(57)【要約】【課題】連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法において、製造工程が簡素であり、しかも連続気泡の大きさを容易に制御することができるようにする。【解決手段】一定温度以上の水に溶解する水溶性繊維を、セメント、骨材、および前記一定温度より低温の水と混練する混練工程Ｓ１と、それらの混練物を型枠に打設する打設工程Ｓ２と、この混練物の温度を前記一定温度より低温に保持した状態で少なくとも自立するまで硬化させた自立硬化体を形成し、それを前記一定温度以上の高温の状態として、水溶性繊維を溶解することにより連続気泡を形成しつつ養生を行う養生工程Ｓ３と、乾燥後、脱型する脱型工程Ｓ４とを備える製造方法により連続気泡を有するセメント質硬化体を製造する。【選択図】図３
2008115047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定温度以上の水に溶解する水溶性繊維を、セメント、骨材、および前記一定温度より低温の水と混練し、
それらの混練物を型枠に打設し、
前記混練物の温度を前記一定温度より低温に保持した状態で、少なくとも自立するまで硬化させた自立硬化体を形成し、
該自立硬化体を前記一定温度以上の高温の状態として、前記水溶性繊維を溶解することにより連続気泡を形成しつつ養生を行い、
乾燥後、脱型することを特徴とする連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法。
【請求項２】
前記自立硬化体を前記一定温度以上の高温の状態とする工程を、自立硬化体を前記一定温度以上の水蒸気雰囲気に曝す水蒸気養生により行うことを特徴とする請求項１に記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法。
【請求項３】
前記混練物に気泡を混入することを特徴とする請求項１または２に記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法。
【請求項４】
連続気泡を有するセメント質硬化体であって、
前記連続気泡が、繊維の外形を転写してなる複数の空孔が連通して形成されたことを特徴とする連続気泡を有するセメント質硬化体。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法により製造されたことを特徴とする連続気泡を有するセメント質硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法に関する。例えば、吸音材、吸音パネル、吸音壁、透水性モルタルまたはコンクリートなどに好適となる連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モルタルやコンクリートなどのセメント質硬化体で多孔質成形品を形成し、例えば、吸音材、吸音パネル、吸音壁などとして使用できるようにしたものが種々提案されている。吸音効果を備えるには、多孔質の気泡が連続気泡となっている必要がある。
このような連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法の例として、例えば、特許文献１には、粗骨材の大きさを２種以上に変えることで空隙の大きさを変えた多層構造のポーラスコンクリートからなる吸音材又は防音材、及びこれらの製造方法並びに防音壁の構築方法が記載されている。
また、特許文献２には、気泡コンクリートの製造技術によって独立気泡を有する成形体を成形した後、１０００℃以上の焼成工程において焼結膨張を示す組成物により気泡を取り巻く周囲の組織に微細なクラック状の孔隙を作り、連続貫通した気孔体を形成する連続貫通孔隙を有する陶磁器質焼結体並びにその製造方法が記載されている。
また、セメント質硬化体自体は連続気泡を有しないが、吸音性を持たせるための関連技術として、特許文献３には、産業廃棄物加工の発泡ウレタンチップを細骨材としてバインダーにセメントを用いた軽量吸音セメント製品が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３３４８８４号公報（図８−１１）
