(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）火山灰または火山礫から得られた２ｍｍ未満の粒度範囲の粉末３０〜５０容量部（Ａ１）及び２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の粉体１５〜２５容量部（Ａ２）；及びセメント２０容量部（Ｂ）；を準備し、
（２）上記（Ａ１）及び（Ａ２）を合せて空練りして２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の火山粒子の気孔内に２ｍｍ未満の粒度範囲の火山灰微細粒または空練り中に発生する磨砕微細片が充填された高密度化状態となし、
（３）この高密度化空練り混合物に上記（Ｂ）を導入してさらに空練りを継続して高密度化火山灰粒の個々の表面にセメントを蜜に付着せしめることからなる防水性セメント組成物の製法。
【請求項２】
工程（３）において腐植質アロフェン土壌粉末０．０５〜８容量部を添加することを特徴とする請求項１記載の製法。
【請求項３】
（１）火山灰または火山礫から得られた２ｍｍ未満の粒度範囲の粉末３０〜５０容量部（Ａ１）及び２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の粉体１５〜２５容量部（Ａ２）；セメント２０容量部（Ｂ）；及び水２０〜２５容量部（Ｃ）を準備し、
（２）上記（Ａ１）及び（Ａ２）を合せて空練りして２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の火山粒子の気孔内に２ｍｍ未満の粒度範囲の火山灰の微細粒または空練り中に発生する磨砕微細片が充填された高密度化状態となし、
（３）この高密度化空練り混合物に上記（Ｂ）を導入してさらに空練りを継続して高密度化火山灰粒の個々の表面にセメントを蜜に付着せしめ、
（４）しかる後に、（Ｃ）を導入して湿式混練し、
（５）得られる混合物を施工位置に配置して締固めして気泡を排除することからなる防水性コンクリート工法。
【請求項４】
工程（２）及び／または（３）において腐植質アロフェン土壌粉末０．０５〜８容量部を添加することを特徴とする請求項３記載の工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防水性コンクリート工法、その工法で用いられる防水性セメント調合物の製法、ならびに火山灰または火山礫由来の材料を高密度化した骨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の防水手段としては、コンクリート自体の防水性を向上させるために防水剤例えばケイ酸ソーダ、またはシリカ系の化合物を用いてセメント水和生成物である石灰分と結合させて不溶性ケイ酸石灰となして空隙を満たす方法；金属セッケン、ワックスにより撥水性を生じさせる方法；樹脂系エマルジョン配合により防水性を向上させる方法等がある。
【０００３】
さらにはコンクリート構造物の防水手段としては、コンクリート表面を防水仕上げする方法があり、アスファルトを用いて防水層を形成する方法、セメント防水剤をセメントまたはモルタルに配合して構造物表面に塗布施工する方法、合成樹脂や合成ゴムの溶液またはエマルジョンを塗布して防水層あるいは防水シートを形成する方法、防水ペイントで塗装する方法等がある。
【０００４】
これらの従来のコンクリート防水方法は、特殊な添加剤を用いたり、高価な防水材を用いたり、複雑で多量の労働力及び時間を要したりして、いずれも大きな経費を必要とするものであり、また有機質材料使用の場合は、相対的に耐用年数が短く（例えば４〜５年）、補修や再施工を頻繁に必要とする欠点がある。
【０００５】
