(57)【要約】      （修正有）【課題】木炭粉末混入コンクリートの製造方法において、セメント、木炭粉末の配合割合を一定範囲内に限定することにより、また、木炭粉末混入コンクリート製造時に、骨材として使用する砂の代わりにシラスを用いることにより、容易な木炭粉末混入コンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】木炭粉末混入コンクリートの製造過程において、セメントの配合割合を５０〜６０体積％とし、木炭粉末の配合割合を５〜１５体積％とする。また、木炭粉末混入コンクリート製造時に、セメントを５０〜６０体積％、木炭粉末を５〜１５体積％にし、骨材の砂の代わりにシラスを混入してコンクリートを製造する。また、木炭粉末混入コンクリート製造時に、セメントを７０体積％、木炭粉末を５体積％、砂利を２０体積％、シラスを５体積％としてコンクリートを製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、
セメントと、骨材と、木炭粉末との合量に対し、セメントが５０〜６０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％からなることを特徴とする木炭粉末混入コンクリートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の木炭粉末混入コンクリートの製造方法において、
骨材として使用される砂の代わりにシラスを用いたことを特徴とする木炭粉末混入コンクリートの製造方法。
【請求項３】
コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、
骨材として使用される砂の代わりにシラスを用い、セメントと、砂利と、木炭粉末と、シラスとの合量に対し、セメントが７０体積％、砂利が２０堆積％、シラスが５体積％、木炭粉末が５体積％からなることを特徴とする木炭粉末混入コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの製造方法に関し、特にコンクリートを製造する際に、砂利、砂などの骨材と共に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木炭の有する多孔性、吸着性、吸水性などを利用して、砂利や砂などの骨材と共に、木炭を混入させてコンクリートを製造することにより、セメント、骨材（砂利、砂など）、水からなる通常のコンクリートに対して、劣化防止、圧縮強度の向上、結露防止、電磁波遮断などの効果を有する技術がある。具体的には、例えば、フレッシュコンクリート（まだ固まらないコンクリート）に高品質の木炭を混入し、コンクリートの圧縮強度、結露防止、劣化防止、電磁波遮断の品質をさらに向上させるための製造方法がある（特許文献１参照。）。また、骨材の一部を木炭で置き換える建築用コンクリートの製法がある（特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２は、コンクリート製造時に、フレッシュコンクリートに骨材と共に木炭を混入させる技術を開示しているものであり、木炭の混入する割合や木炭を混入する際のセメントや骨材の割合などの配合割合については開示されていない。例えば、特許文献１では、コンクリートの使用目的に応じて、木炭の粒度、単位重量、混入量を決定する必要があることが記載されているが、具体的な数量や配合割合については開示されていない。このため、セメント、骨材、木炭をどういう配合割合で混ぜ合わせればよいか不明であり、上記したような劣化防止、圧縮強度の向上、結露防止、電磁波遮断などの効果を有する木炭粉末コンクリートを容易に製造することができない。
【特許文献１】特開２００１−０４８６１０号公報
【特許文献２】特開平１１−０４９５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、木炭を混入しない通常のコンクリートと同等以上の強度を有する木炭粉末混入コンクリートを容易に製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、セメントと、骨材と、木炭粉末との合量に対し、セメントが５０〜６０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％からなることを第１の特徴とする。
【０００６】
