ポーラスコンクリート
【課題】エフロレッセンス（白華）を原因とする色むらを安価に抑制できるポーラスコンクリートを提供することを課題としている。
【解決手段】リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理により高活性化させた粉体を含むことを特徴とするポーラスコンクリートを提供することにある。
【解決手段】リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理により高活性化させた粉体を含むことを特徴とするポーラスコンクリートを提供することにある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白華（エフロレッセンス）に起因する色むらを低減させたポーラスコンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント組成物中の細骨材の配合量を極端に減らして、あるいは細骨材を全く配合しないで得られた多孔質のセメント硬化体であるポーラスコンクリートは、透水性舗装、排水性舗装、低騒音舗装、生物親和性護岸等のコンクリート、透水ブロック等の透水性コンクリート二次製品等に用いられている。
【０００３】
しかし、このようなポーラスコンクリートにおいては、セメントを主成分とする結合材に対する練混ぜ水の量が、通常、コンクリート１ｍ3あたり８０〜１２０ｋｇ程度と極めて少なく、コンクリート中のセメント成分の割合が相対的に多くなるため、エフロレッセンス（白華）といわれる現象が起きる場合がある。
この白華はコンクリート表面の色むらを引き起こす原因となるため、白華が起きたコンクリートは、施工後あるいは供用開始後に、色むらが生じて問題となることがある。
色むらは、顔料等によって着色したカラーコンクリートにおいて特に目立つため、美観上、大きな問題となっている。
【０００４】
このような白華による色むらを抑制する技術として、例えば、特許文献１に記載されているように、脂肪酸のアルカリ塩類であるステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム等の粉末をセメント組成物中に添加することが知られている。前記脂肪酸アルカリ塩類は、白華の原因となる陽イオンの水分への溶解を抑制するものである。
【０００５】
さらに、白華による色むらを抑制するその他の技術としては、以下のようなものがある。
例えば、特許文献２に記載されているように、陽イオン交換能力を有する合成ゼオライトを硫酸水溶液でｐＨ＝５．０となるまで中和することによって得られる水素型ゼオライトの粉末をセメント組成物に混合することが知られている。
また、特許文献３に記載されているように、石炭灰（フライアッシュ）あるいは廃珪藻土等に代表されるシリカ及びアルミナが含まれる無機材料を原料とし、水酸化ナトリウム等の強アルカリを加えて水熱処理することによって得られる人工ゼオライトの粉末をセメント組成物中に混合することが知られている。
さらに、特許文献４に記載されているように、セメント組成物中に適量のゼオライトを混合することが知られている。
これらの技術は、ゼオライトをセメント組成物に添加することで、白華現象の析出の原因となる陽イオンをゼオライトで吸着するものである。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の脂肪酸アルカリ塩類は、一般的に水に対する溶解度が低いため、コンクリートやモルタル中での分散性に劣る。そのため十分な効果を得るためには添加量をかなり多くする必要があり、実用上十分な効果を得ることが難しい。
また、脂肪酸のアルカリ塩類は、一般に高価な材料であるため、材料コストを高騰させてしまうという問題もある。
さらに、脂肪酸アルカリ塩類を含む硬化体は、強度が低下するという大きな問題もある。
【０００７】
また、特許文献２〜４に記載されているようなゼオライトを色むら抑制のために用いる場合には、陽イオン選択性あるいは陽イオン交換容量が高いセオライトを用いる必要があり、使用できるゼオライトが限定されて材料選択の汎用性がなく、結果的に材料コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−６０３０１号公報
【特許文献２】特開平４−１１４９４０号公報
【特許文献３】特開平８−２０８３０１号公報
【特許文献４】特開平７−２３２９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、白華による色むらを安価にかつ十分に抑制したポーラスコンクリートを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むことを特徴としている。
【００１１】
本発明のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を配合することで、安価な鉱物を材料として用いてかつ十分に白華現象を抑制することができる。
【００１２】
なお、本発明における微粉砕処理することによって高活性化する、とは、リチウム含有鉱物、またはリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を、微粒子になるように粉砕して、粉砕された各粒子表面の反応特性を変化させて、高活性を有するように処理することをいう。
【００１３】
また、本発明でいう粒径１０μｍ以下の混合物とは、例えば、アイシンナノテクノロジーズ社製、のＫＦＳＨ−１５０型等の、超微粉精密分級機を用いて、分級点１０μｍにて分級操作を行ない、さらに、例えば、ＮＩＫＫＩＳＯ社製、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ等の、レーザー回折式粒度分布測定装置を使用することで、含有する粒子の９５％以上が粒径１０μｍ以下の粒度を有すると特定された粉体をいう。
【００１４】
また、本発明における前記混合物は、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５になるように前記リチウム含有鉱物及び前記ゼオライト含有鉱物が混合されていることが好ましい。
【００１５】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物中に含まれるＬｉ2Ｏ及びＡｌ2Ｏ3が前記比率の範囲になるように、前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物が混合されている混合物は、微粉砕処理することによって高活性化してポーラスコンクリートに配合することで、特に白華による色むらを低減したポーラスコンクリートが得られる。
【００１６】
また、本発明における前記リチウム含有鉱物が、スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、及び／またはペタライト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）であることが好ましい。
【００１７】
