(57)【要約】【課題】人為的にひび割れを塞ぐ必要のないコンクリートポールを提供する。【解決手段】一方の端部が所定の長さ地中に埋設されるコンクリートポール１０１であって、コンクリートポール１０１は、コンクリートを自己修復する微生物を含み、当該コンクリートポールの部位によって微生物の含有量が異なり、コンクリートポール１０１の鉛直方向と直交する方向の断面は、上記の微生物を含むコンクリート３０と上記の微生物を含まないコンクリート２０の2層で構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部が所定の長さ地中に埋設されるコンクリートポールであって、
前記コンクリートポールは、コンクリートを自己修復する微生物を含み、当該コンクリートポールの部位によって前記微生物の含有量が異なる
ことを特徴とするコンクリートポール。
【請求項２】
地表面に当たる部分から所定の長さの範囲は、前記微生物を含むコンクリートで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートポール。
【請求項３】
鉛直方向と直交する方向の断面は、前記微生物を含むコンクリートと前記微生物を含まないコンクリートの2層で構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートポール。
【請求項４】
前記コンクリートポールを構成する鋼材は、前記微生物を含むコンクリートで覆われる
ことを特徴とする請求項３に記載のコンクリートポール。
【請求項５】
一方の端部が所定の長さ地中に埋設されるコンクリートポールの製造方法であって、
コンクリートを自己修復する微生物を含むコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程と、
前記微生物を含まないコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程と
を行うことを特徴とするコンクリートポールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電柱に用いられるコンクリートポールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートポールは、例えば電柱に用いられる。電柱の仕様は、ＪＩＳ規格（JIS A 5372（非特許文献１））で規定されている。また、電柱の材料及び製造方法に関する事項は、ＪＩＳ規格（JIS A 5364（非特許文献２））で規定されている。
【０００３】
このように規定されたコンクリートポールは、熱収縮や、電線が揺れるなどしてコンクリートポールに曲げる方向の力が加わると、ひび割れが生じる。そして、コンクリートのひび割れは、雨水などが入って鉄筋を腐食させる。また、酸化反応で発生した水素によって鉄筋の脆化を進行させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】［平成３０年５月２８日検索］、「プレキャストコンクリート製品」認証基準書、インターネット＜URL: http://www.jisc.go.jp/pdfa8/PDFView/ShowPDF/1QIAAK2Ko_BeIcT7c4Fj＞
【非特許文献２】［平成３０年５月２８日検索］、「プレキャストコンクリート製品−材料及び製造方法の通則」、インターネット＜URL: http://www.jisc.go.jp/pdfb3/PDFView/ShowPDF/3gAAAGxNuzD-ML9rQTom＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉄筋の腐食や脆化が進行すると、コンクリートポールの曲げ強度が大きく低下する。曲げ強度が低下したコンクリートポールに、大きな張力が加わると、鉄筋が力に負けて破断し、コンクリートポールは倒壊する。コンクリートポールの劣化を遅らせるためには、コンクリートに生じたひび割れを出来るだけ早期に塞ぐ必要がある。
【０００６】
しかし、従来のコンクリートポールは自己修復機能がなく、人為的にひび割れを塞ぐことしか出来ないという課題がある、
本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、自己修復機能があり、人為的にひび割れを塞ぐ必要のないコンクリートポールとその製造方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】
【０００７】
本実施形態の一態様に係るコンクリートポールは、一方の端部が所定の長さ地中に埋設されるコンクリートポールであって、前記コンクリートポールは、コンクリートを自己修復する微生物を含み、当該コンクリートポールの部位によって前記微生物の含有量が異なることを要旨とする。
【０００８】