【特許文献２】特開平１０−１８２２６２号公報（第２−３頁）
【特許文献３】特開２００４−７５４０６号公報（第２−３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、ポーラスコンクリートにおける粗骨材間に発生する隙間を連続気泡とするので、吸音周波数が粗骨材の充填時の空隙の大きさに依存する。そのため、粗骨材を分粒したとしても空隙の大きさがばらつくため、吸音性能もばらついてしまうという問題がある。
吸音周波数の帯域の特定の範囲に調整したり、狭帯域化することが難しいという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、気泡コンクリートを成形してから１０００℃以上の焼成過程を行う必要があるため、製造に手間がかかり、焼成炉などの設備が必要となるという問題がある。また、製品の大きさが焼成炉に入れられる範囲に限られてしまうという問題がある。
特許文献３に記載の技術では、発泡ウレタンチップを細骨材とするだけで、通常のコンクリートと同様の製造方法により吸音材を形成できるものの、連続気泡がコンクリートに形成されるわけではないので、コンクリート自体には吸音性がない。吸音性は、連続気泡を有する発泡ウレタンチップにより実現されている。各発泡ウレタンチップ同士は、コンクリート内に分散されているため、吸音効果を有するのは、結局、表面に露出した発泡ウレタンチップに限定される。
したがって、吸音性能を高めるには、発泡ウレタンチップの表面露出量や大きさを増大する必要があり、その分だけコンクリートが減って、強度が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、製造工程が簡素であり、しかも連続気泡の大きさを容易に制御することができる連続気泡を有するセメント質硬化体および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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法において、一定温度以上の水に溶解する水溶性繊維を、セメント、骨材、および前記一定温度より低温の水と混練し、それらの混練物を型枠に打設し、前記混練物の温度を前記一定温度より低温に保持した状態で、少なくとも自立するまで硬化させた自立硬化体を形成し、該自立硬化体を前記一定温度以上の高温の状態として、前記水溶性繊維を溶解することにより連続気泡を形成しつつ養生を行い、乾燥後、脱型する方法とする。
この発明によれば、一定温度（以下、溶解温度と称する）以上の水に溶解する水溶性繊維をセメント、骨材、および溶解温度より低温の水と混練する。このとき、水溶性繊維の長さや配合比を適宜設定することにより、水溶性繊維が互いに絡み合った状態で内部および表面に分散された混練物が得られる。そして、この混練物を型枠に打設し、溶解温度より低温に保持した状態で、少なくとも自立するまで硬化させた自立硬化体を形成する。この自立硬化体では、混練物の流動性が消失しているので、各水溶性繊維の自立硬化体内の位置が固定される。
そして、この状態の自立硬化体を溶解温度以上の高温の状態とするので、各水溶性繊維がその近傍の水分中に溶解する。一方、昇温されることで、セメントの水和反応が促進されてさらなる硬化が進む。
水溶性繊維が溶解した水溶液は、互いに連通される水溶性繊維の占有空間やコンクリート内に存在する気泡などの空間を通して、自立硬化体の外部に流出または滲出して、水溶性繊維の占有空間が空洞化される。
そして、乾燥後、脱型することにより、型枠で成型された連続気泡を有するセメント質硬化体を形成することができる。
なお、自立硬化体内の一部の水溶性繊維の占有空間は、自立硬化体の外部に連通しない独立気泡となるが、水溶性繊維の太さ、長さ、配合比や混練の程度などを適宜調整することにより、連続気泡となる割合を調整することができる。
また、水溶性繊維の溶解温度は、水溶性繊維を除いた混練物を硬化させるのに好適な養生温度以下とすることが好ましい。
また、水溶性繊維が溶解するために特定の温度範囲を有する場合には、そのような温度範囲内に養生温度を設定する。
