(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の球状部と、複数の球状部の外周を囲むように球状部の表面から突出した環状部とを有する金属製のコンクリート用粗骨材であって、複数の球状部同士が直接繋がっており、環状部の外縁で形成される面において球状部同士の連結部における粗骨材の幅が、複数の球状部の径のうち最小径以上であるコンクリート用粗骨材。
【請求項２】
球状部が中空である請求項１記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項３】
球状部が中実である請求項１記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項４】
表面に溶融金属滴による金属粒が溶着している請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項５】
球状部を貫通して環状部から突出した可撓性のワイヤーを有する請求項１又は２記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項６】
球状部を貫通して球状部から突出した可撓性のワイヤーを有する請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項７】
請求項１記載の金属製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、球欠部の底部同士がフランジで連続してい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フランジ同士を溶着するコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属棒又は金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を成形するコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項９】
請求項５記載の金属製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、球欠部の底部同士がフランジで連続してい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可撓性のワイヤーを介して対向させ、対向するフランジ同士を溶着するコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項１０】
請求項５記載の金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属パイプ内に可撓性のワイヤーを通し、該ワイヤーを通した金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を形成し、環状部から該ワイヤーを突出させるコンクリート用粗骨材の製造方法。
【請求項１１】
請求項６記載の金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属棒又は金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を形成し、球状部に貫通孔を開け、貫通孔に可撓性のワイヤーを通すコンクリート用粗骨材の製造方法。
【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）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３、４）、金属パイプの両端が互い違いに閉じられた形状を有する粗骨材等が提案されている（特許文献５）。
【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】実公昭４５―７６７４号公報
【特許文献４】実公昭４５―７６７５号公報
【特許文献５】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、また、コンクリートにクラックが発生しやすいという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献３〜５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。また、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る。
【０００７】
しかしながら、特許文献３、４に記載の鍔付き球体を連結部で連設させた形状は、連結部が幅狭であることにより引張強度の向上に限界をきたし、また、幅狭の連結部を形成するために半球状の成形物を接合して球体を成形した後、さらに打ち抜き工程が必要となるので生産性が劣るという問題もあった。特許文献５に記載の粗骨材についても、圧縮強度と引張強度をさらに高めることが望まれていた。
【０００８】
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一層向上させることができ、高い生産性で製造す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】
【０００９】
本発明者は、粗骨材に、球または球に類する形状の球状部を複数もたせ、かつ複数の球状部同士の連結部においても粗骨材が球状部の最小径以上の十分な幅を有すると、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、この粗骨材を用いたコンクリートは圧縮強度と引張強度が著しく向上すること、球状部同士の連結部に球状部の最小径以上の幅をもたせた粗骨材の形状は、連結部の形成のための打ち抜き工程が不要となり、粗骨材の生産性を高められること、複数の球状部の外周を囲むように球状部の表面から環状部を突出させると環状部により粗骨材とモルタルとの付着性が向上し、それによってもコンクリートの強度が向上し、また生コンクリート中での分散性が向上すること、また、環状部により粗骨材の転がりやすさが抑えられ、粗骨材の取り扱い性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、複数の球状部と、