(57)【要約】【課題】接地抵抗低減性能に優れ、かつ施工後は、土壌水分や雨水等の流水による硬化体成分の流失が少なく、長期間に渡って性能が維持できる接地抵抗低減剤を提供する。【解決手段】接地抵抗低減剤の配合組成を、セメントおよび／又は石膏、石炭灰、炭素繊維とする。これにより、石炭灰中の未燃炭素分、石炭灰による充填効果、石炭灰によるポゾラン反応等が相乗的に作用し接地抵抗低減性能を向上させ、かつこの性能を長期間持続させることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントおよび／又は石膏と、石炭灰、炭素繊維を含有することを特徴とする接地抵抗低減剤。
【請求項２】
セメント１００重量部に対して石膏５０重量部以下、石炭灰４５〜３５０重量部、炭素繊維０．５〜１０重量部を含有することを特徴とする請求項１に記載の接地抵抗低減剤。
【請求項３】
石炭灰がブレーン比表面積１５００ｃｍ２／ｇ以上のフライアッシュであることを特徴とする請求項１および２に記載の接地抵抗低減剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接地工事の際に使用される接地抵抗低減剤に関する。さらに詳しくは抵抗低減性に優れ、かつ長期間性能を維持することができる接地抵抗低減剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、接地抵抗低減剤には接地抵抗値を低減させるため、導電性物質として無機塩が用いられてきた。具体的には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硝酸ナトリウムなどが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。しかしこれらは土壌水分によって流失しやすく、長期間に渡って接地抵抗低減性を維持することができなかった。そのためこれらに代わって炭素繊維が提案されている（例えば、特許文献３参照）。ところが、この場合も炭素繊維を土壌に固定化するための硬化体成分として一般に用いられるセメントや石膏自体が、絶縁体として作用し導電性に乏しいため、十分な接地抵抗低減性や長期性能を得られていないのが現状であった。またこの時用いられる石膏は土壌水分によって流失しやすく、硬化体組織がポーラス化することにより接地抵抗低減性能が次第に低下する欠点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５２−１５３１４９号公報
【特許文献２】
特開昭５４−１２２８５７号公報
【特許文献３】
特開昭５５−１６６８７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来技術では、効果的に接地抵抗低減性を発現することができず、しかも長期間に渡って性能を維持することができなかった。本発明は、このような問題点に対処するため硬化体自体に長期間持続する導電性を付与することで、優れた接地抵抗低減性能の発現とこの性能の持続性を併せて解決しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための本発明による接地抵抗低減剤は、導電性物質として炭素繊維を用いることに加え、導電性を有する石炭灰を併用することで硬化体自体にも導電性を付与することを特徴としている。すなわち石炭灰には未燃炭素が含まれており導電性を有するため、このことから接地抵抗低減性能が向上するのである。
【０００６】
しかも石炭灰、特にフライアッシュは球形の微粒子であることから流動性に富み、硬化体内部の空隙を充填するフィラーとして働き、導電効果を高め接地抵抗低減性能を向上させる役割をも果たす。また石炭灰はポゾラン活性を有しているため、硬化体中でセメントの水和反応で生じた水酸化カルシウムと徐々に反応することによって生成するカルシウムシリケート水和物が、硬化体内部の毛細管空隙を充填することで一層導電性が向上する。そのうえこのカルシウムシリケート水和物の生成により、硬化体組織が緻密化するため、水密性が増し、土中水分に溶解しやすい石膏の流失を抑制し、硬化体組織のポーラス化を防止し、接地抵抗低減性能を持続させる。すなわち本発明の接地抵抗低減剤は、石炭灰に含まれる未燃炭素分、石炭灰による充填効果、石炭灰によるポゾラン反応が相乗的に作用し、接地抵抗低減性能が向上し、かつこの性能が長期間持続するのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の接地抵抗低減剤はセメント、石膏、石炭灰、炭素繊維を含む。セメントは硬化体を形成する成分として重要であり、また上述したポゾラン反応の発底となるため欠くことができないものである。セメントには様々な種類があるが、本発明では特定のセメントに限られるものではない。  すなわち必要に応じてポルトランドセメント、シリカセメント、高炉セメント、アルミナセメント、フライアッシュセメントなどを選択すればよい。
