吸音パネルの製造方法
【課題】優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】吸音パネル１０の製造方法は、骨材１５とセメント１４との混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量のセメント１４および骨材１５に所定量の水１６を加えてセメントペースト１７を作るセメントペースト作成工程と、セメントペースト１７を所定量に計量しつつ、そのセメントペースト１７を所定容積の型枠１８に充填するセメントペースト計量充填工程と、セメントペースト１７を所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを有する。この製造方法によって製造された吸音パネル１０では、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被されている。
【解決手段】吸音パネル１０の製造方法は、骨材１５とセメント１４との混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量のセメント１４および骨材１５に所定量の水１６を加えてセメントペースト１７を作るセメントペースト作成工程と、セメントペースト１７を所定量に計量しつつ、そのセメントペースト１７を所定容積の型枠１８に充填するセメントペースト計量充填工程と、セメントペースト１７を所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを有する。この製造方法によって製造された吸音パネル１０では、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントと複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造され、内部に複数の空隙が形成された吸音パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポーラスコンクリートによってパネル状の吸音部材が成形され、その吸音部材の周囲を構造枠部材で覆うことで、吸音部材が構造枠部材に保持されたコンクリート吸音パネルがある（特許文献１参照）。構造枠部材は、普通コンクリートから作られている。この吸音部材の製造方法は、以下のとおりである。矩形の型枠内に複数の砕石を敷き詰めた後、水とセメントとを混合したセメントペーストを型枠内に充填し、セメントペーストが硬化するまで養生する。吸音部材では、その下層に位置する砕石の粒径が一番小さく、その中間層に位置する砕石の粒径が下層に位置する砕石のそれよりも大きく、その上層に位置する砕石の粒径が中間層に位置する砕石のそれよりも大きい。
【特許文献１】特開２００４−５２４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記公報に開示の吸音部材のように、骨材（砕石）の粒度分布が下層から上層に向かって大きく変化すると、セメントと骨材と水との混練時における性状が著しく変化する。それらの混練時における性状変化の一例として、セメントと骨材との混合割合が同一であって骨材の粗粒率が小さくなる（細粒分が多い）と、骨材の表面の湿気が減少し、セメントと骨材との接着強度が不十分となり、吸音部材の圧縮強度が低下する場合がある。また、セメントと骨材との混合割合が同一であって骨材の粗粒率が大きくなる（細粒分が少ない）と、骨材表面の湿気が増加し、吸音部材に形成されるべき空隙がセメントによって塞がれ、吸音率が著しく低下する場合がある。このような現象が生ずる原因の１つとして、骨材の粒度分布が変化することにより、骨材の単位質量当たりの表面積（比表面積）が変化し、骨材表面を包被するセメントの厚みが不均一になるためと考えられる。
【０００４】
前記公報に開示の吸音部材では、下層に位置する砕石の粗粒率が上層や中間層に位置する砕石のそれよりも小さいから、下層におけるセメントと砕石との接着強度が不十分となり、下層における圧縮強度が上層および中間層のそれよりも低下し、吸音部材全体の強度バランスが不均一になる場合がある。また、上層や中間層に位置する砕石の粗粒率が下層に位置する砕石のそれよりも大きいから、上層や中間層においてそれら砕石の間にセメントペーストが容易に進入し、それら砕石の間に形成されるべき空隙がセメントによって塞がれ、上層や中間層における吸音率が低下する場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、骨材の粒度分布が変化したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定にすることができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の前提は、セメントと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造される吸音パネルの製造方法である。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴としては、製造方法が、骨材とセメントとの混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量のセメントおよび骨材に所定量の水を加えてセメントペーストを作るセメントペースト作成工程と、セメントペースト作成工程によって作られたセメントペーストを所定量に計量しつつ、所定量のセメントペーストを所定容積の型枠に充填するセメントペースト計量充填工程と、セメントペーストを所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを含み、セメントペースト養生工程を経過した後の吸音パネルでは、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材のうちの過半数の骨材が局所的に当接するとともに、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメントによって包被されていることにある。
【０００８】
本発明の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材表面におけるセメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められ、標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、骨材量とセメント量との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずることによって算出され、比表面積比率（ＲＳ）が、第２比表面積（ＳＷ２）を第１比表面積（ＳＷ１）で除することによって算出される。
【０００９】
本発明の他の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とが、
ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
によって算出される。
【００１０】
本発明の他の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、第２比表面積（ＳＷ２）が、２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、２．０〜４．０の範囲にある。
【００１１】
本発明の他の一例として、セメントペースト計量充填工程では、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによって該型枠に対するセメントペーストの充填量Ｇ（ｇ）を算出し、かつ、型枠の容積が該型枠に充填するセメントペーストの充填前の容積よりも小さくなるように、セメントペーストの充填量を決定する。
【００１２】
本発明の他の一例としては、骨材の粗粒率が２．０〜５．０の範囲にある。
【００１３】
本発明の他の一例としては、骨材の粒径中央値が０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材がすべての骨材のうちの９０％以上を占めている。
【００１４】
本発明の他の一例としては、セメントと水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある。
【００１５】
本発明の他の一例としては、骨材が、クリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる吸音パネルの製造方法によれば、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。この製造方法によって作られた吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されているから、パネルの内部に進入した音がそれら空隙を拡散し、音のエネルギーが振動をともなった熱エネルギーに確実に変換される。この製造方法によって作られた吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙によって音を確実に吸収することができるから、パネルを透過する透過音エネルギーやパネルから反射する反射音エネルギーを小さくすることができ、優れた吸音性能を発揮する。さらに、骨材表面を包被するセメントの厚みが略一定であり、骨材表面におけるセメントの厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材どうしが連結されるから、パネルの圧縮強度が局所的に低下することはなく、優れた圧縮強度を有する。
【００１７】
各骨材表面を包被するセメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材量とセメント量との混合割合が定められる吸音パネルの製造方法では、それら骨材の粒度分布が変化することによって、各骨材の比表面積が変化した場合であっても、骨材とセメントとの混合割合を所定の計算手順によって画一的に求めることができる。この吸音パネルの製造方法は、骨材の粒度分布の変化にともなう骨材の比表面積の変化の補正値として、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を使用し、その比表面積比率（ＲＳ）をセメント量（Ｃ１）に乗ずることによって標準化比率（Ｓ／Ｃ）を求めるから、骨材の粒度分布の変化に対応した骨材とセメントとの混合割合を確実かつ容易に算出することができる。この吸音パネルの製造方法は、粒度分布の異なる骨材において算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）が略同一の値になることから、設計者の経験と感覚とに頼ることなく、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。また、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００１８】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とがＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ，Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ），Ｐｉ＝Ｍ・（４・π・ｒｉ３／３）・ｎｉの式で算出される吸音パネルの製造方法では、簡易な篩い分け試験によって得られる粒度分布から第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを求めることができるから、複雑な試験や複雑な計算を必要とせず、現場において手間と時間とをかけずに第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を計算することができる。この吸音パネルの製造方法は、前記式に基づいて第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを算出するとともに、算出した第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を使用して標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材とセメントとの混合割合を設計するから、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。また、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００１９】
第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が２．０〜４．０の範囲にある吸音パネルの製造方法では、その範囲の第２比表面積（ＳＷ２）を用いて標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材とセメントとの混合割合を設計するから、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。この吸音パネルの製造方法は、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００２０】
セメントペースト計量充填工程において、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによってセメントペーストの量を算出し、かつ、型枠の容積が該型枠に充填するセメントペーストの容積よりも小さくなるように、セメントペーストの量を決定する吸音パネルの製造方法は、型枠の容積に対してセメントペーストの量が定まり、製造されたパネルの内部に所定割合の空隙を確実に作ることができる。型枠の容積に対してセメントペーストの量を調整することにより、吸音パネルの内部に形成される空隙の割合（空隙率）を調節することができるから、所期した空隙率の吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２１】
骨材の粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある吸音パネルの製造方法は、粒度分布が略一定の範囲にある骨材を使用することで、骨材の粒度分布のばらつきを防ぐことができ、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２２】
