(57)【要約】【課題】水和硬化体が付着することのない良好な剥離面を有し、さらに使用する材料を節約可能な養生用成型枠を提供することを目的とする。【解決手段】養生用成型枠９は、底板１、上板２および円筒状の筒３から構成される。筒３の底部に底板１をはめこみ、材料を流し込んだ後に筒３上部から上板２をはめ込んで組み立てる。筒３の内径と高さを調整することによって十分な小型化が可能で、１個あたりの水和硬化体Ｓの成型体を作るのに必要な材料を大幅に節約することができる。筒３は一重だけではなく、二重にすることもできる。筒３の内部、および底板１と上板２の試料と接する部分には、フッ素樹脂を含浸させたシート４を配置している。これによって、水和硬化体Ｓが養生用成型枠９に固着することを回避できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板と、上板と、筒と、シートとからなる水和硬化体の養生用成型枠であって、
前記シートは、非粘着性でかつ耐薬品性であり、
前記筒の内壁面は、前記シートで覆われていること
を特徴とする水和硬化体の養生用成型枠。
【請求項２】
前記筒は、筒状の外枠と、筒状の内枠とを有し、
前記筒状の内枠は、前記筒の表面の１本の母線の全長に沿ってスリットが入っており、  前記内枠の内壁面は、前記シートで覆われていること
を特徴とする請求項１に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【請求項３】
前記シートは、フッ素系樹脂を含浸させたものであること
を特徴とする請求項１または２に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【請求項４】
前記底板、上板および筒は、合成樹脂製のものであること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【請求項５】
前記水和硬化体は、水／粉末材料の質量比０．６以下で混練して得られたものであること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【請求項６】
内容積は１５ｃｍ3以下であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水和反応によって強度を発現する水和硬化体の養生用成型枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
水和硬化体は、化合物の水和反応に伴い次第に強度が発現する物質である。典型的な水和硬化体として、例えば、セメント、モルタル、コンクリートがある。また、上記物質に他の粉末材料を混合したものも、水和硬化体として取り扱う。これら水和硬化体の重要な物性値の１つとして、圧縮強度がある。通常は、セメント、モルタルに対しては日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１、コンクリートに対しては日本工業規格ＪＩＳ  Ａ  １１３２で規定された水和硬化体試料を作製し、圧縮強度試験を実施する必要がある。上記ＪＩＳの規定によれば、セメントの場合には、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの三連型枠を使用するために、１試験あたり２kg程度の試料が必要となる。また、コンクリートの場合には、高さを内径の２倍としたスチール製円筒形型枠を用いる必要があり、継ぎ目にはグリースなどを塗る必要がある。この場合、内径は１５ｃｍ程度となる事が多く、セメント以上に１回の試験に必要な試料が嵩む。製品や公共事業のための公の試験データとするには、上記ＪＩＳ規定による値が必要である。
【０００３】
しかしながら、研究・開発では、ＪＩＳ規定に従って時間を掛け、精度を高めるよりも、より簡易ではあるが、共通の試験方法で圧縮強度の発現挙動を把握することが志向される。即ち、１個の質量が数ｇ〜数十ｇとなるように、温度や水／セメント材料比を変えて数多くの試験片を作製し、それらの試験片の圧縮強度試験、化学成分分析、構造解析を実行できればよい。
【０００４】
そのためには、水和硬化体の成型方法がポイントとなる。圧縮強度試験を行う上で、水和硬化体の表面に亀裂や欠けがあってはならない。成型枠の材質によっては、水和硬化体と成型枠が相互作用し、剥離できない場合がある。たとえば、一般に化学実験で使われるビーカーを成型枠として用いた場合、水和硬化体とガラス表面とが強力に相互作用するため、ビーカーから水和硬化体を剥離することは極めて困難であり、脱型には向かない。
【０００５】
従来の水和硬化体の成型方法として、型枠を用いる方法や、養生前の水和硬化体試料に剥離剤を一定量混合する方法が知られている。通常、型枠としては、合板（ベニヤ板）、鋼板、プラスチック等が利用されている。鋼板は強度に優れ、比較的安価であるため多用されている。ただし、水和硬化体の一部が鋼板内部に付着すると、水和硬化体側に剥がれや窪み等の欠けが生じ美観を損なうだけでなく、圧縮強度試験を行うこともできなくなる。こうした硬化セメントの剥がれの問題は、他の型枠の材料にも共通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３０５６０８号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５２０６４号公報
