(57)【要約】【課題】  窒素酸化物や粒子状物質などの汚染物質を消去無害化することが可能な環境浄化用舗装ブロック及びその製造方法の提供。【解決手段】  環境浄化用舗装ブロックは、セメントと水とを混練したセメントペーストと、木質系バイオマス３を炭素化して得られた炭素質物質を粉砕した粉末状の炭素化物と、粗骨材と、細骨材と、混和材料とからなる。セメントペーストと粗骨材と細骨材と混和材料とを混合したコンクリートを型枠に充填する。セメントペーストと炭素化物と細骨材と混和材料とを混合したモルタル混合物を型枠にコンクリートの表面上に積層するように充填する。充填したコンクリートとモルタル混合物とを固締して養生、固化させて舗装ブロックが得られる。木炭粉末が汚染物質を消去無害化する。【選択図】      図１
2006249733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中に拡散された窒素酸化物や粒子状物質などの汚染物質を消去無害化する基層と表層とを有する二層構造の環境浄化用舗装ブロックであって、
セメントと水とを混練したセメントペーストと、木質系バイオマスを炭素化して得られた炭素質物質を粉砕した粉末状の炭素化物と、粗骨材と、細骨材と、混和材料とからなり、前記セメントペーストと前記粗骨材と前記細骨材と前記混和材料とを混合したブロックの基層を構成するコンクリートを生成し、前記セメントペーストと前記炭素化物と前記細骨材と前記混和材料とを混合したブロックの表層を構成するモルタル混合物を生成し、前記コンクリートを型枠に充填すると共に、前記モルタル混合物を前記型枠の前記コンクリートの表面上に積層するように充填し、充填した前記コンクリートと前記モルタル混合物とを固締して一体に結合させ、結合させた前記コンクリートと前記モルタル混合物を養生、固化させてなることを特徴とする環境浄化用舗装ブロック。
【請求項２】
上記セメントは、日本工業規格に定めるところのセメントの規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のものである請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項３】
上記木質系バイオマスは、間伐材，林産廃材などの木材である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項４】
上記炭素質物質は、木炭である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項５】
上記木質系バイオマスの炭化温度は、４００〜１８００℃である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項６】
上記炭素化物は、木炭粉末である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項７】
上記木炭粉末の粒径は、０．１〜５．０ｍｍである請求項６に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項８】
上記粗骨材は、砕石または砂利である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項９】
上記細骨材は、陸砂，川砂または海砂である請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項１０】
上記混和材料は、日本工業規格に定めるところのコンクリート用混和材料の規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のものである請求項１に記載の環境浄化用舗装ブロック。
【請求項１１】
セメントと水とを混練してセメントペーストを生成する工程と、木質系バイオマスを炭素化して炭素質物質を得る工程と、前記炭素質物質を粉砕して粉末状の炭素化物を得る工程と、前記セメントペーストと粗骨材と細骨材と混和材料とを混合してブロックの基層を構成するコンクリートを生成する工程と、前記セメントペーストと前記炭素化物と細骨材と混和材料とを混合してブロックの表層を構成するモルタル混合物を生成する工程と、前記コンクリートを型枠に充填する工程と、前記モルタル混合物を前記型枠の前記コンクリートの表面上に積層するように充填する工程と、充填した前記コンクリートと前記モルタル混合物とを固締して一体に結合させる工程と、結合させた前記コンクリートと前記モルタル混合物を養生、固化させる工程とを含むことを特徴とする環境浄化用舗装ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中に拡散された人体に有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）や粒子状物質（ＰＭ）などの汚染物質を消去無害化する環境浄化用舗装ブロック及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前世紀から科学技術の著しい発達によって、人類は利便性と快適性を与えられたが、一方で資源エネルギーの消費による地球の温暖化、有害ガスの発生など環境破壊が進み、２１世紀は「環境の時代」と言われるようになった。
【０００３】
地球温暖化は、その利便性と快適性の代償としてエネルギー消費の拡大、すなわち、炭酸ガスなど温室効果ガスの著しい増加にもとづくもので、近年のハイテクを含めた高度技術をもってしても化石資源を原料とする限り、二酸化炭素（ＣＯ２）の発生量を抑制する技術はほぼ限界点に達している。
【０００４】
近年、ＣＯ２の発生量を抑える手段として、森林資源の持続的成長とそれらの炭化物としての利用が脚光を浴びており、そのことが大きく期待される時代になった。
【０００５】
また、わが国では、大都市圏やトンネルなど覆蓋道路における工場や自動車からの排気ガス、特に人体に有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）や粒子状物質（ＰＭ）の汚染が深刻になっている。
これらの影響を抑えるために排気ガスの発生源や拡散後の周辺環境、特にトンネルなど覆蓋道路における大気環境の浄化技術が研究され、ＮＯｘの濃縮や加熱脱着操作、或いは排風機などを用いて閉鎖空間内の汚染空気を外部へ排出するなどの手法が用いられている。
これらは、エネルギー消費が大きく、設備費、運転費とも巨額に達する問題をもつことや、汚染空気を外部へ拡散しているに過ぎない。
【０００６】
一方、平成８〜９年度文部省科学研究費補助金「残廃木材の高温焼成炭と遷移金属元素酸化物の複合によるＮＯｘの無害化変換材料の開発」などの研究の中で、４００〜１８００℃、特に、６００〜１０００℃で炭化された木質炭化物は周辺環境のＮＯｘを常温で無害な二窒素（Ｎ２）に変換できること、また、高い耐熱性、耐酸化性、耐熱衝撃性、熱に対する高寸法安定性をもつ木炭調製法と高機能複合材料の技術開発、さらに、炭素化木材は木材自身から発生する自己発熱によって炭素化されるため、製造過程における二酸化炭素（ＣＯ２）の生成量が少ないことや燃焼をしない限りＣＯ２を発生しない等の特徴を持つことが報告されており、ＮＯｘの無害化変換複合材料の創成が提案されている。
【０００７】
従来、粉状、粒状又は片状の木質炭化材料と、粉状の天然多孔質無機素材とを含む混合組成物を所定形状の型内に充填した状態で高温加熱することにより一体的に複合化した浄化用成形体が、特許文献１として開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２０１１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
２１世紀は「環境の時代」と言われているのは、今日の社会経済システムは前世紀からの科学技術の進歩によって多くの利便性、快適性を受けてきたが、一方では、大量生産・大量消費・大量廃棄型の経済活動は、急速に環境負荷を増大させ、人類の生存基盤である自然環境のバランスを崩し、様々な環境問題を起こしてきたためである。
【０００９】
特に、大気環境に係る環境問題としては、・温室効果ガスの発生による地球温暖化、・健康被害をもたらす有害ガスの増加、の二つが大きくのしかかっている。
これらの問題を解決するためには、排気拡散されたガスを新たなエネルギーを使用せずに消去無害化できる材料と技術が必要である。
【００１０】
