(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部を有する粗骨材本体と、球欠部接合体を貫通して球欠部接合体又は環状部から突出した複数本の可撓性のワイヤーとを有する金属製のコンクリート用粗骨材であって、ワイヤーの突出部分の長さ（突出部分の一端が粗骨材本体に保持されている場合にも、突出部分の両端が粗骨材本体に保持されて突出部分がループ状になっている場合にも、粗骨材本体外に突出している部分が屈曲しているときには、粗骨材本体に保持されている端部は保持されたままの状態にして粗骨材本体外に突出している部分を直線状に伸ばしたときの長さ）が球欠部接合体の最大径の１〜５倍であるコンクリート用粗骨材。
【請求項２】
前記ワイヤーが環状部から突出している請求項１記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項３】
粗骨材本体を複数有し、ワイヤーが各球欠部接合体を貫通している請求項１又は２記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項４】
請求項２記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、複数本の可撓性のワイヤーを通した金属パイプのプレス加工により球欠部接合体及び環状部を形成すると共に複数本の可撓性のワイヤーを環状部から突出させるコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項５】
請求項２記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属板のプレス加工により、底部にフランジを有するフランジ付き球欠部を形成し、２つのフランジ付き球欠部の底部同士を対向させると共にその間に複数本の可撓性のワイヤーを、フランジ付き球欠部を横切るように配置し、プレス加工により２つのフランジ付き球欠部のフランジ同士を圧着すると共にフランジ同士の間に複数本のワイヤーを挟持させるコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項６】
２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周の全周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部とを有するコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属パイプのプレス加工により球欠部接合体及び該球欠部接合体の外周の全周を囲む環状部を形成する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート用粗骨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、通常、セメントに、水と粗骨材（砕石や砂利）と細骨材(砂)とを混合して得る所謂生コンクリートを、水とセメントとの水和反応に基づいて固化させたものであり、建築資材として広く使用されている。
【０００３】
コンクリートは、圧縮強度に比して引張強度や曲げ強度が非常に低いという欠点を有する。この様な欠点を補うため、コンクリート中に縦横にマトリックス状に組んだ鉄筋を配設することが一般的であるが、生コンクリート中に強化繊維としてプロピレン繊維を含有させること（特許文献１）や、有機繊維、異形鋼繊維等を含有させること（特許文献２）、鉄片、鋼片、高張力炭素繊維、ガラス繊維等の補強材を膨張頁岩等からなる人工骨材形成物から突出させること（特許文献３）が知られている。また、粗骨材自体の形状により圧縮強度や引張強度を高めようとするものとして、金属板の圧出による半球状の成形物を２つ対向させて接合することにより得られる鍔付きの球体同士が幅狭の連結部で連設している粗骨材（特許文献４、５）、金属パイプの両端を互い違いに閉じた形状を有する粗骨材等が提案されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１７８７５５号公報
【特許文献２】特開２００１−２２０２０１号公報
【特許文献３】特開昭６３―２０６３３７号公報
【特許文献４】実公昭４５―７６７４号公報
【特許文献５】実公昭４５―７６７５号公報
【特許文献６】特許第６４８５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載のように生コンクリートに強化繊維を混入させる場合、強化繊維が全体に均一に分散されずに凝集することがあり、コンクリート構造物の各種強度が場所により相違するため、相対的に強度の弱い箇所に応力が集中し、コンクリートにクラックが発生しやすくなるという問題があった。また、強化繊維は従前より使用されているコンクリートの必須の構成成分ではないため、その使用により、所定のコンクリート特性を得るためのコンクリートの構成成分の配合調整が難しくなることが懸念された。
【０００６】
