(57)【要約】【課題】コンクリート内に埋設される発泡樹脂埋設体からの気泡の発生を防止する。【解決手段】金型内に充填された発泡性樹脂を蒸気で加熱して、発泡性樹脂の粒子同士を融着させた後、予め設定された面に更に蒸気を供給して加熱し、発泡性樹脂の粒子同士を融着させた発泡樹脂層１１の表面を融解させて気泡抑制層１２を形成した発泡樹脂埋設体１０を製造し、この発泡樹脂埋設体１０を、コンクリート内に埋設することで、コンクリート打設後に、発泡樹脂埋設体１０の内部から押し出されて外部に出てくる気泡の発生を抑制するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート内に埋設される発泡樹脂埋設体であって、
発泡性樹脂の粒子を発泡・融着させた発泡樹脂層の表面に、当該発泡樹脂層の表面の発泡樹脂を融解させて成る気泡抑制層が形成されていることを特徴とする発泡樹脂埋設体。
【請求項２】
前記発泡樹脂埋設体は、コンクリートから成るスラブ内に埋設されることを特徴とする発泡樹脂埋設体。
【請求項３】
前記発泡樹脂が発泡スチロールであり、
前記気泡抑制層の厚さが３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発泡樹脂埋設体。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発泡樹脂埋設体の製造方法であって、
金型内に発泡性樹脂の粒子を充填する充填工程と、
前記金型内を加熱して前記充填された発泡性樹脂の粒子同士を融着させて発泡樹脂を形成する発泡工程と、
前記金型内を冷却して前記発泡樹脂を固化させる冷却工程と、
前記金型を開いて前記固化された樹脂を取出す離型工程と、
前記発泡工程と前記冷却工程との間に設けられる、予め設定された面の表面を融解させて気泡抑制層を形成する気泡抑制層形成工程と、
を備えることを特徴とする発泡樹脂埋設体の製造方法。
【請求項５】
前記気泡抑制層形成工程では、予め設定された面の表面に蒸気を吹き付けて前記気泡抑制層形成層を形成することを特徴とする請求項４に記載の発泡樹脂埋設体の製造方法。
【請求項６】
コンクリートから成るスラブ内に発泡性樹脂の粒子を発泡・融着させた発泡樹脂埋設体を埋設して成る中空コンクリートスラブであって、
前記発泡樹脂埋設体として、請求項４または請求項５に記載の発泡樹脂埋設体の製造方法により製造された発泡樹脂埋設体を用いたことを特徴とする中空コンクリートスラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート内に埋設される発泡樹脂埋設体とその製造方法、及び、発泡樹脂埋設体を埋設して成る中空コンクリートスラブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁の床板や橋脚、あるいは、建造物のスラブを構成するコンクリート内にポリスチレン等の発泡樹脂から成るブロック（以下、発泡樹脂埋設体という）を埋設するコンクリート構造物の構築方法が知られている。
特に、コンクリート内に発泡樹脂埋設体を埋設した中空コンクリートスラブは、従来のスラブよりも剛性が高く、かつ、遮音性能にも優れるとともに、小梁のない広い空間を確保できることから、マンションなどの床部や天井部を構成するスラブとして広く用いられるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、コンクリート内に発泡樹脂埋設体を埋設した場合、コンクリート打設後に、周囲のコンクリートの上下の圧力差により、発泡樹脂埋設体内部の空気が押し出され、気泡として外部に出てくるため、コンクリート表面に気泡痕が残り、その結果、残留した気泡痕から水が浸入して、コンクリートの強度が低下するおそれがあった。
