(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製織網で中空に成形されているコンクリート用粗骨材。
【請求項２】
内部が中空の突出部と該突出部の全周に形成されたフランジを有する請求項１記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項３】
金属製メッシュ材料で中空に成形されており、内部に芯材を有するコンクリート用粗骨材。
【請求項４】
芯材が鉄である請求項３記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項５】
芯材が発泡ガラスである請求項３記載のコンクリート用粗骨材。
【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、水、粗骨材（砕石や砂利）及び細骨材(砂)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が非常に低いという欠点を有している。この欠点を補うため、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、圧縮強度だけでなく引張強度を向上させることのできる新たな粗骨材として金属製の略四面体形状の粗骨材が提案されている（特許文献１）。この粗骨材は外形が略四面体形状であることによりモルタル中でアンカー効果を発揮するので、従前の粗骨材に比して引張強度や剪断強度を向上させることが可能となる。
【０００４】
また、金属製の粗骨材とモルタルとの付着性を向上させるために、金属製の粗骨材本体に２０番手以上の細いワイヤーを貫通させた粗骨材であって、粗骨材本体にワイヤーが容易に巻き付くようにしたものが提案されている（特許文献２）。この粗骨材によれば、生コンクリートの撹拌中に粗骨材本体にワイヤーが巻き付き、巻き付いたワイヤーにモルタルが捕捉され、粗骨材とモルタルが一体に移動するので生コンクリート中で粗骨材が沈降しにくく、粗骨材の分散性が良好になるというメリットを得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許６４８５９３２号公報
【特許文献２】特許６５３２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような金属製の粗骨材では、粗骨材自体の引張強度がコンクリートのモルタル部分の強度に比して強すぎるため、粗骨材とモルタルとの界面が剥離してモルタル部分が破断し、粗骨材がコンクリートの引張強度の向上に寄与できない場合がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載されているようにワイヤーが金属製の粗骨材本体に巻き付くようにすると粗骨材とモルタルとの付着性を向上させることができるが、ワイヤーの粗骨材本体への巻き付き方は一定しないため、引張強度にばらつきが生じる虞がある。
【０００８】
このような従来技術の問題点に対し、本発明は、モルタルと粗骨材との付着性をより確実に向上させてモルタル部分の破断を防止し、コンクリートの引張強度を顕著に向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、金属製メッシュ材料を中空に成形したものをコンクリート用粗骨材として使用すると、該粗骨材の外表面をなす金属製メッシュ材料のメッシュの孔を通して粗骨材の内部にモルタルが浸入するので、生コンクリートの硬化後には金属製メッシュ材料とモルタルが強く一体化し、硬化したコンクリートの圧縮強度、引張強度、剪断強度、曲げ強度が大きくが向上することを想到し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明は、中空に成形された金属製メッシュ材料で形成されているコンクリート用粗骨材を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコンクリート用粗骨材をモルタルと混合すると、該粗骨材の外表面をなす金属製メッシュ材料のメッシュの孔を通して粗骨材の内部にモルタルが浸入するので、生コンクリートの硬化後には金属製メッシュ材料のメッシュの孔にモルタルが入り込むことにより金属製メッシュ材料とモルタルが強く付着した状態で一体化する。したがって、コンクリートに強い荷重がかかっても、金属製メッシュ材料と一体化したモルタル部分が金属製メッシュ材料から剥離して破断することを防止でき、コンクリートの圧縮強度、引張強度、剪断強度、曲げ強度が大きくが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ａ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１Ａであって、フランジの周縁部をカシメた態様の断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｂの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｂの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｃの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｃの切り欠き斜視図である。
