(57)【要約】【課題】本発明は、現在、産業廃棄物として処分されている再生骨材製造時に発生する大量のコンクリート粉の処理・処分に関して、環境的、経済的及び資源的な観点から有効利用を図るべく、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉及びその製造方法、並びに該酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート構造物を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉（図１（ｂ））であり、また、ゾル−ゲル法によるコーティング工程、或いはチタンアルコキシドを用いてコーティングする工程を備えたことを特徴とする該コンクリート粉の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉。
【請求項２】
光触媒機能を有することを特徴とする請求項１記載のコンクリート粉。
【請求項３】
ゾル−ゲル法によるコーティング工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート粉を製造する方法。
【請求項４】
ゾル−ゲル法において酸化チタンゾルを用いることを特徴とする請求項３記載のコンクリート粉を製造する方法。
【請求項５】
チタンアルコキシドを用いてコーティングする工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート粉の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし２記載のコンクリート粉、或いは請求項３ないし５記載の製造方法によって製造されたコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉及びその製造方法、並びにそのコンクリート粉を含むコンクリート構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、産業廃棄物排出量の多くを占める解体コンクリートは環境保護や経済性の観点から再生骨材として再利用して、コンクリート用骨材の枯渇化を防止することが検討されてきた。
【０００３】
解体コンクリートとは、建物の老朽化や再開発等による建物解体時に発生するコンクリート廃材のことをいう。
【０００４】
再生骨材として再利用する方法としては、例えば、解体コンクリートをブロック状のままの状態で漁礁ブロックとして再利用する方法、該解体コンクリートを破砕して道路路盤材（一般的には「クラッシャーラン」と呼ぶ）として再利用する方法、或いは該解体コンクリートを破砕、分級して再生骨材として再利用する方法等がある。
【０００５】
しかし、解体コンクリートを再生骨材として再利用するために、解体コンクリートを破砕或いは解体コンクリートの骨材表面に付着したモルタル分を除去等すると、大量のコンクリート粉が発生してしまう。
【０００６】
このため、近年、このような再生骨材製造時に生じる大量のコンクリート粉に関しても、環境保護や経済性等の観点から有効利用して処理処分することが盛んに検討されている。
【０００７】
解体コンクリートの破砕等により発生するコンクリート粉は、比表面積が約６５００ｃｍ２／ｇで、凹凸のある多種の形状（以下、複雑な形状と呼ぶ）を有する。再生骨材製造時に生じるコンクリート粉は、例えばＪＩＳ規格には「コンクリート用砕石及び砕砂（ＪＩＳ  Ａ  ５００５）とは篩（ふるい）の呼び寸法が０．１５ｍｍ以下の篩を通るものが篩にかけた全体量に対して重量百分率で１５％以下のものである」と定義されていることから、篩を通った余剰分である０．１５ｍｍ以下の微小粉がコンクリート粉に該当することになる。従って、解体コンクリートの破砕等により発生するコンクリート粉にはコンクリート用砕石及び砕砂の代替物として利用できるものとできないものとがある。
【０００８】
コンクリート用砕石及び砕砂の代替物とはならないコンクリート粉の利用に関しては、具体的には、コンクリート粉が固化特性を若干有することに鑑みて、例えば、セメント原料やコンクリート混和剤等として利用することが考えられており、コンクリート混和剤への利用としては、例えば、インターロッキングブロック等の二次製品としての利用が知られている。
【０００９】
コンクリート用砕石及び砕砂の代替物になり得るコンクリート粉に関しては、具体的には、例えば、地盤改良材等として利用することが考えられており、地盤改良材への利用としては、例えば、軟弱地盤の改良材への利用が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
解体コンクリートを再生骨材として再利用する際に発生する大量のコンクリート粉は、上述のように、例えば、コンクリート混和剤として利用することや地盤改良材等として利用することが考えられるが、前者では、該コンクリート粉の固化成分の量がコンクリート粉毎に異なるため、経済性を考慮すると地盤改良材等には生石灰やセメントを直接使用した方が有利である等の問題があり、後者では、運搬費等の経費を考慮するとコンクリート粉の発生場所と地盤の改良場所とが近接していることが好ましいが、一般的に離れていることが多い等の問題があり、現状では、そのほとんどが利用されずに産業廃棄物として処分されている。
【００１１】
このため、このような大量のコンクリート粉の有効利用を図るべく、環境的、経済的及び資源的な観点からその利用分野や利用技術に関して多くの研究がなされているが、未だ確立されるまでには至っていない。
