吸音パネル
【課題】吸音性能に優れ、高い圧縮強度を有する吸音パネルを提供する。
【解決手段】吸音パネル１０では、その内部に複数の空隙１８が形成され、骨材１４のうちの過半数の骨材１４が局所的に当接し、骨材１４の表面１６の略全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被されている。空隙１８は、互いに独立して存在する独立空隙１９と、それら空隙１８どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材１４のうちの少なくとも３つの骨材１４に跨って存在する連続空隙２０とから形成されている。吸音パネル１０では、連続空隙２０が全空隙１８のうちの過半を占めている。
【解決手段】吸音パネル１０では、その内部に複数の空隙１８が形成され、骨材１４のうちの過半数の骨材１４が局所的に当接し、骨材１４の表面１６の略全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被されている。空隙１８は、互いに独立して存在する独立空隙１９と、それら空隙１８どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材１４のうちの少なくとも３つの骨材１４に跨って存在する連続空隙２０とから形成されている。吸音パネル１０では、連続空隙２０が全空隙１８のうちの過半を占めている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルに関する。
【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形成され、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。吸音部材は、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流し込むことで作られている。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、セメントと骨材との混練時における性状が著しく変化する。セメントと骨材と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、吸音性能に優れ、高い圧縮強度を有する吸音パネルを提供することにある。本発明の他の目的は、骨材の粒度分布が大きく変化したとしても、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保持した吸音パネル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、所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルである。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴として、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し、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。
【０００８】
本発明の一例としては、空隙が、互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とから形成され、吸音パネルでは、連続空隙が全空隙のうちの過半を占めている。
【０００９】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある。
【００１０】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの単位体積当たりの空隙率が３０〜５０（％）の範囲にある。
【００１１】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの圧縮強度が１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある。
【００１２】
本発明の他の一例としては、吸音パネル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。
【００１３】
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。
【００１４】
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１０（ｍｍ）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。
【００１５】
本発明の他の一例としては、セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある。
【００１６】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの厚み寸法が５０〜８０（ｍｍ）の範囲にある。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の他の一例としては、吸音パネルにおける骨材量（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、その標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、Ｓ／Ｃ＝Ｓ１／（Ｃ１・ＲＳ），ＲＳ＝ＳＷ２／ＳＷ１によって算出される。ここで、Ｓ１／Ｃ１は骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率、ＳＷ１は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）であり、ＳＷ２は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）、ＲＳは第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率である。標準化比率（Ｓ／Ｃ）は、前記式に示すように、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）で除することによって算出される。
【００１９】
本発明の他の一例としては、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によって算出される。ここで、Ｓｉは粒度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は前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）であり、ｎｉは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）である。Ｐｉは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）であり、Ｍは前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）である。
【００２０】
本発明の他の一例としては、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の範囲にある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる吸音パネルによれば、それを形成する骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメントに包被され、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。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。この吸音パネルは、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。
【００２２】
互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とが形成され、それら連続空隙が全空隙のうちの過半を占める吸音パネルは、連続空隙において音を効率よく吸収させることができるから、それら連続空隙が全空隙の過半を占めることで、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確実に小さくすることができる。この吸音パネルは、それに独立空隙が形成され、独立空隙において隣接する骨材どうしがセメントを介して互いに連結されるから、連続空隙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。
【００２３】
吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある吸音パネルは、その内部に進入した音を確実に吸収することができ、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確実に小さくすることができる。なお、圧縮強度が高いことはセメントが骨材どうしの間に十分に充填されて骨材どうしがセメントを介して確実に連結されていることであり、内部に空隙がわずかしか形成されておらず、その分吸音性能が低下する。しかし、この吸音パネルは、吸音率が０．４〜０．７５の範囲にあり、高い圧縮強度を有するにもかかわらず、優れた吸音性能を備えている。
【００２４】
単位体積当たりの空隙率が３０〜５０％の範囲にある吸音パネルは、パネルの単位体積当たりにおける空隙の占める割合を最適にすることができ、それら空隙において音を確実に拡散させることができるから、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。この吸音パネルは、空隙率が前記範囲にあるから、パネル内部に必要以上の間隙が形成されておらず、高い圧縮強度を維持することができる。
【００２５】
