特開 2024-78042 コンクリート構造物、コンクリート組成物の製造方法、及びコンクリート構造物の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078042

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】コンクリート構造物、コンクリート組成物の製造方法、及びコンクリート構造物の施工方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/02 20060101AFI20240603BHJP

   C04B 18/10 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

C04B28/02

C04B18/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190355

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】久保田 洋

(72)【発明者】

【氏名】横山 茂輝

(72)【発明者】

【氏名】塚本 康誉

(72)【発明者】

【氏名】平野 勝識

【テーマコード（参考）】

4G112

【Ｆターム（参考）】

4G112PA26

(57)【要約】

【課題】バイオ炭のような保水性及び吸着性が大きい多孔質の炭をコンクリート組成物の混和材とし使用される場合に、コンクリート組成物の流動性を損なわず容易に成形でき作業性に優れたコンクリート組成物を製造する方法、及びその方法により製造されたコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】炭材料の表面に対して液体を付着させ、表面改質炭材料を調製する工程と、表面改質炭材料とセメント及び水を含む混合物とを混合させコンクリート用組成物を調製する工程を含む、コンクリート組成物の製造方法。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭材料の表面に液体を付着させ、表面改質炭材料を調製する工程と、
前記表面改質炭材料とセメント及び水を含む混合物とを混合させコンクリート用組成物を調製する工程と、
を含む、コンクリート組成物の製造方法。

【請求項2】

前記炭材料の表面に有機系被覆剤を被覆させ、前記表面改質炭材料を調製する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記炭材料表面にアルカリ土類金属の炭酸塩水溶液を含む無機系被覆剤を被覆させ、前記表面改質炭材料を調製する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記炭材料表面に界面活性剤の溶液を吸着させ、前記表面改質炭材料を調製する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項5】

前記炭材料表面にコンクリート組成物作製に使用される混和剤を吸着させ、前記表面改質炭材料を調製する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

重量百分率において、前記表面改質炭材料を０．１～１０．０％、
セメントを５．０～２０．０％、
水を５．０～２０．０％、
の割合で混合させる、請求項１～５のいずれかに記載の製造方法。

【請求項7】

請求項１に記載の製造方法にて製造されたコンクリート組成物を打設及び硬化する工程を含む、コンクリート構造物の施工方法。

【請求項8】

重量百分率において、表面が有機系被覆剤で被覆された炭材料を０．１～１０．０％、セメントを５～２０．０％、で含む、コンクリート構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はコンクリート構造物、ならびにコンクリート組成物及びコンクリート構造物の製造方法に関し、特に炭を含有するコンクリート組成物を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化抑制の観点から、空気中の二酸化炭素を貯留する様々な技術が開発され、その中で二酸化炭素をコンクリート内に固定する技術が着目されている。

【0003】

特許文献１には、活性炭などの多孔質性材料の表面に液体を付着したうえで凍結させ、それらをコンクリート作製の際の材料として使用する技術が開示されている。特許文献２には、炭素の表面にセラミックス層をコーティングして、コンクリート作製の際の材料として使用する技術が開示されている。特許文献３には、セラミックスでコーティングされた炭素をセメント水和硬化物多孔質成形体として、コンクリート作製の際の材料として使用する技術が開示されている。

【0004】

従来、家畜糞尿、もみ殻など由来の原料を３５０度程度の温度にて加熱して作製されるバイオ炭が知られている。バイオ炭は低比重かつ多孔質性であり、このバイオ炭を特許文献１～３のようなコンクリートの材料用途で使用する研究がなされてきた。

【0005】

例えば、木材（チップやペレット）をガス化炉にて高温で蒸し焼きにし、高温での加熱分解させることより可燃性ガスを発生させ、ガスエンジンにて発電する木質バイオマスガス化発電が知られている。その副産物であるバイオ炭は微細孔構造を持っており、保水性や吸着性が高いことが知られている

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４６３４２４８号公報

【特許文献2】特開２００２－２２６２４８号公報

【特許文献3】特開２００５－１５４１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、コンクリート製造に使用される混和材としてバイオ炭を用いた場合、バイオ炭の特性である「保水性」と「吸着性」が問題になることがある。

