(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易に製造することができ、しかも簡易に蓄熱作用を発揮させ得る蓄熱性コンクリート構造体を提供する。【解決手段】コンクリート層３と、前記コンクリート層３の表面に配された、光反射率が１５％以下であるモルタル層５とを備えた蓄熱性コンクリート構造体１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート層と、
前記コンクリート層の表面に配された、光反射率が１５％以下であるモルタル層とを備えた蓄熱性コンクリート構造体。
【請求項２】
前記モルタル層が、黒色の着色剤を有している請求項１に記載の蓄熱性コンクリート構造体。
【請求項３】
コンクリート層を形成し、
前記コンクリート層の表面に、光反射率が１５％以下であるモルタル層を形成することによって、蓄熱性コンクリート構造体を作製する蓄熱性コンクリート構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱性コンクリート構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物の床面や道路等において、夏季の温度上昇や冬季の温度低下を抑制したり、昼間の温度上昇や夜間の温度低下を抑制したりするために蓄熱性を有するコンクリート構造体を用いることが検討されている。
【０００３】
この種の蓄熱性コンクリート構造体としては、例えば、コンクリート内に冷水及び温水を流通させる配管を組み込んで構成されたものが提案されている（特許文献１参照）。かかる構成によれば、コンクリートを蓄熱体として用い、上記配管に冷水または温水を流通させ、該配管とコンクリートとの間で熱交換を行うことによって、上記のように外部環境の温度を調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のような蓄熱性コンクリート構造体は、コンクリート内に配管を組み込んで製造する必要があるため、簡易に製造し得るとはいい難く、また、冷水または温水を配管内に流通させる操作が必要であるため、簡易に蓄熱作用を発揮させ得るともいい難い。
【０００６】
上記点に鑑み、本発明は、簡易に製造することができ、しかも簡易に蓄熱作用を発揮させ得る蓄熱性コンクリート構造体及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蓄熱性コンクリート構造体は、
コンクリート層と、
前記コンクリート層の表面に配された、光反射率が１５％以下であるモルタル層とを備える。
【０００８】
かかる構成によれば、モルタル層の光反射率が１５％以下であることによって、モルタル層の反射率がコンクリート層よりも十分に低くなるため、モルタル層がコンクリート層よりも効率的に太陽光等の光を熱として吸収することができる。そして、吸収した熱をコンクリート層で蓄熱することができる。
従って、簡易に製造することができ、しかも簡易に蓄熱作用を発揮させ得る蓄熱性コンクリート構造体となる。
【０００９】
ここで、光反射率は、色彩色差計（例えば、コニカミノルタ製ＣＲ−４００）によって測定された値である。
【００１０】
かかる構成によれば、より確実にモルタル層が、太陽光等の光をより吸収し易くなるため、より効率的な蓄熱が可能となる。
【００１１】
また、上記構成の蓄熱性コンクリート構造体においては、前記モルタル層が、黒色の着色剤を有していることが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、モルタル層が黒色の着色剤を有していることによって、より簡易に、モルタル層の光反射率を低減させることが可能となる。
【００１３】
本発明に係る蓄熱性コンクリート構造体の製造方法は、
コンクリート層を形成し、
前記コンクリート層の表面に、前記コンクリート層よりも光反射率が低いモルタル層を形成することによって、蓄熱性コンクリート構造体を作製する。
【発明の効果】
【００１４】
以上の通り、本発明によれば、簡易に製造することができ、しかも簡易に蓄熱作用を発揮させ得る蓄熱性コンクリート構造体及びその製造方法が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の蓄熱性コンクリート構造体の層構成を示す概略側面図
【図２】実施例で用いた試験装置と供試体とを模式的に示す概略図
【図３】実施例及び比較例の蓄熱性コンクリート構造体の吸熱性能を示すグラフ
【図４】実施例及び比較例の蓄熱性コンクリート構造体の吸熱性能を示すグラフ