また、地球環境の森林資源や地場資源を用い、地域産業の振興に寄与しながら地球環境の保全や経済活動の活性化につながる技術開発が望まれている。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、地場での安定的な原料供給が可能な木材などの木質系バイオマスを用い、セメントと木炭粉末を主原料とするモルタル混合物を舗装ブロックの成形材料として使用可能で、製造コストも安価であり、大気中に拡散された人体に有害な窒素酸化物や粒子状物質などの汚染物質を省エネルギーで消去無害化することが可能であり、雨水の浄化に優れた環境浄化用舗装ブロック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の環境浄化用舗装ブロックは、大気中に拡散された窒素酸化物や粒子状物質などの汚染物質を消去無害化する基層と表層とを有する二層構造の環境浄化用舗装ブロックであって、セメントと水とを混練したセメントペーストと、木質系バイオマスを炭素化して得られた炭素質物質を粉砕した粉末状の炭素化物と、粗骨材と、細骨材と、混和材料とからなり、前記セメントペーストと前記粗骨材と前記細骨材と前記混和材料とを混合したブロックの基層を構成するコンクリートを生成し、前記セメントペーストと前記炭素化物と前記細骨材と前記混和材料とを混合したブロックの表層を構成するモルタル混合物を生成し、前記コンクリートを型枠に充填すると共に、前記モルタル混合物を前記型枠の前記コンクリートの表面上に積層するように充填し、充填した前記コンクリートと前記モルタル混合物とを固締して一体に結合させ、結合させた前記コンクリートと前記モルタル混合物を養生、固化させてなる構成を具備するものである。
【００１３】
さらに、上記セメントが、日本工業規格に定めるところのセメントの規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のものである構成、上記木質系バイオマスが、間伐材，林産廃材などの木材である構成、上記炭素質物質が、炭素化木材（木炭）である構成を具備する。
【００１４】
また、上記木質系バイオマスの炭化温度が、４００〜１８００℃である構成、上記炭素化物が、木炭粉末である構成、上記木炭粉末の粒径が、０．１〜５．０ｍｍである構成を具備する。
【００１５】
さらに、上記粗骨材が、砕石または砂利である構成、上記細骨材が、陸砂，川砂または海砂である構成、上記混和材料が、日本工業規格に定めるところのコンクリート用混和材料の規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のものである構成を具備する。
【００１６】
本発明の環境浄化用舗装ブロックの製造方法は、セメントと水とを混練してセメントペーストを生成する工程と、木質系バイオマスを炭素化して炭素質物質を得る工程と、前記炭素質物質を粉砕して粉末状の炭素化物を得る工程と、前記セメントペーストと粗骨材と細骨材と混和材料とを混合してブロックの基層を構成するコンクリートを生成する工程と、前記セメントペーストと前記炭素化物と細骨材と混和材料とを混合してブロックの表層を構成するモルタル混合物を生成する工程と、前記コンクリートを型枠に充填する工程と、前記モルタル混合物を前記型枠の前記コンクリートの表面上に積層するように充填する工程と、充填した前記コンクリートと前記モルタル混合物とを固締して一体に結合させる工程と、結合させた前記コンクリートと前記モルタル混合物を養生、固化させる工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上に述べたように、本発明によれば、地場での安定的な原料供給が可能な木材などの木質系バイオマスを用い、セメントと木炭粉末を主原料とするモルタル混合物を舗装ブロックの成形材料として使用可能で、製造コストも安価であり、大気中に拡散された人体に有害な窒素酸化物や粒子状物質などの汚染物質を省エネルギーで消去無害化することが可能であり、雨水の浄化に優れた環境浄化用舗装ブロック及びその製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
本発明の環境浄化用舗装ブロックは、大気中に拡散された窒素酸化物（ＮＯｘ）や粒子状物質（ＰＭ）などの汚染物質を消去無害化する基層と表層とを有する二層構造の舗装ブロックである。
【００２０】
本発明の環境浄化用舗装ブロックは、セメントと水とを混練したセメントペーストと、木質系バイオマスを炭素化して得られた炭素質物質を粉砕した粉末状の炭素化物と、粗骨材と、細骨材と、混和材料とからなる。
【００２１】
