(57)【要約】【課題】この発明は、意匠性を考慮し、間伐材や廃棄物を構成材あるいは材料として利用することが可能なコンクリート製品を低コストで提供することを課題とする。【解決手段】上記の課題を解決するために、本発明に係る意匠性コンクリートパネル１は、コンクリートパネル本体２と、コンクリートパネル本体２の表面に設けられた溝３と、この溝３に取り付けられる棒状化粧部材４を有し、棒状化粧部材４として間伐材を取り付け部材により着脱可能５に取り付けることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートパネル本体と、コンクリートパネル本体の表面に設けられた溝と、この溝に取り付けられる棒状化粧部材を有する意匠性コンクリートパネル。
【請求項２】
棒状化粧部材が取り付け部材により着脱可能に取り付けられている請求項１に記載の意匠性コンクリートパネル。
【請求項３】
棒状化粧部材が間伐材を素材とする請求項１または請求項２に記載の意匠性コンクリートパネル。
【請求項４】
コンクリートパネル本体は水セメント比が２５％〜４０％のモルタルより造成され、製紙スラッジ焼却灰造粒砂が細骨材として全体積の４０〜５０％含まれている請求項１から請求項３のいずれかに記載の意匠性コンクリートパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠性を考慮したコンクリートパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設業では、大型機械による合理化施工、部材のプレキャスト化による工期短縮、品質確保が進められている。型枠工事においてもコンクリート養生後も型枠を取り外さない、いわゆるプレキャスト型枠（残存型枠）工法が用いられることがある。この工法により型枠解体の手間が省け、表面のジャンカ、気泡、コールドジョイント等の施工上の初期欠陥をなくすことができる。プレキャスト型枠板として特許文献１がある。
【０００３】
また、環境負荷低減技術の開発が各分野で活発に行なわれている。特に我が国は資源に乏しいこともあり、廃棄物の再資源化や未利用エネルギーの開発技術が進んでいる。以下に、間伐材、廃ガラス、廃プラスチックおよび焼却灰の利用に関する従来の技術について説明する。
【０００４】
地球温暖化対策として、森林による二酸化炭素吸収がある。森林に効率よく二酸化炭素を吸収するには、森林を整備し主伐材や間伐材を利用した市場経済の循環を実現し、林業の生産活動を活性化する必要がある。間伐材の利用方法についても様々な提案があり、例えば間伐材とコンクリートを組み合せた利用方法として特許文献２がある。
【０００５】
特許文献２では、連続空隙を有するポーラスコンクリートと間伐材を輪切りにした柱状の間伐材を組み合わせ、主に水平な地盤や傾斜した法面に敷設する植生コンクリート基盤について記載されている。間伐材が次第に腐敗し微生物や菌類の養分になることによって草木の生育を促進するなど植生を目的としたコンクリート基盤および法面構造工法である。
【０００６】
廃ガラスは、粉砕後カレットとし、コンクリート二次製品やアスファルト舗装に混ぜて利用されている例があるが、付加価値が少なく用途に限界がある。
【０００７】
廃プラスチックは、固形燃料などの熱源として利用されるサーマルリサイクルと、粉砕、溶融、成型の工程を経てリサイクル製品化されるマテリアルリサイクルが進んでいる。廃プラスチックリサイクル製品は園芸用、測量用杭等として用いられているが、付加価値が少なく用途が限られている。
【０００８】
一方、各産業の製造工場から排出される焼却灰の一つに製紙スラッジ焼却灰がある。製紙スラッジ焼却灰は一部セメントの原料として再資源化されているが、残りの殆どは埋立処分されている。近年、焼却灰の有効利用技術として、焼却灰に結合材を加え造粒固化し、路盤材や土質改良材等の地盤材料への利用やコンクリート用人工軽量骨材としての研究開発がされている。造粒固化体を用いた軽量モルタルまたはコンクリートについて特許文献３がある。
【０００９】
特許文献３では製紙スラッジ焼却灰にセメント、生石灰および水を加え造粒し、水蒸気養生により水熱固化処理を行いコンクリート骨材としての利用することを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１２８１５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４４８２号公報
