軽量・ソフトコンクリート
【課題】 高い含水率を有し且つ成形加工が容易な軽量・ソフトコンクリートを得る。
【解決手段】 軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）（＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリートである。セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いる。
【解決手段】 軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）（＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリートである。セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化体自重の６０％以上の水量を吸収できる高吸水能力と、多量の水を吸収した状態でも水より軽い軽量性と、吸水状態から水が蒸発し易い放水性と、そして成形加工等のし易いソフトな性質を兼備した軽量・ソフトコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、植物繊維を適量配合したセメント硬化体は適度な保水性と吸水性を有することが知られている。この保水機能により、植物繊維配合のモルタル・コンクリートは、従来のモルタル・コンクリート製品や構造物とは異なり、動植物の生息環境に害を及ぼすことが緩和されると共に、土壌と同じような高温化防止機能を果たすことができる点で、環境適合材料として期待されている。
【０００３】
特許文献２には、この種の植物繊維配合コンクリートによって動植物着生用ブロックを形成する例が記載されており、そのさい、セメントとしてＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることによって、動植物の生息環境に害を及ぼすことが一層緩和されると教示している。
【特許文献１】特開２００２−１７３３５３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１や２の植物繊維配合コンクリートは、保水性および吸水性に優れるものであるが、その飽水状態での含水率はほぼ３０％程度が限界である。コンクリートの特徴である圧縮強度を適当に維持しながら含水率や吸水機能をそれ以上に高めることは事実上できなかったし、また、これらの特許文献では意図されていなかった。
【０００５】
しかし、屋上緑化や壁面緑化に適応したコンクリート基板等ではさらに高い含水率や吸水機能を有することが望ましく、また多くの水を吸水しそして吸水した水を簡単に放出できるコンクリートは、動植物の生息用のみならず、ヒートアイランド防止、水防、水の浄化、吸湿、防火、防温、防熱、防音等において様々な用途が期待される。
【０００６】
したがって、本発明は特許文献１や２の限界を超えて、高い含水率を有し且つ成形のし易いコンクリートを得ることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）〔＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリートを提供する。ここで、乾燥重量Ｗ１は３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を、また、飽水重量Ｗ２は前記の供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量をいう。
【０００８】
軽量粗骨材は平均粒径が５〜８ｍｍの範囲にあり且つ表乾比重が１.０以下の多孔質の軽量粗骨材であるのが望ましく、代表的なものとして例えばゼオライトが挙げられる。軽量細骨材は表乾比重が０.２５以下の多孔質の軽量細骨材であるのが望ましく、代表的なものとしては例えばバーミキュライトが挙げられる。セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることができ、植物繊維としては代表的には綿が挙げられる。
【０００９】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートは、含水率６０％以上、場合によっては７０％以上を示し、また乾燥状態からの水の吸収と、飽水状態からの水の蒸発が迅速に行われるという特徴がある。例えば乾燥状態から飽水状態までの吸水速度（コンクリート１Ｋｇについて単位時間（１時間）当りに吸水する水量）は吸水初期には０.０８２Ｋｇ／Ｈｒ以上となり、また、飽水状態からの水の蒸発速度（コンクリート１Ｋｇについて単位時間（１時間）当りに蒸発する水量）は０.００１５Ｋｇ／Ｈｒとなって、吸放水が著しく良好に行われる。実際には飽水重量Ｗ２を有する該平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に１０日間放置したときには、含水率（％）は３０％以下にまで低下する。そして、このような軽量で高吸水性・早乾性に加えて、圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2の範囲にあり、硬化体を削ったり鋸等で切断できるようなソフトな性質を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは、特許文献１や２に記載したように植物繊維を配合したモルタル・コンクリートは良好な保水性・吸水性を示すことを知見した。この知見をもとにその後も一層新たな諸性質をモルタル・コンクリートに付与することを目的として種々の試験研究を重ねてきた。その結果、適切な軽量粗骨材と軽量細骨材を使用し、植物繊維が多孔質の軽量粗骨材の粒子間を繋ぐように分散させれば、硬化体中での水の挙動が従来のものでは予測できないような高い流動性を示すことがわかった。
【００１１】
多孔質な軽量骨材はそれ自身で高い保水性を有する。したがって、これを用いた軽量コンクリートはそれなりに吸水性を有する。しかし、それだけでは高い含水率と蒸発性能を有することには限界がある。ところが、適切な植物繊維を適切に配合すると軽量骨材の粒子間の水の流通が起こり易くなることがその理由であると考えられるが、硬化体中に水の移動が自由に行われるような通水網組織が形成され、予想を超える高い含水率を示す吸放水性の良好なコンクリートが得られることがわかった。
【００１２】
すなわち、軽量粗骨材と軽量細骨材を配合した軽量コンクリートに、綿等の植物繊維を配合することにより、そのセメントマトリックス硬化体中に、軽量粗骨材の粒子間が植物繊維を介して連絡された通水網組織を形成することができ、この通水網組織によって、含水率が６０％以上、場合によっては７０％以上を示し、且つコンクリート中で水が良好に拡散する特異なコンクリート硬化体が得られることが判明した。
【００１３】
含水率は、コンクリートの単位重量に対する含水量の割合を言うが、試験片の大きさや形状、さらには測定環境によっても変動することがあるので、本明細書では、次のように定義する。
３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を乾燥重量Ｗ１とし、該供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量を飽水重量Ｗ２とし、含水率を下式によって求める。
含水率（％）＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１
【００１４】
