(57)【要約】【課題】コンクリートの強度を増強し得るコンクリート組成物を提供する。【解決手段】セメントを使用するコンクリート組成物において、機能水を含んでなる。機能水は、下記式で示される二価三価鉄塩の濃縮水溶液を、下記式で示される二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物５１で構成した水処理剤の層５０を通過させた通過水で希釈した水溶液で構成されている。      Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）【効果】機能水中の前記式で示される二価三価鉄塩の作用によりコンクリート構造体を強化し、高強化コンクリート構造体を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを使用するコンクリート組成物において、
機能水を含んでなり、
前記機能水は、二価三価鉄塩の濃縮水溶液を、二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層を通過させた通過水で希釈した水溶液であり、
前記二価三価鉄塩は、式、
Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）
で示される化合物であることを特徴とする、
コンクリート組成物。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート組成物において、二価三価鉄塩は前記式で示される化合物に代え、磁性を帯びた二価三価鉄塩であることを特徴とする、コンクリート組成物。
【請求項３】
前記磁性を帯びた二価三価鉄塩は、磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させた後、この溶液を中和し、この中和した溶液を濃縮して結晶化し、この結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解させた溶液に加える工程を含んで得られる化合物であることを特徴とする、請求項２記載のコンクリート組成物。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のコンクリート組成物において、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、その他の金属塩の中から選ばれた一種又は二種以上の成分をさらに含有することを特徴とする、コンクリート組成物。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のコンクリート組成物において、水酸化カルシウム、希硫酸、硫酸アルミニウム、ステアリン酸、及びケイ酸ナトリウムの中から選ばれた一種又は複数種の成分をさらに含有することを特徴とする、コンクリート組成物。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のコンクリート組成物を用いたコンクリート構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木や建設分野において使用されるコンクリート組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート組成物は土木や建設分野において、建物&#36544;体、橋構造体、舗装ブロックその他の各種コンクリート構造体の材料として広く使用されている。従来のコンクリート組成物は、一般にセメントと骨材との混合物に水を添加して混練してなり、これを各種のコンクリート構造体の材料として使用している。
【０００３】
近年、コンクリートの高強度化が要望され、その研究が盛んに行なわれている。本来、コンクリートの強度は、水セメント比に依存することが大きく、水セメント比をできるだけ小さくする目的で、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」で規定されている減水剤や高性能減水剤を使用する方法が一般に普及している。
【０００４】
しかしながら、水セメント比の低減には限界があり、水セメント比を低くすると混練性や流動性の低下等の問題が生じる。そこで、上記問題を解消する目的で、水を吸収した吸水性ポリマーを使用する方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、一応の成果が認められる。
【０００５】
また、水セメント比を低減させないで、各種成分の添加剤を使用してコンクリートの強度を増強させる種々の方法も提案されている。これらの提案されている方法によれば、コンクリートの強度化の成果は認められる。しかるに、未だ改良すべき課題が残されている。
【特許文献１】特開平６−８０４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑み、従来とは全く別の技術により、コンクリートの強度を増強し得るコンクリート組成物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】
【０００７】
本発明者は前記目的を達成するために研究した結果、コンクリート組成物に使用する「水」、即ち、コンクリートの水和反応に使用する「水」に注目した。つまり、従来一般に使用されている水道水等の水に代え、特殊な作用を有する水を使用すればコンクリートの強度を増強することができるのではないかと考えた。そして、二価三価鉄塩の新規の活性物質Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）に着目した。
【０００８】
