JP2005201037A - 土木用表面被覆材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】200℃以上に加熱した高炉スラグ粒度3mm以下の40〜90質量部と、粒度2.5mm以下の天然骨材10〜60質量部からなる混合物100質量部に対し8〜12質量部のセメント系固化材を添加してなることを特徴とする土木用表面被覆材及びその製造方法である。セメント系固化材は六価クロム溶出抑制作用を有するものを用いることが好ましい。
【選択図】図1
Description
さらに、火山灰・火山砂利・シラス・焼却灰・焼成レンガ及び現地発生土砂を利用することで未利用資源の活用と廃棄物の再生利用をはかり、環境保全に貢献することを目的とするものである。
(1)加熱処理した高炉スラグ,天然骨材及びセメント系固化材からなることを特徴とする土木用表面被覆材である。高炉スラグは、徐冷スラグあるいは水砕スラグのいずれでもよい。天然骨材としては、結晶質石灰石である寒水石のほか、紅,緑等各種天然色石を用いることで施工面の景観の美化をはかることができる。
(2)前記天然骨材が、火山灰,火山砂利,シラス及び現地発生土のいずれか1種以上であることを特徴とする前項1記載の土木用表面被覆材である。
未利用資源の活用及び産業廃棄物の有効利用をはかるためである。
(3)前記天然骨材の替わりに焼却灰・焼成レンガを使用してなることを特徴とする前項1又は2記載の土木用表面被覆材である。
産業廃棄物の有効利用をはかり、環境保護に貢献しようとするものである。
(4)前項1乃至3記載の土木用表面被覆材に粉塵低減剤及び繊維を添加してなることを特徴とする土木用表面被覆材である。
土木用表面被覆材を法面吹付け材として使用するとき、粉塵発生を防止するため粉塵低減剤を添加し、ひび割れ及びダレ防止のため繊維を添加することとした。
粉塵低減剤としてはセルロース誘導体が有効であり、繊維としてはナイロン,アクリル,ビニロン等の合成繊維のほか、ガラス繊維,スチール繊維等を用いることができる。
(5)前記加熱処理した高炉スラグが粒度3mm以下で、前記天然骨材が粒度2.5mm以下であることを特徴とする前項1乃至4のいずれか1項記載の土木用表面被覆材である。
適度の透水性・保水性を確保するとともに、遊歩道・ジョギングコース・広場・自転車道等の舗装において、使用者の歩行又は歩行感覚をソフトにし、併せて施工面の景観の美化に貢献するためには使用する材料の粒度を規制することが効果的であり、そこで高炉スラグは粒度3mm以下、天然骨材は粒度2.5mm以下とした。
(6)前記加熱処理した高炉スラグが200℃以上で加熱処理されたものであることを特徴とする前項1乃至5のいずれか1項記載の土木用表面被覆材である。加熱する理由は、高炉スラグ粒子の表面が水との反応によって緻密な非晶質の水和生成物でおおわれて、水と高炉スラグとの接触を妨げるため、その後の反応速度が著しく遅くなり、見かけ上反応が行われないことになる。そこで通常は水酸化カルシウムなどのアルカリ刺激剤を入れてやると、保護膜は刺激剤と反応し、表面から取り除かれて水との反応が連続的に進行するようになる。本発明は、アルカリ刺激剤を使用する替りに、加熱処理をして保護膜を除去しようとするものである。高炉スラグ表面の保護膜に含まれる水分を完全に除去するには高炉スラグの表面温度が少なくとも200℃以上とすることが好ましい。
(7)加熱処理した高炉スラグ40〜90質量部、天然骨材10〜60質量部からなる混合物100質量部に対し、セメント系固化材8〜12質量部を添加してなることを特徴とする前項1乃至6のいずれか1項記載の土木用表面被覆材である。
適度の透水性・保水性を保持するには高炉スラグを少なくとも40質量部以上含有し、施工面の景観の美化をはかる点からは天然骨材を10質量部以上含有する混合物を使用する必要がある。また、前記混合物に対しセメント系固化材8〜12質量部添加することとしたのは、添加量が8質量部以下では土木用表面被覆材の強度が十分でないからであり、一方12質量部以上としても、自転車等の軽車輌の通行に対しては必要以上の強度となるからである。
(8)前記セメント系固化材が六価クロム溶出抑制作用を有することを特徴とする前項1乃至7のいずれか1項記載の土木用表面被覆材である。
セメント製品中には、セメントクリンカー製造時は原燃料に由来するクロム(多くの場合三価クロムの形態で存在)が加熱処理により空気酸化され、微量の水溶性六価クロムが生成することがある。そこで、六価クロムの溶出を防止するために六価クロム溶出抑制作用を有するセメント系固化材を特に用いることとした。このためには、セメント系固化材中の酸化カルシウム含量が50質量%以上であることが好ましい。
(9)高炉スラグを200℃以上で加熱処理し、冷却後粒度3mm以下に粉砕したものに、粒度2.5mm以下の天然骨材等を混合した後、セメント系固化材を添加することを特徴とする舗装材の製造方法である。
(1)高炉スラグを使用することでpH値が9〜12と高い為、雑草,苔の生育を防止できる。また、高炉スラグを粒度3mm以下にして使用することで、適度の透水性・保水性を保持することができる。
(2)天然骨材として、寒水石や天然色石を用いることで施工面の景観の美化に寄与することができる。