前記の通水網組織を形成した本発明のコンクリートは、この含水率が６０％の状態でも比重が１以下、場合によっては含水率７０％でも比重が１以下の軽量なものである。すなわち、十分に飽水しても水に浮く軽量なコンクリートであり、しかも、この飽水状態のものを気中に放置すると、内部の水分も表面に移行して蒸発が活発に進行するようになる。すなわち、コンクリート中での水の拡散が良好に行われる。このことは、水の濃度勾配が発生するとその濃度勾配が低下する方向に水が流れることを意味するが、この水の流通が植物繊維を介して迅速に行われるものと考えられる。綿などの植物繊維はそれ自身が吸水機能を有するが、その植物繊維がセメントマトリックス中の多孔質の軽量骨材間を結ぶ通水通路となり、この植物繊維の通水通路が軽量骨材間を網目状に立体的にゆきわたることにより（通水網組織が形成されることにより）、水の濃度勾配がなくなる方向に水が自在に拡散するものと考えられる。この場合、植物繊維だけがセメントマトリックス中に分散しているだけでは不十分であり、軽量粗骨材が貯水部として該マトリックス中に点在することが肝要であり、かつ個々の植物繊維の周囲にも軽量細骨材が存在することが水の流通と保水に有利に作用する。
【００１５】
加えて、この通水網組織を形成している植物繊維は、水拡散の機能のほかに、軽量コンクリートの強度特性や成形特性にも大きな影響を与え、圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2の強度特性と、削ったり鋸による切断ができる成形加工性を付与する。このため、従来のコンクリート製品ではなしえなかった様々な分野への用途の拡大が可能である。
【００１６】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートは、前記のように植物繊維によって軽量粗骨材間を連絡する通水網組織をセメントマトリックス硬化体中に形成した点に特徴を有しているが、このようなセメント硬化体を形成するための結合材としては通常のポルトランド系セメントをはじめとして各種のセメントを使用することが可能であり、とくにＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることもでき、この場合には低ｐＨ（低アルカリ）の土に近い性状を示すコンクリートとなり自然環境保護に適合したものが得られる。
【００１７】
軽量粗骨材としては平均粒径が５〜８ｍｍの範囲にあり且つ表乾比重が１.０以下の多孔質の軽量粗骨材であるのが望ましく、代表的なものとしてゼオライトが挙げられる。軽量細骨材は表乾比重が０.２５以下の多孔質の軽量細骨材であるのが望ましく、代表的なものとしてバーミキュライトが挙げられる。植物繊維としては綿が適切である。綿以外にも、吸水性の良好な植物繊維であれば使用可能である。植物繊維の配合量としては、綿の場合、１０〜８０Ｋｇ／ｍ3好ましくは１５〜５０Ｋｇ／ｍ3の範囲とするのがよく、綿以外の場合にもほぼこれに相当する量で配合すればよい。植物繊維の配合量が多いほど通水網組織が密になるが、あまり多いと、骨材・セメント間の接合強度を低下させることにもなるので、８０Ｋｇ／ｍ3以下、好ましくは５０Ｋｇ／ｍ3以下とするのがよい。
【００１８】
植物繊維の使用にあたっては、その乾燥体をよくほぐした状態で使用するのがよい。植物繊維の性質上、その繊維一本一本の径や長さ、さらには表面状態や形状（針状か板状かなど）はランダムであるが、要するところ、その植物繊維の性質に応じてコンクリート中によく分散できるような寸法形状とすればよい。綿や麻を用いる場合には、長さがほぼ２〜１５ｍｍで、径がほぼ０.１〜１.０ｍｍ程度のものを練り混ぜ中の材料に少しづつ投入して分散させればよい。そのさい、水を混入する前の空練りを６０秒以上行うことが好ましい。セメントペーストに植物繊維を先練りし、この植物繊維入りセメントペーストを軽量骨材と混り混ぜる方法も採用できる。
【００１９】
コンクリート用分散剤を使用して植物繊維の分散を促進させることも好ましい。使用できる分散剤には各種のものがあるが、例えば高性能減水剤が挙げられる。また、必要に応じて水溶性高分子等の増粘剤や酢酸ビニール系等の接着剤を使用することもできる。セメントとして、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いる場合にはその結合促進剤例えば炭酸マグネシウム等を使用することも望ましい。低ｐＨセメントとしては、例えば特開２００１−２００２５２号公報に記載された軽焼マグネシアを主成分とする土壌硬化剤組成物が挙げられる。またこれに相当する低ｐＨセメントは商品名マグホワイトとして市場で入手できる。さらに、セメントの一部を、必要に応じて高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカヒュームなどで置換することもできる。
【００２０】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートを作製するための材料配合例を挙げると、例えば下記のものが例示できる。
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト）：１５０±５重量部
軽量粗骨材（ゼオライト） ：１５０±５重量部
軽量細骨材（バーミキュライト） ：１５０±５重量部
植物繊維（綿） ： ２０±２重量部
水 ：６００±２０重量部
混和剤として、
増粘剤（セルロースパウダー） ： ７±１重量部
接着剤（モビニールＤｎ２０７２） ： １３±２重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ３０±３重量部
【００２１】
この配合によって３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体（材齢２８日以上）を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の乾燥重量Ｗ１が例えば１７００ｇ以下（そのときの比重は１７００／２７００＝０.６３以下）、この乾燥重量の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の飽水重量Ｗ２が例えば２７００ｇ以下（この時の比重は２７００／２７００＝１以下）のものが得られる。
【００２２】
本発明の軽量・ソフトコンクリートは硬化体であっても、鋸で切断したり、切削等による加工が可能であるという特徴があるから、硬化体を自由に造形することができ、様々な造形コンクリート製品を作り出すことができる。
【００２３】
本発明の軽量・ソフトコンクリートは６０％以上、場合によっては７０％以上の含水率を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下であるから、軽量で且つ多量の水を保有することができ、しかも、飽水状態からの水の蒸発が活発に行われ、セメントマトリックス中での水の流動が良好に行われるという特徴があるから、この特質を生かして、これまでのものにはない有用な用途を有する。
【００２４】
例えば、屋上等の荷重制限がある部分でのヒートアイランドに対して、緑化をせずに、保水性の材料を敷設し、建物内部への熱の侵入防止が求められている。通常、そのための部材は現在まで用意されておらず、そのため、空隙のあるポーラス状のコンクリート系ブロック（平板）やウッドチップ（木片）を固化したものが用いられているが、透水性は良いものの保水性は乏しく（１０〜１５％最大）且つ材料の吸水力は小さい。これに対して本発明の軽量ソフトコンクリートでは、後記の実施例３に示すように、低給水でも長時間にわたって表面温度が上昇せず且つ軽量であるので、このための材料として非常に好適である。
