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技術 コンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法

出願人 清水建設株式会社東洋アルミニウム株式会社
発明者 依田侑也黒田泰弘辻埜真人湯浅竜貴西川浩之関口朋伸麻植啓司寺澤侑哉
出願日 2015年3月4日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2015-042922
公開日 2016年9月5日 (4年8ヶ月経過) 公開番号 2016-160715
状態 特許登録済
技術分野 積層体(2) 建築現場における取りはずす型枠、補助部材
主要キーワード 窪みの発生 脱落抑制 製作工場 有機高分子成分 親水性酸化物 親水性シリカ粒子 塗装合板 充填粒子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月5日)のものです。
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図面 (10)

課題

表面に段差を有するコンクリートを製造する場合に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法を提供する。

解決手段

コンクリート成形用の型枠10であって、コンクリート表面に段差26を付与可能な段差部24を有する型面20と、この型面20の少なくとも段差部24に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層22とを備えるようにする。

概要

背景

一般に、型面に模様目地などの段差のある型枠を用いてコンクリート打設すると、意匠性の高い仕上がりのコンクリート表面が得られる。

しかしながら、図7(1)に示すように、コンクリート1を打設した際に型枠2の型面に接する気泡3が段差4によって外部に抜けにくくなるため、図7(2)に示すように、硬化したコンクリート表面には空気あばた等の窪み5ができやすくなる。特に、段差の下部に気泡が溜まりやすく、これを防ぐため目地等の段差には通常、テーパーと呼ばれる傾斜面が付けられるが、それでも空気あばたができることが多い。また、コンクリート表面に木目調石材調のような意匠性を付与するための段差が型枠に存在すると、段差の下部に対応する位置に空気あばたができやすく、程度によっては補修を行う必要がある。コンクリート表面の段差に生じる空気あばたの一例を図8に示す。

なお、本出願人は、コンクリート成形用型枠およびその製造方法に関し、既に特願2014−069980号および特願2014−128481号に示すような技術を提案している。特願2014−069980号に示される技術は、型面の少なくとも一部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を備え、優れた離型性能持続的に発揮できるようにしたものである。また、特願2014−128481号に示される技術は、型面の少なくとも一部に水に対する接触角が130°以上の撥水層を備え、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡をより確実に低減するようにしたものである。

また、コンクリート表面に生じる空気あばた等を低減するための従来の型枠の技術として、例えば特許文献1〜7に示される技術が知られている。

概要

表面に段差を有するコンクリートを製造する場合に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法を提供する。コンクリート成形用の型枠10であって、コンクリート表面に段差26を付与可能な段差部24を有する型面20と、この型面20の少なくとも段差部24に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層22とを備えるようにする。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面に段差を有するコンクリートを製造する場合に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えることを特徴とするコンクリート成形用型枠。

請求項2

型面と多孔質層との間に、充填粒子含有層が介在することを特徴とする請求項1に記載のコンクリート成形用型枠。

請求項3

型面と多孔質層との間に、下地層が介在することを特徴とする請求項1または2に記載のコンクリート成形用型枠。

請求項4

多孔質層は、水に対する接触角が150°以上の撥水層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠。

請求項5

段差部の高さが15mm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠。

請求項6

請求項1〜5のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、少なくとも段差部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を設けることを特徴とするコンクリート成形用型枠の製造方法。

請求項7

請求項1〜5のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリート打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする表面に段差を有するコンクリートの製造方法。

請求項8

請求項1〜5のいずれか一つに記載のコンクリート成形用型枠を用いて製造されたコンクリート。

技術分野

0001

本発明は、主に建築土木分野などで使用されるコンクリート成形用型枠、および、その製造方法、ならびに、表面に段差を有するコンクリートの製造方法に関し、特に、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法に関するものである。