【００１２】
解体コンクリートを再生骨材として再利用する際に発生する大量のコンクリート粉の利用先としては、コンクリート構造物の成形材料に利用することが考えられるが、この場合には、該コンクリート粉をそのままの状態でコンクリート構造物の成形材料として添加しても、コンクリート構造物として必要な強度を有するものが得られないという問題があった。
【００１３】
一方、本発明者は、金属アルコキシド溶液を利用したコーティング技術に関してガラス繊維等を均一にコーティングでき、その結果、各繊維等の強度や靭性を向上させることができることをつきとめたが、この金属アルコキシド溶液を利用したコーティング方法が、物理的・化学的特性が異なり、大きさも微小なコンクリート粉に対しても適用可能かどうか、即ちコンクリート粉を均一にコーティングできるかどうか、また、その均一にコーティングしたものをコンクリート構造物の成形材料として添加しても得られたコンクリート構造物が必要な強度を有するかどうか不明であった。
【００１４】
更に、酸化チタンゾルを利用したゾル−ゲル法によるコーティング技術に関して、セラミックスや金属等のバルクや薄膜等を酸化チタンゾル液でコーティングできることが知られているが、このゾル−ゲル法が微小なコンクリート粉に対するコーティング方法としても適用できるかどうか、更にそのコーティングしたものをコンクリート構造物の成形材料として添加しても成形されたものがコンクリート構造物として必要な強度を有するかどうか不明であった。
【００１５】
コンクリート粉の利用にあたっては、環境問題、経済性及び資源の有効利用等を考慮すると、コンクリート粉の利用分野の拡大を図ることも重要な課題である。即ち、コンクリート粉をコンクリート構造物以外の無機材料部材や無機構造物等の成形材料にも添加できないか、或いはコンクリート粉を材料とした成形物に新しい機能性を持たせることができないか等を検討する必要もある。
【００１６】
具体例をあげると、微小なコンクリート粉を酸化チタンでコーティング可能であった場合には、これをコンクリート構造物の成形材料として添加して製造したコンクリート構造物に対してコンクリート構造物としての強度を持たせるだけでなく、酸化チタンに基づく光触媒機能、ひいてはＮＯｘを分解除去する環境浄化材としての機能等も持たせるようにするということである。
【００１７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、現在、産業廃棄物として処分されている再生骨材製造時に発生する大量のコンクリート粉の処理・処分に関して、環境的、経済的及び資源的な観点から有効利用を図るべく、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉及びその製造方法、並びに該酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート構造物を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、請求項１に記載されているコンクリート粉の発明は、酸化チタンでコーティングされている。
【００１９】
これによれば、コンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として添加することが可能となる。また、コーティングに使用した酸化チタンにより光触媒機能を発揮できる。
【００２０】
請求項２に記載されているように、本発明のコンクリート粉は光触媒機能を有する。
【００２１】
発明が解決しようとする課題で述べたように、解体コンクリートを再生骨材として再利用する際に発生する大量のコンクリート粉の利用にあたっては、環境問題、経済性及び資源の有効利用等を考慮すると、該コンクリート粉の利用分野の拡大を図ることも重要な課題である。一方、近年、コンクリート構造物の分野では、環境保護の観点から太陽光によるＮＯｘ浄化性能を有するコンクリート製品を製造するために、タイルや煉瓦等の無機材料部材の表面に酸化チタン微粉末を塗布・焼成し、これをコンクリート表面に埋め込む技術が研究されている（例えば、特開１９９９−６１７０８号公報参照）。従って、かかる観点からコンクリート粉も光触媒効果やＮＯｘを分解除去する環境浄化材としての機能を発揮することが望ましい。
【００２２】
請求項２に記載されているコンクリート粉によれば、それ自体、光触媒機能を有するので、機能材料として利用することができる。このため、コンクリート粉の利用分野の拡大を図ることが可能となる。
【００２３】
本発明のコンクリート粉は、請求項３ないし４に記載されているように、ゾル−ゲル法において、例えば、酸化チタンゾルを用いて該コンクリート粉をコーティングすることにより製造される。具体的には、請求項３に記載されている酸化チタンでコーティングされたコンクリート粉の製造方法の発明は、ゾル−ゲル法によるコーティング工程を備えたものであり、請求項４に記載されている酸化チタン粒子でコーティングされたコンクリート粉の製造方法の発明は、ゾル−ゲル法において酸化チタンゾルを用いてコーティングするものである。
【００２４】
これによれば、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を得ることができる。
【００２５】
