JP2017013339A - 高強度モルタル硬化体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に簡単な手順で製造することができ且つ表面に発生するヘアクラックが視認されにくい高強度モルタル硬化体を提供する。
【解決手段】本発明に係る高強度モルタル硬化体は、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様を表面に有し、密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である。この高強度モルタル硬化体は、水と、セメントと、シリカヒュームとを含むモルタル組成物を硬化させたものであり、モルタル組成物に含まれる水の量は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して２０質量部以下であることが好ましい。
【選択図】図４

Description

本発明は、高強度モルタル硬化体及びその製造方法に関する。

近年、構造体の軽量化、鉄筋使用量の削減などの要求に伴って、高強度モルタル組成物が普及している。この様な高強度モルタル組成物をモルタル硬化体からなる構造物や製品に適用した場合、供用時の乾燥によって、高強度モルタル硬化体の極表面に肉眼では確認できないほど細いヘアクラックが生じることがある。

図１はモルタル硬化体の表面に形成されたヘアクラックの電子顕微鏡写真である（比較例１）。このヘアクラックのひび割れ幅は１μｍ程度である。ヘアクラックはモルタル硬化体の極表面に発生しているに過ぎないため、モルタル構造物の耐久性状や構造性能に影響を及ぼすことはない。また、モルタル硬化体の表面が乾燥している場合にはヘアクラックを視認することが困難である。しかし、モルタル硬化体の表面に水が接触するような条件にある場合、ひび割れが濡れ色の濃淡として表面に現れてくることがあり、これが美観性を低下させたり、クレームの要因となることがある。他方、コンクリート構造物やモルタル構造物の表面の改質や美観性向上のために、樹脂型枠や透水型枠を使用することがある（特許文献１参照）。

特許第４１６７３７９号

モルタル硬化体に発生するひび割れを抑制するには、モルタルの収縮を抑えるために、膨張材を用いたり、収縮低減剤を用いたりする方法が取られることが一般的である。しかし、材料コストが大きく増大し、モルタル硬化体の極表面に発生するひび割れへの対策としては、不合理かつ不十分な場合がある。また、モルタル構造物の美観性向上のために、その表面に塗装を施す場合もあるが、同様にコスト増となると考えられる。他方、特許文献１に記載の手法を採用しても、ヘアクラックのようなマイクロクラックの発生を十分に抑制することができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分に簡単な手順で製造することができ且つ表面に発生するヘアクラックが視認されにくい高強度モルタル硬化体及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意研究した結果、比較的高密度のモルタル硬化体の表面に特定の凹凸模様を施した場合、その表面に発生したヘアクラックが視認されにくいことを見出し、以下の本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明に係る高強度モルタル硬化体は、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様を表面に有し、密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である。このモルタル硬化体は密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３であり強度が十分に高い。また、表面に特定の凹凸模様が施されていることで、その表面に発生したヘアクラックが視認されにくい。特に、この高強度モルタル硬化体の表面が水に濡れても、マイクロクラックが濡れ色の濃淡として現れることを十分に抑制できる。

本発明に係る高強度モルタル硬化体の製造方法は、凹凸模様が内面に施された型枠にモルタル組成物を流し込む工程と、型枠内においてモルタル組成物を硬化させる工程と、型枠を取り外すことによって、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様が表面に転写された高強度モルタル硬化体を得る工程とを含み、高強度モルタル硬化体の密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である。

上記製造方法によれば、特定の凹凸模様が表面に施された高強度モルタル硬化体を十分に簡単な手順で製造することができる。

上記密度の高強度モルタル硬化体を得るには、特定の配合のモルタル組成物を使用することが好ましい。すなわち、高強度モルタル硬化体は、水と、セメントと、シリカヒュームとを含むモルタル組成物を硬化させたものであり、モルタル組成物に含まれる水の量は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して２０質量部以下であることが好ましい。このモルタル組成物は、細骨材と混和剤とを更に含んでもよい。