背景技術

0002

一般に、型面に模様目地などの段差のある型枠を用いてコンクリートを打設すると、意匠性の高い仕上がりのコンクリート表面が得られる。

0003

しかしながら、図7(1)に示すように、コンクリート1を打設した際に型枠2の型面に接する気泡3が段差4によって外部に抜けにくくなるため、図7(2)に示すように、硬化したコンクリート表面には空気あばた等の窪み5ができやすくなる。特に、段差の下部に気泡が溜まりやすく、これを防ぐため目地等の段差には通常、テーパーと呼ばれる傾斜面が付けられるが、それでも空気あばたができることが多い。また、コンクリート表面に木目調石材調のような意匠性を付与するための段差が型枠に存在すると、段差の下部に対応する位置に空気あばたができやすく、程度によっては補修を行う必要がある。コンクリート表面の段差に生じる空気あばたの一例を図8に示す。

0004

なお、本出願人は、コンクリート成形用型枠およびその製造方法に関し、既に特願2014−069980号および特願2014−128481号に示すような技術を提案している。特願2014−069980号に示される技術は、型面の少なくとも一部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を備え、優れた離型性能持続的に発揮できるようにしたものである。また、特願2014−128481号に示される技術は、型面の少なくとも一部に水に対する接触角が130°以上の撥水層を備え、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡をより確実に低減するようにしたものである。

0005

また、コンクリート表面に生じる空気あばた等を低減するための従来の型枠の技術として、例えば特許文献1〜7に示される技術が知られている。

先行技術

0006

特開2012−236367号公報
特開平6−317011号公報
特開2006−137101号公報
特開2012−237157号公報
特許第5139684号公報
特開昭63−306004号公報
特開平2−289762号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面に段差を有するコンクリートを製造する場合に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減することができるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコンクリート成形用型枠は、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えることを特徴とする。

0009

ここで、本発明に係るコンクリート成形用型枠によって成形されるコンクリートとは、モルタルセメントペーストなどのセメントを含有するセメント系材料を含む広義のコンクリートを意味するものである。

0010

また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、型面と多孔質層との間に、充填粒子含有層が介在することを特徴とする。

0011

また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、型面と多孔質層との間に、下地層が介在することを特徴とする。

0012

また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、多孔質層は、水に対する接触角が150°以上の撥水層であることを特徴とする。

0013

また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、段差部の高さが15mm以下であることを特徴とする。

0014

また、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、少なくとも段差部に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層を設けることを特徴とする。

0015

また、本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリート打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする。

0016

また、本発明に係るコンクリートは、上述したコンクリート成形用型枠を用いて製造されたコンクリートである。

発明の効果

0017

本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えるので、疎水性酸化物微粒子から形成される段差部の多孔質層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減し、コンクリート表面の意匠性を向上することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0018

図1は、本発明に係るコンクリート成形用型枠の実施の形態を示す断面図であり、(1)はコンクリート打込み時、(2)は脱型時の図である。
図2は、水に対する接触角αの説明図であり、(1)は鋭角の場合の図、(2)は鈍角の場合の図である。
図3は、本発明に係るコンクリート成形用型枠の他の実施の形態を示す断面図である。
図4は、本発明の効果を検証するための実験用型枠の図であり、(1)は斜視図、(2)は側面図である。
図5は、実験用型枠の写真図であり、(1)は段差部の外観、(2)はコンクリート打設状況を示す図である。
図6−1は、実験結果を示すコンクリート表面の写真図であり、(1)は段差部の高さ0mmで撥水層なしの場合、(2)は段差部の高さ0mmで撥水層ありの場合、(3)は段差部の高さ3mmで撥水層なしの場合、(4)は段差部の高さ3mmで撥水層ありの場合、(5)は段差部の高さ6mmで撥水層なしの場合、(6)は段差部の高さ6mmで撥水層ありの場合である。
図6−2は、実験結果を示すコンクリート表面の写真図であり、(1)は段差部の高さ9mmで撥水層なしの場合、(2)は段差部の高さ9mmで撥水層ありの場合、(3)は段差部の高さ12mmで撥水層なしの場合、(4)は段差部の高さ12mmで撥水層ありの場合、(5)は段差部の高さ15mmで撥水層なしの場合、(6)は段差部の高さ15mmで撥水層ありの場合である。
図7は、従来の段差のある型枠を用いてコンクリートを打設する場合の図であり、(1)はコンクリート打込み時、(2)は脱型時の図である。
図8は、コンクリート表面の段差に生じる空気あばたの一例を示す写真図である。

