JP2002356385A

JP2002356385A - 炭酸硬化成形体の製造方法

Info

Publication number: JP2002356385A
Application number: JP2001166937A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Muto; 良晴武藤; Toshifumi Teramura; 敏史寺村; Noribumi Isu; 紀文井須; Kenji Inagaki; 憲次稲垣; Katsumi Hirabayashi; 克己平林; Masashi Sakashita; 雅司坂下
Original assignee: Clion Co Ltd; Kenzai Gijutsu Kenkyusho KK
Current assignee: Clion Co Ltd; Kenzai Gijutsu Kenkyusho KK
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】内部まで炭酸化が均一に成されており、曲げ
強度が良好で、亀裂や割れの発生も認められない優れた
吸放湿性を有する炭酸硬化成形体を得ること。【解決手段】ケイ酸カルシウム含有の粉粒体を主原料
とした炭酸硬化成形体の製造方法であって、少なくとも
前記主原料の含水率を測定し、該含水率の測定値に基づ
いて給水量を決定する工程（Ａ）と、主原料及び副原料
を混合攪拌すると共に、前記工程（Ａ）で決定された量
の水を給水して混合原料の含水率を調整する工程（Ｂ）
と、前記工程（Ｂ）を経た混合原料を加圧成形手段の型
枠内に供給し、混合原料を加圧成形する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）を経た成形体を取り出し、養生用の釜内
において炭酸ガス又は炭酸ガス含有ガスと接触させて炭
酸化反応を起こさせ、成形体を硬化する工程（Ｄ）とを
有する炭酸硬化成形体の製造方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケイ酸カルシウム
水和物と炭酸ガスとの反応を利用して、建物の室内の湿
度を調整する機能、即ち吸放湿性に優れた建築材料とし
て好適に使用することができる炭酸硬化成形体を製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来から、ケイ酸カルシウ
ムを含有している軽量気泡コンクリートなどを炭酸化処
理し、吸放湿性に優れた材料を得る技術は公知である
（特公昭５５−２３７８７号公報、特開平７−２５６７
９号公報など）。

【０００３】ここで、ケイ酸カルシウム水和物の炭酸化
処理においては、炭酸化反応時に材料の収縮が起こる。
この収縮量は、加圧成形体の含水量や加圧成形体の密度
によって変化する。そのため、上述した公知技術の製造
条件を、大量生産及び大型成形板の製造にに適用させる
とき、原料中の含水率（提示された範囲内であっても）
にバラツキがあると、次のような問題が起こる。

【０００４】先ず、原料中の含水率にバラツキがあっ
て、それが成形体ごとの含水率の相違として現れた場合
には、水分を媒体としてなされる炭酸化反応の進行速度
が成形体ごとに相違することとなり、炭酸化養生工程
を、炭酸化反応の進行速度が遅い含水率の低い成形体に
合わせる必要が生じ、効率的ではない。また、炭酸化養
生（及びその後の乾燥）によって成形体は収縮するが、
この成形体の収縮量は、上述したように含水率によって
異なってくるため、炭酸硬化成形体ごとの寸法も一定に
ならない。また、原料中の含水率にバラツキがあって、
それが成形体内の部分部分の含水率の相違として現れた
場合には、局所的な炭酸化反応速度の違いや収縮量の違
いが起こり、炭酸硬化成形体の反りや側反りが大きくな
ったり、亀裂や割れが発生し、商品価値を失ってしま
う。特に、大型成形板になれば、このような問題は顕著
となる。

【０００５】更に、加圧成型時における原料の充填も不
均一であると、成形体ごとの密度差によって寸法のバラ
ツキが生じたり、成形体内部での密度差によって反りや
側反りが大きくなったり、また亀裂や割れが生じる。