本明細書において、セメント質硬化体とは、少なくともセメント、骨材、および水を混練してセメントの水和反応により硬化した硬化物を指す。例えば、モルタルやコンクリートなどが含まれる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法において、前記自立硬化体を前記一定温度以上の高温の状態とする工程を、自立硬化体を前記一定温度以上の水蒸気雰囲気に曝す水蒸気養生により行う方法とする。
この発明によれば、水蒸気養生により、自立硬化体を溶解温度以上の水蒸気雰囲気に曝すので、自立硬化体の表面から水溶性繊維の溶解が進み、自立硬化体内部の溶解された水溶性繊維が円滑に外部に流出することができる。そのため、効率的に連続気泡を形成することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法において、前記混練物に気泡を混入する方法とする。
この発明によれば、混練物に気泡を混入するので、一部の水溶性繊維がこれらの気泡に接触あるいは貫通し、自立硬化体が形成されるとその状態が固定される。そのため、水溶性繊維同士がこれらの気泡を介して連結されることになり、これらの連結した気泡および水溶性繊維の占有空間が、水溶液の流出の際の流路となる。したがって、水溶性繊維の絡み合いが少ない状態でも、連続気泡を容易に形成することができる。また、混入された気泡の作用により混練物の流動性を向上することができるので、型枠への打設が容易となり、生産性を向上することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、連続気泡を有するセメント質硬化体であって、前記連続気泡が、繊維の外形を転写してなる複数の空孔が連通して形成された構成とする。
この発明によれば、繊維の外形を転写してなる複数の空孔が連通した連続気泡が形成されるので、簡素な手段で製造することができ、繊維径や繊維長を変更することにより、連続気泡の大きさを容易に制御することができる。また、各空孔が繊維の外形を反映して管状に形成されるので、例えば、吸音特性に優れた連続気泡を形成することができる。
このような連続気泡を有するセメント質硬化体は、例えば、請求項１〜３に記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法により製造することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、連続気泡を有するセメント質硬化体において、請求項１〜３のいずれかに記載の連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法により製造された構成とする。
この発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法を用いるので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法によれば、一定温度以上で水に溶解する水溶性繊維を、セメント、骨材および水と混練し、自立硬化体を形成した後、自立硬化体を前記一定温度以上の高温とすることにより連続気泡を形成しつつ養生を行うことができるので、通常のセメント質硬化体の製造工程に用いるのと略同様の設備で、連続気泡を形成する工程と硬化を促進する養生工程とを兼ねるため簡素かつ効率的に製造することができ、しかも水溶性繊維の形状や配合比を調整することで連続気泡の大きさを容易に制御することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体を吸音材として用いた吸音壁の概略構成を説明するための、斜視外観図およびそのＡ−Ａ断面図である。図２は、図１（ｂ）のＢ部の詳細構成を説明するための模式的な部分拡大断面図である。
【００１２】
本実施形態の連続気泡を有するセメント質硬化体について、一例として吸音材として用いた場合について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示す吸音壁１は、取付部材３に吸音パネル２が固定されてなるもので、例えば、騒音防止のため道路脇に壁体として固設したり、室内の静音化のため建築物の内壁として設置したりすることができる平面視矩形状の板状部材である。