また、請求項１に記載の木炭粉末混入コンクリートの製造方法において、骨材として使用される砂の代わりにシラスを用いたことを第２の特徴とする。
【０００７】
さらに、コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、骨材として使用される砂の代わりにシラスを用い、セメントと、砂利と、木炭粉末と、シラスとの合量に対し、セメントが７０体積％、砂利が２０堆積％、シラスが５体積％、木炭粉末が５体積％からなることを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る木炭粉末混入コンクリートの製造方法によれば、コンクリート製造時に、セメントと、骨材に混入させる木炭の配合割合を一定範囲に限定したことにより、木炭を混入しない通常のコンクリートと同等以上の強度を有する木炭粉末混入コンクリートを容易に製造することができるいう優れた効果を有する。また、木炭粉末混入のコンクリート製造時に、骨材の砂の代わりにシラスを用い、さらに、セメントと、骨材に混入させる木炭の配合割合を一定範囲に限定したことにより、木炭を混入しない通常のコンクリートと同等以上の強度を有する木炭粉末混入コンクリートを容易に製造することができるいう優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１０】
まず、セメントとして普通ポルトランドセメント、骨材として砂利及び砂からなる天然骨材、木炭粉末として備長炭粉末を用いた実施例について説明する。まず、セメント、天然骨材（砂、砂利）、木炭粉末を所定の配合割合にして、縦幅が５００ｍｍ、横幅が５００ｍｍ、高さが３００ｍｍの木箱に入れる。次に、木炭粉末を混入しない通常のコンクリート製造時と同様に水セメント比が４０〜５０重量％になるように水を加え、混練してフレッシュコンクリート（まだ固まらないコンクリート）を作る。そして、このフレッシュコンクリートを取り出し、縦幅が２００ｍｍ、横幅が２００ｍｍ、高さが１００ｍｍの大きさの木箱に入れて、コンクリートが、縦幅が２００ｍｍ、横幅が２００ｍｍ、高さが７０ｍｍになるように成形する。その後、約１０日間自然乾燥し、硬化させてコンクリートを完成させた。同様の方法で、セメント、天然骨材（砂、砂利）、木炭粉末の配合割合の異なる複数のコンクリートを完成させた。また、木炭を混入せず、セメント、砂利、砂からなる通常のコンクリートも、同様の方法で完成させた。尚、普通ポルトランドセメント、天然骨材、備長炭粉末は全て市販品である。
【００１１】
また、完成したコンクリートの強度試験を行った。コンクリートの圧縮強度試験方法は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０８：コンクリートの圧縮強度試験方法」に定められているが、本実施例の試験方法では、以下の方法を用いた。まず、コンクリート床面に高さ２６００ｍｍの支柱を立設し、この支柱の最上部分に滑車を取り付け、この滑車にロープで重量５ｋｇの鉄アレイを懸架する。この際、鉄アレイのコンクリート床面からの高さは２５００ｍｍに設定する。次に、完成した通常のコンクリートを鉄アレイ直下のコンクリート床面に置き、その後、鉄アレイを落下させ、コンクリートの破損状態を目視により確認する。次に、完成した木炭粉末混入コンクリートを鉄アレイ直下のコンクリート床面に置き、その後、鉄アレイを落下させ、木炭粉末混入コンクリートの破損状態を目視により確認する。そして、それぞれのコンクリートの破損状態を比較して強度を判定する。破損状態は、「罅裂Ａ」、「罅裂Ｂ」、「分割」、「粉砕」の４通りに分類した。ここで、「罅裂」とは、コンクリートに罅割れが発生した状態を示し、「罅裂Ａ」は「罅裂Ｂ」よりも罅割れの程度が少ない、すなわち、「罅裂Ａ」の方が「罅裂Ｂ」よりも強度が大きいことを示す。また、「分割」とは、コンクリートが割れて分裂した状態を示し、「粉砕」とは、コンクリートが細かく砕けた状態を示す。表１に、その試験結果を示す。
【表１】
2005132661.tif 000002
【００１２】
表１において、比較例４、比較例５、比較例６は木炭やシラスを混入せず、セメント（普通ポルトランドセメント）、天然骨材（砂利、砂）に水を加えて混練して製造した通常のコンクリートである。この通常のコンクリートの試験結果を基に強度を判定した。強度判定の「◎」は通常のコンクリートよりも強度が大きいことを示し、「○」は通常のコンクリートと同等の強度であることを示し、「×」は通常のコンクリートに比べ強度が小さいことを示す。尚、表１において、体積％で示される配合割合は、セメントと、骨材（砂利、砂）と、木炭粉末の配合割合を示したものである。
