JP4138398B2

JP4138398B2 - 保水機能を有するコンクリート舗装及びコンクリートブロック

Info

Publication number: JP4138398B2
Application number: JP2002240366A
Authority: JP
Inventors: 章高橋
Original assignee: 章高橋
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP2004076482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱の蓄熱により歩道、道路、公園、駐車場等の舗装表面温度が上昇する事を防ぐ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルトやコンクリートなどの舗装道路による太陽熱の蓄熱は夏季においては舗装面が温度上昇し６０℃近くまで上昇する。特に大都市部ではビルの乱立により舗装面の割合が高く、また緑化不足のため都市部のヒートアイランド現象が起きている。そこで近年、舗装部の温度を下げる方法として微細な空隙を有するセラミック板を舗装部へ使用する方法があるがセラミック板の耐久性、施工性及びコスト面で問題がある。また既設のアスファルトやコンクリート舗装部へセメントと吸水性樹脂をスラリー状にして浸透させる方法があるが保水性能が低い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は舗装道路の温度を下げ、しかも安価な保水機能を有するコンクリート舗装及びコンクリートブロックを提供する。
【０００４】
さらに、コンクリートブロックの平坦度確保と安定性の目的で自然砂を敷砂として使用しているものに替え保水機能と水硬性を有し、しかも締め固めに優れた敷き砂を提供する。
【０００５】
【課題を解決する手段】
本発明の舗装道路の温度上昇を防ぐ方法のコンクリート舗装は次の様な構成とする。すなわちこの発明に使用するコンクリート舗装の骨材は、多孔質で強度があり微小孔隙が多くあり、透水性が高い特性を持った高炉水砕軟質スラグと高炉徐冷スラグを粒度調整し適量混ぜ、これに保水性が高いバーミキュライト（蛭石）を加えたものとする。この骨材へバインダーとしてセメントとポリマーエマルジョン樹脂を加え、さらにセメントの水和反応に必要な水の保水を高めるためセルロースエーテルを添加すると共にコンクリート舗装は空隙率が５〜２０容積％に加工する事を特徴とする。この構成によるとコンクリート舗装は、雨水の浸透がコンクリートへすみやかに浸透し、浸透した水分が多孔質で微小孔隙が多数ある高炉水砕軟質スラグ及び高炉徐冷スラグに吸水及び保水され、また保水力が高いバーミキュライト（蛭石）骨材と相俟って保水される為、長時間コンクリート舗装へ水分が保持される。よって、太陽熱によりコンクリート舗装の温度上昇が起きてくる場合、保水された水分が徐々に気化されるため舗装部は長期間低温状態に維持される。また透水性は、骨材の粒度調整と水の比率を調整すれば所定の透水性能が確保されて雨水がコンクリート舗装内部へ浸透され、保水に必要な水はコンクリート舗装部へ補給され、それ以外は地下へ浸透されるため保水効率の良い構造となる。
【０００６】
コンクリートブロックにて舗装する場合、前述の骨材の高炉水砕軟質スラグを粒度調整しコンクリートブロックの敷き砂代替として使用すれば前述のコンクリートブロック及び敷き砂の両効果によりさらに保水効果が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、詳細に本発明を説明する。本発明で請求項１に記載のコンクリート舗装へ使用する材料は、骨材、セメント、ポリマーエマルジョン、セルロースエーテル及び水とからなる混合物で、必要により顔料又は化粧骨材を入れる。骨材は多孔質で強度があり微小孔隙に雨水等が吸水し易い構造をしている高炉水砕軟質スラグで粒度０．１５〜２．３６ｍｍを４３〜６０重量％と高炉徐冷スラグで粒度１．２〜４．７５ｍｍを１３〜３０重量％に、保水力が高いバーミキュライト（蛭石）０．１５〜２．３６ｍｍを０．３〜３．