(57)【要約】【課題】従来よりも強度が高いコンクリート成形体が得られる製造方法の提供。【解決手段】水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持して、脱泡コンクリートを得る脱泡工程［１］と、水セメント比を１４％以上に調整したセメント溶液に浸した補強繊維を減圧雰囲気内に保持して、脱泡繊維を得る脱泡工程［２］と、前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後、養生して、高強度のコンクリート成形体を得る成形工程と、を備えるコンクリート成形体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持して、脱泡コンクリートを得る脱泡工程［１］と、
水セメント比を１４％以上に調整したセメント溶液に浸した補強繊維を減圧雰囲気内に保持して、脱泡繊維を得る脱泡工程［２］と、
前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後、養生して、高強度のコンクリート成形体を得る成形工程と、
を備えるコンクリート成形体の製造方法。
【請求項２】
前記コンクリート組成物が、さらに有機系合成繊維を含む、請求項１に記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項３】
前記補強繊維が、表面に撥水性有機材料を有していない、請求項１または２に記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項４】
前記コンクリート組成物が混和剤および混和材料を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項５】
前記補強繊維の長さが０．１ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項６】
前記脱泡工程［２］において、前記補強繊維がシート状の織物の形態となっている、請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項７】
前記脱泡工程［１］が、
前記コンクリート組成物の作製時の水セメント比に基づいてマイクロ波の照射時間を求め、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射し、前記脱泡コンクリートを得る工程である、請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法により製造されたコンクリート成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高強度コンクリート成形体を得ることを目的とした方法が、いくつか提案されている。
例えば特許文献１には、堰板の表面に脱水・脱気シートを貼付した型枠で枠組を構成し、その脱水・脱気シートの貼付面を内側にした前記型枠の枠組内にコンクリートを打ち込んだ後、前記脱水・脱気シートの内側に減圧状態を形成することを特徴とするコンクリート打設方法が記載されている。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、モルタル発泡体を高圧水蒸気養生して軽量気泡コンクリートを製造するに先だち、モルタル発泡体を密閉容器に入れて発泡体温度の飽和水蒸気圧以下に減圧にして水分を蒸発させる軽量気泡コンクリートの真空脱気処理方法において、前記発泡体から蒸発した水分量を指標にして真空脱気処理の終点を設定することを特徴とする軽量気泡コンクリートの真空脱気処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３０９６６３号公報
【特許文献２】特開平５−１０５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者は、特許文献１〜２に記載のような従来法では、十分に強度が高いコンクリート成形体を得難いことを見出した。
【０００６】
本発明の目的は、従来よりも強度が高いコンクリート成形体が得られる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記のように、従来法では十分に強度が高いコンクリート成形体を得難い原因を鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（８）である。
（１）水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持して、脱泡コンクリートを得る脱泡工程［１］と、
水セメント比を１４％以上に調整したセメント溶液に浸した補強繊維を減圧雰囲気内に保持して、脱泡繊維を得る脱泡工程［２］と、
前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後、養生して、高強度のコンクリート成形体を得る成形工程と、
を備えるコンクリート成形体の製造方法。