【特許文献３】特開２００７−１５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１などに記載されているような、プレキャスト型枠工法は、橋梁橋脚工事、ダム工事等大型工事での使用実績が多く、高強度高機能である反面、高価であるため、小規模工事で使用されることは少ない。一般の工事で普及するには、必要とされる性能を確保した上で低コスト化を図る必要がある。
【００１２】
特許文献３に記載されている造粒固化体を用いた軽量モルタルまたはコンクリートでは、水熱固化処理は高温・高圧環境を実現する設備が必要となる他、エネルギーを消費するため製品コストが大きくなり、従来材料と比較した場合コストメリットが少ない。
【００１３】
また、非焼成造粒固化体は固化体自身の強度に限界があり、一般に使用されている岩石由来の骨材に比べ強度が劣る。従って使用用途が限られ、実用化に至る具体的な製品開発はなされていないのが実状である。
【００１４】
製紙スラッジ焼却灰造粒砂は軽量で吸水率が高い特徴がある。これらの値はＪＩＳＡ５３０８「レディーミクストコンクリート」の骨材の品質規格を大きく逸脱するため、ＪＩＳに定めるレディーミクストコンクリート用材料としては使用できない。現状の制度・規格ではコンクリート二次製品への利用に限られている。
【００１５】
以上、間伐材、廃ガラス、廃プラスチックおよび焼却灰については様々な利用方法が検討されているが、利用促進や普及は現在のところ十分な状況ではない。その原因として、従来材料に比べ品質が劣ること、品質を向上させるために設備やエネルギーを投入することによりコストメリットが少なく価格競争力が乏しいことが挙げられる。
【００１６】
廃棄物の再資源化を促進するには、各素材の特徴を活かし、材料を組み合わすなど、新たな視点から製造方法を含めた製品の低コスト化を実現し、社会に需要のある製品を開発する必要がある。
【００１７】
市街地において、コンクリート打ち放しの壁面は、商業施設や宅地の外壁、道路擁壁、建築物等あらゆる場所で見られる。しかしながら意匠やデザインを工夫している例は少なく、コンクリート表面に気泡等の凹凸が多い場合、埃や汚れにより表面が黒ずんで景観を損ねている場合も見られる。景観向上に寄与する性能は、近年コンクリート構造物に要求される性能として重要視されてきている。しかし、特許文献１〜３のいずれにも、コンクリートパネルなどの外観を向上さることについての記載はない。
【００１８】
この発明は、意匠性を考慮し、間伐材や廃棄物を構成材あるいは材料として利用することが可能なコンクリート製品を低コストで提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る意匠性コンクリートパネルは、コンクリートパネル本体と、コンクリートパネル本体の表面に設けられた溝と、この溝に取り付けられる棒状化粧部材を有する。棒状化粧部材が取り付け部材により着脱可能に取り付けられていることが好ましい。棒状化粧部材としては、たとえば間伐材を素材とすることができる。また、コンクリートパネル本体は水セメント比が２５％〜４０％のモルタルより造成され、製紙スラッジ焼却灰造粒砂が細骨材として全体積の４０〜５０％含まれているものとし、製紙スラッジ焼却灰を資源として利用することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
溝の形状や固定する材料は任意に組み合わせることができる。意匠性を考慮し壁状構造物に適用することにより、景観や美観の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】意匠性コンクリートパネルの例を示す斜視図である。
【図２】棒状化粧部材の取り付け部を示す拡大断面図である。
【図３】造粒砂の配合割合と圧縮強度および曲げ強度の関係を示すグラフである。
【図４】モルタルの熱伝導率と単位体積質量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は意匠性コンクリートパネルの例を示す斜視図、図２は棒状化粧部材の取り付け部を示す拡大断面図である。
【００２３】
意匠性コンクリートパネルは、略平板状のコンクリートパネル本体２を有する。このコンクリートパネル本体２の寸法については特に限定はなく、用途や使用場所、求められる強度などに合わせて適宜選択すればよい。
【００２４】