一方、特許文献３〜６に記載の粗骨材によれば、砕石や砂利からなる従前の粗骨材に代えて使用することができるので、コンクリートの構成成分の配合を容易に調整することができ、さらに特許文献４〜６に記載の金属製粗骨材は、従前の粗骨材に比して引張強度を高めることができる。しかしながら、特許文献４〜６に記載の粗骨材は生コンクリート内で沈降しやすく、粗骨材が均一に分散したコンクリートが得られにくいという問題がある。また、圧縮強度と引張強度をさらに高めることも望まれていた。
【０００７】
このような従来技術の問題点に対し、本発明は、コンクリートの必須の構成成分の一つである粗骨材として使用することができ、コンクリートの圧縮強度と引張強度をより向上させることができ、生コンクリート内で沈降しにくく、生産性よく低コストに得ることのできる新たな材料の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、球または球に類する形状を粗骨材本体にもたせると、この形状はいずれの方向の圧縮や引っ張りに対しても強いことから、この粗骨材本体を用いたコンクリートは圧縮強度と引張強度が向上すること、球又は球に類する形状は２つの球欠部の接合等により容易に製造できること、また、球又は球に類する形状の粗骨材本体を中空とし、中空の粗骨材本体に可撓性のワイヤーを複数本貫通させてその複数本のワイヤーを粗骨材本体から突出させるか、又はワイヤーを屈曲させて環状に成形した外嵌部を中空の粗骨材本体に外嵌させる等により、粗骨材は生コンクリート内で沈降しにくくなり、コンクリート内での分散性が良好となること、特に、細径で容易に湾曲するワイヤーを複数本使用し、そのワイヤーの突出長さをワイヤーが粗骨材本体に巻き付いたり絡みついたりするのに十分な長さにすると、生コンクリートの撹拌等によりワイヤーが粗骨材本体に巻き付いたり絡みついたりして粗骨材本体に被さり、そのワイヤーにモルタルが捕捉され、粗骨材の実質的な比重がモルタルに近づくので、粗骨材は生コンクリート内で一層沈降しにくくなり、コンクリート内での分散性が良好となること、特許文献４、５の記載によれば、金属板を球形に成形した後に球形の粗骨材同士が幅狭の連結部で連設した形状とするために打ち抜き工程が必要となるが、粗骨材本体とワイヤーからなる粗骨材ではそのような打ち抜き工程が不要となり、その分粗骨材の製造コストを抑えられることを想到し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部と、球欠部接合体を貫通して球欠部接合体又は環状部から突出した複数本の可撓性のワイヤーとを有する金属製のコンクリート用粗骨材であって、ワイヤーの突出部分の長さが球欠部接合体の最大径の１〜５倍であるコンクリート用粗骨材を提供する。
【００１０】
また本発明は、上述の金属製のコンクリート用粗骨材のうちワイヤーが環状部から突出する態様の製造方法であって、(i)複数本の可撓性のワイヤーを通した金属パイプのプレス加工により球欠部接合体及び環状部を形成すると共に複数本の可撓性のワイヤーを環状部から突出させる方法、(ii)金属板のプレス加工により、底部にフランジを有するフランジ付き球欠部を形成し、２つのフランジ付き球欠部の底部同士を対向させると共にその間に複数本の可撓性のワイヤーを、フランジ付き球欠部を横切るように配置し、プレス加工により２つのフランジ付き球欠部のフランジ同士を圧着すると共にフランジ同士の間に複数本のワイヤーを挟持させる方法を提供する。
【００１１】
さらに本発明は、２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部とを有するコンクリート用粗骨材本体を有し、粗骨材本体に接着されていないワイヤーが粗骨材本体の外表面上に巻き付けられている金属製のコンクリート用粗骨材を提供する。
【００１２】
また本発明は、２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部とを有するコンクリート用粗骨材本体と、屈曲したワイヤーが粗骨材本体に外嵌するように環状に成形された外嵌部とを有する金属製のコンクリート用粗骨材を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコンクリート用粗骨材の粗骨材本体は、球欠部接合体が、球または球に類する形状を有するので、いずれの方向の圧縮や引っ張りに対しても強い強度を発揮する。
【００１４】
また、本発明のコンクリート用粗骨材の粗骨材本体では、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から環状部が突出しているので、粗骨材本体とコンクリートのモルタル部分との付着力が向上する。
【００１５】
さらに、球欠部接合体は中空であり、また複数の球欠部接合体の径のうち最大径の１〜５倍の突出長さで複数本の可撓性のワイヤーが粗骨材本体から突出しているので、このワイヤーが、粗骨材の保管、搬送、モルタルの調製工程等において粗骨材本体に巻き付き、巻き付いたワイヤーにモルタルが捕捉され、粗骨材の実質的な比重がモルタルに近づき、これにより粗骨材は生コンクリート内で沈降しにくくなり、コンクリート内での分散性が良好となる。したがって、本発明の粗骨材を用いたコンクリートは、圧縮強度及び引張強度が著しく向上する。
