JP2004224647A

JP2004224647A - Concrete composition, concrete structure, and concrete additive

Info

Publication number: JP2004224647A
Application number: JP2003015037A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kawashiri; 義孝河尻
Original assignee: Hinomaru Carbotechno Co Ltd
Current assignee: Hinomaru Carbotechno Co Ltd
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP4460223B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide concrete with functions such as gas absorption and deodorization without damaging the basic strength property and durability of the concrete structure. <P>SOLUTION: The concrete composition contains pitch coke particles (A) with average diameter of 0.5-10 mm, carbon ratio of ≥90%, and hardness of ≥5.1 kg and strengthened carbon particles (B) with an average diameter of 0.5-3 mm which is formed by carbonizing plant materials, where A and B are controlled to be A:B=9:1-7:3 and A+B=1-3 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート組成物、コンクリート構造体およびコンクリート添加材に関し、詳しくは、建築物の壁面などを構築するのに利用されるコンクリート組成物と、コンクリート組成物で構築されるコンクリート構造体と、コンクリート組成物に配合されるコンクリート添加材とを対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
住宅、その他の建築物の壁面などをコンクリート構造体で構成することが行われている。住宅の室内壁面にコンクリート構造体が露出した状態で配置される場合もある。
コンクリート構造体を構成するコンクリート材料に、木炭紛やコークサンドなどからなる微紛炭を配合しておく技術が提案されている。微粉炭が有する脱臭機能や揮発性ガス吸着機能、調湿機能などによって、コンクリート構造体が設置された空間に対して、臭いを除去したり、いわゆるシックハウス症候群の原因とされる揮発性ガスを除去したり、快適な湿度環境を維持したりできるとされている（特許文献１参照）。
【０００３】
本件発明者は、建築物の施工下地面として、コンクリート層の下層に、ピッチコーク粒と木炭質材とが配合された炭素埋設材を埋設しておくことで、木炭が有する電磁気的作用などを有効に発揮できるとともに、載荷力を向上させて、コンクリート層にひび割れなどが生じ難くする技術を提案している（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００１−２６１４１０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特許第２６５４３６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート構造体に木炭粉が配合されていると、コンクリート構造体の強度が大幅に低下してしまい、建築物の構造体として必要な強度や耐久性が発揮できなくなる。木炭粉の配合量を少なくすれば、コンクリート構造体の強度低下は少なくなるが、木炭粉が有するガス吸着機能などが十分に発揮できない。
コークサンドあるいはピッチコーク粒は、コンクリート構造体の強度を低下させることは比較的に少ないが、木炭粉に比べてガス吸着機能が劣るため、目的とする機能が十分に発揮できない。
【０００７】
前記した特許文献２の技術では、コンクリート層とは別に、ピッチコーク粒と木炭質材との混合層を配置しているので、コンクリート層の強度は十分であるが、コンクリート層に遮断されるので、木炭質材のガス吸着機能などを室内空間に及ぼすことはできない。
本発明の課題は、コンクリート構造体の基本的な強度特性や耐久性を損なうことなく、ガス吸着や脱臭などの炭素材料が有する機能を有効に発揮できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるコンクリート組成物は、コンクリート材料に、平均粒径０．５〜１０ｍｍで炭素率９０％以上、硬度５．１ｋｇ以上のピッチコーク粒（Ａ）と、植物原料を炭化させてなる平均粒径０．５〜３ｍｍの強化炭粒（Ｂ）とを、Ａ：Ｂ＝９：１〜７：３の割合で、Ａ＋Ｂを１〜３重量％含有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔コンクリート材料〕
基本的には、建築物の壁面構造体その他のコンクリート構造体を構築するのに利用されているコンクリート材料と共通する材料が使用できる。