コンクリートパネル本体２の一方の面には、複数の溝３が平行に設けられている。そして、この溝３には棒状化粧部材４が取り付けられる。ここで、棒状化粧部材４はコンクリートパネル本体２とは異なる素材・外観を有するものであり、断面形状は求められる外観や素材によって自由に選択できる。
【００２５】
この例においては、間伐材を加工して長方形状の棒材としたものを棒状化粧部材として使用している。そして、溝３も棒状化粧部材４とほぼ同じ断面形状になっており、溝３の中に棒状化粧部材４が納まるようになっている。溝３の幅と溝同士の隙間はほぼ同じに設定されている。したがって、全ての溝３に棒状化粧部材４を取り付けたとき、表面にはコンクリート面と棒状化粧部材４の面が交互に縞状に現れる。この例では、間伐材加工品を用いているので、コンクリートと木材の縞模様が表れる。これは、これまでのコンクリートパネルとは全く異なる概観であり、また、木材だけの面とも異なる。
【００２６】
棒状化粧部材４は取り付け部材５により着脱可能に取り付けられている。ここでは、ボルトを取り付け部材として使用している。そして、棒状化粧部材４と同じ色の蓋６を取り付け部材５の上にかぶせている。
【００２７】
棒状化粧部材として間伐材加工木材をコンクリートパネル本体２の溝３に固定することにより、木質材料の吸湿性よりさらに断熱性能およびヒートアイランド現象緩和効果が実現できる。
【００２８】
棒状化粧部材として間伐材加工木材を用いることによって、釘など固定金物を容易に間伐材加工木材に打ち込むことができ、例えば園芸用品等を設置することが可能となる。
【００２９】
溝３に間伐材加工木材を固定する場合、適宜着色や防腐処理を施して用いるが、長年の紫外線や乾湿の繰返しによる表面の変色や腐食が生じた場合は、取り付け部材５を解除することにより交換等のメンテナンスが容易にできる。
【００３０】
棒状化粧部材として廃ガラス加工品や廃プラスチック加工品を使用する場合も同様に、表面の変色や劣化が生じた場合は、取り付け部材５を解除することにより取替え等のメンテナンスが容易にできる。
【００３１】
溝３に固定する材料は容易に取り外せることから、解体時の分別収集が容易であり、例えば間伐材はチップ材に、廃プラスチック加工品は熱源利用などに再利用できる。
【００３２】
つぎに、コンクリートパネル本体２について説明する。本発明の意匠性コンクリートパネル１の基盤となるコンクリートパネル本体２の材料には一般に使用されている岩石由来の砂利や砂等の材料を用いて製造できるが、廃棄物からなる材料も適切な配合にすることにより使用が可能である。
【００３３】
これにより、さらに廃棄物の有効利用が図られる。例えば、製紙産業より排出される製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を用いた場合、造粒砂が軽量であることと吸水率が大きいことから、基盤となるコンクリート部材の大幅な軽量化と吸水性の向上が図られる。またこれにより断熱性および遮音性等に優れた性能が付加される。以下に製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を用いた場合の具体的な例について説明する。
【００３４】
製紙スラッジ焼却灰に含まれる重金属類の溶出の危険性は固化材を加えて造粒することにより解消されるが、これらをセメントを用いて固化することにより、より安全なものとなる。
【００３５】
製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を使用した場合、一般の岩石由来の骨材を使用した場合に比べ軟質であるため、一般の電動工具で切断、削孔等の加工が容易にできる。
【００３６】
製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を全体積の半分程度使用した場合、単位体積質量は１．７ｇ／ｃｍ3程度であり、一般に使用される岩石由来の骨材を使用した場合に比べ約３割軽量化が図れる。
【００３７】
製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を全体積の半分程度使用した場合、雨水等の水分を吸収し乾燥時に蒸発により気化熱を奪うことで周囲の空気を冷却する。都市部で問題となっているヒートアイランド現象緩和対策に有効である。
【００３８】