圧縮強度が１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある吸音パネルは、パネルに衝撃が加えられたとしても、パネルが損壊することはなく、パネルの形態を確実に保持することができる。この吸音パネルは、高い圧縮強度を有するにもかかわらず、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、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。
【００２６】
吸音パネル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は、パネルに形成された空隙に音を確実に閉じ込めることができ、空隙において音を確実に拡散させることができる。この吸音パネルは、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。
【００２７】
骨材の粗粒率が２．０〜５．０の範囲にある吸音パネルは、粒度分布が略一定の範囲にある骨材を使用することで、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略均一にすることができる。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００２８】
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１０（ｍｍ）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、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略均一にすることができる。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００２９】
セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある吸音パネルは、セメントペーストが適度な流動性を有し、セメントが骨材の間に形成される間隙を塞ぐことがなく、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。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００３０】
厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にある吸音パネルは、厚み寸法を前記範囲にすることで、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを保持しつつ、その重量が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。
【００３１】
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。
【００３２】
吸音パネルにおける骨材量（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る吸音パネルは、それら骨材の粒度分布が変化することによって、各骨材の単位質量当たりの比表面積が大きく変化した場合であっても、セメントと骨材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、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材との混合割合を誤ることはなく、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメン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セメントと骨材との混合割合を確実かつ容易に算出することができる。
【００３３】
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、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が設計されるから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定に保持することができる。
【００３４】
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）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、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
添付の図面を参照し、本発明に係る吸音パネルの詳細を説明すると、以下のとおりである。図１は、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の吸音パネル１０のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。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。吸音パネル１０は、セメントペースト（図示せず）と所定範囲の粒度を有する複数の骨材１４とを混合した混合物を養生することで作られている。
【００３６】
吸音パネル１０では、それら骨材１４のうちの過半が局所的に当接し、残りの骨材１４が非当接状態にある。局所的に当接する骨材１４どうしは、それらの当接部位１５を除く表面１６全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被され、固結したセメント１７を介して互いに連結されている。非当接状態にある骨材１４は、その表面１６全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被され、固結したセメント１７を介して局所的に当接する骨材１４と連結されているとともに、固結したセメント１７を介して非当接状態にある骨材１４と連結されている。吸音パネル１０は、骨材１４の表面１６を包被するセメント１７が骨材１４と結合し、かつ、固結したセメント１７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。
【００３７】
吸音パネル１０には、図２に示すように、骨材１４やセメント１７が存在しない多数の空隙１８（空間）が形成されている。それら空隙１８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１８は、互いに独立して存在して不規則に延びる独立空隙１９と、それら空隙１８どうしが互いにつながって不規則に延びる連続空隙２０とから形成されている。独立空隙１９の１つは、互いに連結された３つの骨材１４の間に画成され、それら骨材１４に囲繞されている。独立空隙１９の他の１つは、互いに連結された４つの骨材１４の間に画成され、それら骨材１４に囲繞されている。連続空隙２０は、一方向へ隣接する骨材１４のうちの少なくとも３つの骨材１４に跨っている。吸音パネル１０では、連続空隙２０がすべての空隙１８のうちの過半を占めている。具体的には、すべての空隙１８に対する連続空隙２０の割合は、５５〜８５％の範囲にある。なお、連続空隙２０の好ましい割合は６０〜８０％であり、連続空隙２０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。
【００３８】
この吸音パネル１０を製造する手順の一例は、セメントペーストと骨材１４とを混合して混合物を作り、その混合物を所定形状の型枠（図示せず）に流し込み、充填直後に型枠を外すか、または、型枠を付けたまま混合物が硬化するまで養生する。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。セメントペーストは、原料セメントと水とを所定の割合で混合することで作られ、所定の粘度と流動性とを有する。原料セメントと水との混合やセメントペーストと骨材１４との混合には、傾胴式ミキサや強制練りミキサ、水平２軸ミキサ糖のコンクリートミキサを使用することができる。
【００３９】
原料セメントには、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。原料セメントを水で錬り混ぜると、直ちに水和反応を起こし、セメント中の化合物が水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。時間が経過すると、流動性を失い凝結し、硬化が進み、強度が発現する。原料セメントには、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。原料セメントには、それらのうちのいずれかを単独で用いてもよく、それらを所定の割合で混合した混合セメントを用いてもよい。水には、水道水、河川水、湖沼水、井戸水、地下水等を使用する。
【００４０】
骨材１４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１４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１４の集合物である。骨材１４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１４を所定の割合で混合した混合骨材を用いてもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
原料セメントと骨材１４とを用意した後は、骨材量（Ｓ）（ｋｇ）とセメント量（Ｃ）（ｋｇ）との混合割合を検討し、骨材１４と原料セメント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１４の粒度分布が変化すると、各骨材１４の単位質量当たりの比表面積が変化し、骨材１４の表面１６を包被するセメントペーストの厚みが不均一になる。したがって、骨材１４の粒度分布の変化とそれにともなう骨材１４の比表面積の変化とに対応させて、骨材１４と原料セメントとの混合割合を補正することにより、骨材１４の表面１６を包被するセメントペーストの厚みを略一定にすることができる。これをふまえ、吸音パネル１０を作る場合の骨材量とセメント量との混合割合は、セメントペーストと骨材１４とを混合した後、各骨材１４の表面１６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１４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
