(57)【要約】【課題】施工コストを著しく低減しながら、コンクリート表面を変色しないように鉄色に着色し、さらに表面を自然環境に極めて優しい状態にする。すでに施工された、防波堤、護岸、岸壁等のコンクリート構造物の表面を、簡単かつ容易に、しかも能率よく自然環境に優しい状態にする。【解決手段】コンクリート構造物の表面処理方法は、細骨材とセメントを含むモルタルに、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して着色モルタルとし、この着色モルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けて凸凹ができるように付着させている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細骨材とセメントを含むモルタルに、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して着色モルタルとし、この着色モルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けて凸凹ができるように付着させることを特徴とするコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項２】
鉄イオンを担持するゼオライトの添加量が１００重量部のセメントに対して０．４〜８０重量部である請求項１に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項３】
鉄イオンを担持するゼオライトの添加量が１００重量部のセメントに対して１０〜６０重量部である請求項１に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項４】
鉄イオンを担持するゼオライトを造粒してモルタルに添加する請求項１ないし３に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項５】
着色モルタルが８ないし３０重量％の水を含む請求項１に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項６】
着色モルタルが５ないし５０重量％のセメントを含む請求項１に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項７】
着色モルタルを吹き付けるコンクリート構造物が、藻礁とブロックのいずれかである請求項１に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【請求項８】
着色モルタルを吹き付けるコンクリート構造物が、河川または海岸に施工される護岸ブロックである請求項７に記載されるコンクリート構造物の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の表面を鉄色に着色する表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物は、セメント色に着色される。セメント色は自然環境に好ましい色ではない。また、コンクリート構造物は、セメントにより表面を自然環境に優しい状態にできない。この弊害を解消することを目的とする技術が開発されている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
特許文献１には、コンクリートブロックの表面に鉄含有廃棄物を付着して海藻を効率よく繁殖させる技術が記載される。また、特許文献２には、表面を金属面とすることにより、コンクリートブロックよりも海藻の付着を改善する漁礁が記載される。
【０００４】
このように、コンクリート構造物の表面に鉄含有廃棄物を付着し、あるいは表面を金属面とする方法は、経時的に変色する欠点がある。この欠点を解消する技術として、本発明者は、セメントに鉄イオンを担持するゼオライトを添加してなるコンクリート構造物を開発した（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２６８８５４号公報
【特許文献２】
特開平６−９４５３号公報
【特許文献３】
特開平８−８９１２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このコンクリート構造物は、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して、鉄イオンで表面を鉄色にできる。ただ、このコンクリート構造物は、全体に鉄イオンを担持するゼオライトを添加しているので、表面を鉄色に着色するために、多量のゼオライトを添加する必要がある。ゼオライトは、骨材やセメントに比較して高価であるから、表面を着色する程度に添加すると、原料コストが極めて高くなる欠点がある。また、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して、コンクリート構造物を自然環境に優しく、コンクリートに比較して短期間に海藻や草を繁殖させるようにできるが、このことを実現するためにも、多量のゼオライトを添加する必要があるので、原料コストが極めて高くなってしまう。さらにまた、コンクリート構造物に鉄イオンを担持するゼオライトを添加しているコンクリート構造物は、型枠に生コンクリートを打設して製作するので、表面を凸凹にできない。表面が平滑面であるコンクリート構造物は、表面を自然に適した形状にできず、また海藻や草を繁殖しやすい環境にもできない。
