JP3290171B2 - ポーラスコンクリートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空隙率が高く、透
水性に優れたポーラスコンクリートの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポーラスコンクリートは、高い空隙率を
有しているため、透水性のコンクリートとして主として
車道等の舗装材料に使用されている。ポーラスコンクリ
ートを使用すると降雨時にも雨水が透過され易く、走行
車両のハイドロプレーン現象を防止するとともに水飛沫
を防止して視界不良を改善することにより、安全性を高
めることができる。また、騒音を低減する効果をも有す
る。

【０００３】最近では、ポーラスコンクリートは、生態
系と調和あるいは共存しうる材料、すなわちエコマテリ
アルとして注目され、緑化や植栽用のコンクリート、水
質浄化コンクリート、吸音コンクリートなどとして各分
野において広く利用されている。

【０００４】斯かるポーラスコンクリートは、一般的
に、セメント等の無機質結合材料と、該粉体１００重量
部に対して概ね１５〜３０重量部の水と、粗骨材、およ
び必要に応じて細骨材や分散剤とを混練することによ
り、粗骨材とセメントペースト（またはモルタル）とを
均一にまぶして製造される。

【０００５】製造されたポーラスコンクリートは、所定
形状の型枠内や、あるいは型枠等で仕切られた所定場所
に直接打ち込まれ、表面や側面等から外部振動機によっ
て加振されて締め固められて成形される。

【０００６】しかしながら、該ポーラスコンクリート
は、上述のように振動機によって振動が加えられた際
に、セメントペーストあるいはモルタルが底部に流れ落
ちて空隙部分を塞いでしまいやすい。このような場合に
は、成形体底部の透水係数が大幅に低下するとともに、
成形体の上部ではペーストあるいはモルタル量が不足す
ることとなり、全体として成分が不均一となってしま
い、強度の低下を招きやすい。

【０００７】従来、かかる問題を解決すべく、界面活性
剤を加えて単位水量を減らすとともに、骨材に粒径５ｍ
ｍ未満の細骨材を加えてポーラスコンクリートを製造す
る方法（特開平７−２０６５３７）や、さらに水量を減
らし、具体的には粉体全質量に対する水の質量比を７〜
１９％まで減らしてポーラスコンクリートを製造する方
法（特開平１１−２６８９６９）等が開示されている。

【０００８】しかしながら、前者の方法によれば、透水
係数に対する強度が低く、即ち、強度を確保するために
は透水係数を下げざるを得ないという問題を有してい
る。一方、後者の方法によれば、透水係数に対する強度
は高いが極めて水粉体比の小さいセメントペーストを練
り混ぜる必要があるため、ペーストの練り混ぜ時間が長
くなり、ポーラスコンクリートの製造効率が低下すると
いう問題や、単位粉体量が多くなるために、材料費が高
くなるという問題を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、透水
率および強度を高く維持しつつ、容易且つ経済的に製造
できるポーラスコンクリートの製造方法を提供すること
を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らが、上
記課題に鑑みて鋭意研究したところ、高性能ＡＥ減水剤
と、これと適合性の悪い混和剤を併用することにより、
これら課題が解決されることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１１】即ち、本発明の手段は、粗骨材に、セメン
トペースト又はモルタルを加えて混練し、前記粗骨材の
表面を前記セメントペースト又は前記モルタルで被覆し
た混練物とし、該混練物を型枠内に投入して硬化させる
ポーラスコンクリートの製造方法において、前記混練物
中に、高性能ＡＥ減水剤と、該高性能ＡＥ減水剤と適合
性の悪い混和剤とを添加することを特徴とするポーラス
コンクリートの製造方法にある。

【００１２】ここで、高性能ＡＥ減水剤と適合性の悪い
混和剤とは、高性能ＡＥ減水剤とともにセメントペース
トあるいはモルタル中で練り混ぜた際に、凝集現象が生
じて流動性を悪化させるものをいう。

【００１３】投入から硬化までの間には、振動数２００
０〜１２０００ｖｐｍ、振幅０．２〜２．０ｍｍで振動
締固めを行うことが好ましい。

【００１４】高性能ＡＥ減水剤と、これと適合性の悪い
混和剤とを添加すると、凝集現象によってこわばりを生
じ、セメントペースト又はモルタルの粘性を効果的に増
大させることができ、粗骨材より剥離して流れ落ちるこ
とを防止することができる。また、該凝集現象は、上記
のような高周波振動を加えることによって一時的に解砕
させることができる（即ち、チキソトロピー性を示す）
ため、型枠へ投入した後に必要に応じて高周波振動を加
えて流動化させることによって締め固め、振動を停止さ
せて再度凝集させることによって、良好なポーラスコン
クリートの性状を維持させることができる。

