(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半硬化状気泡コンクリート板に気泡より大きい深さの凹凸の付いた押し付け型を押し付けて表面凹凸付き軽量気泡コンクリート板を製造する方法において、該押し付け型の表面に格子状の凸形最大厚み領域があり、かつ該押し付け型の周縁部表面に凸形最大厚み領域がある該押し付け型を、該半硬化状気泡コンクリート板に押圧して、軽量気泡コンクリート板の周縁部に沿って表面に高比重部を有し、かつ該軽量気泡コンクリート板の表面部分に格子状の高比重部を有し、それらの高比重部が連続している軽量気泡コンクリート板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強のための高比重部を有する軽量気泡コンクリートととその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートの内部には、金網や鉄筋などの補強材が埋設されていて、曲げ破壊強度などの強度が低い軽量気泡コンクリートの欠点を補っている。
特開昭５９ー４１２１７号広報などに記載されている軽量気泡コンクリート用の補強用金網（例えばメタルラス）などが、破壊強度アップに用いられている。
【０００３】
このような補強金網や補強鉄筋を軽量気泡コンクリートに埋蔵することにより、曲げ破壊強度や、引っ張り破壊強度の向上に用いられている。しかし、軽量気泡コンクリートの曲げ強度を評価する場合、曲げひび割れ荷重も重要であり、曲がり易い金網や鉄筋などの補強では、この曲げひび割れ荷重の補強にはならない。軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重は、風耐圧を得るのに必要である。軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重を向上させるために、軽量気泡コンクリートに溝を彫り、その溝を重質なコンクリートで埋める方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上に説明した軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重を向上させる方法では、製品をさらに切削加工して溝を彫り、その溝を重質なモルタルまたはコンクリートで埋め養生硬化させて製品とするため、煩雑な切削加工やコンクリート埋め込みの操作が必要である。しかも製品になるまで埋め込んだモルタルを養生硬化させる必要があるため、製品になるまでの時間がかかるという問題がある。また、一旦硬化した軽量気泡コンクリートに、モルタルスラリーを流しこむため、養生硬化時にモルタルスラリーが収縮して、亀裂の原因にもなり易い。
一方特公平５ー３４１２１号公報で、半硬化状の気泡モルタルを、プレス法で凹凸模様を付ける方法が提案されている。この方法は、半硬化状の気泡性モルタルを緊張線材で切断し、平面度が３ｍｍ以下の切断面とし、かつ、モルタルが１０〜２５ポンドの硬度範囲内のときに、凹部の深さが２０ｍｍ以内の凹凸模様を有する型を該切断面に押し当て模様を形成する方法である。
【０００５】
本発明では、軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重を向上させるために、上記プレス法からヒントを得て、プレス法で、補強のための高比重部を有する方法を検討した。プレス法で高比重部を付ける場合、従来の溝を彫ってモルタルスラリーを埋め込むという煩雑な操作が不要になり、しかもモルタルスラリー養生硬化時の収縮による亀裂の問題が無いという特徴がある。
本発明の課題は、軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重を向上させるために、軽量気泡コンクリート板の周縁部表面に高比重部を有する軽量気泡コンクリート板を提供することと、その軽量気泡コンクリートを、プレス法により効率的に生産する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半硬化状気泡コンクリート板に気泡より大きい深さの凹凸の付いた押し付け型を押し付けて表面凹凸付き軽量気泡コンクリート板を製造する方法において、該押し付け型の周縁部分及び表面に格子状の凸型の最大厚み領域がある押し付け型を、該半硬化状気泡コンクリート板に押圧して、軽量気泡コンクリート板の周縁部に沿って表面に高比重部を有し、かつ該軽量気泡コンクリート板の表面部分に格子状の高比重部を有し、それらの高比重部が連続している軽量気泡コンクリート板を製造する方法である。
【０００７】
本発明における軽量気泡コンクリートは、気泡を含むことによりセメント系材料を軽量化しているものをいい、例えばオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートが挙げられる。本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板は、図１および図２に示すように、半硬化状気泡コンクリート板に押し付け型を押圧して気泡が潰れた部分が、高比重部となり、押圧されない部分が軽量の気泡部となる。