（２）前記コンクリート組成物が、さらに有機系合成繊維を含む、上記（１）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３）前記補強繊維が、表面に撥水性有機材料を有していない、上記（１）または（２）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（４）前記コンクリート組成物が混和剤および混和材料を含む、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（５）前記補強繊維の長さが０．１ｍｍ以上である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（６）前記脱泡工程［２］において、前記補強繊維がシート状の織物の形態となっている、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（７）前記脱泡工程［１］が、
前記コンクリート組成物の作製時の水セメント比に基づいてマイクロ波の照射時間を求め、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射し、前記脱泡コンクリートを得る工程である、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法により製造されたコンクリート成形体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来よりも強度が高いコンクリート成形体が得られる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の製造方法によって得られたコンクリート成型体の断面拡大写真である。
【図２】本発明の製造方法において用いることができる装置の概略図である。
【図３】本発明の製造方法における操作手順の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明について説明する。
本発明は、水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持して、脱泡コンクリートを得る脱泡工程［１］と、水セメント比を１４％以上に調整したセメント溶液に浸した補強繊維を減圧雰囲気内に保持して、脱泡繊維を得る脱泡工程［２］と、前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後、養生して、高強度のコンクリート成形体を得る成形工程と、を備えるコンクリート成形体の製造方法である。
このようなコンクリート成形体の製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
【００１１】
本発明の製造方法によると、従来よりも曲げ強度が高いコンクリート成形体を得ることができる。この成形体は鋼材を使用しなくても強度が高く、鋼材を使用しない場合には、外部から侵入した塩分等による鋼材腐蝕が発生しないため、耐久性にも優れている。
【００１２】
＜コンクリート組成物＞
初めに、本発明の製造方法において用いるコンクリート組成物について説明する。
本発明の製造方法においてコンクリート組成物は、少なくともセメントと水とを含む未硬化の混合物を意味するものとする。したがって、本発明においてコンクリート組成物は、一般的なモルタルやセメントペーストを含み得る。
【００１３】
本発明の製造方法においてコンクリート組成物はセメントおよび水を含み、その他に骨材、混和材料、混和剤を含んでよい。また、コンクリート組成物は、混和材料としてシリカフュームを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の製造方法におけるコンクリート組成物は前記混和材料および前記混和剤を含むことが好ましい。
【００１５】
ここで、セメントは特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができ、例えばポルトランドセメントを用いることができる。具体的には、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどを用いることができる。
【００１６】
水も特に限定されず、例えば水道水、イオン交換水、純水などを用いることができる。
【００１７】
骨材も特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができ、例えば細骨材、粗骨材を用いることができる。
細骨材としては、陸砂、川砂、砕砂、海砂、硅砂、スラグ細骨材、軽量細骨材、重量細骨材、再生細骨材またはこれらの混合細骨材が使用できる。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石、スラグ粗骨材、軽量粗骨材、重量粗骨材、再生粗骨材またはこれらの混合粗骨材が使用できる。
【００１８】
混和材料および混和剤も特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができ、例えば高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石微粉末、早強型膨張材などの混和材料（固体）を用いることができる。また、強度・ワーカビリティを損なわない範囲で、減水剤、空気連行剤、抑泡剤、消泡剤、発泡剤、増粘剤、防錆剤、顔料などの混和剤（液体）を混和してもよい。強度を高めるために、さらに金属等の繊維を混和してもよい。
【００１９】
このようなセメントおよび水、ならびに必要に応じて骨材、混和材料、混和剤などを混合して、コンクリート組成物を得ることができる。
【００２０】