【００１５】前記混和剤が増粘剤でない場合には、前記
高性能ＡＥ減水剤と前記混和剤との合計添加量が、前記
セメントペースト又は前記モルタルを構成する粉体材料
に対して０．５〜５重量％であることが好ましく、さら
に、該合計添加量に対して、高性能ＡＥ減水剤又は混和
剤がともに２０重量％以上であることが好ましい。

【００１６】また、前記混和剤が増粘剤である場合に
は、前記セメントペースト又は前記モルタルを構成する
粉体材料に対し、前記高性能ＡＥ減水剤の添加量を１〜
７重量％とし、且つ前記混和剤の添加量を０．２〜２．
５重量％とすることが好ましい。

【００１７】ここで、セメントペースト又はモルタルを
構成する粉体材料としては、セメントペーストの場合に
は、セメント単体か、あるいはこれに混和材等を加えた
ものであり、モルタルの場合には、さらに細骨材を含め
たものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るポーラスコンクリー
トの製造方法の一実施形態について説明する。まず、セ
メント及び必要に応じて添加された混和材等からなる結
合材に水を加え、さらに必要に応じて細骨材を加えて混
練することによってセメントペースト又はモルタルを調
製する。この際、高性能ＡＥ減水剤と、該高性能ＡＥ減
水剤と適合性の悪い混和剤とを添加し、前記セメントペ
ースト又はモルタルとともに混練する。さらに、該セメ
ントペースト又はモルタルに粗骨材を加えて混練するこ
とにより、該粗骨材の表面をセメントペースト又はモル
タルで被覆した状態の混練物を調製する。その後、該混
練物を型枠内に投入し、振動締固めを行った後、養生す
ることによってポーラスコンクリートを成形することが
できる。

【００１９】前記高性能ＡＥ減水剤としては、ポリカル
ボン酸系、ナフタレン系、メラミン系、アミノスルホン
酸系等の各高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。

【００２０】ここで、ポリカルボン酸系の高性能ＡＥ減
水剤としては、ポリカルボン酸エーテル系の複合体、ポ
リカルボン酸塩等のポリカルボン酸系化合物、マレイン
酸共重合物、マレイン酸誘導体共重合物、マレイン酸エ
ステル共重合物等のマレイン酸系化合物などを主成分と
するするものを例示でき、ナフタレン系の高性能ＡＥ減
水剤としては、リグニン誘導体、アルキルアリルスルホ
ン酸系化合物などを主成分とするものを例示でき、メラ
ミン系の高性能ＡＥ減水剤としては、変性メチロールメ
ラミン縮合物等を主成分として含有するものを例示で
き、さらに、アミノスルホン酸系の高性能ＡＥ減水剤と
しては、芳香族スルホン酸縮合物とリグニンスルホン酸
誘導体を主成分とするものを例示できる。

【００２１】一方、前記高性能ＡＥ減水剤と適合性の悪
い混和剤としては、前記高性能ＡＥ減水剤と混合した際
に凝集現象により、例えばゲル状となって、流動性を悪
化させるものであればよく、具体的には、前記高性能Ａ
Ｅ減水剤のうち、種類の異なる高性能ＡＥ減水剤を併用
して用いるか、あるいは前記高性能ＡＥ減水剤に対して
適合性の悪い減水剤、ＡＥ減水剤、凝結促進剤、凝結遅
延剤、あるいは増粘剤等を使用することができる。但
し、種類の異なる高性能ＡＥ減水剤を用いる際には、ナ
フタレン系とアミノスルホン酸系の高性能ＡＥ減水剤の
組み合わせは除くものとする。

【００２２】

【００２３】前記高性能ＡＥ減水材と前記混和剤との合
計添加量は、前記混和剤が増粘剤でない場合には、前記
セメントペースト又は前記モルタルを構成する粉体材料
に対して０．５〜５重量％とすることが好ましく、ま
た、双方が合計添加量に対して２０重量％以下とならな
いように、より好ましくは３０重量％以下とならないよ
うに添加することが好ましい。

【００２４】前記合計添加量が０．５重量％以下である
と、高周波振動を与えてもペーストあるいはモルタルが
流動し難く、一方、５重量％を越えると高周波を加えた
際に流動化しすぎてセメントペーストあるいはモルタル
が流れ落ち下易くなる。さらに、両者のうち一方が２０
重量％以下であれば、凝集現象によるこわばりの程度が
弱く、本発明の意図する性状を得ることが困難となる。