高比重部は、気泡が少ないため気泡部よりも強度が高く、補強材として働く。補強材として効率的に働くためには、図１に示すように、軽量気泡コンクリート製品の周縁部に沿って表面に高比重部を有する構造が良い。またさらに補強効果を高めるためには、図１に示すように、軽量気泡コンクリート製品の周縁部表面部に高比重部を有し、かつ表面面部分に格子状の高比重部を有する構造が良い。
【０００８】
軽量気泡コンクリート板は、特に端部が欠け易く、運搬や施工作業時に問題になるが、本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板は、欠けやすい周縁部にも高比重部分を設けているため、欠け防止の効果もある。
さらに本発明では、プレスにより半硬化状気泡コンクリート板の気泡部のみを潰すため、高比重部と気泡部は、ほぼ同様の組成である。そのため、熱膨張性や水の浸入など環境変化に対する影響も高比重部と気泡部は同様であるため、環境変化による亀裂が起こりにくい。
本発明の軽量気泡コンクリートとしては、気泡を含む軽量セメント系材料であれば特に限定されず、例えばＡＬＣ（オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート）、軽量モルタル、軽量コンクリートなどを用いることができる。また、この軽量気泡コンクリートにラス網や鉄筋を埋め込み、補強した物を用いることもできる。
【０００９】
本発明に使用する軽量気泡コンクリートは、たとえば、珪石、セメント、生石灰、水を主原料とし、石膏、解砕屑等を必用に応じて添加し、更に気泡を混入させたコンクリートスラリーから作ることができる。
気泡コンクリートに気泡を混入させる方法としては、コンクリートスラリーにアルミニウム粉などの起泡剤を混入させて発泡させる方法を用いてもよく、あらかじめ発泡させた気泡をコンクリートスラリーに混入する方法を用いてもよい。こうして得た気泡コンクリートスラリーをあらかじめラス網や鉄筋などの補強筋を並べて型枠に注入、養生し、切断するのに適した硬度になった時、型枠から外し半硬化状のコンクリートブロックを得る。半硬化状のコンクリートブロックを適当な大きさに切断して補強筋を埋め込んだ半硬化状気泡コンクリート板を得る。
【００１０】
半硬化状気泡コンクリートはその圧縮強度が０．２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2になるようにコンクリートブロックまたは切断後の半硬化状気泡コンクリート板の養生時間を調整して使用することが好ましく、０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2に調整して用いることがより好ましい。半硬化状気泡コンクリート板の圧縮強度が０．２ｋｇｆ／ｃｍ2より小さい場合は、押し付け型にコンクリートがくっつき、欠損ができ易く、４ｋｇｆ／ｃｍ2より大きい場合は、凹凸の付いた押し付け型面を押しつけたとき、亀裂が入り易い。
ここで言う圧縮強度とは、ＪＩＳ  Ａ  ５４１６に準じて測定した圧縮強度である。
【００１１】
本発明における押し付け型は、半硬化状気泡コンクリートに凹凸の押し付け型を押し付けて、半硬化状気泡コンクリートの周縁部表面に高比重部を付けるための型である。この押し付け型の材質は、押圧して凹凸を半硬化状気泡コンクリートに転写できる強度を有するものであれば特に限定しないが、たとえばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂プラスチック、鉄鋼、ステンレス、アルミニウム、チタン等を用いることができる。凹凸の精度、耐久性の点から硬質ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、金属が特に好ましい。また、押し付け型に、たとえば、石調、レンガ調、タイル調等の凹凸模様があっても良い。
【００１２】
半硬化状気泡コンクリート板の上または下に凹凸の付いた押し付け型を置き、側面を半硬化状気泡コンクリートに密着させ動かないように固定し、凹凸面を半硬化状気泡コンクリート板に押し付けることにより、凹凸の付いた半硬化状コンクリート板を得る。
図３に、凹凸模様のついた化粧型を半硬化状軽量気泡コンクリート板に押圧する方法の一例の概念図を示す。半硬化状軽量気泡コンクリート板６を裏面型枠８の上に置き、側面を側面固定型枠７で囲み、上部から凹凸付き押しつけ型５を上部から押しつけることにより周辺部にもひび割れのない成型体が得られる。
ここで、半硬化状気泡コンクリートの気泡が押しつぶされ、比重が大きくなった部分が硬化後に高比重部となり、気泡が押しつぶされずに残っている部分が気泡部となる。
【００１３】
本発明では、凹凸の付いた面を上にして押し付け型または製品などの板を水平面に置いたとき、凹凸部最上面から水平面までの距離を厚みと言い、凹凸部の山と谷の高さの差を凹凸の深さと言う。
本発明でいう、押しつけ変位量とは、半硬化状気泡コンクリート板を固定して、凹凸の付いた押し付け型を押しつけて半硬化状気泡コンクリート板に高比重部を付ける際、半硬化状気泡コンクリート板に押し付け型が接した点を出発点として、その点から型を押し付け終わったところ迄の型の移動距離をいう。
