撥水性軽量気泡コンクリート
【課題】軽量気泡コンクリートが有する軽量かつ断熱性に優れた性能を損なうことなく、軽量気泡コンクリート表面から内部に至るまで優れた撥水層を有する撥水性軽量気泡コンクリート、その製造方法および使用方法を提供すること
【解決手段】軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート。前記アルコキシシランは、好ましくは炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる。
【解決手段】軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート。前記アルコキシシランは、好ましくは炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水性を付与した軽量気泡コンクリート及びその製造方法と使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多孔質無機系建材の一つである軽量気泡コンクリートは、軽量かつ断熱性に優れているため、ビルまたは住宅の外壁材、床材、間仕切り材、屋根材として広く用いられている。しかし、一方ではその耐水性が劣り水を吸水し易いという問題がある。すなわち、比重が０．４５〜０．５５の軽量気泡コンクリートは、体積のほぼ８割が空隙であり、この空隙に水が浸透し易く、水が入ると断熱性や強度が低下するだけでなく、炭酸化や凍害の促進を招き、亀裂などの問題を生じる。また、吸水と乾燥の過程で膨潤と収縮を繰り返し、亀裂の原因になる場合もある。
【０００３】
一般に、軽量気泡コンクリートの吸水を防止する方法は、軽量気泡コンクリート表面への塗装である。しかし、軽量気泡コンクリートの表面は、切断時に形成される凹凸や気泡による凹凸が大きく、非常に多くの塗料を塗布しないと耐透水性能が得られない。また、現場塗装では、ピンホールなどができ易く、完全に吸水を防止することは非常に困難である。更には、工場塗装で予め軽量気泡コンクリート表面に完全な塗装を行っていても、軽量気泡コンクリートは、現場で切断加工する場合が多く、切断面から雨などの水が入り問題となる。このように、塗装では軽量気泡コンクリートの吸水の問題を十分に解消することが困難である。
【０００４】
そこで、軽量気泡コンクリート自体の吸水速度を低減する方法として、特許文献１、２において、軽量気泡コンクリート製造工程の原料スラリーにポリジメチルシロキサンを添加する方法が提案されている。しかし、このような方法では、軽量気泡コンクリートが吸水し易いという問題をある程度解決することはできるが、本質的に吸水を防ぐことはできず、軽量気泡コンクリートの吸水問題を解決したとは言えない。
【０００５】
また、軽量気泡コンクリートの吸水を防止する方法として、特許文献３において、軽量気泡コンクリート表面にアルコキシシランなどの撥水剤蒸気を接触させて撥水性を付与する方法が提案されている。しかし、この方法では、軽量気泡コンクリートに撥水剤蒸気を単純に接触させるだけであり、撥水剤は軽量気泡コンクリート内部空隙へ拡散により浸透するのみであるので、本発明の比較例２に示すように、軽量気泡コンクリートの表面から３ｍｍ程度の深さまでは撥水性を有するものの、軽量気泡コンクリート内部までは十分な撥水性が得られない。
【０００６】
また、同様に特許文献４において、ケイ酸カルシウム成形体を密閉容器に入れ減圧状態にした後、アルキルアルコキシシランの蒸気を流入させる方法が提案されている。しかし、この方法では、軽量気泡コンクリートを密閉容器に入れて減圧状態にしているものの、十分なアルキルアルコキシシラン蒸気が得られず、本発明に比較例３として記載したように、軽量気泡コンクリートの内部まで十分な撥水性を有する撥水層が得られていない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−５５３５９号公報
【特許文献２】特開平３−５４１７５号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１６１６５号公報
【特許文献４】特開平６−２７１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、軽量気泡コンクリートが有する軽量かつ断熱性に優れた性能を損なうことなく、軽量気泡コンクリート表面から内部に至るまで優れた撥水層を有する撥水性軽量気泡コンクリート、その製造方法および使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、軽量気泡コンクリートを密閉容器に入れ加熱減圧（減圧後の圧力をＰ１とする。）した後に、アルキルアルコキシシラン蒸気を流入させて、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内のアルキルアルコキシシラン蒸気圧を上記圧力Ｐ１より１０００Ｐａ以上高くすると、該軽量気泡コンクリート内部の中心部空隙表面にまで撥水層を形成させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は
１． 軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート、
２． アルキルアルコキシシランが、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる上記１の軽量気泡コンクリート、
３． アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である上記１の軽量気泡コンクリート、
４． アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である上記１の軽量気泡コンクリート、
５． 撥水層の水の接触角が１００度以上である上記１、２、３または４の軽量気泡コンクリート、
６． 撥水層の水の接触角が１３０度以上である上記１、２、３または４の軽量気泡コンクリート、
７． 軽量気泡コンクリートの厚みが１０〜２００ｍｍである上記１、２、３、４、５または６の軽量気泡コンクリート、
８． 軽量気泡コンクリートの厚みが２５〜２００ｍｍである上記７の軽量気泡コンクリート、
９． 密閉容器内に軽量気泡コンクリートを入れて１００℃以上に加熱減圧した後、該密閉容器とは別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れて減圧にし、１００℃以上に加熱して発生させたアルキルアルコキシシランの蒸気を上記軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入し、該密閉容器内の流入後の圧力を上記流入前の減圧圧力より５０００〜１０００００Ｐａ高くして、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで付着させることからなる軽量気泡コンクリートの製造方法、
１０． 軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートを製造する方法であり、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルコキシシランの少なくとも１種を用いる上記９の軽量気泡コンクリートの製造方法、
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における撥水性軽量気泡コンクリートは、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面全体に、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートである。
本発明において、軽量気泡コンクリートとは、周知の方法で製造されたもので良く、例えば、珪石やセメント、生石灰、石膏などのケイ酸質原料と石灰質原料を主成分にアルミニウムなどの気泡剤を混合してできた原料スラリーを、予め補強用鉄筋もしくは金網を配設した型枠に注入し、切断に適した硬度になるまで養生した後、型枠から外して半硬化状のモルタルブロックとし、これを緊張配設したピアノ線などの線材で切断したものをオートクレーブ養生することにより製造される。本発明において、軽量気泡コンクリートの内部空隙とは、軽量気泡コンクリートを発泡成形するときに導入される気泡だけでなく、部分的に気泡同士を繋ぐ連通孔や成形時に生じる毛細管空隙やゲル空隙なども含まれる。
【００１１】
本発明で用いられる、アルキルアルコキシシランは、一般式を Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎで表すことができる。ここで、Ｒ１は炭素数１〜１８のアルキル基であり、Ｒ２はアルキル基であれば特に限定されないが、最も汎用的なメチル基、エチル基が好ましい。ｎは１〜３の整数を表す。ｎが２以上の場合、Ｒ１同士は同じであっても異なっていても良い。ｎが１または２の場合、Ｒ２同士は同じでも異なっていても良い。
【００１２】
本発明で用いられるアルキルアルコキシシランとしては、最も汎用的なアルキルトリアルコキシシラン（ｎ＝１）が好ましく、炭素数１〜８のアルキル基を有する代表的なアルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシランなど
が挙げられる。
【００１３】
また、炭素数９〜１８のアルキル基を有する代表的なアルキルトリアルコキシシランとしては、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ペンタデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００１４】
アルキルアルコキシシランのアルコキシル基は、加水分解してシラノール基となり、更に、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面で軽量気泡コンクリートを構成するケイ酸カルシウムなどが有するシラノール基と化学結合してシロキサン結合を形成する。軽量気泡コンクリートと化学結合したアルキルアルコキシシランは、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面で単分子〜数分子層から成る膜を形成することで優れた撥水性を発現すると推測される。
【００１５】
本発明において好ましく用いられるアルキルアルコキシシランは、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、および炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である。より好ましく用いられるのは、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、および炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物であり、さらに好ましく用いられるのは、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である。炭素数１〜３のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物であることが特に好ましい。
【００１６】
ここで、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物の代表的なものとしては、例えばメチルトリメトキシシランとプロピルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシランの混合物、メチルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシランの混合物、メチルトリエトキシシランとプロピルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシランの混合物、メチルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシランの混合物、エチルトリメトキシシランとプロピルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシランの混合物、エチルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシランの混合物、エチルトリエトキシシランとプロピルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシランの混合物、エチルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシランの混合物が挙げられる。