【００２５】また、前記混和剤が増粘剤である場合に
は、増粘剤と高性能ＡＥ減水剤とを、前記セメントペー
スト又はモルタルを構成する粉体材料に対して、それぞ
れ０．２〜２．５重量％、および１〜７重量％添加する
ことが好ましい。

【００２６】増粘剤の添加量を０．２重量％以下とする
と、高性能ＡＥ減水剤との凝集作用が十分でなく、２．
５重量％以上とすると、高周波で振動を与えた際にも、
好ましい流動性を示さない虞があるとともに、不経済と
なる。一方、高性能ＡＥ減水剤の添加量を１重量％以下
とすると、増粘剤との凝集作用が十分でなく、７重量％
以上とすると、高周波で振動を与えた際に流動しすぎて
セメントペースト又はモルタルが流れ落ちる虞があると
ともに、不経済となる。

【００２７】セメントとしては、特に種類を限定するも
のではなく、ＪＩＳに規定されているポルトランドセメ
ントや混合セメント等の一般的なセメントを広く使用す
ることができる。

【００２８】また、前記セメントの一部に換えて、高炉
スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰
石微粉末又はけい石微粉末等の混和材や、細骨材を混合
することができる。この場合の置換率としては、３０％
以下とすることが好ましい。

【００２９】単位水量は、使用する粗骨材の粒系、粒度
分布、空隙率等を考慮して適宜調整した上で添加する
が、一般的には、５０〜１３０ｋｇ／ｍ³とすることが
好ましい。

【００３０】粗骨材は、ポーラスコンクリートの骨格と
なるものであるが、通常コンクリート用粗骨材として用
いられているものを広く使用することができ、川砂利、
砕石、人工軽量骨材等を使用することができる。また、
該粗骨材の粒径および粒度分布は、空隙の大きさ、空隙
率、強度等のポーラスコンクリートの一般的性質に影響
するものであり、用途ならびに目的によって自由に選択
することができる。具体的には、５〜８０ｍｍ程度のも
の、中でも１０〜３０ｍｍのものを好適に使用すること
ができる。

【００３１】前記製造において、混練に用いるミキサと
しては、通常のコンクリートの練り混ぜに用いられるも
のを使用することができるが、中でもオムニタイプまた
は強制練りタイプのものが練り混ぜ効率よく好ましい。

【００３２】また、練り混ぜの手順としては、セメント
ペーストあるいはモルタルを予め混練した後、粗骨材を
投入して混練する、いわゆる分割方式が好ましく、全材
料を同時に練り混ぜる一括方式に比べて、粗骨材表面が
前記セメントペースト又はモルタルによって均一に被覆
する時間を短縮することができる。本発明において添加
する高性能ＡＥ減水剤と、該高性能ＡＥ減水剤と適合性
の悪い混和剤とは、いずれの方式の場合にも、予め練り
混ぜ水に希釈しておくことで均一になり易い。

【００３３】投入後には、セメントペースト又はモルタ
ルを一時的に流動させ、骨材同士が接触する部分に該ペ
ースト又はモルタルを集中させることによって骨材同士
を強固に決着させるために、振動締め固めを行うことが
好ましい。該振動締固めには、型枠バイブレータ、振動
台などの高周波振動機を用いて、振動数２０００〜１２
０００ｖｐｍ、振幅０．２〜２．０ｍｍの条件で２〜１
０秒程度行うことが好ましい。

【００３４】成形されたポーラスコンクリートは、必要
に応じて水中養生、湿空養生、蒸気養生、オートクレー
ブ養生などの、常法に従って養生される。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００３６】（実施例１〜４）水、セメント、粗骨材、
混和剤及びにより、比較例１〜４のポーラスコンク
リートを調製した。材料は以下のものを使用した。

【００３７】セメント：普通ポルトランドセメント（密
度3.15g/cm³）粗骨材 ：粒径13〜20ｍｍの硬質砂岩砕
石（表乾密度2.69 g/cm³、実容積61.0%）混和剤：ポ
リカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（ＮＭＢ社製「レオビ
ルドPS−8S」）混和剤：ナフタレン系高性能ＡＥ減水
剤（花王社製「マイティ2000ＷＨ」）

【００３８】（比較例１）混和剤としてのみを使用
し、他は実施例１〜４と同様にして比較例１のポーラス
コンクリートを調製した。

【００３９】（比較例２）混和剤の代わりに、前記混
和剤とは適合性の良い下記の混和剤を使用し、他は
実施例１〜４と同様にして比較例２を調製した。混和剤
：リグニン系ＡＥ減水剤（ＮＭＢ社製「ポゾリスNo.7
0」）

【００４０】（比較例３〜５）混和剤及びの合計量
が少ない場合として比較例３、混和剤及びの合計量
が多い場合として比較例４、及び、一方の混和剤が２
０重量％以下である場合として比較例５をそれぞれ調製
した。

