JP4481631B2 - Water-resistant lightweight cellular concrete and its production method - Google Patents
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Description
本発明は、耐水性を有する軽量気泡コンクリートとその製造方法に関する。 The present invention relates to lightweight cellular concrete having water resistance and a method for producing the same.
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すると様々な問題を引き起こすことがある。
水が浸透する環境下で使用する軽量気泡コンクリートの吸水を防止する最も一般的な方法は、軽量気泡コンクリート表面の塗装である。しかし、軽量気泡コンクリートの表面は、製造時に形成される表面の凹凸や気泡による凹凸が大きく、耐水性を確保するためには耐水性に優れた塗料を多量に塗布する必要があり、手間とコストがかかる。一方、軽量気泡コンクリートを外壁に使用する場合、倉庫や工場など一部を除いては、表面化粧の目的で塗装は必要となる。そこで、安価で少量の表面化粧用の塗料を塗装するだけで耐水性が確保できる軽量気泡コンクリートが求められていた。
Lightweight cellular concrete, which is one of porous inorganic building materials, is widely used as an exterior wall material, flooring material, partition material, and roofing material for buildings or houses because it is lightweight and has excellent heat insulation properties. However, on the other hand, there is a problem that it is easy to absorb water. That is, in lightweight cellular concrete having a specific gravity of 0.45 to 0.55, almost 80% of the volume is a void, and when water penetrates into this void, various problems may be caused.
The most common method of preventing water absorption of the lightweight cellular concrete used in an environment where water penetrates is the coating of the lightweight cellular concrete surface. However, the surface of lightweight aerated concrete has large irregularities on the surface formed during production and irregularities due to bubbles, and it is necessary to apply a large amount of water-resistant paint to ensure water resistance. It takes. On the other hand, when lightweight cellular concrete is used for the outer wall, painting is necessary for the purpose of surface decoration, except for some parts such as warehouses and factories. Therefore, there has been a demand for lightweight cellular concrete that can secure water resistance simply by applying a small amount of a coating material for surface decoration.
これまでに、軽量気泡コンクリートに耐水性を付与する目的で、軽量気泡コンクリートにアルコキシシランなどの撥水剤の蒸気を接触させる方法が提案されている(下記、特許文献1、特許文献2参照。)。これら提案の方法では圧力差が大きくないことから軽量気泡コンクリート内部まで耐水性を付与することは困難で内部の耐水性が不充分である一方で、軽量気泡コンクリート表面には高い撥水性が付与され、該表面の水の接触角は、高い値を有しており、外壁塗装に汎用されている水系塗料を塗布しても塗料がはじかれて塗装むらなどが起こり、化粧塗装することが困難となる場合があるという問題を有している。
また、下記特許文献3に記載の軽量気泡コンクリートは、表面から内部に至るまで高い撥水性が付与されており、耐水性は十分に満足するものの、軽量気泡コンクリート表面の撥水性が高く、水系塗料による化粧塗装することが困難となる場合がある。
So far, for the purpose of imparting water resistance to lightweight cellular concrete, a method of contacting the lightweight cellular concrete with vapor of a water repellent such as alkoxysilane has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2 below). ). In these proposed methods, since the pressure difference is not large, it is difficult to give water resistance to the inside of the lightweight cellular concrete and the water resistance inside is insufficient, while the surface of the lightweight cellular concrete is given high water repellency. The contact angle of water on the surface has a high value, and even when a water-based paint widely used for exterior wall painting is applied, the paint is repelled and uneven painting occurs, making it difficult to apply cosmetic paint. Have the problem of becoming.
In addition, the lightweight cellular concrete described in the following Patent Document 3 is provided with high water repellency from the surface to the inside and sufficiently satisfies the water resistance, but the surface of the lightweight cellular concrete has high water repellency, and water-based paint. It may be difficult to paint with makeup.
下記特許文献4、および特許文献5には、軽量気泡コンクリート製造の原料スラリーにポリジメチルシロキサンを添加し、軽量気泡コンクリート自体の耐水性を向上させる方法が提案されている。しかしながら、該方法で得られた軽量気泡コンクリートは、後述の比較例に示すように吸水し易いという問題はある程度解決されるが、ポリジメチルシロキサンの添加量が少量の場合、撥水性はあまり発現せず水の接触角は100°未満になるものの、透水度が1000cm3/m2・dayを超えており、その一方で添加量が多量の場合、耐水性は向上し、透水度が1000cm3/m2・day以下になるものの、同時に撥水性も向上し、水の接触角は100°以上である。また、ポリジメチルシロキサンを多量に添加する場合、均一に分散させることが困難になるなど製造上の問題も発生する。 Patent Document 4 and Patent Document 5 below propose a method for improving the water resistance of lightweight cellular concrete itself by adding polydimethylsiloxane to a raw slurry for producing lightweight cellular concrete. However, the lightweight cellular concrete obtained by this method can solve the problem of easy water absorption as shown in Comparative Examples described later. However, when the amount of polydimethylsiloxane added is small, water repellency is not so much developed. Although the water contact angle is less than 100 °, the water permeability exceeds 1000 cm 3 / m 2 · day. On the other hand, when the addition amount is large, the water resistance is improved and the water permeability is 1000 cm 3 / day. Although it becomes m 2 · day or less, water repellency is improved at the same time, and the contact angle of water is 100 ° or more. In addition, when a large amount of polydimethylsiloxane is added, production problems such as difficulty in uniform dispersion also occur.
本発明は、軽量気泡コンクリートが有する軽量で断熱性に優れる性能を損なうことなく、優れた耐水性と優れた塗装性を具える軽量気泡コンクリートおよびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a lightweight cellular concrete having excellent water resistance and excellent paintability, and a method for producing the same, without impairing the lightweight and excellent heat insulation performance of the lightweight cellular concrete.
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、オートクレーブ内にある軽量気泡コンクリート内部に水蒸気を浸透させた軽量気泡コンクリートを、外部から水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスを注入して処理すると、塗装性に優れ、且つ耐水性に優れる軽量気泡コンクリートが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors, contains an extensive result of extensive investigations, the lightweight concrete impregnated with lightweight concrete inside the steam in the autoclave, steam and water repellent vapor from the outside in order to solve the above problems It has been found that when a mixed gas is injected and processed, a lightweight cellular concrete having excellent paintability and water resistance can be obtained, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、
[1] 軽量気泡コンクリートの表面に垂直な切断面の水の接触角が100°未満、50°以上の範囲にあり、かつ軽量気泡コンクリートの該切断面における透水度が1000cm3/m2・day以下であることを特徴とする耐水性軽量気泡コンクリート、
[2] 軽量気泡コンクリートの表面に垂直な切断面における平衡透水度が450cm3/m2・day以下であることを特徴とする[1]記載の耐水性軽量気泡コンクリート、
[3] 平衡透水度測定直後の凍結水銀圧入法により得られる微分細孔径分布において、最大ピークを有する細孔径が、0.01〜0.1μmの範囲であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の耐水性軽量気泡コンクリート、
[4] 水により抽出される撥水剤量が軽量気泡コンクリートに含まれる撥水剤量の10wt%以下であり、かつ、トルエン及びエタノールで抽出される撥水剤量が軽量気泡コンクリートに含まれる撥水剤量の10wt%以下であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の耐水性軽量気泡コンクリート、
[5] 撥水剤が下記一般式(1)で表されるアルキルアルコキシシランの群から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項[1]〜[4]に記載の耐水性軽量気泡コンクリート、
R1nSi(OR2)4−n (1)
(ここで、R1、R2はそれぞれ独立にアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表す。nが2以上の場合、R1はそれぞれ同じものであっても異なっていても良く、nが2以下の場合、R2はそれぞれ同じものであっても異なっていても良い。)
[6] オートクレーブ内に軽量気泡コンクリートを入れ、水蒸気を導入し、該軽量気泡コンクリート内部に水蒸気を浸透させ、オートクレーブ内を降圧し、オートクレーブの外部から水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入して軽量気泡コンクリートを処理することを特徴とする耐水性軽量気泡コンクリートの製造方法、
[7] オートクレーブ内に半硬化状の軽量気泡コンクリートを入れ、高温高圧で水蒸気養生した後、軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出すことなく、引き続きオートクレーブの外部から温度100〜250℃、圧力0.1〜4MPaの水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入して軽量気泡コンクリートを処理することを特徴とする耐水性軽量気泡コンクリートの製造方法、
である。
That is, the present invention
[1] The water contact angle of the cut surface perpendicular to the surface of the lightweight cellular concrete is in the range of less than 100 ° and 50 ° or more, and the permeability of the lightweight cellular concrete at the cut surface is 1000 cm 3 / m 2 · day. Water resistant lightweight cellular concrete, characterized by
[2] The water-resistant lightweight cellular concrete according to [1], wherein the equilibrium water permeability in a cut surface perpendicular to the surface of the lightweight cellular concrete is 450 cm 3 / m 2 · day or less,
[3] In the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method immediately after the equilibrium water permeability measurement, the pore size having the maximum peak is in the range of 0.01 to 0.1 μm [1] or The water-resistant lightweight cellular concrete according to [2],
[4] The amount of water repellent extracted with water is 10 wt% or less of the amount of water repellent contained in the lightweight cellular concrete, and the amount of water repellent extracted with toluene and ethanol is included in the lightweight cellular concrete. The water-resistant lightweight cellular concrete according to any one of [1] to [3], wherein the water-repellent amount is 10 wt% or less,
[5] The water repellent agent is one or more selected from the group of alkylalkoxysilanes represented by the following general formula (1): [1] to [4] Water resistant lightweight cellular concrete,
R1nSi (OR2) 4-n (1)
(Here, R1 and R2 each independently represents an alkyl group. N represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R1 may be the same or different, and n is In the case of 2 or less, each R2 may be the same or different.)
[6] Put lightweight cellular concrete in an autoclave, and introducing steam, impregnated with steam inside said light amount cellular concrete steps down the inside of the autoclave, a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor from the outside of the autoclave A method for producing water-resistant lightweight aerated concrete, characterized by being injected into an autoclave and treating the lightweight aerated concrete,
[7] A semi-cured lightweight cellular concrete is placed in an autoclave , steam-cured at high temperature and pressure, and then the lightweight cellular concrete is continuously removed from the autoclave at a temperature of 100 to 250 ° C. and a pressure of 0.1 to 0.1. A method for producing water-resistant lightweight cellular concrete, characterized by injecting a mixed gas containing 4 MPa of water vapor and water repellent vapor into an autoclave to treat lightweight cellular concrete;
It is.
本発明の軽量気泡コンクリートは、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、更に、優れた塗装性及び耐水性を付与する効果を有する。 The lightweight cellular concrete of the present invention has an effect of imparting excellent paintability and water resistance without impairing the performance of the lightweight cellular concrete that is excellent in light weight and heat insulation.
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明における軽量気泡コンクリートは、軽量気泡コンクリートとであれば、特に限定されない。代表的な製造方法としては、例えば、珪石などのケイ酸質原料と、普通ポルトランドセメントに代表されるセメント、石膏、生石灰などの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、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方法が挙げられる。ここで、軽量気泡コンクリートには、必要に応じて補強用鉄筋もしくは金網を配設しても構わない。
The present invention will be specifically described below.
The lightweight cellular concrete in the present invention is not particularly limited as long as it is lightweight cellular concrete. As a typical production method, for example, a siliceous raw material such as silica and a calcining raw material such as cement, gypsum and quick lime represented by ordinary Portland cement were mixed as a main component with a foaming agent such as aluminum. The raw material slurry is poured into a mold and cured to a hardness suitable for cutting, then removed from the mold to form a semi-cured mortar block, which is cut with a wire such as a piano wire that is tensioned Is a method of curing an autoclave. Here, the lightweight cellular concrete may be provided with reinforcing reinforcing bars or wire nets as necessary.
