JP2004217510A - Water resistant lightweight cellular concrete and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】 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を提供すること。
【解決手段】 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以下である軽量気泡コンクリトとする。
【選択図】 選択図なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide lightweight cellular concrete having excellent water resistance and excellent paintability without impairing the lightweight and excellent heat insulating properties of the lightweight cellular concrete.
SOLUTION: The cut surface perpendicular to the surface of lightweight cellular concrete has a contact angle of water of less than 100 ° or more than 50 °, and the permeability of the lightweight cellular concrete at the cut surface is 1000 cm 3 / m 2 ···. It is a lightweight bubble concrete that is not more than day.
[Selection diagram] No selection diagram
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。
BACKGROUND ART Lightweight cellular concrete, which is one of porous inorganic building materials, is widely used as an outer wall material, a floor material, a partition material, and a roof material of a building or a house because of its light weight and excellent heat insulation. However, on the other hand, there is a problem that water is easily absorbed. That is, about 80% of the volume of lightweight cellular concrete having a specific gravity of 0.45 to 0.55 is a void, and when water permeates into this void, various problems may be caused.
The most common method of preventing light absorption of lightweight cellular concrete used in an environment where water permeates is coating the surface of lightweight cellular concrete. However, the surface of lightweight cellular concrete has large irregularities on the surface formed during manufacturing and irregularities due to bubbles, and in order to ensure water resistance, it is necessary to apply a large amount of paint with excellent water resistance, which is troublesome and costly It takes. On the other hand, when lightweight cellular concrete is used for the outer wall, painting is required for the purpose of surface makeup except for a part of a warehouse or a factory. Therefore, there has been a demand for lightweight aerated concrete which can secure water resistance by applying a small amount of a low-priced paint for surface makeup.
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。
Hitherto, for the purpose of imparting water resistance to lightweight cellular concrete, there has been proposed a method in which vapor of a water repellent such as alkoxysilane is brought into contact with lightweight cellular concrete (see Patent Documents 1 and 2 below). ). With these proposed methods, it is difficult to impart water resistance to the inside of lightweight cellular concrete because the pressure difference is not large, and the water resistance inside is insufficient, while high water repellency is imparted to the lightweight cellular concrete surface. However, the contact angle of water on the surface has a high value, and even when a water-based paint that is widely used for exterior wall coating is applied, the paint is repelled and uneven coating occurs, which makes it difficult to apply a decorative coating. There is a problem that it may be.
Also, the lightweight cellular concrete described in Patent Document 3 given below has high water repellency from the surface to the inside and is sufficiently satisfactory in water resistance, but has high water repellency on the surface of the lightweight cellular concrete and water-based paint. It may be difficult to apply a decorative paint.
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 Documents 4 and 5 below propose a method of adding polydimethylsiloxane to a raw material slurry for producing lightweight cellular concrete to improve the water resistance of the lightweight cellular concrete itself. However, the lightweight cellular concrete obtained by this method can solve the problem of easy water absorption as shown in the comparative examples described later, but when the amount of polydimethylsiloxane added is small, the water repellency is not sufficiently exhibited. Although the contact angle of water is less than 100 °, the water permeability exceeds 1000 cm 3 / m 2 · day. On the other hand, when the added amount is large, the water resistance is improved and the water permeability is 1000 cm 3 / day. Although it is not more than m 2 · day, the water repellency is also 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, there is a problem in production such as difficulty in uniformly dispersing the polydimethylsiloxane.
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 without impairing the lightweight and excellent heat insulating properties of the lightweight cellular concrete, and a method for producing the same.
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 have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, mixed lightweight cellular concrete in which water vapor was infiltrated into lightweight cellular concrete in an autoclave, from outside containing water vapor and a water repellent. It has been found that, when a gas is injected and treated, a lightweight cellular concrete excellent in coatability 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、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 less than 100 ° or more than 50 °, 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 the following:
[2] The water-resistant lightweight cellular concrete according to [1], wherein an equilibrium water permeability at 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 permeability measurement, the pore size having the maximum peak is in the range of 0.01 to 0.1 μm [1] or Water-resistant lightweight cellular concrete according to [2],
[4] The amount of the water repellent extracted by water is 10% by weight or less of the amount of the water repellent contained in the lightweight cellular concrete, and the amount of the water repellent extracted by toluene and ethanol is contained in the lightweight cellular concrete. Water-resistant lightweight cellular concrete according to any one of [1] to [3], wherein the amount of the water-repellent agent 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), wherein the water-repellent agent is one or more kinds. Water resistant lightweight cellular concrete,
R1nSi (OR2) 4-n (1)
(Here, R1 and R2 each independently represent an alkyl group. N represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R1s may be the same or different, and n is In the case of 2 or less, R2 may be the same or different.)
[6] The lightweight cellular concrete is put in the autoclave, steam is introduced, the vapor is permeated into the lightweight cellular concrete, the pressure inside the autoclave is reduced, and a mixed gas containing water vapor and a water repellent is autoclaved from outside the autoclave. A method for producing water-resistant lightweight cellular concrete, characterized by treating the lightweight cellular concrete by injecting into the
[7] Putting semi-cured lightweight cellular concrete into an autoclave, steam curing, and subsequently injecting a mixed gas containing water vapor and a water repellent from outside the autoclave into the autoclave to treat the lightweight cellular concrete. A method for producing water-resistant 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 lightweight and excellent heat insulating properties of the lightweight cellular concrete.
