JP2017087697A - コンクリートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造することのできるコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】超撥水処理が施された型面を有する型枠に所定のスランプフローを有する流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設した後、締固めを行わずに所定の養生期間後に脱型し、表面気泡を低減したコンクリートを製造するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリートの製造方法に関し、特に、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造するのに好適なコンクリートの製造方法に関するものである。

従来、コンクリートの打設時には、図９に示すように、バイブレーターと呼ばれる振動機を用いて打設作業を行っている。また、鉛直面の型枠においては、コンクリートの打設時に巻き込む気泡が型枠表面に現れることを防ぐため、図１０に示すように、ハンマーにより型枠を叩く工程や、図１１に示すように、型枠に振動機を当てる工程を適宜実施している。

これらの工程には、バイブレーター、インバーターの借用料や、バイブレーターを持つ人工、バイブレーターを盛替る人工、型枠を叩く人工などがかかることが一般的であり、十分に時間や人工をかけてコンクリートの打設を行った場合でも、型枠表面には表面気泡ができてしまうことが多い。この場合、図１２に示すように、硬化したコンクリートの表面には気泡による窪み（空気あばた）が現われて、美観などを損ねる要因となる。

一方、美観に優れたコンクリートを製造するための技術として、例えば、特許文献１〜５に記載のものが知られている。他方、本出願人は、優れた離型性を有するとともに、繰り返し使用が可能なコンクリート成形用型枠およびその製造方法に関して、特願２０１５−０６１４７２号に示される技術を既に提案している。

特開２０１２−１７９９１８号公報 特開２００９−１６０７６４号公報 特開２００８−２５３９１３号公報 特開２００７−２６９５９１号公報 特開平６−８０８号公報

上述したように、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造することのできる技術の開発が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造することのできるコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコンクリートの製造方法は、超撥水処理が施された型面を有する型枠に所定のスランプフローを有する流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設した後、締固めを行わずに所定の養生期間後に脱型し、表面気泡を低減したコンクリートを製造することを特徴とする。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法は、上述した発明において、流動化コンクリートは、コンクリートの流動性を増大させる流動化剤を添加して得られるものであることを特徴とする。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法は、上述した発明において、スランプフローが５５〜６５ｃｍである流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを使用することを特徴とする。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法は、上述した発明において、超撥水処理は、型面と水との接触角が１５０度以上となる超撥水処理であることを特徴とする。

本発明に係るコンクリートの製造方法によれば、超撥水処理が施された型面を有する型枠に所定のスランプフローを有する流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設した後、締固めを行わずに所定の養生期間後に脱型し、表面気泡を低減したコンクリートを製造するので、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、流動化コンクリートは、コンクリートの流動性を増大させる流動化剤を添加して得られるものであるので、所定のスランプフローの流動化コンクリートを比較的手間をかけずに生成することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、スランプフローが５５〜６５ｃｍである流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを使用するので、叩きや振動による締固めがなくとも、型枠への流し込みのみで比較的容易に充填することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、超撥水処理は、型面と水との接触角が１５０度以上となる超撥水処理であるので、気泡の移動抵抗力が少なくなって気泡が型枠外に放出されやすくなり、コンクリートの表面気泡を大幅に低減することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るコンクリートの製造方法の実施の形態を示す概略フローチャート図である。 図２は、本発明の効果を検証する確認実験の型枠の概要を示す写真図である。 図３は、流動化前のコンクリートを示す写真図である。 図４は、流動化後のコンクリートを示す写真図である。 図５は、通常の型枠に対し、流動化コンクリートを打設して振動締固めを行ったコンクリートの脱型後の表面を示す写真図である。 図６は、超撥水処理を施した型枠に対し、流動化コンクリートを打設して、締固め作業を省略したコンクリートの脱型後の表面を示す写真図である。 図７は、表面気泡率の違いを示す図である。 図８は、超撥水処理を施した型枠に対し、通常のコンクリートを打設して、締固め作業を省略したコンクリートの脱型後の表面を示す図であり、（１）は写真図、（２）は黒白の二値化処理後の画像図である。 図９は、従来のコンクリート打設作業における棒状バイブレーターによる締固め状況を示す写真図である。 図１０は、鉛直面の型枠における叩きによる締固め状況を示す写真図である。 図１１は、鉛直面の型枠における型枠振動機による締固め状況を示す写真図である。 図１２は、従来のコンクリートの表面気泡の例を示す写真図である。

