(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量気泡コンクリート用モルタルスラリーを型枠内に注入後、発泡させた後、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタルスラリーの表面領域の全面を攪拌羽根を有する撹拌治具により撹拌し、該領域のモルタル中の気泡を除去することを特徴とする軽量気泡コンクリート板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パネル表面の機械的強度や平滑性に優れ、なおかつ軽量にして断熱性に優れている軽量気泡コンクリート板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽量気泡コンクリート板は型枠内に気泡を含有したモルタルスラリーを打設し、所定時間放置してモルタルが硬化した後、脱型し、オートクレーブ養生して製造されている。型枠内に打設されるモルタルスラリーが高比重の場合には硬化後のパネル表面の機械的特性等が優れているが、断熱性が劣ると共に高重量となり易い。一方、低比重の場合にはパネル表面の機械的特性等が劣り衝撃や摩擦等により損傷を受けやすいものであった。また、塗装下地としては平滑性が不足しており、さらに水密性も不十分なものであった。そのため、軽量気泡コンクリート板の製造後、後処理が施されない状態ではパネルの取り扱いには特別の配慮が必要であり、パネル表面の機械的強度の向上や平滑性あるいは水密性を向上させるために種々の後処理を施す必要があった。
【０００３】
そこで、軽量気泡コンクリート板表面を高比重層とし、機械的特性等に優れかつ軽量で断熱性に優れたパネルの製造方法としては、特開昭５７ー７８８２号公報で示されるように、モルタル表面を気泡接触破壊具で処理する方法、特開昭５７ー３４９０８号公報のように振動運動を加えながらモルタル表面を処理する方法、特開平３ー５５２０５号公報には図６のようなくし歯状体８を用いてモルタル表面を移動させる方法等が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５７ー７８８２号公報で示された加圧成形方法では高比重層の厚みが均一にならず、低比重層との界面の密着性が充分ではなく、長期的な使用に対しては必ずしも充分な耐久性を示すものではなかった。また、特開昭５７ー３４９０８号公報ではモルタルの表面脱泡が充分ではなく、部分的に低比重層が残存すると共に界面での密着性を改善するまでには至らず剥離する場合があり、採用することができないものであった。また、特開平３ー５５２０５号公報ではくし歯状体でモルタル表面上を移動させるため、表面スキン層の厚みが薄いものしかできず、設定可能な厚みの範囲が狭いものであった。
【０００５】
かかることから、本発明は、複層構造を有する軽量気泡コンクリート板の高比重層と低比重層との界面領域の密着性が充分でないため剥離してしまうという欠点を改善し、高比重層の厚みコントロールが容易で、機械的特性に優れた表面を有し、かつ充分な耐久性を示し、軽量で断熱性のある軽量気泡コンクリート板の製造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】
本発明の製造方法は、軽量気泡コンクリート用モルタルスラリーを型枠内に注入後、発泡させた後、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタルスラリーの表面領域の全面を攪拌羽根を有する撹拌治具により撹拌し、該領域のモルタル中の気泡を除去することを特徴とするものである。
【０００７】
即ち、型枠内に軽量気泡コンクリート用モルタルスラリーを注入し、発泡させた後、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、撹拌羽根を有する撹拌冶具をモルタル上部に撹拌冶具を挿入すると共に、回転運動させながら水平移動させる方法により高比重層を形成させるものである。
【０００８】
本発明で用いる撹拌羽根を有する撹拌冶具は、モルタル上部の気泡を破壊しうる程度の大きさ、太さ、表面凹凸があり、ガスの除去を容易にするもので、図３の様な撹拌羽根状であれば良く、特に図４のようなスクリュウ型撹拌羽根などが好ましい。撹拌羽根の径としては３〜２０ｃｍ程度が好ましく、特に直径７〜１５ｃｍが好ましい。材質は、発泡硬化したモルタル硬度に耐え、変形しないものであればよい。
【０００９】
図３のように、撹拌羽根を有する撹拌治具のもう一方の端には駆動電動機が取り付けられ、前記撹拌羽根の動力源になっている。電動機は撹拌羽根にそれぞれ設けられていてもよく、また、複数の撹拌羽根に一つの動力源からそれぞれ送り込んでも良い。複数の撹拌治具をモルタルの表面領域に挿入するときには、その複数の撹拌治具を上部でフレーム等に一体的に結合させて、モルタルの表面領域を移動させるようにできる。
