JPH11263660A - 吹付けコンクリート用セメント組成物 - Google Patents
吹付けコンクリート用セメント組成物Info
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- JPH11263660A JPH11263660A JP8925898A JP8925898A JPH11263660A JP H11263660 A JPH11263660 A JP H11263660A JP 8925898 A JP8925898 A JP 8925898A JP 8925898 A JP8925898 A JP 8925898A JP H11263660 A JPH11263660 A JP H11263660A
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気中のＮＯｘを分解し、かつ吹付けコンク
リートの表面の汚れを防止するなど、通常、光触媒が有
する効果が得られる吹付けコンクリート用セメント組成
物を提供する。 【解決手段】 酸化チタンを含むスラリー状の吹付けコ
ンクリートを吹付けて、固化したコンクリート表面に酸
化チタンを現出させる。これにより、このコンクリート
表面と接触する大気中のＮＯｘを、酸化チタンが所持す
る光触媒反応によって分解する。しかも、この酸化チタ
ンの光触媒反応によって、抗菌性を有し、コンクリート
表面に付着した油分，各種の細菌やバクテリアなどの有
機成分を分解して、吹付けコンクリートの表面の汚れを
防ぐ。
リートの表面の汚れを防止するなど、通常、光触媒が有
する効果が得られる吹付けコンクリート用セメント組成
物を提供する。 【解決手段】 酸化チタンを含むスラリー状の吹付けコ
ンクリートを吹付けて、固化したコンクリート表面に酸
化チタンを現出させる。これにより、このコンクリート
表面と接触する大気中のＮＯｘを、酸化チタンが所持す
る光触媒反応によって分解する。しかも、この酸化チタ
ンの光触媒反応によって、抗菌性を有し、コンクリート
表面に付着した油分，各種の細菌やバクテリアなどの有
機成分を分解して、吹付けコンクリートの表面の汚れを
防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は吹付けコンクリー
ト用セメント組成物、詳しくは光触媒である酸化チタン
により、大気中のＮＯｘの分解を可能とし、また、抗菌
性を有して、この吹付けコンクリートの表面の汚れを防
止し、例えばトンネル内の照明効果を高められる吹付け
コンクリート用セメント組成物に関する。
ト用セメント組成物、詳しくは光触媒である酸化チタン
により、大気中のＮＯｘの分解を可能とし、また、抗菌
性を有して、この吹付けコンクリートの表面の汚れを防
止し、例えばトンネル内の照明効果を高められる吹付け
コンクリート用セメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、山岳方式で建設されるトンネル
の施工方法に、吹付けコンクリートを用いたＮＡＴＭ工
法がある。この基本的な工法は、岩盤を掘削機により掘
削し、その後、この掘削面に吹付けコンクリートを吹付
けることで一次覆工し、次いで、トンネル内にアーチ形
状の型枠を組み付け、それからコンクリートを流し込ん
で二次覆工を行うというものである。ところで、ＮＡＴ
Ｍ工法の一種に、トンネルの掘削面に吹付けられる一次
覆工時の吹付けコンクリートだけを最終覆工とする、シ
ングルシェルライニング （Ｓｉｎｇｌｅ−ｓｈｅｌｌ
ｌｉｎｉｎｇ）という工法が知られている。これは、
北欧で多用され、ＮＭＴ（Ｔｈｅ Ｎｏｒｗｅｇｉａｎ
Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇ）とも呼ば
れている。
の施工方法に、吹付けコンクリートを用いたＮＡＴＭ工
法がある。この基本的な工法は、岩盤を掘削機により掘
削し、その後、この掘削面に吹付けコンクリートを吹付
けることで一次覆工し、次いで、トンネル内にアーチ形
状の型枠を組み付け、それからコンクリートを流し込ん
で二次覆工を行うというものである。ところで、ＮＡＴ
Ｍ工法の一種に、トンネルの掘削面に吹付けられる一次
覆工時の吹付けコンクリートだけを最終覆工とする、シ
ングルシェルライニング （Ｓｉｎｇｌｅ−ｓｈｅｌｌ
ｌｉｎｉｎｇ）という工法が知られている。これは、
北欧で多用され、ＮＭＴ（Ｔｈｅ Ｎｏｒｗｅｇｉａｎ
Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇ）とも呼ば
れている。
【０００３】従来、このシングルシェルライニングに用
いられる吹付けコンクリート用セメント組成物は、通常
の吹付けコンクリート用のものが、普通ポルトランドセ
メントに急結剤を添加しただけであるのに対して、新た
に粒径０．１〜０．５μｍの超微粒子のシリカフューム
をさらに添加したものである。この超微粒子のシリカフ
ュームを添加することで、吹付けコンクリートの流動性
が増大し、かつ添加によって水分が減り、吹付け時のリ
バウンドロスが抑制される。しかも、固化時に、普通ポ
ルトランドセメントの粒子の隙間を超微粒子であるシリ