前記式で示される活性物質（二価三価鉄塩）は、二価鉄と三価鉄との中間の性質を示す単一の化合物、或いは、二価鉄と三価鉄が共存する単一の化合物であると思われる。この二価三価鉄塩は現在工業的に生産可能である。
【０００９】
前記二価三価鉄塩の活性物質は水と接触することにより、次のような作用を有することが判明している。即ち、通常の水に前記活性物質を超微量（例えば、濃度２×１０−１２モルないし２×１０−１８モル）混入することにより、この水溶液（以下、この水溶液を便宜上「パイウォーター」という）は以下のような特性をもつことが判明している。
【００１０】
（水分子の構造変化）…通常、水の水分子は水素と酸素の重心が重ならないため、プラス・マイナスの極性が起こる。そのため、水分子が水素結合によってカゴ状に結合するため、カゴの中に炭化水素，メタン，気体等を溶かし込むことになる。これに対し、パイウォーターでは電子スピンによって水分子及び水分子の結合構造を極性分子から無極性分子に変化、即ち、Ｈ（水素）とＯ（酸素）の重心を重ね、双極性を無にする。つまり、プラス及びマイナスを水分子自体が持たなくなり、その結果、通常の水のように炭化水素等を溶かし込むことはなくなる。
【００１１】
（脱イオン反応）…通常、水中では金属及び金属塩はイオン解離し、イオン反応を主体とする物質変化が起こるが、パイウォーター中ではプラス・マイナスが無くなるため、金属イオンの脱解離が起こり非イオン反応系を形成する。
【００１２】
（ＰＨの安定効果）…通常、水に含まれる酸性物質及びアルカリ物質の度合（量）によりＰＨが決定するが、パイウォーター中では酸性（硫化物イオン等）物質やアルカリ（水酸化物イオン等）物質をコントロールし、脱イオン解離させ中性に安定する。
【００１３】
前記物質は上記したように、水分子の構造を変化させて活性することは実験上証明されている。
【００１４】
さらにまた、前記と同様の目的で研究した結果、磁性を帯びた二価三価鉄塩の新規の活性物質に着目した。この磁性を帯びた活性物質は、電磁気処理による特性と化学処理による特性の両方を同時に兼ね備えた活性物質で、例えば磁鉄鉱を化学処理して得られるが、その製造方法等についての詳細は追って説明する。
【００１５】
前記磁性を帯びた二価三価鉄塩の活性物質は水と接触することにより、次のような作用を有する特性をもつことが判明している。即ち、通常の水に前記活性物質を超微量（例えば濃度２×１０−１２モルないし２×１０−１８モル）混入することにより、この水溶液（以下、この水溶液を便宜上「磁性パイウォーター」という）は、上述したパイウォーターのもつ特性に加え、電磁気処理した活性水と同様な特性をもち、特にこの活性物質は水に溶解して共存するので、外部から磁場をかけた活性水に比べて水に強く、かつ効果的に作用する。
【００１６】
そこで、本発明者は前記課題を解決するため、パイウォーター及び磁性パイウォーターを用いて更に研究、実験をつづけた結果、パイウォーター或いは磁性パイウォーターを使用することにより、コンクリートの強度が増強することを見出し、本発明に到達した。そこで、ここにその発明を提供する。
【００１７】
即ち、本発明のうち、１つの発明（第１の発明）は、セメントを使用するコンクリート組成物において、機能水を含んでなり、前記機能水は、二価三価鉄塩の濃縮水溶液を、二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層を通過させた通過水で希釈した水溶液であり、前記二価三価鉄塩は、式、Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）で示される化合物であることを特徴とする。なお、この明細書において「コンクリート」とは、モルタル及びペーストを含む意味として用いられている。また、本発明のコンクリート組成物は、土木建築材料，建物&#36544;体，橋構造体，コンクリートブロック、その他の全てのコンクリート構造体に適応可能なものである。
【００１８】
本発明において用いられるセメントとしては特にその種類を限定されるものではなく、例えばポルトランドセメント，スラグセメント，アルミナセメント等一般に使用されているセメントが適用できる。また、セメントは複数種混合して使用することもできる。
【００１９】
前記式で示される二価三価鉄塩としては、例えば、塩化第二鉄を水酸化ナトリウム，水酸化カルシウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等の強アルカリの水溶液に投入して原子価変換を起こさせた場合の遷移形態等として得られる。前記二価三価鉄塩の前記式中のｍ：ｎの比は前記化合物（二価三価鉄塩）製造に用いる物質の種類等により特定の数値をとる。例えば、ｍとｎの数値として１、２又は３等を挙げることができる。
また、前記二価三価鉄塩の濃縮水溶液は前記により得られた二価三価鉄塩を所定量の水（蒸留水等）に溶解して得られる。
【００２０】
前記水処理剤の層は前記二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物を例えば容器やハウジング或いはケーシングその他に充填する等により構成することができる。
【００２１】
本発明において、前記機能水は、水道水や地下水、或いは蒸留水等の水を、前記水処理剤の層を通過させた通過水で前記二価三価鉄塩の濃縮水溶液を所定の倍率で希釈した水溶液で構成されている。
セメントに対する前記水溶液（機能水）の配合割合は特に限定するものではない。
【００２２】
本発明のコンクリート組成物は、砂や砂利或いは砕石その他の骨材等の充填物を含有することができる。セメントに対する骨材等の配合割合は特に限定するものではなく、目的に応じて任意に決定することができる。この点に関しては、以下に述べる各発明についても同様である。
【００２３】
