JP6778987B2

JP6778987B2 - コンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法

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Publication number: JP6778987B2
Application number: JP2015042922A
Authority: JP
Inventors: 侑也依田; 黒田　泰弘; 泰弘黒田; 真人辻埜; 竜貴湯浅; 浩之西川; 関口　朋伸; 朋伸関口; 啓司麻植; 侑哉寺澤
Original assignee: TOYO ALMINIUM KABUSHIKI KAISHA; Shimizu Corp
Current assignee: TOYO ALMINIUM KABUSHIKI KAISHA; Shimizu Corp
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2035-03-04
Also published as: JP2016160715A

Description

本発明は、主に建築、土木分野などで使用されるコンクリート成形用型枠、および、その製造方法、ならびに、表面に段差を有するコンクリートの製造方法に関し、特に、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法に関するものである。

一般に、型面に模様や目地などの段差のある型枠を用いてコンクリートを打設すると、意匠性の高い仕上がりのコンクリート表面が得られる。

しかしながら、図７（１）に示すように、コンクリート１を打設した際に型枠２の型面に接する気泡３が段差４によって外部に抜けにくくなるため、図７（２）に示すように、硬化したコンクリート表面には空気あばた等の窪み５ができやすくなる。特に、段差の下部に気泡が溜まりやすく、これを防ぐため目地等の段差には通常、テーパーと呼ばれる傾斜面が付けられるが、それでも空気あばたができることが多い。また、コンクリート表面に木目調や石材調のような意匠性を付与するための段差が型枠に存在すると、段差の下部に対応する位置に空気あばたができやすく、程度によっては補修を行う必要がある。コンクリート表面の段差に生じる空気あばたの一例を図８に示す。

なお、本出願人は、コンクリート成形用型枠およびその製造方法に関し、既に特願２０１４−０６９９８０号および特願２０１４−１２８４８１号に示すような技術を提案している。特願２０１４−０６９９８０号に示される技術は、型面の少なくとも一部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を備え、優れた離型性能を持続的に発揮できるようにしたものである。また、特願２０１４−１２８４８１号に示される技術は、型面の少なくとも一部に水に対する接触角が１３０°以上の撥水層を備え、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡をより確実に低減するようにしたものである。

また、コンクリート表面に生じる空気あばた等を低減するための従来の型枠の技術として、例えば特許文献１〜７に示される技術が知られている。

特開２０１２−２３６３６７号公報特開平６−３１７０１１号公報特開２００６−１３７１０１号公報特開２０１２−２３７１５７号公報特許第５１３９６８４号公報特開昭６３−３０６００４号公報特開平２−２８９７６２号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面に段差を有するコンクリートを製造する場合に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有す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成形用型枠は、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えることを特徴とする。

ここで、本発明に係るコンクリート成形用型枠によって成形されるコンクリートとは、モルタル、セメントペーストなどのセメントを含有するセメント系材料を含む広義のコンクリートを意味するものである。

また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、型面と多孔質層との間に、充填粒子含有層が介在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成形用型枠は、上述した発明において、型面と多孔質層との間に、下地層が介在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成形用型枠は、上述した発明において、多孔質層は、水に対する接触角が１５０°以上の撥水層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成形用型枠は、上述した発明において、段差部の高さが１５ｍｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、少なくとも段差部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を設けることを特徴とする。