上記の特許文献１では、発泡樹脂埋設体の表面に、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂から成る気密性の高い合成樹脂層を形成することで、気泡の発生を抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、形成する合成樹脂層の厚さにムラがあったり、表面が傷付いたりして発泡樹脂の一部が表面が露出してしまった場合には、露出している部分からコンクリート内に気泡が出てきてしまうため、合成樹脂層の厚さをある程度（例えば、０．５ｍｍ程度）以上の厚さにする必要があった。
そのため、発泡樹脂埋設体へ塗布する合成樹脂の量が膨大になってしまっていた。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、発泡樹脂埋設体からの気泡の発生を効果的に防止することのできる発泡樹脂埋設体とその製造方法及び、発泡樹脂埋設体を埋設して成る中空コンクリートスラブ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】
【０００７】
本発明は、コンクリート内に埋設される発泡樹脂埋設体であって、発泡性樹脂の粒子を発泡・融着させた発泡樹脂層の表面に、当該発泡樹脂層の表面の発泡樹脂を融解させて成る気泡抑制層が形成されていることを特徴とする。
このように、発泡樹脂埋設体の表面に発泡樹脂層の表面を融解させて成る気泡抑制層を設ければ、合成樹脂を塗布した場合に発生する厚さムラがないので、コンクリート打設後における気泡の発生を効果的に抑制することができる。
また、前記発泡樹脂埋設体を、コンクリートから成るスラブ内に埋設したので、剛性が高く、かつ、遮音性能にも優れた中空コンクリートスラブを構築することができる。  
また、前記発泡樹脂を発泡スチロールとするとともに、前記気泡抑制層の厚さを３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下としたので、気泡の発生を確実に抑制することができる。
【０００８】
また、本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発泡樹脂埋設体の製造方法であって、金型内に発泡性樹脂の粒子を充填する充填工程と、前記金型内を加熱して前記充填された発泡性樹脂の粒子同士を融着させて発泡樹脂を形成する発泡工程と、前記金型内を冷却して前記発泡樹脂を固化させる冷却工程と、前記金型を開いて前記固化された樹脂を取出す離型工程と、前記発泡工程と前記冷却工程との間に設けられる、予め設定された面の表面を融解させて気泡抑制層を形成する気泡抑制層形成工程とを備えることを特徴とする。
これにより、コンクリート打設後における、発泡樹脂埋設体からの気泡の発生を効果的に抑制することができるとともに、発泡樹脂の成形時に、気泡抑制層を同時に形成できるので、気泡の発生を抑制できる発泡樹脂埋設体を効率よく製造することができる。
また、前記気泡抑制層形成工程では、予め設定された面の表面に蒸気を吹き付けて前記気泡抑制層形成層を形成したので、簡単な方法で、気泡の発生を効果的に抑制できる。
【０００９】
また、本発明は、鉄筋コンクリートから成るスラブ内に発泡性樹脂の粒子を発泡・融着させた発泡樹脂埋設体を埋設して成る中空コンクリートスラブであって、前記発泡樹脂埋設体として、請求項４または請求項５に記載の発泡樹脂埋設体の製造方法により製造された発泡樹脂埋設体を用いたことを特徴とする。
これにより、遮音性能にも優れるとともに、コンクリート表面に気泡痕のない中空コンクリートスラブを構築することができる。
【００１０】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る発泡樹脂埋設体の模式図である。
【図２】本実施の形態に係る発泡樹脂埋設体の製造工程を示す図である。
【図３】表面に気泡抑制層を有しない発泡樹脂埋設体における気泡の発生を説明するための図である。