【００２５】
また、構造物壁面に太陽熱による高温化が生じる問題に対し、植物等を用いて低温化する方策も行われているが、その多くが植物への水の供給と根を保持するための装置の軽量化に問題を有しており、最小限の土壌（軽量土壌を含む）を保持する保水・吸水性の高い基盤材料が望まれている。このために、ピートモスとか木片等の素材を固化したものが提案されているが、これらは固化するために接着剤を使用しているため、その接着剤が素材を包むことで吸水・保水能力が低下し、また毛管作用の連続が分離されるために基盤に接する土壌への水分供給が適正に行われず、さらには排水性も不均質になって基盤内に水が残り、根部が過灌水になって根腐れの問題も生じている。このようなことは、本発明に従う材料を用いると一挙に解決できる。例えば、後記の実施例４や５に示すように、熱による表面温度の上昇が軽減され、且つ植物植栽用基盤として著しい適応能力を発揮する。とくに、通常のコンクリート成分によるセメントの高アルカリとは異なり、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分にしているため低ｐＨを示すことで植物に対するアルカリ分の影響は少ない。
【００２６】
本発明の軽量・ソフトコンクリートの特異な用途して防火壁がある。このコンクリートで防火壁を形成すると、火災時に放水されたときに、この防火壁が貯水壁として機能する。このため、トンネルや地下構造物などの閉鎖空間を形成する材料や、石油タンク等の可燃性物質を貯蔵するための施設や構造物に対する耐火材料として有用である。
【００２７】
消防・耐火用機器としての利用も有益である。例えば消防ホースを操作している消防士の身体を火炎から保護するための楯を本発明の材料で構成し、この楯にノズルを取り付けて操作すると、楯自身が保水している状態で消防活動ができ、この場合には楯の表面温度が上昇しないので耐火用楯として有益である。すなわち、楯が水を含むことで低温化が促進する。楯の内部に水を通過させて、火災に近づく楯車に用いることもできる。水を湿潤しない時の重量は湿潤するときの５０〜６０％程度軽量になるから持ち運びやくす、その車を利用して人その他の担架車としても役立つ。また、防火扉や、構造物の内壁・外壁に利用すると、ここに水を供給する装置を付設することで、火災時の高温化を低減する装置となる。
【００２８】
さらに、本発明の軽量・ソフトコンクリートは護岸用としてもこれまでのものにはない作用効果を奏する。すなわち、コンクリート中をゆっくりと水が通過するので、急激な増水や背圧増加に対してゆっくりと緩和することができる。また、スラッジやヘドロなどの湿潤した産業廃棄物を収容する構造材に用いると、この構造材自身がろ過作用を供して水分だけを構造材の外側に放出させることができる。
【００２９】
ダムに堆積する砂泥を下流に徐々に流下させるために本発明材料を利用するこもできる。例えば、本件の材料に砂泥を混合し、比重を１以下にして浮体として流下させることができるし、比重を１以上にして柱状等のブロックにして河川中に設置することでもよい。この場合には自然に削れることで、砂泥を流下させることが可能になる。この削られる主因は配合中の植物繊維が本体表面に露出することにあり、この繊維が水流で引っ張られて削られて崩れる。
【００３０】
発泡スチロール等の合成樹脂による浮体や浮島は、時期がくれば廃棄する規定を設けている。この廃棄の問題は産業廃棄物等では処理が困難になって経費がかかる状況である。その代わりに本発明材料からなる浮体を用いることで廃棄の問題は解決される。すなわち本発明材料では土に戻すことが出来るだけでなく、加工も自由であり、さらに追加で添加することも可能であり、浮体の表面に撥水コーテイング剤を塗布することで浮体の耐久性が増す。特に発泡材とは異なり撥水材が浮体表面より（吸水能力によって）湿潤することでより強力なコーティング層が形成される。
【実施例】
【００３１】
〔実施例１〕
下記（１）に示す配合のコンクリートを練り混ぜ、得られた混練物から３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体と強度測定用供試体を作製した。
【００３２】
（１）軽量・ソフトコンクリートの配合
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト） ：１５３重量部
軽量粗骨材（ゼオライト：３〜５ｍｍ） ：１５３重量部
軽量細骨材（バーミキュライト（１〜２ｍｍ）：１５３重量部
植物繊維（綿） ： ２０重量部
水 ：６１０重量部
増粘剤（セルロースパウダー） ： ７重量部
接着剤（モビニールＤｎ２０７２） ： １３重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ３０重量部
【００３３】
強度測定用供試体の材齢２８日での圧縮強度は３.５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度は０.５Ｎ／ｍｍ2であった。また平板状供試体について材齢２８日後において、本文記載の乾燥重量と飽和重量を測定したところ、乾燥重量Ｗ１＝１５００ｇ、飽水重量Ｗ２＝２４７５ｇであり、吸水率＝６５％であった。
【００３４】
〔実施例２〕
下記（２）に示す配合のコンクリートを練り混ぜ、得られた混練物から３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体と強度測定用供試体を作製した。
【００３５】
（２）軽量・ソフトコンクリートの配合
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト） ：３００重量部
軽量粗骨材（ゼオライト：３〜５ｍｍ） ：１４０重量部
軽量細骨材（バーミキュライト：１〜２ｍｍ）：１４０重量部
植物繊維（綿） ： ２０重量部
水 ：６５０重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ６０重量部
【００３６】
強度測定用供試体の材齢２８日での圧縮強度は３.５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度は０.５Ｎ／ｍｍ2であった。また平板状供試体について材齢２８日後において、乾燥重量と飽和重量を測定したところ、乾燥重量Ｗ１＝１５７３ｇ（みかけ比重＝０.５８）、飽水重量Ｗ２＝２７３９ｇ（みかけ比重１.０１）であり、含水率＝７４.１％であった。
【００３７】
飽水重量が２７３９ｇの供試体を２０℃で湿度５０％に維持した恒温恒湿槽に入れ、その重量の経時変化を計測した。その結果を表１に示した。また、図１にその含水率の経時変化を、図２に乾燥速度の経時変化を示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１および図１〜２から、飽水状態からの水の蒸発が頻繁に起こり、とくに飽水状態からの初期の乾燥速度が非常に速いことが明らかである。また、含水率が７０％でもみかけ比重は１以下であること、飽水状態から１０日後では含水率は３０％以下にまで低下することがわかる。
【００４０】
〔実施例３〕
実施例２の配合のコンクリートで30cm×30cm×厚み３cmの平板状供試体（重量：1500ｇ）を作製し、これを２４時間水中に浸漬したあと、２日目から気温２５〜３０℃、湿度５０〜６０％の室内に設置し、平板の表面温度と含水率の変化を観測した。表面温度の測定は放射温度計を使用した。
【００４１】