本発明によれば、十分に簡単な手順で製造することができ且つ表面に発生するヘアクラックが視認されにくい高強度モルタル硬化体及びその製造方法が提供される。

比較例１のモルタル硬化体の表面に形成されたヘアクラックの電子顕微鏡写真である。 実施例１のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 実施例２のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 実施例１のモルタル硬化体の表面に施された凹凸模様のプロファイルを示すグラフである。 実施例２のモルタル硬化体の表面に施された凹凸模様のプロファイルを示すグラフである。 比較例１のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 比較例１のモルタル硬化体の表面の電子顕微鏡写真である。 （ａ）及び（ｂ）は実施例１のモルタル硬化体の表面の電子顕微鏡写真である。 実施例３のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 比較例６のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 比較例７のモルタル硬化体の表面を撮影した写真である。 マイクロビッカース試験における試験力と深さの関係を示すグラフである。 （ａ）実施例１に係るモルタル硬化体の断面の電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は比較例１に係るモルタル硬化体の断面の電子顕微鏡写真である。

＜モルタル硬化体＞
本実施形態に係るモルタル硬化体は、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様を表面に有し、密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である。このモルタル硬化体は、表面に特定の凹凸模様が施されていることで、表面が水に濡れてもマイクロクラックが濡れ色の濃淡として現れることを十分に抑制できる。このモルタル硬化体の用途としては、建築用外壁、高欄、化粧部材、人道橋、橋梁、ベンチ、埋設型枠などのコンクリート二次製品などが挙げられる。

凹凸模様の平均粗さは、０．０２〜１ｍｍであり、好ましくは０．０２〜０．９ｍｍであり、より好ましくは０．０３〜０．７ｍｍであり、更に好ましくは０．０４〜０．５ｍｍである。凹凸模様の平均粗さが０．０２ｍｍ未満であると、マイクロクラックが濡れ色の濃淡として視認されやすくなる傾向にある。これは、密度が高いモルタル硬化体の場合、ひび割れ周辺の水が先に蒸発しやすく、ひび割れ内に水が残存することで、ひび割れが目立つためと推察される。他方、平均粗さが平均的に１ｍｍを超える凹凸模様をモルタル硬化体の表面に形成することは困難であるとともに、モルタル硬化体に作用する外力や、環境作用などによって凹凸模様が損傷しやすくなる。

凹凸模様の平均間隔（ピッチ）は、０．０５〜５．０ｍｍであり、好ましくは０．０７〜４．０ｍｍであり、より好ましくは０．０９〜３．５ｍｍであり、更に好ましくは０．１２〜３．０ｍｍである。平均間隔が０．０５ｍｍ未満の凹凸模様をモルタル硬化体の表面に形成することは困難である。具体的には、平均間隔０．０５ｍｍ未満の凹凸模様を施した型枠を使用し、その凹凸模様をモルタル硬化体に転写しようとしても、モルタル硬化体の表面に形成された凹凸模様は脱型時に欠損しやすい。凹凸模様の平均間隔が５．０ｍｍを超えると、マイクロクラックが濡れ色の濃淡として視認されやすくなる傾向にある。

モルタル硬化体の密度は、２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３であり、好ましくは２３２０〜２５８０ｋｇ/ｍ^３であり、より好ましくは２３４０〜２５８０ｋｇ/ｍ^３であり、更に好ましくは２３６０〜２５６０ｋｇ/ｍ^３である。モルタル硬化体の密度２３００ｋｇ/ｍ^３未満であると、マイクロクラックが濡れ色の濃淡として視認されやすくなる傾向にある。他方、密度が２６００ｋｇ/ｍ^３を超えるモルタル硬化体は製造が困難である。

モルタル硬化体の圧縮強度は、例えば耐震性及びコストの観点から、好ましくは８０〜２００Ｎ／ｍｍ^２であり、より好ましくは１００〜２００Ｎ／ｍｍ^２であり、更に好ましくは１５０〜２００Ｎ／ｍｍ^２である。なお、ここでいう「圧縮強度」はＪＩＳ Ａ１１３２−２０１４「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍの円柱供試体を作製し、ＪＩＳ Ａ１１０８−２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて材齢２８日に測定された値を意味する。