【図４】発泡樹脂埋設体の設置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に係わる発泡樹脂埋設体１０の模式図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）図は縦断面図である。
発泡樹脂埋設体１０は、発泡樹脂層１１と気泡抑制層１２と中間層１３とを備える。
本例では、気泡抑制層１２は、発泡樹脂から成るブロックの上面１０ａと４つの側面１０ｂとに形成したが、底面１０ｃにも気泡抑制層１２を設けることで、ブロックの全面を気泡抑制層１２で覆ってもよい。
なお、図１（ａ）の符号１０ｈは位置決め用の貫通孔である。
発泡樹脂層１１は、発泡性樹脂の粒子を発泡・融着させて形成したもので、図１（ｂ）に示すように、発泡・融着された発泡樹脂の粒子１４間には隙間１５が存在し、この隙間１５に、後述する発泡工程で残存した空気が閉じ込められている。
一方、気泡抑制層１２は、発泡樹脂層１１の表面を融解・固化させて粒子１４同士を密着させることで形成されるので、隙間１５は存在しない。
中間層１３は、発泡樹脂層１１と気泡抑制層１２との間の樹脂層で、粒子１４の一部が融解・固化している。
【００１３】
次に、発泡樹脂埋設体１０の製造方法について、図２を参照して説明する。
まず、成型用金型２０の凹型金型２１と平型金型２２とにより形成されるキャビティ２３内に、充填機２４を用いて一次発泡ビーズ２５を充填する。
凹型金型２１の凹部に接する面が発泡樹脂埋設体１０の上面１０ａとなり、平型金型２２に接する面が底面１０ｃとなる。
一次発泡ビーズ２５は、図外のプラント内で、ポリスチレンにブタンなどの発泡剤を閉じ込めた球状の原料である原料ビーズ（発泡性樹脂）を、所望の発泡倍率（数倍〜数十倍）になるように、蒸気加熱することで、発泡剤を働かせて予備発泡させて得られる。
次に、切替弁２６を操作し、スチーム供給手段２７から、平型金型２２側から所定圧力（例えば、０．２〜０．５ＭＰａ）で、かつ、所定温度（例えば、１１０〜１３０℃）の蒸気をキャビティ２３内に供給し、キャビティ２３内の一次発泡ビーズ２５を加熱する。これにより、主に、平型金型２２側の一次発泡ビーズ２５を更に膨張させるとともに、膨張された一次発泡ビーズ２５粒子同士を融着させることで発泡樹脂を形成する。
本例では、融着に要する時間（第１の加熱時間）を３秒としたが、第１の加熱時間としては、数秒以下であれば十分である。
平型金型２２側から蒸気の供給が終了した後には、切替弁２６を操作して、凹型金型２１側からキャビティ２３内に蒸気を、第１の加熱時間と同じ時間だけ供給することで、まだ融着されていない凹型金型２１側の一次発泡ビーズ２５同士を融着させる。
本例では、一次発泡ビーズ２３粒子同士を融着させた後も、凹型金型２１側からキャビティ２３内に更に所定時間蒸気を供給し続ける。これにより、発泡樹脂埋設体１０の上面１０ａとなる側の面と側面１０ｂとなる側の面の発泡樹脂が融解されるので、表面に気泡抑制層１２が形成された発泡樹脂埋設体１０を得ることができる。
上記の所定時間、すなわち、気泡抑制層１２の形成に要する時間（第２の加熱時間）は、第１の加熱時間よりも長時間（例えば、３０秒）とする。
なお、全面気泡抑制層１２を形成する場合には、凹型金型２１側の発泡樹脂の表面を融解させた後、再度平型金型２２側から蒸気を供給して、平型金型２２側の発泡樹脂の表面を融解するようにすればよい。
気泡抑制層１２の形成後には、切替弁２６を切り換えて、成型用金型２０と吸引手段２８とを接続し、この吸引手段２８により、キャビティ２３内を真空引きすることで、成型用金型２０内の発泡樹脂埋設体１０を冷却する。
なお、冷却は、成型用金型２０内に水を噴霧したりしてもよい。
冷却後には、成型用金型２０を開いて、押しピン２９を用いて成型用金型２０から発泡樹脂埋設体１０を取出す。取出された発泡樹脂埋設体１０は、養生乾燥後、スラブの構築現場へと運搬される。
なお、気泡抑制層１２を形成する方法としては、蒸気の供給時間（第２の加熱時間）を長くする他、蒸気の圧力や温度を高くするなど、蒸気の圧力、温度、供給時間のいずれか、もしくは、複数を制御すればよい。  