コンクリート材料の基本成分として、セメントおよび骨材がある。セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、スラグセメント、シリカセメント、左官用セメントなどが挙げられる。骨材には、天然石や砕石、天然砂、砕砂などがある。
【００１０】
さらに、必要に応じて添加される成分として、減水剤、ＡＥ剤、消泡剤、硬化調整剤、着色剤などがある。気泡コンクリートを製造する場合には、発泡剤が配合される場合もある。
コンクリート材料の配合成分および配合量は、使用する用途や要求性能に合わせて設定される。
コンクリート組成物には、上記したようなコンクリート材料の成分に加えて、ピッチコーク粒および強化炭粒が配合される。
〔ピッチコークス粒および強化炭粒〕
＜ピッチコークス粒＞
ピッチコーク粒は、コールタールや石油を蒸留して得られるピッチを原料にして製造されたコークスすなわちピッチコークスの粉粒である。
【００１１】
ピッチコークスの製造方法は、通常の各種ピッチコークスと同様の方法が適用される。
ピッチコーク粒として、炭素率９０％以上、硬度５．１ｋｇ以上のものを使用する。好ましくは、炭素率９８〜９９．９％である。十分な硬度を有することで、コンクリート構造体の強度や耐久性を確保できる。炭素率が高いものほど、硬度や破壊強度が向上する。炭素率あるいは硬度を適切な範囲に設定することで、工業的かつ経済的生産に適し、目的とする機能を十分に発揮できるピッチコーク粒となる。
【００１２】
ピッチコーク粒の粒径は、使用目的によっても異なるが、通常は平均粒径が０．５〜１０ｍｍの範囲のものが使用される。好ましくは、平均粒径０．５〜３ｍｍである。粒径が小さ過ぎると、骨材としての強度が低下する。粒径が大き過ぎると、コンクリートにクラックが発生し易くなる。
＜強化炭粒＞
通常の木炭に比べて機械的強度を向上させた強化木炭が使用できる。木炭に特有の吸放湿機能や脱臭機能、揮発性ガス吸着機能などを有している。木炭の原料となる木材の代わりに、竹など各種の植物原料を炭化させてなる強化炭粒も使用できる。
【００１３】
比重２〜２．３、圧縮強度１〜３ｔ／ｃｍ^２を有するものが好ましい。より好ましくは、比重１．８５〜２．０、圧縮強度２〜３ｔ／ｃｍ^２である。比重が高いほど、強度や耐久性が向上する。圧縮強度が高いほど、コンクリート構造体の強度や耐久性への影響が少なくなる。但し、木炭などの植物を原料にして、工業的かつ経済的な生産を可能にするには、比重および圧縮強度には実用的に限界がある。また、比重や圧縮強度を過度に向上させようとすると、揮発性ガスの吸着能力など、植物原料を用いた炭に特有の機能が低下する。
強化炭として、針葉樹を細かく粉砕あるいは裁断したチップを、加圧して圧縮した後、１１００〜１２００℃で焼成して、製造されたものが使用できる。加圧時の圧力として約２０００ｋＰａ程度が採用できる。このような製造方法を採用することで、前記した特性を備えた強化炭が容易に製造できる。チップを使用することで圧縮が容易になり、比重や圧縮強度を向上させ易い。加圧圧力を高めるほど、比重や圧縮強度は高まるが、実用的な限度がある。加圧圧力が高過ぎると、木炭などに特有の揮発性ガス吸着能力などが低下する場合がある。適切な焼成温度を選択することで、目的とする特性を備えた強化炭が効率的に生産できる。
【００１４】
強化炭は、平均粒径０．５〜３ｍｍに粉砕されたものが使用される。好ましくは、平均粒径０．５〜２ｍｍである。粒径が小さ過ぎると、コンクリートの肌を黒く着色してしまい、強度も低下させる。粒径が大き過ぎると、クラックが発生し易くなる。
植物原料として、木炭の原料になるウバメガシなどの木材に比べて入手が容易で安価な竹を使用すれば、強化炭を経済的に生産できる。竹を使用する場合も、前記同様のチップを加圧圧縮してから焼成して炭化させる技術が有効である。竹材として、まだけ、はちく、もうそうちく、ほていちく、くろちく、めだけ等が挙げられる。
【００１５】
強化炭として、木材や竹材などの植物原料をそのまま加圧圧縮してから焼成して炭化させたもののほか、木材や竹材を炭化して得られる通常の木炭や竹炭を、さらに加圧圧縮してから再焼成して得られた強化炭も使用できる。
強化炭としては、前記した吸放湿機能や脱臭機能、揮発性ガス吸着機能に加えて、マイナスイオン放出機能、遠赤外線放射機能などに優れたものが好ましい。通常は、これらの機能を強化炭の単独状態で測定し、その結果に優れたものを、ピッチコーク粒と組み合わせて使用すればよい。ピッチコーク粒との組み合わせによって、さらにガス吸着機能などが相乗的に向上できるものが好ましい。
【００１６】
＜組み合わせ配合＞
コンクリート組成物には、コンクリート材料に加えて、ピッチコーク粒（Ａ）と強化炭粒（Ｂ）とを組み合わせて配合する。
配合割合として、Ａ：Ｂ＝９：１〜７：３に設定する。好ましくは、Ａ：Ｂ≒８：２である。強化炭粒が多いほど、揮発性ガス吸着能力などが高まるが、コンクリート構造体の強度などを低下させる。強化炭とピッチコーク粒の割合を適切に設定することで、コンクリート構造体の強度などを損なわずに、木炭が有する機能を有効に発揮させることができる。しかも、単独ではガス吸着機能などをほとんど示さないピッチコーク粒が、強化炭粒と組み合わせられることによって、相乗的にガス吸着機能などが高まることになる。
【００１７】
コンクリート組成物の全体に対するＡ＋Ｂの配合割合を、１〜３重量％に設定できる。好ましくは約２重量％である。Ａ＋Ｂの配合量が多いほど、強化炭の機能は有効に発揮できるが、コンクリート組成物の取扱い作業性やコンクリート構造体の本来の特性を低下させる心配がある。
〔コンクリート構造体〕