【００１６】
また、粗骨材本体に接着されていないワイヤーが粗骨材本体の外表面上に巻き付けられている本発明のコンクリート用粗骨材も、屈曲したワイヤーが粗骨材本体に外嵌するように環状に成形された外嵌部を有する本発明のコンクリート用粗骨材も、同様に粗骨材本体とコンクリートのモルタル部分との付着力が向上する。
【００１７】
加えて、本発明のコンクリート用粗骨材は金属板や金属パイプとワイヤーのプレス加工等により高い生産性で安価に製造することができる。したがって、大量に消費される建築資材として有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ａの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ａの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ａであって、ワイヤーが粗骨材本体に巻き付いた状態の斜視図である。
【図２】図２は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ａの製造方法の説明図である。
【図３】図３は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｂの斜視図である。
【図４】図４は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｃの斜視図である。
【図５】図５は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｄの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｅの斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｅであって、ワイヤーが粗骨材本体に巻き付いた状態の斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｆの斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｆであって、ワイヤーが粗骨材本体に巻き付いた状態の斜視図である。
【図８】図８は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｇの斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｇの製造方法を説明する断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｇの製造方法を説明する断面図である。
【図１０】図１０は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｈの斜視図である。
【図１１】図１１は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｉの製造方法の説明図である。
【図１２】図１２は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｊの製造方法の説明図である。
【図１３】図１３は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｋの斜視図である。
【図１４】図１４は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｌの斜視図である。
【図１５】図１５は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｍの斜視図である。
【図１６】図１６は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｎの斜視図である。
【図１７】図１７は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｏの斜視図である。
【図１８】図１８は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｐの斜視図である。
【図１９】図１９は、粗骨材本体１Ｑ’の側面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、粗骨材本体１Ｒ’の斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、粗骨材本体１Ｒ’の断面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、粗骨材本体１Ｓ’の斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、粗骨材本体１Ｓ’の断面図である。
【図２２】図２２は、粗骨材本体１Ｔ’の斜視図である。
【図２３】図２３は、粗骨材本体１Ｕ’の斜視図である。
【図２４】図２４は、粗骨材本体１Ｖ’の斜視図である。
