軽量気泡コンクリートの製造方法
【課題】圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させた軽量気泡コンクリートの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法である。本発明は、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法である。本発明は、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量気泡コンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法としては、珪酸質原料及び石灰質原料を含む主原料に起泡剤を用いて作製した気泡を導入する工程を経てＡＬＣを製造する方法（たとえば特許文献１および２を参照：プレフォーム法）や、珪酸質原料及び石灰質原料を含む主原料とともにアルミニウム粉末を発泡剤として用いることによりＡＬＣを製造する方法（アルミ発泡法）などが知られている。
【０００３】
プレフォーム法により製造したＡＬＣは、アルミ発泡法により製造したＡＬＣよりも気泡径の小さい独立気泡が内在するため高い断熱性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−４２５６５号公報
【特許文献２】特開平７−６９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プレフォーム法では上述したように微細な気泡が形成されるので、半硬化体をオートクレーブ養生する際に蒸気が半硬化体の内部の深いところまで浸透し難い。そのため、プレフォーム法によりＡＬＣを作製する場合には、養生時間を長くしないと、製品の内部に亀裂が生じたり、養生不足によりトバモライトの生成が悪くなり、圧縮強度が低下するだけでなく断熱性も低下してしまうという問題があった。
【０００６】
オートクレーブ養生に要する時間を短縮する方法としては、アルミニウム粉末を発泡剤として用いるＡＬＣの製造方法において、高温高圧蒸気養生に先だって、釜内部を大気圧以下に減圧（以下「真空引き」という）して、予め気泡内の余剰水分や気体を除去することが知られている。しかしながら、プレフォーム法において、高温高圧蒸気養生に先立ち真空引きを行うと、プレフォーム法により作製した半硬化体中に形成された微細な気泡は密閉性が高いため、外部からの真空引きの圧力により気泡が破裂して半硬化体に亀裂が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させた軽量気泡コンクリートの製造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】
【０００８】
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、起泡剤とアルミニウム粉末（発泡剤）とを用いて作製した気泡を内在させた半硬化体を用いることにより、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣが得られるという知見を得た。本発明は、かかる新規な知見にもとづくものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、前記気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法ところに特徴を有する。
【００１０】
また、本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加し攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行するところに特徴を有する。
【００１１】
本発明のＡＬＣの製造方法においては、起泡剤とアルミニウム粉末とを使用して作製した原料スラリーを打設して半硬化体を作製する。当該半硬化体中には、起泡剤の使用に起因すると考えられる気泡（気泡径が小さく、密閉性が高い気泡）、ならびに、アルミニウム粉末の使用に起因すると考えられる気泡（気泡径が大きく、連通性がある気泡）および毛細管空隙が生成される。
【００１２】
その結果、本発明の方法によれば、オートクレーブ養生の際の蒸気の浸透性が向上してトバモライトの生成が促進されるので生産性が向上するうえに、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣが得られる。なお、本発明の方法において作製した半硬化体を、仮に、オートクレーブ養生の前に真空引きしたとしても、気泡自体が破裂し難くなるので半硬化体の爆裂を防止することができる。
【００１３】
本発明は以下の構成とするのが好ましい。
前記固形成分１００質量部に対して、前記起泡剤を０．０５質量部以下、および前記アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加すると、圧縮強度および断熱性能をともに向上させたＡＬＣを得ることができる。
【００１４】
前記気泡液に増粘剤を混合すると、増粘剤が作用して起泡剤により生成した気泡の周りに膜ができ、これにより気泡を壊れにくくするとともに、気泡の合体を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させた軽量気泡コンクリートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【図２】従来の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【図３】従来の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法である。
【００１８】
本発明は、起泡剤とアルミニウム粉末とを使用して作製した原料スラリーを打設して半硬化体を作製するところに特徴を有する。本発明のＡＬＣの製造方法としては、以下の２つの方法があげられる。
【００１９】
本発明の第１の方法は、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することにより得られる半硬化体をオートクレーブ養生してＡＬＣを製造する方法である。
【００２０】
本発明の第２の方法は、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することにより得られる半硬化体をオートクレーブ養生してＡＬＣを製造する方法である。
以下、第１の方法および第２の方法について、それぞれ、具体的に説明する。
【００２１】
（第１の方法）
珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌して第１のスラリーを作製する工程（第１のスラリー作製工程）を実行する。
第１のスラリーの材料である珪酸質原料としては、珪石、珪砂、スラグ、フライアッシュなどのＳｉＯ２を含む原料として公知のものの粉末または粒状物を一種類または二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２２】
石灰質原料としては、生石灰、消石灰、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、その他の各種ポルトランドセメント等の粉末または粒状物を一種類または二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２３】
第１のスラリーの材料としては、珪酸質原料、石灰質原料以外に、石膏、補強用繊維、繰り返し原料（原料スラリーを発泡硬化させて得られる半硬化体を、ピアノ線で切断した際に発生する不要な部分）や、不要となったＡＬＣの粉末（半硬化体を養生して得られるＡＬＣを切断した際に発生する不要な部分）を用いてもよい。これらの材料を用いると、原料スラリーの発泡が安定する上に、原料費を節約できるので、好ましい。
また、第１のスラリーの材料としては上記固形成分や水以外に、整泡剤や減水剤などを用いることができる。