前記リチウム含有鉱物は、リシア（Ｌｉ2Ｏ）及びシリカ（ＳｉＯ2）の含有量の高いため、ゼオライト含有鉱物と混合した場合に、白華現象を抑制できると同時に、ポーラスコンクリートとして硬化させた場合の曲げ強度等の物理性状を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明における前記ゼオライト含有鉱物が、クリノプチロライト（斜プチロル沸石）及び／またはモルデナイト（モルデン沸石）を含有するゼオライト質凝灰岩ゼオライト質凝灰岩であることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、前記ゼオライト含有鉱物がクリノプチロライト（斜プチロル沸石）、及び／またはモルデナイト（モルデン沸石）を含有するゼオライト質凝灰岩である場合には、良質な原料が容易に調達でき、かつ微粉砕も容易であるため、安価に色むらを低減したポーラスコンクリートが得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安価にかつ確実に、ポーラスコンクリートの白華による色むらを抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、多孔質のセメント硬化体であるポーラスコンクリートに関するものである。
【００２２】
本実施形態のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含む。
【００２３】
前記混合物の材料として用いられるリチウム含有鉱物としては、スポジュメン（リシア輝石：Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、ペタライト（葉長石：Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）、レピドライト（リシア雲母：ＬｉＦ・ＨＦ・Ａｌ2Ｏ3・３ＳｉＯ2）、ユークリプタイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、ビキタアイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アンブリゴナイト（アンブリゴ石＝２ＬｉＦ・Ａｌ2Ｏ3・Ｐ2Ｏ5）、モンテブラサイト（２ＬｉＯＨ・Ａｌ2Ｏ3・Ｐ2Ｏ5）等が挙げられる。
【００２４】
前記リチウム含有鉱物の中でも、スポジュメン及びペタライトは、リシア（Ｌｉ2Ｏ）、シリカ（ＳｉＯ2）の含有量が高いため特に好ましい。
なお、前記リチウム含有鉱物は、Ｌｉ2Ｏ含有量が５質量％〜７質量％のものが好ましい。
【００２５】
スポジュメンや、ペタライト等のリチウム含有鉱物をゼオライト含有鉱物と混合して、粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化させた粉体は、ポーラスコンクリート用のセメント組成物に混合して、ポーラスコンクリートの硬化体を得た場合に、特に、色むらの低減効果や、硬化体の曲げ強度等の物理性状を向上させる効果がある。
【００２６】
前記ゼオライト含有鉱物としては、ゼオライト（沸石：アルミノケイ酸塩）、クリノプチロライト（斜プチロル沸石）、モルデナイト（モルデン沸石）、または、クリノプチロライト及び／又はモルデナイトを含有するゼオライト質凝灰岩（含ゼオライト凝灰岩）等が挙げられる。
【００２７】
これらのゼオライト含有鉱物の中でも、ゼオライト質凝灰岩は、ゼオライト及びシリカの含有率が高いため特に好ましい。
尚、前記ゼオライト含有鉱物のＡｌ2Ｏ3含有量は、１２質量％〜１６質量％のものが、ＳｉＯ2含有量が高いため好ましい。
【００２８】
ゼオライトやシリカを多く含むゼオライト質凝灰岩は、前記リチウム含有鉱物と混合して微粉砕処理によって高活性化した粉体とした場合には、ポーラスコンクリート用のセメント組成物に混合して硬化体としてのポーラスコンクリートを得た場合に、色むらを低減させる効果や、ポーラスコンクリートの曲げ強度等の物理性状を向上させる効果がある。
【００２９】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物は、日本国内外で産出される各種天然鉱物を使用することができる。
また、前記各鉱物は、単体で用いても良く、あるいは任意の組み合わせでかつ任意の混合割合で混合して用いても良い。
【００３０】
前記混合物としては、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５となるように、各鉱物が混合されていることが好ましく、３：５〜２：５であることがさらに好ましい。
【００３１】
前記質量比となるように各鉱物を混合した場合には、ポーラスコンクリートとした時の色むらを効果的に抑制できる。
【００３２】
前記リチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を微粉砕化して高活性化する処理としては、例えば、粉砕によるいわゆるメカノケミカル処理を行うことが挙げられる。
【００３３】
粉砕によるメカノケミカル処理とは、粉砕することで機械的エネルギーを被粉砕物に与えて、被粉砕物の活性を高めるような処理をいう。
具体的には、遊星ミル、ビーズミル、ボールミル等の粉砕装置を用いて一定のエネルギーを与えながら粉砕することでメカノケミカル処理を行うことができる。
粉砕によってメカノケミカル処理された各鉱物粒子は、活性や反応性が高められた状態になる。
【００３４】
前記各鉱物微粒子は、粉砕処理の際に、衝撃、せん断、ずり応力、摩擦等の機械的エネルギーが与えられて、前記機械的エネルギーの少なくとも一部が各鉱物微粒子内に蓄積され粒子の化学的または物理的な反応特性が変化することで、活性や反応性が高められた状態になる。
具体的には、微粉砕される各鉱物微粒子の結晶格子が歪む（結晶が非結晶に相転移する）ことによって、各粒子の反応活性が高まると考えられる。
【００３５】
前記各鉱物微粒子に与えられる機械的エネルギーは、例えば、遊星ミルの場合、遊星ミル内のボールに作用する最大遠心加速度が１５０ｍ／ｓ2となるように運転した時、ミルのポット容量とミル運転時の消費電力の実測値から算出した値をエネルギー密度とすると、このエネルギー密度が、０．５〜１．０ｋＷ／ｈ／リットル程度であることが好ましい。
【００３６】
ここで遊星ミルのボールに作用する最大遠心加速度（メートル毎秒毎秒［ｍ／ｓ2］）とは、
最大遠心加速度＝ミルの公転角速度の２乗×｛公転直径＋ミルポット内径×（１＋公転自転のギア比）｝÷２
の式から算出される。
また、エネルギー密度（ｋＷ（キロワット）／ｈ（時間）／リットル）とは、被粉砕物とボールとをミルポットに入れて、実際に粉砕した時の遊星ミルの負荷動力（電力）の実測値から、ミルポットに何も入れずに遊星ミルを運転した時の無負荷動力（電力）の実測値を引いた値を、遊星ミルのポット容積で除することで算出される。
【００３７】
微粉砕されて活性や反応が高められた状態の各鉱物粒子の特性は、例えば、粉末Ｘ線回折法による結晶性鉱物の回折ピークの強度、半値幅、角度等の変化から確認することができる。
具体的には、微粉砕処理によって各鉱物の結晶格子が歪むため、活性や反応が高められた状態の各鉱物の回折ピークの強度は小さく、半値幅が大きくなる、すなわち回折ピークがブロード化する。
【００３８】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物を、予め混合した混合物の状態で、前記微粉砕処理を施すことによって、高活性化された粉体を得ることができる。
両鉱物を共に微粉砕処理することで、相互に反応して、前記のような活性や反応性が高められた状態になるためである。
【００３９】
前記微粉砕処理による高活性化の具体的な方法としては、前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を、遊星ミル等の粉砕装置で１〜６０分間、回転数１００〜３０００ｒｐｍ程度で粉砕処理することなどが挙げられる。
遊星ミルを使用する場合には、直径３ｍｍ〜４０ｍｍのボールを８〜３００個／容器容積（リットル）使用して粉砕することが好ましい。
前記条件において遊星ミル内のボールに作用する最大遠心加速度が１５０ｍ／ｓ2となるように、前記遊星ミルを運転した時、ミルのポット容量とミル運転時の消費電力の実測値から算出した値をエネルギー密度とすると、このエネルギー密度が、０．５〜１．０ｋＷ／ｈ／リットル程度となる。