【００４１】（実施例５）混和剤の代わりに、前記混
和剤とは適合性の悪い下記の混和剤を使用し、他は
実施例１〜４と同様のものを使用して実施例５を調製し
た。混和剤：セルロース系増粘剤（信越化学社製「ア
スカクリーン」）

【００４２】（比較例６）混和剤の代わりに、前記混
和剤とは適合性の良い混和剤を使用し、他は実施例
５と同様にして実施例５を調製した。

【００４３】（実施例６）セメントに、下記混和材およ
び細骨材を加えてモルタルとし、他は実施例１〜４と同
様のものを使用して実施例６を調製した。

【００４４】（比較例７）混和剤の代わりに、前記混
和剤とは適合性の良い混和剤を使用し、他は実施例
６と同様にして実施例７を調製した。

【００４５】実施例１〜６及び比較例１〜７の各配合量
について、表１に示す。

【００４６】

【表１】 粗骨材以外の材料を二軸強制練りミキサーに一括投入
し、９０秒練り混ぜてペーストまたはモルタルを調製す
る。その後、粗骨材を投入し、６０秒間練り混ぜてポー
ラスコンクリートを得た。練りあがったポーラスコンク
リートをミキサから排出し、成形用の鋼製型枠に詰め
た。試料を詰めた型枠は、振動数３０００ｖｐｍ、振幅
１．５ｍｍの振動台に固定し、５秒間振動締固めを行っ
た。

【００４７】養生及び試験方法振動締固めを行った後、
型枠をはずして２０℃の水中で２８日間養生を行った。
このようにして得た実施例１〜６、及び比較例１〜７の
供試体を用いて、透水係数及び圧縮強度を求めた。透水
係数は、日本コンクリート工学協会エココンクリート研
究委員会が提案した「ポーラスコンクリートの透水試験
方法（案）」に準じて行い、また、圧縮強度は、ＪＩＳ
Ａ １１０８「コンクリートの圧縮試験方法」に準じ
て行った。結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】上記表２に示したように、本発明に係る実
施例１〜６においては、いずれも透水係数が２．０ｃｍ
／ｓｅｃを越える高い透水性能を有し、且つ２０Ｎ／ｍ
ｍ²以上の高い圧縮強度が得られていることがわかる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るポーラスコ
ンクリートの製造方法によれば、透水性能に優れ、且つ
高い強度を有するポーラスコンクリートを製造すること
ができる。また、製造工程においては、通常の水の配合
量でセメントペースト又はモルタルを調製することがで
きるため、容易且つ経済的にポーラスコンクリートを製
造することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 24:22 Ｃ０４Ｂ 24:38） Ｄ 24:38） 111:40 111:40 Ｂ２８Ｂ 1/08 Ｂ (56)参考文献 特開 平９−2882（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−199560（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−216218（ＪＰ，Ａ) 特開2000−119074（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 38/00 - 38/10 B28B 1/08 C04B 28/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗骨材に、セメントペースト又はモルタ
   ルを加えて混練し、前記粗骨材の表面を前記セメントペ
   ースト又は前記モルタルで被覆した混練物とし、該混練
   物を型枠内に投入して硬化させるポーラスコンクリート
   の製造方法において、前記混練物中に、高性能ＡＥ減水
   剤と、該高性能ＡＥ減水剤と適合性の悪い混和剤とを添
   加することを特徴とするポーラスコンクリートの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記投入から硬化までの間に、振動数２
   ０００〜１２０００ｖｐｍ、振幅０．２〜２．０ｍｍで
   振動締固めを行うことを特徴とする請求項１記載のポー
   ラスコンクリートの製造方法。
3. 【請求項３】 前記混和剤が増粘剤でない場合に、前記
   高性能ＡＥ減水剤と前記混和剤との合計添加量が、前記
   セメントペースト又は前記モルタルを構成する粉体材料
   に対して０．５〜５重量％であることを特徴とする請求
   項１又は２記載のポーラスコンクリートの製造方法。
4. 【請求項４】 前記高性能ＡＥ減水剤と前記混和剤との
   合計添加量に対して、該高性能ＡＥ減水剤および該混和
   剤がともに２０重量％以上であることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載のポーラスコンクリートの製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記混和剤が増粘剤である場合に、前記
   セメントペースト又は前記モルタルを構成する粉体材料
   に対し、前記高性能ＡＥ減水剤の添加量が１〜７重量％
   であり、且つ前記混和剤の添加量が０．２〜２．５重量
   ％であることを特徴とする請求項１又は２記載のポーラ
   スコンクリートの製造方法。