コンクリート組成物に水を加えて、水和硬化させれば、コンクリート構造体が得られる。水の添加は、コンクリート組成物を構成する他の成分が全て配合されてから行ってもよいし、一部の配合成分と水とを同時に添加したり、水を加えたあとで、一部の配合成分が添加されたりする場合もある。
【００１８】
コンクリート構造体の使用目的に合わせて、任意の形状に成形することができる。通常は、金属等で構築された成形型枠の内部に、水を加えてスラリー状になったコンクリート組成物を打設し、一定時間放置して養生硬化させる。高圧高温を加えるオートクレーブ養生を行ったり、圧力空気を供給して気泡を形成させたりすることもできる。
コンクリート組成物に加える水の量は、通常のコンクリート構造体と同様の範囲に設定できる。強化炭粒の吸水が多い場合は、その分を見込んで水の配合を変えることもできる。一般的には、水：セメント比を、５０：５０〜４０：６０の範囲に設定できる。
【００１９】
コンクリートが水和硬化する過程では、強化炭粒に吸収保持された大量の水分が徐々に放出されるという作用が生じる。その結果、コンクリートの水和硬化にとって適切な量の水分が供給されて、良好な水和硬化が促進されるという効果が発揮できる。コンクリートの養生工程で外部から大量の水を供給する必要がなくなる。従来のコンクリートでは、過剰に配合された水分がコンクリート内部から蒸発するときにコンクリートに微細なクラックが発生するという問題があったが、強化炭粒に水分が保持され徐々に放出されれば、そのような問題が軽減される。
【００２０】
コンクリート構造体は、一般住宅や集合住宅、工場、オフィスビル、公共建築物その他、各種建築物の、側壁、床、天井、屋根を含む壁面構造に適用される。
コンクリート構造体を、ピッチコーク粒および強化炭粒を含まないコンクリート組成物で構築されコンクリート構造体の構造強度を主に負担する本体部と、ピッチコーク粒および強化炭粒を含むコンクリート組成物で構築され本体部の表面を覆って施工環境に対するガス吸着機能などを主に果たす表層部とで構成することもできる。この場合、表層部を構成するコンクリート組成物には、前記した配合量よりも多量の強化炭粒あるいはコンクリート添加材を配合してガス吸着機能などを高めることができる。この場合、多量の強化炭粒を配合することでコンクリート強度が低下しても、コンクリート構造体の全体における構造強度にはそれほど影響しない。本体部には、前記した配合量範囲で比較的に少量の強化炭粒あるいはコンクリート添加材を配合し、表層部には、比較的に大量の強化炭粒あるいはコンクリート添加材を配合しておくこともできる。
【００２１】
〔コンクリート添加材〕
コンクリート組成物を製造する際に、ピッチコーク粒と強化炭粒とを別々に配合することもできるが、予めピッチコーク粒と強化炭粒とが所定の割合で混合されたコンクリート添加材を使用することができる。
ピッチコーク粒と強化炭粒とを均一に混合しておけるので、コンクリート組成物あるいはコンクリート構造体の内部におけるピッチコーク粒と強化炭粒との分布が偏り難く、全体が均等な機能を発揮することができる。また、コンクリート組成物の製造工程が簡単になる。
【００２２】
コンクリート添加材は、ピッチコーク粒と強化炭粒とのみからなるものであれば、コンクリート組成物の使用目的に合わせて、他の成分は自由に組み合わせて配合することができる。
但し、コンクリート添加材に、ピッチコーク粒と強化炭粒とに加えて、コンクリート材料の一部の成分を配合しておけば、コンクリート組成物の製造作業が簡略化できる。ピッチコーク粒や強化炭粒を劣化させたり変質させたりする成分は、コンクリート添加材には配合しないほうがよい。
【００２３】
【実施例】
本発明の実施形態となるコンクリート組成物を製造し、その性能を評価した。
〔コンクリート組成物の配合〕
＜実施例１〜３＞
セメント９８重量部に、ピッチコーク粒Ａ＋強化炭Ｂを２重量部配合した。
ピッチコーク粒は、日の丸カーボテクノ社製、平均粒径２ｍｍ、炭素率９９．９％のものを用いた。
強化炭は、平均粒径２ｍｍ、比重２〜２．３、圧縮強度２〜３ｔ／ｃｍ^２のものを用いた。この強化炭は、平均径２ｍｍの針葉樹チップを、２０００ｋＰａで加圧して圧縮した後、１１００〜１２００℃で焼成炭化させたものである。
【００２４】
下記表に示すように、ピッチコーク粒と強化炭との割合を種々に変更したものを製造した。
＜比較例１＞
ピッチコークスを配合しない以外は、実施例１〜３と同じ配合である。
＜比較例２＞
強化炭を配合しない以外は、実施例１〜３と同じ配合である。
〔コンクリート構造体の製造〕
各実施例および比較例のコンクリート組成物４０重量部に水６０重量部を混ぜてコンクリートスラリーを調製し、型枠に打設して、コンクリート構造体からなる試験片を作製した。
【００２５】
〔性能評価〕
試験片に対して、以下の評価試験を行なった。その結果を、下表に示す。
＜ガス吸着性試験＞
ホルムアルデヒド、アンモニアおよび酢酸に対する吸着能力を測定した。試験方法は常法にしたがって行った。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【表３】

【００２９】
＜吸着能力の評価＞
（１）比較例１と比較例２を対比すると、強化炭粒Ｂは、何れのガスに対しても良好な吸着能力を示すのに対し、ピッチコーク粒Ａには、あまり吸着能力がないことが判る。
（２）実施例１〜３に示すように、ピッチコーク粒Ａと強化炭粒Ｂとを組み合わせた場合、総合的には、ピッチコーク粒Ａの割合が増えるほど、吸着能力は低下する。しかし、強化炭粒Ｂよりもピッチコーク粒Ａのほうが多くなっても、吸着能力の低下はそれほど顕著にはならない。ピッチコーク粒Ａが大部分（９０％）を占めていても（実施例３）、実用的に十分な吸着能力を示すことが判る。
