(57)【要約】  【課題】  現実的で、実用性の高い、マイクロバブル等の微細気泡を有効利用したコンクリートの製造方法を提供する。  【解決手段】  ＡＥ剤やＡＥ減水剤等の混和剤を混入した混練水を、マイクロバブル生成装置を通過させることによって微細気泡であるマイクロバブルを生成させた後、このマイクロバブルを含んだ混練水と、粗骨材、細骨材、セメント等、残りのコンクリート材料とを混練処理してコンクリートを製造する。そして、このようにして製造したコンクリートは、圧縮強度が大きく増進し、コンクリートの性状の向上が図れ、これによってマイクロバブル等の微細気泡をコンクリートの製造に現実的かつ実用的に有効利用することが可能となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混和剤を混入した混練水を微細気泡生成手段を通過させることによって微細気泡を生成させた後、この微細気泡を含んだ混練水と、粗骨材、細骨材、セメントとを混練処理してコンクリートを製造することを特徴とする微細気泡を利用したコンクリートの製造方法。
【請求項２】
前記微細気泡はマイクロバブルであることを特徴とする請求項１記載の微細気泡を利用したコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗骨材、細骨材、セメント、混練水、混和剤等の各種コンクリート材料を混練処理してコンクリートを製造するコンクリートの製造方法に関し、特に混練水に微細気泡を生成させたものを使用するようにしたコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロバブルと呼ばれる直径が約５０μｍ以下の微細気泡が、生物の生理活性を促進したり、細菌やウィルス等に対する殺菌効果を有する等、様々な技術分野において有用性を発揮することが知られるようになり、メディア等でも数多く取り上げられている。ところで、このような微細気泡のメカニズム等は未だ十分に解明されておらず、依然として研究段階にあるものの、この微細気泡を利用する方法や装置の一つとして、例えば、微細気泡をセメント系材料や混練水等に混入、或いは発生させるようにしたものが幾つか提案されている。
【０００３】
特許文献１には、セメントミルク、モルタルまたはコンクリートの製造に際して、ＡＥ剤や発泡剤、起泡剤等の混和剤に代えてマイクロバブルを混入させる方法及び装置が記載されており、これによれば、ＡＥ剤等の混和剤を使用することなく、材料中に多数の微細な独立した気泡を一様に分布させ、ワーカビリティ及び耐凍害性等の向上を図れるとしている。また特許文献２には、流水管の途中にエアーを注入し、その後、ポンプにて加圧した後、超微細泡に砕くミキサーによって５０μｍ以下の気泡を発生させて微細泡水を製造するようにした水硬性セメント用の混練水の製造方法が記載されており、これによれば、この混練水を使用することにより、セメントを硬化促進し、セメントの節約、流動性の向上、耐久性及び作業性の向上が図れるとしている。
【特許文献１】特開２００７−１９１３５８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記何れの先行発明においても実証データ等が全く添付されておらず、不明瞭な点も少なくないため、実用的な技術として十分に確立されているとは言い難く、未だ模索の段階にあると考えられる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑み、現実的で、実用性の高い、マイクロバブル等の微細気泡を有効利用したコンクリート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】
【０００６】
本発明者らは、上記先行発明等と同様に、マイクロバブル等の微細気泡が有する多様な有用性に着目し、コンクリートを製造する際に混練水に微細気泡を生成させたものを使用すれば、製造したコンクリートの性状、例えば、ワーカビリティや耐凍害性等が向上するのではないかと思い至った。そして、この仮定の下、実際に、混練水に微細気泡を生成させた後、この混練水に混和剤を混入させると共に、粗骨材、細骨材、セメント等、残りのコンクリート材料と混練処理してコンクリートを製造し、このコンクリートにて供試体を作製してコンクリート試験を試みたが、微細気泡の特性上、混練水に生成させた微細気泡は生成後僅か数分程度で消失してしまうため（白濁の有無で判断可能）、いくら急いで作業しても混練時まで微細気泡を残存させておくことができず、そのためか、製造したコンクリートの性状にはほとんど何の変化も現れなかった。
