(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰、パーライト原石粉砕工程で発生する粉塵を回収した粉末（パーライトコットレルダスト）および炭化珪素を添加・混合したものを造粒、焼成した気乾単位容積質量０.２〜０.６ｋｇ／リットル、吸水率７〜１０％の石炭灰系人工軽量骨材と、
セメントと、水を、ミキサーを用いて混練するモルタル組成物の製造方法であって、
前記石炭灰系人工軽量骨材の添加量が、モルタル組成物１００容量部当たり２０〜８０容量部、Ｗ／Ｃ＝３５〜８２％となるように調製することを特徴とするモルタル組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量であるだけでなく、強度、寸法安定性、吸水性にも優れた硬化体を与えるモルタル組成物に関するものである。本発明のモルタル組成物は、主に建築または土木用途に好適に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モルタルやコンクリートを軽量化するために、多量の気泡を直接導入したり、火山性ガラス質鉱物を焼成・発泡させたパーライト、シラスバルーンまたは頁岩、粘土等を焼成・発泡させた人工軽量骨材、天然軽量骨材、発泡ポリスチレン、スチレンビーズ等の合成樹脂発泡体等、多量の気泡を含む軽量骨材を混入させて、間接的に気泡を導入する方法が採られている。後者の例としては例えば、特開平８−２３９２５１号公報には、火山ガラス質鉱物から製造した人工軽量骨材を細骨材として添加したモルタル、コンクリート組成物が開示されており、また、特開平８−１５７２７８号公報には黒雲母流紋岩から製造した絶乾比重０．５〜１．２の人工軽量骨材を粗骨材または細骨材として添加するコンクリート組成物が開示されている。しかし、これ等の骨材は何れも、資源の枯渇更には環境保全面からの採掘制限等、その供給の不安定性が懸念されている天然物を主原料とするものであるだけでなく、一般に、軽量化と共に硬化体強度が直線的に低下することから、軽量骨材量を増やして軽量化を進めた場合に、十分な強度が発現しない問題が在る。一方、特開平８−２７７１５３号公報には、フライアッシュから製造した人工軽量骨材を粗骨材として使用する技術が開示されているが、用いられている骨材の絶乾比重が１．８〜２．２と大きく、軽量化が十分に達せられない欠点を有したものである。直接的、間接的を問わず、気泡導入によるコンクリート強度の低下は不可避であることから、強度を向上させるために、高性能減水剤を使用して水セメント比を低くしたり、高強度用混和剤としてシリカヒュームまたは硫酸カルシウムを添加して、組成面での改良を加える他、高温高圧養生を行なう等、処理面での改良を加える方法が採られている。高性能減水剤を使用して水セメント比を低くする方法では、ある程度までは強度の向上を図ることが可能であるが、軽量骨材は、骨材自体の強度が低いことに加え、それ自体の吸水量が大きいため、この方法による高強度化には自ずと限界がある。一方、高温高圧養生を施すことは、強度向上のみならず寸法安定性向上の効果も図れるが、コストアップに繋がることが避けられない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術が有していた上記問題が解決されたモルタル組成物の提供を目的とする。すなわち、供給不安のない原料を主原料とし、高温高圧養生を施さずとも優れた特性を有するモルタル硬化体を与えるモルタル組成物の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、石炭灰を主原料として製造された、従来の人工軽量骨材よりも気乾単位容積重量及び吸水率が低く、且つ粗表面を有するためマトリックスとの付着力の高い人工軽量骨材を細骨材として混入させたモルタル組成物が、前記課題を解決した硬化体を与えることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、セメントと、細骨材としての、気乾単位容積質量０．２〜０．６ｋｇ／リットル、吸水率７〜１０％の石炭灰系人工軽量骨材とよりなる主成分に水を加えて成るモルタル組成物に関する。
以下に、本発明を説明する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、石炭灰を主原料として製造された、従来の人工軽量骨材よりも気乾単位容積重量及び吸水率が低く、且つ粗表面を有するためマトリックスとの付着力の高い人工軽量骨材を細骨材として混入させたモルタル組成物が、前記課題を解決した硬化体を与えることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、石炭灰、パーライト原石粉砕工程で発生する粉塵を回収した粉末（パーライトコットレルダスト）および炭化珪素を添加・混合したものを造粒、焼成した気乾単位容積質量０.２〜０.６ｋｇ／リットル、吸水率７〜１０％の石炭灰系人工軽量骨材と、セメントと、水を、ミキサーを用いて混練するモルタル組成物の製造方法であって、前記石炭灰系人工軽量骨材の添加量が、モルタル組成物１００容量部当たり２０〜８０容量部となるように調製することを特徴とするモルタル組成物の製造方法に関する。以下に、本発明を説明する。
【０００６】
本発明のモルタル組成物は、上記軽量骨材を細骨材としてセメントおよび水と混合して調製されるが、セメントとしては、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、低熱の各ポルトランドセメントや、高炉スラグセメント、フライアッシュセメントおよびシリカセメント等の各種混合セメントを用いることができる。
【０００７】
軽量骨材の添加量は、水を除いたモルタル組成物１００容量部当たり２０〜８０容量部、好ましくは３０〜７０容量部とするのが良い。軽量骨材の配合量が２０容量部より少ないとマトリックス部が多くなり、寸法安定性に劣る硬化体が得られることがあり、一方、８０重量部より大であると流動性が低下するため、成形が困難に成る虞が在るからである。
【０００８】
