(57)【要約】  高強度な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を課題とする。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炭素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によって解決する。
2014024259.tif 000002
【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炭素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】
前記炭素繊維が、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】
前記炭素繊維の長さが３０ｍｍ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、前記炭素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）〜（３４）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炭素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）前記炭素繊維が、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）前記炭素繊維の長さが３０ｍｍ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、前記炭素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）前記脱泡工程［１］において、減圧状態とした後、第一の所定時間経過後に前記マイクロ波の照射を開始することを特徴とする上記（７）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（９）前記脱泡工程［１］において、前記マイクロ波の照射後、第二の所定時間、前記減圧状態を保持することを特徴とする上記（７）または（８）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１０）前記減圧状態の時および／または前記マイクロ波の照射時に、前記コンクリート組成物に対して加振することを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１１）前記加振は、振動発生機を用いて行うことを特徴とする上記（１０）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１２）前記加振は、超音波加振機を用いて行うことを特徴とする上記（１０）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１３）上記（１）〜（１２）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。
（１４）コンクリート組成物を作製し、その後、型枠内へ打設し、固めて、高強度のコンクリート成形体を得るコンクリート成形体の製造方法であって、
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、
前記コンクリート組成物を型枠内へ打設した後、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法。
（１５）前記減圧状態とした後、第一の所定時間経過後に前記マイクロ波の照射を開始することを特徴とする上記（１４）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１６）前記マイクロ波の照射後、第二の所定時間、前記減圧状態を保持することを特徴とする上記（１４）または（１５）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１７）前記照射時間は、前記マイクロ波照射後の前記コンクリート組成物の水セメント比が２０％以下となるように求めることを特徴とする上記（１４）〜（１６）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１８）前記減圧状態の時および／または前記マイクロ波の照射時に、打設された前記コンクリート組成物に対して加振することを特徴とする上記（１４）〜（１７）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（１９）前記加振は、振動発生機を用いて行うことを特徴とする上記（１８）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２０）前記加振は、超音波加振機を用いて行うことを特徴とする上記（１８）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２１）前記コンクリート組成物は、減水剤を含まないコンクリート組成物であることを特徴とする上記（１４）〜（２０）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２２）コンクリート組成物を型枠内へ打設し、固めて、高強度のコンクリート成形体を得るコンクリート成形体の製造方法であって、
コンクリート組成物を型枠内へ打設した後、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、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しながら、前記コンクリート組成物へマイクロ波を照射する、コンクリート成形体の製造方法。
（２３）前記コンクリート組成物の表面の水分濃度が１５質量％以上となるにように管理する、上記（２２）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２４）前記コンクリート組成物の表面抵抗値を測定して、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、上記（２２）または（２３）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２５）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する、上記（２４）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（２６）上記（１４）〜（２５）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。
（２７）コンクリート成形体の製造装置であって、
コンクリート組成物を打設する型枠と、
型枠を内部に含むことができる密閉容器と、
前記密閉容器の内部を減圧状態にする減圧機と、
前記型枠内に打設された前記コンクリート組成物に対してマイクロ波を照射するマイクロ波発振器と、
を備え、上記（１４）〜（２５）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法を行うことができることを特徴とするコンクリート成形体の製造装置。
（２８）コンクリート組成物を作製し、その後、型枠内へ打設し、所定時間、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、前記コンクリート組成物に含まれる水分量を減少させて、前記コンクリート組成物の水セメント比を低下させることで、高強度のコンクリート成形体を得るコンクリート成形体の製造方法。
（２９）前記減圧状態としている際に、打設された前記コンクリート組成物に対して加振することを特徴とする上記（２８）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３０）前記加振は、振動発生機を用いて行うことを特徴とする上記（２９）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３１）前記加振は、超音波加振機を用いて行うことを特徴とする上記（２９）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３２）前記コンクリート組成物は、減水剤を含まないコンクリート組成物であることを特徴とする上記（２８）〜（３１）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３３）上記（２８）〜（３２）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。