モルタル硬化体の製造に使用するモルタル組成物の一例として、水と、セメントと、シリカヒュームとを少なくとも含むペースト組成物に細骨材等を添加して製造されるモルタル組成物が挙げられる。

上記セメントの鉱物組成は、Ｃ_３Ｓ量が好ましくは４０．０〜７５．０質量％であり、Ｃ_３Ａ量が好ましくは２．７質量％未満である。セメントのＣ_３Ｓ量は、より好ましくは４５．０〜７３．０質量％、更に好ましくは４８．０〜７０．０質量％であり、特に好ましくは５０．０〜６８．０質量％である。Ｃ_３Ａ量はより好ましくは２．３質量％未満であり、更に好ましくは２．１質量％未満であり、特に好ましくは１．９質量％未満である。Ｃ_３Ｓ量が４０．０質量％未満では圧縮強度が低くなる傾向があり、７５．０質量％を超えるとセメントの焼成自体が困難となる傾向がある。また、Ｃ_３Ａ量が２．７質量％以上では流動性が不十分となりやすい。なお、Ｃ_３Ａ量の下限値は特に限定されないが、０．１質量％程度である。

セメントのＣ_２Ｓ量は好ましくは９．５〜４０．０質量％であり、より好ましくは１０．０〜３５．０質量％であり、更に好ましくは１２．０〜３０．０質量％である。Ｃ_４ＡＦ量は好ましくは９．０〜１８．０質量％、より好ましくは１０．０〜１５．０質量％であり、更に好ましくは１１．０〜１５．０質量％である。このようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。

セメントの粒度は、４５μｍふるい残分が、上限で２５．０質量％であり、好ましくは２０．０質量％であり、より好ましくは１８．０質量％であり、更に好ましくは１５．０質量％である。４５μｍふるい残分の下限は０．０質量％であり、好ましくは１．０質量％であり、より好ましくは２．０質量％であり、更に好ましくは３．０質量％である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い圧縮強度を確保できる。

セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４８００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは２８００〜４０００ｃｍ^２／ｇ、更に好ましくは３０００〜３６００ｃｍ^２／ｇであり、特に好ましくは３２００〜３５００ｃｍ^２／ｇである。セメントのブレーン比表面積が２５００ｃｍ^２／ｇ未満ではモルタル組成物の強度が低くなる傾向があり、４８００ｃｍ^２／ｇを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向にある。

上記セメントの製造にあたっては、通常のセメントと特に異なる操作を行う必要はない。上記セメントは、石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、高炉ダスト等の原料の調合を目標とする鉱物組成に応じて変え、実機キルンで焼成した後、得られたクリンカーに石膏を加えて所定の粒度に粉砕することによって製造することができる。焼成するキルンには、一般的なＮＳＰキルンやＳＰキルン等を使用することができ、粉砕には一般的なボールミル等の粉砕機が使用可能である。また、必要に応じて、２種以上のセメントを混合することもできる。

上記シリカヒュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のＳｉＯ_２である。シリカヒュームの平均粒子径は、好ましくは０．０５〜２．０μｍ、より好ましくは０．１０〜１．５μｍ、更に好ましくは０．１８〜０．２８μｍ、特に好ましくは０．２０〜０．２８μｍである。このようなシリカヒュームを用いることで、モルタル組成物の高い流動性及びその硬化物の高い圧縮強度を確保しやすくなる。

上記モルタル組成物において、セメント及びシリカヒュームの合質量を基準として、シリカヒュームを、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１０〜１８質量％、特に好ましくは１０〜１５質量％含む。上記モルタル組成物は細骨材を更に含んでもよく、この場合、セメントとシリカヒュームと細骨材の合計量を基準として、シリカヒュームを、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１０〜１８質量％含む。

水の添加量は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対し、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１２〜２０質量部、更に好ましくは１３〜１８質量部である。モルタル組成物の単位水量は、好ましくは１８０〜２８０ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは２００〜２７０ｋｇ／ｍ^３、更に好ましくは２１０〜２６０ｋｇ／ｍ^３である。