取付部材３は、矩形板の一方の面に矩形の開口が設けられたコ字状断面を有する函状部材である。開口の内縁部に段部３ａが設けられ、段部３ａの内方に角穴部３ｂが形成されている。
取付部材３の材質は、通気性のない、モルタルや種々のコンクリートを採用することができる。
【００１３】
吸音パネル２は、本実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体である第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂを積層してなる。
本実施形態では、第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂは、プレキャスト板として製造された矩形板である。そして、第２吸音材２Ｂの表面を段部３ａに当接した状態で、それぞれ取付部材３の開口から嵌め込んで、取付部材３に固定されている。取付部材３との固定方法は、特に図示しないが、ボルト止め、接着など適宜の固定方法を採用することができる。
第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂは、それぞれ内部に連続気泡を形成して板厚方向に通気性を有することにより、吸音特性を備える。第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂは、それぞれの吸音特性を変えるため、連続気泡による空孔断面積、開口率あるいは板厚などを変えている。
例えば、第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂを、それぞれ低音域用吸音材、高温域用吸音材とする場合、第１吸音材２Ａを第２吸音材２Ｂに比べて、相対的に厚くし、第１吸音材２Ａの連続気泡の空孔断面積、開口率を第２吸音材２Ｂに対して相対的に大きくするとよい。それぞれの好適な設定値は、実験などにより決定することができる。
【００１４】
第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂの内部の構成は、定性的には同様なので、以下、第１吸音材２Ａの例で説明する。
第１吸音材２Ａの内部構成は、図２に模式的に示すように、セメントが硬化したセメント質部７Ｂ内に、骨材５、連続気泡６、独立気泡８が分散されてなる。
骨材５は、強度上の必要に応じて、適宜粒径の細骨材、粗骨材を採用することができる。
【００１５】
連続気泡６は、後述する水溶性繊維自体、またはそれら水溶性繊維の集合体の外形が転写されることにより、水溶性繊維または水溶性繊維の集合体の繊維径、繊維長に対応した、空孔径、長さを有する繊維跡部６ａと、硬化前に混入した気泡により形成される気泡跡部６ｂとからなる。そして、図示のように、繊維跡部６ａ同士、または繊維跡部６ａと気泡跡部６ｂとが互いに連通して連続的な空孔群が形成され、それらが第１吸音材２Ａの内部に網状に張り巡らされたものである。
少なくも一部の連続気泡６は、両端部が成形面２ａに露出することにより、板厚方向に貫通している。
また、板厚方向に貫通しない連続気泡６のうち、一端が成形面２ａに露出するものは、成形面２ａの表面から内部に連続する空孔を形成している。そのため、成形面２ａから到来する音波を空孔内で減衰させるので、吸音性に寄与している。
【００１６】
独立気泡８は、セメント質部７Ｂ内に閉空間を形成する気泡であり、後述する水溶性繊維のうち孤立した物による占有空間に由来する管状の繊維跡部８ａと、硬化前に混入した気泡に由来する気泡跡部８ｂなどからなる。
独立気泡８は、例えば、軽量化や断熱性の向上の目的のために意図的に形成してもよいが、連続気泡６の形成に失敗した一部の気泡群が残存したものであってもよい。もし、軽量化や断熱性の向上の必要がなければ、全く含まれない構成としてもよい。
【００１７】
なお、特に図示しないが、本実施形態では、セメント質部７Ｂ中には、繊維跡部８ａを形成することなく残存した水溶性繊維や、繊維跡部８ａ中に一部が残存した水溶性繊維が含まれる。
したがって、繊維跡部６ａに転写された表面形状が繊維の転写跡かどうか観察したり、水溶性繊維が残存しているかどうか調べたりすることにより、本実施形態に係る製造方法で製造されたかどうか知ることができる。