比較のために、小砕石を用いた透水性ポーラスコンクリートと、ウッドチップの木片集積材とから、同じ形状寸法の平板を作製し、同じ試験に供した。その結果を表２に示した。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２の結果から、本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板は表面温度が長時間にわたって上昇しないことがわかる。これに対して、透水性ポーラスコンクリートの平板では重量が重くて、屋根・屋上での敷設には向かず、温度の低下も認められない。またウッドチップ平板は軽量ではあるが、水はウッドチップ内部に入り込んで表面に出にくいため、表面温度は低下せず、また長時間の保水能力が小さいので低温化させるためにはさらに給水が必要である。本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では保水力が大きく平板全体での吸水・保水によって低温化が生じており、長期間の保水があるために低給水でよく他よりも効率のよい材料であり、加えて軽量でもあるので、屋上等の重量制限がある部分でのヒートアイランド対応材料として非常に好適であることがわかる。
【００４４】
〔実施例４〕
実施例２の配合のコンクリートで30cm×30cm×厚み３cmの平板状供試体（重量：1500ｇ）を作製し、この乾燥状態の平板（表乾状態の平板という）を台上に垂直に設置した。そして、平均６０℃の温風をこの垂直平板に対して１.５ｍの距離から直角方向に吹付け、さらに１０分後からは平板の上辺に１５℃の水を毎分１Ｌの流量で給水を開始した。そして温風の当たる表面温度と当たらない裏側の表面温度の変化を放射温度計によって測定した。その結果を表３に示した。
【００４５】
また、同じ平板に対し、実施例３と同様に２４時間水中に浸漬して含水率７０％としたもの（満水状態の平板という）についても台上に設置して同様に温風を吹き付けた。ただし、この場合には、終始平板の上部からの給水は行わずに、前記同様に表裏温度の変化を測定した。その結果を表３に示した。
【００４６】
比較のために、普通コンクリートを用いて同じ形状寸法の平板を作製し、その表乾状態の平板を台上に垂直に設置した。そして、前記の軽量・ソフトコンクリートの表乾状態の平板と同様の試験（温風吹付け開始から１０分後に給水開始）を行ない、表裏温度の変化を測定した。その結果を表３に示した。
【００４７】
【表３】
【００４８】
表３の結果から明らかなように、普通コンクリートの平板では温風による高温化が著しく、給水を行っても低温化は生じない。これに対して、満水状態の本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では保水によって温度上昇が低減されて高温化の速度が遅れる状況を示した。また表乾状態の本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では、給水を行うと平板内にすぐに冷却水が導かれる結果、平板温度を低下させる状況が生じた。このように、事前に保水をさせてあることによる高温化の遅延と、給水による瞬間吸水による湿潤によって低温化する現象が認められた。特に保水・吸水による水が介在することで裏面は表面以上に低温化が起こることがわかる。
【００４９】
〔実施例５〕
実施例２の配合のコンクリートで15cm×20cm×６cmのブロック状供試体（重量：1200ｇ）を作製し、このブロックの広面のほぼ中央部に直径６cmで深さ３cmの円形の窪みをほぼ等間隔に２個穿設した。この窪みに黒土を装填し、その黒土にクローバーの種子を入れたうえ２４時間水中に置いた。水から引き上げたときの供試体の重量は1998ｇであり、含水率は６６％であった。このものを室温２０〜２２℃で湿度５０〜６０％の光が当たる室内に放置して、供試体の重量変化・含水変化およびクローバーの生育状態の変化を観察した。その結果を表４に示した。
【００５０】
比較のために、同じブロック状供試体を、ピートモス主材の基質と木片主材の基質を用いて２種類作製し、前記と同様の試験を行った。それらの結果も表４に併記した。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表４に見られるように、供試体の含水率は、３日目で（イ）のピートモスのものが６％、（ロ）の木片のものが１５％、（ハ）の本発明例のものは４３％を示し、窪みに設置した黒土は（ハ）のもの以外は乾燥状態になった。（ハ）でも黒土表面は乾いた状態であったが、内部は湿っていて、３日目には播いたクローバーが発芽した。そして６日目には根が下方へ、１０日目にはクローバーと確認できる状態が、そして１８日目にはさらに生育した。これは、保水による水分の供給が毛管作用によって黒土に移行し、クローバーの生育環境が創り出されたことを示している。また、水没して使用した（ハ）の基盤の使用でも、ｐＨによる障害はなくクローバーの生育がみられた。すなわち（ハ）の本発明例のものは、植木鉢等の植栽用容器や基盤としてもｐＨの障害なく吸水と保水力によって植物は正常な育成・生長を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従う軽量・ソフトコンクリートの含水率の経時変化を示す図である。
【図２】本発明に従う軽量・ソフトコンクリートの乾燥速度の経時変化を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化体自重の６０％以上の水量を吸収できる高吸水能力と、多量の水を吸収した状態でも水より軽い軽量性と、吸水状態から水が蒸発し易い放水性と、そして成形加工等のし易いソフトな性質を兼備した軽量・ソフトコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、植物繊維を適量配合したセメント硬化体は適度な保水性と吸水性を有することが知られている。この保水機能により、植物繊維配合のモルタル・コンクリートは、従来のモルタル・コンクリート製品や構造物とは異なり、動植物の生息環境に害を及ぼすことが緩和されると共に、土壌と同じような高温化防止機能を果たすことができる点で、環境適合材料として期待されている。
【０００３】
特許文献２には、この種の植物繊維配合コンクリートによって動植物着生用ブロックを形成する例が記載されており、そのさい、セメントとしてＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることによって、動植物の生息環境に害を及ぼすことが一層緩和されると教示している。
【特許文献１】特開２００２−１７３３５３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１や２の植物繊維配合コンクリートは、保水性および吸水性に優れるものであるが、その飽水状態での含水率はほぼ３０％程度が限界である。コンクリートの特徴である圧縮強度を適当に維持しながら含水率や吸水機能をそれ以上に高めることは事実上できなかったし、また、これらの特許文献では意図されていなかった。
【０００５】
しかし、屋上緑化や壁面緑化に適応したコンクリート基板等ではさらに高い含水率や吸水機能を有することが望ましく、また多くの水を吸水しそして吸水した水を簡単に放出できるコンクリートは、動植物の生息用のみならず、ヒートアイランド防止、水防、水の浄化、吸湿、防火、防温、防熱、防音等において様々な用途が期待される。
【０００６】
