該断熱軽量コンクリートは、建築用壁材。

屋根材、低温倉庫用断熱材、低温液化天然ガス貯蔵タン
ク用保冷材として広く使用することができる。また、寒
冷地では、保温材として使用することができる。

次に本願にかかる第２の発明（以下、第２発明という）
を説明する。

本第２発明は、セメントと独立気泡のガラス質多泡粒と
含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とを混合して混合粉と
する混合工程と、該混合粉に水を添加混合して混練物と
する混練工程と、該混練物を注型、固化せしめて、コン
クリートとする固化工程とからなることを特徴とする断
熱軽微コンクリートの製造方法である。

本第２発明によれば、前記ｖｇｔ発明に示した優れた性
質を有する断熱軽量コンクリートを製造することができ
る。

また９本製造方法によれば、セメントと該多泡粒と該粘
土鉱物との混合粉に水を加えて混練するために、水の量
が少なくてよい。水の添加テが少ないので、固化して得
られる断熱軽量コンクリートは、高強度で、しかも優れ
た耐凍結融解破壊性を保有する。

また、該粘土ｉ物を加えであるため、混練物は。

適当な粘性を有し、固化工程において、該多泡粒が浮力
によって混練物の表面に浮き上るのを防止できるととも
に、セメントと該多泡粒との接着が良好となる。また、
セメントの収縮が防止できるので、セメントと該多泡粒
との間にすき間ができない。それ故、耐凍結融解破壊性
が向上する。

以下１本第２発明をより詳細に説明する。

まず１本第１発明の説明で述べたセメント、該多泡粒お
よび該鉱物粉末を混合して、混合粉とする混合工程を施
す。この場合、それぞれの原料の混合割合は、セメンｌ
−１００＆ｇに対して、該多泡粒を２００〜２５０リツ
トル、該粘土鉱物をα５〜１０ｋｇ程度にすると、以後
の工程が容易に行なえるとともに、得られる断熱軽量コ
ンクリートの性能が向上する。

上記原料を混合する順番は、いずれのものからでもよい
。

次に、上記混合物に適当量の水を加えて混練し。

セメントと、該多泡粒と該粘土鉱物との混練物を得る。

混合粉への水の添加は、少量ずつ徐々に加えてゆくのが
よい。最終的に加える水の量は使用する場所に合せて施
工しやすいスワンプ値となるように選ぶのが望ましいが
、セメント１００ｋｇに対して８５〜２５０１程度が望
ましい。混練に際しては、該多泡粒が破壊しないように
注意しながら混練するのがよい。これを実現するために
は。

従来型のコンクリートミキサーの内面にゴム等の弾性体
にょろりイニングを施すのがよい６該ミキサーを使用す
ると該多泡粒とミキサ一部材との衝突が柔らげられるの
で、該多泡粒が破壊しにくくなる。

なお９本第２発明では、混合粉に水を添加することを必
須要件としているが、たとえばセメントと該多泡粒とを
水で混練したのち、該粘土鉱物を加えると、得られる混
練物は、水分不足となって本第２発明における水量の約
２倍の水を加えなければ、適当な粘性をもつ混練物が得
られない。該混練物によって得られるコンクリートは、
多量の水を含んでいるため、固化に長時間必要とすると
ともに、固化にともなう収縮量が大きくなる。

最後に、上記混合工程で調整した混合物を所望の形状を
有する型に注ぐか、あるいは構造物の壁等として所定の
平面上に塗布したりして、成形し。

そのままで固化せしめる。固化けそのまま放置してもよ
いし、オートクレーブ中で高温高圧蒸気により養生しな
がら行なってもよい。固化後、型から取り圧し、本第２
発明にかかる断熱軽量コンクリートを得ることができる
。

