(57)【要約】【課題】撥水性や耐炭酸化性のばらつきが小さいＡＬＣを提供する。【解決手段】本発明のＡＬＣは、粘度が１０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内であるオルガノポリシロキサンを含有し、さらに、粘度が１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内であるオルガノポリシロキサンを含有することが望ましい。また、前記オルガノポリシロキサンが、アルキル基（−ＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有することが好ましい。さらに、前記オルガノポリシロキサンが、アルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有することが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度が１０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内であるオルガノポリシロキサンを含有することを特徴とする軽量気泡コンクリート。
【請求項２】
粘度が１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内であるオルガノポリシロキサンを含有することを特徴とする軽量気泡コンクリート。
【請求項３】
前記オルガノポリシロキサンが、アルキル基（−ＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有する請求項１または２に記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項４】
前記オルガノポリシロキサンが、アルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有する請求項３に記載の軽量気泡コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の壁や屋根、床などに使用される軽量気泡コンクリートパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートパネル（ＡＬＣ）は、珪石等の珪酸質原料と、セメントや生石灰等の石灰質原料を主原料とし、これらの微粉末に水とアルミニウム粉末等の添加物を加えてスラリー状とした後、アルミニウム粉末の反応により発泡し、石灰質原料の反応により半硬化させ、所定寸法に成形した後、オートクレーブによる高温高圧水蒸気養生を行って製造される。ＡＬＣは、軽量で、耐火性、断熱性および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】
このように、ＡＬＣは、内部に気泡と細孔を含む絶乾かさ比重０．５程度の軽量なコンクリートであることが利点として使用されているが、気泡と細孔が、全体積の約８割を占め、空隙の非常に多い微細構造であるため、吸水性が高い。また、水分やガスが容易にＡＬＣ内部へ侵入するために、ＡＬＣの主要構成鉱物であるトバモライトは、水分の存在下で炭酸ガスと反応し、シリカゲルと炭酸カルシウムに分解する。これを炭酸化と呼んでいる。炭酸化は、ＡＬＣの強度の低下やひび割れの発生などの劣化を引き起こす。そこで、吸水性の改善や、炭酸化を防止または遅延することが、求められている。この対策としてオルガノポリシロキサンを添加することにより、撥水性や耐炭酸化性を向上させることができ、このことは周知である。
【０００４】
しかしながら、ＡＬＣの製造工程中において、オルガノポリシロキサンを原料スラリー中に十分に分散できない場合には、撥水性や耐炭酸化性のむらやばらつきが多く、性能が一定しないという問題があった。
【０００５】
例えば、特開昭５５−４２２７２号公報のように、ジメチルポリシロキサンを添加したり、特公平１−５８１４８号公報のように、アルキル基を含むオルガノポリシロキサンを添加するなどの方法が提案されている。耐炭酸化性の付与に関しては、特開２００１−７２４７６号公報や、特開２００１−７２４５９号公報のように、ジメチルポリシロキサンやオルガノポリシロキサンを添加するなどの方法が提案されている。
【０００６】
これらの特許文献に従うと、平均値としては十分に撥水性や耐炭酸化性を向上させることができるものの、サンプルによって性能のばらつきが大きいという不具合があった。
【０００７】
耐炭酸化性の評価方法としては、特開２０００−２１９５５８号公報に記載がある。以下に、耐炭酸化性の評価方法を抜粋する。
【０００８】
厚み１０ｍｍ・高さ４０ｍｍ・長さ８０ｍｍの大きさにサンプルを成形し、促進炭酸化試験に供する。促進炭酸化試験では、２０℃、相対湿度９０％、炭酸ガス濃度３体積％の一定雰囲気下で２０日間放置する。その後、各サンプルの炭酸化度を算出し、炭酸化度から耐炭酸化指数を算出する。炭酸化度および耐炭酸化指数の算出式は、次の通りである。
【０００９】
炭酸化度（％）＝｛（Ｃ−Ｃｏ）／（Ｃｍａｘ−Ｃｏ）｝×１００
