(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状の水硬性材料を型枠内に投入し、この粉末に加圧圧力が１０〜６０N/mm2でかつ加圧時間を１０秒〜１分とした加圧成形を行ない減容固形化した後、水可溶性を有するフィルムにより包装したことを特徴とする水硬性材料包装体。
【請求項２】
粉状の水硬性材料を型枠内に投入し、この粉末に加圧圧力が１０〜６０N/mm2でかつ加圧時間を１０秒〜１分とした加圧成形を行ない減容固形化した後、水可溶性を有するフィルムにより包装することを特徴とする水硬性材料包装体の製造方法。
【請求項３】
粉状の水硬性材料を加圧成形するに際し、有機系溶剤を添加することを特徴とする請求項２に記載の水硬性材料包装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、セメント、石膏などの水硬性材料の包装体およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、現場施工工事に使用しているセメントあるいはセメント系補修材、充填材等の水硬性材料は、プレミックスされトラックアジテータで運搬される生コンクリートに使用される以外は、25kg程度の重量でクラフト紙などにて、その端部をミシン縫いされた紙袋に包装されているのが一般的である。
従来の、セメントあるいはセメント系補修材、充填材等の水硬性材料の25kg程度を包装した紙袋包装体は、作業現場での使用に際して、端部のミシン縫い部分を解き開封し、必要重量を計量後、コンクリートミキサーに投入する方法が一般的である。
【０００３】
〔問題点〕
しかしこれらの方法は、包装体の開封やそれ以降の計量等の作業工程が必要であり、これに要する作業手間が掛かるばかりでなく、作業時の粉塵の飛散等の問題があった。さらに、包装体の保管場所も多くのスペースが必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、上記問題点を解決してその要求を満たし、生コンクリートを作業現場にて製造する場合に、作業環境を悪化させることなく、しかも作業が簡単で、保管場所が少なくて済む、水硬性材料包装体およびその水硬性材料包装体の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セメントに代表される水硬性粉体を、加圧成形した後、水可溶性を有するフィルムにて包装した包装体とすることによって、生コンクリート等を作業現場で製造する際の重量計量の手間を省くことができると共に、セメント等の包装体を直接ミキサー等の混合機に投入することを可能とするものである。
【０００６】
すなわち本発明の請求項１に係る水硬性材料包装体は、粉状の水硬性材料を、加圧成形により減容固形化した後、水可溶性を有するフィルムにより包装したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る水硬性材料包装体の製造方法は、粉状の水硬性材料を、加圧成形により減容固形化した後、水可溶性を有するフィルムにより包装することを特徴とするものである。
好適には、請求項３に係る水硬性材料包装体の製造方法が、粉状の水硬性材料を加圧成形する際して有機系溶剤を添加することを特徴とすることである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、水硬性材料包装体の実施の形態について具体的に説明する。
この実施の形態における水硬性材料とは、主にセメントを指すが、セメントに細骨材を混合したモルタル系水硬性材料についても適用でき、また石膏粉についても適用が可能である。特に、普通ポルトランドセメント、早強セメント、超速硬セメント、アルミナセメントおよびそのセメント系材料に細骨材（主に砂）をプレミックスしたモルタル系材料が好適である。
【０００９】
水可溶性を有する包装材料とは、フィルム状の形状が使用される。
フィルム状の包装材料としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリデン、メチルセルロース、ポリエチレンオキサイド等の高分子系がある。それらフィルムは20℃の水においては、5〜50秒程度、また、10℃では10〜60秒程度で容易に溶解する。
使用されるフィルムの膜厚は、フィルム強度によって使用可能な最小限度の厚さが決定されるが、水硬性材料が加圧成形により固形化されているので、包装体の取扱上の制限は、固形化していない場合と比較して緩和される。
【００１０】
すなわち、使用できるフィルムのフィルム強度は30 kg／cm２（JIS  Z  1702包装用ポリエチレンフィルムに順ずる測定）以上で、フィルム厚さが20μm以上あれば、使用可能であり、通常の取扱い時に破袋等の問題は起こらない。
また、水硬性材料を加圧成形する際に使用する有機溶剤はアルコールまたはアセトンが使用できる。アルコールは、エチルアルコールが好ましいが、メチルアルコール、ブチルアルコールでもよい。また、ジエチレングリコールでも良い。
【００１１】
これらの有機溶剤を予め水硬性材料に添加した後、加圧成形をすると、加圧成形後の型枠から水硬性材料固形体を離型する際の角欠け、亀裂等が生じない。また得られた成形体の充填率が増加し、成形体が小型化する。
