(57)【要約】【課題】      従来のモルタル固体及びコンクリートは、アルカリ骨材反応によるひび割れ、鉄筋の錆によるひび割れ、雨水の浸透による凍害、炭酸ガスを含む雨水による経年劣化、などの構造的欠陥がある。本発明は、これらの欠陥を解決しようとするものである。【解決手段】  従来のモルタルまたはコンクリートにおいて、細骨材として使用する砂の替わりに、還元酸化チタンを用いる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元酸化チタン（ＴｉｎＯ２ｎ＿１で与えられる低次酸化チタン）を細骨材としてなる永久持続モルタル固体及び／または永久持続コンクリート。
【請求項２】
前記の永久持続モルタル固体及び／または永久持続コンクリートからなる一切の構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、モルタルまたはコンクリートの材料構成において、従来、細骨材として使われている砂の替わりに、還元酸化チタンを細骨材として使うことをと特徴とする永久持続モルタル固体及び／または永久持続コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のモルタルとコンクリートは、容積の約７０〜７５％を砂、砂利、砕石などの岩石（骨材）が占める。
従来のモルタル固体またはコンクリートにおいて避けることのできない欠陥は、▲１▼、アルカリ骨材反応によってひび割れが発生すること、▲２▼、鉄筋の腐食によって錆が発生し、ひび割れが加速・拡大すること、▲３▼、固体構造内に無数の孔・隙間が存在し、そのため水が浸透し、冬場、凍害が発生すること、▲４▼、雨水とこれに含まれている二酸化炭素（ＣＯ２）によって、経年劣化が進行すること、などである。
これらの欠陥は、岩石を骨材として使用する限りは、避けることのできない構造的欠陥である。
従来のモルタルまたはコンクリートを打設した後、これらの欠陥を修理・修復することは極めて困難である。特に炭酸ガスを含む雨水による経年劣化は、これをくい止めるいかなる手段・技術もない。
これらの欠陥を防止するという、いくつかの混和材が提案されているが、いずれも一時的その場しのぎに過ぎない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は、前記の、従来のモルタル固体またはコンクリートにおける構造的欠陥を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明は、従来、モルタル又はコンクリートの細骨材として使われている砂の替わりに、還元酸化チタンを用いる。但し、一酸化チタン（ＴｉＯ）を除く。
【発明の効果】
【０００５】  還元酸化チタンは、酸、塩基、有機溶媒に侵されない。従って、本発明においては、アルカリ骨材反応は発生しない。【０００６】  一般に使われる普通コンクリートの比重（密度）は、約２２００〜２３００ｋｇ／ｍ３であり、モルタル固体は約２０００ｋｇ／ｍ３である。これに対して、還元酸化チタンを骨材としてなるモルタル固体及びコンクリートの比重（密度）は約４，２００〜４，５００ｋｇ／ｍ３である。後者は前者の約２倍に相当する比重（密度）であり、体積は前者の約２分の１である。
従来の普通コンクリート及びモルタル固体の構造内には、無数の小さな孔（気孔）が存在し、そのため、水が内部に浸透する。
本発明においては、水が浸透することはない。従って、水の浸透による鉄筋の腐食及び凍害は発生しない。【０００７】  モルタル及びコンクリートは、ＰＨ１１以上の強アルカリ性である。モルタル固体、コンクリートにおける経年劣化は、炭酸ガス（ＣＯ２）を含む雨水によって進行する。
石灰石の主成分は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）であり、セメントは、これを主原料にしてつくる。炭酸カルシウムは、水には難溶性（水に溶けない）であるが、二酸化炭素を含む雨水には溶解し、炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）に変化する。
ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｃａ（ＨＣＯ３）２
