(57)【要約】      （修正有）【課題】環境に優しく、流動性に優れたスラリーを形成することができ、かつ、所定の強度及び電気抵抗率を有する硬化体を製造することができ、さらに、容易に調製することができる接地抵抗低減材、及びそれを用いた接地工法を提供する。【解決手段】セメント及びフライアッシュを有効成分として含有し、電解質成分を実質的に含まない接地抵抗低減材は、環境に優しく、流動性に優れたスラリーを形成することができ、所定の強度及び電気抵抗率を有する硬化体を製造することができる。また、上記接地抵抗低減材を用いた接地工法により、接地抵抗を効率よく低減させることが可能になる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント及びフライアッシュを有効成分として含有し、電解質成分を実質的に含まないことを特徴とする接地抵抗低減材。
【請求項２】
前記セメントの重量割合が２０％〜５０％の範囲内であり、前記フライアッシュの重量割合が８０％〜５０％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の接地抵抗低減材。
【請求項３】
さらに、鋳物廃砂を含有することを特徴とする請求項１に記載の接地抵抗低減材。
【請求項４】
前記セメントの重量割合（Ａ）が２０％〜４０％の範囲内であり、前記フライアッシュの重量割合（Ｂ）が３０％〜５０％の範囲内であり、前記鋳物廃砂の重量割合が（１００−Ａ−Ｂ）％であることを特徴とする請求項３に記載の接地抵抗低減材。
【請求項５】
前記セメントが高炉Ｂ種セメントであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の接地抵抗低減材。
【請求項６】
地面を掘削することにより形成した穴に前記接地極を設置し、
セメント及びフライアッシュを有効成分として含み、電解質成分を実質的に含まない配合物を水と混練したスラリーを前記接地極の周辺に流し込んで固化することを特徴とする接地工法。
【請求項７】
前記配合物に対して前記セメントの重量割合が２０〜５０％の範囲内であり、前記配合物に対して前記フライアッシュの重量割合が８０〜５０％の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の接地工法。
【請求項８】
前記配合物は、さらに鋳物廃砂を含有することを特徴とする請求項６に記載の接地工法。
【請求項９】
前記配合物に対して前記セメントの重量割合（Ａ）が２０％〜４０％の範囲内であり、前記フライアッシュの重量割合（Ｂ）が３０％〜５０％の範囲内であり、前記鋳物廃砂の重量割合が（１００−Ａ−Ｂ）％であることを特徴とする請求項８に記載の接地工法。
【請求項１０】
前記セメントが高炉Ｂ種セメントであることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の接地工法。
【請求項１１】
前記セメントの重量に対して１．５〜２．５倍量の範囲内の水を用いることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の接地工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接地抵抗低減材、及びそれを用いた接地工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器・避雷器等を取り付けた鉄塔や電柱および家屋等の建設時において、規定の接地抵抗値に適合させるため、棒状電極、板状電極等の接地極や接地抵抗低減材などが用いられている。
【０００３】
従来、接地抵抗低減材としては、カーボンファイバーを用いた接地抵抗低減材（例えば、特許文献１参照）や、電解質成分を含んだ接地抵抗低減材（例えば、特許文献２参照）などが開発されている。
【０００４】
しかしながら、上述のカーボンファイバーは骨材をカーボンブラックにより表面を被覆したものであるため、それを含む接地抵抗低減材のスラリーは流動性が悪く、結果として大地との接触面積が少なくなり、接地抵抗の低減効果が十分に得られないという問題があった。また、カーボンファイバーを用いた接地抵抗低減材の硬化体は、強度が弱く、耐久性に欠けるとの指摘がなされている。さらに、骨材をカーボンブラックにより表面を被覆するという加工が必要となることから、接地抵抗低減材の調製に時間を要し、安価に調製することができないという問題があった。
【０００５】
一方、上述の電解質成分は、塩化アルカリ、硫酸アルカリ、硝酸アルカリなどの無機塩類であるため、それを含んだ接地抵抗低減材の硬化体から土中に電解質成分が流出し、環境に悪影響を及ぼすのではないかと懸念されている。
【特許文献１】特開平１１−２６０５１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、接地抵抗低減材を利用した接地工事において、接地抵抗低減材の硬化体自体の導電性よりも、硬化体の構造の緻密さ、硬化体と大地との接触面積、及び接地極を設置する周辺の土中における間隙部分や亀裂部分が抵抗値の変化に大きく影響すると考えられている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、環境に優しく、流動性に優れたスラリーを形成することができ、かつ、所定の強度及び電気抵抗率を有する硬化体を製造することができ、さらに、容易に調製することができる接地抵抗低減材、及びそれを用いた接地工法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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、まず、セメント及びフライアッシュのみからなる配合物を水で混練したスラリーを室温で乾燥し、得られた供試体の強度及び接地抵抗の指標となる電気抵抗率を調べた。その結果、得られた供試体が強度及び電気抵抗率において十分に満足できるものであることがわかった。このことから、フライアッシュ自体が導電性を有し、フライアッシュがセメントと混合することにより緻密な構造をとることが示唆された。また、上記供試体は、７日材齢と１０日材齢において電気抵抗率が変化しなかったことから、乾燥による電気抵抗の増加はないものと考える。このことから、上記供試体は乾湿の影響を受けにくいものであることが示唆された。