また、本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする。

また、本発明に係るコンクリートは、上述したコンクリート成形用型枠を用いて製造されたコンクリートである。

本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えるので、疎水性酸化物微粒子から形成される段差部の多孔質層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減し、コンクリート表面の意匠性を向上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成形用型枠の実施の形態を示す断面図であり、（１）はコンクリート打込み時、（２）は脱型時の図である。図２は、水に対する接触角αの説明図であり、（１）は鋭角の場合の図、（２）は鈍角の場合の図である。図３は、本発明に係るコンクリート成形用型枠の他の実施の形態を示す断面図である。図４は、本発明の効果を検証するための実験用型枠の図であり、（１）は斜視図、（２）は側面図である。図５は、実験用型枠の写真図であり、（１）は段差部の外観、（２）はコンクリート打設状況を示す図である。図６−１は、実験結果を示すコンクリート表面の写真図であり、（１）は段差部の高さ０ｍｍで撥水層なしの場合、（２）は段差部の高さ０ｍｍで撥水層ありの場合、（３）は段差部の高さ３ｍｍで撥水層なしの場合、（４）は段差部の高さ３ｍｍで撥水層ありの場合、（５）は段差部の高さ６ｍｍで撥水層なしの場合、（６）は段差部の高さ６ｍｍで撥水層ありの場合である。図６−２は、実験結果を示すコンクリート表面の写真図であり、（１）は段差部の高さ９ｍｍで撥水層なしの場合、（２）は段差部の高さ９ｍｍで撥水層ありの場合、（３）は段差部の高さ１２ｍｍで撥水層なしの場合、（４）は段差部の高さ１２ｍｍで撥水層ありの場合、（５）は段差部の高さ１５ｍｍで撥水層なしの場合、（６）は段差部の高さ１５ｍｍで撥水層ありの場合である。図７は、従来の段差のある型枠を用いてコンクリートを打設する場合の図であり、（１）はコンクリート打込み時、（２）は脱型時の図である。図８は、コンクリート表面の段差に生じる空気あばたの一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成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有す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（１）は、本実施の形態の模式的な断面図である。この図に示すように、本実施の形態に係るコンクリート成形用型枠１０は、コンクリート１を成形するための型枠であって、型枠本体１２と、コンクリート１の表面に溝などの段差を付与可能な段差部２４を有する型面２０と、段差部２４の表面および型面２０に設けられた撥水層２２とを備えるものである。撥水層２２は、水に対する接触角αが１５０°以上の撥水性の表面を有する層である。段差部２４の形状は、水平方向に棒状に延在する角型断面のものであり、型面２０上に側面視でＵ字状の段差を形成する。段差部２４は、鉛直方向に等間隔に離れた複数箇所に設ける。

ここで、撥水性とは、水による濡れにくさを表す性質をいい、図２に示すように、固体表面（本発明では撥水層２２の表面）上に置かれた水滴の接触角αが撥水性の指標になっている。一般には接触角αが９０°以上の場合には撥水性、１１０°から１５０°の場合には高撥水性、１５０°以上の場合には超撥水性とされる。材料の表面自由エネルギーを下げても接触角αは１２０°が限界といわれており、それ以上を実現するには後述するように表面形状を特殊なものに加工する必要がある。

撥水層２２は、例えば図３に示すように、型枠本体１２の表面上および段差部２４の表面上に設けた下地層１４と、この下地層１４の上に設けた充填粒子含有層１６と、この充填粒子含有層１６の上に設けた超撥水性の多孔質層１８とにより構成することができる。多孔質層１８は、例えば疎水性酸化物微粒子により形成され、型面２０および段差部２４の表面のコンクリート１と接する側の最表面に配置される。

なお、下地層１４や充填粒子含有層１６は必要に応じて介在させればよく、下地層１４を複数にしたり、下地層１４以外の任意の層を介在させたりすることもできる。

上記の構成によれば、型面２０および段差部２４の表面の表面張力が撥水層２２によって著しく高くなることで、図１（１）に示すように、打ち込み時に連行されたコンクリート１中の気泡３が撥水層２２の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート１の表面の気泡３は従来よりも表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡３は、型枠本体１２の外部からハンマー等によって加えられる小さな振動で上昇してコンクリート１の表面から容易に抜けやすい。したがって、本発明によれば、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができる。

また、図１（２）に示すように、段差部２４の撥水層２２の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート１の表面の段差２６に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減するので、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。

次に、型枠本体１２、段差部２４、下地層１４、多孔質層１８、充填粒子含有層１６の具体的な構成および作用について説明する。

［型枠本体、段差部］
型枠本体１２および段差部２４の材質は、慣用されているものであれば制限を受けず、木材、金属、合成樹脂、天然樹脂、それらの複合材等から選択することができる。型枠本体１２は一般的には、コストや汎用性の点で木材や塗装合板を使用するのが好ましい。また、型枠本体１２の形状や大きさ等についても、目的とするコンクリート成形体に応じて適宜設計することができる。

また、段差部２４は水平方向に棒状に延在する角型断面のものに限らず、任意方向（例えば、鉛直方向や水平に対して斜め方向など）に棒状に延在する任意断面（例えば、三角形断面など）の部材（例えば、目地棒など）によって構成してもよい。また、例えば木目調や石材調のような凹凸などにより段差部２４を構成してもよい。