有機溶剤の添加量は、水硬性材料100重量部に対して0.005〜0.05重量部であればよく、0.005重量部より少ないと、前述の効果が現れにくく、0.05重量部以上では、前述の効果は増加しなくなり経済的でない。
【００１２】
この水硬性材料包装体の製造方法は、要求される重量の粉体水硬性材料を計量後、型枠に充填し、加圧成形する。好適には加圧成形する際、充填を強化するために、アルコール、アセトン等の有機系溶剤を、予め水硬性材料に添加混合しておき型枠に充填するか、あるいは型枠に水硬性材料を充填しながら、噴霧等により添加するかどちらかにより行う。
【００１３】
加圧条件は、セメントの種類によって変動するが、加圧圧力  １〜80 N／mm2、加圧時間は５秒〜５分であり、10〜60 N／mm2、10秒〜１分がより好適である。加圧圧力が  １N／mm2以下もしくは加圧時間が５秒以下であると、成形体の成形性が悪くなる。また加圧圧力が60 N／mm2以上であると成形型より成形体の取り出しが困難となり、また、加圧時間が1分以上は成形効率が悪くなり望ましくない。
また、型枠への充填をさらに強化するために、型枠振動機（バイブレータ）を使用すればセメント粉固形体の嵩さ比重が上昇し、より強固な固形体が製造できる。
【００１４】
水硬性材料固化体の包装に当っては、例えば前記の水可溶性を有するフィルムをヒートシールあるいは同一フィルムにより補強部材を当て、糊付けしたり、水溶性素材による糸で縫い合わせたりして袋などとして包装する方法がある。
この水硬性材料包装体では、水硬性材料を固形化しており、好適にはヒートシールによる包装方法が作業能率上良い。水可溶性を有するフィルムにて水硬性材料を包装することにより、空気中の湿気を遮断することができる。
【００１５】
この水硬性材料包装体は、セメント等の水硬性材料を加圧成形により固形化しているため、従来のセメント25kg紙袋の1／2以下の容積となり、なおかつ、ブロック状あるいはキュビック状の形態である。
この水硬性材料包装体を使用して作業現場にて生コンクリートを製造するに際しては、計量の手間を省くために、一定重量に固形化されており、さらに、コンクリート混練作業をスムースに行うため、水可溶性を有するフィルムにより包装されているから、従来のセメントの紙袋のようにミシン縫い部を開封することなく、直接、コンクリート混練ミキサーに投入できる。
【００１６】
ただし、包装材料は水溶性のため、一般的な混練方法である、セメント、骨材等を乾式混合した後、セメント混和剤、減水剤等を添加した水を投入混合する方法では、乾式混合時に、該包装材料が解砕されにくいため、添加順序をセメント混和材、減水剤等を添加した水および水硬性材料包装体、次に骨材とするか、あるいは、水硬性材料包装体をミキサーに投入する前に、短時間（数秒程度）、混合前の混練水に浸漬し、ミキサーに投入すると、混練速度が飛躍的に改善する。水を含んだ該包装材料は容易に解砕され、その中の水硬性材料固形物も、ミキサーで均一に解砕される。
【００１７】
このため、実施の形態の水硬性材料包装体を使用すると、包装体を直接ミキサーに投入できるので作業現場における粉塵の発生がなく、また作業性が向上する。なおかつ、加圧成形等によりブロック状（あるいはキュビック状）に固形化しているため倉庫等での保管容積が少なくて済む。また、セメントの使用済み紙袋が残らないため廃棄物が発生しない。
【００１８】
〔実施例〕
以下、実施例を詳細に説明する。
（実施例１）  セメント包装体の製造法
底面サイズ  250×250mmの型枠（ステンレス製）に、予め計量された２５kgの普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント製）を投入し、型枠上蓋を加え、セメント粉末が均一に充填されるよう、バイブレータを、型枠外面に30秒間行った後、圧力22 N／mm2で30秒間加圧成形した。
【００１９】
型枠を脱型し、得られた普通ポルトランドセメントのブロック体（250×250×高さ200mm）を、水可溶性を有するフィルムでブロック体表面に密着する様に包装し、端部はヒートシールした。水可溶性を有するフィルムは、アイセロ化学製
ソルブロン（主成分はＰＶＡ）、フィルム厚み40μmを使用した。
次に、このセメント包装体の混練性状およびコンクリート物性の代表値である圧縮強度を把握するために、同一の普通ポルトランドセメントを25kgとり紙袋にて包装した試験品（比較例１）との比較を行った。
【００２０】
１）保管状況の比較
この実施例１のセメント包装体を５段積載した場合、1ton保管するために必要なスペースは、0.5m2であるが、比較例１のセメント紙袋（40×50 cm）を同段数積載した場合、1.6m2必要で、約３倍になり、ブロック化することにより、1／3の省スペース化が可能となった。
【００２１】
２）コンクリート物性および作業性の比較
表１にしめす配合で骨材、水とセメント包装体（実施例１）、またはセメント紙袋（比較例１）をミキサーで混練、コンクリートを製造し、圧縮強度を測定した。ミキサーは強制２軸ミキサーを使用し、混練手順は、減水剤を添加した水、セメント包装体、粗骨材、細骨材の順で行った。ミキサー中で、減水剤を添加した水にセメント包装体を投入すると、約１分でセメント包装体は溶解した。
