(57)【要約】【課題】  主原料のＣ／Ｓが変動しても、ばらつきが少なく且つ圧縮強度の規格を満たしたＡＬＣを簡易に作製する方法を提供する。【解決手段】  粉末珪石等の珪酸質原料とメント粉末や生石灰粉末等の石灰質原料とからなる微粉末状の主原料に、水とアルミニウム粉末とを加えてスラリー状にして型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共に石灰質原料の反応により半硬化させた後、オートクレーブにより高温高圧水蒸気養生を行う軽量気泡コンクリートの製造方法において、主原料におけるＣａＯのＳｉＯ２に対するモル比をＣ／Ｓとした場合に、珪酸質原料のブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±１０００の範囲内、より好ましくは（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±５００の範囲内にすることを特徴としている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸質原料と石灰質原料とからなる微粉末状の主原料に、水とアルミニウム粉末とを加えてスラリー状にして型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共に石灰質原料の反応により半硬化させた後、オートクレーブにより高温高圧水蒸気養生を行う軽量気泡コンクリートの製造方法において、
主原料におけるＣａＯのＳｉＯ２に対するモル比をＣ／Ｓとした場合に、珪酸質原料のブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±１０００の範囲内に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。
【請求項２】
前記ブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±５００の範囲内にすることを特徴とする、請求項１に記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築物の壁、屋根、床などに使用される軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造は、先ずボールミル等で粉砕された粉末珪石等の珪酸質原料と、セメント粉末や生石灰粉末等の石灰質原料とを主原料とし、これに水と発泡剤であるアルミニウム粉末等の添加物とを加えてスラリー状として型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共に、石灰質原料の反応により半硬化させる（半硬化工程）。次に切断などの方法によって所定寸法に成形し、オートクレーブによる高温高圧水蒸気の養生（養生工程）を行う。
【０００３】
これらの工程を経て、珪酸カルシウム水和物であるトバモライトが生成し、ＡＬＣの製品強度及び寸法安定性が向上する。すなわち、「半硬化工程」において石灰質原料の水和反応により珪酸カルシウム水和物が形成され、「養生工程」において珪石等の珪酸質原料が溶解し、珪酸カルシウム水和物と反応してトバモライトが生成する。
【０００４】
トバモライトの化学式は５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏであり、ＣａＯのＳｉＯ２に対するモル比（以下、Ｃ／Ｓと表す）の理論値は５／６＝０.８３である。「半硬化工程」で生成される水和物はＣ／Ｓが１.０付近となっているが、「養生工程」で珪石等の珪酸質原料が溶解するため、Ｃ／Ｓ＝０.８３となる。尚、非特許文献１に示されているように、これら一連の反応において、オートクレーブ養生における珪石等の珪酸質原料の溶解は律速となっている。そのため、ＡＬＣの工業生産では、一般的に珪石量を増やしてＣ／Ｓを０.４〜０.６程度に調整している。
【０００５】
ところで、ＡＬＣの主原料となる珪石などの珪酸質原料は、前述したように、ボールミル等で粉砕してから用いられており、その際、所望の効果を得るため珪石の粒度を規定することが提案されている。例えば、特許文献１（特開昭５９−１２８２５４号公報）には、凍結冷害に対する抵抗性を向上させるため、重量平均径で１５μm以下とすることが提案されている。また、特許文献２（特開平４−１９７６０５号公報）には、水分や炭酸ガスの影響による収縮を低減するため、珪砂を２０００〜２５００ｃｍ２／ｇと６０００〜１２０００ｃｍ２／ｇにピークを有する分布とすることが提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献３（特開２００１−０１９５７１号公報）には、入手し易い珪酸質原料をできるだけ使用しつつ寸法安定性及び曲げ強度に優れたＡＬＣを得るため、平均石英結晶粒径が１０μｍ未満の珪石と１０μｍ〜５００μｍの珪石を混合してその混合珪石の平均石英結晶粒径を１５μｍ〜３００μｍとするとともに、１０μｍ未満の珪石の混合割合を６０重量％以下にした混合珪石を使用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１２８２５４号公報
【特許文献２】特開平４−１９７６０５号公報
【特許文献３】特開２００１−０１９５７１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】崎山、光田、ｔｏｂｅｒｍｏｒｉｔｅの生成におよぼすＡｌの影響、セメント技術年報、３１、ｐｐ.４６−４９、１９７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＡＬＣの工業生産では、生産効率を考慮してオートクレーブ養生の保持時間が定められており、その保持時間で適切な溶解量となるように、珪石の粒度を管理する必要がある。なぜなら、オートクレーブ養生中の珪石粒は、粒の外側から溶解するため、粒度が小さいものが多量に存在する場合は短時間で多量に溶解し、逆に、粒度が大きいものが多量に存在する場合は溶解に時間がかかるからである。