実施例

0019

以下に、本発明に係るコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

0020

図1(1)は、本実施の形態の模式的な断面図である。この図に示すように、本実施の形態に係るコンクリート成形用型枠10は、コンクリート1を成形するための型枠であって、型枠本体12と、コンクリート1の表面に溝などの段差を付与可能な段差部24を有する型面20と、段差部24の表面および型面20に設けられた撥水層22とを備えるものである。撥水層22は、水に対する接触角αが150°以上の撥水性の表面を有する層である。段差部24の形状は、水平方向に棒状に延在する角型断面のものであり、型面20上に側面視でU字状の段差を形成する。段差部24は、鉛直方向に等間隔に離れた複数箇所に設ける。

0021

ここで、撥水性とは、水による濡れにくさを表す性質をいい、図2に示すように、固体表面(本発明では撥水層22の表面)上に置かれた水滴の接触角αが撥水性の指標になっている。一般には接触角αが90°以上の場合には撥水性、110°から150°の場合には高撥水性、150°以上の場合には超撥水性とされる。材料の表面自由エネルギー下げても接触角αは120°が限界といわれており、それ以上を実現するには後述するように表面形状を特殊なものに加工する必要がある。

0022

撥水層22は、例えば図3に示すように、型枠本体12の表面上および段差部24の表面上に設けた下地層14と、この下地層14の上に設けた充填粒子含有層16と、この充填粒子含有層16の上に設けた超撥水性の多孔質層18とにより構成することができる。多孔質層18は、例えば疎水性酸化物微粒子により形成され、型面20および段差部24の表面のコンクリート1と接する側の最表面に配置される。

0023

なお、下地層14や充填粒子含有層16は必要に応じて介在させればよく、下地層14を複数にしたり、下地層14以外の任意の層を介在させたりすることもできる。

0024

上記の構成によれば、型面20および段差部24の表面の表面張力が撥水層22によって著しく高くなることで、図1(1)に示すように、打ち込み時に連行されたコンクリート1中の気泡3が撥水層22の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート1の表面の気泡3は従来よりも表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡3は、型枠本体12の外部からハンマー等によって加えられる小さな振動で上昇してコンクリート1の表面から容易に抜けやすい。したがって、本発明によれば、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができる。

0025

また、図1(2)に示すように、段差部24の撥水層22の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート1の表面の段差26に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減するので、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。

0026

次に、型枠本体12、段差部24、下地層14、多孔質層18、充填粒子含有層16の具体的な構成および作用について説明する。

0027

[型枠本体、段差部]
型枠本体12および段差部24の材質は、慣用されているものであれば制限を受けず、木材、金属、合成樹脂天然樹脂、それらの複合材等から選択することができる。型枠本体12は一般的には、コストや汎用性の点で木材や塗装合板を使用するのが好ましい。また、型枠本体12の形状や大きさ等についても、目的とするコンクリート成形体に応じて適宜設計することができる。

0028

また、段差部24は水平方向に棒状に延在する角型断面のものに限らず、任意方向(例えば、鉛直方向や水平に対して斜め方向など)に棒状に延在する任意断面(例えば、三角形断面など)の部材(例えば、目地棒など)によって構成してもよい。また、例えば木目調や石材調のような凹凸などにより段差部24を構成してもよい。

0029

型枠本体12および段差部24の表面には適宜、下塗り塗装や、目止め塗装プライマー塗装着色塗装などを施すこともできる。本発明では、これらの塗装による塗膜を下地層14と称する。型面20と多孔質層18との間に、下地層14を介在させることにより、型面20の凹凸矯正、多孔質層18や充填粒子含有層16の密着性向上、型枠本体12の耐久性向上を図ることができる。また、段差部24の表面と多孔質層18との間に、下地層14を介在させることにより、段差部24の表面の凹凸矯正、多孔質層18や充填粒子含有層16の密着性向上、段差部24の耐久性向上を図ることができる。