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 stone, and a cement typically represented by Portland cement, gypsum, a calcareous raw material such as quicklime mixed with a foaming agent such as aluminum as a main component. The raw material slurry is poured into a mold, cured to a hardness suitable for cutting, removed from the mold to form a semi-cured mortar block, which is cut with a tensioned wire such as a piano wire And autoclaving. Here, reinforcing steel bars or wire mesh may be provided in the lightweight cellular concrete 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 from 10 to 300 mm, more preferably from 20 to 200 mm, and particularly preferably from 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 less than 100 ° and not less than 50 °, preferably not more than 95 ° and not less than 60 °. ° or less, and more preferably in the range of 70 ° or more. If the contact angle of the cut surface is less than 100 ° or more than 50 °, water resistance is imparted to the center of the lightweight cellular concrete, and the water-based paint is uniformly applied to the surface of the lightweight cellular concrete 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 taken from the vicinity of the concrete surface to the center in a room kept at a constant temperature and humidity of 20 ° C. and a relative humidity of 65%. This is a value measured by a contact angle meter (CA-DT type) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. at 10 mm intervals in the thickness direction.
The water permeability in the present invention was calculated by the following equation defined in JIS-5400.
Water permeability = V × 106 / {3.14 × (D / 2) 2 }
Here, V is the amount of water permeability (cm 3 ), D is the diameter (mm) of the funnel used for the water permeability test device, and the method of measuring the amount of water permeability (V) was a method according to JIS-5400. That is, using a funnel having a diameter of Dmm and a permeation test device in which a 5 cm 3 female pipette whose end was cut off was connected and fixed with a vinyl tube, the center of the diameter of the funnel of the permeation test device was centered on the center of the cut surface held horizontally. The funnel is fixed with a sealing material (product name: Silicon Cork, manufactured by Konishi Co., Ltd.) so that no gap is formed, water is poured up to a height of 250 mm, and left for 24 hours. And read the amount of water permeation (V). In addition, JIS-5400 is for evaluating the water resistance of the coating film of the paint, and the funnel diameter is 75 mm as a standard. In the present invention, when the thickness of the lightweight cellular concrete is 75 mm or less, a water permeability test instrument having a diameter of 75 mm is used. Can not be used, the measurement is performed using a water-permeability test instrument having a smaller diameter in accordance with the thickness of the lightweight cellular concrete, and the water permeability is calculated by the above-mentioned calculation formula.
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 based on the water permeability 24 hours after the start of the test, and the equilibrium water permeability is a value obtained by measuring the water permeability 24 hours later and further increasing the water permeability to a height of 250 mm. , And the operation of measuring the water permeability 24 hours later was repeated for 7 to 20 days, and the value was calculated based on the water permeability which became substantially constant.
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 is a method of measuring the water permeability similar to the above, in which the water permeability is substantially constant, that is, the measurement is repeated until reaching the equilibrium water permeability, and then the depth from the surface to which the funnel is fixed. A portion up to 10 mm in the direction is cut out and crushed. 1-2 g of a sieve according to JIS-Z8801 that passes through an aperture of 4 mm (wire diameter of 1.4 mm) and does not pass through an aperture of 2 mm (linear 0.9 mm). The sample was lightly immersed in liquid nitrogen, frozen, and then quickly filled into a sample tube and set in a pore size distribution measuring device (Pore Size 9320, manufactured by Micrometrics, USA). And a degree of vacuum of about 5 Pa. Here, the differential pore diameter distribution by the mercury intrusion method is obtained by first-order differentiation of an integral curve of the pore amount with respect to the measured pore diameter. In general, the mercury intrusion method can measure a pore diameter of about 6 nm to 360 μm, but the obtained pore diameter does not represent the actual diameter of the pore, but the size of the gap existing between the constituent materials. It is used as an index of the size and is an effective analysis tool when describing the pore structure of lightweight cellular concrete. The contact angle between mercury and lightweight cellular concrete was 130 °, the surface tension of mercury was 484 dyn / cm, and the measured pressure was converted to the pore diameter assuming that the pores were cylindrical. It is important for the measurement of the differential pore distribution diameter by the frozen mercury intrusion method that the permeated water in the lightweight cellular concrete is not dried by equilibrium water permeability measurement. In addition, the sample tube may be cooled with dry ice or the like during measurement to prevent the temperature in the lightweight cellular concrete from rising and freezing water from melting, but the solidification temperature of mercury- When cooled below 38.8 ° C., no mercury is 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, in the lightweight cellular concrete in which the permeability measurement was repeated until the water permeability reached the equilibrium, the pores in which the water-resistant layer was formed by the water-repellent did not permeate water, and remained in the voids. Water penetrates into the pores where 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 are formed. The hole will be closed. In other words, when the water filled in the pores solidifies, the pores apparently disappear, and even when the mercury intrusion method is measured in this state, the pores in which the water solidifies, that is, the water repellent, A pore in which a water-resistant layer is not formed by the agent cannot be measured. By this method, it is possible to specify the pores in which a water-resistant layer is formed by a water-repellent agent, though roughly, and in order to satisfy the water-resistance performance of the lightweight cellular concrete of the present invention, the differential pressure obtained by the frozen mercury intrusion method is used. In the pore diameter distribution curve, it is important that the pore diameter 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 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 of the water repellent contained in the lightweight cellular concrete with water, ethanol and toluene was measured by the following method.