【図５】実施例及び比較例の蓄熱性コンクリート構造体の吸熱性能を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る蓄熱性コンクリート構造体及びその製造方法の実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態の蓄熱性コンクリート構造体１は、コンクリート層３と、前記コンクリート層３の表面に配された、光反射率が１５％以下であるモルタル層５とを備えている。
【００１８】
前記コンクリート層３は、セメントと、粗骨材と、細骨材と、水によって形成されたものである。
前記セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントなどの各種ポルトランドセメント、及び、ポルトランドセメントにフライアッシュ、高炉スラグなどを混合した各種混合セメント、アルミナセメント、超速硬セメント等が挙げられる。
かかるセメントの配合量は、例えば、コンクリート層３の形成材料１立方メートル（ｍ３）に対して、２７０ｋｇ〜６００ｋｇとすることができる。
また、セメントに対する水の比（水／セメント比、Ｗ／Ｃ）は、２５〜６０であることが好ましい。Ｗ／Ｃが２５以上であることによって、良好なワーカビリティを十分に確保できるという利点があり、６０以下であることによって、得られるコンクリートの耐久性・水密性を十分に確保できるという利点がある。
【００１９】
前記粗骨材としては、例えば、砕石、川砂利、天然軽量粗骨材（パーライト、ヒル石等）、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、再生骨材等が挙げられる。
かかる粗骨材の配合量は、例えば、コンクリート層３の形成材料１立方メートルに対して、６００〜１５００ｋｇとすることができる。
また、セメントに対する粗骨材の比（Ｇ／Ｃ）は、１．５〜４．０であることが好ましい。Ｇ／Ｃが１．５以上であることによって、乾燥収縮が過大になることが抑制されるという利点があり、４．０以下であることによって、フレッシュコンクリートに必要とされるワーカビリティが確保されるという利点がある。
【００２０】
前記細骨材としては、例えば、川砂、山砂、海砂、天然軽量細骨材（パーライト、ヒル石等）等の天然細骨材や砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材等の人工細骨材、副産軽量細骨材等が挙げられる。
かかる細骨材の配合量は、例えば、コンクリート層３の形成材料１立方メートルに対して、６００〜１５００ｋｇとすることができる。
また、セメントに対する細骨材の比（Ｓ／Ｃ）は、１．０〜３．０であることが好ましい。Ｓ／Ｃが１．０以上であることによって、乾燥収縮が過大になることが抑制されるという利点があり、３．０以下であることによって、フレッシュコンクリートに必要とされるワーカビリティが確保されるという利点がある。
【００２１】
上記コンクリート層３は、上記セメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練し、打設することによって形成されるようになっている。
このようなコンクリート層３としては、例えば２４−８−２０Ｎ（呼び強度２４Ｎ／ｍｍ２、スランプ８ｃｍ、粗骨材の最大寸法２０ｍｍ、普通ポルトランドセメント）の生コンクリートを打設して硬化させたものが挙げられる。
【００２２】
前記モルタル層５は、前記コンクリート層３よりも光反射率が低く構成されている。
本実施形態のモルタル層５は、セメントと、細骨材と、水と、着色剤とによって形成されている。
【００２３】
かかるモルタル層５の光反射率は、１５％以下である。また、該光反射率は、コンクリート層３の光反射率よりも低い。通常、コンクリート層の光反射率は、２０〜４０％程度である。従って、モルタル層５が、太陽光等の光を吸収し易くなるため、より効率的な蓄熱が可能となる。
【００２４】
前記セメントとしては、上記コンクリート層３で用いたものと同様のものが挙げられる。
また、セメントに対する水の比率（水／セメント比、Ｗ／Ｃ）は、２５〜６０であることが好ましい。Ｗ／Ｃが２５以上であることによって、例えばハンドミキサ等を使用するなど、容易に混合することできるという利点があり、６０以下であることによって、着色剤によって黒色化させ易いという利点がある。
【００２５】
前記細骨材としては、上記コンクリート層３で用いたものと同様のものが挙げられるが、コンクリート層３に効率よく熱伝導させるという観点から、例えば電気炉酸化スラグ細骨材のような高密度骨材を使用することがより望ましい。
また、セメントに対する細骨材の比（Ｓ／Ｃ）は、１００〜６００であることが好ましい。Ｓ／Ｃが１００以上であることによって、収縮によるひび割れの危険性が低減されるという利点があり、６００以下であることによって、ハンドミキサの混練性が確保されるという利点がある。
【００２６】