0030

[下地層]
下地層14の形成は、公知の下塗り剤目止め剤プライマー着色剤を用いて、公知の塗布(コート)方法を採用できるので、ここでは詳述しない。充填粒子含有層16については後述する。

0031

[多孔質層]
多孔質層18は、型面20の少なくとも一部(コンクリートと接する側の最表面)と段差部24の表面に形成されるものである。多孔質層18を形成する原料である疎水性酸化物微粒子としては、疎水性を有するものであれば特に限定されず、表面処理により疎水化されたものであってもよい。例えば、親水性酸化物微粒子シランカップリング剤等で表面処理を施し、表面状態を疎水性とした微粒子を用いることもできる。酸化物の種類も、疎水性を有するものであれば特に限定されない。例えばシリカ二酸化珪素)、アルミナチタニア等の少なくとも1種を用いることができる。これらは公知または市販のものを採用することができる。

0032

例えば、シリカとしては、製品名「AEOSIL R972」、「AEROSIL R972V」、「AEROSIL R972CF」、「AEROSIL R974」、「AEROSIL RX200」、「AEROSIL RX300」、「AEROSIL NX90G」、「AEROSIL RY200」(以上、日本アエロジル株式会社製)、「AEROSIL R202」、「AEROSIL R805」、「AEROSIL R812」、「AEROSIL R812S」(以上、エボニックデグサ社製)、「サイロホービック−100」、「サイロホービック−200」、「サイロホービック−603」(以上、富士シリシア化学株式会社製)等が挙げられる。なお、AEROSIL、サイロホービックは登録商標である。

0033

チタニアとしては、製品名「AEROXIDE TiO2 T805」(エボニックデグサ社製)等が例示できる。アルミナとしては、製品名「AEROXIDE Alu C」(エボニック デグサ社製)等をシランカップリング剤で処理して粒子表面を疎水性とした微粒子が例示できる。なお、AEROXIDEは登録商標である。

0034

この中でも、疎水性シリカ微粒子を好適に用いることができる。とりわけ、より優れた撥水性が得られるという点において、表面にトリメチルシリル基を有する疎水性シリカ微粒子が好ましい。これに対応する市販品としては、例えば上記「AEROSIL RX200」、「AEROSIL RX300」、「AEROSIL NX90G」(以上、日本アエロジル株式会社製)、「AEROSIL R812」、「AEROSIL R812S」、「AEROSIL R8200」(以上、エボニックデグサ社製)等が挙げられる。

0035

疎水性酸化物微粒子の粒度は限定的ではないが、一次粒子平均径が3nm〜10μmであることが好ましく、より好ましくは3〜100nmであり、最も好ましくは5〜50nmである。一次粒子平均径を上記範囲とすることにより、その凝集体中にある空隙に空気等の気体を保持することができる結果、多孔質構造となり、優れた離型性を発揮することができる。この凝集状態は、型面20(コンクリートと接する側の最表面)および段差部24の表面に付着した後も維持されるので、優れた離型性を発揮することができる。特に、一次粒子平均径が3〜100nmの疎水性酸化物微粒子を用いることにより、三次元網目状の多孔質構造の表面を有するコンクリート成形用型枠10を得ることできる。

0036

型面20および段差部24の最表面に形成される疎水性酸化物微粒子の多孔質層18は、三次元網目状構造を有する多孔質状であるのが好ましく、その厚みは0.1〜500μm程度が好ましく、0.5〜20μm程度がさらに好ましい。このようなポーラスな状態で形成することにより、当該層に空気を多く含むことができ、より優れた離型性を発揮することができる。

0037

なお、本発明において、一次粒子平均径の測定は、走査型電子顕微鏡(FE−SEM)で実施することができ、走査型電子顕微鏡の分解能が低い場合には透過型電子顕微鏡等の他の電子顕微鏡を併用して実施してもよい。具体的には、粒子形状が球状の場合はその直径、非球状の場合はその最長径最短径との平均値を直径とみなし、走査型電子顕微鏡等による観察により任意に選んだ50個分の粒子の直径の平均を一次粒子平均径とする。