本発明の製造方法において用いるコンクリート組成物を得る際は、水セメント比が１４〜２０％となるように水とセメントとの混合比を調整する。ここで水セメント比は１９％以下であることがより好ましく、１８％以下であることがさらに好ましい。また、水セメント比は１５％以上であることが好ましく、１６％以上であることがより好ましく、１７％以上であることがさらに好ましい。
水セメント比がこのような範囲であると、本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体の圧縮強度・曲げ強度・引張強度がより高くなる傾向があるからである。
【００２１】
本発明の製造方法において、水セメント比とは、水および混和剤とセメントとの質量比の百分率（（水の質量＋混和剤の質量）／セメントの質量×１００）を意味する。
【００２２】
本発明の製造方法におけるコンクリート組成物において骨材の含有比率は、セメントと混和材料との合計質量に対する質量比（骨材の質量／（セメントの質量＋混和材料の質量）×１００）で、２０％〜８０％であることが好ましく、３０％〜７０％であることがより好ましく、４０％〜６０％であることがより好ましく、５０％程度であることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明の製造方法におけるコンクリート組成物において混和材料の含有比率は、セメントの質量に対する質量比（混和材料の質量／セメントの質量×１００）で、１％〜３０％であることが好ましく、５％〜１５％であることがより好ましく、８％〜１２％であることがより好ましく、１０％程度であることがさらに好ましい。
【００２４】
本発明の製造方法におけるコンクリート組成物において混和剤の含有比率は、セメントと混和材料との合計質量に対する質量比（混和剤の質量／（セメントの質量＋混和材料の質量）×１００）で、０．１〜５％であることが好ましく、０．５〜４％であることがより好ましく、１〜３％であることがより好ましく、２％程度であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の製造方法において、コンクリート組成物は混和剤として減水剤を含むことが好ましい。コンクリート組成物の流動性を保持しつつ、水分量を減らすことができ、得られるコンクリート成形体の引張強度がより高くなる傾向があるからである。
【００２６】
本発明の製造方法におけるコンクリート組成物は、さらに有機系合成繊維を含むことが好ましい。
有機系合成繊維としては、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）繊維、ＰＰ(polypropylene)などが挙げられる。当該有機系合成繊維は炭素繊維やコンクリートに比べて伸びやすいため、前記コンクリート組成物が有機系合成繊維を含むと、本発明の製造方法によって得られたコンクリート成形体にひび割れが生じても、ひび割れの拡大を抑制することができる。また、コンクリート成形体の降伏後の強度が高まり、破壊時の爆裂を防ぐことができる。
【００２７】
＜本発明の製造方法＞
本発明の製造方法が備える各工程について説明する。
【００２８】
［脱泡工程［１］］
本発明の製造方法において脱泡工程［１］は、水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持して、脱泡コンクリートを得る工程である。
【００２９】
脱泡工程［１］では、水セメント比を所定範囲内に調整し、混合して得た前記コンクリート組成物を、減圧雰囲気内に保持する。
例えば、水セメント比を所定範囲内に調整した後、混練機等を用いて混合して得た前記コンクリート組成物を、所望の態様の容器内に装入する。そして、前記コンクリート組成物を装入した容器を密閉容器内へ入れ、密閉容器内を減圧機（減圧ポンプ等）を用いて減圧することで、前記コンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持することができる。
【００３０】
前記コンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持する時間は特に限定されないが、３〜３０分であることが好ましく、１０〜２０分であることがより好ましく、１５分程度であることがさらに好ましい。
【００３１】
減圧雰囲気の減圧の程度は特に限定されないが、５〜６０Ｔｏｒｒであることが好ましく、５〜４０Ｔｏｒｒであることがより好ましく、５〜３０Ｔｏｒｒであることがさらに好ましい。
【００３２】
前記コンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持すると、水の沸点が低下し、コンクリート組成物中の水分が水蒸気となって、コンクリート組成物から水分が放出される。また、コンクリート内部から外部へ水分を含む気泡が放出される。その結果、コンクリート内の水分が減少する。
【００３３】
また、減圧雰囲気内においてコンクリート組成物に振動を与えることが好ましい。例えば、密閉容器内に加振機を設置し、コンクリート組成物が装入された容器をその上に設置し、加振機を作動させることで振動を加えることができる。コンクリート組成物に振動が加えられることで、コンクリート組成物の内部から気泡の放出が促進される。
ここで、加振機として、振動発生機や超音波加振機を用いることができる。
【００３４】
また、減圧雰囲気内のコンクリート組成物の表面部分の水分が一定値以上となるように管理しつつ減圧状態とすることで、コンクリート組成物の内部からの気泡の放出を妨げないようにして、効率的にコンクリート組成物の内部の水分を取り除くことができる。