前記着色剤としては、モルタル層５の光反射率を１５％で以下であり、コンクリート層３の光反射率よりも低くし得るものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、黒色の着色剤が好ましい。モルタル層５が黒色の着色剤を有しているよって、より簡易に、モルタル層５の光反射率を低減させることが可能となる。かかる黒色の着色剤としては、例えば、黒色顔料が挙げられる。かかる黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、鉄黒から選択される１種以上のものが挙げられる。
かかる着色剤の配合量は、例えば、セメント１００質量部に対して３〜１５質量部であることが好ましい。着色剤が３質量部以上であることによって、モルタル層５の光反射率を１５％以下にし易くなるという利点がある。また、着色剤の配合量が多い程好ましいが、その上限は、着色効果が頭打ちになる点を考慮すれば、通常、１５質量部以下である。
【００２７】
前記水の配合量は、例えば、モルタル層５の形成材料のうち、セメント１００質量部に対して３０〜７０質量部とすることができる。
【００２８】
上記モルタル層５は、上記打設されたコンクリート層３形成用の混練物の表面に、モルタル層５形成用の上記セメントと、細骨材と、水とを混練し、打設することによって形成されるようになっている。
【００２９】
また、上記モルタル層５の厚さは、５〜１００ｍｍであることが好ましく、１０〜３０ｍｍであることがより好ましく、５〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。
モルタル層５の厚さが５ｍｍ以上であることによって、仕上げ時に表面の平坦性が確保し易く、また供用時に剥離し難いという利点があり、１００ｍｍ以下であることによって、部分打換えを比較的容易にできるという利点がある。
【００３０】
上記蓄熱性コンクリート構造体１の製造方法は、
コンクリート層３を形成し、
前記コンクリート層３の表面に、前記コンクリート層３よりも光反射率が低く、該光反射率が１５％以下であるモルタル層５を形成することによって、蓄熱性コンクリート構造体１を作製する。
【００３１】
具体的には、コンクリート層３形成用のセメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練し、打設することによって、コンクリート層３を形成し、該打設した得られた混練物の表面に、モルタル層５形成用の細骨材と、水とを混練し、打設することによって、蓄熱性コンクリート構造体１を作製する。
【００３２】
また、例えば、コンクリート層３用の混練物をプラントで製造し、現場に搬送して打設し、現場にてモルタル層５用の形成材料を混練し、上記打設された混練物の表面に、モルタル層５用の混練物を打設することもできる。
これにより、コンクリート層３用の混練物を生コンクリートプラントで調製し、モルタル層５用の混練物を現場で調製し得るため、プラント中への着色剤の混入を抑制し得る。
【００３３】
本実施形態の蓄熱性コンクリート構造体１及びその製造方法によれば、モルタル層５の光反射率が１５％以下であるため、モルタル層５がコンクリート層３よりも効率的に太陽光等の光を熱として吸収することができる。そして、吸収した熱をコンクリート層３で蓄熱することができる。
従って、簡易に製造することができ、しかも簡易に蓄熱作用を発揮させ得る蓄熱性コンクリート構造体１が得られる。
【００３４】
また、本実施形態の蓄熱性コンクリート構造体１は、建築物の他、園芸や農芸用の床等に適用することができる。
【００３５】
本実施形態の蓄熱性コンクリート構造体１及びその製造方法は以上の通りであるが、本発明は、上記実施形態に特に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態の蓄熱性コンクリート１構造体及びその製造方法には、上記各形成材料の他、コンクリートやモルタルに配合される混和材等や、パラフィン等の蓄熱材を配合させることもできる。
【実施例】
【００３６】
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
表１〜３に示すように比較例１〜３、実施例１〜３の蓄熱性コンクリート構造体を作製し、各特性を評価した。
【００３８】
（１）使用材料
表１に示す材料を使用した。
【００３９】
【表１】
2016164350.tif 000003
【００４０】
（２）供試体の作製
（実施例１〜３、比較例３）