【００１０】
本発明で用いる撹拌冶具の回転数の範囲は、２００〜２０００ｒｐｍが好ましい、特に５００〜１３００ｒｐｍが好ましい。撹拌冶具の回転数が低いとモルタルの粘度低下が充分でなく気泡が若干残存し、また、回転数が高くなるとモルタル上部からの空気の巻き込みがあり部分的に粗大気泡が残存する。また、撹拌冶具の回転方向は時計方向あるいは反時計方向のどちらでも良い。
【００１１】
また、図１に示したように、半硬化した発泡モルタルの表面領域のガスの除去を行い高比重層を形成させるために挿入する撹拌治具を差し込む位置は、高比重層の厚みに応じて決められる。前記の撹拌治具をモルタル最上部に差し込んだ後、モルタル表面に沿って水平に移動する事によって、モルタル上部の気泡を破壊分解しながら除去することができる。
【００１２】
撹拌治具は、モルタル上部に一定の間隔で支持片に取り付け、平行移動させながらモルタル表面領域の気泡を除去していってもよいし、前記支持片を複数個、支持フレームに取り付け、モルタル表面領域の気泡を一度に処理しうるようにしてもよい。本発明で作成した軽量気泡コンクリート板を構成する高比重層の厚みは、図１に示したように低比重モルタルに撹拌羽根を有する撹拌治具を挿入する深さを変えることにより所定の厚みに設定することが可能である。高比重層の厚みとしては、１ｍｍ〜１０ｃｍに設定することが好ましく、特に１ｃｍ〜５ｃｍに設定することが好ましい。高比重層の厚みが、１ｍｍより小さくなると高比重層側表面に部分的に気泡が残り、１０ｃｍより大きくなると高比重層内にアバタのように気泡が残存する。
【００１３】
本発明で高比重層及び低比重層とは、軽量気泡コンクリート板の２層以上を構成する比重の異なる層の中で、比重の高い層を高比重層とし、比重の低い層を低比重層とする。その原料配合組成は、モルタル、コンクリート等を作製するときに用いるものであれば良く、セメント等の石灰質原料、粒度の異なる珪石等の珪酸質原料、石膏、発泡剤、水等から成っている。
【００１４】
また、軽量気泡コンクリート板の低比重層及び高比重層の比重は、用いるモルタル組成等によって決まり、その一例としては、比重０．４〜０．６のモルタルを用いるとモルタル表面領域の高比重層の比重は０．７〜１．３に調整することができ、高比重層と低比重層とからなる複層構造の軽量気泡コンクリート板を成型することができる。この場合高比重層の比重が０．７より小さいとモルタル表面領域に気泡が点在し外観が悪くなり、比重が１．３より大きく界面領域での剥離或いは、反りを生じ易くなる。
【００１５】
また、高比重層に対する低比重層の比重の比率としては、０．３〜０．９の範囲が好ましく、特に０．４〜０．７が好ましい。本発明の軽量気泡コンクリート板の製造方法は、例えばセメント等の石灰質原料、珪石等の珪酸質原料、解砕屑、石膏、発泡剤、水等を加えて混合した軽量気泡コンクリート用モルタルスラリーを型枠に注入し、発泡させた後、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタルスラリーの表面領域の全面を回転羽根を有する撹拌治具により撹拌し、該領域のモルタル中の気泡を除去し、硬化させた後、オートクレーブ養生して製造するものである。
【００１６】
ここで用いられるモルタルスラリー中のＣａＯ／ＳｉＯ2モル比は、０．４〜０．９が好ましく、特に０．５〜０．７が好ましい。ＣａＯ／ＳｉＯ2モル比が０．９より大きくなるとオートクレーブ中の水熱反応によるトバモライトの生成が不充分になり、０．４より小さくなるとセメントの含有量が少なくなりモルタルの凝結が遅延する。
【００１７】
またモルタルスラリーの固形分重量１００重量部に対する水の重量比は、５０〜９０重量部が好ましく、特に、６０〜８０重量部が好ましい。このような原料組成からなる原材料として、珪石として微粉珪石及び解砕屑を用いることでトバモライトの結晶化度が向上し、微粉珪石及び解砕屑を用いないモルタルに比べ、機械的強度が高く、パネル内部の乾燥収縮率の差の小さいモルタル硬化体が生成する。微粉珪石の粉末度は、ブレーン法（ＪＩＳ ５２０１）により測定し、ブレーン値で２０００〜７０００ｃｍ2／ｇが好ましく、特に２５００〜６０００ｃｍ2／ｇが好ましい。
【００１８】
ここで用いる解砕屑とは、セメント等の石灰質原料、珪石等の珪酸質原料、石膏、発泡剤、水等を加えて混合したスラリーを所定時間、所定温度で調製したモルタルであり、所定時間としては３０分以上が必要で、所定温度としては３０℃〜９０℃が好ましく、特に４０℃〜８０℃が好ましい。高比重層と低比重層の原料モルタル組成は、ほぼ同一原料組成からなり、かつ解砕屑を用いることにより、界面領域での密着性及びトバモライト結晶化度を向上させることができる。
