(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリートの流動性を高めるための従来技術の有する問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とする処は、コンクリートに流動化材や増粘材を使用することなく、打設作業を軽減させた流動化コンクリートを提供する。【解決手段】フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段１０３および分級リサイクル手段１０６，１０８を組合せた気液混合溶解装置によって製造した溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）で過飽和溶存濃度の水溶液をコンクリート混練水として利用することによりコンクリート流動性能を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０μｍ以下の粒径かつ過飽和濃度の空気の気泡を含む水溶液であることを特徴とするコンクリート混練用水溶液
【請求項２】
フッ素樹脂にスリットを設けた気液混合溶解装置と分級リサイクル手段とを含む気液混合溶解装置を用いて空気、酸素、窒素ガスを水に溶解することを特徴とする請求項１のコンクリート混練用水溶液
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの流動性を高め、コンクリートの圧送を容易にする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下や複雑な構造物など距離の離れた場所にコンクリートを打設する場合、パイプによる圧送が必要となるが、高強度領域のコンクリート等の水硬性組成物においては、流動性と粘性が大きな課題であり、さらに水／水硬製粉体比が低い領域に適用するためには、流動性と粘性低減の更なる低減が望まれる。
コンクリートの流動性（軟らかさ）を大きくし過ぎると、コンクリート構成材料の比重差によってコンクリートの均一性が損なわれ、構造物の耐力や耐久性に影響を及ぼす。このため、コンクリートの打設作業を軽減するための方法としてコンクリート自体の性質を改善する方法が提案されている。これはコンクリート自体の流動性と材料分離抵抗性の両者を大きくして、コンクリートの均一性を保持しつつ流動性を大きくする方法である。
現状では（イ）セルロース系増粘剤と流動化材を併用する方法、（ロ）コンクリートに多量の微粉末材料と流動化剤を併用する方法などが知られている。
しかしながらセルロース系増粘剤と流動化材を併用する前記従来の（イ）の方法によれば、硬化コンクリートの乾燥収縮が大きくなったり、凍結融解抵抗性が低下したりする。またコンクリートに多量の微粉末材料を併用する前記従来の（ロ）の方法によれば、コンクリートの乾燥収縮や多量の結合材の水過熱によるひび割れが増大する。特開平５−２４６７５１号および特開平９−３０９７５８号にはコンクリート混練の際に減水剤および流動化剤を混入により流動性を高める方法が開示されている。
他に、粘性が増大した固練りコンクリートを圧送する際の流動性を向上させるために、ミキサで混練したコンクリートを圧送する直前に大粒径の空気を混入させる方法も利用されている。たとえば、特開２０００−２８９８３３号公報には気泡混入により流動性を高める圧送方法が開示されている。
ただ、空気、酸素、窒素ガスは空気中に放出しやすいため、コンクリートに均等に分散させて維持させるのが難しい問題がある。また、減水剤および流動化剤の配合には限度があり、添加剤による経費など経済性にも問題であった。
本出願人は、先に特許文献１において、フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組み合わせた気液混合溶解装置を提案した。当溶解装置により、ナノサイズの気泡の生成、大気中への放出が少なく分散性が良好な過飽和ガス溶解水の製造が可能になった。
本出願人は当該気液混合溶解装置を用いて、ナノサイズの気泡の生成、大気中への放出が少なく分散性が良好な過飽和ガス溶解水を使用しコンクリート混練用の水として使用させることにより、流動性の向上などで顕著な効果を確認したので以下開示するものである。
【特許文献１】特願２００７−１４００３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とする処は、コンクリートに流動化材や増粘材を使用することなく、打設作業を軽減させた流動化コンクリートを提供する点にある。
従って、本発明の主な目的は、先に特許文献１において、提案した気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組み合わせた気液混合溶解装置により実現が可能になった溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し大気中への放出が少なく分散性が良好な過飽和ガス水溶液をコンクリート混練用水として利用することによりコンクリートの流動性を向上させ且つ断熱効果の優れたコンクリートを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願人は、先に特許文献１において、提案した図２の気液混合溶解手段および図３の分級リサイクル手段を組み合わせた図１の気液混合溶解装置により溶存ガスが過飽和溶存濃度の水溶液を製造できることを見出し、さらに水溶液の利用方法を確認するに至った。                                  