【００３０】
これは、ピッチコーク粒Ａと強化炭粒Ｂとを組み合わせた場合には、単純に両方の吸着能力が足し合わされるのではないことを示している。ピッチコーク粒Ａの吸着能力が強化炭粒Ｂの存在によって強化されていると言える。その理由は、詳細には不明であるが、例えば、強化炭粒Ｂが迅速にガスを吸着したあと、吸着されたガスが徐々にピッチコーク粒Ａに移行することなどが起きているのではないかと推測される。
（３）したがって、原料コストなどの経済性を考慮すれば、必要とされる吸着能力が発揮できる範囲で、ピッチコーク粒Ａの割合をできるだけ多くすることが好ましい。
【００３１】
＜コンクリート強度試験＞
前記実施例に準じて、実施例１０〜１２および比較例１０〜１２のコンクリート組成物を調製し、コンクリート構造体からなる試験片を作製した。水：コンクリート比が、５０％、５５％、６０％の３種について作製した。
得られた試験片に、常法にしたがって、４週圧縮強度および引張強度を測定した。測定結果は、ピッチコーク粒Ａおよび強化炭粒Ｂを加えない場合（比較例１０）に対する強度比で表している。前記３種の試験片についての平均値で示す。
【００３２】
【表４】

【００３３】
＜コンクリート強度の評価＞
（１）実施例１０〜１２によれば、強化炭粒Ｂに対するピッチコーク粒Ａの割合が十分に多ければ、コンクリート単独の場合（比較例１０）に比べて、それほど強度の低下が起こらないことが判る。実用上、十分な強度が発揮できる。
（２）但し、Ａ＋Ｂの配合量が増え過ぎると（比較例１１）、強度の低下が甚だしくなり、コンクリート構造体としての実用性が乏しくなる。
＜マイナスイオン放出機能＞
マイナスイオン計を用いて、マイナスイオン放出機能を評価した。
【００３４】
コンクリート構造体として、前記比較例１０の試験片（強化炭粒およびピッチコーク粒を含まない）と、比較例１０の試験片の片面に、強化炭粒とピッチコーク粒とが配合された実施例１２のコンクリート組成物からなる表層部を設けた試験片（実施例２０）を用いた。
その結果は、実施例２０の表層部側におけるマイナスイオン放出量は、比較例１０に比べて約３倍にも達していた。また、実施例２０の試験片は、コンクリート強度については、比較例１０と同等に優れたものであった。
〔竹炭の使用〕
強化炭として、前記実施形態の針葉樹チップ炭の代わりに、竹炭を使用した。
【００３５】
竹炭は、竹材を比較的に低温度で炭化させてなる市販の竹炭を、平均粒径２ｍｍに粉砕し、加圧して圧縮した後、９２０℃で再焼成したものを用いた。この加圧後の再焼成処理によって、竹炭の電気抵抗は小さく共振周波数は低くなるという特性の変化が生じ、遠赤外線放出などの機能が大幅に向上する。
得られた再焼成竹炭を、前記実施形態と同様にして、ピッチコーク粒と組み合わせてコンクリートに配合しコンクリート構造体を作製したところ、遠赤外線放出機能やガス吸着機能などが有効に発揮されるとともに実用的に十分なコンクリート強度を有していることが確認できた。
【００３６】
竹炭は、通常の木炭に比べて原料の入手が容易で安価であるため、コンクリート構造体の施工コストを低減できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明にかかるコンクリート組成物は、コンクリート材料に、特定のピッチコーク粒および強化炭粒を組み合わせて特定の配合割合で配合している。
このようなコンクリート組成物から製造されるコンクリート構造体は、コンクリート構造体に必要な強度や耐久性などの基本的な機能は十分に備えた上で、揮発性ガスの吸着機能や脱臭機能、マイナスイオン放出機能、遠赤外線放射機能などに極めて優れた性能を発揮することができる。
特に、ピッチコークス粒に、比較的少量の強化炭粒を加えるだけで、本来はガス吸着機能がそれほど無いと考えられるピッチコークス粒を主成分としながら、コンクリート構造体に対して、実用的に十分なガス吸着機能を付与することができる。コンクリート強度を低下させず、経済的に、コンクリート構造体の脱臭機能などを向上させることができる。
【００３８】
その結果、住宅などの建築物の壁面構造をコンクリート構造体で構築したときに、コンクリート構造体に隣接する空間の空気環境を大きく改善することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete composition, a concrete structure and a concrete additive, and more specifically, a concrete composition used for building a wall of a building and the like, and a concrete structure built with the concrete composition, It is intended for a concrete additive added to a concrete composition.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Concrete structures are used for walls of houses and other buildings. There is a case where the concrete structure is disposed in a state where the concrete structure is exposed on the indoor wall surface of the house.