コンクリート組成物の表面部分の水分濃度を管理して、１５質量％以上とすることが好ましく、１４質量％以上とすることがより好ましく、１３質量％以上とすることがより好ましく、１２質量％以上とすることがさらに好ましい。効率的にコンクリート組成物の内部の水分を取り除くことができるからである。
【００３５】
例えば、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物の表面抵抗値を測定することで、前記コンクリート組成物の表面の水分濃度が一定値以上となるように管理することができる。具体的には、前記コンクリート組成物の表面抵抗値が４０ｋΩ／□以下となるように管理することで、前記コンクリート組成物の表面の水分濃度を一定値以上に管理できる。この表面抵抗値は３５ｋΩ／□以下とすることが好ましく、３０ｋΩ／□以下とすることがより好ましく、２５ｋΩ／□以下とすることがより好ましく、２０ｋΩ／□以下とすることがさらに好ましい。
【００３６】
上記のように減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物の表面の抵抗値を測定する等により、当該部分の水分濃度の管理を行い、水分濃度が所定値よりも小さくなる場合は、コンクリート組成物の表面部分等を攪拌してよい。
水分濃度が所定値より小さくなる場合は、霧吹きなどを用いてコンクリート組成物の表面部分に水分を加えてもよい。
【００３７】
前記脱泡工程［１］は、前記コンクリート組成物の作製時の水セメント比に基づいてマイクロ波の照射時間を求め、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射し、前記脱泡コンクリートを得る工程であることが好ましい。
すなわち、前記脱泡工程［１］は、水セメント比を１４〜２０％に調整したコンクリート組成物の作製時の水セメント比に基づいてマイクロ波の照射時間を求め、前記コンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持し、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射し、脱泡コンクリートを得る工程であることが好ましい。
【００３８】
マイクロ波の照射時間ｔ（ｓ）は、コンクリート組成物の作製に用いた水（減水剤等の水分も含む）Ｗａの質量Ｗａｍ（ｇ）、目標とする水セメント比から求めた水Ｗｂの質量Ｗｂｍ（ｇ）、水の気化熱（４０．８ｋＪ／ｍｏｌ）、水１ｍｏｌの質量１８ｇ、マイクロ波発振器の出力Ｐ（Ｗ）、およびマイクロ波の効率η（０．６〜０．７とすることができ、０．６５とすることが好ましい（コンクリートの場合）。）から、下記に示す式（Ｉ）を用いて求めることができる。
【００３９】
式（Ｉ）・・・  ｔ＝（（Ｗａｍ−Ｗｂｍ）×４０８００／１８）／（Ｐ×η）
【００４０】
このような式（Ｉ）を用いて前記コンクリート組成物の作製時の水セメントに基づいて、マイクロ波の照射時間ｔを求める。そして、前述のように前記コンクリート組成物を減圧雰囲気内に保持した後、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物へ、上記式（Ｉ）で求めた照射時間ｔだけマイクロ波を照射することが好ましい。
【００４１】
また、前記コンクリート組成物を第一の所定時間（例えば、３分から２０分程度であり、３分から１０分が好ましく、３分から５分であることがより好ましい。）、減圧雰囲気内に保持し、その後、上記式（Ｉ）で求めた照射時間ｔだけマイクロ波を照射することがより好ましい。
【００４２】
減圧雰囲気において前記コンクリート組成物へマイクロ波を照射すると、コンクリート組成物から水分が放出される。また、コンクリート組成物の内部から外部へ、水分を含む気泡が放出される。その結果、コンクリート組成物内の水分が減少する。
【００４３】
ここでマイクロ波の周波数は特に限定されず、例えば周波数９００〜２５００ＭＨｚ、出力１００Ｗ〜３０ｋＷのものを用いることができる。
【００４４】
また、前記コンクリート組成物へマイクロ波を照射しつつ、コンクリート組成物が装入された容器等に振動を加えることが好ましい。振動を加える方法については前述と同様とすることができる。
【００４５】
また、コンクリート組成物の水分量をより細かく管理しつつ、具体的には、コンクリート組成物の表面部分の水分が一定値以上となるように管理しつつ、マイクロ波を照射することで、コンクリート組成物の内部からの気泡の放出を妨げないようにして、効率的にコンクリート内部の水分を取り除くようにしてもよい。
前述のように前記コンクリート組成物へマイクロ波を照射しつつ、前記コンクリート組成物の表面部分の水分濃度を管理して、１５質量％以上とすることが好ましく、１４質量％以上とすることがより好ましく、１３質量％以上とすることがより好ましく、１２質量％以上とすることがさらに好ましい。効率的にコンクリート組成物の内部の水分を取り除くことができるからである。
【００４６】
例えば、前述と同様に、前記コンクリート組成物の表面抵抗値を測定することで前記コンクリート組成物の表面の水分濃度が一定値以上となるように管理することができる。
【００４７】
上記のようにコンクリート組成物の表面の抵抗値を測定する等により、当該部分の水分濃度の管理を行い、水分濃度が所定値よりも小さくなる場合は、前述と同様に、コンクリート組成物の表面部分等を攪拌してもよい。