【００４４】
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１４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）で除することによって算出される。
【００４５】
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）
【００４６】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との計算では、骨材１４の形状を球形と仮定して計算する。骨材１４の平均半径は、骨材１４の粒径幅両端間長さの中間を２で除した値とする。たとえば、骨材１４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１４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１４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１４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。
【００４７】
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パーソナルコンピュータ（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。
【００４８】
骨材１４と原料セメント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１４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１４周囲のセメントペーストの形成状態や空隙１８の形成状態が大きく変化し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができず、骨材１４と原料セメント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。
【００４９】
骨材１４と原料セメント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、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができ、骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被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。
【００５０】
セメントペーストを形成する水と原料セメントとの混合割合（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、骨材１４とセメント１７との結合力やセメント１７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、セメントペーストによって骨材１４どうしの間の空隙１８が塞がれ、パネル１０に複数の空隙１８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。骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、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、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、複数の独立空隙と複数の連続空隙とが形成された吸音パネル１０を作ることができる。
【００５１】
それら骨材１４は、その粒径中央値が０．６〜２．５ｍｍの範囲にあり、骨材１４のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材１４がすべての骨材１４のうちの９０％以上を占めている。骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、適切な粒度の骨材１４を用いることで、複数の独立空隙１９と複数の連続空隙２０とが形成された吸音パネル１０を作ることができ、かつ、固結したセメント１７を介して骨材１４どうしを確実に連結させることができる。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。吸音パネル１０は、骨材１４の粒径中央値が前記範囲にあるとともに１０ｍｍ以下の粒径の骨材１５が９０％以上を占める骨材１４を使用することで、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みを略均一にすることができる。
【００５２】
骨材１４は、その粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある。骨材１４の粗粒率が２．０未満かつ４．０を超過すると、骨材１４の粒度分布が大きくなり、骨材１４周囲のセメントペーストの形成状態や空隙１８の形成状態が大きく変化し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができず、骨材１４と原料セメントとの適正な混合割合を設計することができない。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。
【００５３】
骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、骨材１４の粗粒率が前記範囲にあるから、標準化比率Ｓ／Ｃの値が略一定し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができ、骨材１４と原料セメントとの適正な混合割合を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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６に対するセメント１７の厚みを略一定に保持することができる。
【００５４】
図３は、吸音率測定システム２１の一例を示すブロック図である。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２０が全空隙１８の過半を占め、連続空隙２０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。吸音率の測定システム２１は、図３に示すように、音響管２２、ＦＦＴアナライザ（ＣＦ−９００）２３、コンピュータ（ＰＣ−９８０１Ｔ）２４、パワーアンプ（ＢＯＳＥ１７０２）２５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２２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２２の中に収容した後、音響管２２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２４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。
【００５５】
吸音パネル１０は、その単位体積当たりの空隙率が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、以下の式によって算出した。
【００５６】
空隙率＝１−｛Ｗｃ／（Ｍｃ＋Ｗｃａ）／［（Ｍｃａ＋Ｗｗ）／Ｍｗ］｝
（ｊ）Ｗｃ：１ｃｍ３中に含まれる原料セメントの重量（ｇ）
（ｋ）Ｗｃａ：１ｃｍ３中に含まれる骨材の重量（ｇ）
（ｌ）Ｗｗ：１ｃｍ３中に含まれる水の重量（ｇ）
（ｍ）Ｍｃ：原料セメントの密度＝３．１５（ｇ／ｃｍ３）
（ｎ）Ｍｃａ：骨材の密度＝１．８２（ｇ／ｃｍ３）
（ｏ）Ｍｗ：水の密度＝１．０（ｇ／ｃｍ３）
【００５７】
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。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１０の圧縮強度とした。
【００５８】
ｆｃ＝Ｐ／π（ｄ／２）２
（ｐ）ｆｃ：圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）
（ｑ）Ｐ：圧力指示計から読み取った最大荷重（Ｎ）
（ｒ）ｄ：試験体パネルの直径（ｍｍ）
【００５９】
図４は、空気流れ抵抗測定システム２６の一例を示すブロック図である。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１９や連続空隙２０に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙１９，２０において音を十分に拡散させて音を吸収する。空気流れ抵抗は、ＩＳＯ ９０５３の直流法に基づいて、測定システム２６を構築し、そのシステム２６を使用して測定を行った。空気流れ抵抗の測定システム２６は、図４に示すように、デジタル微差圧計２７、測定管２８、マスフローコントローラ２９、圧力計３０、レギュレータ＋エアーフィルタ３１、エアータンク３２、エアーコンプレッサー３３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２８に収容した。測定は、マスフローコントローラ２９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２７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。
【００６０】
Ｒ＝Δρ／（ｑ・ｖ）
（ｓ）Ｒ：空気流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ４）
（ｔ）Δρ：試験体パネル両面の圧力差（Ｎ／ｍ２）
（ｕ）ｑ：試験体パネルの厚み（ｍ）
（ｖ）ｖ：試験体パネルを流れる空気の流速（ｍ／ｓ）
