JP6425177B2 - コンクリート表面処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの少なくとも外表面を着色する際に用いて好適なコンクリート表面処理方法に関する。

一般に、擁壁，河川護岸，堰堤等のコンクリート建造物における表面の明度は７〜９程度の高い値になっており、人工物として目立つなど、周辺の風景に馴染まない存在になっている。このため、近時、コンクリートの外表面の明度を６以下に抑制することにより目立たなくし、より自然環境に溶け込ませることができるコンクリート建造物も要請されており、この要請に応えるコンクリートの着色方法も提案されている。

従来、コンクリートの外表面に着色する方法としては、コンクリートの成分となるセメント等の材料と一緒に顔料を混入させる着色方法や完成したコンクリートの表面に顔料を塗布する着色方法が知られている。

材料と一緒に顔料を混入させる着色方法としては、特許文献１に開示される「生物共生式護岸用護岸パネル及びその製作方法」で使用される方法が知られている。この生物共生式護岸の護岸パネルは、その表面側の水面付近で小生物が棲息するのに適した形にするとともに、貫通孔からの裏込め材の流出を防止することを目的としたものであり、具体的には、コンクリート製の護岸パネルの表面側に多数の石積み模様を形成し、石積み模様間に形成される凹溝の内周側の高さ、もしくは幅を護岸パネルの表面側から背面側へかけて小さくすると共に、凹溝の、石積み模様の表面からの深さを凹溝の表面側の高さ、もしくは幅より大きくするなどし、特に、コンクリート中に、暗色の顔料を混入させて製作したものである。

また、表面に顔料を塗布する着色方法としては、特許文献２に開示される「コンクリートブロック及びコンクリートブロックの印刷方法」が知られている。この方法は、表面に気泡があり色がグレーなどであるコンクリートブロックの表面にインクジェット印刷した場合であっても、陰影のある鮮明な印刷画像を得れるようにすることを目的としたものであり、具体的には、コンクリートブロックのフェイスシェル面に印刷画像をインクジェット印刷するためのコンクリートブロックの印刷方法であって、複数の撮影画像の明度及び彩度のうちの少なくともいずれかが互いに異なるようにしたものである。

特開２０００−３５５９２１号公報 特開２０１２−１９６６０６号公報

しかし、上述した従来におけるコンクリートの外表面の着色方法は、次のような問題点があった。

第一に、特許文献１で開示される顔料を混入させる着色方法は、全体の色ムラが発生しやすく、かつ色彩は単調になりやすい。結局、明度は抑制できたとしても、自然味を出しにくい。しかも、コンクリート全体を着色することになるため、多量の顔料及びこの顔料をミキサーに投入する投入機などが必要になるとともに、使用後の、ミキサー，投入機，型枠等の洗浄も必要になるなど、大幅なコストアップ要因になる。加えて、多量の顔料は、本来、必要なコンクリート組成に悪影響を及ぼす虞れもあるなど、信頼性の低下要因としても無視できない。

第二に、特許文献２で開示される表面に顔料を塗布する着色方法は、コンクリートの養生後、塗布工程（塗装工程，印刷工程）が必要になり、これを実現する大掛かりな設備が必要になる。しかも、完成したコンクリートの表面に対する後発的な塗布処理となるため、長期的な耐久性に劣るとともに、定期的なメンテナンスや再塗布処理等も要求され、顔料を混入させる着色方法と同様、大幅なコストアップを招く。しかも、作業が天候に左右されやすいため、工期が安定しなかったり長期化する要因にもなる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したコンクリート表面処理方法の提供を目的とするものである。

本発明に係るコンクリート表面処理方法は、上述した課題を解決するため、コンクリートＣの表に現れる外表面Ｃｐの全部又は一部を着色するに際し、予め、少なくともコンクリートＣの外表面Ｃｐの明度及び／又は彩度を低減させる色を有する墨汁を用いた顔料と水溶性離型剤を混合させて生成した混合剤２と、コンクリートＣを打設する型枠体３における外表面Ｃｐの全部又は一部に対面する型枠面Ｆｐに、ランダム形状の凹凸部Ｐによる凹凸面を形成し、かつ当該凹凸部Ｐを構成する凹部Ｐｄの長手方向に対する直角方向の幅寸法Ｌｄを、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に選定して形成した特定型枠メンバ３ｃとを用意し、コンクリートＣの打設施工時に、特定型枠メンバ３ｃを含む型枠体３を組立てるとともに、少なくとも特定型枠メンバ３ｃにおける型枠面Ｆｐに混合剤２を均等に塗布し、この後、顔料及び離型剤を含まない未固化コンクリートＣｏを型枠体３に打設することにより、擁壁，河川護岸又は堰堤に用いるコンクリートＣに対する表面処理を行うことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、必要に応じて、型枠体３に未固化コンクリートＣｏを打設した後、当該型枠体３に対して振動を付与することが望ましい。