本発明におけるモルタル組成物には、上記したセメント、軽量骨材および水の必須成分に加えて、モルタル製品製造の際に一般的に使用される、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等の各種無機質微粉末混和材料や、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の減水剤、ＡＥ剤、膨張剤、凝結速度調節剤等の各種混和剤を必要に応じてその一般的に使われている量を添加することができる。特に、減水剤の添加は、スラリー流動性の改善に繋がるのみならず、水セメント比の低減を可能にし、硬化体の強度向上に非常に好ましい効果をもたらす。
【０００９】
細骨材中における粒径０．３ｍｍ以下の粒分が少ない場合に、スラリー流動性が十分発現せず作業特性が低下することがあるが、この場合には、粒径０．３ｍｍ以下の発泡ポリスチレン、シラスバルーン等の合成樹脂または無機質発泡体や砕石粉等の無機質微粉末を添加したり、公知の起泡剤を添加して気泡を直接導入することにより、流動性を上げ作業特性を向上させると共に材料分離も抑制され、非常に好ましい結果を得ることができる。
起泡剤を使用して発生・存在させる気泡の量は、モルタルスラリー１００容量部当たり３〜５０容量部の範囲内で、モルタルの使用目的によって選ぶことにより、好結果を得ることができる。
【００１０】
また、その成分または組成物に、更に公知の処理を施すことにより、モルタル硬化体の強度他の特性を改善することができる。例えば、表面をアクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂でコーティングして吸水率を下げる公知の処理を施した軽量骨材とすることにより、耐火性と強度が更に向上した硬化体を与えるモルタル組成物を得ることが可能であり、また、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の各種繊維を補強材として添加して硬化体の曲げ強度を向上させることも可能である。これ等は何れも、使用目的に合せて適宜採用することができる。
【００１１】
本発明のモルタル組成物は、その液状成分以外の全成分を予め混合して置き使用に際して液状成分および水を加えてスラリー化しても良いし、予め調製した複数成分の混合物に残りの成分および水を加えても、更には、使用に際して個別の各成分および水を加えてスラリー化しても良い。
【００１２】
【実施例】
以下に具体的例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
（１）軽量骨材
［実施例１〜６］
石炭灰１００重量部、真珠岩系パーライトコットレルダスト４０重量部および炭化珪素１重量部をリボンミキサーで混合した後、更にポリビニールアルコール０．７重量部、水３０重量部を加えて混錬し、孔径１ｍｍの押出し造粒機を用いて造粒した。得られた造粒物を乾燥後、外熱式の回転管状電気炉（内径４２ｍｍ×長さ１０００ｍｍ）を使用し、炉内最高温度１２７５℃、滞留時間４０分の条件で焼成し、発泡体を得た。得られた発泡体を篩で分級し、０．３〜５．０ｍｍのものを骨材とし使用した。なお、使用した骨材はニューＵライトと称す。
［比較例１〜３］
石炭ガス化炉で発生するスラグを焼成・発泡させた市販の軽量骨材Ｕ−ライトを骨材として使用した。
［比較例４、５］
黒曜石を焼成・発泡させた市販の東邦パーライトＴＭを骨材として使用した。
［比較例６〜８］
廃ガラス粉砕した粉末を主原料として、造粒・焼成・発泡させた市販の軽量骨材Ｇ−ライトを骨材として使用した。
［比較例９〜１３］
真珠岩を粉砕・焼成・発泡させた市販の宇部パーライトII型を骨材として使用した。
以上の使用した軽量骨材を表１に示す。
（２）モルタル組成物の調製
モルタル組成物の調製に当たって使用した原料を表１に示す。先ず、セメントと軽量骨材を表１に示す配合比で配合したものを、ダルトンミキサーを用いて３０秒間空練りした後、混練水を加え更に９０秒間混練混合し、モルタル組成物を得た。
（３）モルタル硬化体の評価
モルタル硬化体の圧縮強度は、モルタル組成物を縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの鋼鉄製の角柱状型枠に入れ、２４時間養生した後、型枠から取り出した硬化体について測定した。また、硬化体の気乾単位容積質量は、型枠から取り出した硬化体を大気中２０℃、相対湿度８０％の条件下で２８日間乾燥させた後、その質量を測定し、測定値を、寸法から分かっている容積で除して求めた。測定結果を表２に示す。
【００１３】
【表１】
0003769911.tif 000002
【００１４】
【表２】
0003769911.tif 000003
【００１５】
何れの骨材においても、その含量を増やせば、モルタル硬化体の単位容積質量は小さくなり圧壊強度は低下するが、気乾単位容積質量が同じ値であれば、本発明のモルタル組成物が、高い圧壊強度のモルタル硬化体を与えることが分かる。また、図１は、各種軽量骨材を使用し各スラリー流動性がほヾ同一になるように調製したモルタル組成物から得られたモルタル硬化体の気乾単位容積質量と圧縮強度との関係を示したものであるが、ニューＵライト［商品名；宇部興産
（株）製］を細骨材として使用する本発明のモルタル組成物が、同一気乾単位容積質量では、従来の細骨材を使用したモルタル組成物より高い圧縮強度のモルタル硬化体を与えることが再度確認される。
【００１６】
【発明の効果】
気乾単位容積質量０．２〜０．６ｋｇ／リットル、吸水率７〜１０％の石炭灰系人工軽量骨材を細骨材として含む本発明のモルタル組成物は、気乾単位容積質量が同じ値であれば、従来のモルタル組成物に比して高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を与える。
従って、本発明のモルタル組成物は、選択できる使用場面が拡がり、建築ないしは土木分野におけるその利用価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】硬化体の気乾単位容積質量と圧縮強度との関係を示す図である。
【図１】
0003769911.tif 000004