【図２５】図２５は、溶融金属滴を溶着させた金属骨材の表面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のコンクリート用粗骨材を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表す。
【００２０】
（粗骨材の形状）
図１Ａは、本発明の一実施例のコンクリート用粗骨材１Ａの斜視図であり、図１Ｂはその断面図である。この粗骨材１Ａは金属製であり、２つの中空の球欠部２からなる球欠部接合体３を有している。ここで、球欠とは、球を割平面で分割して得られる形状であり、球欠部とはそのような形状を有する粗骨材の部分をいう。
【００２１】
本実施例において、各球欠部２はその形状に、好ましくは１／２球以上の球欠を含んでいる。本実施例の粗骨材１Ａでは、対向する２つの球欠部２の形状が半球であり、各球欠部２の球の半径ｒと球欠部２の高さｈが等しい。また、２つの球欠部２は、各球欠部２の底面２ｇを挟んで対称に接合されている。したがって、この球欠部接合体３の外形は球体となり、粗骨材全体の外形も概略球体となり、外形が多面体や不定形の立体形状を有する粗骨材に比して、いずれの方向から平面荷重が加えられても圧裂荷重が加えられても高い強度を発揮する。なお、図１Ｂにおいて符号Ｏ1は球の中心を表し、符号Ｏ2は球欠部２の底面２ｇの中心を表し、本実施例の粗骨材１Ａではこれらは重なっている。
【００２２】
粗骨材１Ａには、球欠部２の底部を囲むように球欠部接合体３の表面から突出した環状部５が形成され、球欠部接合体３と環状部５で粗骨材本体１Ａ’が構成されている。この環状部５は、各球欠部の底面２ｇの外周に形成した環状のフランジ４同士を接合したものである。環状部５は球欠部接合体３の全周にわたって形成されているため、粗骨材１Ａは土星型になっている。この環状部５により、粗骨材１Ａをモルタルと混合した場合の粗骨材１Ａとモルタルとの付着力が強くなる。よって、外形が概略球形であることによる上述の強度の向上効果と相俟って、従来の粗骨材に代えてこの粗骨材１Ａを用いたコンクリートは、圧縮強度及び引張強度が顕著に向上する。
【００２３】
なお、本実施例の粗骨材１Ａでは環状部５を円環状としているが、本発明において環状部５の平面視の外形は円に限られず、例えば楕円状でもよく、環状の外形に凹凸があってもよく、矩形でもよい。図３に示す粗骨材１Ｂのように、環状部５が矩形の粗骨材は、矩形の金属板をプレス加工して球欠部２を成形し、そうして得られる矩形のフランジ４付き球欠部のフランジ４同士をプレス加工で接合することにより得られる。矩形のフランジ４を構成する辺が球欠部２のプレス加工により湾曲した場合には、その湾曲した形状のままでもよい。環状部５を矩形とすることにより打ち抜き滓を低減できるので好ましい。また、環状部５の縁にはバリがあってもよい。環状部５の表面には凹凸があってもよい。
【００２４】
球欠部接合体３には複数本の可撓性のワイヤー１３ａが貫通しており、この複数本のワイヤー１３ａが粗骨材本体１Ａ’から、より具体的には環状部５の端部から突出している。ワイヤー１３ａの突出部分の長さＬ２は、球欠部接合体３の最大径Ｌ３の１〜５倍、特に１〜３倍の長さとなるようにすることが好ましい。ここで、ワイヤー１３ａの突出部分の長さとは、ワイヤーが屈曲していた場合には、それを概略直線状に伸ばしたときの長さである。球欠部接合体３の最大径とは、後述するように１つのコンクリート用粗骨材が複数の球欠部接合体を有する場合には、それらのうち最大の径をいう。
【００２５】
ワイヤー１３ａの突出部分の長さＬ２が球欠部接合体３の最大径Ｌ３の１倍以上であることによりワイヤー１３ａが、図１Ｃに示すように粗骨材本体に巻き付いて粗骨材本体を全体的に覆い、後述するようにモルタルが粗骨材に捕捉されやすくなる。一方、ワイヤーの１３ａの突出部分の長さＬ２を球欠部接合体３の最大径Ｌ３の５倍以下、好ましくは３倍以下とすることで、コンクリート用粗骨材のワイヤー１３ａ同士が不用にからまり、コンクリート用粗骨材が生コンクリート中で均一に分散しなくなることを抑制できる。
【００２６】
ワイヤー１３ａの粗骨材本体１Ａ’の一端からの突出本数は、２〜５本とすることが好ましい。
【００２７】
なお、粗骨材本体から突出しているワイヤーの複数本の全てが球欠部接合体３の最大径Ｌ３の１〜５倍であることは必ずしも必要なく、この範囲外の長さの突出部分があってもよいが、全てのワイヤーの突出部分がこのような長さを有することが好ましい。
【００２８】
ワイヤー１３ａとしては、１６番手以上２１番手以下の細径で容易に湾曲するものが好ましく、特に２０番手以上のワイヤーが好ましい。細径で容易に湾曲するワイヤーを使用することにより、球欠部接合体３と環状部５からなる粗骨材本体１Ａ’にワイヤー１３ａを取り付けるときにも、取り付けた後の保管、搬送時にも、粗骨材１Ａを含む生コンクリートの調製時にも、ワイヤー１３ａに力がかかることによりワイヤー１３ａは容易に湾曲する。したがって、ワイヤー１３ａと粗骨材本体とは溶着などによって厳密に固定されていなくても、ワイヤー１３ａが粗骨材本体から外れない程度に圧着されていればよい為、ワイヤー１３ａの取り付けに要する時間とコストを下げることができる。
