(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ポルトランドセメントと、色調を有する１種類以上の粗骨材と、色調を有する１種類以上の細骨材と、色調を有する１種類以上の粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分とを有するコンクリート材料を、硬化遅延剤を予め型枠面に塗布した型枠内に打設し、
脱型して前記コンクリート部材を取り出し、
得られた前記コンクリート部材を建て起こし、
前記コンクリート部材の表面に前記粗骨材および前記細骨材が露出するように、前記コンクリート部材の表面に形成された前記未硬化層を１〜３ｍｍ洗い出し処理し、
前記コンクリート部材の表面に、前記粗骨材および前記細骨材の露出と、前記コンクリート部材中にランダムに存在する前記粗骨材および前記細骨材の発現と、前記粗骨材および前記細骨材の洗い出し深さによる彩色と、前記粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分をベースとして着色された前記セメントペースト部分の色調とによる意匠性を任意に表現する
ことを特徴とする着色化粧コンクリート部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の着色化粧コンクリート部材の製造方法において、
前記粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分の使用量が単位セメント量に対して質量比で０．５％〜１．５％の範囲にある
ことを特徴とする着色化粧コンクリート部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の着色化粧コンクリート部材の製造方法において、
前記硬化遅延剤の使用量が、未硬化層の洗い出し深さ１〜２ｍｍに対しては１６０〜２００ｇ／ｍ2、未硬化層の洗い出し深さ２〜３ｍｍに対しては１８０〜２２０ｇ／ｍ2の範囲にある
ことを特徴とする着色化粧コンクリート部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート表面に任意な意匠を表現する着色化粧コンクリート部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面に意匠性が要求されるコンクリート部材、例えばカーテンウォール部材などはタイルや石、金属板などを打ち込み、その色彩などによって多彩な意匠を表現することができる。
これに対し、洗い出しによりコンクリート表面に意匠性を付与する方法も一般的に行われている。
【０００３】
この技術は、大凡次の２つに分類される。
▲１▼コンクリートの硬化遅延剤を塗布した型枠にコンクリートを流し込み、脱型した直後にコンクリート部材の表面をハイウォッシャーにより水洗いし、表面に意匠を持たせる方法（以下、第一の方法と称する）。
この方法は、コンクリート製プレキャスト部材に限らず、現場打設したコンクリート部材に対しても適用されることがある。
【０００４】
▲２▼酸（３．５％塩酸溶液など）を使用した洗い出しによる表面処理により、コンクリート製プレキャスト部材の表面に意匠を持たせる方法（以下、第二の方法と称する）。
これら洗い出しによる表面処理方法の特徴としては、タイルや石など高価な仕上げ材料を使用することなく本石に近い高級な意匠が得られることなどが挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記第一の方法に示す洗い出しによる方法としては、例えば、特開２０００−０５２３２７号公報、特開平０７−２０６４９６号公報、特開平５−３８７１１号公報などいくつかの方法が提案されている。
これらの方法では、硬化遅延剤によって形成されたコンクリート表面の未硬化部分を、粗骨材表面が露出する３〜５ｍｍ程度の深さまでハイウォッシャーを用いて洗い出すことが一般的である。
【０００６】
従って、粗骨材の陰影を伴った深い意匠となることが多い。
つまり、この方法によって表現される意匠はコンクリート表面での粗骨材の露出程度に期待しているのであり、言い換えるならば豆砂利調の意匠を表現することが目的と言える。仮に粗骨材の洗い出し深さを浅くしたとしても、そもそもセメントペースト部分の色彩による意匠は特に期待しておらず、表面の意匠は粗骨材の色合いによってほぼ決定されると言える。そのため、コンクリート表面の意匠は単調であり、微妙な意匠の表現方法としては必ずしも最適であるとは言えない。
【０００７】
一方、上記第二の方法に示す酸を用いた洗い出しによる方法は、製造したコンクリート製プレキャスト部材を例えば３．５％塩酸溶液中に浸し、細骨材表面が露出する０．１〜数ｍｍ程度の深さまで洗い出す方法である。
一般に、白色ポルトランドセメントが使用されており、細骨材により着色されるセメントペースト部分の色合いと、洗い出しされる細骨材の色合いとによる意匠を期待した方法と言える。