型枠本体１２および段差部２４の表面には適宜、下塗り塗装や、目止め塗装、プライマー塗装、着色塗装などを施すこともできる。本発明では、これらの塗装による塗膜を下地層１４と称する。型面２０と多孔質層１８との間に、下地層１４を介在させることにより、型面２０の凹凸矯正、多孔質層１８や充填粒子含有層１６の密着性向上、型枠本体１２の耐久性向上を図ることができる。また、段差部２４の表面と多孔質層１８との間に、下地層１４を介在させることにより、段差部２４の表面の凹凸矯正、多孔質層１８や充填粒子含有層１６の密着性向上、段差部２４の耐久性向上を図ることができる。

［下地層］
下地層１４の形成は、公知の下塗り剤、目止め剤、プライマー、着色剤を用いて、公知の塗布（コート）方法を採用できるので、ここでは詳述しない。充填粒子含有層１６については後述する。

［多孔質層］
多孔質層１８は、型面２０の少なくとも一部（コンクリートと接する側の最表面）と段差部２４の表面に形成されるものである。多孔質層１８を形成する原料である疎水性酸化物微粒子としては、疎水性を有するものであれば特に限定されず、表面処理により疎水化されたものであってもよい。例えば、親水性酸化物微粒子をシランカップリング剤等で表面処理を施し、表面状態を疎水性とした微粒子を用いることもできる。酸化物の種類も、疎水性を有するものであれば特に限定されない。例えばシリカ（二酸化珪素）、アルミナ、チタニア等の少なくとも１種を用いることができる。これらは公知または市販のものを採用することができる。

例えば、シリカとしては、製品名「ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７２」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７２Ｖ」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７２ＣＦ」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７４」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲＸ２００」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲＸ３００」、「ＡＥＲＯＳＩＬＮＸ９０Ｇ」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲＹ２００」（以上、日本アエロジル株式会社製）、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ２０２」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８０５」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８１２」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８１２Ｓ」（以上、エボニックデグサ社製）、「サイロホービック−１００」、「サイロホービック−２００」、「サイロホービック−６０３」（以上、富士シリシア化学株式会社製）等が挙げられる。なお、ＡＥＲＯＳＩＬ、サイロホービックは登録商標である。

チタニアとしては、製品名「ＡＥＲＯＸＩＤＥＴｉＯ２Ｔ８０５」（エボニックデグサ社製）等が例示できる。アルミナとしては、製品名「ＡＥＲＯＸＩＤＥＡｌｕＣ」（エボニックデグサ社製）等をシランカップリング剤で処理して粒子表面を疎水性とした微粒子が例示できる。なお、ＡＥＲＯＸＩＤＥは登録商標である。

この中でも、疎水性シリカ微粒子を好適に用いることができる。とりわけ、より優れた撥水性が得られるという点において、表面にトリメチルシリル基を有する疎水性シリカ微粒子が好ましい。これに対応する市販品としては、例えば上記「ＡＥＲＯＳＩＬＲＸ２００」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲＸ３００」、「ＡＥＲＯＳＩＬＮＸ９０Ｇ」（以上、日本アエロジル株式会社製）、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８１２」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８１２Ｓ」、「ＡＥＲＯＳＩＬＲ８２００」（以上、エボニックデグサ社製）等が挙げられる。

疎水性酸化物微粒子の粒度は限定的ではないが、一次粒子平均径が３ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１００ｎｍであり、最も好ましくは５〜５０ｎｍである。一次粒子平均径を上記範囲とすることにより、その凝集体中にある空隙に空気等の気体を保持することができる結果、多孔質構造となり、優れた離型性を発揮することができる。この凝集状態は、型面２０（コンクリートと接する側の最表面）および段差部２４の表面に付着した後も維持されるので、優れた離型性を発揮することができる。特に、一次粒子平均径が３〜１００ｎｍの疎水性酸化物微粒子を用いることにより、三次元網目状の多孔質構造の表面を有するコンクリート成形用型枠１０を得ることできる。

型面２０および段差部２４の最表面に形成される疎水性酸化物微粒子の多孔質層１８は、三次元網目状構造を有する多孔質状であるのが好ましく、その厚みは０．１〜５００μｍ程度が好ましく、０．５〜２０μｍ程度がさらに好ましい。このようなポーラスな状態で形成することにより、当該層に空気を多く含むことができ、より優れた離型性を発揮することができる。