したがって、本発明は特許文献１や２の限界を超えて、高い含水率を有し且つ成形のし易いコンクリートを得ることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）〔＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリートを提供する。ここで、乾燥重量Ｗ１は３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を、また、飽水重量Ｗ２は前記の供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量をいう。
【０００８】
軽量粗骨材は平均粒径が５〜８ｍｍの範囲にあり且つ表乾比重が１.０以下の多孔質の軽量粗骨材であるのが望ましく、代表的なものとして例えばゼオライトが挙げられる。軽量細骨材は表乾比重が０.２５以下の多孔質の軽量細骨材であるのが望ましく、代表的なものとしては例えばバーミキュライトが挙げられる。セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることができ、植物繊維としては代表的には綿が挙げられる。
【０００９】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートは、含水率６０％以上、場合によっては７０％以上を示し、また乾燥状態からの水の吸収と、飽水状態からの水の蒸発が迅速に行われるという特徴がある。例えば乾燥状態から飽水状態までの吸水速度（コンクリート１Ｋｇについて単位時間（１時間）当りに吸水する水量）は吸水初期には０.０８２Ｋｇ／Ｈｒ以上となり、また、飽水状態からの水の蒸発速度（コンクリート１Ｋｇについて単位時間（１時間）当りに蒸発する水量）は０.００１５Ｋｇ／Ｈｒとなって、吸放水が著しく良好に行われる。実際には飽水重量Ｗ２を有する該平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に１０日間放置したときには、含水率（％）は３０％以下にまで低下する。そして、このような軽量で高吸水性・早乾性に加えて、圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2の範囲にあり、硬化体を削ったり鋸等で切断できるようなソフトな性質を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは、特許文献１や２に記載したように植物繊維を配合したモルタル・コンクリートは良好な保水性・吸水性を示すことを知見した。この知見をもとにその後も一層新たな諸性質をモルタル・コンクリートに付与することを目的として種々の試験研究を重ねてきた。その結果、適切な軽量粗骨材と軽量細骨材を使用し、植物繊維が多孔質の軽量粗骨材の粒子間を繋ぐように分散させれば、硬化体中での水の挙動が従来のものでは予測できないような高い流動性を示すことがわかった。
【００１１】
多孔質な軽量骨材はそれ自身で高い保水性を有する。したがって、これを用いた軽量コンクリートはそれなりに吸水性を有する。しかし、それだけでは高い含水率と蒸発性能を有することには限界がある。ところが、適切な植物繊維を適切に配合すると軽量骨材の粒子間の水の流通が起こり易くなることがその理由であると考えられるが、硬化体中に水の移動が自由に行われるような通水網組織が形成され、予想を超える高い含水率を示す吸放水性の良好なコンクリートが得られることがわかった。
【００１２】
すなわち、軽量粗骨材と軽量細骨材を配合した軽量コンクリートに、綿等の植物繊維を配合することにより、そのセメントマトリックス硬化体中に、軽量粗骨材の粒子間が植物繊維を介して連絡された通水網組織を形成することができ、この通水網組織によって、含水率が６０％以上、場合によっては７０％以上を示し、且つコンクリート中で水が良好に拡散する特異なコンクリート硬化体が得られることが判明した。
【００１３】
含水率は、コンクリートの単位重量に対する含水量の割合を言うが、試験片の大きさや形状、さらには測定環境によっても変動することがあるので、本明細書では、次のように定義する。
３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を乾燥重量Ｗ１とし、該供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量を飽水重量Ｗ２とし、含水率を下式によって求める。
含水率（％）＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１
【００１４】
前記の通水網組織を形成した本発明のコンクリートは、この含水率が６０％の状態でも比重が１以下、場合によっては含水率７０％でも比重が１以下の軽量なものである。すなわち、十分に飽水しても水に浮く軽量なコンクリートであり、しかも、この飽水状態のものを気中に放置すると、内部の水分も表面に移行して蒸発が活発に進行するようになる。すなわち、コンクリート中での水の拡散が良好に行われる。このことは、水の濃度勾配が発生するとその濃度勾配が低下する方向に水が流れることを意味するが、この水の流通が植物繊維を介して迅速に行われるものと考えられる。綿などの植物繊維はそれ自身が吸水機能を有するが、その植物繊維がセメントマトリックス中の多孔質の軽量骨材間を結ぶ通水通路となり、この植物繊維の通水通路が軽量骨材間を網目状に立体的にゆきわたることにより（通水網組織が形成されることにより）、水の濃度勾配がなくなる方向に水が自在に拡散するものと考えられる。この場合、植物繊維だけがセメントマトリックス中に分散しているだけでは不十分であり、軽量粗骨材が貯水部として該マトリックス中に点在することが肝要であり、かつ個々の植物繊維の周囲にも軽量細骨材が存在することが水の流通と保水に有利に作用する。
【００１５】
加えて、この通水網組織を形成している植物繊維は、水拡散の機能のほかに、軽量コンクリートの強度特性や成形特性にも大きな影響を与え、圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2の強度特性と、削ったり鋸による切断ができる成形加工性を付与する。このため、従来のコンクリート製品ではなしえなかった様々な分野への用途の拡大が可能である。
【００１６】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートは、前記のように植物繊維によって軽量粗骨材間を連絡する通水網組織をセメントマトリックス硬化体中に形成した点に特徴を有しているが、このようなセメント硬化体を形成するための結合材としては通常のポルトランド系セメントをはじめとして各種のセメントを使用することが可能であり、とくにＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いることもでき、この場合には低ｐＨ（低アルカリ）の土に近い性状を示すコンクリートとなり自然環境保護に適合したものが得られる。
【００１７】
軽量粗骨材としては平均粒径が５〜８ｍｍの範囲にあり且つ表乾比重が１.０以下の多孔質の軽量粗骨材であるのが望ましく、代表的なものとしてゼオライトが挙げられる。軽量細骨材は表乾比重が０.２５以下の多孔質の軽量細骨材であるのが望ましく、代表的なものとしてバーミキュライトが挙げられる。植物繊維としては綿が適切である。綿以外にも、吸水性の良好な植物繊維であれば使用可能である。植物繊維の配合量としては、綿の場合、１０〜８０Ｋｇ／ｍ3好ましくは１５〜５０Ｋｇ／ｍ3の範囲とするのがよく、綿以外の場合にもほぼこれに相当する量で配合すればよい。植物繊維の配合量が多いほど通水網組織が密になるが、あまり多いと、骨材・セメント間の接合強度を低下させることにもなるので、８０Ｋｇ／ｍ3以下、好ましくは５０Ｋｇ／ｍ3以下とするのがよい。