【０００６】そのため、軽量気泡コンクリート粉粒体な
どの原料含水率は、バラツキが無く一定であることが良
好な炭酸硬化成形体を得る上で非常に重要となるが、例
えば、軽量気泡コンクリートを粉砕処理したものを原料
として用いると、軽量気泡コンクリートそれ自体の含水
率が、使用されていた周辺環境、採取条件、更には搬送
条件などによって大きく相違しているため、粉砕した粉
粒体の含水率も異なるものとなり、上記した含水率のバ
ラツキに起因する成形体の炭酸化処理における問題が顕
著に現れてくる。また、原料の含水率にバラツキが無い
ものであったとしても、その原料の混合、成形、炭酸化
などの各種工程への搬送途中、或いはこれらの工程間に
おける一時的な貯留時などにおいて、原料中の水分が時
間の経過と共に下層部に移動する現象、或いは表層部分
が乾燥する現象が見られ、これにより同一ロットの原料
においても、その上下部或いは内外部での含水率に差が
生じ、前述のような含水率のバラツキに起因した炭酸化
処理の問題が発生してくる。

【０００７】本発明は、上述した従来の技術が有する課
題に鑑み成されたものであって、その目的は、含水率を
各種工程において適切に調整することにより、成形体に
均一な炭酸化を起こさせ、曲げ強度が良好で、亀裂や割
れの発生も認められない優れた吸放湿性を有する炭酸硬
化成形体を製造することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、ケイ酸カルシウム含有の粉粒体を主原
料とした炭酸硬化成形体の製造方法であって、少なくと
も前記主原料の含水率を測定し、該含水率の測定値に基
づいて給水量を決定する工程（Ａ）と、主原料及び副原
料を混合攪拌すると共に、前記工程（Ａ）で決定された
量の水を給水して混合原料の含水率を調整する工程
（Ｂ）と、前記工程（Ｂ）を経た混合原料を加圧成形手
段の型枠内に供給し、混合原料を加圧成形する工程
（Ｃ）と、前記工程（Ｃ）を経た成形体を取り出し、養
生用の釜内において炭酸ガス又は炭酸ガス含有ガスと接
触させて炭酸化反応を起こさせ、成形体を硬化する工程
（Ｄ）とを有する炭酸硬化成形体の製造方法とした。

【０００９】上記した本発明にかかる炭酸硬化成形体の
製造方法によれば、少なくとも主原料の含水率を測定
し、該含水率の測定値に基づいて給水量を決定する工程
（Ａ）と、主原料及び副原料を混合攪拌すると共に、前
記工程（Ａ）で決定された量の水を給水して混合原料の
含水率を調整する工程（Ｂ）とを含むものとしたため、
主原料の含水率の変動にかかわらず、混合原料の含水率
を一定に調整することができる。

【００１０】また、請求項２の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記主原料として、軽量気泡コ
ンクリートの粉粒体を使用することとしたため、軽量な
炭酸硬化成形体が得られる。また、軽量気泡コンクリー
トは、粉砕が容易であると共に、酸化カルシウム、水酸
化カルシウムなどの炭酸化していないカルシウム（以
下、単に「未炭酸のカルシウム」と言う。）の含有量が
比較的安定しているため、主原料の粒度調整及び混合原
料の成分調整が容易にできる。

【００１１】また、請求項３の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記工程（Ａ）においては、主
原料の次工程（Ｂ）までの搬送途中においてその重量及
び含水率を連続的に測定し、その測定値に基づいて次工
程（Ｂ）で混合原料を所定の含水率にするために必要な
給水量及び主原料に添加混合する副原料の添加重量を算
出、決定することとしたため、正確に混合原料の含水率
を一定に調整することができる。

【００１２】また、請求項４の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記工程（Ｂ）においては、先
ず混合攪拌手段内に投入された主原料をアジテーターを
低速で運転することにより均一にならし、その後副原料
を投入して攪拌混合することを所定時間行った後、給水
しながら更に所定時間攪拌混合することとしたため、副
原料をダマの発生無く均一に主原料中に混合することが
できると共に、混合原料の含水率を均一に調整すること
ができる。

【００１３】また、請求項５の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記工程（Ｂ）においては、混
合攪拌手段が冷却されており、主原料及び副原料の混合
攪拌時の発熱が抑えられているため、発熱による表層部
分における水分蒸発が無く、混合原料の含水率の均一性
を確保できる。また、混合原料の温度が高いと、混合原
料は空気中の炭酸ガスと反応し易くなり、混合原料中の
未炭酸のカルシウムが減少することが生じるが、混合攪
拌手段を冷却することにより、このような製品強度に寄
与しない混合原料の炭酸化を防止することができる。