本発明の環境浄化用舗装ブロックは、セメントペーストと粗骨材と細骨材と混和材料とを混合してコンクリートを生成し、舗装ブロックの基層とする。さらに、セメントペーストと炭素化物と細骨材と混和材料とを混合してモルタル混合物を生成し、舗装ブロックの表層とする。そして、コンクリートを型枠に充填すると共に、モルタル混合物を型枠にコンクリートの表面上に積層するように充填し、充填したコンクリートとモルタル混合物とを固締して一体に結合させ、結合させたコンクリートとモルタル混合物を養生、固化させて形成される。
【００２２】
環境浄化用舗装ブロックのセメントは、日本工業規格に定めるところのセメントの規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のもので、この実施例では、普通ポルトランドセメント、或いは白セメントである。
【００２３】
環境浄化用舗装ブロックの木質系バイオマスは、間伐材，林産廃材などの木材であり、炭素質物質は、炭素化木材（木炭）であり、木質系バイオマスの炭化温度は、４００〜１８００℃としている。
【００２４】
また、表層を構成する炭素化物（木炭粉末）の粒径は、０．１〜５．０ｍｍである。
【００２５】
環境浄化用舗装ブロックの基層を形成する粗骨材は、砕石または砂利とし、細骨材を陸砂，川砂，海砂などとしている。
また、環境浄化用舗装ブロックの混和材料としては、日本工業規格に定めるところのコンクリート用混和材料の規格に適合するもの、または品質がこれと同等以上のもので、この実施例では、例えばＡＥ剤を用いている。
【００２６】
本発明の環境浄化用舗装ブロックの製造方法は、セメントと水とを混練してセメントペーストを生成する。そして、木質系バイオマスを炭素化して炭素質物質を得た後、該炭素質物質を粉砕して約粒径０．１〜５．０ｍｍの粉末状の炭素化物を得る。次に、セメントペーストと粗骨材と細骨材と混和材料とを混合してブロックの基層となるコンクリートを生成する。
一方、セメントペーストと炭素化物と陸砂，川砂，海砂などの細骨材と混和材料とを混合してブロックの表層となるモルタル混合物を生成する。コンクリートを型枠に充填し、モルタル混合物を型枠にコンクリートの表面上に充填し積層する。そして、コンクリートとモルタル混合物とを固締して一体に結合させ、養生、固化させる。
【００２７】
環境浄化用舗装ブロックは、原料となるセメントと水とを混練したセメントペーストと、原料となる木質系バイオマスであるトドマツ間伐材を炭素化して得られた炭素質物質である木炭を粉砕・分級し、粉末状とした炭素化物である木炭粉末と、粗骨材である砕石と、細骨材である陸砂と、混和材料であるＡＥ剤とからなる。セメントペーストと木炭粉末と陸砂とＡＥ剤とを混合したモルタル混合物は、舗装ブロックの成形材料として使用される。
【００２８】
木質系バイオマスとしては、例えば、北海道産トドマツ間伐材を用いる。この北海道産トドマツ間伐材を丸太のままバッチ式の炭化装置を用いて、或いは、この北海道産トドマツ間伐材をチップ状にして連続式の炭化装置を用いて、８００〜１０００℃の炭化温度で炭化処理してトドマツ木炭を得た。
【００２９】
このトドマツ木炭をハンマー等で粗砕した後、粗砕したトドマツ木炭を従来の粉砕機でさらに粉砕した結果、０．１μｍ〜５．０ｍｍの粒径をもつ木炭粉末を得ることができた。
【００３０】
粉砕した木炭粉末を分級機を用いて１００μｍ以下、１００μｍ〜１ｍｍ、１〜５ｍｍに分級した。
【００３１】
主に粉塵の飛散による作業環境への影響、他材料との混合性、ＮＯｘ低減性能に及ぼす影響などを中心に木炭粉末の粒度を検討した。
【００３２】
その結果、粒径０．１ｍｍ以下の木炭粉末は、多孔性と低比重に基因する気相空間への浮遊性が大きく、粉塵の飛散に伴う作業管理が困難である。
【００３３】
粒径０．１〜５．０ｍｍの木炭粉末は、粉塵の飛散を最小限に抑えることが可能で、セメントとの混合も可能であった。
【００３４】
以上の検討より、木炭粉末の粒径は、０．１〜５．０ｍｍで、特に０．１〜１．０ｍｍが望ましいことが判明した。
【００３５】
上記セメントペーストと所望の粒径を有する木炭粉末とを混合機で混合して環境浄化用舗装ブロックの成形材料としてのモルタル混合物を生成した。
【００３６】
図１は、本発明の実施例に係る環境浄化用舗装ブロックの製造方法を示すブロック図である。
まず、原料となるセメントと水と砕石（粗骨材）と陸砂（細骨材）とＡＥ剤（混和材料）とを練混ぜて舗装ブロックの基層を構成する基層コンクリートを生成する（ステップＳ１００）。
【００３７】
次いで、木質系バイオマスであるトドマツ間伐材３を原料として、トドマツ間伐材３を炭化装置で炭素化処理して炭素質物質である丸太状或いはチップ状の木炭を得る（ステップＳ１０１）。