第１の発明によるコンクリート組成物によれば、前記二価三価鉄塩の作用によりコンクリート構造体を強化し、強化コンクリート構造体を得ることができる。また、コンクリート構造体の強度の劣化を抑制する。特に本発明においては、前記二価三価鉄塩の濃縮水溶液を前記通過水で所定の倍率で希釈した水溶液（機能水）を用いているため、前記二価三価鉄塩の有する作用を増大する。これらの事実は実験上判明された。
【００２４】
本発明のうち、他の１つの発明（第２の発明）は第１の発明のコンクリート組成物において、二価三価鉄塩は前記式で示される化合物に代え、磁性を帯びた二価三価鉄塩であることを特徴とする。前記磁性を帯びた二価三価鉄塩としては、例えば磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させた後、この溶液を中和し、この中和した溶液を濃縮して結晶化し、この結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解させた溶液に加える工程を含んで得られる化合物で構成することができる。
【００２５】
第２の発明においても、機能水は、二価三価鉄塩として前記磁性を帯びた二価三価鉄塩を用いる以外は第１の発明と同様の方法によって得られる。
【００２６】
第２の発明によるコンクリート組成物は、第１の発明と同様の作用効果を発揮する。
【００２７】
本発明（第１及び第２の発明）におけるコンクリート組成物は、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、その他の金属塩の中から選ばれた一種又は二種以上の成分をさらに含有して構成することができる（第３の発明）。この第３の発明において、前記塩化マグネシウムその他の金属塩の配合量についても特に限定するものではないが、例えば前記機能水１リットルに対し約０．１ｇないし約１００ｇ程度の範囲が挙げられる（但し、前記範囲に限定するものではない）。
【００２８】
なお、前述した塩化マグネシウム等は金属塩の一例として挙げたもので、本発明においては、前記例示した以外の金属塩を採用することができること勿論である。この点に関しては以下に説明する発明についても同様である。
【００２９】
第３の発明によれば、前記二価三価鉄塩及び前記金属塩との相乗作用により、コンクリート構造体をさらに強化することができる。
【００３０】
本発明（第１ないし第３の発明）におけるコンクリート組成物は、水酸化カルシウム、希硫酸、硫酸アルミニウム、ステアリン酸、及びケイ酸ナトリウム等の中から選ばれた一種又は複数種の成分をさらに含有して構成することもできる（第４の発明）。なお、前記例示した以外の成分を含有することもできる。この第４の発明において、コンクリート組成物に対する前記水酸化カルシウムその他の各成分の配合割合は特に限定されないが、通常の場合、前記機能水に微量混合して使用することができる。
【００３１】
水酸化カルシウムその他前記した各成分は、コンクリート組成物に混合することにより、それぞれの成分自体としてコンクリート構造体を強化する作用を有しているが、組成物中に含まれている前記二価三価鉄塩の作用により、前記各成分の効果を増強させる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によればコンクリートの強度を大巾に増強し得るコンクリート組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態の一例を説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
実施の形態１は、セメントを使用するコンクリート組成物であって、二価三価鉄塩の濃縮水溶液を、二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層を通過させた通過水で希釈した水溶液（機能水）を含んで構成される。前記二価三価鉄塩は式、Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）で示される化合物で構成されている。さらに具体的には、例えばセメントと砂等の骨材を混合し、これに前記機能水を添加し、混練して製造される。
【００３５】
前記セメントと骨材との配合割合は特に限定されるものではなく、従来と同様に材質や目的等に応じて決定される。また、セメントと骨材との混合物に対する前記機能水の配合割合についても特に限定するものではなく、従来の水と同様にセメントの種類及び骨材の種類、或いは目的等に応じて決定される。
【００３６】
前記式で示される化合物（二価三価鉄塩）は上述したように、二価鉄と三価鉄との中間の性質を示す単一の化合物、或いは、二価鉄と三価鉄が共存する単一の化合物であると思われる。この化合物は、例えば、塩化第二鉄を水酸化ナトリウム，水酸化カルシウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等の強アルカリの水溶液に投入して原子価変換を起こさせた場合の遷移形態等として得られる。この物質の具体的製造方法として、例えば、次の工程により得たものを例示する。即ち、塩化第二鉄を強アルカリの水溶液に溶解させる工程、この溶液を中和する工程、この中和した溶液を濃縮して結晶を得る工程、とを含んで製造する。なお、上記製造方法は一例を示したもので、これに限定されるものではない。
【００３７】
実施の形態１においては、前記により得られた物質（前記結晶）を水（蒸留水等）に溶解して約１万倍ないし約１０００万倍程度に希釈して前記式で示される二価三価鉄塩の濃縮水溶液（原液）とする。そして、前記機能水は、前記式で示される二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層を通過させた通過水で前記原液を例えば約１００倍ないし約１００万倍程度に希釈して製造（調製）される。なお、前記原液及び機能水の希釈の倍率は上記した範囲に限定するものではない。この点に関しては、以下に述べる実施の形態においても同様である。