（３４）コンクリート成形体の製造装置であって、
コンクリート組成物を打設する型枠と、
型枠を内部に含むことができる密閉容器と、
前記密閉容器の内部を減圧状態にする減圧機と、
を備え、上記（２８）〜（３２）のいずれかに記載のコンクリート成形体の製造方法を行うことができることを特徴とするコンクリート成形体の製造装置。
【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】本発明の第１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】本発明の第１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】本発明の第１製造方法における操作手順の例を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２製造方法の実施例で用いた装置の概略図である。
【図５】本発明の第２製造方法の実施例での操作手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の第３製造方法の実施例で用いた装置の概略図である。
【図７】本発明の第３製造方法の実施例での操作手順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。
本発明には、次に示す３つの態様が含まれる。
【００１１】
本発明の第１の態様は、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炭素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「本発明の第１製造方法」ともいう。
【００１２】
本発明の第１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。
【００１３】
本発明の第２の態様は、コンクリート組成物を作製し、その後、型枠内へ打設し、固めて、高強度のコンクリート成形体を得るコンクリート成形体の製造方法であって、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、前記コンクリート組成物を型枠内へ打設した後、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、前記コンクリート組成物に対して前記照射時間、マイクロ波を照射することを特徴とす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「本発明の第２製造方法」ともいう。
【００１４】
本発明者は、従来法では十分に強度が高いコンクリート成形体を短時間で得難い原因を鋭意検討した。
そして、コンクリート組成物が徐々に硬化する過程においては一様に硬化が始まり、硬化によって水分移動の経路が塞がれるため、コンクリートへマイクロ波を照射した場合、時間の経過とともに内部の水分や気泡が外部へ抜け難くなることが原因であることを見出した。
また、従来法ではマイクロ波の照射はコンクリート成形体を加熱するために用い、コンクリート成形体の温度を上昇させることによってコンクリートの硬化を促進させるものである。しかし、本発明の第２製造方法に係るマイクロ波の照射は減圧状態において行うため、打設されたコンクリート組成物内の水分の沸点が低下し、当該コンクリート組成物の温度が上昇する前に水分が気化する。従って、当該コンクリート組成物は温度上昇を伴わずに水セメント比を低下させることができる。
【００１５】
本発明の第２製造方法によると、水セメント比が小さく、気泡をほとんど含まない、高強度コンクリート成形体を、従来よりも容易に得られる製造方法を提供することができる。
【００１６】
本発明の第３の態様は、コンクリート組成物を作製し、その後、型枠内へ打設し、所定時間、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、前記コンクリート組成物に含まれる水分量を減少させて、前記コンクリート組成物の水セメント比を低下させることで、高強度のコンクリート成形体を得るコンクリート成形体の製造方法ある。
このようなコンクリート成形体の製造方法を、以下では「本発明の第３製造方法」ともいう。
【００１７】
本発明の第３製造方法では、前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態として、水分量とともに気泡も減少させることができる。
本発明の第３製造方法によると、水セメント比が小さく、気泡をほとんど含まない、高強度コンクリート成形体を、従来よりも容易に得られる製造方法を提供することができる。
【００１８】
以下において、単に「本発明の製造方法」と記した場合、本発明の第１製造方法、本発明の第２製造方法、および本発明の第３製造方法の全てを意味するものとする。
【００１９】
＜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。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明の第１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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
本発明の第１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、本発明の第１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。
【００２８】
本発明の第２製造方法または本発明の第３製造方法において用いるコンクリート組成物は、例えば水セメント比が４０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１７％以下となるように水とセメントとを混合して得ることができる。なお、低熱系ポルトランドセメントを用いたシリカフュームセメント（ＳＦＣ）等の、超高強度コンクリート用セメントを用いる場合には、１５％以下とすることもできる。
【００２９】
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。
【００３０】
本発明の第１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。
【００３１】
本発明の第２製造方法または本発明の第３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、容積比（（粗骨材＋細骨材）／全容積×１００）で、セメントペーストの場合０％、モルタルの場合４０％程度、コンクリートの場合７０％程度とすることができる。また、コンクリートの場合のセメントとの質量比（（セメント／（粗骨材＋細骨材）×１００）は１５％程度とすることができる。
【００３２】
本発明の第１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。
【００３３】
本発明の第２製造方法または本発明の第３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、質量比（混和材料の質量／全質量×１００）で０．１％程度〜１０％程度とすることができる。また、補強用繊維を用いる場合で１０％程度とすることができる。
【００３４】
本発明の第１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。
【００３５】
本発明の第２製造方法または本発明の第３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。