【００１４】また、請求項６の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記工程（Ｃ）においては、混
合原料を加圧成形手段の型枠内に供給する手段が、一次
原料投入機、二次原料投入機、そして加圧成形手段の型
枠直前に設置された原料供給粉箱で構成されており、二
次原料投入機のホッパー内の原料高さが、原料供給粉箱
への供給時毎に同じ高さになるように一次原料投入機よ
り混合原料が二次原料投入機に供給されているため、混
合原料の自重による嵩密度及び含水率の変化を防止で
き、一定の嵩密度及び含水率の混合原料を加圧成形手段
の型枠直前に設置された原料供給粉箱内に供給すること
ができ、しいては原料供給粉箱から加圧成形手段の型枠
内に均一の嵩密度及び含水率の混合原料を供給すること
ができる。

【００１５】また、請求項７の本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法では、前記工程（Ｄ）においては、炭
酸ガス又は炭酸ガス含有ガスを成形体に接触させる前に
養生用の釜内を負圧状態とすることにより、成形体内部
の空気が取り除かれているため、炭酸ガス又は炭酸ガス
含有ガスは成形体内部に容易に進入し、炭酸硬化反応を
成形体の表層部と内部とから同時に進行させることがで
き、効率的な炭酸化を実現できると共に、成形体の炭酸
化を均一に行わせることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、上記した本発明にかかる炭
酸硬化成形体の製造方法の実施の形態を、詳細に説明す
るが、本発明は、何ら下記の実施の形態に限定されるも
のではない。

【００１７】本実施の形態において、主原料として使用
するケイ酸カルシウム含有の粉粒体としては、軽量気泡
コンクリート、ケイカル板、窯業系サイジング材などの
セメント二次製品の粉砕物、更にはコンクリート廃材、
セメントスラッジなどが挙げられる。これらの中でも、
特にケイ酸カルシウムを主成分としている軽量気泡コン
クリートの粉砕物が好ましい。これは、軽量気泡コンク
リートは、粉砕が容易であると共に、未炭酸のカルシウ
ムの含有量が比較的安定しており、しかも、得られる製
品の軽量化をはかることができるために好ましい。

【００１８】上記主原料として使用するケイ酸カルシウ
ム含有の粉粒体は、固形成分として未炭酸のカルシウム
を酸化カルシウム換算で８〜３６ｗｔ％含有しているこ
とが望ましい。これは、未炭酸のカルシウム含有量が８
ｗｔ％に満たない場合には、その後の炭酸化養生で生成
される炭酸カルシウムの量が不足し、建材として使用し
得る強度が得られないためである。逆に３６ｗｔ％を越
える場合には、もう一方の反応生成物である非晶質シリ
カの量が少なくなり、得られる炭酸硬化成形体の調湿機
能が低くなるために好ましくない。

【００１９】また、上記主原料の粒子径は、特には限定
はないが、平均粒子径が３μｍ〜２ｍｍの範囲で、且つ
最大粒子径が５ｍｍ以下であることが好ましい。これ
は、平均粒子径が２ｍｍを越えると、得られる加圧成形
体は、ハンドリングに必要な強度が得られない。一方、
平均粒子径が３μｍ未満の場合には、加圧成形時におい
て原料粉粒体中の空気が抜けにくくなる。この場合、敢
えて加圧成形して均質な成形体を製造するとなると、成
形に時間が掛かると共に、緻密な成形体となり、その後
の炭酸化養生において炭酸ガスが内部に浸入しにくくな
る。また、最大粒子径が５ｍｍを越える場合には、成形
体の粗密のバラツキが大きくなり、亀裂が発生し易くな
る。特に成形体を薄板材とする場合には、亀裂の発生が
顕著となる。

【００２０】また、本実施の形態において使用する副原
料としては、保形性、製品の切削加工性、靭性などを確
保する観点から短繊維を使用する。また、必要に応じて
無機顔料などを使用することができる。