【０００８】
この方法のようなコンクリートと酸の化学反応では、広範な部材表面を均一な洗い出し深さに制御することは非常に困難であり、場合によっては意匠ムラが発生することが懸念される。
深い酸洗いを行おうとしても、細骨材が剥落しない程度の均一な洗い出し深さにコントロールすることは難しく、結局のところ意匠ムラの発生を防ぐためには酸洗いによる洗い出し深さを極浅くにとどめておく必要がある。通常、酸洗いの時間を１〜２分程度としているのはこのような理由からである。
【０００９】
従って、この方法では着色されたセメントペースト部分の色合いによって意匠が決定されることになり、種々の色合いの骨材を使用した積極的な意匠表現はできない。
さらに、酸と反応する骨材が使用できないので、骨材の種類が制限され、結果として設計者の意図する意匠を実現できないことも考えられる。これに加えて、酸洗いの作業時には酸の飛散による火傷などの危険を伴うため、作業には細心の注意が必要である。同時に、酸の保管方法についても十分留意する必要があるなど、この方法は作業上好ましくない環境にある点も解決すべき課題として指摘される。また、カーテンウォールなど取付金物が予め設置された部材などでは、酸の飛散による金物の腐食について十分な注意が必要である。
【００１０】
なお、特開平１０−１９３３１１号公報や特開平１０−３０５４１１号公報には、シート面に硬化遅延剤を塗布し、その上に着色粒状物を塗布したシートを型枠に設置した後、コンクリートを打設し、脱型後に未硬化部分を洗い出し、着色粒状物による模様を形成する方法およびそれによって形成されたコンクリート製品が開示されている。
【００１１】
しかし、上述のシートを用いた方法では、シートに予め規定された着色粒状物による模様しか得ることができず、コンクリート表面に多彩な意匠を表現するという要望を兼ねることが困難である。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、コンクリート表面に任意な意匠を表現するために使用する材料の種類や使用量を最適に選定し、それらの材料を使用したコンクリート部材の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、白色ポルトランドセメントと、色調を有する１種類以上の粗骨材と、色調を有する１種類以上の細骨材と、色調を有する１種類以上の粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分とを有するコンクリート材料を、硬化遅延剤を予め型枠面に塗布した型枠内に打設し、脱型して前記コンクリート部材を取り出し、得られた前記コンクリート部材を建て起こし、前記コンクリート部材の表面に前記粗骨材および前記細骨材が露出するように、前記コンクリート部材の表面に形成された前記未硬化層を１〜３ｍｍ洗い出し処理し、前記コンクリート部材の表面に、前記粗骨材および前記細骨材の露出と、前記コンクリート部材中にランダムに存在する前記粗骨材および前記細骨材の発現と、前記粗骨材および前記細骨材の洗い出し深さによる彩色と、前記粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分をベースとして着色された前記セメントペースト部分の色調とによる意匠性を任意に表現することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の着色化粧コンクリート部材の製造方法において、前記粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分の使用量が単位セメント量に対して質量比で０．５％〜１．５％の範囲にあることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の着色化粧コンクリート部材の製造方法において、前記硬化遅延剤の使用量が、未硬化層の洗い出し深さ１〜２ｍｍに対しては１６０〜２００ｇ／ｍ2、未硬化層の洗い出し深さ２〜３ｍｍに対しては１８０〜２２０ｇ／ｍ2の範囲にあることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、上述した洗い出しの第一および第二の方法の課題を解決し、これらの方法では実現できない意匠を表現することに特徴を有する。
具体的には、硬化遅延剤の種類と使用量を好適に選定して上述した洗い出しの第一および第二の方法の中間の洗い出し深さを実現し、洗い出しされる細骨材の色合いと、好適に選定された細骨材微粒分によって着色されたセメントペースト部分の色合いの両方によって、意匠性に富んだコンクリート表面を造り出すことにある。
【００１６】
本発明の着色化粧コンクリートは、白色ポルトランドセメントと、任意の色彩を有する１種類以上の粗骨材と１種類以上の細骨材と１種類以上の細骨材微粒分（粒径０．１５ｍｍ以下）によって構成される。コンクリートを打設する型枠に予め硬化遅延剤を適量塗布し、その上からコンクリートを流し込み、硬化後に脱型してから表面の未硬化部分を水洗いすることによりコンクリート表面に意匠性を付与することが基本となる。
