(57)【要約】      （修正有）【課題】水分を加えることが不要なため、品質管理が容易で、工法によっては打設用の設備も不要になる超低温瞬間冷凍生コンクリートとその製造方法を提供する。【解決手段】超低温の液化ガスで出荷時や運搬中の生コンを冷却し、硬化時間を遅らせる方法と、超低温の液化ガスで冷凍した生コンを作成する。出荷時に生コンのプラントに超低温液化ガス噴出装置から液化ガスを噴出し生コンと混合すること、あるいは、コンクリートミキサー車内に液化ガスを混合し、撹拌することによって出荷時の生コンの温度を下げ、生コンの品質保持を可能とする。また、超低温液化ガスを用いて生コンを瞬間冷凍し使いやすい形に加工することで、通常のトラックなど様々な車両で手軽に運搬でき、解凍するだけで特殊な練り混ぜ設備も不要な上に無駄無く使える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生コンクリートを保存する目的のために、品質が劣化しないように瞬間冷凍したもので、水分を瞬時に凍結させる事でセメントと水分の化合を止めて、長期保存を可能とした生コン及び加工方法。
【請求項２】
請求項１の瞬間冷凍生コンクリートを小片にし、保存性を高めると共に、解凍後の作業場所や作業時間に相応しい大きさや形にしたり、運搬用の車輌に合わせた形に加工できる事で、無駄無く生コンが使用でき、余った生コンは再び凍結させて保存できるため産廃が発生せず、経済性や環境性を向上させた生コン及び加工方法。
【請求項３】
請求項１，２によって作られた瞬間冷凍生コンクリートを、表面の水分が抜けないような袋に詰めることで、従来の様な特殊な車両であるミキサー車や打設用のポンプ車を必要とせず、一般的な車両や一般的設備で打設できる事や、工法によっては打設という工程や作業を省略できるため、経済性や品質管理の向上を目的とした生コン及び加工方法。
【請求項４】
請求項１，２，３，のように長期保存や携行を可能にした事により、製造から打設までの時間制限が無効になり、製造時間や運搬時間及び方法の拘束が無くなる事で、生コン製造の効率化や運搬場所を選ばないため経済性に優れた生コンとなり、大規模な災害などの緊急的な大量の出荷が必要な事態などで、日本中や海外からも運搬・搬入が可能になるため、人命や国益の保全にも役立つ事を目的とした生コン及び加工方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超低温液化ガス（ドライアイスを含む）を使用して生コンクリートを瞬間冷凍させた、冷凍生コンと、その製造工程に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来のコンクリート工事は、生コンプラントで生コンを製造し、それをコンクリートミキサー車に積み込み出荷し、工事現場に搬入された生コンを型枠等の中に打設する事でコンクリート構造物が作られている。生コンクリートは成分中のセメントと水の反応により、発熱しながら硬化し、砂や石などの骨材と共に固まり、コンクリートを形成していく。そのため、出荷から２時間以内に打設を完了させることが必要とされている。プラントから現場への移動距離が長い場合や渋滞などで到着が遅れ、２時間以内に打設を完了させることができないような場合もあるほか、少量の生コンクリート打設にもかかわらず、大型のコンクリートミキサー車で運ぶ場合の効率性の悪さとコスト面での問題がある。また、打設用機械（コンクリートミキサー車やコンクリートポンプ車）が入れない場所での作業も多く、時間的制約と共に現場の状況に応じた生コン打設が必要になる場合がある。【０００３】  しかし、品質等の基準に沿って管理され検査等も行われているものの、現実は基準が守れず勘に頼るという方法を黙認しなければならない状況がある。
例えば、出荷から２時間以内に打設を完了しなければ硬化が始まり、品質的な問題が発生する。しかし、現実は生コン工場から山道などを２時間以上も掛けて運搬しなければならない程の過疎部もある。また、都市部や雪害などによる交通渋滞などで現場到着が遅れるなど、現場の管理とは関係の無い部分での問題が発生する事も多い。
