JP2008114497A - コンクリートブロックの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱型までの時間を短縮することで、型枠が専有される期間を短縮することが可能なコンクリートブロックの製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】下型となる平面板３と、平面板３に配置された上下面が開口した型枠４と、型枠４に充填される未硬化状態のコンクリートを上方から加圧してコンクリートブロック２０の底面を成型する上型５とを備え、上型５は、コンクリートブロック２０の底面２１を成型する下面の周縁部全体に凸部５１が形成されている。また、型枠４の下端内側には、コンクリートブロック２０の上面縁部に傾斜面２４を形成するために突出した傾斜面形成部４２ｄが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、未硬化状態のコンクリートを型枠に充填して成型するコンクリートブロックの製造装置および製造方法に関する。

コンクリートブロックは、平坦面が形成された下型に中型である型枠を配置し、この型枠に、セメント、骨材、水、混和材などを混練した未硬化状態のコンクリートを充填し、上型で加圧し、型枠内で養生させ、硬化させることで成型される。

このように製造されるコンクリートブロックに関する技術が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載のコンクリート製品の製造方法は、上方が開口した枠体に充填されたコンクリート材料を上方から上型により加圧し、加圧されたコンクリート材料が硬化して得られるコンクリート製品を枠体および上型から即時脱型させる方法において、上型にはコンクリート製品の上面に凹部を形成するための尖鋭形状の凸部が設けられていることが記載されている。

特開２００４−２６８２７５号公報

コンクリートブロックを製造する従来の製造装置は、一般的に、並べられた多数の型枠を上型により一度に加圧することで、数多くのコンクリートブロックを成型することができる。しかし、成型されたコンクリートブロックは、すぐに型枠から脱型する訳にはいかないので、脱型可能な程度に硬化するまで多数の型枠が専有されてしまう。従って、製造業者は、多くの型枠を準備する必要があるので、小規模な製造業者にとっては多大な負担となっている。

そこで本発明は、脱型までの時間を短縮することで、型枠が専有される期間を短縮することが可能なコンクリートブロックの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

本発明のコンクリートブロックの製造装置は、平坦面を有する下型と、前記下型に配置された上下面が開口した型枠と、前記型枠に充填される未硬化状態のコンクリートを上方から加圧してコンクリートブロックの底面を成型する上型とを備え、前記上型には、前記底面を成型する下面の周縁部全体に凸部が形成されていることを特徴とする。

本発明のコンクリートブロックの製造装置は、平坦面を有する下型に配置された型枠に未硬化状態のコンクリートを充填して上型により加圧することで成型するものである。この上型には、コンクリートブロックの底面を成型する下面の周縁部全体に凸部が形成されているので、外周面側に含まれる水分を中央より多く抜くことができる。外周面側の水分が多く抜けることで、コンクリートブロックの上下面以上に外周面を、より圧縮された状態とすることができるので、コンクリートブロックの中心部分は未硬化で軟質な状態であっても、コンクリートブロックの外側面全体を圧縮された状態とすることができる。従って、型枠から型くずれすることなく脱型することができるので、型枠から脱型する時間を短縮することができる。

前記凸部には、突出量を調整する調整部が設けられているのが望ましい。コンクリートによっては、セメントの材質、骨材の種類、水分量などによる粘性の違いや、成型するコンクリートブロックの厚みの違いなどから、脱型するために必要な圧縮の度合いが異なる。従って、凸部の突出量を調整する調整部が設けられていることで、コンクリートブロックの大きさや、性質に応じた圧縮を行うことができる。

前記型枠の下端内側には、前記コンクリートブロックの上面縁部に傾斜面を形成するために突出した傾斜面形成部が設けられているのが望ましい。型枠の下端内側に突出した傾斜面形成部が設けられているので、意匠面となるコンクリートブロックの上面の縁部に、傾斜面を形成することができる。コンクリートブロックの上面の縁部に、傾斜面を形成することで、硬化したコンクリートブロックを積み重ねて保管するときに、積み重ねたコンクリートブロックの周縁部同士が接触して欠落してしまうことが防止できるだけでなく、製品のコンクリートブロックを道路などに並べて敷設する場合では、傾斜面によって隣接するコンクリートブロックとの間にできる隙間に、目地材が侵入するので、より強固にコンクリートブロックを固定することができる。また、凸部による加圧力は、型枠に沿った下方に向かって付与されるが、型枠の下端内側には突出した傾斜面形成部が設けられているので、未硬化状態のコンクリートはこの傾斜面形成部によって中央に向かうように圧縮される。従って、コンクリートブロックの上面は、上型と下型との上下間で圧縮される加圧力の他に、中央に向かうような加圧力が周縁部に加わるので、コンクリートブロックの上面の圧縮度を高めることができる。

