(57)【要約】【課題】優れた耐炭酸化性能を有する高品質のＡＬＣを低コストで製造することができるＡＬＣの製造方法を提案する。【解決手段】粉末状の珪酸質原料と石灰質原料を主原料とした軽量気泡コンクリートの製造方法において、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を０．３０〜０．４５とすることを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状の珪酸質原料と石灰質原料を主原料とした軽量気泡コンクリートの製造方法において、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を０．３０〜０．４５とすることを特徴とする耐炭酸化性能に優れた軽量気泡コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、建築物の屋根、壁、床に使用される軽量気泡コンクリート（以下「ＡＬＣ」という）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＬＣの製造方法は、珪酸質原料として珪石、石灰質原料としてセメントと生石灰からなる主原料と、石こう、オートクレーブ前の切断屑ならびにＡＬＣ廃材の副原料を水と混合攪拌した原料スラリーに、発泡剤としてアルミニウム粉末を加え、補強鉄筋を配した型枠にこの原料スラリーを流し込んで発泡させ、更に、所定時間を経てケーキ状半硬化体となった後、ピアノ線で所定寸法に切断し、オートクレーブで高温高圧の水蒸気養生を行い、切削加工を施して製造される。このようにして製造されたＡＬＣは軽量、耐火性、断熱性かつ施工性に優れているため、建築材料として広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＬＣはその内部に気泡と細孔からなる微細構造を有することで、軽量性や断熱性を実現しているが、微細構造が全体積の８割を占めることで、水分やガスがＡＬＣ内部に容易に浸入する。水蒸気養生で生成するＡＬＣの主要構成鉱物であるトバモライトはその水分の存在下で炭酸ガスと反応して、シリカゲルと炭酸カルシウムに分解する炭酸化が発生し、ＡＬＣにひび割れの発生や強度低下等の劣化を引起こす。そのため、ＡＬＣにはこの化学的な劣化現象の一つである炭酸化を可及的に抑制する必要がある。
【０００４】
従来、ＡＬＣの炭酸化を抑制する方法としては、表面仕上げによる水分やガスの浸入を抑制する方法、トバモライトと炭酸ガスの反応を抑制する方法が知られている。しかしながら、表面仕上げによる効果は、仕上げの種類による差はあるものの、劣化の進行を抑制する事例が見られない。また、トバモライトと炭酸ガスの反応を抑制する方法では、シリコーンオイル添加による水分浸入抑制作用により耐炭酸化性能を得ているが、製造コストが高くつくことや、操業上のばらつきにより炭酸化抑制効果が変動するなどの問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、優れた耐炭酸化性能を有する高品質のＡＬＣを低コストで製造することができるＡＬＣの製造方法を提案しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ＡＬＣの炭酸化を抑制する方法について種々研究を重ねた結果、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比によってＡＬＣの耐炭酸化性能に変化が生じることを知見し、耐炭酸化性能を高めることができるカルシウム分／珪酸分の重量比を見い出した。
すなわち、本発明は、粉末状の珪酸質原料と石灰質原料を主原料とした軽量気泡コンクリートの製造方法において、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を０．３０〜０．４５とすることを特徴とする耐炭酸化性能に優れたＡＬＣの製造方法を要旨とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を０．３０〜０．４５と限定したのは、以下に記載する理由による。
ＡＬＣの主要構成鉱物であるトバモライトは、半硬化体の製造工程においてセメントと生石灰の水和で生成した低結晶性の珪酸カルシウム水和物が、水蒸気養生中に珪石から供給される珪酸成分と反応して結晶化したものであり、その理論組成は５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏであることから、トバモライト生成に必要とされる原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比は０．７９である。しかしながら、実際の操業においては、生産性やコストの面からそれよりも低い重量比で行っている。
そこで、本発明者は原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比０．７９以下の範囲において研究を重ねた結果、この重量比が０．４５を超えると耐炭酸化性能が低下することが判明した。これは、ＡＬＣの炭酸化のメカニズムとして微細構造が有する毛細管現象によるＡＬＣへの水分の浸入がその要因の一つと考えられる。他方、重量比が０．３０未満ではカルシウム分が不足してトバモライトの生成量が少なくなり、ＡＬＣの圧縮強度が低下する。
以上の理由により、本発明では原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を０．３０〜０．４５と限定した。
【０００８】
【実施例】
原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比が０．３０〜０．５５となるように、珪酸質原料として珪石４０〜５５重量％、石灰質原料としてセメント１５〜３５重量％、生石灰３〜１０重量％使用し、さらにその他の原料として石こうを５〜１０重量％、繰返し原料を１０〜２０重量％用い、これらの粉末原料に、水固体比０．６８で混練して原料スラリーを得た。これに発泡剤のアルミニウム粉末を加えて発泡させ、所定時間を経てケーキ状半硬化体を得た。この半硬化体を１８０℃、１０気圧のオートクレーブにて８時間の水蒸気養生を施してＡＬＣ（サンプル）を得た。
【０００９】
上記実施例の各ＡＬＣサンプルの耐炭酸化性能を評価するために、それぞれ１０ｍｍ×４０ｍｍ×１００ｍｍの大きさに成形したサンプルを促進炭酸化試験に供した。処理方法は２０℃、相対湿度７５％、炭酸ガス濃度３体積％の一定環境中に７日間放置した。各サンプルの炭酸化度は、下記式１によって算出した。
【００１０】
【式１】
炭酸化度（％）＝（Ｃ−Ｃ０）／（Ｃｍａｘ−Ｃ０）×ｌ００
【００１１】
ここで、ＣおよびＣ０は各試料及び未炭酸化試料の炭酸ガス結合量を熱分析によって６００〜８００℃の炭酸ガス分解による重量減少量としてそれぞれ分析し、Ｃｍａｘは各試料中のカルシウム含有量を分析し、このカルシウムが全て炭酸カルシウムとなった場合の炭酸ガス結合量とした。
各サンプルの耐炭酸化性能の評価結果を図１に示す。なお図１には、比較のため、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比が本発明の範囲より外れた原料を用い、同様の条件で混練し、水蒸気養生を施して得たＡＬＣの耐炭酸化性能を合わせて示した。
【００１２】
図１に示す結果より明らかなように、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比が０．３０〜０．４５の範囲では炭酸化度が低く、良好な耐炭酸化性能を示すのに対し、重量比が０．４５を超えると炭酸化度が大きく上昇し、耐炭酸化性能が劣ることがわかる。この結果より、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比としては、０．３０〜０．４５の範囲が適正値であることが裏付けられる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明方法によれば、原料中のカルシウム分／珪酸分の重量比を適正値に設定するだけで、ＡＬＣの化学的劣化の一つである炭酸化現象を抑制できるので、耐炭酸化性能の優れた高品質のＡＬＣを低コストで製造することができるという優れた効果を奏する。よって、本発明方法はＡＬＣ建築物の耐久性向上並びに建築廃材の発生低減に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるＡＬＣの耐炭酸化性能の評価結果を示す図である。
【図１】
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