ここで、コーティング技術として使用するゾルーゲル法とは、具体的には、コロイド粒子（１ないし１００ｎｍで、本願発明では酸化チタン粒子）を懸濁した状態の微粒子ゾルとして酸化チタンゾルを使用した溶液（石原産業ＳＴ−２１）にコンクリート粉を添加し、このコンクリート粉を酸化チタンゾルから熟成によって粒子が凝集し流動性を失った微粒子ゲル（本願発明では酸化チタンゲル）を経る過程で該コンクリート粉をコーティングすることにより、酸化チタン粒子をコーティングしたコンクリート粉を製造する方法のことである。
【００２６】
ゾル−ゲル法の利点としては、複雑形状のセラミックスや金属材料にもコーティングできること、室温から２００℃程度でもコーティングできること、コーティング操作が簡素であること、コーティング溶液のリサイクルが可能であること、経済的に安価である等が挙げられる。
【００２７】
酸化チタンゾルとしては、例えば、酸化チタンとアルミナゾルの混合物が挙げられる。
【００２８】
もっとも、本発明のコンクリート粉は、チタンアルコキシドを用いてコーティングすることによっても製造される。従って、請求項５に記載されているように、酸化チタンでコーティングされたコンクリート粉の製造方法の発明は、チタンアルコキシドを用いてコーティングする工程を備えたものである。
【００２９】
請求項６に記載されているように、本発明のコンクリート構造物は、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物である。
【００３０】
発明が解決しようとする課題で述べたように、解体コンクリートを再生骨材として再利用する際に発生するコンクリート粉をそのままの状態でコンクリート構造物の成形材料として添加しても、コンクリート構造物として必要な強度を有するものが得られない。その理由としては、例えばコンクリート粉が固化成分（例えば、セメントの主成分である酸化カルシウム）を含んではいるものの量が十分ではなく、また、該固化成分はコンクリートの結合に大きく寄与するものではないということが考えられる。
【００３１】
解体コンクリートを再生骨材として再利用する際に発生するコンクリート粉をそのままの状態でコンクリート構造物の成形材料として添加し、コンクリート構造物を製造する方法を具体的に説明すると、一般的には、該コンクリート粉に対して水を他の材料よりも先に入れつつその速度を一定に保ち、次いで、他の骨材、セメント、混和材等の成形材料を同時に入れて製造するというものである。
【００３２】
一方、例えば、酸化チタンのコーティングを施したコンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として添加すると、製造されたコンクリート構造物がコンクリート構造物として必要な強度を持ち得ることがわかった。即ち、酸化チタンのコーティングを施したコンクリート粉であれば、これをコンクリート構造物の成形材料として添加しても問題がない。
【００３３】
ここで、コンクリート構造物として必要な強度とは、例えば一般土木建築構造物や二次製品たるコンクリートブロックでは圧縮強度で１８Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００３４】
従って、請求項６に記載されているコンクリート構造物の発明を酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート構造物とすることにより、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として添加することができる。また、酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を成形材料として添加しているので、その光触媒機能により、成形されたコンクリート構造物は光触媒効果を発揮することができる。更に、その光触媒効果に基づき、ＮＯｘの浄化性能を発揮できる。
【００３５】
なお、成形材料として添加するとは、成形材料の一部として添加する場合の他、成形材料としてではなく単なる増量剤として添加する場合も含む意である。
【００３６】
また、コンクリート構造物とは、コンクリートからなる、或いはコンクリートを部分的に含むブロック、壁、柱等の建築用材や家屋、ビル、橋、道路等の建築物をいい、コンクリート構造物の成形材料とは、該コンクリート構造物を製造するために使用されるセメントや砂等の材料をいう。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３８】
本発明者が創出した酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉は、比表面積が約６５００ｃｍ２／ｇの複雑な形状を有するコンクリート粉を酸化チタンでコーティングすることによって形成されたが、該コンクリート粉を利用したコンクリート構造物の強度や光触媒効果等を考慮すると、できる限り均一にコーティングした方が好ましかった。
【００３９】
ここで、酸化チタンとは、酸化チタンゾルと呼ばれるような酸化チタン粒子を分散粒子とするコロイドとして存在する場合のみならず、酸化チタンが溶液中に溶解しているものも含む意である。
【００４０】
本発明である酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉の製造方法としては、ゾル−ゲル法によりコーティングする工程を備えたもの、或いは、チタンアルコキシドを用いてコーティングする工程を備えたものとがある。
【００４１】
