(57)【要約】【課題】モルタルまたはコンクリート系材料から発生するアンモニアガスがクリーンルーム，美術品の収納若しくは展示室などの清浄空間に混入して清浄空気を汚染するのを防止する。【解決手段】清浄空間が存在する建物に用いるモルタルまたはコンクリート系材料であって，該材料の練り混ぜ時に，次亜塩素酸塩やリン酸その他のアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤を該材料中に配合した清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料である。【選択図】【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄空間が存在する建物に用いるモルタルまたはコンクリート系材料であって，該材料の練り混ぜ時にアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤を該材料中に配合した清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料。
【請求項２】
アンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤は，該材料の練り混ぜ時に配合される請求項１に記載の清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料。
【請求項３】
アンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤は，次亜塩素酸塩，リン酸，ホウ酸，過酸化水素，オゾン水または硫酸からなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１または２に記載の清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料。
【請求項４】
アンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤は，活性炭に担持させた状態で配合される請求項１に記載の清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料。
【請求項５】
清浄空間は，クリーンルーム，美術品の収納若しくは展示室，または生物若しくは化学実験室である請求項１ないし５のいずれかに記載の清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，クリーンルームや美術品の収納若しくは展示室などの清浄空間が存在する建物に用いるモルタルまたはコンクリート系材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント系コンクリート系材料は，各種構造物を構成する基本的な材料として広く使用されているが，最近，この材料は電子デバイス施設などでアンモニア汚染を起こす原因となることが認識されるようになった。セメント系コンクリート系材料から発生するアンモニアガスがクリーンルーム等の清浄空間を汚染し，電子デバイスなどに支障を来すことが判明したからである。アンモニアガスは電子デバイスの品質低下の原因となるのみならず，美術品や文化財の変色・劣化なども引き起こす。このため，アンモニアガスが問題となるクリーンルーム，美術品の収納若しくは展示室，生物若しくは化学実験室およびこれに類する清浄空間をもつ建物では，通常のセメント系コンクリート材料をそのまま使用することには問題がある。
【０００３】
前記の理由により，清浄空間の空気と接することになるモルタルまたはコンクリート系材料は，アンモニアガスが発生しない材料であることが求められる。このアンモニアガスの発生原因については，骨材表面に付着していた有機物がセメント系材料の硬化反応の過程でアンモニアに変性することが主因であると考えられている。このため，アンモニアガスの発生が問題となる建物の躯体コンクリートや仕上げモルタル等において，川砂等の天然系骨材を使用するさいには，骨材類を加熱処理する，洗浄液で洗浄処理するなどといった，骨材表面の有機物を除去する対策を施すことが提案されており，セメントについても，アンモニアガスが比較的発生し難い早強ポルトランドセメントを使用することも推奨されている。しかし，骨材の加熱処理や洗浄処理にはそれだけ設備と費用が嵩み，コンクリートの製造過程での管理も煩雑となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は，普通コンクリートと同様の施工性，経済性および力学的強度を備えながらアンモニアガスの発生を抑制できるコンクリートを得ること，ひいては，清浄空間をもつ建物でも通常のコンクリートと同じように施工できるコンクリートを得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，清浄空間が存在する建物に用いるモルタルまたはコンクリート系材料であって，該材料の練り混ぜ時にアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤を該材料中に配合した清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料を提供する。アンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤は，水溶液の形態で該材料の練り混ぜ時に配合することができる。このようなアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤としては，次亜塩素酸塩，リン酸，ホウ酸，硫酸，過酸化水素，オゾン水からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用することができる。これらのアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤は必要に応じて活性炭等の吸着物質に担持させた状態でモルタルまたはコンクリートに配合することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者らの試験によると，天然の川砂などを骨材とした場合に，とくにセメントの硬化反応が進行する過程でアンモニアガスの発生が検出されるところ，同じ川砂を用いた混練物中に適当なアンモニア分解性またはアンモニア吸収剤からなる化学試薬を介在させるか，混り練ぜ水中に溶解しておくと，アンモニアガスの発生を顕著に抑制できることがわかった。すなわち，これらのアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤がなんらかの化学的作用を起こして，セメント系硬化体からのアンモニアガスの発生を抑制するのである。そしてアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤の添加量は微量でよいので，セメント硬化体の強度低下に影響を与えることは殆どない。
【０００７】