【００４８】
照射時間ｔが経過したらマイクロ波の照射を止めてよく、合わせて加振および減圧を止めてよい。ここでマイクロ波の照射を止めた後、好ましくは加振および減圧を続けながら、第二の所定時間（例えば、２分から５分程度であり、３分から５分であることが好ましい。）、減圧状態を保持してもよい。
【００４９】
このような脱泡工程［１］によって、脱泡コンクリートを得ることができる。
【００５０】
［脱泡工程［２］］
本発明の製造方法において脱泡工程［２］は、水セメント比を１４％以上に調整したセメント溶液に浸した補強繊維を減圧雰囲気内に保持して、脱泡繊維を得る工程である。
【００５１】
脱泡工程［２］において用いるセメント溶液は、前記コンクリート組成物が含むセメントおよび水を用い、これを水セメント比が１４％以上となるように混合して得ることができる。
【００５２】
セメント溶液における水セメント比は２０％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることがより好ましく、４０％以上であることがより好ましく、４５％以上であることがさらに好ましい。また、水セメント比は７０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましく、５０％以下であることがより好ましく、４０％以下であることがより好ましく、３０％以下であることがさらに好ましい。
セメント溶液における水セメント比がこのような範囲であると、本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体の曲げ強度がより高くなる傾向があるからである。
【００５３】
セメント溶液は、セメントおよび水を含むものであるが、その他のものを含んでもよい。例えば、前記コンクリート組成物が含んでもよい前記骨材、前記混和材料、前記混和剤を含んでよい。
セメント溶液において、セメントおよび水の合計含有率が７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。また、セメント溶液は、実質的にセメント、シリカフュームおよび水からなることが好ましい。
【００５４】
脱泡工程［２］では、前記セメント溶液に補強繊維を浸す。
補強繊維として、炭素繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維、ナイロン繊維、スチールファイバー（ＳＦ）、スチールコード（ＳＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）繊維、ガラスファイバー（ＧＲＦ）、耐アルカリガラスファイバー、鋼繊維、ステンレスファイバーが挙げられる。
【００５５】
これらの中で、補強繊維として炭素繊維を用いることが好ましい。
なお、炭素繊維とは、質量比で９０％以上が炭素で構成される繊維を意味する。
【００５６】
補強繊維の形態は特に限定されない。
補強繊維の長さは１００ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、長繊維の補強繊維を用いてもよく、例えば、１０ｃｍ〜数十ｍ程度の長繊維を用いてもよいし、それ以上の長さの長繊維を用いてもよい。補強繊維の長さは特に限定されず、例えば、長さ８ｋｍ程度の長繊維をコンクリート成形体中に満遍なく配置（這わす）してもよい。本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体の曲げ強度がより高くなる傾向があるからである。
【００５７】
補強繊維の断面の直径は３〜１５μｍであることが好ましく、５〜１１μｍであることがより好ましく、６〜８μｍであることがより好ましく、７μｍであることがさらに好ましい。本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体の曲げ強度がより高くなる傾向があるからである。
なお、補強繊維の断面が円形でない場合、断面の直径は、投影面積円相当径を意味するものとする。
【００５８】
前記補強繊維はシート状の織物の形態であることが好ましい。例えば、前記補強繊維を縦方向および横方向に織ってなる、厚さが０．０１〜０．１ｍｍ程度のシート状の織物が挙げられる。また、５０〜２００ｇ／ｍ2の質量のシート状の織物が例示される。
【００５９】
このような補強繊維を前記セメント溶液に浸す。例えば容器に前記セメント溶液を入れ、補強繊維を浸漬させる。そして、補強繊維を容器内のセメント溶液に浸漬させた状態で、容器とともに密閉容器内へ入れ、密閉容器内を減圧機（減圧ポンプ等）を用いて減圧することで、前記補強繊維を減圧雰囲気内に保持することができる。また、先に減圧して減圧雰囲気を得た後、予め密閉容器内に在置された補強繊維を、同じ密閉容器内のセメント溶液に浸漬させることが好ましい。
【００６０】
補強繊維の表面に塗布する収束剤あるいはサイジング剤は、撥水性材料を使用することが多いが、本発明の場合は、撥水性材料を使用せずに親水性材料を使用することが好ましい。特に、補強繊維が炭素繊維の場合は、エポシキ樹脂等の撥水性有機材料が塗布されていない炭素繊維であることが好ましい。すなわち、前記補強繊維は、表面に撥水性有機材料を有していないものであることが好ましい。本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体の曲げ強度がより高くなる傾向があるからである。