【0008】

すなわちコンクリート組成物を製造する際の混和材としてバイオ炭を用いる場合、バイオ炭の有する保水性に起因して、フレッシュコンクリート（生コン）の流動性を適正に保つために多量の水を必要とすることがある。また、バイオ炭の特性である吸着性に起因して、ＡＥ材などコンクリート組成物の性状を改善するための混和剤を加えた際に、ＡＥ材をバイオ炭が吸着してしまい、フレッシュコンクリートに求められる特性が得られにくくなるという問題があった。

【0009】

本発明は、上記問題を解決するために、バイオ炭のような保水性及び吸着性が大きい多孔質の炭材料をコンクリート組成物の混和材として使用する場合に、コンクリート組成物の流動性を損なわず容易に打設できる作業性に優れたコンクリート組成物を製造する方法、及びその方法により製造されたコンクリート組成物を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、炭材料の表面に液体を付着させ、表面改質炭材料を調製する工程と、前記表面改質炭材料とセメント及び水を含む混合物とを混合させコンクリート用組成物を調製する工程と、を含む。

【0011】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、炭材料の表面に有機系被覆剤を被覆させ、表面改質炭材料を調製する。

【0012】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、炭材料表面にアルカリ土類金属の炭酸塩水溶液を含む無機系被覆剤を被覆させ、表面改質炭材料を調製する。

【0013】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、炭材料表面に界面活性剤の溶液を吸着させ、表面改質炭材料を調製する。

【0014】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、炭材料表面にコンクリート組成物作製に使用される混和剤を吸着させ前記表面改質炭材料を調製する。

【0015】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造方法は、重量百分率において、前記表面改質炭材料を０．１～１０．０％、セメントを５．０～２０．０％、水を５．０～２０．０％、の割合で混合させる。

【0016】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート構造物の施工方法は、前記コンクリート組成物の製造方法にて製造されたコンクリート組成物を打設及び硬化する工程を含む。

【0017】

本発明の実施形態における一態様のコンクリート構造物は、重量百分率において、表面が有機系被覆剤で被覆された炭材料を０．１～１０．０％、セメントを５～２０．０％の割合で含む。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来のコンクリート組成物の製造工程を表す概略図である。

【図2】本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造工程を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明につき図面を参照しつつ説明する。なお、本発明を実施するための形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0020】

本明細書中において、コンクリート組成物とはセメント、水及びその他成分を混合した状態の組成物であり、フレッシュコンクリート（生コン）を意味する。また、コンクリート組成物を打設し硬化したものを、コンクリート構造物と呼ぶ。

【0021】

本明細書中において、炭材料とはバイオマス原料から作製された多孔質のバイオ炭及びそれと同等の炭粉末又は粒子を主成分とする材料を意味し、例えば多孔質でない結晶性の炭材料などは含まない。また、用途に応じて炭以外の添加物を若干量含むものも含む。

【0022】

本明細書中において、付着とは、化学的な結合作用に基づく吸着及び物理的に対象物の全部又は一部を覆う被覆の両方を含むものとする。

【0023】

建築物などに用いられるコンクリート構造物は、まず凝固前の流動性のあるコンクリート組成物（生コン）を製造し、それを型枠に打設して硬化させることにより、一定の強度を有する建築部材等として使用できるようになる。

【0024】

コンクリート組成物は、前述のように型枠に打設する工法が用いられるため、打設時のワーカビリティの指標として一定の流動性が求められる。そのため、通常は多量の水が添加される。さらに、強度を保つために一定の流動性を担保しつつ内部に含まれる骨材などが均一に分散していることが必要となる。そのため、コンクリート組成物を構成する各成分の量は、適正な比率に調整される必要がある。なお、施工の際には、コンクリート組成物内の空気量、温度、塩化物量なども適正に調整されたうえで、打設及び硬化されることとなる。

