JPH04353101A

JPH04353101A - 透水性セメント舗装材組成物

Info

Publication number: JPH04353101A
Application number: JP12817091A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Imai; 今井　信宏; Haruo Katayama; 片山　治男; Yoshihiro Kondo; 近藤　佳宏
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土木、建設分野において
転圧して施工される透水性セメント舗装材組成物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】舗装材は、アスファルトとコンクリート
が主流を占めているが、アスファルトは色が黒色に限定
され、一方、コンクリートは透水性がないという問題が
ある。そこで、最近透水性を有するセメント系の舗装材
組成物が開発され、使用されるようになってきている。この透水性舗装材として、一般的に利用されているもの
には製鉄所で生成されるスラグを造粒し、これを焼成し
たものを熱硬化性樹脂で加圧成形したものや開粒度アス
ファルトコンクリートおよび水砕スラグにセメント、混
和材を加え、水で混練してこれを転圧して舗装体を形成
するものがある（特開昭６３−２３３１０３号公報、特
開平２−１３３３５０号公報等）。特開昭６３−２３３
１０３号公報記載の舗装材は製鉄所で生成される水砕ス
ラグに染料又は顔料とＳｉＯ２反応基を有するポリビニ
ルアルコール誘導体のアルカリ水溶液を加えて混練後、
乾燥して着色スラグを得、これにセメント、硬化剤及び
水を加えて混練し、打設転圧して舗装体とする方法であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の水砕スラグ系の
舗装材は、施工後ひび割れを生じやすいという問題点が
あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するべくなされたものであり、前記水砕スラグ系の舗
装材に特定の粒子径の硬質砂を一定割合で配合すること
によって、透水性を確保したままひび割れの問題を解決
できることを見出してなされたものである。

【０００５】すなわち、本発明はカラー水砕スラグ１０
０重量部、粒子径が０．３〜２．５ｍｍの硬質砂１０〜
４０重量部、セメント１５〜３０重量部及び膨張性混和
材よりなる透水性セメント舗装材組成物に関するもので
ある。

【０００６】カラー水砕スラグは、水砕スラグ粒子を染
料又は顔料で着色するとともに、ＳｉＯ２反応基を有す
るポリビニルアルコール誘導体を被覆したものである。ＳｉＯ２反応基を有するポリビニルアルコール誘導体は
、下記の式〔Ｉ〕で表される構造単位よりなるものであ
る。

【０００７】

【化１】

【０００８】（式中、Ｘ、Ｘ１、Ｘ２は炭素原子数１０
以下のアルキル基、水素原子、カリウム原子、ナトリウ
ム原子、アンモニウム基を示し、ｌ、ｍ、ｎは全重合度
（ｌ＋ｍ＋ｎ）に対しｌは４５．０〜９９．８％、ｍは
０〜３５．０％、ｎは０．２〜２０％である。）

【０００９】重合度（ｌ＋ｍ＋ｎ）は３００〜１０，０
００である。アルキル基の好ましい炭素原子数は１〜８
である。ポリビニルアルコール誘導体の添加量はスラグに対し０
．０５〜１０重量％が好ましい。

【００１０】染、顔料には有機あるいは無機系の顔料、
染料いずれも使用できるが、無機顔料が好ましく、さら
に耐候、耐酸、耐アルカリ性であることが好ましい。添
加量はスラグに対し、一般に０．３〜２０重量％程度が
適当である。この量は、顔料セメントの種類及びセメン
トの量、希望色価によりこの範囲外になることもある。