【００１７】
炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の代表的なものは、例えばプロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシシランの混合物が挙げられる。
【００１８】
炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物の代表的なものは、例えばメチルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、プロピ
ルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物が挙げられる。また、これらの代表的な例として挙げたアルキルアルコキシシラン及び混合物から選ばれる２種以上の混合物も好ましい具体例である。
【００１９】
アルキルアルコキシシランとして、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、または炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を使用すると、軽量気泡コンクリートの表面はもちろん、内部空隙表面全体に水に対する接触角１００度以上の撥水層を形成することが可能となる。さらに、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、または炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を使用すると、得られた撥水層は軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙表面に至るまで全体に亘って、水の接触角が１３０度以上、更には１５０度以上の優れた撥水性を発現することが可能となる。
なお、アルキルアルコキシシランとして、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を用いた場合も、アルキルアルコキシシランを選ぶことで水の接触角を１３０度以上にすることが可能である。また、プロピルトリエトキシシランは、優れた撥水性を発現し、かつあまり高温にし なくても高い蒸気圧を得られることなどから使用し易く、好ましいアルキルアルコキシランである。
【００２０】
炭素数が９以上のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランを単独で軽量気泡コンクリートの内部空隙まで浸透させるに充分な蒸気圧を得るには、２００度以上の高温にすることが必要となる。そこで、蒸気圧が高い炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の蒸気と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の蒸気とを混合した混合蒸気は、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシラン蒸気の分圧が小さいものの、軽量気泡コンクリートの内部空隙まで浸透させるに必要な蒸気圧を有する混合蒸気を得ることが可能となる。この得られた混合蒸気を用いて形成された撥水層は、軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙表面に至るまで全体に亘って、混合割合にもよるが１５０度以上の優れた撥水性を有する。
【００２１】
ここで、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合割合は、気化前の溶液で炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランが１０〜６０重量％が好ましく、３０〜５０重量％がより好ましい。炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合割合は、気化前の溶液で炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランが６０〜９８重量％が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましく、更には７５〜９５重量％が特に好ましい。
【００２２】
本発明においては、用いるアルキルアルコキシシランを選択することで軽量気泡コンクリートの表面及び内部空隙表面に水の接触角が１００度以上、好ましくは１３０度以上、より好ましくは１５０度以上の優れた撥水性を有する撥水層を形成することができる。
また、本発明において使用される軽量気泡コンクリートは、周知の方法で製造されたもので良く、例えば、珪石やセメント、生石灰、水を主原料として石膏や解砕屑、気泡剤などを使用することができる。また、補強用鉄筋もしくは補強用金網が埋設されている。
【００２３】
本発明の優れた撥水性を有する軽量気泡コンクリートの製造方法を説明する。本発明において、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に至るまで浸透させて、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に撥水層を形成させる方法としては、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内を加熱減圧（圧力Ｐ１）とし、次にこの密閉容器と弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れ、この密閉容器内も減圧とした後に加熱してアルキルアルコキシシランの蒸気を該密閉容器内に発生させ、予めアルキルアルコキシシランの蒸気圧を圧力Ｐ１よりも高い圧力とする。この状態で前記弁を開くとアルキルアルコキシシラン蒸気は、軽量気泡コンクリートの入った密閉容器内に流入し、軽量気泡コンクリートの表面及び内部空隙に至るまで速やかに浸透させることができる。
ここで、軽量気泡コンクリート入れた密閉容器を加熱するとき、軽量気泡コンクリートを長時間高温にさらすと乾燥し亀裂が発生する可能性があるため、そのような場合は、乾燥を抑制するために加熱水蒸気により加熱し、所定温度になった後に減圧すると良い。ここで、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器の加熱温度は、流入されるアルキルアルコキシシランの蒸気が凝縮して液化しないことが肝要であり、流入されるアルキルアルコキシシランによって異なるが８０〜３００℃が好ましく、９０〜２２０℃がより好ましく、更には１００〜２１０℃が特に好ましい。また、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器の減圧の程度は、より減圧にすることが肝要であるが、通常は１０００Ｐａ以下とすることが好ましく、５００Ｐａ以下とすることがより好ましい。
【００２４】
ここで、アルキルアルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙に短時間に浸透させるためには、アルキルアルコキシシランの蒸気が冷却されて凝縮しない温度まで、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器や密閉容器を繋ぐ管だけでなく、軽量気泡コンクリート自体も十分に加熱することと、アルキルアルコキシシランを入れた密閉容器を加熱して、予めアルキルアルコキシシランの蒸気を十分に発生させ、アルキルアルコキシシランの蒸気圧が軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内の圧力Ｐ１より高い状態にすることが肝要である。好ましくはアルキルアルコキシシランの蒸気を発生させる前に密閉容器内をできるだけ減圧にして空気を取り除いた後にアルキルアルコキシシランを気化させて、密閉容器内を可能な限り、純粋なアルキルアルコキシシランの蒸気で満たすことである。
【００２５】
つまり、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内にアルキルアルコキシシランの蒸気を流入させる前に、アルキルアルコキシシランを入れた密閉容器内を減圧にせず空気が入ったままで、更にはアルキルアルコキシシランを十分に気化させない状態で前記弁を開けても軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入するのはほとんどが空気である。両密閉容器内の圧力が均一になった後にアルキルアルコキシシランが入った密閉容器内が減圧状態となることで気化したアルキルアルコキシシランは、軽量気泡コンクリートの入った密閉容器内に流入するものの軽量気泡コンクリートの内部空隙には拡散でしか浸透することができず、軽量気泡コンクリートの内部空隙にまで浸透させるには非常に長い処理時間を要する。
【００２６】
本発明において、軽量気泡コンクリート内部へのアルキルアルコキシシランの浸透は、拡散でなく圧力差が推進力となるため、非常に速やかに軽量気泡コンクリート表面及び中心部の内部空隙表面に浸透するだけでなく、軽量気泡コンクリートの表面から内部に至るまで優れた撥水層が形成される。
上記したように、軽量気泡コンクリート内部への浸透は、圧力差が推進力となるため減圧にした際の圧力Ｐ１とアルキルアルコキシシランの蒸気を流入した後の圧力Ｐ２との差（Ｐ２−Ｐ１）で決定される。したがって、必要とされる該圧力差は軽量気泡コンクリート厚みに比例することになるが、通常、１０００〜１０００００Ｐａであることが好ましく、５０００〜９００００Ｐａであることがより好ましく、更には８０００〜８００００Ｐａであることが特に好ましい。必要とされる圧力差（Ｐ２−Ｐ１）が軽量気泡コンクリート厚みに比例することから、予め軽量気泡コンクリートの試験片を用いて予備試験を行い、必要とされる圧力差（Ｐ２−Ｐ１）を求める方法も好ましい態様である。
【００２７】
また、これらの圧力差を適切に設けるためには、使用するアルキルアルコキシシランの種類やアルキルアルコキシシランを気化させる密閉容器の体積によっても異なるが、温度は８０〜３００℃であることが好ましく、９０〜２２０℃であることがより好ましく、１００〜２１０℃であることが更に好ましい。
本発明において２種以上のアルキルアルコキシシランの混合蒸気を得る方法は、それぞれのアルキルアルコキシシランを別々の密閉容器入れて所定温度まで加熱し気化した蒸気を混合するか、または単純に同一密閉容器内にそれぞれのアルキルアルコキシシランを別々に入れるか、もしくは予めそれぞれのアルキルアルコキシシランを所定の割合で混合してから加熱しても良い。
【００２８】
本発明で用いる軽量気泡コンクリートの厚みは１０ｍｍ以上であり、２５ｍｍ以上が好ましく、３５ｍｍ以上がより好ましい。また、軽量気泡コンクリート厚みは２００ｍｍ以下であり、１５０ｍｍ以下が好ましく、１００ｍｍ以下がより好ましい。軽量気泡コンクリート厚みが２００ｍｍより厚いものを内部まで撥水化させるためには、非常に大きな蒸気圧が必要となり、現実には困難となる。
【００２９】
本発明において、軽量気泡コンクリート内部に浸透させるために必要な処理時間は、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器とアルキルアルコキシシラン蒸気の流入量によって異なるが、通常は数十秒〜２時間程度で十分である。
本発明の製造方法においては、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器及び軽量気泡コンクリート自体が十分に加熱されているため、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙内に浸透したアルキルアルコキシシラン蒸気は、速やかに軽量気泡コンクリートと化学結合し、撥水性を発現させることが可能となる。
【００３０】