複数の球状部の外周を囲むように球状部の表面から突出した環状部とを有する金属製のコンクリート用粗骨材であって、環状部の外縁で形成される面において球状部同士の連結部における粗骨材の幅が、複数の球状部の径のうち最小径以上であるコンクリート用粗骨材を提供し、特に、可撓性のワイヤーが球状部を貫通し、該ワイヤーが環状部又は球状部から突出している態様を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上述の金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法として、金属板のプレス加工により、球欠部の底部同士がフランジで連続してい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フランジ同士を溶着するコンクリート用粗骨材の製造方法を提供し、また、金属棒又は金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を成形するコンクリート用粗骨材の製造方法を提供する。
【００１２】
加えて、本発明は、上述の金属製のコンクリート用粗骨材であって、可撓性のワイヤーが球状部を貫通し、該ワイヤーが環状部又は球状部から突出している態様の製造方法として、金属板のプレス加工により、球欠部の底部同士がフランジで連続してい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可撓性のワイヤーを介して対向させ、対向するフランジ同士を溶着するコンクリート用粗骨材の製造方法を提供し、金属パイプ内に可撓性のワイヤーを通し、該ワイヤーを通した金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を形成し、環状部から該ワイヤーを突出させるコンクリート用粗骨材の製造方法を提供し、金属棒又は金属パイプのプレス加工により球状部及び環状部を形成し、球状部に貫通孔を開け、貫通孔に可撓性のワイヤーを通すコンクリート用粗骨材の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコンクリート用粗骨材は、球または球に類する形状を有する球状部を複数有し、かつ複数の球状部だけでなくそれらの連結部においても粗骨材は十分な幅を有するので、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は、複数の球状部の外周を囲むように球状部の表面から環状部が突出しているので、粗骨材とコンクリートのモルタル部分との付着力が向上し、それによってもコンクリートの強度が向上し、かつ生コンクリート中で容易に均一に分散する。よって、本発明のコンクリート用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。
【００１５】
加えて、本発明のコンクリート用粗骨材は、球または球に類する形状を有するにも関わらず、環状部が突出していることにより粗骨材の転がりやすさが抑えられ、取り扱い性が向上する。
【００１６】
さらに、本発明のコンクリート用粗骨材の、複数の球状部が環状部で囲まれており、球状部の連結部が球状部の最小径以上であるため、金属板のプレス加工により高い生産性で容易に成形することができ、連結部の形成のための打ち抜き工程を省略することができ、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】
【００１７】
【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の平面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施例のコンクリート用粗骨材の１Ａの断面図である。
【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’の斜視図である。
【図４Ａ】図３Ａ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３Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｂの平面図である。
【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の平面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｄ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１Ｄの平面図である。
【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１Ｈ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１Ｉ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１Ｉの製造方法の説明図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｊの斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｊ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１５】図１５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１６】図１６は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｋ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１Ｋの製造方法の説明図である。
【図１８】図１８は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｌの斜視図である。
【図１９】図１９は、実施例のコンクリート用粗骨材１Ｍの斜視図である。
【図２０】図２０は、溶融金属滴を溶着させた金属骨材の表面写真である。