【００１９】
図７にアルミ粉を発泡剤として使用したモルタルを型枠に注入したときの発泡率と時間の関係の１例を示す。発泡率のカーブは、一般に初期に急激に立ち上がり、次第に緩やかになり飽和する。本発明における前記撹拌羽根を有する撹拌治具を差し込む時期は、型枠内のモルタルの発泡がほぼ完了した時点、すなわち、発泡率カーブが飽和領域に達する時点（図７の例ではＡ点付近）から、モルタルが流動状態を維持している間までが好ましい。
【００２０】
モルタル発泡がほぼ完了する時点は、発泡剤としてのアルミ粉の粒径、形状等により大幅に変化するが、通常モルタルを型枠に注入してから５分〜４０分程度である。また、モルタルが流動状態を維持している期間はモルタル組成によって変化するが、通常モルタルを型枠に注入してから３０分〜７０分程度である。上記モルタルがほぼ完了する時点及び流動状態を維持している期間は使用するアルミ粉、モルタル組成が定まれば実験により簡単に求めることができる。なお、流動状態か否かは、例えばモルタル中に前記撹拌羽根を有する撹拌治具を差し込んで水平に移動させ、その軌跡が直ちに消滅するか否かで判断できる。
【００２１】
本発明において、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタルの表面領域に撹拌羽根を有する撹拌冶具を挿入して撹拌し、該領域のモルタル中の気泡を除去することでモルタル表面領域に高比重層を形成できる。この操作によりモルタル表面領域の高比重層の比重を０．７〜１．３に調整することができ、高比重層と比重０．４〜０．６の低比重層とからなる軽量気泡コンクリート板を成型することができるようになる。
【００２２】
モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液をモルタル上部及び周辺に散布する方法としては、モルタル上面を破壊しない程度に均一に分散させて添加する方法であれば良く、例えば、ジョウロのような多数の穴が分布している冶具等が好ましい。本発明でモルタル粘度上昇を遅らせるために散布する水又は水溶液の例としては、例えば、非イオン系の界面活性剤ポリオキシエチレンソルビタンエステル（例えば、日本乳化剤（株）の商品名：Ｘｅｗｃｏｌ ８２、Ｎｅｗｃｏｌ ８５）等や、アルキルスルフォン酸塩系（例えば、花王（株）の商品名：マイティー１５０、マイティーＶ２）、メラミン樹脂スルフォン酸塩系（例えば、日本合成ゴム（株）の商品名：ダイナフローＧ２）、ポリイソプレンスルフォン酸塩系（例えば、日本合成ゴム（株）の商品名：ダイナフローＺ１０５）、リグニンスルフォン酸塩系（例えば、日本製紙（株）の商品名：サンフロー、サンフローＲ）、ポリカルボン酸塩系（例えば、日本合成ゴム（株）の商品名：ダイナフローＰ）等のセメント減水剤といった種々の界面活性剤やセメント硬化遅延剤として使われるクエン酸等の水溶液、更に消泡剤として使われるシリコーン等の水溶液（例えば、花王（株）のアンチフォームＥー２００）等がある。また、水を使用する場合には、水系エマルジョンの形態で使用することができる。そのような水系エマルジョンとしてアクリル樹脂（例えば、旭化成（株）の商品名：モルタック）等がある。
【００２３】
前述した製造方法におけるモルタルスラリー上部に散布する水等の量は、型枠に注入したモルタルスラリーの体積１ｍｌ当たり０．００５〜０．５ｍｌの範囲で散水することが好ましく、特に０．００５〜０．３ｍｌが好ましい。水等の散水量がモルタルの体積１ｍｌ当たり０．００５ｍｌよりも少なくなると高比重層の形成が不充分であり、またモルタルの体積１ｍｌ当たり０．５ｍｌを越えると逆に補強筋の上部に粗大な空隙が生じたり、嵩減りの度合いが激しくなりパネルの上端部で外観が見苦しくなるという問題を生じる。
【００２４】
なお、水溶液等を使用する場合は、１〜２０ｗｔ％濃度（固形分濃度）に調節したものを上記の量使用すればよい。また、前記の水又はモルタル粘度上昇を遅らせる水溶液を散布する時期としては、型枠内の通常モルタルの発泡がほぼ完了した時点、すなわち、図７の例ではＡ点付近からモルタルが流動状態を維持している間までで、具体的には、通常モルタルスラリーを型枠に注入してから５分〜７０分が好ましく、特に、２０分〜４０分が好ましい。
【００２５】
【作用】
本発明によれば、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタルの表面領域に撹拌羽根を有する撹拌冶具を挿入して撹拌し、挿入した撹拌羽根を有する撹拌治具によりモルタル表面領域の気泡を破壊分解し、上方に逃がすことで、軽量気泡コンクリート表面に高比重層を形成することができ、パネル表面の機械的強度や平滑性に優れ、なおかつ軽量にして断熱性に優れた軽量気泡コンクリート板を製造することができる。