【００１８】
植物繊維の使用にあたっては、その乾燥体をよくほぐした状態で使用するのがよい。植物繊維の性質上、その繊維一本一本の径や長さ、さらには表面状態や形状（針状か板状かなど）はランダムであるが、要するところ、その植物繊維の性質に応じてコンクリート中によく分散できるような寸法形状とすればよい。綿や麻を用いる場合には、長さがほぼ２〜１５ｍｍで、径がほぼ０.１〜１.０ｍｍ程度のものを練り混ぜ中の材料に少しづつ投入して分散させればよい。そのさい、水を混入する前の空練りを６０秒以上行うことが好ましい。セメントペーストに植物繊維を先練りし、この植物繊維入りセメントペーストを軽量骨材と混り混ぜる方法も採用できる。
【００１９】
コンクリート用分散剤を使用して植物繊維の分散を促進させることも好ましい。使用できる分散剤には各種のものがあるが、例えば高性能減水剤が挙げられる。また、必要に応じて水溶性高分子等の増粘剤や酢酸ビニール系等の接着剤を使用することもできる。セメントとして、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いる場合にはその結合促進剤例えば炭酸マグネシウム等を使用することも望ましい。低ｐＨセメントとしては、例えば特開２００１−２００２５２号公報に記載された軽焼マグネシアを主成分とする土壌硬化剤組成物が挙げられる。またこれに相当する低ｐＨセメントは商品名マグホワイトとして市場で入手できる。さらに、セメントの一部を、必要に応じて高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカヒュームなどで置換することもできる。
【００２０】
本発明に従う軽量・ソフトコンクリートを作製するための材料配合例を挙げると、例えば下記のものが例示できる。
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト）：１５０±５重量部
軽量粗骨材（ゼオライト） ：１５０±５重量部
軽量細骨材（バーミキュライト） ：１５０±５重量部
植物繊維（綿） ： ２０±２重量部
水 ：６００±２０重量部
混和剤として、
増粘剤（セルロースパウダー） ： ７±１重量部
接着剤（モビニールＤｎ２０７２） ： １３±２重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ３０±３重量部
【００２１】
この配合によって３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体（材齢２８日以上）を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の乾燥重量Ｗ１が例えば１７００ｇ以下（そのときの比重は１７００／２７００＝０.６３以下）、この乾燥重量の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の飽水重量Ｗ２が例えば２７００ｇ以下（この時の比重は２７００／２７００＝１以下）のものが得られる。
【００２２】
本発明の軽量・ソフトコンクリートは硬化体であっても、鋸で切断したり、切削等による加工が可能であるという特徴があるから、硬化体を自由に造形することができ、様々な造形コンクリート製品を作り出すことができる。
【００２３】
本発明の軽量・ソフトコンクリートは６０％以上、場合によっては７０％以上の含水率を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下であるから、軽量で且つ多量の水を保有することができ、しかも、飽水状態からの水の蒸発が活発に行われ、セメントマトリックス中での水の流動が良好に行われるという特徴があるから、この特質を生かして、これまでのものにはない有用な用途を有する。
【００２４】
例えば、屋上等の荷重制限がある部分でのヒートアイランドに対して、緑化をせずに、保水性の材料を敷設し、建物内部への熱の侵入防止が求められている。通常、そのための部材は現在まで用意されておらず、そのため、空隙のあるポーラス状のコンクリート系ブロック（平板）やウッドチップ（木片）を固化したものが用いられているが、透水性は良いものの保水性は乏しく（１０〜１５％最大）且つ材料の吸水力は小さい。これに対して本発明の軽量ソフトコンクリートでは、後記の実施例３に示すように、低給水でも長時間にわたって表面温度が上昇せず且つ軽量であるので、このための材料として非常に好適である。
【００２５】
また、構造物壁面に太陽熱による高温化が生じる問題に対し、植物等を用いて低温化する方策も行われているが、その多くが植物への水の供給と根を保持するための装置の軽量化に問題を有しており、最小限の土壌（軽量土壌を含む）を保持する保水・吸水性の高い基盤材料が望まれている。このために、ピートモスとか木片等の素材を固化したものが提案されているが、これらは固化するために接着剤を使用しているため、その接着剤が素材を包むことで吸水・保水能力が低下し、また毛管作用の連続が分離されるために基盤に接する土壌への水分供給が適正に行われず、さらには排水性も不均質になって基盤内に水が残り、根部が過灌水になって根腐れの問題も生じている。このようなことは、本発明に従う材料を用いると一挙に解決できる。例えば、後記の実施例４や５に示すように、熱による表面温度の上昇が軽減され、且つ植物植栽用基盤として著しい適応能力を発揮する。とくに、通常のコンクリート成分によるセメントの高アルカリとは異なり、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分にしているため低ｐＨを示すことで植物に対するアルカリ分の影響は少ない。
【００２６】
本発明の軽量・ソフトコンクリートの特異な用途して防火壁がある。このコンクリートで防火壁を形成すると、火災時に放水されたときに、この防火壁が貯水壁として機能する。このため、トンネルや地下構造物などの閉鎖空間を形成する材料や、石油タンク等の可燃性物質を貯蔵するための施設や構造物に対する耐火材料として有用である。
【００２７】
消防・耐火用機器としての利用も有益である。例えば消防ホースを操作している消防士の身体を火炎から保護するための楯を本発明の材料で構成し、この楯にノズルを取り付けて操作すると、楯自身が保水している状態で消防活動ができ、この場合には楯の表面温度が上昇しないので耐火用楯として有益である。すなわち、楯が水を含むことで低温化が促進する。楯の内部に水を通過させて、火災に近づく楯車に用いることもできる。水を湿潤しない時の重量は湿潤するときの５０〜６０％程度軽量になるから持ち運びやくす、その車を利用して人その他の担架車としても役立つ。また、防火扉や、構造物の内壁・外壁に利用すると、ここに水を供給する装置を付設することで、火災時の高温化を低減する装置となる。
【００２８】
さらに、本発明の軽量・ソフトコンクリートは護岸用としてもこれまでのものにはない作用効果を奏する。すなわち、コンクリート中をゆっくりと水が通過するので、急激な増水や背圧増加に対してゆっくりと緩和することができる。また、スラッジやヘドロなどの湿潤した産業廃棄物を収容する構造材に用いると、この構造材自身がろ過作用を供して水分だけを構造材の外側に放出させることができる。
【００２９】
ダムに堆積する砂泥を下流に徐々に流下させるために本発明材料を利用するこもできる。例えば、本件の材料に砂泥を混合し、比重を１以下にして浮体として流下させることができるし、比重を１以上にして柱状等のブロックにして河川中に設置することでもよい。この場合には自然に削れることで、砂泥を流下させることが可能になる。この削られる主因は配合中の植物繊維が本体表面に露出することにあり、この繊維が水流で引っ張られて削られて崩れる。