【００３６】
本発明の第１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。
【００３７】
本発明の第２製造方法または本発明の第３製造方法において、コンクリート組成物を型枠に打設する際、流動性を確保しつつ水分量と気泡を減らすために混和剤として減水剤を用いることができる。減水剤を用いない場合には水セメント比が４０％程度とすることが好ましいが、減水剤を用いることで水セメント比を予め２０％以下、または１７％以下としたコンクリート組成物を用いることができる。なお、減水剤を用いない場合には、後述する減圧状態の保持時間を伸ばすことで、型枠へ打設後にコンクリート組成物の水セメント比を２０％以下、または１７％以下とすることもできる。なお、上述の超高強度コンクリート用セメントを用いる場合には、１５％以下とすることもできる。
【００３８】
本発明の第１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。
なお、本発明の第１製造方法において用いる炭素繊維は、有機系合成繊維には含まれない。
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、本発明の第１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。
【００３９】
本発明の第１製造方法におけるコンクリート組成物において前記有機系合成繊維の含有比率は、セメントと混和材料との合計質量に対する質量比（有機系合成繊維／（セメント質量＋混和材料質量）×１００）で、０．１〜５％であることが好ましく、０．３〜３％であることがより好ましく、０．５〜２％であることがより好ましく、１％程度であることがさらに好ましい。
【００４０】
＜本発明の第１製造方法＞
本発明の第１製造方法が備える各工程について説明する。
【００４１】
［脱泡工程［１］］
本発明の第１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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
式（Ｉ）・・・  ｔ＝（（Ｗａｍ−Ｗｂｍ）×４０８００／１８）／（Ｐ×η）
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
このようにコンクリート組成物にマイクロ波を照射する場合は、後述する本発明の第２製造方法において用いることができる図４に示す態様の装置を用いて、脱泡工程［１］を行うことができる。
【００６３】
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。
【００６４】
［脱泡工程［２］］
本発明の第１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炭素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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、本発明の第１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。
【００６７】
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。
【００６８】
脱泡工程［２］では、前記セメント溶液に炭素繊維を浸す。
炭素繊維は炭素を主成分とする繊維を意味する。
【００６９】
炭素繊維の形態は特に限定されない。
炭素繊維の長さは３０ｍｍ以上であることが好ましく、５０ｍｍ以上であることがより好ましく、７０ｍｍ以上であることがより好ましく、１００ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、長繊維の炭素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。炭素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。本発明の第１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。
【００７０】
炭素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。本発明の第１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、炭素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。
【００７１】
前記炭素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、前記炭素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。
【００７２】
このような炭素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、炭素繊維を浸漬させる。そして、炭素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、前記炭素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炭素繊維を、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。
【００７３】
炭素繊維は、表面にエポキシ樹脂等の撥水性有機材料が塗布されたものであってもよいが、撥水性有機材料が塗布されていないものであることが好ましい。すなわち、前記炭素繊維は、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。本発明の第１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。
【００７４】
前記炭素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。
【００７５】
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。
【００７６】
前記炭素繊維を減圧雰囲気内に保持することで、炭素繊維の気泡が放出され、大気圧に解放したときに、炭素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炭素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。
【００７７】
図１に、本発明の第１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。炭素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。
【００７８】
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。
【００７９】
［成形工程］
本発明の第１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。
【００８０】
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。
【００８１】
前述の脱泡工程［２］において炭素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（炭素繊維）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。
【００８２】
前述の脱泡工程［２］において炭素繊維として、ひも状の炭素繊維を用いた場合、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、ひも状の炭素繊維は、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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第１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。