本発明において用いられる軽量気泡コンクリートの厚みは、10〜300mmが好ましく、20〜200mmがより好ましく、30〜150mmが特に好ましい。
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートの切断面における水の接触角は100°未満、50°以上の範囲にあることが必要であり、95°以下、60°以上の範囲にあることが好ましく、95°以下、70°以上の範囲にあることがより好ましい。切断面の接触角が100°未満、50°以上の範囲であれば、軽量気泡コンクリートの中心部まで耐水性を付与すると共に、該軽量気泡コンクリート表面にそのまま水系塗料をむらなく均一に塗布することが可能である。
The thickness of the lightweight cellular concrete used in the present invention is preferably 10 to 300 mm, more preferably 20 to 200 mm, and particularly preferably 30 to 150 mm.
The contact angle of water on the cut surface of the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention needs to be in the range of less than 100 ° and 50 ° or more, preferably in the range of 95 ° or less and 60 ° or more. More preferably, it is in the range of not more than ° and not less than 70 °. When the contact angle of the cut surface is less than 100 ° and in the range of 50 ° or more, water resistance is imparted to the center of the lightweight cellular concrete, and the water-based paint is uniformly applied to the lightweight cellular concrete surface as it is. Is possible.
本発明において表面に垂直な切断面における接触角とは、温度20℃、相対湿度65%の恒温恒湿に保たれた室内で軽量気泡コンクリート表面に垂直な切断面を該コンクリート表面近傍から中心まで厚さ方向に10mm間隔で協和界面科学(株)製の接触角計(CA−DT型)で測定した値である。
本発明における透水度は、JIS−5400で定義されている次式で算出した。
透水度=V×106/{3.14×(D/2)2}
ここで、Vは透水量(cm3)、Dは透水試験器具に用いたロートの口径(mm)であり、透水量(V)の測定方法は、JIS−5400に準拠した方法で行った。即ち、口径Dmmのロートと、先端を切り取った5cm3メスピペットをビニル管で接続固定した透水試験器具を用い、水平に保持された切断面の中心に、該透水試験器具のロートの口径の真中がくるように該ロートをシーリング材(コニシ(株)製 商品名シリコンコーク)で隙間ができないように固着し、高さ250mmまで水を入れ、24時間放置した後、水中高さをメスピペット部の目盛りから読みとり、透水量(V)を測定する。尚、JIS−5400は、塗料の塗膜の耐水性を評価するものであり、ロート口径75mmを標準としているが、本発明では、軽量気泡コンクリート厚みが75mm以下の場合、口径75mmの透水試験器具を使用することができないため、軽量気泡コンクリートの厚みに応じて口径を小さくした透水試験器具を使用して測定し、上記透水度を求める計算式により算出する。
In the present invention, the contact angle at the cut surface perpendicular to the surface means that the cut surface perpendicular to the lightweight cellular concrete surface is maintained from the vicinity of the concrete surface to the center in a room maintained at a constant temperature and humidity of 20 ° C. and a relative humidity of 65%. It is a value measured with a contact angle meter (CA-DT type) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. at intervals of 10 mm in the thickness direction.
The water permeability in the present invention was calculated by the following formula defined by JIS-5400.
Water permeability = V × 106 / {3.14 × (D / 2) 2 }
Here, V is the water permeability (cm 3 ), D is the caliber (mm) of the funnel used in the water permeability test instrument, and the method for measuring the water permeability (V) was a method based on JIS-5400. That is, using a water permeability test instrument in which a funnel having a diameter of Dmm and a 5 cm 3 measuring pipette with a tip cut off are connected and fixed by a vinyl tube, the center of the diameter of the funnel of the water permeability test instrument is centered on the horizontally held cutting surface. The funnel is fixed with a sealing material (product name: Silicon Coke, manufactured by Konishi Co., Ltd.) so that there is no gap between the funnel, water is added to a height of 250 mm, and left for 24 hours. Measure the water permeability (V). JIS-5400 evaluates the water resistance of the paint film, and the funnel diameter is 75 mm as a standard. In the present invention, when the lightweight cellular concrete thickness is 75 mm or less, the water permeability test equipment has a diameter of 75 mm. Since it cannot be used, it measures using the water-permeable test instrument which made the diameter small according to the thickness of the lightweight cellular concrete, and it calculates with the calculation formula which calculates | requires the said water permeability.
本発明において、透水度とは、試験開始24時間後の透水量をもとに算出された値であり、平衡透水度とは、24時間後の透水量を測定した後に更に高さ250mmまで水を追加注入し、引き続き24時間後の透水量を測定する操作を7〜20日間繰り返し、ほぼ一定になった透水量をもとに算出された値である。
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートの透水度は、1000cm3/m2・day以下であることが必要であり、800cm3/m2・day以下が好ましく、600cm3/m2・day以下がより好ましい。該透水度が1000cm3/m2・day以下であれば、軽量気泡コンクリートの中心部まで充分な耐水性が付与されている。また、長期の耐水性を満足するためには平衡透水度が、450cm3/m2・day以下が好ましく、350cm3/m2・day以下がより好ましく、250cm3/m2・day以下が特に好ましい。
In the present invention, the water permeability is a value calculated on the basis of the water permeability 24 hours after the start of the test, and the equilibrium water permeability is a water level up to a height of 250 mm after measuring the water permeability 24 hours later. This is a value calculated on the basis of the substantially constant water permeability by repeating the operation of continuously injecting and measuring the water permeability after 24 hours for 7 to 20 days.
Water permeability of the water-resistant lightweight concrete of the present invention is required to be less 1000cm 3 / m 2 · day, preferably not more than 800cm 3 / m 2 · day, more is 600cm 3 / m 2 · day or less preferable. When the water permeability is 1000 cm 3 / m 2 · day or less, sufficient water resistance is imparted to the center of the lightweight cellular concrete. Moreover, the equilibrium water permeability in order to satisfy the long-term water resistance, preferably 450cm 3 / m 2 · day or less, more preferably 350cm 3 / m 2 · day or less, 250cm 3 / m 2 · day or less and particularly preferable.
本発明において、凍結水銀圧入法とは、先ず上記同様の透水度の測定において、透水量がほぼ一定に、つまり平衡透水度に到達するまで測定を繰り返した後、ロートを固着した面から深さ方向に10mmまでの部分を切り出して砕き、JIS−Z8801に準ずる篩において、目開き4mm(線径1.4mm)を通過し、目開き2mm(線形0.9mm)を通過しないものを1〜2g程度採取し、次に採取した軽量気泡コンクリートを液体窒素中に浸漬し、凍結させた後、手早くサンプル管に充填したものを、細孔径分布測定装置(米国Micrometritics社製 Pore Sizer 9320)にセットし、真空度約5Paの条件で測定した。ここで、水銀圧入法による微分細孔径分布は、測定された細孔径に対する細孔量の積分曲線を一次微分して得られる。一般に、水銀圧入法では、6nm〜360μm程度の細孔径の測定が可能であるが、得られた細孔径は、実際の細孔の直径を表すものではなく、構成物質間に存在する隙間の大きさの指標として使用されており、軽量気泡コンクリートの細孔構造を記述する際には、有効な解析手段である。また、水銀と軽量気泡コンクリートの接触角は130°、水銀の表面張力は484dyn/cmとし、測定された圧力を細孔の形状が円筒形であると仮定して細孔径に換算した。凍結水銀圧入法による微分細孔分布径の測定は、平衡透水度測定により、軽量気泡コンクリート内の浸透した水を乾燥させないことが肝要となる。また、測定中に軽量気泡コンクリート内の温度が上昇し、凍結させた水が融解することを防ぐため、測定中もサンプル管をドライアイスなどで冷却しても構わないが、水銀の凝固温度−38.8℃より冷却すると水銀が圧入されなくなる。 In the present invention, the frozen mercury intrusion method refers to the measurement of water permeability in the same manner as described above, and after repeating the measurement until the water permeability reaches substantially constant, that is, reaches the equilibrium water permeability, the depth from the surface to which the funnel is fixed is determined. A portion up to 10 mm in the direction is cut out and crushed, and in a sieve according to JIS-Z8801, 1 to 2 g that passes through an opening of 4 mm (wire diameter 1.4 mm) and does not pass through an opening of 2 mm (linear 0.9 mm). After the sampled light aerated concrete was immersed in liquid nitrogen and frozen, it was quickly filled in the sample tube and set in a pore size distribution measuring device (Pore Sizer 9320 manufactured by Micrometrics, USA). Measured under conditions of a degree of vacuum of about 5 Pa. Here, the differential pore size distribution by the mercury intrusion method is obtained by first-order differentiation of the integral curve of the pore amount with respect to the measured pore size. Generally, in the mercury intrusion method, it is possible to measure a pore diameter of about 6 nm to 360 μm. However, the obtained pore diameter does not represent the actual pore diameter, but is a size of a gap existing between constituent materials. It is used as an index of the thickness and is an effective analysis means when describing the pore structure of lightweight cellular concrete. The contact angle between mercury and lightweight aerated concrete was 130 °, the surface tension of mercury was 484 dyn / cm, and the measured pressure was converted to pore diameter assuming that the pore shape was cylindrical. When measuring the differential pore distribution diameter by the frozen mercury intrusion method, it is important not to dry the infiltrated water in the lightweight cellular concrete by measuring the equilibrium water permeability. In order to prevent the temperature inside the lightweight cellular concrete from rising during the measurement and melting the frozen water, the sample tube may be cooled with dry ice or the like during the measurement. When cooled below 38.8 ° C, mercury is not injected.
ここで、平衡透水度に到達するまで透水度測定を繰り返した軽量気泡コンクリートは、撥水剤による耐水層が形成されている細孔には水の浸透がなく、空隙のままであるが、耐水層が形成されていない細孔には水が浸透し、細孔内には水が充填されており、その状態で液体窒素に浸漬すると水が充填された細孔内で水が凝固し、細孔を封鎖することになる。つまり、細孔内で充填されていた水が凝固することにより、見かけ上細孔が消失することになり、その状態で水銀圧入法を測定しても、水が凝固した細孔、即ち撥水剤により耐水層が形成されていない細孔は測定することができない。この方法により、大体ではあるが、撥水剤により耐水層が形成された細孔が特定可能となり、本発明の軽量気泡コンクリートの耐水性能を満足させるためには、凍結水銀圧入法により得られる微分細孔径分布曲線において、最大ピークを有する細孔径が0.01〜0.1μm、好ましくは0.03〜0.08μm、更に好ましくは0.04〜0.07μmであることが肝要となる。 Here, the lightweight cellular concrete in which the water permeability measurement is repeated until the equilibrium water permeability is reached does not penetrate water into the pores in which the water-resistant layer is formed by the water repellent and remains in the voids. Water penetrates into pores in which no layer is formed, and the pores are filled with water. When immersed in liquid nitrogen in this state, water solidifies in the pores filled with water, and the fine pores. The hole will be blocked. In other words, when the water filled in the pores solidifies, the pores seem to disappear, and even if the mercury intrusion method is measured in that state, the water is solidified, that is, water repellent. The pores in which the water-resistant layer is not formed by the agent cannot be measured. By this method, it is possible to specify the pores in which the water-resistant layer is formed by the water repellent, but in order to satisfy the water-resistant performance of the lightweight cellular concrete of the present invention, the differential obtained by the frozen mercury intrusion method is used. In the pore size distribution curve, it is important that the pore size having the maximum peak is 0.01 to 0.1 μm, preferably 0.03 to 0.08 μm, and more preferably 0.04 to 0.07 μm.