【００３０】
発泡スチロール等の合成樹脂による浮体や浮島は、時期がくれば廃棄する規定を設けている。この廃棄の問題は産業廃棄物等では処理が困難になって経費がかかる状況である。その代わりに本発明材料からなる浮体を用いることで廃棄の問題は解決される。すなわち本発明材料では土に戻すことが出来るだけでなく、加工も自由であり、さらに追加で添加することも可能であり、浮体の表面に撥水コーテイング剤を塗布することで浮体の耐久性が増す。特に発泡材とは異なり撥水材が浮体表面より（吸水能力によって）湿潤することでより強力なコーティング層が形成される。
【実施例】
【００３１】
〔実施例１〕
下記（１）に示す配合のコンクリートを練り混ぜ、得られた混練物から３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体と強度測定用供試体を作製した。
【００３２】
（１）軽量・ソフトコンクリートの配合
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト） ：１５３重量部
軽量粗骨材（ゼオライト：３〜５ｍｍ） ：１５３重量部
軽量細骨材（バーミキュライト（１〜２ｍｍ）：１５３重量部
植物繊維（綿） ： ２０重量部
水 ：６１０重量部
増粘剤（セルロースパウダー） ： ７重量部
接着剤（モビニールＤｎ２０７２） ： １３重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ３０重量部
【００３３】
強度測定用供試体の材齢２８日での圧縮強度は３.５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度は０.５Ｎ／ｍｍ2であった。また平板状供試体について材齢２８日後において、本文記載の乾燥重量と飽和重量を測定したところ、乾燥重量Ｗ１＝１５００ｇ、飽水重量Ｗ２＝２４７５ｇであり、吸水率＝６５％であった。
【００３４】
〔実施例２〕
下記（２）に示す配合のコンクリートを練り混ぜ、得られた混練物から３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体と強度測定用供試体を作製した。
【００３５】
（２）軽量・ソフトコンクリートの配合
低ｐＨセメント（商品名マグホワイト） ：３００重量部
軽量粗骨材（ゼオライト：３〜５ｍｍ） ：１４０重量部
軽量細骨材（バーミキュライト：１〜２ｍｍ）：１４０重量部
植物繊維（綿） ： ２０重量部
水 ：６５０重量部
結合促進剤（炭酸マグネシウム） ： ６０重量部
【００３６】
強度測定用供試体の材齢２８日での圧縮強度は３.５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度は０.５Ｎ／ｍｍ2であった。また平板状供試体について材齢２８日後において、乾燥重量と飽和重量を測定したところ、乾燥重量Ｗ１＝１５７３ｇ（みかけ比重＝０.５８）、飽水重量Ｗ２＝２７３９ｇ（みかけ比重１.０１）であり、含水率＝７４.１％であった。
【００３７】
飽水重量が２７３９ｇの供試体を２０℃で湿度５０％に維持した恒温恒湿槽に入れ、その重量の経時変化を計測した。その結果を表１に示した。また、図１にその含水率の経時変化を、図２に乾燥速度の経時変化を示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１および図１〜２から、飽水状態からの水の蒸発が頻繁に起こり、とくに飽水状態からの初期の乾燥速度が非常に速いことが明らかである。また、含水率が７０％でもみかけ比重は１以下であること、飽水状態から１０日後では含水率は３０％以下にまで低下することがわかる。
【００４０】
〔実施例３〕
実施例２の配合のコンクリートで30cm×30cm×厚み３cmの平板状供試体（重量：1500ｇ）を作製し、これを２４時間水中に浸漬したあと、２日目から気温２５〜３０℃、湿度５０〜６０％の室内に設置し、平板の表面温度と含水率の変化を観測した。表面温度の測定は放射温度計を使用した。
【００４１】
比較のために、小砕石を用いた透水性ポーラスコンクリートと、ウッドチップの木片集積材とから、同じ形状寸法の平板を作製し、同じ試験に供した。その結果を表２に示した。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２の結果から、本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板は表面温度が長時間にわたって上昇しないことがわかる。これに対して、透水性ポーラスコンクリートの平板では重量が重くて、屋根・屋上での敷設には向かず、温度の低下も認められない。またウッドチップ平板は軽量ではあるが、水はウッドチップ内部に入り込んで表面に出にくいため、表面温度は低下せず、また長時間の保水能力が小さいので低温化させるためにはさらに給水が必要である。本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では保水力が大きく平板全体での吸水・保水によって低温化が生じており、長期間の保水があるために低給水でよく他よりも効率のよい材料であり、加えて軽量でもあるので、屋上等の重量制限がある部分でのヒートアイランド対応材料として非常に好適であることがわかる。
【００４４】
〔実施例４〕
実施例２の配合のコンクリートで30cm×30cm×厚み３cmの平板状供試体（重量：1500ｇ）を作製し、この乾燥状態の平板（表乾状態の平板という）を台上に垂直に設置した。そして、平均６０℃の温風をこの垂直平板に対して１.５ｍの距離から直角方向に吹付け、さらに１０分後からは平板の上辺に１５℃の水を毎分１Ｌの流量で給水を開始した。そして温風の当たる表面温度と当たらない裏側の表面温度の変化を放射温度計によって測定した。その結果を表３に示した。
【００４５】
また、同じ平板に対し、実施例３と同様に２４時間水中に浸漬して含水率７０％としたもの（満水状態の平板という）についても台上に設置して同様に温風を吹き付けた。ただし、この場合には、終始平板の上部からの給水は行わずに、前記同様に表裏温度の変化を測定した。その結果を表３に示した。
【００４６】
比較のために、普通コンクリートを用いて同じ形状寸法の平板を作製し、その表乾状態の平板を台上に垂直に設置した。そして、前記の軽量・ソフトコンクリートの表乾状態の平板と同様の試験（温風吹付け開始から１０分後に給水開始）を行ない、表裏温度の変化を測定した。その結果を表３に示した。
【００４７】
【表３】
【００４８】
表３の結果から明らかなように、普通コンクリートの平板では温風による高温化が著しく、給水を行っても低温化は生じない。これに対して、満水状態の本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では保水によって温度上昇が低減されて高温化の速度が遅れる状況を示した。また表乾状態の本発明の軽量・ソフトコンクリートの平板では、給水を行うと平板内にすぐに冷却水が導かれる結果、平板温度を低下させる状況が生じた。このように、事前に保水をさせてあることによる高温化の遅延と、給水による瞬間吸水による湿潤によって低温化する現象が認められた。特に保水・吸水による水が介在することで裏面は表面以上に低温化が起こることがわかる。
【００４９】
〔実施例５〕