骨材の粒径中央値が０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材がすべての骨材のうちの９０％以上を占めている吸音パネルの製造方法は、粒径が前記範囲にあるとともに１０ｍｍ以下の粒径の骨材が９０％以上を占める骨材を使用することで、骨材の粒度分布のばらつきを防ぐことができ、セメントペーストと骨材との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２３】
セメントと水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある吸音パネルの製造方法は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が前記範囲にあるから、セメントペーストが適度な流動性を有し、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、セメントが骨材の間に形成される間隙を塞ぐことはなく、かつ、骨材表面を略均一の厚みのセメントで包被することができるから、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２４】
骨材がクリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである吸音パネルの製造方法は、骨材にそれら廃材を使用することで、廃材の再利用の促進を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
添付の図面を参照し、本発明に係る吸音パネルの製造方法を説明すると、以下のとおりである。図１は、この製造方法によって作られた一例として示す吸音パネル１０の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。図３は、吸音パネル１０の製造手順の説明図であり、図４は、吸音パネル１０の製造手順の一例を示すフローチャートである。図１では、縦方向を矢印Ｘ、横方向を矢印Ｙで示し、上下方向を矢印Ｚで示す、吸音パネル１０は、縦方向へ長い四角柱状を呈し、矩形の上壁１１および下壁１２と、上下壁１１，１２の間に位置する矩形の各側壁１３とを有する六面体である。なお、吸音パネル１０を図示の四角柱状に限定するものではなく、型枠１８の形状によって円柱状や多角柱状等の他のあらゆる形状に成形することができる。吸音パネル１０の製造方法（手順）の概要は、原料セメント１４と複数の骨材１５とに水１６を加え、それらを攪拌混練してセメントペースト１７を作る。次に、そのセメントペースト１７を所定容積の型枠１８に充填し、充填直後に型枠１８を外すか、または、型枠１８を付けたままセメントペースト１７が硬化するまで養生する。
【００２６】
吸音パネル１０では、それら骨材１５のうちの過半が局所的に当接し、残りの骨材１５が非当接状態にある。局所的に当接する骨材１５どうしは、それらの当接部位１９を除く表面２０全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被され、固結したセメント１４を介して互いに連結されている。非当接状態にある骨材１５は、その表面２０全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被され、固結したセメント１４を介して局所的に当接する骨材１５と連結されているとともに、固結したセメント１４を介して非当接状態にある骨材１５と連結されている。吸音パネル１０は、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４が骨材１５と結合し、かつ、固結したセメント１４どうしが互いに結合することで、その形態が保持されている。
【００２７】
吸音パネル１０には、図２に示すように、セメント１４や骨材１５が存在しない多数の空隙２１（空間）が形成されている。それら空隙２１は、パネル１０の内部に形成されているのみならず、各壁１１，１２，１３の表面２０からパネル１０の内部に向かって不規則に延びている。それら空隙２１は、互いに独立して存在して不規則に延びる独立空隙２２と、それら空隙２１どうしが互いにつながって不規則に延びる連続空隙２３とから形成されている。独立空隙２２の１つは、互いに連結された３つの骨材１５の間に画成され、それら骨材１５に囲繞されている。独立空隙２２の他の１つは、互いに連結された４つの骨材１５の間に画成され、それら骨材１５に囲繞されている。連続空隙２３は、一方向へ隣接する骨材１５のうちの少なくとも３つの骨材１５に跨っている。吸音パネル１０では、連続空隙２３がすべての空隙２１のうちの過半を占めている。具体的には、すべての空隙２１に対する連続空隙２３の割合は、５５〜８５％の範囲にある。なお、連続空隙２３の好ましい割合は６０〜８０％であり、連続空隙２３のより好ましい割合は６５〜７５％である。吸音パネル１０は、上下方向の厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にある。
【００２８】
以下、図３，４に基づき、吸音パネル１０の製造方法の詳細を説明する。最初に原料セメント１４と骨材１５とを調達する（Ｓ−１０）。原料セメント１４には、プレミックスセメント，ポルトランドセメント，高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントのうちの少なくとも１つが使用されている。原料セメント１４には、固化対象物に有効に作用する固化材が添加されている。原料セメント１４は、カルシウムイオン交換による土粒子の凝集団粒化、また、水を取り込んで水和反応を生じ、針状結晶エトリンガイト（Ｃ３Ａ・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を含む多くの水和鉱物の生成等の複数の固化反応を連続的に促進する。原料セメント１４を水１６で錬り混ぜると、直ちに水和反応を起こし、セメント１４中の化合物が水１６と反応して新しい水和物が次々と生成されることで水和反応が促進される。時間が経過（養生）すると、流動性を失い凝結し、硬化が進み、強度が発現する。
【００２９】
骨材１５には、クリンカアッシュ，溶融スラグ，廃ガラスのうちの少なくとも１つが使用されている。それらの骨材１５は、その形状が一定ではなく、多種多様な立体形状を有する骨材１５の集合物である。骨材１５としては、クリンカアッシュ，溶融スラグ，廃ガラスのうちのいずれかを単独で用いてもよく、それら骨材１５を所定の割合で混合した混合骨材を用いてもよい。クリンカアッシュは、石炭火力発電所において微粉砕した石炭をボイラで燃焼させることによって作ることができる。ボイラの内部では、燃焼によって生じた石炭灰の粒子が相互に凝縮し、多孔質な塊となってボイラ底部のクリンカホッパに落下堆積する。その堆積物を破砕機によって砂状に破砕して所定粒度のクリンカアッシュを作る。クリンカアッシュは、高温（約１３００℃）で焼成されているから、化学的に安定し、締め固まり難く、締圧に強いという性質を有するとともに、優れた通気性と保水性とを有する。
【００３０】
溶融スラグは、１２００℃以上の高温条件下において加熱された焼却灰等が溶融した後、冷却固化してできるガラス質の物質である。このガラス質の物質を粉砕機によって破砕して所定粒度の溶融スラグを作る。溶融スラグは、二酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化カルシウムを主成分とし、重金属類（水銀，鉛，カドミウム等）の含有量が極めて少ない。溶融スラグに残存する重金属類は、溶融スラグの主成分である二酸化ケイ素のＳｉ−Ｏ２の網目構造に包被されるから、その溶出が防止される。なお、焼却灰に含まれるダイオキシン類は、焼却灰溶融時の高温条件によって熱分解するから、溶融スラグ中に残存しない。廃ガラスは、使用済みのガラスを粉砕機によって所定粒度に粉砕して作ることができる。廃ガラスは、ガラスを一次粉砕した後、金属類を除き、さらに、二次粉砕して作られる。廃ガラスは、ふるい機で粒度毎に区分される。粉砕機には、ジョークラッシャ，ジャイレトリークラッシャ，コーンクラッシャ，ハンマークラッシャ，ロールクラッシャ等の粗粉砕機やボールミル，媒体攪拌ミル，ローラミル等の微粉砕機を使用することができる。
【００３１】
原料セメント１４や骨材１５を調達した後、骨材１５の粒度分布を確認する（Ｓ−１１）。骨材１５の粒度は、ＪＩＳ Ａ １１０２「骨材の篩い分け試験」によって試験し、その結果を粒度曲線や粗粒率等で表す。篩い分け試験は、０．１５，０．３，０．６，１．２，２．５，５．０ｍｍの網ふるいを使用し、各ふるいにおける骨材試料の通過量または残留量を求める。この製造方法において使用されるそれら骨材１５は、その粒径中央値が０．６〜２．５ｍｍの範囲にあり、骨材１５のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材１５がすべての骨材１５のうちの９０％以上を占めている。
【００３２】
骨材１５は、その粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある。骨材１５の粗粒率が２．０未満かつ４．０を超過すると、骨材１５の粒度分布が大きくなり、骨材１５周囲のセメントペースト１７の形成状態や空隙２１の形成状態が大きく変化し、後記するセメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができず、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を設計することができない。なお、粗粒率は、８０，４０，２０，１０，５，２．５，１．２，０．６，０．３，０．１５ｍｍのふるいの一組を用いて篩い分け試験を行った場合、各ふるいを通らない全部の量の全骨材試料に対する質量百分率（整数）の和を１００で除した値である。
【００３３】
骨材１５の粒度分布を確認した後、原料セメント１４と骨材１５との配合条件を決定する（骨材／セメント混合割合設計工程）（Ｓ−１２）。配合条件の決定では、骨材量（Ｓ）（ｋｇ）とセメント量（Ｃ）（ｋｇ）との混合割合を検討し、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を設計する。なお、骨材量とセメント量との混合割合一定の条件下において、骨材１５の粒度分布が変化すると、各骨材１５の単位質量当たりの比表面積が変化し、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みが不均一になる。したがって、骨材１５の粒度分布の変化とそれにともなう骨材１５の比表面積の変化とに対応させて、骨材１５と原料セメント１４との混合割合を補正することにより、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みを略一定にすることができる。これをふまえ、この製造方法におけるセメント量と骨材量との混合割合は、原料セメント１４と骨材１５とに水１６を加えて攪拌混練した後、各骨材１５の表面２０におけるセメントペースト１７の厚みを略一定と仮定し得るように、骨材１５の比表面積を補正して求めた標準化比率Ｓ／Ｃに基づいて設計される。標準化比率Ｓ／Ｃは、以下の式によって算出される。
（１）Ｓ／Ｃ＝Ｓ１／（Ｃ１・ＲＳ）
（２）ＲＳ＝ＳＷ２／ＳＷ１
（ａ）Ｓ１／Ｃ１：骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率
（ｂ）ＳＷ１：あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの比表面積（第１比表面積）（ｍ２／ｋｇ）
（ｃ）ＳＷ２：骨材の粒度分布の変化に対する見かけの比表面積（第２比表面積）（ｍ２／ｋｇ）
（ｄ）ＲＳ：第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率
【００３４】
標準化比率Ｓ／Ｃは、前記式に示すように、骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の単位質量当たりにおける見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材１５の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずる（乗算）ことによって算出される。比表面積比率（ＲＳ）は、前記式に示すように、第２比表面積（ＳＷ２）を第１比表面積（ＳＷ１）で除する（除算）ことによって算出される。
【００３５】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とは、以下の式によって算出される。
（３）ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
（４）Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
（５）Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
（ｅ）Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材（実際に用いる骨材）における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
（ｆ）ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
（ｇ）ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
（ｈ）Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
（ｉ）Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
【００３６】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との計算では、骨材１５の形状を球形と仮定して計算する。骨材１５の平均半径は、骨材１５の粒径幅両端間長さの中間を２で除（除算）した値とする。たとえば、骨材１５の粒径が０．６〜１．２ｍｍの場合における平均半径（ｒｉ）は、ｒｉ＝［〔｛（０．６＋１．２）／１０００｝／２〕／２］＝０．０００４５（ｍ）となる。また、同種類の骨材１５であれば、同じ粒径範囲の比表面積は同じであると仮定し、粒度１０ｍｍ以上の骨材１５は、その粒度を１０〜２０ｍｍとして計算する。このように定義した第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）は、骨材１５の実際の比表面積とは同一の値ではないが、比表面積に比例した値であると考えられるから、標準化比率Ｓ／Ｃを決定するパラメータとして利用することができる。
