JP3135175U

JP3135175U - 透水・保水性固化体

Info

Publication number: JP3135175U
Application number: JP2007004786U
Authority: JP
Inventors: 孝一有馬
Original assignee: 孝一有馬; 株式会社鶴留建設
Priority date: 2007-06-23
Filing date: 2007-06-23
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2017-06-23

Abstract

【課題】透水・保水機能を備えると共に、簡単な作業により、短時間で表層材、舗装材を設置することのできる透水・保水性固化体を提供する。
【解決手段】主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、更に消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合物により得られる固化体とする。かかる固化体は、上記高炉水砕スラグ、セメント、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩およびリグニンスルホン酸化合物を含有した混合材料を、下地の上または型枠内に所定の高さに敷均して、水を散布し、軽く加圧することによって得られる。
【選択図】図１

Description

本考案は、透水・保水機能を備え、歩道、公園、建物の外構等における、表層材や舗装材として用いられる透水・保水性固化体に関する。

従来、道路や駐車場の舗装はアスファルトやコンクリートにより行われていた。しかしながら、そのような舗装は雨水が地中に浸み込まず、地表温度が上昇してヒートアイランドの原因になったり、舗装の表面に水が溜まって、自動車のスリップ事故の原因となる問題が生じていた。このため、従来より、保水・透水機能を備える舗装が強く要望されており、様々な透水性舗装材が提案されている。例えばアスファルト舗装に用いる骨材に空隙を持たせた透水性アスファルト舗装（特許文献１参照）や、コンクリート舗装に用いる骨材に空隙を持たせた透水性コンクリート舗装（特許文献２参照）などである。

特開２０００−１２００１０号公報特許公開２００７−９２４７３号公報

しかしながら、上記の舗装用材料は、舗装材の設置にあたり、敷き均し後にローラ転圧、振動プレートを用いての締め固めが行われ、舗装作業も従来と変わらず特殊技術や多くの時間と工数を要するものである。また、石油精製の副資材としてのアスファルトを用いることや有機系接着剤を使用するなど、自然や環境にやさしくないという問題がある。

本考案は前記課題に鑑みてなされたもので、透水・保水機能を備えると共に、簡単な作業により、様々な現場において短時間で表層材、舗装材を設置することのできる、透水・保水性固化体を提供することを目的とする。

前記課題を達成するために、本考案に係る請求項１の透水・保水性固化体は、
主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、更に消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合物により得られるものである。混合物にはその他微量添加物を含有してもよい。

主成分として用いられる高炉水砕スラグは、高炉で生成される溶融状態のスラグを水で急冷して得られる。多孔質の水砕スラグを用いることにより、セメントで結合された水砕スラグ粒子どうしの間の空孔および水砕スラグ粒子中の空孔の存在により、空孔率の高い固化体を得ることができる。固化体を透水性舗装材として下地盤上に設置する場合には透水性舗装材の表面に落下した水が直ちに舗装材の内部に浸み込んで、内部の空孔に保水されるので、適度な保水機能を備えることができる。水砕スラグには、さらに徐冷スラグを加えることもできる。徐冷スラグは、高炉で生成したスラグを徐々に冷却固化して自然放冷した後に、破砕して得られる。この徐冷スラグは組織が緊密で強度が高く、舗装に必要な圧縮強度と耐磨耗性を得ることができる。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等を用いることができるが、早強ポルトランドセメントや超早強ポルトランドセメントを用いることが望ましい。また、急結性硬化剤として、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩を含有することで、水の散布によって発揮されるセメントの凝結反応が、前記の急結性硬化剤とセメントが反応することによって、急結性となり、短時間で透水・保水性固化体が形成される。リグニンスルホン酸化合物には、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸ナトリウムが含まれる。