セメント４４４質量部、粗骨材９６２質量部、細骨材７５０質量部、及び水１６０質量部を混練し、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×高さ１０ｃｍの型枠に打設して、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×高さ９ｃｍのコンクリート層を作製した。次いで、表３に示す着色剤の配合量となるように、セメント５．０質量部、細骨材２．３４質量部、着色剤０．１００、０．１２５、０．２５、０．３７５質量部及び水２．５質量部を混練し、上記型枠内のコンクリート層の表面に打設して、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×高さ１ｃｍのモルタル層を作製した。これにより、厚さ９ｃｍのコンクリート層上に厚さ１ｃｍのモルタル層が配されてなるコンクリート構造体の供試体を作製した。また、供試体の中央部の深さ１ｃｍ、５ｃｍ及び９ｃｍの位置に、温度測定用熱電対（商品名Ｔ−Ｇ−０．３２、（株）東京測器社製）を設置した。
【００４１】
（比較例１）
上記型枠に土を埋め、固めることによって、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×高さ１０ｃｍの供試体を作製した。また、実施例１〜３と同様に、温度測定用熱電対を設置した。
【００４２】
（比較例２）
セメント４４４質量部、粗骨材９６２質量部、細骨材７５０質量部、及び水１６０質量部を混練し、上記型枠に打設して、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×高さ１０ｃｍのコンクリートの単層たる供試体を作製した。また、実施例１〜３と同様に、温度測定用熱電対を設置した。
【００４３】
【表２】
2016164350.tif 000004
【００４４】
【表３】
2016164350.tif 000005
【００４５】
（３）供試体の特性評価
・熱容量の測定
ＪＳＴＭ  Ｈ  ６１０３：２００３「建築材料の比熱測定法（液体混合法）」に従って各材料の比熱を測定し、得られた材料密度を基に、供試体の熱容量（０．００９ｍ３における値）を測定した。結果を表２に示す。
・熱伝導率の測定
ＪＩＳ  Ａ  １４１２−２：１９９９「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法―第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」によって、供試体の熱伝導率を測定した。
・光反射率の測定
色彩色差計（商品名：ＣＲ−４００、コニカミノルタ社製）を用い、供試体表面が乾燥している状態で、供試体表面の光反射率を、Ｙｘｙ表色系（ＸＹＺ表色系）におけるＹ値で評価した。結果を表２に示す。
【００４６】
（４）供試体を用いた吸熱性試験
下記の試験装置を用い、下記の条件で供試体に光を照射しながら、上記温度測定用熱電対によって供試体の温度を測定し、経過時間と供試体の温度との関係を調べた。結果を図３〜５に示す。
・光照射装置
図２に示すような光照射装置を用いた。ランプの種類はビームランプ散光型、ＢＲＦ１１０Ｖ１５０Ｗ（東芝ライテック株式会社製）を用いた。また、断熱材としては、スタイロフォームＩＢ（厚さ１００ｍｍ、ダウ化工株式会社製）を用いた。
・光照射方法
保水性舗装技術資料（保水性舗装技術研究会、２００９．４）に記載されている「保水性舗装室内照射試験方法」に準拠して、上記光照射装置から供試体に光を照射した。なお、ランプは供試体表面から６０ｃｍの高さに設置した。
・試験温度
試験温度は、２０±１℃に設定した。
・光照射時間
光照射の継続時間は、約１４時間とした。なお、試験に用いる供試体は、２０℃に設定された試験室に１２時間以上保管したものを使用した。
【００４７】
（５）試験結果
表２、図３〜図５に示すように、比較例１の土（Ｓ）に比べて比較例２のコンクリート（ＮＣ）は、熱容量、熱伝導率ともに高く、コンクリートの方が土よりも吸熱性が高いことが確認された。また、表面での光反射率がコンクリート層よりも低いモルタル層を有する実施例１〜３、比較例３のコンクリート構造体は、比較例２よりも一層高い吸熱性能を示すことが確認された。さらに、実施例１〜３は、比較例３よりも一層高い吸熱性能を示すことが確認された。この結果、光反射率が１５％以下であるモルタル層を有することによって、吸熱性能が大きく向上することが確認され、これに伴って、コンクリート構造体のコンクリート層に蓄積される熱量も大きく向上し得ることがわかった。
【符号の説明】
【００４８】
１：蓄熱性コンクリート構造体、３：コンクリート層、５：モルタル層
【図１】
2016164350.tif 000006
【図２】
2016164350.tif 000007
【図３】
2016164350.tif 000008
【図４】
2016164350.tif 000009
【図５】
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