A technique has been proposed in which fine pulverized coal such as charcoal powder or coke sand is mixed with a concrete material constituting a concrete structure. The deodorizing function, volatile gas adsorption function, humidity control function, etc. of pulverized coal removes odors from the space where concrete structures are installed, and removes volatile gases that cause so-called sick house syndrome Or maintain a comfortable humidity environment (see Patent Document 1).
[0003]
The inventor of the present invention embeds a carbon embedding material in which pitch coke grains and charcoal are blended in a lower layer of a concrete layer as a construction base surface of a building, so that the electromagnetic effect of charcoal can be reduced. A technique has been proposed in which the concrete layer can be effectively used, the loading force is improved, and cracks and the like are hardly generated in the concrete layer (see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-261410
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2654363
[Problems to be solved by the invention]
When charcoal powder is mixed in the concrete structure, the strength of the concrete structure is greatly reduced, and the strength and durability required for the structure of the building cannot be exhibited. When the amount of charcoal powder is reduced, the strength of the concrete structure is less reduced, but the gas adsorption function of the charcoal powder cannot be sufficiently exhibited.
Coke sand or pitch coke particles relatively little decrease the strength of the concrete structure, but have a poor gas adsorption function as compared with charcoal powder, so that the intended function cannot be sufficiently exhibited.
[0007]
In the technique of Patent Document 2 described above, a mixed layer of pitch coke grains and charcoal material is disposed separately from the concrete layer, so that the concrete layer has sufficient strength, but is blocked by the concrete layer. However, the function of adsorbing charcoal gas cannot be applied to the indoor space.
An object of the present invention is to enable carbon materials to effectively exhibit functions such as gas adsorption and deodorization without impairing the basic strength characteristics and durability of a concrete structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The concrete composition according to the present invention is obtained by carbonizing a plant material with pitch coke grains (A) having an average particle size of 0.5 to 10 mm, a carbon ratio of 90% or more, and a hardness of 5.1 kg or more, and a concrete material. A + B is contained at a ratio of A: B = 9: 1 to 7: 3 and 1 to 3% by weight of reinforced carbon particles (B) having a particle size of 0.5 to 3 mm.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Concrete material]
Basically, the same material as the concrete material used to construct the wall structure of the building or other concrete structures can be used.
The basic components of concrete materials include cement and aggregate. Examples of the cement include Portland cement, blast furnace cement, slag cement, silica cement, plastering cement and the like. Aggregate includes natural stone, crushed stone, natural sand, crushed sand and the like.
[0010]
Further, components added as needed include a water reducing agent, an AE agent, an antifoaming agent, a curing regulator, a coloring agent, and the like. When producing cellular concrete, a foaming agent may be blended in some cases.
The components and amounts of the concrete material are set according to the intended use and required performance.
The concrete composition contains pitch coke grains and reinforced carbon grains in addition to the components of the concrete material as described above.
[Pitch coke grains and reinforced charcoal grains]
<Pitch coke grains>
The pitch coke particles are coke produced from the pitch obtained by distilling coal tar or petroleum, that is, powder particles of pitch coke.
[0011]
As a method for producing pitch coke, the same method as that for ordinary various pitch cokes is applied.
As the pitch coke particles, those having a carbon ratio of 90% or more and a hardness of 5.1 kg or more are used. Preferably, the carbon ratio is 98 to 99.9%. By having sufficient hardness, the strength and durability of the concrete structure can be secured. The higher the carbon ratio, the higher the hardness and the breaking strength. By setting the carbon ratio or the hardness in an appropriate range, pitch coke particles suitable for industrial and economical production and capable of sufficiently exhibiting the intended function can be obtained.
[0012]
Although the particle size of the pitch coke particles varies depending on the purpose of use, usually, a particle having an average particle size in the range of 0.5 to 10 mm is used. Preferably, the average particle size is 0.5 to 3 mm. If the particle size is too small, the strength of the aggregate will decrease. If the particle size is too large, cracks tend to occur in the concrete.