【００３８】
実施の形態１では、前記セラミック固形物を用いた水処理装置を製造し、この水処理装置を通過させた通過水を前記通過水として採用している。以下、水処理装置の一例につき、図面を参照して説明する。図１は水処理装置の実施の形態の一例を示す縦断面図、図２は同上装置の作用説明図、図３はセラミック固形物の製造工程を示す説明図、図４は通過水を製造する工程を示す説明図である。
【００３９】
上記図１〜図４において、この水処理装置１００は、カートリッジ２を収容するハウジング１と、このハウジング１内に交換可能に収容して設けた水処理用カートリッジ２とを有している。
【００４０】
前記ハウジング１は円筒状の収容筒１１と、この筒１１の一端（図１において上端）を気密に閉塞する上蓋１２と、筒１１の他端（図１において下端）を気密に閉塞する底部材１３とを有している。
【００４１】
前記底部材１３の側面側には水入口１４と水出口１５とを有している。前記底部材１３の上面中心部には前記カートリッジ２の後述する流出管３４ａを嵌合する嵌合孔１６が設けられ、この嵌合孔１６は前記水出口１５と連通されている。前記水入口１４及び水出口１５には接続用プラグ１７，１８が取付けてある。
【００４２】
前記上蓋１２の中心部にはネジ挿入孔１９が形成され、上蓋１２は前記孔１９を通じてネジ２０を前記カートリッジ２の後述するネジ筒部材４０に螺合してナット部材２１で締付けて固定するように構成されている。なお、図示しないが、前記筒１１と上蓋１２及び底部材１３との接合部等にはパッキング等を介在して気密性を保持させるように構成してある。
【００４３】
前記水処理用カートリッジ２は、円筒状のケーシング３０と、このケーシング３０内に充填して設けた第一の水処理剤の層５０及び第二の水処理剤の層６０とを有している。前記層５０はケーシング３０内の図において上部に配設され、前記層６０は前記層５０の下部側に配設されている。
また、ケーシング３０内には図１，図２に示すように、前記第一の水処理剤の層５０の上面及び前記第二の水処理剤の層６０の下面部に敷設したグラスファイバー等よりなるフィルタ３１，３２を備えている。
【００４４】
前記ケーシング３０は水注入部３３及び水流出部３４とを備えている。この実施の形態のケーシング３０は前記ハウジング１の収容筒１１内に、収容筒１１の内壁面との間に円筒状の間隙部３５を形成して収容できるように、一端（図１において下端）に底板３６を有する適当な径及び高さの円筒体３７と、この円筒体３７の開口上端部に嵌合して設けた蓋部材３８とを有している。前記水注入部３３は蓋部材３８に任意数設けた孔３３ａで構成され、また、前記水流出部３４は底板３６の中心部に突設した流出管３４ａで構成されている。前記蓋部材３８の中心部にはベース部材３９が固定して設けてあると共にベース部材３９上にはネジ部材４０が固定して設けてある。
【００４５】
前記カートリッジ２は前記ハウジング１内に、円筒体３７の外壁面と収容筒１１の内壁面との間に前記間隙部３５を形成すると共に前記底板３６の流出管３４ａを前記底部材１３の嵌合孔１６へ嵌合して収容されている。そして、上述したようにナット部材２１で締付けて収容筒３０に固定されている。また、前記底部材１３には前記水入口１４と収容筒１１内とを連通する連通路２２が形成されている。
【００４６】
上記構成により、図２に示すように、水入口１４からハウジング１内に送給される水は前記連通路２２，前記間隙部３５を通って水注入部３３からケーシング２内に導入され、この水はフィルタ３１，第一の水処理剤の層５０，第二の水処理剤の層６０及びフィルタ３２を通過して処理され、水流出部３４を通り、水出口１５からハウジング１外へ流出するようになっている。
【００４７】
前記第一の水処理剤の層５０は二価三価鉄塩を含有するセラミック固形物５１をケーシング３７内に複数個充填して構成されている。前記層５０を構成するセラミック固形物５１の個数は適当に決定できる。
【００４８】
前記二価三価鉄塩は、上述したように、下記の式、
Ｆｅ＋２ｍ  Ｆｅ＋３ｎ  Ｃｌ２ｍ＋３ｎ（式中ｍ及びｎは正の整数を示す）
で示される化合物であり、前記セラミック固形物５１は前記化合物をセラミック基材５１ａに含有させたものである。セラミック固形物５１は適当な大きさ、形状に形成するもので、この実施の形態では図３に最も詳細に示すように、例えば直径約５〜約１５ミリ程度のボール状に形成してある。セラミック基材５１ａの構成原料は粘土を主材とし、これに所望の添加剤（材）を適量混入する。また、セラミック固形物５１は無数の微細な孔を備えた多孔質に形成することが好ましく、その形成手段として、前記基材５１ａの原料中に適量のおがくず等を混入するのが製造上においても簡単である。
【００４９】
前記セラミック基材５１ａの焼成温度は約８００℃〜約１１００℃程度、焼成時間は特に限定されるものではないが、実験の結果では約１０時間〜約３０時間程度が好ましいことが判明した。また、基材５１ａの原料中に混入する二価三価鉄塩の活性物質の量は極く少量で充分であり、例えばセラミック基材５１ａの原料を混練して所望の大きさ、形状に形成する際に使用する水（蒸留水がよい）に約１００万〜約５０００万分の１％混入、即ち、前記活性物質を蒸留水等に約１００万〜約５０００万分の１％含有してなる水溶液を粘土材の練り用水として使用することにより目的を達成することができる。但し、前記％の範囲内に限定するものではない。
【００５０】