本発明において、長期の耐水性をより満足させるためには、軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤が、軽量気泡コンクリートから漏出しないことが肝要である。そこで、軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤の水、エタノール及びトルエンによる各々の抽出率は、次の方法で測定した。
撥水剤の水、エタノール及びトルエンによる各々の抽出率は、熱分解装置(フロンティアラボ社製 PY2010D)を具備したガスクロマトクグラフ(HEWLETT PACKARD社製 HP6890)(以下、熱分解ガスクロマトグラフという。)により測定し求めた。先ず予め、抽出前の撥水剤を含む軽量気泡コンクリートを60℃の熱風乾燥機(タバイエスペック(株) PHH401)で24時間乾燥し、乳鉢で粉砕して乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプ(真空機工(株) DAH−60)で減圧にした状態で24時間放置したものを5mg取り、上記の熱分解ガスクロマトグラフで測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和(Wo)を求めた。ここで、クロマトグラムの保持時間10分以内のピークは、撥水剤が熱分解されて生成した炭素数1〜3程度の飽和炭化水素及び不飽和炭化水素に相当する。
In the present invention, in order to further satisfy the long-term water resistance, it is important that the water repellent contained in the lightweight cellular concrete does not leak from the lightweight cellular concrete. Then, each extraction rate with water, ethanol, and toluene of the water repellent contained in the lightweight cellular concrete was measured by the following method.
The extraction ratio of each of the water repellents with water, ethanol, and toluene is determined by a gas chromatograph (HP6890 manufactured by HEWLETT PACKARD) (hereinafter referred to as a pyrolytic gas chromatograph) equipped with a thermal decomposition apparatus (PY2010D manufactured by Frontier Labs). Measured and determined. First, in a desiccator, a lightweight cellular concrete containing a water repellent before extraction was previously dried for 24 hours in a hot air dryer (Tabba Espec Co., Ltd. PHH401) at 60 ° C., pulverized in a mortar, and a desiccant (silica gel) added. 5 mg of what was left for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump (Daiki Kiko Co., Ltd. DAH-60), measured with the above pyrolysis gas chromatograph, and retention time 10 minutes from the resulting chromatogram The total peak area (Wo) was determined. Here, the peak within the retention time of 10 minutes in the chromatogram corresponds to saturated hydrocarbons and unsaturated hydrocarbons having about 1 to 3 carbon atoms produced by thermal decomposition of the water repellent.
一方、水による抽出率の測定の場合、予め60℃の熱風乾燥機で24時間乾燥した抽出前の撥水剤を含む軽量気泡コンクリート1gを乳鉢で粉砕した後、水(蒸留水)100gを混合し、1時間攪拌して、該軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤を抽出し、その後、ろ過して固形分を得、風乾後、60℃の熱風乾燥機で24時間乾燥し、乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプで減圧にした状態で24時間放置した。次に抽出して乾燥した後、上記と同様の方法で、軽量気泡コンクリート5mgを熱分解ガスクロマトグラフで測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和(W1)を求めた。撥水剤の水による抽出率[%]は、次式で算出した。
抽出率={1−(W1/W0)}×100
同様にエタノールまたはトルエンによる抽出率の測定の場合、抽出溶媒を水からエタノールまたはトルエンに変更するだけであり、それ以外は、すべて水による抽出率の測定と同様の方法で行う。
On the other hand, in the case of measuring the extraction rate with water, 1 g of lightweight cellular concrete containing a water repellent before extraction previously dried for 24 hours with a hot air dryer at 60 ° C. is ground in a mortar and then mixed with 100 g of water (distilled water). And stirring for 1 hour to extract the water repellent contained in the lightweight cellular concrete, followed by filtration to obtain a solid content, air drying, and drying in a hot air dryer at 60 ° C. for 24 hours. It was placed in a desiccator containing (silica gel) and allowed to stand for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump. Next, after extraction and drying, 5 mg of lightweight cellular concrete was measured with a pyrolysis gas chromatograph in the same manner as described above, and the total peak area (W1) within a retention time of 10 minutes was determined from the obtained chromatogram. . The extraction rate [%] of the water repellent with water was calculated by the following equation.
Extraction rate = {1- (W1 / W0)} × 100
Similarly, in the case of measuring the extraction rate with ethanol or toluene, only the extraction solvent is changed from water to ethanol or toluene, and the rest is performed in the same manner as the measurement of the extraction rate with water.
ここで、W1は抽出後のピーク面積総和、W0は抽出前のピーク面積総和である。尚、熱分解装置は800℃、注入口温度は230℃、検出器温度は230℃、カラムは昇温速度10℃/分で35℃から230℃まで昇温に設定し、キャリアガスはヘリウム、検出器は水素炎イオン化検出器、カラムは、SUPEL−9PLOT(SUPELCO社製)を使用した。ここで、抽出とは、撥水剤の一部が水またはエタノール、トルエンに溶出(溶解)するだけでなく、物理的に漏出する場合も含め、軽量気泡コンクリート内に含まれる撥水剤が、外部に取り除かれることを言う。
本発明において、軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤のうち、水により抽出される撥水剤量が、含まれる撥水剤の10wt%以下であり、かつ、エタノール及びトルエンにより抽出される撥水剤量が、含まれる撥水剤の10wt%以下であることが好ましく、水により抽出される撥水剤量が、含まれる撥水剤の8wt%以下であり、かつ、エタノール及びトルエンにより抽出される撥水剤量が、含まれる撥水剤の8wt%以下であることがより好ましく、水により抽出される撥水剤量が含まれる撥水剤の6wt%以下であり、かつ、エタノール及びトルエンにより抽出される撥水剤量が、含まれる撥水剤の6wt%以下であることが特に好ましい。
Here, W1 is the total peak area after extraction, and W0 is the total peak area before extraction. The pyrolysis apparatus is set to 800 ° C., the inlet temperature is 230 ° C., the detector temperature is 230 ° C., the column is set to be heated from 35 ° C. to 230 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, the carrier gas is helium, A flame ionization detector was used as a detector, and SUPEL-9PLOT (manufactured by SUPELCO) was used as a column. Here, the extraction means that the water repellent contained in the lightweight cellular concrete includes not only a part of the water repellent eluting (dissolving) in water, ethanol, or toluene, but also physically leaking. Says that it is removed outside.
In the present invention, among the water repellents contained in the lightweight cellular concrete, the amount of water repellent extracted by water is 10 wt% or less of the water repellent contained, and the water repellent extracted by ethanol and toluene. The amount of the water repellent is preferably 10 wt% or less of the contained water repellent, the amount of the water repellent extracted by water is 8 wt% or less of the contained water repellent, and extracted with ethanol and toluene. More preferably, the amount of water repellent to be added is 8 wt% or less of the water repellent contained, 6 wt% or less of the water repellent containing the amount of water repellent extracted by water, and ethanol and It is particularly preferable that the amount of water repellent extracted with toluene is 6 wt% or less of the water repellent contained.
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートは、細孔内表面に耐水層を有する。該耐水層はどのような撥水剤から形成されたものであっても良いが、有機ケイ素化合物から形成された耐水層であることが好ましい。有機ケイ素化合物の官能基(X)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を構成するケイ酸カルシウム水和物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して軽量気泡コンクリートの細孔内表面および軽量気泡コンクリート外表面に耐水層を形成し、優れた耐水性を発現すると推測している。なお、本発明の耐水性軽量気泡コンクリートにおいては、細孔内表面の全てに耐水層を有している必要はなく、切断面の接触角、透水度、平衡透水度を満足すれば耐水層を有していない細孔内表面があっても構わない。 The water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention has a water-resistant layer on the pore inner surface. The water-resistant layer may be formed from any water repellent, but is preferably a water-resistant layer formed from an organosilicon compound. The functional group (X) of the organosilicon compound is hydrolyzed to become a silanol group, and further, it is chemically bonded to the silanol group of the calcium silicate hydrate constituting the lightweight cellular concrete to form a siloxane bond and light weight. It is presumed that a water-resistant layer is formed on the inner surface of the pores of the cellular concrete and the outer surface of the lightweight cellular concrete to develop excellent water resistance. In the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention, it is not necessary to have a water-resistant layer on all the pore inner surfaces, and if the contact angle, water permeability, and equilibrium water permeability of the cut surface are satisfied, the water-resistant layer is formed. There may be a surface inside the pores that does not have.
本発明において、最も汎用的に用いられる有機ケイ素化合物は、アルキルアルコキシシランであり、一般式R1nSi(OR2)4−nで表すことができる。ここで、R1、R2はそれぞれ独立にアルキル基を表し、同じであっても異なっていても良い。より好ましくは、R1は炭素数3〜18のアルキル基であり、R2は最も汎用的なメチル基、エチル基である。nは1〜3の整数を表す。nが2以上の場合、R1はそれぞれ同じものであっても異なっていても良く、nが2以下の場合、R2はそれぞれ同じものであっても異なっていても良い。また、上記一般式で表されるアルキルアルコキシシランを2種以上混合して用いることもできる。また、あまり汎用的ではないが、その他の有機ケイ素化合物も使用することができる。即ち、その他の有機ケイ素化合物とは、一般式RnSiX4−nで表すことができる。ここで、Rはアルキル基、アリール基、アリル基を表し、Xは加水分解してシラノール基を生成する官能基であり、アルコキシル基、アセトキシ基、ケトオキシム基、アミド基、アミノ基、ビニルエーテル基、ハロゲン原子を表し、nは1〜3の整数を表す。また、nが2以上の場合、Rは同じであっても異なっていても良い。また、Rはアルキル基、アリール基、アリル基に含まれる水素をフッ素に置換したものでも構わない。nが2以下の場合、Xは同じであっても異なっていても良い。 In the present invention, the most commonly used organosilicon compound is an alkylalkoxysilane, which can be represented by the general formula R1nSi (OR2) 4-n. Here, R1 and R2 each independently represent an alkyl group, which may be the same or different. More preferably, R1 is an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, and R2 is the most versatile methyl group or ethyl group. n represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R1 may be the same or different, and when n is 2 or less, R2 may be the same or different. Further, two or more kinds of alkylalkoxysilanes represented by the above general formula can be used in combination. Also, although not very versatile, other organosilicon compounds can also be used. That is, other organosilicon compounds can be represented by the general formula RnSiX4-n. Here, R represents an alkyl group, an aryl group, an allyl group, X is a functional group that hydrolyzes to generate a silanol group, an alkoxyl group, an acetoxy group, a ketoxime group, an amide group, an amino group, a vinyl ether group, Represents a halogen atom, and n represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R may be the same or different. R may be a group in which hydrogen contained in an alkyl group, aryl group, or allyl group is substituted with fluorine. When n is 2 or less, X may be the same or different.
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、上記一般式で表されるアルキルアルコキシシランの中で最も汎用的なアルキルトリアルコキシシラン(n=1)が好ましい。本発明で用いられるアルキルアルコキシシランの代表的な例を挙げれば、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、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、トリ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、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、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、トリ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。 The alkylalkoxysilane used in the present invention is preferably the most versatile alkyltrialkoxysilane (n = 1) among the alkylalkoxysilanes represented by the above general formula. Representative examples of the alkylalkoxysilane used in the present invention include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, heptyltrimethoxy. Silane, octyltrimethoxysilane, nonyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, undecyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, tridecyltrimethoxysilane, tetradecyltrimethoxysilane, pentadecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxy Silane, heptadecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, Rutriethoxysilane, pentyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, heptyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, nonyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, undecyltriethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, tridecyltriethoxysilane Tetradecyltriethoxysilane, pentadecyltriethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, heptadecyltriethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, and the like.
また、この代表例の中でも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、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、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、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、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランが好ましく、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、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、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、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラ、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシラン、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がより好ましい。 Among these representative examples, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, methyltriethoxy Silane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltriethoxysila, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane are preferred, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, hexyl Trimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, Tilt Li ethoxy Sila, hexyl triethoxysilane, octyl triethoxysilane run, decyl triethoxysilane, octadecyl triethoxysilane are more preferable.