本発明のコンクリートブロックの製造方法は、コンクリートブロックの上面を成型する平坦面を有する下型に配置された上下面が開口した型枠に、未硬化状態のコンクリートを充填する充填工程と、前記充填されたコンクリートの上方から上型により全体を加圧しつつ、周縁部全体に凹部を形成する圧縮工程とを含むことを特徴とする。

本発明のコンクリートブロックの製造方法は、平坦面を有する下型に配置された型枠に、未硬化状態のコンクリートを充填して上型により加圧することで成型するものである。圧縮工程にて、充填されたコンクリートの上方から上型により全体を加圧しつつ、周縁部全体に凹部を形成することで、外周面側に含まれる水分を中央より多く抜くことができる。外周面側の水分が多く抜けることで、コンクリートブロックの上下面以上に外周面を、より圧縮された状態とすることができるので、コンクリートブロックの中心部分は未硬化で軟質な状態であっても、コンクリートブロックの外側面全体を圧縮された状態とすることができる。従って、型枠から型くずれすることなく脱型することができるので、型枠から脱型する時間を短縮することができる。

本発明は、コンクリートブロックの外周面側の水分が多く抜けることで、コンクリートブロックの外側面全体を圧縮された状態とすることができるので、型枠から脱型する時間を短縮することができる。よって、型枠が専有される期間を短縮することが可能である。

本発明の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す製造装置の型枠を示す図であり、（Ａ）は嵌め込み合わせた状態の斜視図、（Ｂ）は開いた状態の斜視図である。図３は、図１に示す製造装置の上枠を示す概略断面図である。

図１に示す本発明の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置１０は、道路舗装用のコンクリートブロックを製造する装置である。製造装置１０は、脚部１１を有する台部１と、台部１の上面に配置されたテーブル２と、下型となる平面板３と、平面板３に配置される型枠４と、型枠４に充填された未硬化状態のコンクリートを上方から加圧する上型５と、上型５に加圧力を付与する油圧シリンダ６とを備えている。この製造装置１０によって成型されるコンクリートブロックは、上型５により底面が成型され、平面板３により意匠面となる上面が成型される。

台部１の脚部１１には、製造装置１０全体を容易に移動可能とするキャスタ１１ａがそれぞれに設けられている。平面板３は、平坦面に形成され、コンクリートブロックの厚みを均等に成型したり、上型５からの加圧力を均等に受けるために水平にテーブル２に配置されている。

型枠４は、平面視して正方形状に形成された枠体である。ここで型枠４について図２に基づいて詳細に説明する。

図２（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、型枠４は、約３００ｍｍの長さの第１枠材４１と、約３００ｍｍの長さの第２枠材４２とで構成されている。第１枠材４１は、平面視して台形状に形成された枠板４１ａと、枠板４１ａの両端部に、平行となるように設けられた２枚の第１嵌合板４１ｂとを備えている。第２枠材４２は、平面視して台形状に形成された枠板４２ａと、枠板４２ａの両端部に、連結したときに第１枠材４１の第１嵌合板４１ｂの間に位置するように設けられた１枚の第２嵌合板４２ｂとを備えている。第１枠材４１および第２枠材４２は、第１嵌合板４１ｂと第２嵌合板４２ｂとに設けられた固定孔４１ｃ，４２ｃにピン４３を挿通することで結合されている。

この第１枠材４１および第２枠材４２には、下端内側に、コンクリートブロックの上面縁部に傾斜面を形成するために、突出した傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄが設けられている。傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄは、突出した長さが約８ｍｍに形成され、型枠４を平面板３に配置したときに、傾いたり隙間が空いたりしないように底面が平坦面に形成されている。また、傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄの傾斜面は、僅かではあるが曲面に形成されている。