【0025】

図１は、コンクリート組成物を作製する際の従来の製造工程を示す概要図である。コンクリート組成物を構成する成分は、主にセメント、水、混和材、骨材、混和剤からなる。これらをそれぞれ適量に計量し、ミキサーで所定時間混合させることにより、流動性のあるコンクリート組成物が製造される。

【0026】

セメントはコンクリート組成物を構成する主成分であり、一般的には、水や液体などにより水和や重合することで硬化する粉体を意味する。本発明の実施形態において使用されるセメントは限定されるものではないが、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの公知のセメント又はそれらの混合物を使用することができる。

【0027】

セメントの量はコンクリート組成物を作製する際の混合比率において、適宜設定することができる。しかしセメントの含有量が高すぎると乾燥収縮が大きくなるため、ひび割れしやすくなり、低すぎると他の混合物を均一結合させることができず強度が不足しやすくなる。したがって、コンクリート組成物全重量の５．０～２０．０％の含有量となるように混合されることが好ましい。

【0028】

水は、凝結補助剤としてセメントの硬化を補助する成分である。また、コンクリート組成物の流動性を調整し、型に入れる際の作業性を調整し、又はコンクリート内に鉄筋を配置しやすくする成分である。水は、コンクリート組成物を作製する際の混合比率において、含有量が高すぎると乾燥時の収縮が大きくなりひび割れしやすくなり、低すぎるとコンクリート組成物の流動性が低下し、打設しにくくなる。したがって、水は、コンクリート組成物全重量の５．０～２０．０％の含有量となるように混合されることが好ましい。使用する水としては、水道水、工業用水、回収水、地下水、河川水、雨水、海水等を使用することができる。

【0029】

混和材は、セメントとともに多量に混合される構成成分の１つであり、コンクリート組成物の品質を向上させるために混合される。一般的には高炉スラグ微粉末、火山灰、フライアッシュ、シリカフュームなどが利用される。また、詳細は後述するが、本発明の実施形態における一態様では、混和材としてバイオ炭などの炭材料を使用する。

【0030】

混和材は、コンクリート組成物を作製する際の混合比率において、含有量が高すぎると中性化抵抗性が低下する。したがって、混和材は、コンクリート組成物全重量の５～７０．０％の含有量となるように混合されることが好ましい。また、混和材の一部として炭材料を使用する場合、炭材料はコンクリート組成物全重量の０．１～１０．０％の含有量となるように混合されることが好ましい。

【0031】

骨材はセメントの充填剤としての機能のほか、骨材を適切に選択することによりコンクリートの収縮低減、発熱抑制、剛性付与、耐磨耗性付与の機能を有することができる。通常、骨材は粒径により粗骨材及び細骨材に分類され、例えば平均粒径が５．０ｍｍ以上のものを粗骨材、５．０ｍｍ以下のものを細骨材と呼んでもよい。骨材としては、川砂、海砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、および再生粗骨材砂、などを使用することができる。

【0032】

骨材は、コンクリート組成物を作製する際の混合比率において、含有量が高すぎると骨材分離が生じやすい荒々しいコンクリートとなるが、低すぎるとコンクリートの流動性が低下する。したがって、骨材は、コンクリート組成物全重量の５０．０～７０．０％の含有量となるように混合されることが好ましい。

【0033】

混和剤は、コンクリートの用途に応じて、必要な機能を付与するために混合される成分である。

【0034】

混和剤としては、水溶性高分子物質、高分子エマルジョン、硬化遅延剤、早強剤・促進剤、消泡剤、ＡＥ剤、防水剤、防錆剤、ひび割れ低減剤、膨張剤などの公知の混和剤を使用することができる。混和剤は単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。

【0035】

水溶性高分子物質としては、例えばポリアクリル酸（塩）、ポリメタクリル酸（塩）、ポリマレイン酸（塩）、アクリル酸・マレイン酸共重合物の塩などの不飽和カルボン酸重合物、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの非イオン性セルロースエーテル類、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの多糖類の誘導体、 酵母グルカンやキサンタンガム、６－１．３グルカン類などの微生物醗酵によって製造される多糖類、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、デンプンなどが使用できる。

