(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出す気泡コンクリートの製造方法であって、前記フレッシュコンクリートが前記型枠内に充満してその容積に等しくなるまで膨張した後、内部で発生を続けるガスを余剰ガスとして前記蓋に設けたガス抜き孔を介して外部に放散させることを特徴とする気泡コンクリートの製造方法。
【請求項２】
発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出し、該気泡コンクリートを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造するポリマー含浸コンクリートの製造方法であって、前記フレッシュコンクリートが前記型枠内に充満してその容積に等しくなるまで膨張した後、内部で発生を続けるガスを余剰ガスとして前記蓋に設けたガス抜き孔を介して外部に放散させることを特徴とするポリマー含浸コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気泡コンクリートの製造方法およびポリマー含浸コンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマー含浸コンクリートは、基材であるコンクリートにモノマーを含浸させ、該モノマーを加熱等の手段で重合してポリマーを形成したコンクリートであり、通常のコンクリートに対して、強度、伸び能力、水密性・気密性、耐薬品性、耐磨耗性、耐候性、凍結融解抵抗性等の点において優れた性質を発揮することが期待されている。そして、最近では、含浸効率を高めるために、基材として気泡コンクリートを用いる研究が行われるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、気泡コンクリートは、粗骨材とセメントペーストとを練り混ぜたり、発泡剤や起泡剤あるいは安定な泡沫を用いて製造するが、練り混ぜ時に気泡が消滅する等の原因により、所望の気泡量を導入するのが困難であるという問題や、かかる気泡コンクリートを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造した場合、ポリマー含浸コンクリートの品質も不安定になるという問題を生じていた。
【０００４】
また、たとえ気泡量を安定させたとしても、モノマーを含浸できる深さは基材表面からせいぜい数十ｍｍに限られ、基材表面の水密性や耐薬品性等を改善することはできても、大断面を有する構造部材に適用して大幅な高強度化を図ることは困難であるという問題も生じていた。
【０００５】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、気泡コンクリート内に導入される気泡の量を制御するとともに所定の薬剤を十分に浸透可能な気泡コンクリートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、超高強度化が可能なポリマー含浸コンクリートの製造方法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】
上記目的を達成するため、本発明の気泡コンクリートの製造方法は請求項１に記載したように、発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出す気泡コンクリートの製造方法であって、前記フレッシュコンクリートが前記型枠内に充満してその容積に等しくなるまで膨張した後、内部で発生を続けるガスを余剰ガスとして前記蓋に設けたガス抜き孔を介して外部に放散させるものである。
【０００８】
また、本発明に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法は請求項２に記載したように、発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出し、該気泡コンクリートを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造するポリマー含浸コンクリートの製造方法であって、前記フレッシュコンクリートが前記型枠内に充満してその容積に等しくなるまで膨張した後、内部で発生を続けるガスを余剰ガスとして前記蓋に設けたガス抜き孔を介して外部に放散させるものである。
【０００９】
本発明に係る気泡コンクリートの製造方法においては、発泡剤の添加によってガスが発生し、それに伴ってコンクリートが膨張するが、コンクリートが型枠内に充満してその容積に等しくなるまで膨張したとき、コンクリートは型枠に拘束されてそれ以上膨張しなくなる。そして、内部で発生を続けるガスは、余剰ガスとしてコンクリート内にとどまることができずに蓋に設けたガス抜き孔を介して外部に放散する。
【００１０】
したがって、コンクリート内に残留するガスの量、すなわち気泡コンクリート内の気泡量は、型枠内の容積から投入時のフレッシュコンクリート体積を差し引いた大きさにほぼ等しくなる。
【００１１】
また、余剰ガスがまだ固まらないコンクリート内を移動してガス抜き孔から出ていく際、その通り道としてコンクリート中に多くの連通気泡を形成する。