上記モルタル組成物は、混和剤として減水剤を含んでもよい。減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。上記モルタル組成物は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して、減水剤を好ましくは０．５〜６．０質量部、より好ましくは０．５〜４．０質量部、更に好ましくは０．５〜３．０質量部、特に好ましくは０．６〜３．０質量部含む。

上記モルタル組成物は、消泡剤を含んでもよい。消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して、消泡剤を好ましくは０．０１〜２．０質量部、より好ましくは０．０２〜１．５質量部、更に好ましくは０．０３〜１．０質量部含む。

上述のとおり、上記モルタル組成物は、細骨材を含んでもよい。細骨材としては、特に制限されないが、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石細骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。細骨材は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を好ましくは１５〜８５質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、更に好ましくは２５〜４５質量％含む。また、上記細骨材は、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％含む。

細骨材に含まれる粒径０．１５ｍｍ以下の粒群が１５質量％未満では、モルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。細骨材に含まれる粒径０．１５ｍｍ以下の粒群が８５質量％を超えると、微粒量が多すぎて粘性が高くなり、所定の流動性を出すためには水セメント比を増やす必要があるため強度低下に繋がる恐れがある。なお、微粒分の調製方法は、特に限定されないが、例えば、２種類以上の粒度の異なる細骨材を混ぜ合わせることによって調製可能である。

モルタル組成物中の細骨材量は、好ましくは４００〜１０００ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは４３０〜８５０ｋｇ／ｍ^３、更に好ましくは５００〜７５０ｋｇ／ｍ^３である。

モルタル組成物は無機質微粉末を更に含んでもよい。無機質微粉末としては、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等の微粉末を使用することができる。無機質微粉末は、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等をブレーン比表面積が２５００ｃｍ^２／ｇ以上となるまで粉砕又は分級した微粉末であり、モルタル組成物の流動性を改善することが期待される。無機質微粉末のブレーン比表面積は３０００〜５０００ｃｍ^２／ｇであることが好ましく、３２００〜４５００ｃｍ^２／ｇであることがより好ましく、３４００〜４３００ｃｍ^２／ｇであることが更に好ましく、３６００〜４３００ｃｍ^２／ｇであることが特に好ましい。

細骨材と無機質微粉末の混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を好ましくは４０〜８０質量％、より好ましくは４５〜８０質量％含み、更に好ましくは５０〜７５質量％含む。また、上記混合物は、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を好ましくは３０〜８０質量％、より好ましくは３５〜７０質量％含み、更に好ましくは４０〜６５質量％含む。無機質微粉末に含まれる粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群が３０質量％未満であるとモルタル組成物の粘性が不十分で材料分離となる恐れがある。

細骨材と無機質微粉末の混合物は、セメント及びシリカヒュームの合計量１００質量部に対して、細骨材を１０〜６０質量部、無機質微粉末を１０〜６０質量部含むことが好ましく、細骨材を１５〜３０質量部、無機質微粉末を１５〜３０質量部含むことがより好ましく、細骨材を２０〜３０質量部、無機質微粉末を２０〜３０質量部含むことが更に好ましい。また、モルタル組成物１ｍ^３当たりの細骨材及び無機質微粉末の混合物の単位量は、好ましくは１４０〜９８０ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは３００〜９００ｋｇ／ｍ^３、更に好ましくは６００〜９００ｋｇ／ｍ^３である。

モルタル組成物は、必要に応じて、膨張材、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、鋼繊維、有機繊維、ガラス繊維、再乳化形樹脂粉末、ポリマーエマルジョン等を一種以上含有してもよい。

上記モルタル組成物の製造方法は、特に限定されないが、水及び減水剤以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、減水剤を添加してミキサに入れて練り混ぜることによって製造することが好ましい。モルタル組成物の練混ぜに使用するミキサは特に限定されず、モルタル用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。