以下に、本発明の耐水性軽量気泡コンクリートの製造方法について説明する。
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートを製造する方法としては、例えば、養生済みの軽量気泡コンクリートをオートクレーブに入れ、水蒸気を導入し、該軽量気泡コンクリート内部に水蒸気を浸透させた後、オートクレーブ内を降圧し、オートクレーブの外部から水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入して軽量気泡コンクリートを処理する方法と、オートクレーブ内に半硬化状の軽量気泡コンクリートを入れ、水蒸気養生した後、引き続きオートクレーブの外部から水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入して軽量気泡コンクリートを処理する方法がある。
Below, the manufacturing method of the water-resistant lightweight cellular concrete of this invention is demonstrated.
As a method for producing the water-resistant lightweight aerated concrete of the present invention, for example, a cured lightweight aerated concrete is put into an autoclave, water vapor is introduced, water vapor is permeated into the lightweight aerated concrete, and then the pressure inside the autoclave is reduced. was placed a method of processing a light-weight cellular concrete mixed gas containing water vapor and the water-repellent agent vapor from the outside of the autoclave was poured into the autoclave, the semi-cured lightweight aerated concrete into the autoclave, after steam curing , a method of processing a light-weight cellular concrete continues injecting a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor from the outside of the autoclave to autoclave.
養生済みの軽量気泡コンクリート使用する方法としては、オートクレーブ内に設置された軽量気泡コンクリートを温度100℃以上、230℃以下、ゲージ圧0.1MPa以上、2.32MPa以下の飽和水蒸気下に、好ましくは、温度120℃以上、210℃以下、ゲージ圧0.2MPa以上、1.91MPa以下の飽和水蒸気下に、より好ましくは、温度130℃以上、190℃以下、ゲージ圧0.27MPa以上、1.26MPa以下の飽和水蒸気下に置いて該軽量気泡コンクリート内部に水蒸気を充分に浸透させ、オートクレーブ内をゲージ圧0.3MPa以下に、好ましくはゲージ圧0.2MPa以下に、特に好ましくはゲージ圧0MPa以下に降圧し、オートクレーブの外部から水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入し、軽量気泡コンクリートを処理する方法などが挙げられる。
As a method of using the cured lightweight cellular concrete, the lightweight cellular concrete installed in the autoclave is preferably subjected to saturated steam at a temperature of 100 ° C. or higher and 230 ° C. or lower, a gauge pressure of 0.1 MPa or higher and 2.32 MPa or lower. In a saturated water vapor at a temperature of 120 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, a gauge pressure of 0.2 MPa or higher and 1.91 MPa or lower, more preferably a temperature of 130 ° C. or higher and 190 ° C. or lower, a gauge pressure of 0.27 MPa or higher, 1.26 MPa. It is placed under the saturated water vapor below, and water vapor is sufficiently permeated into the lightweight aerated concrete, and the inside of the autoclave is reduced to a gauge pressure of 0.3 MPa or less, preferably a gauge pressure of 0.2 MPa or less, particularly preferably a gauge pressure of 0 MPa or less. step down, auto gas mixture containing water vapor and the water-repellent agent vapor from the outside of the autoclave Injected into the slave, and a method of processing a lightweight cellular concrete.
ここで、オートクレーブ内に設置された軽量気泡コンクリートを水蒸気下に置いて軽量気泡コンクリート内部に水蒸気を浸透させる際に、予めオートクレーブ内を減圧にした後、軽量気泡コンクリートを水蒸気下に置いても構わない。また、オートクレーブ内に水蒸気を導入し、軽量気泡コンクリート内に水蒸気を浸透させた後、再びオートクレーブ内を降圧するのは、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスが軽量気泡コンクリートの内部まで浸透しやすくするためである。
また、半硬化状の軽量気泡コンクリートを水蒸気養生する方法としては、特に限定されないが、周知の方法で構わない。ここで、高温高圧の水蒸気養生された軽量気泡コンクリートは、既に該軽量気泡コンクリート内部まで水蒸気が浸透された状態であるため、予め水蒸気下に置くことなく、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入することが可能である。
Here, when the lightweight cellular concrete installed in the autoclave is placed under water vapor so that the moisture penetrates into the lightweight cellular concrete, the interior of the autoclave may be depressurized in advance, and then the lightweight cellular concrete may be placed under the steam. Absent. Further, by introducing steam into the autoclave, after the penetration of steam into lightweight in concrete, is to step down in the autoclave again, osmotic gas mixture containing water vapor and the water-repellent agent vapor to the inside of the lightweight concrete This is to make it easier.
Further, the method for steam curing the semi-cured lightweight cellular concrete is not particularly limited, but may be a known method. Here, lightweight cellular concrete is steam cured at high temperature and high pressure is already since a state in which water vapor is permeated to the inside said light amount aerated concrete, without putting in advance under steam containing water vapor and the water-repellent agent vapor mixture Gas can be injected into the autoclave.
本発明において、養生済みの軽量気泡コンクリートを使用して、水蒸気下に置いた後、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスで処理する方法では、軽量気泡コンクリート表面に模様付けするなどの後加工した軽量気泡コンクリートを使用することができる。一般に軽量気泡コンクリートは、水蒸気養生した後、目地加工するが、それ以外にも軽量気泡コンクリート表面に模様付けするなどの後加工をすることがあり、これらの後加工した軽量気泡コンクリートも処理することが可能となり、好ましい様態である。また、半硬化状の軽量気泡コンクリートを水蒸気養生し、引き続き水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスで処理する方法では、予め水蒸気処理することなく、混合ガスで処理できるため生産効率の向上にも繋がり、好ましい様態である。
In the present invention, after the cured lightweight aerated concrete is placed under steam, and treated with a mixed gas containing steam and water repellent steam , the surface of the lightweight aerated concrete is patterned. Processed lightweight cellular concrete can be used. Generally, lightweight aerated concrete is jointed after steam curing, but there are cases where post-processing such as patterning is applied to the lightweight aerated concrete surface. This is a preferable mode. In addition, the semi-cured lightweight aerated concrete is steam-cured and then treated with a mixed gas containing steam and water repellent steam. Is also preferable.
本発明において、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入して処理する際のオートクレーブ内の圧力は、軽量気泡コンクリートの厚みによっても異なるが、混合ガスを注入する前の圧力より0.01MPa以上高くすることが好ましく、より好ましくは0.1MPa以上、特に好ましくは0.3MPa以上高くすることである。水蒸気と撥水剤蒸気の混合ガスをオートクレーブ内に注入し、オートクレーブ内を加圧することにより、オートクレーブ内の加圧前圧力と加圧後圧力の差を推進力として、該混合ガスは軽量気泡コンクリートの内部空隙まで速やかに到達することができる。
また、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスをオートクレーブ内に注入する方法は、特に限定される必要はないが、例えば少なくとも1種の撥水剤を入れた容器中に高温の水蒸気、好ましくは高温の飽和水蒸気を注入し、撥水剤を気化させて混合ガスとする方法や、オートクレーブ内に注入する水蒸気の配管途中に設けた注入口から少なくとも1種の撥水剤をミストや予め気化させた蒸気で注入し混合ガスとする方法などが挙げられる。ここで、オートクレーブ内に注入する水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスは、撥水剤の種類によっても異なるが、温度100〜250℃、圧力0.1〜4MPaであり、好ましくは温度150〜230℃、圧力0.5〜3MPaであることが好ましく、温度170〜210℃、圧力0.8〜2MPaであることがより好ましい。
In the present invention, the pressure in the autoclave when processing a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor is injected into the autoclave, varies depending on the thickness of the lightweight concrete, the pressure of before injecting the mixed gas It is preferable to make it higher by 0.01 MPa or more, more preferably by 0.1 MPa or more, and particularly preferably by 0.3 MPa or more. A mixed gas of water vapor and the water-repellent agent vapor is injected into the autoclave by pressurizing the autoclave, as the driving force difference before pressing pressure and post-compression pressure in the autoclave, the mixed gas is lightweight concrete Can be quickly reached.
A method of injecting a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor in the autoclave is not required to be particularly limited, for example, high temperature steam in a vessel containing at least one water-repellent agent, preferably Injects high-temperature saturated water vapor to vaporize the water repellent to form a mixed gas, or mists or pre-vaporizes at least one water repellent from an inlet provided in the middle of the water vapor piping injected into the autoclave For example, a method of injecting with a vapor generated to form a mixed gas may be used. Here, a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor to be injected in the autoclave varies depending on the type of water repellent agent, the temperature 100 to 250 ° C., a pressure 0.1~4MPa, preferably a temperature of 150 ˜230 ° C., pressure 0.5-3 MPa is preferable, temperature 170-210 ° C., pressure 0.8-2 MPa is more preferable.
ここで、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスで処理する時間は通常0.1〜5時間で良いが、撥水剤と軽量気泡コンクリートとの反応が完全に終了していない場合は、水蒸気と撥水剤蒸気を含有する混合ガスで処理した後、更に軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出すことなく、その状態で100〜200℃に保持するように外部から加熱処理する、オートクレーブから取り出した後、室温で数日〜2ヶ月程度放置しておく、オートクレーブから取り出した後、60〜180℃で0.5〜1週間程度、軽量気泡コンクリートが熱劣化しない範囲で加熱する等の処理の処理をしても構わない。
ここで、軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出すことなく加熱する方法としては特に限定されないが、ヒーターや水蒸気でオートクレーブを加熱する方法や再びオートクレーブ中に水蒸気を注入する方法などを使用することができる。軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出すことなく、再び水蒸気を注入する場合、水蒸気を注入した時のオートクレーブ内の圧力は、撥水剤蒸気と水蒸気を含有する混合ガスで処理した圧力程度の圧力で行うことが好ましい。また、オートクレーブから取り出した後の加熱方法も、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。
Here, if the time for processing a mixed gas containing steam and the water-repellent agent vapor may typically 0.1 to 5 hours, the reaction between the water-repellent agent and lightweight concrete is not completely finished, after treatment with a gas mixture containing water vapor and water repellent vapor, further without removing the lightweight concrete from the autoclave, a heat treatment from the outside to retain the 100 to 200 ° C. in this state, after removal from the autoclave , Leave it at room temperature for several days to two months, remove it from the autoclave, and then heat it at 60 to 180 ° C for about 0.5 to 1 week. It doesn't matter.
Here, the method of heating the lightweight aerated concrete without taking it out of the autoclave is not particularly limited, but a method of heating the autoclave with a heater or steam, a method of injecting steam into the autoclave again, or the like can be used. When water vapor is injected again without removing lightweight cellular concrete from the autoclave, the pressure in the autoclave when water vapor is injected should be about the same as the pressure treated with the mixed gas containing water repellent vapor and water vapor. Is preferred. Also, the heating method after taking out from the autoclave is not particularly limited, but general hot air heating, far-infrared heating, steam heating or the like can be used.
本発明の水蒸気と撥水剤蒸気の混合ガスにおいて、該混合ガス中の撥水剤含有率は、0.01〜15モル%が好ましく、0.1〜10モル%がより好ましく、0.3〜5モル%が特に好ましい。ここで、水蒸気は飽和蒸気圧であることが好ましく、撥水剤は、軽量気泡コンクリート以外の場所で凝縮してロスするという経済的な観点から飽和蒸気圧に満たないことが好ましい。
また、本発明の耐水性軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤量は、撥水剤を含有させる前の軽量気泡コンクリートを縦40mm、横40mm、長さ160mmに切り出し、105℃で24時間乾燥して求めた絶乾重量に対する重量比率で、0.05〜10.0wt%が好ましく、0.1〜5.0wt%がより好ましく、0.5〜3.0wt%が特に好ましい。ここで、撥水剤が加水分解などの反応により、構造を変化させた場合においては、変化する前の構造に置き換えた重量を使用する。
In the mixed gas of steam and water repellent vapor present invention, the water repellent agent content of the mixed gas is preferably 0.01 to 15 mol%, more preferably 0.1 to 10 mol%, 0.3 ˜5 mol% is particularly preferred. Here, it is preferable that the water vapor has a saturated vapor pressure, and the water repellent is preferably less than the saturated vapor pressure from the economical viewpoint that it is condensed and lost in a place other than the lightweight cellular concrete.