【００６１】
図５，６は、吸音パネル１０を取り付けた壁材３４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５では、吸音パネル１０の複数個が壁材３４の内側に配置され、壁材３４の表面にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が壁材３４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３４の外側に配置され、壁材３４に接着剤やビスによって固着されていてもよく、壁材３４の間に収納した状態でそれら壁材３４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６では、壁材３４の内側表面３５に縦方向と横方向とへ延びる支持材３６が取り付けられ、それら支持材３６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３６に接着剤やビスによって固着されている。図６の態様では、壁材３４の表面３５とパネル１０の下面１２との間に隙間３７が形成され、パネル１０を透過した透過音が壁材３４の表面３５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３４との間で音を十分に減衰させることができる。
【００６２】
この吸音パネル１０は、それを形成する骨材１４の表面１６の略全域が略均一の厚みを有するセメント１７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１９と連続空隙２０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１８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１８によって音を確実に吸収することができる、パネル１０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る。特に、連続空隙２０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２０が全空隙１８の過半を占めることで、優れた吸音性能を発揮する。
【００６３】
吸音パネル１０は、骨材１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みが略一定であり、骨材１４の表面１６におけるセメント１７の厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材１４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１９が形成され、独立空隙１９において隣接する骨材１４どうしがセメント１７を介して互いに連結されるから、連続空隙２０のみが形成されたパネル１０と比較し、高い圧縮強度を維持することができる。
【００６４】
吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲、単位体積当たりの空隙率が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１８に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙１８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が骨材どうしの間に十分に充填されて骨材どうしがセメントを介して確実に連結されていることであり、内部に空隙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１８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。パネル１０は、厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にあるから、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを保持しつつ、その重量が必要以上に大きくなることはない。
【００６５】
吸音パネル１０の製造時には、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材１４の表面１６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１４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１４の粒度分布が変化することによって、各骨材１４の単位質量当たりの比表面積が大きく変化した場合であっても、骨材１４と原料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、骨材１４と原料セメントとの混合割合を誤ることはない。この吸音パネル１０では、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みを略一定に保持することができる。
【００６６】
吸音パネル１０の製造時では、骨材１４の粒度分布の変化にともなう骨材１４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１４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１４の粒度分布の変化に対応した骨材１４と原料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。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。
【００６７】
吸音パネル１０の製造時では、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骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメントとの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１４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１４と原料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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一例として示す吸音パネルの斜視図。
【図２】図１の吸音パネルのＡ−Ａ線部分拡大断面図。
【図３】吸音率測定システムの一例を示すブロック図。
【図４】空気流れ抵抗測定システムの一例を示すブロック図。
【図５】セメント硬化物を取り付けた壁の斜視図。
【図６】セメント硬化物を取り付けた壁の斜視図。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 吸音パネル
１４ 骨材
１５ 当接部位
１６ 表面
１７ セメント
１８ 空隙
１９ 独立空隙
２０ 連続空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルに関する。
【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形成され、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。吸音部材は、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流し込むことで作られている。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、セメントと骨材との混練時における性状が著しく変化する。セメントと骨材と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、吸音性能に優れ、高い圧縮強度を有する吸音パネルを提供することにある。本発明の他の目的は、骨材の粒度分布が大きく変化したとしても、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保持した吸音パネル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、所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルである。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴として、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し、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。
【０００８】
本発明の一例としては、空隙が、互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とから形成され、吸音パネルでは、連続空隙が全空隙のうちの過半を占めている。
【０００９】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある。
【００１０】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの単位体積当たりの空隙率が３０〜５０（％）の範囲にある。
【００１１】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの圧縮強度が１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある。
【００１２】
本発明の他の一例としては、吸音パネル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。
【００１３】
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。
【００１４】