【００８５】
本発明の第１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、前記炭素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。
【００８６】
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炭素繊維を入れた容器１６が設置可能となっている。
【００８７】
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炭素繊維を入れた容器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。
【００８８】
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。
【００８９】
容器１６についても同様であり、セメント溶液を入れた後、セメント溶液に炭素繊維を浸漬することができるものであればよい。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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）。
【００９５】
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）。
【００９６】
次に、容器１６へセメント溶液を入れ、このセメント溶液に炭素繊維を浸漬させる。そして、炭素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）。
【００９７】
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、炭素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）。
【００９８】
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。
【００９９】
＜本発明の第２製造方法＞
本発明の第２製造方法について説明する。
本発明の第２製造方法では、前記コンクリート組成物を作製した後、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る。
【０１００】
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（ＩＩ）を用いて求めることができる。
【０１０１】
式（ＩＩ）・・・  ｔ＝（（Ｗａｍ−Ｗｂｍ）×４０８００／１８）／（Ｐ×η）
【０１０２】
［減圧とマイクロ波照射］
上記のようなコンクリート組成物を所望の態様の型枠内へ打設した後、コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とする。例えばコンクリート組成物を打設した型枠ごと密閉容器内へ入れ、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減圧状態とすることができる。ここで、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。）、減圧状態を保持してもよい。
減圧の程度は特に限定されないが、コンクリート組成物が存する雰囲気の圧力が、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。
【０１０３】
このようにして前記コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とし、好ましくは上記のように第一の所定時間、減圧状態を保持した後、上記式（ＩＩ）で求めた照射時間ｔだけ前記コンクリート組成物へマイクロ波を照射する。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。
【０１０４】
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の表面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。
また、コンクリート組成物が徐々に硬化する過程においては、一様に硬化が始まり水分移動の経路が塞がれるため、コンクリートへマイクロ波を照射した場合、時間の経過とともに内部の水分や気泡が外部へ抜けることを妨害する可能性がある。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
例えば、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／□以下であることが好ましく、３０ｋΩ／□以下であることがより好ましく、２５ｋΩ／□以下であることがより好ましく、２０ｋΩ／□以下であることがさらに好ましい。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
減圧状態から大気圧へと戻した後は、通常のコンクリート作製工程と同様に養生を行うことでコンクリート成形体を得ることができる。なお、加振は減圧状態にあるときに常に行なってもよいし、マイクロ波の照射時のみ行なってもよい。また、常に行なわず、一定の時間間隔で間欠的に加振してもよい。
【０１１０】
このような本発明のコンクリート成形体の製造方法は、コンクリート組成物を打設する型枠と、型枠を内部に含むことができる密閉容器と、前記密閉容器の内部を減圧状態にする減圧機と、前記型枠内に打設されたコンクリートに対してマイクロ波を照射するマイクロ波発振器と、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。このようなコンクリート成形体の製造装置は、後述する実施例において用いる図４に示す態様のものであってよい。このような装置によってコンクリート成形体を製造することができる。
【０１１１】
＜本発明の第３製造方法＞
本発明の第３製造方法について説明する。
本発明の第３製造方法では、前記コンクリート組成物を作製した後、型枠内へ打設し、所定時間、前記コンクリートが存する雰囲気を減圧状態とする。
【０１１２】
［減圧］
上記のようなコンクリート組成物を所望の態様の型枠内へ打設した後、コンクリート組成物が存する雰囲気を減圧状態とする。例えばコンクリート組成物を打設した型枠ごと密閉容器内へ入れ、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減圧状態とすることができる。減圧状態は、所定時間保持する。当該所定時間は、例えば３分から２０分とすることができ、５分から１０分とすることが好ましい。減圧状態とすることで水の沸点が低下し、コンクリート組成物中の水分が水蒸気となりやすくなり、その結果、コンクリート組成物の水セメント比を打設後に低下させることができる。つまり、打設されたコンクリート組成物の強度を高くすることができる。
減圧の程度は特に限定されないが、コンクリート組成物が打設された型枠が存する雰囲気の圧力が、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。
【０１１３】
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。
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。
【０１１４】
ここで、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組成物の内部の水分を取り除くことができる。
また、上記の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。
【０１１５】
例えば、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／□以下であることが好ましく、３０ｋΩ／□以下であることがより好ましく、２５ｋΩ／□以下であることがより好ましく、２０ｋΩ／□以下であることがさらに好ましい。
【０１１６】
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。