【００４０】
前記粉砕装置の粉砕部材及びボール等の、粉砕物と接触する部材の材質は、鋼鉄、ステンレス鋼、タングステンカーバイド、安定化ジルコニア、アルミナ等を使用することが、微粉砕時の磨耗（損失）が少なく、かつ高活性化の効率を向上させる観点から好ましい。
【００４１】
前記のようにして得られた活性化物をポーラスコンクリートに混合することによって、ポーラスコンクリート硬化体表面の白華等に起因する色むらが低減される。
前記活性化物をポーラスコンクリートとして用いた場合に、セメント硬化体の色むらが低減される原理の詳細は不明だが、おそらく下記のような理由によるものと考えられる。
前記微粉砕（メカノケミカル処理）による高活性化により、リチウム含有鉱物に含まれるリシアやシリカ、及びゼオライト含有鉱物に含まれるゼオライトやシリカの反応性が高まる。
この反応性が高まった成分を有する各鉱物の粒子に、セメント中のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、消石灰等の白華現象の原因となる水溶性物質が、イオン交換やポゾラン反応等によって物理的に固定（不溶化）されるため、あるいは反応によって硬化体が緻密化し、白華の原因となる塩類等の物質移動が起こり難くなるため、白華現象が抑制され、色むらが低減されると推定される。
【００４２】
前記活性化物は、必要に応じてさらに分級装置等で分級してもよい。
上記活性化物の粒子を、分級装置で所定の粒径を設定して分級操作を行なうことで、所定粒径以下の粒子を得ることができる。
好ましい各粒子の粒子径としては、１μｍ以下、さらに好ましくは、０．５μｍ以下である。粒子径が前記範囲であれば、より高い反応性を有する粒子を得ることができる。
なお、得られた粒子の粒度分布及び粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置（装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ、ＮＩＫＫＩＳＯ社製）を使用することで測定することができる。
【００４３】
本実施形態のポーラスコンクリートは、前記のような微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むものである。
なお、本実施形態のポーラスコンクリートには、微粉砕処理することによって高活性化された粉体に加え、必要に応じてさらに、高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム、非晶質シリカ質微粉末、膨張材等の一般的なセメント用混和材を添加してもよい。
【００４４】
次に、前記ポーラスコンクリートについて説明する。
本実施形態のポーラスコンクリートは、セメントを含む結合材と、骨材とリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体が混合されている。
【００４５】
ポーラスコンクリートは、細骨材含有量が少なく、かつセメント等の結合材に対する練混ぜ水の量がコンクリート１ｍ3あたり８０〜１２０ｋｇ程度と極めて少ない。
そのため、白華を原因とする色むらが発生しやすいが、本実施形態のポーラスコンクリートは、効果的に色むらの発生を抑制できる。
【００４６】
前記ポーラスコンクリート用の結合材に用いるセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強等の各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、各種シリカ質微粉末、石灰石微粉末を混合してなる各種混合セメント、白色セメント、超速硬セメント、アルミナセメント等、一般的なセメントが挙げられる。
【００４７】
前記結合材には前記セメントの他に、高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム、非晶質シリカ質微粉末、膨張材等のような水和による硬化性状を示す材料を含んでいてもよい。
【００４８】
前記ポーラスコンクリート用の骨材としては、細骨材及び／又は粗骨材を用いることができる。
【００４９】
本実施形態のポーラスコンクリートの細骨材単位量は、０〜３００ｋｇ／ｍ3、さらには５０〜２００ｋｇ／ｍ3の範囲であることが好ましい。
この範囲であれば、良好な性状を有するポーラスコンクリートが得られるため好ましい。
【００５０】
本実施形態のポーラスコンクリートの粗骨材単位量は、１２００〜１７００ｋｇ／ｍ3、さらには１３００〜１６００ｋｇ／ｍ3の範囲であることが好ましい。
この範囲であれば、良好な性状を有するポーラスコンクリートが得られるため好ましい。
【００５１】
本実施形態のリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を微粉砕処理することによって高活性化された粉体をポーラスコンクリートに混合する場合の混合量は、例えば、結合材１００質量部に対して５質量部〜２０質量部であることが好ましく、さらに、１０質量部〜２０質量部であることが好ましい。
高活性化された粉体の混合量が前記範囲であれば、ポーラスコンクリートのように水／結合材比率を低くする場合であっても、硬化体としたときの色むらを効果的に抑制できると同時に、ポーラスコンクリートの練混ぜ工程、及び、練上り性状に支障がなくかつ硬化体の曲げ強度等の物理特性も良好に維持できる。
【００５２】
本実施形態の微粉末処理によって得られた粉体を結合材、骨材、混練水と混練して、硬化させることでポーラスコンクリート硬化体が得られる。ポーラスコンクリート硬化体を得るために用いる場合には、例えば、水／結合材比率が、０．２０〜０．４０になるように混練水を加えて混練することが好ましい。
【００５３】
本実施形態のポーラスコンクリートは、硬化後には、白華による色むらが効果的に抑制できると同時に、硬化後の曲げ強度など機械的特性も良好に維持できる。
また、混和材の材料として安価で入手容易な各種天然鉱物等を用いることができるため、材料コストが安価である。
【実施例】
【００５４】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５５】
（材料）
まず、以下のようなリチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物をセメント用混和材の材料として準備した。
リチウム含有鉱物（オーストラリア産スポジュメン：リシア輝石、ＳｉＯ2＝７５．４質量％、Ａｌ2Ｏ3＝１８．８質量％、Ｌｉ2Ｏ＝６．１質量％、Ｎａ2Ｏ＝０．２質量％）を予備粉砕として鋼鉄製ジョークラッシャ及びブラウンミルを用いて粒径０．３ｍｍ以下に粉砕調整した。
ゼオライト含有鉱物（宮城県白石市産モルデナイト含有凝灰岩：ＳｉＯ2＝６６．９質量％、Ａｌ2Ｏ3＝１５．３質量％、Ｋ2Ｏ＝１．３質量％、Ｎａ2Ｏ＝２．１質量％）を予備粉砕として鋼鉄製ジョークラッシャ及びブラウンミルを用いて粒径０．３ｍｍ以下に粉砕調整した。
【００５６】
（粉砕装置）
下記粉砕装置を微粉砕処理に使用した。
遊星型ボールミル（フリッチェ社製、装置名：遊星型ボールミルＰ−５型）
遊星型ボールミル用粉砕容器：５００ｃｃポット（フリッチェ社製、材質：メノー）
遊星型ボールミル用粉砕媒体：φ３０ｍｍボール（フリッチェ社製、材質：メノー）
【００５７】
（微粉砕処理）