In addition, the amount of water repellent contained in the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention was cut into 40 mm in length, 40 mm in width and 160 mm in length before the water repellent was added, and dried at 105 ° C. for 24 hours. The weight ratio to the absolute dry weight determined in this way is preferably 0.05 to 10.0 wt%, more preferably 0.1 to 5.0 wt%, and particularly preferably 0.5 to 3.0 wt%. Here, when the structure of the water repellent is changed by a reaction such as hydrolysis, the weight replaced with the structure before the change is used.
本発明において、軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤量は、上記同様に熱分解装置を具備したガスクロマトグラフの測定により求めた。先ず、撥水剤を定量する検量線を作成するために、軽量気泡コンクリートを乳鉢で粉砕し、該軽量気泡コンクリート粉末に対して撥水剤を0.1、0.3、0.5、1.0、2.0、3.0wt%の比率で該軽量気泡コンクリート粉末に添加したものをそれぞれ別の密閉容器に入れて、80℃で1ヶ月間保持し、撥水剤と軽量気泡コンクリートを完全に反応させた後、軽量気泡コンクリート中で撥水剤の含有率にむらが生じないように、それぞれを乳鉢で微粉砕したものを60℃の熱風乾燥機で24時間乾燥した後、乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプで減圧にした状態で24時間放置した。次にそれぞれの撥水剤を添加した軽量気泡コンクリート5mgを取り、別々に熱分解ガスクロマトグラフで測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和を求め、得られたピーク面積総和を撥水剤添加量に対してプロットし、検量線とした。ここで、検量線は直線関係が得られた。次に未知量の撥水剤が含有される軽量気泡コンクリート中の撥水剤量は、上記同様に熱分解ガスクロマトグラフにより測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和を求め、上記検量線から撥水剤量に換算し求めることができる。本発明においては、熱分解ガスクロマトグラフを使用していることから、撥水剤が加水分解や縮合もくしは軽量気泡コンクリートと反応していたとしても、すべて分解して測定できる。 In the present invention, the amount of water repellent contained in the lightweight cellular concrete was determined by measurement of a gas chromatograph equipped with a thermal decomposition apparatus as described above. First, in order to prepare a calibration curve for quantifying the water repellent, the lightweight cellular concrete is pulverized with a mortar, and the water-repellent agent is 0.1, 0.3, 0.5, 1 Put each of the lightweight cellular concrete powders added in the ratios of 0.0, 2.0, and 3.0 wt% into separate sealed containers and hold at 80 ° C. for one month. After completely reacting, finely pulverized each in a mortar for 24 hours in a hot air dryer at 60 ° C. so that the content of the water repellent is not uniform in the lightweight cellular concrete, and then the desiccant It was placed in a desiccator containing (silica gel) and allowed to stand for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump. Next, 5 mg of lightweight cellular concrete to which each water repellent was added was separately measured with a pyrolysis gas chromatograph, and the total peak area within a retention time of 10 minutes was determined from the obtained chromatogram, and the resulting peak area was obtained. The total was plotted against the amount of water repellent added to provide a calibration curve. Here, a linear relationship was obtained for the calibration curve. Next, the amount of water repellent in lightweight cellular concrete containing an unknown amount of water repellent is measured by pyrolysis gas chromatograph in the same manner as described above, and the total peak area within 10 minutes of retention time is obtained from the obtained chromatogram. It can be calculated and converted to the amount of water repellent from the calibration curve. In the present invention, since a pyrolysis gas chromatograph is used, even if the water repellent is hydrolyzed, condensed or reacted with lightweight cellular concrete, it can be decomposed and measured.
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートは、100°未満、50°以上という低い水の接触角ながら優れた耐水性を有していることに特徴を有する。その理由は定かではないが、本発明者らは、以下のように推察している。高温高圧の水蒸気は、温度の低い軽量気泡コンクリートに接触することにより軽量気泡コンクリートの内部空隙内で凝縮し、液化した水蒸気はその空隙内を水封することになる。つまり、水封された空隙内には撥水剤蒸気が進入することができず、その空隙表面には撥水剤が付着することができなくなる。ここで、軽量気泡コンクリートの内部空隙とは、ゲル孔や毛管凝縮孔、発泡時に導入される気泡など軽量気泡コンクリートの内部に存在する全ての空隙をいう。一般に軽量気泡コンクリートのような多孔質材料の場合、より小さな空隙から凝縮することから、軽量気泡コンクリート内部の小さな空隙ほど撥水剤が付着しない。一方で、軽量気泡コンクリート内部に水が浸透する場合、より浸透しやすい大きな空隙を通って水が内部に浸透する。つまり、軽量気泡コンクリート内部への水の浸透にあまり寄与しない微細な空隙には、撥水剤が付着していないものの、水の浸透に大きく寄与する空隙には撥水剤が付着して耐水層を形成していることから充分な耐水性を有するが、微細な空隙には撥水剤が付着していないことから、軽量気泡コンクリートの撥水性は十分に発現されない。 The water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention is characterized by having excellent water resistance despite a low water contact angle of less than 100 ° and 50 ° or more. The reason for this is not clear, but the present inventors speculate as follows. The high-temperature and high-pressure water vapor condenses in the internal voids of the lightweight cellular concrete by contacting the low-temperature lightweight cellular concrete, and the liquefied water vapor seals the interior of the voids. That is, the water repellent vapor cannot enter the sealed water gap, and the water repellent cannot adhere to the surface of the gap. Here, the internal voids of the lightweight cellular concrete refer to all voids existing inside the lightweight cellular concrete such as gel holes, capillary condensation holes, and bubbles introduced during foaming. In general, in the case of a porous material such as lightweight cellular concrete, the water repellent does not adhere as much as the smaller void inside the lightweight cellular concrete because it condenses from a smaller void. On the other hand, when water penetrates into the lightweight cellular concrete, the water penetrates into the interior through a large gap that is more likely to penetrate. In other words, water repellent is not attached to fine voids that do not contribute much to the penetration of water into lightweight cellular concrete, but water repellent adheres to voids that greatly contribute to water penetration and water-resistant layers However, since the water repellent is not attached to the fine voids, the water-repellent property of the lightweight cellular concrete is not sufficiently exhibited.
本発明の耐水性軽量気泡コンクリートは、耐水性能が著しく向上しており、従来のように塗装をして耐水性を確保する必要がないため、化粧用の塗装をするのみで使用することが可能である。このように、本発明の耐水性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、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。 The water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention has remarkably improved water resistance performance, and it is not necessary to ensure water resistance by painting as in the past, so it can be used simply by applying cosmetic makeup. It is. Thus, the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention can be used as an outer wall material, a floor material, a partition material or a roof material, as well as the conventional use.
以下に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
なお、本発明において使用される各種の測定方法は以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Various measurement methods used in the present invention are as follows.
<水の接触角>
水の接触角は、温度20℃、湿度65%の恒温恒湿に保たれた室内で、パネル表面に垂直な方向の切断面上を表面近傍から中心に至るまで厚さ方向に10mm間隔で協和界面科学(株)製の接触角計(CA−DT型)により測定し、得られた測定値の平均値とした。
<Water contact angle>
The water contact angle is a room maintained at a constant temperature and humidity of 20 ° C and humidity of 65%, and on the cut surface in the direction perpendicular to the surface of the panel, the thickness is 10 mm apart from the vicinity of the surface to the center. It measured with the contact angle meter (CA-DT type | mold) by Interface Science Co., Ltd., and it was set as the average value of the obtained measured value.
<透水度>
透水度は、測定開始から24時間後に測定された透水量から求められ、JIS−5400で定義されている次式で算出した。透水度=V×106/{3.14×(D/2)2}
ここで、Vは透水量(cm3)、Dは透水試験器具に用いたロートの口径(mm)であり、透水量(V)の測定方法は、JIS−5400に準拠した方法で行った。即ち、口径75mmのロートと、先端を切り取った5cm3メスピペットをビニル管で接続固定した透水試験器具を用い、水平に保持された軽量気泡コンクリートの表面に垂直な切断面の中心に、該透水試験器具のロートの口径の真中がくるように該ロートをシーリング材(コニシ(株)製 商品名シリコンコーク)で隙間ができないように固着し、高さ250mmまで水を入れ、24時間放置した後、水中高さをメスピペット部の目盛りから読みとり、透水量(V)を求めた。
<Water permeability>
The water permeability was determined from the water permeability measured 24 hours after the start of measurement, and was calculated by the following formula defined in JIS-5400. Water permeability = V × 106 / {3.14 × (D / 2) 2 }
Here, V is the water permeability (cm 3 ), D is the caliber (mm) of the funnel used in the water permeability test instrument, and the method for measuring the water permeability (V) was a method based on JIS-5400. That is, using a water permeability test instrument in which a funnel with a diameter of 75 mm and a 5 cm 3 measuring pipette with a tip cut off are connected and fixed with a vinyl tube, the water permeability is centered on the cut surface perpendicular to the surface of the lightweight lightweight concrete held horizontally. After fixing the funnel with a sealing material (trade name Silicon Coke, manufactured by Konishi Co., Ltd.) so that there is no gap so that the center of the caliber of the funnel of the test instrument comes, put water to a height of 250 mm and leave it for 24 hours The underwater height was read from the scale of the female pipette, and the water permeability (V) was determined.
<平衡透水度>
平衡透水度は、上記透水度の測定と同様の透水試験器具を使用し、24時間後の透水量を測定した後に更に高さ250mmまで水を追加注入し、引き続き24時間後の透水量を測定する操作を7〜20日間繰り返し、ほぼ一定になった透水量をもとに上記算出式から求めた。
<Equilibrium water permeability>
Equilibrium water permeability is measured using the same water permeability test equipment as in the above-mentioned measurement of water permeability. After measuring the water permeability after 24 hours, water is additionally injected to a height of 250 mm, and then the water permeability after 24 hours is measured. This operation was repeated for 7 to 20 days, and was determined from the above calculation formula based on the substantially constant water permeability.
<凍結水銀圧入法>
凍結水銀圧入法は、先ず上記同様の透水度の測定において、透水量がほぼ一定に、つまり平衡透水度に到達するまで測定を繰り返した後、ロートを固着した面から深さ方向に5mmまでの部分を切り出して砕き、JIS−Z8801に準ずる篩において、目開き4mm(線径1.4mm)を通過し、目開き2mm(線形0.9mm)を通過しないものを1〜2g程度採取し、次に採取した軽量気泡コンクリートを液体窒素中に浸漬し、凍結させた後、手早くサンプル管に充填したものを、細孔径分布測定装置(米国Micrometritics社製 Pore Sizer 9320)にセットし、真空度約5Paの条件で測定した。ここで、水銀圧入法による微分細孔径分布は、測定された細孔径に対する細孔量の積分曲線を一次微分して得られる。また、水銀と軽量気泡コンクリートの接触角は130°、水銀の表面張力は484dyn/cmとして測定された圧力を、細孔の形状が円筒形であると仮定して細孔径に換算した。凍結水銀圧入法による微分細孔分布径の測定は、平衡透水度測定により、軽量気泡コンクリート内の浸透した水を乾燥させないことが肝要となるため、測定中に軽量気泡コンクリート内の温度が上昇し、凍結させた水が融解しないように、測定中もサンプル管をドライアイスなどで冷却しても構わないが、水銀の凝固温度−38.8℃より冷却すると水銀が圧入されなくなる。
<Frozen mercury intrusion method>
In the frozen mercury intrusion method, first, in the same measurement of water permeability as described above, the measurement is repeated until the water permeability is substantially constant, that is, until the equilibrium water permeability is reached. About 1 to 2 g of material that passes through 4 mm (wire diameter 1.4 mm) and does not pass 2 mm (0.9 mm linear) on a sieve according to JIS-Z8801 The lightweight aerated concrete collected in the above is immersed in liquid nitrogen, frozen, and immediately filled in the sample tube is set in a pore size distribution measuring device (Pore Sizer 9320 manufactured by Micrometrics, USA), and the degree of vacuum is about 5 Pa. It measured on condition of this. Here, the differential pore size distribution by the mercury intrusion method is obtained by first-order differentiation of the integral curve of the pore amount with respect to the measured pore size. Further, the pressure measured when the contact angle between mercury and lightweight aerated concrete was 130 ° and the surface tension of mercury was 484 dyn / cm was converted into the pore diameter assuming that the pore shape was cylindrical. In the measurement of differential pore size by the frozen mercury intrusion method, it is important not to dry the infiltrated water in the lightweight aerated concrete by the equilibrium permeability measurement, so the temperature in the lightweight aerated concrete increases during the measurement. In order to prevent the frozen water from thawing, the sample tube may be cooled with dry ice or the like during the measurement, but when cooled from a solidification temperature of mercury of −38.8 ° C., mercury is not injected.