【００３８】
次いで、この丸太状或いはチップ状の木炭をハンマー等で粗砕した後、粗砕した木炭を粉砕機で粉砕し、さらに、篩い分け機で分級して（ステップＳ１０２）、粉末状の炭素化物である粒径が０．１〜０．６ｍｍの木炭粉末を得る（ステップＳ１０３）。
【００３９】
次いで、セメントと水と木炭粉末（炭素化物）と陸砂（細骨材）とＡＥ剤（混和材料）とを練混ぜて舗装ブロックの表層を構成する表層モルタル（モルタル混合物）を生成する（ステップＳ１０４）。
【００４０】
次いで、基層コンクリートを型枠に投入して１次振動・プレスする（ステップＳ１０５）。
【００４１】
次いで、表層モルタル（モルタル混合物）を型枠に基層コンクリートの表面上に積層するように投入して２次振動・プレスする（ステップＳ１０６）。
【００４２】
次いで、投入した基層コンクリートと表層モルタルとを型枠より脱型させる（ステップＳ１０７）。
【００４３】
その後、脱型させた基層コンクリートと表層モルタルとを養生、固化させ（ステップＳ１０８）、環境浄化用舗装ブロックとなる二層構造の舗装ブロック８０を得る。
【００４４】
図２は、本発明の実施例に係る環境浄化用舗装ブロックによる窒素酸化物及び粒子状物質の低減性能試験を行う小型トンネル試験設備を示す正面図、図３は、小型トンネル試験設備及び小型トンネル試験設備に排気ガスを導入する排気ガス導入装置の配置状態を示す平面図、図４は、小型トンネル試験設備を構成するボックスカルバートを示す正面図、図５は、図３の排気ガス導入装置を拡大して示す平面図である。
排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）及び粒子状物質（ＰＭ）などの汚染物質の環境浄化用舗装ブロックによる低減性能を測定するための小型トンネル試験設備Ａとしては、図２及び図３に示すように、高さ２ｍ，幅２ｍ，長さ２ｍのコンクリート製のボックスカルバート４を長手方向に直列に５個接続して全長１０ｍのトンネルＴが構成されている。
【００４５】
小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴの開口する両端には、覗き窓（図示せず）を備えたコンクリート製の端壁板５，６がそれぞれ配設され、トンネルＴの両端開口が端壁板５，６により閉塞されている。
【００４６】
ボックスカルバート４の上壁４０と底壁４１との間には、図４に示すように、トンネルＴの長手方向に沿って側壁４２，４３の中間に内部空間を左右に区切る仕切り板４４が設置され、トンネルＴのボックスカルバート４の内部空間が仕切り板４４により２等分されている。
【００４７】
ボックスカルバート４の側壁４２と仕切り板４４との間に形成されたトンネルＴ内の一方の空間が試料となる供試体８を入れないブランク区Ｂとされ、ボックスカルバート４の側壁４３と仕切り板４４との間に形成されたトンネルＴ内の他方の空間が供試体８を入れるサンプル区Ｓとされている。
【００４８】
小型トンネル試験設備Ａの端壁板５には、図５に示すように、トンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに排気ガスを導入する排気ガス導入装置７の排気ガス導入管を挿通する貫通孔５０，５１が設けられている。
【００４９】
ボックスカルバート４の一方の側壁４２には、図４に示すように、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂに導入された排気ガス中に含まれるＮＯ，ＮＯ２濃度を測定する検知管（図示せず）を設置するＮＯ，ＮＯ２測定孔４５ａと、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂに導入された排気ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘセンサ（図示せず）を設置するＮＯｘ測定孔４６ａと、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂに導入された排気ガスをＳＰＭ（浮遊粒子状物質）を採取するためのＳＰＭ採取装置（図示せず）へ吸引するＳＰＭ測定孔４７ａとが設けられている。
【００５０】