上記モルタル硬化体は、上述のようにして調製したモルタル組成物から製造することができる。すなわち、モルタル硬化体の製造方法は、凹凸模様が内面に施された型枠にモルタル組成物を流し込む工程と、型枠内においてモルタル組成物を硬化させる工程と、型枠を取り外すことによって、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様が表面に転写された高強度モルタル硬化体を得る工程とを含む。

型枠の内面に凹凸模様を施すには、例えば、型枠の内面に織布や凹凸パターンを有するシートを貼り付ければよい。凹凸模様は型枠の内面の全面に施してもよいし、必要に応じた一部のみに施してもよい。

以下、本発明について実施例及び比較例によって更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜モルタル組成物の材料＞
モルタル組成物を調製するための材料として、以下のものを準備した。

（セメント）
石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、銅ガラミ等の原料を調合した。調合した原料をキルンで焼成した後、石膏を加えて粉砕することにより、ポルトランドセメントを調製した。得られたセメントの化学成分を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２−２０１０「セメントの化学分析方法」に従って測定し、鉱物組成を下記のボーグ式により算出した。

Ｃ_３Ｓ量＝（４．０７×ＣａＯ）−（７．６０×ＳｉＯ_２）−（６．７２×Ａｌ_２Ｏ_３）−（１．４３×Ｆｅ_２Ｏ_３）−（２．８５×ＳＯ_３）
Ｃ_２Ｓ量＝（２．８７×ＳｉＯ_２）−（０．７５４×Ｃ_３Ｓ）
Ｃ_３Ａ量＝（２．６５×Ａｌ_２Ｏ_３）−（１．６９×Ｆｅ_２Ｏ_３）
Ｃ_４ＡＦ量＝３．０４×Ｆｅ_２Ｏ_３

得られたセメントのブレーン比表面積をＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。また、得られたセメントの４５μｍふるい残分をセメント協会標準試験方法 ＪＣＡＳ Ｋ−０２「４５μｍ網ふるいによるセメントの粉末度試験方法」に準じて測定した。

上述したセメントの鉱物組成、ブレーン比表面積、及び４５μｍふるい残分の測定結果を、下記の表１に示す。

（シリカヒューム）
シリカヒュームの平均粒子径は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（堀場製作所製、商品名「ＬＡ−９５０Ｖ２」）を用いて測定した粒子径分布より、粒子径−通過分積算％曲線を算出し、粒子径−通過分積算％曲線より通過分積算が５０体積％となる粒子径を求めた。その結果、シリカヒュームの平均粒子径は、０．２４μｍであった。シリカヒュームの平均粒子径の測定には、試料分散媒として０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用いた。測定前に、出力６００Ｗのホモジナイザーにて１０分間の分散処理を行った。粒度分布の演算は、Ｍｉｅ散乱理論に従った。粒子屈折率は１．４５−０．００ｉ、溶媒屈折率は１．３３３とした。各粒度の通過分積算（体積％）を、下記の表２に示す。

（無機質微粉末）
無機質微粉末として、密度２．７１ｇ／ｃｍ^３、ブレーン比表面積３８５０ｃｍ^２／ｇの石灰石微粉末を用いた。
（細骨材）
細骨材として、粒径５ｍｍ以下、表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．８０の砕砂を用いた。
（混和剤及び水）
混和剤として、ポリカルボン酸系高性能減水剤を用いた。水は、上水道水を用いた。
（収縮低減剤及び膨張材）
収縮低減剤として、グリコールエーテル系収縮低減剤を用いた。膨張材として、エトリンガイト・石灰複合系膨張材を用いた。

＜モルタル組成物の調製＞
表３に示す量の水、セメント、シリカヒューム及び細骨材、更に、必要に応じて膨張材及び収縮低減剤を強制二軸ミキサで練混ぜてモルタル組成物を調製した。

なお、表３において、水、細骨材及び無機質微粉末、混和剤、膨張材及び収縮低減剤のそれぞれの量は、セメントとシリカヒュームとの合量１００質量部に対する質量部を示す（※１）。混和剤に含まれる水分は水の質量部に含めた（※２）。収縮低減剤は、水の一部とした（※３）。