【図６】図６は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｄの切り欠き斜視図である。
【図７】図７は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｅ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１Ｆの斜視図である。
【図９】図９は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｇの斜視図である。
【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の斜視図である。
【図１２】図１２は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｊの斜視図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のコンクリート用粗骨材を実施例により詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１４】
（全体形状）
図１は、本発明の一実施例のコンクリート用粗骨材１Ａの斜視図である。この粗骨材１Ａは、中空に成形された金属製メッシュ材料Ｍで形成されている。より具体的には、コンクリート用粗骨材１Ａはその中央部に、内部が中空で外形が略球形の突出部２を有し、突出部２の全周に円環状のフランジ３を有し、これら全体が金属製メッシュ材料Ｍで形成されている。フランジ３を設けることにより、後述するようにフランジ付き半球体を２つ合わせて粗骨材１Ａを製造する場合に、フランジ付き半球体同士の接合が容易とる。また、フランジ３により粗骨材１Ａの転がりやすさが抑えられ、取り扱い性が向上する。
【００１５】
本発明においてコンクリート用粗骨材の大きさは、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、コンクリート用粗骨材の最大径を、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、突出部２とフランジ３を含めた粗骨材１Ａ全体の最大径をＪＩＳ  Ａ  ５００５、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８に規定される粒度と粒径の範囲とする。
【００１６】
（金属製メッシュ材料）
本発明において、金属製メッシュ材料としては、平織り、綾織り等の織網、ラス網、溶接網、パンチングメタル、リングメッシュ等を使用することができる。平板状の金属製メッシュ材料を成形することで、所定の粗骨材の外形が形成されるようにしてもよく、個々の環状材料同士を接合することで所定の粗骨材の外形をなす金属製メッシュ材料が形成されるようにしてもよい。
【００１７】
本実施例のコンクリート用粗骨材１Ａでは織網が使用されている。織網を使用することにより、同じ開口率のパンチングメタルを使用する場合に比して、モルタルがメッシュの孔に入り込みやすく、金属製メッシュ材料に対するモルタルの付着力をより向上させることができる。一方、パンチングメタルを使用することにより、金属製メッシュ材料のプレス成形や金属製メッシュ材料同士の溶接による接合がより容易になる。
【００１８】
いずれの種類の金属製メッシュ材料を使用する場合でも、コンクリート用粗骨材１Ａをモルタルと混合した際に、コンクリート用粗骨材１Ａの内部にモルタルが容易に入り込んで金属製メッシュ材料にモルタルが絡まるようにし、これらを一体化させる点から、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。一方、粗骨材の内部にモルタルが完全には入り込まず、粗骨材の内部に空洞が形成されるようにしてコンクリートの軽量化を図ってもよい。この場合には、コンクリート用粗骨材１Ａとモルタルを混合したときに網目の開口部が粗骨材の内部に入り込むモルタルの抵抗となるように網目の開口径を選択してもよい。
【００１９】
本発明において金属製メッシュ材料を形成するワイヤーの線径は、容易に所定の形状に成形できるようにする点から、ワイヤーを形成する金属の種類に応じて定める。例えば、鉄製ワイヤーの場合、線径０．８ｍｍ〜６ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜３ｍｍがより好ましい。なお、線径の太いワイヤーを用いたメッシュ材料は織網に構成することはできず、溶接網となる。