０重量％を混合したものを使用する。セメントは普通ポルトランドセメント、高炉セメント及び白色ポルトランドセメントのいずれかを２０〜２５重量％とする。セメント量が２５重量％を超えると骨材が保有している微小孔隙をセメントで覆い骨材へ侵入する雨水を遮断しコンクリート舗装の保水性が低下する。ポリマーエマルジョンはコンクリートの増粘性を向上し、骨材へセメントペーストが付着しコンクリート強度を向上さす為に、スチレン・アクリル共重合エマルジョン（クラリアントポリマー株式会社製：モビニールＬＤＭ６８８０）又はアクリル系エマルジョン（旭化成：Ａ−１５００）をセメント比２重量％添加する。また骨材自体が吸収性のよい材料を選定している為、コンクリートの水和反応に使用される水が骨材へ吸収され水和反応に必要な水不足を防止する目的としてセメント水の保水力が高いセルロースエーテルをセメント比０．４重量％添加する。水和反応に必要な水はセメント比４０〜４４重量％とする。水はコンクリート舗装の強度と透水性に影響し、水が少ないと強度が落ち、多すぎると透水性が落ちそれに伴い保水性も落ちる。製造方法は図５に示すコンクリート舗装の製造工程に示す方法で製造する。まず骨材、セメント、セルロースエーテルを混練ミキサーへ入れ空練りを約２分間行い、その後水及びポリマーエマルジョンを入れ約３分間混練し所定の現場へコンクリートを打ち込む。養生は自然乾燥で４週間経過すれば所定の強度が出る。
【０００８】
請求項２に記載のコンクリートブロックへ使用される材料は、請求項１で使用する材料と同じものを使用する。ただしコンクリートブロックへ着色する場合は顔料をセメント比１〜５重量％添加する。化粧骨材は化粧表面の発色程度により適量混合する。またコンクリートブロックの表面へ美装性を向上させる為に表面加工としてショットブラスト、研磨、洗い出し等の加工を加える事も可能である。２層型コンクリートブロックの製造方法は図４に示す方法で製造する。まず表層部の骨材、セメント、セルロースエーテルを混練ミキサーへいれ空練を約２分間行う。このとき表層部へ着色したい場合は、顔料や化粧骨材を適量混ぜる。その後、水とポリマーエマルジョンをいれ約３分間混練し型枠へ定量充填し４０００〜８０００ｒｐｍの振動をあたえる。次に基層部の骨材、セメント、セルロースエーテル、を混練ミキサーへ入れ空練り約２分間行い、その後、水とポリマーエマルジョンを入れ約３分間混練する。混練された基層材は、型枠へすでに充填されている表層材の上に定量充填し４０００〜８０００ｒｐｍの振動を与えた後、プレス加圧し所定の製品厚みに仕上げる。成型された製品は型枠より即脱され養生加工後表面の仕上げ加工を行う。コンクリートブロック表面の仕上げ加工は洗い出し仕上げ、研磨仕上げ及びショットブラスト仕上げを行うが仕上げ加工を省略しても良い。
【０００９】
また、１層型コンクリートブロックは２層型コンクリートブロックの基層部を無くし全てを表層部で製造したものである。
【００１０】
コンクリート舗装及びコンクリートブロックにおいて、表面の耐磨耗性をさらに高めるため表層部と基層部の２層構造とし、表層部の骨材へは硅石等の耐磨耗性が高くしかも熱伝導率が低い材料を使用し他は請求項１，２に示す材料で製造すると、表面の耐磨耗性が向上し太陽熱がコンクリート表面へ輻射されても熱が伝わりにくく、また基層部に保水された水分が気化され表面の骨材を冷やし低温化がはかれる。
【００１１】
敷き砂へ使用される材料は、高炉水砕軟質スラグで粒度０．１５〜０．３ｍｍを５０重量％と粒度１．２〜２．３６ｍｍを５０重量％混合した敷き砂。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例について説明する。実施例では請求項２に示すコンクリートブロックを作成した。材料は表１に示すものを使用し、材料の配合割合は表２に示すＮＯ１コンクリート舗装Ａ、ＮＯ２コンクリート舗装Ｂ、コンクリートブロックＡ、及びコンクリートブロックＢの４種類でサイズは２００ｘ１００ｘ６０ｍｍとした。製造方法は図４に示す２層型コンクリートブロックの製造工程に示す方法と表層部のみの配合で基層部の配合が無い１層型コンクリートブロックとした。
【００１３】
【表１】