カフュームが埋めつくし、マイクロフィラー効果によ
り、固化後の吹付けコンクリートの強度が増大する。こ
の結果、型枠を用いる二次覆工を行わない一次覆工（吹
付けコンクリート）だけでも、十分に岩盤保持の強度が
得られるものである。
いられる吹付けコンクリート用セメント組成物は、通常
の吹付けコンクリート用のものが、普通ポルトランドセ
メントに急結剤を添加しただけであるのに対して、新た
に粒径０．１〜０．５μｍの超微粒子のシリカフューム
をさらに添加したものである。この超微粒子のシリカフ
ュームを添加することで、吹付けコンクリートの流動性
が増大し、かつ添加によって水分が減り、吹付け時のリ
バウンドロスが抑制される。しかも、固化時に、普通ポ
ルトランドセメントの粒子の隙間を超微粒子であるシリ
カフュームが埋めつくし、マイクロフィラー効果によ
り、固化後の吹付けコンクリートの強度が増大する。こ
の結果、型枠を用いる二次覆工を行わない一次覆工（吹
付けコンクリート）だけでも、十分に岩盤保持の強度が
得られるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トンネル内
には、通行する車両から排出された排ガス中に含まれる
ＮＯｘが溜まりやすい。その結果、トンネル内の環境が
悪化する。窓を開けて走行すると、乗員がＮＯｘを多量
に吸ってその健康を害するおそれがある。また、これ
は、トンネル内で作業を行う、例えば清掃作業員や補修
作業員などの作業環境を、著しく低減させてしまう。ま
た、トンネル内壁には、車両から排出された排ガス中の
油分や、他の有機成分を糊代わりにして、トンネル内を
浮遊中のごみや埃などが付着し、固まってしまう。これ
によりトンネル内壁が汚れ、定期的に清掃員が清掃して
も、いったん付着した汚れはなかなか落ちることがな
い。この結果、トンネル内に一定距離ごとに配設された
トンネル灯の光が、このトンネル内壁面に良好に反射せ
ず、十分な照明効果が得られないという問題点があっ
た。
には、通行する車両から排出された排ガス中に含まれる
ＮＯｘが溜まりやすい。その結果、トンネル内の環境が
悪化する。窓を開けて走行すると、乗員がＮＯｘを多量
に吸ってその健康を害するおそれがある。また、これ
は、トンネル内で作業を行う、例えば清掃作業員や補修
作業員などの作業環境を、著しく低減させてしまう。ま
た、トンネル内壁には、車両から排出された排ガス中の
油分や、他の有機成分を糊代わりにして、トンネル内を
浮遊中のごみや埃などが付着し、固まってしまう。これ
によりトンネル内壁が汚れ、定期的に清掃員が清掃して
も、いったん付着した汚れはなかなか落ちることがな
い。この結果、トンネル内に一定距離ごとに配設された
トンネル灯の光が、このトンネル内壁面に良好に反射せ
ず、十分な照明効果が得られないという問題点があっ
た。
【０００５】そこで、この発明者らは、鋭意研究の結
果、表面に接触した大気中のＮＯｘや、表面に付着した
有機成分を分解する酸化チタンの光触媒反応に着目し、
この酸化チタンを、吹付けられたコンクリートの表面に
現出させれば、大気中のＮＯｘを分解することができ、
かつ吹付けコンクリートの表面の汚れ防止など、一般的
な光触媒の効果が得られることを知見し、この発明を完
成させた。
果、表面に接触した大気中のＮＯｘや、表面に付着した
有機成分を分解する酸化チタンの光触媒反応に着目し、
この酸化チタンを、吹付けられたコンクリートの表面に
現出させれば、大気中のＮＯｘを分解することができ、
かつ吹付けコンクリートの表面の汚れ防止など、一般的
な光触媒の効果が得られることを知見し、この発明を完
成させた。
【０００６】
【発明の目的】この発明は、大気中のＮＯｘを分解する
ことができ、かつ吹付けコンクリートの表面の汚れを防
止するなど、通常、光触媒が有するとされる効果が得ら
れる吹付けコンクリート用セメント組成物を提供するこ
とを、その目的としている。この発明は、光が照射され
ない間に、ＮＯｘや汚れ成分をコンクリート表面へ十分
に吸着させ、これを光が照射された際に良好に分解する
ことができる吹付けコンクリート用セメント組成物を提
供することを、その目的としている。
ことができ、かつ吹付けコンクリートの表面の汚れを防
止するなど、通常、光触媒が有するとされる効果が得ら
れる吹付けコンクリート用セメント組成物を提供するこ
とを、その目的としている。この発明は、光が照射され
ない間に、ＮＯｘや汚れ成分をコンクリート表面へ十分
に吸着させ、これを光が照射された際に良好に分解する
ことができる吹付けコンクリート用セメント組成物を提
供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、普通ポルトランドセメント５０〜９０重量％と、シ
リカフューム３〜１５重量％と、酸化チタン５〜４０重
量％とを有する吹付けコンクリート用セメント組成物で
ある。普通ポルトランドセメントの添加量が５０重量％
未満では、セメント水和生成物が少なくなり、強度低
下、耐久性低下の原因となる。９０重量％を超えると相
対的にシリカフューム、酸化チタンの量が低下し、流動
性、浄化効率の低下原因となる。普通ポルトランドセメ
ントの平均比表面積は３０００〜４５００ｃｍ2／ｇで