撥水性有機材料とは、疎水性の有機材料を意味するものとする。
【００６１】
前記補強繊維を減圧雰囲気内に保持する時間は特に限定されないが、１〜３０分であることが好ましく、１０〜２０分であることがより好ましく、１５分程度であることがさらに好ましい。減圧機の性能が高ければ保持時間を短くすることができる。なお、大気圧から減圧可能である一般的なロータリーポンプ等を用いる場合には、保持時間を１０〜２０分程度とすることができる。
【００６２】
減圧雰囲気の減圧の程度は特に限定されないが、５〜６０Ｔｏｒｒであることが好ましく、５〜４０Ｔｏｒｒであることがより好ましく、５〜３０Ｔｏｒｒであることがさらに好ましい。
【００６３】
前記補強繊維を減圧雰囲気内に保持することで、補強繊維の気泡が放出され、大気圧に解放したときに、補強繊維の内部までセメント溶液が侵入すると推定される。そして、コンクリート成形体の内部での補強繊維とコンクリート組成物におけるセメント等との親和性や密着性が高まり、コンクリート成形体の曲げ強度がより高くなるものと推定される。また、減圧雰囲気に保持する際に振動を加えることは、脱泡を促進しセメントが固まることが防げるため効果的である。
【００６４】
図１に、本発明の製造方法によって得られたコンクリート成形体の断面の拡大写真を示す。これはコンクリート成形体の断面を、光学顕微鏡（キーエンス社、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００）を用い、１０００倍で拡大した写真である。補強繊維がその周辺に存在するセメント等と隙間なく密着していることが確認できる。
【００６５】
このような脱泡工程［２］によって、脱泡繊維を得ることができる。
【００６６】
［成形工程］
本発明の製造方法において成形工程は、前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後、養生して、高強度のコンクリート成形体を得る工程である。
【００６７】
成形工程では、初めに、前記脱泡コンクリートと前記脱泡繊維を型枠内へ打設する。
型枠は特に限定されず、コンクリートを打設する際に通常用いる、従来公知の材質（例えばステンレス、ガラス、コンクリート型枠用木材）からなる従来公知の態様の型枠を用いることができる。
【００６８】
前述の脱泡工程［２］において補強繊維としてシート状の織物を用いた場合、成形工程では、シート状の織物（補強繊維）を適切な形状に変形させて型枠内に装入した後、脱泡コンクリートをシート状の織物の間を埋めるように打設することが好ましい。
【００６９】
前述の脱泡工程［２］において補強繊維として、ひも状の補強繊維を用いた場合、成形工程では、例えば、コンクリート型枠用木材で作製した型枠に、吊金具を装着した木角材を取り付け、吊金具にセメント溶液に浸した脱泡繊維を這わした後、脱泡コンクリートを打設する。なお、ひも状の補強繊維は、網状の容器（ザルなど）に入れ、セメント溶液の入った別容器へ、網状の容器ごと浸して脱泡工程［２］に供することが好ましい。
【００７０】
前記脱泡コンクリートおよび前記脱泡繊維を型枠内へ打設した後は、従来公知の方法で養生する。例えば標準養生や水中養生を行う。型枠を外さずに標準養生を行った後、型枠を外し水中養生を行うことが好ましい。
養生時間も特に限定されず、従来公知の時間とすることができる。例えば４８時間程度の標準養生を行うことができる。また、例えば、２１日間程度の水中養生を行うことができる。
【００７１】
このような成形工程によって、コンクリート成形体を得ることができる。
このような本発明の製造方法によって得られるコンクリート成形体は、従来よりも曲げ強度が高い。
【００７２】
本発明の製造方法は、前記コンクリート組成物を装入した前記容器を内部に含むことができる密閉容器Ａと、前記密閉容器Ａの内部を減圧状態にする減圧機Ａと、前記補強繊維を浸した前記セメント溶液を入れた容器を内部に含むことができる密閉容器Ｂと、前記密閉容器Ｂの内部を減圧状態にする減圧機Ｂと、を備えるコンクリート成形体の製造装置によって実施することができる。
密閉容器Ａと密閉容器Ｂとは同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
減圧機Ａと減圧機Ｂとは同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
【００７３】
このような製造装置として、図２に示す態様のものが例示できる。
図２に示す装置１０は、密閉容器１２および減圧ポンプ２０を備えている。また、密閉容器１２には、真空計２２、および空気バルブ２４が設けられている。ここで、密閉容器１２内には、コンクリート組成物１が装入された容器１４、およびセメント溶液に浸した補強繊維を入れた容器１６が設置可能となっている。
【００７４】
密閉容器１２としては、５〜１５Ｔｏｒｒ程度の減圧状態を維持することができればよく（つまり、３０Ｔｏｒｒ、４０Ｔｏｒｒ、および６０Ｔｏｒｒよりも真空度が低い減圧状態（すなわち、大気圧に近い減圧状態。）も維持可能である。）、ステンレス等の金属、およびガラス等からなる密閉容器を用いることができる。また、密閉容器１２の内部は、コンクリート組成物１を流し込んだ容器１４、およびセメント溶液に浸した補強繊維を入れた容器１６を設置することができる。密閉容器１２には、容器１４の設置後に気密状態を保持可能な開口部が設けられている。さらに、密閉容器１２には、減圧ポンプ２０、真空計２２、および空気バルブ２４が接続され、それぞれ気密を保つことができるように構成されている。なお、密閉容器１２にステンレス等の金属製の容器を用いる場合には、内部のコンクリート組成物１の状態が観察できるように観察窓を設けることが望ましい。