酸化チタンでコーティングするとは、ゾル−ゲル法において酸化チタンとアルミナゾルを用いるコーティングを例にとれば、酸化チタン粒子がコンクリート粉の周りに付着した結果、コンクリート粉が酸化チタン粒子でコーティングされた状態になるというだけでなく、多数の酸化チタン粒子がコンクリート粉の周りを覆った結果、酸化チタンの層で覆われているような状態になることも含む意味である。
【００４２】
よって、コーティングの回数によっては、層が単層ではなく、多重層のようになることもある。
【００４３】
また、均一にコーティングするとは、コンクリート粉の表面に酸化チタンが均一に付着している状態にすることをいうが、均一に付着しているかどうかは、電子顕微鏡による写真等を介して本発明者による目視で判断した。
【００４４】
酸化チタンによるコーティング前後のコンクリート粉の状態、形状及び粒径等の確認は、粉末Ｘ線回折装置及び透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと呼ぶ）を使用して行った。
【００４５】
なお、使用した粉末Ｘ線回折装置はマックサイエンス製  Ｍ３Ｒ−３Ｖであり、ＴＥＭはＪＥＯＬ製  ２０００−ＦＸである。
【００４６】
酸化チタンでコーティングする前のコンクリート粉と酸化チタンでコーティングした後のコンクリート粉のＴＥＭによる写真の一例をそれぞれ図１及び２に示した。
【００４７】
この図面代用写真の結果に基づいて、目視によりコンクリート粉の表面に酸化チタンが均一に付着しているかどうかを確認した。
【００４８】
なお、これらの図面代用写真は、ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾルを用いてコンクリート粉を酸化チタンでコーティングしたものである。
【００４９】
コーティングで使用する酸化チタンとしては、アナタ−ゼ型の酸化チタン及びルチル型の酸化チタン等が挙げられるが、光触媒効果の観点からはアナタ−ゼ型の酸化チタンが好ましかった。
【００５０】
また、酸化チタンゾルを用いてコーティングする際に使用する酸化チタンの粒径は、１ないし１００ｎｍであって、例えば、アナタ−ゼ型の酸化チタンとアルミナゾルの混合溶液を使用した場合では１０ないし１００ｎｍのものが好ましかった。
【００５１】
ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾルを用いてコーティングするコンクリート粉は、酸化チタンゾル溶液、例えば、酸化チタン粒子とアルミナゾルのイソプロピルアルコール／水混合溶液とコンクリート粉とをサンドミル装置を使用して速度１５００ｒｐｍで約１０分間、室温で混合することにより製造した。
【００５２】
また、チタンアルコキシドを用いてコーティングするコンクリート粉は、チタンアルコキシドを例えば、アルコール等のカルボニル基を含む有機溶媒で溶解した溶液とコンクリート粉とをサンドミル装置を使用して速度１５００ｒｐｍで約１０分間、室温で混合することにより製造した。
【００５３】
ここで、チタン濃度は、コーティングの厚さをできるだけ均一にするため、０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３ないし１．００ｍｏｌ／ｄｍ３とするのが好ましかった。
【００５４】
触媒効果を高めるためには、コーティングさせる酸化チタンを触媒効果の高いアナタ−ゼ型へ結晶化させるのが良く、そのためには熱処理温度は高い方が好ましかった。なお、好ましい温度としては例えば約５００℃があげられる。
【００５５】
チタンアルコキシドとしては、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンブトキシド等を使用することができ、また、アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等を使用することができた。
【００５６】
また、上記コンクリート粉の製造にあたって使用するサンドミルとしては、コンクリート粉に対して酸化チタンをできる限り均一にコーティングできるものが望ましかった。
【００５７】
そこで、本実施例では、図５に示すようなカンペハピオ製  バッチ式卓上サンドミルを使用した。
【００５８】
この装置は、短時間で大量かつ均一に酸化チタンゾル溶液等とコンクリート粉を混合できるという特徴を有する。
【００５９】
もっとも、上記コンクリート粉の製造にあたって使用するサンドミルは、本実施例で使用したサンドミルに限るものではなく、コンクリート粉に対して酸化チタンをできる限り均一にコーティングできるものであればよい。
【００６０】
本発明に係るゾル−ゲル法或いはチタンアルコキシドを用いる方法により酸化チタンをコーティングしたコンクリート粉は、その状態を粉末Ｘ線回折装置及び透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと呼ぶ）により確認して、粒径の特定を行った。その一例を示したものが図１，２である。
【００６１】
本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉及び該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物は、コンクリート粉をコーティングしている酸化チタンに基づき光触媒機能を有する。
【００６２】