モルタルまたはコンクリートにおけるアルカリ性は、炭酸水素カルシウムによって中和・中性化し、アルカリ性を失う。そうなると、鉄筋に錆が発生し、錆の膨張による圧力によって、ひび割れが進行する。
還元酸化チタンは、二酸化炭素を高濃度に含む水中においても錆びることはなく、海中においても錆びない。従って、還元酸化チタンを細骨材としてなるモルタル固体及びコンクリートにおいては、水と炭酸ガスによる経年劣化は発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  還元酸化チタンは、ＴｉｎＯ２ｎ＿１で与えられる。
還元酸化チタンは、二酸化チタン（ＴｉＯ２）結晶粉末を還元性雰囲気の炉内において、酸素分圧をコントロールしながら、これを高温加熱（通常、１２００℃以上）すると、ＴｉＯ２結晶格子から酸素原子１個が脱離する。その結果、格子欠陥を有する還元酸化チタンが生成される。
２ＴｉＯ２→Ｔｉ２Ｏ３＋１／２Ｏ２↑
３ＴｉＯ２→Ｔｉ３Ｏ５＋１／２Ｏ２↑
４ＴｉＯ２→Ｔｉ４Ｏ７＋１／２Ｏ２↑
還元酸化チタンのそれぞれは、炉内における酸素分圧に依存して生成される。従って、還元酸化チタンのそれぞれを得るためには、炉内の酸素分圧を正確・厳密にコントロールしなければならない。【０００９】  本発明の製造方法は、還元酸化チタンを細骨材として使うこと以外は、従来のモルタルまたはコンクリートをつくる方法と同一である。但し、配合する水の量は、還元酸化チタンが親水性であることから、少なめに配合することができる。
【実施例】
【００１０】  本発明の効果を確認するため、つぎに記載の実験を実施した。
実験例：
図面１を示す。
図面１の左側の（Ａ）は、従来のモルタルからなる円筒状のブロックであり、右側の（Ｂ）は、還元酸化チタンを細骨材としてなる同型のモルタルブロックである。重量は両者とも６８０．２グラムであり同一である。
▲１▼、図面１で見るとおり（Ｂ）の体積は、（Ａ）の体積の約２分の１である。
▲２▼、両者を同時に水中に沈めた後、３０分経過後に引き上げて、ブロック表面の水を風圧で吹きとばした後、両者の重量の変化を計測した。
（Ａ）：６８４．７グラム（＋４．５グラム）
（Ｂ）：変化なし
この実験結果から、従来の方法によるモルタルブロックは吸水するが、本発明の方法によるモルタルブロックでは吸水しないことが判る。
【産業上の利用分野】
【００１１】  本発明は、砂の替わりに還元酸化チタンを使うことからして、非常に高価につく。従って、通常の一般的用途に使うことは無理である。
本発明は、つぎに記載の特殊な場所・構造用に使う。
【００１２】  構造材としての用途：
▲１▼、高速道路及び新幹線のトンネルの天井部分の構造材、
▲２▼、海底トンネルにおける天井部分の内壁材、
▲３▼、地下アーケード街における天井部分の内壁材、
▲４▼、体育館、公会堂、教会等の天井部分の構造材、
これらの場所・構造物において、天井からのモルタル固体またはコンクリートの破片の剥離・落下は、重大な事故を招く。従って、そのような事故は、絶対にあってはならない。
【００１３】  機能材としての用途：
還元酸化チタンは、その熱的性質において、熱エネルギーをよく吸収・放射する機能を有することから、つぎに記載の用途に使用することができる。
▲１▼、炭素質燃料が燃焼する工業加熱炉または窯炉等の内壁表面に、ローラー法または吹きつけ法によって、被覆を形成する用途。（この場合は、アルミナセメントを使用したモルタルを使う）。
▲２▼、床暖房装置または韓国のオンドルにおける床構造材としての用途。
▲３▼、大型ボイラーにおける内壁構造材としての用途。
▲４▼、各種乾燥装置における内壁構造材としての用途。
▲５▼、人工植物栽培における構造物の壁面及び床面を構成する用途。
本発明をこれらの用途に使用するときは、燃料を大幅に節減することができる。
（本発明の用途は、前記の用途に限定するものではない）。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図面１の左側の（Ａ）は、従来の方法による円筒状のモルタルブロックであり、右側の（Ｂ）は、本発明の方法によってなる円筒状のモルタルブロックである。
【図１】
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