【００２９】
また、細径で容易に湾曲するワイヤーを使用することにより、生コンクリートの撹拌工程等で図１Ｃに示すように、ワイヤー１３ａが粗骨材本体１Ａ’に巻き付いて粗骨材本体を全体的に覆い、巻き付いたワイヤー１３ａにモルタルが捕捉され、モルタルと粗骨材１Ａが一体に移動する。これにより、粗骨材１Ａの実質的な比重がモルタルに近づくので、粗骨材１Ａは生コンクリート内で沈降しにくくなり、分散性が良好となる。
【００３０】
一方、細径のワイヤーと共に１６番手よりも太径のワイヤー、好ましくは８番手以上１２番手以下の太径のワイヤーを使用してもよい。この場合、太径のワイヤーは先端を鍵型またはＣ字形等に湾曲させておくことが好ましい。太径のワイヤーは、生コンクリートの撹拌工程を経ても図１Ｃのように粗骨材本体１Ａ’に巻き付くことはないが、太径のワイヤーの先端が湾曲していることにより、コンクリート中でアンカー効果を発揮し、コンクリートの引張強度を高めることができる。
【００３１】
（粗骨材の大きさ）
粗骨材１Ａを配合した生コンクリートをホースに通すポンプ圧送を可能とするため、球欠部２の球の半径ｒとし、環状部５の突出長さをＬとした場合に、球欠部接合体３の最大径（(ｒ＋Ｌ)×２）を、従来の粗骨材である砂利や砕石と同程度の大きさにすることが好ましい。具体的には、粗骨材１Ａの最大径（(ｒ＋Ｌ)×２）をＪＩＳ  Ａ  ５３０８に規定される粒度と粒形の範囲とすることが好ましく、通常、球欠部２の球の直径２ｒを１０ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましく、環状部５の突出長さＬを、球欠部２の球の半径ｒの２／５〜１倍とすることが好ましい。これに対し環状部５の突出長さＬが小さすぎると球欠部２の底部の外側に形成されているフランジ４同士を接合して環状部５を形成する場合に、フランジ同士を強固に接合することが困難となる。また、粗骨材の製造方法により、球欠部の圧着による球欠部接合体の形成とワイヤーの挟み込みを同時に行わない場合には、球欠部接合体３が過度に転がりやすくなり、取り扱い性が劣る。
【００３２】
本発明では、球欠部接合体３の外形に球またはそれに類する形状をもたせる点から、球欠部２の高さｈを球欠部２の球の半径ｒ以上とすることが好ましく、本実施例の粗骨材１Ａでは球欠部２の高さｈと球欠部２の球の半径ｒが等しい。一方、高さｈが大きすぎると球欠部接合体３の最大長が長くなり、コンクリートをホースに通すポンプ圧送に支障がきたされる場合がある。そのため、球欠部２の高さｈは、球欠部２の球の半径ｒの１．８倍以下とすることが好ましい。
【００３３】
（球欠部の肉厚）
球欠部２の肉厚ｔは、当該粗骨材１Ａを構成する金属の種類、球欠部の形状の形成方法、当該粗骨材を用いるコンクリートの用途等に応じて定めることができる。例えば、放射能遮蔽用の重量コンクリートで使用する粗骨材とする場合には、球欠部２の肉厚ｔを厚くして粗骨材の比重を大きくすることが好ましく、肉厚ｔに特に上限はない。この場合、球欠部２は熱間プレスにより製造することができる。
【００３４】
一方、通常のコンクリート向けの粗骨材とする場合において、球欠部を冷間プレスにより形成するときは、球欠部２の肉厚ｔが厚すぎるとプレス加工で球欠部を形成しにくくなり、薄すぎると粗骨材を通常のコンクリートに用いる場合でも強度が不足する。したがって、球欠部２の肉厚ｔは１ｍｍ〜６ｍｍとすることが好ましい。
【００３５】
（粗骨材の構成金属）
本発明の粗骨材１Ａを構成する金属としては、鉄、アルミニウム、チタン、銅、ステンレススチール等をあげることができ、コンクリートの用途に応じて選択することができる。例えば、原子力施設等で放射能の遮蔽に使用する重量コンクリートの粗骨材とする場合には、Ｘ線、γ線などを遮蔽する点から密度が高い鉄等の金属を使用することが好ましい。粗骨材１Ａ自体や、粗骨材１Ａを含む各種コンクリート製品の製造時や搬送時等に電磁石を利用してそれらの作業を行えるようにする場合には、粗骨材を鉄等の磁性体から形成することが好ましい。
【００３６】
（粗骨材の製造方法）
粗骨材１Ａの製造方法としては、まず、金属板のプレス加工により底部にフランジ４を有する球欠部２を形成する。次に、図２に示すように、フランジ４を有する球欠部２を一対対向させ、対向するフランジ４の間にワイヤー１３ａを挟み、プレス加工により対向するフランジ４同士を圧着し、溶着するとともに、ワイヤー１３ａをフランジ４に圧着する。こうして粗骨材１Ａは容易に製造することができる。フランジ４の溶着は、その全周にわたって行うことが好ましい。一方、フランジ４同士の溶着に代えてカシメによりフランジ４同士を接合しても良い。
【００３７】
（粗骨材の形状の変形態様）
本発明の粗骨材は金属製であって、２つの球欠部を有する球欠部接合体と、球欠部接合体の外周に形成された環状部と、球欠部接合体を貫通して球欠部接合体又は環状部から突出した複数本の可撓性のワイヤーを有する限り、種々の形状をとることができる。例えば、図２に示した方法で、一対のフランジ付き球欠部２の間に複数本の細径のワイヤー１３ａを挟んでプレスするにあたり、そのワイヤー１３ａを複数対のフランジ付き球欠部で挟んでプレスしてもよい。この方法で図４に示す粗骨材１Ｃのように、環状部５を有する球欠部接合体３の環状部同士を隣接させてワイヤー１３ａを突出させることでき、また、図５に示す粗骨材１Ｄのように環状部５を有する球欠部接合体３同士の間隔をあけ、それらの環状部５から突出したワイヤー１３ａで球欠部接合体３同士を繋げた形態とすることもできる。