かかる光触媒効果は、本発明である酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉、或いは該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物に対して紫外線を照射し、これをメチレンブルーに含浸させてメチレンブルーの退色変化をその吸光度を測定することによって確認した（図３）。
【００６３】
ここで、光触媒は、その実用性を考慮すると、太陽光でも光触媒効果を発揮できるものでなければならない。そこで、太陽光の一例として紫外領域にある３６０ｎｍの波長を所定時間（例えば、１又は２時間）照射した。
【００６４】
なお、紫外線照射には、ウシオ電機製  ５００Ｗ高圧水銀灯  ＵＳＨ−５００ＳＣを使用した。
【００６５】
また、光触媒機能は、メチレンブルー（初期濃度が５×１０−６ｍｏｌ／ｄｍ３）による６５０ｎｍでの吸光度変化、或いは防汚活性用光触媒チェッカー（真空理工製  ＰＣＣ−１）による６５０ｎｍでの吸光度変化を測定することにより確認した。
【００６６】
図３によると、本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物では、該コンクリート粉を含んでいないコンクリート構造物に比べて紫外線照射後のメチレンブルーの吸光度は減少しており、また、該コンクリート構造物の成形材料である砂に対する該コーティング処理を施したコンクリート粉の量を増加させるにつれてその減少の割合は大きくなった。
【００６７】
もっとも、別途に本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉についても、同様な実験により、酸化チタンでコーティングされていないコンクリート粉に比べて紫外線照射後のメチレンブルーの吸光度は減少し、また、該コーティング処理を施したコンクリート粉の量が増加するにつれてその減少の割合は大きくなることを確認した。
【００６８】
ここで、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉の触媒効果を高める方法としては、例えば、コーティング処理時の温度を高めてアナタ−ゼ型の酸化チタンを増やすことや、コーティング溶液の濃度を高める、或いはコーティング回数を増やすことにより該コーティング処理を施したコンクリート粉や該コーティングされる酸化チタンの量を増加させること等があった。
【００６９】
従って、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉は光触媒効果を有するとともに、該コンクリート粉の量に比例して光触媒としての効果が大きくなる。
【００７０】
よって、光触媒効果という観点からは、該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物に関して、その成形材料である砂のかわりに該コンクリート粉を使用した方が好ましかった。
【００７１】
但し、実務上はコンクリート構造物の強度という観点も含めて考える必要がある。
【００７２】
ＮＯｘを分解除去する環境浄化機能としての効果は、本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉、及び該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物をＮＯｘガスの導入された室内に設置し、紫外線を照射しながら該ＮＯｘ濃度変化をＮＯｘ計（島津製  ＮＯＡ−７０００）で測定することにより確認した（図４）。
【００７３】
図４によると、本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物では、室内のＮＯｘ濃度が紫外線の照射時間とともに減少した。
【００７４】
従って、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉は環境浄化材としての効果を有する。
【００７５】
また、別途に、酸化チタンでコーティングしたコンクリート微粉のかわりに、該コーティングのしていないコンクリート微粉を含むコンクリート構造物では室内のＮＯｘ濃度の減少という効果が認められないこと、更に室内のＮＯｘ濃度の減少する割合が、該コンクリート構造物の成形材料である砂に対する該コーティング処理を施したコンクリート粉の量を増加させるにつれて大きくなることを確認した。
【００７６】
更に、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉についても、同様な実験により、紫外線照射後のＮＯｘ濃度が照射時間とともに減少し、その減少する割合はコーティング処理を施したコンクリート粉の量に比例することも確認した。このような現象は、酸化チタンでコーティングする前のコンクリート粉では認められなかった。
【００７７】
従って、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉及び該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物は、ＮＯｘを分解除去する環境浄化機能としての効果を有するとともに、該コンクリート粉の量に従ってその効果も大きくなる。
【００７８】
本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物は、ゾル−ゲル法において上述の酸化チタンゾルを用いてコーティングする方法、或いは、上述のチタンアルコキシドを用いてコーティングする方法により得られたコンクリート粉を用いて製造した。