上型５は、平面視して正方形状に形成されたブロック体である。図３に示すように、この上型５には、下面の周縁部全体に凸部５１が形成されている。この凸部５１の突出した長さは約３ｍｍである。また、上型５の外側周面には、図１に示すように下降するときに上型５を型枠４に案内するガイド５２がスライド調整可能に設けられている。油圧シリンダ６は、上型５の昇降を行うもので、約３ｔまでの範囲内で上型５を荷重することが可能である。この油圧シリンダ６の荷重は、型枠４に充填されるコンクリートの材質に応じて調整される。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る製造装置１０によるコンクリートブロックの製造方法を、図４および図５に基づいて説明する。図４は、圧縮工程を説明するための概略断面図である。図５は、本発明の実施の形態に係る製造装置１０によって得られたコンクリートブロック２０を示す斜視図である。

まず、テーブル２上に配置された平面板３に型枠４を配置する。次に、型枠４内に未硬化状態のコンクリートを充填する充填工程を行う。ここで、充填されるコンクリートについて説明する。

コンクリートブロックとなるコンクリートとして、例えば、特開２００４−２９３２７３号公報に記載されたセメントコンクリート表面舗装仕上げ材が使用できる。セメントコンクリート表面舗装仕上げ材は、ポルトランドセメント１５ｋｇと、砕石８０ｋｇ〜１３０ｋｇ、ガラス繊維１〜１．２ｋｇ、竹炭１〜３質量％および水性エマルジョン（住友化学株式会社製：スミカフレックスＲＰ−１００Ｓ（登録商標））をセメント重量の５〜１２％、抗菌剤（品川燃料株式会社製：ゼオミック（登録商標））を混和全重量の１〜２％を水で混練りした配合物である。この割合で配合した配合物を本実施の形態のコンクリートとして使用することで透水性の高いコンクリートブロックとすることができる。

次に、油圧シリンダ６を動作させて上型５を、型枠４に充填されたコンクリートの上方から下降させ、全体を加圧する圧縮工程を行う。この上型５による加圧により、充填されたコンクリートに含まれる余分な水分は、型枠４と平面板３との隙間から流れ出る。本実施の形態では、油圧シリンダ６により型枠４に充填されたコンクリートを約２ｔの荷重で圧縮する。

図４に示すように、上型５の下面は、中央部が平坦面であり、周縁部全体が凸部５１により突出しているので、コンクリートブロック２０の底面２１となる充填されたコンクリートの上面の周縁部全体に、凹部２２が形成される。つまり、上型５の凸部５１により、外周面側（斜線部分）に含まれる水分を中央より多く抜くことができるので、コンクリートブロック２０の上面２３および底面２３以上に外周面（斜線部分）を、より圧縮された状態とすることができる。従って、コンクリートブロックの中心部分は未硬化で軟質な状態であっても、コンクリートブロック２０の外側面全体を脱型可能な程度に圧縮された状態とすることができる。従って、たとえ、油圧シリンダ６の加圧力が低くても、型枠４から型くずれすることなく脱型することができるので、型枠から脱型する時間を短縮することができ、型枠４が専有される期間を短縮することができる。また、加圧力が小さい油圧シリンダ６とすることで、小規模な製造装置１０とすることができるので、装置コストを低く抑えることができる。

また、透水性の高いコンクリートは、骨材間にできる空隙によって透水性が確保されるため、大きな加圧力によって成型する従来のコンクリートブロックの製造装置では、透水性を損なうおそれがある。しかし、本実施の形態に係る製造装置１０では、コンクリートブロック２０の外側面全体を脱型可能な程度に圧縮された状態とすることで、コンクリートブロック２０内部の空隙全てが押し潰されてしまうことがないので、コンクリートブロック２０の透水性を確保することができる。

凸部５１による加圧力は、型枠４に沿った下方に向かって付与されるが、型枠４の下端内側には突出した傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄが設けられているので、未硬化状態のコンクリートはこの傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄによって中央に向かうように方向Ｆに圧縮される。従って、コンクリートブロック２０の上面２３は、上型５と下型である平面板３との上下間で圧縮される加圧力の他に、中央に向かうような加圧力が周縁部に加わるので、コンクリートブロック２０の上面２３の圧縮度を高めることができる。この傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄによってコンクリートブロック２０の上面（図４では下面）の周縁部には、傾斜面２４が形成される。