【００３８】
粗骨材においてワイヤーを突出させるにあたり図６Ａに示す粗骨材１Ｅのように、球欠部接合体３を貫通したワイヤー１３ａを該球欠部接合体３の表面から突出させてもよい。この粗骨材１Ｅは、球欠部接合体３に貫通孔を開け、その貫通孔にワイヤー１３ａを通すことにより製造することができる。なお、一つの貫通孔に複数本のワイヤー１３ａを通しても良く、貫通孔を複数開けて１つの貫通孔に１本のワイヤー１３ａを通しても良い。この粗骨材１Ｅも、図６Ｂに示すように、生コンクリートの撹拌工程等でワイヤー１３ａが粗骨材本体に巻き付いて粗骨材本体を全体的に覆い、巻き付いたワイヤー１３ａにモルタルが捕捉され、モルタルと粗骨材１Ｄが一体に移動するので生コンクリート内で粗骨材が沈降しにくくなり、粗骨材の分散性が良好となる。
【００３９】
ワイヤーを球欠部接合体３の表面から突出させる場合にも、図７Ａに示す粗骨材１Ｆのように複数の環状部５を有する球欠部接合体３同士を隣接させてもよい。図７Ｂに示すように、この粗骨材１Ｆにおいても生コンクリートの撹拌の工程等でワイヤー１３ａが粗骨材本体に巻き付き、ワイヤーが粗骨材本体を全体的に覆うようになる
【００４０】
また、図８に示すように、球欠部接合体３を貫通し、環状部５からワイヤー１３ａが突出している粗骨材本体の球欠部接合体３同士が接合した粗骨材１Ｇとすることもできる。このような粗骨材１Ｇは図９Ａに示すように、まず、一対のフランジ４付き球欠部２の頂部同士をスポット溶接等で接合し、次に、図９Ｂに示すように、接合したフランジ４付き球欠部２のフランジ４に対してワイヤー１３ａを介して新たにフランジ４付き球欠部２のフランジ４を対向させ、対向するフランジ４同士をプレスして接合することにより図８に示した粗骨材１Ｇを得る。
【００４１】
図１０に示した粗骨材１Ｈは、球欠部接合体３を貫通したワイヤー１３ａが該球欠部接合体３から突出している点で図６Ａに示した粗骨材１Ｅと共通するが、環状部５を形成するフランジ４同士の間に、シート状の金属製メッシュ材料１４が挟持されている。金属製メッシュ材料１４としては、平織り、綾織り等の織網、ラス網、溶接網、パンチングメタル等を使用することができる。金属メッシュ材料１４の網目の間隔または開口径は通常４ｍｍ〜１０ｍｍとすることが好ましい。金属製メッシュ材料１４を粗骨材１Ｈに組み込むことにより、金属メッシュ材料１４にモルタルが容易に付着するので、粗骨材１Ｈがモルタル中でより沈降しにくくなり、分散性が向上する。
【００４２】
図１１に示した粗骨材１Ｉの粗骨材本体１Ｉ’は、図３に示した粗骨材本体１Ｂと同様に矩形の環状部５を有するが、環状部５の周縁部の全周にわたるフランジの接合跡が存在しない点で異なる。この粗骨材１Ｉは、図１１に示すように、金属パイプを所定長にカットした小片１１にワイヤー１３ａを通しておき、ワイヤー１３ａを通した小片１１を金型１２でプレスすることにより製造することができ、粗骨材本体の製造過程でフランジを有する球欠部同士を接合する工程が不要となる。よって、この粗骨材１Ｉは、図３に示した粗骨材１Ｂよりも簡便に製造することができる。金属パイプの小片１１のプレスにより形成される環状部５はきれいな円環状である必要はなく、バリが突出しているような形状でもよい。
【００４３】
金属パイプを用いて粗骨材を製造するにあたり、図１２に示すように、金属パイプをカットした小片１１をプレス加工することにより、球欠部接合体３と環状部５からなる粗骨材本体１Ｊ’を形成し、その粗骨材本体１Ｊ’の球欠部接合体３に貫通孔を形成し、その貫通孔にワイヤー１３ａを通して粗骨材１Ｊを得ても良い。
【００４４】
なお、球欠部接合体と環状部からなる粗骨材本体を、図１１、図１２に示したように金属パイプをプレスして製造する方法は、まず、金属板のプレスによりフランジを有する球欠部を製造し、次にフランジを有する球欠部同士を圧着させて製造する方法に比して生産性が高く、また、この粗骨材本体を粗骨材として使用することもできる。したがって、本発明は、球欠部接合体と、球欠部接合体の外周を囲むように球欠部接合体の表面から突出した環状部とを有するコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属パイプのプレス加工により球欠部接合体及び環状部を形成する製造方法も包含する。
【００４５】
一方、図１３に示した粗骨材１Ｋは、図１Ａに示した粗骨材１Ａにおいて、一対のフランジ４でプレスするワイヤー１３ａを、予めループ状に成形したものである。この場合、環状部５から突出するループ状のワイヤー１３ａとしては、同図に２点鎖線で示したようにループを伸ばした状態の長さＬ２が球欠部接合体の最大径の１〜５倍であるようにすることが好ましい。
【００４６】