<抽出率>
軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤の水またはエタノール、トルエンによる抽出率は、熱分解装置(フロンティアラボ社製 PY2010D)を具備したガスクロマトクグラフ(HEWLETT PACKARD社製 HP6890)により測定し求めた。
先ず予め、抽出前の撥水剤を含む軽量気泡コンクリートを縦40mm、横40mm、長さ10mmに切り出し、60℃の熱風乾燥機(タバイエスペック(株) PHH401)で24時間乾燥し、乳鉢で粉砕した後、乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプ(真空機工(株) DAH−60)で減圧にした状態で24時間放置した。次にこの乾燥した軽量気泡コンクリート5mg取り、上記の熱分解ガスクロマトグラフで測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和を求めた。
<Extraction rate>
The extraction rate of the water repellent contained in the lightweight cellular concrete with water, ethanol, or toluene was measured and determined by a gas chromatograph (HP6890 manufactured by HEWLETT PACKARD) equipped with a thermal decomposition apparatus (PY2010D manufactured by Frontier Labs).
First, lightweight cellular concrete containing a water repellent before extraction is cut into a length of 40 mm, a width of 40 mm, and a length of 10 mm, dried in a hot air dryer (Tabba Espec Co., Ltd. PHH401) for 24 hours, and pulverized in a mortar. After that, it was placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel) and allowed to stand for 24 hours in a state where the pressure was reduced by a vacuum pump (Vacuum Kiko Co., Ltd. DAH-60). Next, 5 mg of this dried lightweight cellular concrete was taken and measured with the above pyrolysis gas chromatograph, and the total peak area within a retention time of 10 minutes was determined from the resulting chromatogram.
一方、水による抽出率の測定の場合、予め60℃の熱風乾燥機で24時間乾燥した撥水剤を含む軽量気泡コンクリート1gを乳鉢で粉砕した後、水(蒸留水)100gを添加して1時間攪拌して、該軽量気泡コンクリートに含有される撥水剤を抽出し、その後、ろ過して固形分を得、風乾後、60℃の熱風乾燥機(タバイエスペック(株) PHH401)で24時間乾燥した後、乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプ(真空機工(株) DAH−60)で減圧にした状態で24時間放置した。次に、上記と同様の方法で、抽出し乾燥した軽量気泡コンクリート5mgを熱分解ガスクロマトグラフで測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和を求めた。撥水剤の水による抽出率(%)は、次式で算出した。
抽出率={1−(W1/W0)}×100
On the other hand, in the case of measuring the extraction rate with water, 1 g of lightweight cellular concrete containing a water repellent previously dried in a hot air dryer at 60 ° C. for 24 hours in a mortar, and then added with 100 g of water (distilled water) 1 The mixture is stirred for a period of time to extract the water repellent contained in the lightweight aerated concrete, and then filtered to obtain a solid content. After air drying, the mixture is air-dried at 60 ° C. (Tabba Espec Co., Ltd. PHH401) for 24 hours. After drying, it was placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel) and allowed to stand for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump (Dakin Kiko Co., Ltd. DAH-60). Next, 5 mg of lightweight cellular concrete extracted and dried by the same method as described above was measured with a pyrolysis gas chromatograph, and the total peak area within a retention time of 10 minutes was determined from the obtained chromatogram. The extraction rate (%) of the water repellent with water was calculated by the following equation.
Extraction rate = {1- (W1 / W0)} × 100
ここで、W1は、抽出後のピーク面積総和、W0は抽出前のピーク面積総和である。尚、熱分解装置は800℃、注入口温度は230℃、検出器温度は230℃、カラムは昇温速度10℃/分で35℃から230℃まで昇温に設定し、キャリアガスはヘリウム、検出器は水素炎イオン化検出器、カラムは、SUPEL−9PLOT(SUPELCO社製)を使用した。同様にエタノールまたはトルエンによる抽出率の測定の場合、抽出溶媒を水からエタノールまたはトルエンに変更するだけであり、それ以外は、すべて水による抽出率の測定と同様の方法で行う。 Here, W1 is the total peak area after extraction, and W0 is the total peak area before extraction. The pyrolysis apparatus is set to 800 ° C., the inlet temperature is 230 ° C., the detector temperature is 230 ° C., the column is set to be heated from 35 ° C. to 230 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, the carrier gas is helium, A flame ionization detector was used as a detector, and SUPEL-9PLOT (manufactured by SUPELCO) was used as a column. Similarly, in the case of measuring the extraction rate with ethanol or toluene, only the extraction solvent is changed from water to ethanol or toluene, and the rest is performed in the same manner as the measurement of the extraction rate with water.
<有機ケイ素化合物含有量>
軽量気泡コンクリートに含有される有機ケイ素化合物量は、上記同様に熱分解装置を具備したガスクロマトグラフでの測定により求めた。検量線は前述の方法でそれぞれの有機ケイ素化合物に対して前もって作成しておいた。次に未知量の有機ケイ素化合物が含有される軽量気泡コンクリート中の有機ケイ素化合物量は、上記同様に熱分解ガスクロマトグラフにより測定し、得られたクロマトグラムから保持時間10分以内のピーク面積総和を求め、上記検量線から有機ケイ素化合物量に換算し求めた。
<Content of organosilicon compound>
The amount of the organosilicon compound contained in the lightweight cellular concrete was determined by measurement with a gas chromatograph equipped with a thermal decomposition apparatus as described above. A calibration curve was prepared in advance for each organosilicon compound by the method described above. Next, the amount of the organosilicon compound in the lightweight cellular concrete containing an unknown amount of the organosilicon compound is measured by pyrolysis gas chromatograph in the same manner as described above, and the total peak area within the retention time of 10 minutes is obtained from the obtained chromatogram. Obtained and converted into the amount of organosilicon compound from the calibration curve.
<軽量気泡コンクリート基材の製造例>
基材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、乾燥石膏2.5重量部、生石灰7.5重量部、普通ポルトランドセメント37重量部を、これら固形分100重量部に対して水68重量部を入れたタンク中に投入し、2分間混合した後、アルミ粉末0.06重量部を混合して30秒間攪拌した。次に得られたモルタルスラリーを型枠に注入した後、水分の蒸発を抑制した状態で、60℃で90分間保持し予備硬化させ、得られ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。得られた半硬化状の軽量気泡コンクリートをオートクレーブ中に置き、減圧下でオートクレーブ内の空気を除去した後、飽和水蒸気を注入し180℃で4時間高温高圧養生した。
<Production example of lightweight cellular concrete substrate>
The lightweight cellular concrete used as the substrate was produced by the following method. 53 parts by weight of silica, 2.5 parts by weight of dry gypsum, 7.5 parts by weight of quicklime, and 37 parts by weight of ordinary Portland cement are put into a tank containing 68 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of these solids, After mixing for 2 minutes, 0.06 part by weight of aluminum powder was mixed and stirred for 30 seconds. Next, after pouring the obtained mortar slurry into the mold, it was kept at 60 ° C. for 90 minutes and pre-cured in a state where moisture evaporation was suppressed, and the resulting semi-cured lightweight cellular mortar block was played with a piano wire. Disconnected. The obtained semi-cured lightweight aerated concrete was placed in an autoclave, air in the autoclave was removed under reduced pressure, saturated steam was injected, and high temperature and high pressure curing was performed at 180 ° C. for 4 hours.
[実施例1]
上記軽量気泡コンクリート基材の製造例で得られた軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出し、温度が低下するまで十分に室温で放置した後、縦600mm、横400mm、厚さ100mmの該軽量気泡コンクリート16枚を、再びオートクレーブ(容積1.25m3)内に入れ、水封式真空ポンプ(神港精機(株) SW−150)でゲージ圧−0.09MPaに減圧した後、ゲージ圧1.7MPa、208℃の飽和水蒸気を注入し、50分かけてオートクレーブ内をゲージ圧1.2MPaまで加圧した後、その状態で10分保持し、また50分かけて大気圧まで減圧した。そして直ちにプロピルトリエトキシシラン3850g(KBE−3033 信越化学工業(株)製)を入れた別の圧力容器(容積0.375m3)内にゲージ圧1.7MPa、208℃の飽和水蒸気を注入し、該圧力容器内を190℃、ゲージ圧を1.2MPaとし、該圧力容器内で得られたプロピルトリエトキシシラン蒸気と水蒸気の混合ガスを前記オートクレーブ内に注入し、オートクレーブ内を60分かけてゲージ圧0.0MPa(大気圧)から0.6MPaまで加圧した後、室温になるまで自然冷却とした。
[Example 1]
After removing the lightweight cellular concrete obtained in the above-mentioned lightweight cellular concrete base material from the autoclave and leaving it sufficiently at room temperature until the temperature decreases, 16 sheets of the lightweight cellular concrete having a length of 600 mm, a width of 400 mm, and a thickness of 100 mm. Was again put in an autoclave (volume: 1.25 m 3 ) and reduced to a gauge pressure of -0.09 MPa with a water-sealed vacuum pump (Shinko Seiki Co., Ltd. SW-150). C. Saturated water vapor was injected, the inside of the autoclave was pressurized to a gauge pressure of 1.2 MPa over 50 minutes, kept in that state for 10 minutes, and then reduced to atmospheric pressure over 50 minutes. Immediately, saturated water vapor with a gauge pressure of 1.7 MPa and 208 ° C. was injected into another pressure vessel (volume: 0.375 m 3 ) containing 3850 g of propyltriethoxysilane (KBE-3033 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) The pressure vessel was set to 190 ° C. and the gauge pressure was set to 1.2 MPa. A mixed gas of propyltriethoxysilane vapor and water vapor obtained in the pressure vessel was injected into the autoclave, and the autoclave was gauged over 60 minutes. After pressurizing from a pressure of 0.0 MPa (atmospheric pressure) to 0.6 MPa, natural cooling was performed until room temperature was reached.
本実施例で得られた耐水性軽量気泡コンクリートは、十分に乾燥した後、16枚から無作為に3枚を選び出し、それぞれの軽量気泡コンクリートを横半分(横200mm)の位置で垂直方向に切断し、縦600mm、横200mm、厚さ100mmのサンプルを得た。切断面の撥水性は、該サンプルの縦300mmの位置を厚さ方向に表面近傍から10mm間隔で水の接触角を測定した。測定結果は、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、86.5°であった。また、透水度の測定は、水の接触角を測定したのと同じサンプルにロート口径75mmの透水試験器具を各サンプル4個設置し、合計12個の平均値として求めた。本実施例において透水度は、453cm3/m2・day、平衡透水度が109cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は0.9wt%であり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、0.7wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.2wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.05μmであった。 After the water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example was sufficiently dried, 3 sheets were randomly selected from 16 sheets, and each lightweight cellular concrete was cut in the vertical direction at the position of the horizontal half (width 200 mm). Thus, a sample having a length of 600 mm, a width of 200 mm, and a thickness of 100 mm was obtained. For the water repellency of the cut surface, the contact angle of water was measured at intervals of 10 mm from the vicinity of the surface in the thickness direction at a position of 300 mm in length in the sample. As a result of the measurement, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the central portion was 86.5 °. In addition, the water permeability was measured by installing four water permeability test instruments each having a funnel diameter of 75 mm on the same sample as the water contact angle, and calculating the average value of a total of twelve. In this example, the water permeability was 453 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 109 cm 3 / m 2 · day. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 0.9 wt%, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 0.7 wt% with respect to ethanol. The amount of propyltriethoxysilane extracted was 1.2 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.05 μm.