前記予備粉砕したリチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物を、表１に示す混合比率で混合したもの６０ｇ、及び、リチウム含有鉱物またはゼオライト含有鉱物をそれぞれ単独のものを６０ｇずつ準備し、前記粉砕容器に、３０ｍｍボール１０個と共に入れ、遊星型ボールミルにセットして、それぞれ６０分間連続粉砕（メカノケミカル処理）した。
【００５８】
なお、上記微粉砕処理は、以下に述べる各種試験に必要な量を得るため、表１のＮｏ．１及びＮｏ．３〜５は各１０バッチずつ、表１のＮｏ．２は７０バッチ、表１のＮｏ．６及びＮｏ．７は、各２０バッチずつ、それぞれ粉砕処理を行った。
【００５９】
【表１】
【００６０】
（分級処理）
前記微粉砕処理を行った各粉体（試料Ｎｏ．１〜７）を、以下の分級装置を用いて分級し、さらに分級品の粒度を以下のレーザー回折式粒度分布測定装置を用いて特定した。
分級装置：超微粉精密分級機（アイシンナノテクノロジーズ社製、装置名：ＫＦＳＨ−１５０型）
レーザー回折式粒度分布測定装置（ＮＩＫＫＩＳＯ社製、装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ）
【００６１】
分級方法は、各粉体をそれぞれ前記分級機に投入し、分級点１０μｍにて分級操作を行ない、粒径１０μｍの上下に分級された粉体をそれぞれ回収した。さらに、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＮＩＫＫＩＳＯ社製、装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ）を使用して分級した粉体の粒度を測定（特定）した。その結果、分級点１０μｍで分級された粒径１０μｍ上の粉体は、粒径１０μｍ以下の粒子を１％未満しか含有しないことが特定された。一方、分級点１０μｍで分級された粒径１０μｍ下の粉体は、９９％以上の粒子が、粒径１０μｍ以下であることが特定された。
回収した粉体を表２に示すようにそれぞれ色むら低減材Ａ〜Ｉとした。
なお、混和材Ｉは、微粉砕処理を終えた試料Ｎｏ．６及びＮｏ．７を質量比で１：１＝リチウム含有鉱物中のＬｉ2Ｏとゼオライト含有鉱物中のＡｌ2Ｏ3の混合比率（質量比）が２：５になるように混合してから分級処理を行った。
【００６２】
【表２】
【００６３】
（セメント組成物）
表２に示す色むら低減材Ａ〜Ｉを用いて、下記のポーラスコンクリート用のセメント組成物材料を準備し、表３に示す配合で練混ぜを行った。
【００６４】
セメント：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント株式会社製、日本工業規格ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ3、ブレーン比表面積＝３３００ｃｍ2／ｇ）
細骨材：千葉県富津市産陸砂（表乾密度＝２．５６ｇ／ｃｍ3、吸水率＝２．２％）
粗骨材：栃木県佐野市産硬質砂岩砕石７号（表乾密度＝２．６４ｇ／ｃｍ3、吸水率＝１．１％、実績率＝５７％）
コンクリート着色材：セメント着色用べんがら（森下弁柄工業株式会社製、赤色顔料、主成分；酸化鉄＝Ｆｅ2Ｏ3）
減水剤：ポリカル系粉末減水剤（花王株式会社製、商品名：マイティ２１Ｐ、メタクリル酸ナトリウム系）
水：上水道水
使用装置：コンクリートミキサ（大平洋機工株式会社製、二軸強制練りミキサ、装置名： ＳＵＰＥＲ ＤＯＵＢＬＥ ＭＩＸＥＲ ＳＤ−５５、定格容量５５リットル、２００Ｖ電動機出力３．７ｋｗ）
【００６５】
【表３】
【００６６】
（供試体の作製）
表２の配合の色むら低減材Ａ〜Ｉを用いて、表３の配合で水（混練水）加えて、水／結合材比（Ｗ／Ｂ）＝３５％、空隙率２０％となるポーラスコンクリートを練り混ぜた。
なお、各配合においてフレッシュ状態のコンクリートのコンシステンシーが一定になるように減水剤の添加量で調整した。
【００６７】
混練方法は、粗骨材、結合材（セメント及び色むら低減材）、コンクリート着色材、減水剤、細骨材の順で各材料をミキサに投入し、３０秒間空練りを行った後、水を加えて、２４０秒間練混ぜを行った。
練上り後、直ちに、日本工業規格ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリート強度試験用供試体の作り方」に準じて、内寸法１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｍの鋼鉄製型枠にポーラスコンクリートを締め固めて、ポーラスコンクリートの角柱供試体を３本ずつ作製した。
【００６８】
（成形性の評価）
各供試体を作製する際の成形性は、内寸法φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのコンクリート円柱供試体用鋼製型枠と鋼製ランマを用いた独自の締め固め試験により評価した。
練上り直後のポーラスコンクリート１ｋｇを鋼製型枠に投入し、ランマを４０ｃｍの高さから１０回自由落下させて締め固めた後、即時脱型して円柱状に成形されたポーラスコンクリートの状態（目視による表面確認、円柱の強度）及び円柱の高さによって評価した。
【００６９】
評価基準は、以下のように評価した。結果を表４に示す。
○＝良好（円柱の高さが、設計空隙率のポーラスコンクリートの円柱高さに対して、１００±５％の範囲内の場合）
△＝やや劣る（円柱の高さが、設計空隙率のポーラスコンクリートの円柱高さに対して、１００±５％の範囲を超える場合）
【００７０】
（色むらの評価）
各供試体の白華による色むらの発生状態について評価した。
各供試体を、２０℃恒温下で２４時間封かん養生した後、材齢１日目に脱型し、縦５００ｍｍ×幅４００ｍｍ×深さ５０ｍｍのポリプロピレン製バット（平皿）に水平に並べ、温度２０℃、相対湿度６０％の恒温室内に静置した。
この際、バット側面と供試体側面の間及び各供試体間にそれぞれ２０ｍｍ以上の隙間を空けた。
前記バット底面から４０ｍｍの高さまで上水道水を入れて供試体を水に浸けた状態とし、さらに材齢２８日まで２４時間間隔で供試体表面へ霧吹きで水を１本あたり５０ｇずつ均一になるように塗布することによって、供試体表面を乾湿繰り返し状態として、白華による色むらの発生状況を目視観察した。
尚、評価基準は下記の４段階で評価した。結果を表４に示した。
◎＝色むらが極めて少ない
○＝色むらが少ない、
△＝色むらがやや多い
×＝色むらが極めて多い
【００７１】
（曲げ強度の測定）
色むらの発生状態判定を行った後の各ポーラスコンクリート供試体を用いてＪＩＳ Ａ １１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準じて、材齢２８日における曲げ強度を測定した。結果を表４に示した。
【００７２】
【表４】
【００７３】
表４より、試験例１〜８は、試験例９〜１３に比べて、材齢２８日において色むらは発生せず、曲げ強度も良好であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白華（エフロレッセンス）に起因する色むらを低減させたポーラスコンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント組成物中の細骨材の配合量を極端に減らして、あるいは細骨材を全く配合しないで得られた多孔質のセメント硬化体であるポーラスコンクリートは、透水性舗装、排水性舗装、低騒音舗装、生物親和性護岸等のコンクリート、透水ブロック等の透水性コンクリート二次製品等に用いられている。
【０００３】
しかし、このようなポーラスコンクリートにおいては、セメントを主成分とする結合材に対する練混ぜ水の量が、通常、コンクリート１ｍ3あたり８０〜１２０ｋｇ程度と極めて少なく、コンクリート中のセメント成分の割合が相対的に多くなるため、エフロレッセンス（白華）といわれる現象が起きる場合がある。