【００１０】
このように、珪石の粒度によって溶解量が変化すると、トバモライトの生成に大きな影響を与える事になる。すなわち、珪石粒の粒度が大きすぎる場合、オートクレーブ養生の保持時間中の溶解が珪酸カルシウム水和物に対して不足し、トバモライトの生成が不十分となる。逆に粒度が小さすぎる場合、溶解が過剰となって微結晶トバモライトが多数生成し、トバモライトの結晶成長が妨げられる。よって、粒度が最適でない場合、トバモライトの結晶生成と結晶成長に不良が発生し、製品物性は不十分になるという問題がある。従って、Ｃ／Ｓを前述したように０.４〜０.６程度に維持すると共に珪石粒度を最適化する事が、ＡＬＣの製品物性を最適化する際に重要となる。
【００１１】
しかしながら、近年、石灰質原料であるセメントには産業廃棄物が混入されることが多い。これに伴って硬化性能が劣化し、所定の時間内に半硬化体が作製されず、製造効率が低下することがあった。この対策として、セメント量を増やすことが行われているが、Ｃ／Ｓが増加してＣ／Ｓ＝０.８程度になる事もあった。
【００１２】
一方、珪酸質原料である珪石は、ＡＬＣ製造に最適な鉱床が枯渇してきており、より硬くなって粉砕効率が悪くなってきている。その結果、粉砕処理後の全体の粒度が大きくなるため、所定の時間で溶解させるために珪石量を更に増やす必要がある。その結果、Ｃ／Ｓは減少傾向となり、Ｃ／Ｓ＝０.３程度となる事もある。このように、近年の状況では、０.４〜０.６程度のＣ／Ｓに基づいて最適化された珪石粒度では、最適な製品物性を有するＡＬＣを得るのが難しくなっている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような状況の下、本発明者らは珪石のブレーン値とトバモライト生成量の関係に着目し、主原料のＣ／Ｓが変動しても珪石粒度を所定の範囲で調整することにより製品物性が最適となることを見出し本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明が提供する軽量気泡コンクリートの製造方法は、珪酸質原料と石灰質原料とからなる微粉末状の主原料に、水とアルミニウム粉末とを加えてスラリー状にして型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共に石灰質原料の反応により半硬化させた後、オートクレーブにより高温高圧水蒸気養生を行うものであり、珪酸質原料ブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±１０００の範囲内にすることを特徴としている。
【００１５】
上記軽量気泡コンクリートの製造方法においては、前記ブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±５００の範囲内にすることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、主原料のＣ／Ｓが変動しても、ばらつきが少なく且つ圧縮強度の規格を満たしたＡＬＣを簡易に作製する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トバモライト００２面のピーク強度比と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図２】Ｃ／Ｓ＝０.５における、ブレーン値とトバモライト００２面のピーク強度比との関係を示すグラフである。
【図３】Ｃ／Ｓと適切なブレーン値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る軽量気泡コンクリートの製造方法は、粉末珪石等の珪酸質原料と、セメント粉末や生石灰粉末等の石灰質原料とからなる微粉末状の主原料に、水と発泡剤としてのアルミニウム粉末等の添加物とを加えてスラリー状にして型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共に石灰質原料の反応により半硬化させた後（半硬化工程）、必要に応じて切断などの方法により所定寸法に成形し、オートクレーブにより高温高圧水蒸気で養生（養生工程）を行うものであり、珪酸質原料のブレーン値（ｃｍ２／ｇ）を（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±１０００の範囲内、すなわち、（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）−１０００以上（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）＋１０００以下にすることを特徴としている。
【００１９】
これにより、例えば、珪酸質原料の鉱山が変更されたり産業廃棄物の種類や混入量が変更された場合に、主原料をサンプリングしてそのＣ／Ｓを測定することによって、当該変更された主原料を用いてＡＬＣを製造する際の珪酸質原料の最適なブレーン値を求めることができる。このようにして得られたブレーン値となるように珪酸質原料を適宜調整することによって、ＡＬＣのトバモライト００２面のピーク強度を常に所望の値以上に保つことができるので、ＪＩＳＡ５４１６で規定する圧縮強度を常に規格値以上にすることが可能となる。また、品質面においてばらつきの少ないＡＬＣを提供することが可能となる。
【００２０】
上記ブレーン値（ｃｍ２／ｇ）は、（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±５００の範囲内にすることがより好ましく、これにより、より高いトバモライト００２面ピーク強度を得ることができる。よって、ばらつきがより少なく且つより高い圧縮強度を備えた高品質なＡＬＣを提供することができる。