本考案の透水・保水性固化体は、例えば、急結性を必要とする表層や路盤全般、保水・透水性を必要とする表層や路盤全般、排水性を必要とするグランドその他、公園・広場・駐車場・歩道・自然林の園路・歩道・サイクリングロード、テニスコートの表層、混合土の表層、人工芝の下地構造、住宅・幼稚園・学校・オフィスビル等の建物回りのアプローチなどにおいて、それらの舗装材、表層材、路盤材として適用することができる。

本考案の透水・保水性固化体は、多孔質を有するので、透水性機能と適度な保水性を備え、大雨時に保水機能を発揮して、側溝に大量の雨水が流れ込んだり、道路上が水で溢れることを防いで、水害を防ぐことができ、また、保水性および通気性によって周囲の植物の根や土によい影響を与えることができ、地球にやさしく自然を守ることができる。

本考案の固化体は、透水・保水性機能を備えているので、夕立や打ち水をすることにより、夏場の太陽による照り返し・反射熱を和らげ、ヒートアイランドを緩和することができる。また、建物の屋上、ベランダに施工設置することにより、優れた保水性と相まって、屋上緑化の機能を高めることができ、また、室内の冷房コストを下げることができる。

本考案の請求項２に係る透水・保水性固化体は、高炉水砕スラグの重量１に対し、セメントを重量比で０．１〜０．４の割合で含有し、セメントの重量１に対し、重量比で、消石灰を０．００１〜０．０１、炭酸塩を０．００１〜０．０１、アルミン酸塩を０．００１〜０．０１、アルミニウム系カルシウムを０．００１〜０．０１、硫酸塩を０．００１〜０．０１、リグニンスルホン酸化合物を０．００１〜０．０１の各割合で含有した混合物により得られるものである。

セメントの重量比を０．１以上とすることにより、バインダーとしての機能を十分に発揮して固化体の強度を十分に確保する一方、０．４以下とすることにより、固化体の空孔率を十分なものとして、透水・保水機能を十分に確保することができる。また、セメントに対し、重量比で、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩を各々０．００１以上とすることにより、セメントに対する急結性能を十分に確保する一方、０．０１以下とすることにより、透水性能を十分に確保できる。さらに、セメントに対するリグニンスルホン酸化合物の重量比を０．００１以上とすることにより、セメントの硬化を遅延させて現場での作業をし易くする一方、０．０１以下とすることにより、セメントの硬化の遅延を抑制して現場での短時間作業を確保することができる。

本考案の請求項３に係る透水・保水性固化体は、無機系充填剤をさらに含有することを特徴とする。無機系充填剤としては、石粉、炭、木材チップ、まさ土、珊瑚、フライアッシュ、溶融スラグなどが含まれる。これらの充填剤はリサイクル材として有効利用できるものである。

本考案の請求項４に係る透水・保水性固化体は、無機系顔料をさらに含有するものである。無機系顔料を含有することにより、所望の色の固化体を得ることができる。また、無機系顔料により水砕スラグ粒子の表面が着色され、容易に変色や脱色が生じない固化体を得ることができる。

本考案の請求項５に係る固化体は、無機系顔料とさらに白華抑制剤を含有するものである。無機系顔料とさらに白華抑制剤（界面活性剤）を含有することにより、景観性の向上を図ることができる。

本考案の請求項６に係る固化体は、セメントの代わりにセメント系固化材を含有し、合わせて無機系充填剤を含有するものである。セメント系固化材としては、二酸化けい素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、一酸化マンガン、三酸化硫黄などが含まれる。通常、これらの成分を混合したものが用いられる。少量のセメント系固化材で、無機系充填剤を含有する固化体に対し、十分な固化能力を付与することができる。

本考案の請求項８に係る固化体は、主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合材料を、下地の上または型枠内に所定の高さに敷均し、水を散布して、軽く加圧して得られるものである。