以下に、本発明に係るコンクリートの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１に示すように、本発明に係るコンクリートの製造方法は、超撥水性の付与工程（ステップＳ１）と、コンクリートの流動化工程（ステップＳ２）と、流動化コンクリートの打設工程（ステップＳ３）とにより構成される。以下、各工程について説明する。

（１）超撥水性の付与工程（ステップＳ１）
まず、型枠のコンクリートと接する型面（コンクリート界面）に超撥水性を付与する超撥水処理加工を施し、水（水泡）の移動抵抗力を予め低減させておく。この超撥水処理は、型面と水との接触角が例えば１５０度以上となる超撥水性を付与する処理であることが望ましい。この超撥水処理加工では、刷毛塗り、スプレー塗り、ロールコート、ナイフコートなどの方法により、型面に例えば疎水性酸化物微粒子からなる多孔質の撥水層を形成することで超撥水性を付与することができる。疎水性酸化物微粒子としては、超撥水性を備えるものであれば特に限定されないが、好適にはシリカ、アルミナ、チタニア等の少なくとも一種を用いることができる。これらは公知のものを採用することができる。

（２）コンクリートの流動化工程（ステップＳ２）
一方、通常のコンクリート（例えばスランプ１８ｃｍのコンクリート）に、コンクリートの流動性を増大させる流動化剤を所定の割合で投入、添加し、コンクリートを流動化する。これにより流動化コンクリートが得られる。流動化剤は、レディーミクスト工場もしくは現場でアジテーター車に直接投入してもよい。また、後のコンクリートの打設工程における自己充填性が適正に発揮されるように、流動化の程度は、例えばスランプフローで５０〜６５ｃｍであることが好ましく、確実な自己充填性を確保するために５５〜６５ｃｍ程度であることがより好ましい。この流動化の程度については、流動化剤の添加量により加減調整することができる。なお、流動化剤を添加して流動化コンクリートを得る代わりに、例えば、石粉などを添加した粉体量の多い、高流動コンクリートを得るようにしてもよい。なお、ＪＡＳＳ５（建築工事標準仕様書・同解説）では、高流動コンクリートのスランプフローの目標値は５５〜６５ｃｍとされている。

コンクリートに使用する骨材の最大寸法は、普通コンクリートや高流動コンクリートの一般的な最大寸法である２０ｍｍ程度としてよい。なお、粗骨材径が４０ｍｍのような大径の場合でも、モルタル部分が流動することで型枠内に十分に充填可能である。

（３）流動化コンクリートの打設工程（ステップＳ３）
次に、超撥水処理加工が施された型面を有する型枠に、上記の流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設する。この後、叩き、バイブレーターなどによる締固め作業を行わずに所定の養生期間後に脱型する。このようにすることで、表面気泡を低減した美観に優れたコンクリートを製造することができる。

ここで、上記の流動化コンクリートや、高流動コンクリートのような良好な流動性（例えばスランプフローで５５〜６５ｃｍ程度）を有しているコンクリートの場合、叩きや振動による締固めがなくとも、型枠への流し込みのみで比較的容易に充填することができる。その際、型面における表面気泡は十分な締固めがない場合には残りやすくなり、左官補修の必要が生じる。しかし、上記のステップＳ１において型枠の型面に超撥水処理加工を施すことで、気泡の移動抵抗力が少なくなるため、気泡が型枠外に放出されやすくなり、表面気泡が大幅に低減される。また、叩き、バイブレーターなどによる締固め作業に人工を割く必要がなくなるため、道具のレンタル費や労務費を削減する効果がある。

以上のステップＳ１〜Ｓ３の工程により、コンクリートの打込みに際する人工および道具を大幅に削減することが可能となり、かつ表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリート表面を実現することができる。

［本発明の効果を検証するための確認実験］
次に、本発明の効果を検証するために行った確認実験について説明する。

本実験の型枠には、図２に示すような壁を模擬した型枠を使用した。型枠の片面に超撥水処理を施し、これに対向する面を無処理とした。使用したコンクリートは、図３に示すスランプ１７．５ｃｍの流動化前のコンクリートに対して、流動化剤を添加したものである。添加量は、コンクリート１ｍ^３あたり流動化剤２Ｌとした。流動化後の性状は、図４に示すようにスランプフロー６０ｃｍとなり、十分に流動化されたことを確認した。このコンクリートを、締固めを一切行わずに、図２の型枠上部から打ち込んだ。なお、前述したように、流動化剤を添加したコンクリートを用いる代わりに、例えばスランプフロー６０ｃｍ程度の高流動コンクリートを用いてもよい。