<Reinforced charcoal grains>
Reinforced charcoal with improved mechanical strength compared to normal charcoal can be used. It has a moisture absorption / desorption function, a deodorization function, and a volatile gas adsorption function that are unique to charcoal. Instead of wood, which is a raw material of charcoal, reinforced carbon grains obtained by carbonizing various plant raw materials such as bamboo can be used.
[0013]
Those having a specific gravity of ² to 2.3 and a compressive strength of 1 to 3 t / cm ² are preferable. More preferably, the specific gravity is 1.85 to 2.0 and the compressive strength is ² to 3 t / cm ² . The higher the specific gravity, the higher the strength and durability. The higher the compressive strength, the less the effect on the strength and durability of the concrete structure. However, there is a practical limit to specific gravity and compressive strength in order to enable industrial and economical production using a plant such as charcoal as a raw material. In addition, if the specific gravity and the compressive strength are excessively improved, the functions specific to the charcoal using plant raw materials, such as the ability to adsorb volatile gas, will be reduced.
As the reinforced charcoal, one produced by crushing or cutting softwood into fine pieces by pressing and compressing and then firing at 1100 to 1200 ° C can be used. About 2000 kPa can be adopted as the pressure at the time of pressurization. By adopting such a manufacturing method, a reinforced carbon having the above-described characteristics can be easily manufactured. The use of the tip facilitates compression and facilitates improvement in specific gravity and compressive strength. The higher the pressure, the higher the specific gravity and compressive strength, but there are practical limits. If the pressurization pressure is too high, the volatile gas adsorption capacity and the like specific to charcoal and the like may decrease. By selecting an appropriate firing temperature, a reinforced carbon having desired properties can be efficiently produced.
[0014]
The reinforced carbon used is crushed to an average particle size of 0.5 to 3 mm. Preferably, the average particle size is 0.5 to 2 mm. If the particle size is too small, the skin of the concrete is colored black, and the strength is also reduced. If the particle size is too large, cracks are likely to occur.
If bamboo, which is easily available and inexpensive compared to wood such as ubamegashi, which is a raw material for charcoal, is used as a plant raw material, it is possible to economically produce reinforced charcoal. In the case of using bamboo, a technique of compressing and compressing the same chips as described above and then firing and carbonizing the chips is effective. Examples of bamboo wood include mamaki, hachiku, makuchi, hochichiku, kurochiku, meji only.
[0015]
As reinforced charcoal, besides those obtained by pressing and compressing plant raw materials such as wood and bamboo as they are, and then firing and carbonizing, the usual charcoal and bamboo charcoal obtained by carbonizing wood and bamboo are further compressed and compressed. Reinforced charcoal obtained by re-firing can also be used.
As the enhanced carbon, those having excellent negative ion releasing function, far infrared radiation function and the like in addition to the above-mentioned moisture absorbing / releasing function, deodorizing function and volatile gas absorbing function are preferable. Usually, these functions are measured in the state of the reinforced carbon alone, and those having excellent results may be used in combination with the pitch coke particles. It is preferable that the gas adsorbing function and the like can be further synergistically improved by combination with the pitch coke particles.
[0016]
<Combination combination>
In the concrete composition, in addition to the concrete material, pitch coke grains (A) and reinforced carbon grains (B) are combined and blended.
The mixing ratio is set to A: B = 9: 1 to 7: 3. Preferably, A: B ≒ 8: 2. The more reinforced carbon particles, the higher the volatile gas adsorption capacity and the like, but the lower the strength of the concrete structure. By appropriately setting the ratio between the reinforcing carbon and the pitch coke grains, the function of the charcoal can be effectively exerted without impairing the strength of the concrete structure. In addition, by combining pitch coke particles that have little or no gas adsorption function or the like by themselves with reinforced carbon particles, the gas adsorption function or the like is synergistically enhanced.
[0017]
The mixing ratio of A + B to the entire concrete composition can be set to 1 to 3% by weight. Preferably it is about 2% by weight. As the amount of A + B increases, the function of the reinforced carbon can be more effectively exhibited, but there is a concern that the workability of handling the concrete composition and the original properties of the concrete structure may be reduced.
[Concrete structure]
A concrete structure is obtained by adding water to the concrete composition and allowing it to hydrate and harden. The addition of water may be performed after all the other components constituting the concrete composition are blended, or some of the blended components and water may be added at the same time, or after adding water, some of the components may be added. In some cases, components may be added.
[0018]
The concrete structure can be formed into an arbitrary shape according to the purpose of use. Usually, a concrete composition which has been slurried by adding water is poured into a mold formed of metal or the like and left to cure for a certain period of time. It is also possible to perform autoclave curing by applying high pressure and high temperature, or to supply compressed air to form bubbles.
The amount of water to be added to the concrete composition can be set in the same range as in a normal concrete structure. If the reinforced carbon particles absorb a large amount of water, the composition of the water can be changed in anticipation of that amount. Generally, the water: cement ratio can be set in the range of 50:50 to 40:60.