【０１１７】
このような本発明の第３製造方法は、コンクリート組成物を打設する型枠と、型枠を内部に含むことができる密閉容器と、前記密閉容器の内部を減圧状態にする減圧機と、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。このようなコンクリート成形体の製造装置は、後述する実施例において用いる図６に示す態様のものであってよい。このような装置によってコンクリート成形体を製造することができる。
【実施例】
【０１１８】
＜態様１＞
本発明の第１製造方法に該当する実験例について説明する。【０１１９】
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）【０１２０】
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。【０１２１】
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。【０１２２】
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【０１２３】
このような操作を行ってコンクリート組成物［１］を得た。【０１２４】
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。【０１２５】
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【０１２６】
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。【０１２７】
次に、シート状の炭素繊維（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。【０１２８】
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、カットした炭素繊維をさらに入れて、炭素繊維をセメント溶液に浸漬させた。【０１２９】
次に、セメント溶液に炭素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炭素繊維に施した後のものを、以下では、脱泡繊維［１］ともいう。【０１３０】
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。【０１３１】
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。【０１３２】
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。炭素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。【０１３３】
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炭素繊維とを装入した。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。【０１３４】
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。炭素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。【０１３５】
＜態様２＞
本発明の第２製造方法に該当する実験例について説明する。【０１３６】
＜実施例２−１＞
図４に示す装置を用意した。図４に示す装置３０は、密閉容器３２、マイクロ波発振器３６、導波管３６ａ、減圧ポンプ４０、加振機４６、およびターンテーブル４８で構成される。また、密閉容器３２には、スタラーファン３７、真空計４２、および空気バルブ４４が設けられている。ここで、密閉容器３２内にはコンクリート組成物３が打設された型枠３４が設置可能となっている。
装置３０は、さらに型枠３４内のコンクリート組成物３の表面の水分量を計測するための表面抵抗計３８、および電極３９を有する。【０１３７】
密閉容器３２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、およびガラス等の容器を用いることができる。また、密閉容器３２の内部は、コンクリート組成物３を流し込んだ型枠３４を設置することができる。密閉容器３２には、型枠３４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３２には、マイクロ波発振器３６に接続される導波管３６ａ、電極３９、減圧ポンプ４０、真空計４２、および空気バルブ４４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３２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３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。【０１３８】
型枠３４は、その内部にコンクリート組成物３を打設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。【０１３９】
マイクロ波発振器３６は、周波数９００〜２５００ＭＨｚ、出力１００Ｗ〜３０ｋＷのものを用いることができ、作製するコンクリート成形体の大きさ等に合わせて、周波数および出力を適宜選択する。マイクロ波発振器３６から発信されたマイクロ波は導波管３６ａを通り、密閉容器３２内へと放射される。【０１４０】
スタラーファン３７は、導波管３６ａから放射されたマイクロ波を、効率よく密閉容器３２内に拡散させる。これにより、マイクロ波は型枠３４の各方向から概ね均等に照射される。【０１４１】
表面抵抗計３８は、型枠３４に打設されたコンクリート組成物３の表面の抵抗を電極３９を用いて測定し、コンクリート組成物３の表面の水分量を計測する。電極３９は、表面抵抗計３８に接続され、コンクリート組成物３の表面に接触される。表面抵抗計３８としては、例えば、ロレスターＭＣＰ−Ｔ６１０（三菱化学社製）を用いることができる。【０１４２】
減圧ポンプ４０は、減圧機であり密閉容器３２内を減圧する。減圧ポンプ４０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、５〜１５Ｔｏｒｒ程度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。【０１４３】
真空計４２は、密閉容器３２内の圧力を測定する。真空計４２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４２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。【０１４４】
空気バルブ４４は、いわゆる真空バルブといわれるものであり、密閉容器３２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３２内の圧力を大気圧に戻すときに解放される。【０１４５】
加振機４６は、密閉容器３２内の後述するターンテーブル４８上に設置され、加振機４６上に設置された型枠３４に対して振動を加える。加振機４６には、各種の振動発生機を用いることができ、例えば、動電型加振機、圧電型加振機、および油圧式加振機等を用いることができる。また、超音波加振機を用いてもよい。なお、加振機４６はマイクロ波に対してシールドされている。【０１４６】
ターンテーブル４８は、密閉容器３２内に設置され、密閉容器３２内に放射されるマイクロ波が型枠３４に打設されたコンクリート組成物３にむらなく照射されるように回転する。ターンテーブル４８の上部には、加振機４６および型枠３４が載置される。また、回転が難しい大型コンクリート成形体を作製する場合、または加振機４６の電源ケーブル等が回転に対応できない場合には、１軸で往復運動（例えばＸ軸上を往復する運動）を行う移動台を用いてもよい。【０１４７】
また、装置３０には、型枠３４へ流し込んだコンクリート組成物３の表面部分をかき混ぜることができる掻混棒（図示せず）を備えており、この掻混棒を密閉容器３２の外部から操作して、型枠３４へ流し込んだコンクリート組成物３の表面部分をかき混ぜることができる。さらに、コンクリート組成物３の表面に水を噴霧する噴霧器を備えていてもよい。【０１４８】