【００１３】
表１は、セメントに、骨材（砂利、砂）、木炭粉末を混入させ、それぞれの配合割合を変えて製造した木炭粉末混入コンクリートの試験結果と、木炭粉末を混入せず、セメントに骨材として砂利、砂だけを混入させ、それぞれの配合割合を変えて製造した通常のコンクリートの試験結果である。通常のコンクリートの破損状態は、比較例４に示すように、セメントが４０体積％、砂利が４０体積％、砂が２０体積％の配合割合にすると、破損状態は「罅裂Ｂ」であるが、比較例５、または、比較例６に示すように、セメントが６０体積％、または、７０体積％にすると「分割」の状態になる。すなわち、通常のコンクリートでは、セメントが４０体積％、砂利が４０体積％、砂が２０体積％の配合割合のときが、最も良好な強度を得られている。これに対し、実施例１及び実施例２に示すように、セメントが５０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％の配合割合にしたときは、破損状態が「罅裂Ａ］となり、コンクリートの強度が、通常のコンクリートよりも良好であった。また、実施例３及び実施例４に示すように、セメントが６０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％の配合割合にしたときは、破損状態が「罅裂Ｂ」となり、コンクリートの強度が、通常のコンクリートと同等であった。一方、比較例１乃至比較例３に示すように、セメントが４０体積％、７０体積％、８０体積％の配合割合では、木炭粉末を混入しても比較例４乃至比較例６（木炭粉末を混入しない通常のコンクリート）以上の強度が得られない。
【００１４】
次に、骨材の砂の代わりにシラスを使用し、セメントとして普通ポルトランドセメント、骨材として天然骨材の砂利、木炭粉末として備長炭粉末を用いた実施例について説明する。まず、セメント、砂利、木炭粉末、シラスを所定の配合割合にして、縦幅が５００ｍｍ、横幅が５００ｍｍ、高さが３００ｍｍの木箱に入れる。次に、木炭粉末を混入しない通常のコンクリート製造時と同様に水セメント比が４０〜５０重量％になるように水を加え、混練してフレッシュコンクリートを作る。そして、このフレッシュコンクリートを取り出し、縦幅が２００ｍｍ、横幅が２００ｍｍ、高さが１００ｍｍの大きさの木箱に入れて、コンクリートが、縦幅が２００ｍｍ、横幅が２００ｍｍ、高さが７０ｍｍになるように成形する。その後、約１０日間自然乾燥し、硬化させてコンクリートを完成させた。同様の方法で、セメント、シラス、砂利、木炭粉末の配合割合の異なる複数のコンクリートを完成させた。尚、普通ポルトランドセメント、天然骨材、備長炭粉末、シラスは全て市販品である。
【００１５】
また、完成したコンクリートの強度試験を行った。コンクリートの圧縮強度試験方法は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０８：コンクリートの圧縮強度試験方法」に定められているが、本実施例の試験方法では、以下の方法を用いた。まず、コンクリート床面に高さ２６００ｍｍの支柱を立設し、この支柱の最上部分に滑車を取り付け、この滑車にロープで重量５ｋｇの鉄アレイを懸架する。この際、鉄アレイのコンクリート床面からの高さは２５００ｍｍに設定する。次に、完成した木炭粉末混入コンクリートを鉄アレイ直下のコンクリート床面に置き、その後、鉄アレイを落下させ、木炭粉末混入コンクリートの破損状態を目視により確認する。そして、それぞれのコンクリートの破損状態を比較して強度を判定する。破損状態は、「罅裂Ａ」、「罅裂Ｂ」、「分割」、「粉砕」の４通りに分類した。ここで、「罅裂」とは、コンクリートに罅割れが発生した状態を示し、「罅裂Ａ」は「罅裂Ｂ」よりも罅割れの程度が少ない、すなわち、「罅裂Ａ」の方が「罅裂Ｂ」よりも強度が大きいことを示す。また、「分割」とは、コンクリートが割れて分裂した状態を示し、「粉砕」とは、コンクリートが細かく砕けた状態を示す。表２に、その試験結果を示す。
【表２】
2005132661.tif 000003
【００１６】
