(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸質原料として３．５〜１０．０ｗｔ％の明礬石を含有する珪石及び石灰質原料として石灰とセメントを用い、アルカリ成分としてカセイソーダを原料固形分に対して、０．２〜１．０ｗｔ％添加し、これらの原料に水と発泡剤を加え、このスラリーを型枠に注入し、発泡させ、多孔質の成型体とし、これをオートクレーブ養生することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は耐炭酸化抵抗や乾燥収縮など耐久性にすぐれるオートクレーブ養生した軽量気泡コンクリート（以下ＡＬＣと略す）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＬＣは、石灰及びセメント等の石灰質原料粉末と珪砂、珪石等の珪酸質原料粉末とに水とアルミニウム粉末などの添加剤を加えて、発泡成型し、これを半硬化状態で切断し、次いでこの多孔質の成型体をオートクレーブ中で高温高圧水蒸気養生を行って製造されている。このようにして製造されるＡＬＣでは、石灰質原料と珪酸質原料と水とがオートクレーブ中で水熱反応して珪酸カルシウム水和物が生成し、その主成分はトバモライト結晶である。トバモライトの構造式は一般に５ＣａＯ・６ＳｉＯ2 ・５Ｈ2 Ｏで表され、若干のアルミニウム成分、アルカリ成分を固溶することが可能である。
【０００３】
ＡＬＣは建築材料として使用されるため、その要求性能を長年にわたり維持するための耐久性が重要である。
ＡＬＣでは一般のコンクリートに比べ空隙が多く含まれ、かさ比重が小さいため吸水しやすく、吸水した場合緩慢ではあるが大気中の炭酸ガスを吸収して炭酸化を引き起こす。この炭酸化が継続して起こるとパネルが収縮し、その進行により、亀裂や強度低下を引き起こす恐れがある。
【０００４】
そこでこの炭酸化を防止するために、従来有機リン酸エステルあるいはストロンチウム化合物などを含有する珪酸カルシウム水和物からなるＡＬＣが考案されていた（特開昭５７−１７９００９号公報、特開昭５７−１７９０１１号公報）。また、炭酸化を防止させる他の方法として、ＡＬＣを構成するトバモライトの結晶性を向上させるＡＬＣを製造する方法が知られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの珪酸カルシウム水和物からなるＡＬＣでは高価で特殊な添加物を必要とすること、あるいは添加物によってはモルタル粘性を上げるなど発泡成型に悪影響を与えるものもあった。また高結晶性のトバモライト結晶を得ようとすると長時間の高温高圧水蒸気養生などが必要であり、生産性が低下し、工業的には満足できるものではなかった。そこで、本発明の目的は、特殊な添加剤を用いることなく、かつ生産性を低下させずに耐久性および寸法安定性の向上したＡＬＣを提供可能とすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の点に鑑み、珪酸カルシウム水和物を主成分とするＡＬＣにおいて、珪酸カルシウム水和物を構成するトバモライト結晶の結晶構造が炭酸化抵抗性に大きく影響することを見い出し、トバモライト結晶の（００２）面の面間隔を増大させたトバモライト結晶構造のＡＬＣが炭酸化抵抗性を大きく向上させることを見い出しこれに基づき、さらに鋭意研究した結果、完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、珪酸質原料として３．５〜１０．０ｗｔ％の明礬石を含有する珪石及び石灰質原料として石灰とセメントを用い、アルカリ成分としてカセイソーダを原料固形分に対して、０．２〜１．０ｗｔ％添加し、これらの原料に水と発泡剤を加え、このスラリーを型枠に注入し、発泡させ、多孔質の成型体とし、これをオートクレーブ養生することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法で、本発明によれば、特殊な添加剤を用いることなく、かつ生産性を低下させずに珪酸カルシウム水和物を主成分とするオートクレーブ養生した軽量気泡コンクリートにおいて、珪酸カルシウム水和物中のトバモライト結晶の（００２）面の面間隔が１１．４オングストローム〜１１．５オングストロームであるＡＬＣが得られるものである。このトバモライト結晶の（００２）面の面間隔を１１．４オングストローム〜１１．５オングストロームに増大せしめることにより耐炭酸化性の向上および寸法安定性の向上にきわめて効果がある。
【０００８】
なお、ＡＬＣを構成する珪酸カルシウム水和物中のトバモライト結晶の（００２）面の面間隔は１１．４オングストローム未満ではＡＬＣの耐久性向上に対して効果が小さく、また１１．５オングストロームを越えても特にそれ以上の効果は得られない。（００２）面の面間隔は１１．４２〜１１．４８オングストロームの範囲が好ましい。