【０００７】
そこで、本発明者らは試行錯誤を繰り返し、鋭意研究を重ねた結果、先ず、混練水に所定量の混和剤を混入させた後、この混和剤入りの混練水に微細気泡を生成させ、この微細気泡を含んだ混練水と、粗骨材、細骨材、セメント等、残りのコンクリート材料とを混練処理してコンクリートを製造するようにすれば、混和剤の効果によって微細気泡の寿命が大幅に延び、混練時においても混練水に微細気泡が十分に残存したままの状態（白濁がほとんど消失していない状態）で使用できることを見い出した。そして、このようにして製造したコンクリートにて作製した供試体に対してコンクリート試験を試みたところ、明確な理由は定かではないものの、混練水の微細気泡の影響によって、通常の混練水を使用して製造したコンクリートと比較して圧縮強度が増進するという非常に顕著な優位性が確認され、これであれば微細気泡を有効利用するコンクリートの製造方法として十分に現実的で実用的なものとして成り立つと考えた。
【０００８】
即ち、上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の微細気泡を利用したコンクリートの製造方法では、混和剤を混入した混練水を微細気泡生成手段を通過させることによって微細気泡を生成させた後、この微細気泡を含んだ混練水と、粗骨材、細骨材、セメントとを混練処理してコンクリートを製造することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の微細気泡を利用したコンクリートの製造方法では、前記微細気泡はマイクロバブルであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る請求項１及び２記載の微細気泡を利用したコンクリート製造方法によれば、混和剤を混入した混練水を微細気泡生成手段を通過させることによってマイクロバブル等の微細気泡を生成させた後、この微細気泡を含んだ混練水と、粗骨材、細骨材、セメントとを混練処理してコンクリートを製造すると、コンクリートの圧縮強度が増進され、コンクリートの性状を向上させることができ、マイクロバブル等の微細気泡をコンクリートの製造に現実的かつ実用的に有効利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る微細気泡を利用したコンクリート製造方法にあっては、所定量のＡＥ剤やＡＥ減水剤等の混和剤を混入した混練水を圧送して微細気泡生成手段である、例えばマイクロバブル生成装置を通過させることにより、混練水内にマイクロバブル等の微細気泡を生成させていく。このとき、混練水に生成させた微細気泡は、混和剤の効果によって短時間では消失せず、多くの微細気泡が比較的長時間残存し続ける。こうして、微細気泡を多く含んだ混練水を、粗骨材や細骨材、セメント等、残りのコンクリート材料と共に所定時間混練処理を行ってコンクリートを製造していく。
【００１２】
そして、このようにして製造したコンクリートは、混練水中のマイクロバブル等の微細気泡の何らかの影響により、通常の混練水を使用して製造したコンクリートと比較して高い圧縮強度を発現し、非常に顕著で優れた性状となって好適であり、マイクロバブル等の微細気泡をコンクリートの製造に極めて現実的かつ実用的に有効利用することが可能となる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施例として、実証試験（コンクリート試験）について詳細に説明する。
【００１４】
先ず、使用するコンクリート材料を表１に、配合を表２にそれぞれ示す。
【００１５】
【表１】
2009137025.tif 000003
【００１６】
【表２】
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【００１７】
そして、表１の各種コンクリート材料を表２の配合表に従い、図１に示すような、混練容量６０リットルの強制二軸式ミキサ１に投入してミキサ１を始動させ、３０秒後に混練水を投入し、その後１２０秒間混練してコンクリートを製造した。混練終了後、ミキサよりコンクリートを排出し、直ちにスランプと空気量とを測定して確認する一方、供試体（１００ｍｍ径×２００ｍｍの標準円柱）を作製した。
【００１８】