さらに重大な問題はコンクリート部分に亀裂が生じ易く、わずかな亀裂であっても雨水等の浸入迷走により建物の外観を損なうばかりでなく、カビの発生、その他住環境の悪化、貯蔵環境（倉庫等の場合）の劣化をもたらすことである。また一旦生じた亀裂は、種々な気候条件の下で生長、発達し問題を深刻化させることも周知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記の如き従来のコンクリート防水に伴なう種々の問題を検討し、それらの問題を解決すべく試験研究を重ね低コスト、軽量、無亀裂性の防水性コンクリート組成物及びそれを用いての防水施工方法を研究した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明は多孔性物質である火山灰または火山礫（代表的には「軽石」）から得られる相対的に粗大な粒子部分と相対的に微細な粒子部分とを特定の比率で併用し、それらを空練りし、それらの気孔にはるかに微細な火山灰粒を充填し、気孔開口を閉塞状態として高密度化させた火山灰粉体を、セメントを乾式混合した後に水を導入して湿式混練し、この混合物を施工位置に塗布し、締固めて養生固化させることにより、亀裂を生じない優れた防水層を形成できるという成果を達成した。
【０００８】
従って、本発明は、（１）火山灰または火山礫から得られた２ｍｍ未満の粒度範囲の粉末３０〜５０容量部（Ａ1）及び２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の粉体１５〜２５容量部（Ａ2）；及びセメント２０容量部（Ｂ）；を準備し、（２）上記（Ａ1）及び（Ａ2）を合せて空練りして相対的に粗大な火山粒子の気孔内に火山灰の微細粒または空練り中に発生する磨砕微細片が充填された高密度化状態となし、（３）この高密度化空練り混合物に上記（Ｂ）及び所望により慣用添加剤を導入してさらに空練りを継続して高密度化火山灰粒の個々の表面にセメントを密に付着せしめることからなる防水性セメント調合物の製法を提供する。
【０００９】
さらに本発明は、（１）火山灰または火山礫から得られた２ｍｍ未満の粒度範囲の粉末３０〜５０容量部（Ａ1）及び２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の粉体１５〜２５容量部（Ａ2）；セメント２０容量部（Ｂ）；及び水２０〜２５容量部（Ｃ）を準備し、（２）上記Ａ1及びＡ2を合せて空練りして相対的に粗大な火山粒子の気孔内に火山灰の微細粒または空練り中に発生する磨砕微細片が充填された高密度化状態となし、（３）この高密度化空練り混合物に上記（Ｂ）及び所望により慣用添加剤を導入してさらに空練りを継続して高密度化火山灰粒の個々の表面にセメントを密に付着せしめ、（４）しかる後に（Ｃ）を導入して湿式混練し、（５）得られる混合物を所定位置に配置して締固めして気泡を排除することからなる防水性コンクリート工法をも提供する。
【００１０】
さらに本発明は、火山灰または火山礫からなる骨材であって、その気孔内に微細な火山灰粒を充填して気孔開口を閉塞状態となし高密度化したことを特徴とする骨材をも提供する。
【００１１】
本発明によれば、二つの粒度分布、すなわち２ｍｍ未満の範囲と２ｍｍ〜４ｍｍの範囲の火山灰（または火山礫）由来の粉体及び粉体を併用するためそれらのいろいろな寸法の粒子が緊密に詰った状態を呈すると共に、両者を空練りすると火山灰または火山礫に特有の気孔内に微細な火山灰粒が充填し気孔開口を閉塞し高密度化することが顕微鏡による観察により認められる。
【００１２】
このような高密度化された火山灰または火山礫の骨材にセメントを配合して空練りを継続すると相対的に大きな骨材の個々の粒子の表面に相対的に微細なセメント粉体が接触し密着した状態となり、骨材表面の小さな凹凸部もセメント粉体で充填されて来る。この空練りの段階で、所望により慣用添加剤類あるいは顔料等の着色剤を導入することができる。
【００１３】