上記の装置３０を用いて高強度コンクリートを製造した。以下、図５に示すフロー図に従って説明する。
初めに、型枠３４の内部へコンクリート組成物３を打設、つまり流し込み、コンクリート組成物３を流し込んだ型枠３４を、密閉容器３２内の加振機４６（ターンテーブル４８）上へ設置した（ステップＳ５０）。【０１４９】
ここでコンクリート組成物３は、次に示すセメント、シリカフューム、珪砂、減水剤、水を十分に混合したもの（いわゆる、モルタル）である。
・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）：１２００ｇ
・シリカフューム（型番：メイコＭＳ６１０、ＢＡＳＦポゾリス社製）：１２０ｇ
・珪砂（細骨材）：硅砂３号  ３３０ｇ、硅砂５号  ３３０ｇ
・減水剤（型番：レオビルドＳＰ−８ＨＵ、ＢＡＳＦポゾリス社製）：２６．４ｇ
・水（精製水）：２３７．６ｇ
・水セメント比：２０％
なお、上記を混合し、１本４５０ｇの円柱型供試体を３本作製した。【０１５０】
さらに、流し込んだコンクリート組成物３の表面に電極３９を設置し、表面抵抗計３８によってコンクリート組成物３の表面の抵抗を継続的に測定できるようにした。【０１５１】
次に、空気バルブ４４を閉じた後、減圧ポンプ４０によって密閉容器３２の内部の減圧を開始し、真空計４２で圧力を確認しながら、密閉容器３２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧した（ステップＳ５２）。
ここで、所定の圧力まで減圧した後、第一の所定時間（例えば、３分から１０分程度）加振するために、加振機４６を作動させた。これにより、コンクリート組成物作製時に巻き込んだ空気をマイクロ波照射前に曝気することができる。【０１５２】
続いて、マイクロ波発振器３６を周波数２４５０ＭＨｚ、出力２００Ｗで、式（ＩＩ）より求めた照射時間ｔだけ作動させ、型枠３４へ打設されたコンクリート組成物３に対してマイクロ波を照射するとともに、ターンテーブル４８の駆動を開始した（ステップＳ５４）。なお、加振機４６は引き続き作動状態としている。
このとき、加振機４６による加振により、コンクリート組成物３（表面部分を含む）がかき混ぜられ、表面の水分量が低下しすぎることが防止される。加振によってもなお、コンクリート組成物３の表面部分の水分量が低下する場合には、掻混棒を用いてコンクリート組成物３の表面部分を掻き混ぜることで、水分量の低下を防ぐことができる。【０１５３】
なお、コンクリート組成物３の水分量をより細かく管理するために、マイクロ波を照射している間は、常に表面抵抗計３８によってコンクリート組成物３の表面の抵抗値を測定した。このとき、表面抵抗値が４０ｋΩ／□を超えないように管理した。具体的には、表面抵抗値が高い場合は掻混棒を用いてコンクリート組成物３の表面部分を掻き混ぜ、この部分の水分が低下しすぎないように調整したり、加振機４６の出力を調整することで、加振力の調整を行った。なお、コンクリート組成物３の水分量を細かく管理しなくてもよい場合には、表面抵抗計３８および電極３９はなくてもよい。【０１５４】
第一の所定時間経過後、照射時間ｔだけマイクロ波を照射した。マイクロ波の照射が終了すると、マイクロ波発振器３６およびターンテーブル４８を停止させた。その後、第二の所定時間（例えば、３分から５分程度）経過後に、加振機４６を停止させて空気バルブ４４を開け、密閉容器３２内を大気圧へ戻した（ステップＳ５６）。【０１５５】
続いて、コンクリート組成物３および型枠３４を密閉容器３２から取り出して室温で１日放置した（ステップＳ５８）。その後、蒸気養生（９０℃で４時間）および冷却（室温で１４時間放置）を行った（ステップＳ６０）。さらに、水中養生を１９日間行って（ステップＳ６２）、材齢２１日の供試体を得た。
このようにマイクロ波の照射時間ｔを調整して、水セメント比が１９．６％のコンクリート成形体（供試体）を得た。【０１５６】
次に、得られた供試体について、コンクリート全自動圧縮試験機ＣＯＮＣＲＥＴＯ２０００（島津製作所製）を用いて圧縮強度の測定を行った。その結果、圧縮強度は１７２．２ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１５７】
＜比較例２−１＞
次に、比較例２−１として、上記の実施例２−１において用いたものと同様のコンクリート組成物を型枠３４の内部へ流し込み、室温放置後に水中養生を行なって材齢２１日の供試体を得た。その後、実施例２−１と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１１４．６ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１５８】
＜比較例２−２＞
比較例２−２として、上記の実施例２−１において用いたものと同様のコンクリートを型枠３４の内部へ流し込み、密閉容器３２の内部へ設置した後、空気バルブ４４を閉じて密閉し、減圧ポンプ４０によって密閉容器３２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧し、実施例２−１と同じ時間（第一の所定時間）だけ加振機４６を作動させつつ減圧状態を保持した。第一の所定時間経過後に大気圧に戻し、実施例２−１のステップＳ５８からステップＳ６２と同様に養生を行なって材齢２１日の供試体を得た。その後、実施例２−１と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１６７．１ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１５９】
＜比較例２−３＞
比較例２−３として、上記の実施例２−１において用いたものと同様のコンクリートを型枠３４の内部へ流し込み、密閉容器３２の内部へ設置した後、大気圧のままで加振機４６を作動させ、マイクロ波を実施例２−１と同様の照射時間ｔだけターンテーブル４８を駆動させつつ照射した。
次に、空気バルブ４４を閉じて密閉し、実施例２−１のマイクロ波照射停止後の減圧状態と同じ時間（第二の所定時間）だけ、減圧ポンプ４０によって密閉容器３２の内部を減圧状態に保持した。続いて、大気圧に戻して実施例２−１のステップＳ５８からステップＳ６２と同様に養生を行なって、材齢２１日の供試体を得た。その後、実施例２−１と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１２６．２ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１６０】
上記の実施例２−１および比較例２−１〜２−３の結果より、本発明の第２製造方法を適用すると、従来のマイクロ波照射と比較して、圧縮強度が格段に高いコンクリート成形体を短時間で得ることができることを確認した。【０１６１】
＜態様３＞
本発明の第３製造方法に該当する実験例について説明する。【０１６２】
＜実施例３−１＞
図６に示す装置を用意した。図６に示す装置７０は、密閉容器７２、減圧ポンプ８０、および加振機８６で構成される。また、密閉容器７２には、真空計８２、および空気バルブ８４が設けられている。ここで、密閉容器７２内にはコンクリート組成物５が打設された型枠７４が設置可能となっている。【０１６３】
密閉容器７２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、およびガラス等の容器を用いることができる。また、密閉容器７２の内部は、コンクリート組成物５を流し込んだ型枠７４を設置することができる。密閉容器７２には、型枠７４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７２には、減圧ポンプ８０、真空計８２、および空気バルブ８４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７２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５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。【０１６４】
型枠７４は、その内部にコンクリート組成物５を打設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。【０１６５】