また、アルキルアルコキシシラン蒸気を浸透させる処理時間が短く、一部未反応のアルキルアルコキシシランが存在して十分に撥水性が発現していない場合には、未反応のアルキルアルコキシシランと軽量気泡コンクリートを反応さて撥水性を発現させるために室温で数日〜数週間放置しておくだけでも良いが、更には６０℃〜１８０℃で０．５〜５時間程度加熱するのが好ましい。ここで、加熱方法は、特に限定されないが一般的な熱風加熱や遠赤外線加熱または水蒸気加熱などを使用することができる。
本発明において、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に浸透させるアルキルアルコキシシランは、十分な撥水性を発現させるためには、軽量気泡コンクリートに対して０．１〜５重量％程度であることが好ましいが、高価なアルキルアルコキシシランを多く使用することは、コスト上昇に繋がるため、０．５〜３重量％程度であることがより好ましい。
【００３１】
本発明の方法で処理した軽量気泡コンクリートは、表面から内部に至るまで優れた撥水層を有しているため、耐透水性が著しく向上しており、従来通りの塗装をしても使用できるが、これまでのように軽量気泡コンクリート表面を塗装して吸水を防ぐ必要がないため、化粧用の塗装をするのみもしくは塗装なしの素板で使用することも可能である。また、該軽量気泡コンクリートは、耐凍害性能も著しく向上しており、これまで凍害を起こすため使用が制限されていた寒冷地での使用が可能となる。このように、本発明の軽量気泡コンクリートは、従来通りの使用はもちろんであるが、塗装や寒冷地の制限なしに外壁材、床材、間仕切り材または屋根材として使用することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
本発明において水の接触角、耐凍害性、耐透水性は次のように測定した。
１．水の接触角
長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍのサンプルを長さ８０ｍｍの位置で切断し、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍの切断面上を幅方向及び厚さ方向に１０ｍｍ間隔で各４点の合計１６箇所を温度２０℃、湿度６５％の条件下で協和界面科学株式会社製の接触角計（ＣＡ−ＤＴ型）により測定した。
２．耐凍害性
株式会社マルイ社製の凍結融解試験機（ＭＩＴ−１６８２−Ａ３−特）により、ＪＩＳ Ａ−１４３５に準拠した気中凍結水中融解法で測定した。ここで凍結融解１サイクルに要する温度及び時間条件は、気中凍結時−２０℃で２時間、水中融解時＋１０℃で２時間である。また、サンプル寸法は長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍとした。尚、各サンプルの耐凍害性は、次式で示される体積保持率が９５％以下になったサイクル数と定めた。
体積保持率＝Ｖ１／Ｖ０×１００
ここで、Ｖ０：試験前のサンプル体積
Ｖ１：所定サイクル終了後のサンプル体積
３．耐透水性
ＪＩＳ Ｋ−５４００に準拠して測定した方法で、２４時間に所定面積（口径７５ｍｍ）中をサンプルに浸透した水の透水量とした。ここで、サンプル寸法は長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ５０ｍｍとした。
【００３３】
＜軽量気泡コンクリートの製造＞
サンプルとして使用した軽量気泡コンクリートは、次の方法で作製した。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重量部に対して水６８重量部、アルミ粉末０．０６重量部を混合したモルタルスラリーを型枠に注入した後、予備養生してできた半硬化状の軽量気泡モルタルブロックをピアノ線で切断したものをオートクレーブ養生した。
【００３４】
≪実施例１≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートから長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍの試料を切り出し、これを容積１００００ｃｍ３の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１６０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで弁で開閉が可能な管で連結された容積１００００ｃｍ３の別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６０℃に加熱してプロピルトリエトキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで上記弁を開放し、プロピルトリエトキシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れたな撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は２．５ｃｍ３であり、耐凍害性は１２２サイクルであった。
【００３５】
≪実施例２≫
プロピルトリエトキシランをイソブチルトリメトキシシランに換えた以外は実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れたな撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１３５〜１３８度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は２．３ｃｍ３であり、耐凍害性は１４０サイクルであった。
【００３６】
≪実施例３≫
プロピルトリエトキシランをヘキシルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびヘキシルトリメトキシシランを入れた密閉容器内を１７５℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。一般的に水の接触角が１５０度を超えるとサンプル表面に水滴を滴下させることが難しく測定が困難となる。そこで、本発明において水の接触角が１５０度以上とした場合は、測定限界を超えているものとする。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．２ｃｍ３であり、耐凍害性は２０５サイクルであった。
【００３７】
≪実施例４≫
プロピルトリエトキシランをオクチルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびオクチルトリメトキシシランを入れた密閉容器内を２００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．９ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００３８】
≪実施例５≫
プロピルトリエトキシランをメチルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびメチルトリエトキシシランを入れた密閉容器内を１３０℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が８８〜９１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１２．０ｃｍ３であり、耐凍害性は３８サイクルであった。
【００３９】
≪実施例６≫
プロピルトリエトキシランをエチルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびエチルトリエトキシシランを入れた密閉容器内を１４５℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が９０〜９２度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１０．０ｃｍ３であり、耐凍害性は４１サイクルであった。
【００４０】
≪実施例７≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１６５℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例1同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリメトキシシラン２５ｇ、プロピルトリエトキシシラン２５ｇ、ヘキシルトリエトキシシラン２５ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６５℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで上記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１３９〜１４１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．８ｃｍ３であり、耐凍害性は１８０サイクルであった。
【００４１】
≪実施例８≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１７０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン５４ｇ、ヘキシルトリメトキシシラン１８ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１７０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１４０〜１４３度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．８ｃｍ３であり、耐凍害性は１８０サイクルであった。
【００４２】
≪実施例９≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシラン５６ｇとデシルトリメトキシシランを１４ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．７ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００４３】
≪実施例１０≫
デシルトリメトキシシランをドデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにメチルトリエトキシシラン５６ｇとドデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は、実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．７ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００４４】
≪実施例１１≫
メチルトリエトキシシランをメチルトリメトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにメチルトリメトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２３０サイクルであった。
【００４５】
≪実施例１２≫
メチルトリエトキシシランをエチルトリメトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換えた以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２５０サイクルであった。
【００４６】
≪実施例１３≫
メチルトリエトキシシランをプロピルトリエトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにプロピルトリエトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリメトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．５ｃｍ３であり、耐凍害性は２６５サイクルであった。
【００４７】
≪実施例１４≫
オクタデシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにプロピルトリエトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を２００℃にした以外は実施例１３と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．５ｃｍ３であり、耐凍害性は２６３サイクルであった。