このような手法による本発明に係るコンクリート表面処理方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） コンクリートＣ全体の着色を伴わないため、多量の顔料やこの顔料をミキサーに投入する投入機などが不要になり、また、使用後の洗浄工程も大幅に縮小されるとともに、塗布工程（塗装工程，印刷工程）に伴う大掛かりな設備も不要になる。特に、実施に際しては、特定型枠メンバ３ｃ、及び顔料と離型剤を含む混合剤２を追加すれば足りるため、容易に実施できるとともに、大幅なコストダウンを実現できる。

（２） 特定型枠メンバ３ｃの凹凸部Ｐに塗布した、顔料と離型剤を含む混合剤２を、未固化コンクリートＣｏの表面に対して転写するようにしたため、混合剤２中の顔料の一部が未固化コンクリートＣｏ中に浸透し、長期間の放置にも劣化しにくいなど、耐久性に優れた着色処理を実現できる。

（３） 所定密度の凹凸部Ｐによる凹凸面を形成した特定型枠メンバ３ｃを用いるため、明度や彩度等を有効に低下させることができることと併せ、外観的な自然味を効果的に醸し出すことができる。これにより、従来のような、彩度や明度等が単調になることにより外観が人工物として目立ちやすい不具合を解消できる。

（４） 特定型枠メンバ３ｃにおける凹凸部Ｐをランダム形状に形成するとともに、凹凸部Ｐを構成する凹部Ｐｄの長手方向に対する直角方向の幅寸法Ｌｄを、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に選定したため、未固化コンクリートＣｏの流動性と凹凸部Ｐの粗面性を好適な状態にマッチングでき、より確実かつ良好な転写を実現できるとともに、自然味に優れた外観性を確保できる。

（５） 顔料として、少なくともコンクリートＣの外表面Ｃｐの明度及び／又は彩度を低減させる色を有する顔料、特に、墨汁を用いたため、必要な明度及び／又は彩度を容易に調整でき、自然味に優れ、周辺の風景に馴染ませる観点から最適な外表面Ｃｐを実現できるとともに、自然環境に適合する観点からも最適な顔料として利用できる。

（６） 離型剤として、水溶性離型剤を用いたため、特に、墨汁と混合した際におけるマッチング性に優れた離型剤として利用でき、油性離型剤等と異なり良好な転写効果を得ることができる。

（７） 好適な態様により、型枠体３に未固化コンクリートＣｏを打設した後、当該型枠体３に対して所定時間にわたって振動を付与するようにすれば、混合剤２が塗布された凹凸部Ｐの凹部Ｐｄに、未固化コンクリートＣｏを確実に侵入させることができるため、より安定した転写処理を実現できるとともに、外表面Ｃｐにおける、より良質な外観性を確保できる。

本発明の好適実施形態に係るコンクリート表面処理方法を説明するためのフローチャート、 同コンクリート表面処理方法に使用する特定型枠メンバの一部拡大図及び一部断面図を含む正面図、 同コンクリート表面処理方法を説明するための模式的型枠体の断面を示す工程説明図、 同コンクリート表面処理方法を説明するための模式的型枠体の断面を示す他の工程説明図、 同コンクリート表面処理方法により処理したコンクリートの一部拡大図及び一部断面図を含む正面図、 同コンクリート表面処理方法により処理したコンクリートの外表面の一部を撮影した写真、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るコンクリート表面処理方法に使用する特定型枠メンバ３ｃを含む型枠体３について、図２〜図４を参照して説明する。

図３及び図４は、コンクリートブロック（コンクリート製品）Ｃｘを製造する型枠体３を示す。例示の型枠体３は、理解を容易にするため、最もシンプルな構造を模式的に示している。型枠体３は、六つの主要メンバを備えており、具体的には、前側の型枠メンバ３ｃ（図３中、右側）、後側の型枠メンバ３ｓ（図３中、左側）、上側の型枠メンバ３ｕ、下側の型枠メンバ３ｄ、右側の型枠メンバ３ｐ（図３中、奥側）、左側の型枠メンバ（図３中、図に現れない手間側）の六つの型枠メンバを備える。各型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｕ，３ｄ，３ｐ…は鉄板により一体形成する。