【0036】

高分子エマルジョンとしては、例えば（メタ）アクリル酸アルキルなどの各種ビニル単量体の共重合物などが使用できる。

【0037】

硬化遅延剤としては、グルコース、フラクトース、ガラクトース、サッカロース、キシロース、アピオース、リボース、異性化糖などの単糖類や、二糖、三糖などのオリゴ糖、またはデキストリンなどのオリゴ糖、またはデキストランなどの多糖類、これらを含む糖蜜などの糖類、ソルビトールなどの糖アルコール、ケイフッ化マグネシウム、リン酸およびその塩またはホウ酸エステル類、アミノカルボン酸およびその塩、アルカリ可溶タンパク質、フミン酸、タンニン酸、フェノール、グリセリンなどの多価アルコール、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）およびこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などのホスホン酸およびその誘導体などが使用できる。

【0038】

早強剤・促進剤としては、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウムなどの可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウムなどの塩化物、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、ギ酸およびギ酸カルシウムなどのギ酸塩、アルカノールアミン、アルミナセメント、カルシウムアルミネートシリケートなどが使用できる。

【0039】

消泡剤としては、燈油、流動パラフィンなどの鉱油系消泡剤、動植物油、ごま油、ひまし油、これらのアルキレンオキシド付加物などの油脂系消泡剤、オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物などの脂肪酸系消泡剤、グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックスなどの脂肪酸エステル系消泡剤、オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類などのアルコール系消泡剤、アクリレートポリアミンなどのアミド系消泡剤、リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェートなどのリン酸エステル系消泡剤、アルミニウムステアレート、カルシウムオレエートなどの金属石鹸系消泡剤、ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン（ジメチルポリシロキサンなどのポリオルガノシロキサン）、フルオロシリコーン油などのシリコーン系消泡剤などが使用できる。

【0040】

ＡＥ剤としては、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、ＡＢＳ（アルキルベンゼンスルホン酸）、ＬＡＳ（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸）、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキル（フェニル）エーテル、ポリオキシエチレンアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステルまたはその塩、ポリオキシエチレンアルキル（フェニル）エーテルリン酸エステルまたはその塩、蛋白質材料、アルケニルスルホコハク酸、α－オレフィンスルホネートなどが使用できる。

【0041】

防水剤としては、脂肪酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックスなどが使用できる。

【0042】

防錆剤としては、亜硝酸塩、リン酸塩、酸化亜鉛などが使用できる。

【0043】

ひび割れ低減剤としては、ポリオキシアルキルエーテルなどが使用できる。

【0044】

膨張材としては、エトリンガイト系、石炭系の膨張剤が使用できる。

【0045】

さらに、本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物は、その他の従来公知のセメント添加剤であるセメント湿潤剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、セルフレベリング剤、防錆剤、着色剤、防カビ剤などを使用することができる。

【0046】

混和剤は、コンクリート組成物を作製する際の混合比率において、含有量が高すぎると材料分離が生じるが、低すぎると目標とする流動性やワーカビリティーを得ることが出来ない。したがって、コンクリート組成物全重量の０．０１～２．５％の含有量となるように混合されることが好ましい。

【0047】

本発明の実施形態において、コンクリート組成物の混和材として炭材料を含有させることができる。前述のように、バイオ炭のような炭材料は保水性や吸着性が大きい多孔質材料であるため、そのままコンクリート組成物の混和材として使用すると、コンクリート組成物の流動性を損ない打設しにくくなり、又は混和剤を吸着してしまうことで混和剤の添加の効果を損なうことがある。

【0048】

本発明者は、コンクリート組成物を製造する工程において、炭材料をセメント、水、骨材等の他の成分と混合させる前に、炭材料表面に液体を付着させることにより、炭材料の有する保水性及び吸着性を減じた表面改質炭材料作製することで、混和材として使用して得ることを見出した。

【0049】

炭材料表面への液体の付着は、炭材料表面に液体を被覆させることであってもよい。液体を炭材料の表面に被覆させて、炭材料の多孔質状の表面の一部又は全部を覆ってしまうことにより保水性を減じ、コンクリート組成物製造時に過剰な水を添加しなくとも流動性を適切な状態に維持することができる。