本発明において、押しつけ面とは、半硬化状気泡コンクリートを構成する６面の中で、型が押しつけられる面を指し、裏面とは、押しつけ面と反対方向にある面を指す。さらに、側面とは、押しつけ面と裏面以外の側部の４面を指す。押しつけ面、裏面および側面に当てるものの材質は特に限定しないが、例えば、鉄鋼、ステンレス、アルミニウム、チタンなどの金属や、ウレタン、エポキシ、ナイロンなどの樹脂を用いることができる。
【００１４】
周縁部表面に高比重部を有する軽量気泡コンクリートを製造するために、押し付け型として、押し付け型の周縁部表面に凸形最大厚み領域を有するものを用いる。また、周縁部表面に高比重部を有しかつ表面部に格子状の高比重部を有する軽量気泡コンクリートを製造するために、押し付け型として、押し付け型の周縁部表面に凸形最大厚み領域を有しかつ表面部に格子状の凸形最大厚み領域を有するものを用いる。押し付け型の凹凸の深さは特に限定しないが、押し付け型の凸部分が半硬化状の軽量気泡コンクリート板を押し付けて、気泡を潰し、高比重部を形成することから、軽量気泡コンクリートの気泡より大きい凹凸深さを有する押し付け型を用い、押し付け型の凹凸深さ以上の押し付け変位で、プレスすることが望ましい。
【００１５】
また、押し付け型の格子状の凸部分の最大厚み領域においても、軽量気泡コンクリートの気泡より大きい幅であることが望ましく、通常、５ｍｍ以上の幅であることが好ましい。
凹凸の付いた半硬化状軽量気泡コンクリート板をオートクレーブ蒸気養生などの処理を行い、硬化させ、冷却後に製品を得る。
本製品の気泡部の比重と高比重部の比重は、軽量気泡コンクリートの気泡含有率によって異なるが、高比重部の比重が軽量な気泡部の比重の１．３〜３倍が好ましく、１．６〜２．５倍がより好ましい。
【００１６】
製品板の凹凸の深さは、押し付け型の凹凸の深さによる。凹凸の深さは、限定しないが３〜５０ｍｍが好ましく、より好ましくは５〜３０ｍｍである。通常の軽量気泡コンクリートのパネル厚さは２００ｍｍ以下なので、凹凸の深さが５０ｍｍより大きい場合には、溝が大きくなり過ぎて、強度的にあまり好ましくない。
本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板は、外壁材、塀材、内装壁材、または天井材などの建材に使用できる。
本発明でいうセメント系建材とは、原料にセメントを５重量％以上使用するものをいう。
本発明で、曲げひび割れ荷重及び圧縮強度は、ＪＩＳ  Ａ５４１６に準じて測定した。
【００１７】
【本発明の実施の形態】
【００１８】
【実施例】
以下実施例により本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板とその製造方法を説明する。
【００１９】
【実施例１】
珪石５３重量部、生石灰７．５重量部、セメント３７重量部、乾燥石膏２．５重量部、これら固形分１００に対し水７０重量部、アルミ粉末０．０６０重量部を含有する軽量気泡コンクリートスラリーを、あらかじめ５６０×９８０ｍｍのメタルラス網（目開き１６×３２ｍｍ、太さ０．８ｍｍ）を５０ｍｍピッチで均等に配置した型枠に注入し、養生後半硬化状の軽量気泡コンクリートブロックを得た。このコンクリートブロックをピアノ線で切断し、メタルラス網が中央に配置した５０×６００×１０００ｍｍの半硬化状の軽量気泡コンクリート板を得た。
この半硬化状の軽量気泡コンクリート板を４０℃の恒温槽に入れ、入れる時間を調整して目的の圧縮強度に調整した。この圧縮強度を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
さらにこの半硬化状の軽量気泡コンクリート板の底面と側面に隙間のないように鋼製型枠で押さえ固定し、６００×１０００ｍｍサイズの凹凸付き押し付け型を載せ、押し付け変位量１０ｍｍでプレスした。この凹凸付き押し付け型の６００ｍｍの辺を短辺といい、１０００ｍｍの辺を長辺という。使用した押し付け型は、幅１２ｍｍ、凹凸深さ１０ｍｍの最大厚み凸部領域が、押し付け面周縁部にあるものを用いた。この押し付け型は、硬質ウレタン製である。
プレスした半硬化状の軽量気泡コンクリート板を、オートクレーブ水蒸気養生を行い、冷却後製品板を得た。この製品板には欠損、割れなど認められなかった。
この製品板には、押し付け型を転写したことによる、押し付け型を反転させた形状の凹凸が表面に付いていた。
この製品板の曲げひび割れ荷重を測定した結果を表２に示す。表２の結果は、それぞれの実験Ｎｏ．の製品板において、１０枚づつ曲げひび割れ荷重を測定し、その平均値を示した。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【実施例２】
実施例１と同様にして得た半硬化状の軽量気泡コンクリート板を４０℃の恒温槽に入れ、入れる時間を調整して目的の圧縮強度に調整した。この圧縮強度を表３に示す。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
さらにこの半硬化状の軽量気泡コンクリート板を実施例１と同様にプレスした。使用した押し付け型は、幅１２ｍｍ、凹凸深さ１０ｍｍのライン状最大厚み凸部領域が、押し付け面周縁部と、短辺を均等に６等分し長辺を均等に１０等分した格子状に存在し、両者が連続しているものである。この押し付け型は、硬質ウレタン製である。
プレスした半硬化状の軽量気泡コンクリート板を、オートクレーブ水蒸気養生を行い、冷却後製品板を得た。この製品板には欠損、割れなど認められなかった。