【０００７】
さらに、以上のコンクリート構造物は、すでに施工されたコンクリート構造物の表面処理はできない。施工する工程で、生コンクリートに鉄イオンを担持するゼオライトを添加するからである。すでに施工された防波堤、護岸、岸壁等のコンクリート構造物の表面を自然環境に優しい状態に処理できるなら、短期間で海藻等を繁殖できる極めて優れた物性の海洋構造物にできる。
【０００８】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、施工コストを著しく低減しながら、コンクリート表面を変色しないように鉄色に着色でき、さらに表面を自然環境に極めて優しい状態にできるコンクリート構造物の表面処理方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、すでに施工された、防波堤、護岸、岸壁等のコンクリート構造物の表面を、簡単かつ容易に、しかも能率よく自然環境に優しい状態にできるコンクリート構造物の表面処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリート構造物の表面処理方法は、細骨材とセメントを含むモルタルに、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して着色モルタルとし、この着色モルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けて凸凹ができるように付着させている。
【００１０】
鉄イオンを担持するゼオライトの添加量は、１００重量部のセメントに対して０．４〜８０重量部、好ましくは１０〜６０重量部とすることができる。鉄イオンを担持するゼオライトは、造粒してモルタルに添加することができる。着色モルタルは、８ないし３０重量％の水を含むことができる。さらに、着色モルタルは、５ないし５０重量％のセメントを含むことができる。着色モルタルを吹き付けるコンクリート構造物は、藻礁とブロックのいずれかとすることができる。着色モルタルを吹き付けるコンクリート構造物は、河川または海岸に施工される護岸ブロックとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのコンクリート構造物の表面処理方法を例示するものであって、本発明は表面処理方法を下記に特定しない。また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
本発明のコンクリート構造物の表面処理方法は、下記のようにして、コンクリート構造物の表面を、鉄色に着色しながら自然環境に優しい状態とする。
【００１３】
（１）  鉄イオンを担持するゼオライトを製造する工程
このゼオライトは、ナトリウム型の人工ゼオライトから製作される。ナトリウム型の人工ゼオライトは、以下のようにして製作される。
発電所等で多量の廃棄物として発生している石炭灰であるフライアッシュを使用して、ナトリウム型の人工ゼオライトを製造する。フライアッシュを人工ゼオライトとするには、フライアッシュを、１Ｎの苛性ソーダ水溶液に数時間浸漬して撹拌する。ただし、苛性ソーダ水溶液の濃度は１Ｎ〜３Ｎとすることができる。その後、水洗、乾燥して、粉末状の人工ゼオライトとする。苛性ソーダ水溶液に浸漬されたフライアッシュは、ＳｉとＡｌとがＯを介して結合されて、Ｎａ型の人工ゼオライトとなる。このようにして製造される人工ゼオライトは、ＳｉとＡｌに４個のＯが結合される。Ｓｉはプラスの４価、Ａｌはプラスの３価であるので、Ａｌの部分で電子が１個余剰になってこの部分がマイナスにチャージする吸着担体となる。Ｎａ型の人工ゼオライトは、Ａｌのマイナスにチャージする部分に、プラスイオンである鉄イオンが結合される。このようにして製造された人工ゼオライトは、陽イオン交換容量が約２００ｍｅｑ／１００ｇとなる。
【００１４】
ナトリウム型の人工ゼオライトは、以下のようにして鉄イオンを担持するゼオライトとする。ナトリウム型の人工ゼオライトを、鉄イオンを含む水溶液に浸漬して、人工ゼオライトに鉄イオンを担持させる。鉄イオンを含む水溶液には、濃度を１Ｎとする塩化鉄の水溶液を使用する。人工ゼオライトの浸漬時間は３時間とする。人工ゼオライトを塩化鉄の水溶液に浸漬すると、マイナスにチャージする部分に鉄イオンが結合されて、鉄イオンを担持するゼオライトとなる。鉄イオンを担持させた後、水洗、乾燥して鉄イオンを担持するゼオライトとする。以上のようのようにして製造される鉄イオンを担持するゼオライトは、たとえば１．５重量％以上、好ましくは２重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上の鉄を含有する。また、以上の鉄イオンを担持するゼオライトは、１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、さらに好ましくは７重量％以下の鉄を含有するようにする。