【００１８】
このような吸音壁１によれば、図１（ｂ）に矢印で示すように、吸音パネル２に対して第１吸音材２Ａの成形面２ａ側から入射した入射波Ｓｉｎは、成形面２ａの音響反射特性に応じて、一部が表面反射波Ｓｒとして反射され、大部分が、第１吸音材２Ａの連続気泡６を通して内部に侵入する。そして、連続気泡６内で反射を繰り返す過程で第１吸音材２Ａの吸音特性に応じて減衰しつつ、第２吸音材２Ｂに侵入する。そして、第２吸音材２Ｂの連続気泡６内で、第２吸音材２Ｂの吸音特性に応じて減衰される。
そして、第２吸音材２Ｂを出射した音波は、角穴部３ｂと第２吸音材２Ｂとで囲まれる空気層４内で反響し、さらに減衰される。すなわち、角穴部３ｂは、吸音効果を向上するためのいわゆる背後空気層を形成するために設けられている。
そのうちの一部が、第２吸音材２Ｂ、第１吸音材２Ａに再入射して、一層減衰された状態で出射波Ｓｏｕｔとして外部に戻る。
したがって、出射波Ｓｏｕｔは、第１吸音材２Ａ、第２吸音材２Ｂの吸音特性に応じて、入射波Ｓｉｎに対して、音圧レベル、音響パワーレベルが著しく小さくなる。
【００１９】
次に、本実施形態の第１吸音材２Ａ（第２吸音材２Ｂ）の製造方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法の工程フローを説明するための工程フロー図である。図４は、本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法における雰囲気温度の温度制御の一例について説明するための模式的なグラフである。横軸は、製造開始からの時間を表し、縦軸は、製造過程にあるセメント質硬化体の雰囲気温度を表す。図５（ａ）、（ｂ）は、各工程中におけるセメント質硬化体の図２の断面に対応する模式的な部分拡大断面図である。
【００２０】
本実施形態の製造方法の概略工程は、図３に示すように、混練工程Ｓ１、打設工程Ｓ２、養生工程Ｓ３、および脱型工程Ｓ４からなる。
これらの工程中または工程間には、必要に応じて適宜の付加的な工程を設ける変形を施してもよい。
【００２１】
混練工程Ｓ１は、セメント質部７Ｂを形成するためのセメントおよび水と、骨材５と、水溶性繊維９（図５（ａ）参照）を混練し、これらの混練物１１（図５（ａ）参照）を形成する工程である。ただし、一般的なコンクリート製品製造のために混練時に練り混ぜる各種の混和材、混和剤など、例えば、高炉スラグやフライアッシュなど、減水剤やＡＥ減衰剤などは、必要に応じて添加することができる。また、例えば、強化繊維などの添加物も同様に添加することができる。
以下では、混練物１１のうち骨材５と水溶性繊維９とを除いた部分を、すなわち硬化後にセメント質部７Ｂを形成する部分をセメント質流動体７Ａと称する。
【００２２】
セメントは、例えばポルトランドセメントなど、必要に応じて適宜のセメントを採用することができる。
水は、水道水などを用いることができる。そして、少なくとも後述する溶解温度Ｔｍより低温の温度とする。
骨材５は、必要に応じて粗骨材、細骨材を使い分けることができる。すなわち、コンクリートとするかモルタルとするかは自由に選ぶことができる。
骨材５の種類としては、天然骨材、人工骨材のいずれを使用してもよく、それらを併用してもよい。また、吸音性を有する多孔質材料からなる骨材を用いれば、吸音特性をさらに向上することができて好ましい。
【００２３】
水溶性繊維９は、第１吸音材２Ａの繊維跡部６ａを所望の吸音特性に実現する大きさに形成するために、単体または縒り線などの集合体として一定範囲の繊維径、繊維長を有するとともに、溶解温度Ｔｍ以上で、水に溶解する特性を有する材質からなる。
なお、溶解温度Ｔｍが、溶解の程度に応じて温度幅を有していてもよいが、その場合、略すべての水溶性繊維９が溶解する一定温度を溶解温度Ｔｍと読み替えればよい。
一定範囲の繊維径、繊維長は、例えば第１吸音材２Ａを吸音特性の実験を行うなどして設定することができる。
また、繊維長は、水溶性繊維９の配合比に応じて、混練物１１内で互いに絡み合うような長さに設定することが好ましい。
繊維の形状は、適宜の形状、例えば、直線状、曲線状、螺旋状、枝状などに形成することができる。
