(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰、セメント及び粉砕した珪石からなる主原料に水を加えて混合撹拌し、得られた原料スラリーに発泡剤を加え、補強鉄筋を配した型枠内に流し込んで発泡させ、所定時間を経てケーキ状半硬化体となった後、オートクレーブにより高温高圧での水蒸気養生を行って製造される軽量気泡コンクリートの製造方法において、該粉砕後の珪石が、粒径１０μｍ未満を微粒、１０μｍ以上１００μｍ未満を中粒、１００μｍ以上を粗粒と規定したとき、微粒、中粒、粗粒の全てを含み、粗粒の重量百分率が９〜１５％で、微粒／中粒の重量比が０.９〜１.２であ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】
前記微粒の重量百分率が４０〜５０％であ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】
ＡＬＣの製造においては、生石灰、セメント及び珪石からなる各主原料と、石膏や繰り返し原料（オートクレーブ前の切断屑並びにＡＬＣ廃材）などの副原料とを、水と混合撹拌して、得られた原料スラリーにアルミニウム粉末などの発泡剤を加え、補強鉄筋を配した型枠内に流し込んで発泡させる。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、オートクレーブにより高温高圧での水蒸気養生を行って製造される。
【０００３】
このようにして製造されたＡＬＣは、内部に気泡と細孔を含むため絶乾かさ比重が０.５程度と非常に軽量でありながら、高い耐火性及び断熱性を備え、強度も比較的高いという優れた特性を持っている。そのため、ＡＬＣは建築材料として広く使用され、例えば、仕様に沿った各種寸法に切断され、場合によっては様々な加工や仕上げを行うことによって、壁、屋根、床などの用途に応じたパネルなどのＡＬＣ建築材料製品とされる。
【０００４】
ＡＬＣの強度物性を発現させているのが、オートクレーブによる高温高圧水蒸気養生で生成するトバモライトである。トバモライトは、高温高圧水蒸気養生の過程において、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（ＣＳＨ）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る。一般に、トバモライトの生成過程であるオートクレーブでの高温高圧水蒸気養生では、珪石の溶解が反応を律速することが広く知られている。従って、珪酸質原料として使用する珪石の粒度、単結晶サイズ、純度、不純物の種類と含有量などが、ＡＬＣの物性に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
そこで従来から、珪酸質原料としての珪石、特に珪石の粒度について多くの検討がなされている。例えば、珪石の粒度を規定したＡＬＣの製造方法として、特開昭５９−１２８２５４号公報には重量平均径で１５μｍ以下とすることが、特開平０４−１９７６０５号公報には２０００〜２５００と６０００〜１２０００ブレーンにピークを有する粒度分布の珪砂を用いることが記載されている。また、特開２００１−０１９５７１号公報には、平均石英結晶粒径が１０μｍ未満の珪石と１０〜５００μｍの珪石を混合し、その混合珪石の平均石英結晶粒径を１５〜３００μｍとすると共に、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記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１２８２５４号公報
【特許文献２】特開平０４−１９７６０５号公報
【特許文献３】特開２００１−０１９５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、珪酸質原料として用いる珪石の粒度を調整することにより、強度などの諸物性に優れたＡＬＣを製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明が提供する軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法は、生石灰、セメント及び粉砕した珪石からなる主原料に水を加えて混合撹拌し、得られた原料スラリーに発泡剤を加え、補強鉄筋を配した型枠内に流し込んで発泡させ、所定時間を経てケーキ状半硬化体となった後、オートクレーブにより高温高圧での水蒸気養生を行って製造される軽量気泡コンクリートの製造方法において、該粉砕後の珪石が、粒径１０μｍ未満を微粒、１０μｍ以上１００μｍ未満を中粒、１００μｍ以上を粗粒と規定したとき、微粒、中粒、粗粒の全てを含み、粗粒の重量百分率が９〜１５％で、微粒／中粒の重量比が０.９〜１.２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、珪酸質原料として用いる珪石の粒度を調整するだけで、強度などの諸物性に優れるＡＬＣを製造することができる。