減圧ポンプ８０は、減圧機であり密閉容器７２内を減圧する。減圧ポンプ８０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、５〜１５Ｔｏｒｒ程度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。【０１６６】
真空計８２は、密閉容器７２内の圧力を測定する。真空計８２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８２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。【０１６７】
空気バルブ８４は、いわゆる真空バルブといわれるものであり、密閉容器７２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７２内の圧力を大気圧に戻すときに解放される。【０１６８】
加振機８６は、密閉容器７２内の底に設置され、加振機８６上に設置された型枠７４に対して振動を加える。加振機８６には、各種の振動発生機を用いることができ、例えば、動電型加振機、圧電型加振機、および油圧式加振機等を用いることができる。また、超音波加振機を用いてもよい。【０１６９】
また、装置７０には、型枠７４へ流し込んだコンクリート組成物５の表面部分をかき混ぜることができる掻混棒（図示せず）を備えており、この掻混棒を密閉容器７２の外部から操作して、型枠７４へ流し込んだコンクリート組成物５の表面部分をかき混ぜることができる。さらに、コンクリート組成物５の表面に水を噴霧する噴霧器を備えていてもよい。【０１７０】
上記の装置７０を用いて高強度コンクリートを製造した。以下、図７に示すフロー図に従って説明する。
初めに、型枠７４の内部へコンクリート組成物５を打設、つまり流し込み、コンクリート組成物５を流し込んだ型枠７４を、密閉容器７２内の加振機８６上へ設置した（ステップＳ９０）。【０１７１】
ここでコンクリート組成物５は、次に示すセメント、シリカフューム、珪砂、減水剤、水を十分に混合したもの（いわゆる、モルタル）である。
・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）：１２００ｇ
・シリカフューム（型番：メイコＭＳ６１０、ＢＡＳＦポゾリス社製）：１２０ｇ
・珪砂（細骨材）：硅砂３号  ３３０ｇ、硅砂５号  ３３０ｇ
・減水剤（型番：レオビルドＳＰ−８ＨＵ、ＢＡＳＦポゾリス社製）：２６．４ｇ
・水（精製水）：２３７．６ｇ
・水セメント比：２０％
なお、上記を混合し、１本４５０ｇの円柱型供試体を３本作製した。【０１７２】
次に、空気バルブ８４を閉じた後、減圧ポンプ８０によって密閉容器７２の内部の減圧を開始し、真空計８２で圧力を確認しながら、密閉容器７２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧した（ステップＳ９２）。
ここで、所定の圧力まで減圧した後、所定時間（例えば、１０分程度）加振するために、加振機８６を作動させた。これにより、コンクリート作製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から排出させることができる。その後、加振機８６を停止させて空気バルブ８４を開け、密閉容器７２内を大気圧へ戻した（ステップＳ９４）。【０１７３】
続いて、コンクリート組成物５および型枠７４を密閉容器７２から取り出して室温で１日放置した（ステップＳ９６）。その後、水中養生を１９日間行って（ステップＳ９８）、材齢２１日の供試体を得た。【０１７４】
次に、得られた供試体について、コンクリート全自動圧縮試験機ＣＯＮＣＲＥＴＯ２０００（島津製作所製）を用いて圧縮強度の測定を行った。その結果、圧縮強度は１５１．６ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１７５】
＜比較例３−１＞
次に、比較例３−１として、上記の実施例３−１において用いたものと同様のコンクリート組成物を型枠７４の内部へ流し込み、室温放置後に水中養生を行なって材齢２１日の供試体を得た。その後、実施例３−１と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１１４．６ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。【０１７６】
上記の実施例３−１および比較例３−１の結果より、本発明の第３製造方法を適用すると、圧縮強度が格段に高いコンクリート成形体を短時間で得られることが確認できた。
【符号の説明】
【０１７７】
１、３、５          コンクリート組成物
１０、３０、７０    装置
１２、３２、７２    密閉容器
１４、１６          容器
３４、７４          型枠
２０、４０、８０    減圧ポンプ
２２、４２、８２    真空計
２４、４４、８４    空気バルブ
３６                マイクロ波発生機
３６ａ              導波管
３７                スタラーファン
３８                表面抵抗計
３９                電極
４６、８６          加振機
４８                ターンテーブル
【図１】
2014024259.tif 000003
【図２】
2014024259.tif 000004
【図３】
2014024259.tif 000005
【図４】
2014024259.tif 000006
【図５】
2014024259.tif 000007
【図６】
2014024259.tif 000008
【図７】
2014024259.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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１４〜７０％に調整したセメント溶液に浸した炭素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、
を備えることを特徴とす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ことを特徴とする、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】
前記炭素繊維が、表面に撥水性有機材料を有していないことを特徴とする、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ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項５】
前記炭素繊維の長さが３０ｍｍ以上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、前記炭素繊維がシート状の織物の形態となってい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、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して適宜な時間で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を特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項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１項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ことを特徴とするコンクリート成形体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
＜実験例２＞  図４に示す装置を用意した。図４に示す装置３０は、密閉容器３２、マイクロ波発振器３６、導波管３６ａ、減圧ポンプ４０、加振機４６、およびターンテーブル４８で構成される。また、密閉容器３２には、スタラーファン３７、真空計４２、および空気バルブ４４が設けられている。ここで、密閉容器３２内にはコンクリート組成物３が打設された型枠３４が設置可能となっている。