【００７５】
容器１４は、その内部にコンクリート組成物１を装入できるものであればよく、鋼製型枠、および木製型枠等を用いることができる。工場においてプレキャスト品を作製する場合には、コスト面から鋼製型枠が望ましい。
【００７６】
容器１６についても同様であり、セメント溶液を入れた後、セメント溶液に補強繊維を浸漬することができるものであればよい。
【００７７】
減圧ポンプ２０は、減圧機であり密閉容器１２内を減圧する。減圧ポンプ２０は、ダイヤフラムポンプ、およびロータリーポンプ等の大気圧から作動するタイプのものを用いることができる。また、所定値まで減圧可能な減圧機であれば、上記のポンプに限られず、各種の減圧機を用いてもよい。
【００７８】
真空計２２は、密閉容器１２内の圧力を測定する。真空計２２には、ブルドン管ゲージ、ダイヤフラムゲージ等の機械式圧力計を用いることができる。真空計２２は、大気圧から５〜１５Ｔｏｒｒ程度の圧力が計測できるものであれば、他のものを用いてもよい。
【００７９】
空気バルブ２４は、いわゆる真空バルブといわれるものであり、密閉容器１２内を減圧状態とするときに閉じられ、減圧された密閉容器１２内の圧力を大気圧に戻すときに解放される。
【００８０】
上記の装置１０を用い、図３に示す手順でコンクリート成形体を製造することができる。
【００８１】
初めに、容器１４の内部へコンクリート組成物１を装入、つまり流し込み、コンクリート組成物１を流し込んだ容器１４を、密閉容器１２内の底面上へ設置する（ステップＳ１０）。
【００８２】
次に、空気バルブ２４を閉じた後、減圧ポンプ２０によって密閉容器１２の内部の減圧を開始し、真空計２２で圧力を確認しながら、密閉容器１２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧する（ステップＳ１２）。
このような操作によって、コンクリート組成物を作製する時に巻き込んだ空気を曝気し、発生した水蒸気をコンクリート組成物１から排出させることができる。その後、空気バルブ２４を開け、密閉容器１２内を大気圧へ戻す（ステップＳ１４）。
【００８３】
次に、容器１６へセメント溶液を入れ、このセメント溶液に補強繊維を浸漬させる。そして、補強繊維を浸漬させたセメント溶液を入れた容器１６を、密閉容器１２内の底面上へ設置する（ステップＳ２０）。
【００８４】
次に、空気バルブ２４を閉じた後、減圧ポンプ２０によって密閉容器１２の内部の減圧を開始し、真空計２２で圧力を確認しながら、密閉容器１２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧する（ステップＳ２２）。
このような操作によって、補強繊維が含んでいた空気を排出させることができる。その後、空気バルブ２４を開け、密閉容器１２内を大気圧へ戻す（ステップＳ２４）。
【００８５】
次に、脱泡コンクリートと前記脱泡繊維を型枠内へ打設する（ステップＳ３０）。
そして、養生して（ステップＳ３２）、コンクリート成形体を得ることができる。
【実施例】
【００８６】
本発明の製造方法に該当する実験例について説明する。
【００８７】
初めに、次に示す原料を用意した。
・ポルトランドセメント（型番：普通ポルトランドセメント、太平洋セメント社製）
・シリカフューム（型番：メイコＭＳ６１０、ＢＡＳＦポゾリス社製）
・珪砂（細骨材）：硅砂３号、硅砂５号
・減水剤（型番：レオビルトＳＰ−８ＨＵ、ＢＡＳＦポゾリス社製）
・ＰＶＡ繊維（商品名：ＲＥＣＳ１００Ｌ×１２ｍｍ、クラレ社製）
・水（精製水）
【００８８】
なお、以下では、セメント：１０００ｇに対して、
シリカフューム：１００ｇ（セメント比：１０％）、
珪砂３号：２７５ｇ（セメント＋シリカフューム重量比：２５％）、
珪砂５号：２７５ｇ（セメント＋シリカフューム重量比：２５％）、
減水剤：２２ｇ（セメント＋シリカフューム重量比：２％）、
ＰＶＡ繊維：１１ｇ（セメント＋シリカフューム重量比：１％）、
水：１７４．９ｇ（セメント重量＋シリカフューム重量−減水剤重量）
を加える配合を基本配合とする。
【００８９】
次に、上記の原料をモルタルミキサーを用いて混合した。具体的には、次に示す操作を行った。
初めに、上記の基本配合に基づいて、セメント（２０００ｇ）、シリカフューム（２００ｇ）、珪砂３号（５５０ｇ）、珪砂５号（５５０ｇ）を、モルタルミキサーへ投入した。そして、低速（６２ｒｐｍ）にて１分間撹拌した。
次に、水（３４９．８ｇ）と減水剤（４４ｇ）とを混合して練り水を得た。そして得られた練り水をモルタルミキサーへ投入し、低速（６２ｒｐｍ）で１分間撹拌した後、高速（１２５ｒｐｍ）で２分間撹拌した。
次に、ＰＶＡ繊維（２２ｇ）を投入し、低速（６２ｒｐｍ）で２分間撹拌した。
【００９０】
なお、ここで用いたモルタルミキサー（ホバート型ミキサーＫＣ−８、株式会社関西機器製作所社製）の仕様は、次の通りである。
容量：約５Ｌ
回転速度
低速：公転６２ｒｐｍ  自転１４１ｒｐｍ
高速：交点１２５ｒｐｍ  自転２８４ｒｐｍ
自在：公転１２〜１８０ｒｐｍ  自転２７〜４１０ｒｐｍ
電源：ＡＣ１００／１１０Ｖ  電源設備容量２ｋＶＡ
重量：約７０ｋｇ
【００９１】
このような操作を行ってコンクリート組成物［１］を得た。