ある。３０００ｃｍ2／ｇ未満では、セメント系初期水
和物であるエトリンガイトの生成が少なくなり、強度発
現が遅延する。また、４５００ｃｍ2／ｇを超えると通
常品とは異なってしまい、製造コストが上昇する。
は、普通ポルトランドセメント５０〜９０重量％と、シ
リカフューム３〜１５重量％と、酸化チタン５〜４０重
量％とを有する吹付けコンクリート用セメント組成物で
ある。普通ポルトランドセメントの添加量が５０重量％
未満では、セメント水和生成物が少なくなり、強度低
下、耐久性低下の原因となる。９０重量％を超えると相
対的にシリカフューム、酸化チタンの量が低下し、流動
性、浄化効率の低下原因となる。普通ポルトランドセメ
ントの平均比表面積は３０００〜４５００ｃｍ2／ｇで
ある。３０００ｃｍ2／ｇ未満では、セメント系初期水
和物であるエトリンガイトの生成が少なくなり、強度発
現が遅延する。また、４５００ｃｍ2／ｇを超えると通
常品とは異なってしまい、製造コストが上昇する。
【０００８】シリカフュームの添加量が３重量％未満で
は、流動性の低下、マイクロフィーラ効果による強度増
進効果が低下する原因となる。また、１５重量％を超え
ると、コストの増加、セメントの量に対して有効に働く
シリカフューム量としては、多すぎるため、流動性、強
度の増進が頭打ちとなる。シリカフュームの平均比表面
積は１５〜３０ｍ2／ｇである。１５ｍ2／ｇ未満では流
動性の低下、強度の低下原因となる。３０ｍ2／ｇを超
えると、セメントと混合する際に、セメント粒子の周囲
に分散、配向させることが困難となる。
は、流動性の低下、マイクロフィーラ効果による強度増
進効果が低下する原因となる。また、１５重量％を超え
ると、コストの増加、セメントの量に対して有効に働く
シリカフューム量としては、多すぎるため、流動性、強
度の増進が頭打ちとなる。シリカフュームの平均比表面
積は１５〜３０ｍ2／ｇである。１５ｍ2／ｇ未満では流
動性の低下、強度の低下原因となる。３０ｍ2／ｇを超
えると、セメントと混合する際に、セメント粒子の周囲
に分散、配向させることが困難となる。
【０００９】酸化チタン（ＴｉＯｘ）としては、例えば
アナターゼ型の二酸化チタン，ルチル型の二酸化チタン
など、光触媒の効果を有するものであれば、限定されな
い。特に、光触媒活性の高いアナターゼ型で比表面積の
大きなものがよい。光触媒は、その表面が超親水化する
ことで、汚れが付着しにくくなる。光触媒反応には、そ
れぞれ太陽電池の一種である半導体電極反応と密接な関
係にある（１）酸化分解型反応と、（２）光誘起超親水
型反応とに分類される。 （１）酸化分解型反応：殺菌（抗菌）、消臭，分解（捕
集）、防汚、これらの複合効果を奏でる反応である。強
い酸化力とは、光照射により生成した正孔による酸化反
応を本質とする。
アナターゼ型の二酸化チタン，ルチル型の二酸化チタン
など、光触媒の効果を有するものであれば、限定されな
い。特に、光触媒活性の高いアナターゼ型で比表面積の
大きなものがよい。光触媒は、その表面が超親水化する
ことで、汚れが付着しにくくなる。光触媒反応には、そ
れぞれ太陽電池の一種である半導体電極反応と密接な関
係にある（１）酸化分解型反応と、（２）光誘起超親水
型反応とに分類される。 （１）酸化分解型反応：殺菌（抗菌）、消臭，分解（捕
集）、防汚、これらの複合効果を奏でる反応である。強
い酸化力とは、光照射により生成した正孔による酸化反
応を本質とする。
【００１０】（２）光誘起超親水性型反応：防汚、防曇
（曇り止め）、易洗性，易乾性を有する反応である。こ
の表面改質は、超親水性、超親油性という表面の性質変
化が見出されたことによる。この超親水性型反応によれ
ば、反応初期において、光励起により酸化チタン内に生
じた電子が酸化チタン自体の表面を還元することが明ら
かになってきている。すなわち、酸化分解型反応と、超
親水性型反応とは表裏一体の関係にある。 （３）また、光触媒はセルフクリーニング（ｓｅｌｆ−
ｃｌｅａｎｉｎｇ）効果を有する。光触媒により汚れが
付着しにくい表面をつくるには、上述した分解性型と、
超親水性型の２通りの考え方がある。すなわち、分解性
型は、表面に徐々に付着する油分や細菌，タバコのヤニ
などを光触媒反応で分解することによって、常にきれい
な状態に保たれるという見地に立つ。また、超親水性型
では、光触媒反応によって水がほとんど弾かない表面が
つくられ、この結果、汚れの付きにくい、あるいは付い
ても降雨などで簡単に洗い流される、という見地に立
つ。
（曇り止め）、易洗性，易乾性を有する反応である。こ
の表面改質は、超親水性、超親油性という表面の性質変
化が見出されたことによる。この超親水性型反応によれ
ば、反応初期において、光励起により酸化チタン内に生
じた電子が酸化チタン自体の表面を還元することが明ら
かになってきている。すなわち、酸化分解型反応と、超
親水性型反応とは表裏一体の関係にある。 （３）また、光触媒はセルフクリーニング（ｓｅｌｆ−
ｃｌｅａｎｉｎｇ）効果を有する。光触媒により汚れが
付着しにくい表面をつくるには、上述した分解性型と、
超親水性型の２通りの考え方がある。すなわち、分解性
型は、表面に徐々に付着する油分や細菌，タバコのヤニ
などを光触媒反応で分解することによって、常にきれい