【００２１】副原料として使用する短繊維としては、ポ
リプロピレン、アクリル、ビニロン、人工或いは天然セ
ルロースなどの有機繊維が挙げられるが、保形性、製品
の切削加工性並びに経済性などを考慮した場合、中でも
ビニロンが好ましい。繊維長としては、５００μｍ〜３
ｍｍ程度が好ましく、また添加量としては、全固形原料
の０．１〜０．５ｗｔ％程度が好ましい。これは、繊維
長が５００μｍ未満である場合及び／又は添加量が０．
１ｗｔ％に満たない場合には、補強繊維としての機能を
果たし得ない。逆に、繊維長が３ｍｍを越える場合及び
／又は添加量が０．５ｗｔ％を越える場合には、加圧成
形時の型枠内への原料の供給が困難となると共に、特に
繊維長が３ｍｍを越えると、成形品表面からの繊維の露
出が顕著となり、外観上も好ましくない。

【００２２】また、必要に応じて添加される無機顔料と
しては、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロム、
酸化ニッケルなどの単体、又はこれらの二種以上の複合
酸化物を主成分とする無機顔料が挙げられる。これらの
無機顔料は、平均粒子径を２．０μｍ以下とし、添加量
を全固形原料の２．０ｗｔ％以下とすることが好まし
い。これは、平均粒子径が２．０μｍを越える顔料では
発色が悪く、また２．０ｗｔ％を越えて添加すると色ム
ラが生じ易いためである。

【００２３】更に、珪石粉末、長石粉末、雲母、人工軽
量骨材、軽石、珪藻土、建設廃土、バルト状充填材など
を必要に応じて副原料として添加することができる。こ
れらの副原料の添加量は、先に記述したように原料成分
として未炭酸のカルシウムが酸化カルシウム換算で８ｗ
ｔ％以上になるように調整することが好ましい。

【００２４】次に、上記した主原料及び副原料を混合す
ると共に、混合原料の含水率を調整する。この際、副原
料である短繊維のダマの発生が無く、且つ均一に主原料
中に分散されている必要がある。また副原料として無機
顔料、骨材も使用する場合には、これらの副原料も主原
料に均一に混合されている必要がある。また、後工程で
ある加圧成形の際の混合原料中の水分は、バインダーと
しての作用を果たすものであるため、粉粒体間の結合が
均一の加圧成形体を得るためには、混合原料の含水率が
均一である必要がある。また、炭酸化反応は水分を媒体
とするため、含水率が均一になっていないと炭酸化反応
にムラが発生し、均一に反応が進まず、製品に歪みが発
生したり最悪の場合には亀裂の発生を招くことから、混
合原料の含水率は均一に調整されている必要がある。

【００２５】混合原料の含水率としては、３０〜５０ｗ
ｔ％内の所定値を目標値とし、目標値±５ｗｔ％の精度
で混合原料の含水率を調整することが好ましい。これ
は、３０ｗｔ％未満の含水率である場合には、加圧成形
時の水による粒子間の結合が十分ではなく、ハンドリン
グ性などに問題が生じ、また含水率が５０ｗｔ％を越え
ると、炭酸化反応時或いは乾燥時に亀裂や割れが発生す
る憂いが高いためである。また±５ｗｔ％以内の精度で
混合原料の含水率が調整されていなければ、炭酸化反応
にムラが発生し、均一に反応が進まず、製品に歪みや亀
裂が発生する憂いある。

【００２６】ここで、先ずこの工程において重要となる
事柄は、原料、特に主原料の含水率の正確な把握であ
る。これは、本実施の形態において使用する主原料は、
上記したように軽量気泡コンクリート、ケイカル板、窯
業系サイジング材などのセメント二次製品の粉砕物、更
にはコンクリート廃材、セメントスラッジなどであり、
例えば、軽量気泡コンクリートを装飾加工する際に発生
する切削屑、或いは軽量気泡コンクリートの廃材などを
粉砕処理したものを使用した場合には、その粉砕現場の
環境などにより保有含水率は一定ではなくかなりのバラ
ツキ（２０〜４５ｗｔ％程度の範囲）がある。そのた
め、所定の含水率の混合原料とするために給水する水の
量も、主原料の含水率によって変動させる必要があり、
主原料の含水率の正確な把握が不可欠となる。

【００２７】そこで、本実施の形態においては、主原料
及び副原料を混合すると共に、混合原料の含水率を調整
する工程の前に、少なくとも主原料の含水率を測定し、
該含水率の測定値に基づいて給水量を決定する工程を設
けた。