【００３７】
それら式による標準化比率（Ｓ／Ｃ）の算出、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率の算出、第１比表面積（ＳＷ１）の算出には、ＣＰＵとメモリとを有するコンピュータ（コンピュータ資源）（図示せず）が利用される。コンピュータのメモリには、前記式に基づいた各種の計算をコンピュータに実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。アプリケーションプログラムは、それを記憶した記憶媒体からコンピュータのメモリにインストールされる。ＣＰＵは、ハードディスクに記憶されたオペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリからアプリケーションプログラムを起動し、起動したアプリケーションプログラムに従って、第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を算出し、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率を算出するとともに、標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出する。なお、それらの算出に必要な各数値は、コンピュータに接続されたキーボードやマウス等の入力装置を介してコンピュータに入力する。
【００３８】
原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計では、第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められる。また、第１比表面積（ＳＷ１）が１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定されている。第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）は、２．０〜４．０の範囲にある。このように、粒度分布の異なる骨材１５においてそれぞれ算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）の値は略同一となる。第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３（ｍ2／ｋｇ）未満かつ２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）を超過すると、骨材１５周囲のセメントペースト１７の形成状態や空隙２１の形成状態が大きく変化し、セメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができず、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を設計することができない。なお、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）以外の数値に設定することもできる。
【００３９】
原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計では、第２比表面積（ＳＷ２）を前記範囲に設定することで、標準化比率Ｓ／Ｃの値が略一定し、セメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができ、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を確実に設計することができる。さらに、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５と水１６との混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができる。原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計した後は、設計した混合割合に基づいて、原料セメント１４の量を計量し、骨材１５の量を計量する（Ｓ−１３）。
【００４０】
次に、計量した分量の原料セメント１４および骨材１５をミキサ２４に投入するとともに、ミキサ２４に水１６を注入し、ミキサ２４によってそれらを攪拌混練してセメントペースト１７を作る（セメントペースト作成工程）（Ｓ−１４）。具体的には、最初に骨材１５と水１６（水１６の全重量の４分の３）をミキサ２４に入れ、所定時間攪拌混合する。次に、原料セメント１４をミキサ２４に入れ、骨材１５および水１６とともに所定時間攪拌混練する。さらに、水１６（水１６の全重量の４分の１）をミキサ２４に入れ、所定時間攪拌混練する。水１６には、水道水、河川水、湖沼水、井戸水、地下水等を使用する。セメントペースト１７は、原料セメント１４と骨材１５とに所定量の水１６を加えることで作られ、所定の粘度と流動性とを有する。原料セメント１４と骨材１５と水１６との混練には、傾胴式ミキサ２４を使用しているが、強制練りミキサ、水平２軸ミキサ等のコンクリートミキサを使用することもできる。
【００４１】
原料セメント１４と水１６との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）は、３０〜８０％の範囲にある。水セメント比（Ｗ／Ｃ）が３０％未満では、原料セメント１４と骨材１５との結合力やセメント１４どうしの結合力が弱く、吸音パネル１０の圧縮強度が低下するから、耐衝撃性に優れたパネル１０を作ることができない。水セメント比が８０％を超過すると、セメントペースト１７によって骨材１５どうしの間の空隙２１が塞がれ、パネル１０に複数の空隙２１を形成することができず、パネル１０の吸音性能が低下する。この製造方法では、前記標準化Ｓ／Ｃを採用しつつ、水セメント比（Ｗ／Ｃ）（％）を前記範囲にすることで、セメントペースト１７が適度な流動性を有し、骨材１５の表面２０に対するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができ、骨材１５の表面２０を略均一の厚みのセメント１４で包被することができる。また、セメントペースト１７が骨材１５の間に形成される間隙２１を塞ぐことはなく、複数の独立空隙２２と複数の連続空隙２３とが形成された吸音パネル１０を作ることができる。
【００４２】
セメントペースト１７を作った後は、型枠１８に対するセメントペースト１７の充填量（空気を含んだ嵩容積）を決定し、決定した量のセメントペースト１７を型枠１８内に充填する（セメントペースト計量充填工程）（Ｓ−１５、Ｓ−１６）。具体的には、１ｃｍ３中に含まれるセメント１４と骨材１５と水１６との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠１８の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによってセメントペースト１７の充填量Ｇ（ｇ）を算出し、さらに、型枠１８の容積が型枠１８に充填するセメントペースト１７の容積よりも小さくなるように、セメントペースト１７の充填量を決定する。次に、決定した充填量となるようにセメントペースト１７を計量した後、その量のセメントペースト１７を型枠１８内に充填する。型枠１８に充填するセメントペースト１７の充填量は、以下の式によって算出することができる。
【００４３】
充填量Ｇ（ｇ）＝Ｗ・Ｖ、Ｗ（ｇ）＝Ｗｃ＋Ｗｃａ＋Ｗｗ
（ｊ）Ｇ：型枠に充填するセメントペースト（原料セメント、骨材、水の混合物）の充填量（ｇ）
（ｋ）Ｗ：１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量（ｇ）
（ｌ）Ｖ：型枠の容積（ｃｍ３）
（ｍ）Ｗｃ：１ｃｍ３中に含まれる原料セメントの重量（ｇ）
（ｎ）Ｗｃａ：１ｃｍ３中に含まれる骨材の重量（ｇ）
（ｏ）Ｗｗ：１ｃｍ３中に含まれる水の重量（ｇ）
【００４４】
セメントペースト１７を型枠１８内に充填した後は、直ちに型枠１８を外すか、または、型枠１８を付けたままセメントペースト１７が硬化するまで養生する（セメントペースト養生工程）（Ｓ−１７）。セメントペースト１７の養生は、所定温度（１５〜２５℃）下かつ温度を略一定にした状態で行われる。セメントペースト１７を養生させると、図１に示す吸音パネル１０が完成する。なお、パネル１０に形成される空隙２１の割合（空隙率）は、以下の式によって算出することができる。
【００４５】
空隙率＝１−｛Ｗｃ／（Ｍｃ＋Ｗｃａ）／［（Ｍｃａ＋Ｗｗ）／Ｍｗ］｝
（ｐ）Ｍｃ：原料セメントの密度＝３．１５（ｇ／ｃｍ３）
（ｑ）Ｍｃａ：骨材の密度＝１．８２（ｇ／ｃｍ３）
（ｒ）Ｍｗ：水の密度＝１．０（ｇ／ｃｍ３）
【００４６】
吸音パネル１０の製造方法では、空隙率の前記算出式を利用することで、空隙率を先に設定し、設定した空隙率になるように型枠１８に充填するセメントペースト１７の充填量（ｇ）を算出することができるから、吸音パネル１０の空隙率を自由に調節することができ、所期した空隙率のパネル１０を作ることができる。この製造方法は、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、セメント１４と骨材１５と水１６との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材１５の表面２０に対するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができ、必要かつ十分な圧縮強度と耐衝撃性とを有するとともに、複数の独立空隙２２と複数の連続空隙２３とが形成されて優れた吸音性能を有する吸音パネル１０を作ることができる。
【００４７】
この製造方法では、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材１５の表面２０におけるセメントペースト１７の厚みを略一定と仮定し得るように、骨材１５の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められる。ゆえに、それら骨材１５の粒度分布が変化することによって、各骨材１５の単位質量当たりの比表面積が変化した場合であっても、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を所定の計算手順によって画一的に求めることができ、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を誤ることはない。この製造方法では、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように原料セメント１４と骨材１５との混合割合が設計されるから、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５との攪拌混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４の厚みを略一定にすることができる。
【００４８】
この製造方法では、骨材１５の粒度分布の変化にともなう骨材１５の比表面積の変化の補正値として、あらかじめ基準として定めた基準骨材の単位質量当たりにおける見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材１５の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を使用し、その比表面積比率（ＲＳ）をセメント量（Ｃ１）に乗ずることによって標準化比率（Ｓ／Ｃ）を求めるから、骨材１５の粒度分布の変化に対応した原料セメント１４と骨材１５との混合割合を確実かつ容易に算出することができる。また、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とがＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ，Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ），Ｐｉ＝Ｍ・（４・π・ｒｉ３／３）・ｎｉの式で算出され、簡易な篩い分け試験によって得られる粒度分布から第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを求めることができるから、複雑な試験や複雑な計算を必要とせず、手間と時間とをかけずに第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を計算することができる。
【００４９】
この製造方法では、第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が２．０〜４．０の範囲にあり、その範囲の第２比表面積（ＳＷ２）を用いて標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように原料セメント１４と骨材１５との混合割合を設計する。ゆえに、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５との攪拌混練時における性状変化を確実に防ぐことができる。さらに、粒度分布の異なる骨材１５において算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）が略同一の値になることから、設計者の経験と感覚とに頼ることなく、現場において原料セメント１４と骨材１５との混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。
【００５０】