次に前記セラミック固形物５１の具体的な製造方法の一例につき説明する。まづ、上述した式で示される二価三価鉄塩の活性物質は例えば次の方法により製造できる。即ち、１．０ｍｇの塩化第二鉄を１００ｍｌの０．５Ｎカセイソーダ水溶液に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。前記溶液中に生じた不溶性物質を除去し、この溶液を塩酸で中和した後、減圧濃縮してデシケーター中で乾燥結晶化する。得られた結晶に５０ｍｌのイソプロピルアルコール８０重量％水溶液を加えて再溶解し、減圧濃縮して溶媒を除去、乾燥させ、この再溶解，濃縮，乾燥を数回繰り返すことにより０．２５ｍｇの結晶（二価三価鉄塩の活性物質）を得た。この結晶を水（蒸留水等）で溶解して約１万倍に希釈して原液とする。なお、前記二価三価鉄塩の製造方法は一例を示したもので、これに限定するものでないこと勿論である。
【００５１】
次に前記固形物５１は例えば次の方法により製造できる。即ち、図３に示すように、セラミック基材５１ａの主原料として，粘土（粉末）約７０重量％、これに添加剤（材）として、ゼオライト（粉末）約１０重量％，アルミナ（粉末）約１０重量％，おがくず約１０重量％を配合する。そして上記の原料、即ち、粘土５２，ゼオライト５３，アルミナ５４，おがくず５５を図３Ａに示すように適当な容器５６に入れると共に、これに前記二価三価鉄塩の原液を蒸留水等の水で約５００〜約３０００倍に希釈した希釈液（水溶液）５７を適量添加して均一に攪拌混練し、これを所望の大きさ形状（例えば直径１０ミリ程度のボール状）に形成する（図３Ｂ参照）。そして、この成形品５１ｂを適当な温度（例えば約８００℃〜約１１００℃程度）で適当時間（例えば約１０時間〜約３０時間）焼成する。これにより、前記成形品５１ｂはセラミック状に焼成固化し、また、二価三価鉄塩も同時に燒結してセラミック基材に均一に担持され、かつ、おがくずは燃焼してセラミック基材５１ａには全体的に無数の微細な孔（室）５８が形成され、セラミック固形物５１が造られる（図３Ｃ参照）。
【００５２】
上記により製造したセラミック固形物５１は、これを水に入れると、水はセラミック基材５１ａの前記孔（室）５８を通じて基材５１ａ内に浸み込んで前記物質と接触して反応し、前記式で示される二価三価鉄塩を含有する水となる。また、前記物質はセラミック基材５１ａに一体に焼結して担持されているので、水に一度に溶出することなく、基材内にとどまって長期間にわたり継続的に安定して作用する（有効作用期間は約１〜２年程度）。
【００５３】
前記第二の水処理剤の層６０は前記ケーシング３１の円筒体３７内の前記第一の層５０の下部側に充填して配設されている。この第二の水処理剤の層６０は第一の水処理剤の層５０を通過して処理された水を前記層５０とは別の目的で処理するもので、任意の材料で構成することができる。この実施の形態では別の材質よりなる二つの層６１，６２を積み重ねて構成されている。
また、前記一つの層６１と第一の水処理剤の層５０との間、及び前記一つの層６１と前記他の一つの層６２との間には濾紙等の紙製や布製その他の素材よりなるフィルタ６３，６４を介装して設けてある。
【００５４】
前記一つの層６１は活性炭で形成した層で構成されている。一般に知られているように、活性炭はカビ臭、アンモニア臭などの悪臭等、水の臭気を除去する作用を有していると共に塩素を除去する作用を有し、かつ、活性炭の層６１は約１μｍ以上の不純物を除去する作用を有している。したがって、前記活性炭の層６１を水が通過することにより、悪臭等、水の臭気が除去されると共に残留塩素が除去され、きれいな水になる。
【００５５】
前記他の一つの層６２はＰＨ調製用セラミック材で形成した層で構成されている。このセラミック材としては前記第一の水処理剤の層５０で使用されているセラミック固形物５１と同様に構成したものを使用することができる。この層６２を水が通過することにより、水のＰＨを弱アルカリ性に調整する。なお、上述したように、ケーシング３０内に導入される水は前記第一の水処理剤の層５０を通過する間にＰＨを調整されるが、前記層６２を通過することによりＰＨを弱アルカリ性に安定する。
【００５６】
この実施の形態の水処理装置１００は上記のように構成されている。次にこの装置１００の使用方法の一例につき説明する。図４に示すように前記装置１００の水入口１４側の前記プラグ１７を原水供給部（水道の蛇口等）と管路７１で連結する。この実施の形態では源水として水道水を用いているので、前記プラグは水道の蛇口７２に管路７１で連結されている。
また、所望の大きさの貯水タンクを設置し、前記装置１００の水出口１５側の前記プラグ１８に管路７４の一端を接続すると共に前記管路７４の他端側を前記タンク７３内に臨ませてある。前記タンク７３は開閉コック７５を備えている。
【００５７】
そこで、蛇口７２を開いて水道水を減圧送給すると、水は図２において矢印で示すように水入口から連通路２２，間隙部３５を通って水注入部３３の孔３３ａからケーシング３０内に導入され、この水は第一の水処理剤の層５０及び第二の水処理剤の層６０を通過して水出口１５から流出する。そして、前記水は第一の水処理剤の層５０を通過中、セラミック固形物５１と接触して反応し、前記式で示される二価三価鉄塩を含有する水となる。また、前記層５０を通過した水は第二の水処理剤の層６０を通過することにより上述した処理が行なわれて水出口１５から流出し、管路７４を通って貯水タンク７３内に入り、貯留される。
前記タンク７３内に貯留された水が上述した前記式で示される二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層５０を通過した通過水７６である。そして、所要時にコック７５を開けて使用する。
【００５８】
実施の形態１は、上述したように、前記式で示される二価三価鉄塩の前記濃縮水溶液を前記通過水７６で所定の倍率に希釈して機能水を製造（調製）する。そして、例えば、セメントと砂等の骨材等を混合し、これに前記機能水を添加し、混練してコンクリート組成物を製造する。