【００２８】具体的には、非接触式水分量測定装置によ
って混合装置への搬送途中にある原料供給コンベア上の
主原料の含水率を連続的に測定し、その測定値から水分
量管理制御装置によって給水量を算出、決定することと
した。

【００２９】また、副原料の添加量は、上記主原料の絶
乾重量によって決定されることが望ましく、特に顔料
は、筈かな主原料に対する添加比率の相違によって着色
が変わってしまうため、正確に主原料の固形分に対する
添加比率を一定にすることが望まれる。

【００３０】そこで、本実施の形態においては、上記主
原料の含水率の測定と共に、主原料の重量を原料受入ホ
ッパーに附属した計量装置によって測定し、この測定値
に基づいて上記水分量管理制御装置によって主原料の絶
乾重量を算出し、この主原料の絶乾重量に基づいて添加
混合する副原料の重量も算出、決定することとした。こ
れにより、副原料の主原料に対する混合割合を常に一定
に調整することができると共に、より正確に混合原料の
含水率を一定に調整することができる。なお、副原料に
ついても含水率を予め測定し、その測定値を上記給水量
の決定及び副原料の添加重量の決定に反映させ、厳密に
混合原料の含水率及び組成比率を一定に調整することは
好ましい。

【００３１】次にこの工程において重要となる事柄は、
主原料に副原料、特にダマが発生し易い短繊維を均一に
分散させ、且つ混合原料の含水率を均一に調整すること
である。これは、通常混合装置へ原料を投入する箇所は
１ヵ所からとなっており、混合装置内に主原料は偏って
投入される。この状態で短繊維などを添加、混合した場
合には、混合開始初期の時点で短繊維は一気に主原料内
へ巻き込まれてしまい、解繊が上手く行かずダマの発生
を招く。ダマの発生を防止するため、混合装置の運転時
間を延長すればダマの発生量を削減することは可能であ
るが、主原料及び副原料へのエネルギー供給量が多くな
って、水蒸気の発生を伴うようになる。そのためそれ以
上の解繊ができなくなる。また、その状態で混合原料の
含水率を調整するための給水を行うと、余計にダマの発
生を助長してしまう現象が見られると共に、混合原料の
含水率を均一に調整できなくなる。

【００３２】そこで、本実施の形態においては、混合装
置内に投入された主原料を混合装置内で均等となるよ
う、主原料投入開始から投入完了まで混合装置アジテー
ターを低速で運転するだけに止め、その後短繊維その他
の副原料を投入してアジテーター及びチョッパー運転に
よる攪拌混合を所定時間行った後、給水しながら更に所
定時間攪拌混合することとした。ここで、上記給水のタ
イミングは、早過ぎると短繊維が十分に分散（解繊）さ
れておらず、給水することでダマになってしまう。ま
た、遅い場合は混合原料から発生し始める水蒸気により
一旦分散した短繊維が収束を始め、ダマの発生となる。
そのため、給水のタイミングは、混合原料からの水蒸気
発生の限界に近いタイミング、具体的には混合原料の温
度が４０℃以下で且つ外気温度との温度差が２０℃以下
程度となったタイミングとし、このタイミングで給水す
ることで、混合原料を冷して水蒸気の発生を一旦押さえ
込み、短繊維の分散を促進させると共に、その後も所定
時間攪拌混合することにより、混合原料の含水率を均一
に調整することとする。

【００３３】具体的には、混合装置として底部にアジテ
ーター１基、側部にチョッパー２基が設置されたユニバ
ーサルミキサーを使用し、混合装置への主原料充填量を
側部に設置したチョッパー位置程度、具体的には５５％
程度とし、主原料投入開始から投入完了までアジテータ
を低速、具体的には５〜２０ｒｐｍ程度で運転して主原
料にエネルギーを極力与えない状態で均一にならし、そ
の後短繊維その他の副原料を投入してアジテーター回転
数１１１ｒｐｍ程度、チョッパー回転数３，０００ｒｐ
ｍ程度で攪拌混合することを６分間程度行い、その後給
水しながら更に５分間程度前記回転数のアジテーター及
びチョッパー運転による攪拌混合を行うこととした。こ
れにより、副原料である短繊維などをダマの発生が無く
且つ均一に主原料中に混合することができると共に、混
合原料の含水率を均一に調整することができる。