図５は、吸音率測定システム２５の一例を示すブロック図である。この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある。パネル１０は、それに形成された連続空隙２３が全空隙２１の過半を占め、連続空隙２３において音を拡散させて音を効率的に吸収することができるから、高い吸音率を発現する。吸音率測定システム２５は、図５に示すように、音響管２６、ＦＦＴアナライザ（ＣＦ−９００）２７、コンピュータ（ＰＣ−９８０１Ｔ）２８、パワーアンプ（ＢＯＳＥ１７０２）２９とから形成される。吸音率の測定は、２マイクロホン法に基づいて行った。音響管２６の中に入る大きさの吸音率測定用試験体パネルを作り、試験体パネルを試験体支持部の中心軸に垂直になるように音響管２６の中に収容した後、音響管２６の主管内にできる定常波の音圧の極大値と極小値との比（定在波比）を測定し、コンピュータ２８を使用して定在波比から垂直入射吸音率を算出した。垂直入射吸音率をパネル１０の吸音率とした。
【００５１】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その空隙率が３０〜５０％の範囲にある。空隙率が大きくなると、吸音する周波数帯域のピークが高周波側にシフトする。この吸音パネル１０は、その空隙率が前記範囲にあるから、発生する音の周波数にあわせてその空隙率を変えることで、低周波から高周波までの広い周波数帯域の音を吸収するように設計することができる。なお、空隙率は、前記算出式によって算出した。
【００５２】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その圧縮強度が１．１〜５．０Ｎ／ｍｍ２の範囲、好ましくは０．８〜６．０Ｎ／ｍｍ２の範囲にある。吸音パネル１０は、それに衝撃が加えられたとしても、損壊し難く、その形態を確実に保持する。圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験」に準拠して測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリートの強度試験用試験体の作り方」に準拠して直径約５０ｍｍ、厚み約５０〜５３ｍｍの円柱状に加工した圧縮強度測定用試験体パネルを作った。試験体パネルの円形上下面が圧縮試験機の可圧板に当接するように、それら可圧板で試験体パネルを挟持し、圧縮試験機の圧力を次第に上げ、試験体パネルが座屈する瞬間の圧力指示計の値を採用し、以下の式により算出した。算出した試験体パネルの圧縮強度をパネルの圧縮強度とした。
【００５３】
ｆｃ＝Ｐ／π（ｄ／２）２
（ｓ）ｆｃ：圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）
（ｔ）Ｐ：圧力指示計から読み取った最大荷重（Ｎ）
（ｕ）ｄ：試験体パネルの直径（ｍｍ）
【００５４】
図６は、空気流れ抵抗測定システム３０の一例を示すブロック図である。この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その内部における空気流れ抵抗が１０００〜１５００００（Ｎ・ｓ／ｍ４）の範囲にある。吸音パネル１０は、空気流れ抵抗が前記範囲にあるから、それに形成された独立空隙２２や連続空隙２３に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙２２，２３において音を十分に拡散させて音を吸収する。
【００５５】
空気流れ抵抗は、ＩＳＯ ９０５３の直流法に基づいて、測定システム３０を構築し、そのシステム３０を使用して測定を行った。空気流れ抵抗測定システム３０は、図６に示すように、デジタル微差圧計３１、測定管３２、マスフローコントローラ３３、圧力計３４、レギュレータ＋エアーフィルタ３５、エアータンク３６、エアーコンプレッサー３７とから形成される。具体的には、空気流れ抵抗測定用試験体パネルを複数個作り、試験体パネル２〜３個を空気漏れがないようにビニルテープで連結し、それを内径厚み１０ｃｍの測定管に収容した。測定は、マスフローコントローラ３３を用い、試験体パネルの内部を流れる単位時間当たりの空気流量を１００〜５００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で、１０〜５０ｍｌ／ｍｉｎ毎に変化させ、流量と試験体パネルの両面の微差圧をデジタル微差圧計３１で測定し、下記の式に基づいて算出した。算出した試験体パネルの空気流れ抵抗をパネル１０の空気流れ抵抗とした。
【００５６】
Ｒ＝Δρ／（ｑ・ｖ）
（ｖ）Ｒ：空気流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ４）
（ｗ）Δρ：試験体パネル両面の圧力差（Ｎ／ｍ２）
（ｘ）ｑ：試験体パネルの厚み（ｍ）
（ｙ）ｖ：試験体パネルを流れる空気の流速（ｍ／ｓ）
【００５７】
図７，８は、吸音パネル１０を取り付けた壁材３８の斜視図である。吸音パネル１０は、高速道路や鉄道の防音壁、無響室や半無響室の吸音壁として使用することができる。図７では、吸音パネル１０の複数個が壁材３８の内側に配置され、壁材３８の表面３９にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が壁材３８に接着剤やビス（図示せず）によって固着されている。なお、パネル１０は、壁材３８の外側に配置され、壁材３８に接着剤やビスによって固着されていてもよく、壁材３８の間に収納した状態でそれら壁材３８に固着されていてもよい。また、パネル１０は、床や天井に取り付けられてもよい。図８では、壁材３８の内側表面３９に縦方向と横方向とへ延びる支持材４０が取り付けられ、それら支持材４０にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が支持材４０に接着剤やビスによって固着されている。図８の態様では、壁材３８の表面３９とパネル１０の下面１２との間に隙間４１が形成され、パネル１０を透過した透過音が壁材３８の表面３９で反射し、再度パネル１０に進入するから、パネル１０と支持材４０との間で音を十分に減衰させることができる。
【００５８】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、それを形成する骨材１５の表面２０の略全域が略均一の厚みを有するセメント１４に包被され、その内部に略均一に分布する複数の独立空隙２２と連続空隙２３とが形成されているから、パネル１０の内部に進入した音がそれら空隙２２，２３を拡散し、音のエネルギーが振動をともなった熱エネルギーに確実に変換される。吸音パネル１０は、その内部に略均一に分布するそれら空隙２２，２３によって音を確実に吸収することができ、パネル１０を透過する透過音エネルギーやパネル１０から反射する反射音エネルギーを小さくすることができる。特に、連続空隙２３において音を拡散させて音を効率よく吸収させることができるから、それら連続空隙２３が全空隙２１の過半を占めることで、優れた吸音性能を発揮する。
【００５９】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４の厚みが略一定であり、骨材１５の表面２０におけるセメント１４の厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材１５どうしが連結されるから、パネル１０の圧縮強度が局所的に低下することはなく、優れた圧縮強度を有する。また、パネル１０は、それに独立空隙２２が形成され、独立空隙２２において隣接する骨材１５どうしが固結したセメント１４を介して互いに連結されるから、連続空隙２３のみが形成されたパネルと比較し、高い圧縮強度を維持することができる。
【００６０】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲、その空隙率が３０〜５０％の範囲にあり、その内部における空気流れ抵抗が１０００〜１５００００Ｎ・ｓ／ｍ４の範囲にあるから、パネル１０に形成された空隙２１に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙２１において音を確実に拡散させることができ、パネル１０の内部に進入した音を確実に吸収することができる。なお、圧縮強度が高いことはセメント１４が骨材１５どうしの間に十分に充填されて骨材１５どうしが固結したセメント１４を介して確実に連結されていることであり、内部に空隙２１がわずかしか形成されず、その分吸音性能が低下してしまう。しかし、この製造方法で製造された吸音パネル１０は、その空隙率が前記範囲にあり、内部に空隙２１が十分に形成されているにもかかわらず、圧縮強度が１．１〜５．０Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、高い圧縮強度を有するとともに、吸音率が０．４〜０．７５の範囲にあり、優れた吸音性能を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】一例として示す吸音パネルの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線部分拡大断面図。
【図３】吸音パネルの製造手順の説明図。
【図４】吸音パネルの製造手順の一例を示すフローチャート。
【図５】吸音率測定システムの一例を示すブロック図。
【図６】空気流れ抵抗測定システムの一例を示すブロック図。
【図７】吸音パネルを取り付けた壁の斜視図。
【図８】吸音パネルを取り付けた壁の斜視図。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 吸音パネル
１４ 原料セメント、セメント
１５ 骨材
１６ 水
１７ セメントペースト
１８ 型枠
２０ 表面
２１ 空隙
２２ 独立空隙
２３ 連続空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントと複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造され、内部に複数の空隙が形成された吸音パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポーラスコンクリートによってパネル状の吸音部材が成形され、その吸音部材の周囲を構造枠部材で覆うことで、吸音部材が構造枠部材に保持されたコンクリート吸音パネルがある（特許文献１参照）。構造枠部材は、普通コンクリートから作られている。この吸音部材の製造方法は、以下のとおりである。矩形の型枠内に複数の砕石を敷き詰めた後、水とセメントとを混合したセメントペーストを型枠内に充填し、セメントペーストが硬化するまで養生する。吸音部材では、その下層に位置する砕石の粒径が一番小さく、その中間層に位置する砕石の粒径が下層に位置する砕石のそれよりも大きく、その上層に位置する砕石の粒径が中間層に位置する砕石のそれよりも大きい。
【特許文献１】特開２００４−５２４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記公報に開示の吸音部材のように、骨材（砕石）の粒度分布が下層から上層に向かって大きく変化すると、セメントと骨材と水との混練時における性状が著しく変化する。それらの混練時における性状変化の一例として、セメントと骨材との混合割合が同一であって骨材の粗粒率が小さくなる（細粒分が多い）と、骨材の表面の湿気が減少し、セメントと骨材との接着強度が不十分となり、吸音部材の圧縮強度が低下する場合がある。また、セメントと骨材との混合割合が同一であって骨材の粗粒率が大きくなる（細粒分が少ない）と、骨材表面の湿気が増加し、吸音部材に形成されるべき空隙がセメントによって塞がれ、吸音率が著しく低下する場合がある。このような現象が生ずる原因の１つとして、骨材の粒度分布が変化することにより、骨材の単位質量当たりの表面積（比表面積）が変化し、骨材表面を包被するセメントの厚みが不均一になるためと考えられる。
【０００４】
前記公報に開示の吸音部材では、下層に位置する砕石の粗粒率が上層や中間層に位置する砕石のそれよりも小さいから、下層におけるセメントと砕石との接着強度が不十分となり、下層における圧縮強度が上層および中間層のそれよりも低下し、吸音部材全体の強度バランスが不均一になる場合がある。また、上層や中間層に位置する砕石の粗粒率が下層に位置する砕石のそれよりも大きいから、上層や中間層においてそれら砕石の間にセメントペーストが容易に進入し、それら砕石の間に形成されるべき空隙がセメントによって塞がれ、上層や中間層における吸音率が低下する場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、骨材の粒度分布が変化したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定にすることができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の前提は、セメントと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造される吸音パネルの製造方法である。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴としては、製造方法が、骨材とセメントとの混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量のセメントおよび骨材に所定量の水を加えてセメントペーストを作るセメントペースト作成工程と、セメントペースト作成工程によって作られたセメントペーストを所定量に計量しつつ、所定量のセメントペーストを所定容積の型枠に充填するセメントペースト計量充填工程と、セメントペーストを所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを含み、セメントペースト養生工程を経過した後の吸音パネルでは、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材のうちの過半数の骨材が局所的に当接するとともに、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメントによって包被されていることにある。
【０００８】
本発明の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材表面におけるセメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められ、標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、骨材量とセメント量との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずることによって算出され、比表面積比率（ＲＳ）が、第２比表面積（ＳＷ２）を第１比表面積（ＳＷ１）で除することによって算出される。