な状態に保たれるという見地に立つ。また、超親水性型
では、光触媒反応によって水がほとんど弾かない表面が
つくられ、この結果、汚れの付きにくい、あるいは付い
ても降雨などで簡単に洗い流される、という見地に立
つ。
【００１１】光触媒として酸化チタンを用いる利点とし
ては、以下のものが挙げられる。すなわち、 ａ）酸化チタンは太陽光や蛍光灯にも含まれる例えば４
００ｎｍ以下の波長の光（紫外線）で励起される。これ
により、特別な光源を導入しなくても、光触媒反応を引
き出すことができる。 ｂ）化学的に安定であり、酸にもアルカリにも溶けな
い。 ｃ）耐磨耗性に優れる。 ｄ）粉末では白色だが、薄膜にすると透明になる。 ｅ） 酸化チタンは、従来より、塗料などに多量に使用
されてきた物質であり、コスト面からも入手しやすい。
ては、以下のものが挙げられる。すなわち、 ａ）酸化チタンは太陽光や蛍光灯にも含まれる例えば４
００ｎｍ以下の波長の光（紫外線）で励起される。これ
により、特別な光源を導入しなくても、光触媒反応を引
き出すことができる。 ｂ）化学的に安定であり、酸にもアルカリにも溶けな
い。 ｃ）耐磨耗性に優れる。 ｄ）粉末では白色だが、薄膜にすると透明になる。 ｅ） 酸化チタンは、従来より、塗料などに多量に使用
されてきた物質であり、コスト面からも入手しやすい。
【００１２】ここで、光触媒によるＮＯｘの浄化につい
て概略説明する。光触媒によるＮＯガスの除去反応は、
酸化チタン表面に光エネルギーにより発生した活性酸素
種により、次のように進行すると考えられる。 ＮＯ →ＮＯ 2 → ＮＯ - 3 最終的に生成する硝酸イオンは、浄化物中に蓄積され
る。そして、蓄積された硝酸イオンは雨水により溶出
し、除去される。例えば、この光触媒を含む吹付けコン
クリートを、トンネルの内壁面や、舗装用ブロックや、
道路沿いの建物の外装材に用いれば、排出源の自動車に
近いところに設置でき、比較的高濃度の大気を浄化でき
る。
て概略説明する。光触媒によるＮＯガスの除去反応は、
酸化チタン表面に光エネルギーにより発生した活性酸素
種により、次のように進行すると考えられる。 ＮＯ →ＮＯ 2 → ＮＯ - 3 最終的に生成する硝酸イオンは、浄化物中に蓄積され
る。そして、蓄積された硝酸イオンは雨水により溶出
し、除去される。例えば、この光触媒を含む吹付けコン
クリートを、トンネルの内壁面や、舗装用ブロックや、
道路沿いの建物の外装材に用いれば、排出源の自動車に
近いところに設置でき、比較的高濃度の大気を浄化でき
る。
【００１３】このような吹付けコンクリート用セメント
組成物は、通常のコンクリート組成物と同様に使用する
ことができる。例えば、所定量の粗骨材，細骨材，水を
混合することで、吹付け用のスラリー状のコンクリート
として使用することができる。また、所定量の細骨材お
よび水を混合することで、吹付け用のスラリー状のモル
タルとしても使用することができる。吹付け用のスラリ
ー状のコンクリートまたはモルタルの吹付け作業は、現
場に到着したミキサー車から供給されるか、または、現
場近くに組み立てられたフレッシュコンクリートのプラ
ントから供給されたコンクリートまたはモルタルを吹付
け機に投入し、それをこの機械のマテリアルホースを介
して、先端のノズルから急結剤とともに噴射するもので
ある。
組成物は、通常のコンクリート組成物と同様に使用する
ことができる。例えば、所定量の粗骨材，細骨材，水を
混合することで、吹付け用のスラリー状のコンクリート
として使用することができる。また、所定量の細骨材お
よび水を混合することで、吹付け用のスラリー状のモル
タルとしても使用することができる。吹付け用のスラリ
ー状のコンクリートまたはモルタルの吹付け作業は、現
場に到着したミキサー車から供給されるか、または、現
場近くに組み立てられたフレッシュコンクリートのプラ
ントから供給されたコンクリートまたはモルタルを吹付
け機に投入し、それをこの機械のマテリアルホースを介
して、先端のノズルから急結剤とともに噴射するもので
ある。
【００１４】酸化チタンの添加量が５重量％未満では浄
化効率の低下原因となる。また、４０重量％を超える
と、相対的にセメント、シリカフュームの量が減り、強
度低下、流動性低下の原因となる。酸化チタンの平均比
表面積は１０〜１１０ｍ2／ｇである。１０ｍ2／ｇ未満
では酸化チタンの活性が低下し、浄化効率が低下する原
因となる。１１０ｍ2／ｇを超えると、セメントおよび
シリカフュームとの混合が困難となる。なお、酸化チタ
ンは、高比表面積のものの方が、より高活性を有する。
ただし、２００〜３００ｍ2／ｇが上限である。
化効率の低下原因となる。また、４０重量％を超える
と、相対的にセメント、シリカフュームの量が減り、強
度低下、流動性低下の原因となる。酸化チタンの平均比
表面積は１０〜１１０ｍ2／ｇである。１０ｍ2／ｇ未満
では酸化チタンの活性が低下し、浄化効率が低下する原
因となる。１１０ｍ2／ｇを超えると、セメントおよび
シリカフュームとの混合が困難となる。なお、酸化チタ
ンは、高比表面積のものの方が、より高活性を有する。
ただし、２００〜３００ｍ2／ｇが上限である。
【００１５】このように、酸化チタンの平均比表面積が
極めて小さいので、シリカフュームの添加とともに、吹
