(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリート片が剥落しにくいコンクリートを比較的容易に製造する方法を提供する。【解決手段】繊維補強コンクリートを製造する方法であって、（１）底部を有する容器に繊維質物質を含む繊維質層を形成する第１工程、（２）前記繊維質層上からセメント混練物を充填することにより、容器底部に繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域を形成する第２工程、（３）前記セメント混練物を養生硬化する第３工程を含む繊維補強コンクリートの製造方法に係る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維補強コンクリートを製造する方法であって、
（１）底部を有する容器に繊維質物質を含む繊維質層を形成する第１工程、
（２）前記繊維質層上からセメント混練物を充填することにより、容器底部に繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域を形成する第２工程、
（３）前記セメント混練物を養生硬化する第３工程、
を含む繊維補強コンクリートの製造方法。
【請求項２】
繊維質物質の比重がセメントの比重よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
繊維質物質が繊維長５〜５０ｍｍの短繊維である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
第１工程において、繊維質層がさらにバインダーを含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
第２工程において、前記セメント混練物の充填時及び／又は充填後に振動を加える、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
建築構造物の一部又は全部として繊維補強コンクリートを製造する、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記複合領域が建築構造物の外表面を形成するように繊維補強コンクリートを製造する、請求項６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維補強コンクリートの新規な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物はひび割れが発生しやすく、このひび割れから水や空気、あるいはこれらに混じって種々の化学物質が浸入して、コンクリートの劣化が進行する。このような劣化により、コンクリート片の剥落という問題が生じる。このような問題を解決する手段として、構造物を繊維補強セメント硬化体で施工する方法が知られている。
【０００３】
このとき、従来の施工方法として、例えば短繊維をセメント等と一緒にミキサーで均一に混合して製造したり、セメント等を混練しているアジテーター車に短繊維を投入して製造した繊維補強セメント硬化体で施工する方法が知られている（非特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、従来の施工方法では、ファイバーボールの発生に注意しながら短繊維を混練しなければならず、手間がかかる。ファイバーボールの発生は、繊維の分散を阻害し繊維による補強効果を低下させる。また、繊維質物質の量を少なくすれば、ファイバーボールは発生しないが、繊維質物質の量が少ない分、十分なコンクリート剥落抵抗性を得ることができない。
【０００５】
また、従来の方法では、セメント混練物と繊維とを均一に混ぜることを前提としているため、剥落防止に関係しない部分にも繊維が充填されている状態となり、不必要な繊維の使用が強いられる。
【非特許文献１】コンクリート便覧（第２版）社団法人日本コンクリート工学協会編  ４６６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の主な目的は、コンクリート片が剥落しにくいコンクリートを比較的容易に製造する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、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の工程によってコンクリートを製造することにより、上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記の繊維補強コンクリートの製造方法に係る。
１．  繊維補強コンクリートを製造する方法であって、
（１）底部を有する容器に繊維質物質を含む繊維質層を形成する第１工程、
（２）前記繊維質層上からセメント混練物を充填することにより、容器底部に繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域を形成する第２工程、
（３）前記セメント混練物を養生硬化する第３工程、
を含む繊維補強コンクリートの製造方法。
２．  繊維質物質の比重がセメントの比重よりも小さいことを特徴とする、前記項１に記載の製造方法。
３．  繊維質物質が繊維長５〜５０ｍｍの短繊維である、前記項１又は２に記載の製造方法。
４．  第１工程において、繊維質層がさらにバインダーを含有する、前記項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
５．  第２工程において、前記セメント混練物の充填時及び／又は充填後に振動を加える、前記項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
６．  建築構造物の一部又は全部として繊維補強コンクリートを製造する、前記項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