【００４８】
≪実施例１５≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシラン２８ｇ、エチルトリエトキシシラン１４ｇ、プロピルトリエトキシシラン１４ｇとオクタデシルトリトリエトキシシランを１４ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２５０サイクルであった。
【００４９】
≪実施例１６≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１００ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン１００ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱してプロピルトリアルコキシシランを気化させて６６０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約２分間注入し、該密閉容器内の圧力を３３０００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度以上の撥水性を有することが確認された。
【００５０】
≪実施例１７≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ２００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚さ２００ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を２００℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された容積３００００ｃｍ３の別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン３００ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に２００℃に加熱してプロピルトリアルコキシシランを気化させて８００００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約３分間注入し、該密閉容器内の圧力を６６０００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度以上の撥水性を有することが確認された。
【００５１】
≪比較例１≫
上記製造方法で得られた軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、そのままの状態で前記の方法で各性能を評価したところ、水の接触角はサンプルに滴下した水滴が瞬時に吸水されるため測定が不可能であり、耐透水性は８０ｃｍ３以上、耐凍害性は１０サイクルであった。
【００５２】
≪比較例２≫
上記製造方法で得られた軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、プロピルトリエトキシシラン７０ｇを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１５０℃で１時間加熱した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から内部に３ｍｍ程度しか撥水性を発現しておらず、不十分な撥水性軽量気泡コンクリートであることが確認された。この得られた軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角を、上記記載の方法で測定したところ、表面から内部へ３ｍｍまでは、水の接触角が１００〜１３０度と撥水性を有しているものの、それ以外は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は６０ｃｍ３であり、耐凍害性は１５サイクルであった。
本比較例のように単純にアルコキシシランの蒸気を接触させるだけでは、軽量気泡コンクリートの表面近傍で撥水性が発現するものの、内部空隙へアルコキシシランが浸透せず、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５３】
≪比較例３≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を６０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、６０℃に加熱してから前記弁を開放しその状態で３時間放置した。その後、サンプルを取り出し、１２０℃の熱風乾燥機で１時間処理した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、ほとんど撥水性は発現しておらず、軽量気泡コンクリート表面は極めて僅かに撥水性が付与されているもののそれ以外は全く撥水性は付与されていなかった。上記記載の方法で測定した水の接触角は、軽量気泡コンクリート表面が２０〜４０度であったが、内部は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は７５ｃｍ３であり、耐凍害性は１０サイクルであった。
本比較例のように予めアルコキシシランを気化させて十分な蒸気圧を得ていない場合、弁を開いても軽量気泡コンクリート入れた密閉容器内には空気しか入らず、その状態で３時間処理してもほとんど撥水性が付与されることはなく、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５４】
≪比較例４≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を３０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６０℃に加熱してプロピルトリエトキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、プロピルトリエトキシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、そのままの状態で１時間放置した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から内部に３ｍｍ程度しか撥水性を発現しておらず、不十分な撥水性軽量気泡コンクリートであることが確認された。この得られた軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角を、上記記載の方法測定したところ、表面から内部へ３ｍｍまでは、水の接触角が１２８〜１３０度と撥水性を有しているものの、それ以外は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は４５ｃｍ３であり、耐凍害性は１５サイクルであった。
本比較例のように予めアルコキシシランを気化させて十分な蒸気圧を得ていている場合でも、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器や配管及び軽量気泡コンクリート自体を十分に加熱していないと、注入されたアルコキシシランは軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内で凝縮して液化するため、軽量気泡コンクリートの内部空隙には浸透せず、内部に撥水性が付与されることはなく、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の軽量気泡コンクリートは、表面から内部空隙表面に至るまで優れた撥水性を有しており、耐透水性や耐凍害性に特に優れた軽量気泡コンクリートである。また、本発明の製造方法によれば、軽量気泡コンクリートの表面から内部に至るまでアルキルアルコキシシランからなる撥水層を短時間で形成することができることから産業上、大いに有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水性を付与した軽量気泡コンクリート及びその製造方法と使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多孔質無機系建材の一つである軽量気泡コンクリートは、軽量かつ断熱性に優れているため、ビルまたは住宅の外壁材、床材、間仕切り材、屋根材として広く用いられている。しかし、一方ではその耐水性が劣り水を吸水し易いという問題がある。すなわち、比重が０．４５〜０．５５の軽量気泡コンクリートは、体積のほぼ８割が空隙であり、この空隙に水が浸透し易く、水が入ると断熱性や強度が低下するだけでなく、炭酸化や凍害の促進を招き、亀裂などの問題を生じる。また、吸水と乾燥の過程で膨潤と収縮を繰り返し、亀裂の原因になる場合もある。
【０００３】
一般に、軽量気泡コンクリートの吸水を防止する方法は、軽量気泡コンクリート表面への塗装である。しかし、軽量気泡コンクリートの表面は、切断時に形成される凹凸や気泡による凹凸が大きく、非常に多くの塗料を塗布しないと耐透水性能が得られない。また、現場塗装では、ピンホールなどができ易く、完全に吸水を防止することは非常に困難である。更には、工場塗装で予め軽量気泡コンクリート表面に完全な塗装を行っていても、軽量気泡コンクリートは、現場で切断加工する場合が多く、切断面から雨などの水が入り問題となる。このように、塗装では軽量気泡コンクリートの吸水の問題を十分に解消することが困難である。
【０００４】
そこで、軽量気泡コンクリート自体の吸水速度を低減する方法として、特許文献１、２において、軽量気泡コンクリート製造工程の原料スラリーにポリジメチルシロキサンを添加する方法が提案されている。しかし、このような方法では、軽量気泡コンクリートが吸水し易いという問題をある程度解決することはできるが、本質的に吸水を防ぐことはできず、軽量気泡コンクリートの吸水問題を解決したとは言えない。
【０００５】
また、軽量気泡コンクリートの吸水を防止する方法として、特許文献３において、軽量気泡コンクリート表面にアルコキシシランなどの撥水剤蒸気を接触させて撥水性を付与する方法が提案されている。しかし、この方法では、軽量気泡コンクリートに撥水剤蒸気を単純に接触させるだけであり、撥水剤は軽量気泡コンクリート内部空隙へ拡散により浸透するのみであるので、本発明の比較例２に示すように、軽量気泡コンクリートの表面から３ｍｍ程度の深さまでは撥水性を有するものの、軽量気泡コンクリート内部までは十分な撥水性が得られない。
【０００６】
また、同様に特許文献４において、ケイ酸カルシウム成形体を密閉容器に入れ減圧状態にした後、アルキルアルコキシシランの蒸気を流入させる方法が提案されている。しかし、この方法では、軽量気泡コンクリートを密閉容器に入れて減圧状態にしているものの、十分なアルキルアルコキシシラン蒸気が得られず、本発明に比較例３として記載したように、軽量気泡コンクリートの内部まで十分な撥水性を有する撥水層が得られていない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−５５３５９号公報
【特許文献２】特開平３−５４１７５号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１６１６５号公報
【特許文献４】特開平６−２７１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、軽量気泡コンクリートが有する軽量かつ断熱性に優れた性能を損なうことなく、軽量気泡コンクリート表面から内部に至るまで優れた撥水層を有する撥水性軽量気泡コンクリート、その製造方法および使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、軽量気泡コンクリートを密閉容器に入れ加熱減圧（減圧後の圧力をＰ１とする。）した後に、アルキルアルコキシシラン蒸気を流入させて、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内のアルキルアルコキシシラン蒸気圧を上記圧力Ｐ１より１０００Ｐａ以上高くすると、該軽量気泡コンクリート内部の中心部空隙表面にまで撥水層を形成させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は