水はジョーロや噴霧器等を用いて散布すればよく、水を散布するだけで、セメントと急結性硬化剤の反応によりすぐに固化する。また、軽く加圧するだけで、適度な強度を確保できる。軽く加圧するには木ゴテや板等を用いればよい。ローラによる転圧や振動機による締固めの必要がなく、簡単で単純な作業で舗装材や表層材としての固化体を連続して形成できる。

したがって、公園や広場、遊歩道、自然林の園路、サイクリングロードなど、舗設幅が狭かったり、上り下りの傾斜があったり、途中に階段があったりする様々な状況の現場において、現場に必要な材料を運搬し、所定の高さに敷均し、水を散布し、軽く加圧するだけの簡単な作業で、短時間に連続する舗装材、表層材を形成することができる。そのような現場では、ローラーによる転圧作業やランマー等による締め固め作業は場所的に大変難しいものである。固化体には、型枠内で製造される透水性ブロックなどが含まれる。透水性ブロックは、公園や広場、歩道などに敷設される。

軽く加圧することにより、多くの空孔をもつ安定した状態の固化体を形成することができ、透水・保水機能を十分もたせることができる。強く加圧すると、各々の空孔のサイズが小さくなり、透水・保水機能を確保できなくなるおそれがある。

以上説明したように、本考案の透水・保水性固化体は、主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、更に消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合物から得られるものであるから、公園や遊歩道、サイクリングロードなど、ローラーやランマー等の機械を搬入し難い現場であっても、透水性・保水機能を備えた舗装材、表層材、路盤材を、簡単な作業により、短時間で設置することができ、また、住宅やビル屋上などの建物外溝に対し、それら透水・保水機能を備えた舗装材、表層材を簡単に設置することができる。また、かかる固化体は、無機系の材料からなるもので、有機性接着剤等を一切用いないので、自然や環境にも優しいという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本考案の実施形態を説明する。図１は本考案に係る固化体から構成される舗装材が設置された舗装構造の例を示す断面図である。図１に示すように、下地盤１の上に本考案に係る固化体から構成される舗装材２が設置されている。かかる舗装構造は、以下の手順で施工される。

まず、下地盤１を整地し、その上に砕石３を敷き均し、転圧する。その上に、高炉水砕スラグ、早強ポルトランドセメントに、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物をミキサーで混合した材料を所定の厚さ（３０ｍｍ）に敷き均し、表面を平らにする。次いで、上記混合材料を敷き均した上からジョーロ等で１ｍ^２当り３リットル以上の水を２〜３回に分けて静かに散布し、混合材料の最も下まで水を浸透させる。次に、表面の水が引いたら直ちに板等で軽く加圧する。水を散布するだけで、直ぐに固化するので、舗装作業を簡単に行なうことができ、次の舗装作業に移ることができる。例えば、気温１５℃以上で、２〜３時間前後で固化する。このようにして短時間の作業で連続的に舗装作業を行うことができる。

本実施形態の固化体によると、以下の効果を奏する。
（１）高炉水砕スラグ、セメント、急結性硬化剤を含有するから、現場では水を散布するだけの単純作業で固化され、また、軽く加圧する簡単な作業で、舗装材、表層材を設置することができる。
（２）多孔質の固化体であるから、振動、音を吸収し、小さくする効果がある。
（３）透水性があり、適度の保水性もあり、無機質で害のない固化体であるから、周囲の植物によい影響を与えることができる。また、太陽の照り返しや反射熱を抑制することができる。
（４）表層や路盤の凹凸を直したり高さの調整等が必要なときは、既設の表層材や舗装材の上に再度、高炉水砕スラグ、早強ポルトランドセメントに、アルミニウム系酸化物、水酸化カルシウム、炭酸塩、アルミン酸塩、硫酸塩およびリグニンスルホン酸化合物を混合した材料を、敷均し、水を散布し、軽く加圧することにより対処することができ、既設の表層材や舗装材に対する接着性がよく、継目も目立たずにすむ。