【００１７】
コンクリート表面の色彩は細骨材微粒分により着色されたセメントペースト部分、ならびに任意の色彩を有する粗骨材、細骨材によって表現される。すなわち、白色ポルトランドセメントは細骨材微粒分と混じり合うことにより、細骨材微粒分の色合いをベースとした色調となる。水洗いにより除去されるコンクリートの未硬化部分の深さは細骨材の表面、もしくは粗骨材の一部が露出する程度とし、着色されたセメントペースト表面に種々の色彩を有するこれらの骨材が露出することによってコンクリート表面は様々な色彩を表現することが可能となる。
【００１８】
使用する骨材としては、例えば黄色系の骨材（茨城県産花崗岩、埼玉県入間産砂岩、中華人民共和国産硅砂など）、茶色系の骨材（茨城県産花崗岩、栃木県足利産砂岩など）、黒色系の骨材（富士川産川砂など）など、表現したい意匠によって自由に選択することが可能である。
また、細骨材微粒分も、例えば黄色系のもの（群馬県産長石）など、着色したい色に応じて任意に選択できる。
【００１９】
コンクリート表面は酸洗いしないので、使用する骨材は岩種による制限を受けない。当然のことながら、粗骨材・細骨材量、細骨材微粒分量を変えることによって表面の色彩を任意に変化させることも可能である。
本発明の着色化粧コンクリートは、従来の洗い出しのようにハイウォッシャーによって深い洗い出しを表現するのではなく、洗い出し深さ、すなわちコンクリート表面の未硬化部分の深さを硬化遅延剤の種類と量によって制御することが大きな特色である。
【００２０】
セメントペースト部分を着色する細骨材微粒分の使用量は、単位セメント量の０．５〜１．５％（質量比）の範囲内が最適であると考えられる。
使用する硬化遅延剤としては、特にエチレングリコール系硬化遅延剤が好適であるが、主成分がオキシカルボン酸塩、リグニンスルホン酸塩、ケイフッ化物などであっても良い。
【００２１】
硬化遅延剤は型枠表面に塗布して使用するため、コンクリート表面のみが硬化遅延を起こすことになる。その使用量は目標とする洗い出し深さによって最適に選定されるが、例えば、水セメント比４０％、単位セメント量４００ｋｇ／ｍ3程度の調合であれば、洗い出し深さが１〜２ｍｍに対してエチレングリコール系硬化遅延剤の使用量は１６０〜２００ｇ／ｍ2、洗い出し深さが２〜３ｍｍではエチレングリコール系硬化遅延剤の使用量は１８０〜２２０ｇ／ｍ2程度が最適と考えられる。ここに示す数値以上の量の硬化遅延剤を使用した場合は細骨材だけではなく粗骨材も深い深度まで露出するため、コンクリート表面は荒々しい意匠となることが考えられる。逆に、ここに示す数値以下の量の硬化遅延剤を使用した場合は、細骨材の頂部のみが部分的にコンクリート表面に露出するにとどまり、特に骨材の色彩を十分に活かした意匠は表現できないことになる。なお、同等の洗い出し深さを得るために必要な硬化遅延剤の最適な使用量は、硬化遅延剤の主成分によって異なる。
【００２２】
洗い出し深さが１〜３ｍｍであれば、特にハイウォッシャーによる水洗いをする必要はなく、単純にブラッシングによる水洗いによって表面を洗い出すことが可能となり、作業の効率化を図ることができる。
洗い出し処理したコンクリート表面には耐久性を確保するため、あるいは表面の汚れ防止のためにクリアなどの表面処理剤が塗布されることが一般的である。塗布されるクリアの種類や塗布量によってはコンクリート表面にクリアの光沢による意匠を付与できることが期待できる。
【００２３】
また、炭素繊維やビニロン繊維、アラミド繊維などの短繊維を混練したコンクリートに本発明に示す手法を適用すれば、硬化遅延剤による洗い出しによってコンクリート表面に繊維による文様を表現することも可能である。洗い出し深さによっては、繊維がコンクリート表面に起毛した状態を造り出すことも可能であり、従来にない肌合いが表現できる。
【００２４】
以上に示す着色化粧コンクリートは、主にコンクリート製プレキャスト部材を対象としており、硬化遅延剤をローラを用いて型枠に予め適量塗布することによって部材は製造される。施工上のメリットを考えて、予め硬化遅延剤を塗布したシートを製造しておき、必要に応じて必要な枚数のシートを型枠に敷き込むことにより、型枠への硬化遅延剤塗布の工程を省略することも可能である。
【００２５】
さらには、上述の手法によって意匠性を有するコンクリートをタイルや石部材として予め製造しておき、プレキャスト部材（例えば、コンクリートパネル）製造時に型枠内に敷き込み、その後コンクリートを打設してプレキャスト部材を製造することによっても、意匠性を有するコンクリート部材を製造することができる。
【００２６】
また、着色化粧コンクリートの製造は必ずしもプレキャスト部材に限定されるものではなく、現場で施工される型枠の内側に硬化遅延剤を適量塗布することで、脱型後にコンクリート表面に意匠を表現することも当然のことながら可能である。