【００２０】
また、本発明では後述するように粗骨材の内部に芯材を入れることができるが、本実施例のように粗骨材１Ａの内部に芯材を入れず、粗骨材１Ａの構成材料を金属製メッシュ材料のみとする場合、生コンクリート中で粗骨材１Ａを撹拌しても粗骨材１Ａの形状が概ね維持され、また、粗骨材１Ａが浮き上がらないようにするため、粗骨材１Ａの内部に芯材を入れる場合に比して硬く太いワイヤーを使用することが好ましい。
【００２１】
（金属製メッシュ材料の構成金属）
金属製メッシュ材料を構成する金属の種類としては、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、コンクリート用粗骨材１Ａを含む各種コンクリート製品の製造時や搬送時等に磁石を利用できるようにする点からは、金属製メッシュ材料の構成金属を鉄等の磁性体とすることが好ましい。
【００２２】
（コンクリート用粗骨材１Ａの製造方法）
図１に示したコンクリート用粗骨材１Ａの製造方法としては、例えば、図２に示すように、平板状の金属製メッシュ材料のプレス加工により、半球状の突出部４の開口部の周りにフランジ５を有するものを一対成形し、それらのフランジ５同士を重ね合わせ、フランジ５同士を接合する。フランジ５同士の接合方法としては、ワイヤーによる縫合、ステープラによる固定、溶接、図３に示すようにフランジ５の周縁部のカシメ等によることができる。
【００２３】
（芯材）
本発明のコンクリート用粗骨材は内部に芯材を有することができる。例えば、図４Ａ、図４Ｂに示すコンクリート用粗骨材１Ｂは、図１に示したコンクリート用粗骨材１Ａと同様の金属製メッシュ材料からなり、突出部２の内部に芯材６を設けたものである。突出部２の内部に芯材６を設ける場合、芯材６の材料を適宜選択することでコンクリート用粗骨材１Ｂの全体としての比重を調整することができ、金属製メッシュ材料からなる粗骨材１Ｂの生コンクリート中での浮き上がりを防止し、分散性を向上させることができる。また、芯材６の材料を適宜選択することで硬化後のコンクリートの圧縮強度をより向上させることもできる。例えば、コンクリートを軽量化する場合には、芯材６としてガラス、発泡ガラス、木材、樹脂、発泡スチロール等の発泡樹脂等を使用することができる。これらの形状に特に限定はない。一方、生コンクリート中での粗骨材１Ｂの浮き上がりを防止し、また、コンクリートの圧縮強度を高める場合には、鉄片、鉄球等の金属材料、砕石、砂利、コンクリート等を使用することができる。この場合にも芯材６の形状に特に限定は無いが、芯材６とモルタルとの付着性を向上させる点から、その表面は滑らかでないことが好ましい。したがって、芯材６を金属材料から形成する場合、芯材６にはアーク放電等の利用による溶融金属滴の付着、薬剤の利用等による表面粗化等を行っておくことが好ましい。
【００２４】
また、鉄材などの磁性材料を使用すると、粗骨材や、それを用いたコンクリート製品の搬送工程で磁石を利用できるようになるので好ましい。
【００２５】
（変形態様）
本発明のコンクリート用粗骨材は種々の態様をとることができる。例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示すコンクリート用粗骨材１Ｃは、金属製メッシュ材料としてパンチングメタルを使用し、図１に示したコンクリート用粗骨材１Ａと同様に略球状の突出部２と円環状のフランジ３を成形したものである。このコンクリート用粗骨材１Ｃも、平板状のパンチングメタルをプレス加工することにより、略半球状の突出部の開口部の周りにフランジを有するものを一対成形し、それらのフランジ同士を重ね合わせ、フランジ同士を任意の方法で接合することにより製造することができる。
パンチングメタルを使用する場合に孔の形状や配置に制限はなく、例えば、丸孔、角孔等とすることができる。
【００２６】
図６に示すコンクリート用粗骨材１Ｄは、図５Ａ、図５Ｂに示したコンクリート用粗骨材１Ｃの突出部２の内部に芯材６として鉄球を入れ、粗骨材１Ｄ全体としての比重を大きくすることで、生コンクリート中での粗骨材１Ｄの浮き上がりを防止したものである。
【００２７】
図７に示すコンクリート用粗骨材１Ｅは、図５Ａ、図５Ｂに示したコンクリート用粗骨材１Ｃにおいて、略球状の突出部２を２つ連設したものである。このように突出部２を連設させることにより、金属製メッシュ材料とモルタルとが一体になった粗骨材のコンクリート内におけるズレがより一層生じにくくなるので、コンクリートの引張強度をさらに高めることができる。また、このように複数の突出部２を有する粗骨材は、粗骨材同士が組み合うことができる。コンクリート中で粗骨材同士が組み合った場合には、それによってもコンクリートの引張強度が高まる。
【００２８】
図８に示すコンクリート用粗骨材１Ｆは、図７に示したコンクリート用粗骨材１Ｅにおいて略球状の突出部２を３つ連設したものである。
【００２９】