【０００９】
本発明の他の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とが、
ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
によって算出される。
【００１０】
本発明の他の一例としては、骨材／セメント混合割合設計工程において、第２比表面積（ＳＷ２）が、２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、２．０〜４．０の範囲にある。
【００１１】
本発明の他の一例として、セメントペースト計量充填工程では、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによって該型枠に対するセメントペーストの充填量Ｇ（ｇ）を算出し、かつ、型枠の容積が該型枠に充填するセメントペーストの充填前の容積よりも小さくなるように、セメントペーストの充填量を決定する。
【００１２】
本発明の他の一例としては、骨材の粗粒率が２．０〜５．０の範囲にある。
【００１３】
本発明の他の一例としては、骨材の粒径中央値が０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材がすべての骨材のうちの９０％以上を占めている。
【００１４】
本発明の他の一例としては、セメントと水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある。
【００１５】
本発明の他の一例としては、骨材が、クリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる吸音パネルの製造方法によれば、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。この製造方法によって作られた吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されているから、パネルの内部に進入した音がそれら空隙を拡散し、音のエネルギーが振動をともなった熱エネルギーに確実に変換される。この製造方法によって作られた吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙によって音を確実に吸収することができるから、パネルを透過する透過音エネルギーやパネルから反射する反射音エネルギーを小さくすることができ、優れた吸音性能を発揮する。さらに、骨材表面を包被するセメントの厚みが略一定であり、骨材表面におけるセメントの厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材どうしが連結されるから、パネルの圧縮強度が局所的に低下することはなく、優れた圧縮強度を有する。
【００１７】
各骨材表面を包被するセメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材量とセメント量との混合割合が定められる吸音パネルの製造方法では、それら骨材の粒度分布が変化することによって、各骨材の比表面積が変化した場合であっても、骨材とセメントとの混合割合を所定の計算手順によって画一的に求めることができる。この吸音パネルの製造方法は、骨材の粒度分布の変化にともなう骨材の比表面積の変化の補正値として、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を使用し、その比表面積比率（ＲＳ）をセメント量（Ｃ１）に乗ずることによって標準化比率（Ｓ／Ｃ）を求めるから、骨材の粒度分布の変化に対応した骨材とセメントとの混合割合を確実かつ容易に算出することができる。この吸音パネルの製造方法は、粒度分布の異なる骨材において算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）が略同一の値になることから、設計者の経験と感覚とに頼ることなく、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。また、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００１８】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とがＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ，Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ），Ｐｉ＝Ｍ・（４・π・ｒｉ３／３）・ｎｉの式で算出される吸音パネルの製造方法では、簡易な篩い分け試験によって得られる粒度分布から第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを求めることができるから、複雑な試験や複雑な計算を必要とせず、現場において手間と時間とをかけずに第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を計算することができる。この吸音パネルの製造方法は、前記式に基づいて第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを算出するとともに、算出した第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を使用して標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材とセメントとの混合割合を設計するから、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。また、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００１９】
第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が２．０〜４．０の範囲にある吸音パネルの製造方法では、その範囲の第２比表面積（ＳＷ２）を用いて標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて骨材とセメントとの混合割合を設計するから、現場において骨材とセメントとの混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。この吸音パネルの製造方法は、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材とセメントとの混合割合を設計するから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができ、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを作ることができる。
【００２０】
セメントペースト計量充填工程において、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによってセメントペーストの量を算出し、かつ、型枠の容積が該型枠に充填するセメントペーストの容積よりも小さくなるように、セメントペーストの量を決定する吸音パネルの製造方法は、型枠の容積に対してセメントペーストの量が定まり、製造されたパネルの内部に所定割合の空隙を確実に作ることができる。型枠の容積に対してセメントペーストの量を調整することにより、吸音パネルの内部に形成される空隙の割合（空隙率）を調節することができるから、所期した空隙率の吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２１】
骨材の粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある吸音パネルの製造方法は、粒度分布が略一定の範囲にある骨材を使用することで、骨材の粒度分布のばらつきを防ぐことができ、セメントと骨材と水との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２２】
骨材の粒径中央値が０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材がすべての骨材のうちの９０％以上を占めている吸音パネルの製造方法は、粒径が前記範囲にあるとともに１０ｍｍ以下の粒径の骨材が９０％以上を占める骨材を使用することで、骨材の粒度分布のばらつきを防ぐことができ、セメントペーストと骨材との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２３】
セメントと水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある吸音パネルの製造方法は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が前記範囲にあるから、セメントペーストが適度な流動性を有し、骨材表面に対するセメントペーストの厚みを略一定に保持することができる。この吸音パネルの製造方法は、セメントが骨材の間に形成される間隙を塞ぐことはなく、かつ、骨材表面を略均一の厚みのセメントで包被することができるから、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを有する吸音パネルを確実に作ることができる。
【００２４】
骨材がクリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである吸音パネルの製造方法は、骨材にそれら廃材を使用することで、廃材の再利用の促進を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
添付の図面を参照し、本発明に係る吸音パネルの製造方法を説明すると、以下のとおりである。図１は、この製造方法によって作られた一例として示す吸音パネル１０の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。図３は、吸音パネル１０の製造手順の説明図であり、図４は、吸音パネル１０の製造手順の一例を示すフローチャートである。図１では、縦方向を矢印Ｘ、横方向を矢印Ｙで示し、上下方向を矢印Ｚで示す、吸音パネル１０は、縦方向へ長い四角柱状を呈し、矩形の上壁１１および下壁１２と、上下壁１１，１２の間に位置する矩形の各側壁１３とを有する六面体である。なお、吸音パネル１０を図示の四角柱状に限定するものではなく、型枠１８の形状によって円柱状や多角柱状等の他のあらゆる形状に成形することができる。吸音パネル１０の製造方法（手順）の概要は、原料セメント１４と複数の骨材１５とに水１６を加え、それらを攪拌混練してセメントペースト１７を作る。次に、そのセメントペースト１７を所定容積の型枠１８に充填し、充填直後に型枠１８を外すか、または、型枠１８を付けたままセメントペースト１７が硬化するまで養生する。
【００２６】
吸音パネル１０では、それら骨材１５のうちの過半が局所的に当接し、残りの骨材１５が非当接状態にある。局所的に当接する骨材１５どうしは、それらの当接部位１９を除く表面２０全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被され、固結したセメント１４を介して互いに連結されている。非当接状態にある骨材１５は、その表面２０全域が略均一の厚みを有するセメント１４によって包被され、固結したセメント１４を介して局所的に当接する骨材１５と連結されているとともに、固結したセメント１４を介して非当接状態にある骨材１５と連結されている。吸音パネル１０は、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４が骨材１５と結合し、かつ、固結したセメント１４どうしが互いに結合することで、その形態が保持されている。
【００２７】
吸音パネル１０には、図２に示すように、セメント１４や骨材１５が存在しない多数の空隙２１（空間）が形成されている。それら空隙２１は、パネル１０の内部に形成されているのみならず、各壁１１，１２，１３の表面２０からパネル１０の内部に向かって不規則に延びている。それら空隙２１は、互いに独立して存在して不規則に延びる独立空隙２２と、それら空隙２１どうしが互いにつながって不規則に延びる連続空隙２３とから形成されている。独立空隙２２の１つは、互いに連結された３つの骨材１５の間に画成され、それら骨材１５に囲繞されている。独立空隙２２の他の１つは、互いに連結された４つの骨材１５の間に画成され、それら骨材１５に囲繞されている。連続空隙２３は、一方向へ隣接する骨材１５のうちの少なくとも３つの骨材１５に跨っている。吸音パネル１０では、連続空隙２３がすべての空隙２１のうちの過半を占めている。具体的には、すべての空隙２１に対する連続空隙２３の割合は、５５〜８５％の範囲にある。なお、連続空隙２３の好ましい割合は６０〜８０％であり、連続空隙２３のより好ましい割合は６５〜７５％である。吸音パネル１０は、上下方向の厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にある。
【００２８】
以下、図３，４に基づき、吸音パネル１０の製造方法の詳細を説明する。最初に原料セメント１４と骨材１５とを調達する（Ｓ−１０）。原料セメント１４には、プレミックスセメント，ポルトランドセメント，高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントのうちの少なくとも１つが使用されている。原料セメント１４には、固化対象物に有効に作用する固化材が添加されている。原料セメント１４は、カルシウムイオン交換による土粒子の凝集団粒化、また、水を取り込んで水和反応を生じ、針状結晶エトリンガイト（Ｃ３Ａ・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を含む多くの水和鉱物の生成等の複数の固化反応を連続的に促進する。原料セメント１４を水１６で錬り混ぜると、直ちに水和反応を起こし、セメント１４中の化合物が水１６と反応して新しい水和物が次々と生成されることで水和反応が促進される。時間が経過（養生）すると、流動性を失い凝結し、硬化が進み、強度が発現する。
【００２９】
