Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP6933422B2 - 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 - Google Patents

軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6933422B2
JP6933422B2 JP2017126391A JP2017126391A JP6933422B2 JP 6933422 B2 JP6933422 B2 JP 6933422B2 JP 2017126391 A JP2017126391 A JP 2017126391A JP 2017126391 A JP2017126391 A JP 2017126391A JP 6933422 B2 JP6933422 B2 JP 6933422B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mullite
raw material
alc
silica stone
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017126391A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019006655A (ja
Inventor
純夫 柴田
純夫 柴田
隆臣 日置
隆臣 日置
Original Assignee
住友金属鉱山シポレックス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友金属鉱山シポレックス株式会社 filed Critical 住友金属鉱山シポレックス株式会社
Priority to JP2017126391A priority Critical patent/JP6933422B2/ja
Publication of JP2019006655A publication Critical patent/JP2019006655A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6933422B2 publication Critical patent/JP6933422B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

本発明は、軽量気泡コンクリートパネル(ALCパネル)の製造方法に関する。詳しくは、本発明は、建築物の壁や屋根、床等に使用されるALCパネルに関するものであり、珪石の使用量を削減することができるALCパネルの製造方法に関する。
軽量気泡コンクリート(ALC)は内部に気泡と細孔を含み、絶乾かさ比重が0.5程度と非常に軽量でありながら強度も比較的高いという優れた性質を持つ。この強度を発現させているのが、オートクレーブによる高温高圧水蒸気養生であり、この養生過程において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から、珪酸カルシウム水和物のトバモライトが生成される。
トバモライトは化学式では5CaO・6SiO・5HOであり、Ca/Siモル比の理論値は5/6=0.83である。ALCパネルの工業生産では、珪酸質原料は該理論値よりも大きめに設定されることがほとんどであり、Ca/Siモル比は0.3〜0.7程度の範囲である。
ここで、近年のALCパネルの製造現場においては、各種原料の供給量が不足しつつある。ALCを製造するための上記の天然原料のうち、特に珪酸質原料として用いている珪石については、一部の現場では、その供給量が需要に追いつかない等、逼迫した状況ともなっている。
珪石の不足を補う代替原料としては、ムライトがその有力な候補として考えられる。ムライトは示性式が3Al・2SiOで表される鉱物であるが、トバモライト中においては、通常、SiOの約15%程度がAl置換されていることもあり、珪石の代替原料としてムライトは、有力であると考えられる。例えば、ムライトを含有する石炭灰を、珪酸質原料として利用することが可能であることについては、特許文献1にも開示されている。
しかしながら、優れた圧縮強度を備えることが求められるALCパネルの製造においては、結晶度の高いトバモライトを多量且つ均質に生成させることが極めて重要であり、そのためには、例えば、石英の結晶サイズのバラツキが少ない原石からなるもの等、高品位の珪酸質原料の選択が必須であるというのが従来の通説であった(特許文献2参照)。この点、上記の特許文献1においても、珪酸質原料として(ムライトを含有する)石炭灰を利用した場合、珪石・珪砂を使用する場合に比較して強度物性が低下し、それに伴う各種の不具合が発生しやすいことが明示されている。又、同文献においては、代替可能とされるムライトの割合についても、1.0〜40.0wt%という極めて広い範囲が漠然と開示されているのみである。実際のところ、十分な圧縮強度を保持したまま、珪酸質原料の一部をムライトで代替する具体的な技術手段は未だ見出されておらず、珪酸質原料のムライトによる代替は、ALCパネルの製造の現場において、実用化が進んでいないのが実情である。
国際公開2014/069534号 特開2001−302325号公報
本発明は、ALCパネルに求められる十分な圧縮強度を保持したまま、珪酸質原料とする珪石の一部をムライトで代替することにより、ALCパネルの品質を維持したまま、珪石の使用量を削減することができる、ALCパネルの製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、ALCパネルの製造において、珪酸質原料中における代替量を所定の割合の範囲内に限定することにより、十分な圧縮強度を保持したまま、珪酸質原料を構成する珪石の一部をムライトで代替することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