[0019]
In the process of hydration hardening of concrete, there is an effect that a large amount of water absorbed and held by the reinforced carbon particles is gradually released. As a result, an effect of supplying an appropriate amount of water for hydration hardening of concrete and promoting good hydration hardening can be exerted. There is no need to supply a large amount of water from the outside during the concrete curing process. In conventional concrete, there was a problem that fine cracks were generated in the concrete when excess mixed water evaporated from the inside of the concrete. Such problems are reduced.
[0020]
The concrete structure is applied to wall structures including side walls, floors, ceilings, and roofs of general houses, apartment houses, factories, office buildings, public buildings, and other various buildings.
The concrete structure is constructed from a concrete composition that does not include pitch coke grains and reinforced charcoal grains and is mainly responsible for the structural strength of the concrete structure, and a concrete composition that includes pitch coke grains and reinforced charcoal grains. It can also be constituted by a surface layer that covers the surface of the main body and mainly fulfills the function of adsorbing gas to the construction environment. In this case, the concrete composition constituting the surface layer may be blended with a reinforcing carbon grain or a concrete additive in a larger amount than the above-mentioned blending amount to enhance the gas adsorption function and the like. In this case, even if the concrete strength is reduced by blending a large amount of reinforced carbon particles, the structural strength of the entire concrete structure is not significantly affected. A relatively small amount of reinforced carbon particles or concrete additives are blended in the main body part within the above-mentioned range, and a relatively large amount of reinforced carbon particles or concrete additives are blended in the surface layer. You can also.
[0021]
[Concrete additive]
When producing a concrete composition, pitch coke grains and reinforced carbon grains can be separately compounded, but a concrete additive in which pitch coke grains and reinforced carbon grains are mixed in a predetermined ratio in advance is used. be able to.
Since the pitch coke grains and the reinforced carbon grains can be uniformly mixed, the distribution of the pitch coke grains and the reinforced carbon grains in the concrete composition or the concrete structure is less likely to be biased, and the whole function exhibits an even function. Can be. Moreover, the manufacturing process of the concrete composition is simplified.
[0022]
As long as the concrete additive comprises only pitch coke grains and reinforced carbon grains, other components can be freely combined and blended according to the purpose of use of the concrete composition.
However, if some components of the concrete material are added to the concrete additive in addition to the pitch coke particles and the reinforced carbon particles, the operation of manufacturing the concrete composition can be simplified. It is better not to mix components that deteriorate or alter the pitch coke grains or the reinforced carbon grains in the concrete additive.
[0023]
【Example】
A concrete composition according to an embodiment of the present invention was manufactured and its performance was evaluated.
(Blend of concrete composition)
<Examples 1 to 3>
98 parts by weight of cement were mixed with 2 parts by weight of pitch coke granules A + reinforced carbon B.
As the pitch coke particles, those having an average particle diameter of 2 mm and a carbon ratio of 99.9%, manufactured by Hinomaru Carbo Techno Co., Ltd. were used.
The reinforcing carbon used had an average particle size of 2 mm, a specific gravity of 2 to 2.3, and a compressive strength of ^{2 to 3} t / cm ² . This reinforced carbon is obtained by compressing a softwood chip having an average diameter of 2 mm by applying pressure of 2000 kPa and then calcining and carbonizing it at 1100 to 1200 ° C.
[0024]
As shown in the table below, various ratios of pitch coke particles and reinforced carbon were produced.
<Comparative Example 1>
Except not mixing pitch coke, it is the same composition as Examples 1-3.
<Comparative Example 2>
Except not adding the reinforcing carbon, it is the same composition as Examples 1-3.
[Manufacture of concrete structures]
A concrete slurry was prepared by mixing 60 parts by weight of water with 40 parts by weight of the concrete composition of each of the examples and comparative examples, and was poured into a mold to prepare a test piece composed of a concrete structure.
[0025]
(Performance evaluation)
The following evaluation test was performed on the test piece. The results are shown in the table below.
<Gas adsorption test>
The adsorption capacity for formaldehyde, ammonia and acetic acid was measured. The test method was performed according to a conventional method.
[0026]
[Table 1]

[0027]
[Table 2]

[0028]
[Table 3]

[0029]
<Evaluation of adsorption capacity>
(1) Compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the reinforced carbon particles B show good adsorption ability to any gas, whereas the pitch coke particles A do not have much adsorption ability. I understand.
(2) As shown in Examples 1 to 3, when pitch coke particles A and reinforced carbon particles B are combined, the adsorption capacity generally decreases as the proportion of pitch coke particles A increases. However, even if the pitch coke grains A are larger than the reinforced carbon grains B, the decrease in the adsorption capacity is not so remarkable. It can be seen that even if the pitch coke grains A occupy most (90%) (Example 3), they show practically sufficient adsorption capacity.
[0030]
This indicates that when the pitch coke particles A and the reinforced carbon particles B are combined, both adsorption capacities are not simply added. It can be said that the adsorption ability of the pitch coke particles A is enhanced by the presence of the enhanced carbon particles B. The reason is unknown in detail, but, for example, after the reinforced carbon particles B quickly adsorb the gas, the adsorbed gas does not gradually shift to the pitch coke particles A. It is guessed.