0038

疎水性酸化物微粒子の比表面積BET法)は特に制限されないが、通常50〜300m2/gが好ましく、100〜300m2/gがさらに好ましい。

0039

型面20(コンクリートと接する側の最表面)および段差部24の表面への塗布に際しては、疎水性酸化物微粒子をそのまま付与してもよいし(乾式方法)、あるいは疎水性酸化物微粒子を溶媒に分散してなる分散液を塗工することにより付与してもよい(湿式方法)。本発明では、工業的に均一な塗膜(疎水性酸化物微粒子層)が得られやすく、しかも三次元網目状構造が得られやすいという見地より、後者の湿式方法が好ましい。

0040

上記の分散液を用いる場合、分散液に用いる溶媒は、例えばアルコールエタノール)、シクロヘキサントルエンアセトン、IPA、プロピレングリコールヘキシレングリコールブチルジグリコールペンタメチレングリコールノルマルペンタンノルマルヘキサンヘキシルアルコール等の有機溶剤を適宜選択することができる。この際、微量の分散剤、着色剤、沈降防止剤粘度調整剤等を併用することもできる。溶媒に対する疎水性酸化物微粒子の分散量は通常10〜300g/L(リットル)程度、好ましくは30〜100g/L程度とすればよい。

0041

また、分散液を塗工する方法も制限されず、例えばスプレー刷毛ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法インクジェット印刷スクリーン印刷グラビア印刷)、滴下法等も採用することができる。塗布後は、室温〜150℃程度で適宜乾燥させればよい。

0042

疎水性酸化物微粒子を型面20および段差部24の表面に付与する場合の付与量は、通常は所望の離型性等に応じて適宜設定することができるが、固形分基準で例えば0.1〜100g/m2程度、好ましくは0.5〜20.0g/m2程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、より優れた離型性を長期にわたって得ることができる上、疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、コスト等の点でも一層有利となる。

0043

[充填粒子含有層]
充填粒子含有層16は、型面20および段差部24の表面と多孔質層18との間に介在させるのが好ましい。充填粒子含有層16は、充填粒子がマトリックス中に分散した層である。この充填粒子含有層16を介在させることにより、コンクリート成形用型枠10の離型性をさらに長期間維持することができる。充填粒子としては、有機成分および無機成分の少なくとも1種を含む充填粒子を採用することができる。充填粒子含有層16を型面20および段差部24の表面と多孔質層18との間に介在させる場合の付与量は、固形分基準で例えば0.1〜100g/m2程度、好ましくは1.0〜20.0g/m2程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、疎水性酸化物微粒子のより優れた密着性を長期にわたって得ることができる上、充填粒子含有層16上に塗布された疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、耐久性等の点でも有利となる。なお、充填粒子含有層16を付与する方法は、特に制限されるものではないが、例えばスプレー、刷毛、ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法、滴下法等も採用することができる。付与(塗工)の際は、下記マトリックスを適当な溶剤希釈することもでき、付与後は、室温〜150℃程度で適宜乾燥させればよい。

0044

無機成分としては、例えば1)アルミニウム、銅、鉄、チタン、銀、カルシウム等の金属またはこれらを含む合金または金属間化合物、2)酸化珪素酸化アルミニウム酸化ジルコニウム酸化チタン酸化鉄等の酸化物、3)リン酸カルシウムステアリン酸カルシウム等の無機酸塩または有機酸塩、4)ガラス、5)窒化アルミニウム窒化硼素炭化珪素窒化珪素等のセラミック等を好適に用いることができる。

0046

本発明の充填粒子は、無機成分からなる粒子あるいは有機成分からなる粒子のほか、無機成分および有機成分の両者を含む粒子を用いることができる。この中でも特に、アクリル系樹脂粒子ポリエチレン系樹脂粒子親水性シリカ粒子リン酸カルシウム粒子炭粉焼成カルシウム粒子、未焼成カルシウム粒子、ステアリン酸カルシウム粒子等の少なくとも1種を用いることがより好ましい。