The respective extraction rates of the water repellent with water, ethanol, and toluene were measured by a gas chromatograph (HP6890, manufactured by HEWLETT PACKARD) equipped with a thermal decomposition device (PY2010D, manufactured by Frontier Laboratories) (hereinafter, referred to as pyrolyzed gas chromatograph). Measured and determined. First, the lightweight cellular concrete containing the water repellent before extraction is dried in a hot air dryer at 60 ° C. (Thai Espec Co., Ltd., PHH401) for 24 hours, ground in a mortar and placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel). , And left for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump (Vacuum Kiko Co., Ltd. DAH-60), take 5 mg, measure by the above pyrolysis gas chromatograph, and hold 10 minutes from the obtained 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 generated 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 ratio with water, 1 g of lightweight cellular concrete containing a water repellent before extraction, which had been dried in advance with a hot air dryer at 60 ° C. for 24 hours, was ground in a mortar, and then mixed with 100 g of water (distilled water). The mixture was stirred for 1 hour to extract the water repellent contained in the lightweight cellular concrete, then filtered to obtain a solid content, air-dried, and then dried with a hot air drier at 60 ° C. for 24 hours. (Silica gel) was placed in a desiccator and left for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump. Next, after extraction and drying, 5 mg of lightweight cellular concrete was measured by pyrolysis gas chromatography in the same manner as described above, and the total peak area (W1) within a retention time of 10 minutes or less was obtained 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 ratio with ethanol or toluene, the extraction solvent is simply changed from water to ethanol or toluene, and otherwise, the measurement is performed in the same manner as the measurement of the extraction ratio 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 pyrolyzer was set at 800 ° C., the inlet temperature was set at 230 ° C., the detector temperature was set at 230 ° C., and the temperature of the column was set from 35 ° C. to 230 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The detector used was a flame ionization detector, and the column used was SUPEL-9PLOT (supplied by SUPELCO). Here, the extraction means that not only a part of the water repellent is eluted (dissolved) in water, ethanol, and toluene, but also the water repellent contained in the lightweight cellular concrete, including the case where it is physically leaked, Saying that it is removed to the outside.
In the present invention, among the water repellents contained in the lightweight cellular concrete, the amount of the water repellent extracted by water is 10 wt% or less of the contained water repellent, and the water repellent extracted by ethanol and toluene is used. The amount of the water repellent is preferably 10% by weight or less of the contained water repellent, the amount of the water repellent extracted by water is 8% by weight or less of the contained water repellent, and extracted with ethanol and toluene. It is more preferable that the amount of the water repellent contained is 8 wt% or less of the contained water repellent, the amount of the water repellent extracted with water is 6 wt% or less of the contained water repellent, and ethanol and It is particularly preferable that the amount of the water repellent extracted by toluene is 6% by weight or less of the contained water repellent.
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 inner surface of the pores. The water resistant layer may be formed of any water repellent, but is preferably a water resistant layer formed of an organosilicon compound. The functional group (X) of the organosilicon compound is hydrolyzed to form a silanol group, and further forms a siloxane bond by chemically bonding with a silanol group of calcium silicate hydrate or the like constituting the lightweight cellular concrete. 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, thereby exhibiting 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 the entire inner surface of the pores, and if the contact angle of cut surface, water permeability, and equilibrium water permeability are satisfied, the water-resistant layer is formed. There may be a pore inner surface that is not provided.
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 general-purpose 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 the alkylalkoxysilanes represented by the above general formula can be used as a mixture. Other less commonly used organosilicon compounds can also be used. That is, the other organosilicon compound can be represented by the general formula RnSiX4-n. Here, R represents an alkyl group, an aryl group, or an allyl group, X is a functional group that generates a silanol group by hydrolysis, and is 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. Further, R may be one in which hydrogen contained in an alkyl group, an aryl group, or an 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。 As the alkylalkoxysilane used in the present invention, the most general-purpose alkyltrialkoxysilane (n = 1) among the alkylalkoxysilanes represented by the above general formula is preferable. Representative examples of the alkylalkoxysilane used in the present invention include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and 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, methyltriethoxysilane Silane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltriethoxysila, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane are preferred, and 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。
Hereinafter, the method for producing the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention will be described.