図９に示すコンクリート用粗骨材１Ｇは、織網の金属製メッシュ材料Ｍを筒状体に成形し、筒状体を横切る方向で互い違いの方向に所定間隔で順次押し潰し、切断すると共に内部に芯材６を入れ、略四面体形状に成形したものである。この粗骨材１Ｇは非常に量産性に優れ、安価に製造することができる。
【００３０】
図１０に示すコンクリート用粗骨材１Ｈは、織網の金属製メッシュ材料Ｍを筒状体に成形し、筒状体を横切る方向で互い違いの方向に所定間隔で順次押し潰すと共に内部に芯材６を入れ、２つの略四面体が一辺を共有して２つ繋がった形状にしたものである。この粗骨材１Ｈは、図９に示した粗骨材１Ｇよりもコンクリートの引張強度、剪断強度及び付着強度を高めることができる。
【００３１】
図１１に示すコンクリート用粗骨材１Ｉは、織網の金属製メッシュ材料Ｍで外形を略立方体に成形したものである。
【００３２】
図１２に示すコンクリート用粗骨材１Ｊは、２つの芯材６を織網の金属製メッシュ材料Ｍで俵型に包んだものである。
【００３３】
図１３に示すコンクリート用粗骨材１Ｋは、芯材６を角孔のパンチングメタルＭで包み、上端部をワイヤー７で絞ることにより概略流線型に成形したものである。
【００３４】
図１４に示すコンクリート用粗骨材１Ｌは、球形の芯材６の周りでリング状の環状材料８同士を接合し、芯材６の全面がリング状の環状材料８で覆われるようにしたものである。
【００３５】
図１５に示すコンクリート用粗骨材１Ｍは、湾曲させた環状材料８同士を球形の芯材６の周りで接合し、芯材６の全面が湾曲させた環状材料８で覆われるようにしたものである。
【００３６】
図１６に示すコンクリート用粗骨材１Ｎは、４つの金属球を互いに接触させて接合させることにより得た芯材６が、四面体形状の金属製メッシュ材料で覆われ、芯材６の中心の空隙を貫くように剛性のワイヤー９を通し、このワイヤー９の両端を屈曲させたものである。このように剛性のワイヤー９が粗骨材本体を貫き、その先端が屈曲していると、生コンクリート中でワイヤー９同士が絡み合うことで粗骨材１Ｎ同士が繋がり、コンクリートの引張強度等がより一層高まることになる。また、ワイヤー９は、金属球同士を接合させて得た芯材６の空隙に容易に通すことができる。
【００３７】
このように本発明のコンクリート用粗骨材は、外表面全体が金属製メッシュ材料で形成されていることを特徴としており、種々の外形をとることができる。
【００３８】
（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、引張や曲げに対して従前よりも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。本発明のコンクリート用粗骨材であって芯材を鉄製とし、芯材の占める割合を大きくしたものは、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しても有用となる。また、金属製メッシュ材料や芯材を磁性材料から構成した場合には、コンクリート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】
【００３９】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ  コンクリート用粗骨材
２  突出部
３  フランジ
４  半球状の突出部
５  フランジ
６  芯材
７  ワイヤー
８  環状材料
９  ワイヤー
Ｍ  金属製メッシュ材料、パンチングメタル
【要約】
【課題】モルタルと粗骨材との付着性を確実に向上させてモルタル部分の破断を防止し、コンクリートの引張強度を顕著に向上させる。
【解決手段】コンクリート用粗骨材１Ｇが、中空に成形された金属製メッシュ材料Ｍで形成されている。金属製メッシュ材料Ｍは織網、パンチングメタル等で形成することができる。コンクリート用粗骨材１Ｇは内部に芯材６を有することができる。
【選択図】図９【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0006667886.tif 000006
【図５Ａ】
0006667886.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６】
0006667886.tif 000009
【図７】
0006667886.tif 000010
【図８】
0006667886.tif 000011
【図９】
0006667886.tif 000012
【図１０】
0006667886.tif 000013
【図１１】
0006667886.tif 000014
【図１２】
0006667886.tif 000015
【図１３】
0006667886.tif 000016
【図１４】
0006667886.tif 000017
【図１５】
0006667886.tif 000018
【図１６】
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