0047

充填粒子の平均粒子径レーザー回折式粒度分布計による)は0.3〜100μm程度が好ましく、1〜50μmがさらに好ましく、5〜30μmがよりさらに好ましく、20〜30μmが最も好ましい。0.3μm未満では取扱い性凹凸形成等の点で不向きである。他方、100μmを超える場合は、充填粒子の脱落分散性等の点で不向きである。充填粒子の形状は限定的でなく、例えば球状、回転楕円体状不定形状、滴状、扁平状、中空状、多孔質状等のいずれであってもよい。

0048

充填粒子含有層16を構成し、充填粒子を繋ぎとめるマトリックスとしては、熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂ゴムエラストマーワックスなどを採用できる。マトリックス中における充填粒子の含有量は、マトリックスの材質または充填粒子の種類、所望の物性等に応じて適宜変更できるが、一般的には固形重量基準で1〜80重量%が好ましく、3〜50重量%がさらに好ましい。

0049

充填粒子を含有させる方法(充填粒子をマトリックス中に分散させる方法)は、特に限定されないが、一般的にはマトリックスを形成するための原料(例えば、熱可塑性樹脂を含む組成物)に充填粒子を配合する方法等が挙げられる。混合する方法は、乾式混合または湿式混合のいずれであってもよい。

0050

マトリックスが熱可塑性樹脂の場合、一般的に熱可塑性樹脂層の主成分は1)熱可塑性樹脂またはそれを構成するモノマーもしくはオリゴマー、2)溶剤、3)必要に応じて架橋剤等からなるため、それらの混合物中に充填粒子を添加混合すればよい。熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を採用することができる。例えば、アクリル樹脂ポリスチレンABS樹脂塩化ビニル樹脂ポリエチレン樹脂ポリプロピレン樹脂ポリアミド系樹脂ポリカーボネートポリアセタールフッ素系樹脂シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂等のほか、これらのブレンド樹脂、これらを構成するモノマーの組み合わせを含む共重合体変性樹脂等を用いることができる。

0051

マトリックスが熱硬化性樹脂の場合、例えば、フェノール樹脂尿素樹脂メラミン樹脂不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂等を採用することができる。マトリックスがエラストマーの場合、例えば、PVC−NBRブレンドエラストマー、ウレタン系エラストマー等を採用することができる。

0052

上記のように構成した本発明に係るコンクリート成形用型枠10によれば、型面20および段差部24の表面張力が撥水層22によって著しく高くなることで、打ち込み時に巻き込まれたコンクリート中の気泡が撥水層22の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート表面の気泡は従来よりも表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡は、外部からハンマー等によって加えられる小さな振動で上昇してコンクリート表面から抜けやすい。したがって、本発明によれば、コンクリート表面の段差の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができるという効果を奏する。このため、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。また、本発明のコンクリート成形用型枠10によれば、優れた離型性能を長期間にわたって持続的に発揮でき、従来の型枠のように使用のたびに離型液を型面に塗布する必要がなく、コンクリート成形後の繰り返し使用(いわゆる転用)が可能となる。

0053

[実験による本発明の効果の検証]
次に、本発明の効果を検証するために行った実験および結果について説明する。

0054

本実験は、高さと接触角の異なる段差部24の型枠10を用いてコンクリートを打ち込み、コンクリート表面の仕上がり状態に関して比較観察を行ったものである。これは、木目調や石材調のような凹凸模様による段差部や、目地棒などによる段差部を有する型枠を想定している。

0055

本発明の実施例として、塩化ビニル製の型枠の平坦な型面(接触角100°)に、図4に示すように高さが異なる段差部を取り付け、型面および段差部の側面視でU字状をなす表面全体に接触角が150°以上の撥水層を設けた型枠(撥水層あり)を作製した。また、比較例として、同じく塩化ビニル製の型枠の平坦な型面(接触角100°)に、高さが異なる段差部を取り付けた型枠(撥水層なし)を作製した。