又、生コンの温度にも基準があり、それが外気温で左右される。夏季は日差しの強い時、特に晴れて外気温３０℃を超える時などは、鉄製のコンクリートミキサー車は太陽光熱などの外部熱によって熱くなり、セメントと水の反応が起きやすく、水分も抜けやすくなることで生コンの硬化が早まる。そのため、状況に応じて氷水や低温の水を使用したり、水分が抜けても良い様に水を規定よりも多く入れるなどの調整をしているのが現状である。だが、規定以上に水を入れると、予想以上に水分が抜けずに品質の悪い水分過多な生コンを使わざるを得ない場合もある。その結果、コンクリートの強度が落ちる可能性も否めない。
冬季は凍結防止のために、骨材を蒸気で温めてから温水で練る等の対応をして出荷するが、冬季の場合は温度を上げる設備・機械や整備が必要である。が、温度を下げる必要のある夏季よりも対応は容易である。【０００４】  しかし、そこには生コンプラントオペレーターの経験や勘による基準よりも多い水分によって硬化を遅延させるという、不安定な要因や基準違反を含みながら管理されていることが現実的に不可避である。更に、工事のトラブルにより、現場到着から待たされる事などもあり、２時間以内に打設を完了することが不可能となることが、現状として多くある。
本来、この２時間を過ぎた生コンは、製品管理を重要視すると使用できずに廃棄することになり、一部の骨材以外は再使用もできず、材料を無駄にするだけでなく、多くの産業廃棄物が発生するなど、経済的だけでなく環境的にも大きな問題がある。
また、橋梁・道路などの補修・補強工事においては、打設量が少量にも関わらず、時間が掛かる様な面倒な工事も多く、２時間以内に打設完了させるために少量ずつプラントから運ぶこともあり、一般的に通常よりも高い金額を運搬保障金として支払わなくてはならない。コンクリートミキサー車も、少量で長時間拘束されることになるため採算が取れず、高コストで効率の悪い仕事になる。さらに余った生コンは保存ができないので、一部の再生可能な骨材以外は全て産廃処理しなければならず環境にも悪影響を与える。【０００５】  この改善策として、生コンを超低温で瞬間的に凍結させる事でセメントと水分の結合反応を止めて硬化させず、表面の水分が抜けないように保存することで、必要な時に解凍し生コンに戻してから使用する方法を考案した。規定よりも水を多く入れる必要がないので水分量の低減をすることも可能になり、完成時のコンクリートの強度への影響も軽減できる。
冷凍車などを使い冷凍状態を維持した状態を保つことで、出荷から打設までの２時間という時間の規制を克服できる上、冷凍状態では長期保存も可能になる。小さな塊形状にした持ち運び可能な冷凍生コンは、少量でも生コンの出荷量の調整を可能とし、少量だけを無駄なく使うことができる。また、産業廃棄物となる残コンクリートの発生も従来よりも飛躍的に少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】国土交通省及び各地方自治体・建築土木学会著  「コンクリート標準指示書」  ２０１３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  解決しようとする問題点は、出荷から打ち込みまで２時間という品質の制限の中で、運搬上の地理的状況や交通事情など現場とは無関係の要因で品質が左右されてしまう。大型車両での運搬や打設用のコンクリートポンプ車を設置することが不可能な場所でのコンクリート作業にも課題がある。
また、少量では運搬費などコスト高になったり、余った生コンは全て産業廃棄物となるなどの多くの問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、液化窒素などの超低温の液化ガスによる瞬間冷凍を用いて、小さく使いやすい形に加工すること、そして冷凍保存することである。冷凍された小片の生コンクリートは、様々な車両で手軽に運搬でき、解凍することで特殊な練り混ぜ施設も要らない上に、打設用の設備も必要としない事（工法や生コンの種類によっては打設作業が無くなる）ができる。現場で練るモルタルや既存のインスタントセメントのように現場で水を加えて作るよりも品質管理が容易であり、少量でも無駄無く生コンが使えるので、運搬面、品質面、環境面、経済性に優れた事を主要な特徴とする。