図１４に示した粗骨材１Ｌは、２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体３と、球欠部接合体３の外周を囲むように球欠部接合体３の表面から突出した環状部５とを有する点で図１Ａに示した粗骨材１Ａと共通するが、この粗骨材１Ｌでは、ワイヤー１３ａが粗骨材本体１Ｌ’を貫通しておらず、粗骨材本体１Ｌ’に接着されていないワイヤー１３ａが粗骨材本体１Ｌ’の外表面上に多重に巻き付けられている。このようにワイヤー１３ａが粗骨材本体１Ｌ’に巻き付けられていると、粗骨材１Ｌをモルタルに混合した当初からモルタルが粗骨材１Ｌに付着しやすくなり、生コンクリート内での粗骨材１Ｌの分散性が向上し、コンクリートの強度が向上する。
【００４７】
特に、この粗骨材１Ｌでは、環状部５の平面視が矩形であり、好ましくは矩形の各辺が、球欠部のプレスの影響で内側に凹んでいるので、粗骨材本体１Ｌ’にワイヤー１３ａを巻き付けていく際にワイヤー１３ａのズレが防止され、容易にワイヤー１３を巻き付けることができる。このようにワイヤー１３ａを粗骨材本体１Ｌ’に巻き付ける場合、ワイヤー１３ａを環状部５を構成するフランジ４に挟持させたり、粗骨材本体１Ｌ’に貫通孔を開けてワイヤー１３ａを通したり、粗骨材本体１Ｌ’にワイヤー１３を接着したりすることが不要である。簡便に粗骨材を製造することができる。
【００４８】
粗骨材本体１Ｌ’に巻き付けるワイヤーの太さとしては、８番手〜２０番手が好ましく、１２番手〜２０番手がより好ましい。
【００４９】
図１５に示した粗骨材１Ｍも、粗骨材本体１Ｍ’が２つの中空の球欠部を有する球欠部接合体３と、球欠部接合体３の外周を囲むように球欠部接合体３の表面から突出した環状部５とを有する点で図１Ａに示した粗骨材１Ａと共通するが、この粗骨材１Ｍには、屈曲したワイヤーから形成された外嵌部１５が環状部５に外嵌している。
外嵌部１５は、矩形波形型に屈曲させたワイヤーを、丸く巻き重ねて環状に成形することにより作製できる。この外嵌部１５はバネ性を備えるので、粗骨材本体１Ｍ’の環状部５に容易に外嵌させることができる。
【００５０】
本発明は、粗骨材本体についてもさらに種々の態様をとることができる。
図１６に示した粗骨材１Ｎは、図３に示した粗骨材１Ｂにおいて、矩形の環状部５の角部を交互に上下に折り曲げたものである。このように環状部５を折り曲げることにより、粗骨材１Ｎへのモルタルの付着力をより向上させることができる。また、環状部５の折り曲げは、一対のフランジ４のプレスにより環状部５を形成するときに、同時に形成することができるので、粗骨材の生産性が低下することはない。
【００５１】
図１７に示した粗骨材１Ｏは、図３に示した粗骨材１Ｂにおいて、矩形の環状部５の各角部の頂点から粗骨材の中心方向に切れ目５ｘを入れ、その両側を上下に折り曲げたものである。このように環状部５に切れ目を入れて折り曲げることによっても粗骨材１Ｏへのモルタルの付着力をより向上させることができる。また、このような環状部５の切れ目との折り曲げも、一対のフランジ４のプレスにより環状部５を形成するときに、同時に形成することができるので、粗骨材の生産性が低下することはない。
【００５２】
図１８に示した粗骨材１Ｐは、図３に示した粗骨材１Ｂにおいて、球欠部接合体３の両方の頂部に球状のプレスヘッドを押し付けることにより、球欠部接合体３の頂部に半球状の凹部を形成したものである。このように球欠部接合体３の頂部に凹部３ａを形成することによっても粗骨材１Ｐへのモルタルの付着力をより向上させることができる。また、このような球欠部接合体３の頂部のプレス加工も、一対のフランジ４のプレス加工と同時に行うことができるので、粗骨材の生産性が低下することはない。
【００５３】
なお、凹部３ａの深さｄは球欠部接合体３の半径ｒの１／３〜１／２とすることが好ましい。
【００５４】
図１９に示した粗骨材本体１Ｑ’は、環状部５を放射状の折板状に成形したものである。これにより、一方の球欠部２ａのフランジ４ａと他方の球欠部２ｂのフランジ４ｂとをずれなく重ね合わせることができ、フランジ４ａ、４ｂの圧着を容易に強固に行うことができ、環状部５の強度が高まる。また、コンクリートのモルタルとの付着性も向上する。
【００５５】
図２０Ａ、図２０Ｂに示した粗骨材本体１Ｒ’は、図１Ａに示した粗骨材１Ａの製造で使用する、フランジ４を有する球欠部２同士を、金属板６を挟んで接合したものである。これにより、環状部５の強度を高めることができる。
【００５６】
図２１Ａ、図２１Ｂに示した粗骨材本体１Ｓ’は、粗骨材の製造で使用する一対の球欠部のうち、一方の球欠部２ａにはフランジ４を設けるが、他方の球欠部２ｂではフランジを省略し、一方の球欠部２ａに他方の球欠部２ｂが嵌め込まれるようにしたものである。
【００５７】
図２２に示した粗骨材本体１Ｔ’は、図１Ａに示した粗骨材１Ａの粗骨材本体において、球欠部接合体３を形成する各球欠部２の高さｈを球欠部２の球の半径ｒの１．１〜１．８倍としたものである。これにより各球欠部２の形状は１／２球を上回る球欠となり、それらの接合部がくびれたピーナツ型となる。また、そのくびれ部分に２つのフランジ４が接合した環状部５が形成されている。このように１／２球を上回る球欠を含む球欠部同士を接合したピーナツ型の粗骨材本体１Ｕ’は、図１Ａに示した粗骨材１Ａの粗骨材本体よりもコンクリートの引張強度を高めることができる。