【００２４】
溶解温度Ｔｍは、混練工程Ｓ１から後述する打設工程Ｓ３が終了するまでの間に水溶性繊維９が溶解しないように、水溶性繊維９の材質を適宜選択してこの間のセメント質流動体７Ａの温度より高温に設定する。なおかつ、溶解温度Ｔｍは、後述する養生工程Ｓ４における養生温度よりも低温に設定する。
例えば、製造環境温度が常温環境で、一般的に採用されるコンクリートの水蒸気養生の養生温度が、約３５℃〜６５℃であることを考慮すれば、溶解温度Ｔｍとしては、３５℃〜６０℃が好ましく、４０℃〜５５℃であればより好ましく、４５℃〜５０℃であればさらに好ましい。以下では、Ｔｍ＝４５℃の例で説明する。
【００２５】
このような水溶性繊維９の例としては、水溶性ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）系繊維を採用することができる。例えば、特開平７−９０７１４号公報に記載の水溶性ＰＶＡ系繊維の構成および製造方法などを好適に採用することができる。
また、上記の条件を満足すれば、この材質には限定されない。例えば、周知のセルロース系樹脂、ポリアルギン酸系繊維、ポリ乳酸系繊維、ポリアルキレンオキサイド系繊維などの水溶性繊維を採用することができる。
また、本実施形態では、セメント質流動体７Ａに囲まれた状態の水溶性繊維９を溶解するので、セメント質流動体７Ａ内のアルカリ性の水に対する溶解性が良好な繊維を採用することが好ましい。
【００２６】
セメント、水、骨材５、水溶性繊維９の配合比は、セメント、水、骨材５の配合比を、流動性、硬化後の強度、密度などを考慮した従来のセメント硬化体の製造技術にしたがって適宜設定する。
また、水溶性繊維９の量を、連続気泡６を良好に形成し、所望の吸音特性が得られるように設定する。例えば、水溶性繊維９の量が少ないと、セメント質流動体７Ａ内に水溶性繊維９が、孤立して分散しやすくなるため、連続気泡６の長さが第１吸音材２Ａの板厚を貫通するものが少なくなり、通気性、吸音性が悪化する。また、水溶性繊維９の量が多すぎると連続気泡６の占める割合が大きくなりすぎ、セメント質部７Ｂの量が低下する結果、第１吸音材２Ａの強度が低下してしまう。
実際には、これらを考慮して好適な量を実験的に決めることが好ましい。
【００２７】
混練工程Ｓ１は、セメント、水、骨材５、水溶性繊維９を、例えば繊維入りコンクリートなどを混練するのと同様な混練手段、例えばミキサーなどを用いて行う。混練は、水溶性繊維９を適度に分散し、混練物１１が型枠に打設可能となる時間、例えば、図４に曲線１００で示すように、時刻０〜ｔ１まで行う。
このとき、混練物１１の温度は、溶解温度Ｔｍより低温の温度範囲に保持する。本実施形態では、図４に示すように温度Ｔ０（ただし、Ｔ０＜Ｔｍ）としている。温度Ｔ０は、溶解温度Ｔｍを適切に設定することにより、常温の範囲に設定することができる。以下では、Ｔ０＝２０℃として説明する。
このような混練を行うことで、図５（ａ）に示すように、混練物１１が、セメント質流動体７Ａ中に、骨材５、水溶性繊維９がそれぞれ分散され、水溶性繊維９が互いに絡み合った状態とされる。また、一部の水溶性繊維９は、混練物１１の表面に露出する。また、小数の水溶性繊維９は、セメント質流動体７Ａ内に、孤立して孤立繊維９０となる。
図５（ａ）の気泡１０は、混練の際に混入した空気である。気泡１０の量がある程度あれば、気泡１０も混練物１１内に分散し、水溶性繊維９に気泡１０が付着したり、水溶性繊維９の端部が気泡１０に貫通したりすることになる。
【００２８】
打設工程Ｓ２では、混練物１１を型枠２０（図５（ａ）参照）に打設し、型枠２０内で時刻ｔ２（時刻ｔの添字は、時間的な序列を示す。以下、同じ）まで放置する（図４参照）。
打設工程Ｓ２は、水溶性繊維９が溶解しないように、混練物１１の温度を溶解温度Ｔｍより低温となる状態で行う。図４では、一定の温度Ｔ０として描いているが、溶解温度Ｔｍを超えない限り、セメント質流動体７Ａの硬化に伴う発熱などにより温度上昇してもよい。
時間（ｔ２−ｔ１）は、セメント質流動体７Ａがある程度硬化し、混練物１１に、型枠面２０ａの形状が転写され、自立可能となった自立硬化体１２を形成するのに必要な時間である。