ここで、Ｃはサンプルの二酸化炭素結合量（質量）、Ｃｏは促進炭酸化試験未実施のサンプルの二酸化炭素結合量であり、Ｃ、Ｃｏともに６００〜８００℃における炭酸ガスへの分解による二酸化炭素減少量（質量）を熱分析で測定する。また、Ｃｍａｘはサンプル中のカルシウムがすべて炭酸カルシウムとなった場合の二酸化炭素結合量で、サンプル中のカルシウム含有量を分析して計算する。
【００１０】
耐炭酸化指数＝（基準となるサンプルの炭酸化度）／（サンプルの炭酸化度）
【００１１】
【特許文献１】
特開昭５５−４２２７２号公報
【００１２】
【特許文献２】
特公平１−５８１４８号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開２００１−７２４７６号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開２００１−７２４５９号公報
【００１５】
【特許文献５】
特開２０００−２１９５５８号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の事情に鑑み、本発明は、撥水性や耐炭酸化性のばらつきが小さいＡＬＣを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の軽量気泡コンクリートは、粘度が１０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内であるオルガノポリシロキサンを含有する。
【００１８】
さらに、粘度は、１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内であることが望ましい。
【００１９】
また、前記オルガノポリシロキサンが、アルキル基（−ＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有することが好ましい。さらに、アルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ＋１）を、１つ以上有することが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
前述のような従来技術の問題点を解決するため、本発明者は、原料スラリーの粘度が比較的、高いために、オルガノポリシロキサンを分散させるには、オルガノポリシロキサンに十分な分散性を確保する粘度の上限が必要であり、また、あまりにも粘度の低いオルガノポリシロキサンは、製造途中で大半が分解してしまい、撥水性が不十分となることがあると考え、研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
【００２１】
すなわち、種々の構造のオルガノポリシロキサンの物性値と性能のばらつきを評価したところ、オルガノポリシロキサンの構造には関係が無く、オルガノポリシロキサンの粘度が、ある特定の範囲内にある場合に、該オルガノポリシロキサンを添加したＡＬＣにおいて、撥水性や耐炭酸化性のばらつきが小さく、性能が良好であることが分かった。さらに、アルキル基や、アルコキシ基といった疎水性の官能基については、撥水性や耐炭酸化性の絶対値を向上させる効果があることが分かった。
【００２２】
以下に、実施例および比較例を示して、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
【実施例】
（実施例１〜１、比較例１〜４）
珪酸質原料として、珪石４０質量部、石灰質原料として生石灰５質量部、セメント３０質量部、石膏５質量部および繰り返し原料２０質量部を混合し、これらの固体原料に、水６０質量部と、少量のアルミニウム粉末と、界面活性剤と、表１に示したオルガノポリシロキサン０．２質量部とを加えて（比較例１では、比較のため、オルガノポリシロキサンを添加しなかった。）、混練することにより、スラリーを作成した。ここで、オルガノポリシロキサンの添加量を０．２質量部としたのは、これまでの研究から、この添加量で撥水性や耐炭酸化性の両者を、十分に判定できるためである。得られたスラリーが、石灰質原料の水和により硬化した後、１８５℃、１１気圧のオートクレーブにおいて、６時間、高圧高温水蒸気養生を施した。性能評価用サンプルは、サンプル間の性能のばらつきを評価するために、サンプル数を３点として、３点の測定値の平均値と標準偏差を算出した。
【００２４】
撥水性は、全面吸水率で調べた。１辺１００ｍｍの立方体に試験体を成形して、含水率２〜３％にした後、温度２０±２℃の水槽に試験体を入れて、試験体の上面が水面下、約３ｃｍになるように重錘を付け、水中に沈めてから２４時間、経った時に、水槽から取り出し、質量を量った。全面吸水率は、以下の式によって算出した。
【００２５】
全面吸水率（容積％）＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｖ×１００
ここで、Ｗ１＝吸水前の試験体の質量（ｇ）、Ｗ２＝２４時間吸水時の試験体の質量（ｇ）、Ｖ＝試験体の体積（幅×長さ×厚さ：ｃｍ３）である。
【００２６】