従って、本発明のＡＬＣを建築用パネルなどとして用いることによって、近年の特殊な工法に対応でき、例えばＡＬＣパネルを強い力で把持してクレーンなどで吊り上げたり、ＡＬＣパネルを小型の取付金具を用いて建築物に施行したりすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ＡＬＣは内部に気泡と細孔を含むため絶乾かさ比重が０.５程度と非常に軽量でありながら、強度も比較的高いという優れた性質を持っている。この強度を発現させているのが、オートクレーブによる高温高圧水蒸気養生の過程で生成する珪酸カルシウム水和物のトバモライトである。このトバモライトの生成過程では、珪石の溶解が反応を律速することが広く知られている。
【００１１】
本発明者らは、珪石の粒度について検討し、種々の方法で粉砕して粒度を変えた珪石を用いてＡＬＣを製造し、それぞれ得られたＡＬＣの物性値を調べた。その結果、微粒が結晶核の生成に寄与し、中粒が結晶の成長に寄与すること、残存する粗粒が骨材効果などにより物性値に影響することと共に、これら微粒、中粒、粗粒が一定の条件を満たした場合にＡＬＣが優れた強度を発現することを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１２】
即ち、粉砕後の珪石について、粒径１０μｍ未満を微粒、１０μｍ以上１００μｍ未満を中粒、１００μｍ以上を粗粒と規定したとき、微粒、中粒、粗粒の全てを含み、粗粒の重量百分率が９〜１５％で、微粒／中粒の重量比が０.９〜１.２である珪石を珪石原料として使用したとき、高い強度のＡＬＣが得られることが分かった。更に、粉砕後の珪石における微粒の重量百分率が４０〜５０％であれば、高い強度のＡＬＣが安定して得られるため一層好ましい。
【００１３】
上記の微粒、中粒、粗粒の全てを含む珪石について、その粒度を上記範囲内に調整した場合にＡＬＣの強度が高くなる原因は明らかではないが、微粒と中粒の重量比を０.９〜１.２に調製することで、トバモライトの結晶核の生成と結晶成長とがバランス良く促進され、十分なトバモライトが生成すると同時に、粗粒の重量百分率を９〜１５％とすることによって、残留する粗粒が骨材効果を果たし、これらが相乗してＡＬＣの強度が向上するものと考えられる。
【実施例】
【００１４】
珪酸質原料として、徳島県の同一鉱山から産出する珪石を用いて、ＡＬＣを製造した。その際、珪石を予めボールミルで粉砕して、微粒（粒径１０μｍ未満）、中粒（粒径１０μｍ以上１００μｍ未満）、粗粒（粒径１００μｍ以上）の割合を調整することにより、下記表１に示す粒度分布を有する試料１〜７の珪石を準備し、これを珪酸質原料として使用した。
【００１５】
【表１】
0004628237.tif 000002
【００１６】
上記の珪石４５重量部に、石灰質原料として生石灰５重量部とセメント３０重量部、繰り返し原料２０重量部を混合し、これらの固体原料の合計１００重量部に対し水６０重量部と、少量のアルミニウム粉末及び界面活性剤を加え、混練してスラリーを作成した。このスラリーを型枠に流し込んで発泡させ、水和により硬化してケーキ状半硬化体とした後、１８０℃、１０気圧のオートクレーブにおいて６時間の高温高圧水蒸気養生を施した。
【００１７】
得られたＡＬＣブロックを１００ｍｍ角の立方体に成形し、ＪＩＳ  Ａ５４１６に準じて圧縮強度を測定した。その結果を、微粒、中粒、粗粒の重量百分率及び微粒／中粒の重量比と共に、下記表２に示した。尚、圧縮強度のＪＩＳ  Ａ５４１６における規格値は３.０Ｎ／ｍｍ２以上であるが、実際には近年開発されているクレーンでの吊り上げや小型の取付金具を用いる特殊な工法に対応するため、４.５Ｎ／ｍｍ２以上が必要である。そこで、表２中の評価では、圧縮強度４.５Ｎ／ｍｍ２以上を適（○）、３.０Ｎ／ｍｍ２以上４.５Ｎ／ｍｍ２未満を不適（△）、３.０Ｎ／ｍｍ２未満を不可（×）と判定した。
【００１８】
【表２】
0004628237.tif 000003
【００１９】
本発明による試料１〜２においては、圧縮強度の判定は全て可であった。これらの試料では、粗粒が９〜１５％の範囲で比較的多く、且つ微粒／中粒の重量比が０.９〜１.２とほぼ同等であった。一方、比較例である試料３〜７では、圧縮強度は全て不適であった。試料３〜５では粗粒が１０％以上で比較的多いが、微粒／中粒の重量比が０.９未満で微粒が少な過ぎる。また、試料６〜７では粗粒が９％未満と少なく、且つ微粒／中粒の重量比も０.９未満であった。
【００２０】
以上の結果から、十分な強度を有するＡＬＣを製造するためには、珪酸質原料として用いる珪石について、粒径１０μｍ未満を微粒、１０μｍ以上１００μｍ未満を中粒、１００μｍ以上を粗粒と規定したとき、微粒、中粒、粗粒の全てを含み、粗粒の重量百分率を９〜１５％とし、且つ微粒／中粒の重量比を０.９〜１.２とする必要があることが明らかとなった。