As a method of producing the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention, for example, after putting cured lightweight cellular concrete into an autoclave, introducing steam, allowing the steam to permeate the interior of the lightweight cellular concrete, and then reducing the pressure in the autoclave Then, a method of treating the lightweight cellular concrete by injecting a mixed gas containing water vapor and a water repellent from the outside of the autoclave into the autoclave, and putting the semi-cured lightweight cellular concrete into the autoclave and steam curing, Subsequently, there is a method of treating a lightweight cellular concrete by injecting a mixed gas containing water vapor and a water repellent from outside the autoclave into the 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 heated at a temperature of 100 ° C. or higher, 230 ° C. or lower, and a gauge pressure of 0.1 MPa or higher and 2.32 MPa or lower under saturated steam, preferably. Under a saturated steam having a temperature of 120 ° C. or more and 210 ° C. or less and a gauge pressure of 0.2 MPa or more and 1.91 MPa or less, more preferably a temperature of 130 ° C. or more and 190 ° C. or less, and a gauge pressure of 0.27 MPa or more and 1.26 MPa. Under the following saturated steam, the steam is sufficiently permeated into the lightweight cellular concrete, and the inside of the autoclave is reduced to a gauge pressure of 0.3 MPa or less, preferably to a gauge pressure of 0.2 MPa or less, particularly preferably to a gauge pressure of 0 MPa or less. The pressure is reduced, and a mixed gas containing water vapor and a water repellent is added to the autoclave from outside the autoclave. It was injected into the blanking, 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 placed in the autoclave is placed under steam and water vapor penetrates into the lightweight cellular concrete, the pressure inside the autoclave may be reduced beforehand, and then the lightweight cellular concrete may be placed under steam. Absent. In addition, after introducing steam into the autoclave and infiltrating the steam into the lightweight cellular concrete, the pressure in the autoclave is reduced again because the mixed gas containing the steam and the water repellent penetrates into the lightweight cellular concrete. This is to make it easier.
The method for steam curing the semi-cured lightweight cellular concrete is not particularly limited, but may be a known method. Here, since the high-temperature and high-pressure steam-cured lightweight cellular concrete is in a state in which the vapor has already penetrated into the lightweight cellular concrete, the mixed gas containing the vapor and the water repellent is not placed beforehand under the vapor. 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, in the method of using cured lightweight cellular concrete and placing it under steam and then treating it with a mixed gas containing water vapor and a water repellent, post-processing such as patterning the lightweight cellular concrete surface Lightweight aerated concrete can be used. In general, lightweight cellular concrete is jointed after steam curing, but post-processing such as patterning on the lightweight cellular concrete surface may also be performed. This is a preferable mode. Also, in the method of curing a semi-hardened lightweight cellular concrete with steam and then treating it with a mixed gas containing steam and a water repellent, it is possible to treat the mixed gas without prior steam treatment, thereby improving production efficiency. This is a preferred mode of connection.
本発明において、水蒸気と撥水剤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 at the time of injecting and treating the mixed gas containing the water vapor and the water repellent into the autoclave depends on the thickness of the lightweight cellular concrete, but is higher than the pressure before injecting the mixed gas. Preferably, the pressure is increased by 0.01 MPa or more, more preferably by 0.1 MPa or more, particularly preferably by 0.3 MPa or more. By injecting a mixed gas of water vapor and a water repellent into the autoclave and pressurizing the autoclave, the difference between the pre-pressurized pressure and the post-pressurized pressure in the autoclave is used as a driving force, and the mixed gas is a lightweight foam concrete. It can quickly reach the internal void.
The method of injecting the mixed gas containing water vapor and the water repellent into the autoclave is not particularly limited. For example, high-temperature water vapor, preferably in a container containing at least one water repellent, is preferably used. A method of injecting high-temperature saturated steam and vaporizing the water-repellent to form a mixed gas, or mist or pre-vaporizing at least one type of water-repellent from an inlet provided in the middle of a steam pipe to be injected into the autoclave. And a method of injecting the mixed gas into a mixed gas. Here, the mixed gas containing water vapor and the water repellent to be injected into the autoclave depends on the type of the water repellent, but has a temperature of 100 to 250 ° C. and a pressure of 0.1 to 4 MPa, preferably a temperature of 150 to 250 MPa. The temperature is preferably 230 ° C. and a pressure of 0.5 to 3 MPa, more preferably a temperature of 170 to 210 ° C. and a pressure of 0.8 to 2 MPa.
ここで、水蒸気と撥水剤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, the time for treating with the mixed gas containing water vapor and the water repellent is usually 0.1 to 5 hours, but if the reaction between the water repellent and the lightweight cellular concrete is not completely completed, the water vapor After being treated with a mixed gas containing a water-repellent and a water-repellent agent, without further removing the lightweight cellular concrete from the autoclave, heat it from the outside so as to keep it at 100 to 200 ° C. in this state. After leaving the autoclave for a few days to 2 months, after the removal from the autoclave, the treatment such as heating at a temperature of 60 to 180 ° C. for about 0.5 to 1 week as long as the lightweight cellular concrete is not thermally degraded. No problem.
Here, the method of heating the lightweight cellular 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 steam is injected again without removing the lightweight cellular concrete from the autoclave, the pressure in the autoclave at the time of injecting the steam may be at a pressure of about the pressure treated with a mixed gas containing a water repellent and steam. preferable. The heating method after being taken out of the autoclave is also 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 the water vapor and the water repellent of the present invention, the content of the water repellent in the mixed gas is preferably 0.01 to 15 mol%, more preferably 0.1 to 10 mol%, and more preferably 0.3 to 10 mol%. 5 mol% is particularly preferred. Here, the water vapor is preferably at a saturated vapor pressure, and the water repellent is preferably less than the saturated vapor pressure from an economic viewpoint that it condenses and loses at places other than the lightweight cellular concrete.