【００２７】
【実施例】
先ず、図１▲１▼に示す鋼製型枠１を用意する。
【００２８】
次に、図１▲２▼に示すように、鋼製型枠１の底面２にエチレングリコール系の硬化遅延剤３を２〜３層に分けて塗布する。
次に、図１▲３▼に示すように、表１に示す材料を表２の調合に基づいて作成したコンクリート材料４を打設する。
次に、図１▲４▼に示すように、鋼製型枠１の脱型を行う。得られたコンクリート部材５の底面には、未硬化部分６が形成されている。
【００２９】
次に、図１▲５▼に示すように、コンクリート部材５を建て起こす。
次に、図１▲６▼に示すように、コンクリート部材５の底面の未硬化部分６に水をかけてブラッシングして洗い出した。
かくして、２３００ｍｍ×２４００ｍｍ×厚さ７５ｍｍのＰcf（プレキャストコンクリートフォーム）７を得ることができた。
【００３０】
この方法では、コンクリートの洗い出し深さは約２ｍｍとなり、黄色や茶色系の細骨材・粗骨材の一部が表面に露出する程度となった。これにより、骨材の色彩をベースとしたバラエティーに富んだ色調が表現でき、これに細骨材微粒分によって薄茶系に着色されたペースト部分の色調が加わり、全体的に本石に近い意匠を表現することができた。
【００３１】
このようにして製作されたＰcf７は、Ｐｃ部材に必要な材料特性も有している。
▲１▼コンクリートの圧縮強度は、図２に示すように、脱型時に必要な強度（１５Ｎ／ｍｍ2）、ならびに設計基準強度（３０Ｎ／ｍｍ2）を確保している。
▲２▼耐凍害性も良好であり、図３に示すように、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４附属書２に定める試験方法による試験では、凍結融解繰り返しサイクル３００回で、相対動弾性係数は基準となる６０％以上を確保できている。
【００３２】
▲３▼日本建築学会に定める促進中性化試験では、材齢２８日で中性化深さは約０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、基準（日本建築学会「高耐久性鉄筋コンクリート造設計施工指針（案）・同解説」：材齢２６週で２５ｍｍ以下）を満足すると予想される。
▲４▼乾燥収縮率は、材齢５６日で４００×１０-6程度であり、図４に示すように、基準（日本建築学会「高耐久性鉄筋コンクリート造設計施工指針（案）・同解説」：材齢２６週で７００×１０-6以下）を満足すると予想される。
【表１】
0004330774.tif 000002
【表２】
0004330774.tif 000003
表２において、細骨材、粗骨材とも、混合する２種類の骨材の混合比は容積比で５０％：５０％である。細骨材微粒分の添加量は、セメント質量の１％である。硬化遅延剤の塗布量は、約１８２ｇ／ｍ2である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリート材料が、白色ポルトランドセメントと、色調を有する１種類以上の粗骨材と１種類以上の細骨材および１種類以上の粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分とで構成されているので、未硬化層の１〜３ｍｍの洗い出し処理により、色付きの粗骨材および細骨材の露出、コンクリート中にランダムに存在する色付きの粗骨材および細骨材の発現、および洗い出し深さによる彩色、ならびに粒径０．１５ｍｍ以下である細骨材微粒分によって着色されたペースト部分の色調とによって、例えば本石に匹敵する意匠など、意図する意匠を表現することが可能である。
【００３４】
また、洗い出し深さが１〜３ｍｍであれば、特にハイウォッシャーによる水洗いをする必要はなく、単純にブラッシングによる水洗いによって表面を洗い出すことが可能となり、作業の効率化を図ることができる。
さらに、コンクリート表面に形成された未硬化層を洗い出しするので、予め予定された模様を付加する従来方式では得ることができない意外性を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における製造工程を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例における圧縮強度を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例における凍結融解抵抗性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例における乾燥収縮率を示すグラフである。
【符号の説明】
１  鋼製型枠
２  底面
３  エチレングリコール系の硬化遅延剤
４  コンクリート材料
５  コンクリート部材
６  未硬化部分
７  Ｐcf
【図１】
0004330774.tif 000004
【図２】
0004330774.tif 000005
【図３】
0004330774.tif 000006
【図４】
0004330774.tif 000007