(57)【要約】【課題】普通骨材に比べて軽量で、発泡スチロール減容骨材に比べて強度の高い軽量骨材と軽量コンクリートを提供する。【解決手段】軽量骨材３は、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した固形物３を破砕してなる。溶融固化した固形物２は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上する。その固形物２の破砕体からなる軽量骨材３は、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した粒状体からなることを特徴とする軽量骨材。
【請求項２】
熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した固形物の破砕体からなることを特徴とする軽量骨材。
【請求項３】
請求項１又は２項の軽量骨材を混合したことを特徴とする軽量コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量骨材と軽量コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のものとして、粉砕した発泡スチロール廃棄物の小片をモルタルに混合したもの（特許文献１）があり、このように発泡スチロール廃棄物を骨材として用いる場合、骨材が安価となると共に、廃棄物の再利用を図ることができる。
【０００３】
しかし、上記の骨材を用いたものでは、強度が得られず、また、破砕した発泡スチロールが静電気を帯びるため、計量時に計量器に付着して製造作業が繁雑となる。
【０００４】
そこで、強度を高めた軽量骨材として、廃発泡スチロールを粗粉砕後、遠赤外線を照射し、およそ１／１０〜１／２０の容量に減容させた後さらに粉砕する（特許文献２）ものや、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を混ぜた軽量コンクリートにおいて、発泡スチロールを遠赤外線で照射したのち粉砕した超軽量細骨材を使用する（特許文献３）ものや、遠赤外線で照射された発泡スチロールブロックの粉砕体からなる（特許文献４）ものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４５４１９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３２６１９号公報（００１６段）
【特許文献３】
特開平１１−２４６２５３号公報
【特許文献４】
特開平１１−１７１６１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように遠赤外線を照射して発泡スチロールを減容し、粉砕して得られる骨材は、通常の発泡スチロールと比較して強度が強く、表面は破砕面となるためセメントペースト分との付着が良く、良好な超軽量細骨材となる（特許文献３の０００５段）と記載されている。
【０００７】
しかし、上記骨材を混合したコンクリートでは、締め固め時などに振動を与えると骨材が浮き上がり、材料分離が生じ易い。また、前記骨材は空隙が多いために、普通骨材に比べて、強度の低下は免れない。
【０００８】
そこで、本発明は、普通骨材に比べて軽量で、発泡スチロール減容骨材に比べて強度の高い軽量骨材と軽量コンクリートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の軽量骨材は、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した粒状体からなるものである。
【００１０】
この請求項１の構成によれば、溶融固化した熱可塑性樹脂は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上する。その粒状体からなる軽量骨材は、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。
【００１１】
請求項２の軽量骨材は、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した固形物の破砕体からなるものである。
【００１２】
この請求項２の構成によれば、溶融固化した固形物は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上する。その固形物の破砕体からなる軽量骨材は、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。しかも、破砕体は表面に破砕面を有するからセメントペースト及びモルタルとの付着強度が改善される。
【００１３】
請求項３の軽量コンクリートは、請求項１又は２の軽量骨材を混合したものである。
【００１４】
この請求項３の構成によれば、普通骨材を用いる場合に比べて軽量となり、同時に従来の発泡スチロール減容骨材を利用した軽量コンクリートに比べて強度を向上することができる。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態を示し、同図に示すように、原料となる熱可塑性樹脂として発泡スチロール１（ＥＰＳ：Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｐｏｌｙ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）を用い、一例として発泡スチロール１として廃材である魚箱を図示する。尚、発泡スチロール１は廃材に限らず、バージン材でもよい。また、熱可塑性樹脂には、例えば、ビニル樹脂，アクリル樹脂，スチレン樹脂やエチレン樹脂などがあるのでこれらを用いてもよい。
【００１６】
前記発泡スチロール１を破砕（Ｓ１：ステップ１）し、この破砕した発泡スチロール１を加熱により熱溶融（Ｓ２）した後、この溶融物を固化（Ｓ３）して固形物２を形成し、この固形物２を破砕（Ｓ４）し、篩い分けなどにより粒度調整（Ｓ５）して軽量骨材３を形成する。したがって、この軽量骨材３は、固形物２の破砕体であり、また熱可塑性樹脂が溶融した溶融樹脂を固化すると共に、粒状に形成した粒状体である。
【００１７】
破砕して得られた軽量骨材３は、最大寸法が２０ｍｍの粗骨材では、絶乾密度が０．９３〜０．９８ｇ／ｃｍ３、吸水率１．１２〜１．３９％、単位容積質量０．６２４〜０．６２７ｋｇ／ｌ、実積率６５．２〜６５．５％であった。
【００１８】
また、軽量骨材３を用いた軽量コンクリートの試験例を、下記の表１及び表２に示し、表１は試験に用いた示方配合、表２は試験結果を示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【表２】
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【００２１】
このように軽量骨材３を混合したフレッシュコンクリートが固化して得られた軽量コンクリートは、一般のコンクリートに比べて軽量で、一方、従来の発泡スチロール減容骨材を用いた軽量コンクリートより高い強度が得られる。
【００２２】
したがって、本発明の軽量コンクリートは構造用軽量コンクリートとして用いるに最適であり、例えば、上部構造や建築躯体の自重を低減することができるため、長大スパンの橋梁や超高層建築物などへの使用に適する。また、軽量となるから、地震力の影響の少ないコンクリート構造物を構築でき、軟弱地盤の基礎工に使用すれば、基礎工自体を軽量化できる。また、施工重機の負荷も軽減でき、運搬時の負荷軽減の効果もある。
【００２３】