(3) Therefore, in consideration of economy such as raw material cost, it is preferable to increase the proportion of the pitch coke grains A as much as possible within a range where the required adsorption capacity can be exhibited.
[0031]
<Concrete strength test>
According to the above examples, concrete compositions of Examples 10 to 12 and Comparative Examples 10 to 12 were prepared, and test pieces composed of concrete structures were produced. Water / concrete ratios were prepared for three types: 50%, 55%, and 60%.
The obtained test pieces were measured for 4-week compressive strength and tensile strength according to a conventional method. The measurement results are represented by an intensity ratio with respect to the case where the pitch coke particles A and the reinforced carbon particles B were not added (Comparative Example 10). The average is shown for the three test pieces.
[0032]
[Table 4]

[0033]
<Evaluation of concrete strength>
(1) According to Examples 10 to 12, if the ratio of pitch coke grains A to reinforced carbon grains B is sufficiently large, the strength does not decrease so much as compared with the case of concrete alone (Comparative Example 10). I understand. Practically enough strength can be exhibited.
(2) However, if the amount of A + B is too large (Comparative Example 11), the strength is significantly reduced, and the practicality as a concrete structure is poor.
<Negative ion release function>
The negative ion releasing function was evaluated using a negative ion meter.
[0034]
Example in which the test piece of Comparative Example 10 (not including the reinforced carbon grains and the pitch coke grains) and the test piece of Comparative Example 10 were mixed with the reinforced carbon grains and the pitch coke grains as a concrete structure. Twelve test pieces (Example 20) provided with a surface layer portion made of the concrete composition were used.
As a result, the amount of released negative ions on the surface layer side of Example 20 was about three times that of Comparative Example 10. Moreover, the test piece of Example 20 was as excellent as the comparative example 10 in the concrete strength.
[Use of bamboo charcoal]
As the reinforcing charcoal, bamboo charcoal was used instead of the softwood chip charcoal of the embodiment.
[0035]
As the bamboo charcoal, a commercially available bamboo charcoal obtained by carbonizing a bamboo material at a relatively low temperature was pulverized to an average particle diameter of 2 mm, compressed under pressure, and then refired at 920 ° C. The re-baking treatment after the pressurization causes a change in characteristics such that the electric resistance of bamboo charcoal is low and the resonance frequency is low, and the function of emitting far-infrared rays is greatly improved.
When the obtained refired bamboo charcoal was combined with pitch coke particles and mixed with concrete to produce a concrete structure in the same manner as in the above embodiment, the far infrared ray emission function and the gas adsorption function were effectively exhibited. It was confirmed that the concrete had sufficient concrete strength.
[0036]
Bamboo charcoal is easier to obtain and cheaper than raw charcoal than ordinary charcoal, so that the construction cost of the concrete structure can be reduced.
[0037]
【The invention's effect】
In the concrete composition according to the present invention, a specific pitch coke particle and a reinforced carbon particle are combined with a concrete material and mixed at a specific mixing ratio.
A concrete structure manufactured from such a concrete composition has sufficient functions such as strength and durability required for the concrete structure, as well as a function of adsorbing volatile gas, a function of deodorizing, and a function of reducing odor. Extremely excellent performances such as an ion emission function and a far-infrared radiation function can be exhibited.
In particular, by adding a relatively small amount of strengthened carbon particles to pitch coke particles, pitch coke particles, which are considered to have essentially no gas adsorption function as the main component, are practically sufficient for concrete structures. It can provide a good gas adsorption function. It is possible to economically improve the deodorizing function of the concrete structure without reducing the concrete strength.
[0038]
As a result, when the wall structure of a building such as a house is constructed with a concrete structure, the air environment of the space adjacent to the concrete structure can be greatly improved.

Claims

For concrete materials,
Pitch coke particles (A) having an average particle size of 0.5 to 10 mm, a carbon ratio of 90% or more, and a hardness of 5.1 kg or more;
And carbonized plant material (B) having an average particle size of 0.5 to 3 mm,
A: B = 9: 1 to 7: 3 ratio,
A concrete composition containing 1 to 3% by weight of A + B.

2. The strengthened charcoal grains are obtained by compressing and compressing a plant material selected from the group consisting of softwood chips and bamboo chips, and then firing at 1100 to 1200 ° C. and having a specific gravity of 2 to 2.3. 3. 3. The concrete composition according to item 1.

A concrete structure obtained by adding water to the concrete composition according to claim 1 or 2 and molding and curing the composition.

Used for producing the concrete composition according to claim 1,
Pitch coke particles (A) having an average particle size of 0.5 to 10 mm, a carbon ratio of 90% or more, and a hardness of 5.1 kg or more;
Reinforced carbon particles (B) having an average particle size of 0.5 to 3 mm,
A: A concrete additive containing B at a ratio of 9: 1 to 7: 3.