(57)【要約】【課題】  耐炭酸化性に優れたＡＬＣを提供する。【解決手段】  オルガノポリシロキサンを含み、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが６〜１８であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが３〜１４であり、かつ、炭素原子数とシロキサン単位の総数の合計（ｎ＋ａ）が１０〜３０の範囲にある。あるいは、オルガノポリシロキサンを含み、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが８〜１６であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが６〜１２である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルガノポリシロキサンを含む軽量気泡コンクリートであり、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが６〜１８であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが３〜１４であり、かつ、炭素原子数とシロキサン単位の総数の合計（ｎ＋ａ）が１０〜３０の範囲にあることを特徴とする軽量気泡コンクリート。
【請求項２】
オルガノポリシロキサンを含む軽量気泡コンクリートであり、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが８〜１６であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが６〜１２であることを特徴とする軽量気泡コンクリート。
【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）に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量気泡コンクリート（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、施工性に優れるため、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み、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を利点として、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。水分やガスはＡＬＣ内部へ容易に侵入するため、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。
【０００４】
炭酸化は、ＡＬＣに強度の低下やひび割れの発生などの劣化を引き起こす。炭酸化の対策として、種々のオルガノポリシロキサンを添加することにより、耐炭酸化性を向上させることができる。
【０００５】
これまでに知られているオルガノポリシロキサンの種類としては、特開２０００−２１９５７９号公報に記載のジメチルポリシロキサン、特開２０００−２１９５５８号公報に記載の炭素原子数が２以上のアルキル基を含むオルガノポリシロキサン、特開２００１−１７２０７２号公報に記載のアミド基、アミノ基、アルコキシ基、アルコール基、エステル基、エポキシ基、カルボキシル基、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、フェノール基、フッ素化アルキル基またはポリエーテル基を含むオルガノポリシロキサンなどである。これらのオルガノポリシロキサン類では、官能基の分子構造と、官能基に配位したシロキサン単位の数から、さらには、シロキサン単位の総数と形状から、分子構造は無数に制御できる。また、本発明者他による「軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の耐久性向上  耐炭酸化性に優れたＡＬＣの開発」（松下文明、柴田純夫、中村文彦および浅野武彦、日本建築学会技術報告集、第９号、pp33-36、1999年12月）には、酸素を含まない官能基を含むオルガノポリシロキサンを添加したＡＬＣは、耐炭酸化性に優れることが記載されている。
【０００６】
あるいは、特公平１−５８１４８号公報には、石灰質原料とケイ酸質原料を主原料とする成形硬化体を製造する際に、特定範囲のアルキル基と特定範囲の重合度を有するオルガノポリシロキサンを添加することにより、具体的には、Ｒ（ＣＨ3 ）ＳｉＯ2/2 、Ｒ（ＣＨ3 ）2 ＳｉＯ1/2 およびＲＳｉＯ3/2 （式中、Ｒは炭素原子数４〜１２個のアルキル基）から選択されるシロキサン単位を１分子中に少なくとも１個有し、かつ、１分子中のシロキサン単位の総数が２〜２０個の範囲内であるオルガノポリシロキサンを添加することにより、耐候性を有する優れた撥水性が得られることが開示されている。
【０００７】
また、オルガノポリシロキサンの含有量については、特開２０００−７２４５９号公報に記載されているように、０．０００５〜１０％迄の範囲で耐炭酸化性が発現することが分かっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１９５７９号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２０００−２１９５５８号公報
【００１０】
【特許文献３】特開２００１−１７２０７２号公報
【００１１】
【特許文献４】特公平１−５８１４８号公報
【００１２】
【特許文献５】特開２００１−７２４５９号公報
【００１３】
【非特許文献１】「軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の耐久性向上  耐炭酸化性に優れたＡＬＣの開発」（松下文明、柴田純夫、中村文彦および浅野武彦、日本建築学会技術報告集、第９号、pp33-36、1999年12月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、耐炭酸化性に優れたＡＬＣ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】
【００１５】
本発明の軽量気泡コンクリートは、オルガノポリシロキサンを含み、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが６〜１８であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが３〜１４であり、かつ、炭素原子数とシロキサン単位の総数の合計（ｎ＋ａ）が１０〜３０の範囲にあることを特徴とする。
【００１６】