圧縮工程が終わると油圧シリンダ６により上型５を上昇させ、成型されたコンクリートブロック２０を型枠４内で養生する一次硬化工程を行う。本実施の形態では、この一次硬化工程として数分間ほど放置しているが、圧縮工程のみで余分な水分が充分除去され、型枠４から脱型可能であれば、この一次硬化工程は省略することができる。また、コンクリートブロック２０を連続して作製するために、圧縮工程が完了したコンクリートブロック２０を型枠４に入れたままテーブル２上で横へ移動させ、新たな平面板３と型枠４とのセットを上型５の下方に配置すれば、次々と圧縮工程を行うことが可能である。この場合、一次硬化工程の間、型枠４が専有されることになり、新たな平面板３と型枠４とのセットを準備する必要があるが、一次硬化工程は数分間で完了することができ、型枠４は脱型できれば再度使用することができるので、型枠４を数多く準備する必要はない。一次硬化工程が終われば、型枠４からコンクリートブロック２０を脱型する脱型工程を行う。

型枠４から脱型する脱型工程を行うときは、図２に示すピン４３を外すことで、第１嵌合板４１ｂと第２嵌合板４２ｂとを離脱可能な状態とし、型枠４の角部一箇所を開いた状態としたり、第１枠材４１および第２枠材４２を完全に分離するように外したりすることで、型枠４をコンクリートブロック２０から容易に型抜きすることができる。特に、本実施の形態に係る型枠４では、下端内側に傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄが設けられているので、垂直方向への型抜きはできないが、第１枠材４１と第２枠材４２とをそれぞれ水平方向に移動させることで、型抜きすることが可能である。

そして、型枠４の型抜きが完了したら平面板３ごとコンクリートブロック２０を乾燥させるところまで移動して二次硬化工程を行う。二次硬化工程では、一次硬化工程が完了したコンクリートブロック２０を自然放置により水和反応を進行させて完全に硬化させる。二次硬化工程を行うことで、図５に示すようなコンクリートブロック２０を得ることができる。二次硬化工程は、コンクリートブロック２０を平面板３上に載せたまま乾燥を行っているので、乾燥させるコンクリートブロック２０の個数に応じた枚数の平面板３を準備する必要がある。しかし、平面板３は単なる金属板なので、型枠４に入れたまま乾燥させることで型枠４が専有されるより製造業者への負担が少ない。

図５に示すように、プレート状に形成されたコンクリートブロック２０には、凸部５１（図３参照）によって底面縁部全体に凹部２２が形成され、傾斜面形成部４１ｄ，４２ｄ（図２参照）により傾斜面２４が形成されているので、コンクリートブロック２０を積み重ねて保管するときに、上面２３の周縁部や、底面２１の周縁部が他のコンクリートブロック２０と接触して、欠落してしまうことが防止できる。

このように、製造装置１０は、成型されたコンクリートブロック２０を短時間で脱型できるため、型枠４が専有される期間を短縮することが可能なので、大量にコンクリートブロック２０を製造する場合でも、数分間で完了する一次硬化工程で必要な個数の型枠４さえあればよい。従って、大量の型枠４が不要であるので、小規模な製造工場に製造装置１０は好適である。

次に、コンクリートブロック２０の使用状態について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る製造装置によって得られたコンクリートブロック２０を道路に敷設した状態を示す断面図である。

図６に示すように、コンクリートブロック２０は、上面２３を上に、底面２１を下にして整列させて並べられる。そして、隣接するコンクリートブロック２０同士の間の隙間に目地材Ｃが充填されることで敷設される。この目地材Ｃは充填されることで、傾斜面２４同士の間、凹部２２同士の間、そしてコンクリートブロック２０の外周囲面２５同士の間に進入するので、コンクリートブロック２０を固定することができる。特に、コンクリートブロック２０には、凹部２２が設けられているので、アンカー効果によって隣同士のコンクリートブロック２０と道路面とを強固に固定することができる。また、このコンクリートブロック２０は、透水性を有するコンクリートにより形成されているので、骨材間にできる空隙にも目地材Ｃが進入することで、更に強固に固定することができる。

コンクリートブロック２０は底面２１を下にして敷設されるので、底面２１縁部全体に形成された凹部２２は歩行者からは視認することができない。従って、図３に示す上型５に凸部５１を形成する際に高い精度は不要なので、上型５を容易に作製することができる。

次に、本発明の他の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置を図７に基づいて説明する。図７は、本発明の他の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置の上型を示す概略正面図である。