【００１４】
ところで、図３に示すような、表面に気泡抑制層を有しない発泡樹脂埋設体１０ｚは、コンクリート打設後には、周囲のコンクリートの上下の圧力差により、白丸で示す、粒子１４間の隙間１５に閉じ込められた空気ｐが、隙間１５を通って発泡樹脂埋設体１０ｚの表面から押し出されるので、従来のように、発泡樹脂埋設体表面に気密性のある合成樹脂層を形成しないと、気泡の発生を抑制することが困難である。
これに対して、本発明の発泡樹脂埋設体１０の表面には、発泡樹脂を融解・固化させた気泡抑制層１２をが形成されているので、図１（ｂ）に示した、発泡樹脂層１１の隙間１５の空気ｐが発泡樹脂埋設体１０の表面から押し出されることを抑制することができる。
本例では、気泡抑制層１２の厚さＤを４ｍｍとしたが、厚さＤとしては、３ｍｍ以上あれば、空気が発泡樹脂埋設体１０の表面から押し出されることを確実に抑制することができる。
気泡抑制層１２の厚さＤは、融解時における蒸気の温度や圧力を高くしたり、供給時間を長くすることで、厚くできるが、厚さＤが１０ｍｍを超えても、気泡抑制効果があまり変わらないので、厚さＤとしては１０ｍｍ以下で十分である。
このように、発泡樹脂埋設体１０の表面に気泡抑制層１２を形成する方が、従来のように、表面に合成樹脂の塗布層を形成する場合に比較して、工程が簡素化できるだけでなく、気泡抑制層１２の厚さを均一にすることも容易なので、厚さにムラの心配もない。また、気泡抑制層１２は、硬度も高いので、塗布層のように表面が傷付いたりして発泡樹脂の一部が表面が露出してしまうこともない、という利点を有する。
【００１５】
次に、中空コンクリートスラブの構築方法について説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、発泡樹脂埋設体１０は、スラブ型枠１上にスラブ型枠１から所定の間隔をおいて格子状に結合された下側鉄筋２上に、公知の方法で位置決めされ配置される。位置決め方法としては、例えば、下側鉄筋２に位置決め用突起３を設けるとともに、スラブ型枠１に上部に突出するロッド４を設け、発泡樹脂埋設体１０の中心に、ロッド４を通すための貫通孔１０ｈを設け、突起３で発泡樹脂埋設体１０を下側から支持するとともに、ロッド４の上端にて、押え板材５を介して、ロッド４と発泡樹脂埋設体１０とを連結して発泡樹脂埋設体１０の浮きを防止するなどすればよい。
発泡樹脂埋設体１０の設置後には、上側鉄筋６を配置し、コンクリートを打設して、中空コンクリートスラブを構築する。
本例では、スラブの遮音性能を考慮して、図１（ａ）の斜め上に向かう矢印で示す縦方向に垂直な断面が波状で、左から右に向かう矢印で示す横に垂直な断面が長方形状であるようなブロック形状としたが、ブロック形状としては、球状、あるいは、サイコロ状のものを用いてもよい。なお、位置決め方法は、ブロック形状により適宜変更すればよい。
【００１６】
［実験例］
本発明による発泡樹脂埋設体を、４０℃の温水に１分間入れたときの気泡の発生を確認した。なお、気泡抑制層の厚さは４ｍｍとした。
気泡抑制層の表面には気泡は見られなかった。
また、気泡抑制層の表面には極小の気泡が見られたが、１分間で極小の気泡が浮いてくることはなかった。
極小の気泡であれば、コンクリート打設後に気泡として出てくることはないので、気泡抑制層により、気泡の発生を抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００１７】
１０  発泡樹脂埋設体、１０ａ  上面、１０ｂ  側面、１０ｃ  底面、
１０ｈ  位置決め用の貫通孔、１１  発泡樹脂層、１２  気泡抑制層、１３  中間層、
１４  発泡樹脂の粒子、１５  隙間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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