また、本実施形態の一態様に係るコンクリートポールの製造方法は、一方の端部が所定の長さ地中に埋設されるコンクリートポールの製造方法であって、コンクリートを自己修復する微生物を含むコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程と、前記微生物を含まないコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程とを行うことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、人為的にひび割れを塞ぐ必要のないコンクリートポールとその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】コンクリートポールに加わる力の例を模式的に示す図である。
【図２】コンクリートポールの製造方法の概略の工程例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るコンクリートポールの一部を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るコンクリートポールの製造方法の概略の工程例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の説明をする前に、コンクリートポールのひび割れの原因となるコンクリートポールに加わる力と、コンクリートポールの製造方法について説明する。
【００１２】
（コンクリートポールに加わる力）
図１は、コンクリートポールに加わる力の例を模式的に示す図である。図１に示すように、コンクリートポール１００の一方の端部は、所定の長さ地中に埋設される。そして、間隔を空けて配置されるコンクリートポール１００の間には、電話線等のケーブルが架けられる。０は地表面を表す。
【００１３】
コンクリートポール１００には、支線張力ＢＬＴ、ケーブル張力ＫＴ、及び構造物荷重ＫＯＬ等の力と、それらの反力となる抵抗力ＲＦが直接的に加わる。
【００１４】
ケーブル張力ＫＴは、積雪荷重ＳＬ、風圧荷重ＷＬ、及びケーブル荷重ＫＬ等が合わさってコンクリートポール１００を引っ張る力として生じる。一般的にケーブル張力ＫＴがコンクリートポール１００の曲げ強度よりも大きくなると、ひび割れが生じる。コンクリートポール１００のひび割れは、特に地表面０から1mの範囲に生じ易い。
【００１５】
（コンクリートポールの製造方法）
図２は、コンクリートポールの製造方法の概略の工程例を模式的に示す図である。
【００１６】
図２（ａ）は、コンクリートポールの骨組みとなる鋼材の組み立て工程を示している。図２（ａ）に示すように、複数の鋼材の円環と複数の鉄筋が溶接されて骨組み１０が形成される。
【００１７】
図２（ｂ）は、骨組み１０の周りに型枠４０を配置した工程を示している。型枠４０は、骨組み１０よりも大きな円周の円を二分割した半円形状である。型枠４０は、骨組み１０を、上下で挟む。
【００１８】
図２（ｃ）は、型枠４０で上下を挟まれた骨組み１０の内側に挿入した注入管５０からコンクリート２０を流し込む工程を示している。コンクリート２０は、骨組み１０の長さ方向に均等になるように流し込まれる。なお、図２（ｃ）では、流し込まれるコンクリート２０の固まりを1個しか表記していないが、実際にはもっと多い。
【００１９】
図２（ｄ）は、骨組み１０と型枠４０を固定した状態で、型枠４０を回転させてコンクリート２０をパイプ状に成形する工程を示している。骨組み１０と型枠４０が固定された状態で型枠４０が回転すると、骨組み１０の長さ方向に流し込まれたコンクリート２０は遠心力によって型枠４０の内側に貼り付いて一定の厚みを持ったパイプを形成する。
【００２０】
図２（ｅ）は、コンクリート２０の成形後に型枠４０を外した工程を示している。図２（ｅ）に示すように成形されたコンクリートポール１００の断面は、骨組み１０を内包したコンクリート２０のパイプである。この後、パイプの上下に蓋をすることでコンクリートポール１００は完成する。
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。複数の図面中同一のものに
は同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
【００２２】
〔第１実施形態〕
図３は、本発明の第１実施形態に係るコンクリートポールの一部を模式的に示す図である。図３の上の図は、コンクリートポール１０１の一部分を示す図である。下の図はグラフであり、横軸は上の図に対応する位置、縦軸はコンクリートの割合（%）である。
【００２３】
図３に示すコンクリート２０は一般的なコンクリート材料である。一方、コンクリート３０は、微生物を混入させた自己修復機能を持つコンクリート材料である。
【００２４】