１． 軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート、
２． アルキルアルコキシシランが、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる上記１の軽量気泡コンクリート、
３． アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である上記１の軽量気泡コンクリート、
４． アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である上記１の軽量気泡コンクリート、
５． 撥水層の水の接触角が１００度以上である上記１、２、３または４の軽量気泡コンクリート、
６． 撥水層の水の接触角が１３０度以上である上記１、２、３または４の軽量気泡コンクリート、
７． 軽量気泡コンクリートの厚みが１０〜２００ｍｍである上記１、２、３、４、５または６の軽量気泡コンクリート、
８． 軽量気泡コンクリートの厚みが２５〜２００ｍｍである上記７の軽量気泡コンクリート、
９． 密閉容器内に軽量気泡コンクリートを入れて１００℃以上に加熱減圧した後、該密閉容器とは別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れて減圧にし、１００℃以上に加熱して発生させたアルキルアルコキシシランの蒸気を上記軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入し、該密閉容器内の流入後の圧力を上記流入前の減圧圧力より５０００〜１０００００Ｐａ高くして、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで付着させることからなる軽量気泡コンクリートの製造方法、
１０． 軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートを製造する方法であり、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルコキシシランの少なくとも１種を用いる上記９の軽量気泡コンクリートの製造方法、
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における撥水性軽量気泡コンクリートは、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面全体に、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートである。
本発明において、軽量気泡コンクリートとは、周知の方法で製造されたもので良く、例えば、珪石やセメント、生石灰、石膏などのケイ酸質原料と石灰質原料を主成分にアルミニウムなどの気泡剤を混合してできた原料スラリーを、予め補強用鉄筋もしくは金網を配設した型枠に注入し、切断に適した硬度になるまで養生した後、型枠から外して半硬化状のモルタルブロックとし、これを緊張配設したピアノ線などの線材で切断したものをオートクレーブ養生することにより製造される。本発明において、軽量気泡コンクリートの内部空隙とは、軽量気泡コンクリートを発泡成形するときに導入される気泡だけでなく、部分的に気泡同士を繋ぐ連通孔や成形時に生じる毛細管空隙やゲル空隙なども含まれる。
【００１１】
本発明で用いられる、アルキルアルコキシシランは、一般式を Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎで表すことができる。ここで、Ｒ１は炭素数１〜１８のアルキル基であり、Ｒ２はアルキル基であれば特に限定されないが、最も汎用的なメチル基、エチル基が好ましい。ｎは１〜３の整数を表す。ｎが２以上の場合、Ｒ１同士は同じであっても異なっていても良い。ｎが１または２の場合、Ｒ２同士は同じでも異なっていても良い。
【００１２】
本発明で用いられるアルキルアルコキシシランとしては、最も汎用的なアルキルトリアルコキシシラン（ｎ＝１）が好ましく、炭素数１〜８のアルキル基を有する代表的なアルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシランなど
が挙げられる。
【００１３】
また、炭素数９〜１８のアルキル基を有する代表的なアルキルトリアルコキシシランとしては、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ペンタデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００１４】
アルキルアルコキシシランのアルコキシル基は、加水分解してシラノール基となり、更に、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面で軽量気泡コンクリートを構成するケイ酸カルシウムなどが有するシラノール基と化学結合してシロキサン結合を形成する。軽量気泡コンクリートと化学結合したアルキルアルコキシシランは、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面で単分子〜数分子層から成る膜を形成することで優れた撥水性を発現すると推測される。
【００１５】
本発明において好ましく用いられるアルキルアルコキシシランは、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、および炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である。より好ましく用いられるのは、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、および炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物であり、さらに好ましく用いられるのは、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である。炭素数１〜３のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物であることが特に好ましい。
【００１６】
ここで、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物の代表的なものとしては、例えばメチルトリメトキシシランとプロピルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシランの混合物、メチルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシランの混合物、メチルトリエトキシシランとプロピルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシランの混合物、メチルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシランの混合物、エチルトリメトキシシランとプロピルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシランの混合物、エチルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシランの混合物、エチルトリエトキシシランとプロピルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシランの混合物、エチルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシランの混合物が挙げられる。
【００１７】
炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の代表的なものは、例えばプロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとオクチルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとヘキシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとオクチルトリエトキシシランの混合物が挙げられる。
【００１８】
炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物の代表的なものは、例えばメチルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、エチルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとドデシルトリメトキシシランの混合物、プロピルトリメトキシシランとオクタデシルトリメトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、メチルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、エチルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとデシルトリエトキシシランの混合物、プロピ
ルトリエトキシシランとドデシルトリエトキシシランの混合物、プロピルトリエトキシシランとオクタデシルトリエトキシシランの混合物が挙げられる。また、これらの代表的な例として挙げたアルキルアルコキシシラン及び混合物から選ばれる２種以上の混合物も好ましい具体例である。
【００１９】
アルキルアルコキシシランとして、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、または炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を使用すると、軽量気泡コンクリートの表面はもちろん、内部空隙表面全体に水に対する接触角１００度以上の撥水層を形成することが可能となる。さらに、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種、または炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を使用すると、得られた撥水層は軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙表面に至るまで全体に亘って、水の接触角が１３０度以上、更には１５０度以上の優れた撥水性を発現することが可能となる。
なお、アルキルアルコキシシランとして、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物を用いた場合も、アルキルアルコキシシランを選ぶことで水の接触角を１３０度以上にすることが可能である。また、プロピルトリエトキシシランは、優れた撥水性を発現し、かつあまり高温にし なくても高い蒸気圧を得られることなどから使用し易く、好ましいアルキルアルコキシランである。
【００２０】
炭素数が９以上のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランを単独で軽量気泡コンクリートの内部空隙まで浸透させるに充分な蒸気圧を得るには、２００度以上の高温にすることが必要となる。そこで、蒸気圧が高い炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の蒸気と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種の蒸気とを混合した混合蒸気は、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシラン蒸気の分圧が小さいものの、軽量気泡コンクリートの内部空隙まで浸透させるに必要な蒸気圧を有する混合蒸気を得ることが可能となる。この得られた混合蒸気を用いて形成された撥水層は、軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙表面に至るまで全体に亘って、混合割合にもよるが１５０度以上の優れた撥水性を有する。
【００２１】