【００２６】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【実施例１】
珪石５０重量％、普通ポルトランドセメント３５重量％、生石灰１０重量％、石膏５重量％としたものを１００重量部に水７０重量部、アルミ０．０６重量部を混練して、モルタルスラリーを作った。このモルタルスラリーを幅６００ｍｍ、長さ６００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの型枠に注入し、モルタル発泡がほぼ完了する２５分経過したときに水１ｍｌ（発泡終了したモルタル１ｍｌ当たり０.０２ｍｌ）を散水した。引き続き、撹拌治具３を、発泡モルタルの真上に挿入し、回転運動を加えながらモルタル上面を水平移動させ、モルタル上部の気泡を除去し、モルタルの流動性が維持している３５分後までに終了した。前記モルタルが所定の硬度に達した後、ピアノ線により切断し、オートクレーブ養生した。
【００３０】
得られた軽量気泡コンクリート板表面は気泡の無い高比重層からなり、界面剥離も見られず、好ましいものであった。この軽量気泡コンクリート板を図２のＸ−Ｘ’線で切断し、切断面を観察したところ、高比重層の厚みは３ｃｍで、ほぼ均一なものであった。低比重層の比重は０．４９ｇ／ｃｍ3で、高比重層の比重は０．９８ｇ／ｃｍ3であり、引張強度は５．１ｋｇ／ｃｍ2で、低比重層の部分で破壊した。Ｘ線の強度比から求めた、高比重層に対する低比重層とのトバモライト結晶の比率は１．０１であった。
【００３１】
【比較例１】
幅６００ｍｍ、長さ６００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの型枠に、珪石３５重量％、セメント３０重量％、生石灰８重量％、石膏２重量％、解砕屑（珪石４７重量％、セメント４０重量％、生石灰１１重量％、石膏２重量％としたものを１００重量部に水１５０重量部、アルミ０．０６重量部を混練したスラリーを３時間常圧で蒸気養生したモルタルを示す）２５重量％としたものを１００重量部に水７０重量部、アルミ０．０６重量部を添加混練したモルタルスラリーを注入し、モルタル発泡がほぼ完了する３０分経過した後、ローラーをモルタル上部に押しつけ、加圧しながら水平移動させ気泡の除去を行った。前記モルタルが所定の硬度に達した後、ピアノ線により切断し、オートクレーブ養生した。
得られた軽量気泡コンクリート板表面は気泡の無い高比重層からなっていたが、表面部分の約３ｍｍが高比重層になり、この軽量気泡コンクリート板を実施例１と同様にして切断し、切断面を観察したところ、厚みは不均一なものであり、好ましいものではなかった。
【００３２】
【比較例２】
図５に示したように表面にブラシ部を有するくし歯状体をモルタル上部に押しつけ、水平移動させながら気泡の除去を行った以外は比較例１の方法と全て同様の方法で軽量気泡コンクリート板を作製した。得られた軽量気泡コンクリート板表面は気泡の無い高比重層からなっていたが、表面部分の約５ｍｍが高比重層になり、この軽量気泡コンクリート板を実施例１と同様にして切断し、切断面を観察したところ、厚みは不均一で一部分気泡が残存しており、好ましいものではなかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、モルタルの粘度上昇を遅らせる水又は水溶液を散布し、その後、モルタルが硬化する前にモルタル表面領域に撹拌治具を挿入して攪拌することにより、モルタル表面領域の気泡を破壊分解し殆ど残留することなく除去することができる。このようにして作成した軽量気泡コンクリート板は、高比重層の厚みが均一な複層構造を有し、パネル表面の機械的強度や平滑性に優れ、なおかつ軽量にして断熱性に優れた軽量気泡コンクリート板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撹拌羽根をモルタル上部に差し込み、上部から気泡を除去する操作の一実施例を示した断面図である。
【図２】本発明の軽量気泡コンクリート板の正面図である。
【図３】本発明の撹拌羽根を有する撹拌治具を示す正面図である。
【図４】本発明の撹拌羽根を有する撹拌治具の他例を示す正面図である。
【図５】従来のくし歯状体をモルタル表面に押しつけた状態の一例を示した正面図である。
【図６】従来のくし歯状体の形状を示した正面図である。
【図７】型枠に注入されたモルタルの発泡率と時間の関係の一例を示した図である。
【符号の説明】
１ 高比重層
２ 低比重層
３ 撹拌羽根を有する撹拌治具
４ 駆動装置
５ 軽量気泡コンクリート板
６ 型枠
７ ブラシ部
８ くし歯状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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