(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１００重量部、５〜５０重量部のポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材５０〜250重量部、減水剤を固形分換算で０．５〜４．０重量部、及び１０〜３０重量部の水を含む配合物を樹脂型枠に流し込んで得た硬化体であって、表面研磨をせずに、表面粗さ（Ｒmax）が10μｍ以下であることを特徴とする硬化体。
【請求項２】
配合物に、配合物の体積の４％未満の金属繊維及び／又は配合物の体積の１０％未満の有機質繊維を含む請求項１に記載の硬化体。
【請求項３】
金属繊維が、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmの鋼繊維である請求項２記載の硬化体。
【請求項４】
有機質繊維が、径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選ばれる１種以上の繊維である請求項２記載の硬化体。
【請求項５】
配合物に、平均粒径3〜20μｍの無機粉末（セメント１００重量部に対して５０重量部以下）を含む請求項１〜４のいずれかに記載の硬化体。
【請求項６】
配合物に、平均粒度1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子（セメント１００重量部に対して３５重量部以下）を含む請求項１〜５のいずれかに記載の硬化体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高強度を発現し、かつ面粗度や平面度に優れる硬化体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートは、一般に、セメント、細骨材、粗骨材、水及び減水剤よりなるものであり、任意の形状に成形できる、耐久性に優れる、遮音性に優れる等の利点があり、一般住宅やビル等の部材（壁材、床材、天井材等）として広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セメント、細骨材、粗骨材、水及び減水剤よりなる上記コンクリートでは、湿気の多い空間（例えば、一般住宅や旅館・ホテル等における浴室や浴場等）の壁材や天井材等として使用した場合、カビが発生しやすいという問題がある。
そのため、前記用途（湿気の多い空間の壁材や天井材等）に使用する場合は、何らかの表面処理（防カビ処理等）をする必要があり、手間がかかっていた。
【０００４】
また、セメント、細骨材、粗骨材、水及び減水剤よりなる上記コンクリートでは、一般に高級感や重厚感に乏しいことが指摘されており、例えば、旅館・ホテルのロビーの壁材や床材等のように高級感や重厚感を必要とするような用途には、そのままでは適用することは困難であった。
そのため、前記高級感や重厚感を必要とするような用途（旅館・ホテルのロビーの壁材や床材等）に使用する場合も、やはり何らかの表面処理（塗装、光沢処理等）をする必要があり、手間がかかっていた。
【０００５】
また、従来より、一般住宅やビル等の部材を製造するのに使用されているコンクリートの圧縮強度は、通常20〜30MPaである。そのため、部材（壁材、床材、天井材等）の厚さが厚くなり、プレキャスト製品においては、運搬等が困難であった。
【０００６】
そのため、本発明においては、部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることができ、かつ湿気の多い空間の壁材等に使用してもカビが発生しにくく、さらに高級感や重厚感のある硬化体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の材料を組み合わせた配合物の硬化体であり、かつ表面粗さ（Ｒmax）が極めて小さければ、上記課題を解決することができるとの知見を得、本発明に到達した。
【０００８】
即ち、本発明は、セメント１００重量部、５〜５０重量部のポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材５０〜250重量部、減水剤を固形分換算で０．５〜４．０重量部、及び１０〜３０重量部の水を含む配合物を樹脂型枠に流し込んで得た硬化体であって、表面研磨をせずに、表面粗さ（Ｒmax）が10μｍ以下であることを特徴とする硬化体（請求項１）。配合物に、配合物の体積の４％未満の金属繊維及び／又は配合物の体積の１０％未満の有機質繊維を含む請求項１に記載の硬化体（請求項２）。金属繊維が、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmの鋼繊維である請求項２記載の硬化体（請求項３）。有機質繊維が、径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選ばれる１種以上の繊維である請求項２記載の硬化体（請求項４）。配合物に、平均粒径3〜20μｍの無機粉末（セメント１００重量部に対して５０重量部以下）を含む請求項１〜４のいずれかに記載の硬化体（請求項５）。配合物に、平均粒度1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子（セメント１００重量部に対して３５重量部以下）を含む請求項１〜５のいずれかに記載の硬化体（請求項６）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、最大粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体であって、表面粗さ（以降、Ｒmaxと称す）が10μｍ以下の硬化体である。
本発明において、セメントの種類は限定するものではなく、普通ポルトランドセメント、早強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等の各種ポルトランドセメントや高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用することができる。
本発明において、硬化体の早期強度を向上しようとする場合は、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性を向上しようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【００１０】