【００１５】
（２）  着色モルタルを製作する工程
細骨材とセメントを含むモルタルに、鉄イオンを担持するゼオライトを添加し、これを混練して着色モルタルとする。鉄イオンを担持するゼオライトの添加量は、１００重量部のセメントに対して、１０、２０、３０、４０、５０、６０重量部とする。ただし、鉄イオンを担持するゼオライトの添加は、１００重量部のセメントに対して０．４〜８０重量部とすることができる。着色モルタルは、鉄イオンを担持するゼオライトの添加量を多くして、鉄色を濃くできると共に、粘着性をも増加できる。
【００１６】
粘着性の向上した着色モルタルは、コンクリート構造物への付着性が向上する。付着性はコンクリート構造物の表面処理において極めて大切である。それは、付着性に優れた着色モルタルは、吹き付けしてしっかりとコンクリート構造物の表面に付着して強く結合されるからである。付着性の悪いモルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けると、コンクリート構造物の表面でリバウンドするので能率よく付着できない。モルタルは、セメントの添加量を多くしても粘着性を向上できる。ただ、セメント量を多くして粘着性を向上させると、硬化後に収縮して多数のひび割れが発生する。ひび割れの発生したモルタルは、コンクリート構造物の表面を綺麗に表面処理できなくなる。また、コンクリート構造物表面への付着力も低下して、剥離しやすくなってしまう。これに対して、鉄イオンを担持するゼオライトを添加して粘着性を向上する着色モルタルは、硬化後のひび割れを確実に防止しながら、コンクリート構造物への付着性を向上して、吹き付け能率を著しく向上できる。このことから、鉄イオンを担持するゼオライトの添加量は、好ましくは１００重量部のセメントに対して、１０重量部以上、より好ましくは１５重量部以上とする。
【００１７】
着色モルタルには、セメント含有量を２５重量％とする。ただし、セメントの含有量は、５〜５０重量％、好ましくは１０ないし３０重量％とすることもできる。着色モルタルは、前述したように、セメントの添加量を多くしてコンクリート構造物への付着性を向上できるが、多すぎると硬化後のひび割れが多くなる。反対にセメントの添加量が少な過ぎると、硬化後の強度が低下する。したがって、着色モルタルのセメント含有量は、硬化後の強度とひび割れが用途に最適なように、前述の範囲とする。
【００１８】
着色モルタルに添加される細骨材は、３号、４号、５号、６号とする。細骨材の粒度を大きくして、表面の凸凹を大きくできる。ただ、細骨材の粒度が大きすぎると、コンクリート構造物の垂直面への吹き付けが難しくなる。細骨材の重量で、セメントが硬化する前に滑り落ちるからである。細骨材の粒度が小さいと、表面の凸凹が少なくなる。ただし、着色モルタルが硬化した状態で表面にできる凸凹は、細骨材の粒径のみでは決定されない。それは、着色モルタルを吹き付ける吹き付け圧力を変動させて、表面に凸凹を設けることができるからである。また、鉄イオンを担持するゼオライトを造粒して着色モルタルに添加して、硬化状態における表面の凸凹を大きくすることもできるからである。
【００１９】
鉄イオンを担持するゼオライトの造粒は、セメントと鉄イオンを担持するゼオライトとを混合し、これに水をスプレーしながらトロンメルで転動してできる。この構造は、連続してゼオライトを造粒できる。造粒されたゼオライトは、平均粒径が３号〜６号の細骨材と同じ程度となるようにする。また、これよりも小さい粒径とすることもできる。ゼオライトを造粒して添加する着色モルタルは、造粒したゼオライトに加えて、造粒しないゼオライトも添加して、粘着性を向上させる。
【００２０】
鉄イオンを担持するゼオライトと、セメントと、細骨材とを混合し、これに水を添加してミキサーで混練して着色モルタルとなる。
【００２１】
（３）  着色モルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けする工程
着色モルタルをモルタルポンプ圧送およびリシンガンを使用して、これをノズルから噴射してコンクリート構造物の表面に吹き付けて付着する。着色モルタルを圧送する圧力は、４ｋｇ／ｃｍ２とする。ただし、圧送する圧力は３〜７ｋｇ／ｃｍ２とすることもできる。着色モルタルを圧送する圧力は変動させて、コンクリート構造物の表面に吹き付けられる着色モルタルの表面を凸凹にする。変動させる周期は１秒間に２〜１０回とする。コンクリート構造物の表面に着色モルタルを吹き付けて付着させる平均厚さは、約２ｃｍとする。ただし、吹き付け平均厚さは０．５〜５ｃｍ、好ましくは１〜３ｃｍとすることができる。着色モルタルを厚く付着して、着色モルタルの耐久性を向上できる。また、着色モルタルを薄くして施工コストを低減できる。したがって、着色モルタルをコンクリート構造物の表面に吹き付けして付着させる厚さは、施工コストと耐久性とを考慮して、用途に適した厚さとする。