【００７９】
具体的には、上述の方法により製造した該コンクリート粉をポルトランドセメント及び砂（例えば、丸岡産陸砂や豊浦標準砂）とともに水を加えながらモルタルミキサーを用いて混合し、この混合により得られたスラリーを型枠に流し込み、固化したところで型枠から取りだして、２０℃で２４時間以上水中養生することにより目的物たるコンクリート構造物を得た。
【００８０】
なお、該コンクリート構造物は、本実施例では試験用として使用されるので、以下コンクリート供試体と呼ぶ。
【００８１】
得られたコンクリート供試体の強度がコンクリート構造物として必要な強度を有していることは、コンクリートの性状試験により確認した。もっとも、コンクリート供試体として必要な強度は利用目的により異なるが、該供試体の成形材料であるセメント量を調整して適切な配合を行えば、所定の必要な強度が得られた。
【００８２】
コンクリートの性状試験の結果、ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾルとして酸化チタンとアルミナゾルを用いてコーティングをしたコンクリート粉を使用した場合と、チタンアルコキシドを用いてコーティングしたコンクリート粉を使用した場合のどちらにおいてもコンクリート構造物として必要な強度を有していた。
【００８３】
なお、本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉は、それ自体、光触媒効果や該効果に基づく環境浄化機能を有するため、必ずしも該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物のような二次製品へ加工しなければならないというものではない。
【００８４】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定するものではない。
【００８５】
【実施例】
実施例１（ゾル−ゲル法において酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉の製造及びその光触媒効果の確認）
実施例１（ａ）  酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉の製造
コンクリート粉２００ｇに対して酸化チタンゾル液４０ｇの割合で、サンドミルを用いて混合した。酸化チタンゾル液の配合比は、酸化チタン粉末３ｗｔ％、アルミナゾル６ｗｔ％、メタノール４５ｗｔ％、オルガノシラン１０ｗｔ％、水３６ｗｔ％であった。
【００８６】
その製造物たるコンクリート粉は粉末Ｘ線回折装置及びＴＥＭを使用して確認し、粒径の特定を行った。
【００８７】
製造されたコンクリート粉のＴＥＭ写真の一例を図１に示した。
【００８８】
実施例１（ｂ）  光触媒効果の確認
上記コンクリート微粉の光触媒効果は、該コンクリート微粉に３６０ｎｍの紫外線を１時間照射して、６５０ｎｍにおけるメチレンブルーの退色変化を吸光度測定することにより確認した（図３）。
【００８９】
実施例２（チタンアルコキシドを用いて酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉の製造及びその光触媒効果の確認）
実施例２（ａ）  酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉の製造
チタンアルコキシドをアルコール等のカルボニル基を含む有機溶媒（イソプロピルアルコール）で溶解し、チタンアルコキシド濃度が０．１ｍｏｌ／ｄｍ３になるように濃度調整した溶液と、コンクリート粉２００ｇに対してチタンアルコキシド溶液４０ｇの割合でサンドミルを用いて混合して製造した。
【００９０】
その製造物たるコンクリート粉は粉末Ｘ線回折装置及びＴＥＭを使用して確認し、粒径の特定を行った。
【００９１】
得られたコンクリート粉のＴＥＭ写真の一例を図６に示した。
【００９２】
実施例２（ｂ）  光触媒効果の確認
上記コンクリート微粉の光触媒効果は、該コンクリート微粉表面に３６０ｎｍの紫外線を１又は２時間照射して、６５０ｎｍにおけるメチレンブルーの退色変化を吸光度測定することにより確認した（図３）。
【００９３】
実施例３（酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート供試体（構造物）の製造及びその環境浄化材としての効果の確認）
実施例３（ａ）  酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート供試体の製造
上記酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉をポルトランドセメント及び砂（例えば、丸岡産陸砂や豊浦標準砂）とともに水を加えながらモルタルミキサーを用いて混合し、この混合により得られたスラリーを型枠に流し込み、固化したところで型枠（例えば、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの３連形型枠）から取りだして、２０℃で２４時間以上水中養生することによりコンクリート供試体を得た。
【００９４】
この製造工程の概略を示したものが図８である。
【００９５】
また、製造されたコンクリート供試体の強度はコンクリートの性状試験に従って確認した。
【００９６】
具体的には３点曲げ試験によるものである。試験機にはインストロン万能試験機（島津製作所、４３００型）を用い、クロスヘッドスピードは０．２ｍｍ／ｍｉｎ、荷重は５ｋｇｆ／ｃｍ２とした。