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、1.0μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明のポゾラン質微粉末として好適である。
ポゾラン質微粉末の配合量は、硬化体の強度とＲmaxから、セメント100重量部に対して5〜50重量部が好ましい。ポゾラン質微粉末が少ないと強度発現性が低下し、部材の厚さを薄くすることが困難である。また、Ｒmaxを10μｍ以下にすることも困難である。ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位水量が増大するのでやはり強度が低下する。
【００１１】
本発明においては、粒径2mm以下の細骨材が用いられる。ここで、本発明における細骨材の粒径とは、85％重量累積粒径である。細骨材の粒径が2mmを超えると、硬化体の強度が低下する。また、Ｒmaxを10μｍ以下にすることが困難になる。
なお、本発明においては、最大粒径が2mm以下の細骨材を用いることが好ましく、
最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。
細骨材の配合量は、硬化体の強度とＲmaxから、セメント100重量部に対して50〜250重量部が好ましく、80〜180重量部がより好ましい。
【００１２】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤の配合量は、セメント100重量部に対して、固形分換算で0.5〜4.0重量部が好ましい。セメント100重量部に対して、減水剤量（固形分換算）が0.5重量部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流動性が低く成形などの作業も困難である。また、硬化体のＲmaxを10μｍ以下にすることも困難である。セメント100重量部に対して、減水剤量（固形分換算）が4.0重量部を超えると、硬化体の強度が低下する。
なお、減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【００１３】
水量は、セメント100重量部に対して10〜30重量部が好ましく、より好ましくは15〜25重量部である。セメント100重量部に対して、水量が10重量部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流動性が低く成形などの作業も困難である。また、硬化体のＲmaxを10μｍ以下にすることも困難である。セメント100重量部に対して、水量が30重量部を超えると、硬化体の強度が低下する。
【００１４】
本発明において、硬化体のＲmaxは10μｍ以下である。Ｒmaxが小さい（面粗度や平面度に優れる）ことにより、湿気の多い空間（例えば、一般住宅や旅館・ホテル等における浴室や浴場等）の壁材や天井材等に使用しても、カビは発生しにくくなる。また、光沢がでて、高級感や重厚感のある硬化体となる。
硬化体のＲmaxが10μｍを超えると、湿気の多い空間で使用した場合、カビが発生しやすくなる。また、高級感や重厚感も低下するので好ましくない。
【００１５】
本発明においては、硬化体の曲げ強度を大幅に高める観点から、前記配合物に金属繊維及び／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。
金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径が0.01mm未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強度を向上させる効果が低下する。
金属繊維の配合量は、配合物の体積の4％未満が好ましく、より好ましくは3％未満である。金属繊維の含有量が多くなると混練時の作業性等を確保するために単位水量も増大するので、金属繊維の配合量は前記の量が好ましい。
【００１６】
有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。
有機質繊維の配合量は、配合物の体積の10％未満が好ましく、8％未満がより好ましい。
なお、本発明においては、金属繊維と有機質繊維を併用することは差し支えない。
【００１７】
本発明においては、硬化体の充填密度を高め、硬化体の高級感や重厚感をより高める観点から、配合物に、平均粒径3〜20μｍ、より好ましくは平均粒径4〜10μｍの無機粉末を含ませることが好ましい。無機粉末としては、石英粉末、石灰石粉末、炭化物、窒化物等が挙げられるが、なかでも石英粉末は、コストの点や硬化体の品質安定性の点から好ましいものである。
石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。
無機粉末の配合量は、硬化体の強度やＲmax、さらには、硬化体の高級感や重厚感から、セメント100重量部に対して50重量部以下が好ましく、20〜35重量部がより好ましい。
【００１８】
本発明においては、硬化体の靱性を高める観点から、配合物に、平均粒度が1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。
繊維状粒子としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、硬化体の強度、Ｒmaxや靱性から、セメント100重量部に対して35重量部以下が好ましく、10〜25重量部がより好ましい。
なお、繊維状粒子においては、硬化体の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。
【００１９】
本発明において、配合物の混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、1)水、減水剤以外の材料を予め混合しておき（プレミックス）、該プレミックス、水、減水剤をミキサに投入し、混練する。
2)水以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、ただし減水剤は粉末タイプのものを使用する）、該プレミックス、水をミキサに投入し、混練する。
3)各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練する。