The amount of the water-repellent contained in the water-resistant lightweight cellular concrete of the present invention is as follows: the lightweight cellular concrete before containing the water-repellent is cut into a length of 40 mm, a width of 40 mm and a length of 160 mm, and dried at 105 ° C. for 24 hours. The weight ratio with respect to the absolute dry weight determined in the above 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 the water-repellent agent contained in the lightweight cellular concrete was determined by the measurement of a gas chromatograph equipped with a thermal decomposition device in the same manner as described above. First, in order to prepare a calibration curve for quantifying the water repellent, the lightweight cellular concrete is crushed with a mortar, and the water repellent is added to the lightweight cellular concrete powder by 0.1, 0.3, 0.5, 1 Each of the lightweight cellular concrete powders added at a ratio of 0.0, 2.0, and 3.0 wt% was placed in a separate closed container, and kept at 80 ° C. for one month to remove the water repellent and the lightweight cellular concrete. After the reaction was completed, each of the water-repellent agents was finely pulverized in a mortar and dried with a hot-air dryer at 60 ° C. for 24 hours so that the content of the water-repellent agent was not uneven in the lightweight cellular concrete. (Silica gel) was placed in a desiccator and left for 24 hours under reduced pressure by a vacuum pump. Next, 5 mg of lightweight cellular concrete to which each water repellent was added was separately measured by pyrolysis gas chromatography, and the total peak area within a retention time of 10 minutes or less was obtained from the obtained chromatogram, and the obtained peak area was obtained. The sum was plotted against the amount of the water-repellent agent added to obtain a calibration curve. Here, a linear relationship was obtained for the calibration curve. Next, the amount of the water repellent in the lightweight cellular concrete containing an unknown amount of the water repellent was measured by pyrolysis gas chromatography in the same manner as described above, and the peak area sum within a retention time of 10 minutes was obtained from the obtained chromatogram. The water repellent amount can be calculated from the above 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 while having a low water contact angle of less than 100 ° and 50 ° or more. The reason is not clear, but the present inventors speculate as follows. The high-temperature and high-pressure steam is condensed in the internal void of the lightweight cellular concrete by contacting the lightweight cellular concrete with a low temperature, and the liquefied water vapor seals the void. In other words, the water-repellent vapor cannot enter the water-sealed void, and the water-repellent cannot adhere to the surface of the void. Here, the internal voids in the lightweight cellular concrete refer to all voids present in 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 small voids inside the lightweight cellular concrete because the porous material condenses from smaller voids. On the other hand, when water permeates into the lightweight cellular concrete, the water permeates into the interior through large voids that are more easily permeated. In other words, the water repellent does not adhere to the fine voids that do not contribute much to the penetration of water into the lightweight cellular concrete, but the water repellent adheres to the voids that greatly contribute to the penetration of water, and However, the water-repellent of the lightweight cellular concrete is not sufficiently exhibited because the water repellent does not adhere to the fine voids.
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 apply water to secure water resistance as in the past, so it can be used only by applying a cosmetic coating. 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 more specifically with reference to examples.
The various measuring 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 contact angle of water is in a room maintained at a constant temperature and humidity of 20 ° C. and a humidity of 65%, and on a cut surface perpendicular to the panel surface, from the vicinity of the surface to the center, at 10 mm intervals in the thickness direction It was measured with a contact angle meter (CA-DT type) manufactured by Interface Science Co., Ltd., and the average value of the measured values was used.
<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。
<Permeability>
The water permeability was determined from the water permeability measured 24 hours after the start of the measurement, and was calculated by the following equation defined by JIS-5400. Water permeability = V × 106 / {3.14 × (D / 2) 2 }
Here, V is the amount of water permeability (cm 3 ), D is the diameter (mm) of the funnel used for the water permeability test device, and the method of measuring the amount of water permeability (V) was a method according to JIS-5400. That is, using a water permeability test device in which a funnel with a diameter of 75 mm and a 5 cm 3 female pipette whose tip was cut off was connected and fixed with a vinyl tube, the center of the cut surface perpendicular to the surface of the lightweight aerated concrete held horizontally was placed at the center. After fixing the funnel with a sealing material (trade name: Silicon Cork, manufactured by Konishi Co., Ltd.) so that no gap is formed so that the center of the diameter of the funnel of the test instrument is in the middle, water is added up to a height of 250 mm, and left for 24 hours. The water height was read from the scale of the female pipette to determine the water permeability (V).