骨材１５には、クリンカアッシュ，溶融スラグ，廃ガラスのうちの少なくとも１つが使用されている。それらの骨材１５は、その形状が一定ではなく、多種多様な立体形状を有する骨材１５の集合物である。骨材１５としては、クリンカアッシュ，溶融スラグ，廃ガラスのうちのいずれかを単独で用いてもよく、それら骨材１５を所定の割合で混合した混合骨材を用いてもよい。クリンカアッシュは、石炭火力発電所において微粉砕した石炭をボイラで燃焼させることによって作ることができる。ボイラの内部では、燃焼によって生じた石炭灰の粒子が相互に凝縮し、多孔質な塊となってボイラ底部のクリンカホッパに落下堆積する。その堆積物を破砕機によって砂状に破砕して所定粒度のクリンカアッシュを作る。クリンカアッシュは、高温（約１３００℃）で焼成されているから、化学的に安定し、締め固まり難く、締圧に強いという性質を有するとともに、優れた通気性と保水性とを有する。
【００３０】
溶融スラグは、１２００℃以上の高温条件下において加熱された焼却灰等が溶融した後、冷却固化してできるガラス質の物質である。このガラス質の物質を粉砕機によって破砕して所定粒度の溶融スラグを作る。溶融スラグは、二酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化カルシウムを主成分とし、重金属類（水銀，鉛，カドミウム等）の含有量が極めて少ない。溶融スラグに残存する重金属類は、溶融スラグの主成分である二酸化ケイ素のＳｉ−Ｏ２の網目構造に包被されるから、その溶出が防止される。なお、焼却灰に含まれるダイオキシン類は、焼却灰溶融時の高温条件によって熱分解するから、溶融スラグ中に残存しない。廃ガラスは、使用済みのガラスを粉砕機によって所定粒度に粉砕して作ることができる。廃ガラスは、ガラスを一次粉砕した後、金属類を除き、さらに、二次粉砕して作られる。廃ガラスは、ふるい機で粒度毎に区分される。粉砕機には、ジョークラッシャ，ジャイレトリークラッシャ，コーンクラッシャ，ハンマークラッシャ，ロールクラッシャ等の粗粉砕機やボールミル，媒体攪拌ミル，ローラミル等の微粉砕機を使用することができる。
【００３１】
原料セメント１４や骨材１５を調達した後、骨材１５の粒度分布を確認する（Ｓ−１１）。骨材１５の粒度は、ＪＩＳ Ａ １１０２「骨材の篩い分け試験」によって試験し、その結果を粒度曲線や粗粒率等で表す。篩い分け試験は、０．１５，０．３，０．６，１．２，２．５，５．０ｍｍの網ふるいを使用し、各ふるいにおける骨材試料の通過量または残留量を求める。この製造方法において使用されるそれら骨材１５は、その粒径中央値が０．６〜２．５ｍｍの範囲にあり、骨材１５のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材１５がすべての骨材１５のうちの９０％以上を占めている。
【００３２】
骨材１５は、その粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある。骨材１５の粗粒率が２．０未満かつ４．０を超過すると、骨材１５の粒度分布が大きくなり、骨材１５周囲のセメントペースト１７の形成状態や空隙２１の形成状態が大きく変化し、後記するセメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができず、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を設計することができない。なお、粗粒率は、８０，４０，２０，１０，５，２．５，１．２，０．６，０．３，０．１５ｍｍのふるいの一組を用いて篩い分け試験を行った場合、各ふるいを通らない全部の量の全骨材試料に対する質量百分率（整数）の和を１００で除した値である。
【００３３】
骨材１５の粒度分布を確認した後、原料セメント１４と骨材１５との配合条件を決定する（骨材／セメント混合割合設計工程）（Ｓ−１２）。配合条件の決定では、骨材量（Ｓ）（ｋｇ）とセメント量（Ｃ）（ｋｇ）との混合割合を検討し、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を設計する。なお、骨材量とセメント量との混合割合一定の条件下において、骨材１５の粒度分布が変化すると、各骨材１５の単位質量当たりの比表面積が変化し、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みが不均一になる。したがって、骨材１５の粒度分布の変化とそれにともなう骨材１５の比表面積の変化とに対応させて、骨材１５と原料セメント１４との混合割合を補正することにより、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みを略一定にすることができる。これをふまえ、この製造方法におけるセメント量と骨材量との混合割合は、原料セメント１４と骨材１５とに水１６を加えて攪拌混練した後、各骨材１５の表面２０におけるセメントペースト１７の厚みを略一定と仮定し得るように、骨材１５の比表面積を補正して求めた標準化比率Ｓ／Ｃに基づいて設計される。標準化比率Ｓ／Ｃは、以下の式によって算出される。
（１）Ｓ／Ｃ＝Ｓ１／（Ｃ１・ＲＳ）
（２）ＲＳ＝ＳＷ２／ＳＷ１
（ａ）Ｓ１／Ｃ１：骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率
（ｂ）ＳＷ１：あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの比表面積（第１比表面積）（ｍ２／ｋｇ）
（ｃ）ＳＷ２：骨材の粒度分布の変化に対する見かけの比表面積（第２比表面積）（ｍ２／ｋｇ）
（ｄ）ＲＳ：第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率
【００３４】
標準化比率Ｓ／Ｃは、前記式に示すように、骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の単位質量当たりにおける見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材１５の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずる（乗算）ことによって算出される。比表面積比率（ＲＳ）は、前記式に示すように、第２比表面積（ＳＷ２）を第１比表面積（ＳＷ１）で除する（除算）ことによって算出される。
【００３５】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とは、以下の式によって算出される。
（３）ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
（４）Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
（５）Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
（ｅ）Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材（実際に用いる骨材）における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
（ｆ）ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
（ｇ）ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
（ｈ）Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
（ｉ）Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
【００３６】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との計算では、骨材１５の形状を球形と仮定して計算する。骨材１５の平均半径は、骨材１５の粒径幅両端間長さの中間を２で除（除算）した値とする。たとえば、骨材１５の粒径が０．６〜１．２ｍｍの場合における平均半径（ｒｉ）は、ｒｉ＝［〔｛（０．６＋１．２）／１０００｝／２〕／２］＝０．０００４５（ｍ）となる。また、同種類の骨材１５であれば、同じ粒径範囲の比表面積は同じであると仮定し、粒度１０ｍｍ以上の骨材１５は、その粒度を１０〜２０ｍｍとして計算する。このように定義した第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）は、骨材１５の実際の比表面積とは同一の値ではないが、比表面積に比例した値であると考えられるから、標準化比率Ｓ／Ｃを決定するパラメータとして利用することができる。
【００３７】
それら式による標準化比率（Ｓ／Ｃ）の算出、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率の算出、第１比表面積（ＳＷ１）の算出には、ＣＰＵとメモリとを有するコンピュータ（コンピュータ資源）（図示せず）が利用される。コンピュータのメモリには、前記式に基づいた各種の計算をコンピュータに実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。アプリケーションプログラムは、それを記憶した記憶媒体からコンピュータのメモリにインストールされる。ＣＰＵは、ハードディスクに記憶されたオペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリからアプリケーションプログラムを起動し、起動したアプリケーションプログラムに従って、第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を算出し、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率を算出するとともに、標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出する。なお、それらの算出に必要な各数値は、コンピュータに接続されたキーボードやマウス等の入力装置を介してコンピュータに入力する。
【００３８】
原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計では、第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められる。また、第１比表面積（ＳＷ１）が１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定されている。第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）は、２．０〜４．０の範囲にある。このように、粒度分布の異なる骨材１５においてそれぞれ算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）の値は略同一となる。第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３（ｍ2／ｋｇ）未満かつ２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）を超過すると、骨材１５周囲のセメントペースト１７の形成状態や空隙２１の形成状態が大きく変化し、セメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができず、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を設計することができない。なお、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）以外の数値に設定することもできる。
【００３９】
原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計では、第２比表面積（ＳＷ２）を前記範囲に設定することで、標準化比率Ｓ／Ｃの値が略一定し、セメント量と骨材量との混合割合を画一的に求めることができ、原料セメント１４と骨材１５との適正な混合割合を確実に設計することができる。さらに、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５と水１６との混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材１５の表面２０を包被するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができる。原料セメント１４と骨材１５との混合割合の設計した後は、設計した混合割合に基づいて、原料セメント１４の量を計量し、骨材１５の量を計量する（Ｓ−１３）。
【００４０】
次に、計量した分量の原料セメント１４および骨材１５をミキサ２４に投入するとともに、ミキサ２４に水１６を注入し、ミキサ２４によってそれらを攪拌混練してセメントペースト１７を作る（セメントペースト作成工程）（Ｓ−１４）。具体的には、最初に骨材１５と水１６（水１６の全重量の４分の３）をミキサ２４に入れ、所定時間攪拌混合する。次に、原料セメント１４をミキサ２４に入れ、骨材１５および水１６とともに所定時間攪拌混練する。さらに、水１６（水１６の全重量の４分の１）をミキサ２４に入れ、所定時間攪拌混練する。水１６には、水道水、河川水、湖沼水、井戸水、地下水等を使用する。セメントペースト１７は、原料セメント１４と骨材１５とに所定量の水１６を加えることで作られ、所定の粘度と流動性とを有する。原料セメント１４と骨材１５と水１６との混練には、傾胴式ミキサ２４を使用しているが、強制練りミキサ、水平２軸ミキサ等のコンクリートミキサを使用することもできる。
【００４１】
原料セメント１４と水１６との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）は、３０〜８０％の範囲にある。水セメント比（Ｗ／Ｃ）が３０％未満では、原料セメント１４と骨材１５との結合力やセメント１４どうしの結合力が弱く、吸音パネル１０の圧縮強度が低下するから、耐衝撃性に優れたパネル１０を作ることができない。水セメント比が８０％を超過すると、セメントペースト１７によって骨材１５どうしの間の空隙２１が塞がれ、パネル１０に複数の空隙２１を形成することができず、パネル１０の吸音性能が低下する。この製造方法では、前記標準化Ｓ／Ｃを採用しつつ、水セメント比（Ｗ／Ｃ）（％）を前記範囲にすることで、セメントペースト１７が適度な流動性を有し、骨材１５の表面２０に対するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができ、骨材１５の表面２０を略均一の厚みのセメント１４で包被することができる。また、セメントペースト１７が骨材１５の間に形成される間隙２１を塞ぐことはなく、複数の独立空隙２２と複数の連続空隙２３とが形成された吸音パネル１０を作ることができる。