型枠２０は、所望の製品形状に応じて適宜の形状とすることができる。本実施形態では、第１吸音材２Ａ（第２吸音材２Ｂ）の形状に対応する板状の打設空間を有するものである。
【００２９】
自立硬化体１２では、図５（ａ）に示すように、混練物１１のセメント質流動体７Ａが自立するまで硬化した状態のセメント質部７Ｂが形成される。そのため、骨材５、水溶性繊維９、気泡１０の位置が固定される。混練工程Ｓ１、打設工程Ｓ２では、溶解温度Ｔｍを超えないので、水溶性繊維９は、最初に投入された形状の外形を占有した状態で、自立硬化体１２内に位置固定される。
混練物１１の表面に露出した水溶性繊維９の端部は型枠面２０ａに沿って位置が固定される。
【００３０】
なお、打設工程Ｓ２では、セメント質流動体７Ａの硬化を促進して、工程にかかる時間（ｔ２−ｔ１）を短縮するため、例えば、図４に曲線１０１で示すように、溶解温度Ｔｍを超えない温度Ｔ２（ただし、Ｔ２＞Ｔ０）の雰囲気で行ってもよい。例えば、Ｔ２＝３０℃とすることができる。
【００３１】
養生工程Ｓ３は、自立硬化体１２を溶解温度Ｔｍ以上の養生温度Ｔ１に加温して、自立硬化体１２中の水溶性繊維９を溶解させるとともに、セメント質部７Ｂを脱型可能な強度まで硬化させる工程である。
本実施形態では、型枠２０の周囲を高温水蒸気雰囲気として、自立硬化体１２を養生温度Ｔ１に加温することにより本工程を行う。本実施形態では、溶解温度Ｔｍの設定により、養生温度Ｔ１は水溶性繊維９が混入されていない場合の混練物を養生する通常の養生温度としている。例えば、４０℃〜５５℃とすることができ、本実施形態では、Ｔ１＝４５℃としている。
すなわち、型枠２０の雰囲気温度を図４の曲線１００に示すように、時刻ｔ２〜ｔ４で、温度Ｔ０からＴ１に昇温し、時刻ｔ４〜ｔ５の間、温度Ｔ１に保持し、時刻ｔ５〜ｔ７までの間に、温度Ｔ１からＴ０に降温し、時刻ｔ８まで温度Ｔ０に保持する。
【００３２】
この過程において、時刻ｔ３〜ｔ６の範囲で、型枠２０の雰囲気温度が溶解温度Ｔｍ以上となるため、この間に、水溶性繊維９が自立硬化体１２中の水分に溶解する。
例えば、図５（ｂ）に示すように、型枠面２０ａに沿って表面に露出した水溶性繊維９は、水蒸気または型枠２０内に染みこんだ温水に溶解し、自立硬化体１２の外部に流出する。そして、溶解した水溶性繊維９の占有空間が空孔となり、そこから高温水蒸気または温水が侵入し、内部に向けて溶解が進行する。
自立硬化体１２の内部の水溶性繊維９は、セメント質部７Ｂに含まれる水分が溶解温度Ｔｍ以上となることにより溶解する。それらの水溶液は、互いに接する水溶性繊維９の占有空間、あるいは水溶性繊維９と接する気泡１０の空間を通じて、最終的に表面に露出した水溶性繊維９の占有空間から外部に流出する。
このようにして、水溶性繊維９、気泡１０の占有空間による連続気泡６が形成される。水溶性繊維９の占有空間の部分は、水溶性繊維９の外形が転写された繊維跡部６ａとなる。
【００３３】
このとき、孤立繊維９０（図５（ａ）参照）は、周りの温水に溶解し、セメント質部７Ｂの組織を通して滲出されると、独立気泡８を構成する繊維跡部８ａが形成される。また、滲出が不十分で水溶液が占有空間内にとどまる場合、やがて降温されると水溶性繊維９の成分からなる固体が析出て残存することになる。
【００３４】
型枠２０の雰囲気温度をＴ０に戻してから、時刻ｔ７〜ｔ８の間、放置し、脱型可能な程度に強度を発現させるとともに、ある程度乾燥させる。
そして、時刻ｔ８において、脱型工程Ｓ４を行い、第１吸音材２Ａを脱型する。
以上の工程により、図２に示すような断面構成を有する第１吸音材２Ａが製造される。同様にして、第２吸音材２Ｂも製造される。
【００３５】
次に、本実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法の変形例について説明する。
本変形例は、図３に二点鎖線で示すように、上記実施形態において、気泡１０を人工的に形成するため、混練工程Ｓ１、または脱型工程Ｓ２の直前に、混練物１１に混入するようにした方法である。
混入の仕方は特に限定されない。例えば、起泡剤を混練物１１に混合して混練し、発泡させて混入することができる。また、発泡装置を用いて気泡を発生させておき、気泡の形態で混練物１１に混入するようにしてもよい。