本発明者は、火山灰堆積物が永年にわたる風化作用を受けることによって生じた腐植質アロフェン土の特殊な挙動・性質に注目して、その種々な工業的利用を、例えば特開平８−７１４１４号、同平８−８９５６５号、同平８−１３４４９９号等で既に提案しているが、上記の骨材／セメント空練り段階で、腐植質アロフェン土壌粉体を添加すると、防錆性、防カビ性、防汚性（防苔性）、脱臭性、防結露性が付与されることが発見された。このような特性が付与されると、地下室、貯水槽、炊事場、水処理場、病院等の施工のために極めて適当である。
【００１４】
さて、前記のように、空練りされた高密度化骨材／セメント調合物は、次いでスランプ値６〜１０ｃｍ程度を示すような量の水と混合される。
【００１５】
もしも火山灰（または火山礫）、セメント及び水を同時に混合すると、火山灰のガス脱出空隙穴（気孔）の周囲に水が付着し、セメントはペースト状になって水と先に水和反応して水和物となってしまい、火山灰骨材へのセメントの良好な付着が阻害され多くの気孔空隙がそのまま残留することが観察された。
【００１６】
本発明による高密度化骨材／セメント調合物と水との混練物は次いで施工現場において使用される。打込み時の締固めは従来法で行なうことができ、例えばコテを用いて転圧しコンクリート中の気泡を排出しつつ均一に展延し、仕上げる（このとき、コンクリートのスランプ値は概略６ｃｍ程度である）。大規模施工においては、周知のように振動機、例えば内部振動機、型枠振動機、表面振動機を用い、気泡や空隙のない密実なコンクリートを形成し、また鉄筋の周囲や型枠の隅々まで充分に分布されるようにする。
【００１７】
本発明の２ｍｍ未満の粒度範囲の火山灰（火山礫）の粉体（Ａ1）と２ｍｍ〜４ｍｍの粒度範囲の粉体（Ａ2）との空練りによる高密度化の試験例を示すと以下の通りである。
【００１８】
鹿児島県鹿屋市古江産出の火山灰（軽石）から、（Ａ1）として０〜１．０ｍｍの粒度のもの３０容量部及び１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（未満）のもの４０容量部を採り、また（Ａ2）として２．０ｍｍ（以上）〜３．０ｍｍのもの３０容量部を採った。上記（Ａ1）及び（Ａ2）を混合したときの初期比重は０．９８０であった。回転式振動モーター（テーメックス社製；３，４５０ｖ．ｐ．ｍ）で駆動したコンクリートミキサー（浅香工業株式会社製：４５ｒ．ｐ．ｍ．）に上記混合物を入れ振動下に空練りを行ない時間の経過に伴ないサンプリングを行ない混合物の比重を測定して下記の結果を得た。
0003816153.tif 000002
【００１９】
以上の実験では約１５％にも及び高密度化が達成された。この空練り前の混合物を顕微鏡で見ると火山灰に特有の多数のガス脱出孔（気孔）が明瞭に認められたが、空練り後にはガス脱出孔は微細な火山灰砕粒によって奥の方まで実質的に閉塞された状態となったことが認められた。従って後でセメントや水と混合したときには、ガス脱出孔（気孔）中に存在する空気量が少ないために、悪影響を与えることがなく、緻密な高強度の硬化物を与えるものと考えられる。硬化物の緻密性及び残存気泡の少なさは、顕微鏡によって明瞭に認められた。
【００２０】
本発明で使用するのに適当な火山灰（または火山礫）の（Ａ1）及び（Ａ2）成分の粒度分布の一例を図１に示す。図１における実線の曲線はコンクリートにおいて慣用の細骨材及び粗骨材（すなわち砂、砂利）の粒度分布の代表的な例であり、比較のために示されている。この図示から明らかなように本発明の火山灰または火山礫由来の細成分（Ａ1）及び粗成分（Ａ2）は、慣用の細骨材（砂）及び粗骨材（砂利）よりもそれぞれ著しく小さい粒度分布で併用されており、しかも前述の如き独特な空練り高密度化処理を受ける。
【００２１】
本発明によるセメント調合物の組成は、セメント２０容量部を基準として、細成分（Ａ1）が３０〜５０容量部、好ましくは３５〜４５容量部及び粗成分（Ａ2）が１５〜２５容量部、好ましくは１７〜２３容量部である。ここに（Ａ1）及び（Ａ2）の量は空練り高密度化処理前の量である。