【００４２】
セメントペースト１７を作った後は、型枠１８に対するセメントペースト１７の充填量（空気を含んだ嵩容積）を決定し、決定した量のセメントペースト１７を型枠１８内に充填する（セメントペースト計量充填工程）（Ｓ−１５、Ｓ−１６）。具体的には、１ｃｍ３中に含まれるセメント１４と骨材１５と水１６との合計重量Ｗ（ｇ）に型枠１８の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによってセメントペースト１７の充填量Ｇ（ｇ）を算出し、さらに、型枠１８の容積が型枠１８に充填するセメントペースト１７の容積よりも小さくなるように、セメントペースト１７の充填量を決定する。次に、決定した充填量となるようにセメントペースト１７を計量した後、その量のセメントペースト１７を型枠１８内に充填する。型枠１８に充填するセメントペースト１７の充填量は、以下の式によって算出することができる。
【００４３】
充填量Ｇ（ｇ）＝Ｗ・Ｖ、Ｗ（ｇ）＝Ｗｃ＋Ｗｃａ＋Ｗｗ
（ｊ）Ｇ：型枠に充填するセメントペースト（原料セメント、骨材、水の混合物）の充填量（ｇ）
（ｋ）Ｗ：１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量（ｇ）
（ｌ）Ｖ：型枠の容積（ｃｍ３）
（ｍ）Ｗｃ：１ｃｍ３中に含まれる原料セメントの重量（ｇ）
（ｎ）Ｗｃａ：１ｃｍ３中に含まれる骨材の重量（ｇ）
（ｏ）Ｗｗ：１ｃｍ３中に含まれる水の重量（ｇ）
【００４４】
セメントペースト１７を型枠１８内に充填した後は、直ちに型枠１８を外すか、または、型枠１８を付けたままセメントペースト１７が硬化するまで養生する（セメントペースト養生工程）（Ｓ−１７）。セメントペースト１７の養生は、所定温度（１５〜２５℃）下かつ温度を略一定にした状態で行われる。セメントペースト１７を養生させると、図１に示す吸音パネル１０が完成する。なお、パネル１０に形成される空隙２１の割合（空隙率）は、以下の式によって算出することができる。
【００４５】
空隙率＝１−｛Ｗｃ／（Ｍｃ＋Ｗｃａ）／［（Ｍｃａ＋Ｗｗ）／Ｍｗ］｝
（ｐ）Ｍｃ：原料セメントの密度＝３．１５（ｇ／ｃｍ３）
（ｑ）Ｍｃａ：骨材の密度＝１．８２（ｇ／ｃｍ３）
（ｒ）Ｍｗ：水の密度＝１．０（ｇ／ｃｍ３）
【００４６】
吸音パネル１０の製造方法では、空隙率の前記算出式を利用することで、空隙率を先に設定し、設定した空隙率になるように型枠１８に充填するセメントペースト１７の充填量（ｇ）を算出することができるから、吸音パネル１０の空隙率を自由に調節することができ、所期した空隙率のパネル１０を作ることができる。この製造方法は、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、セメント１４と骨材１５と水１６との混練時における性状を略一定に維持することができるとともに、骨材１５の表面２０に対するセメントペースト１７の厚みを略一定に保持することができ、必要かつ十分な圧縮強度と耐衝撃性とを有するとともに、複数の独立空隙２２と複数の連続空隙２３とが形成されて優れた吸音性能を有する吸音パネル１０を作ることができる。
【００４７】
この製造方法では、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材１５の表面２０におけるセメントペースト１７の厚みを略一定と仮定し得るように、骨材１５の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められる。ゆえに、それら骨材１５の粒度分布が変化することによって、各骨材１５の単位質量当たりの比表面積が変化した場合であっても、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を所定の計算手順によって画一的に求めることができ、原料セメント１４と骨材１５との混合割合を誤ることはない。この製造方法では、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように原料セメント１４と骨材１５との混合割合が設計されるから、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５との攪拌混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４の厚みを略一定にすることができる。
【００４８】
この製造方法では、骨材１５の粒度分布の変化にともなう骨材１５の比表面積の変化の補正値として、あらかじめ基準として定めた基準骨材の単位質量当たりにおける見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と骨材１５の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を使用し、その比表面積比率（ＲＳ）をセメント量（Ｃ１）に乗ずることによって標準化比率（Ｓ／Ｃ）を求めるから、骨材１５の粒度分布の変化に対応した原料セメント１４と骨材１５との混合割合を確実かつ容易に算出することができる。また、第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とがＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ，Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ），Ｐｉ＝Ｍ・（４・π・ｒｉ３／３）・ｎｉの式で算出され、簡易な篩い分け試験によって得られる粒度分布から第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）とを求めることができるから、複雑な試験や複雑な計算を必要とせず、手間と時間とをかけずに第１および第２比表面積（ＳＷ１，ＳＷ２）を計算することができる。
【００４９】
この製造方法では、第２比表面積（ＳＷ２）が２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、第２比表面積（ＳＷ２）を２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定めた場合における標準化比率（Ｓ／Ｃ）が２．０〜４．０の範囲にあり、その範囲の第２比表面積（ＳＷ２）を用いて標準化比率（Ｓ／Ｃ）を算出し、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように原料セメント１４と骨材１５との混合割合を設計する。ゆえに、多様な粒度分布を有する骨材１５を使用したとしても、原料セメント１４と骨材１５との攪拌混練時における性状変化を確実に防ぐことができる。さらに、粒度分布の異なる骨材１５において算出した各標準化比率（Ｓ／Ｃ）が略同一の値になることから、設計者の経験と感覚とに頼ることなく、現場において原料セメント１４と骨材１５との混合割合を容易に設計することができ、現場における作業効率を向上させることができる。
【００５０】
図５は、吸音率測定システム２５の一例を示すブロック図である。この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある。パネル１０は、それに形成された連続空隙２３が全空隙２１の過半を占め、連続空隙２３において音を拡散させて音を効率的に吸収することができるから、高い吸音率を発現する。吸音率測定システム２５は、図５に示すように、音響管２６、ＦＦＴアナライザ（ＣＦ−９００）２７、コンピュータ（ＰＣ−９８０１Ｔ）２８、パワーアンプ（ＢＯＳＥ１７０２）２９とから形成される。吸音率の測定は、２マイクロホン法に基づいて行った。音響管２６の中に入る大きさの吸音率測定用試験体パネルを作り、試験体パネルを試験体支持部の中心軸に垂直になるように音響管２６の中に収容した後、音響管２６の主管内にできる定常波の音圧の極大値と極小値との比（定在波比）を測定し、コンピュータ２８を使用して定在波比から垂直入射吸音率を算出した。垂直入射吸音率をパネル１０の吸音率とした。
【００５１】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その空隙率が３０〜５０％の範囲にある。空隙率が大きくなると、吸音する周波数帯域のピークが高周波側にシフトする。この吸音パネル１０は、その空隙率が前記範囲にあるから、発生する音の周波数にあわせてその空隙率を変えることで、低周波から高周波までの広い周波数帯域の音を吸収するように設計することができる。なお、空隙率は、前記算出式によって算出した。
【００５２】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その圧縮強度が１．１〜５．０Ｎ／ｍｍ２の範囲、好ましくは０．８〜６．０Ｎ／ｍｍ２の範囲にある。吸音パネル１０は、それに衝撃が加えられたとしても、損壊し難く、その形態を確実に保持する。圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験」に準拠して測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリートの強度試験用試験体の作り方」に準拠して直径約５０ｍｍ、厚み約５０〜５３ｍｍの円柱状に加工した圧縮強度測定用試験体パネルを作った。試験体パネルの円形上下面が圧縮試験機の可圧板に当接するように、それら可圧板で試験体パネルを挟持し、圧縮試験機の圧力を次第に上げ、試験体パネルが座屈する瞬間の圧力指示計の値を採用し、以下の式により算出した。算出した試験体パネルの圧縮強度をパネルの圧縮強度とした。
【００５３】
ｆｃ＝Ｐ／π（ｄ／２）２
（ｓ）ｆｃ：圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）
（ｔ）Ｐ：圧力指示計から読み取った最大荷重（Ｎ）
（ｕ）ｄ：試験体パネルの直径（ｍｍ）
【００５４】
図６は、空気流れ抵抗測定システム３０の一例を示すブロック図である。この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その内部における空気流れ抵抗が１０００〜１５００００（Ｎ・ｓ／ｍ４）の範囲にある。吸音パネル１０は、空気流れ抵抗が前記範囲にあるから、それに形成された独立空隙２２や連続空隙２３に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙２２，２３において音を十分に拡散させて音を吸収する。
【００５５】
空気流れ抵抗は、ＩＳＯ ９０５３の直流法に基づいて、測定システム３０を構築し、そのシステム３０を使用して測定を行った。空気流れ抵抗測定システム３０は、図６に示すように、デジタル微差圧計３１、測定管３２、マスフローコントローラ３３、圧力計３４、レギュレータ＋エアーフィルタ３５、エアータンク３６、エアーコンプレッサー３７とから形成される。具体的には、空気流れ抵抗測定用試験体パネルを複数個作り、試験体パネル２〜３個を空気漏れがないようにビニルテープで連結し、それを内径厚み１０ｃｍの測定管に収容した。測定は、マスフローコントローラ３３を用い、試験体パネルの内部を流れる単位時間当たりの空気流量を１００〜５００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で、１０〜５０ｍｌ／ｍｉｎ毎に変化させ、流量と試験体パネルの両面の微差圧をデジタル微差圧計３１で測定し、下記の式に基づいて算出した。算出した試験体パネルの空気流れ抵抗をパネル１０の空気流れ抵抗とした。
【００５６】
Ｒ＝Δρ／（ｑ・ｖ）
（ｖ）Ｒ：空気流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ４）
（ｗ）Δρ：試験体パネル両面の圧力差（Ｎ／ｍ２）
（ｘ）ｑ：試験体パネルの厚み（ｍ）
（ｙ）ｖ：試験体パネルを流れる空気の流速（ｍ／ｓ）
【００５７】
図７，８は、吸音パネル１０を取り付けた壁材３８の斜視図である。吸音パネル１０は、高速道路や鉄道の防音壁、無響室や半無響室の吸音壁として使用することができる。図７では、吸音パネル１０の複数個が壁材３８の内側に配置され、壁材３８の表面３９にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が壁材３８に接着剤やビス（図示せず）によって固着されている。なお、パネル１０は、壁材３８の外側に配置され、壁材３８に接着剤やビスによって固着されていてもよく、壁材３８の間に収納した状態でそれら壁材３８に固着されていてもよい。また、パネル１０は、床や天井に取り付けられてもよい。図８では、壁材３８の内側表面３９に縦方向と横方向とへ延びる支持材４０が取り付けられ、それら支持材４０にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が支持材４０に接着剤やビスによって固着されている。図８の態様では、壁材３８の表面３９とパネル１０の下面１２との間に隙間４１が形成され、パネル１０を透過した透過音が壁材３８の表面３９で反射し、再度パネル１０に進入するから、パネル１０と支持材４０との間で音を十分に減衰させることができる。
【００５８】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、それを形成する骨材１５の表面２０の略全域が略均一の厚みを有するセメント１４に包被され、その内部に略均一に分布する複数の独立空隙２２と連続空隙２３とが形成されているから、パネル１０の内部に進入した音がそれら空隙２２，２３を拡散し、音のエネルギーが振動をともなった熱エネルギーに確実に変換される。吸音パネル１０は、その内部に略均一に分布するそれら空隙２２，２３によって音を確実に吸収することができ、パネル１０を透過する透過音エネルギーやパネル１０から反射する反射音エネルギーを小さくすることができる。特に、連続空隙２３において音を拡散させて音を効率よく吸収させることができるから、それら連続空隙２３が全空隙２１の過半を占めることで、優れた吸音性能を発揮する。