第１のスラリーは、上記固形成分に所定量の水(水の量については後述する）を加えて攪拌することにより得られる。
【００２４】
第１のスラリー作製工程の前後、または第１のスラリー作製工程と同時に、起泡剤を用いて気泡を含む気泡液を作製する工程（気泡液作製工程）を実行する。起泡剤としては、ラウリル硫酸ナトリウムなどのラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、高級アルコール硫酸塩、タンパク系化合物等を用いることができる。
【００２５】
気泡液作製工程においては、起泡剤と必要に応じて水を用いて、公知の気泡発生装置により気泡を発生させ気泡を含む気泡液を作製する。気泡液には増粘剤を混入してもよい。増粘剤が作用して気泡液中の気泡の周りに膜ができ、これにより気泡を壊れにくくするとともに、気泡の合体を防止することができる。
【００２６】
第１のスラリー作製工程および気泡液作製工程において使用する水の総量は、全固形成分（珪酸質原料、石灰質原料、アルミニウム粉末、および石膏などの固形成分）１００質量部に対して、５０〜９０質量部とするのが好ましい。
【００２７】
次に、第１のスラリー作製工程で得られた第１のスラリーに、気泡液作製工程により得られた気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程を実行する（原料スラリー作製工程）。
アルミニウム粉末としては、一般的なＡＬＣの製造に用いられるものを用いることができる。
【００２８】
原料スラリー作製工程において、全固形成分１００質量部に対して、起泡剤を０．０５質量部以下添加するとともに、アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加するのが好ましい。起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量を上述の範囲とすると、アルミ発泡法やプレフォーム法だけで製造された同密度のＡＬＣに比べて圧縮強度と熱伝導性をともに向上させたＡＬＣが得られるからである。
【００２９】
次に、原料スラリー作製工程を経て得られた原料スラリーを所定形状の型内に打設する工程（打設工程）を実行する。
打設工程を実行した後、発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となるまで、原料スラリーを半硬化養生させることにより半硬化体を作製する（半硬化体作製工程）。
【００３０】
次に、半硬化体を、１８０℃〜１９０℃、０．９ＭＰａ〜１．２ＭＰａで４時間〜２４時間オートクレーブ養生する（オートクレーブ養生工程）。なお、本発明の製造方法においては必ずしも必要ではないが、オートクレーブ工程に先だって、真空引き（３０分〜１２０分、０．００１ＭＰａ〜０．００４ＭＰａ）を行ってもよい。真空引きにより生産性が向上する。
【００３１】
オートクレーブ養生工程を経た後、本発明のＡＬＣが得られる。
本発明の第１の方法によれば、気泡液を第１のスラリーとは別に作製してから攪拌するので、気泡作製時間が短くてすむ。
【００３２】
（第２の方法）
まず、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る（原料スラリー作製工程）。
珪酸質原料、石灰質原料、起泡剤、アルミニウム粉末としては、それぞれ、第１の方法と同様のものを用いることができる。
【００３３】
固形成分としては、珪酸質原料および石灰質原料以外に、石膏、補強用繊維、繰り返し原料（原料スラリーを発泡硬化させて得られる半硬化体を、ピアノ線で切断した際に発生する不要な部分）や、不要となったＡＬＣの粉末（半硬化体を養生して得られるＡＬＣを切断した際に発生する不要な部分）を用いてもよい。これらの材料を用いると、原料スラリーの発泡が安定する上に、原料費を節約できるので、好ましい。また、原料スラリーの材料としては上記固形成分や水以外に、整泡剤や減水剤などを用いることができる。
【００３４】
固形成分に対して加える水の量は、全固形成分（珪酸質原料、石灰質原料、アルミニウム粉末、および石膏などの固形成分）１００質量部に対して５０〜９０質量部である。
【００３５】
原料スラリー作製工程における、起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量は、全固形成分１００質量部に対して、起泡剤を０．０５質量部以下添加するとともに、アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加するのが好ましい。起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量を上述の範囲とすると、圧縮強度と断熱性能をともに向上させたＡＬＣが得られるからである。
【００３６】
次に、原料スラリー作製工程を経て得られた原料スラリーを所定形状の型内に打設する工程（打設工程）を実行する。
【００３７】
打設工程を実行した後、発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となるまで、原料スラリーを半硬化養生させることにより半硬化体を作製する（半硬化体作製工程）。
【００３８】
次に、半硬化体を、１８０℃〜１９０℃、０．９ＭＰａ〜１．２ＭＰａで４時間〜２４時間オートクレーブ養生する（オートクレーブ養生工程）。なお、本発明の製造方法においては必ずしも必要ではないが、オートクレーブ工程に先だって、真空引き（３０分〜１２０分、０．００１ＭＰａ〜０．００４ＭＰａ）を行ってもよい。真空引きにより生産性が向上する。
【００３９】
オートクレーブ養生工程を経た後、本発明のＡＬＣが得られる。
本発明の第２の方法においては、起泡剤は原料スラリーの材料に混合されるので、気泡発生装置を必要とせず設備費がかからない。
【００４０】
＜実施例＞
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。本発明の製造方法および比較の製造方法により、種々の密度のＡＬＣを作製し、評価試験を行った。
（１）本発明の製造方法（第２の方法）によるＡＬＣの作製
［実施例１：第２の方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（実施例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩）を、有効固形分換算で０．００３９質量部添加し、３分間攪拌することにより起泡させ一次スラリーを得た。
【００４１】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部およびアルミニウム粉末０．１２５６質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００４２】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の本発明のＡＬＣ（実施例１のＡＬＣ）を得た。
【００４３】
［実施例２〜９７］
繰り返し原料として、その実施例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤およびアルミニウム粉末を、表１、表２および表３の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表３に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２〜９７のＡＬＣをそれぞれ作製した。表１〜表３に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
【００４４】
（２）本発明の製造方法（第１の方法）によるＡＬＣの作製
［実施例９８：第１の方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（実施例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れて混合攪拌した後、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部を加えて１分間混合することにより第１のスラリーを得た。