【図２１】図２１は、実施例のコンクリート用粗骨材の結合体１Ｎの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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はその平面図であり、図１ＣはＡ−Ａ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（即ち、球状部）３が２個並設している。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。なお、本発明において、各球欠部２の形状は、好ましくは１／２球以上の球欠を含み、本実施例の粗骨材１Ａでは、各球欠部２の形状が半球である。したがって、この粗骨材１Ａの球状部３の外形は球体となり、外形が多面体や不定形の立体形状である場合に比して、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。
【００２０】
粗骨材１Ａには、各球欠部２の底面２ｇを含む面で２個の球状部３の外周を囲むように球状部３の表面から突出した環状部５が形成されている。この環状部５は、図２に示すように、並設した２つの球欠部の底面２ｇの外周に連続的にフランジ４を形成したものを一対用意し、これらのフランジ４同士を接合したものである。環状部５は２個の球状部３の全周にわたって形成されている。
【００２１】
２個の球状部の径Ｄは等しく、環状部５の外縁で形成される面において、２個の球状部３の連結部Ｐにおける粗骨材の幅Ｗは、球状部３の径Ｄ以上の幅広となっている。ここで、連結部Ｐにおける粗骨材の幅Ｗとしては、図１Ｂに示したように２個の球状部３同士が互いに離れている場合には、２個の球状部３の間隙を通り、２個の球状部３の中心同士を結んだ線に垂直な方向の粗骨材の長さのうち最も短いものを考える。この粗骨材１Ａではこの長さが球状部３の径Ｄ以上の幅広となっているので、粗骨材１Ａは、後述するようにプレス加工により容易に製造することができる。また、連結部Ｐで粗骨材１Ａの引張強度が過度に低下することはなく、この粗骨材１Ａを使用したコンクリートは、粗骨材１Ａの２個の球状部３がアンカーとなって引張強度が著しく向上する。
【００２２】
また、この粗骨材１Ａによれば、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、粗骨材１Ａに２個の球状部３が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２個の球状部の径が等しいが、２個の球状部の径が異なる場合には、連結部Ｐにおける粗骨材の幅Ｗは小さい方の径以上とする。また、本実施例の粗骨材１Ａでは平面視における環状部５の外形を、角を丸めた矩形としているが、本発明において環状部５の外形はこれに限られず、例えば、図３に示した粗骨材１Ａ’のように環状部５が矩形でもよい。これにより、フランジ付き球欠部を金属板から打ち抜く金型の作成が容易となり、フランジ付き球欠部を金属板から打ち抜くときの抜き滓も低減させることができ、粗骨材の生産性が向上する。一方、環状部は楕円状でもよく、図４Ａ及び図４Ｂに示した粗骨材１Ｂのように連結部Ｐが若干幅狭になってもよい。ただし、この粗骨材１Ｂにおいても連結部Ｐにおける粗骨材の幅Ｗは球状部３の最小径Ｄ以上である。なお、連結部Ｐにおける粗骨材の幅Ｗの上限は以下に述べる粗骨材の大きさの上限により規定される。
【００２４】
（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、粗骨材１Ａ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、粗骨材１Ａの最大径を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い。このため、通常、球状部３の径Ｄを１０〜３０ｍｍとすることが好ましく、球欠部２の球の半径方向の環状部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が小さすぎると粗骨材とモルタルとの付着力が低下し、また、粗骨材１Ａが過度に転がりやすくなり、取り扱い性が劣る。また、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、環状部５の突出長さＬ（即ち、フランジ４の突出長さ）が小さすぎるとフランジ同士を強固に接合することが困難となる。
【００２５】
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が等しいが、本発明では、粗骨材１Ａの外形に球またはそれに類する球状部３を含ませる点から、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い。一方、高さＨが大きすぎると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１．５倍以下とすることが好ましい。
【００２６】
（球欠部の肉厚）
本発明において、球欠部２の肉厚（即ち、球状部３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。粗骨材内部に実質的に中空部が形成されないようにしてもよい。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。
【００２７】
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１〜６ｍｍとすることが好ましく、２〜４ｍｍがより好ましい。
【００２８】
（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挙げることができ、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。
【００２９】
（粗骨材の製造方法）
本実施例の粗骨材１Ａは、金属板のプレス加工により図２に示すように、２つの球欠部が、該球欠部の底部から突出したフランジ４で連続しているフランジ付き球欠部を１対作製し、それらを対向させ、フランジ４同士を溶着により接合させることで容易に製造することができる。本発明においては、球状部同士の連結部における粗骨材の幅を球状部の最小径以上とするので、フランジ４同士の溶着後に粗骨材の外形を整える切断加工を行うことは不要であり、製造工程を簡略化することができる。