次に本願にかかる発明の詳細な説明する。

実施例 市販のポルトランドセメント１００ｋｇに１表の試料番
号１〜１０に示す量のセピオライトの粉末（平均粒径８
Ｉｔ　ｍ　）あるいはアタパルジャイトの粉末（平均粒
径８１１ｍ）および該多泡粒（粒径０５〜６．０　ｔｍ
　）を加えて均一に混合し１０種類の混合粉を調整した
。次に、それぞれの混合粉に同じく表に示す量の水を加
えて、該多泡粒が壊れないように注意しながらオム巨ミ
キサで混練し、混線物を得た。さらに、該混練物をそれ
ぞれ、内寸法が１１００ｘｌＯＯｘ４００の空洞を有す
る金型に注入し、常温、常圧の雰囲気で固化せしめ、試
料番号１−１０の本第１発明にかかる断熱軽量コンクリ
ートである成形品を得た。

一方、比較用コンクリートとして、該粘土鉱物を加えな
いもの（試料番号、Ｃ１）、およびパーライトと上記セ
メントとを原料としたもの（試料番ｙｃｇ＞とを成形し
た。製作後４週間放置したのち、上記成形品の一部を使
って凍結融解破壊試験な実施した。試験はＡＳＴＭＣ６
６６Ａに準拠した。すなわち、水中凍結温度−２０℃、
融解温度＋５℃の凍結融解サイクルを成形品に８００回
加え、成形品の破壊の程度を調べた。

さらに、上記凍結融解試験を実施して原形を留めていた
ものおよび該試験を実施していないものに対して、圧縮
破壊試験を実施して、破壊強度を測定し、凍結融解破壊
試験を実施したものの強度と実施していないものの強度
との比を圧縮強度化と■）凍結融隔破壊試験をしないも
のの強度を１とした。

以上の実験結果から明らかな如く、セメントに該多泡粒
および該粘土鉱物を加えて製作した断熱軽量コンクリー
トは、８００回の凍結融解破壊試験後も外観にひび割れ
もなく、健全な状態を保っており、耐凍結融解破壊性に
優れていることがわつ為る　。

出願人 株式会社　豊田中央研究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）セメントと独立気泡を有するガラス質多泡（２）
   ガラス質多泡粒は、セメント１００ｋｌｉに対して２０
   ０〜２６０す、トル混合されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の断熱軽量コンクリート。 （８）含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物はセメンｚｏｏ
   ＆（７に対してα５〜１０ｋｇ混合されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の断熱軽量コン
   クリート。 （４）　がワス質多泡粒は、ソーダガラスアルイハソー
   ダ石灰がヲヌからなり、嵩密度が０，１５〜０８５Ｑ／
   ｌｄの発泡体であることを特徴とする特許請求（５）含
   水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、セピオツイト、アタ
   パルジャイトの少なくとも一種であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１１項および第（８）項記載の断熱
   軽量コンクリート。 （６）セメントとガラス質多泡粒と含水珪酸マグネシウ
   ム質粘土鉱物−とを混合して混合粉とする混合工程と、
   該混合粉に水を添加混練して混練物とする混練工程と、
   ｒ混練物を注型、固化せしめて、コンクリートとする固
   化工程とからなることを特徴とする断熱軽量コンクリー
   トの製造方法。 （７）　ガラス多泡粒は、ソーダガラヌあるいはソーダ
   石灰ガラスからなり、嵩密度が０１５〜八ｆｌ／ｌｄの
   発泡体であることを特徴とする特許請求の範囲第（６）
   項記載の断熱軽量コンクリートの製造方法。 （８）混合工程は、セメント１００ｋｑに対してガラス
   多泡粒を２００〜２５０　Ｑットル、含水珪酸マグネシ
   ウム質粘土鉱物を０５〜１ｏｋｇ混合することを特徴と
   する特許請求の範囲第（６）項記載の断熱軽量コンクリ
   ートの製造方法。 （９）含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物はセピオワイト
   、アタパμジャイトの少なくとも一種であることを特徴
   とする特許請求の範囲第（６）項記載の断熱軽量コンク
   １１−計の製造方法。