【００４５】
この第１のスラリーに、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩水溶液）を使用して気泡発生装置で気泡を含む気泡液を作製して、有効固形分換算で０．００７８質量部の起泡剤に相当する量の気泡液を注入して二次スラリーを得た。
この二次スラリーにアルミニウム粉末０．１１９０質量部を添加し、１分間攪拌混合することにより原料スラリーを得た。
【００４６】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００４７】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）本発明のＡＬＣ（実施例９８のＡＬＣ）を得た。
【００４８】
［実施例９９〜１１２］
繰り返し原料として、その実施例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤およびアルミニウム粉末を、表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は実施例９８と同様にして、実施例９９〜１１２のＡＬＣをそれぞれ作製した。表４に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
【００４９】
（３）比較の製造方法によるＡＬＣの作製
［比較例１：アルミ発泡法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（比較例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後３分間攪拌することにより一次スラリーを得た。
【００５０】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部およびアルミニウム粉末０．１３２２質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
【００５１】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００５２】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の比較例１のＡＬＣを得た。
【００５３】
［比較例３，５，７，９，１１，１３，１５，１７：アルミ発泡法による種々の密度のＡＬＣの作製］
繰り返し原料として、その比較例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、アルミニウム粉末を、表１〜表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は比較例１と同様にして、比較例３，５，７，９，１１，１３，１５，１７のＡＬＣをそれぞれ作製した。
【００５４】
［比較例２：起泡剤を用いた方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（比較例２に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩）を、有効固形分換算で０．０７７８質量部添加し、３分間攪拌することにより起泡させ一次スラリーを得た。
【００５５】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
【００５６】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００５７】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の比較例２のＡＬＣを得た。
【００５８】
［比較例４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８：起泡剤を用いた方法による種々の密度のＡＬＣの作製］
繰り返し原料として、その比較例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤を、表１〜表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は比較例２と同様にして、比較例４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８のＡＬＣをそれぞれ作製した。表１〜表４に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
（４）評価試験
実施例１〜１１２のＡＬＣ及び比較例１〜１８のＡＬＣについて以下の評価試験を行った。
（評価試験１：ＡＬＣの破断面の観察）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣの一部をそれぞれ、破断してその破断面をマイクロスコープ［キーエンス(株）製、品番ＶＨＶ−１００］を用いて、２５倍〜４０倍の倍率で観察した。ここで、切断面ではなく破断面を観察するのは、気泡および亀裂がカッターの刃でつぶされると亀裂を発見し難くなるからである。
【００５９】
実施例１〜１０、実施例１２〜２１、実施例２３〜３２、実施例３４〜４３、実施例４５〜５４、実施例５６〜６５、実施例６７〜７６、実施例７８〜８７、実施例８９〜９６、実施例９８〜１１２については亀裂は発見されなかった（図１を参照）が、実施例１１、実施例２２、実施例３３、実施例４４、実施例５５、実施例６６、実施例７７、実施例８８、実施例９７については幅が０．０１ｍｍ未満の微細な亀裂が発見された。
アルミ発泡法により製造したＡＬＣ（比較例１、比較例３、比較例５、比較例７、比較例９、比較例１１、比較例１３、比較例１５、比較例１７）については、亀裂は発見されなかった（図２を参照）。
起泡剤を用いた方法により製造したＡＬＣ（比較例２、比較例４、比較例６、比較例８、比較例１０、比較例１２、比較例１４、比較例１６、比較例１８）については、明瞭な亀裂（幅が０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下）が発見された（図３を参照）。
【００６０】
本発明の方法で作製したＡＬＣの破断面、比較の方法により作製したＡＬＣの破断面を比較した。図１のマイクロスコープ写真は、実施例５０のＡＬＣの破断面を撮影したものであり、図２のマイクロスコープ写真は、アルミ発泡法により作製した比較例９のＡＬＣの破断面を撮影したものであり、図３のマイクロスコープ写真は、起泡剤を用いて作製した比較例１０のＡＬＣの破断面を撮影したものである。
【００６１】
図３に示す比較例１０のＡＬＣには明瞭な亀裂Ｋの発生が認められたが、本発明の製造方法により作製した実施例５０のＡＬＣには図１からも明らかなように、亀裂の発生が認められなかった。
【００６２】
また、本発明の製造方法により作製したＡＬＣには、図２に示すＡＬＣに生じる気泡Ａと同程度の大きさの気泡１Ａと、図３に示すＡＬＣに生じる気泡Ｂと同程度の大きさの気泡と１Ｂが生成するとともに、連通性がある気泡２も認められた。
【００６３】
（評価試験２：熱伝導率）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣから、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの直方体状の試験片を切断し、この直方体状の試験片の熱伝導率を、ＪＩＳ Ａ １４１２の熱流量計法に準拠して、測定温度２０℃で測定し、測定値（Ｗ／ｍｋ）を表１〜表４に示した。測定機器としては、平板熱流法熱伝導率測定装置［英弘精機（株）製、オートΛＨＣ−０７２］を用いた。
【００６４】
各ＡＬＣの熱伝導率の測定値を、同じ密度の比較例品であって起泡剤を用いた方法により作製したＡＬＣの熱伝導率で除して熱伝導率比を算出し、この熱伝導率比の逆数を表１〜表４に示した。