実施例２の配合のコンクリートで15cm×20cm×６cmのブロック状供試体（重量：1200ｇ）を作製し、このブロックの広面のほぼ中央部に直径６cmで深さ３cmの円形の窪みをほぼ等間隔に２個穿設した。この窪みに黒土を装填し、その黒土にクローバーの種子を入れたうえ２４時間水中に置いた。水から引き上げたときの供試体の重量は1998ｇであり、含水率は６６％であった。このものを室温２０〜２２℃で湿度５０〜６０％の光が当たる室内に放置して、供試体の重量変化・含水変化およびクローバーの生育状態の変化を観察した。その結果を表４に示した。
【００５０】
比較のために、同じブロック状供試体を、ピートモス主材の基質と木片主材の基質を用いて２種類作製し、前記と同様の試験を行った。それらの結果も表４に併記した。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表４に見られるように、供試体の含水率は、３日目で（イ）のピートモスのものが６％、（ロ）の木片のものが１５％、（ハ）の本発明例のものは４３％を示し、窪みに設置した黒土は（ハ）のもの以外は乾燥状態になった。（ハ）でも黒土表面は乾いた状態であったが、内部は湿っていて、３日目には播いたクローバーが発芽した。そして６日目には根が下方へ、１０日目にはクローバーと確認できる状態が、そして１８日目にはさらに生育した。これは、保水による水分の供給が毛管作用によって黒土に移行し、クローバーの生育環境が創り出されたことを示している。また、水没して使用した（ハ）の基盤の使用でも、ｐＨによる障害はなくクローバーの生育がみられた。すなわち（ハ）の本発明例のものは、植木鉢等の植栽用容器や基盤としてもｐＨの障害なく吸水と保水力によって植物は正常な育成・生長を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従う軽量・ソフトコンクリートの含水率の経時変化を示す図である。
【図２】本発明に従う軽量・ソフトコンクリートの乾燥速度の経時変化を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリート。
【請求項２】
軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）〔＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリート。
但し、乾燥重量Ｗ１は３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を、また、飽水重量Ｗ２は前記の供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量をいう。
【請求項３】
軽量粗骨材はゼオライトである請求項１または２に記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項４】
軽量細骨材はバーミキュライトである請求項１、２または３に記載の軽量・ソトフコンクリート。
【請求項５】
セメントとして、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いた請求項１ないし４のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項６】
植物繊維は綿である請求項１ないし５のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項７】
含水率が７０％以上を示し、含水率７０％のときの比重が１以下である請求項２ないし６のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項８】
飽水重量Ｗ２を有する該平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に１０日間放置したとき、含水率（％）が３０％以下にまで低下する請求項２ないし７のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項９】
圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2である請求項１ないし８のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項１】
軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリート。
【請求項２】
軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートであって、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）〔＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である軽量・ソフトコンクリート。
但し、乾燥重量Ｗ１は３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍの平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に３０日間放置したときの該供試体の質量を、また、飽水重量Ｗ２は前記の供試体を前記の乾燥重量Ｗ１の状態から水中に１０時間投入したときの飽水供試体の質量をいう。
【請求項３】
軽量粗骨材はゼオライトである請求項１または２に記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項４】
軽量細骨材はバーミキュライトである請求項１、２または３に記載の軽量・ソトフコンクリート。
【請求項５】
セメントとして、ＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメントを用いた請求項１ないし４のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項６】
植物繊維は綿である請求項１ないし５のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項７】
含水率が７０％以上を示し、含水率７０％のときの比重が１以下である請求項２ないし６のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項８】
飽水重量Ｗ２を有する該平板状供試体を２０℃で相対湿度５０％の気中に１０日間放置したとき、含水率（％）が３０％以下にまで低下する請求項２ないし７のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【請求項９】
圧縮強度が０.１〜５.０Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０.１〜１.０Ｎ／ｍｍ2である請求項１ないし８のいずれかに記載の軽量・ソフトコンクリート。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−３１４３６７（Ｐ２００７−３１４３６７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４２６７（Ｐ２００６−１４４２６７）
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００２３００１０）ジオスター株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００２３００１０）ジオスター株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
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