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１０（ｍｍ）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。
【００１５】
本発明の他の一例としては、セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある。
【００１６】
本発明の他の一例としては、吸音パネルの厚み寸法が５０〜８０（ｍｍ）の範囲にある。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の他の一例としては、吸音パネルにおける骨材量（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、その標準化比率（Ｓ／Ｃ）が、Ｓ／Ｃ＝Ｓ１／（Ｃ１・ＲＳ），ＲＳ＝ＳＷ２／ＳＷ１によって算出される。ここで、Ｓ１／Ｃ１は骨材量（Ｓ１）とセメント量（Ｃ１）との実際の比率、ＳＷ１は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）であり、ＳＷ２は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）、ＲＳは第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との比表面積比率である。標準化比率（Ｓ／Ｃ）は、前記式に示すように、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）で除することによって算出される。
【００１９】
本発明の他の一例としては、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によって算出される。ここで、Ｓｉは粒度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は前記ｉ番目の粒度の骨材における平均半径（ｍ）であり、ｎｉは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）である。Ｐｉは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）であり、Ｍは前記ｉ番目の粒度の骨材の表乾密度（ｋｇ／リットル）である。
【００２０】
本発明の他の一例としては、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の範囲にある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる吸音パネルによれば、それを形成する骨材表面の略全域が略均一の厚みを有するセメントに包被され、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。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。この吸音パネルは、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。
【００２２】
互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とが形成され、それら連続空隙が全空隙のうちの過半を占める吸音パネルは、連続空隙において音を効率よく吸収させることができるから、それら連続空隙が全空隙の過半を占めることで、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確実に小さくすることができる。この吸音パネルは、それに独立空隙が形成され、独立空隙において隣接する骨材どうしがセメントを介して互いに連結されるから、連続空隙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。
【００２３】
吸音率が０．４〜０．７５の範囲にある吸音パネルは、その内部に進入した音を確実に吸収することができ、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確実に小さくすることができる。なお、圧縮強度が高いことはセメントが骨材どうしの間に十分に充填されて骨材どうしがセメントを介して確実に連結されていることであり、内部に空隙がわずかしか形成されておらず、その分吸音性能が低下する。しかし、この吸音パネルは、吸音率が０．４〜０．７５の範囲にあり、高い圧縮強度を有するにもかかわらず、優れた吸音性能を備えている。
【００２４】
単位体積当たりの空隙率が３０〜５０％の範囲にある吸音パネルは、パネルの単位体積当たりにおける空隙の占める割合を最適にすることができ、それら空隙において音を確実に拡散させることができるから、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。この吸音パネルは、空隙率が前記範囲にあるから、パネル内部に必要以上の間隙が形成されておらず、高い圧縮強度を維持することができる。
【００２５】
圧縮強度が１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある吸音パネルは、パネルに衝撃が加えられたとしても、パネルが損壊することはなく、パネルの形態を確実に保持することができる。この吸音パネルは、高い圧縮強度を有するにもかかわらず、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、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。
【００２６】
吸音パネル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は、パネルに形成された空隙に音を確実に閉じ込めることができ、空隙において音を確実に拡散させることができる。この吸音パネルは、それら空隙を利用して音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができ、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確実に小さくすることができる。
【００２７】
骨材の粗粒率が２．０〜５．０の範囲にある吸音パネルは、粒度分布が略一定の範囲にある骨材を使用することで、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略均一にすることができる。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００２８】
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１０（ｍｍ）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、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略均一にすることができる。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００２９】
セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が３０〜８０（％）の範囲にある吸音パネルは、セメントペーストが適度な流動性を有し、セメントが骨材の間に形成される間隙を塞ぐことがなく、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。この吸音パネルは、その内部に略均一に分布する複数の空隙が形成されるから、パネルの内部に進入した音をそれら空隙で確実に拡散させることができ、音のエネルギーを熱エネルギーに確実に変換することができる。
【００３０】
厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にある吸音パネルは、厚み寸法を前記範囲にすることで、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを保持しつつ、その重量が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。
【００３１】
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。
【００３２】
吸音パネルにおける骨材量（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る吸音パネルは、それら骨材の粒度分布が変化することによって、各骨材の単位質量当たりの比表面積が大きく変化した場合であっても、セメントと骨材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、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、セメントと骨材との混合割合を誤ることはなく、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメン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セメントと骨材との混合割合を確実かつ容易に算出することができる。
【００３３】
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、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が設計されるから、多様な粒度分布を有する骨材を使用したとしても、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定に保持することができる。
【００３４】
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）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、骨材とセメントとの混練時における性状変化を防ぐことができ、かつ、骨材表面を包被するセメントの厚みを略一定に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