プロピルトリエトキシシランの平均含有率は、無作為に選らび横半分の位置で垂直方向に切断した上記3枚の軽量気泡コンクリートに含まれるプロピルトリエトキシシラン量をそれぞれ求め、その平均値とした。それぞれの軽量気泡コンクリートに含まれるプロピルトリエトキシシラン量は、横半分の位置で垂直方向に切断した上記3枚の軽量気泡コンクリート片を更に横方向に5mmずらして切断し、縦600mm、横5mm、厚さ100mmのサンプルとし、次にそれぞれのサンプルを別々に高速スタンプミル(アズワン(株)ANS−143PS)で粗粉砕した後、乳鉢で粉砕し、60℃の熱風乾燥機(タバイエスペック(株) PHH401)で24時間乾燥した後、乾燥剤(シリカゲル)を入れたデシケータ内に置き、真空ポンプ(真空機工(株) DAH−60)で減圧にした状態で24時間放置し、次にこの乾燥したサンプル粉末5mgを熱分解ガスクロマトグラフで測定し、上記検量線からそれぞれのサンプルに含まれるプロピルトリエトキシシラン量を求め、その3回測定の平均値とした。得られたプロピルトリエトキシシランの平均含有率は、1.66wt%であった。 The average content of propyltriethoxysilane was determined by randomly determining the amount of propyltriethoxysilane contained in the three lightweight cellular concretes selected at random and cut in the vertical direction at half horizontal positions. The amount of propyltriethoxysilane contained in each lightweight cellular concrete was cut by shifting the above-mentioned three lightweight cellular concrete pieces by 5 mm in the lateral direction at a horizontal half position, 600 mm in length, 5 mm in width, Samples with a thickness of 100 mm were then crushed separately with a high-speed stamp mill (ANS-ONEPS ANS-143PS), then crushed with a mortar, and heated at 60 ° C with a hot air dryer (Tabaye Spec Corp.) After drying with PHH401) for 24 hours, it was placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel), left under reduced pressure with a vacuum pump (Dakin Kiko Co., Ltd. DAH-60) for 24 hours, and then dried. 5 mg of the sample powder was measured with a pyrolysis gas chromatograph, and the propyltrie contained in each sample was measured from the above calibration curve. The amount of toxisilane was determined and taken as the average of three measurements. The average content of the obtained propyltriethoxysilane was 1.66 wt%.
[実施例2]
使用する有機ケイ素化合物をプロピルトリエトキシシラン1500gとする以外は実施例1同様の方法で耐水性軽量気泡コンクリートを得た。
本実施例で得られた耐水性軽量気泡コンクリートを実施例1と同様な方法で、水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、74.8°であり、透水度は566cm3/m2・day、平衡透水度が158cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は2.5wt%であり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.8wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、2.0wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.07μmであり、プロピルトリエトキシシランの平均含有率は0.47wt%であった。
[Example 2]
A water-resistant lightweight cellular concrete was obtained in the same manner as in Example 1 except that the organosilicon compound used was 1500 g of propyltriethoxysilane.
As a result of measuring the water contact angle of the water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example in the same manner as in Example 1, the average value of the water contact angle from the vicinity of the surface to the center is 74. The water permeability was 566 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 158 cm 3 / m 2 · day. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 2.5 wt%, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 1.8 wt% with respect to ethanol. The amount of propyltriethoxysilane extracted was 2.0 wt%. Further, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement by the frozen mercury intrusion method was 0.07 μm, and the average content of propyltriethoxysilane was 0.47 wt%.
[実施例3]
使用する有機ケイ素化合物をプロピルトリエトキシシラン2974gとヘキシルトリエトキシシラン156gとする以外は実施例1同様の方法で耐水性軽量気泡コンクリートを得た。
本実施例で得られた耐水性軽量気泡コンクリートを実施例1と同様な方法で、水の接触を測定した。表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、88.8°であり、透水度は、521cm3/m2・day、平衡透水度が113cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出される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合計量は2.2wt%であり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.5wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.8wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.06μmであり、プロピルトリエトキシシランの含有率とヘキシルトリエトキシシランの含有率の和は、1.30wt%であった。
[Example 3]
A water-resistant lightweight cellular concrete was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2974 g of propyltriethoxysilane and 156 g of hexyltriethoxysilane were used.
The water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example was measured for water contact in the same manner as in Example 1. The average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center is 88.8 °, the water permeability is 521 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability is 113 cm 3 / m 2 · day. It was. Further, the total amount of propyltriethoxysilane and hexyltriethoxysilane extracted with respect to water having a stirring time of 1 hour is 2.2 wt%, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 1. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to 5 wt% ethanol was 1.8 wt%. The maximum peak of the differential pore size distribution obtained from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement by the frozen mercury intrusion method is 0.06 μm, and is the sum of the content of propyltriethoxysilane and the content of hexyltriethoxysilane. Was 1.30 wt%.
[実施例4]
使用する有機ケイ素化合物をプロピルトリエトキシシラン2974gとオクタデシルトリエトキシシラン156gとする以外は実施例1同様の方法で耐水性軽量気泡コンクリートを得た。
本実施例で得られた耐水性軽量気泡コンクリートを実施例1と同様な方法で、水の接触を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、89.8°であり、透水度は、410cm3/m2・day、平衡透水度が45cm3/m2・dayであった。
[Example 4]
A water-resistant lightweight cellular concrete was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2974 g of propyltriethoxysilane and 156 g of octadecyltriethoxysilane were used as the organosilicon compounds to be used.
As a result of measuring the water contact of the water-resistant lightweight aerated concrete obtained in this example by the same method as in Example 1, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center is 89. The water permeability was 410 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 45 cm 3 / m 2 · day.
また、攪拌時間1時間の水に対して抽出される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合計量は1.2wt%であり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、2.1wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.3wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.04μmであり、プロピルトリエトキシシラン含有率とオクタデシルトリエトキシシラン含有率の和は、1.35wt%であった。 The total amount of propyltriethoxysilane and octadecyltriethoxysilane extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 1.2 wt%, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 2. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to 1 wt% ethanol was 1.3 wt%. In addition, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement is 0.04 μm, and the sum of the propyltriethoxysilane content and the octadecyltriethoxysilane content is It was 1.35 wt%.
[実施例5]
上記軽量気泡コンクリート基材の製造例で得られた縦600mm、横400mm、厚さ100mmの半硬化状の軽量気泡コンクリート16枚をオートクレーブ(容積1.25m3)内に入れ、水蒸気養生した後、軽量気泡コンクリートをオートクレーブから取り出すことなく、引き続きプロピルトリエトキシシラン3850g(KBE−3033 信越化学工業(株)製)を入れた別の圧力容器(容積0.375m3)内にゲージ圧1.7MPa、208℃の飽和水蒸気を注入し、該圧力容器内を190℃、ゲージ圧を1.2MPaとし、該圧力容器内で得られたプロピルトリエトキシシラン蒸気と水蒸気の混合ガスを前記オートクレーブ内に注入し、オートクレーブ内を60分かけてゲージ圧0.0MPa(大気圧)から0.6MPaまで加圧した後、室温になるまで自然冷却とした。
[Example 5]
After placing 16 sheets of semi-cured lightweight cellular concrete having a length of 600 mm, a width of 400 mm, and a thickness of 100 mm obtained in the above-mentioned lightweight cellular concrete substrate production example into an autoclave (volume 1.25 m 3 ), steam curing, Without taking out lightweight cellular concrete from the autoclave, a gauge pressure of 1.7 MPa was continuously placed in another pressure vessel (volume: 0.375 m 3 ) containing 3850 g of propyltriethoxysilane (KBE-3033, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Saturated water vapor at 208 ° C. was injected, the inside of the pressure vessel was set at 190 ° C. and the gauge pressure was 1.2 MPa, and the mixed gas of propyltriethoxysilane vapor and water vapor obtained in the pressure vessel was injected into the autoclave. The pressure in the autoclave is changed from 0.0 MPa (atmospheric pressure) to 0.6 MPa over 60 minutes. After pressurizing, it was naturally cooled to room temperature.
本実施例で得られた耐水性軽量気泡コンクリートを実施例1と同様な方法で、水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、87.6°であり、透水度は476cm3/m2・day、平衡透水度が112cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は1.1wt%であり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、2.5wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、2.0wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.05μmであり、プロピルトリエトキシシランの平均含有率は1.54wt%であった。 As a result of measuring the water contact angle of the water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example in the same manner as in Example 1, the average value of the water contact angle from the vicinity of the surface to the center is 87. The water permeability was 476 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 112 cm 3 / m 2 · day. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 1.1 wt%, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 2.5 wt% with respect to ethanol. The amount of propyltriethoxysilane extracted was 2.0 wt%. Further, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.05 μm, and the average content of propyltriethoxysilane was 1.54 wt%.
[比較例1]
上記軽量気泡コンクリート基材の製造例で得た軽量気泡コンクリートを室温環境下で十分に乾燥させた後、縦100mm、横100mm、厚さ100mmに切り出し、密閉容器内(容積0.01m3)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、軽量気泡コンクリート内に含まれる大部分の水を取り除き、次いで弁で開閉が可能な管で連結された別の密閉容器内(容積0.01m3)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。
[Comparative Example 1]
After the lightweight cellular concrete obtained in the above-mentioned production example of lightweight cellular concrete substrate is sufficiently dried in a room temperature environment, it is cut into a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 100 mm, and placed in a sealed container (volume 0.01 m 3 ). And after heating the sealed container and the attached piping to 180 ° C., the pressure is reduced to 300 Pa to remove most of the water contained in the lightweight cellular concrete, and then connected by a pipe that can be opened and closed with a valve. 100 g of propyltriethoxysilane was placed in a closed container (volume 0.01 m 3 ), and the pressure was reduced to 300 Pa, followed by heating to 180 ° C. to vaporize propyltrialkoxysilane to obtain a vapor pressure of 66000 Pa. Therefore, the valve was opened, and the vapor of the alkoxysilane was poured into a sealed container containing lightweight aerated concrete for about 2 minutes, and the pressure in the sealed container was set to 33000 Pa, and left as it was for 1 hour.
本比較例で得られた撥水性軽量気泡コンクリートを横半分の位置で横50×縦100の面に垂直方向に切断し、縦100mm、横50mm、厚さ100mmのサンプルを得た。切断面の撥水性は、該サンプルの縦50mmの位置を厚さ方向に表面近傍から10mm間隔で水の接触を測定した。水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、129.7°であり、透水度は、567cm3/m2・day、平衡透水度が104cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は0.9wt%あり、トルエンに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、1.2wt%、エタノールに対して抽出されるプロピルトリエトキシシラン量は、0.8wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.03μmであり、プロピルトリエトキシシランの平均含有量は、2.05wt%であった。
本比較例のように軽量気泡コンクリート内の水分を取り除き、アルコキシシラン蒸気単独で処理した場合、得られた軽量気泡コンクリートは、耐水性に優れていると同時に撥水性も大きく向上することが確認された。
The water-repellent lightweight aerated concrete obtained in this comparative example was cut in a direction perpendicular to a horizontal 50 × longitudinal 100 surface at a half horizontal position to obtain a sample of 100 mm long, 50 mm wide, and 100 mm thick. For the water repellency of the cut surface, the contact of water was measured at 10 mm intervals from the vicinity of the surface in the thickness direction at a position of 50 mm in length of the sample. As a result of measuring the contact angle of water, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center is 129.7 °, the water permeability is 567 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability is It was 104 cm 3 / m 2 · day. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 0.9 wt%, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 1.2 wt%, extracted with respect to ethanol. The amount of propyltriethoxysilane produced was 0.8 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the measurement of the equilibrium water permeability was 0.03 μm, and the average content of propyltriethoxysilane was 2.05 wt%. .