耐炭酸化性の評価方法としては、前述の特開２０００−２１９５５８号公報と同様にして、炭酸化度を測定した。
【００２７】
図１に、全面吸水率と、促進炭酸化における炭酸化度との関係をグラフで示す。図１から、耐炭酸化性は、撥水性と非常に強い相関があることが分かる。
【００２８】
また、オルガノポリシロキサンを添加しなかった比較例１では、全面吸水率が２６％、炭酸化度は２２％であった。従って、耐炭酸化指数１．５となるのは、炭酸化度約１５％、耐炭酸化指数２．０となるのは、炭酸化度約１１％であった。図１から、炭酸化度１５％に相当する全面吸水率は１７容積％であり、炭酸化度１１％に相当する全面吸水率は１２容積％である。
【００２９】
一方、撥水性を、ＡＬＣ表面に水滴を滴下した時のはじき方で評価すると、水が広がらなくなるのは、全面吸水率１７容積％以下、さらに、半球状となるのは、全面吸水率１２％以下である。
【００３０】
従って、全面吸水率１７容積％以下であれば、撥水性と耐炭酸化性は、合格の範囲であり、さらに、全面吸水率１２容積％以下であれば、撥水性と耐炭酸化性が共に優れることがわかる。
【００３１】
以上のことから、撥水性の評価の判定については、全面吸水率の平均値において、１２容積％以下を「◎」、１２容積％を超えて１７容積％以下を「○」、１７容積％を超えると「×」とした。また、ばらつきの評価の判定については、全面吸水率の標準偏差σにおいて、０％以上で０．２２％以下を「◎」、０．２２％を超えて０．３３％以下を「○」、０．３３％を超えると「×」とした。
【００３２】
総合評価の判定については、撥水性の評価が「×」のものは、撥水性自体が不十分として、ばらつきの評価にかかわらず、「Ｅ」の不合格とした。撥水性の評価が「○」のものは、撥水性および耐炭酸化性は合格であるが、優れているところまで達していないため、合格では最も評価の低い「Ｄ」とした。撥水性の評価が「◎」のものについては、ばらつきの評価が「×」のものを「Ｃ」、ばらつきの評価が「○」のものを「Ｂ」、ばらつきの評価が「◎」のものを「Ａ」と評価した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
側鎖が全てメチル基であるポリジメチルシロキサンを使用し、粘度が１０ｍｍ２／ｓ未満の比較例２、および９０ｍｍ２／ｓを超える比較例３では、撥水性能が不十分であり、側鎖が全てメチル基であるポリジメチルシロキサンを使用し、粘度が１０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内の実施例２、３、１０、１１では、撥水性能が良好であった。ただし、粘度が１０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内であっても、分散性が特に良好であった実施例１０、１１では、粘度が１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内にあった。粘度が３０〜９０ｍｍ２／ｓの範囲内にある実施例２では、分散性が若干劣ると考えられる。粘度が１２ｍｍ２／ｓと低い実施例３で、ばらつきが大きかった原因としては、分散性ではなく、オートクレーブ高温高圧水蒸気養生によるポリジメチルシロキサンの分解が原因と考えられる。
【００３５】
アルキル変成オルガノポリシロキサンを使用した場合には、ポリジメチルシロキサンと同様に分散性が特に良好な粘度の範囲は、実施例１２、１３のような１５〜３０ｍｍ２／ｓであり、アルキル変成オルガノポリシロキサンを使用し、粘度が３０ｍｍ２／ｓを超える実施例１、８では、性能は中程度であった。
【００３６】
アルキルアルコキシ変成オルガノポリシロキサンを使用した実施例４〜７、９、１４、比較例４のうち、粘度が９０ｍｍ２／ｓを超えた比較例４では、撥水性が不十分であった。粘度が１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内の中央である実施例１４のみが、分散性も特に良好であり、粘度が４０ｍｍ２／ｓである実施例９では、分散性が中程度であり、粘度が４０ｍｍ２／ｓを超える実施例４〜６では、分散性が不足していた。
【００３７】
これらの結果から、ポリジメチルシロキサン、アルキル変成オルガノポリシロキサン、アルキルアルコキシ変成オルガノポリシロキサンといった種類に関わらず、撥水性および耐炭酸化性が良好な粘度の範囲は、１０〜９０ｍｍ２／ｓであり、特に、１５〜３０ｍｍ２／ｓの範囲内では、性能が特に良好であった。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ＡＬＣの劣化要因である吸水や炭酸化現象に関して有効な撥水性に優れるＡＬＣを得ることができる。従って、ＡＬＣ建築物の耐用年数の延長、補修および改修の費用の低減を可能にし、ひいては産業廃棄物の低減という社会的な要請にも応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全面吸水率と、促進炭酸化における炭酸化度との関係を示すグラフである。
【図１】
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