などの方法が挙げられる。
【００２０】
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
【００２１】
混練後、所定の型枠に配合物を投入して成形し、その後、養生して硬化させる。硬化体のＲmaxを10μｍ以下にするには、表面研磨（例えば、＃140砥石研磨、ブラスト処理等）を行えば良い。
なお、成形の際に、型枠として樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリウレタン等）製の型枠を使用することは、表面研磨を行わなくても硬化体のＲmaxを10μｍ以下にすることができるうえ、光沢がでて、高級感や重厚感を高くすることができ好ましいものである。
【００２２】
本発明において、養生は、気中養生や蒸気養生等を行えば良いが、硬化体の高級感や重厚感をより高くしようとする場合は、気中養生を行うことが好ましい。
【００２３】
本発明の配合物は、「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定したフロー値が、200mm以上と流動性に優れるものであり、型枠への投入等の作業が容易である。
また、本発明の配合物の硬化体は、200MPaを超える圧縮強度と20MPaを超える曲げ強度を発現するので、本発明の硬化体を使用することにより部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることができる。
なお、本発明において、硬化体の高級感や重厚感をより高くするために、配合物に顔料を含ませることは差し支えない。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメント        ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径0.7μｍ）
３）細骨材          ；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品
４）金属繊維        ；鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）
５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤
６）水              ；水道水
７）無機粉末        ；石英粉（平均粒径7μｍ）
８）繊維状粒子      ；ウォラストナイト（平均長さ0.3mm、長さ／直径の比4）
【００２５】
実施例１
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部を二軸練りミキサに投入し、混練した。
該配合物のフロー値を、「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わないで測定した。その結果、フロー値は270mmであった。
また、前記配合物をφ50×100mmの型枠（鋼製）に流し込み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は210MPaであった。
また、前記配合物を４×４×16cmの型枠（鋼製）に流し込み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は25MPaであった。
また、前記配合物を４×４×16cmの型枠（ポリエチレン製）に流し込み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。該硬化体の表面粗さ（Ｒmax）を「JIS B 0651」に基づいて表面粗さ計を使用して測定した。その結果、表面粗さ（Ｒmax）は5.0μｍであった。また、該硬化体の表面を観察したところ、高級感や重厚感のあるものであった。
【００２６】
実施例２
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。
該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定した。その結果、フロー値は250mmであった。
また、圧縮強度と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結果、圧縮強度は210MPa、曲げ強度は47MPaであった。
また、表面粗さ（Ｒmax）も実施例１と同様に測定した。その結果、Ｒmaxは5.0μｍであった。
また、表面粗さ測定用の硬化体の表面を観察したところ、高級感や重厚感のあるものであった。
【００２７】
実施例３
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。
該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定した。その結果、フロー値は250mmであった。
また、圧縮強度と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結果、圧縮強度は230MPa、曲げ強度は47MPaであった。
また、表面粗さ（Ｒmax）も実施例１と同様に測定した。その結果、Ｒmaxは4.8μｍであった。
また、表面粗さ測定用の硬化体の表面を観察したところ、高級感や重厚感のあるものであった。
また、表面粗さ測定用の硬化体を100日間浴室（一般住宅）に設置し、カビの発生の有無を観察した。その結果、カビの発生は認められなかった。
【００２８】
実施例４
実施例３の配合物を４×４×16cmの型枠（ポリエチレン製）に流し込み、20℃で28日間気中養生した。
該硬化体の表面を観察したところ、光沢があり、高級感や重厚感に優れるものであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の硬化体は、200MPaを超える圧縮強度と20MPaを超える曲げ強度を発現するので、本発明の硬化体を使用することにより部材（壁材、床材、天井材等）の厚さを薄くすることができる。
また、本発明の硬化体は、表面粗さ（Ｒmax）が小さい（10μｍ以下）ので、湿気の多い空間（例えば、一般住宅や旅館・ホテル等における浴室や浴場等）の壁材等に使用してもカビが発生しにくい。また、高級感や重厚感のあるものである。