この白華はコンクリート表面の色むらを引き起こす原因となるため、白華が起きたコンクリートは、施工後あるいは供用開始後に、色むらが生じて問題となることがある。
色むらは、顔料等によって着色したカラーコンクリートにおいて特に目立つため、美観上、大きな問題となっている。
【０００４】
このような白華による色むらを抑制する技術として、例えば、特許文献１に記載されているように、脂肪酸のアルカリ塩類であるステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム等の粉末をセメント組成物中に添加することが知られている。前記脂肪酸アルカリ塩類は、白華の原因となる陽イオンの水分への溶解を抑制するものである。
【０００５】
さらに、白華による色むらを抑制するその他の技術としては、以下のようなものがある。
例えば、特許文献２に記載されているように、陽イオン交換能力を有する合成ゼオライトを硫酸水溶液でｐＨ＝５．０となるまで中和することによって得られる水素型ゼオライトの粉末をセメント組成物に混合することが知られている。
また、特許文献３に記載されているように、石炭灰（フライアッシュ）あるいは廃珪藻土等に代表されるシリカ及びアルミナが含まれる無機材料を原料とし、水酸化ナトリウム等の強アルカリを加えて水熱処理することによって得られる人工ゼオライトの粉末をセメント組成物中に混合することが知られている。
さらに、特許文献４に記載されているように、セメント組成物中に適量のゼオライトを混合することが知られている。
これらの技術は、ゼオライトをセメント組成物に添加することで、白華現象の析出の原因となる陽イオンをゼオライトで吸着するものである。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の脂肪酸アルカリ塩類は、一般的に水に対する溶解度が低いため、コンクリートやモルタル中での分散性に劣る。そのため十分な効果を得るためには添加量をかなり多くする必要があり、実用上十分な効果を得ることが難しい。
また、脂肪酸のアルカリ塩類は、一般に高価な材料であるため、材料コストを高騰させてしまうという問題もある。
さらに、脂肪酸アルカリ塩類を含む硬化体は、強度が低下するという大きな問題もある。
【０００７】
また、特許文献２〜４に記載されているようなゼオライトを色むら抑制のために用いる場合には、陽イオン選択性あるいは陽イオン交換容量が高いセオライトを用いる必要があり、使用できるゼオライトが限定されて材料選択の汎用性がなく、結果的に材料コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−６０３０１号公報
【特許文献２】特開平４−１１４９４０号公報
【特許文献３】特開平８−２０８３０１号公報
【特許文献４】特開平７−２３２９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、白華による色むらを安価にかつ十分に抑制したポーラスコンクリートを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むことを特徴としている。
【００１１】
本発明のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を配合することで、安価な鉱物を材料として用いてかつ十分に白華現象を抑制することができる。
【００１２】
なお、本発明における微粉砕処理することによって高活性化する、とは、リチウム含有鉱物、またはリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を、微粒子になるように粉砕して、粉砕された各粒子表面の反応特性を変化させて、高活性を有するように処理することをいう。
【００１３】
また、本発明でいう粒径１０μｍ以下の混合物とは、例えば、アイシンナノテクノロジーズ社製、のＫＦＳＨ−１５０型等の、超微粉精密分級機を用いて、分級点１０μｍにて分級操作を行ない、さらに、例えば、ＮＩＫＫＩＳＯ社製、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ等の、レーザー回折式粒度分布測定装置を使用することで、含有する粒子の９５％以上が粒径１０μｍ以下の粒度を有すると特定された粉体をいう。
【００１４】
また、本発明における前記混合物は、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５になるように前記リチウム含有鉱物及び前記ゼオライト含有鉱物が混合されていることが好ましい。
【００１５】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物中に含まれるＬｉ2Ｏ及びＡｌ2Ｏ3が前記比率の範囲になるように、前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物が混合されている混合物は、微粉砕処理することによって高活性化してポーラスコンクリートに配合することで、特に白華による色むらを低減したポーラスコンクリートが得られる。
【００１６】
また、本発明における前記リチウム含有鉱物が、スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、及び／またはペタライト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）であることが好ましい。
【００１７】
前記リチウム含有鉱物は、リシア（Ｌｉ2Ｏ）及びシリカ（ＳｉＯ2）の含有量の高いため、ゼオライト含有鉱物と混合した場合に、白華現象を抑制できると同時に、ポーラスコンクリートとして硬化させた場合の曲げ強度等の物理性状を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明における前記ゼオライト含有鉱物が、クリノプチロライト（斜プチロル沸石）及び／またはモルデナイト（モルデン沸石）を含有するゼオライト質凝灰岩ゼオライト質凝灰岩であることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、前記ゼオライト含有鉱物がクリノプチロライト（斜プチロル沸石）、及び／またはモルデナイト（モルデン沸石）を含有するゼオライト質凝灰岩である場合には、良質な原料が容易に調達でき、かつ微粉砕も容易であるため、安価に色むらを低減したポーラスコンクリートが得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安価にかつ確実に、ポーラスコンクリートの白華による色むらを抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、多孔質のセメント硬化体であるポーラスコンクリートに関するものである。
【００２２】
本実施形態のポーラスコンクリートは、リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含む。
【００２３】
前記混合物の材料として用いられるリチウム含有鉱物としては、スポジュメン（リシア輝石：Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、ペタライト（葉長石：Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）、レピドライト（リシア雲母：ＬｉＦ・ＨＦ・Ａｌ2Ｏ3・３ＳｉＯ2）、ユークリプタイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、ビキタアイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アンブリゴナイト（アンブリゴ石＝２ＬｉＦ・Ａｌ2Ｏ3・Ｐ2Ｏ5）、モンテブラサイト（２ＬｉＯＨ・Ａｌ2Ｏ3・Ｐ2Ｏ5）等が挙げられる。