土木分野での具体的な利用としては、橋梁の床版、橋梁の高欄、歩道床版、駅のプラットホームの床版、小河川等に掛け渡す歩道床版、軟弱地盤の基礎工、道路橋や鉄道橋などの橋梁、高速道路の高架橋、シールドトンネル用セグメントなどにおいて、自重軽減により基礎などの負荷が小さくなり、かつそれ自体が必要な強度を有するため、それらに適したものとなる。
【００２４】
また、吊り上げや運搬作業を伴う構造物、例えばボックスカルバートや、Ｌ型擁壁等のプレキャスト製品全般において、施工重機の負荷軽減及び運搬時の負荷軽減などの軽量による利点がある。また、防波堤や岸壁に用いるケーソンなどの浮べて運ぶ構造物への利用、浮防波堤，浮桟橋や浮橋などの浮体構造物への利用にも適する。
【００２５】
さらに、建築分野においては、建物の外壁材，建物の床材・柱材・間仕切り材などに有効であり、高層ビル建築用コンクリート等にも適する。
【００２６】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化し粒状体からなる軽量骨材３であるから、溶融固化した熱可塑性樹脂は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上し、その粒状体からなる軽量骨材３は、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。
【００２７】
このように本実施形態では、請求項２に対応して、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した固形物２の破砕体からなる軽量骨材３であるから、溶融固化した固形物２は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上し、その固形物２の破砕体からなる軽量骨材３は、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。しかも、破砕体は表面に破砕面を有するからセメントペースト及びモルタルとの付着強度が改善される。
【００２８】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、請求項１又は２の軽量骨材３を混合した軽量コンクリートであるから、普通骨材を用いる場合に比べて軽量となり、同時に従来の発泡スチロール減容骨材を利用した軽量コンクリートに比べて強度を向上することができる。
【００２９】
また、実施形態上の効果として、熱可塑性樹脂である発泡スチロール１が廃材であるから、廃材をコンクリートの骨材３に再利用することができる。また、熱可塑性樹脂である発泡スチロール１を熱溶融した後、その溶融樹脂を固化すると共に粒状にして骨材３を形成するから、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度に優れた軽量骨材３を得ることができる。また、前記溶融樹脂を固化して固形物２を形成し、この固形物２を破砕して骨材３を形成するから、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度に優れた軽量骨材３を得ることができる。しかも、破砕体は表面に破砕面を有するからセメントペースト及びモルタルとの付着強度が改善される。
【００３０】
図２は本発明の第２実施形態を示し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例は、熱溶融した熱可塑性樹脂から粒状体である軽量骨材３Ａを形成する。例えば、熱溶融した熱可塑性樹脂を棒状に成形して棒状中間体４を形成し、この棒状中間体４を長さ方向に複数に切断（Ｓ６）して粒状とし軽量骨材３Ａを形成する。すなわちこの軽量骨材３Ａは粒状体である。尚、図２では、溶融樹脂が固化した後、切断する例を示したが、棒状中間体４の成形後であれば、棒状中間体４が軟らかい状態で切断してもよい。
【００３１】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化し粒状体たる軽量骨材３Ａからなるから、溶融固化した熱可塑性樹脂は、遠赤外線により減容したものに比べて、強度が向上し、その粒状体からなる軽量骨材３Ａは、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度も確保することができる。
【００３２】
また、請求項３に対応して、軽量骨材３Ａを混合した軽量コンクリートであるから、上記第１実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００３３】
また、実施形態上の効果として、熱可塑性樹脂が廃材であるから、廃材をコンクリートの骨材３Ａに再利用することができ、また、熱可塑性樹脂である発泡スチロール１を熱溶融した後、その溶融樹脂を固化すると共に粒状にして骨材３Ａを形成するから、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度に優れた軽量骨材３Ａを得ることができる。
【００３４】
図３は本発明の第３実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、熱溶融した熱可塑性樹脂を成形する際、所定断面の熱可塑性樹脂を軟らかい状態のうちに切断して粒状に形成し、空冷や水冷などにより冷却固化されて粒状体たる軽量骨材３Ｂが形成される。このように、この例では溶融樹脂を所定断面に成形すると共に、切断して粒状に成形（Ｓ７）する例であり、所定断面への成形と切断成形による方法である。
【００３５】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した粒状体たる軽量骨材３Ｂからなり、また、請求項３に対応して、軽量骨材３Ｂを混合した軽量コンクリートであるから、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００３６】
また、実施形態上の効果として、熱可塑性樹脂が廃材であるから、廃材をコンクリートの骨材３Ｂに再利用でき、また、熱可塑性樹脂である発泡スチロール１を熱溶融した後、その溶融樹脂を固化すると共に粒状にして骨材３Ｂを形成するから、組織が緻密になるため、空隙が少なく、発泡スチロール減容骨材に比べて吸水率も小さく、強度に優れた軽量骨材３Ｂを得ることができる。
【００３７】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、熱可塑性樹脂は、実施形態のものに限らず、熱可塑性であれば各種の樹脂を用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の軽量骨材は、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した粒状体からなるものであり、普通骨材に比べて軽量で、発泡スチロール減容骨材に比べて強度の高い軽量骨材を提供することができる。
【００３９】
請求項２の軽量骨材は、熱溶融した熱可塑性樹脂が固化した固形物の破砕体からなるものであり、普通骨材に比べて軽量で、発泡スチロール減容骨材に比べて強度の高い軽量骨材を提供することができる。
【００４０】
請求項３の軽量コンクリートは、請求項１又は２の軽量骨材を混合したものであり、普通骨材に比べて軽量で、発泡スチロール減容骨材に比べて強度の高い軽量コンクリートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  発泡スチロール（熱可塑性樹脂）
２  固形物
３  骨材（軽量骨材・粒状体）
３Ａ  骨材（軽量骨材・粒状体）
３Ｂ  骨材（軽量骨材・粒状体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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