<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 permeability>
Equilibrium permeability, using the same permeability test equipment as the above permeability measurement, after measuring the amount of water permeability after 24 hours, additionally inject water up to a height of 250 mm, and subsequently measure the amount of water permeability after 24 hours This operation was repeated for 7 to 20 days, and was determined from the above 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 injection method>
In the frozen mercury intrusion method, first, in the measurement of the water permeability as described above, the measurement is repeated until the water permeability is almost constant, that is, until the water permeability reaches the equilibrium water permeability, and then from the surface to which the funnel is fixed to 5 mm in the depth direction. A portion is cut out and crushed, and a sieve conforming to JIS-Z8801 is used to collect about 1 to 2 g of a material passing through an aperture of 4 mm (wire diameter of 1.4 mm) and not passing through an aperture of 2 mm (linear 0.9 mm). The light-weight aerated concrete sampled in Example 1 was immersed in liquid nitrogen, frozen, and then quickly filled into a sample tube. The sample was set in a pore size distribution measuring device (Pore Size 9320, manufactured by Micrometrics, USA), and the degree of vacuum was about 5 Pa. Was measured under the following conditions. Here, the differential pore diameter distribution by the mercury intrusion method is obtained by first-order differentiation of an integral curve of the pore amount with respect to the measured pore diameter. The pressure measured with a contact angle of 130 ° between mercury and lightweight cellular concrete and a surface tension of mercury of 484 dyn / cm was converted to a pore diameter assuming that the pores were cylindrical. The measurement of the differential pore distribution diameter by the frozen mercury intrusion method requires that the water in the lightweight cellular concrete not be dried by the equilibrium permeability measurement, so the temperature in the lightweight cellular concrete increases during the measurement. During the measurement, the sample tube may be cooled with dry ice or the like so that the frozen water is not melted. However, when the sample tube is cooled below the 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 measured using a gas chromatograph (HP6890, manufactured by HEWLETT PACKARD) equipped with a pyrolyzer (PY2010D, manufactured by Frontier Laboratories).
First, lightweight cellular concrete containing a water-repellent agent before extraction is cut into 40 mm in length, 40 mm in width and 10 mm in length, dried with a hot-air dryer at 60 ° C. (Thai-Espec Co., Ltd. PHH401) for 24 hours, and ground in a mortar. After that, it was placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel) and left for 24 hours under reduced pressure by a vacuum pump (DAH-60, Vacuum Kiko Co., Ltd.). Next, 5 mg of the dried lightweight cellular concrete was taken and measured by the above-mentioned pyrolysis gas chromatograph, and the total peak area within a retention time of 10 minutes or less was obtained from the obtained 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 ratio with water, 1 g of lightweight cellular concrete containing a water repellent, which had been dried in advance with a hot air dryer at 60 ° C. for 24 hours, was ground in a mortar, and 100 g of water (distilled water) was added. The mixture was stirred for a period of time to extract the water repellent contained in the lightweight cellular concrete, then filtered to obtain a solid content, air-dried, and then heated with a hot air drier at 60 ° C. (Tabayspec Co., Ltd. PHH401) for 24 hours. After drying, it was placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel) and left for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump (DAH-60, Vacuum Kiko Co., Ltd.). Next, in the same manner as described above, 5 mg of the extracted and dried lightweight cellular concrete was measured by pyrolysis gas chromatography, and the total peak area within a retention time of 10 minutes or less was obtained 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 pyrolyzer was set at 800 ° C., the inlet temperature was set at 230 ° C., the detector temperature was set at 230 ° C., and the temperature of the column was set from 35 ° C. to 230 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The detector used was a flame ionization detector, and the column used was SUPEL-9PLOT (supplied by SUPELCO). Similarly, in the case of measuring the extraction ratio with ethanol or toluene, the extraction solvent is simply changed from water to ethanol or toluene, and otherwise, the measurement is performed in the same manner as the measurement of the extraction ratio 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。
<Organosilicon compound content>
The amount of the organosilicon compound contained in the lightweight cellular concrete was determined by measurement with a gas chromatograph equipped with a pyrolyzer in the same manner as described above. Calibration curves were previously prepared for each organosilicon compound by the method described above. Next, the amount of the organosilicon compound in the lightweight cellular concrete containing the unknown amount of the organosilicon compound was measured by pyrolysis gas chromatography in the same manner as described above, and the peak area sum within a retention time of 10 minutes was obtained from the obtained chromatogram. The amount was calculated from the above calibration curve and converted into the amount of the organosilicon compound.
<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 stone, 2.5 parts by weight of dry gypsum, 7.5 parts by weight of quick lime, 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 parts by weight of aluminum powder was mixed and stirred for 30 seconds. Next, after injecting the obtained mortar slurry into a mold, while preserving at 60 ° C. for 90 minutes and pre-curing in a state in which evaporation of water is suppressed, the obtained semi-cured lightweight cellular mortar block is piano-wired. Cut. The obtained semi-cured lightweight cellular concrete was placed in an autoclave, the air in the autoclave was removed under reduced pressure, saturated steam was injected, and the mixture was cured at 180 ° C. for 4 hours under high temperature and high pressure.