【００１１】カラー水砕スラグは、水砕スラグ粉に染料
又は顔料と上記のポリビニルアルコール誘導体のアルカ
リ水溶液を加えて混合することにより形成させることが
できる。この混合により、極めて短時間に該誘導体のＳ
ｉＯ２反応基はスラグ粒子表面のＳｉＯ２基と化学反応
し、不可逆的に結合する。染、顔料はポリビニルアルコ
ール誘導体と同時に加えてもよく、予め水砕スラグ粉に
添加混合しておいてもよい。上記のポリビニルアルコー
ル誘導体のアルカリ水溶液には、これと相溶性を有する
エチレン系共重合体エマルジョン又は合成ゴムラテック
スを加えことができる。特に、効果の大きいのはメタア
クリル酸メチルエステルとアクリル酸ブチルエステル共
重合エマルジョンで、共重合体中にＣＯＯＨ、ＯＳＯ３
Ｈ、ＳＯ３Ｈ又はこれらのＮａ、Ｋ、アンモニウム塩を
含み、分子量が１００，０００〜１，５００，０００程
度のものである。エマルジョンの粒子径は０．１５±０
．０２μ程度で、ｐＨ８．０±０．５、濃度４０〜５０
重量％のものが適当である。添加量は固形重量として、
ポリビニルアルコール誘導体１重量部に対し５〜１００
重量部であり、好ましくは３０〜８０重量部である。又、高級脂肪酸アルカリ塩を添加することができる。こ
の高級脂肪酸アルカリ塩は、炭素原子数１０以上の飽和
又は不飽和脂肪酸であり、ステアリン酸、オレイン酸を
始めトール油脂肪酸、ロジン酸等をいずれも使用できる
。添加量は上記ＳｉＯ２反応性官能基含有ポリビニルアル
コール誘導体に対し０．１〜５０固形重量％、好ましく
は０．２〜３０固形重量％である。カラー水砕スラグの
製法の詳細は、特開昭６３−２３３１０３号公報に記載
されている。

【００１２】硬質砂は砕石、天然砂、風砕スラグ等であ
り、粒子径が０．３〜２．５ｍｍ、好ましくは０．５〜
２．５ｍｍ程度のものを用いる。粒子径を０．３〜２．
５ｍｍに限定した理由は、粒子径の最大径が２．５ｍｍ
を超えると粒子間の空隙に水砕スラグが必要以上に充填
され、締め固め性は向上するが、透水性能が極端に低下
するからである。又、転圧された舗装体の表面が荒々し
くなり、美観上も好ましくない。一方、粒子径が０．３
ｍｍ末端のものは、逆に硬質砂が水砕スラグの粒子間の
空隙に充填され、その結果、透水性能が低下するため好
ましくない。

【００１３】このような粒子径の硬質砂のものは、天然
界に存するものから選択して使用してもよく、公知の手
段により分級して得てもよい。硬質砂は、上記のカラー
水砕スラグと同様の方法で着色して使用することができ
る。硬質砂の混合率は、カラー水砕スラグ１００重量部
に対し１０〜４０重量部、好ましくは１５〜２５重量部
とする。混合率が水砕スラグ１００重量部に対して４０
重量部を超えると、締め固め性、強度増進効果が見られ
るが透水性能が極端に低下するか、全く透水性能が無く
なるからである。一方、混合率が１０重量部未満ではひ
び割れ防止、強度向上等の本発明の効果が得られない。

【００１４】セメントは普通ポルトランドセメントが主
であるが、必要により白色セメント、高炉セメントも使
用できる。混合率は、カラー水砕スラグ１００重量部に
対し１５〜３０重量部程度が適当である。

【００１５】膨張性混和材は、透水性舗装硬化体の乾燥
収縮によるひび割れを防止するために用いるもので、膨
張性混和材としてアウイン系、石灰系いずれの種類でも
良い。また、混合率はセメント１００重量部に対し５〜
１０重量部程度が適当である。

【００１６】そのほか、必要に応じてコンクリート等に
添加される種々の添加剤を添加することができる。例え
ば、セメント硬化促進剤として明ばん石仮焼体又はこれ
にＡｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４等を加えたものを使用するこ
とができる。添加量としては、セメントの１〜２０重量
％、好ましくは５〜１５重量％である。そのほか減水剤
、凍結防止剤等を添加できる。また、混練水は硬質砂の
混合率により異なるが、強度発現性、透水性能を確保す
る上で混練物１ｍ３当たり１７０〜２００ｋｇ／ｍ３が
適当である。