７．  前記複合領域が建築構造物の外表面を形成するように繊維補強コンクリートを製造する、前記項６に記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法は、繊維質層を容器（型枠等）の底部に形成するだけで所定のコンクリートを製造することができる。これにより、剥落抵抗性の高いコンクリート（コンクリート片が剥落しにくいコンクリート）を提供することができる。特に、振動を与えることにより施工する場合には、より確実に複合領域が形成されるため、よりいっそう優れた剥落抵抗性を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明の製造方法によれば、実質的に表面部のみに繊維質物質を存在させれば良いので、繊維質物質が少ない使用量で済み、コスト的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の製造方法は、繊維補強コンクリートを製造する方法であって、
（１）底部を有する容器に繊維質物質を含む繊維質層を形成する第１工程、
（２）前記繊維質層上からセメント混練物を充填することにより、容器底部に繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域を形成する第２工程、
（３）前記セメント混練物を養生硬化する第３工程、
を含むものである。
【００１２】
第１工程
第１工程では、底部を有する容器に繊維質物質を含む繊維質層を形成する。底部を有する容器としては、通常は底部を有する型枠を好適に用いることができる。型枠は、セメント混練物の側圧等に耐え、かつ、コンクリート硬化体が所定の許容差を超える変形を生じないように設計されているものであれば良い。容器の材質も限定的でなく、例えば木材、金属、樹脂等のいずれの材質であっても良い。
【００１３】
容器の形状は、特に限定されず、施工する構造物の形状に応じて適宜設定すれば良い。また、容器の大きさは、特に限定されず、施工する構造物の規模等に応じて適宜設定すれば良い。
【００１４】
容器の配置方法は、建築構造物の種類、構造等に応じて適宜設定すれば良い。特に、本発明では、容器底部に繊維質物質とセメント混練物を含む複合領域が形成され、その領域がコンクリート片の剥落防止に寄与する。このため、複合領域が、建築構造物の外表面を形成するように、容器（型枠）を配置して施工することが望ましい。例えば、図１に示すように、橋脚１の梁２の底部３を本発明コンクリートで構成する場合には、容器底部が下方になるように容器（型枠）を梁底部に設置し、容器底部に繊維質層を形成して施工すれば、梁の底部３が複合領域６（破線部）で補強された橋脚を構築することができる。
【００１５】
繊維質層は、繊維質物質を含むものであれば限定されない。繊維質物質の材質は、無機繊維又は有機繊維のいずれであっても良い。無機繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維が挙げられる。有機繊維としては、例えばポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維等が挙げられる。
【００１６】
上記の繊維質物質の比重は限定的でないが、一般的にはセメントの比重（３．１程度）より小さいのが好ましく、１．０以下がより好ましい。セメントの比重（３．１程度）より小さくすることによって、後述の第２工程で充填されるセメント混練物の層と繊維質層の界面において、セメントは自重により沈降しやすくなり、繊維質物質は浮上しやすくなる。その結果、繊維質物質が垂直方向に適度に分散し、セメント混練物の層と繊維質層の一体性が向上するとともに、繊維質物質に対するコンクリートのかぶりを好適に形成することができる。
【００１７】
繊維質物質の長さは限定的でないが、一般的には５〜５０ｍｍが好ましい。前記範囲内に設定することによって、より確実にコンクリートを補強できるのと同時に、セメント混練物へ繊維質物質を分散させることができる。
【００１８】
繊維質層に含まれる繊維質物質の量は、特に限定されないが、一般的には後述する繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域の厚さ並びに複合領域中の繊維質物質の量を考慮して設定すればよい。
【００１９】
本発明では、繊維質層に他の成分が含有されていても良い。例えば、繊維質物質を容器底部に固定するためのバインダー等を必要に応じて使用することができる。バインダーとしては、例えば公知又は市販の水溶性エマルジョン樹脂、セメント系バインダー等、後述の第２工程で用いるセメント混練物と一体化し易いものが好ましい。
繊維質層の形成方法は、容器の底部に所定の繊維質層が形成できる限り特に限定されない。例えば、繊維質物質を容器底部に散布する方法、繊維質物質を予めシート状に成形したものを容器底部に敷く方法等が挙げられる。また、バインダーを使用する場合は、容器底部に配置した繊維質物質にバインダーを散布又は噴霧すればよい。
【００２０】
第２工程
第２工程では、前記繊維質層上からセメント混練物を充填することにより容器底部に繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域を形成する。
【００２１】
セメント混練物は、特に限定されず、目的とする構造物の種類等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、必須成分としてセメント及び水を、任意成分として細骨材、粗骨材、混和材、混和剤等を配合してなるものが挙げられる。
【００２２】
セメントとしては、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、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、ジェットセメント、アルミナセメント等を使用することができる。
【００２３】