[実施例1]
上記製造方法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 taking out the lightweight cellular concrete obtained by the above-mentioned production method from the autoclave and leaving it sufficiently at room temperature until the temperature decreases, 16 pieces of the lightweight cellular concrete having a length of 600 mm, a width of 400 mm and a thickness of 100 mm are again autoclaved (volume). 1.25 m 3 ), the pressure was reduced to a gauge pressure of −0.09 MPa by a water ring vacuum pump (Shinko Seiki Co., Ltd. SW-150), and then a saturated steam at a gauge pressure of 1.7 MPa and 208 ° C. was injected. Then, after the inside of the autoclave was pressurized to a gauge pressure of 1.2 MPa over 50 minutes, the state was maintained for 10 minutes, and the pressure was reduced to atmospheric pressure over 50 minutes. Immediately, saturated steam having a gauge pressure of 1.7 MPa and a temperature of 208 ° C. was injected into another pressure vessel (volume of 0.375 m 3 ) containing 3850 g of propyltriethoxysilane (KBE-3033 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The pressure inside the pressure vessel was set to 190 ° C., the gauge pressure was set to 1.2 MPa, and a mixed gas of propyltriethoxysilane vapor and steam obtained in the pressure vessel was injected into the autoclave, and the inside of the autoclave was gauged for 60 minutes. After the pressure was increased from 0.0 MPa (atmospheric pressure) to 0.6 MPa, the system 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 the present example was sufficiently dried, three pieces were randomly selected from 16 pieces, and each lightweight cellular concrete was vertically cut at a position of half a width (200 mm in width). Then, a sample having a length of 600 mm, a width of 200 mm, and a thickness of 100 mm was obtained. The water repellency of the cut surface was measured by measuring the contact angle of water at an interval of 10 mm from the vicinity of the surface in the thickness direction at a position of 300 mm in length of 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 center was 86.5 °. The permeability was measured by placing four permeation test instruments having a funnel diameter of 75 mm on the same sample as that for which the contact angle of water was measured, and obtaining an 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. Further, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water for 1 hour with stirring time is 0.9 wt%, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 0.7 wt%, and the amount extracted with respect to ethanol is 0.7 wt%. The amount of propyltriethoxysilane extracted was 1.2% by weight. 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 calculating the amount of propyltriethoxysilane contained in each of the three lightweight cellular concretes, which were randomly selected and cut in the vertical direction at half the horizontal position, and the average value was obtained. The amount of propyltriethoxysilane contained in each lightweight aerated concrete was determined by cutting the above three lightweight aerated concrete pieces, which were cut in the vertical direction at the horizontal half position, further by shifting the same by 5 mm in the horizontal direction, and 600 mm in length, 5 mm in width, A sample having a thickness of 100 mm was prepared. Then, each sample was separately coarsely pulverized by a high-speed stamp mill (AS-143 ANS-143PS), then pulverized in a mortar, and heated at 60 ° C. by a hot air dryer (Tabayspeck Co., Ltd.). PHH401), placed in a desiccator containing a desiccant (silica gel), left for 24 hours under reduced pressure with a vacuum pump (DAH-60, Vacuum Kiko Co., Ltd.), and then dried. 5 mg of the sample powder was measured with a pyrolysis gas chromatograph, and the propyltriene contained in each sample was determined from the above calibration curve. The amount of toxic silane was determined and the average of the three measurements was taken. 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]
Water-resistant lightweight cellular concrete was obtained in the same manner as in Example 1 except that the organosilicon compound used was changed to 1500 g of propyltriethoxysilane.
The water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this 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 74. 0.8 °, water permeability was 566 cm 3 / m 2 · day, and equilibrium water permeability was 158 cm 3 / m 2 · day. Further, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water for one hour of stirring time is 2.5 wt%, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 1.8 wt%, and the amount of ethanol extracted with respect to ethanol is 1.8 wt%. The amount of propyltriethoxysilane extracted was 2.0% by weight. 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 the organosilicon compounds used were 2974 g of propyltriethoxysilane and 156 g of hexyltriethoxysilane.
Water contact of the water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example was measured 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. Was. The total amount of propyltriethoxysilane and hexyltriethoxysilane extracted with respect to water for one hour of stirring time was 2.2% by weight, and the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene was 1.%. The amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to 5 wt% and 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 was 0.06 μm, which was 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 the organosilicon compounds used were 2974 g of propyltriethoxysilane and 156 g of octadecyltriethoxysilane.
The water-resistant lightweight cellular concrete obtained in this example was measured for water contact in the same manner as in Example 1, and as a result, the average value of the water contact angle from the vicinity of the surface to the center was 89. 8 °, 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。 Further, the total amount of propyltriethoxysilane and octadecyltriethoxysilane extracted with respect to water for 1 hour with stirring time 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% and ethanol was 1.3 wt%. 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 0.04 μm, and the sum of the propyltriethoxysilane content and the octadecyltriethoxysilane content was: 1.35 wt%.
[実施例5]
上記製造方法で得られた縦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]
16 pieces of semi-hardened lightweight cellular concrete having a length of 600 mm, a width of 400 mm, and a thickness of 100 mm obtained by the above-mentioned production method are put into an autoclave (volume: 1.25 m 3 ), and after curing with steam, the lightweight cellular concrete is removed from the autoclave. Without taking it out, saturated steam at a gauge pressure of 1.7 MPa and 208 ° C. was placed in another pressure vessel (volume 0.375 m 3 ) containing 3850 g of propyltriethoxysilane (KBE-3033 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The pressure inside the pressure vessel was set to 190 ° C., the gauge pressure was set to 1.2 MPa, the mixed gas of propyltriethoxysilane vapor and steam obtained in the pressure vessel was poured into the autoclave, and the inside of the autoclave was heated for 60 minutes. After the gauge pressure is increased from 0.0 MPa (atmospheric pressure) to 0.6 MPa, the temperature becomes room temperature. In was a natural cooling.
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 near the surface to the center was 87. 0.6 °, the water permeability was 476 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 112 cm 3 / m 2 · day. Further, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water for 1 hour with stirring time is 1.1 wt%, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 2.5 wt%, and The amount of propyltriethoxysilane extracted was 2.0% by weight. 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 0.05 μm, and the average content of propyltriethoxysilane was 1.54 wt%.