(1) 主として珪石からなる珪酸質原料と、石灰質原料と、を含有してなるALCスラリーを硬化させて、軽量気泡コンクリートパネルを製造する製造方法であって、前記珪酸質原料を構成する珪石の一部をムライトで代替し、前記珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対する前記ムライトの含有量を、2.5質量%以上15質量%以下とする、軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
(1)の発明によれば、ALCパネルの製造において、ALCパネルの圧縮強度を保持したまま、硅酸質原料として、受給が逼迫している珪石の一部を、タイルセルベン等に代表される産業廃棄物にも一定量割合で含有されるムライトで代替することができる。
(2) 前記珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対するムライトの含有量を、2.5質量%以上10質量%以下とする(1)に記載の軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
(2)の発明によれば、(1)の発明におけるムライト添加量を更に特定の好ましい範囲に限定した。これにより、オートクレーブ養生時間の延長等は伴わずに、通常の操業条件の下で、(1)の発明の奏する上記効果を、より好ましい態様で享受することができる。
(3) 前記珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対するムライトの含有量を、10質量%を超えて15質量%以下とし、オートクレーブ養生時間を延長することにより、珪石の一部をムライトで代替しなかったとした場合と同等量のトバモライトを発生させることを特徴とする、(1)に記載の軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
(3)の発明によれば、(1)の発明におけるムライト添加量を、オートクレーブ養生時間の延長等操業条件の最適化と併せて実施することを前提として、更に、珪石のムライトによる代替比率を相対的に高い特定範囲に限定した。これにより、(1)の発明において、より多くの割合で、珪石をムライトで代替することができる。
本発明によれば、ALCパネルに求められる十分な圧縮強度を保持したまま、珪酸質原料とする珪石の一部をムライトで代替することにより、ALCパネルの品質を維持したまま、珪石の使用量を削減することができる、ALCパネルの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施態様について説明する。尚、本発明は以下の実施態様に限定されない。
<ALCパネルの製造方法>
従来実施されている一般的なALCパネルの製造方法は、以下の通りである。ALCパネルの製造においては、先ず、珪石等の珪酸質原料と、セメント、生石灰等の石灰質原料を主原料とするALCスラリーを作成する。そして、これを型枠内で硬化させて半可塑性体を形成する。次に、この半可塑性体を所定の寸法にカットし、更にカットされた半可塑性体をオートクレーブに装入して、高温高圧で水蒸気養生する。これらの過程を経ることにより所定形状のALCパネルを製造することができる。
本発明の製造方法は、上記ALCスラリーの主原料である珪酸質原料の一部を、タイルセルベン等に代表される産業廃棄物にも一定量割合で含有されるムライトにより、特定の割合で代替することを特徴とする。
<ALCスラリー>
一般に、ALCパネルの製造に用いるALCスラリーは、主原料である上記の珪酸質原料及び石灰質原料の他、ALC屑材を粉砕した工程繰り返し原料、発泡剤としてのアルミニウム粉末、界面活性剤等の添加物、及び温水を加えて混練することによって得ることができる。本発明のALCパネルの製造方法に用いるALCスラリーは、このALCスラリーの主原料のうち、珪酸質原料の一部を、ムライトで代替するものである。ムライトは、天然品の産出量は少なく、合成品が広く用いられているが、タイルセルベン等に代表される産業廃棄物にも一定量割合で含有されており、これを材量原とすることで、極めて安価で入手することができる。
上述の通り、ALCパネルの強度向上にはオートクレーブ養生の過程におけるトバモライトの生成が重要な役割を果たす。このトバモライトの生成を促進する上では、珪酸質原料は、例えば特許文献2に記載されているように高品位のものであることが好ましい。よって、例えば、SiO含有量において劣るムライトでこれを代替すると、ALCパネルの強度の向上に寄与するトバモライトの生成が不充分となり、ALCパネルの強度が低下してしまうものと考えられていた。
ここで、トバモライトは化学式では5CaO・6SiO・5HOである。そしてこのトバモライトのCa/Siモル比の理論値は5/6=0.83である。ALCスラリー中の全石灰分と珪酸分のモル比CaO/SiOは、トバモライトの前駆体である珪酸カルシウム水和物の組成に影響を与える。トバモライトを効率的に生成させるには、理論的には、このモル比を0.4以上0.8以下の範囲内に制御することが必要となる。
しかしながら、実際のALCパネルの製造工程においては、オートクレーブ養生品の物性を向上させる為に、ALCスラリーの上記のCa/Siモル比は、上記の理論値よりもSiリッチの方向に調整されて設定されることがほとんどであった。具体的には、ALCスラリーのCa/Siモル比は0.3以上0.7以下程度の範囲に調整されることが一般的である。この理由のうち、少なくとも一つの理由として、次の理由が挙げられる。それは、トバモライトの生成に寄与しなかった未反応分の珪酸質原料は、ALCマトリックス中にそのまま残存し、骨材効果によってもALCパネルの強度向上に寄与するということである。
本発明のALCパネルの製造方法に用いるALCスラリーは、主として珪石からなる珪酸質原料と石灰質原料を主原料とする。そして、ALCスラリー中の石灰分と珪酸分のモル比(Ca/Si)が0.3以上0.7以下である。この点は従来のALCパネルの製造に用いるスラリーと同様である。