【００３６】
このようにして、混練物１１内に気泡１０を増やすと、水溶性繊維９と気泡１０とが接する確率が高められ、上記実施形態と同程度の連続気泡６をより少ない水溶性繊維９を用いて形成することができる。また、水溶性繊維９の絡み合いが少ない場合でも、高い確率で連続気泡を形成することができる。
また、混入された気泡１０により混練物１１の流動性が増大するので、製造効率が向上し、複雑な部材の成形も容易となるという利点がある。
また、連続気泡６において、繊維跡部６ａと気泡跡部６ｂとの割合を適宜調整することにより、管状形状と球状形状とが入り交じったより複雑な空孔断面を有する水溶性繊維９を形成することができるので、吸音特性を向上することができるという利点がある。
また、水溶性繊維９と接しない気泡１０は、そのまま気泡跡部８ｂとして独立気泡８を構成するので、軽量性、断熱性などの独立気泡の特性を向上することができる。
【００３７】
以上に説明したように、本実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体およびその製造方法によれば、水溶性繊維９をセメント質流動体７Ａ、骨材５とに混練して、型枠２０に打設し、水蒸気養生するという、通常のセメント質硬化体の製造工程と略同様の簡素な手段により、連続気泡を形成することができる。また、水溶性繊維９の繊維径、繊維長などを変えることで、容易に連続気泡６の大きさを容易に制御することができる。そのため、連続気泡６の大きさの分布が重要な特性となる吸音材およびその製造方法にきわめて好適となる。
【００３８】
なお、上記の説明では、連続気泡を有するセメント質硬化体を吸音材として用いる例で説明したが、連続気泡は通水性も有するので、透水性が必要な部材、例えば透水性モルタル、透水性コンクリートとしても好適に用いることができる。
【００３９】
また、上記の説明では、セメント質硬化体を板状に成形したプレキャスト製品として成形し、取付部材に取り付ける例で説明したが、本発明では、型枠の雰囲気温度を養生工程で溶解温度以上にすることができればよい。すなわち、例えば焼結炉などの設備を必要としないため、大きさや打設場所は特に限定されない。
【００４０】
また、上記の説明では、養生工程に水蒸気養生を用いる例で説明したが、自立硬化体を溶解温度以上に保持できれば、水蒸気養生以外の養生を採用してもよい。例えば、温水を散布したり、型枠を昇温させて加温したり、混練物に、自立後に溶解温度以上にとなるような自己発熱を発生させる薬剤を添加したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体を吸音材として用いた吸音壁の概略構成を説明するための、斜視外観図およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＢ部の詳細構成を説明するための模式的な部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法の工程フローを説明するための工程フロー図である。
【図４】本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法における雰囲気温度の温度制御の一例について説明するための模式的なグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る連続気泡を有するセメント質硬化体の製造方法における各工程中におけるセメント質硬化体の図２の断面に対応する模式的な部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  吸音壁
２  吸音パネル（吸音材）
２Ａ  第１吸音材（吸音材）
２Ｂ  第２吸音材（吸音材）
５  骨材
６  連続気泡
６ａ  繊維跡部
７Ａ  セメント質流動体
７Ｂ  セメント質部
９  水溶性繊維
１０  気泡
１１  混練物
１２  自立硬化体
２０  型枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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