0056

ここで、段差部の形状は、水平方向に棒状に延在する角型断面のものであり、型面上に側面視でU字状の段差を形成する。本実験では、この段差部の水平方向の長さを300mm、鉛直方向の長さを10mmに固定し、段差部の高さ(型面からの突出長さ)を0mm、3mm、6mm、9mm、12mm、15mmとして、鉛直方向に等間隔に離れた5箇所に同じ形状の段差部を設置した。そして、図5に示すようにコンクリートを通常通り縦打ちで打設した。

0057

この時の段差部の高さと接触角の違いによる、コンクリート表面の仕上がりの状態を比較したものを図6−1および図6−2に示す。これらの図に示されるように、比較例である「撥水層なし」の場合には(各図の(1)、(3)、(5))、コンクリート表面の段差に空気あばたができやすいことがわかる。これに対し、本発明の実施例である「撥水層あり」の場合には(各図の(2)、(4)、(6))、この空気あばたを大幅に低減できることがわかる。

0058

特に、図6−1に示すように段差部の高さが0〜6mmでは、(1)、(3)、(5)の撥水層を設けない場合、コンクリート表面の段差に空気あばたはあまりないが、段差以外のコンクリート表面に空気あばたが多くみられる。これに対し、(2)、(4)、(6)のように型面および段差部の表面全体に撥水層を設けると、段差以外のコンクリート表面にできていた空気あばたは消失する。

0059

図6−2に示すように段差部の高さが9mm以上になると、(1)、(3)、(5)の撥水層を設けない場合、段差部に空気あばたが多くみられるが、(2)、(4)、(6)のように撥水層を設けることで段差部の空気あばたは消失する。なお、段差部の高さが15mmのものでは、撥水層を設けたものにもコンクリート表面の段差にわずかな脆弱部がみられたが、空気あばたはみられなかった。

0060

このように、本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、撥水層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減する。特に、撥水層の接触角が150°以上であれば、通常の打設方法で空気あばたの低減効果がある。また、高さ12mm以下の段差部を有する型枠において、空気あばたの低減に関して顕著な効果が認められ、高さ15mm以下の段差部を有する型枠においても、空気あばたの低減に関して相当の効果が認められる。

0061

[コンクリート成形用型枠の製造方法]
次に、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法について説明する。
本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠10を製造する方法であって、少なくとも段差部24に、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層18を設けることを特徴とするものである。したがって、図1(1)や図3に示される型枠を製作する際に、型枠本体12に設けた段差部24の表面に対して多孔質層18や撥水層22を塗布等により施工することは、本発明の実施に相当する。

0062

なお、上記の段差部24に対する多孔質層18や撥水層22の施工は、型枠板製作工場プレキャストコンクリート製造工場だけでなく、コンクリート打設現場における型枠組立の前後の工程で行うことが可能である。このように、本発明は、市販されている一般的な型枠板に対して適用することが可能であり、上記したのと同様な作用効果を奏することができる。

0063

[表面に段差を有するコンクリートの製造方法]
次に、本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法について説明する。
本発明に係る表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠10を用いて表面に段差を有するコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠10にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とするものである。したがって、コンクリート成形用型枠10を用いて図1(1)、(2)のような工程により表面に段差を有するコンクリートを施工することは、本発明の実施に相当する。

0064

以上説明したように、本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、コンクリート成形用の型枠であって、コンクリート表面に段差を付与可能な段差部を有する型面と、この型面の少なくとも段差部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えるので、疎水性酸化物微粒子から形成される段差部の多孔質層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減し、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。

0065

以上のように、本発明に係るコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに表面に段差を有するコンクリートの製造方法は、表面に段差を有するコンクリートを製造するのに有用であり、特に、コンクリート表面の段差に生じる空気あばた等の窪みを低減するのに適している。

0066

10コンクリート成形用型枠
12型枠本体
14下地層
16充填粒子含有層
18多孔質層
20 型面
22撥水層
24段差部
26 段差

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