【特許文献３】特開２００５−１３８２９３号公報
【特許文献４】特開平１０−１３８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、剥離剤を型枠の内側に塗布することで、セメントの剥離を促進する方法が知られている。例えば、特許文献１には、アルキルケテンダイマーおよび非イオン性界面活性剤を配合した油系の剥離剤が示されている。また、特許文献２には、ウレタン系の剥離剤が示されている。しかしながら、これらの剥離剤では、型枠を剥離した際に剥離剤の一部が、セメント側に付着するなどの問題点があった。一方、特許文献３では、これに代わる方法として、アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物に対して、０．２〜１０％程度の酸化亜鉛を添加する方法が提案されている。この場合には、ウレタン、油系に比べて、剥離性の改善が見られるものの、ＺｎＯ濃度が高いと薄く均一に塗布することが難しい。また、剥離剤に共通の懸念事項として、目視では確認できないような剥離剤成分のセメント側への移行が考えられる。
【０００８】
また、特許文献４には、ポリオレフィン系樹脂を用いた剥離用シートが示されている。この方法は、シート製作時にシートに硬化遅延剤、収縮低減剤、防水剤などを添加することにより、コンクリート硬化体の内部と外部の乾燥速度の違いを小さくし、ひび割れ等が生じることを防いでいる。ただし、ポリオレフィン樹脂シートのみを用いた場合には、型枠にコンクリートの付着が依然として見られており、剥離性に課題が残る。
【０００９】
以上記したように、従来の型枠の問題点として、（１）試験１回あたりの水和硬化体の質量が大きいこと、（２）材料の型枠表面への付着（難剥離性）があった。
【００１０】
本発明は、一回あたりの材料を節約し、かつ脱型時の剥離性が良好で、水和硬化体への外部からの化学成分の混入もなく、焼却処理が可能な養生用成型枠を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記条件を鋭意検討した結果、本発明である水和硬化体の養生用成型枠を完成させた。その特徴とするところは、安価な合成樹脂材料を用いて型枠を軽量化、コンパクト化するとともに、型枠の内部に非粘着性・耐薬品性に優れたシートを配置し、硬化体の化学的変質を回避し、壁面との良好な剥離性を確保した点にある。非粘着性・耐薬品性シートとは、フッ素系樹脂を含浸させて製造されたものである。
【００１２】
本発明の意図するところは、以下の通りである。
（１）底板と、上板と、筒と、シートからなる水和硬化体の養生用成型枠であって、前記シートは、非粘着性でかつ耐薬品性であり、前記筒の内壁面は前記シートで覆われていることを特徴とする水和硬化体の養生用成型枠。
（２）前記筒は、筒状の外枠と、筒状の内枠とを有し、前記筒状の内枠は、前記筒の表面の１本の母線の全長に沿ってスリットが入っており、前記内枠の内壁面は、前記シートで覆われていることを特徴とする上記（１）に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
（３）前記シートは、フッ素系樹脂を含浸させたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
（４）前記底板、上板および筒は、合成樹脂製のものであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
（５）前記水和硬化体は、水／粉末材料の質量比０．６以下で混練して得られたものであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
（６）内容積は１５ｃｍ3以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の水和硬化体の養生用成型枠。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水和硬化体の養生用成型枠は、合成樹脂製のため、軽量で小型化が容易であり、材料の節約が可能である。また、本発明の水和硬化体の養生用成型枠には型枠内部に非粘着性・耐薬品性に優れたシートを配置していることで、水和硬化体への外部からの化学成分の混入のおそれをなくし、型枠との良好な剥離を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明の水和硬化体の養生用成型枠の縦断面図であり、（ｂ）は、そのＡＡ線断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の水和硬化体の二重式養生用成型枠の縦断面図であり、（ｂ）は、そのＢＢ線断面図である。
【図３】本発明の水和硬化体の養生用成型枠の作製方法を示す説明図である。
【図４】本発明の水和硬化体の二重式養生用成型枠の作製方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の水和硬化体の養生用成型枠について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