この場合、前側の型枠メンバ３ｃは、特定型枠メンバ３ｃとなる。この特定型枠メンバ３ｃは、図２（ａ）に示すように、全体を矩形状に形成した型枠面Ｆｐを有するとともに、この型枠面Ｆｐの周縁には、図３に示すように、直角方向に折曲形成したフレーム状（リブ状）のフランジ部３ｃｆを一体に有する。また、型枠面Ｆｐには、所定密度の凹凸部Ｐにより形成した凹凸面を有する。この場合、凹凸部Ｐは、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ランダム形状に形成するとともに、凹凸部Ｐを構成する凹部Ｐｄの長手方向に対する直角方向の幅寸法Ｌｄは、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に選定することが望ましい。この場合の長手方向とは、必ずしも直線のみではなく、凹部Ｐｄの全体形状に沿った曲線も含まれる。この凹凸部Ｐは、特定型枠メンバ３ｃに対してプレス成形等により容易に形成できる。

このように、特定型枠メンバ３ｃにおける凹凸部Ｐをランダム形状に形成するとともに、凹凸部Ｐを構成する凹部Ｐｄの長手方向に対する直角方向の幅寸法Ｌｄを、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に選定すれば、未固化コンクリートＣｏの流動性と凹凸部Ｐの粗面性を好適な状態にマッチングできるため、より確実かつ良好な転写を実現できるとともに、自然味に優れた外観性を確保できる利点がある。

一方、特定型枠メンバ３ｃ以外の他の型枠メンバ３ｓ，３ｕ，３ｄ，３ｐ…は、内面を構成する型枠面を平坦面となる通常の型枠メンバとして構成できる。この場合、型枠メンバ３ｓの全体形状は、凹凸部Ｐを形成しない点を除いて、特定型枠メンバ３ｃと同一の大きさ及び同一形状に形成できる。また、他の型枠メンバ３ｕ，３ｄ，３ｐ…は矩形の鉄板により形成でき、これら六つの型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｕ，３ｄ，３ｐ…を組み付けることにより、図３及び図４に示す型枠体３を構成できる。

次に、本実施形態に係るコンクリート表面処理方法について、図２〜図６を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

実施形態で例示するコンクリートＣは、図４に示すコンクリートブロック（コンクリート製品）Ｃｘである。コンクリートブロックＣｘの製造に際しては、予め、混合剤２を準備する。この混合剤２の生成には、混合成分材料として、顔料と離型剤を使用する（ステップＳ１）。

顔料としては、特定の顔料に限定するものではないが、少なくともコンクリートＣの外表面Ｃｐの明度及び／又は彩度を一定値以下に低減させる色を有する顔料を選定する。顔料としては、所定の濃度に調整した墨汁を用いる。このように、顔料として、コンクリートＣの少なくとも外表面Ｃｐの明度及び／又は彩度を一定値以下に低減させる色を有する顔料を選定、特に、所定の濃度に調整した墨汁を用いれば、必要な明度及び／又は彩度を容易に調整できるため、自然味に優れ、周辺の風景に馴染ませる観点から最適な外表面Ｃｐを実現できるとともに、自然環境に適合する観点からも最適な顔料として利用できる。即ち、墨汁は、通常、ニカワ等により周りが覆われた細かい粒子状の炭素が水中に分散するコロイド状になっているため、後述する水溶性離型剤に対して良好に混合させることができるとともに、主に自然素材からなるため、自然環境に悪影響を及ぼさない利点を有している。なお、墨汁は、外表面Ｃｐの目的とする明度及び／又は彩度が得られるように、予め濃度を調整する。

一方、離型剤には、水溶性離型剤を用いる。水溶性離型剤は、通常、動植物油，鉱物油等を基油として使用し、この基油に添加剤と乳化剤を混合したものであり、水で希釈することができる。離型剤として、このような水溶性離型剤を用いれば、特に、上述した墨汁と混合した際におけるマッチング性に優れた離型剤として利用できるため、油性離型剤等と異なり良好な転写効果を得ることができる利点がある。

次いで、準備した墨汁と離型剤を混合する混合処理を行う（ステップＳ２）。この場合、配合する墨汁と離型剤の割合は、予め実験等により求めることができるが、本実施形態では、水溶性離型剤１００〔重量％〕に対して墨汁７〜８〔重量％〕程度配合することにより、完成時の明度として、４．５（日照：９４，０００〔ｌｘ〕）の良好な結果を得た。なお、混合処理では、必要に応じて、希釈水や他の添加剤などを配合することができる。以上により、墨汁と離型剤を混合させた目的の混合剤２を生成することができる（ステップＳ３）。