【００３０】
フランジ４同士の溶着は、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同士の接合を、溶着に代えてカシメにより行っても良い。
【００３１】
なお、本発明において粗骨材の製造方法は金属板のプレス加工に限られず、後述するように金属パイプ、金属棒のプレス加工等により製造することもできる。
【００３２】
（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、複数の球状部と、複数の球状部の外周を囲むように球状部の表面から突出した環状部を有し、環状部の外縁で形成される面において球状部同士の連結部における粗骨材の幅が球状部の最小径以上である種々の形状をとることができる。
【００３３】
例えば図１Ａに示した粗骨材１Ａでは２個の球状部３が環状部５を介して並設されているが、図５Ａ、図５Ｂに示した粗骨材１Ｃでは２個の球状部３同士が直接繋がっており、各球状部３は１／２球を上回っている。このため、２個の球状部３同士の接合部がくびれたピーナツ型になっている。このように１／２球を上回る球状部同士が接合したピーナツ型の粗骨材も１個の球状部からなる粗骨材よりもコンクリートの引張強度を高めることができる。
【００３４】
球状部同士が直接繋がっている場合の連結部Ｐにおける粗骨材１Ｃの幅Ｗは、図５Ｂに示すように、２個の球状部３同士が直接繋がることにより形成される球状部の弦の延長線Ｌａが粗骨材１Ｃの外形で切り取られる長さＷを考えればよい。この粗骨材１Ｃではこの幅Ｗが球状部３の最小径Ｄ以上である。
【００３５】
図６Ａ、図６Ｂに示した粗骨材１Ｄは、３個の球状部３ａ、３ｂ、３ｃ同士が直接繋がっているものである。この場合、球状部同士の連結部における粗骨材の幅Ｗとしては、図６Ｂに示すように、３個の球状部同士が直接繋がることにより形成される球状部の弦の延長線Ｌａが粗骨材１Ｄの外形で切り取られる長さＷを考え、いずれの球状部についてもこの長さＷが球状部の最小径以上であればよい。
【００３６】
図７に示した粗骨材１Ｅは、四面体の各頂点に球状部３が位置し、各球状部３が環状部５で囲まれているものである。この粗骨材１Ｅの製造方法としては、まず、金属板をプレス成形することにより、三角形の各頂点に球欠部２があり、それら３つの球欠部２を囲むようにフランジ４が形成されているフランジ付き球欠部を４個作製し、次に、それらのフランジ４同士を接合し、略四面体形状が形成されるようにする。
【００３７】
図８に示した粗骨材１Ｆは、図３に示した粗骨材１Ａ’の矩形の環状部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１Ｆ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、一対のフランジ付き球欠部のプレス加工による圧着と同時に行うことができるので、粗骨材１Ｆの生産性が低下することはない。
【００３８】
図９に示した粗骨材１Ｇは、図３に示した粗骨材１Ａ’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を入れ、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に切れ目５ｘを入れて折り曲げることによっても、粗骨材１Ｇ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の切れ目５ｘの形成と折り曲げも、一対のフランジ付き球欠部のプレス加工による圧着と同時に行うことができるので、粗骨材１Ｇの生産性が低下することはない。
【００３９】
図１０に示した粗骨材１Ｈは、図５Ａ、図５Ｂに示した粗骨材１Ｃと略同様の外形を有するが、図１１に示すように、金属パイプを所定の長さにカットした小片１１を金型１２でプレス加工することにより球状部３と環状部５を同時に成形するものである。この場合、金属パイプの径は、粗骨材１Ｈの球状部３の径以上とする。この粗骨材１Ｈによれば、フランジ４同士を接合する工程を省略することができ、粗骨材の生産性を高めることができる。なお、プレス加工で形成する環状部５の外形は、必ずしも滑らかにはならないが、本発明において環状部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。
【００４０】
同様の方法で、３個以上の球状部３が直接繋がっている粗骨材を金属パイプから成形してもよく、また、３個以上の球状部同士が環状部５を介して並設されているようにしてもよい。
【００４１】
金属パイプをカットした小片１１に代えて、金属棒をカットした小片や金属板に対して同様の金型で熱間プレスすることにより、金属パイプをプレス成形して得る粗骨材と同様の外形で中実の粗骨材を製造することができる。例えば、板厚が球状部の径以上の金属棒をカットした小片８を、図１３に示すように金型９を用いて熱間プレスすることで図１２に示す粗骨材１Ｉを製造してもよい。この場合、金属棒の小片８の直径は、粗骨材１Ｉの形状に含まれる球状部の球の直径以上とし、小片８の長さは球状部の直径の２個分よりも長くする。小片８のプレスにより環状部５が形成されるが、この環状部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。この粗骨材１Ｉは中実に成形されていることにより比重が大きくなり、重量コンクリート用の粗骨材として好適なものとなる。
【００４２】
本発明の粗骨材には、上述したいずれの態様においても、粗骨材とモルタルとの接合強度を高めるために、球状部からワイヤーを突出させることができる。
【００４３】
図１４Ａに示した粗骨材１Ｊは、図１Ａに示した粗骨材１Ａの一対のフランジ４同士の間にワイヤー１３ａが圧着されているものである。この粗骨材１Jは、図１５に示すように、２つの球欠部２の底面の外周に連続的にフランジ４を形成したフランジ付き球欠部の一対をプレス成形し、それらを対向させ、フランジ４同士をプレスするときに対向させたフランジ４の間にワイヤー１３ａを挟み、ワイヤー１３ａをフランジ４に圧着し、球状部３を貫通したワイヤー１３ａを環状部５から突出させたものである。ワイヤー１３ａとして１６番手以上２１番手以下の細径で容易に湾曲するものを使用することが好ましく、特に２０番手以上の細いワイヤーを使用することが好ましい。細径のワイヤー１３ａの使用により、ワイヤー１３ａをフランジ４に圧着することで球状部３と環状部５からなる粗骨材本体にワイヤー１３ａを取り付けるときにも、取り付けた後の粗骨材１Ｊの保管時、搬送時、粗骨材１Ｊを含む生コンクリートの調製時等にも、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く、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。