【００１２】
また、本発明に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法においては、このように製造された気泡コンクリートを基材としてモノマーを含浸させる。
【００１３】
すると、モノマーは、基材表面に露出する連通気泡から基材内にスムーズに浸透し、通常のコンクリートあるいは従来の気泡コンクリートに比べて含浸深さおよび含浸量がきわめて大きくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気泡コンクリートの製造方法およびポリマー含浸コンクリートの製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る気泡コンクリートの製造方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態の製造方法においては、まず、セメント、骨材および水に発泡剤であるアルミニウム粉末を添加して練り混ぜる（ステップ１０１）。
【００１６】
アルミニウム粉末は、セメントの水和によって生じたＣａ（ＯＨ）2 との反応によって水素ガスを発生し、コンクリート中に微細気泡を分散させる。かかるアルミニウム粉末は、導入したい所望の気泡量よりも幾分多めの水素ガスが発生するようにその添加量を調整する。
【００１７】
なお、アルミニウム粉末には、型枠投入前における発泡を防止するために、２〜３時間程度発泡反応が遅延するもの、例えばアスファルトを蒸着させたものを使用するのがよい。また、練り混ぜ時に空気が入らないように消泡剤を添加しておくのがよい。
【００１８】
次に、このように練り混ぜたコンクリート１を図２(a) に示すように型枠２内に投入する（ステップ１０２）。ここで、コンクリート１中に導入したい気泡量をＡとしたとき、かかる導入気泡量Ａに相当する分だけ型枠２の上部に空間を残しておく。
【００１９】
型枠２は、コンクリートの自重によって発泡作用が阻害されないように、その深さを１ｍ程度以下とするのがよい。また、コンクリートの膨張によって型枠が変形しないように例えばリブを多数設けた鋼製の箱で構成するのがよい。
【００２０】
次に、図２(b) に示すように、型枠２にガス抜き孔３を設けた蓋４をする（ステップ１０３）。蓋４は、コンクリートの膨張圧を受けても型枠２から外れないように、適当な治具を用いてしっかりと固定しておく。
【００２１】
続いて、型枠２内のフレッシュコンクリートを養生して硬化させる（ステップ１０４）。
【００２２】
すると、アルミニウム粉末の添加によって発生した水素ガスは、図２(c) に示すようにコンクリート１中に独立気泡５を形成しながらコンクリート１を徐々に膨張させるが、コンクリート１が型枠２内に充満した後は、その膨張は制限される。そして、コンクリート１が型枠２の容積に等しくなるまで膨張した後は、水素ガスは、コンクリート１内にとどまることができずに、余剰ガスとして図２(d) に示すように蓋４に設けたガス抜き孔３を介して外部に放散する。また、余剰ガスがコンクリート１中を移動する際、たくさんの連通気泡６を形成する。
【００２３】
所定の養生期間が経過したら、気泡コンクリート１を型枠２から取り出す（ステップ１０５）。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係る気泡コンクリートの製造方法によれば、コンクリートを型枠に投入する際に一定の空間を残して蓋をしたので、コンクリートが型枠内に充満した後は該型枠によってその膨張が拘束される。
【００２５】
したがって、上述の空間に相当する体積を設計気泡量としてコンクリート内に確実に導入することが可能となり、気泡量に関してばらつきの少ない高品質な気泡コンクリートを製造することができる。
【００２６】
また、余剰ガスを蓋のガス抜き孔から放出させる際、該余剰ガスがコンクリート中を移動して連通気泡を形成するので、できあがった気泡コンクリートの表面には多数の連通気泡が露出することとなる。したがって、表面から所定の薬剤を含浸させるのに最適な気泡コンクリートとなる。
【００２７】
（第２実施形態）
図３は、本実施形態に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態の製造方法においても、第１実施形態で説明したと同様の手順で気泡コンクリートを製造する（ステップ１１１〜ステップ１１５）。なお、気泡コンクリートの製造方法については、第１実施形態とほぼ同様であるので、ここでは詳細な説明を省略するが、ポリマー含浸による強度増大に伴い、破壊性状が脆性を示す場合には、気泡コンクリートを製造する際にアラミド繊維等を適宜混入させておくのがよい。
【００２８】
気泡コンクリートを製造したならば、これを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造する（ステップ１１６）。すなわち、まず基材に熱風等を吹き付けて乾燥させた後、冷却し、次いで、所定のモノマーを含浸する。そして、加熱等の手段で重合させてポリマーを形成する。
【００２９】