この製品板には、押し付け型を転写したことによる、押し付け型を反転させた形状の凹凸が表面に付いていた。
この製品板の曲げひび割れ荷重を測定した結果を表４に示す。表４の結果は、それぞれの実験Ｎｏ．の製品板において、１０枚づつ曲げひび割れ荷重を測定し、その平均値を示した。
【００２６】
【表４】
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【００２７】
【比較例１】
実施例１と同様の方法で作製した、軽量気泡コンクリートブロックをピアノ線で切断し、メタルラス網が中央に配置した実施例１と同様の５０×６００×１０００ｍｍの半硬化状軽量気泡コンクリート板を得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、４０℃の恒温槽に入れ、入れる時間を調整して、圧縮強度１．５ｋｇｆ／ｃｍ２の半硬化状軽量気泡コンクリート板を得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、実施例１と同じ条件でオートクレーブ水蒸気養生を行い、冷却後凹凸の付いていない軽量気泡コンクリート板を得た。
この軽量気泡コンクリート板の曲げひび割れ荷重を測定した結果を表５に示す。表５の結果は、この凹凸付き軽量気泡コンクリート板１０枚の曲げひび割れ荷重測定結果の平均値を示した。
表５の結果から、本比較例は実施例１より曲げひび割れ荷重が低いことがわかる。
【００２８】
【表５】
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【００２９】
【比較例２】
実施例１と同様の方法で作製した、軽量気泡コンクリートブロックをピアノ線で切断し、メタルラス網が中央に配置した実施例１と同様の５０×６００×１０００ｍｍの半硬化状軽量気泡コンクリート板得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、４０℃の恒温槽に入れ、入れる時間を調整して、圧縮強度１．５ｋｇｆ／ｃｍ2の半硬化状軽量気泡コンクリート板を得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、実施例１と同じ条件でオートクレーブ水蒸気養生を行い、冷却後凹凸の付いていない軽量気泡コンクリート板を得た。
得られた軽量気泡コンクリート板を実施例１の製品板の表面形状と同じになるように切削加工して、凹凸付き軽量気泡コンクリート板を得た。
この凹凸付き軽量気泡コンクリート板の曲げひび割れ荷重を測定した結果を表６に示す。表６の結果は、この凹凸付き軽量気泡コンクリート板１０枚の曲げひび割れ荷重測定結果の平均値を示した。
表６の結果から、本比較例は実施例１より曲げひび割れ荷重が低いことが判る。
【００３０】
【表６】
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【００３１】
【比較例３】
実施例２と同様の方法で作製した、軽量気泡コンクリートブロックをピアノ線で切断し、メタルラス網が中央に配置した実施例２と同様の５０×６００×１０００ｍｍの半硬化状軽量気泡コンクリート板得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、４０℃の恒温槽に入れ、入れる時間を調整して、圧縮強度１．５ｋｇｆ／ｃｍ2の半硬化状軽量気泡コンクリート板を得た。
この半硬化状軽量気泡コンクリート板を、実施例２と同じ条件でオートクレーブ水蒸気養生を行い、冷却後凹凸の付いていない軽量気泡コンクリート板を得た。
得られた軽量気泡コンクリート板を実施例２の製品板の表面形状と同じになるように切削加工して、凹凸付き軽量気泡コンクリート板を得た。
この凹凸付き軽量気泡コンクリート板の曲げひび割れ荷重を測定した結果を表７に示す。表７の結果は、この凹凸付き軽量気泡コンクリート板１０枚の曲げひび割れ荷重測定結果の平均値を示した。
表７の結果から、本比較例は実施例１より曲げひび割れ荷重が低いことが判る。
【００３２】
【表７】
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【００３３】
【発明の効果】
本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板は、プレス成形により表面部を押圧して表面に凹凸を形成した軽量気泡コンクリート板において、該軽量気泡コンクリート板の周縁部表面及び表面部分に高比重部を設けることにより軽量気泡コンクリートの曲げひび割れ荷重を向上させることができる。また、本発明ではプレス法により、効率良く高比重部付き軽量気泡コンクリート板を生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の高比重補強部付き軽量気泡コンクリート板のプレス成形方法を示す側面図である。
【符号の説明】
１  高比重部
２  気泡部
３  補強鉄筋
４  プレス上盤
５  凹凸付き押し付け型
６  半硬化状軽量気泡コンクリート板
７  側面固定型枠
８  裏面型枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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