【００５９】
実施の形態１のコンクリート組成物は、従来と同様の方法で各種のコンクリート構造体の材料として使用される。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１のコンクリート組成物において、前記濃縮水溶液の成分とする二価三価鉄塩及び前記セラミック固形物に含有させる二価三価鉄塩として、前記式で示される二価三価鉄塩に代え、磁性を帯びた二価三価鉄塩を採用したことを特徴とするものである。
【００６１】
前記磁性を帯びた二価三価鉄塩は上述したように、電磁気処理による特性と化学処理による特性の両方を同時に兼ね備えた活性物質で、この物質としては例えば磁鉄鉱を化学処理したものが例示でき、この物質の具体的製造方法として、次の工程により得たものを例示する。即ち、磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させる工程、この溶液を水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等の強アルカリで中和する工程、この中和した溶液を濃縮して結晶を得る工程、この結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解させた溶液に加える工程とを含んで製造する。なお、上記製造方法は一例を示したもので、これに限定されるものではない。
【００６２】
実施の形態２において、前記により得られた溶液を水（蒸留水等）に溶解して実施の形態１と同じ程度の倍率で希釈して磁性を帯びた二価三価鉄塩の濃縮水溶液（原液）とする。そして、この原液を、磁性を帯びた二価三価鉄塩を含有する複数個のセラミック固形物で構成した水処理剤の層を通過させた通過水で実施の形態１と同じ程度の倍率で希釈して機能水とする。
【００６３】
実施の形態２においても、磁性を帯びたセラミック固形物を用いて実施の形態１の前記水処理装置１００と同様の水処理装置を製造する。そして、この水処理装置を通過させた通過水を前記機能水調製用の通過水として採用する。
【００６４】
次に前記セラミック固形物の具体的製造方法の一例につき説明する。まづ、磁性を帯びた二価三価鉄塩は例えば次の方法により製造できる。即ち、０．１ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。この溶液に２５ｍｌの２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えて２４時間静置し、中和する。この溶液を減圧濃縮して結晶を析出し、空気乾燥器中で結晶を乾燥する。この結晶を１０ｍｌのエチルアルコールに入れて洗浄する。この洗浄操作を数回繰り返して結晶を精製し、活性物質（結晶）を得る。この際の収率は０．８８ｇであった。次いで、５ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌して半溶解させた後、上記工程で得られた活性物質結晶を０．１ｇ加え良く攪拌して２４時間静置する。この上澄み液をデカンテーション法により不溶の磁鉄鉱と分離し、活性物質溶液（磁性を帯びた二価三価鉄塩の活性物質の溶液）を得る。
【００６５】
そして、前記により得られた活性物質溶液を用い、前記セラミック固形物５１と同様の方法により処理して磁性を帯びた二価三価鉄塩を含有するセラミック固形物を製造する。なお、セラミック固形物の製造に当たり、前記基材５１ａの原料中に混入する前記活性物質溶液の分量についても前記セラミック固形物５１と同様である。そして、前記により製造したセラミック固形物を、実施の形態１のセラミック固形物に代え、前記カートリッジ２のケーシング３０内に充填して水処理装置を製造する。この水処理装置を通過した通過水は磁性を帯びた二価三価鉄塩を含有する水となる。
【００６６】
実施の形態２は、上述したように、磁性を帯びた二価三価鉄塩の濃縮水溶液を前記通過水で所定の倍率で希釈して機能水を製造（調製）する。そして、実施の形態１と同様に、例えば、セメントと砂等の骨材等を混合し、これに前記機能水を添加し、混練してコンクリート組成物を製造する。
【００６７】
実施の形態２のコンクリート組成物も、実施の形態１と同様の方法で各種のコンクリート構造体の材料として使用される。
【００６８】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１又は２のコンクリート組成物において、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、その他の金属塩の中から選ばれた一種又は二種以上の成分をさらに含有して構成される。前記金属塩は前記機能水に適当量添加して使用することができる。他の構成等については実施の形態１又は２と同様である。
【００６９】
実施の形態３のコンクリート組成物も実施の形態１と同様の方法で各種のコンクリート構造体の材料として使用される。
【００７０】
（実施の形態４）
実施の形態４のコンクリート組成物は、実施の形態１ないし３のいずれかのコンクリート組成物において、水酸化カルシウム、希硫酸、硫酸アルミニウム、ステアリン酸、及びケイ酸ナトリウム等の中から選ばれた一種又は複数種の成分をさらに含有して構成される。本発明に使用される希硫酸は、例えば硫酸含有率約０．３％〜約０．７％程度のものが挙げられる。また、ケイ酸ナトリウムとしては、例えばメタケイ酸ナトリウム等が使用できる。
【００７１】
前記水酸化カルシウムその他の各成分の混合割合は特に限定されないが、例えば実施の形態１又は２の前記機能水に対し、重量比で約１万分の０．１〜２．５重量％程度の範囲が例示できる。なお、前記重量％は前記前記機能水及び前記水酸化カルシウムその他の各成分を含んで構成される水溶液の全量に対する混合割合を示す。