付けられるスラリー状のコンクリートの流動性が高まる
とともに、吹付け後に固化したコンクリートの硬度も高
まる。また、このスラリー状の吹付けコンクリートをト
ンネル内壁面に吹付けた場合、酸化チタンのセルフクリ
ーニング効果などにより、コンクリート表面が常にきれ
いになっているので、トンネル内に一定距離ごとに配設
されたトンネル灯の光が、このトンネル内壁面に良好に
反射して、十分な照明効果が得られる。なお、この発明
のセメント組成物作製された吹付けコンクリート用セメ
ントの用途は、例えば崖の法面，建物の内外壁面など、
限定されない。
極めて小さいので、シリカフュームの添加とともに、吹
付けられるスラリー状のコンクリートの流動性が高まる
とともに、吹付け後に固化したコンクリートの硬度も高
まる。また、このスラリー状の吹付けコンクリートをト
ンネル内壁面に吹付けた場合、酸化チタンのセルフクリ
ーニング効果などにより、コンクリート表面が常にきれ
いになっているので、トンネル内に一定距離ごとに配設
されたトンネル灯の光が、このトンネル内壁面に良好に
反射して、十分な照明効果が得られる。なお、この発明
のセメント組成物作製された吹付けコンクリート用セメ
ントの用途は、例えば崖の法面，建物の内外壁面など、
限定されない。
【００１６】請求項２に記載の発明は、光触媒被分解成
分を吸着する吸着材を５〜３０重量％添加した請求項１
に記載の吹付けコンクリート用セメント組成物である。
光触媒被分解成分としては、例えばＮＯｘ，油分，有機
物といったその他の汚れ成分などをいう。吸着材として
は、例えば活性炭，ゼオライトなどが挙げられる。吸着
材の添加量が５重量％未満では、吸着効率の低下原因と
なる。また、３０重量％を超えると相対的にセメント、
シリカフューム、酸化チタンの量が減るので、流動性低
下、強度低下、浄化効率低下の原因となる。
分を吸着する吸着材を５〜３０重量％添加した請求項１
に記載の吹付けコンクリート用セメント組成物である。
光触媒被分解成分としては、例えばＮＯｘ，油分，有機
物といったその他の汚れ成分などをいう。吸着材として
は、例えば活性炭，ゼオライトなどが挙げられる。吸着
材の添加量が５重量％未満では、吸着効率の低下原因と
なる。また、３０重量％を超えると相対的にセメント、
シリカフューム、酸化チタンの量が減るので、流動性低
下、強度低下、浄化効率低下の原因となる。
【００１７】
【作用】この発明によれば、酸化チタンを含むスラリー
状の吹付けコンクリートを吹付けて、固化したコンクリ
ート表面に酸化チタンを現出させる。これにより、この
コンクリート表面と接触する大気中のＮＯｘを、酸化チ
タンが所持する光触媒反応（ここでは酸化分解型反応）
によって分解する。しかも、この酸化チタンの光触媒反
応（ここでは酸化分解型反応および光誘起超親水性型反
応）によって、抗菌性を有し、コンクリート表面に付着
した油分，各種の細菌やバクテリアなどの有機成分を分
解して、吹付けコンクリートの表面の汚れを防ぐ。
状の吹付けコンクリートを吹付けて、固化したコンクリ
ート表面に酸化チタンを現出させる。これにより、この
コンクリート表面と接触する大気中のＮＯｘを、酸化チ
タンが所持する光触媒反応（ここでは酸化分解型反応）
によって分解する。しかも、この酸化チタンの光触媒反
応（ここでは酸化分解型反応および光誘起超親水性型反
応）によって、抗菌性を有し、コンクリート表面に付着
した油分，各種の細菌やバクテリアなどの有機成分を分
解して、吹付けコンクリートの表面の汚れを防ぐ。
【００１８】特に、請求項２に記載の発明によれば、吹
付けコンクリート用セメント組成物中に、光触媒被分解
成分の吸着材を５〜３０重量％添加しているので、例え
ば夜間など、光が照射されていない間に、周辺空間内に
存在するＮＯｘや汚れ成分といった光触媒被分解成分を
コンクリート表面に十分に吸着し、その後、光が照射さ
れたときに、この光触媒被分解成分を効率良く分解する
ことができる。この結果、周辺環境の改善などを図るこ
とができる。
付けコンクリート用セメント組成物中に、光触媒被分解
成分の吸着材を５〜３０重量％添加しているので、例え
ば夜間など、光が照射されていない間に、周辺空間内に
存在するＮＯｘや汚れ成分といった光触媒被分解成分を
コンクリート表面に十分に吸着し、その後、光が照射さ
れたときに、この光触媒被分解成分を効率良く分解する
ことができる。この結果、周辺環境の改善などを図るこ
とができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を表を参
照して説明する。ただし、この発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。 〈実施例１〜３、比較例１〉これらの実施例および比較
例では、吹付けコンクリート用セメント組成物を、平均
比表面積３２００ｃｍ2／ｇの普通ポルトランドセメン
トと、平均比表面積２００ｍ2／ｇのシリカフューム
と、平均比表面積１７０ｍ2／ｇの酸化チタンの一種で
あるアナターゼ型のＴｉＯ2（堺化学工業株式会社製、
商品名ＳＳＰ−２０）とを表１の配合比で混合して作製
する。