【００１７】本発明の透水性セメント舗装材組成物を用
いた工法は公知の方法に従えばよい。

【００１８】

【作用】特開昭６３−２３３１０３号公報等に記載の従
来の透水性セメント舗装体は、水砕スラグにセメント・
水を加え、これを混練したものをバイブロプレート等の
振動締め固め材により形成していた。この方法は、水砕
スラグの粒度構成が単粒度に近いため、入念な施工をし
ないと転圧時に粒子同士の反発が生じていた。これが舗
装体の締め固め状況に差を生じ、硬化体のひび割れ発生
の原因となっていた。本発明においては、水砕スラグに
粒度構成が水砕スラグよりやや粗めの硬質の砕石、天然
砂等の硬質砂を混合することにより舗装材の実績率を上
げ、締め固め性を向上させ、かつ表面硬度を増進させて
いる。

【００１９】

【実施例】（１）　ポリビニルアルコール誘導体アルカ
リ水溶液の調製ＳｉＯ２反応基含有ポリビニルアルコール誘導体　　　　　　　　　２．５
重量部苛性ソーダ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　０．０７重量部水を加えて　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００重量部
但し、ＳｉＯ２反応基含有ポリビニルアルコール誘導体
は、前記式〔Ｉ〕中のＸ、Ｘ１、Ｘ２はＮａ、重合度２
０００、うちｌが１７００、ｍが２２０、ｎが８０のも
のを使用した。

【００２０】上記処方の混合液を８０℃、２０〜３０Ｒ
ＰＭで１．５〜２時間攪拌処理し、透明な粘稠液を得た
。

【００２１】　　上記処理液　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２００重量部　　４０％メタクリル酸メチル− 　　　　　　　　　　　　　　　　アクリル酸ブチル共
重合エマルジョン　　　　　　　　　４５０重量部　　
５％トール油ケン化液　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３００
重量部　　５％パラフィンエマルジョン　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
５０重量部　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１０００重量部

【００２２
】上記混合液を３５ＲＰＭで攪拌し、ｐＨ８．２、粘度
（２５℃）５０ｃ．ｐ．以下のエマルジョンをポリビニ
ルアルコール誘導体アルカリ水溶液として得た。

【００２３】（２）　カラー水砕スラグの調製　　スラ
グ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１２５０ｇ（粒子径０．１５〜５．０ｍｍ）　　青色顔料（群青）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　４２ｇ　　本発明シリカ反応剤水溶液　　　　　
　　　　　２０ｇ　　水　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０ｇ上記混合
物を３分間攪拌し、自然乾燥して水分１０重量％、比重
２．６のカラー水砕スラグを得た。

【００２４】（３）　カラー硬質砂の調製粒子径が０．
３〜２．５ｍｍの青梅産硬質砂岩系道路舗装用スクリー
ニングスを上記のカラー水砕スラグと同様に処理して、
比重２．６５のカラー硬質砂を得た。

【００２５】（４）　舗装体試験片の作成と強度及び透
水性の測定上記のカラー水砕スラグ及びカラー硬質砂を用い、これ
に普通ポルトランドセメント、石灰系の膨張性混和材（
「エクスパン」、小野田セメント（株）製）を混合し、
水を加えて舗装体の試験片を作成した。混合率を表１に
示すが、本発明品及び比較例ともにカラー水砕スラグと
カラー硬質砂の和の重量を同一とし、同じ配合で実験し
た。強度試験は４×４×１６ｃｍの試験片を作成し、Ｊ
ＩＳ　Ｒ　５２０１に準じて曲げ強度、圧縮強度を測定
した。透水試験はφ１０ｃｍ×１２．７ｃｍＨの試験片
についてＪＩＳ　Ａ　１２１８による定水位透水試験を
実施した。なお、試験片は打設後２０℃の実験室内で所
定材令まで封かん養生した。