【００２４】
前記リチウム含有鉱物の中でも、スポジュメン及びペタライトは、リシア（Ｌｉ2Ｏ）、シリカ（ＳｉＯ2）の含有量が高いため特に好ましい。
なお、前記リチウム含有鉱物は、Ｌｉ2Ｏ含有量が５質量％〜７質量％のものが好ましい。
【００２５】
スポジュメンや、ペタライト等のリチウム含有鉱物をゼオライト含有鉱物と混合して、粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化させた粉体は、ポーラスコンクリート用のセメント組成物に混合して、ポーラスコンクリートの硬化体を得た場合に、特に、色むらの低減効果や、硬化体の曲げ強度等の物理性状を向上させる効果がある。
【００２６】
前記ゼオライト含有鉱物としては、ゼオライト（沸石：アルミノケイ酸塩）、クリノプチロライト（斜プチロル沸石）、モルデナイト（モルデン沸石）、または、クリノプチロライト及び／又はモルデナイトを含有するゼオライト質凝灰岩（含ゼオライト凝灰岩）等が挙げられる。
【００２７】
これらのゼオライト含有鉱物の中でも、ゼオライト質凝灰岩は、ゼオライト及びシリカの含有率が高いため特に好ましい。
尚、前記ゼオライト含有鉱物のＡｌ2Ｏ3含有量は、１２質量％〜１６質量％のものが、ＳｉＯ2含有量が高いため好ましい。
【００２８】
ゼオライトやシリカを多く含むゼオライト質凝灰岩は、前記リチウム含有鉱物と混合して微粉砕処理によって高活性化した粉体とした場合には、ポーラスコンクリート用のセメント組成物に混合して硬化体としてのポーラスコンクリートを得た場合に、色むらを低減させる効果や、ポーラスコンクリートの曲げ強度等の物理性状を向上させる効果がある。
【００２９】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物は、日本国内外で産出される各種天然鉱物を使用することができる。
また、前記各鉱物は、単体で用いても良く、あるいは任意の組み合わせでかつ任意の混合割合で混合して用いても良い。
【００３０】
前記混合物としては、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５となるように、各鉱物が混合されていることが好ましく、３：５〜２：５であることがさらに好ましい。
【００３１】
前記質量比となるように各鉱物を混合した場合には、ポーラスコンクリートとした時の色むらを効果的に抑制できる。
【００３２】
前記リチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を微粉砕化して高活性化する処理としては、例えば、粉砕によるいわゆるメカノケミカル処理を行うことが挙げられる。
【００３３】
粉砕によるメカノケミカル処理とは、粉砕することで機械的エネルギーを被粉砕物に与えて、被粉砕物の活性を高めるような処理をいう。
具体的には、遊星ミル、ビーズミル、ボールミル等の粉砕装置を用いて一定のエネルギーを与えながら粉砕することでメカノケミカル処理を行うことができる。
粉砕によってメカノケミカル処理された各鉱物粒子は、活性や反応性が高められた状態になる。
【００３４】
前記各鉱物微粒子は、粉砕処理の際に、衝撃、せん断、ずり応力、摩擦等の機械的エネルギーが与えられて、前記機械的エネルギーの少なくとも一部が各鉱物微粒子内に蓄積され粒子の化学的または物理的な反応特性が変化することで、活性や反応性が高められた状態になる。
具体的には、微粉砕される各鉱物微粒子の結晶格子が歪む（結晶が非結晶に相転移する）ことによって、各粒子の反応活性が高まると考えられる。
【００３５】
前記各鉱物微粒子に与えられる機械的エネルギーは、例えば、遊星ミルの場合、遊星ミル内のボールに作用する最大遠心加速度が１５０ｍ／ｓ2となるように運転した時、ミルのポット容量とミル運転時の消費電力の実測値から算出した値をエネルギー密度とすると、このエネルギー密度が、０．５〜１．０ｋＷ／ｈ／リットル程度であることが好ましい。
【００３６】
ここで遊星ミルのボールに作用する最大遠心加速度（メートル毎秒毎秒［ｍ／ｓ2］）とは、
最大遠心加速度＝ミルの公転角速度の２乗×｛公転直径＋ミルポット内径×（１＋公転自転のギア比）｝÷２
の式から算出される。
また、エネルギー密度（ｋＷ（キロワット）／ｈ（時間）／リットル）とは、被粉砕物とボールとをミルポットに入れて、実際に粉砕した時の遊星ミルの負荷動力（電力）の実測値から、ミルポットに何も入れずに遊星ミルを運転した時の無負荷動力（電力）の実測値を引いた値を、遊星ミルのポット容積で除することで算出される。
【００３７】
微粉砕されて活性や反応が高められた状態の各鉱物粒子の特性は、例えば、粉末Ｘ線回折法による結晶性鉱物の回折ピークの強度、半値幅、角度等の変化から確認することができる。
具体的には、微粉砕処理によって各鉱物の結晶格子が歪むため、活性や反応が高められた状態の各鉱物の回折ピークの強度は小さく、半値幅が大きくなる、すなわち回折ピークがブロード化する。
【００３８】
前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物を、予め混合した混合物の状態で、前記微粉砕処理を施すことによって、高活性化された粉体を得ることができる。
両鉱物を共に微粉砕処理することで、相互に反応して、前記のような活性や反応性が高められた状態になるためである。
【００３９】
前記微粉砕処理による高活性化の具体的な方法としては、前記リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を、遊星ミル等の粉砕装置で１〜６０分間、回転数１００〜３０００ｒｐｍ程度で粉砕処理することなどが挙げられる。
遊星ミルを使用する場合には、直径３ｍｍ〜４０ｍｍのボールを８〜３００個／容器容積（リットル）使用して粉砕することが好ましい。
前記条件において遊星ミル内のボールに作用する最大遠心加速度が１５０ｍ／ｓ2となるように、前記遊星ミルを運転した時、ミルのポット容量とミル運転時の消費電力の実測値から算出した値をエネルギー密度とすると、このエネルギー密度が、０．５〜１．０ｋＷ／ｈ／リットル程度となる。
【００４０】
前記粉砕装置の粉砕部材及びボール等の、粉砕物と接触する部材の材質は、鋼鉄、ステンレス鋼、タングステンカーバイド、安定化ジルコニア、アルミナ等を使用することが、微粉砕時の磨耗（損失）が少なく、かつ高活性化の効率を向上させる観点から好ましい。
【００４１】
前記のようにして得られた活性化物をポーラスコンクリートに混合することによって、ポーラスコンクリート硬化体表面の白華等に起因する色むらが低減される。
前記活性化物をポーラスコンクリートとして用いた場合に、セメント硬化体の色むらが低減される原理の詳細は不明だが、おそらく下記のような理由によるものと考えられる。
前記微粉砕（メカノケミカル処理）による高活性化により、リチウム含有鉱物に含まれるリシアやシリカ、及びゼオライト含有鉱物に含まれるゼオライトやシリカの反応性が高まる。
この反応性が高まった成分を有する各鉱物の粒子に、セメント中のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、消石灰等の白華現象の原因となる水溶性物質が、イオン交換やポゾラン反応等によって物理的に固定（不溶化）されるため、あるいは反応によって硬化体が緻密化し、白華の原因となる塩類等の物質移動が起こり難くなるため、白華現象が抑制され、色むらが低減されると推定される。
【００４２】
前記活性化物は、必要に応じてさらに分級装置等で分級してもよい。