【０００９】
そこで、本発明者らは、上記スラリーの流動性が優れているかどうかを確認するために流動性試験を行った。その結果、上記スラリーが流動性において優れていることが明らかになった。このことから、大地との接触面積を増加させ、接地極を設置する周辺の土中における間隙部分や亀裂部分を塞いで、接地抵抗を効率よく低減できることが示唆された。
【００１０】
次に、本発明者らは、セメント及びフライアッシュの量を減らし、多量に鋳物廃砂を混合した混合物を用いて供試体を作製し、供試体の強度及び電気抵抗率を調べた。その結果、セメント及びフライアッシュのみからなる配合物を用いて作製した供試体とほぼ同様の電気抵抗率であるにもかかわらず、圧縮強度が著しく増加することがわかった。このことから、鋳物廃砂はフライアッシュに比べ導電性は劣るものの、供試体の強度を増加させるのに有用であることが示唆された。本発明者らは、このような知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係る接地抵抗低減材は、セメント及びフライアッシュを有効成分として含有し、電解質成分を実質的に含まないことを特徴とする。この場合において、セメントの重量割合が２０％〜５０％の範囲内であり、フライアッシュの重量割合が８０％〜５０％の範囲内であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る接地抵抗低減材は、さらに鋳物廃砂を含ませることとしてもよい。この場合において、セメントの重量割合（「Ａ」とする。）が２０％〜４０％の範囲内であり、フライアッシュの重量割合（「Ｂ」とする。）が３０％〜５０％の範囲内であり、鋳物廃砂の重量割合が（１００−Ａ−Ｂ）％であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る接地工法は、地面を掘削することにより形成した穴に前記接地極を設置し、セメント及びフライアッシュを有効成分として含み、電解質成分を実質的に含まない配合物を水と混練したスラリーを前記接地極の周辺に流し込んで固化することを含む。この場合において、セメントの重量割合は配合物に対して２０〜５０％の範囲内であり、フライアッシュの重量割合は配合物に対して８０〜５０％の範囲内であることが好ましい。なお、前記配合物に、例えば、鋳物廃砂などの他の材料を含ませることとしてもよい。前記配合物に鋳物廃砂を含ませる場合には、セメントの重量割合（「Ａ」とする。）を配合物に対して２０％〜４０％の範囲内とし、フライアッシュの重量割合（「Ｂ」とする。）を配合物に対して３０％〜５０％の範囲内とし、鋳物廃砂の重量割合を配合物に対して（１００−Ａ−Ｂ）％とすることが好ましい。また、配合物はセメントの重量に対して１．５〜２．５倍量の範囲内の水と混練することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、環境に優しく、流動性に優れたスラリーを形成することができ、かつ、所定の強度及び電気抵抗率を有する硬化体を製造することができ、さらに、容易に調製することができる接地抵抗低減材、及びそれを用いた接地工法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記知見に基づき完成した本発明を実施するための形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。
【００１６】
上述のように、実質的に電解質成分を含んでおらず、セメント及びフライアッシュを含む配合物は、水と混練することにより流動性に優れたスラリーを形成することが明らかになった。従って、地面に形成した穴に設置した接地極を覆うように前記スラリーを流し込んで固化する接地工法により、地中における間隙部分や亀裂部分に前記スラリーを侵入させることができるようになり、その後固化することによって、その硬化体と大地との接触面積を増加させ、もって接地抵抗を効率よく低減させることが可能になると考えられる。また、前記硬化体は所定の強度及び電気抵抗率を有することから、前記配合物は接地抵抗低減材として有用であるといえる。
【００１７】
このように、本発明に係る接地抵抗低減材の硬化体は、所定の強度を発現することから、硬化体の劣化を防止するとともに接地極の劣化を防止することができ、硬化体の耐久性の向上も期待できる。また、硬化体の上部（地表部）に電気設備、避雷設備、その他の建物を設置しても硬化体が破壊することなく、硬化体に含まれる成分の溶出を防止することも期待できる。
【００１８】
さらに、本発明に係る接地抵抗低減材は、環境に悪影響を及ぼす電解質成分を含んでおらず、また、乾燥したセメントやフライアッシュ等を単に混合することにより調製可能であることから、環境面や経済面において優れた材料であるということができる。