【００９７】
その結果、該コンクリート供試体はコンクリート構造物として必要な強度を有していた。
【００９８】
実施例３（ｂ）  環境浄化材としての効果の確認
コーティング処理を施したコンクリート粉を成形材料として添加することにより製造したコンクリート供試体の光触媒効果は、該コンクリート供試体に３６０ｎｍの紫外線を１又は２時間照射して、６５０ｎｍにおけるメチレンブルーの退色変化を吸光度測定することにより確認した（図３）。
【００９９】
ここで、コンクリート供試体の成形材料としてコーティング処理を施したコンクリート粉の量が光触媒効果に与える影響を確認するため、該コンクリート粉を添加する際、コンクリート供試体の成形材料である砂に対する該コーティング処理を施したコンクリート粉の量を変化させて上記吸光度測定を行った（図３）。
【０１００】
なお、図３における結果は、コンクリート供試体の成形材料として添加したコンクリート粉としてゾル−ゲル法において酸化チタンゾル溶液（上記酸化チタン粒子とアルミナゾルのイソプロピルアルコールと水の混合溶液）を用いてコーティングしたものを使用した場合のものである。
【０１０１】
更に、該コンクリート構造物の環境浄化材としての効果は、該コンクリート構造物を２５ｐｐｍ濃度の基準ガスを封入にした試料室に設置して、３６０ｎｍの紫外線を照射しつつ、ＮＯｘ濃度の経時変化をＮＯｘ計（島津製  ＮＯＡ−７０００）で測定することにより確認した（図４）。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１ないし５記載の本発明の酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉及びその製造方法によると、コンクリート粉を酸化チタンでコーティングすることができ、そのコーティングされたコンクリート粉は光触媒機能及びＮＯｘの分解除去機能を発揮できるという効果を有する。
【０１０３】
このため、請求項６記載の本発明に係る酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物においても、光触媒機能及びＮＯｘの分解除去機能を発揮できるという効果を有する。
【０１０４】
請求項１ないし５記載の本発明に係る酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉及びその製造方法によると、コンクリート粉を酸化チタンでコーティングすることができ、得られたコンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として添加しても、コンクリート構造物として必要な強度を備えたものが得られる。この結果、本発明によれば、コンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として添加できるという効果を有する。
【０１０５】
もっとも、コンクリート粉をコンクリート構造物の成形材料として利用できることから、コンクリート粉をコンクリート構造物以外であっても同じ無機物質である無機材料部材や無機構造物等の成形材料として添加することも可能であると考えられる。
【０１０６】
本発明の酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉はそれ自体、光触媒機能やＮＯｘの分解除去機能を発揮できるため、単独で利用することができる。また、酸化チタンでコーティングしたことを特徴とするコンクリート粉は、コンクリート構造物の成形材料として添加できることから、該コンクリート粉を含むことを特徴とするコンクリート構造物のように二次製品へ加工して利用することもできる。
【０１０７】
以上より、本発明によれば、現在産業廃棄物とされているコンクリート粉の有効利用及びその利用範囲の拡大を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾル溶液を用いて酸化チタンでコーティングする前後のコンクリート粉の図面代用ＴＥＭ写真（（ａ）：コーティング前（ｂ）：コーティング後）
【図２】コンクリート粉に酸化チタンが付着している状態を示した図面代用ＴＥＭ写真
【図３】ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾル溶液を用いて酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート構造物の紫外線照射による吸光度の経時変化
【図４】ゾル−ゲル法において、酸化チタンゾル溶液を用いて酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉を含むコンクリート構造物の紫外線照射による室内ＮＯｘ濃度の経時変化
【図５】サンドミルの一例を示した図面代用写真
【図６】チタンアルコキシド溶液を用いて酸化チタンでコーティングしたコンクリート粉の図面代用ＴＥＭ写真
【図７】コンクリート硬化体（供試体）の製作工程の概略図
【符号の説明】
１．セメント
２．砂
３．水
４．コンクリート粉
５．モルタルミキサー
６．スラリー
７．型枠
８．マトリックス（複合成形体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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