【００５９】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、骨材１５の表面２０を包被するセメント１４の厚みが略一定であり、骨材１５の表面２０におけるセメント１４の厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材１５どうしが連結されるから、パネル１０の圧縮強度が局所的に低下することはなく、優れた圧縮強度を有する。また、パネル１０は、それに独立空隙２２が形成され、独立空隙２２において隣接する骨材１５どうしが固結したセメント１４を介して互いに連結されるから、連続空隙２３のみが形成されたパネルと比較し、高い圧縮強度を維持することができる。
【００６０】
この製造方法によって製造された吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲、その空隙率が３０〜５０％の範囲にあり、その内部における空気流れ抵抗が１０００〜１５００００Ｎ・ｓ／ｍ４の範囲にあるから、パネル１０に形成された空隙２１に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙２１において音を確実に拡散させることができ、パネル１０の内部に進入した音を確実に吸収することができる。なお、圧縮強度が高いことはセメント１４が骨材１５どうしの間に十分に充填されて骨材１５どうしが固結したセメント１４を介して確実に連結されていることであり、内部に空隙２１がわずかしか形成されず、その分吸音性能が低下してしまう。しかし、この製造方法で製造された吸音パネル１０は、その空隙率が前記範囲にあり、内部に空隙２１が十分に形成されているにもかかわらず、圧縮強度が１．１〜５．０Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、高い圧縮強度を有するとともに、吸音率が０．４〜０．７５の範囲にあり、優れた吸音性能を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】一例として示す吸音パネルの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線部分拡大断面図。
【図３】吸音パネルの製造手順の説明図。
【図４】吸音パネルの製造手順の一例を示すフローチャート。
【図５】吸音率測定システムの一例を示すブロック図。
【図６】空気流れ抵抗測定システムの一例を示すブロック図。
【図７】吸音パネルを取り付けた壁の斜視図。
【図８】吸音パネルを取り付けた壁の斜視図。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 吸音パネル
１４ 原料セメント、セメント
１５ 骨材
１６ 水
１７ セメントペースト
１８ 型枠
２０ 表面
２１ 空隙
２２ 独立空隙
２３ 連続空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造される吸音パネルの製造方法において、
前記製造方法が、前記骨材と前記セメントとの混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、前記骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量の前記セメントおよび前記骨材に所定量の水を加えてセメントペーストを作るセメントペースト作成工程と、前記セメントペースト作成工程によって作られたセメントペーストを所定量に計量しつつ、所定量のセメントペーストを所定容積の型枠に充填するセメントペースト計量充填工程と、前記セメントペーストを所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを含み、前記セメントペースト養生工程を経過した後の前記吸音パネルでは、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材のうちの過半数の骨材が局所的に当接するとともに、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有する前記セメントによって包被されていることを特徴とする吸音パネルの製造方法。
【請求項２】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材表面における前記セメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、前記骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められ、前記標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、前記骨材量と前記セメント量との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と前記骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずることによって算出され、前記比表面積比率（ＲＳ）が、前記第２比表面積（ＳＷ２）を前記第１比表面積（ＳＷ１）で除することによって算出される請求項１記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項３】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、前記第１比表面積（ＳＷ１）と前記第２比表面積（ＳＷ２）とが、
ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
によって算出される請求項２記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項４】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、前記第２比表面積（ＳＷ２）が、２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、前記第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、前記第２比表面積（ＳＷ２）を前記範囲で定めた場合における前記標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、２．０〜４．０の範囲にある請求項２または請求項３に記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項５】
前記セメントペースト計量充填工程では、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に前記型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによって該型枠に対する前記セメントペーストの充填量Ｇ（ｇ）を算出し、かつ、前記型枠の容積が該型枠に充填する前記セメントペーストの充填前の容積よりも小さくなるように、前記セメントペーストの充填量を決定する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項６】
前記骨材の粗粒率が、２．０〜５．０の範囲にある請求項１ないし請求項５いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項７】
前記骨材の粒径中央値が、０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、前記骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材が、すべての骨材のうちの９０％以上を占めている請求項１ないし請求項６いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項８】
前記セメントと前記水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が、３０〜８０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項６いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項９】
前記骨材が、クリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである請求項１ないし請求項８いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項１】
セメントと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とに水を加えて作られたセメントペーストを養生することで製造される吸音パネルの製造方法において、
前記製造方法が、前記骨材と前記セメントとの混合割合を設計する骨材／セメント混合割合設計工程と、前記骨材／セメント混合割合設計工程によって定めた所定量の前記セメントおよび前記骨材に所定量の水を加えてセメントペーストを作るセメントペースト作成工程と、前記セメントペースト作成工程によって作られたセメントペーストを所定量に計量しつつ、所定量のセメントペーストを所定容積の型枠に充填するセメントペースト計量充填工程と、前記セメントペーストを所定温度下に養生するセメントペースト養生工程とを含み、前記セメントペースト養生工程を経過した後の前記吸音パネルでは、その内部に複数の空隙が形成され、それら骨材のうちの過半数の骨材が局所的に当接するとともに、それら骨材表面の略全域が略均一の厚みを有する前記セメントによって包被されていることを特徴とする吸音パネルの製造方法。
【請求項２】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材表面における前記セメントペーストの厚みを略一定と仮定し得るように、前記骨材の比表面積を補正して求めた標準化比率（Ｓ／Ｃ）に基づいて定められ、前記標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、前記骨材量と前記セメント量との実際の比率（Ｓ１／Ｃ１）における該セメント量（Ｃ１）に、あらかじめ基準として定めた基準骨材の見かけの第１比表面積（ＳＷ１）（ｍ２／ｋｇ）と前記骨材の粒度分布の変化に対する見かけの第２比表面積（ＳＷ２）（ｍ２／ｋｇ）との比表面積比率（ＲＳ）を乗ずることによって算出され、前記比表面積比率（ＲＳ）が、前記第２比表面積（ＳＷ２）を前記第１比表面積（ＳＷ１）で除することによって算出される請求項１記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項３】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、前記第１比表面積（ＳＷ１）と前記第２比表面積（ＳＷ２）とが、
ＳＷ１＝ＳＷ２＝ΣＳｉ
Ｓｉ＝（４・π・ｒｉ２）・ｎｉ＝３・Ｐｉ／（Ｍ・ｒｉ）
Ｐｉ＝Ｍ・（４．π・ｒｉ３／３）・ｎｉ
Ｓｉ：粒度１番〜ｎ番の中から任意に抽出したｉ番目の粒度の骨材における見かけの比表面積（ｍ２／ｋｇ）
ｒｉ：前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）
ｎｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の粒子数（個／ｋｇ）
Ｐｉ：単位質量当たりに含まれる前記ｉ番目の粒度の骨材の質量（ｋｇ）
Ｍ：前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）
によって算出される請求項２記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項４】
前記骨材／セメント混合割合設計工程において、前記第２比表面積（ＳＷ２）が、２×１０３〜２０×１０３（ｍ2／ｋｇ）の範囲で定められ、前記第１比表面積（ＳＷ１）を１０×１０３（ｍ2／ｋｇ）に設定しつつ、前記第２比表面積（ＳＷ２）を前記範囲で定めた場合における前記標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、２．０〜４．０の範囲にある請求項２または請求項３に記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項５】
前記セメントペースト計量充填工程では、１ｃｍ３中に含まれるセメントと骨材と水との合計重量Ｗ（ｇ）に前記型枠の容積Ｖ（ｃｍ３）を乗ずることによって該型枠に対する前記セメントペーストの充填量Ｇ（ｇ）を算出し、かつ、前記型枠の容積が該型枠に充填する前記セメントペーストの充填前の容積よりも小さくなるように、前記セメントペーストの充填量を決定する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項６】
前記骨材の粗粒率が、２．０〜５．０の範囲にある請求項１ないし請求項５いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項７】
前記骨材の粒径中央値が、０．６〜２．５（ｍｍ）の範囲にあり、前記骨材のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材が、すべての骨材のうちの９０％以上を占めている請求項１ないし請求項６いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項８】
前記セメントと前記水との混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が、３０〜８０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項６いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項９】
前記骨材が、クリンカアッシュ、溶融スラグ、廃ガラスのうちの少なくとも１つである請求項１ないし請求項８いずれかに記載の吸音パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１６９０９７（Ｐ２００８−１６９０９７Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４７９（Ｐ２００７−５４７９）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
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