(57)【要約】【課題】焼成物による浄化・還元水を用いて、最適な条件でコンクリート強度を高め、セメントの節減を図ることができるコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】鉱石と有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し高温で焼成して成る焼成物によって浄化及び／又は還元された浄化・還元水５９％乃至６９％と、セメント４１％乃至３１％とを混合させるコンクリートの製造方法を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石と有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し高温で焼成して成る焼成物によって浄化及び／又は還元された浄化・還元水５９％乃至６９％と、
セメント４１％乃至３１％とを混合させることを特徴とする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、コンクリート強度を高めるためのコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート強度は、普通の骨材と普通の使用に従ったコンクリートでは、水セメント比によって決まるものである。
然しながら、水資源を利用する工場の水質向上を目的として開発されたイオンシステム装置によって、浄化・還元された水（以下、イオンシステム水という）は、セメントモルタル及びコンクリートに使用した場合、普通の水を使用したものと比較して、強度が上昇したと見られる実験結果が得られている。
然し、これらの実験結果はばらつきの程度などが不明であり、明確な差が存在するところまで確かめられていない。
【０００３】
尚、コンクリート強度を改善する方法を記載した文献としては例えば特許文献１がある。特許文献１には、セメントに、ポラゾンあるいは潜在的水硬性物質のうち少なくとも一種からなる混和材と、石灰石粗骨材とを混合することによってコンクリートの強度を高める方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−８７８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、イオンシステム水は、セメントモルタル及びコンクリートに使用した場合、普通の水を使用したものと比較して、強度の上昇について明確な差が存在するところまで確かめられていない。
そこで、イオンシステム水のコンクリート強度に対する実験を行い、その効果について確かめる必要がある。
又、その良好な効果がどのような条件下に於いて発現するかについても確かめる必要がある。
そして、イオンシステム水を用いて、最適な条件でコンクリート強度を高めることが求められている。
【０００５】
以上の現状に鑑み、本発明は、焼成物による浄化・還元水を用いて、最適な条件でコンクリート強度を高め、セメントの節減を図ることができるコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、鉱石と有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し高温で焼成して成る焼成物によって浄化及び／又は還元された浄化・還元水５９％乃至６９％と、セメント４１％乃至３１％とを混合させることを特徴とするコンクリートの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１記載の発明によれば、鉱石と有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し高温で焼成して成る焼成物によって浄化及び／又は還元された浄化・還元水５９％乃至６９％と、セメント４１％乃至３１％とを混合させるコンクリートの製造方法を提供するので、セメントに、焼成物による浄化・還元水を水セメント比５９％乃至６９％で混合することにより、普通水を同じ水セメント比で混合する場合に比較して、コンクリートの強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、天然の鉱石と天然有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し１３００℃以上の高温で焼成して成る焼成物を作製し、この焼成物によって水の浄化及び／又は還元を行い浄化・還元水であるアークイオンシステム水を生成し、このアークイオンシステム水５９％乃至６９％、好適には、６４％と、セメント４１％乃至３１％、好適には、３６％とを混合させてセメントモルタルを生成し、セメントモルタルを硬化させてコンクリートを製造する方法である。
【０００９】
コンクリート強度に影響を与えるのは、水とセメントの割合すなわち水セメント比が最大の要因であることは公知である。しかしながら、つぎの実施例に示す、今回行った実験結果によると、イオンシステム水を使用することにより、コンクリートの強度を増大させる効果が期待でき、従来の普通水を用いた場合、水セメント比を大きくするとコンクリートの強度が小さくなるという問題を解決することができる。
【００１０】
即ち、前述の如く、浄化・還元水５９％乃至６９％、好適には、６４％と、セメント４１％乃至３１％、好適には、３６％とを混合させてセメントモルタルを生成し、セメントモルタルを硬化させてコンクリートを製造することにより、後述する実施例で示すように、普通水を同じ水セメント比で混合する場合に比較して、コンクリートの強度を高めることができる。又、それによって、水セメント比を比較的大きくし、セメントの使用量を減らしセメントの節減を図ることができる。