照して説明する。ただし、この発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。 〈実施例１〜３、比較例１〉これらの実施例および比較
例では、吹付けコンクリート用セメント組成物を、平均
比表面積３２００ｃｍ2／ｇの普通ポルトランドセメン
トと、平均比表面積２００ｍ2／ｇのシリカフューム
と、平均比表面積１７０ｍ2／ｇの酸化チタンの一種で
あるアナターゼ型のＴｉＯ2（堺化学工業株式会社製、
商品名ＳＳＰ−２０）とを表１の配合比で混合して作製
する。
【００２０】その後、このセメント組成物中に１９０重
量％の粗骨材、２８０重量％の細骨材およびＷ／Ｃ（水
／セメント組成物）５５重量％の水を加えて混練し、吹
付けコンクリート用のスラリーを作製する。それから、
得られたスラリーをアリバ２８５マンテス（吹付け装
置）により、平板に１５０ｍｍの厚さになるまで急結剤
とともに吹付けて固化し、その後、固化した吹付けコン
クリートを（５００×５００）ｍｍにカットする。そし
て、固化後の吹付けコンクリートを板材から剥離し、コ
ンクリートによるＮＯｘ濃度の低減試験（高さ１５ｍｍ
×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）、およびスラリー状の
吹付けコンクリートの２８日材齢の強度試験（直径５０
ｍｍ×高さ１００ｍｍの円柱供試体による周知の一軸圧
縮試験）をそれぞれ行った。
量％の粗骨材、２８０重量％の細骨材およびＷ／Ｃ（水
／セメント組成物）５５重量％の水を加えて混練し、吹
付けコンクリート用のスラリーを作製する。それから、
得られたスラリーをアリバ２８５マンテス（吹付け装
置）により、平板に１５０ｍｍの厚さになるまで急結剤
とともに吹付けて固化し、その後、固化した吹付けコン
クリートを（５００×５００）ｍｍにカットする。そし
て、固化後の吹付けコンクリートを板材から剥離し、コ
ンクリートによるＮＯｘ濃度の低減試験（高さ１５ｍｍ
×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）、およびスラリー状の
吹付けコンクリートの２８日材齢の強度試験（直径５０
ｍｍ×高さ１００ｍｍの円柱供試体による周知の一軸圧
縮試験）をそれぞれ行った。
【００２１】評価方法は、ＮＯｘ濃度の低減試験では、
まず密閉容器内に試験体を入れ、２４時間紫外線を照射
した。このとき、入口から１ｐｐｍのＮＯガスを含む模
擬汚染ガスを流し込んだ。ＮＯガスの流量は１．５リッ
トル／分，光強度０．５ｍＷ／ｃｍ2，温度３０℃であ
る。入口と出口のＮＯｘ濃度を比較し、ＮＯｘの除去率
をそれぞれ次式により算出した。 ＮＯｘ除去率＝（出口ＮＯ濃度＋出口ＮＯ2濃度）／
（入口ＮＯ濃度＋入口ＮＯ2濃度）×１００％ ＮＯｘ除去率は、ＮＯガスとＮＯｘガスの合計で、どれ
だけ反応により除去されたかを示す。光触媒の作用によ
り最終的に生成される硝酸イオンは試験体中に保持され
るが、中間段階のＮＯｘガスは試験体中に保持される場
合と、そのまま試験装置より排出される場合がある。
まず密閉容器内に試験体を入れ、２４時間紫外線を照射
した。このとき、入口から１ｐｐｍのＮＯガスを含む模
擬汚染ガスを流し込んだ。ＮＯガスの流量は１．５リッ
トル／分，光強度０．５ｍＷ／ｃｍ2，温度３０℃であ
る。入口と出口のＮＯｘ濃度を比較し、ＮＯｘの除去率
をそれぞれ次式により算出した。 ＮＯｘ除去率＝（出口ＮＯ濃度＋出口ＮＯ2濃度）／
（入口ＮＯ濃度＋入口ＮＯ2濃度）×１００％ ＮＯｘ除去率は、ＮＯガスとＮＯｘガスの合計で、どれ
だけ反応により除去されたかを示す。光触媒の作用によ
り最終的に生成される硝酸イオンは試験体中に保持され
るが、中間段階のＮＯｘガスは試験体中に保持される場
合と、そのまま試験装置より排出される場合がある。
【００２２】また、流動性試験の評価は、周知のコンク
リートのスランプ試験により行った。すなわち、高さ３
０ｃｍのスランプコーンの中に、コンクリートのスラリ
ーを３層に分けて充填し、静かにスランプコーンを引き
上げることで沈降したコンクリートスラリーの高さを測
定するものである。そして、強度試験の評価は公知の一
軸圧縮試験法により行った。これら３種類の評価試験の
結果を、表１に示す。なお、このときＮＯｘ濃度が０．
４ｐｐｍ以下を適（○）、０．２ｐｐｍ以下を最適
（◎）とした。また、スラリーの流動性は１４〜１６ｃ
ｍを適（○）とした。材齢２８日強度の場合、１８Ｎ／
ｍｍ2以上を適（○）、さらに３６Ｎ／ｍｍ2以上を最適
とした。
リートのスランプ試験により行った。すなわち、高さ３
０ｃｍのスランプコーンの中に、コンクリートのスラリ
ーを３層に分けて充填し、静かにスランプコーンを引き
上げることで沈降したコンクリートスラリーの高さを測
定するものである。そして、強度試験の評価は公知の一
軸圧縮試験法により行った。これら３種類の評価試験の
結果を、表１に示す。なお、このときＮＯｘ濃度が０．
４ｐｐｍ以下を適（○）、０．２ｐｐｍ以下を最適
（◎）とした。また、スラリーの流動性は１４〜１６ｃ
ｍを適（○）とした。材齢２８日強度の場合、１８Ｎ／
ｍｍ2以上を適（○）、さらに３６Ｎ／ｍｍ2以上を最適
とした。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から明らかなように、酸化チタンを吹