【００３４】更にこの工程において重要となる事柄は、
原料調整途中及び調整後の混合原料の含水率の不均一化
を極力抑えること、及び加圧成形工程前の混合原料の炭
酸化を極力防止することである。これは、混合原料の水
分調整や短繊維などの分散混合のために主原料及び副原
料を上述したように攪拌混合するが、この際に主原料或
いは副原料と混合装置の羽根との接触により温度の上昇
を招く。この混合原料の温度上昇は、一旦所定の含水率
に均一に調整した混合原料の水分蒸発を招き、この水分
蒸発は混合原料の表層部分において甚だしいことから、
混合原料の内部と表層部との含水率の不均一性を来す。
また、常圧下では、炭酸化は温度が高い程生じ易く、混
合原料の温度上昇は、空気中の炭酸ガスとの接触による
炭酸化をも来し、混合原料中の未炭酸のカルシウムを減
少させてしまう。

【００３５】そこで、本実施の形態においては、これを
防止するために混合装置を所定の温度以上、具体的には
室温＋５℃以上とならないように冷却することとした。
これにより、混合攪拌途中における混合原料の温度上昇
が抑えられ、水分蒸発による含水率の不均一化を極力抑
えることができると共に、混合原料の加圧成形工程前の
炭酸化を極力防止することできる。なお、混合装置の冷
却手段は、空冷、水冷などの公知の手段を採用して行え
ば良い。

【００３６】また、混合後の原料は、後工程である加圧
成形するまでに一定時間そのままの状態に置かれる場合
があり、この場合には混合原料に添加した水分が下部側
の方に移動する現象が見られる。そのため、加圧成形す
る際に同一ロットの混合原料を使用したとしても、加圧
成形開始初期と終了時点では成形品の含水率が異なるこ
とがあり、成形品の嵩密度が一定にならず最終製品寸法
精度に影響を与えることがある。

【００３７】そこで、本実施の形態においては、加圧成
形工程の直前において混合原料の上部と下部を入れ替え
る掻き混ぜ操作を行うこととした。具体的には、加圧成
形手段の型枠内へ原料を供給する装置に混合原料を投入
する直前、又は投入する際に混合原料を掻き混ぜ、含水
率を均一にした。これにより、混合原料の含水率の均一
性を確保することができる。

【００３８】続いて、上記調整された混合原料を加圧成
形手段の型枠内に供給し、混合原料を加圧成形する。こ
の加圧成形には、一軸プレス機などの加圧成形機が利用
できる。加圧成形条件は、成形体のハンドリング性及び
炭酸硬化後の成形体の物性に大きく影響を与えるため、
加圧力は１０〜３０ＭＰａの範囲が望ましい。これは、
加圧力が１０ＭＰａ未満では、成形体は緻密にならず成
形体そのもののハンドリングが困難になるばかりでな
く、炭酸化によって亀裂が発生する憂いがある。逆に３
０ＭＰａを越えると、成形体が緻密になり過ぎて炭酸化
反応が遅くなる。

【００３９】ここで、この工程において重要となる事柄
は、混合原料の嵩密度及び含水率を変化させることなく
加圧成形手段の型枠内に混合原料を供給することであ
る。これは、本実施の形態で使用する混合原料は多孔質
の不定形粒子であり、しかも短繊維が混入されたもので
あるため、タッピングや自重によって嵩密度及び含水率
が大きく変化してしまう。このような混合原料を一定容
積の型枠内へ充填する場合には、均一の嵩密度及び含水
率の状態にする必要がある。

【００４０】そこで、本実施の形態においては、混合原
料を加圧成形手段の型枠内に供給する手段を、一次原料
投入機、二次原料投入機、そして加圧成形手段の型枠直
前に設置された原料供給粉箱で構成し、二次原料投入機
のホッパー内の原料高さを原料供給粉箱への供給時毎に
同じ高さになるように一次原料投入機より混合原料を二
次原料投入機に供給することとした。