前述の好適な配合比、即ち、浄化・還元水６４％と、セメント３６％とは実験工場等に於ける標準調合表に近いものであり、後述する実験結果から求められる。又、前述した好適な配合比を含む所定範囲の配合比は、好適な配合比とほぼ同様な効果が期待できるものである。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
（実験計画及び実験方法）
実験を行うにあたって、前提として、通常使用されるコンクリートの配合を基準とする。すなわち、水セメント比、通常使用される骨材の種類（細骨材及び粗骨材）および使用頻度の高いスランプを使用して実験して、解析するものとする。又、本実験では、直交配列実験を使用する。
【００１２】
表１は、本実験の実験計画表による要因、水準を示している。要因Ａは、本実験の検討要因である水の種類である。天然の鉱石と天然有機物質とを混合熟成した後、磁器土を混合し１３００℃以上の高温で焼成して成る焼成物を作製し、この焼成物によって水の浄化及び／又は還元を行なった浄化・還元水としてのアークイオンシステム水と、実験に協力する生コン会社が使用する地下水とを水準とする。
【００１３】
要因Ｂは、水セメント比であって、土木、建築で通常使用のコンクリートとしての水セメント比であり、実験工場の標準調合表に近い、５４．５％と６４％を水準とする。
要因Ｃはスランプであって、土木、建築に多い８ｃｍと１８ｃｍを水準とする。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表２に示すＬ８（２７）の直交配列表を使用し、圧縮強度に与える重要な要因である、水の種類と水セメント比、スランプを表２の１，２，４列に割り付けて実験する。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
このとき交互作用の効果は、図１のように３，５，６列に現れることになる。これらの組み合わせ実験によって圧縮強度試験を実施する。
【００１８】
表３に示すように、要因Ａ乃至Ｃの水準は、イオンシステム水（ア）、普通水（普）、水セメント比５４．５％（５４．５）、水セメント比６４．０％（６４．０）、スランプ８ｃｍ（８ｃｍ）、スランプ１８ｃｍ（１８ｃｍ）である。
スランプの許容値を±１．０ｃｍとし、これ以外のスランプが出たときは廃棄する。空気量は±０．５％以内とする。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
実験は、圧縮強度試験を行うものである。実験数は８実験×１２本の９６本供試体である。各実験ごとに２８日圧縮強度６本とする。コンクリート混練りの順序は、ランダムとする。準備段階として、７日前から、使用する砂、砂利の管理を行う。コンクリート練りの当日には、骨材の表面水を測定し、標準調合表に従って、表面水の補正を行い、重量調合表を決定する。
【００２１】
コンクリート混練は、所定の実験条件により計測された、セメント、水、細骨材、粗骨材をミキサーに投入して混練りする。混練りが終了したら、スランプを計測する。所定のスランプの±１ｃｍ内であれば、型枠に打設し、±１ｃｍを越えるとき再度補正計算を行って、混練を行う。打設後１昼夜して試験体上部にモルタルキャッピングを行い、これの硬化後、脱型して温度管理された水槽に浸水養生する。
【００２２】
所定の材齢２８日で、圧縮強度試験を行う。試験に先立ち、試験体にストレインゲージを試験体中央の軸対称位置に貼り付ける。そして、所定の荷重速度で載荷を開始する。
一定時間間隔で、荷重、歪み２点、変位１点の計５点を計測する。崩壊荷重に達する前は時間間隔を短くして、計測回数を増大させる。
【００２３】
ひずみの計測データを平均して、図２に示す応力度−ひずみ度曲線を求める。試験回数だけデータが存在する。解析する特性値として、最大応力度σｍａｘ、ヤング係数Ｅｓを求めて特性値とする。
σｍａｘは応力度ひずみ度曲線の最大値、εｍａｘはσｍａｘのときのひずみ度、σｍａｘの２／３の応力度をσ２／３ｍａｘとし、そのときのひずみ度をε２／３とする時、ヤング係数（セカントモデュラス）Ｅｓは（σ２／３ｍａｘ）／（ε２／３）となる。
【００２４】
各特性値について、分散分析を行い、各要因の誤差に対する分散比を求めて、Ｆ検定する。すなわち想定した各要因が、その実験に関する特性値のばらつきを考慮した誤差に対する分散比を採ったとき、誤差の分散より大きい分散をもっているか否かを、危険率のもとに判定するものである。
【００２５】
（コンクリートの４週圧縮強度試験による試験結果）
前述した実験方法によって、水中にて標準養生し、打設後４週間（２８日）経過したコンクリートの圧縮強度試験を行って、その結果から圧縮強度、ヤング係数を求める。コンクリートの強度は４週強度が重要であり、この強度によって各種コンクリートの設計基準値が決定されるような設計法となっている。
【００２６】
表４に圧縮強度の計測結果を示す。強度試験の応力度−ひずみ度曲線の例を図３に示す。図３に於ける左図は表４における（３）−６、右図は表４の（２）−５の試験結果の応力度−ひずみ度曲線を示している。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
要因分析する特性値として、圧縮強度とヤング係数を採用することとする。表５にヤング係数の計算と各実験条件ごとのヤング係数の平均値を示す。
【００２９】
【表５】
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【００３０】