【００４４】
また、細径のワイヤーを使用することでワイヤーを有する粗骨材の製造後の生コンクリートの撹拌工程等で図１４Ｂに示すように、ワイヤー１３ａが粗骨材本体に巻き付き、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１Ｊが一体に移動する。これにより、粗骨材１Ｊの実質的な比重がモルタルに近づくので、粗骨材１Ｊ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。
【００４５】
ワイヤー１３ａを取り付けた粗骨材は、図１７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してもよい。これにより図１４Ａに示した粗骨材１Ｊとほぼ同様の図１６に示す粗骨材１Ｋをより簡便に製造することができる。
【００４６】
球状部３と環状部５からなる粗骨材本体にワイヤーを取り付けるにあたり、例えば、図１８に示す粗骨材１Ｌのように、球状部３を貫通したワイヤー１３ａが球状部３から突出するようにしてもよい。これにより、中実の球状部３と環状部５からなる図１２に示した粗骨材１Ｉにもワイヤーを取り付けることができる。
【００４７】
また、図１９に示す粗骨材１Ｍのように、球状部３と矩形の環状部５を有する粗骨材本体に、該粗骨材本体の外側からワイヤー１３ａを巻き付けるだけでも良い。このワイヤー１３ａは、球状部３を貫通しておらず、球状部３に接着もされていない。ワイヤー１３ａが当初から粗骨材本体に巻き付けられていると、粗骨材１Ｍをモルタルに混合した当初からモルタルが粗骨材１Ｍに付着しやすくなり、モルタル内での粗骨材１Ｍの分散性が向上し、コンクリートの強度が向上する。一方、ワイヤー１３ａは、一旦粗骨材本体に巻き付けられると、粗骨材１Ｍの保管、搬送時にワイヤー１３ａが粗骨材本体から離脱することはない。
【００４８】
（粗骨材の表面加工）
上述した粗骨材１Ａ〜１Ｍのいずれにも、コンクリートのモルタルの付着性を向上させるため、エンボス加工により粗骨材に表面凹凸を設けることができ、また、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。
【００４９】
中でも、粗骨材を構成する金属の表面に、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２０に示す金属表面のように、粗骨材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。また、電極から溶融金属滴が滴下するアーク放電を複数の粗骨材に対して同時に行うと粗骨材同士が溶融金属滴によって接合する場合がある。例えば、図２１は、まず金属パイプをプレス成形することにより図１Ａと同様に２つの球状部３を有する粗骨材を製造し、次にそのように製造した粗骨材の複数個に対して同時に電極棒を用いたアーク放電を行うことにより２つの球状部を有する粗骨材が２つ組み合わさって溶着により接合した粗骨材１Ｎである。この粗骨材１Ｎは、表面全体が溶融金属滴の溶着物で荒らされていることに加えて、２つの粗骨材が溶着により接合した形状となっているので、同様の粗骨材同士が接合することなく表面に溶融金属滴の溶着物が付着したものに比してコンクリートの引張強度をさらに高めることが可能となる。したがって、本発明は、球状部と、球状部の外周を囲むように球状部の表面から突出した環状部とを有する金属製の粗骨材同士が溶着しており、その表面全体に溶融金属滴が付着しているコンクリート用粗骨材の結合体を提供する。
【００５０】
なお、アーク放電により粗骨材の表面に電極棒から溶融した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。
【００５１】
また、上述のように粗骨材にアーク放電を行って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、溶融金属滴を溶着させておいてもよい。
【００５２】
（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、圧縮や引っ張り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。本発明のコンクリート用粗骨材であって鉄製のもの、特に中実のものは、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、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】
【００５３】
１Ａ、１Ａ’、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ  粗骨材
２  球欠部
２ｇ  球欠部の底面
３、３ａ、３ｂ、３ｃ  球欠部接合体、球状部
４  フランジ
５  環状部
８  金属棒の小片
９  金型
１１  金属パイプの小片
１２  金型
１３ａ  ワイヤー
Ｄ  球状部の径
Ｈ  球欠部の高さ
Ｌ  環状部の突出長さ
Ｌａ  球状部の弦の延長線
Ｒ  球欠部の球の半径
ｔ  球欠部の肉厚
Ｐ  連結部
Ｗ  連結部における粗骨材の幅
【要約】
【課題】コンクリートの圧縮強度と引張強度をより一層向上させることができる粗骨材を提供する。
【解決手段】複数の球状部３と、複数の球状部３の外周を囲むように球状部３の表面から突出した環状部５とを有する金属製のコンクリート用粗骨材１Ａであって、環状部５の外縁で形成される面において球状部３同士の連結部における粗骨材の幅が球状部３の最小径以上である。
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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