すなわち、本発明の気液混合溶解装置により製造した水溶液は、大気へのガス放出が微小であり水中での上昇速度が緩慢で分散性が良好であることと超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含んでいることを特徴とするが、この水溶液をコンクリート混練水として利用することにより、コンクリートの流動性を高めるものである。
本発明の主要な内容は以下の通りである。
【０００５】
１．特許文献１のフッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段
および分級リサイクル手段により、可能となった水と空気、酸素、窒素ガスを気液混合溶解して溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し過飽和溶存濃度の水溶液をコンクリート混練水として利用することにより、摩擦低減効果による流動性向上が可能になった。
【０００６】
２．上記の水溶液をコンクリート混練水として利用することにより、高い断熱
効果を有するコンクリートの提供が可能になった。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る水溶液は、先に特許文献１において、提案した図１の気液混合溶解装置により水と空気、酸素、窒素ガスを大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の低圧で気液混合溶解されて製造できるうえ、ガスの大気放出が微小でありガスの使用量を大幅に削減できるとともに溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し任意の過飽和溶存濃度に製造することができる。また製造装置が陸上に設置できるので水溶液の製造や供給が容易であり、多数箇所へ配置した装置でも配管で水溶液の供給を効率良く行うことができる。
【０００８】
本発明に係る水溶液を、コンクリート混練水として利用することにより摩擦低減効果によりコンクリートの流動性を増大させ、優れた断熱効果をコンクリートに付与させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る水と空気、酸素、窒素ガスを気液混合溶解して溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し過飽和溶存濃度である水溶液製造方法およびその水溶液のコンクリートへの使用方法について詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る水と空気、酸素、窒素ガスを気液混合溶解して溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し過飽和溶存濃度からなる水溶液製造は、特許文献１による図２の気液混合溶解手段および図３の分級リサイクル手段を組み合わせた図１の気液混合溶解装置により行う。まず、水が液相供給手段により循環水槽に導入された後、ポンプの吸入側に設置された気液混合溶解手段に入る。一方、空気、酸素、窒素ガスは気相供給手段により、大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の圧力範囲内で送られ、ポンプの吸込側に設置された気液混合溶解手段に水とともに入り気液混合溶解されたあとポンプで吐出され、さらに２つ目の気液混合溶解手段で再度気液混合される。その後、気液混合溶解手段の出口に設置された分級手段により溶解液中の大粒径の気泡を分離する。大粒径の気泡はガス抜弁を介してリサイクル手段によりポンプの吸込み側の気液混合手段に戻り再び気液混合溶解される。分級手段を通過した水溶液はさらに３つ目の気液混合溶解手段で気液混合溶解されて循環水槽に戻り循環されることになる。この結果、溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し過飽和溶存濃度からなる水溶液として製造され、大気へのガス放出が微小であり水中での気泡上昇速度が緩慢であるとともに分散性が良好であることを特徴である水溶液が製造される。
【００１１】
上記の水溶液を使用して、コンクリート混練への利用によりコンクリートの摩擦低減効果による流動性の増大と断熱効果を向上させることができる。
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。
【００１３】
実施例１
１．（空気の気泡粒径が１０μｍ以下で過飽和溶存濃度からなる水溶液の調製）
図１の気液混合溶解装置により、本発明の水溶液を調製した。図１の気液混合溶解装置は、特許文献１において提案したものであるが、内容は以下の通りである。図２は気液混合溶解手段であり、フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けたスリット膜２０１の片方をパイプ端面盲２０１ａ加工して外面金具２０２および内面金具２０３で収納容器２０４に装着したものであり、水と空気を気液入口２０５から導入して通過させる気液混合溶解手段１０３、１０５、１０９として使用される。図３は分級手段であり、円筒のウェッジワイヤスクリーン３０１の外側から気液混合溶解された水溶液を導入して１０μｍ以上の気泡を分級したあとガス抜弁３０３を通り、リサイクルされポンプ１０４の吸込側に設置された気液混合溶解手段１０３に戻る。図1の気液混合溶解装置は、３つの気液混合溶解手段と分級手段１０６およびリサイクル手段１０８とからなる。