添付の図面を参照し、本発明に係る吸音パネルの詳細を説明すると、以下のとおりである。図１は、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の吸音パネル１０のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。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。吸音パネル１０は、セメントペースト（図示せず）と所定範囲の粒度を有する複数の骨材１４とを混合した混合物を養生することで作られている。
【００３６】
吸音パネル１０では、それら骨材１４のうちの過半が局所的に当接し、残りの骨材１４が非当接状態にある。局所的に当接する骨材１４どうしは、それらの当接部位１５を除く表面１６全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被され、固結したセメント１７を介して互いに連結されている。非当接状態にある骨材１４は、その表面１６全域が略均一の厚みを有するセメント１７によって包被され、固結したセメント１７を介して局所的に当接する骨材１４と連結されているとともに、固結したセメント１７を介して非当接状態にある骨材１４と連結されている。吸音パネル１０は、骨材１４の表面１６を包被するセメント１７が骨材１４と結合し、かつ、固結したセメント１７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。
【００３７】
吸音パネル１０には、図２に示すように、骨材１４やセメント１７が存在しない多数の空隙１８（空間）が形成されている。それら空隙１８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１８は、互いに独立して存在して不規則に延びる独立空隙１９と、それら空隙１８どうしが互いにつながって不規則に延びる連続空隙２０とから形成されている。独立空隙１９の１つは、互いに連結された３つの骨材１４の間に画成され、それら骨材１４に囲繞されている。独立空隙１９の他の１つは、互いに連結された４つの骨材１４の間に画成され、それら骨材１４に囲繞されている。連続空隙２０は、一方向へ隣接する骨材１４のうちの少なくとも３つの骨材１４に跨っている。吸音パネル１０では、連続空隙２０がすべての空隙１８のうちの過半を占めている。具体的には、すべての空隙１８に対する連続空隙２０の割合は、５５〜８５％の範囲にある。なお、連続空隙２０の好ましい割合は６０〜８０％であり、連続空隙２０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。
【００３８】
この吸音パネル１０を製造する手順の一例は、セメントペーストと骨材１４とを混合して混合物を作り、その混合物を所定形状の型枠（図示せず）に流し込み、充填直後に型枠を外すか、または、型枠を付けたまま混合物が硬化するまで養生する。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。セメントペーストは、原料セメントと水とを所定の割合で混合することで作られ、所定の粘度と流動性とを有する。原料セメントと水との混合やセメントペーストと骨材１４との混合には、傾胴式ミキサや強制練りミキサ、水平２軸ミキサ糖のコンクリートミキサを使用することができる。
【００３９】
原料セメントには、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。原料セメントを水で錬り混ぜると、直ちに水和反応を起こし、セメント中の化合物が水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。時間が経過すると、流動性を失い凝結し、硬化が進み、強度が発現する。原料セメントには、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。原料セメントには、それらのうちのいずれかを単独で用いてもよく、それらを所定の割合で混合した混合セメントを用いてもよい。水には、水道水、河川水、湖沼水、井戸水、地下水等を使用する。
【００４０】
骨材１４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１４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１４の集合物である。骨材１４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１４を所定の割合で混合した混合骨材を用いてもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
原料セメントと骨材１４とを用意した後は、骨材量（Ｓ）（ｋｇ）とセメント量（Ｃ）（ｋｇ）との混合割合を検討し、骨材１４と原料セメント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１４の粒度分布が変化すると、各骨材１４の単位質量当たりの比表面積が変化し、骨材１４の表面１６を包被するセメントペーストの厚みが不均一になる。したがって、骨材１４の粒度分布の変化とそれにともなう骨材１４の比表面積の変化とに対応させて、骨材１４と原料セメントとの混合割合を補正することにより、骨材１４の表面１６を包被するセメントペーストの厚みを略一定にすることができる。これをふまえ、吸音パネル１０を作る場合の骨材量とセメント量との混合割合は、セメントペーストと骨材１４とを混合した後、各骨材１４の表面１６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１４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
【００４４】
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１４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）で除することによって算出される。
【００４５】
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）
【００４６】
第１比表面積（ＳＷ１）と第２比表面積（ＳＷ２）との計算では、骨材１４の形状を球形と仮定して計算する。骨材１４の平均半径は、骨材１４の粒径幅両端間長さの中間を２で除した値とする。たとえば、骨材１４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１４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１４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１４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。
【００４７】
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パーソナルコンピュータ（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。
【００４８】
骨材１４と原料セメント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１４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１４周囲のセメントペーストの形成状態や空隙１８の形成状態が大きく変化し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができず、骨材１４と原料セメント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。
【００４９】
骨材１４と原料セメント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、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができ、骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被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。
【００５０】
セメントペーストを形成する水と原料セメントとの混合割合（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、骨材１４とセメント１７との結合力やセメント１７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、セメントペーストによって骨材１４どうしの間の空隙１８が塞がれ、パネル１０に複数の空隙１８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。骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、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、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、複数の独立空隙と複数の連続空隙とが形成された吸音パネル１０を作ることができる。
【００５１】
それら骨材１４は、その粒径中央値が０．６〜２．５ｍｍの範囲にあり、骨材１４のうちの１０ｍｍ以下の粒径を有する骨材１４がすべての骨材１４のうちの９０％以上を占めている。骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、適切な粒度の骨材１４を用いることで、複数の独立空隙１９と複数の連続空隙２０とが形成された吸音パネル１０を作ることができ、かつ、固結したセメント１７を介して骨材１４どうしを確実に連結させることができる。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。吸音パネル１０は、骨材１４の粒径中央値が前記範囲にあるとともに１０ｍｍ以下の粒径の骨材１５が９０％以上を占める骨材１４を使用することで、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みを略均一にすることができる。
