(57)【要約】【課題】本発明の目的は、水蒸気吸着特性を自由に管理して耐炭酸化性に優れたＡＬＣを提供する。【解決手段】  珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする軽量気泡コンクリートにおいて、珪酸カルシウムを含有することを特徴とする耐酸化性に優れた軽量気泡コンクリート。【選択図】図１
2005298263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする軽量気泡コンクリートにおいて、更に珪酸カルシウム水和反応促進剤を含有することを特徴とする耐酸化性に優れた軽量気泡コンクリート。
【請求項２】
前記珪酸カルシウム水和反応促進剤は、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする固形原料１００重量部に対して５重量部以上添加することを特徴とする請求項１記載の耐炭酸化性に優れた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耐炭酸化性に優れた軽量気泡コンクリート（以下「ＡＬＣ」という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＬＣは、軽量で、耐火性・耐熱性・施行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。このようなＡＬＣは、珪石などの珪酸質原料とセメントや生石灰など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などの添加物を加えてスラリー状としたものを型枠に装入した後、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、所定寸法にピアノ線で切断した後、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ている。
【０００３】
このように、ＡＬＣは内部に気泡と細孔を含む絶乾嵩比重が約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割を占める空隙の非常に多い多孔構造であるため吸水性が高い。また、水分やガス（炭酸ガスなど）は容易に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に強度の低下、ひび割れの発生などの劣化をＡＬＣに引き起こすため、これまでその防止策として、様々な技術が提案されている。代表的な防止策としては、炭酸化の原因となる水分の侵入を防止することに関して、オルガノポリシロキサンを添加するとＡＬＣに撥水性（特許文献１、特許文献２など）が付与されることが知られている。
しかしながら、ＡＬＣの水蒸気吸着特性を自由に管理する技術はこれまで知られていなかった。
【特許文献１】特開２０００−２１９５７９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、オルガノポリシロキサンのような撥水剤を添加することなく、水蒸気吸着特性を自由に管理できる耐炭酸化性に優れたＡＬＣを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係るＡＬＣは、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする軽量気泡コンクリートにおいて、更に珪酸カルシウム水和反応促進剤を含有することを特徴とするものである。
また、本発明に係る他のＡＬＣは、前記珪酸カルシウム水和反応促進剤は、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする固形原料１００重量部に対して５重量部以上添加することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るＡＬＣによれば、水蒸気吸着等温線が顕著なヒステリシスを有しない。即ち、本発明に係るＡＬＣによれば、ヒステリシスという現象を引き起こさない孔の構造を持つような材料が得られることとなる。
このため、本発明によれば、ＡＬＣの劣化要因である炭酸化現象に関して有効でかつ耐久性に優れたＡＬＣを得ることができ、従って、ＡＬＣ建築物の耐用年数の延長、補修・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。
尚、顕著なヒステリシスとは、相対湿度５０％において、吸着時の含水量を１００とすると、脱着時の含水量が１２０以上であることをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ＡＬＣの主要鉱物は、珪酸カルシウム水和物の１つであるトバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏ）である。トバモライトは層状の結晶構造を有しており、湿度の上昇に伴って層間に水分を吸着する。十分に水分を吸着させた後に湿度を低下させると、層間に吸着した水分は放出されにくいため、ヒステリシスが生じる。つまり、吸着時と脱着時に、等温線が広幅となり、同じ相対湿度でも吸着量が大きく異なる。
本発明者は、種々の実験を通して、ＡＬＣの固形原料に特定量の珪酸カルシウム水和反応促進剤を添加すると、このヒステリシスがほとんど見られなくなると共に、炭酸化の進行が大きく遅れることを見出して本発明を完成するに至った。
つまり、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする固形原料１００重量部に対して１重量部以上、好ましくは５重量部以上の、例えば石こうなどのような珪酸カルシウム水和反応促進剤を積極的に添加することによって、水蒸気吸着等温線と脱着等温線が狭幅となり、耐炭酸化性能を向上できることが分かった。なお、狭幅とは、水蒸気吸着等温線と脱着等温線との間の含水量が最大でも２０ｍｌ/g以下であることをいう。また、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする固形原料１００重量部に対して１重量部未満の珪酸カルシウム水和反応促進剤を添加しても、炭酸化の進行の早さはあまり変わらない。
【０００８】
メカニズムは、以下の通りである。炭酸化は、結晶表面に吸着した水分を反応の場とする。水蒸気や吸着水へ雰囲気中の炭酸ガスが炭酸水素イオンとして溶解し、トバモライトからカルシウムイオンが溶解し、これらが反応して炭酸カルシウムとなり、徐々にトバモライトからカルシウム成分が抜け出ていく。
ヒステリシスを有する場合（水蒸気吸脱着等温線が広幅である場合）には、層間に水分が吸着するため、結晶の外表面のみならず内表面である層間も、炭酸化反応の場となる。
一方、ヒステリシスを有しない場合（水蒸気吸脱着等温線が狭幅となる場合）には、層間には水分が吸着しないか、もしくは極微量であるため、炭酸化反応の場となるのは、主に結晶の外表面のみである。したがって、本発明のように、ヒステリシスを有しない場合（水蒸気吸脱着等温線が狭幅となる場合）には、炭酸化反応の場が小さくなり、炭酸化が遅くなる。
[実施例及び比較例]
【０００９】
以下、実施例及び比較例により詳細に説明する。
珪酸質原料として珪石４５重量部、石灰質原料として生石灰５重量部、セメント３０重量部、繰り返し原料２０重量部を混合し、これらの固体原料に水６０重量部と少量のアルミニウム粉末および界面活性剤を加えて、混練してスラリーを作製した。このスラリーを型枠に装入した。実施例には、珪酸カルシウム水和反応促進剤を該固体原料１００重量部に対して５重量部加え、一方、比較例には加えなかった。該スラリーが石灰質原料の水和反応により半硬化した後、１８０℃、１０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。
耐炭酸化性能の評価方法としては、１０ｍｍ×４０ｍｍ×１００ｍｍに成形したサンプルを２０℃、相対湿度７５％、３％ＣＯ２の条件で２０日間放置して促進炭酸化し、炭酸化度を求めた。炭酸化度の算出は特許文献２に記載の方法を用いた。
図１に比較例及び実施例の水蒸気吸脱着等温線を、図２には促進炭酸化試験の結果を示す。水蒸気吸脱着等温線の結果から、比較例では吸着等温線と脱着等温線が広幅であるが、実施例では水蒸気吸着等温線と脱着等温線が殆ど重なるように狭幅である。相対湿度５０％において、吸着時の含水量を１００とすると、脱着時の含水量は比較例が１３９、実施例が１１０であった。炭酸化の進行は、実施例の方が、比較例の約半分程度と遅かった。
これらの結果から、水蒸気吸着等温線と脱着等温線が狭幅であるＡＬＣは耐炭酸化性に優れていることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
以上詳細に説明したように、本発明に係るＡＬＣによれば、水蒸気吸着等温線が顕著なヒステリシスを有しない。即ち、本発明に係るＡＬＣによれば、ヒステリシスという現象を引き起こすような孔の構造を持つような材料が得られることとなる。
このため、本発明によれば、ＡＬＣの劣化要因である炭酸化現象に関して有効な耐久性に優れた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・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】
【００１１】
【図１】比較例及び実施例の水蒸気吸脱着等温線を示す図である。
【図２】比較例及び実施例の促進炭酸化試験の結果を示す図である。
【図１】
2005298263.tif 000003
【図２】
2005298263.tif 000004