なお、本発明において、一次粒子平均径の測定は、走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で実施することができ、走査型電子顕微鏡の分解能が低い場合には透過型電子顕微鏡等の他の電子顕微鏡を併用して実施してもよい。具体的には、粒子形状が球状の場合はその直径、非球状の場合はその最長径と最短径との平均値を直径とみなし、走査型電子顕微鏡等による観察により任意に選んだ５０個分の粒子の直径の平均を一次粒子平均径とする。

疎水性酸化物微粒子の比表面積（ＢＥＴ法）は特に制限されないが、通常５０〜３００ｍ^２／ｇが好ましく、１００〜３００ｍ^２／ｇがさらに好ましい。

型面２０（コンクリートと接する側の最表面）および段差部２４の表面への塗布に際しては、疎水性酸化物微粒子をそのまま付与してもよいし（乾式方法）、あるいは疎水性酸化物微粒子を溶媒に分散してなる分散液を塗工することにより付与してもよい（湿式方法）。本発明では、工業的に均一な塗膜（疎水性酸化物微粒子層）が得られやすく、しかも三次元網目状構造が得られやすいという見地より、後者の湿式方法が好ましい。

上記の分散液を用いる場合、分散液に用いる溶媒は、例えばアルコール（エタノール）、シクロヘキサン、トルエン、アセトン、ＩＰＡ、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ブチルジグリコール、ペンタメチレングリコール、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、ヘキシルアルコール等の有機溶剤を適宜選択することができる。この際、微量の分散剤、着色剤、沈降防止剤、粘度調整剤等を併用することもできる。溶媒に対する疎水性酸化物微粒子の分散量は通常１０〜３００ｇ／Ｌ（リットル）程度、好ましくは３０〜１００ｇ／Ｌ程度とすればよい。

また、分散液を塗工する方法も制限されず、例えばスプレー、刷毛、ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法（インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷）、滴下法等も採用することができる。塗布後は、室温〜１５０℃程度で適宜乾燥させればよい。

疎水性酸化物微粒子を型面２０および段差部２４の表面に付与する場合の付与量は、通常は所望の離型性等に応じて適宜設定することができるが、固形分基準で例えば０．１〜１００ｇ／ｍ^２程度、好ましくは０．５〜２０．０ｇ／ｍ^２程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、より優れた離型性を長期にわたって得ることができる上、疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、コスト等の点でも一層有利となる。

［充填粒子含有層］
充填粒子含有層１６は、型面２０および段差部２４の表面と多孔質層１８との間に介在させるのが好ましい。充填粒子含有層１６は、充填粒子がマトリックス中に分散した層である。この充填粒子含有層１６を介在させることにより、コンクリート成形用型枠１０の離型性をさらに長期間維持することができる。充填粒子としては、有機成分および無機成分の少なくとも１種を含む充填粒子を採用することができる。充填粒子含有層１６を型面２０および段差部２４の表面と多孔質層１８との間に介在させる場合の付与量は、固形分基準で例えば０．１〜１００ｇ／ｍ^２程度、好ましくは１．０〜２０．０ｇ／ｍ^２程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、疎水性酸化物微粒子のより優れた密着性を長期にわたって得ることができる上、充填粒子含有層１６上に塗布された疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、耐久性等の点でも有利となる。なお、充填粒子含有層１６を付与する方法は、特に制限されるものではないが、例えばスプレー、刷毛、ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法、滴下法等も採用することができる。付与（塗工）の際は、下記マトリックスを適当な溶剤で希釈することもでき、付与後は、室温〜１５０℃程度で適宜乾燥させればよい。

無機成分としては、例えば１）アルミニウム、銅、鉄、チタン、銀、カルシウム等の金属またはこれらを含む合金または金属間化合物、２）酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物、３）リン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム等の無機酸塩または有機酸塩、４）ガラス、５）窒化アルミニウム、窒化硼素、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック等を好適に用いることができる。

有機成分としては、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等の有機高分子成分（または樹脂成分）を好適に用いることができる。