【００５２】
骨材１４は、その粗粒率が２．０〜４．０の範囲にある。骨材１４の粗粒率が２．０未満かつ４．０を超過すると、骨材１４の粒度分布が大きくなり、骨材１４周囲のセメントペーストの形成状態や空隙１８の形成状態が大きく変化し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができず、骨材１４と原料セメントとの適正な混合割合を設計することができない。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。
【００５３】
骨材１４と原料セメントとの混合割合の設計では、骨材１４の粗粒率が前記範囲にあるから、標準化比率Ｓ／Ｃの値が略一定し、骨材量とセメント量との混合割合を画一的に求めることができ、骨材１４と原料セメントとの適正な混合割合を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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６に対するセメント１７の厚みを略一定に保持することができる。
【００５４】
図３は、吸音率測定システム２１の一例を示すブロック図である。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２０が全空隙１８の過半を占め、連続空隙２０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。吸音率の測定システム２１は、図３に示すように、音響管２２、ＦＦＴアナライザ（ＣＦ−９００）２３、コンピュータ（ＰＣ−９８０１Ｔ）２４、パワーアンプ（ＢＯＳＥ１７０２）２５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２２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２２の中に収容した後、音響管２２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２４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。
【００５５】
吸音パネル１０は、その単位体積当たりの空隙率が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、以下の式によって算出した。
【００５６】
空隙率＝１−｛Ｗｃ／（Ｍｃ＋Ｗｃａ）／［（Ｍｃａ＋Ｗｗ）／Ｍｗ］｝
（ｊ）Ｗｃ：１ｃｍ３中に含まれる原料セメントの重量（ｇ）
（ｋ）Ｗｃａ：１ｃｍ３中に含まれる骨材の重量（ｇ）
（ｌ）Ｗｗ：１ｃｍ３中に含まれる水の重量（ｇ）
（ｍ）Ｍｃ：原料セメントの密度＝３．１５（ｇ／ｃｍ３）
（ｎ）Ｍｃａ：骨材の密度＝１．８２（ｇ／ｃｍ３）
（ｏ）Ｍｗ：水の密度＝１．０（ｇ／ｃｍ３）
【００５７】
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。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１０の圧縮強度とした。
【００５８】
ｆｃ＝Ｐ／π（ｄ／２）２
（ｐ）ｆｃ：圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）
（ｑ）Ｐ：圧力指示計から読み取った最大荷重（Ｎ）
（ｒ）ｄ：試験体パネルの直径（ｍｍ）
【００５９】
図４は、空気流れ抵抗測定システム２６の一例を示すブロック図である。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１９や連続空隙２０に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙１９，２０において音を十分に拡散させて音を吸収する。空気流れ抵抗は、ＩＳＯ ９０５３の直流法に基づいて、測定システム２６を構築し、そのシステム２６を使用して測定を行った。空気流れ抵抗の測定システム２６は、図４に示すように、デジタル微差圧計２７、測定管２８、マスフローコントローラ２９、圧力計３０、レギュレータ＋エアーフィルタ３１、エアータンク３２、エアーコンプレッサー３３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２８に収容した。測定は、マスフローコントローラ２９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２７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。
【００６０】
Ｒ＝Δρ／（ｑ・ｖ）
（ｓ）Ｒ：空気流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ４）
（ｔ）Δρ：試験体パネル両面の圧力差（Ｎ／ｍ２）
（ｕ）ｑ：試験体パネルの厚み（ｍ）
（ｖ）ｖ：試験体パネルを流れる空気の流速（ｍ／ｓ）
【００６１】
図５，６は、吸音パネル１０を取り付けた壁材３４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５では、吸音パネル１０の複数個が壁材３４の内側に配置され、壁材３４の表面にパネル１０の下面１２が当接した状態で、パネル１０が壁材３４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３４の外側に配置され、壁材３４に接着剤やビスによって固着されていてもよく、壁材３４の間に収納した状態でそれら壁材３４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６では、壁材３４の内側表面３５に縦方向と横方向とへ延びる支持材３６が取り付けられ、それら支持材３６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３６に接着剤やビスによって固着されている。図６の態様では、壁材３４の表面３５とパネル１０の下面１２との間に隙間３７が形成され、パネル１０を透過した透過音が壁材３４の表面３５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３４との間で音を十分に減衰させることができる。
【００６２】
この吸音パネル１０は、それを形成する骨材１４の表面１６の略全域が略均一の厚みを有するセメント１７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１９と連続空隙２０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１８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１８によって音を確実に吸収することができる、パネル１０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る。特に、連続空隙２０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２０が全空隙１８の過半を占めることで、優れた吸音性能を発揮する。
【００６３】
吸音パネル１０は、骨材１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みが略一定であり、骨材１４の表面１６におけるセメント１７の厚みの偏りが少なく、略均一の接着強度で骨材１４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１９が形成され、独立空隙１９において隣接する骨材１４どうしがセメント１７を介して互いに連結されるから、連続空隙２０のみが形成されたパネル１０と比較し、高い圧縮強度を維持することができる。
【００６４】
吸音パネル１０は、その吸音率が０．４〜０．７５の範囲、単位体積当たりの空隙率が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１８に所定時間音を閉じ込めることができ、それら空隙１８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が骨材どうしの間に十分に充填されて骨材どうしがセメントを介して確実に連結されていることであり、内部に空隙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１８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。パネル１０は、厚み寸法が５０〜８０ｍｍの範囲にあるから、優れた吸音性能と高い圧縮強度とを保持しつつ、その重量が必要以上に大きくなることはない。
【００６５】
吸音パネル１０の製造時には、骨材量（ｋｇ）とセメント量（ｋｇ）との混合割合が、各骨材１４の表面１６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１４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１４の粒度分布が変化することによって、各骨材１４の単位質量当たりの比表面積が大きく変化した場合であっても、骨材１４と原料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、骨材１４と原料セメントとの混合割合を誤ることはない。この吸音パネル１０では、算出した標準化比率（Ｓ／Ｃ）を一定とするように骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメント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１４の表面１６を包被するセメント１７の厚みを略一定に保持することができる。
【００６６】