【００６５】
各実施例の熱伝導率比は以下の式により算出した。
実施例１〜１１、実施例９８〜１００の熱伝導率比＝各測定値／比較例２の測定値
実施例１２〜２２の熱伝導率比＝各測定値／比較例４の測定値
実施例２３〜３３、実施例１０１〜１０３の熱伝導率比＝各測定値／比較例６の測定値
実施例３４〜４４の熱伝導率比＝各測定値／比較例８の測定値
実施例４５〜５５、実施例１０４〜１０６の熱伝導率比＝各測定値／比較例１０の測定値
実施例５６〜６６の熱伝導率比＝各測定値／比較例１２の測定値
実施例６７〜７７、実施例１０７〜１０９の熱伝導率比＝各測定値／比較例１４の測定値
実施例７８〜８８の熱伝導率比＝各測定値／比較例１６の測定値
実施例８９〜９７、実施例１１０〜１１２の熱伝導率比＝各測定値／比較例１８の測定値
【００６６】
熱伝導率比の逆数（表に記載の数値）が大きければ断熱性能が優れていることを意味する。熱伝導率比の逆数が１以上であれば、断熱性能が向上したと判断した。
【００６７】
（評価試験３：圧縮強度）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣの中心部から、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの立方体状の試験片を切り出し、この立方体状の試験片の圧縮強度を、ＪＩＳ Ａ ５４１６に準拠して測定し測定値を表１〜表４に示した。測定機器としてはアムスラ―万能試験機［（株）東京試験機製作所製）を用いた。
【００６８】
各ＡＬＣの圧縮強度の測定値（Ｎ／ｍｍ２）を、同じ密度の比較例品であってアルミ発泡法により作製したＡＬＣの圧縮強度で除して算出した圧縮強度比を、表１〜表４に示した。
【００６９】
各実施例の圧縮強度比は以下の式により算出した。
実施例１〜１１、実施例９８〜１００の圧縮強度比＝各測定値／比較例１の測定値
実施例１２〜２２の圧縮強度比＝各測定値／比較例３の測定値
実施例２３〜３３、実施例１０１〜１０３の圧縮強度比＝各測定値／比較例５の測定値
実施例３４〜４４の圧縮強度比＝各測定値／比較例７の測定値
実施例４５〜５５、実施例１０４〜１０６の圧縮強度比＝各測定値／比較例９の測定値
実施例５６〜６６の圧縮強度比＝各測定値／比較例１１の測定値
実施例６７〜７７、実施例１０７〜１０９の圧縮強度比＝各測定値／比較例１３の測定値
実施例７８〜８８の圧縮強度比＝各測定値／比較例１５の測定値
実施例８９〜９７、実施例１１０〜１１２の圧縮強度比＝各測定値／比較例１７の測定値
【００７０】
圧縮強度比の数値が大きければ圧縮強度が優れていることを意味する。圧縮強度比が１以上であれば、圧縮強度が向上したと判断した。
【００７１】
圧縮強度測定後の試験片を１０５℃の乾燥炉に４８時間入れて絶乾状態とし、そのときの質量と体積とを測定し、これらの値から密度（ｋｇ／ｍ３）を算出して、所定の密度であるかどうか確認した。その結果、すべてのＡＬＣにおいて、表１〜表４に記載の密度のものが得られていた。
【００７２】
【表１】
【００７３】
【表２】
【００７４】
【表３】
【００７５】
【表４】
【００７６】
（考察）
実施例４〜１１、実施例１４〜２２、実施例２４〜３３、実施例３５〜５５、実施例５７〜６６、実施例６８〜８８、実施例７９〜９７、実施例９９〜１１２のＡＬＣは、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣ以上の断熱性能を有しており、これらのＡＬＣでは、断熱性能が向上したといえる。
また、実施例１〜７、実施例１２〜２１、実施例２３〜３１、実施例３４〜４２、実施例４５〜５３、実施例５６〜６４、実施例６７〜７４、実施例７８〜８４、実施例８９〜９３、実施例９８〜９９、実施例１０１〜１０２、実施例１０４〜１０５、実施例１０７〜１０８、実施例１１０〜１１１のＡＬＣは、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣ以上の圧縮強度を有しており、これらのＡＬＣでは圧縮強度が向上したといえる。
以上より、本発明によれば、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣを提供することができるということがわかった。
【００７７】
なお、実施例１〜３、実施例１２〜１３、実施例２３、実施例３４、実施例５６、実施例６７、実施例７８、実施例９８のＡＬＣは、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣよりは断熱性能は劣るものの、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣ以上の断熱性能を有していた。
また、実施例８〜１１、実施例２２、実施例３２〜３３、実施例４３〜４４、実施例５４〜５５、実施例６５〜６６、実施例７５〜７７、実施例８５〜８８、実施例９５〜９７、実施例１００、実施例１０３、実施例１０６、実施例１０９、実施例１１２のＡＬＣは、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣよりは圧縮強度は劣るものの、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣ以上の圧縮強度を有していた。
これらの結果から、本発明によれば、アルミニウム粉末のみを用いて作製した同密度のＡＬＣよりも断熱性能が向上し、起泡剤のみを用いて作製した同密度のＡＬＣよりも圧縮強度が向上するということがわかった。
【００７８】
実施例品のうち、実施例４〜７、実施例１４〜２１、実施例２４〜３１、実施例３５〜４２、実施例４５〜５３、実施例５７〜６４、実施例６８〜７４、実施例７９〜８４、実施例８９〜９４、実施例９９、実施例１０１〜１０２、実施例１０４〜１０５、実施例１０７〜１０８、実施例１１０〜１１１のＡＬＣでは、断熱性能と圧縮強度がともに向上した。
この結果から、本発明では、固形成分１００質量部に対して、起泡剤を固形分換算で０．０５質量部以下、およびアルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加すると、断熱性能と圧縮強度をともに向上することが可能であるということが分かった。
【符号の説明】
【００７９】
１Ａ，１Ｂ…気泡
２…連通性がある気泡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量気泡コンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法としては、珪酸質原料及び石灰質原料を含む主原料に起泡剤を用いて作製した気泡を導入する工程を経てＡＬＣを製造する方法（たとえば特許文献１および２を参照：プレフォーム法）や、珪酸質原料及び石灰質原料を含む主原料とともにアルミニウム粉末を発泡剤として用いることによりＡＬＣを製造する方法（アルミ発泡法）などが知られている。
【０００３】
プレフォーム法により製造したＡＬＣは、アルミ発泡法により製造したＡＬＣよりも気泡径の小さい独立気泡が内在するため高い断熱性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−４２５６５号公報
【特許文献２】特開平７−６９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プレフォーム法では上述したように微細な気泡が形成されるので、半硬化体をオートクレーブ養生する際に蒸気が半硬化体の内部の深いところまで浸透し難い。そのため、プレフォーム法によりＡＬＣを作製する場合には、養生時間を長くしないと、製品の内部に亀裂が生じたり、養生不足によりトバモライトの生成が悪くなり、圧縮強度が低下するだけでなく断熱性も低下してしまうという問題があった。
【０００６】