本発明の充填粒子は、無機成分からなる粒子あるいは有機成分からなる粒子のほか、無機成分および有機成分の両者を含む粒子を用いることができる。この中でも特に、アクリル系樹脂粒子、ポリエチレン系樹脂粒子、親水性シリカ粒子、リン酸カルシウム粒子、炭粉、焼成カルシウム粒子、未焼成カルシウム粒子、ステアリン酸カルシウム粒子等の少なくとも１種を用いることがより好ましい。

充填粒子の平均粒子径（レーザー回折式粒度分布計による）は０．３〜１００μｍ程度が好ましく、１〜５０μｍがさらに好ましく、５〜３０μｍがよりさらに好ましく、２０〜３０μｍが最も好ましい。０．３μｍ未満では取扱い性、凹凸形成等の点で不向きである。他方、１００μｍを超える場合は、充填粒子の脱落、分散性等の点で不向きである。充填粒子の形状は限定的でなく、例えば球状、回転楕円体状、不定形状、涙滴状、扁平状、中空状、多孔質状等のいずれであってもよい。

充填粒子含有層１６を構成し、充填粒子を繋ぎとめるマトリックスとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、エラストマー、ワックスなどを採用できる。マトリックス中における充填粒子の含有量は、マトリックスの材質または充填粒子の種類、所望の物性等に応じて適宜変更できるが、一般的には固形分重量基準で１〜８０重量％が好ましく、３〜５０重量％がさらに好ましい。

充填粒子を含有させる方法（充填粒子をマトリックス中に分散させる方法）は、特に限定されないが、一般的にはマトリックスを形成するための原料（例えば、熱可塑性樹脂を含む組成物）に充填粒子を配合する方法等が挙げられる。混合する方法は、乾式混合または湿式混合のいずれであってもよい。

マトリックスが熱可塑性樹脂の場合、一般的に熱可塑性樹脂層の主成分は１）熱可塑性樹脂またはそれを構成するモノマーもしくはオリゴマー、２）溶剤、３）必要に応じて架橋剤等からなるため、それらの混合物中に充填粒子を添加混合すればよい。熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を採用することができる。例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素系樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂等のほか、これらのブレンド樹脂、これらを構成するモノマーの組み合わせを含む共重合体、変性樹脂等を用いることができる。

マトリックスが熱硬化性樹脂の場合、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂等を採用することができる。マトリックスがエラストマーの場合、例えば、ＰＶＣ−ＮＢＲブレンドエラストマー、ウレタン系エラストマー等を採用することができる。

上記のように構成した本発明に係るコンクリート成形用型枠１０によれば、型面２０および段差部２４の表面張力が撥水層２２によって著しく高くなることで、打ち込み時に巻き込まれたコンクリート中の気泡が撥水層２２の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート表面の気泡は従来よりも表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡は、外部からハンマー等によって加えられる小さな振動で上昇してコンクリート表面から抜けやすい。したがって、本発明によれば、コンクリート表面の段差の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができるという効果を奏する。このため、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。また、本発明のコンクリート成形用型枠１０によれば、優れた離型性能を長期間にわたって持続的に発揮でき、従来の型枠のように使用のたびに離型液を型面に塗布する必要がなく、コンクリート成形後の繰り返し使用（いわゆる転用）が可能となる。

［実験による本発明の効果の検証］
次に、本発明の効果を検証するために行った実験および結果について説明する。

本実験は、高さと接触角の異なる段差部２４の型枠１０を用いてコンクリートを打ち込み、コンクリート表面の仕上がり状態に関して比較観察を行ったものである。これは、木目調や石材調のような凹凸模様による段差部や、目地棒などによる段差部を有する型枠を想定している。

本発明の実施例として、塩化ビニル製の型枠の平坦な型面（接触角１００°）に、図４に示すように高さが異なる段差部を取り付け、型面および段差部の側面視でＵ字状をなす表面全体に接触角が１５０°以上の撥水層を設けた型枠（撥水層あり）を作製した。また、比較例として、同じく塩化ビニル製の型枠の平坦な型面（接触角１００°）に、高さが異なる段差部を取り付けた型枠（撥水層なし）を作製した。

ここで、段差部の形状は、水平方向に棒状に延在する角型断面のものであり、型面上に側面視でＵ字状の段差を形成する。本実験では、この段差部の水平方向の長さを３００ｍｍ、鉛直方向の長さを１０ｍｍに固定し、段差部の高さ（型面からの突出長さ）を０ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍ、９ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍとして、鉛直方向に等間隔に離れた５箇所に同じ形状の段差部を設置した。そして、図５に示すようにコンクリートを通常通り縦打ちで打設した。