次に、具体的な製造手順について説明する。まず、別途の製作工程で製作される前述した前側の特定型枠メンバ３ｃを準備するとともに、残りの型枠メンバ、即ち、後側の型枠メンバ３ｓ、上側の型枠メンバ３ｕ、下側の型枠メンバ３ｄ、右側の型枠メンバ３ｐ、及び左側の型枠メンバをそれぞれ準備する（ステップＳ４，Ｓ５）。そして、図３に示すように、上側の型枠メンバ３ｕを除き、他の型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｄ，３ｐ…をそれぞれ対応する位置に配して型枠体３を組立てる（ステップＳ６）。

次いで、型枠体３の内面（キャビティ面）に、前述した混合剤２を均等に塗布する（ステップＳ７）。この場合、混合剤２は、少なくとも特定型枠メンバ３ｃにおける凹凸部Ｐを有する型枠面Ｆｐに塗布する。なお、特定型枠メンバ３ｃ以外の他の型枠メンバ３ｓ…の内面には、混合剤２を同様に塗布してもよいし、墨汁が混合しない離型剤のみを標準手法により塗布してもよい。この場合、混合剤２（及び／又は離型剤）の塗布は、型枠体３として組付けた後で塗布してもよいし、或いは型枠体３を組付ける前の型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｕ，３ｄ，３ｐ…にそれぞれ個別に塗布し、この後、塗布の終了した型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｄ，３ｐ…を型枠体３として組付けてもよい。

混合剤２（及び／又は離型剤）の塗布処理が終了したなら、型枠体３の上端開口から当該型枠体３の内部に未固化コンクリートＣｏを打設する（ステップＳ８）。型枠体３の内部に未固化コンクリートＣｏを完全に充填したなら打設を終了させ、上側の型枠メンバ３ｕにより型枠体３の上端開口を閉塞する。この状態を図４に示す。

また、未固化コンクリートＣｏの打設終了後、型枠体３に対しては振動を付与することが望ましい（ステップＳ９）。なお、振動の付与は必須の工程となるものではないが、振動を付与することにより、混合剤２が塗布された凹凸部Ｐの凹部Ｐｄに、未固化コンクリートＣｏを確実に侵入させることができるとともに、未固化コンクリートＣｏに対して墨汁の一部を浸透（混合）させ、コンクリートＣに対して、より確実かつ安定に墨汁を付着（転写）させることができる。加えて、未固化コンクリートＣｏの流動性等により品質にバラツキを生じる不具合を回避することができるとともに、外表面Ｃｐにおける、より良質な外観性を確保できる。振動を付与する方法としては、例えば、振動発生機材を用意し、この振動発生機材を特定型枠メンバ３ｃの外面に当接させるなどにより振動を付与することができる。振動発生機材としては、振動を発生する各種機材を適用可能である。

そして、停止条件となる設定時間が経過したなら振動付与を停止する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。この後、コンクリートＣに対する養生処理を行う（ステップＳ１２）。具体的には、所定期間にわたって放置することによりコンクリートＣを自然固化させる。そして、養生処理が終了したなら、各型枠メンバ３ｃ，３ｓ，３ｕ…を、順次、固化したコンクリートＣから離脱させる離型作業を行う（ステップＳ１３）。これにより、図５（ａ）に示すコンクリートブロックＣｘを得ることができる（ステップＳ１４）。また、同時に本実施形態に係るコンクリート表面処理方法による外表面Ｃｐに対する表面処理を行うことができる。

図５（ａ）には、コンクリートブロックＣｘの外表面Ｃｐ（正面図）の全体形状を示すとともに、図５（ｂ）にはこの外表面Ｃｐの部分拡大図を示し、さらに、図５（ｃ）はこの外表面Ｃｐの一部の断面図を示す。一方、図６には、実際に得られた外表面Ｃｐの一部の拡大写真を示す。

このように表面処理されるコンクリートブロックＣｘの外表面Ｃｐには、図５（ｃ）に示すように、特定型枠メンバ３ｃの型枠面Ｆｐにおける凹凸部Ｐの凹部Ｐｄに対応する凸部Ｃｄが形成されるとともに、凹凸部Ｐの凸部Ｐｍに対応する凹部Ｃｍが形成される。また、同時に、特定型枠メンバ３ｃにおける型枠面Ｆｐの凹凸部Ｐに塗布した混合剤２における墨汁は、コンクリートブロックＣｘの外表面Ｃｐに転写される。この場合、転写された墨汁による転写着色部２ａは、図５（ｂ）及び（ｃ）、更には図６に示すように、主に、凸部Ｃｄと凹部Ｃｍ間における段差部分及びその周辺に集中することが認められ、段差部分及びその周辺が比較的濃く着色されるとともに、凸部Ｃｄの平坦部分と凹部Ｃｍの平坦部分は、比較的薄く着色される。