このとき、水道水をそのまま混練水として使用したものを（Ｎ）、水道水にマイクロバブルを生成させてから（混練時点にはマイクロバブルはほぼ消失）混練水として使用したものを（ＭＢ）、予め混和剤を混入させた水道水にマイクロバブルを生成させてから（混練時点にもマイクロバブルは十分に残存）混練水として使用したものを（Ａｄ−ＭＢ）とした。
【００１９】
なお、水道水にマイクロバブルを生成させるにあたり、微細気泡生成手段であるマイクロバブル生成装置（株式会社アスプ製、型式ＡＳ−Ｋ２）を使用した。前記マイクロバブル生成装置は、ポンプと気泡発生部を主体に構成され、ポンプの駆動に伴って気泡発生部内に空気を圧送すると、気泡発生部内に形成された千鳥構造の内壁によって空気が細かく剪断されていき、やがて５０μｍ以下のマイクロバブル等の微細気泡が生成される構造となっている。
【００２０】
そして、前記各供試体の圧縮強度試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０８）を材齢９１日まで行った。その結果を図２に示すが、混練水中にマイクロバブルが存在しない（Ｎ）、若しくはほとんど存在しない（ＭＢ）では、材齢７日時点での圧縮強度が共に２４Ｎ／ｍｍ２程度であるのに対し、混練水中にマイクロバブルが多く存在する（Ａｄ−ＭＢ）では２６Ｎ／ｍｍ２程度であり、マイクロバブルの存在によって約６％程度の強度増進の効果が確認された。また、材齢２８日時点の圧縮強度では、（Ｎ）、（ＭＢ）が共に３１Ｎ／ｍｍ２程度であるのに対し、（Ａｄ−ＭＢ）では３４Ｎ／ｍｍ２程度であり、約９％程度の強度増進の効果が確認され、また材齢９１日時点の圧縮強度では、（Ｎ）、（ＭＢ）が共に３６Ｎ／ｍｍ２程度であるのに対し、（Ａｄ−ＭＢ）では３９Ｎ／ｍｍ２程度であり、約７％程度の強度増進の効果が確認された。
【００２１】
また、各供試体の乾燥による質量減少率も圧縮強度と併せて計測したのでその結果を図３に示すが、混練水中にマイクロバブルが存在しない（Ｎ）、若しくはほとんど存在しない（ＭＢ）はほぼ同一の値であるのに対し、混練水中にマイクロバブルが多く存在する（Ａｄ−ＭＢ）では、（Ｎ）、（ＭＢ）よりも終始低い値であった。
【００２２】
上記試験結果より、コンクリートの製造過程において、予めＡＥ剤やＡＥ減水剤等の混和剤を混入させた混練水を、微細気泡生成手段である、例えばマイクロバブル生成装置を通過させて微細気泡を生成させることにより、この混練水中に存在する微細気泡が何らかの影響をもたらして、コンクリートの圧縮強度を大きく増進させることが確認された。
【００２３】
このように、本発明の微細気泡を利用したコンクリートの製造方法によれば、予め混和剤を混入させた混練水を、マイクロバブル等の微細気泡生成手段を通過させることで、混和剤中の界面活性剤の作用によって混練水内に生成される微細気泡を比較的長時間に亘って残存可能とし、この微細気泡が多く含まれる混練水を、粗骨材、細骨材、セメント等、残りのコンクリート材料と混練処理してコンクリートを製造することにより、圧縮強度を大きく増進させ、顕著な優位性をもたらすことができて好適であり、マイクロバブル等の微細気泡をコンクリートの製造に極めて現実的かつ実用的に有効利用することが可能となる。
【００２４】
なお、本実施例においては、微細気泡生成手段としてマイクロバブル生成装置を採用し、このマイクロバブル生成装置に混練水を通過させることにより、マイクロバブルを生成させるようにしているが、ごく最近では、直径がマイクロバブルよりも遙かに小さく、より顕著な有用性を発揮すると考えられている、マイクロナノバブルやナノバブルと呼ばれる微細気泡の生成が可能になりつつあるとの報道がなされており、微細気泡生成手段としてこれらマイクロナノバブルやナノバブルの生成装置を採用することも十分に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に使用したミキサの平面図（ａ）と、側断面図（ｂ）である。
【図２】各供試体の圧縮強度試験結果を比較したグラフである。
【図３】各供試体の乾燥による質量減少率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１…ミキサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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