この時の段差部の高さと接触角の違いによる、コンクリート表面の仕上がりの状態を比較したものを図６−１および図６−２に示す。これらの図に示されるように、比較例である「撥水層なし」の場合には（各図の（１）、（３）、（５））、コンクリート表面の段差に空気あばたができやすいことがわかる。これに対し、本発明の実施例である「撥水層あり」の場合には（各図の（２）、（４）、（６））、この空気あばたを大幅に低減できることがわかる。

特に、図６−１に示すように段差部の高さが０〜６ｍｍでは、（１）、（３）、（５）の撥水層を設けない場合、コンクリート表面の段差に空気あばたはあまりないが、段差以外のコンクリート表面に空気あばたが多くみられる。これに対し、（２）、（４）、（６）のように型面および段差部の表面全体に撥水層を設けると、段差以外のコンクリート表面にできていた空気あばたは消失する。

図６−２に示すように段差部の高さが９ｍｍ以上になると、（１）、（３）、（５）の撥水層を設けない場合、段差部に空気あばたが多くみられるが、（２）、（４）、（６）のように撥水層を設けることで段差部の空気あばたは消失する。なお、段差部の高さが１５ｍｍのものでは、撥水層を設けたものにもコンクリート表面の段差にわずかな脆弱部がみられたが、空気あばたはみられなかった。

このように、本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、撥水層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減する。特に、撥水層の接触角が１５０°以上であれば、通常の打設方法で空気あばたの低減効果がある。また、高さ１２ｍｍ以下の段差部を有する型枠において、空気あばたの低減に関して顕著な効果が認められ、高さ１５ｍｍ以下の段差部を有する型枠においても、空気あばたの低減に関して相当の効果が認められる。

［コンクリート成形用型枠の製造方法］
次に、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法について説明する。
本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠１０を製造する方法であって、少なくとも段差部２４に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層１８を設けることを特徴とするものである。したがって、図１（１）や図３に示される型枠を製作する際に、型枠本体１２に設けた段差部２４の表面に対して多孔質層１８や撥水層２２を塗布等により施工することは、本発明の実施に相当する。

なお、上記の段差部２４に対する多孔質層１８や撥水層２２の施工は、型枠板の製作工場やプレキャストコンクリートの製造工場だけでなく、コンクリート打設現場における型枠組立の前後の工程で行うことが可能である。このように、本発明は、市販されている一般的な型枠板に対して適用することが可能であり、上記したのと同様な作用効果を奏することができる。

［表面に段差を有するコンクリートの製造方法］
次に、本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法について説明する。
本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠１０を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠１０にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とするものである。したがって、コンクリート成形用型枠１０を用いて図１（１）、（２）のような工程により表面に段差を有するコンクリートを施工することは、本発明の実施に相当する。

以上説明したように、本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えるので、疎水性酸化物微粒子から形成される段差部の多孔質層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減し、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。

以上のように、本発明に係るコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、表面に段差を有するコンクリートを製造するのに有用であり、特に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減するのに適している。

１０コンクリート成形用型枠
１２型枠本体
１４下地層
１６充填粒子含有層
１８多孔質層
２０型面
２２撥水層
２４段差部
２６段差

Claims

コンクリート成形用の型枠であって、
コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、
硬化後のコンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を低減するためにこの型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備え、
多孔質層は、コンクリートが硬化した後の脱型時に型面から剥離してコンクリート表面に付着しないものであり、
コンクリートまたはモルタルからなる表面層をあらかじめ多孔質層の表面に形成することなく１回の打込みでコンクリートを成形する際に用いられることを特徴とするコンクリート成形用型枠。
型面と多孔質層との間に、充填粒子含有層が介在することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート成形用型枠。
型面と多孔質層との間に、下地層が介在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成形用型枠。
多孔質層は、水に対する接触角が１５０°以上の撥水層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成形用型枠。
段差部の高さが１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠。
請求項１〜５のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、
少なくとも段差部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を設けることを特徴とするコンクリート成形用型枠の製造方法。
請求項１〜５のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、
多孔質層の表面にコンクリートまたはモルタルからなる表面層をあらかじめ形成することなく、コンクリート成形用型枠に直接フレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする表面に段差を有するコンクリートの製造方法。