上記活性化物の粒子を、分級装置で所定の粒径を設定して分級操作を行なうことで、所定粒径以下の粒子を得ることができる。
好ましい各粒子の粒子径としては、１μｍ以下、さらに好ましくは、０．５μｍ以下である。粒子径が前記範囲であれば、より高い反応性を有する粒子を得ることができる。
なお、得られた粒子の粒度分布及び粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置（装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ、ＮＩＫＫＩＳＯ社製）を使用することで測定することができる。
【００４３】
本実施形態のポーラスコンクリートは、前記のような微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むものである。
なお、本実施形態のポーラスコンクリートには、微粉砕処理することによって高活性化された粉体に加え、必要に応じてさらに、高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム、非晶質シリカ質微粉末、膨張材等の一般的なセメント用混和材を添加してもよい。
【００４４】
次に、前記ポーラスコンクリートについて説明する。
本実施形態のポーラスコンクリートは、セメントを含む結合材と、骨材とリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体が混合されている。
【００４５】
ポーラスコンクリートは、細骨材含有量が少なく、かつセメント等の結合材に対する練混ぜ水の量がコンクリート１ｍ3あたり８０〜１２０ｋｇ程度と極めて少ない。
そのため、白華を原因とする色むらが発生しやすいが、本実施形態のポーラスコンクリートは、効果的に色むらの発生を抑制できる。
【００４６】
前記ポーラスコンクリート用の結合材に用いるセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強等の各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、各種シリカ質微粉末、石灰石微粉末を混合してなる各種混合セメント、白色セメント、超速硬セメント、アルミナセメント等、一般的なセメントが挙げられる。
【００４７】
前記結合材には前記セメントの他に、高炉水砕スラグ微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム、非晶質シリカ質微粉末、膨張材等のような水和による硬化性状を示す材料を含んでいてもよい。
【００４８】
前記ポーラスコンクリート用の骨材としては、細骨材及び／又は粗骨材を用いることができる。
【００４９】
本実施形態のポーラスコンクリートの細骨材単位量は、０〜３００ｋｇ／ｍ3、さらには５０〜２００ｋｇ／ｍ3の範囲であることが好ましい。
この範囲であれば、良好な性状を有するポーラスコンクリートが得られるため好ましい。
【００５０】
本実施形態のポーラスコンクリートの粗骨材単位量は、１２００〜１７００ｋｇ／ｍ3、さらには１３００〜１６００ｋｇ／ｍ3の範囲であることが好ましい。
この範囲であれば、良好な性状を有するポーラスコンクリートが得られるため好ましい。
【００５１】
本実施形態のリチウム含有鉱物とゼオライト含有鉱物との混合物を微粉砕処理することによって高活性化された粉体をポーラスコンクリートに混合する場合の混合量は、例えば、結合材１００質量部に対して５質量部〜２０質量部であることが好ましく、さらに、１０質量部〜２０質量部であることが好ましい。
高活性化された粉体の混合量が前記範囲であれば、ポーラスコンクリートのように水／結合材比率を低くする場合であっても、硬化体としたときの色むらを効果的に抑制できると同時に、ポーラスコンクリートの練混ぜ工程、及び、練上り性状に支障がなくかつ硬化体の曲げ強度等の物理特性も良好に維持できる。
【００５２】
本実施形態の微粉末処理によって得られた粉体を結合材、骨材、混練水と混練して、硬化させることでポーラスコンクリート硬化体が得られる。ポーラスコンクリート硬化体を得るために用いる場合には、例えば、水／結合材比率が、０．２０〜０．４０になるように混練水を加えて混練することが好ましい。
【００５３】
本実施形態のポーラスコンクリートは、硬化後には、白華による色むらが効果的に抑制できると同時に、硬化後の曲げ強度など機械的特性も良好に維持できる。
また、混和材の材料として安価で入手容易な各種天然鉱物等を用いることができるため、材料コストが安価である。
【実施例】
【００５４】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５５】
（材料）
まず、以下のようなリチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物をセメント用混和材の材料として準備した。
リチウム含有鉱物（オーストラリア産スポジュメン：リシア輝石、ＳｉＯ2＝７５．４質量％、Ａｌ2Ｏ3＝１８．８質量％、Ｌｉ2Ｏ＝６．１質量％、Ｎａ2Ｏ＝０．２質量％）を予備粉砕として鋼鉄製ジョークラッシャ及びブラウンミルを用いて粒径０．３ｍｍ以下に粉砕調整した。
ゼオライト含有鉱物（宮城県白石市産モルデナイト含有凝灰岩：ＳｉＯ2＝６６．９質量％、Ａｌ2Ｏ3＝１５．３質量％、Ｋ2Ｏ＝１．３質量％、Ｎａ2Ｏ＝２．１質量％）を予備粉砕として鋼鉄製ジョークラッシャ及びブラウンミルを用いて粒径０．３ｍｍ以下に粉砕調整した。
【００５６】
（粉砕装置）
下記粉砕装置を微粉砕処理に使用した。
遊星型ボールミル（フリッチェ社製、装置名：遊星型ボールミルＰ−５型）
遊星型ボールミル用粉砕容器：５００ｃｃポット（フリッチェ社製、材質：メノー）
遊星型ボールミル用粉砕媒体：φ３０ｍｍボール（フリッチェ社製、材質：メノー）
【００５７】
（微粉砕処理）
前記予備粉砕したリチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物を、表１に示す混合比率で混合したもの６０ｇ、及び、リチウム含有鉱物またはゼオライト含有鉱物をそれぞれ単独のものを６０ｇずつ準備し、前記粉砕容器に、３０ｍｍボール１０個と共に入れ、遊星型ボールミルにセットして、それぞれ６０分間連続粉砕（メカノケミカル処理）した。
【００５８】
なお、上記微粉砕処理は、以下に述べる各種試験に必要な量を得るため、表１のＮｏ．１及びＮｏ．３〜５は各１０バッチずつ、表１のＮｏ．２は７０バッチ、表１のＮｏ．６及びＮｏ．７は、各２０バッチずつ、それぞれ粉砕処理を行った。
【００５９】
【表１】
【００６０】
（分級処理）
前記微粉砕処理を行った各粉体（試料Ｎｏ．１〜７）を、以下の分級装置を用いて分級し、さらに分級品の粒度を以下のレーザー回折式粒度分布測定装置を用いて特定した。
分級装置：超微粉精密分級機（アイシンナノテクノロジーズ社製、装置名：ＫＦＳＨ−１５０型）
レーザー回折式粒度分布測定装置（ＮＩＫＫＩＳＯ社製、装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ）
【００６１】
分級方法は、各粉体をそれぞれ前記分級機に投入し、分級点１０μｍにて分級操作を行ない、粒径１０μｍの上下に分級された粉体をそれぞれ回収した。さらに、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＮＩＫＫＩＳＯ社製、装置名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ）を使用して分級した粉体の粒度を測定（特定）した。その結果、分級点１０μｍで分級された粒径１０μｍ上の粉体は、粒径１０μｍ以下の粒子を１％未満しか含有しないことが特定された。一方、分級点１０μｍで分級された粒径１０μｍ下の粉体は、９９％以上の粒子が、粒径１０μｍ以下であることが特定された。