(3)高炉スラグを加熱処理するため、高炉スラグを硬化させるためのアルカリ刺激剤を添加する必要がない。従って、敷き均し、水をかけるだけで自然の土の感触の表面被覆が構築できる。
(4)六価クロム溶出抑制作用を有するセメント系固化材を用いることから、六価クロムの溶出が防止され、環境の保全に有効である。
(5)高炉スラグを主成分としていることから、安定性・耐久性に優れているとともに、初期強度の発現が良く、高い強度が得られ、施工後、短時間で開放できる。
(6)土木用表面被覆材の表面は容易に乾燥状態となるため、植物の種子が表面に付着しても発芽しにくい。
(7)圧縮強度が高く、植物が根を張りにくい。
(8)カラー舗装とするときは、天然色石を使用しているため、顔料で着色した土木用表面被覆材と比較して褪色し難い。
(9)火山灰,火山砂利,シラス等の未利用資源の有効利用をはかるとともに、現地発生土,焼却灰,焼成レンガ等を使用することで廃棄物の再資源化をはかり環境保護に貢献することができる。
粒度25〜45mmの高炉スラグを200℃以上の表面温度になるように火力乾燥し、冷却後粒度3mm以下に粉砕する。
施工前の状態は、路床の上に通常約10cm厚さの路盤が設けられている。
この路盤上に型枠を設置し、型枠内に本発明の土木用表面被覆材を散布し敷き均しを行う。
また、材令による浸透水のpH変化を表3に示した。表3は本発明の土木用表面被覆材を水道水(pH7.71,供試体と同じ質量)に6時間浸漬し、その水道水のpHを測定した結果である。
試験方法は供試体を水道水(pH7.71,供試体と同じ重量)に6時間浸漬し、その水道水のpH値をハンディ型pH計で測定した。
アスファルト舗装要綱によると、寒冷地の舗装構成はこのような破損を防止するための、材料及びほ舗設時の温度管理等が規定されている(歩道についても同じ)。
ここでは、舗装材(本発明の土木用表面被覆材)が凍結融解作用をくり返し受ける環境下でも材質が変質したり、その本来の機能が低下もしくは消失しない事の確認試験を実施した。
実験の結果は表5に示した。3供試体とも変質は認められず、機能低下の指標である残存率は表に示すとおりである。(試験方法はモルタルバー法を参考)
本発明の土木用表面被覆材は、弱アルカリ性の材料である。樹木の健全保護育成・景観向上を目的とした防草処理として使用した場合の土壌及び植生への影響について次の試験施工を実施した。
本発明の土木用表面被覆材を防草用として利用する計画は、除草等の維持手間を省く目的で街路樹(独立木、観賞緑地花木)、公園及び個人庭園の観賞木に適用できる。
各種樹木の適性成育土壌酸度(pH)は、別表に示す通りとなっている。この中から温暖地方での植樹が多く、酸性土壌を好むツツジ類とマツ類を選定した。
1.国道敷地内ツツジの植込み部分の防草効果は十分発揮されており、又ツヅジの成育への影響も現段階では問題なしと判断している。但し、もう少し経過を追跡し、樹木育成のため施肥管理の方法やその後の影響も見守りたい。(植生確認試験1)
2.国民宿舎庭園のマツは、同庭園の無施工の同樹種の育成状況(樹勢)に差は認められない。(植生確認試験2)
1・2より酸生土壌を好む代表樹のツヅジ・マツにおいて影響が認められない事から本発明の土木用表面被覆材の弱アルカリ成分が起因する成育障害は発生しないと考えられる。
本発明の土木用表面被覆材により植樹帯等の防草を含む維持管理費の軽減効果は、かなり期待できる。
Claims (9)
- 加熱処理した高炉スラグ,天然骨材及びセメント系固化材からなることを特徴とする土木用表面被覆材。
- 天然骨材が火山灰,火山砂利,シラス及び現地発生土のいずれか1種以上であることを特徴とする請求項1記載の土木用表面被覆材。
- 天然骨材の替わりに焼却灰又は焼成レンガを使用してなることを特徴とする請求項1又は2記載の土木用表面被覆材。
- 請求項1乃至3記載の土木用表面被覆材に粉塵低減剤及び繊維を添加してなることを特徴とする土木用表面被覆材。
- 加熱処理した高炉スラグが粒度3mm以下で、天然骨材が粒度2.5mm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の土木用表面被覆材。
- 加熱処理した高炉スラグが200℃以上で加熱処理されたものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の土木用表面被覆材。
- 加熱処理した高炉スラグ40〜90質量部,天然骨材10〜60質量部からなる混合物100質量部に対しセメント系固化材8〜12質量部を添加してなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の土木用表面被覆材。
- 前記セメント系固化材が六価クロム溶出抑制作用を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の土木用表面被覆材。
- 高炉スラグを200℃以上で加熱処理し、冷却後粒度3mm以下に粉砕したものに、粒度2.5mm以下の天然骨材又は焼却灰,焼成レンガを混合した後、セメント系固化材を添加することを特徴とする土木用表面被覆材の製造方法。
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