オートクレーブ養生に要する時間を短縮する方法としては、アルミニウム粉末を発泡剤として用いるＡＬＣの製造方法において、高温高圧蒸気養生に先だって、釜内部を大気圧以下に減圧（以下「真空引き」という）して、予め気泡内の余剰水分や気体を除去することが知られている。しかしながら、プレフォーム法において、高温高圧蒸気養生に先立ち真空引きを行うと、プレフォーム法により作製した半硬化体中に形成された微細な気泡は密閉性が高いため、外部からの真空引きの圧力により気泡が破裂して半硬化体に亀裂が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させた軽量気泡コンクリートの製造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】
【０００８】
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、起泡剤とアルミニウム粉末（発泡剤）とを用いて作製した気泡を内在させた半硬化体を用いることにより、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣが得られるという知見を得た。本発明は、かかる新規な知見にもとづくものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、前記気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法ところに特徴を有する。
【００１０】
また、本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加し攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行するところに特徴を有する。
【００１１】
本発明のＡＬＣの製造方法においては、起泡剤とアルミニウム粉末とを使用して作製した原料スラリーを打設して半硬化体を作製する。当該半硬化体中には、起泡剤の使用に起因すると考えられる気泡（気泡径が小さく、密閉性が高い気泡）、ならびに、アルミニウム粉末の使用に起因すると考えられる気泡（気泡径が大きく、連通性がある気泡）および毛細管空隙が生成される。
【００１２】
その結果、本発明の方法によれば、オートクレーブ養生の際の蒸気の浸透性が向上してトバモライトの生成が促進されるので生産性が向上するうえに、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣが得られる。なお、本発明の方法において作製した半硬化体を、仮に、オートクレーブ養生の前に真空引きしたとしても、気泡自体が破裂し難くなるので半硬化体の爆裂を防止することができる。
【００１３】
本発明は以下の構成とするのが好ましい。
前記固形成分１００質量部に対して、前記起泡剤を０．０５質量部以下、および前記アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加すると、圧縮強度および断熱性能をともに向上させたＡＬＣを得ることができる。
【００１４】
前記気泡液に増粘剤を混合すると、増粘剤が作用して起泡剤により生成した気泡の周りに膜ができ、これにより気泡を壊れにくくするとともに、気泡の合体を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させた軽量気泡コンクリートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【図２】従来の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【図３】従来の製造方法により作製したＡＬＣのマイクロスコープ写真
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）の製造方法である。
【００１８】
本発明は、起泡剤とアルミニウム粉末とを使用して作製した原料スラリーを打設して半硬化体を作製するところに特徴を有する。本発明のＡＬＣの製造方法としては、以下の２つの方法があげられる。
【００１９】
本発明の第１の方法は、起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することにより得られる半硬化体をオートクレーブ養生してＡＬＣを製造する方法である。
【００２０】
本発明の第２の方法は、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することにより得られる半硬化体をオートクレーブ養生してＡＬＣを製造する方法である。
以下、第１の方法および第２の方法について、それぞれ、具体的に説明する。
【００２１】
（第１の方法）
珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌して第１のスラリーを作製する工程（第１のスラリー作製工程）を実行する。
第１のスラリーの材料である珪酸質原料としては、珪石、珪砂、スラグ、フライアッシュなどのＳｉＯ２を含む原料として公知のものの粉末または粒状物を一種類または二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２２】
石灰質原料としては、生石灰、消石灰、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、その他の各種ポルトランドセメント等の粉末または粒状物を一種類または二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２３】
第１のスラリーの材料としては、珪酸質原料、石灰質原料以外に、石膏、補強用繊維、繰り返し原料（原料スラリーを発泡硬化させて得られる半硬化体を、ピアノ線で切断した際に発生する不要な部分）や、不要となったＡＬＣの粉末（半硬化体を養生して得られるＡＬＣを切断した際に発生する不要な部分）を用いてもよい。これらの材料を用いると、原料スラリーの発泡が安定する上に、原料費を節約できるので、好ましい。
また、第１のスラリーの材料としては上記固形成分や水以外に、整泡剤や減水剤などを用いることができる。
第１のスラリーは、上記固形成分に所定量の水(水の量については後述する）を加えて攪拌することにより得られる。
【００２４】
第１のスラリー作製工程の前後、または第１のスラリー作製工程と同時に、起泡剤を用いて気泡を含む気泡液を作製する工程（気泡液作製工程）を実行する。起泡剤としては、ラウリル硫酸ナトリウムなどのラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、高級アルコール硫酸塩、タンパク系化合物等を用いることができる。
【００２５】
気泡液作製工程においては、起泡剤と必要に応じて水を用いて、公知の気泡発生装置により気泡を発生させ気泡を含む気泡液を作製する。気泡液には増粘剤を混入してもよい。増粘剤が作用して気泡液中の気泡の周りに膜ができ、これにより気泡を壊れにくくするとともに、気泡の合体を防止することができる。
【００２６】
第１のスラリー作製工程および気泡液作製工程において使用する水の総量は、全固形成分（珪酸質原料、石灰質原料、アルミニウム粉末、および石膏などの固形成分）１００質量部に対して、５０〜９０質量部とするのが好ましい。
【００２７】
次に、第１のスラリー作製工程で得られた第１のスラリーに、気泡液作製工程により得られた気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程を実行する（原料スラリー作製工程）。
アルミニウム粉末としては、一般的なＡＬＣの製造に用いられるものを用いることができる。
【００２８】
原料スラリー作製工程において、全固形成分１００質量部に対して、起泡剤を０．０５質量部以下添加するとともに、アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加するのが好ましい。起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量を上述の範囲とすると、アルミ発泡法やプレフォーム法だけで製造された同密度のＡＬＣに比べて圧縮強度と熱伝導性をともに向上させたＡＬＣが得られるからである。
【００２９】