【００４１】具体的には、一次原料投入機として混合原
料に圧力がかからない状態で搬送できるベルトコンベア
を使用し、二次原料投入機としてレベル計及び下部に開
閉機構が設けられたホッパーを使用し、その下流側に乾
式タイルの製造にも使用されている原料供給粉箱を設置
した構成とし、一次原料投入機であるベルトコンベアよ
り排出される混合原料を二次原料投入機であるホッパー
で受け、そのホッパー内の充填量をレベル計により感知
して所定の高さに達した時点でベルトコンベアを停止す
る制御を行い、二次原料投入機であるホッパー内の原料
高さを、その下流側に設置した原料供給粉箱への供給時
毎に同じ高さになるようした。これにより、混合原料の
自重による嵩密度及び含水率の大きな変化を防止でき、
均一の嵩密度及び含水率の混合原料を加圧成形手段の型
枠直前に設置された原料供給粉箱に供給することがで
き、しいては原料供給粉箱から加圧成形手段の型枠内に
均一の嵩密度及び含水率の混合原料を供給することがで
きる。

【００４２】続いて、上記のようにして型枠内に均一の
嵩密度及び含水率の状態で供給された混合原料を加圧成
形し、得られた加圧成形品を取り出し、養生用の釜内に
おいて炭酸ガス又は炭酸ガス含有ガスと接触させ、炭酸
化反応を起こさせて成形体を硬化する。炭酸化反応の条
件としては、温度は室温〜５０℃、圧力は０．１〜０．
８ＭＰａ、炭酸ガス濃度は３０〜１００％とすることが
工業的には好ましい。炭酸ガス又は炭酸ガス含有ガスと
しては、市販の液体二酸化炭素、ドライアイス、燃焼ガ
ス、排気ガスなどが使用できるが、燃焼ガス及び排気ガ
スについては、周知の濃縮方法により二酸化炭素濃度を
高め、且つ周知の方法により窒素酸化物及び硫黄酸化物
を極力除去したものを使用することが好ましい。この炭
酸化反応により、主原料中のカルシウム成分が炭酸カル
シウムとなり抜け出し、細孔を多数有する非晶質シルカ
ができる。

【００４３】ここで、先ずこの工程において重要となる
事柄は、加圧成形体に未反応部が残らない均一な炭酸硬
化反応を起こさせることである。これは、加圧成形体の
炭酸化養生では、その初期段階に炭酸ガスと容易に接触
する成形体の表層部において先ず炭酸化が始まり、シリ
カの間隙を埋めるように緻密な炭酸カルシウムが成形体
表層部に形成される。そのため、この表層部に最初に形
成された緻密な炭酸カルシウムは、炭酸ガスの成形体内
部への進行を妨げるようになる。また、先の表層部の炭
酸化反応により生成された反応水も、炭酸ガスの成形体
内部への進行を妨げる。その結果、内部まで容易に炭酸
化が進行しにくくなり、成形体内部に未反応部が残り、
強度低下などの要因となる。

【００４４】そこで、本実施の形態においては、炭酸ガ
ス又は炭酸ガス含有ガスを成形体に接触させる前に、養
生用の釜内を負圧状態、具体的には真空度−５０ｋＰａ
程度の負圧状態とすることにより、成形体内部の空気を
取り除くこととした。これにより、炭酸硬化反応を成形
体の表層部と内部とで同時に進行させることができ、上
述した不具合が解消されて炭酸硬化反応の未反応部がな
くなると共に、成形体全体が均一に炭酸化され、曲げ強
度が良好で、亀裂や割れの発生も認められない優れた調
湿機能を有する炭酸硬化成形体が得られる。

【００４５】続いて、必要に応じて上記炭酸硬化成形体
を乾燥させる。この乾燥工程は、自然乾燥でも良いが、
強制乾燥を行う場合には、４０〜８０℃の温度範囲で行
うことが、急激な乾燥による亀裂、割れの発生を防止で
き、また乾燥時間の点から好ましい。

【００４６】以上のように含水率を調整した状態で製造
されて炭酸硬化成形体は、内部まで炭酸化が均一に成さ
れており、曲げ強度が良好で、亀裂や割れの発生も認め
られない優れた吸放湿性を有する成形体となり、住宅の
内装用建材、美術品の収納容器、博物館、美術館の展示
室や倉庫の内壁等の用途に好適に使用することができる
物となる。