【実施例】
【００２１】
珪酸質原料として、９１４〜５３１３ｃｍ２／ｇの範囲で互いに異なるブレーン値を有する６種類の珪石を準備した。各珪石を３つに分けて、Ｃ／Ｓがそれぞれ０.３、０.５及び０.８となるように石灰質原料としてのセメントを配合した。さらに、水及びアルミニウム粉を固形分１００重量部に対して水が６６重量部となるように配合してスラリーを作製した。尚、Ｃ／Ｓの値は各原料の納品書に記載された化学分析値から計算することができる。例えば、珪石４０ｇ（化学分析値によるＳｉＯ２＝９３％）、セメント５０ｇ（化学分析値によるＣａＯ＝６４％、ＳｉＯ２＝２２％）を混合した際のＣ／Ｓは、ＣａＯ及びＳｉＯ２の分子量がそれぞれ５６及び６０であるため、下記式１のように表される。
【００２２】
［式１］
Ｃ／Ｓ＝ＣａＯ／ＳｉＯ２
＝０.６４×５０／（０.９３×４０＋０.２２×５０）／（５６／６０）
＝０.７１
【００２３】
このようにして作製されたスラリーの配合割合を下記表１に示す。
【００２４】
【表１】
2011032103.tif 000003
【００２５】
各スラリーの一定量を個別の型枠に注入し、アルミニウム粉末の反応により発泡させると共にセメントの反応により半硬化させた。さらに、１８０℃１０気圧のオートクレーブにて６.０時間の保持時間で養生してＡＬＣの試料を作製した。
【００２６】
得られた各試料を乳鉢で粉砕した後、Ｘ線回折によりトバモライト００２面ピーク強度を測定した。その測定結果を、珪石のブレーン値と共に下記表２に示す。尚、トバモライト００２面ピーク強度は、強度比として示されている。この強度比は、同じＣ／Ｓで配合された試料のうち、トバモライト００２面ピーク強度が最大のものを基準値１.００とし、その他のトバモライトピーク強度をこの基準値に対する比となるように換算したものである。
【００２７】
【表２】
2011032103.tif 000004
【００２８】
次に、各試料の圧縮強度をＪＩＳＡ５４１６に基づいて測定した。この圧縮強度の測定結果を、上記００２面ピーク強度比を横軸としてプロットしたものを図１に示す。この図から、ＪＩＳＡ５４１６に基づく圧縮強度の規格値である３.０ＭＰａ対して余裕を見込んだ３.５ＭＰａ以上を設計条件とする場合は、トバモライト００２面ピーク強度比の許容値を０.８０以上に設定すればよいことが分かる。
【００２９】
ここで、上記表２の測定結果のうち、Ｃ／Ｓ＝０.５の場合のトバモライト００２面ピーク強度比に着目し、これらとブレーン値との関係を図２のようにプロットした。この図２から分かるように、ブレーン値を横軸としたときは、トバモライト００２面ピーク強度比は、上に凸の山型になる事が分かる。従って、トバモライト００２面ピーク強度比が前述した０.８０以上を満たすものを所定の範囲内のブレーン値から判断することができる。尚、図２では当該強度比が０.８０以上を満たすものを「○」で示し、満たさないものを「×」で示している。
【００３０】
Ｃ／Ｓ＝０.５以外の０.３０及び０.８０についても、同様にトバモライト００２面ピーク強度比が０.８０以上を満たすものと満たさないものとを判別し、その結果を、図３に示すような、横軸をＣ／Ｓ、縦軸をブレーン値としたグラフにプロットした。図３において、「○」は、トバモライト００２面ピーク強度比０.８０以上を満たす点である。特に、「◎」は当該強度比が１．００となる点である。一方、「×」は、トバモライト００２面ピーク強度比０.８０以上を満たさない点である。
【００３１】
この図３から、Ｃ／Ｓの増加に伴い、トバモライト００２面ピーク強度比が最大となるブレーン値は大きくなることが分かった。さらに、この傾向は、直線で近似できることが分かった。すなわち、トバモライト００２面ピーク強度比が最大となるブレーン値（ｃｍ２／ｇ）とＣ／Ｓの関係は下記の式２で表すことができた。
【００３２】
［式２］
ブレーン値（ｃｍ２／ｇ）＝８８００×Ｃ／Ｓ−１７００
【００３３】
また、図３から、トバモライト００２面ピーク強度比０.８０以上を満たすものは、上記式２を示す直線に対して上下に位置し且つ該直線に平行な２本の線で挟まれる領域内に含まれることが分かった。具体的には、図３に示すように、上記式２を示す実線に対して±１０００ｃｍ２／ｇの位置に２本の点線を引いたところ、これら２本の点線によって挟まれる領域内にトバモライト００２面ピーク強度比が０.８０以上を満たすもの（図３中の「○及び◎」）が含まれることが分かった。
【００３４】
以上の事から、トバモライト００２面ピーク強度比を０.８０以上にするには、主原料のＣ／Ｓに対して、珪石等の珪酸質原料ブレーン値が（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±１０００の範囲内となるようにすればよいことが分かる。
【００３５】
尚、上記方法で得られるＡＬＣよりも品質のばらつきが少なく且つ高い圧縮強度を得るには、トバモライト００２面ピーク強度比の許容値を前述した０.８０よりも高く設定すればよい。例えば、図１に示すように、ＪＩＳＡ５４１６に基づく圧縮強度で４.０ＭＰａ以上に規定する場合は、トバモライト００２面ピーク強度比の許容値を０.９以上に規定すればよい。
【００３６】
これは、図３に示す上記式２を示す直線と各点線との距離を短くすることに対応している。すなわち、上記珪石等の珪酸質原料ブレーン値を、例えば、（８８００×Ｃ／Ｓ−１７００）±５００の範囲内に設定することによって、ばらつきがより少なく且つより高い圧縮強度のＡＬＣを得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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