養生用成型枠９は、図１に示すように、底板１、上板２、さらにその間に挟まれた筒３、その内部を覆う非粘着性・耐薬品性に優れたシート４から構成される。あるいは、図２に示すように、外枠６の中に内枠５を入れて、筒３の容器を二重枠８とすることもできる。内枠５は、水和硬化体Ｓの取り出しを容易にするため、予め、筒３の表面の１本の母線の全長に沿って、内枠５の内壁面の一部を縦方向に延びるように切り込みを入れて形成されたスリット７を入れておく。底板１、上板２および筒３は、塩化ビニール、テフロン（登録商標）、アクリル等の合成樹脂を加工して作製する。合成樹脂製の底板１、上板２および筒３は、使用後に焼却処理が可能なものとなる。筒３は、合成樹脂製のパイプを切断して得てもよいし、リングとして市販されているものを購入して使用してもよい。切断には、パイプカッター、旋盤等、パイプをスムーズに切断できるものを使うことができる。
【００１７】
非粘着性のシート４は、フッ素樹脂を含浸し製造したものでフレキシブルなものを用いる。例えば、フロログラスシート等のフッ素含有グラスシートなどを用いることが可能である。本シート４は、酸性からアルカリ性まで幅広い環境下で化学的安定性を示し、非粘着性で水和硬化体Ｓと接触しても、硬化後に固着することがない。
【００１８】
養生用成型枠９のサイズは、筒３のパイプの内径を調整することで、様々なサイズに対応可能である。水／材料比（質量比）は０．６以下に抑えることが望ましい。この値より水が過剰である場合、水と材料の分離（ブリーディング）が顕著に表れる可能性が高い。
【００１９】
また、材料節約および実験効率の面から考えると、水和硬化体Ｓのセメント試料は、質量が１０ｇ以下であることが望ましい。例えば、セメント１０ｇを用いて、水／セメント材料比（質量比）が０．６以下のペースト試料を作製する場合、必要な養生用成型枠９のサイズはおよそ内径２０ｍｍ、高さ４７ｍｍであり、この養生用成型枠９の内容積はおよそ１５０００ｍｍ3(１５ｃｍ3)となる。材料の密度には若干の幅があるとはいえ、材料１０ｇで水／材料比（質量比）＝０．６以下の水和硬化体Ｓを作る場合、内容積は１５０００ｍｍ3あれば十分であり、材料の使用量の増加を抑制することができる。このサイズの容器であれば、移動が容易であり、広範囲の実験スペースを占有することもない。
【００２０】
上記した養生用成型枠９に必要な部材である底板１、上板２、筒３、外枠６、内枠５、非粘着性シート４は、図１、図２のように組み立てて使用する。
【００２１】
図１に示す養生用成型枠９の組み立て方について説明する。最初に、筒３の内径に合わせて円形に切り取った非粘着性シート４を間にはさみ、底板１を筒３にはめ込んで結合する。次に長方形にカットした非粘着性シート４により、筒３の内壁面を被覆する。その上で、別容器にて水と粉末とを混練した試料を筒３内部に流し込む。最後に、筒３の内径に合わせて円形に切り取った非粘着性シート４を間に挟み、上板２を筒３にはめ込むことで容器を密封し、組み立てを完了する。一定期間の養生後、水和硬化体試料を取り出すには、底板１および上板２を取り外した後、筒３の母線の全長に沿って一箇所を切断する。水和硬化体Ｓと非粘着性シート４は、容易に剥離するので、筒３の切断部分を少し広げることで、水和硬化体Ｓの表面に欠損を生ずることなく、水和硬化体試料を筒３から容易に外すことができる。
【００２２】
次に、図２に示す二重式養生用成型枠９の組み立て方について説明する。最初にスリット７を入れた内枠５を外枠６にはめ込み、筒３の容器の二重枠８を作製する。さらに、非粘着性シート４を、内枠５の内径に合わせて円形にカットし、これを間に挟んで底板１を二重枠８にはめ込んで結合する。次に、内枠５の内壁面を長方形にカットした非粘着性シート４で被覆する。そのうえで、別容器にて水と粉末とを混練した試料を筒３内部に流し込む。最後に、内枠５の内径に合わせて円形にカットした非粘着性シート４を間に挟み、上板２を二重枠８にはめ込むことで容器を密封し、組み立てを完了する。一定期間の養生後、水和硬化体試料を取り出すには、底板１と上板２を二重枠８から外し、さらに外枠６を内枠５から外す。内枠５の内部と水和硬化体Ｓは非粘着性シート４により固着することはないので、内枠５に予め入れたスリット７を少し広げることで、水和硬化体Ｓを内枠５から容易に外すことができる。
【００２３】
以下に、実施例を用いて、本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１に示される養生用成型枠９を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。具体的には、アクリル樹脂を加工して、底板１、上板２、筒３を作製した（図３（ａ））。筒３のサイズは、外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ１８ｍｍである。筒３の下部に底板１をはめ込むことで底面は封じられ、上面は開放された容器を組み立てた（図３（ｂ））。非粘着性・耐薬品性を有するシート４として、フロログラスシートを用い、直径１０ｍｍの円形にカットして底板１の表面に敷き、さらに、同素材のシート４を長方形に裁断して、筒３内部の内壁面を覆うように巻いた（図３（ｃ））。
【００２５】