【００７２】
実施の形態３のコンクリート組成物も実施の形態１と同様の方法で各種のコンクリート構造体の材料として使用される。
【００７３】
次に本発明を実施例により説明する。下記の実施例はその一例として開示したもので、本発明はこれらに限定するものではない。以下に示す各実施例は、セメントとして太平洋セメント社製の普通ポルトランドセメントを、粗骨材として八王子産砕石（粗骨材の最大寸法、２０ｍｍを）、細骨材として相模川水系川砂を、水（原水）として武蔵工業大学の水道水を使用した。また、水セメント比は５５％に設定した。
【００７４】
（実施例１）
（前記式で示される二価三価鉄塩の製造）
１．０ｍｇの塩化第二鉄を１００ｍｌの０．５Ｎカセイソーダ水溶液に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。前記溶液中に生じた不溶性物質を除去し、この溶液を塩酸で中和した後、減圧濃縮してデシケーター中で乾燥結晶化する。得られた結晶に５０ｍｌのイソプロピルアルコール８０重量％水溶液を加えて再溶解し、減圧濃縮して溶媒を除去、乾燥させ、この再溶解，濃縮，乾燥を数回繰り返すことにより０，２５ｍｇの結晶（二価三価鉄塩）を得た。この結晶を蒸留水で約１０万倍に希釈して前記式で示される二価三価鉄塩の濃縮水溶液（原水Ａ）とした。
【００７５】
（機能水の製造）
水（前記水道水）を実施の形態１で説明した前記水処理装置１００を通過させた通過水で約１万倍に希釈して機能水（機能水Ａ）とした。
【００７６】
（コンクリート供試体の作成）
セメントを３２０、機能水Ａを１６９（水セメント比＝５５％）、細骨材を８１６、及び粗骨材を９３４配合（単位量：ｋｇ／ｍ３）し、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて混練してコンクリート供試体を作成した。
【００７７】
＜比較例＞
実施例１のコンクリート供試体において、前記機能水Ａに代えて水道水（実施例１で用いた水と同じ水道水）を用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体（対照区）を作成した。
【００７８】
実施例１の前記供試体と前記比較例の供試体（対照区）について圧縮強度試験を行なった。その試験結果を図５に示す。
【００７９】
図５に示すグラフから明らかなとおり、実施例１の供試体は対照区に比べ圧縮強度が約２５％程度高くなった。また、前記供試体は材齢３日強度が対照区の材齢７日強度に相当し、材齢７日強度は対照区の材齢２８日強度に相当することにより、コンクリートの早期強度が高い値を示した。
【００８０】
また、実施例１の前記供試体と前記対照区について曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、曲げ強度及び引張強度についても実施例１の供試体は対照区に比べ強度が高くなることが判明した。
【００８１】
（実施例２）
（磁性を帯びた二価三価鉄塩の製造）
０．１ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。この溶液に２５ｍｌの２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えて２４時間静置して、中和する。この溶液を減圧濃縮して結晶を析出し、空気乾燥器中で結晶を乾燥する。この結晶を１０ｍｌのエチルアルコールに入れて洗浄する。この洗浄操作を数回繰り返して結晶を精製し、活性物質（結晶）を得る。この際の収率は０．８８ｇであった。次いで、５ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌して半溶解させた後、上記工程で得られた活性物質結晶を０．１ｇ加え良く攪拌して２４時間静置する。この上澄み液をデカンテーション法により不溶の磁鉄鉱と分離し、活性物質溶液（磁性を帯びた二価三価鉄塩の活性物質の溶液）を得た。この活性物質溶液を蒸留水で約１０万倍に希釈して磁性を帯びた二価三価鉄塩の濃縮水溶液（原液Ｂ）とした。
【００８２】
（機能水の製造）
水（前記水道水）を実施の形態２で説明した前記水処理装置を通過させた通過水で約１万倍に希釈して機能水（機能水Ｂ）とした。
【００８３】
（コンクリート供試体の作成）
実施例１のコンクリート供試体の作成において、実施例１の機能水Ａに代え、前記機能水Ｂを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００８４】
実施例２の前記供試体と比較例で作成した供試体（対照区）について、実施例１と同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、実施例２の供試体は対照区に比べ、圧縮強度、曲げ強度及び引張強度のいずれについても実施例１と同様に強度が増強することが判明した。
【００８５】
（実施例３）
実施例１の機能水の製造において、前記機能水Ａに対して塩化マグネシウムを約１０００分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｃ）を得る。この水溶液Ｃを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００８６】
（実施例４〜９）
実施例３の水溶液Ｃにおいて、塩化マグネシウムに代え、塩化カルシウム（実施例４）、塩化亜鉛（実施例５）、硫酸マグネシウム（実施例６）、硝酸マグネシウム（実施例７）、硝酸カルシウム（実施例８）、硝酸亜鉛（実施例９）を実施例１の前記機能水Ａに対して約１０００分の１重量％添加して、それぞれの成分含有の６種類の水溶液（水溶液Ｄ〜Ｉ）を得る。これらの水溶液Ｄ〜Ｉを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００８７】