吸音パネル１０の製造時では、骨材１４の粒度分布の変化にともなう骨材１４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１４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１４の粒度分布の変化に対応した骨材１４と原料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。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。
【００６７】
吸音パネル１０の製造時では、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骨材１４と原料セメント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１４を使用したとしても、骨材１４と原料セメントとの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１４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１４と原料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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一例として示す吸音パネルの斜視図。
【図２】図１の吸音パネルのＡ−Ａ線部分拡大断面図。
【図３】吸音率測定システムの一例を示すブロック図。
【図４】空気流れ抵抗測定システムの一例を示すブロック図。
【図５】セメント硬化物を取り付けた壁の斜視図。
【図６】セメント硬化物を取り付けた壁の斜視図。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 吸音パネル
１４ 骨材
１５ 当接部位
１６ 表面
１７ セメント
１８ 空隙
１９ 独立空隙
２０ 連続空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルにおいて、
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し、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を特徴とする吸音パネル。
【請求項２】
前記空隙が、互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とから形成され、前記吸音パネルでは、前記連続空隙が全空隙のうちの過半を占めている請求項１記載の吸音パネル。
【請求項３】
前記吸音パネルの吸音率が、０．４〜０．７５の範囲にある請求項１または請求項２に記載の吸音パネル。
【請求項４】
前記吸音パネルの単位体積当たりの空隙率が、３０〜５０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項３いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項５】
前記吸音パネルの圧縮強度が、１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項６】
前記吸音パネルの内部における空気流れ抵抗が、１０００〜１５００００（Ｎ・ｓ／ｍ４）の範囲にある請求項１ないし請求項５いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項７】
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６いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項８】
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１０（ｍｍ）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７いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項９】
前記セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が、３０〜８０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項８いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１０】
前記吸音パネルの厚み寸法が、５０〜８０（ｍｍ）の範囲にある請求項１ないし請求項９いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１１】
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１０いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１２】
前記吸音パネルにおける骨材量（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ないし請求項１１いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１３】
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１２記載の吸音パネル。
【請求項１４】
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１２または請求項１３に記載の吸音パネル。
【請求項１】
所定量の水分を含有するセメントペーストと所定範囲の粒度を有する複数の骨材とを混合した混合物を養生することで作られた吸音パネルにおいて、
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し、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を特徴とする吸音パネル。
【請求項２】
前記空隙が、互いに独立して存在する独立空隙と、それら空隙どうしが互いにつながることで一方向へ隣接する骨材のうちの少なくとも３つの骨材に跨って存在する連続空隙とから形成され、前記吸音パネルでは、前記連続空隙が全空隙のうちの過半を占めている請求項１記載の吸音パネル。
【請求項３】
前記吸音パネルの吸音率が、０．４〜０．７５の範囲にある請求項１または請求項２に記載の吸音パネル。
【請求項４】
前記吸音パネルの単位体積当たりの空隙率が、３０〜５０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項３いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項５】
前記吸音パネルの圧縮強度が、１．１〜５．０（Ｎ／ｍｍ２）の範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項６】
前記吸音パネルの内部における空気流れ抵抗が、１０００〜１５００００（Ｎ・ｓ／ｍ４）の範囲にある請求項１ないし請求項５いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項７】
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６いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項８】
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１０（ｍｍ）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７いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項９】
前記セメントペーストを形成する水とセメントと混合割合（Ｗ／Ｃ）（％）が、３０〜８０（％）の範囲にある請求項１ないし請求項８いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１０】
前記吸音パネルの厚み寸法が、５０〜８０（ｍｍ）の範囲にある請求項１ないし請求項９いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１１】
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１０いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１２】
前記吸音パネルにおける骨材量（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ないし請求項１１いずれかに記載の吸音パネル。
【請求項１３】
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１２記載の吸音パネル。
【請求項１４】
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１２または請求項１３に記載の吸音パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１５０８６１（Ｐ２００８−１５０８６１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４００１４（Ｐ２００６−３４００１４）
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【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３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００２３５５４３）飛島建設株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
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