[比較例1]
上記製造方法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 by the above production method 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, placed in a closed container (volume of 0.01 m 3 ), and placed in the closed container. After heating the attached piping to 180 ° C., the pressure was reduced to 300 Pa, most of the water contained in the lightweight cellular concrete was removed, and then in another closed vessel connected by a pipe that could be opened and closed by a valve (volume) 100 g of propyltriethoxysilane was added to 0.01 m 3 ), and the pressure was reduced to 300 Pa, followed by heating to 180 ° C. to vaporize the propyltrialkoxysilane to obtain a vapor pressure of 66000 Pa. Then, the valve was opened, the vapor of the alkoxysilane was injected into a closed container containing lightweight cellular concrete for about 2 minutes, the pressure in the closed container was set at 33,000 Pa, and the container was 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 cellular concrete obtained in the present comparative example was cut vertically at a horizontal half position into a 50 × 100 plane to obtain a sample having a length of 100 mm, a width of 50 mm and a thickness of 100 mm. The water repellency of the cut surface was measured by measuring the contact of water at a position of 50 mm in length in the thickness direction at intervals of 10 mm from near the surface in the thickness direction. 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 permeability is 567 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium permeability is It was 104 cm 3 / m 2 · day. Further, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to water for 1 hour with stirring time is 0.9 wt%, the amount of propyltriethoxysilane extracted with respect to toluene is 1.2 wt%, and the amount extracted with respect to ethanol is 1.2 wt%. The amount of propyltriethoxysilane to be obtained was 0.8% by weight. 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 0.03 μm, and the average content of propyltriethoxysilane was 2.05 wt%. .
When the moisture in the lightweight cellular concrete is removed as in this comparative example and the alkoxysilane vapor is treated alone, the obtained lightweight cellular concrete is confirmed to have excellent water resistance and at the same time greatly improved water repellency. 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製造方法と得た。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 light-weight cellular concrete was prepared in the same manner as described above except that 0.5 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF-96 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of the solid content in the mortar slurry. Obtained. 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 °. And 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 dimethylsilicone oil extracted with respect to water for 1 hour with stirring time was 39.5 wt%, the amount of dimethylsilicone oil extracted with respect to toluene was 12.5 wt%, and with respect to ethanol. The amount of dimethyl silicone oil extracted was 18.3 wt%. 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 could not secure 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製造方法と同様にして得た。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 above-mentioned production method except that 3 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. I got it. 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 contact angle of 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 125.1. °, water permeability was 602 cm 3 / m 2 · day, and equilibrium water permeability was 294 cm 3 / m 2 · day. Further, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water for one hour of stirring time 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 the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to ethanol was 14.1 wt%. The maximum peak of the differential pore size distribution obtained from the sample immediately after the equilibrium permeability measurement by the frozen mercury intrusion method was 0.35 μm.
The lightweight cellular concrete obtained according to this comparative example has significantly improved not only water resistance but also water repellency.
[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製造方法と同様にして得た。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 above-described production method except that 2 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. I got it. 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 contact angle of 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 122.7. °, the water permeability was 792 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 296 cm 3 / m 2 · day.
The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water for one hour of stirring time was 1.3 wt%, and the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene was 29.4 wt%, which was extracted with ethanol. The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted was 14.0 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 was 0.51 μm.
The lightweight cellular concrete obtained according to this comparative example has significantly improved not only water resistance but also water repellency.
[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製造方法と同様にして得た。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 above-described production method except that 1 part 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. I got it. 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, and as a result, the average value of the water contact angle from near the surface to the center was 103 °, The water permeability was 1188 cm 3 / m 2 · day, and the equilibrium water permeability was 466 cm 3 / m 2 · day.
Further, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to water for one hour of stirring time is 8.5 wt%, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 26.3 wt%, and the amount with respect to ethanol is The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted was 13.1 wt%. The maximum peak of the differential pore size distribution obtained from the sample immediately after the equilibrium permeability measurement by the frozen mercury intrusion method was 0.83 μm.
It was confirmed that the lightweight cellular concrete obtained by this comparative example had poor water resistance despite improved water repellency.
[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製造方法と同様にして得た。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 light-weight cellular concrete is manufactured by the above-described method 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. Was obtained in the same manner as described above. 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 for one hour of stirring time is 32.4 wt%, the amount of the alkyl-modified silicone oil extracted with respect to toluene is 15.4 wt%, and the amount with respect to ethanol. The amount of the alkyl-modified silicone oil extracted was 11.5 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 was 0.91 μm.
It was confirmed that the lightweight cellular concrete obtained by this comparative example had poor water resistance despite improved water repellency. It was also confirmed that the amount of extraction 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 cellular concrete of the present invention is suitable in the field of building materials because it is a lightweight cellular concrete having excellent water resistance and excellent paintability without impairing the lightweight and excellent heat insulating properties of the lightweight cellular concrete. 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 any one of claims 1 to 4, 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 represent an alkyl group. N represents an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, R1s may be the same or different, and n is In the case of 2 or less, R2 may be the same or different.)
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| WO2001047834A1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Water repellent lightweight cellular concrete |
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-
2003
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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