さらに、小片にすることで保存場所が広がり、小規模であれば家庭用冷凍庫でも保存が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明は、通常の生コンクリートを瞬間冷凍し、任意の形に加工して冷凍保存することで、コンクリートミキサー車だけでなく、いろいろな車両で手軽に運べ、少量であっても必要な量を無駄なく使える。冷凍庫による長期保存も可能になり、解凍するだけで練り混ぜる機械等や給水設備等を必要とせずに作業ができ、工法や生コンの種類によっては型枠・鉄筋を組み立てるのと同時に生コン打設が可能になり、打設作業という工程が省けるため、人や時間や機械を削減でき、容易な品質管理や環境性や経済性や高効率を可能にするという利点がある。さらに、従来では大型の生コンクリート打設用車両やコンクリートポンプ車などの打設用機械を据え付けることができない場所でも小運搬が可能となり、生コンクリートの使用範囲が広がる。
さらに、冷凍状態なので、宇宙空間に運ぶことも理論上可能であり、解凍することで、練り混ぜられ粘度を維持した状態が保持されているので、今まで不可能であった宇宙空間や宇宙ステーションでのコンクリート作業も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は超低温生コンの冷却・製造方法として瞬間冷凍方式の冷却及び製造法の概略図である。
【図２】は超低温による瞬間冷凍生コンの製造方法の概略図（実施例１）であり、［図２］は冷却装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】  図１は超低温生コン（瞬間冷凍生コン）の冷却及び製造方法。図２は実施例１の冷却装置である。
生コンを型枠上に３〜１０ｃｍほどの厚さで敷き、超低温液化ガスを噴射することにより瞬間冷凍する事で、成分中の水分を瞬時に凝結させ、水とセメントの化合による硬化を停止させる方法。そのため、瞬間冷凍後は、通常の冷凍保存による長期保存が可能になる。【００１３】  この超低温で冷凍された生コンは、解凍すると水分が解けてセメントと化合し始めて硬化が始まる。自由な形に作成し冷凍できるため、解凍後の作業性や作業時間を考え、使いやすいように、瞬間冷凍する小片はブロック状や板状に加工することで対応できる。従来の生コンは撹拌機能を持つコンクリートミキサー車でしか運べなかったが、混合状態が良質な時点で瞬間冷凍することで、運搬時に撹拌する必要がなく、一般のトラック等でも運べる。運搬時にも冷凍装置を使うことで、長時間、長距離の運搬も可能になる。
この瞬間冷凍生コンは、解凍すると瞬間冷凍前の生コンの状態に蘇生するので、現場での給水施設も撹拌する施設も不要である。特に高流度生コンを瞬間冷凍すると打設用の空気抜き用振動装置も必要としない。その結果、機材に要するコストを抑えることができ、低コストで少ない作業員による打設が可能になる上に、水分を加えないことで品質管理も容易であり、水分過少で品質が悪かったり、水分過多で脆弱なコンクリートになる心配も減らすことができる。
また、従来のコンクリートミキサー車では少量での運搬時には一般的に輸送コストがあわず、割高料金を取られるのが現実である。出荷最低保証量が設定されている事も多く、余剰の生コンが発生しがちである。このように、少量の生コン打設にはコスト高、あるいは無駄が発生しがちであるが、ごく少量から搬出も可能で数量の加減も容易であるこの冷凍生コンの出荷のメリットは大きい。余った生コンも、硬化前であればこの瞬間冷凍を用いて再度冷凍すると保存、再利用が可能になり、産廃として処理する残コンクリート量も軽減できるなど、環境保護にも繋がる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】  新築・新設のコンクリート構造物にも使用できるが、インフラや建物の耐震補強等の分野において、既設構造物があり建設機械が入れないような場所でも、袋詰めやバケツなどで数量を加減して手軽に運べる上、冷凍庫による長期保存も可能になる。工法によっては打設作業も省略できる。そのため、コンクリートを使う全ての建築・土木・電気・プラント機械工事の用途にも適用できる。
ごく少量から使用できるだけでなく、冷凍保存が可能な現場であれぱ、作業時間直前に解凍するだけで準備ができるほか、生コンプラントやコンクリートミキサー車の空き状況などを考慮に入れる必要もなく、時間的制約も大幅に緩和される。
【符号の説明】
【００１５】１  焼結金属ノズル
２  ガス用配管
３  超低温液化ガス用タンク
４  耐低温ホース
５  配管冷却装置
【図１】
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【図２】
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