モノマーは、例えばメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）やスチレンなどの低粘度のビニル系化合物を使用するのがよい。また、重合は、加熱の他、放射線、マイクロ波等の手段で行ってもよい。また、重合の際は、熱触媒として例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を使用し、架橋剤としてトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）やシランカップリング剤を使用すればよい。
【００３０】
ここで、第１実施形態の製造方法で製造された気泡コンクリート内には、多数の連通気泡が形成されており、それらは基材表面に露出している。したがって、これを基材としてモノマーを含浸させた場合、モノマーは、連通気泡から基材内にスムーズに浸透する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法によれば、連通気泡が多数形成された気泡コンクリートを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造するようにしたので、モノマーは、基材表面に露出する連通気泡からスムーズに基材内に浸透し、一般のコンクリートに比較した場合にはもちろんのこと、従来の気泡コンクリートに比べても、含浸効率が飛躍的に向上して含浸に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００３２】
また、ポリマー含浸率（基材コンクリートの乾燥重量に対する含浸されたポリマーの重量百分率）も大幅に増加するので、強度、伸び能力、水密性、気密性、耐薬品性、耐磨耗性、耐候性、凍結融解抵抗性等にきわめて優れたポリマー含浸コンクリートを製造することが可能となる。特に、連通気泡を介して基材内部のいたるところにモノマーを含浸させてポリマーを形成することができるので、構造部材として使用する場合の強度特性が飛躍的に改善され、プレキャストコンクリートの超高強度化あるいは超軽量化が可能となる。
【００３３】
また、導入気泡量を所望の量に調整しそのばらつきがきわめて少ない気泡コンクリートを基材としたので、ポリマー含浸コンクリートの品質も安定し、強度特性のばらつきを大幅に低減することができる。
【００３４】
また、連通気泡を介したスムーズな含浸が可能であるため、含浸処理効率を高めるために乾燥温度を高くしたり、脱気あるいは加圧含浸を行ったりする必要が少なくなる。
【００３５】
また、従来においては、現場処理で乾燥温度をあまり高く設定できないこと、設備面で常圧含浸に頼らざるを得ないこと等により良質なポリマー含浸コンクリートを製造することは困難であったが、本実施形態によれば、現場処理であっても良質なポリマー含浸コンクリートを製造することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る気泡コンクリートの製造方法は、発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出すので、気泡コンクリート内に導入される気泡量を制御するとともに気泡を連通気泡として薬剤の含浸に最適な気泡コンクリートを製造することができる。
【００３７】
また、本発明に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法は、発泡剤をセメント、骨材および水に添加して練り混ぜ、練り混ぜられたフレッシュコンクリートを所望の導入気泡量に相当する空間を残して型枠内に投入し、該型枠にガス抜き孔を設けた蓋をし、前記フレッシュコンクリートを前記型枠内で養生硬化させ、形成された気泡コンクリートを前記型枠から取り出し、該気泡コンクリートを基材としてポリマー含浸コンクリートを製造するので、強度がきわめて高くしかも強度特性のばらつきが少ないポリマー含浸コンクリートを製造することが可能となる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る気泡コンクリートの製造方法を示すフローチャート。
【図２】第１実施形態に係る気泡コンクリートの製造手順の一部を説明する説明図であり、(a) はアルミニウム粉末を添加したコンクリートを所定の空間を残して型枠内に投入した様子、(b) はこれに蓋をした様子、(c) は発泡反応が進行している様子、(d) は余剰ガスが型枠のガス抜き孔から抜けているとともにその際に多くの連通気泡が形成されている様子をそれぞれ説明したもの。
【図３】第２実施形態に係るポリマー含浸コンクリートの製造方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０１、１１１            練り混ぜ工程
１０２、１１２            投入工程
１０３、１１３            蓋の取付け工程
１０４、１１４            養生硬化工程
１０５、１１５            脱型工程
１１６                    含浸工程
【図１】
0003814809.tif 000002
【図２】
0003814809.tif 000003
【図３】
0003814809.tif 000004