打込みが完了した後、静置し、材齢４日で脱型後、超撥水処理と無処理のコンクリート表面の表面気泡率を、以下に示す手法にて算定した。

（表面気泡率の算定方法）
表面気泡率の算定方法は、鉄筋の錆の腐食面積率の算定方法を参考に、直径１ｍｍ以上の空気泡を表面気泡と定義して、透明なＯＨＰシートに脱型後のコンクリート表面を写し取り、黒白の二値化処理の画像解析から下式によって算出した。

Ｒｐ（ｘｙ）＝ＲＡ（ｘｙ）／ＡＡ（ｘｙ）×１００
ここに、Ｒｐ（ｘｙ）：表面気泡率（%）
ＲＡ（ｘｙ）：表面気泡部分の面積
ＡＡ（ｘｙ）：型枠の面積

図５は、無処理の型枠に対して流動化コンクリートを打設して振動締固めを行ったコンクリートの脱型後の表面の外観である。図６は、超撥水処理した型枠に対して流動化コンクリートを打設し、締固めを全く行わなかったコンクリートの脱型後の表面の外観である。図５は従来技術により製造されたコンクリート表面、図６は本発明により製造されたコンクリート表面に相当する。また、図７は、これら本発明と従来技術の表面気泡率の違いを示したものである。

図５、図６、図７に示すように、本発明を適用することで、表面気泡率が従来のコンクリートと比較して大きく低減することがわかる。

したがって、本発明に係るコンクリートの製造方法によれば、叩き、バイブレーターなどによる締固め作業を行わなくとも型枠にコンクリートが良好に充填され、さらに表面気泡率が大きく減少することにより、打設に関わる用具費・労務費・コンクリートの表面補修費を低減させることが可能となる。

また、表面気泡率が減少することにより、美観に優れたコンクリートや、表面気泡に関連するコンクリートの耐久性の低下を防止した高品質なコンクリートを提供することが可能となる。

なお、図８は、超撥水処理を施した型枠に対し、通常のコンクリート（スランプ１８ｃｍ、スランプフロー３５ｃｍ程度）を打設して、締固め作業を省略したコンクリートの脱型後の表面を示す図であり、（１）は写真図、（２）は黒白の二値化処理後の画像図である。この図に示すように、通常のコンクリートを打設して、締固め作業を行わなければ超撥水処理が施された型枠であっても空気あばたが生じることがわかる。したがって、本発明では、所定のスランプフローの流動化コンクリートまたは高流動コンクリートの使用は必須である。

以上説明したように、本発明に係るコンクリートの製造方法によれば、超撥水処理が施された型面を有する型枠に所定のスランプフローを有する流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設した後、締固めを行わずに所定の養生期間後に脱型し、表面気泡を低減したコンクリートを製造するので、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを手間をかけずに製造することができる。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、流動化コンクリートは、コンクリートの流動性を増大させる流動化剤を添加して得られるものであるので、所定のスランプフローの流動化コンクリートを比較的手間をかけずに生成することができる。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、スランプフローが５５〜６５ｃｍである流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを使用するので、叩きや振動による締固めがなくとも、型枠への流し込みのみで比較的容易に充填することができる。

また、本発明に係る他のコンクリートの製造方法によれば、超撥水処理は、型面と水との接触角が１５０度以上となる超撥水処理であるので、気泡の移動抵抗力が少なくなって気泡が型枠外に放出されやすくなり、コンクリートの表面気泡を大幅に低減することができる。

以上のように、本発明に係るコンクリートの製造方法は、表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを製造するのに有用であり、特に、手間をかけずに表面気泡の極めて少ない美観に優れたコンクリートを製造するのに適している。

Claims (4)

1. 超撥水処理が施された型面を有する型枠に所定のスランプフローを有する流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを打設した後、締固めを行わずに所定の養生期間後に脱型し、表面気泡を低減したコンクリートを製造することを特徴とするコンクリートの製造方法。
2. 流動化コンクリートは、コンクリートの流動性を増大させる流動化剤を添加して得られるものであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリートの製造方法。
3. スランプフローが５５〜６５ｃｍである流動化コンクリートまたは高流動コンクリートを使用することを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリートの製造方法。
4. 超撥水処理は、型面と水との接触角が１５０度以上となる超撥水処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコンクリートの製造方法。