＜モルタル硬化体からなるパネルの製造＞
鋼製の型枠にモルタル組成物を流し込むことにより、厚さ２０ｍｍのパネルを作製した。次に示すように、型枠の表面の状態を工夫し、パネルの表面に所定の凹凸模様が形成されるようにした。

（表面処理Ａ）
型枠表面に純綿製のメリヤス地の布を貼り付け、そのままモルタル組成物を流し込み硬化させ、凹凸模様を付与した。
（表面処理Ｂ）
型枠表面に樹脂シートを貼付けし，そのままモルタル組成物を流し込み硬化させ、凹凸模様を付与した。
（表面処理Ｃ）
型枠表面に、フッ素樹脂シート（ポリテトラフルオロエチレン製シート）貼付けし、そのまま高強度モルタルを流し込み硬化させた。
（表面処理Ｄ）
型枠表面に、ポリエステル及びポリプロピレンからなる織布と不織布の二層構造の透水性型枠用シート（前田工繊株式会社製、商品名：アバノン）を、不織布が型枠表面に接するように（織布の形状がモルタル硬化体に転写されるように）貼り付け、そのままモルタル組成物を流し込み硬化させた。

（模擬パネルの養生）
型枠に高強度モルタルを流し込んだ後、３０℃の環境で１５時間保管した。その後、最高温度６０℃で３時間の蒸気養生を施した。なお、昇温時及び降温時は２０℃／ｈとなるようにした。

＜ひび割れ試験＞
上記の方法で作製したパネルを日射及び降雨のある屋外に暴露した。暴露から８週間後及び２６週間後に、パネルの表面に水分を噴霧し、ひび割れを起因とする濡れ色の濃淡の程度を目視により評価した。表４に結果を示す。なお、表４には実施例及び比較例に係るパネルを構成するモルタル硬化体の密度も併せて示した。実施例１〜３及び比較例１〜５に係るパネル（モルタル硬化体）の強度は、暴露開始時点において１９０Ｎ／ｍｍ^２であった。比較例６，７に係るパネル（モルタル硬化体）の強度は、暴露開始時点において１３９Ｎ／ｍｍ^２であった。

実施例１〜３のパネルは、ひび割れを起因する濡れ色の濃淡が認められなかった。比較例１，３〜６のように表面処理を施さない場合、並びに、比較例２のように表面が平坦なフッ素樹脂シートを用いた場合には、濡れ色の濃淡が顕著だった。比較例７のように、実施例３と同様に表面処理Ｄを施しても、モルタル硬化体の密度が２３００ｋｇ/ｍ^３未満であると、濡れ色の濃淡が認められた。これは、比較例７のパネルの製造に使用したモルタル組成物に含まれる水の量がセメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して２５質量部であり、実施例１〜３と比較して多かったことに起因すると考えられる。

図１は、比較例１のパネルの表面に形成されたヘアクラックのＳＥＭ画像である。図２は、実施例１のパネル（表面処理Ａ）の表面を撮影した写真である。図３は、実施例２のパネル（表面処理Ｂ）の表面を撮影した写真である。図４は、実施例１のパネル（表面処理Ａ）の表面の形状をレーザー顕微鏡で測定した結果を示すグラフである。図５は、実施例２のパネル（表面処理Ｂ）の表面の形状をレーザー顕微鏡で測定した結果を示すグラフである。図４のグラフから、表面処理Ａによる凹凸模様は平均粗さが０．０５２ｍｍであり、平均間隔が０．１４４ｍｍであると求めることができる。図５のグラフから、表面処理Ｂによる凹凸模様は平均粗さが０．２１２ｍｍであり、平均間隔が２．５７０ｍｍであると求めることができる。ここで用いた、平均粗さとは、グラフ中の凹凸形状の山と谷の総面積が等しくなるような平均線を引き（図４，５の一点鎖線参照）、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準じ、算術平均粗さを算出したものである。また、平均間隔とは、両隣の山と谷の中心位置の間隔の平均である。