【００４７】以上、本発明の実施の形態に付き説明した
が、本発明はその根本的技術思想を踏襲して発明の効果
を著しく損なわない限度において、前記実施の形態を変
更して実施できることは当然である。特に、上記実施の
形態において具体的に示した構成及び数値等は一例に過
ぎないものである。

【００４８】

【発明の効果】以上、詳述した本発明にかかる炭酸硬化
成形体の製造方法によれば、内部まで炭酸化が均一に成
されており、曲げ強度が良好で、亀裂や割れの発生も認
められない優れた吸放湿性を有する炭酸硬化成形体を製
造できる効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺村敏史愛知県尾張旭市下井町下井2035番地株式会社建材技術研究所内 (72)発明者井須紀文愛知県尾張旭市下井町下井2035番地株式会社建材技術研究所内 (72)発明者稲垣憲次愛知県尾張旭市下井町下井2035番地株式会社建材技術研究所内 (72)発明者平林克己愛知県尾張旭市下井町下井2035番地株式会社建材技術研究所内 (72)発明者坂下雅司愛知県尾張旭市下井町下井2035番地株式会社建材技術研究所内Ｆターム(参考） 4G012 PA24 PA30 RA02 4G056 AA06 AA25 CB15 DA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケイ酸カルシウム含有の粉粒体を主原料
とした炭酸硬化成形体の製造方法であって、少なくとも
前記主原料の含水率を測定し、該含水率の測定値に基づ
いて給水量を決定する工程（Ａ）と、主原料及び副原料
を混合攪拌すると共に、前記工程（Ａ）で決定された量
の水を給水して混合原料の含水率を調整する工程（Ｂ）
と、前記工程（Ｂ）を経た混合原料を加圧成形手段の型
枠内に供給し、混合原料を加圧成形する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）を経た成形体を取り出し、養生用の釜内
において炭酸ガス又は炭酸ガス含有ガスと接触させて炭
酸化反応を起こさせ、成形体を硬化する工程（Ｄ）とを
有することを特徴とする、炭酸硬化成形体の製造方法。
【請求項２】前記主原料が、軽量気泡コンクリートの
粉粒体であることを特徴とする、請求項１記載の炭酸硬
化成形体の製造方法。
【請求項３】前記工程（Ａ）においては、主原料の次
工程（Ｂ）までの搬送途中においてその重量及び含水率
を連続的に測定し、その測定値に基づいて次工程（Ｂ）
で混合原料を所定の含水率にするために必要な給水量及
び主原料に添加混合する副原料の添加重量を算出、決定
することを特徴とする、請求項１又は２記載の炭酸硬化
成形体の製造方法。
【請求項４】前記工程（Ｂ）においては、先ず混合攪
拌手段内に投入された主原料をアジテーターを低速で運
転することにより均一にならし、その後副原料を投入し
て攪拌混合することを所定時間行った後、給水しながら
更に所定時間攪拌混合することを特徴とする、請求項
１、２又は３記載の炭酸硬化成形体の製造方法。
【請求項５】前記工程（Ｂ）においては、混合攪拌手
段が冷却されており、主原料及び副原料の混合攪拌時の
発熱が抑えられていることを特徴とする、請求項１、
２、３又は４記載の炭酸硬化成形体の製造方法。
【請求項６】前記工程（Ｃ）においては、混合原料を
加圧成形手段の型枠内に供給する手段が、一次原料投入
機、二次原料投入機、そして加圧成形手段の型枠の直前
に設置された原料供給粉箱で構成されており、二次原料
投入機のホッパー内の原料高さが、原料供給粉箱への供
給時毎に同じ高さになるように一次原料投入機より混合
原料が二次原料投入機に供給されていることを特徴とす
る、請求項１、２、３、４又は５記載の炭酸硬化成形体
の製造方法。
【請求項７】前記工程（Ｄ）においては、炭酸ガス又
は炭酸ガス含有ガスを成形体に接触させる前に養生用の
釜内を負圧状態とすることにより、成形体内部の空気が
取り除かれていることを特徴とする、請求項１、２、
３、４、５又は６記載の炭酸硬化成形体の製造方法。