セメント３ｇと水１．２ｇを別容器にて混練し、得られた水／セメント材料比（質量比）０．４のセメントペーストを図３（ｃ）に示す容器に流し込んだ。流し込んだセメントの上部に、円形に裁断したフロログラスシートを配置し、その上から上板２をはめ込んで、密封した（図３（ｄ））。この容器を恒温器内２５℃で養生し、１２時間後に筒３から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の取り出しを行った。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に、非粘着性シート４の有無、養生温度および養生時間と、水和硬化体Ｓの剥離後の表面状態、剥離性、型枠を外す際に要した時間、および圧潰強度との関係を示す。表１に示すように、実施例１では、筒３からの剥離性は良好で、短時間で剥離作業を完了することができ、成型体表面にも亀裂や欠損は見られなかった。また、圧潰強度についても、妥当な値が得られた。
【００２６】
【表１】
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【実施例２】
【００２７】
実施例１と同様の図１に示される養生用成型枠９を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。型枠の仕様、水／セメント材料比（質量比）は、実施例１と同じである。また、実施例１と同様、非粘着性シート４としてフロログラスシートを使用した。セメントペーストを筒３に流し込んで密封した後、恒温器内２５℃で養生し、７２時間後に筒３から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の抜き取りを実施した。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に示すように、実施例１と同様に、筒３からの剥離性は良好で、成型体表面にも亀裂や欠損は見られなかった。また、圧潰強度は実施例１に比べて高い値を示しており、実施例１の１２時間に比し６倍の７２時間という養生時間から考えても妥当な値となっている。これは、養生用成型枠９内で、水和反応が確かに進行していることを示している。
【実施例３】
【００２８】
実施例１と同様の図１に示される養生用成型枠９を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。型枠の仕様、水／セメント材料比（質量比）は、実施例１と同じである。また、実施例１と同様、非粘着性シート４としてフロログラスシートを使用した。セメントペーストを筒３に流し込んで密封した後、恒温器内５０℃で養生し、１２時間後に筒３から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の抜き取りを実施した。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に示すように、実施例１および実施例２と同様に、筒３からの剥離性は良好で、成型体表面にも亀裂や欠損は見られなかった。一方、圧潰強度は、養生時間が等しい実施例１に比べて高い値を示した。実施例３では、実施例１と比べて、養生時間は等しいものの、実施例１の２５℃に対し養生温度が５０℃と高い。従って、実施例３では、実施例１に比べてセメントの水和反応が促進されており、強度発現挙動として妥当な結果であるといえる。
【実施例４】
【００２９】
実施例１と同様の図１に示される養生用成型枠９を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。型枠の仕様、水／セメント材料比（質量比）は、実施例１と同じである。また、実施例１と同様、非粘着性シート４としてフロログラスシートを使用した。セメントペーストを筒３に流し込んで密封した後、恒温器内５０℃で養生し、７２時間後に筒３から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の抜き取りを実施した。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に示すように、実施例１〜３と同様に、筒３からの剥離性は良好で、成型体表面にも亀裂や欠損は見られなかった。一方、圧潰強度は、養生時間（７２時間）が等しい実施例２に比べて高い値を示した。実施例４では、実施例２と比べて、養生時間は等しいものの、養生温度５０℃が実施例２の２５℃に比べて高い。従って、実施例４では、実施例２に比べてセメントの水和反応が促進されており、強度発現挙動としても妥当な結果であるといえる。また、圧潰強度は、養生温度（５０℃）が等しい実施例３に比べても高い値を示した。実施例４では、実施例３と比べて、養生温度は等しいものの、養生時間７２時間が実施例３の１２時間に比べて長い。従って、実施例４では、実施例３に比べてセメントの水和反応が進んでおり、強度発現挙動としても妥当な結果であるといえる。
［比較例１］
【００３０】