ここで、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合割合は、気化前の溶液で炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランが１０〜６０重量％が好ましく、３０〜５０重量％がより好ましい。炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合割合は、気化前の溶液で炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランが６０〜９８重量％が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましく、更には７５〜９５重量％が特に好ましい。
【００２２】
本発明においては、用いるアルキルアルコキシシランを選択することで軽量気泡コンクリートの表面及び内部空隙表面に水の接触角が１００度以上、好ましくは１３０度以上、より好ましくは１５０度以上の優れた撥水性を有する撥水層を形成することができる。
また、本発明において使用される軽量気泡コンクリートは、周知の方法で製造されたもので良く、例えば、珪石やセメント、生石灰、水を主原料として石膏や解砕屑、気泡剤などを使用することができる。また、補強用鉄筋もしくは補強用金網が埋設されている。
【００２３】
本発明の優れた撥水性を有する軽量気泡コンクリートの製造方法を説明する。本発明において、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に至るまで浸透させて、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に撥水層を形成させる方法としては、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内を加熱減圧（圧力Ｐ１）とし、次にこの密閉容器と弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れ、この密閉容器内も減圧とした後に加熱してアルキルアルコキシシランの蒸気を該密閉容器内に発生させ、予めアルキルアルコキシシランの蒸気圧を圧力Ｐ１よりも高い圧力とする。この状態で前記弁を開くとアルキルアルコキシシラン蒸気は、軽量気泡コンクリートの入った密閉容器内に流入し、軽量気泡コンクリートの表面及び内部空隙に至るまで速やかに浸透させることができる。
ここで、軽量気泡コンクリート入れた密閉容器を加熱するとき、軽量気泡コンクリートを長時間高温にさらすと乾燥し亀裂が発生する可能性があるため、そのような場合は、乾燥を抑制するために加熱水蒸気により加熱し、所定温度になった後に減圧すると良い。ここで、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器の加熱温度は、流入されるアルキルアルコキシシランの蒸気が凝縮して液化しないことが肝要であり、流入されるアルキルアルコキシシランによって異なるが８０〜３００℃が好ましく、９０〜２２０℃がより好ましく、更には１００〜２１０℃が特に好ましい。また、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器の減圧の程度は、より減圧にすることが肝要であるが、通常は１０００Ｐａ以下とすることが好ましく、５００Ｐａ以下とすることがより好ましい。
【００２４】
ここで、アルキルアルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙に短時間に浸透させるためには、アルキルアルコキシシランの蒸気が冷却されて凝縮しない温度まで、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器や密閉容器を繋ぐ管だけでなく、軽量気泡コンクリート自体も十分に加熱することと、アルキルアルコキシシランを入れた密閉容器を加熱して、予めアルキルアルコキシシランの蒸気を十分に発生させ、アルキルアルコキシシランの蒸気圧が軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内の圧力Ｐ１より高い状態にすることが肝要である。好ましくはアルキルアルコキシシランの蒸気を発生させる前に密閉容器内をできるだけ減圧にして空気を取り除いた後にアルキルアルコキシシランを気化させて、密閉容器内を可能な限り、純粋なアルキルアルコキシシランの蒸気で満たすことである。
【００２５】
つまり、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内にアルキルアルコキシシランの蒸気を流入させる前に、アルキルアルコキシシランを入れた密閉容器内を減圧にせず空気が入ったままで、更にはアルキルアルコキシシランを十分に気化させない状態で前記弁を開けても軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入するのはほとんどが空気である。両密閉容器内の圧力が均一になった後にアルキルアルコキシシランが入った密閉容器内が減圧状態となることで気化したアルキルアルコキシシランは、軽量気泡コンクリートの入った密閉容器内に流入するものの軽量気泡コンクリートの内部空隙には拡散でしか浸透することができず、軽量気泡コンクリートの内部空隙にまで浸透させるには非常に長い処理時間を要する。
【００２６】
本発明において、軽量気泡コンクリート内部へのアルキルアルコキシシランの浸透は、拡散でなく圧力差が推進力となるため、非常に速やかに軽量気泡コンクリート表面及び中心部の内部空隙表面に浸透するだけでなく、軽量気泡コンクリートの表面から内部に至るまで優れた撥水層が形成される。
上記したように、軽量気泡コンクリート内部への浸透は、圧力差が推進力となるため減圧にした際の圧力Ｐ１とアルキルアルコキシシランの蒸気を流入した後の圧力Ｐ２との差（Ｐ２−Ｐ１）で決定される。したがって、必要とされる該圧力差は軽量気泡コンクリート厚みに比例することになるが、通常、１０００〜１０００００Ｐａであることが好ましく、５０００〜９００００Ｐａであることがより好ましく、更には８０００〜８００００Ｐａであることが特に好ましい。必要とされる圧力差（Ｐ２−Ｐ１）が軽量気泡コンクリート厚みに比例することから、予め軽量気泡コンクリートの試験片を用いて予備試験を行い、必要とされる圧力差（Ｐ２−Ｐ１）を求める方法も好ましい態様である。
【００２７】
また、これらの圧力差を適切に設けるためには、使用するアルキルアルコキシシランの種類やアルキルアルコキシシランを気化させる密閉容器の体積によっても異なるが、温度は８０〜３００℃であることが好ましく、９０〜２２０℃であることがより好ましく、１００〜２１０℃であることが更に好ましい。
本発明において２種以上のアルキルアルコキシシランの混合蒸気を得る方法は、それぞれのアルキルアルコキシシランを別々の密閉容器入れて所定温度まで加熱し気化した蒸気を混合するか、または単純に同一密閉容器内にそれぞれのアルキルアルコキシシランを別々に入れるか、もしくは予めそれぞれのアルキルアルコキシシランを所定の割合で混合してから加熱しても良い。
【００２８】
本発明で用いる軽量気泡コンクリートの厚みは１０ｍｍ以上であり、２５ｍｍ以上が好ましく、３５ｍｍ以上がより好ましい。また、軽量気泡コンクリート厚みは２００ｍｍ以下であり、１５０ｍｍ以下が好ましく、１００ｍｍ以下がより好ましい。軽量気泡コンクリート厚みが２００ｍｍより厚いものを内部まで撥水化させるためには、非常に大きな蒸気圧が必要となり、現実には困難となる。
【００２９】
本発明において、軽量気泡コンクリート内部に浸透させるために必要な処理時間は、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器とアルキルアルコキシシラン蒸気の流入量によって異なるが、通常は数十秒〜２時間程度で十分である。
本発明の製造方法においては、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器及び軽量気泡コンクリート自体が十分に加熱されているため、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙内に浸透したアルキルアルコキシシラン蒸気は、速やかに軽量気泡コンクリートと化学結合し、撥水性を発現させることが可能となる。
【００３０】
また、アルキルアルコキシシラン蒸気を浸透させる処理時間が短く、一部未反応のアルキルアルコキシシランが存在して十分に撥水性が発現していない場合には、未反応のアルキルアルコキシシランと軽量気泡コンクリートを反応さて撥水性を発現させるために室温で数日〜数週間放置しておくだけでも良いが、更には６０℃〜１８０℃で０．５〜５時間程度加熱するのが好ましい。ここで、加熱方法は、特に限定されないが一般的な熱風加熱や遠赤外線加熱または水蒸気加熱などを使用することができる。
本発明において、軽量気泡コンクリート表面及び内部空隙表面に浸透させるアルキルアルコキシシランは、十分な撥水性を発現させるためには、軽量気泡コンクリートに対して０．１〜５重量％程度であることが好ましいが、高価なアルキルアルコキシシランを多く使用することは、コスト上昇に繋がるため、０．５〜３重量％程度であることがより好ましい。
【００３１】
本発明の方法で処理した軽量気泡コンクリートは、表面から内部に至るまで優れた撥水層を有しているため、耐透水性が著しく向上しており、従来通りの塗装をしても使用できるが、これまでのように軽量気泡コンクリート表面を塗装して吸水を防ぐ必要がないため、化粧用の塗装をするのみもしくは塗装なしの素板で使用することも可能である。また、該軽量気泡コンクリートは、耐凍害性能も著しく向上しており、これまで凍害を起こすため使用が制限されていた寒冷地での使用が可能となる。このように、本発明の軽量気泡コンクリートは、従来通りの使用はもちろんであるが、塗装や寒冷地の制限なしに外壁材、床材、間仕切り材または屋根材として使用することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
本発明において水の接触角、耐凍害性、耐透水性は次のように測定した。
１．水の接触角
長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍのサンプルを長さ８０ｍｍの位置で切断し、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍの切断面上を幅方向及び厚さ方向に１０ｍｍ間隔で各４点の合計１６箇所を温度２０℃、湿度６５％の条件下で協和界面科学株式会社製の接触角計（ＣＡ−ＤＴ型）により測定した。
２．耐凍害性
株式会社マルイ社製の凍結融解試験機（ＭＩＴ−１６８２−Ａ３−特）により、ＪＩＳ Ａ−１４３５に準拠した気中凍結水中融解法で測定した。ここで凍結融解１サイクルに要する温度及び時間条件は、気中凍結時−２０℃で２時間、水中融解時＋１０℃で２時間である。また、サンプル寸法は長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍとした。尚、各サンプルの耐凍害性は、次式で示される体積保持率が９５％以下になったサイクル数と定めた。
体積保持率＝Ｖ１／Ｖ０×１００
ここで、Ｖ０：試験前のサンプル体積
Ｖ１：所定サイクル終了後のサンプル体積
３．耐透水性
ＪＩＳ Ｋ−５４００に準拠して測定した方法で、２４時間に所定面積（口径７５ｍｍ）中をサンプルに浸透した水の透水量とした。ここで、サンプル寸法は長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ５０ｍｍとした。
【００３３】
＜軽量気泡コンクリートの製造＞
サンプルとして使用した軽量気泡コンクリートは、次の方法で作製した。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重量部に対して水６８重量部、アルミ粉末０．０６重量部を混合したモルタルスラリーを型枠に注入した後、予備養生してできた半硬化状の軽量気泡モルタルブロックをピアノ線で切断したものをオートクレーブ養生した。
【００３４】