図６は比較例１のパネルの表面を撮影した写真である。このパネルの表面にはひび割れが認められる。ひび割れは、水で表面を軽く湿らせた後、蒸発する際に浮き上がってみることができる。収縮低減剤及び／又は膨張材を用いた場合でも、ひび割れに起因する濡れ色の濃淡が認められた（比較例３〜５）。

図７は比較例１のパネル表面の電子顕微鏡写真である。写真中央付近にひび割れが認められる。図８は実施例１のパネル表面の電子顕微鏡写真である。実施例１のパネルは、比較例１のパネルと比べると、表面結晶が大きく粗い状態であることがわかった。また、実施例１のパネルの表面に認められるひび割れはわずかであった。

図９は、実施例３のパネル表面を撮影した写真である。上述のとおり、実施例３のパネルにも、ひび割れを起因する濡れ色の濃淡が認められなかった。図１０及び図１１は、比較例６及び比較例７のモルタル硬化体の表面をそれぞれ撮影した写真である。比較例６，７のパネルは、実施例で調製したモルタル組成物よりも水結合材比が大きいモルタル組成物から製造したものである。比較例７のように水結合材比が大きいモルタル組成物を使用した場合、表面処理Ｄを施しても、ひび割れに起因する濡れ色の濃淡が認められた。

図１２は、マイクロビッカース試験における試験力と深さの関係を示すグラフである。比較例１及び実施例１のパネルの表面を対象としてマイクロビッカース試験を実施した。この試験には株式会社アカシ製のＨＭ−１１５を使用し、試験条件は載荷速度を１０μｍ／ｓとした。図１２に示すとおり、実施例１の場合、表面処理をしない場合に比べて、同一試験力における深さが大きく、表面の硬度が小さいことがわかった。この試験結果から、試験力０．０５Ｎにおける深さは好ましくは８〜１５μｍであり、より好ましくは１０〜１３μｍであり、更に好ましくは１１〜１３μｍである。この深さが８μｍ未満であると表面が緻密であり、ひび割れを起因とする濡れ色の濃淡が目立つ傾向にあり、他方、１５μｍを超えると表面の硬度が不足し、傷や磨耗に対して強度が不足する傾向にある。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施例１及び比較例１のパネルの表面近傍の断面をそれぞれ示す電子顕微鏡写真である。実施例１については、表面に空隙が多く、比較例１にくらべて粗い組織になっている。実施例１の場合、表面処理を施すことによって、極表面の組織が疎な性状となり、その結果、水分の蒸発速度が抑えられ、ひび割れの視認を抑えられる効果が得られたと考えられる。

Claims (6)

1. 平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様を表面に有し、密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である高強度モルタル硬化体。
2. 当該高強度モルタル硬化体は、水と、セメントと、シリカヒュームとを含むモルタル組成物を硬化させたものであり、
   前記モルタル組成物に含まれる水の量は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して２０質量部以下である、請求項１に記載の高強度モルタル硬化体。
3. 前記モルタル組成物は、細骨材と混和剤とを更に含む、請求項２に記載の高強度モルタル硬化体。
4. 凹凸模様が内面に施された型枠にモルタル組成物を流し込む工程と、
   前記型枠内において前記モルタル組成物を硬化させる工程と、
   前記型枠を取り外すことによって、平均粗さ０．０２〜１ｍｍ及び平均間隔０．０５〜５０ｍｍの凹凸模様が表面に転写された高強度モルタル硬化体を得る工程と、
   を含み、
   前記高強度モルタル硬化体の密度が２３００〜２６００ｋｇ/ｍ^３である、高強度モルタル硬化体の製造方法。
5. 前記モルタル組成物は、水と、セメントと、シリカヒュームとを含み、
   前記モルタル組成物に含まれる水の量は、セメントとシリカヒュームの合量１００質量部に対して２０質量部以下である、請求項４に記載の強度モルタル硬化体の製造方法。
6. 前記モルタル組成物は、細骨材と、混和剤とを更に含む、請求項５に記載の高強度モルタル硬化体の製造方法。