When the moisture in the lightweight cellular concrete was removed and treated with alkoxysilane vapor alone as in this comparative example, it was confirmed that the resulting lightweight cellular concrete was excellent in water resistance and greatly improved in water repellency. It was.
[比較例2]
本比較例において、軽量気泡コンクリートは、モルタルスラリー中に固形分100重量部に対してジメチルシリコーンオイル(KF−96 信越化学工業(株))を0.5重量部添加する以外は上記軽量気泡コンクリート基材の製造例と同様にして得た。ここで、軽量気泡コンクリートの大きさは、縦600mm、横400mm、厚さ100mmとした。
本比較例で得られた軽量気泡コンクリートは実施例1と同様な方法で、水の接触を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、58.6°であり、透水度は、3781cm3/m2・day、平衡透水度が1159cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるジメチルシリコーンオイルの量は、39.5wt%であり、トルエンに対して抽出されるジメチルシリコーンオイル量は、12.5wt%、エタノールに対して抽出されるジメチルシリコーンオイル量は、18.3wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.13μmであった。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、十分な耐水性が確保できないことが確認された。
[Comparative Example 2]
In this comparative example, the lightweight cellular concrete is the above lightweight cellular concrete except that 0.5 part by weight of dimethyl silicone oil (KF-96 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of solid content in the mortar slurry. It was obtained in the same manner as in the production example of the substrate . Here, the size of the lightweight cellular concrete was 600 mm in length, 400 mm in width, and 100 mm in thickness.
The lightweight cellular concrete obtained in this comparative example was measured for contact with water in the same manner as in Example 1. As a result, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center was 58.6 °. The water permeability was 3781 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 1159 cm 3 / m 2 · day. The amount of dimethyl silicone oil extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 39.5 wt%, and the amount of dimethyl silicone oil extracted with respect to toluene is 12.5 wt% with respect to ethanol. The amount of dimethyl silicone oil extracted was 18.3 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.13 μm.
It was confirmed that the lightweight cellular concrete obtained by this comparative example cannot ensure sufficient water resistance.
[比較例3]
本比較例において、軽量気泡コンクリートは、モルタルスラリー中に固形分100重量部に対してアルキル変性シリコーンオイル(KF−4003 信越化学工業(株))を3重量部添加する以外は上記軽量気泡コンクリート基材の製造と同様にして得た。ここで、軽量気泡コンクリートの大きさは、縦600mm、横400mm、厚さ100mmとした。
本比較例で得られた軽量気泡コンクリートは実施例1と同様な方法で、水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、125.1°、透水度は、602cm3/m2・day、平衡透水度が294cm3/m2・dayであった。また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイルの量は、水が0.9wt%であり、トルエンに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、33.4wt%、エタノールに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、14.1wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.35μmであった。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、耐水性だけでなく同時に撥水性も大きく向上している。
[Comparative Example 3]
In this comparative example, the lightweight cellular concrete is the same as the lightweight cellular concrete base except that 3 parts by weight of alkyl-modified silicone oil (KF-4003 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of the solid content in the mortar slurry. Obtained in the same manner as the manufacture of the material . Here, the size of the lightweight cellular concrete was 600 mm in length, 400 mm in width, and 100 mm in thickness.
The lightweight cellular concrete obtained in this comparative example was measured for the water contact angle in the same manner as in Example 1. As a result, the average value of the water contact angle from the vicinity of the surface to the center was 125.1. °, water permeability is, 602cm 3 / m 2 · day , the equilibrium water permeability was 294cm3 / m 2 · day. In addition, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 0.9 wt% of water, and the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 33.4 wt%, The amount of alkyl-modified silicone oil extracted with respect to ethanol was 14.1 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.35 μm.
The lightweight cellular concrete obtained by this comparative example has not only water resistance but also water repellency that is greatly improved.
[比較例4]
本比較例において、軽量気泡コンクリートは、モルタルスラリー中に固形分100重量部に対してアルキル変性シリコーンオイル(KF−4003 信越化学工業(株))を2重量部添加する以外は上記軽量気泡コンクリート基材の製造と同様にして得た。ここで、軽量気泡コンクリートの大きさは、縦600mm、横400mm、厚さ100mmとした。
本比較例で得られた軽量気泡コンクリートは実施例1と同様な方法で、水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、122.7°であり、透水度は、792cm3/m2・day、平衡透水度が296cm3/m2・dayであった。
また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイルの量は、1.3wt%であり、トルエンに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、29.4wt%、エタノールに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、14.0wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.51μmであった。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、耐水性だけでなく同時に撥水性も大きく向上している。
[Comparative Example 4]
In this comparative example, the lightweight cellular concrete is the same as the lightweight cellular concrete base except that 2 parts by weight of alkyl-modified silicone oil (KF-4003 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of the solid content in the mortar slurry. Obtained in the same manner as the manufacture of the material . Here, the size of the lightweight cellular concrete was 600 mm in length, 400 mm in width, and 100 mm in thickness.
The lightweight cellular concrete obtained in this comparative example was measured for the water contact angle in the same manner as in Example 1. As a result, the average value of the water contact angle from the vicinity of the surface to the center was 122.7. The water permeability was 792 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 296 cm 3 / m 2 · day.
In addition, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 1.3 wt%, and the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 29.4 wt% in ethanol. On the other hand, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted was 14.0 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.51 μm.
The lightweight cellular concrete obtained by this comparative example has not only water resistance but also water repellency that is greatly improved.
[比較例5]
本比較例において、軽量気泡コンクリートは、モルタルスラリー中に固形分100重量部に対してアルキル変性シリコーンオイル(KF−4003 信越化学工業(株))を1重量部添加する以外は上記軽量気泡コンクリート基材の製造と同様にして得た。ここで、軽量気泡コンクリートの大きさは、縦600mm、横400mm、厚さ100mmとした。
本比較例で得られた軽量気泡コンクリートは実施例1と同様な方法で、水の接触角を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、103°、透水度は、1188cm3/m2・day、平衡透水度が466cm3/m2・dayであった。
また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイルの量は8.5wt%であり、トルエンに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、26.3wt%、エタノールに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、13.1wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.83μmであった。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、撥水性が向上しているにも関わらず耐水性が劣ることが確認された。
[Comparative Example 5]
In this comparative example, the lightweight cellular concrete is the same as the lightweight cellular concrete base except that 1 part by weight of alkyl-modified silicone oil (KF-4003 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of the solid content in the mortar slurry. Obtained in the same manner as the manufacture of the material . Here, the size of the lightweight cellular concrete was 600 mm in length, 400 mm in width, and 100 mm in thickness.
As a result of measuring the contact angle of water in the same manner as in Example 1, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center is 103 °, and the lightweight cellular concrete obtained in this comparative example is 103 °, The water permeability was 1188 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 466 cm 3 / m 2 · day.
The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 8.5 wt%, and the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 26.3 wt% with respect to ethanol. The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted in this manner was 13.1 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.83 μm.
It was confirmed that the lightweight cellular concrete obtained by this comparative example was inferior in water resistance although the water repellency was improved.
[比較例6]
本比較例において、軽量気泡コンクリートは、モルタルスラリー中に固形分100重量部に対してアルキル変性シリコーンオイル(KF−4003 信越化学工業(株))を0.5重量部添加する以外は上記軽量気泡コンクリート基材の製造と同様にして得た。ここで、軽量気泡コンクリートの大きさは、縦600mm、横400mm、厚さ100mmとした。
本比較例で得られた軽量気泡コンクリートは実施例1と同様な方法で、水の接触を測定した結果、表面近傍から中心部に至るまでの水の接触角の平均値は、83.4°であり、透水度は、1302cm3/m2・day、平衡透水度が475cm3/m2・dayであった。
また、攪拌時間1時間の水に対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイルの量は32.4wt%であり、トルエンに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、15.4wt%、エタノールに対して抽出されるアルキル変性シリコーンオイル量は、11.5wt%であった。また、平衡透水度測定直後のサンプルから凍結水銀圧入法により得られた微分細孔径分布の最大ピークは、0.91μmであった。
本比較例により得られた軽量気泡コンクリートは、撥水性が向上しているにも関わらず耐水性が劣ることが確認された。また、水に対する抽出量が非常に多いことが確認された。
[Comparative Example 6]
In this comparative example, the lightweight cellular concrete is the same as the lightweight cellular material except that 0.5 parts by weight of an alkyl-modified silicone oil (KF-4003 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of the solid content in the mortar slurry. It was obtained in the same manner as the production of the concrete substrate . Here, the size of the lightweight cellular concrete was 600 mm in length, 400 mm in width, and 100 mm in thickness.
The lightweight cellular concrete obtained in this comparative example was measured for contact with water in the same manner as in Example 1. As a result, the average value of the contact angle of water from the vicinity of the surface to the center was 83.4 °. The water permeability was 1302 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 475 cm 3 / m 2 · day.
Further, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water with a stirring time of 1 hour is 32.4 wt%, and the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 15.4 wt% with respect to ethanol. The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted in this manner was 11.5 wt%. Moreover, the maximum peak of the differential pore size distribution obtained by the frozen mercury intrusion method from the sample immediately after the equilibrium water permeability measurement was 0.91 μm.
It was confirmed that the lightweight cellular concrete obtained by this comparative example was inferior in water resistance although the water repellency was improved. Moreover, it was confirmed that the extraction amount with respect to water was very large.
本発明の軽量気泡コンクリートは、軽量気泡コンクリートが有する軽量で断熱性に優れる性能を損なうことなく、優れた耐水性と優れた塗装性を具える軽量気泡コンクリートであるため、建築材料の分野で好適に利用できる。 The lightweight aerated concrete of the present invention is a lightweight aerated concrete having excellent water resistance and excellent paintability without impairing the light weight and excellent heat insulation performance possessed by the lightweight aerated concrete, so it is suitable in the field of building materials. Available to:
Claims (7)
R1nSi(OR2)4−n (1)
(ここで、R1、R2はそれぞれ独立にアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表す。nが2以上の場合、R1はそれぞれ同じものであっても異なっていても良く、nが2以下の場合、R2はそれぞれ同じものであっても異なっていても良い。) The water-resistant lightweight cellular concrete according to claim 1, wherein the water repellent is one or more selected from the group of alkylalkoxysilanes represented by the following general formula (1).
R1nSi (OR2) 4-n (1)
(Here, R1 and R2 each independently represents an alkyl group. N represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R1 may be the same or different, and n is In the case of 2 or less, each R2 may be the same or different.)
Put lightweight cellular concrete in an autoclave, and introducing steam, impregnated with steam inside said light amount cellular concrete steps down in the autoclave, from the outside of the autoclave, a mixed gas containing water vapor and the water-repellent agent vapor into the autoclave A method for producing water-resistant lightweight cellular concrete, characterized by injecting and processing lightweight cellular concrete.
After semi-cured lightweight aerated concrete is placed in the autoclave and steam-cured at high temperature and high pressure, the steam is continuously removed from the outside of the autoclave without removing the lightweight aerated concrete at a temperature of 100 to 250 ° C. and a pressure of 0.1 to 4 MPa. A method for producing water-resistant lightweight cellular concrete, which comprises treating a lightweight cellular concrete by injecting a mixed gas containing water and water repellent vapor into an autoclave.
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