【００５８】
図２３に示した粗骨材本体１Ｕ’は、図１Ａに示した粗骨材１Ａの球欠の底面２ｈに、該底面２ｈと同径の筒状部１０を延設して球欠部２とし、この球欠部２の底面２ｇの周りにフランジ４を形成し、２つのフランジ４同士を接合したものである。このように本発明の粗骨材において、球欠部２は厳密に球欠部分のみから構成されていなくてもよい。
【００５９】
図２４に示した粗骨材本体１Ｖ’は、フランジ４で接合する２つの球欠部２のうち、一方の球欠部２ａの半径を他方の球欠部２ｂの半径よりも大きくしたものである。これにより、フランジ４の接合面を挟む２つの球欠部２ａ、２ｂが非対称になり、２つの球欠部２ａ、２ｂを接合した球欠部接合体３の形状は概略卵型になる。
【００６０】
図１６−図２４に示した粗骨材本体にも、前述したように球欠部接合体を貫通して球欠部接合体から突出するワイヤー又は球欠部接合体を貫通して環状部から突出するワイヤーを設けることができる。
【００６１】
（粗骨材本体の表面加工）
本発明において、粗骨材本体にはモルタルの付着性を向上させるため、その表面の一部又は全部、好ましくは全部に各種溶接のスパッタ現象により生じる溶融金属滴を溶着させ、表面を表面に溶着した金属粒で荒らすことができる。この方法によれば、単に粗骨材の表面に電子ビーム等を照射して表面を荒らす場合に比して電極棒の溶融により生じた金属滴が粗骨材本体の表面に付着し、粗骨材本体の肉厚を減少させないので、粗骨材本体の強度を落とすこと無く、モルタルの粗骨材本体への付着性を向上させることができる。
【００６２】
中でも、粗骨材本体の表面に、電極を用いてアーク放電を行い、好ましくは加熱し、電極から生じる溶融金属滴を加熱下で溶着させることが好ましい。これにより、図２５に示す金属表面のように粗骨材本体の表面全体を溶融金属滴の溶着物で荒らすことができる。なお、アーク放電により粗骨材本体の表面に溶融金属滴を溶着させることは高い生産性で安価に行うことができる。
【００６３】
また、上述のように粗骨材本体にアーク放電を行って電極棒の溶融金属滴を溶着させることに代えて、粗骨材の製造時に使用する金属板、金属パイプ又は金属棒に予めアーク放電等を行い、電極棒の溶融金属滴を溶着させておいてもよい。
【００６４】
なお、上述した本発明の変更態様は適宜組み合わせることができる。
【００６５】
（粗骨材の適用例）
本発明のコンクリート用粗骨材は、従来のコンクリートの配合組成における粗骨材の一部又は全部に代替することができる。本発明のコンクリート用粗骨材の好ましい適用例としては、コンクリートプレキャスト製品において、例えば、中空の本発明の粗骨材を使用し、圧縮や引張に対して強い軽量鉄筋コンクリート板を製造することができる。また、鉄筋を使用しないコンクリート構造物（例えば、ダム壁、地面に直に敷設される道路、建造物のベタ基礎、舗装広場等）にも好ましく適用できる。特殊な適用例としては、地面から離れた位置に設置される高速道路の鉄筋コンクリート床版等に好ましく適用できる。また、本発明のコンクリート用粗骨材を磁性材料から構成した場合には、パネルを電磁石に引きつけて搬送、設置、撤去することが可能となり、作業性が向上する。
【符号の説明】
【００６６】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｏ、１Ｐ  粗骨材
１Ａ’、１Ｉ’、１Ｊ’、１Ｌ’、１Ｍ’、１Ｑ’、１Ｒ’、１Ｓ’、１Ｔ’、１Ｕ’、１Ｖ’  粗骨材本体
２、２ａ、２ｂ  球欠部
２ｇ  球欠部の底面
２ｈ  球欠の底面
３  球欠部接合体
３ａ  凹部
４、４ａ、４ｂ  フランジ
５  環状部
５ｘ  切れ目
６  金属板
７  金属棒
８  小片
９  金型
１０  筒状部
１１  金属パイプの小片
１２  金型
１３ａ  ワイヤー
１４  金属製メッシュ材料
１５  外嵌部
ｄ  凹部の深さ
ｈ  球欠部の高さ
Ｌ  環状部の突出長さ
Ｌ２  ワイヤーの突出部分の長さ
Ｌ３  球欠部接合体の最大径
ｒ  球欠部の球の半径
ｔ  球欠部の肉厚
Ｏ1  球の中心
Ｏ2  底面の中心
【要約】
【課題】コンクリートの圧縮強度と引張強度を向上させることができ、生コンクリート中で沈降しにくい粗骨材を提供する。
【解決手段】金属製のコンクリート用粗骨材１Ａが、２つの中空の球欠部２を有する球欠部接合体３と、球欠部接合体３の外周を囲むように球欠部接合体３の表面から突出した環状部５と、球欠部接合体３を貫通して球欠部接合体３又は環状部５から突出した複数本の可撓性のワイヤー１３ａとを有する。ワイヤー１３ａの突出部分の長さは、球欠部接合体３の最大径の１〜５倍である。
【選択図】図１Ａ【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006725957.tif 000024
【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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