回収した粉体を表２に示すようにそれぞれ色むら低減材Ａ〜Ｉとした。
なお、混和材Ｉは、微粉砕処理を終えた試料Ｎｏ．６及びＮｏ．７を質量比で１：１＝リチウム含有鉱物中のＬｉ2Ｏとゼオライト含有鉱物中のＡｌ2Ｏ3の混合比率（質量比）が２：５になるように混合してから分級処理を行った。
【００６２】
【表２】
【００６３】
（セメント組成物）
表２に示す色むら低減材Ａ〜Ｉを用いて、下記のポーラスコンクリート用のセメント組成物材料を準備し、表３に示す配合で練混ぜを行った。
【００６４】
セメント：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント株式会社製、日本工業規格ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ3、ブレーン比表面積＝３３００ｃｍ2／ｇ）
細骨材：千葉県富津市産陸砂（表乾密度＝２．５６ｇ／ｃｍ3、吸水率＝２．２％）
粗骨材：栃木県佐野市産硬質砂岩砕石７号（表乾密度＝２．６４ｇ／ｃｍ3、吸水率＝１．１％、実績率＝５７％）
コンクリート着色材：セメント着色用べんがら（森下弁柄工業株式会社製、赤色顔料、主成分；酸化鉄＝Ｆｅ2Ｏ3）
減水剤：ポリカル系粉末減水剤（花王株式会社製、商品名：マイティ２１Ｐ、メタクリル酸ナトリウム系）
水：上水道水
使用装置：コンクリートミキサ（大平洋機工株式会社製、二軸強制練りミキサ、装置名： ＳＵＰＥＲ ＤＯＵＢＬＥ ＭＩＸＥＲ ＳＤ−５５、定格容量５５リットル、２００Ｖ電動機出力３．７ｋｗ）
【００６５】
【表３】
【００６６】
（供試体の作製）
表２の配合の色むら低減材Ａ〜Ｉを用いて、表３の配合で水（混練水）加えて、水／結合材比（Ｗ／Ｂ）＝３５％、空隙率２０％となるポーラスコンクリートを練り混ぜた。
なお、各配合においてフレッシュ状態のコンクリートのコンシステンシーが一定になるように減水剤の添加量で調整した。
【００６７】
混練方法は、粗骨材、結合材（セメント及び色むら低減材）、コンクリート着色材、減水剤、細骨材の順で各材料をミキサに投入し、３０秒間空練りを行った後、水を加えて、２４０秒間練混ぜを行った。
練上り後、直ちに、日本工業規格ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリート強度試験用供試体の作り方」に準じて、内寸法１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｍの鋼鉄製型枠にポーラスコンクリートを締め固めて、ポーラスコンクリートの角柱供試体を３本ずつ作製した。
【００６８】
（成形性の評価）
各供試体を作製する際の成形性は、内寸法φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのコンクリート円柱供試体用鋼製型枠と鋼製ランマを用いた独自の締め固め試験により評価した。
練上り直後のポーラスコンクリート１ｋｇを鋼製型枠に投入し、ランマを４０ｃｍの高さから１０回自由落下させて締め固めた後、即時脱型して円柱状に成形されたポーラスコンクリートの状態（目視による表面確認、円柱の強度）及び円柱の高さによって評価した。
【００６９】
評価基準は、以下のように評価した。結果を表４に示す。
○＝良好（円柱の高さが、設計空隙率のポーラスコンクリートの円柱高さに対して、１００±５％の範囲内の場合）
△＝やや劣る（円柱の高さが、設計空隙率のポーラスコンクリートの円柱高さに対して、１００±５％の範囲を超える場合）
【００７０】
（色むらの評価）
各供試体の白華による色むらの発生状態について評価した。
各供試体を、２０℃恒温下で２４時間封かん養生した後、材齢１日目に脱型し、縦５００ｍｍ×幅４００ｍｍ×深さ５０ｍｍのポリプロピレン製バット（平皿）に水平に並べ、温度２０℃、相対湿度６０％の恒温室内に静置した。
この際、バット側面と供試体側面の間及び各供試体間にそれぞれ２０ｍｍ以上の隙間を空けた。
前記バット底面から４０ｍｍの高さまで上水道水を入れて供試体を水に浸けた状態とし、さらに材齢２８日まで２４時間間隔で供試体表面へ霧吹きで水を１本あたり５０ｇずつ均一になるように塗布することによって、供試体表面を乾湿繰り返し状態として、白華による色むらの発生状況を目視観察した。
尚、評価基準は下記の４段階で評価した。結果を表４に示した。
◎＝色むらが極めて少ない
○＝色むらが少ない、
△＝色むらがやや多い
×＝色むらが極めて多い
【００７１】
（曲げ強度の測定）
色むらの発生状態判定を行った後の各ポーラスコンクリート供試体を用いてＪＩＳ Ａ １１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準じて、材齢２８日における曲げ強度を測定した。結果を表４に示した。
【００７２】
【表４】
【００７３】
表４より、試験例１〜８は、試験例９〜１３に比べて、材齢２８日において色むらは発生せず、曲げ強度も良好であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むことを特徴とするポーラスコンクリート。
【請求項２】
前記混合物は、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５になるように前記リチウム含有鉱物と前記ゼオライト含有鉱物とが混合されている請求項１に記載のポーラスコンクリート。
【請求項３】
前記リチウム含有鉱物が、スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、及び／またはペタライト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）である請求項１または請求項２に記載のポーラスコンクリート。
【請求項４】
前記ゼオライト含有鉱物が、ゼオライト質凝灰岩である請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポーラスコンクリート。
【請求項１】
リチウム含有鉱物及びゼオライト含有鉱物の混合物を粒径１０μｍ以下になるまで微粉砕処理することによって高活性化された粉体を含むことを特徴とするポーラスコンクリート。
【請求項２】
前記混合物は、前記リチウム含有鉱物に含まれるＬｉ2Ｏと、前記ゼオライト含有鉱物中に含まれるＡｌ2Ｏ3との質量比が４：５〜１：５になるように前記リチウム含有鉱物と前記ゼオライト含有鉱物とが混合されている請求項１に記載のポーラスコンクリート。
【請求項３】
前記リチウム含有鉱物が、スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、及び／またはペタライト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）である請求項１または請求項２に記載のポーラスコンクリート。
【請求項４】
前記ゼオライト含有鉱物が、ゼオライト質凝灰岩である請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポーラスコンクリート。
【公開番号】特開２０１２−１８８３１６（Ｐ２０１２−１８８３１６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３１０８（Ｐ２０１１−５３１０８）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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