あるいは、オルガノポリシロキサンを含み、該オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが８〜１６であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが６〜１２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、ＡＬＣの劣化要因である炭酸化現象を抑え、耐炭酸化性に優れることにより耐久性に優れるＡＬＣを提供することが可能となった。
【００１８】
したがって、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明者は、前述の特公平１−５８１４８号公報に記載のアルキル基を含むオルガノポリシロキサンを参考に、アルキル基の長さおよびシロキサン単位の総数を変更し、構造の異なるオルガノポリシロキサンを用いることにより、最も性能が良くなることを発見し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
アルキル基の炭素原子数とシロキサン単位の総数が、互いに疎水性の発現とＡＬＣ製造工程における安定性に寄与していると、本発明者は考えている。詳細なメカニズムは不明であるが、アルキル基の炭素原子数が少なすぎると疎水性に乏しいため、一方、炭素原子数が多すぎると安定性が低下するため、いずれの場合も耐炭酸化性が不十分となる。シロキサン単位の総数についても、詳細なメカニズムは不明であるが、少なすぎると安定性が低下し、多すぎると疎水性が低下するとともに、ＡＬＣ中での分散が悪くなり、耐炭酸化性が不十分となる。
【００２１】
本発明者による試験および検討の結果、アルキル基（−ＣnＨ2n+1）の炭素原子数ｎが６〜１８で、シロキサン単位の総数ａが３〜１４であり、かつ、合計（ｎ＋ａ）を１０〜３０の範囲とすることにより、疎水性の発現とＡＬＣ製造工程における安定性がバランス良く達成されることがわかった。また、さらに高い性能を発現させる範囲は、アルキル基（−ＣnＨ2n+1）の炭素原子数ｎが８〜１６で、シロキサン単位の総数ａが６〜１２であることがわかった。
【実施例】
【００２２】
（実施例１〜２３、比較例１〜２６）
本発明の実施例１〜２３および比較例１〜２６においては、オルガノポリシロキサンの分子構造の差についての性能差を検討する目的から、原料混合段階で、オルガノポリシロキサンの混合量を一律に０．２％とした。０．２％としたのは、これまでの研究から、この添加量で耐炭酸化性を十分に発揮できることがわかっているためである。したがって、本発明はオルガノポリシロキサンの混合量によっては、制限されることはない。
【００２３】
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、さらに石膏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および界面活性剤と、アルキル基を含むオルガノポリシロキサン０．２質量部を加えて、混練してスラリーを作製した。該スラリーが、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、高温高圧水蒸気養生を施した。
【００２４】
添加したオルガノポリシロキサンは、いずれもアルキル基を含み、該アルキル基は、表１に示した炭素原子数ｎを含み、表１に示したシロキサン単位の総数ａであった。
【００２５】
耐炭酸化性の評価方法としては、前述の特開２０００−２１９５５８号公報に記載されているように、オルガノポリシロキサンを含まないＡＬＣに対する耐炭酸化性指数で評価するのが適当である。具体的には、次のように評価した。
【００２６】
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した。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日間放置した。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した。炭酸化度および耐炭酸化度指数の算出式は次の通りである。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（重量）、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（重量）を熱分析で測定した。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した。耐炭酸化指数＝（従来例１の炭酸化度）／（サンプルの炭酸化度）算出した耐炭酸化指数が大きいほど、耐炭酸化性が優れることになる。
【００２７】
なお、特開２０００−２１９５５８号公報では、耐炭酸化指数が１．５未満を不適、１．５以上２．０未満を可、２．０以上を適としたが、本発明においては、元来性能の良いアルキル基を含むオルガノポリシロキサンの中でも、さらに性能の良いものを絞り込むという目的から、耐炭酸化指数が２．０未満を不適、２．０以上３．０未満を可、３．０以上を適とした。
【００２８】
実施例１〜２３および比較例１〜２６において、耐炭酸化指数と判定の結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
アルキル基の炭素原子数ｎが６未満の比較例１〜７は、シロキサン単位の総数ａを変更しても、耐炭酸化指数が１．３以下であった。また、アルキル基の炭素原子数ｎが２０の比較例２０〜２６は、シロキサン単位の総数ａを変更しても、耐炭酸化指数が１．７以下であった。
【００３１】
アルキル基の炭素原子数ｎが６〜１８であり、シロキサン単位の総数ａが３〜１４の範囲であり、かつ、炭素原子数とシロキサン単位の総数の合計（ｎ＋ａ）が１１〜３０である実施例１〜２３では、耐炭酸化指数が２．０以上であった。これに対して、比較例８〜１９では、アルキル基の炭素原子数ｎが６〜１８であるが、比較例８、１０〜１７、１９では、シロキサン単位の総数ａが３〜１４の範囲になく、比較例９、１８では、合計（ｎ＋ａ）が１１〜３０の範囲になかったため、耐炭酸化指数が１．８以下であった。
【００３２】
さらに、実施例１〜２３のなかでも、耐炭酸化指数が３．０以上となったのは、実施例６〜８、１１〜１３、１６〜１８であり、いずれも、アルキル基の炭素原子数ｎが８〜１６で、かつ、シロキサン単位の総数が６〜１２の範囲であった。
【００３３】
これらの結果から、元来、耐炭酸化性に優れるアルキル基を含むオルガノポリシロキサンを含むＡＬＣにおいても、特に、該オルガノポリシロキサンが、炭素原子数ｎが６〜１８であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが３〜１４であり、かつ、炭素原子数とシロキサン単位の総数の合計（ｎ＋ａ）が１０〜３０の範囲にある本発明のＡＬＣは、高い耐炭酸化性を得ることができた。さらに、オルガノポリシロキサンは、炭素原子数ｎが８〜１６であるアルキル基（−ＣnＨ2n+1）を少なくとも１つ以上有し、該オルガノポリシロキサンのシロキサン単位の総数ａが６〜１２であれば、非常に高い耐炭酸化性を得ることができた。