次に、原料スラリー作製工程を経て得られた原料スラリーを所定形状の型内に打設する工程（打設工程）を実行する。
打設工程を実行した後、発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となるまで、原料スラリーを半硬化養生させることにより半硬化体を作製する（半硬化体作製工程）。
【００３０】
次に、半硬化体を、１８０℃〜１９０℃、０．９ＭＰａ〜１．２ＭＰａで４時間〜２４時間オートクレーブ養生する（オートクレーブ養生工程）。なお、本発明の製造方法においては必ずしも必要ではないが、オートクレーブ工程に先だって、真空引き（３０分〜１２０分、０．００１ＭＰａ〜０．００４ＭＰａ）を行ってもよい。真空引きにより生産性が向上する。
【００３１】
オートクレーブ養生工程を経た後、本発明のＡＬＣが得られる。
本発明の第１の方法によれば、気泡液を第１のスラリーとは別に作製してから攪拌するので、気泡作製時間が短くてすむ。
【００３２】
（第２の方法）
まず、珪酸質原料および石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る（原料スラリー作製工程）。
珪酸質原料、石灰質原料、起泡剤、アルミニウム粉末としては、それぞれ、第１の方法と同様のものを用いることができる。
【００３３】
固形成分としては、珪酸質原料および石灰質原料以外に、石膏、補強用繊維、繰り返し原料（原料スラリーを発泡硬化させて得られる半硬化体を、ピアノ線で切断した際に発生する不要な部分）や、不要となったＡＬＣの粉末（半硬化体を養生して得られるＡＬＣを切断した際に発生する不要な部分）を用いてもよい。これらの材料を用いると、原料スラリーの発泡が安定する上に、原料費を節約できるので、好ましい。また、原料スラリーの材料としては上記固形成分や水以外に、整泡剤や減水剤などを用いることができる。
【００３４】
固形成分に対して加える水の量は、全固形成分（珪酸質原料、石灰質原料、アルミニウム粉末、および石膏などの固形成分）１００質量部に対して５０〜９０質量部である。
【００３５】
原料スラリー作製工程における、起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量は、全固形成分１００質量部に対して、起泡剤を０．０５質量部以下添加するとともに、アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加するのが好ましい。起泡剤およびアルミニウム粉末の添加量を上述の範囲とすると、圧縮強度と断熱性能をともに向上させたＡＬＣが得られるからである。
【００３６】
次に、原料スラリー作製工程を経て得られた原料スラリーを所定形状の型内に打設する工程（打設工程）を実行する。
【００３７】
打設工程を実行した後、発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となるまで、原料スラリーを半硬化養生させることにより半硬化体を作製する（半硬化体作製工程）。
【００３８】
次に、半硬化体を、１８０℃〜１９０℃、０．９ＭＰａ〜１．２ＭＰａで４時間〜２４時間オートクレーブ養生する（オートクレーブ養生工程）。なお、本発明の製造方法においては必ずしも必要ではないが、オートクレーブ工程に先だって、真空引き（３０分〜１２０分、０．００１ＭＰａ〜０．００４ＭＰａ）を行ってもよい。真空引きにより生産性が向上する。
【００３９】
オートクレーブ養生工程を経た後、本発明のＡＬＣが得られる。
本発明の第２の方法においては、起泡剤は原料スラリーの材料に混合されるので、気泡発生装置を必要とせず設備費がかからない。
【００４０】
＜実施例＞
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。本発明の製造方法および比較の製造方法により、種々の密度のＡＬＣを作製し、評価試験を行った。
（１）本発明の製造方法（第２の方法）によるＡＬＣの作製
［実施例１：第２の方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（実施例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩）を、有効固形分換算で０．００３９質量部添加し、３分間攪拌することにより起泡させ一次スラリーを得た。
【００４１】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部およびアルミニウム粉末０．１２５６質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００４２】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の本発明のＡＬＣ（実施例１のＡＬＣ）を得た。
【００４３】
［実施例２〜９７］
繰り返し原料として、その実施例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤およびアルミニウム粉末を、表１、表２および表３の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表３に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２〜９７のＡＬＣをそれぞれ作製した。表１〜表３に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
【００４４】
（２）本発明の製造方法（第１の方法）によるＡＬＣの作製
［実施例９８：第１の方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（実施例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れて混合攪拌した後、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部を加えて１分間混合することにより第１のスラリーを得た。
【００４５】
この第１のスラリーに、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩水溶液）を使用して気泡発生装置で気泡を含む気泡液を作製して、有効固形分換算で０．００７８質量部の起泡剤に相当する量の気泡液を注入して二次スラリーを得た。
この二次スラリーにアルミニウム粉末０．１１９０質量部を添加し、１分間攪拌混合することにより原料スラリーを得た。
【００４６】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００４７】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）本発明のＡＬＣ（実施例９８のＡＬＣ）を得た。
【００４８】
［実施例９９〜１１２］
繰り返し原料として、その実施例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤およびアルミニウム粉末を、表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は実施例９８と同様にして、実施例９９〜１１２のＡＬＣをそれぞれ作製した。表４に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
【００４９】
（３）比較の製造方法によるＡＬＣの作製
［比較例１：アルミ発泡法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（比較例１に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後３分間攪拌することにより一次スラリーを得た。
【００５０】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部およびアルミニウム粉末０．１３２２質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