そして、本発明のALCパネルの製造方法に用いるALCスラリーは、珪酸質原料を構成する珪石のうち、少なくともその一部をムライトで代替するものである。ALCスラリーを構成する石灰質原料やその他の材料成分については、従来のスラリーと同様のものを用いることができる。
[珪酸質原料]
本発明のALCスラリーに用いる珪酸質原料は、上述の通り、珪石の一部をムライトで代替したものである。ここで、ムライトとは、単鎖構造を持つ化学式3Al3・2SiOで表される、酸化アルミニウムと二酸化ケイ素の化合物である。
珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対するムライトの含有量比は、2.5質量%以上15質量%以下であればよい。これにより、ムライトによる珪石の代替にもかかわらず、概ね同等のトバモライトが生成され、ALCパネルに十分な強度を保持させることができる。後に実施例において示す通り、ムライトの上記含有量比が、2.5質量%以上15質量%以下の範囲において、ALCパネルの強度は、ムライトの含有量比が0質量%である通常組成の場合と概ね遜色ない数値を示す。よって、本発明の製造方法の実施においては、ムライトを用いる場合の目安として、上記含有量比が2.5質量%以上15質量%以下、即ち、ムライトによる珪石の代替率が2.5質量%以上15質量%以下であることが好ましい。
但し、珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対するムライトの含有量比は、2.5質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。ムライトによる代替の割合をこの範囲に限定することにより、後に実施例において示す通り、オートクレーブ養生時間等の条件を変更せずに、ALCパネルの強度を、上記の含有量比が0質量%である通常組成の場合と概ね遜色ない数値とすることができる。
又、珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対するムライトの含有量比は、10質量%を超えて15質量%以下とすることができる。この場合は、例えば、後に実施例で示す通り、オートクレーブ養生時間を従来よりも3〜6時間程度延長することにより、ALCパネルの強度を、上記の含有量比が0質量%である通常組成の場合と概ね遜色ない数値とすることができる。
[石灰質原料]
本発明のALCパネルの製造方法に用いる石灰質原料は、上記の通り、ALCスラリー中の石灰分と珪酸分のモル比(Ca/Si)が0.3以上0.7以下に保持できる範囲において、ALCパネル製造用途として従来公知の各種のセメント系材料を適宜用いることができる。具体例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント以外に高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等を挙げることができる。これらを、ALCパネルの使用用途により適宜使い分けることが好ましい。
[その他の材料]
ALCスラリーのその他の材料と配合比については特段限定されない。用途を考慮して適宜設定すればよい。一般的なAE剤、AE減水剤、高性能AE減水剤等の混和剤を添加することもできる。
以下、本発明のALCパネルの製造方法について、実施例を挙げて詳細に説明する。尚、本発明は、以下に示す実施例の態様に限定されるものではない。
<ALCパネルの製造>
まず参考例のALCパネルの製造に用いるALCスラリーを作成するために固体原料を以下の通り作成した。珪石砂、生石灰、普通ポルトランドセメント、石膏、繰り返し原料を下記表1に示す通りの配合量で混合した。尚、表1中の各材料の数値の単位はgである。
Figure 0006933422
そして、上記の参考例の固体原料について、それらに含まれる珪石の一部をそれぞれ、表2に示す割合(表2中で「ムライト添加量(%)」と表記)で、ムライトで置換したものを、各実施例及び比較例の固体原料とした。これらの各固体原料合計100重量部に水60重量部と少量のアルミニウム粉末及び界面活性剤を加え混練して得たものを、参考例と実施例及び比較例の各ALCスラリーとした。
Figure 0006933422
上記の各ALCスラリーが、アルミニウム粉末の反応により気泡が生成して膨張し、石灰質原料の水和により硬化した後、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、参考例と、実施例及び比較例の各ALCパネル試料を得た。
又、参考例と、実施例及び比較例の各ALCパネルにおいて、高温高圧水蒸気養生にかける時間を3時間延長又は6時間延長した、他は同条件での製造を行った例についても、それぞれの条件で製造したALCパネル試料を得た。
このようにして得られた各試料について、XRD(CuKα)のトバモライトの主要ピーク(7.8°)の高さを測定することにより、各試料におけるトモバライトの生成量(相対量)を算出した。これを下記の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
A:トモバライトの生成量が参考例を上回っていた。
B:トモバライトの生成量が参考例の量の90%以上100%以下であった。
C:トモバライトの生成量が参考例の量の70%以上90%未満であった。
D:トモバライトの生成量が参考例の量の70%未満であった。
表2より、ムライトによる代替量が特定範囲内である場合に、天然資源である珪石を、一定割合の範囲内において、ムライトで代替しても、十分なトバモライトが生成されるることが分かる。尚、ムライトによる代替量が一定割合を超える場合に、トバモライト生成量が相対的に低減するのは、トバモライトに対してAl量が固溶限界を超えることによるためであると考えられる。以上より、本発明の製造方法によれば、ALCパネルに求められる十分な圧縮強度を保持したまま、珪酸質原料とする珪石の一部をムライトで代替することにより、ALCパネルの品質を維持したまま、珪石の使用量を削減することができることが分かる。