付けコンクリートの表面に現出させると、ＮＯｘが低減
されることが分かった。なお、酸化チタンを含まないも
のでも、若干量のＮＯｘは除去された。ただし、実際に
除去されたのか、単に吸着されただけであるのかは不明
だった。また、強度については、固化時に、普通ポルト
ランドセメントの粒子の隙間を超微粒子の酸化チタンが
埋めることで、マイクロフィラー効果により、固化後の
吹付けコンクリートの強度が増大した。この結果、強度
の点からもシリカフュームの添加量を減少できることが
分かった。
付けコンクリートの表面に現出させると、ＮＯｘが低減
されることが分かった。なお、酸化チタンを含まないも
のでも、若干量のＮＯｘは除去された。ただし、実際に
除去されたのか、単に吸着されただけであるのかは不明
だった。また、強度については、固化時に、普通ポルト
ランドセメントの粒子の隙間を超微粒子の酸化チタンが
埋めることで、マイクロフィラー効果により、固化後の
吹付けコンクリートの強度が増大した。この結果、強度
の点からもシリカフュームの添加量を減少できることが
分かった。
【００２５】〈実施例４〜６、比較例２〉吹付けコンク
リート用セメント組成物中に、光触媒被分解成分の吸着
材である活性炭を表２の配合量で添加する以外、実施例
１と同様にしてスラリー状の吹付けコンクリートを得
た。そして、このスラリーから実施例１と同様に試験体
を作製し、ＮＯｘ濃度の低減試験を行った。なお、ＮＯ
ｘ濃度試験時には、１ｐｐｍのＮＯガスを流しながら、
最初の１２時間は紫外線は照射せず、その後の１２時間
紫外線を照射した。このときのＮＯｘ濃度が０．４ｐｐ
ｍ以下を適（○）、０．２ｐｐｍ以下を最適（◎）とし
た。
リート用セメント組成物中に、光触媒被分解成分の吸着
材である活性炭を表２の配合量で添加する以外、実施例
１と同様にしてスラリー状の吹付けコンクリートを得
た。そして、このスラリーから実施例１と同様に試験体
を作製し、ＮＯｘ濃度の低減試験を行った。なお、ＮＯ
ｘ濃度試験時には、１ｐｐｍのＮＯガスを流しながら、
最初の１２時間は紫外線は照射せず、その後の１２時間
紫外線を照射した。このときのＮＯｘ濃度が０．４ｐｐ
ｍ以下を適（○）、０．２ｐｐｍ以下を最適（◎）とし
た。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２から明らかなように、吹付けコンクリ
ート用セメント組成物中に吸着材である活性炭を添加す
ることで、紫外線が照射されていない間に活性炭がＮＯ
ｘを吸着し、その後、紫外線が照射されている間に、活
性炭が吸着したＮＯｘを酸化チタンが分解して、周辺の
ＮＯｘが低減されることが分かった。
ート用セメント組成物中に吸着材である活性炭を添加す
ることで、紫外線が照射されていない間に活性炭がＮＯ
ｘを吸着し、その後、紫外線が照射されている間に、活
性炭が吸着したＮＯｘを酸化チタンが分解して、周辺の
ＮＯｘが低減されることが分かった。
【００２８】
【発明の効果】この発明によれば、吹付けて固化された
コンクリートの表面に酸化チタンを現出させることで、
光触媒反応により大気中のＮＯｘを分解することができ
る。また、このコンクリート表面に付着した油分，細菌
やバクテリアなどの有機成分を分解することで、吹付け
コンクリート表面の汚れも防止することができる。
コンクリートの表面に酸化チタンを現出させることで、
光触媒反応により大気中のＮＯｘを分解することができ
る。また、このコンクリート表面に付着した油分，細菌
やバクテリアなどの有機成分を分解することで、吹付け
コンクリート表面の汚れも防止することができる。
【００２９】特に、請求項２に記載の発明によれば、吹
付けコンクリート用セメント組成物中に、光触媒被分解
成分を分解する吸着材を５〜３０重量％添加したので、
光が照射されない間にコンクリート表面にＮＯｘや汚れ
成分などの光触媒被分解成分を十分に吸着でき、これに
より光が照射された際に、この光触媒被分解成分を良好
に分解することができる。
付けコンクリート用セメント組成物中に、光触媒被分解
成分を分解する吸着材を５〜３０重量％添加したので、
光が照射されない間にコンクリート表面にＮＯｘや汚れ
成分などの光触媒被分解成分を十分に吸着でき、これに
より光が照射された際に、この光触媒被分解成分を良好
に分解することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 111:20 (72)発明者 後藤 貴弘 福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号 三菱マテリアル株式会社セメント開発セン タ−内
Claims (2)
- 【請求項１】 普通ポルトランドセメント５０〜９０重
量％と、 シリカフューム３〜１５重量％と、 酸化チタン５〜４０重量％とを有する吹付けコンクリー
ト用セメント組成物。 - 【請求項２】 光触媒被分解成分を吸着する吸着材を５
〜３０重量％添加した請求項１に記載の吹付けコンクリ