【００１９】
ここで、本発明に係る接地抵抗低減材に含ませるセメントとしては、例えば、ポルトランドセメント（例えば、普通ポルトランドセメントなど）、アルミナセメント（例えば、石灰アルミナセメントなど）、高炉セメント（例えば、高炉Ｂ種セメント（高炉セメントＢ種ともいう。）など）、若しくはポゾランセメント（例えば、フライアッシュセメント、シリカセメントなど）、又はこれらの混合物等の公知のセメントを用いることができるが、六価クロム等の環境（土壌）汚染物質を溶出しない高炉Ｂ種セメントを用いることが好ましい。
【００２０】
なお、本発明に係る接地抵抗低減材がセメント及びフライアッシュのみからなる場合には、セメントの重量割合が２０％〜５０％、すなわち、フライアッシュの重量割合が８０％〜５０％の範囲内であることが好ましい。セメントの重量割合が２０％未満の（フライアッシュの重量割合が８０％より多い）接地抵抗低減材を用いた場合には、セメント量が少ないため十分な強度が得られないからである。一方、セメントの重量割合が５０％より多い（フライアッシュの重量割合が５０％未満の）接地抵抗低減材を用いた場合には、コスト高となるからである。
【００２１】
本発明に係る接地抵抗低減材には、セメント及びフライアッシュ以外に、例えば、鋳物廃砂やスラグなどを含ませることとしてもよい。鋳物廃砂においては、上述のように、セメントの量を実質的に削減することができ、また、硬化体の強度を増強させることができる点で好ましいが、スラグにおいては、セレンやフッ素等の環境汚染物質の土壌への溶出が懸念されるため、実質的に含ませないことが好ましい。
【００２２】
ここで、本発明に係る接地抵抗低減材に鋳物廃砂を含ませる場合には、セメントの重量割合（「Ａ」とする。）が２０％〜４０％の範囲内であり、フライアッシュの重量割合（「Ｂ」とする。）が３０％〜５０％の範囲内であり、鋳物廃砂の重量割合が１００−Ａ−Ｂ％であることが好ましい。このように、鋳物廃砂を接地抵抗低減材に用いることにより、従来、産業廃棄物として捨てていた鋳物廃砂を有効に利用することが可能となる。
【００２３】
なお、本発明に係る接地抵抗低減材を用いて接地工法を行う場合には、接地抵抗低減材に含まれるセメントの重量に対して１．５〜２．５倍量の範囲内の水と混練したスラリーを用いることが好ましい。水の量が少ないと十分な流動性が得られず、地中の間隙部分や亀裂部分にスラリーが挿入しない場合が生じ、かえって接地抵抗の低減が図れないからである。一方、水の量が多いとスラリーの乾燥が遅くなり、十分な強度を得るのに時間がかかるという問題が考えられるからである。
【実施例】
【００２４】
以下に本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、これらの実施例は本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２５】
［実施例１］
表１に示す単位量で、普通ポルトランドセメント（密度：3.16 g/cm3）、フライアッシュ（密度：2.20 g/cm3）、鋳物廃砂（小月製鋼所から供与、密度：6.91 g/cm3）等を配合して各配合物を調製した。その後、表１に示す単位量で、水を各配合物に加えてミキサーで混練し、型枠（φ100mm×200mm）を使用しＪＩＳ Ａ １１３２の方法に準拠して供試体を作製した。その後、各配合物の供試体の２８日材齢の圧縮強度をＪＩＳ Ａ １１０８の方法に準拠して測定した。その結果を図１に示す。図１に示すように、各配合物の供試体は使用するのに適した強度（２８日材齢で２Ｎ／mm2以上とする。）を満足するものであることが明らかになった。
【表１】
2006147509.tif 000002
【００２６】
［実施例２］
次に、実施例１の方法により混練し、型枠（φ50mm×100mm）に流し込み、室温にて乾燥して各配合物の供試体を作製した。その後、各配合物の供試体（７日材齢及び１０日材齢）の電気抵抗率を、交流ブリッジ（横河・ヒューレット・パッカード株式会社製）を用いて測定した。その結果を図２に示す。図２に示すように、各供試体ともに７日材齢と１０日材齢において電気抵抗率がそれ程変化しないことが明らかになった。
【００２７】
［実施例３］
また、実施例１で用いた配合物のスラリーが流動性に優れているかどうかを確認するために、土木学会規準（ＪＳＣＥ−Ｆ ５２１）の方法（Ｐ漏斗による方法）に準じて流動性テストを行った。なお、本実施例では、六価クロムを溶出しないとされている高炉Ｂ種セメント（密度：3.04 g/cm3）を普通ポルトランドセメントに代えて使用した。
【００２８】
単位量で、セメントが274 kg/m3、フライアッシュが475 kg/m3、鋳物廃砂が373 kg/m3となるようにそれぞれを配合した後、単位量で620 kg/m3となるように水を加えてミキサーで混練し、形成したスラリー1725 mLを用いてＰ漏斗を流下する時間を測定した。その結果、流下時間は58.62秒であった。このことから、上記スラリーは優れた流動性を有することが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例において、実施例１により作製した各配合物の供試体の圧縮強度を測定した結果を示す図である。
【図２】本発明の一実施例において、実施例１により作製した各配合物の供試体（７日材齢及び１０日材齢）の電気抵抗率を測定した結果を示す図である。
【図１】
2006147509.tif 000003
【図２】
2006147509.tif 000004