本考案者は、高炉水砕スラグ、早強ポルトランドセメントに、消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物をミキサーで混合した材料を所定の厚さ（３０ｍｍ）に平らに敷き均し、その上からジョーロで１ｍ^２当り３リットル以上の水を２〜３回に分けて散布し、混合材料の最も下まで水を浸透させ、表面の水が引いたら直ちに板で軽く加圧し、夏期で３〜４時間（冬期で６〜７時間）程度の養生を行ない、表層材の試料を作った。

試料の配合比は、高炉水砕スラグ１０００ｋｇ、早強ポルトランドセメント２５０ｋｇに、消石灰１.３７５ｋｇ、炭酸塩１.１ｋｇ、アルミン酸塩０.５５ｋｇ、アルミニウム系カルシウム１.９２５ｋｇ、硫酸塩０.５５ｋｇ、リグニンスルホン酸化合物１．５ｋｇである。得られた舗装材の試料について、圧縮強度試験を行った。表１に示すように、材令３日の圧縮強度は１６ｋｇｆ／ｃｍ^２、材令７日の圧縮強度は２５ｋｇｆ／ｃｍ^２であった。これらのデータから、歩道用の表層材としての強度が十分得られたことが確認できた。また、これらのデータから材令２８日では圧縮強度がさらに３割程度向上すると予測される。

また、本考案者は、上記実施例１の試料について、透水試験を行った。試験方法は、日本道路協会の「舗装試験法便覧」の５−４−１透水性アスファルト舗装の現場透水試験方法に準拠して行なった。材令２８日の試料の表面に円筒形の試験器を設置し、同試験器内に上から水を注入し、同試験器内を水４００ｍｌが流下する時間を３回にわたり計測した。各測定の間隔は１分間程度とした。また、測定時間から１５秒間当りの流下水量を算出し、透水量（ｍｌ／１５秒）を求めた。

その結果、３回の測定時間の平均値は３２．７秒、透水量の平均値は１８７．２（ｍｌ／１５秒）であった。４００ｍｌのうち、透水されなかった残りの保水量は２１２．８（ｍｌ／１５秒）であることから、上記実施例１の試料は、透水性と保水性を兼ね備えた固化体であることが確認できた。

本考案に係る固化体は、透水・保水機能を備えると共に、歩道、公園、建物の外構等における舗装材や表層材として広く利用可能である。

本考案の透水・保水性固化体から構成される表層材を、下地盤の上に敷き均した砕石上に設置した舗装構造の断面図である。

符号の説明

１下地盤
２表層材（透水・保水性固化体）
３砕石

Claims

主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、更に消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合物により得られる透水・保水性固化体。
高炉水砕スラグの重量１に対し、セメントを重量比で０．１〜０．４の割合で含有し、セメントの重量１に対し、重量比で、消石灰を０．００１〜０．０１、炭酸塩を０．００１〜０．０１、アルミン酸塩を０．００１〜０．０１、アルミニウム系カルシウムを０．００１〜０．０１、硫酸塩を０．００１〜０．０１、リグニンスルホン酸化合物を０．００１〜０．０１の各割合で含有した混合物により得られる、請求項１記載の透水・保水性固化体。
無機系充填剤をさらに含有する、請求項１または請求項２記載の透水・保水性固化体。
無機系顔料をさらに含有する、請求項１ないし請求項３記載の透水・保水性固化体。
無機系顔料と白華抑制剤をさらに含有する、請求項１ないし請求項４記載の透水・保水性固化体。
セメントの代わりにセメント系固化材を含有し、合わせて無機系充填剤を含有する、請求項１記載の透水・保水性固化体。
主成分として多孔質の高炉水砕スラグ、セメントを含有し、更に消石灰、炭酸塩、アルミン酸塩、アルミニウム系カルシウム、硫酸塩、リグニンスルホン酸化合物を含有した混合材料を、下地層の上または型枠内に所定の高さに敷均し、水を散布して、軽く加圧して得られる透水・保水性固化体。