ート用セメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8925898A JPH11263660A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 吹付けコンクリート用セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8925898A JPH11263660A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 吹付けコンクリート用セメント組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263660A true JPH11263660A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13965745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8925898A Pending JPH11263660A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 吹付けコンクリート用セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11263660A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300514B2 (en) * | 2002-10-03 | 2007-11-27 | Ciments Francais | Photocatalytic granular mixture for mortar and concrete and its use |
| JP2008007368A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Kamigakigumi:Kk | 光触媒吹付材 |
| KR100997486B1 (ko) | 2010-06-15 | 2010-12-01 | 대명콘텍 주식회사 | 투수카본콘크리트 구조물 |
| CN102850015A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-02 | 新疆力天建业节能环保工程有限公司 | 一种硅粉面层修补材料 |
| EP1601626B1 (en) * | 2003-02-18 | 2016-06-15 | ITALCEMENTI S.p.A. | Cement-based paving blocks for photocatalytic paving for the abatement of urban pollutants |
| CN108046712A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-18 | 中国建筑科学研究院 | 一种高强度低回弹率喷射混凝土及其施工工艺 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP8925898A patent/JPH11263660A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300514B2 (en) * | 2002-10-03 | 2007-11-27 | Ciments Francais | Photocatalytic granular mixture for mortar and concrete and its use |
| US7556683B2 (en) | 2002-10-03 | 2009-07-07 | Ciments Francais | Photocatalytic granular mixture for mortar and concrete and its use |
| EP1601626B1 (en) * | 2003-02-18 | 2016-06-15 | ITALCEMENTI S.p.A. | Cement-based paving blocks for photocatalytic paving for the abatement of urban pollutants |
| JP2008007368A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Kamigakigumi:Kk | 光触媒吹付材 |
| KR100997486B1 (ko) | 2010-06-15 | 2010-12-01 | 대명콘텍 주식회사 | 투수카본콘크리트 구조물 |
| CN102850015A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-02 | 新疆力天建业节能环保工程有限公司 | 一种硅粉面层修补材料 |
| CN108046712A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-18 | 中国建筑科学研究院 | 一种高强度低回弹率喷射混凝土及其施工工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020909 |