≪実施例１≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートから長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍの試料を切り出し、これを容積１００００ｃｍ３の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１６０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで弁で開閉が可能な管で連結された容積１００００ｃｍ３の別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６０℃に加熱してプロピルトリエトキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで上記弁を開放し、プロピルトリエトキシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れたな撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は２．５ｃｍ３であり、耐凍害性は１２２サイクルであった。
【００３５】
≪実施例２≫
プロピルトリエトキシランをイソブチルトリメトキシシランに換えた以外は実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れたな撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１３５〜１３８度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は２．３ｃｍ３であり、耐凍害性は１４０サイクルであった。
【００３６】
≪実施例３≫
プロピルトリエトキシランをヘキシルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびヘキシルトリメトキシシランを入れた密閉容器内を１７５℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。一般的に水の接触角が１５０度を超えるとサンプル表面に水滴を滴下させることが難しく測定が困難となる。そこで、本発明において水の接触角が１５０度以上とした場合は、測定限界を超えているものとする。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．２ｃｍ３であり、耐凍害性は２０５サイクルであった。
【００３７】
≪実施例４≫
プロピルトリエトキシランをオクチルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびオクチルトリメトキシシランを入れた密閉容器内を２００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．９ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００３８】
≪実施例５≫
プロピルトリエトキシランをメチルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびメチルトリエトキシシランを入れた密閉容器内を１３０℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が８８〜９１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１２．０ｃｍ３であり、耐凍害性は３８サイクルであった。
【００３９】
≪実施例６≫
プロピルトリエトキシランをエチルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れる密閉容器内、付属する配管およびエチルトリエトキシシランを入れた密閉容器内を１４５℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様な方法で撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が９０〜９２度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１０．０ｃｍ３であり、耐凍害性は４１サイクルであった。
【００４０】
≪実施例７≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１６５℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例1同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリメトキシシラン２５ｇ、プロピルトリエトキシシラン２５ｇ、ヘキシルトリエトキシシラン２５ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６５℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで上記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１３９〜１４１度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．８ｃｍ３であり、耐凍害性は１８０サイクルであった。
【００４１】
≪実施例８≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１７０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン５４ｇ、ヘキシルトリメトキシシラン１８ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１７０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１４０〜１４３度の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は１．８ｃｍ３であり、耐凍害性は１８０サイクルであった。
【００４２】
≪実施例９≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシラン５６ｇとデシルトリメトキシシランを１４ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．７ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００４３】
≪実施例１０≫
デシルトリメトキシシランをドデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにメチルトリエトキシシラン５６ｇとドデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は、実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．７ｃｍ３であり、耐凍害性は２２０サイクルであった。
【００４４】
≪実施例１１≫
メチルトリエトキシシランをメチルトリメトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにメチルトリメトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２３０サイクルであった。
【００４５】
≪実施例１２≫
メチルトリエトキシシランをエチルトリメトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換えた以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２５０サイクルであった。
【００４６】
≪実施例１３≫
メチルトリエトキシシランをプロピルトリエトキシシランに、デシルトリメトキシシランをオクタデシルトリメトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにプロピルトリエトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリメトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を１９０℃にした以外は実施例９と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．５ｃｍ３であり、耐凍害性は２６５サイクルであった。
【００４７】
≪実施例１４≫
オクタデシルトリメトキシシランをオクタデシルトリエトキシシランに換え、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内および付属する配管ならびにプロピルトリエトキシシラン５６ｇとオクタデシルトリエトキシシラン１４ｇを入れた密閉容器内を加熱する温度を２００℃にした以外は実施例１３と同様にして撥水性を有する軽量気泡コンクリートを製造した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．５ｃｍ３であり、耐凍害性は２６３サイクルであった。
【００４８】
≪実施例１５≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシラン２８ｇ、エチルトリエトキシシラン１４ｇ、プロピルトリエトキシシラン１４ｇとオクタデシルトリトリエトキシシランを１４ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱して該混合アルコキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、該密閉容器内の圧力を１６５００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで極めて優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１５０度以上の撥水性を有することが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は０．６ｃｍ３であり、耐凍害性は２５０サイクルであった。
【００４９】
≪実施例１６≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１００ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１８０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン１００ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に１８０℃に加熱してプロピルトリアルコキシシランを気化させて６６０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約２分間注入し、該密閉容器内の圧力を３３０００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度以上の撥水性を有することが確認された。
【００５０】
≪実施例１７≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ２００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚さ２００ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を２００℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された容積３００００ｃｍ３の別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシラン３００ｇを入れ、３００Ｐａに減圧した後に２００℃に加熱してプロピルトリアルコキシシランを気化させて８００００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、該混合アルコキシシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約３分間注入し、該密閉容器内の圧力を６６０００Ｐａとした後、そのままの状態で１時間放置した。
本実施例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から中心部に至るまで優れた撥水性が発現しており、軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角は測定したすべての場所において水の接触角が１２８〜１３１度以上の撥水性を有することが確認された。
【００５１】
≪比較例１≫