表２において、強度判定の「◎」は通常のコンクリートよりも強度が大きいことを示し、「○」は通常のコンクリートと同等の強度であることを示し、「×」は通常のコンクリートに比べ強度が小さいことを示す。尚、表２において、体積％で示される配合割合は、セメントと、骨材（砂利）と、木炭粉末と、シラスの配合割合を示したものである。
【００１７】
表２の実施例５乃至実施例８に示すように、セメントが５０〜６０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％の配合割合にしたときが、破損状態が「罅裂Ａ」となり、コンクリートの強度が、通常のコンクリートよりも良好であった。また、比較例８及び比較例９に示すように、セメントが８０体積％の配合割合では、木炭粉末を混入しても表１の比較例４乃至比較例６（木炭粉末を混入しない通常のコンクリート）以上の強度が得られない。また、比較例７に示すように、セメントが７０体積％、砂利が１０体積％、木炭粉末が１５％、シラスが５％の配合割合では、破損状態が「分割」となり良好なコンクリート強度が得られないが、実施例９に示すように、セメントが７０体積％、砂利が２０体積％、木炭粉末が５％、シラスが５％の配合割合にすれば、破損状態が「罅裂Ｂ」となり、比較例４に示す通常のコンクリートと同等の強度が得られる。このように、砂の代わりに安価なシラスを利用して、通常のコンクリートと同等以上の強度を有する木炭粉末混入コンクリートを製造することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月30日(2003.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、
骨材として使用される砂の代わりにシラスを用い、セメントと、砂利と、木炭粉末と、シラスとの合量に対し、セメントが７０体積％、砂利が２０体積％、シラスが５体積％、木炭粉末が５体積％からなることを特徴とする木炭粉末混入コンクリートの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２は、コンクリート製造時に、フレッシュコンクリートに骨材と共に木炭を混入させる技術を開示しているものであり、木炭の混入する割合や木炭を混入する際のセメントや骨材の割合などの配合割合については開示されていない。例えば、特許文献１では、コンクリートの使用目的に応じて、木炭の粒度、単位重量、混入量を決定する必要があることが記載されているが、具体的な数量や配合割合については開示されていない。このため、セメント、骨材、木炭をどういう配合割合で混ぜ合わせればよいか不明であり、上記したような劣化防止、圧縮強度の向上、結露防止、電磁波遮断などの効果を有する木炭粉末混入コンクリートを容易に製造することができない。
【特許文献１】特開２００１−０４８６１０号公報
【特許文献２】特開平１１−０４９５４８号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
さらに、コンクリート製造時に骨材に木炭粉末を混入させる木炭粉末混入コンクリートの製造方法であって、骨材として使用される砂の代わりにシラスを用い、セメントと、砂利と、木炭粉末と、シラスとの合量に対し、セメントが７０体積％、砂利が２０体積％、シラスが５体積％、木炭粉末が５体積％からなることを第３の特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
表２の実施例５乃至実施例８に示すように、セメントが５０〜６０体積％、木炭粉末が５〜１５体積％の配合割合にしたときが、破損状態が「罅裂Ａ」となり、コンクリートの強度が、通常のコンクリートよりも良好であった。また、比較例８及び比較例９に示すように、セメントが８０体積％の配合割合では、木炭粉末を混入しても表１の比較例４乃至比較例６（木炭粉末を混入しない通常のコンクリート）以上の強度が得られない。また、比較例７に示すように、セメントが７０体積％、砂利が１０体積％、木炭粉末が１５体積％、シラスが５体積％の配合割合では、破損状態が「分割」となり良好なコンクリート強度が得られないが、実施例９に示すように、セメントが７０体積％、砂利が２０体積％、木炭粉末が５体積％、シラスが５体積％の配合割合にすれば、破損状態が「罅裂Ｂ」となり、比較例４に示す通常のコンクリートと同等の強度が得られる。このように、砂の代わりに安価なシラスを利用して、通常のコンクリートと同等以上の強度を有する木炭粉末混入コンクリートを製造することができる。