装置３０は、さらに型枠３４内のコンクリート組成物３の表面の水分量を計測するために表面抵抗計３８、および電極３９を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
＜比較例２−１＞
次に、比較例２−１として、上記の実験例２において用いたものと同様のコンクリート組成物を型枠３４の内部へ流し込み、室温放置後に水中養生を行なって材齢２１日の供試体を得た。その後、実験例２と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１１４．６ＭＰａ(供試体３本の平均値)であった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５８】
＜比較例２−２＞
比較例２−２として、上記の実験例２において用いたものと同様のコンクリートを型枠３４の内部へ流し込み、密閉容器３２の内部へ設置した後、空気バルブ４４を閉じて密閉し、減圧ポンプ４０によって密閉容器３２の内部を２０Ｔｏｒｒ程度まで減圧し、実験例２と同じ時間(第一の所定時間)だけ加振機４６を作動させつつ減圧状態を保持した。第一の所定時間経過後に大気圧に戻し、実験例２のステップＳ５８からステップＳ６２と同様に養生を行なって材齢２１日の供試体を得た。その後、実験例２と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１６７．１ＭＰａ（供試体3本の平均値）であった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５９】
＜比較例２−３＞
比較例２−３として、上記の実験例２において用いたものと同様のコンクリートを型枠３４の内部へ流し込み、密閉容器３２の内部へ設置した後、大気圧のままで加振機４６を作動させ、マイクロ波を実験例２と同様の照射時間ｔだけターンテーブル４８を駆動させつつ照射した。
次に、空気バルブ４４を閉じて密閉し、実験例２のマイクロ波照射停止後の減圧状態と同じ時間(第二の所定時間)だけ、減圧ポンプ４０によって密閉容器３２の内部を減圧状態に保持した。続いて、大気圧に戻して実験例２のステップＳ５８からステップＳ６２と同様に養生を行なって、材齢２１日の供試体を得た。その後、実験例２と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１２６．２ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６０】
上記の実験例２および比較例２−１〜２−３の結果より、本発明の第２製造方法を適用すると、従来のマイクロ波照射と比較して、圧縮強度が格段に高いコンクリート成形体を短時間で得ることができることを確認した。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
＜実験例３＞
図６に示す装置を用意した。図６に示す装置７０は、密閉容器７２、減圧
ポンプ８０、および加振機８６で構成される。また、密閉容器７２には、真
空計８２、および空気バルブ８４が設けられている。ここで、密閉容器７２
内にはコンクリート組成物５が打設された型枠７４が設置可能となっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
＜比較例３−１＞
次に、比較例として、上記の実験例３において用いたものと同様のコンクリート組成物を型枠７４の内部へ流し込み、室温放置後に水中養生を行って材齢２１日の供試体を得た。その後、実験例３と同様の方法で圧縮強度を測定したところ、圧縮強度は１１４．６ＭＰａ（供試体３本の平均値）であった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
上記の実験例３および比較例３−１の結果より、本発明の第３製造方法を適用すると、圧縮強度が格段に高いコンクリート成形体を短時間で得られることが確認できた。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月17日(2013.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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１４〜７０％に調整したセメント溶液に浸した炭素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、
を備えることを特徴とす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ことを特徴とする、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】
前記炭素繊維が、表面に撥水性有機材料を有していないことを特徴とする、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ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート成形体の製造方法。
【請求項５】
前記炭素繊維の長さが３０ｍｍ以上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、前記炭素繊維がシート状の織物の形態となってい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、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して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を特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項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１項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ことを特徴とするコンクリート成形体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、以下の（１）から（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１４〜７０％に調整したセメント溶液に浸した炭素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、
を備えることを特徴とす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ことを特徴とする、上記（１）に記載のコンクリート成形体の製造方法。
（３）
前記炭素繊維が、表面に撥水性有機材料を有していないことを特徴とする、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ことを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（５）
前記炭素繊維の長さが３０ｍｍ以上であることを特徴とする、上記（１）〜（４）のいずれか一つ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、前記炭素繊維がシート状の織物の形態となっていることを特徴とする、上記（１）〜（５）のいずれか一つ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、減圧雰囲気内の前記コンクリート組成物に対して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を特徴とする、上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載のコンクリート成形体の製造方法。
（８）
上記（１）〜（７）のいずれか一つ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ことを特徴とするコンクリート成形体。
【国際調査報告】
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