【０００８】
石膏としては、様々なものが使用できるが、施工方法や作業手順に応じて好ましいものを選択すればよい。すなわち短時間の硬化を求めるのであれば、凝結の早い焼石膏を用いればよいし、作業上緩慢な硬化を求めるのであれば、二水石膏など石膏を用いればよい。また必要に応じて硬化促進剤や凝結遅延剤を使用することもできる。石膏の配合割合はセメント１００重量部に対して５０重量部以下としているが、これは上記のように施工方法や作業手順により左右されるものである。５０重量部より多すぎると、セメントの硬化やポゾラン反応による硬化体の緻密化によっても水分による流失を避けがたくなる。
【０００９】
石炭灰は石炭燃焼時に発生する残さであり、二酸化ケイ素や酸化アルミニウムを主成分とする。石炭灰はフライアッシュ、シンダアッシュ、クリンカアッシュなどに分類されるが、本発明の接地抵抗低減剤にはこのうちフライアッシュが特に好ましい。フライアッシュは粒度が細かいため、硬化体内部の空隙への充填性に優れるからである。フライアッシュとしては、ブレーン比表面積１５００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。１５００ｃｍ２／ｇ未満では、石炭灰による充填効果の低下や、石炭灰のポゾラン活性に基づく反応性低下のため、期待する接地抵抗低減性能向上や性能持続性が得られなくなる。また石炭灰中に含まれる炭素量については、強熱減量で表される炭素含有率が５％以上のものが望ましい。しかし、石炭灰は炭種や燃焼条件により、炭素含有率が変動することがあるが、所望の炭素含有率が得られない場合は、カーボンブラックやアセチレンブラックなどの炭素粉末を補助的に添加することで対応できる。
【００１０】
また、石炭灰の配合割合はセメント１００重量部に対して４５〜３５０重量部としているが、これは石炭灰自体による導電性能の向上とポゾラン反応の進行による導電性能の向上を図るうえで好ましい量である。４５重量部より少なすぎると石炭灰による効果が発現しにくくなる。逆に３５０重量部よりも多すぎると相対的に硬化に必要なセメント量が少なくなるために硬化体の強度が低下し、雨水や地圧で硬化体が崩壊することにより炭素繊維や流失しやすい石膏の土壌への固定化が図れない。また接地極との密着性が低下し、期待する接地抵抗低減性が得られない。
【００１１】
炭素繊維は様々な寸法、形状のものが使用できるが、硬化体中への均一な分散のためには、長さ１０〜３０ｍｍ程度のものが特に好ましい。また長さの異なる２種類以上の炭素繊維を併用してもよい。本発明で炭素繊維の配合割合はセメント１００重量部に対して０．５〜１０重量部としている。０．５重量部より少なすぎると接地抵抗低減性能が極端に低くなるし、逆に１０重量部よりも多いと、硬化体が脆弱となり、雨水や地圧で硬化体が崩壊し、接地抵抗低減性能が低下する恐れがある。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１３】
［実施例１］
表１に示す配合で抵抗低減性を比較する促進試験を実施した。試験は各接地抵抗低減剤の硬化体（４０×４０×８０ｍｍの直方体）を、硬化体１個当たり約３４０ｍｌ／時の流水中に２８日間供することで強制的に硬化体成分を流失させ、抵抗低減性を劣化させることにより行った。
【００１４】
従来タイプは流水による成分流失が著しく、また抵抗値も増加したのに対して、当該タイプは成分流失が少なく、抵抗値の上昇も抑制された。なお本試験ではＪＩＳ  Ａ  ６２０１に規定されているコンクリート用フライアッシュＩＩ種（ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上）を用いた。
【００１５】
表１
2004292291.tif 000002
注１：普通ポルトランドセメント
注２：焼石膏
注３：フライアッシュＩＩ種相当品（ＪＩＳ  Ａ  ６２０１）
注４：日本ポリマー産業（株）製「ＣＦ−Ｎ−１０」、「ＣＦ−Ｎ−２５」を等量配合
【００１６】
［実施例２］
地面に穴を掘り、接地棒を打設後、接地棒の棒頭部に表１に示した配合の接地抵抗低減剤をそれぞれ１０ｋｇずつ施工した。続いてこれに水を散布し、ある程度の硬化を確認した後、埋め戻した。これについて接地抵抗を経時的に測定した結果を表２に示す。当該タイプは長期間に渡って接地抵抗低減性が維持された。なお接地抵抗の測定は接地抵抗計（横河Ｍ＆Ｃ（株）製  型式３２３５）を使用した。
【００１７】
表２
2004292291.tif 000003
【００１８】
【発明の効果】
本発明のセメントおよび／又は石膏と、石炭灰、炭素繊維からなる接地抵抗低減剤は、従来のものに比べ、接地抵抗低減性能に優れ、かつ施工後は、土壌水分や雨水等の流水による硬化体成分の流失が少なく、長期間に渡って接地抵抗低減性能が維持できる。