【０００９】
上記トバモライト結晶の（００２）面の面間隔は粉末Ｘ線回折法により測定できる。例えばモノクロメーター付粉末Ｘ線回折装置を用い、通常の結晶格子定数の測定方法により測定することができる。この時Ｓｉを標準試料として用い、回折角の幾何学的補正を行う。
【００１０】
さらに、本発明の上記ＡＬＣの製造方法を説明する。珪酸質原料として３．５〜１０．０ｗｔ％の明礬石を含有する珪石を用いて、これに石灰質原料として石灰およびセメントを用い、アルカリ成分としてカセイソーダを原料固形分に対して０．２〜１．０ｗｔ％添加する。さらに従来のＡＬＣと同様の混和材料などを添加しても良い。この時明礬石を含む珪石はか焼することなく使用する。これらの原料と水を混合してスラリーとし、これに発泡剤を添加して、常法に従い型枠に注入し、発泡させた多孔質の成型体とし、これをオートクレーブ養生して製造される。
【００１１】
以下の実施例に示すように、過酷な二酸化炭素濃度の高い促進炭酸化試験において５０％炭酸化度に達する日数は従来品の２倍以上に伸びており耐炭酸化性能が大幅に向上している。また建築材料では部材の寸法安定性は重要な製品の品質であり、寸法安定性を示す乾燥収縮率も小さく抑えられている。以下実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものでない。
【００１２】
【実施例】
通常使用される生石灰及びポルトランドセメントなどの石灰質原料に明礬石を所定量含有する珪石及び水酸化ナトリウムの所定量を添加しさらに水と発泡剤を加え、以下常法に従って成型し、オートクレーブ養生を行い、ＡＬＣを製造した。
このようにして製造されたＡＬＣのトバモライト結晶の（００２）面の面間隔は粉末Ｘ線回折法で、モノクロメーター付ＸＲＤ（理学電機製  ＲＡＤ−２Ｃ）を用いステップスキャニング法で測定した。測定条件はターゲットＣｕ、管電圧４０ｋＶ、管電流３５ｍＡ、ステップサンプリング０．０２ｄｅｇ、フィックスドタイム１秒である。このときＳｉを標準試料として回折角の補正を行った。炭酸化試験は、二酸化炭素濃度を１０％、温度は２０±１℃、相対湿度７０±３％の条件で実施した。炭酸化度はＡＬＣ中の全てのカルシウム分が炭酸カルシウムとなった場合を炭酸化度１００％として、ＨＣｌ処理時のＣＯ2 量により測定し、炭酸化度が５０％に達する日数を測定した。乾燥収縮率はＪＩＳ  Ａ５４１６に準じて試験した。ＡＬＣ中のトバモライトの結晶性は粉末Ｘ線回折装置で測定した。その結果を実施例と比較例を対比して表１に示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
表注
＊１）珪石中の明礬石の含有率の定量は、珪石に明礬石の各所定量を添加し、Ｘ線回折によるメインピーク（２θ＝２９．９°）の強度により、検量線を作成し、同様の操作で各試料をＸ線回折にかけ、これを換算して含有率を測定した。
表１より明らかなように、実施例１〜４では（００２）面の面間隔は１．４０〜１１．４６オングストロームと大きく、一方、比較例１〜２の（００２）面の面間隔は１１．３４〜１１．３６オングストロームである。即ち、実施例の（００２）面の面間隔が比較例に対して明らかに大きい。
【００１５】
この（００２）面の面間隔の大きい実施例のＡＬＣでは５０％炭酸化度に達する日数は２８日〜５２日まで長くなり、比較例に比較して２〜４倍耐炭酸化抵抗の向上していることがわかる。また同じ程度のトバモライト結晶のＸ線回折強度を示す実施例２と比較例２を比較すると、（００２）面の面間隔が１１．４２オングストロームのトバモライトからなる実施例のＡＬＣでは、５０％炭酸化度に達する日数は３７日である。一方比較例の（００２）面の面間隔１１．３６オングストロームのトバモライトからなる比較例のＡＬＣでは５０％炭酸化度に要する日数は１２日である。従って（００２）面の面間隔が１１．４０オングストローム以上のトバモライト結晶からなるＡＬＣでは耐炭酸化抵抗が向上することがわかる。実施例中で比較すると実施例１に比べ実施例２〜４が炭酸化速度が遅く（００２）面の面間隔が１１．４２オングストローム以上で耐炭酸化抵抗が著しく向上し、この範囲がより好ましいことがわかる。
【００１６】
また実施例１〜４では寸法安定性を示す乾燥収縮試験でも比較例１〜２と比較すると乾燥収縮率は大幅に小さく、寸法安定性に優れたＡＬＣであることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、特殊な添加剤を用いることなく、かつ生産性を低下させずにＡＬＣの炭酸化抵抗や乾燥収縮性などを著しく向上させ、建材として耐久性にすぐれたＡＬＣを提供可能とすることができる。