実施例３〜９の各供試体について実施例１と全く同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、実施例３〜９の各供試体は実施例１の供試体に比べ圧縮強度、曲げ強度及び引張強度のいずれについても強度がさらに増強することが判明した。
【００８８】
（実施例１０）
実施例２の機能水の製造において、前記機能水Ｂに対して塩化マグネシウムを約１０００分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｊ）を得る。この水溶液Ｊを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００８９】
（実施例１１〜１６）
実施例１０の水溶液Ｊにおいて、塩化マグネシウムに代え、塩化カルシウム（実施例１１）、塩化亜鉛（実施例１２）、硫酸マグネシウム（実施例１３）、硝酸マグネシウム（実施例１４）、硝酸カルシウム（実施例１５）、硝酸亜鉛（実施例１６）を実施例２の前記機能水Ｂに対して約１０００分の１重量％添加して、それぞれの成分含有の６種類の水溶液（水溶液Ｋ〜Ｐ）を得る。これらの水溶液Ｋ〜Ｐを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００９０】
実施例１０〜１６の各供試体について実施例１と全く同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、実施例１０〜１６の各供試体は実施例２の供試体に比べ圧縮強度、曲げ強度及び引張強度のいずれについても強度がさらに増強することが判明した。
【００９１】
（実施例１７）
実施例３の前記水溶液（水溶液Ｃ）に対して、水酸化カルシウムを約１万分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｑ）を得る。この水溶液Ｑを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００９２】
（実施例１８〜２１）
実施例１７の水溶液Ｑにおいて、水酸化カルシウムに代え、硫酸含有率約０．５％の希硫酸（実施例１８）、硫酸アルミニウム（実施例１９）、ステアリン酸（実施例２０）、ケイ酸ナトリウム（実施例２１）を実施例３の前記水溶液Ｃに対して約１万分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｒ〜Ｕ）を得る。これらの水溶液Ｒ〜Ｕを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００９３】
実施例１７〜２１の各供試体について実施例１と全く同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、実施例１７〜２１の各供試体は実施例３〜９の供試体に比べ圧縮強度、曲げ強度及び引張強度のいずれについても強度がさらに増強することが判明した。
【００９４】
（実施例２２）
実施例１０の前記水溶液（水溶液Ｊ）に対して水酸化カルシウムを約１万分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｖ）を得る。この水溶液Ｖを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００９５】
（実施例２３〜２６）
実施例２２の水溶液Ｖにおいて、水酸化カルシウムに代え、硫酸含有率約０．５％の希硫酸（実施例２３）、硫酸アルミニウム（実施例２４）、ステアリン酸（実施例２５）、ケイ酸ナトリウム（実施例２６）を実施例１０の前記水溶液Ｊに対して約１万分の１重量％添加して水溶液（水溶液Ｗ〜Ｚ）を得る。これらの水溶液Ｗ〜Ｚを用いる以外は実施例１と全く同様の方法でコンクリート供試体を作成した。
【００９６】
実施例２２〜２６の各供試体について実施例１と全く同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なった。その結果、実施例２２〜２６の各供試体は実施例１０〜１６の供試体に比べ圧縮強度、曲げ強度及び引張強度のいずれについても強度がさらに増強することが判明した。
【００９７】
なお、実施例４〜９及び実施例１１〜１６の前記各水溶液Ｄ〜Ｉ及びＫ〜Ｐについて、実施例１７〜２６と同様のコンクリート供試体を作成し、これら各供試体について前記と同様の方法で圧縮強度、曲げ強度及び引張強度試験を行なったところ、実施例１７〜２６と同様の結果が得られることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に使用される水処理装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】同上装置の作用説明図である。
【図３】セラミック固形物の製造工程を示す説明図であって、同図Ａはセラミック基材の製造工程を示す説明図、同図Ｂはセラミック基材の成形品を製造する工程を示す説明図、同図Ｃはセラミック固形物の完成品を示す説明図である。
【図４】本発明に使用される通過水を製造する工程を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例におけるコンクリート供試体と対照区との圧縮強度試験データを対比して示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
５０…水処理剤の層
５１…セラミック固形物
【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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