【0050】

炭材料の表面に被覆される液体としては、例えば有機系被覆剤を用いることができる。有機性溶液としては、例えば、寒天、ゼラチン、廃糖蜜、でんぷんなどの多糖類、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂溶液、フッ素樹脂、シリコン樹脂、シラン、シロキサンなどの化合物あんどの撥水性溶液、脂肪酸系化合物などの溶液、或いは油脂、タールなどの公知の有機材料を使用することができる。

【0051】

炭材料の表面に被覆される他の液体としては、アルカリ土類金属水酸化物水溶液などの無機系被覆剤を使用してもよい。アルカリ土類金属水酸化物の水溶液は、二酸化炭素暴露によりアルカリ土類金属炭酸塩を形成するため、炭材料表面にアルカリ土類金属水酸化物水溶液をいったん被覆させ、その後、二酸化炭素暴露により炭材料表面上にアルカリ土類金属炭酸塩を形成させてもよい。また使用する水溶液としては、セメント系排水などの産業分野からの副生物であることが望ましい。また、セメント系排水を用いる場合、炭材料の粒径が大きく粒子間の通気が可能である場合（例えば５ｍｍ以上）の場合は、排水に含浸させた炭材料の粒子を取り出し、二酸化炭素含有ガスを通気する養生槽内に静置させるなどして、粒子表面に炭酸カルシウムを形成させても良い。

【0052】

炭材料表面に液体を被覆させる方法は、例えば、炭材料の表面に上述の有機又は無機系被覆剤を噴霧し、その後混錬させてもよい。或いは、炭材料を液体の中に浸漬、必要に応じて乾燥させることにより行ってもよい。

【0053】

炭材料の表面への液体の付着は、炭材料表面に液体を吸着させることにより行ってもよい。炭素からなる多孔質材料は、対象物質との化学反応により表面において化学結合を形成し、それにより対象物を吸着することができる。したがって、吸着性の高い炭材料表面において混和剤と化学反応が起きる前に、事前に別の物質を吸着させることで、炭材料の吸着能力を減じ、後に混和剤を添加させることによる効果を発揮できるようになる。

【0054】

炭材料表面に吸着される液体としては、界面活性剤を使用してもよい。界面活性剤としてはカルボン酸塩やスルホン酸塩のような陰イオン界面活性剤、アミン塩型、アンモニウム塩型のような陽イオン界面活性剤を使用することができる。

【0055】

炭材料表面に吸着される液体として混和剤を用いる場合は、材料設計で計算した混和剤の一部を使用してもよい。したがって、炭材料表面に吸着される混和剤の重量と、セメントと混合される混和剤の重量を足すことで、材料設計値の混和剤となる。例えば、全ての材料を混合する工程で使用する混和剤よりも安価な混和剤をあらかじめ炭材料表面に吸着させておけば、後に高価な混和剤を使用しても炭材料に吸着されず、その機能効果を存分に発揮できるようにすることができる。混和剤としては、例えばポリオール複合体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、オキシカルボン酸などを主成分とする減水剤などを使用できる。また通常、炭材料表面は負の電荷を有しているため、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄などの陽イオン性物質の溶液を使用してもよい。

【0056】

炭材料の表面に液体を吸着させる方法は、炭材料の表面に液体を噴霧し、その後混錬させてもよい。或いは、炭材料を液体の中にいったん浸漬、必要に応じて乾燥させることにより行ってもよい。

【0057】

本発明の実施形態において使用される炭材料の粒径は限定されるものではない。しかし炭材料の粒径が大きすぎるとコンクリートの強度低下を起こす可能性があり、小さすぎると粉じん発生や装置等への付着が多くなるなど取扱いが難しくなるため、０．１～１０ｍｍの範囲であることが好ましい。