製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を配合してプレキャスト型枠（残存型枠）として使用した場合、打込まれるコンクリート中のブリーディング水等の余剰水分を吸収し、その水分をコンクリート製品が保持することにより内部に打込まれたコンクリートの湿潤状態が保たれる。よって初期の養生条件が最適になり密実なコンクリートが形成されコンクリート構造物の長寿命化が図れる。
【００３９】
吸水率の高い多孔質な製紙スラッジ焼却灰の造粒砂を全体積の半分程度使用すると、熱伝導率が一般に使用される岩石由来の骨材を使用した場合に比べ約３分の１の値となり、断熱性に優れる。
【００４０】
ここで、コンクリートの材料について説明する。
【００４１】
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、高炉セメントB種が挙げられる。色調を考慮し必要とされる強度が得られる範囲でホワイトセメントを用いても良い。
【００４２】
骨材としては、一般に使用されている川砂、海砂、山砂、砕砂および水砕スラグ等の細骨材が挙げられる。また試験により所要の品質を確認できれば廃棄物由来の材料を使用しても良い。
【００４３】
練り混ぜ水は、水道水を使用することを標準とする。
【００４４】
補強材として、ひび割れの発生、剥落防止を目的に補強繊維を配合する。補強繊維としてはポリプロピレン繊維やPETボトルから再生されるPET繊維等が挙げられる。
【００４５】
混和剤としては、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤および高性能ＡＥ減水剤が挙げられる。
【００４６】
ついで、材料の配合について説明する。一般の骨材を使用する場合、質量比でセメント：細骨材＝１：２〜１：３、水セメント比は４０〜５０％の範囲で所要の品質を有する性状のモルタルが得られる。混和材料の使用量は試験により定めるのが良い。
【００４７】
コンクリートパネル本体の製造方法を説明する。練混ぜに用いるミキサーは、通常のコンクリートの練混ぜに用いられるどのタイプでもよく、例えば、オムニタイプミキサー、パンタイプミキサー、二軸ミキサー等が用いられる。一般には、材料を一括してミキサーに投入して1分以上練混ぜる。
【００４８】
次に、上記の練混ぜたモルタルを所定の型枠内に投入する。型枠には固定用金物等、必要な埋設物を設置しておく。振動機により振動成形を行い、振動時間は、おおよそ１０〜３０秒である。養生は、通常の蒸気養生や湿空養生を行えばよく、特に限定されるものではない。
【００４９】
打設後適当な時間内に洗い出し処理することにより、表面の吸水性が向上する。また、残存型枠として使用する場合、打込まれるコンクリートとの付着性が向上し一体化する。
【００５０】
製紙スラッジ焼却造粒砂を使用した例について説明する。造粒砂の表乾判定はＪＩＳＡ１１３４構造用軽量骨材の密度および吸水率試験によって求める。
【００５１】
配合は、水セメント比は２５〜４０％で、製紙スラッジ焼却灰造粒砂は全体積の４０〜５０％用いる。補強繊維はポリプロピレン繊維の場合、全体積の０．１〜０．２％、ＰＥＴ繊維の場合０．５〜２％混入する。流動性を高性能減水剤および高性能ＡＥ減水剤を適宜用いて調整する。配合例を表１に示す。
【表１】
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【００５２】
練混ぜに用いるミキサーや練混ぜ方法、型枠への投入や養生などは、前述の一般の骨材の例と共通とすることができる。図３は造粒砂の配合割合と圧縮強度および曲げ強度の関係を示すグラフ、図４は、モルタルの熱伝導率と単位体積質量の関係を示すグラフである。硬化したモルタルの性状について、W／C＝３０％で造粒砂を全体積の５０％用いた場合圧縮強度４５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度６．５Ｎ／ｍｍ2が得られた。単位体積質量は１．７ｇ／ｃｍ3で一般のモルタルに比較して約３割軽量である。熱伝導率は０．６Ｗ／ｍ・ｋであり一般のモルタルの約３分の１である。
【符号の説明】
【００５３】
１．意匠性コンクリートパネル
２．コンクリートパネル本体
３．溝
４．棒状化粧部材
５．取り付け部材
６．蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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