【００５１】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００５２】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の比較例１のＡＬＣを得た。
【００５３】
［比較例３，５，７，９，１１，１３，１５，１７：アルミ発泡法による種々の密度のＡＬＣの作製］
繰り返し原料として、その比較例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、アルミニウム粉末を、表１〜表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は比較例１と同様にして、比較例３，５，７，９，１１，１３，１５，１７のＡＬＣをそれぞれ作製した。
【００５４】
［比較例２：起泡剤を用いた方法による密度０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）のＡＬＣの作製］
ミキサー中に、５質量部の石膏と、繰り返し原料（比較例２に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分）を水と混合してスラリーとしたもの（固形成分２０質量部）と、６０質量部の水と、を入れた後、起泡剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩）を、有効固形分換算で０．０７７８質量部添加し、３分間攪拌することにより起泡させ一次スラリーを得た。
【００５５】
この一次スラリーに、珪石粉末４５質量部、生石灰粉末１０質量部、セメント２０質量部を加えて１分間混合することにより原料スラリーを得た。
【００５６】
次に、原料スラリーを型枠に打設して、発泡・硬化させ半硬化体を作製した。発泡が完了し高さが変わらなくなり、かつ、ハンドリングが可能となったところで、型枠から脱型した半硬化体を、ピアノ線で所定形状に切断した。
【００５７】
次に、半硬化体をオートクレーブで、３０分間、０．００２ＭＰａの条件で真空引きした後、１．０２４ＭＰａ（１０気圧）、１８０℃で、４時間の養生を行うことにより、密度が０．３０×１０３（ｋｇ／ｍ３）の比較例２のＡＬＣを得た。
【００５８】
［比較例４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８：起泡剤を用いた方法による種々の密度のＡＬＣの作製］
繰り返し原料として、その比較例に対応する半硬化体の切断の際に発生する不要部分を水で溶かして用い、起泡剤を、表１〜表４の該当箇所に記載した量で用い、かつ、表１〜表４に記載の密度となるようにＡＬＣを作製したこと以外は比較例２と同様にして、比較例４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８のＡＬＣをそれぞれ作製した。表１〜表４に記載の起泡剤の量は、有効固形分に換算した量である。
（４）評価試験
実施例１〜１１２のＡＬＣ及び比較例１〜１８のＡＬＣについて以下の評価試験を行った。
（評価試験１：ＡＬＣの破断面の観察）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣの一部をそれぞれ、破断してその破断面をマイクロスコープ［キーエンス(株）製、品番ＶＨＶ−１００］を用いて、２５倍〜４０倍の倍率で観察した。ここで、切断面ではなく破断面を観察するのは、気泡および亀裂がカッターの刃でつぶされると亀裂を発見し難くなるからである。
【００５９】
実施例１〜１０、実施例１２〜２１、実施例２３〜３２、実施例３４〜４３、実施例４５〜５４、実施例５６〜６５、実施例６７〜７６、実施例７８〜８７、実施例８９〜９６、実施例９８〜１１２については亀裂は発見されなかった（図１を参照）が、実施例１１、実施例２２、実施例３３、実施例４４、実施例５５、実施例６６、実施例７７、実施例８８、実施例９７については幅が０．０１ｍｍ未満の微細な亀裂が発見された。
アルミ発泡法により製造したＡＬＣ（比較例１、比較例３、比較例５、比較例７、比較例９、比較例１１、比較例１３、比較例１５、比較例１７）については、亀裂は発見されなかった（図２を参照）。
起泡剤を用いた方法により製造したＡＬＣ（比較例２、比較例４、比較例６、比較例８、比較例１０、比較例１２、比較例１４、比較例１６、比較例１８）については、明瞭な亀裂（幅が０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下）が発見された（図３を参照）。
【００６０】
本発明の方法で作製したＡＬＣの破断面、比較の方法により作製したＡＬＣの破断面を比較した。図１のマイクロスコープ写真は、実施例５０のＡＬＣの破断面を撮影したものであり、図２のマイクロスコープ写真は、アルミ発泡法により作製した比較例９のＡＬＣの破断面を撮影したものであり、図３のマイクロスコープ写真は、起泡剤を用いて作製した比較例１０のＡＬＣの破断面を撮影したものである。
【００６１】
図３に示す比較例１０のＡＬＣには明瞭な亀裂Ｋの発生が認められたが、本発明の製造方法により作製した実施例５０のＡＬＣには図１からも明らかなように、亀裂の発生が認められなかった。
【００６２】
また、本発明の製造方法により作製したＡＬＣには、図２に示すＡＬＣに生じる気泡Ａと同程度の大きさの気泡１Ａと、図３に示すＡＬＣに生じる気泡Ｂと同程度の大きさの気泡と１Ｂが生成するとともに、連通性がある気泡２も認められた。
【００６３】
（評価試験２：熱伝導率）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣから、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの直方体状の試験片を切断し、この直方体状の試験片の熱伝導率を、ＪＩＳ Ａ １４１２の熱流量計法に準拠して、測定温度２０℃で測定し、測定値（Ｗ／ｍｋ）を表１〜表４に示した。測定機器としては、平板熱流法熱伝導率測定装置［英弘精機（株）製、オートΛＨＣ−０７２］を用いた。
【００６４】
各ＡＬＣの熱伝導率の測定値を、同じ密度の比較例品であって起泡剤を用いた方法により作製したＡＬＣの熱伝導率で除して熱伝導率比を算出し、この熱伝導率比の逆数を表１〜表４に示した。
【００６５】
各実施例の熱伝導率比は以下の式により算出した。
実施例１〜１１、実施例９８〜１００の熱伝導率比＝各測定値／比較例２の測定値
実施例１２〜２２の熱伝導率比＝各測定値／比較例４の測定値
実施例２３〜３３、実施例１０１〜１０３の熱伝導率比＝各測定値／比較例６の測定値
実施例３４〜４４の熱伝導率比＝各測定値／比較例８の測定値
実施例４５〜５５、実施例１０４〜１０６の熱伝導率比＝各測定値／比較例１０の測定値
実施例５６〜６６の熱伝導率比＝各測定値／比較例１２の測定値
実施例６７〜７７、実施例１０７〜１０９の熱伝導率比＝各測定値／比較例１４の測定値
実施例７８〜８８の熱伝導率比＝各測定値／比較例１６の測定値
実施例８９〜９７、実施例１１０〜１１２の熱伝導率比＝各測定値／比較例１８の測定値
【００６６】
熱伝導率比の逆数（表に記載の数値）が大きければ断熱性能が優れていることを意味する。熱伝導率比の逆数が１以上であれば、断熱性能が向上したと判断した。
【００６７】
（評価試験３：圧縮強度）
実施例１〜１１２のＡＬＣおよび比較例１〜１８のＡＬＣの中心部から、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの立方体状の試験片を切り出し、この立方体状の試験片の圧縮強度を、ＪＩＳ Ａ ５４１６に準拠して測定し測定値を表１〜表４に示した。測定機器としてはアムスラ―万能試験機［（株）東京試験機製作所製）を用いた。
【００６８】
各ＡＬＣの圧縮強度の測定値（Ｎ／ｍｍ２）を、同じ密度の比較例品であってアルミ発泡法により作製したＡＬＣの圧縮強度で除して算出した圧縮強度比を、表１〜表４に示した。
【００６９】
各実施例の圧縮強度比は以下の式により算出した。
実施例１〜１１、実施例９８〜１００の圧縮強度比＝各測定値／比較例１の測定値