よって、このような本実施形態に係るコンクリート表面処理方法によれば、基本的な方法として、予め、顔料と離型剤を混合させて生成した混合剤２と、コンクリートＣを打設する型枠体３における外表面Ｃｐの全部又は一部に対面する型枠面Ｆｐに所定密度の凹凸部Ｐによる凹凸面を形成した特定型枠メンバ３ｃとを用意し、コンクリートＣの打設施工時に、特定型枠メンバ３ｃを含む型枠体３を組立てるとともに、少なくとも特定型枠メンバ３ｃにおける型枠面Ｆｐに混合剤２を均等に塗布し、この後、未固化コンクリートＣｏを型枠体３に打設するようにしたため、コンクリートＣ全体の着色を伴わない。したがって、多量の顔料やこの顔料をミキサーに投入する投入機などが不要になり、また、使用後の洗浄工程も大幅に縮小されるとともに、塗布工程（塗装工程，印刷工程）に伴う大掛かりな設備も不要になる。特に、実施に際しては、特定型枠メンバ３ｃ、及び顔料と離型剤を含む混合剤２を追加すれば足りるため、容易に実施できるとともに、大幅なコストダウンを実現できる。

しかも、特定型枠メンバ３ｃの凹凸部Ｐに塗布した、顔料と離型剤を含む混合剤２を、未固化コンクリートＣｏの表面に対して転写するようにしたため、混合剤２中の顔料の一部が未固化コンクリートＣｏ中に浸透し、長期間の放置にも劣化しにくいなど、耐久性に優れた着色処理を実現できる。加えて、所定密度の凹凸部Ｐによる凹凸面を形成した特定型枠メンバ３ｃを用いるため、明度や彩度等を有効に低下させることができることと併せ、外観的な自然味を効果的に醸し出すことができる。これにより、従来のような、彩度や明度等が単調になることにより外観が人工物として目立ちやすい不具合を解消できる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、例示の実施形態では、コンクリートブロックＣｘの前側の面（正面）のみを外表面Ｃｐとしたが、同様に、左右側の面や上側の面を外表面Ｃｐとしてもよい。したがって、例示の場合、特定型枠メンバとして型枠メンバ３ｃにのみ適用して凹凸部Ｐを形成した場合を示したが、その他、上側の型枠メンバ３ｕ，右側の型枠メンバ３ｐ，左側の型枠メンバを、それぞれ特定型枠メンバとして凹凸部Ｐを形成してもよい。さらに、コンクリートＣは、コンクリート製品として構成されるコンクリートブロックＣｘを例示したが、現場で直接施工するコンクリートＣ、即ち、現場で直接型枠を施工し、擁壁等を建造する際におけるコンクリートＣであってもよい。

本発明に係るコンクリート表面処理方法は、擁壁，河川護岸，堰堤等の各種コンクリート建造物等におけるコンクリートの外表面を着色する際に用いることができる。

２：混合剤，３：型枠体，３ｃ：特定型枠メンバ，Ｃ：コンクリート，Ｃｐ：コンクリートの外表面，Ｃｏ：未固化コンクリート，Ｐ：凹凸部，Ｐｄ：凹凸部を構成する凹部，Ｆｐ：凹凸面，Ｌｄ：凹部の長手方向以外の幅寸法

Claims (2)

1. コンクリートの表に現れる外表面の全部又は一部を着色するコンクリート表面処理方法であって、予め、少なくとも前記コンクリートの外表面の明度及び／又は彩度を低減させる色を有する墨汁を用いた顔料と水溶性離型剤を混合させて生成した混合剤と、コンクリートを打設する型枠体における前記外表面の全部又は一部に対面する型枠面に、ランダム形状の凹凸部による凹凸面を形成し、かつ当該凹凸部を構成する凹部の長手方向に対する直角方向の幅寸法を、０．１〜５〔ｍｍ〕の範囲に選定して形成した特定型枠メンバとを用意し、コンクリートの打設施工時に、前記特定型枠メンバを含む型枠体を組立てるとともに、少なくとも前記特定型枠メンバにおける前記型枠面に前記混合剤を均等に塗布し、この後、顔料及び離型剤を含まない未固化コンクリートを前記型枠体に打設することにより、擁壁，河川護岸又は堰堤に用いるコンクリートに対する表面処理を行うことを特徴とするコンクリート表面処理方法。
2. 前記型枠体に前記未固化コンクリートを打設した後、当該型枠体に対して振動を付与することを特徴とする請求項１記載のコンクリート表面処理方法。