【００２６】

【表１】

【００２７】測定結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】締め固め性の判定は、２．５ｋｇランマー
使用の締め固め試験材より得られた乾燥密度より求めた
が表２に示すように、本発明品を用いた舗装体の乾燥密
度は比較例の乾燥密度に対して１．１５倍であった。ま
た、曲げ強度は材令７日で１．２５〜１．４倍、材令２
８日で１．４〜１．５倍、圧縮強度は材令７日で１．１
〜１．２５倍、材令２８日で１．３倍となり締め固め性
、強度とも増進した。透水性能は、比較品に対して締め
固め性が増した分、若干低下しているが性能的にはこれ
で十分である。

【００３０】以上の結果から、本発明品は締め固め性、
強度発現に優れ、かつ透水性能も良好なことから、転圧
により形成する透水性舗装材として有効であることが確
認された。

【００３１】（５）　現場施工実験表３に示す組成の本発明品を用いて、現場施工実験を実
施した。打設区画は３ｍ×１５ｍ＝４５ｍ２を１区画単
位とした。舗装体の締め固めには、上下方向に振動する
バイブロプレートを使用した。

【００３２】

【表３】

【００３３】舗装体の強度試験、透水試験は、打設２８
日後現場よりφ１０ｃｍ、厚み４ｃｍのコアを採取し、
試験に供した。締め固め性の評価は、現場より採取した
コアを４０℃、２４時間で乾燥し、舗装体の乾燥密度を
測定することにより行った。表面仕上げ作業性は、コテ
仕上げによる表面均一での作業の容易さから評価した。

【００３４】測定結果を表４に示す。

【００３５】

【表４】

【００３６】表４に示すように、本発明品の締め固め性
は比較例に対して１．０９倍、圧縮強度１．２８倍、前
記、透水係数は比較例に対してほぼ同等となっている。また、本発明品は、転圧回数が少なくて済み、舗装体の
締まり具合が良好で表面仕上げ作業が容易であった。以
上の結果から、本発明品は実材を用いた場合でも施工性
、仕上げ作業性が良好で締め固め性、強度発現性、透水
性に優れた舗装材として有効であることがわかる。

【００３７】本発明品の耐摩耗性をＪＩＳ　Ａ　１４５
３の摩耗試験方法（研磨紙法）に従って実施した。測定
項目は、試験終了時（５００回転後）の摩耗質量、厚さ
減少量とした。配合は、本発明品は表１の発明品２、比較例は表１の配
合と同じである。摩耗質量、厚さ減少量を表５に示す。

【００３８】

【表５】

【００３９】本発明品は、比較例に対して摩耗質量が０
．７３倍、厚さ減少量が０．６７倍となり、耐摩耗性が
比較例に対して約３割向上した。

【００４０】

【発明の効果】本発明による透水性セメント舗装材組成
物を用いた舗装体は、同一配合の従来技術による舗装体
に比べて、締め固め性がよく、施工時、表面仕上時の作
業性も良好である。、さらに強度増進、体摩耗性向上に
も有効である。

【００４１】本発明の透水性セメント舗装材組成物を用
いた舗装体は、締め固め性が均質であるため、締め固め
むらによる硬化体のひび割れ発生の危険を大幅に低減で
き、また施工性が良好、容易となるため、一回に舗装す
る面積が広くなるので工期短縮による経済効果が大きい
。また、この舗装材組成物に使用される水砕スラグ、硬
質砂は、いずれも工業副産物を利用でき、資源の有効活
用および経済性の面からも本発明の有効性は大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　カラー水砕スラグ１００重量部、粒子
径が０．３〜２．５ｍｍの硬質砂１０〜４０重量部、セ
メント１５〜３０重量部及び膨張性混和材よりなる透水
性セメント舗装材組成物