本発明の他の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置の上型は、下面の周縁部全体に設けられた凸部の突出量を調整することができるようにしたものである。
図７に示すように、他の実施の形態に係る上型７は、平面視して正方形のブロック状の上型本体７１の周囲に、板状のスライド板７２が設けられている。このスライド板７２には、上下方向に長いガイド孔７２ａが設けられ、上型本体７１に設けられたねじ孔に螺合するボルト７３が挿通している。スライド板７２は、所定位置でボルト７３を上型本体７１にねじ込むことで、上型本体７１に固定されている。上型本体７１から突出したスライド板７２が凸部７４となる。つまり、他の実施の形態に係る凸部７４の突出量を調整する調整部は、ガイド孔７２ａが設けられたスライド板７２と、このガイド孔７２ａに挿通してスライド板７２のスライド位置を決めるボルト７３とで構成されている。このように凸部７４の突出量を調整可能とすることで、コンクリートブロックの大きさや、性質に応じた圧縮を行うことができる。

凸部７４によりコンクリートブロックの底面の周縁部全体に凹部が成型されるが、上述したようにこの凹部はコンクリートブロックを道路に敷設したときに歩行者からは見えないので、スライド板７２の水平度などは余り問題にはならない。しかし、極端に傾斜した状態でスライド板７２が上型本体７１に固定されると、スライド板７２の両端部で加圧力に大きな違いが発生するので、水平の目安として上型本体７１に目盛り７５を設けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、本実施の形態では、上型５，７が平面視して正方形状に形成されているが、三角形状、長方形状、台形状、平行四辺形状、それ以上の多角形状、異形状としてもよい。また、コンクリートブロックが上下方向に貫通孔を有するものであれば、下型に、この貫通孔を成型する棒状体または筒状体を立設し、上型にこの棒状体または筒状体を挿通する貫通孔を設けることで可能である。いずれの場合においても、上型に、コンクリートブロックの底面を成型する下面の周縁部全体に凸部が形成されていることで、コンクリートブロックの上下面だけでなく外周面も圧縮された状態とすることができる。
また、本実施の形態においては、１個のコンクリートブロックを製造する製造装置を例に説明したが、多数のコンクリートブロックを同時に成型する製造装置においても、同様に本発明を適用することが可能である。

本発明は、未硬化状態のコンクリートを型枠に充填して成型するコンクリートブロックの製造装置および製造方法に好適である。特に、中小規模な製造業者が使用する場合においては最適である。また、透水性を有するコンクリートブロックを製造する場合に最適である。

本発明の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置を示す斜視図である。 図１に示す製造装置の型枠を示す図であり、（Ａ）は嵌め込み合わせた状態の斜視図、（Ｂ）は開いた状態の斜視図である。 図１に示す製造装置の上枠を示す概略断面図である。 圧縮工程を説明するための概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る製造装置によって得られたコンクリートブロックを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る製造装置によって得られたコンクリートブロックを道路に敷設した状態を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るコンクリートブロックの製造装置の上型を示す概略正面図である。

符号の説明

１０ 製造装置
１ 台部
１１ 脚部
１１ａ キャスタ
２ テーブル
３ 平面板
４ 型枠
４１ 第１枠材
４１ａ 枠板
４１ｂ 第１嵌合板
４１ｃ 固定孔
４１ｄ 傾斜面形成部
４２ 第２枠材
４２ａ 枠板
４２ｂ 第２嵌合板
４２ｃ 固定孔
４２ｄ 傾斜面形成部
４３ ピン
５ 上型
５１ 凸部
５２ ガイド
６ 油圧シリンダ
７ 上型
７１ 上型本体
７２ スライド板
７２ａ ガイド孔
７３ ボルト
７４ 凸部
２０ コンクリートブロック
２１ 底面
２２ 凹部
２３ 上面
２４ 傾斜面
２５ 外周囲面

Claims (4)

1. 平坦面を有する下型と、
   前記下型に配置された上下面が開口した型枠と、
   前記型枠に充填される未硬化状態のコンクリートを上方から加圧してコンクリートブロックの底面を成型する上型とを備え、
   前記上型には、前記底面を成型する下面の周縁部全体に凸部が形成されていることを特徴とするコンクリートブロックの製造装置。
2. 前記凸部には、突出量を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコンクリートブロックの製造装置。
3. 前記型枠の下端内側には、前記コンクリートブロックの上面縁部に傾斜面を形成するために突出した傾斜面形成部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のコンクリートブロックの製造装置。
4. コンクリートブロックの上面を成型する平坦面を有する下型に配置された上下面が開口した型枠に、未硬化状態のコンクリートを充填する充填工程と、
   前記充填されたコンクリートの上方から上型により全体を加圧しつつ、周縁部全体に凹部を形成する圧縮工程と
   を含むことを特徴とするコンクリートブロックの製造方法。

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