作業中の粉塵の飛散は比較例１では多く発生したが、実施例１では投入時および混練時の飛散は全くなかった。
【００２２】
【表１】
0004053300.tif 000002
【００２３】
コンクリート供試体は、JIS  A1132  「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に基づき作製した。また、試験は、JIS  A1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に基づき、行った。材令28日の圧縮強度を表２に示す。
【００２４】
【表２】
0004053300.tif 000003
【００２５】
上記結果から、セメント包装体を使用したコンクリートは、セメント紙袋とほぼ同等の圧縮強度が得られ、混練性状も特に施工に関して支障をきたすものではないことがわかった。
【００２６】
（実施例２）セメント包装体の製造法
使用するセメントは超速硬セメント（住友大阪セメント製JET−CEMENT）とし、使用重量を20kgおよび加圧圧力を10.5 N／mm2とする以外は、実施例１と同様な方法にてセメント包装体を製作した。また、比較例２での紙袋包装体の作成も超速硬セメントの重量を20kgとした。
【００２７】
１）保管状況の比較
この実施例２のセメント包装体を、５段積載した場合、1ton保管するために必要なスペースは、0.5m2であるが、超速硬セメント紙袋（40×60 cm）を同段数積載した場合、1.92m2必要で、約４倍になり、ブロック化することにより、1／4の省スペース化が可能となった。
【００２８】
２）コンクリート物性および作業性の比較
実施例１と同様にコンクリート性状を確認した。コンクリート配合は表３に示し、表４にコンクリートの圧縮強度を示す。尚、実施例２も約１分でセメント包装体は溶解した。
実施例２で用いたセメントは超速硬セメントのため、供試体の材令は、３時間および７日とした。
【００２９】
【表３】
0004053300.tif 000004
【００３０】
【表４】
0004053300.tif 000005
【００３１】
（実施例３）セメント包装体の製造方法…アルコール添加
実施例１と同様に、底面サイズ  250×250mmの型枠（ステンレス製）に、予め計量された25kgの普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント製）の半分量の12.5kg投入した後、エチルアルコールを約３ml霧吹きで添加し、その後、普通ポルトランドセメントを残りの半分量12.5kg投入し、さらにエチルアルコール約3ｍl加え、その後、型枠上蓋を加え、加圧成形する。
【００３２】
加圧圧力は、30 N／mm2で、プレス時間は10秒間。プレス前に、セメント粉末が均一に充填されるよう、バイブレータを、型枠外面に10秒間行う。
実施例１と同様、型枠を脱型し、得られた普通ポルトランドセメントのブロック体（250×250×高さ160mm）を、水可溶性を有するフィルムでブロック体表面に密着する様に包装し、端部はヒートシールした。水可溶性を有するフィルムは、アイセロ化学製  ソルブロン（主成分はＰＶＡ）、フィルム厚み40μmを使用した。
【００３３】
実施例１との相違点は、アルコールを添加することにより、同様の粉体を約２割程度高圧縮でき、プレス時間が約20秒短縮でき、バイブレータも約10秒程度ですむ。従って生産効率が５割程度向上する。
このセメント包装体の混錬性状は、実施例１と変わらず、約１分程度で水に溶解した。また、実施例１と同様な方法で圧縮強度を測定した結果を表５に示す。
【００３４】
【表５】
0004053300.tif 000006
【００３５】
したがって、アルコールを添加してプレス成型することにより生産効率は向上するが、混練性状および圧縮強度には影響しないことが判明した。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に係る水硬性材料包装体によれば、計量の手間を省いて、本包装体をセメント混合物中に容易に添加でき、さらに、セメントを加圧成形等により固形化しているため、25kg紙袋の1／3以下の省スペースで、なおかつブロック状（あるいはキュビック状）のため、積載段数が多くとれて、倉庫での保管が従来の紙袋に比べて積載も容易で大量に保管できる。
さらに作業現場では、容積をとらないため、作業スペースが十分確保でき、そのため作業効率が向上する。また、開封作業がないため、粉塵が全く発生しない。さらにまた、使用済み紙袋が発生しないため、廃棄物処理の必要がない。
【００３７】
また、請求項２に係る水硬性材料包装体の製造方法では、固形化してからフィルム包装することにより、作業性が向上して、製造が容易になるとともに取扱いが容易になる。さらに、水硬性材料の外周をフィルム包装するから、空気中の湿気から保護することができ、水硬性材料の品質を維持し易くすることができる。
また、請求項３に係る水硬性材料包装体の製造方法では、加圧成形するに際して有機溶剤を添加するから、離型時に水硬性材料の固形体が角欠けや亀裂等を生じにくくなり、製品の歩留まりが向上するとともに、成形体の充填率が増加し、水硬性材料包装体を小型化することができる。