自己修復機能を持つコンクリート材料は、例えば参考文献１（http://business,nikkeibp.co.jp/atcl/NBD/15/011200012/111400099/）に開示されている。このコンクリート材料は、耐アルカリの好気性芽胞形成菌を混入することでコンクリートの自己修復を実現している。
【００２５】
このコンクリート材料は、休眠させた細菌と、餌になる乳酸カルシウムを一緒に封じ込めたマイクロカプセルを含有する。コンクリートにひび割れが発生し、水と酸素が供給されると細菌が活動し、炭酸カルシウムを発生させてひび割れを修復する。最大幅約1mmのひび割れを約2ヶ月で自己修復できることが報告されている。
【００２６】
微生物を使ってコンクリートを自己修復させる方法は、比較的に大きなひびにも対応が可能であり、充填能力や結合力が強い。また、熱による影響を受け難いのでコンクリートとの相性が良い。
【００２７】
また、参考文献２（http://kenplatz.nikkeibp.co.jp/atcl/bldnews/15/041801322）には、バシラス属のバクテリアが乾燥すると胞子状の殻をまとい休眠状態で200年も生存し、高いアルカリ性の環境下でも死滅しないことが報告されている。
【００２８】
なお、細菌とバクテリアは同じである。以降においてこれらを微生物と称する。
【００２９】
コンクリートに、休眠状態の微生物とその栄養分である乳酸カルシウム（Ｃａ（Ｃ３Ｈ５Ｏ３）２）を混合して構造物を造る。その後、コンクリートにひび割れが発生し、水と酸素が供給されると、微生物が休眠状態から目覚めて活動を開始する。
【００３０】
微生物は、栄養分である乳酸カルシウムを分解し、二酸化炭素を排出する。このとき、炭酸カルシウムが生成され、この炭酸カルシウムがひび割れを埋める作用をする。
【００３１】
この反応は次の化学式で表せる。
【００３２】
Ｃａ（Ｃ３Ｈ５Ｏ３）２＋６０２>>>ＣａＣｏ３＋５ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ
ＣＯ２＋２（ＯＨ−）→ＣＯ３２−＋Ｈ２Ｏ
ＣＯ３２−＋Ｃａ２＋→ＣａＣＯ３
上記の反応が促進することによって、ひび割れが炭酸カルシウムで充填され、コンクリート内部への水分と酸素の侵入を防ぐことができる。
【００３３】
なお、上記の化学式と異なり、繊維状のかびを生成し、この繊維でひび割れを埋める方法が例えば参考文献３（http://ascii.jp/elem/000/001/546/1546696/）に開示されている。繊維状のかびを生成する微生物は、トリコデルマ・リーゼと呼ばれる。
【００３４】
図３に示すコンクリート３０は、これらの微生物含む。そして、図３の下の図に示すように、本実施形態に係るコンクリートポール１０１は、地表面０に当たる部分から所定の長さの範囲は、微生物が混入されたコンクリート３０で構成される。
【００３５】
このようにコンクリートポール１０１の地表面０に当たる部分から所定の長さの範囲は、微生物を含むコンクリート３０で構成される。また、コンクリートポール１０１は、コンクリートを自己修復する微生物を含み、当該コンクリートポールの部位によって微生物の含有量が異なる。
【００３６】
微生物が混入されたコンクリート３０は、通常のコンクリート２０よりもコストが高いので、ひび割れが生じ易い地表面０付近のみに使用する。このようにひび割れが生じ易い地表面０付近にコンクリートを修復する性質を持つ微生物が存在することで、地表面０付近にひび割れが生じてもコンクリート３０は自己修復することができる。
【００３７】
コンクリートポール１０１を製造する際は、2種類のコンクリート２０，３０を2本の注入管のそれぞれから注入するようにすれば良い。2本の注入管を型枠４０の中に1回挿入するだけで、所望の位置にそれぞれのコンクリートを注入することができる。したがって、大きくコストアップすることなく本実施形態に係るコンクリートポール１０１を実現することができる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
一般的なコンクリートは、初期乾燥による収縮があり、表面にひび割れが生じ易い。このような表面のひび割れ（乾燥ひび）は、コンクリートポールの劣化の要因となる。次に、コンクリートポールの表面を、微生物を混入させたコンクリートで構成した本発明の第２実施形態に係るコンクリートポールについて説明する。
【００３９】
図４は、本発明の第２実施形態に係るコンクリートポールの製造工程の一部を模式的に示す図である。図４に示すコンクリートポール１０２は、微生物を混入させたコンクリート３０を外側に、通常のコンクリート２０を内側に使用したものである。
【００４０】
図４（ａ）は、外側のコンクリート３０を整形する工程を示す。注入管５１から型枠４０内に微生物を混入させたコンクリート３０を注入する。注入後は、上記のように型枠４０に骨組みを固定した状態で、型枠４０を回転させる。そうすると、コンクリート３０は、型枠４０の内側に貼り付き一定の厚みを持ったパイプを形成する。