【００９２】
次に、得られたコンクリート組成物［１］をポリ容器に入れ、さらにそれをポリカデシケータに入れた。そして、密閉した後、真空ポンプを作動させ、真空引きを１５分間行った。ここでポリカデシケータ内の圧力は３０Ｔｏｒｒに調整した。
このような減圧処理をコンクリート組成物［１］に施して得られたものを、以下では脱泡コンクリート［１］とする。
【００９３】
なお、真空ポンプ（型番：ＧＬＤ−０５１、ＵＬＶＡＣ社製）の仕様は、下記に示す通りである。
ＰＵＭＰＩＮＧ
ＳＰＥＥＤ：５０Ｌ／ｍｉｎ（５０Ｈｚ時）、６０Ｌ／ｍｉｎ（６０Ｈｚ時）
ＵＬＴＩＭＡＴＥ
ＰＲＥＳ．：６．７×１０−２（Ｐａ）
ＯＩＬ
ＣＡＰＡＣＩＴＹ：５００〜８００ｍＬ
【００９４】
上記のように原料を混合し、さらに得られたコンクリート組成物［１］から脱泡コンクリート［１］を得る操作を３回繰り返し行い、脱泡コンクリート［１］を十分量、得た。
【００９５】
次に、シート状の補強繊維（ＢＴ７０−２０  １００Ｃ  ５０、東レ社製）を用意した。そして、これを３８０ｍｍ×５００ｍｍのサイズにカットした。
【００９６】
次に、前述のポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント、太平洋セメント社製）と水（精製水）とを、水セメント比が２５％〜５０％となるように混合してセメント溶液を５ｋｇ得た。
そして、このセメント溶液を容器に入れ、その容器内へ、カットした補強繊維をさらに入れて、補強繊維をセメント溶液に浸漬させた。
【００９７】
次に、セメント溶液に補強繊維を浸した容器をポリカデシケータに入れた。そして、密閉した後、真空ポンプを作動させ、真空引きを１５分間行った。ここでポリカデシケータ内の圧力は３０Ｔｏｒｒに調整した。
なお、ポリカデシケータおよび真空ポンプは、前述のコンクリート組成物［１］を調整する際に用いたものと同じものを用いた。
このような脱泡処理を補強繊維に施した後のものを、以下では、脱泡繊維［１］ともいう。
【００９８】
次に、曲げ試験用型枠（ＫＣ−１８３Ａ、幅１００×高さ１００×長さ４００ｍｍ、関西機器製作所社製）に、脱泡コンクリート［１］と脱泡繊維［１］を装入した。
具体的には次のような操作を行った。
初めに、曲げ試験用型枠に脱泡コンクリート［１］を、底から５ｍｍの高さまで打設した。
次に、適切な形状に変形させた脱泡繊維［１］を装入した後、さらに脱泡コンクリート［１］を打設した。ここで脱泡繊維［１］の間に脱泡コンクリート［１］を装入して空隙が空かないようにした。そして、脱泡繊維を完全に脱泡コンクリート［１］の中に浸漬させた。
そして、曲げ試験用型枠の外面をラップで覆って４８時間の標準養生を行った後、脱型し、得られた供試体を養生水槽（水温２０℃±２℃）に入れ、材齢２１日目まで水中養生した。
このようにしてコンクリート成形体［１］を得た。
【００９９】
次に、得られたコンクリート成形体［１］について、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に規定されるコンクリートの曲げ強度試験方法に則り、曲げ強度の測定を行った。その結果、曲げ強度は３８．３ＭＰａであった。
【０１００】
次に、前述の減圧処理を施す前のコンクリート組成物［１］を、前述の曲げ試験用型枠に装入した。補強繊維は装入しなかった。そして、コンクリート成形体［１］を得る場合と同様にして、曲げ試験用型枠の外面をラップで覆って４８時間の標準養生を行った後、脱型し、得られた供試体を養生水槽（水温２０℃±２℃）に入れ、材齢２１日目まで水中養生して、コンクリート成形体［２］を得た。
そして、得られたコンクリート成形体［２］について、コンクリート成形体［１］の場合と同様にして曲げ強度の測定を行ったところ、曲げ強度は１４．５ＭＰａであった。
【０１０１】
次に、前述の曲げ試験用型枠に、脱泡コンクリート［１］と、前述の減圧処理を施す前の補強繊維とを装入した。装入方法は、コンクリート成形体［１］を得た場合と同様とした。
そして、コンクリート成形体［１］を得た場合と同様にして、曲げ試験用型枠の外面をラップで覆って４８時間の標準養生を行った後、脱型し、得られた供試体を養生水槽（水温２０℃±２℃）に入れ、材齢２１日目まで水中養生して、コンクリート成形体［３］を得た。
そして、得られたコンクリート成形体［３］について、コンクリート成形体［１］の場合と同様にして曲げ強度の測定を行ったところ、曲げ強度は１９．０ＭＰａであった。
【０１０２】
次に、前述の脱泡コンクリート［１］を、前述の曲げ試験用型枠に装入した。補強繊維は装入しなかった。そして、コンクリート成形体［１］を得る場合と同様にして、曲げ試験用型枠の外面をラップで覆って４８時間の標準養生を行った後、脱型し、得られた供試体を養生水槽（水温２０℃±２℃）に入れ、材齢２１日目まで水中養生して、コンクリート成形体［４］を得た。
そして、得られたコンクリート成形体［４］について、コンクリート成形体［１］の場合と同様にして曲げ強度の測定を行ったところ、曲げ強度は１６．６ＭＰａであった。
【符号の説明】
【０１０３】
１      コンクリート組成物
１０    装置
１２    密閉容器
１４、１６    容器
２０    減圧ポンプ
２２    真空計
２４    空気バルブ
【図２】
2014121851.tif 000003
【図３】
2014121851.tif 000004
【図１】
2014121851.tif 000005