【表２】

【００１４】
【発明の効果】
コンクリートブロックの吸水性、保水性、断熱性機能を測定するため試験体を以下に示す方法にて試験を行った。
【００１５】
試験体は前述のＮＯ１〜ＮＯ４コンクリートブロックと従来のコンクリート製のインターロッキングブロックについて比較試験した。試験方法は、試験体を加熱炉で８０℃ｘ８時間乾燥し製品重量（ｗ１）を測定する。次に水槽へ１２時間浸漬し水槽より取りだし３０分間自然乾燥後製品重量（ｗ２）を測定する。その後、施工現場を想定した状態にして（製品の表面のみ大気とふれる状態で他の面は砂に埋もれた状態）炉内にて加熱した。炉内温度は８０℃ｘ１０時間加熱し１時間ごとの製品表面温度測定と８０℃ｘ１０時間後の製品重量（ｗ３）を測定した。その結果、表３に示す様に従来のインターロッキングブロックに比べ本発明のコンクリートブロックは約５〜７℃の温度低下が確認された。また夏季に屋外へ放置し１時間ごとの製品表面温度を測定したが、同様に従来のインターロッキングブロックに比べ約６〜８℃の温度低下効果が確認された。また保水率及び吸水率は表４に示す様に従来品と比較し大巾に高い数値を示しているため太陽熱の蓄積をコンクリートブロックへ受けた場合は長時間に渡り水分が気化し低温化がはかれる。この効果はコンクリートへ使用している骨材が、多数の微細孔隙を保有している為そこに雨水等が吸水及び保水し、保水力が高いバーミキュライトと相俟って保水性能が高まる。しかも連続空隙を持った構造となっているためたやすく吸水出来る結果である。
【００１６】
試験体の曲げ試験はＪＡＳＳ７Ｍ−１０１に従った試験方法で試験体ＮＯ１〜４の曲げ強度を測定した。その結果は、６．１〜６．５Ｎ/ｍｍ²でインターロッキングブロックの規定値４．９Ｎ/ｍｍ²以上を満足していた。透水係数は０．３〜０．６ｃｍ/ｓで（社）日本道路建設業協会が規定している０．１ｃｍ/ｓ以上を満足している。
【００１７】
【表３】

【表４】

【００１８】
敷き砂は保水性能が優れていることは前述で示されているが、修正ＣＢＲ値を測定すると従来品の敷き砂の修正ＣＢＲ値は１０〜２５に対し本発明の敷き砂は９０〜１００になり非常に大きな効果がある。これはスラグの形状が角ばっている為、クサビ状になっていることと、スラグの粒度が大きいスラグ１．２〜２．５ｍｍの間に小さいスラグ０．１５〜０．３ｍｍが入り、締め固め性が向上した結果である。またスラグは水硬性を保有している為、施工後水分を吸水すると硬化する為、コンクリートブロックが安定する。しかも雨水侵入による敷き砂の移動もなくコンクリートブロックの敷設が長期安定して固定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリートブロックの2層構造を説明する斜視図である。
【図２】コンクリートブロックによる舗装の構成を説明する側面図である。
【図３】コンクリート舗装の構造を模式的に示す部分断面図である。
【図４】 2層型コンクリートブロックの製造工程図を示す。
【図５】コンクリート舗装の製造工程図を示す。
【符号の説明】
１表層部
２基層部
３コンクリートブロック
４敷き砂
５路盤
６路床
７舗装
１０高炉徐冷スラグ
１１微小孔隙
１２高炉水砕軟質スラグ
１３セメントペースト
１３ａセメント
１３ｂ水
１３ｃポリマーエマルジョン
１３ｄセルロースエーテル
１４連続空隙

Claims

多孔質で強度がある高炉徐冷スラグと多孔質である高炉水砕軟質スラグに保水性の高いバーミキュライトを骨材とセメントの合計重量に対して０．３〜３．０重量％で混合した骨材に、セメント、ポリマーエマルジョン、セルロースエーテル及び水を加えた材料から製造されるコンクリート舗装であって、空隙率が５〜２０容積％で多数の連続気泡が形成された保水機能を有するコンクリート舗装。
多孔質で強度がある高炉徐冷スラグと多孔質である高炉水砕軟質スラグに保水性の高いバーミキュライトを骨材とセメントの合計重量に対して０．３〜３．０重量％で混合した骨材に、セメント、ポリマーエマルジョン、セルロースエーテル及び水を加えた材料を成型型枠内に充填して成型されるコンクリートブロックであって、空隙率が５〜２０容積％で多数の連続気泡が形成された保水機能を有するコンクリートブロック。