【００２２】
着色モルタルを吹き付けて付着するコンクリート構造物は、鉄イオンを担持するゼオライトを添加しないで製造された藻礁やブロックである。このブロックは河川や海岸に施工される護岸ブロックである。河川や海岸に施工するブロックに着色モルタルを吹き付けして付着すると、表面を凸凹にしながら鉄色に着色し、自然環境に優しいブロックにできる。さらに、着色モルタルは、すでに施工された防波堤、護岸、岸壁等のコンクリート構造物の表面に付着し、表面を凸凹で鉄色にしながら自然環境に優しいように表面処理できる。
【００２３】
【実施例】
［実施例］
１００重量部のセメントに対して、鉄イオンを担持するゼオライトを１０重量部、２０重量部、３０重量部、４０重量部、５０重量部、６０重量部とする着色モルタルを、コンクリート構造物である、縦２５ｃｍ、横４０ｃｍ、高さ５ｃｍの直方体形のコンクリートブロック（投影平面積：０．１平方メートル、体積：０．００５立方メートル、重量：１１．５ｋｇ）の表面に、圧力を？？〜？？ｋｇ／ｃｍ２の圧力に変動させながら、表面に凸凹ができるように２ｃｍの厚さに吹き付けて、本発明の実施例ブロックとした。実施例のブロックは、着色モルタルに添加するゼオライト量に相当して、変色しない鉄色に着色された。鉄色は、直射日光に晒される環境におかれて、６カ月経過後も全く変化しなかった。
【００２４】
［比較例］
着色モルタルを吹き付けず、コンクリート原料にゼオライトを添加しないで成形している前述のコンクリート構造物を比較例１のコンクリートブロックとし、さらに、このコンクリートブロックを成形する生コンクリートに、鉄イオンを担持するゼオライトを混合して同じ寸法と形状に成形して、比較例２のコンクリートブロックを製作した。比較例２のコンクリートブロックは１００重量部のセメントに対して、４０重量部の鉄イオンを担持するゼオライトを添加した。
【００２５】
実施例のブロックと比較例１と２のブロックを、水深２ｍ前後の海中に沈めて、海藻の着床生育の様子を観察した。さらに同じようにして製作した、実施例のブロックと比較例１と２のブロックとを、水深２ｍの河川に沈めて、珪藻の着床生育の様子を観察した。
【００２６】
海中に沈めて１週間経過すると、ゼオライトの添加量を４０重量部とする着色モルタルを吹き付けた本発明の実施例のブロックは、表面が部分的に変色してわずかに海藻の着生が認められたが、比較例１と２のブロックは、いずれも表面の色は変化せず、海藻（紅藻類）の着生も認められなかった。とくに、本発明の実施例のブロックは、ゼオライトの添加量を５０重量部以上とする着色モルタルを吹き付けたものに表面の変色が多くなった。実施例のブロックは、２〜３週間で表面の半分以上を覆うほどに海藻が成長したが、比較例２のブロックは、この状態になるまでに４週間を必要とした。比較例１のブロックは、４週間経過後も海藻の着生は依然認められなかった。
【００２７】
河川に沈めたものは、２週間経過後に、実施例のブロックの表面が部分的に変色して珪藻類が着生したが、比較例２のブロックに珪藻類が付着するまでに３週間を必要とした。比較例１のブロックは、３週間経過後も珪藻の着生は認められなかった。河川に沈めて１カ月経過すると、実施例のブロックはほぼ全面を覆うほどに珪藻類が繁殖したが、比較例２のブロックがこの状態になるまでに３カ月を必要とした。比較例１のブロックは、３カ月経過後も珪藻類が着生しなかった。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の表面処理方法で処理されたブロックは、ブロック全体にゼオライトを添加して製作される比較例２のブロックとは比較にならないほど少量のゼオライトを使用しながら、多量のゼオライトを使用する比較例２のブロックよりもさらに自然環境に優しい表面状態にできる特長がある。それは、ゼオライトを添加している着色モルタルが、コンクリート構造物の表面を被覆するように付着され、さらに、コンクリート構造物の表面に付着される着色モルタルを凸凹ができるように付着しているからである。
【００２９】
コンクリート構造物の表面を被覆する凸凹があって鉄色に着色された着色モルタルは、従来のコンクリート構造物の平滑面に比較して、より自然に近い風合いとなり、意匠的にも自然環境に適合する特長がある。また、鉄イオンを担持するゼオライトによる鉄色の凸凹面は、太陽光線に晒される厳しい環境にあっても変色することがなく、いつまでも自然に適合する表面状態を保持できる特長がある。
【００３０】
さらにまた、本発明の表面処理方法は、すでに施工され、あるいは通常の方法で製造、あるいは構築された、防波堤、護岸、岸壁等のコンクリート構造物の表面を、簡単かつ容易にしかも能率よく自然環境に優しい状態にできる特長もある。このことは、表面を自然環境に適合する理想的な状態にしながら、それを経済的にできる特長をも実現する。