【００４１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す工程の後に、注入管５０からコンクリート３０のパイプ内に通常のコンクリート２０を注入する工程を示す。コンクリート２０を注入後、再び型枠４０を回転させる。図４（ｂ）では、型枠４０の表記を省略している。なお、図４（ｂ）に示すようにコンクリート３０が十分に固まっていれば、型枠４０は外しても良い。
【００４２】
図４（ｃ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）の工程を経ることで整形されたコンクリートポール１０２の断面を模式的に示す図である。図４（ｃ）は、コンクリートポール１０２を延伸方向で切った断面である。図４（ｃ）に示すように、外側は微生物を含むコンクリート３０、内側は通常のコンクリート２０で構成される。
【００４３】
このように、コンクリートポール１０２の製造方法は、コンクリートを自己修復する微生物を含むコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程と、微生物を含まないコンクリートを、遠心力を用いて成形する工程の2つの工程を含む。
【００４４】
また、コンクリートポール１０２の一方の端部を所定の長さ地中に埋設した場合、コンクリートポール１０２の鉛直方向と直交する方向の断面は、微生物を含むコンクリート３０と微生物を含まないコンクリート２０の2層で構成される。
【００４５】
本実施形態に係るコンクリートポール１０２によれば、乾燥ひびが生じ易いコンクリートポール１０２の表面にはコンクリートを修復する働きをする微生物が存在する。したがって、ひび割れが生じてもコンクリートを自己修復させることができる。
【００４６】
このように相対的にコスト高となる微生物が混入されたコンクリート３０を一部分に使用することで、コンクリートポールの長寿命化と低コスト化の両方を実現することができる。
【００４７】
以上述べたように、第１実施形態のコンクリートポール１０１は、地表面０に当たる部分から所定の長さの範囲が、微生物を含むコンクリート３０で構成される。また、第２実施形態のコンクリートポール１０２は、コンクリートポールの表面が、微生物を含むコンクリート３０で構成される。
【００４８】
このように本実施形態に係るコンクリートポールは、コンクリートを自己修復する微生物を含み、当該コンクリートポールの部位によって微生物の含有量が異なる。これにより、人為的にひび割れを塞ぐ必要のないコンクリートポールとその製造方法を提供することができる。
【００４９】
なお、骨組み１０は、どちらのコンクリート材に含まれても構わないが、微生物を含むコンクリート３０に含まれると好ましい。コンクリートポールの倒壊の原因は、骨組み１０を構成する鋼材の腐食である。よって、コンクリートポールを構成する鋼材は、微生物を含むコンクリートで覆われると良い。鋼材を腐食し難くさせる効果が期待できる。
【００５０】
また、コンクリートポール１０２は、外側のコンクリートを微生物を混入させたコンクリート３０で構成する例で説明したが、外側と内側のコンクリートの種類を逆にしても良い。風雨に晒されるコンクリートポールは、風雨及び直射日光によって微生物が死滅してしまう可能性も考えられる。そこで、その対策として内側のコンクリートを微生物を混入させたコンクリート３０で構成し、外側を通常のコンクリート２０で構成するようにしても良い。
【００５１】
また、微生物を混入したコンクリート３０と混入していないコンクリート２０の2種類のコンクリートを用いる例で説明したが、両方のコンクリートに微生物を混入し、混入する比率を変えるようにしても良い。また、混入する比率を変えた2種類以上のコンクリートを、層状に重ねるようにしても良い。
【００５２】
また、微生物は、耐アルカリの好気性芽胞形成菌、バシラス属のバクテリア、及びトリコデルマ・リーゼを例に説明したが、ひび割れを埋める生成物を生成するものであれば何でも良い。また、電柱を例に説明を行ったが、本発明の技術思想は、電柱以外のコンクリートポールに対してもそのまま適用することが可能である。
【００５３】
このように本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で変形が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：骨組み
２０：通常のコンクリート（微生物を含まないコンクリート）
３０：微生物を含むコンクリート
４０：型枠
５０、５１：注入管
１００、１０１、１０２：コンクリートポール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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