実施例１２〜２２の圧縮強度比＝各測定値／比較例３の測定値
実施例２３〜３３、実施例１０１〜１０３の圧縮強度比＝各測定値／比較例５の測定値
実施例３４〜４４の圧縮強度比＝各測定値／比較例７の測定値
実施例４５〜５５、実施例１０４〜１０６の圧縮強度比＝各測定値／比較例９の測定値
実施例５６〜６６の圧縮強度比＝各測定値／比較例１１の測定値
実施例６７〜７７、実施例１０７〜１０９の圧縮強度比＝各測定値／比較例１３の測定値
実施例７８〜８８の圧縮強度比＝各測定値／比較例１５の測定値
実施例８９〜９７、実施例１１０〜１１２の圧縮強度比＝各測定値／比較例１７の測定値
【００７０】
圧縮強度比の数値が大きければ圧縮強度が優れていることを意味する。圧縮強度比が１以上であれば、圧縮強度が向上したと判断した。
【００７１】
圧縮強度測定後の試験片を１０５℃の乾燥炉に４８時間入れて絶乾状態とし、そのときの質量と体積とを測定し、これらの値から密度（ｋｇ／ｍ３）を算出して、所定の密度であるかどうか確認した。その結果、すべてのＡＬＣにおいて、表１〜表４に記載の密度のものが得られていた。
【００７２】
【表１】
【００７３】
【表２】
【００７４】
【表３】
【００７５】
【表４】
【００７６】
（考察）
実施例４〜１１、実施例１４〜２２、実施例２４〜３３、実施例３５〜５５、実施例５７〜６６、実施例６８〜８８、実施例７９〜９７、実施例９９〜１１２のＡＬＣは、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣ以上の断熱性能を有しており、これらのＡＬＣでは、断熱性能が向上したといえる。
また、実施例１〜７、実施例１２〜２１、実施例２３〜３１、実施例３４〜４２、実施例４５〜５３、実施例５６〜６４、実施例６７〜７４、実施例７８〜８４、実施例８９〜９３、実施例９８〜９９、実施例１０１〜１０２、実施例１０４〜１０５、実施例１０７〜１０８、実施例１１０〜１１１のＡＬＣは、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣ以上の圧縮強度を有しており、これらのＡＬＣでは圧縮強度が向上したといえる。
以上より、本発明によれば、圧縮強度および断熱性能の少なくとも一方を向上させたＡＬＣを提供することができるということがわかった。
【００７７】
なお、実施例１〜３、実施例１２〜１３、実施例２３、実施例３４、実施例５６、実施例６７、実施例７８、実施例９８のＡＬＣは、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣよりは断熱性能は劣るものの、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣ以上の断熱性能を有していた。
また、実施例８〜１１、実施例２２、実施例３２〜３３、実施例４３〜４４、実施例５４〜５５、実施例６５〜６６、実施例７５〜７７、実施例８５〜８８、実施例９５〜９７、実施例１００、実施例１０３、実施例１０６、実施例１０９、実施例１１２のＡＬＣは、アルミ発泡法により作製した同密度のＡＬＣよりは圧縮強度は劣るものの、起泡剤を用いた方法により作製した同密度のＡＬＣ以上の圧縮強度を有していた。
これらの結果から、本発明によれば、アルミニウム粉末のみを用いて作製した同密度のＡＬＣよりも断熱性能が向上し、起泡剤のみを用いて作製した同密度のＡＬＣよりも圧縮強度が向上するということがわかった。
【００７８】
実施例品のうち、実施例４〜７、実施例１４〜２１、実施例２４〜３１、実施例３５〜４２、実施例４５〜５３、実施例５７〜６４、実施例６８〜７４、実施例７９〜８４、実施例８９〜９４、実施例９９、実施例１０１〜１０２、実施例１０４〜１０５、実施例１０７〜１０８、実施例１１０〜１１１のＡＬＣでは、断熱性能と圧縮強度がともに向上した。
この結果から、本発明では、固形成分１００質量部に対して、起泡剤を固形分換算で０．０５質量部以下、およびアルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加すると、断熱性能と圧縮強度をともに向上することが可能であるということが分かった。
【符号の説明】
【００７９】
１Ａ，１Ｂ…気泡
２…連通性がある気泡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、
前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、前記気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、
前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項２】
珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加し攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、
前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項３】
前記固形成分１００質量部に対して、前記起泡剤を０．０５質量部以下、および前記アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項４】
前記気泡液に増粘剤を混合することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項１】
珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
起泡剤を用いることにより気泡を含む気泡液を作製する気泡液作製工程と、
前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えて攪拌してなる第１のスラリーに、前記気泡液作製工程で作製した気泡液を添加して攪拌した後、アルミニウム粉末を混入して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、
前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項２】
珪酸質原料および石灰質原料を含む原料スラリー中に気泡を内在させた状態で半硬化体を形成したのち、その半硬化体をオートクレーブ養生して得られる軽量気泡コンクリートの製造方法であって、
前記珪酸質原料および前記石灰質原料を含む固形成分に対して水を加えるとともに、起泡剤を添加し攪拌した後、アルミニウム粉末を添加して攪拌することにより気泡を内在した原料スラリーを得る工程と、
前記原料スラリーを型内に打設する工程と、を実行することを特徴とする軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項３】
前記固形成分１００質量部に対して、前記起泡剤を０．０５質量部以下、および前記アルミニウム粉末を０．０９質量部以下添加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【請求項４】
前記気泡液に増粘剤を混合することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の軽量気泡コンクリートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２０１７５２（Ｐ２０１１−２０１７５２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７２９３０（Ｐ２０１０−７２９３０）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００１８５９４９）クリオン株式会社 (105)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００１８５９４９）クリオン株式会社 (105)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]