Claims (1)

  1. 主として珪石からなる珪酸質原料と、石灰質原料と、を含有してなるALCスラリーを硬化させて、軽量気泡コンクリートパネルを製造する製造方法であって、
    前記珪酸質原料を構成する珪石の一部をムライトで代替し、
    前記珪酸質原料中の珪石とムライトとの合計含有量に対する前記ムライトの含有量を、10質量%を超えて15質量%以下とし、
    オートクレーブ養生時間を延長することにより、珪石の一部をムライトで代替しなかったとした場合と同等量のトバモライトを発生させることを特徴とする、
    軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
JP2017126391A 2017-06-28 2017-06-28 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 Active JP6933422B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017126391A JP6933422B2 (ja) 2017-06-28 2017-06-28 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017126391A JP6933422B2 (ja) 2017-06-28 2017-06-28 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019006655A JP2019006655A (ja) 2019-01-17
JP6933422B2 true JP6933422B2 (ja) 2021-09-08

Family

ID=65028467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017126391A Active JP6933422B2 (ja) 2017-06-28 2017-06-28 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6933422B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019006655A (ja) 2019-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9067830B2 (en) Hydraulic lime composition
JP4911580B2 (ja) 低比重軽量発泡コンクリート及びその製造方法
EP2514727B1 (en) An alkali activated limestone concrete composition and use of composition in concrete casting
CN101327621A (zh) 蒸压加气混凝土
CN113454043A (zh) 低碳建筑粘结剂的新配制剂、制备方法和建筑材料
EP2878585B1 (en) Method for the manufacturing of cementitious C-S-H seeds
CN112225519A (zh) 一种提高石膏建材制品强度的方法
JP2009057226A (ja) 軽量気泡コンクリートの製造方法
CN105585330A (zh) 一种节能保温加气混凝土砌块及其制备方法
KR101143434B1 (ko) 균열저감재 조성물 및 이를 포함하는 모르타르 조성물과 콘크리트 조성물
KR101664273B1 (ko) 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 포함하는 시멘트 모르타르, 그 제조방법
CN101215110B (zh) 加气混凝土废料综合利用的处理方法
JP4821003B2 (ja) ケイ酸カルシウムの製造方法
JP6933422B2 (ja) 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法
JP4176395B2 (ja) 低比重珪酸カルシウム硬化体の製造方法
KR101117780B1 (ko) 시멘트 킬른 바이패스 더스트를 이용한 다공성 규산칼슘 경화체 제조방법
JP2021165220A (ja) 軽量気泡コンクリートの製造方法
JP2016169132A (ja) セメント系硬化体の製造方法
CN104692754A (zh) 一种砂加气混凝土砌块
KR102709064B1 (ko) 바닥 모르타르용 바인더 조성물, 및 이를 포함하는 습식 바닥 모르타르 조성물 또는 건식 바닥 모르타르 조성물
JP7461264B2 (ja) 生コンクリートの製造方法
JP7370204B2 (ja) 蒸気養生製品用セメント組成物
JP2016169123A (ja) 軽量気泡コンクリートパネルの製造方法
JP2001019571A (ja) 軽量気泡コンクリートの製造方法及びそれによって得られる軽量気泡コンクリートパネル
JP2009126717A (ja) ケイ酸カルシウム水和物系材料およびケイ酸カルシウム水和物系建材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200303

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210816

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6933422

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150