水溶液の製造は以下の要領で実施した。まず、水を液相供給手段１０１から循環水槽１１０に供給した後、ポンプ１０４の吸込側に設置された気液混合溶解手段１０３に導入した。また、空気は気相供給手段１０２から大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の範囲内で気液混合溶解手段１０３に導入されて水と空気が気液混合溶解された後、ポンプ１０４を通りさらに気液混合溶解手段１０５で気液混合溶解される。気液混合溶解手段１０５のあとに設置された分級手段１０６で水溶液中の１０μｍ以上の気泡を分離してガス抜弁１０７を介してリサイクルされて、ポンプ１０４の吸込側の気液混合手段１０３に戻され、再び気液混合溶解される。分級手段１０６を通過した水溶液はさらに気液混合溶解手段１０９で気液混合溶解されて循環水槽１１０に戻される。この結果、溶存ガスが超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有し過飽和溶存酸素濃度からなる水溶液として製造された。
その水溶液中の溶存ガスの気泡粒径は、１０μｍ以下であり、大気へのガス放出が微小であり水中での気泡上昇速度が緩慢であるとともに分散性が良好であることを特徴としておりコンクリート混練水として適していることが解る。
気泡の粒子径を表１に示す。
【表１】
2009190184.tif 000003
さらに水中での気泡上昇速度が緩慢であることを特徴としており気泡上昇速度を表２に示す。
【表２】
2009190184.tif 000004
さらに大気へのガス放出が微小であることを特徴としており、酸素を溶解した水溶液の酸素ガスの濃度低下を表３に示す。
【表３】
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【００１４】
２．コンクリート流動性能評価
図１の通り、実施例１と同じ手順で製造した溶解水とポルトランドセメントを一定の重量比率で混練して製造したコンクリートモルタル４０１をポンプ４０３で圧送してポンプ４０３出口の圧力計４０４で吐出し圧力を測定する方法で、ガスの種類と溶解度の違いによる比較を行い、吐出し圧力を比較して摩擦低減効果を確認した。
その吐出し圧力の変化による評価結果を表４に示す。
【表４】
2009190184.tif 000006
【００１５】
実施例２
図１の通り、実施例１と同じ手順で製造した溶解水とポルトランドセメンとを混練して製造したコンクリートモルタルでコンクリートパネル５０１を製造する。乾燥したコンクリートパネル５０１を加温容器５０３の開放した上面に乗せて、温風器５０４で発生させた温風を加温容器５０３に導入してコンクリートパネル５０１の下面を加熱する。コンクリートパネル５０１の上面の中心に温度計５０２を設置して表面温度を測定して、水道水で混練した方法との温度を比較して断熱効果を確認した。空気過飽和溶解水で混練したモルタルは水道水で混練したモルタルと比べて温度上昇が小さいことが確認された。
その温度の変化による評価結果を表５に示す。
【表５】
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【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の水溶液によるコンクリートへの混練方法は、用途が限定されるものではない。溶解させるガスに不活性ガスを用いれば例えばコンクリート内の鉄筋の酸化防止を行うことで寿命改善への期待でき、またコンクリートの断熱効果を向上させることも期待できる。流動性の向上により添加剤が削減可能で経済性の向上も期待できる。コンクリート管の流路に付着する貝類の付着防止に適正のガスを溶解させて混練したコンクリート管を製造することなどの応用も可能である。
ナノ領域の気泡を含んだ溶解液として製造することにより、従来の気泡粒径が大きな溶解方法に比べて、溶解ガス量が大幅に削減ができるうえ高濃度の過飽和溶存ガス溶解液を製造することができるので、設備がコンパクトになるとともにガス削減によるコストダウンができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明に係る水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を構成する気液混合溶解手段の構造図である。
【図３】本発明に係る水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を構成する気泡分級リサイクル手段の構造図である。
【図４】本発明に係る水溶液をコンクリート混練に利用する実施例１のコンクリート流動性能評価を模式的に示す構成図である。
【図５】本発明に係る水溶液をコンクリート混練に利用する実施例２のコンクリート断熱評価を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０１  液相供給手段
１０２  気相供給手段
１０３  気液混合溶解手段
１０４  ポンプ
１０５  気液混合溶解手段
１０６  分級手段
１０７  ガス抜弁
１０８  リサイクル手段
１０９  気液混合溶解手段
１１０  循環水槽
２０１  フッ素樹脂パイプスリット膜
２０１ａパイプ端面盲
２０２  外面金具
２０３  内面金具
２０４  収納容器
２０５  気液入口
３０１  ウェッジワイヤスクリーン
３０２  収納容器
３０３  ガス抜弁
３０４  リサイクル配管
４０１  混練モルタルコンクリート
４０２  吸込口
４０３  ポンプ
４０４  圧力計
４０５  配管
５０１  混練モルタルコンクリートパネル
５０２  温度計
５０３  加温容器
５０４  温風器
５０５  配管
５０６  風量調整弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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