細骨材としては、特に限定されず、例えば川砂利、砕石、スラグ砕石等を使用することができる。細骨材の大きさ及び含有量は、特に限定的ではなく、構造物に応じて適宜設定すれば良い。
【００２４】
粗骨材としては、特に限定されず、例えば川砂利、砕石、スラグ砕石等を使用することができる。粗骨材の大きさ及び含有量は、特に限定的ではなく、構造物に応じて適宜設定すれば良い。
【００２５】
混和材としては、特に限定されず、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、膨張材等を使用することができる。混和材の含有量は、特に限定されず、目的とする繊維補強セメント硬化体の性能に応じて適宜設定すれば良い。
【００２６】
混和剤としては、特に限定されず、例えば減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤等を使用することができる。混和剤の含有量は、特に限定されず、目的とする繊維補強セメント硬化体の性能に応じて適宜設定すれば良い。
【００２７】
水としては、特に限定されず、例えば上水道水、地下水、河川水、湖沼水及び工業用水道水等を使用することができる。水の含有量は、特に限定されないが、水セメント比で３０〜６０％とすることが望ましい。前記範囲内に設定することにより、セメント混練物の層と繊維質層の一体性がより向上する。
【００２８】
上記各構成材料を混練する際の混練方法としては、特に限定されず、例えば手練り、ハンドミキサによる混練等従来から行われている混練方法により混練すれば良い。また、上記各構成材料の添加順序、混練時間等は特に限定されない。
【００２９】
セメント混練物を充填する場合、繊維質層が実質的に保持されるように充填すればよい。換言すれば、容器底部に配した繊維質物質の位置ずれによる不均一さが生じないよう、穏やかな条件で充填を行う。
【００３０】
第２工程では、セメント混練物を充填する時及び／又は充填後に振動を加えることが望ましい。振動を与えることによって、容器底部の繊維質層の繊維質物質の一部又は全部が移動し、セメント混練物の層と繊維質層の一体性が向上するとともに、繊維質物質に対するコンクリートのかぶりが形成されやすくなる。すなわち、繊維質層の繊維質物質どうしの間隙にセメント混練物が入り込み、その領域に繊維質物質とセメント混練物との複合領域が形成される。これによって、目的とする繊維補強コンクリートを効果的に得ることができる。
【００３１】
振動を加える方法は、公知の手段（装置）を用いて実施すれば良い。例えば、バイブレーター、超音波発生器等振動を発生する装置を容器（型枠）に接触させる方法、木槌等により容器を叩く方法等が挙げられる。また、これらの方法は、２つ以上を組み合わせても良い。上記振動を加える方法の中でも、特にバイブレーターを型枠に接触させることが好ましい。前記バイブレーターはセメント混練物の成分、１時間当りの最大打込み量等を考慮して、その都度選定すればよい。
【００３２】
振動時間は限定されないが、例えばバイブレーターを用いるときは５〜３０秒程度が好ましい。
複合領域の厚さは、所望の強度、剥落防止性能等に応じて適宜設定すれば良いが、通常５〜５０ｍｍ程度が好ましい。
【００３３】
複合領域中の繊維質物質の量は、特に限定されないが、０．１〜１．０体積%が好ましく、０．２〜０．４体積%がより好ましい。上記範囲内に設定することよって、より確実に複合領域を形成することができる。
【００３４】
第３工程
第３工程では、前記セメント混練物を養生硬化する。このときの養生条件は特に限定されるものではなく、例えば一般に行われている湿熱養生、オートクレーブ養生等の手法を行えば良い。これらは、養生されるセメント混練物の組成、目的とする建築構造物の種類等に応じて適宜決定すれば良い。養生硬化後は、形成された繊維補強コンクリートから容器（型枠）を取り外せば良い。
【実施例】
【００３５】
以下に、実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００３６】
＜実施例１＞
以下の要領で繊維補強コンクリートを製造した。
【００３７】
まず、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製）３１５重量部、細骨材（野洲側産、ＦＭ：２．９０）８６５重量部、粗骨材（高槻産、ＦＭ：６．８７）９５４重量部、水道水１７３重量部を強制二軸式ミキサにて９０秒間混練してセメント混練物を調製した。
【００３８】
次に、ポリプロピレン繊維（比重０．９１、厚さ０．３８ｍｍ×幅１．１７ｍｍ×長さ３０ｍｍ）４１．２ｇを縦５０ｃｍ×横５０ｃｍ×高さ２０ｃｍの上面が開口した直方体状の鋼製型枠の底面に均質となるように敷きつめて繊維質層を形成した（図２（ａ））。そして、繊維質層の上から前記セメント混練物の一部を静かに流し込んだ後、型枠バイブレータにて６０秒程度振動を加え、繊維質物質及びセメント混練物を含む複合領域（繊維質物質量０．３体積％）を形成した（図２（ｂ））。なお、前記複合領域は高さを底面から５ｃｍになるよう調整した。さらに、その上からセメント混練物の残りを流し込んで型枠の残りの空間を満たし、型枠バイブレータにて４５秒程度振動を加えた後、表面をコテで慣らして成型した（図２（ｃ））。
【００３９】
これを２０℃で２４時間湿潤養生した後脱型し、２０℃で２８日間水中養生して繊維補強コンクリートを得た。
【００４０】
当該繊維補強コンクリートの表面及び断面を観察した結果、セメント混練物と繊維質物質の一体性は良好であり、繊維質物質に対するにコンクリートのかぶりも良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の製造方法により橋脚を補強する例を示す図（正面図）である。
【図２】本発明の製造方法の工程例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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