上記製造方法で得られた軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、そのままの状態で前記の方法で各性能を評価したところ、水の接触角はサンプルに滴下した水滴が瞬時に吸水されるため測定が不可能であり、耐透水性は８０ｃｍ３以上、耐凍害性は１０サイクルであった。
【００５２】
≪比較例２≫
上記製造方法で得られた軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、プロピルトリエトキシシラン７０ｇを実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を１５０℃で１時間加熱した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から内部に３ｍｍ程度しか撥水性を発現しておらず、不十分な撥水性軽量気泡コンクリートであることが確認された。この得られた軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角を、上記記載の方法で測定したところ、表面から内部へ３ｍｍまでは、水の接触角が１００〜１３０度と撥水性を有しているものの、それ以外は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は６０ｃｍ３であり、耐凍害性は１５サイクルであった。
本比較例のように単純にアルコキシシランの蒸気を接触させるだけでは、軽量気泡コンクリートの表面近傍で撥水性が発現するものの、内部空隙へアルコキシシランが浸透せず、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５３】
≪比較例３≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を６０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にメチルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、６０℃に加熱してから前記弁を開放しその状態で３時間放置した。その後、サンプルを取り出し、１２０℃の熱風乾燥機で１時間処理した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、ほとんど撥水性は発現しておらず、軽量気泡コンクリート表面は極めて僅かに撥水性が付与されているもののそれ以外は全く撥水性は付与されていなかった。上記記載の方法で測定した水の接触角は、軽量気泡コンクリート表面が２０〜４０度であったが、内部は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は７５ｃｍ３であり、耐凍害性は１０サイクルであった。
本比較例のように予めアルコキシシランを気化させて十分な蒸気圧を得ていない場合、弁を開いても軽量気泡コンクリート入れた密閉容器内には空気しか入らず、その状態で３時間処理してもほとんど撥水性が付与されることはなく、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５４】
≪比較例４≫
上記製造方法で得た軽量気泡コンクリートを長さ１６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍに切り出し、実施例１同様の密閉容器内に入れ、該密閉容器内及び付属する配管を３０℃に加熱した後、３００Ｐａに減圧した。次いで実施例１同様の弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内にプロピルトリエトキシシランを７０ｇ入れ、３００Ｐａに減圧した後に１６０℃に加熱してプロピルトリエトキシシランを気化させて３３０００Ｐａの蒸気圧を得た。そこで前記弁を開放し、プロピルトリエトキシランの蒸気を軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に約１分間注入し、そのままの状態で１時間放置した。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、表面から内部に３ｍｍ程度しか撥水性を発現しておらず、不十分な撥水性軽量気泡コンクリートであることが確認された。この得られた軽量気泡コンクリート切断面の水の接触角を、上記記載の方法測定したところ、表面から内部へ３ｍｍまでは、水の接触角が１２８〜１３０度と撥水性を有しているものの、それ以外は滴下した水滴が瞬時に吸水し全く撥水性を有していないことが確認された。また、該軽量気泡コンクリートの耐透水性は４５ｃｍ３であり、耐凍害性は１５サイクルであった。
本比較例のように予めアルコキシシランを気化させて十分な蒸気圧を得ていている場合でも、軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器や配管及び軽量気泡コンクリート自体を十分に加熱していないと、注入されたアルコキシシランは軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内で凝縮して液化するため、軽量気泡コンクリートの内部空隙には浸透せず、内部に撥水性が付与されることはなく、耐透水性や耐凍害性もほとんど向上しないことが確認された。
【００５５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の軽量気泡コンクリートは、表面から内部空隙表面に至るまで優れた撥水性を有しており、耐透水性や耐凍害性に特に優れた軽量気泡コンクリートである。また、本発明の製造方法によれば、軽量気泡コンクリートの表面から内部に至るまでアルキルアルコキシシランからなる撥水層を短時間で形成することができることから産業上、大いに有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート。
【請求項２】
アルキルアルコキシシランが、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項３】
アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項４】
アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項５】
撥水層の水の接触角が１００度以上である請求項１〜４のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項６】
撥水層の水の接触角が１３０度以上である請求項１〜４のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項７】
軽量気泡コンクリートの厚みが１０〜２００ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項８】
軽量気泡コンクリートの厚みが２５〜２００ｍｍである請求項７記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項９】
密閉容器内に軽量気泡コンクリートを入れて１００℃以上に加熱減圧した後、該密閉容器とは別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れて減圧にし、１００℃以上に加熱して発生させたアルキルアルコキシシランの蒸気を上記軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入し、該密閉容器内の流入後の圧力を上記流入前の減圧圧力より５０００〜１０００００Ｐａ高くして、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで付着させることからなる軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項１０】
軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートを製造する方法であり、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルコキシシランの少なくとも１種を用いる請求項９記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項１】
軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリート。
【請求項２】
アルキルアルコキシシランが、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種からなる請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項３】
アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜２のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項４】
アルキルアルコキシシランが、炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種と、炭素数９〜１８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランの少なくとも１種との混合物である請求項１記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項５】
撥水層の水の接触角が１００度以上である請求項１〜４のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項６】
撥水層の水の接触角が１３０度以上である請求項１〜４のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項７】
軽量気泡コンクリートの厚みが１０〜２００ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項８】
軽量気泡コンクリートの厚みが２５〜２００ｍｍである請求項７記載の軽量気泡コンクリート。
【請求項９】
密閉容器内に軽量気泡コンクリートを入れて１００℃以上に加熱減圧した後、該密閉容器とは別の密閉容器にアルキルアルコキシシランを入れて減圧にし、１００℃以上に加熱して発生させたアルキルアルコキシシランの蒸気を上記軽量気泡コンクリートを入れた密閉容器内に流入し、該密閉容器内の流入後の圧力を上記流入前の減圧圧力より５０００〜１０００００Ｐａ高くして、アルキルアルコキシシランを軽量気泡コンクリート表面から中心部の内部空隙に至るまで付着させることからなる軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項１０】
軽量気泡コンクリートの表面から中心部の内部空隙に至るまで、アルキルアルコキシシランから形成される撥水層を有する軽量気泡コンクリートを製造する方法であり、炭素数３〜８のアルキル基を有するアルコキシシランの少なくとも１種を用いる請求項９記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【公開番号】特開２０１２−３１０６２（Ｐ２０１２−３１０６２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４５２２（Ｐ２０１１−２２４５２２）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【分割の表示】特願２００１−５４９３１０（Ｐ２００１−５４９３１０）の分割
【原出願日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【出願人】（３９００１８７１７）旭化成建材株式会社 (249)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【分割の表示】特願２００１−５４９３１０（Ｐ２００１−５４９３１０）の分割
【原出願日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【出願人】（３９００１８７１７）旭化成建材株式会社 (249)
【Ｆターム（参考）】
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