【００２２】
細成分（Ａ1）と粗成分（Ａ2）との混合物の空練りは、普通のコンクリートミキサーで約３〜５分、例えば４分前後実施することにより、適切な高密度化が達成できるが、さらに長い空練り時間（例えば１０分程度まで）を使用することも可能であり、コンクリートの性能のためには好ましいようである。
【００２３】
高密度化された空練り（Ａ1＋Ａ2）混合物に対して所要量のセメントを導入し、空練りをさらに２〜５分、通常は約３分前後継続することにより本発明のセメント調合物を得ることができる。
【００２４】
このセメント調合物を直ちに施工に使用する場合にはミキサー中のセメント調合物に水（前記Ａ1、Ａ2及びセメントの容量部基準で約２０〜２５容量部）を加えて、混練してスランプ値６〜１０ｃｍの混練物を得る。混練時に水は骨材に付着したセメントに吸収され、骨材の気孔中の気泡の不存在あるいは僅少のために、骨材へのセメントの良好な接近及び接触が促進される。
【００２５】
施工時の締固めの際のコテ操作や振動機による圧力、揺動等の作用により可成りの水分が上部へ分離して来て、その締固め（硬化前）施工物はスランプ値約５〜７ｃｍ程度を示すようになり、これを硬化養生して得られる軽量コンクリートの強度は概略１３０ｋｇ／ｃｍ2前後である。
【００２６】
施工は吹き付け法によっても行なうこともでき、例えばモルタル壁体等に吹き付けて、防水、防音、断熱性の高い耐亀裂性仕上面を得ることができる。
【００２７】
本発明の防水コンクリート工法により達成される防水性はＪＩＳ  Ａ  ６１０１によって測定して０．１９〜１．７４％（吸水率）の範囲であり、このような値は普通のコンクリートの約１０％前後の値よりもはるかに低い。
【００２８】
先に本発明のセメント調合物に腐植性アロフェン土粉末を添加できることを述べたが、この場合には例えば水道水中の塩素が除去され、またその他の金属イオンも除去されるので、金属部材、例えば鉄筋、鉄骨等の耐腐食性が向上する。
【００２９】
【実施例】
火山灰由来の粒度２ｍｍ未満の細成分４０ｌ及び火山礫由来の粒度２ｍｍ〜４ｍｍの粗成分２０ｌをコンクリートミキサーに仕込み、４分間空練りし、次いで普通ポルトランドセメント２０ｌをその空練り混合物に加えて空練りを２．５分間継続した後水２３ｌを入れ混練しスランプ値８ｃｍの混練物を得た。
【００３０】
骨材混合物の空練り混合前後の見掛比重はそれぞれ０．９７７及び１．１１４であり、空練り後の骨材混合物中の個々の粒子の気孔内は微細粉体で実質的に詰め尽されていることが顕微鏡観察で認められた。
【００３１】
上記スランプ値８ｃｍの混練物を既製コンクリート粗面上に約１３ｍｍの厚さに押し拡げコテで転圧し、同伴気泡を排除しつつ可成りの水分が表面に移行分離する状態としてから、放置し固化、養生させた（材令７日）。
【００３２】
比較例１
上記実施例の操作において細成分、粗成分及びセメントを一緒にミキサーに仕込み、４分空練りし、次いで水を入れて混練したものを用いて、同様に施工、養生させた（材令７日）。
【００３３】
比較例２
上記実施例の操作において、慣用の砂からなる細骨材、セメント及び水からモルタルを調合し、同様に施工、養生させた（材令７日）。
【００３４】
上記の材令の各試料の吸水率（ＪＩＳ  Ａ  ６１０１）は下記の通りであった。
実施例          １．６１％
比較例１      １３．７％
比較例２      １０．２％
【００３５】
１年後に施工仕上面を観察したところ実施例のものには亀裂が認められなかったが比較例１及び２のものについては小さい亀裂の発生が認められ、殊に比較例２のものについては相当大きな亀裂にまで生長している個所が多く認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の火山灰由来の細成分（Ａ1）及び粗成分（Ａ2）の粒度分布図。
【図１】
0003816153.tif 000003