型枠のサイズ、材質が図１と同じ養生用成型枠を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。ただし、型枠内部には、非粘着性シート４を含め、表面改質剤等一切を使用しなかった。実施例１と同じ水／セメント材料比（質量比）で調製したセメントペーストを型枠内に流し込んで密封した後、恒温器内２５℃で養生し、１２時間後に型枠から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の取り出しを行った。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に示すように、実施例１〜４と比べると、型枠からの剥離性が悪く、成型体表面にも亀裂や欠損が見られた。型枠を外すのに要する時間は、実施例１〜４に比べて長時間を要した。また、圧潰強度は、養生時間および養生温度が等しい実施例１に比べて低い値を示した。これは、成型体を剥離する際に生じた亀裂や欠損の影響で、本来の圧潰強度が失われたことに原因があると考えられる。
［比較例２］
【００３１】
型枠のサイズ、材質が実施例１〜４と同じで図１に示される養生用成型枠を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。ただし、型枠内部には非粘着性のシート４に代わり、シリコン油を塗布した。実施例１と同じ水／セメント材料比（質量比）で調製したセメントペーストを型枠内に流し込んで密封した後、恒温器内２５℃で養生し、１２時間後に型枠から硬化した水和硬化体Ｓの成型体の取り出しを行った。取り出した成型体について、圧潰強度試験を行った。表１に示すように、実施例１〜４と比べると、型枠からの剥離性が悪く、成型体表面にも亀裂や欠損が見られた。型枠を外すのに要する時間は、比較例１に比べて改善するものの、実施例１〜４に比べると長時間を要した。また、圧潰強度は、養生時間および養生温度が等しい実施例１に比べてやや低い値を示した。これは、成型体を剥離する際に生じた亀裂や欠損の影響で、本来の圧潰強度が失われたことに原因があると考えられる。
【００３２】
以上の実施例１〜４、比較例１、２から、本発明による養生用成型枠９を用いた場合、水和硬化体Ｓの成型体の表面に亀裂や欠損を引き起こすことなく、容易に成型体を取り出すことができた。これは、比較例１および比較例２より明らかに優れているポイントである。また、実施例１（養生時間１２時間）と実施例２（養生時間７２時間）、および実施例３（養生時間１２時間）と実施例４（養生時間７２時間）における圧潰強度の変化に見られるように、養生時間の長い試料ほど高い圧潰強度を示した。さらに、実施例１（養生時間２５℃）と実施例３（養生時間５０℃）、実施例２（養生時間２５℃）と実施例４（養生時間５０℃）の比較から分かるように、同じ養生時間でも養生温度が高い場合において、高い圧潰強度を示した。実施例におけるこれらの結果は、水和反応の観点から考えると、いずれも妥当な結果である。よって、本発明による養生用成型枠９は、研究・開発の現場において、少量の試料から簡易に強度発現挙動を理解する際に有用であると考えられる。
【実施例５】
【００３３】
図２に示される二重式養生用成型枠９を用いてセメントの水和硬化体Ｓを作製した。具体的には、アクリル樹脂を加工することによって、底板１、上板２、外枠６、内枠５を作製した（図４（ａ））。外枠６のサイズは、外径１４ｍｍ、内径１２ｍｍ、高さ１８ｍｍとした。内枠５のサイズは、外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ１４ｍｍとした。内枠５の一箇所を予め縦方向に切断してスリット７を入れた後、内枠５を外枠６内に入れて下から底板１をはめる（図４（ｂ））。
【００３４】
非粘着性・耐薬品性を有するシート４として、フロログラスシートを用い、直径１０ｍｍの円形に切り取って底面に敷き、さらに、同素材のシート４を長方形に裁断して、内枠５の内壁面を覆うように巻いた（図４（ｃ））。
【００３５】
セメント３ｇと水１．２ｇを別容器にて混練し、得られたセメントペーストを内壁面がシート４で覆われた内枠５に流し込んだ。流し込んだセメントの上部に、円形に裁断したフロログラスシートを配置し、その上から上板２をはめ込んで密封した（図４（ｄ））。密封した二重式養生用成型枠９を２５℃に設定した恒温器に入れてセメントペーストを養生し、２４時間後に水和硬化体Ｓを二重式養生用成型枠９から取り外した。この水和硬化体Ｓを粉砕し、得られた粉末試料を９５０℃で加熱して結合水を取り除いた後に、化学成分分析を行った。その結果を表２に示す。表２は、セメント主成分元素の分析結果（質量％）を示すものである。表２より、水和硬化体Ｓの養生セメントの主な化学成分は、原料のセメント粉末の化学成分に極めて近いことが判る。これは、非粘着性シート４からセメントペーストへの化学成分の移行がほとんどないことを示しており、本シート４が化学的に安定であることを実証している。
【００３６】
【表２】
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【符号の説明】
【００３７】
１  底板
２  上板
３  筒
４  シート
５  内枠
６  外枠
７  スリット
８  二重枠
９  養生用成型枠
Ｓ  水和硬化体                                                                    
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014162091.tif 000007
【図４】
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