【0058】

次に、本発明の実施形態におけるコンクリート材料の製造工程について説明する。図２は本発明の実施形態における一態様のコンクリート組成物の製造手順を示す工程図である。

【0059】

最初に、コンクリート組成物の原料となるセメント、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を適量混合し、ミキサーで混合する（Ｓ１０１）。また、別工程として粉末又は粒子状の炭材料と付着用液体とを混合し、その後、混錬することにより炭材料の表面に液体を十分に付着させ、表面改質炭材料を作製する（Ｓ１０２）。その際、炭材料の表面における液体の付着が十分に行われるよう、所定の時間、静置してもよい。また必要に応じて乾燥させても良い。

【0060】

液体が付着された炭材料を、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和剤の混合物と混合させる（Ｓ１０３）。以上によりコンクリート組成物を生成させる。通常、コンクリート組成物は次工程で型に打設することができる程度の流動性を有するように、各原料の量を調整される。

【0061】

製造されたコンクリート組成物は所望の型に入れられ、打設及び硬化されコンクリート構造物となる。

【実施例0062】

以下、実施例により本発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。

【0063】

＜コンクリート組成物１＞
バイオ炭からなる炭材料５０ｋｇを撥水材としてのオレイン酸５０ｋｇとミキサーで混合し、混錬後、１時間静置して液体被覆済炭混合物とした。
ポルトランドセメント２８５ｋｇ、水１８５ｋｇ、細骨材としての天然骨材７５０ｋｇ、粗骨材としての天然骨材８９０ｋｇ、混和剤としてポリカルボン酸からなる高性能ＡＥ減水剤３ｋｇ、をミキサーで混合し、セメント混合物とした。

【0064】

液体被覆済炭混合物１００ｋｇとセメント混合物２１１３ｋｇを混合し、コンクリート組成物１を作製した。

【0065】

＜コンクリート組成物２＞
バイオ炭からなる炭材料５０ｋｇを陰イオン界面活性剤としてリグニンスルホン酸塩１４ｋｇとミキサーで混合し、混錬後、１時間静置して液体吸着済炭混合物とした。
ポルトランドセメント２８５ｋｇ、水１８５ｋｇ、細骨材として天然骨材８２０ｋｇ、粗骨材として天然骨材８９０ｋｇ、混和剤としてポリカルボン酸からなる高性能ＡＥ減水剤３ｋｇ、をミキサーで混合し、セメント混合物とした。

【0066】

液体吸着済炭混合物６４ｋｇとセメント混合物２１８３ｋｇを混合し、コンクリート組成物２を作製した。

【0067】

コンクリート組成物１及び２は、事前処理しないバイオ炭を混合したコンクリート組成物よりも、少ない水の量でコンクリート組成物を作製することができた。

【0068】

＜コンクリート組成物３＞
水酸化カルシウムを含有するセメント系排水１０００Ｌ中（溶存Ｃａ濃度として２０００ｍｇ／Ｌ以上）にバイオ炭からなる炭材料５０ｋｇを投入した。この混合物を攪拌しつつ、混合物中に二酸化炭素ガスを吹き込むことにより、セメント系排水に含まれる水酸化カルシウムの一部を化学変化させ炭酸カルシウムを析出させた。曝気後のセメント系排水をろ過及び凝集沈殿処理を行い、炭を含有する汚泥ケーキを収集した。汚泥ケーキ中の炭は、細孔内や表面の一部に炭酸カルシウムが形成されている表面改質炭材料であることが確認できた。

【0069】

表面に炭酸カルシウムが形成された上述の表面改質炭材料５５ｋｇを、コンクリート組成物１に用いたセメント混合物２１３３ｋｇと混合し、コンクリート組成物３を作製した。コンクリート組成物３は、コンクリート組成物１及び２と同様に、事前処理しないバイオ炭を混合したコンクリート組成物よりも、少ない水の量でコンクリート組成物を作製することができた。

【0070】

以上より、本発明における、コンクリート材料の製法を用いることにより、バイオ炭などの炭材料を一定量混合含有したうえ、実用性に足りるコンクリート材料が作製できることがわかった。この方法により、地球温暖化防止のための土壌炭素貯留技術と、建築材料として有用なコンクリート材料の製造技術を両立することができる。

【0071】

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0072】

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される

【図1】

【図2】