（４週圧縮強度に関する解析）
本実験における４週圧縮強度試験結果を通じて、分散分析によって解析する過程を詳述する。解析過程は、ソフトウエアであるＥｘｃｅｌによって計算する。
全平均をｘとして、ｑ列の変動（Ｓｑ）を求めるとすると、
Ｓｑ＝１の数×（１の平均−ｘ）２＋２の数×（２の平均−ｘ）２
で表され、そのときの分散（Ｖｑ）は、Φを自由度（使用した平均値−１）とするとき
Ｖｑ＝Ｓｑ／Φｑ
となる。各分散を誤差分散（Ｖｅ）（誤差と見なす分散）で除した分散比（Ｆ値）
Ｆｑ＝Ｖｑ／Ｖｅ
がＦ分布し、Ｆ分布表の有意水準ごとのＦ値から、判断を下すことができる。表６が分散分析表である。
【００３１】
【表６】
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【００３２】
Ｆ分布表における分子の自由度１、分母の自由度３の危険率５％、１０％のＦ値は、それぞれ１０．１２８と５．５３８である。その結果、３列のＡ×Ｂの交互作用に１０％の危険率で有意な差が存在すると判断できる。言い換えると、Ａのイオンシステム水の存在と水セメント比間に違いがあるという判定を、１０回に１回の割合で判断を誤るリスクを負って下すことができる。
【００３３】
圧縮強度の結果を図４に示す。単独要因だけの、すなわちＡ要因、Ｂ要因では差は存在しない結果を示す。
然しながら、Ａ要因とＢ要因の組み合わせ次第では違いが存在することを示している。言い換えると、イオンシステム水の存在について言及すれば、イオンシステム水を使用しても全てのコンクリートの配合に何らかの効果がある（正負の効果を含めて）ものではないことを意味する。然しながら、水セメント比の大きい場合に、効果が発揮されることを示している。一般に、コンクリートの強度は、水セメント比によって変化し、同図の地下水の軸で見るとき、水セメント比が６４％と５４．５％の違いから判るように、水セメント比の小さいコンクリートの強度が大きくなる。この状態が普通のロンクリートであるが、イオンシステム水を使用したコンクリートは水セメント比が大きいコンクリート強度が改善されていると見ることができる。このように交互作用が存在するということは、単独要因の傾向をずらす効果があることを意味する。
【００３４】
これらの中身をさらに分析してみる。イオンシステム水を使用しない場合は、水セメント比が大きいときと小さいときでは、強度に差が存在しそうである。ところが、イオンシステム水を使用した場合は、水セメント比における強度の変化を意識できない結果を示すといえるかどうかについて検討を加える。
【００３５】
まず、イオンシステム水を使用しない場合の水セメント比の相違について検討する。イオンシステム水を使用しないのは実験番号５，６，７，８であり、水セメント比の少ない組み合わせと多い組み合わせはそれぞれ、水セメント比が５４．５％では、
３．０１、２．８５、２．８０、２．８３、２．７０、２．７８、２．７４、２．６４、２．５２、２．６５、２．７８、２．７５
水セメント比が６４％では、
２．３２、２．５１、２．１５、２．３８、２．４１、２．３８、２．３６、２．３８、１．９８、２．３１、２．１３、２．１０
であり、母平均を推定すると、
母平均の推定（水セメント比が５４．５％では）
ｘ（平均）±ｔ＜φ、０．０５）＊ｓ／√（ｎ）
＝２．６８０８±２．２０１×０．３０４３１／√（１２）
＝２．８７４２〜２．４８７４        ５％危険率
母平均の推定（水セメント比が６４％では）
ｘ（平均）±ｔ（φ、０．０５）＊ｓ／√（ｎ）
＝２．２８４２±２．２０１×０．１５６８／√（１２）
＝２．３８４〜２．１８５        ５％危険率
これらの結果は、イオンシステム水を使用した場合は、水セメント比によって強度を分離できない、すなわち水セメント比に強度が関係しないような結果となる。
【００３６】
これらのことを、イオンシステム水を使用するかしないかによってどのような効果があったか、なかったについて総合的に言及すると、
・イオンシステム水を使用しないときのコンクリート強度は、水セメント比５４．５％と６４％で、強度に明らかな差が存在する。
・このような、コンクリートの水にイオンシステム水を使用するとき、水セメント比による差が存在しなくなる。また、図４から判るように、イオンシステム水を使用してもしなくても、水セメント比が５４．５％の場合に於いては、強度の差は存在しない。
・上記２項を総合すると、イオンシステム水を使用するとき、水セメント比が大きい６４％のコンクリート強度は、１０近く小さい水セメント比の強度に匹敵するくらいの強度の上昇が見られる。一方、水セメント比の小さい５０％付近のコンクリート強度への効果は期待できない。
と考えられる。以上のように、交互作用に有意な効果が現れている。
【００３７】
要因配列実験の結果からも予測できるように、スランプの効果は有意要因として現れていない。
次にヤング係数に関する、要因分析を行うと、各要因間に有意差は存在しない。分散の傾向は圧縮強度の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるコンクリートの製造方法に於ける交互作用の説明図である。
【図２】応力度−ひずみ度曲線に於ける特性値の説明図である。
【図３】本発明による圧縮強度試験結果例のグラフである。
【図４】本発明によるイオンシステム水と圧縮強度及びその交互作用を説明するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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