本発明で使用できるアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤としては，アンモニアを分解したり吸収したりする化学試薬であれば原則として使用可能であるが，アンモニアを中和もしくは酸化して分解または吸収する形態のものが好ましい。代表的なアンモニア分解剤として，次亜塩素酸塩例えば次亜塩素酸ナトリウム，オゾン水，過酸化水素があり，代表的なアンモニア吸収剤として活性炭にリン酸系化学薬剤を担持させたものがある。
【０００８】
これらのアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤をモルタルまたはコンクリートの練り混ぜ時に共存させておくと，後記の試験例に示すようにアンモニアガスの発生量が低下する。その理由については必ずしも明らかではないが，骨材表面に付着していた有機物質がセメントの硬化反応によってアンモニアの発生を引き起こすが，そのさい，次のような反応によってアンモニアが分解または吸収されるからではないかと推定される。
【０００９】
次亜塩素酸ナトリウムの場合
ＮＨ３＋ＮａＯＣｌ→ＮＨ２Ｃｌ＋ＮａＯＨ　　　　　　　・・（１）
２ＮＨ２Ｃｌ＋ＮａＯＣｌ→Ｎ２＋３ＨＣｌ＋ＮａＯＨ　　・・（２）
【００１０】
オゾン水の場合
ＮＨ３＋２Ｏ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＯ２＋２Ｏ２・・（３）
ＮＯ２＋Ｏ３→ＮＯ３＋Ｏ２・・（４）
２ＮＯ３＋Ｏ２→Ｎ２＋４Ｏ２・・（５）
【００１１】
リン酸の場合
ＮＨ３＋Ｈ３ＰＯ４→　（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４・・（６）
ＮＨ３＋　（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４→　（ＮＨ４）２ＨＰＯ４・・（７）
ＮＨ３＋　（ＮＨ４）２ＨＰＯ４→　（ＮＨ４）３ＰＯ４・・（８）
【００１２】
前記の（１）〜（２）の反応はアンモニアがクロラミンを経て窒素に酸化分解し，（３）〜（５）の反応はアンモニアを直接的に酸化分解するものである。前記の（６）〜（７）の反応はアンモニアが中和され，リン酸アンモニウム（またはリン酸水素アンモニウム）として固定されるものである。後者の場合には，活性炭にリン酸を担持させたものを使用すると，活性炭にて水分中のアンモニウムイオンを担持させ，リン酸で中和反応させるという２段階でアンモニアガスの発生が抑制できることになる。
【００１３】
活性炭に塩基性ガスと相性のよい酸性物質（例えばリン酸系化合物）を担持させたものは，空気浄化剤（ケミカルフイルターに用いる充填剤）として市販されている。本発明のアンモニア分解剤または吸収剤として，このような市販のリン酸系化合物担持の活性炭を使用することもでき，これをモルタルまたはコンクリートの練り混ぜ時に適量配合すればよい。
【００１４】
清浄空間用モルタルまたはコンクリート系材料に対するアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤の配合量については，当該材料から発生するアンモニアガスを抑制するに十分な量として，化学量論的には前記の反応式に見られるように，発生するアンモニアの２〜３倍の当量でよいが，反応効率を考えると，使用する骨材にもよるが，それより十分に多量となる量を練り混ぜ水に溶解すればよい。前記の化合物担持の活性炭の場合には，セメント１００重量部に対し０．１〜２０重量部程度を配合すればよい。この程度のアンモニア分解剤またはアンモニア吸収剤を配合したとしても，モルタルまたはコンクリート材料の硬化挙動には影響を与えることもなく，また，配筋や型枠等にも化学的な影響を与えることもないので，通常のモルタルまたはコンクリート材料と同様の施工法により同様の強度をもつものを得ることができる。
【００１５】
【実施例】
表１の配合１〜４のモルタルを練り混ぜ，１００×１００×１００ｍｍの立方体からなる供試体Ａ〜Ｄを作成した。各供試体Ａ〜Ｄから発生するアンモニアガスを材齢２８日まで連続的にイオンクロマト法で測定し，その結果を表２に示した。ただし，各配合の使用材料は次のとおりである。
【００１６】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
山砂　　：新潟産の山砂（表乾比重：２．６３）
水　　　：水道水
〔アンモニア分解剤または吸着剤〕
注（１）の活性炭：化学薬品としてリン酸系化合物を担持した破砕状活性炭（日本ピュアテック株式会社製の商品名ピュアライトＦ４）を，セメント重量の１０％程度を細骨材と置換し，配合。
注（２）の次亜塩素酸ナトリウム：濃度６％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液をセメント重量の５％程度を配合水と置換し，配合。
注（３）のオゾン水：濃度０．５ｍｇ／Ｌ相当のオゾン水を，セメント重量の５％程度を配合水と置換し，配合。
【００１７】
【表１】
2004002070.tif 000002
【００１８】
【表２】
2004002070.tif 000003
【００１９】
表２の結果を，供試体Ａ（対照例）のアンモニアガス積算発生量を１．０とした場合の供試体Ｂ〜Ｄの相対量を図１に整理して示したが，図１より，供試体Ｂ
2004002070.tif 000004
〜Ｄ
ではいずれもアンモニアガス発生量が低下していることがわかる。特に配合２および配合３のモルタルを用いたものではアンモニアガス発生量が顕著に抑制されている。
【００２０】
また，図２には，前記の試験結果から各供試体からのアンモニア発生速度を示したが，供試体Ｂ〜Ｄのものは発生速度が低くなっていることがわかる。本例で用いた供試体は１０ｃｍ角の小さなものであり，実構造物のものとは，乾燥挙動やそれに伴う内部から外部へのガス移動挙動が異なるものと考えられる。図２の結果では，供試体Ａ（対照例）のものは，材齢２８日でほぼ枯れている。実構造物からのアンモニアガス発生は通常は半年から１年で枯れるので，これらの供試体の材料２８日での枯れ状況は，実構造物の半年から１年での枯れ状況に相当するものと推定される。
【００２１】
なお，供試体Ａ〜Ｄの材齢２８日での圧縮強度を測定した結果を表２に併記したが，供試体Ａに対してＢ〜Ｄのものの強度低下は実質的に認められない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると，モルタルまたはコンクリート系材料からのアンモニア発生量を顕著に低下させることができる。このため，これらの材料を，電子デバイス施設等のクリーンルーム，美術品の収納若しくは展示室，生物または化学実験室その他の清浄空間の空気と接触する可能性のある材料として使用することができる。
【００２３】
このモルタルまたはコンクリート系材料は，通常のコンクリートと同様の施工性・経済性・強度特性を何ら損なうことなくアンモニア発生の抑制がなされたものであるから，清浄空間をもつ建物の構造材や仕上げ材として普通コンクリートと同様の施工基準で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】供試体Ａ（対照例）のアンモニアガス積算発生量を１．０とした場合の本発明に従う供試体Ｂ〜Ｄの相対量を示した図である。
【図２】本発明に従う供試体Ｂ〜Ｄのアンモニア発生速度を対照例の供試体Ａのもとの対比して示した図である。
【図１】
2004002070.tif 000005
【図２】
2004002070.tif 000006