また、ボックスカルバート４の他方の側壁４３には、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓに導入された排気ガス中に含まれるＮＯ，ＮＯ２濃度を測定する検出管（図示せず）を設置するＮＯ，ＮＯ２測定孔４５ｂと、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓに導入された排気ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘセンサ（図示せず）を設置するＮＯｘ測定孔４６ｂと、小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓに導入された排気ガスをＳＰＭを採取するためのＳＰＭ採取装置（図示せず）へ吸引するＳＰＭ測定孔４７ｂとが設けられている。
【００５１】
ボックスカルバート４の側壁４２，４３のＮＯ，ＮＯ２測定孔４５ａ，４５ｂに設置した検知管のＮＯセンサ，ＮＯ２センサを用いて、ＮＯｘ濃度計（堀場製作所製  ＡＰＮＡ−３６０）で小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入した標準ガス中に含まれるＮＯ，ＮＯ２の濃度を測定した。
【００５２】
また、ボックスカルバート４の側壁４２，４３に設けたＮＯｘ測定孔４６ａ，４６ｂに設置したＮＯｘセンサを用いて、ＮＯｘ濃度計（堀場製作所製  ＡＰＮＡ−３６０）で小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入した標準ガス中に含まれるＮＯｘの濃度を測定した。
【００５３】
さらに、ボックスカルバート４の側壁４２，４３に設けたＳＰＭ測定孔４７ａ，４７ｂから小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入した排気ガスをＳＰＭ採取装置（図示せず）へ吸引し、このＳＰＭ採取装置に吸引した小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入した排気ガス中に含まれるＳＰＭの濃度をＳＰＭ濃度計（堀場製作所製  ＡＰＤＡ−３６１）で測定した。
【００５４】
小型トンネル試験設備Ａの一端側には、図３に示すように、排気ガスと空気を混合して濃度調整を行い、そのガスを標準ガスとしてトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入するための排気ガス導入装置７が設置されている。
【００５５】
排気ガス導入装置７は、図５に示すように、外気（空気）を吸引するファンＦと、空気と排気ガスとを混合して標準ガスとなるように排気ガスの濃度調整を行う混合器７０と、ファンＦで吸引された空気を混合器７０に導入する空気導入筒７１と、ディーゼル自動車のディーゼルエンジンの排気系から外部に排出される排気ガスを空気導入筒７１に導入する排気ガス導入管７２とを有する。また、混合器７０で濃度調整された排気ガスの流量を制御するバルブＶ１，Ｖ２と、濃度調整された排気ガスの風量を測定するパイプ状の風量計（カラムアイ；商標）Ｃ１，Ｃ２と、バルブＶ１を通過した濃度調整された排気ガスを風量計Ｃ１に導入する排気ガス配管７３ａ，７４ａと、バルブＶ２を通過した濃度調整された排気ガスを風量計Ｃ２に導入する排気ガス配管７３ｂ，７４ｂと、濃度調整された排気ガスを排気ガス配管７３ａから排気ガス配管７４ａに導入するホース７５ａと、濃度調整された排気ガスを排気ガス配管７３ｂから排気ガス配管７４ｂに導入するホース７５ｂと、風量計Ｃ１の短管７６ａを通過した濃度調整された排気ガスを小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂに導入する排気ガス配管７７ａと、風量計Ｃ２の短管７６ｂを通過した濃度調整された排気ガスを小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓに導入する排気ガス配管７７ｂとから構成されている。
【００５６】
ファンＦには、空気導入筒７１の基端が接続され、混合器７０には、空気導入筒７１の先端が接続されている。
【００５７】
空気導入筒７１の筒状本体には、排気ガス導入管７２の一端部が貫通して接続されている。
【００５８】
バルブＶ１は、混合器７０と排気ガス配管７３ａとの間に配置され、バルブＶ２は、混合器７０と排気ガス配管７３ｂとの間に配置されている。
【００５９】
排気ガス配管７３ａと排気ガス配管７４ａとは、ホース７５ａで接続され、排気ガス配管７３ｂと排気ガス配管７４ｂとは、ホース７５ｂで接続されている。
【００６０】
風量計Ｃ１は、排気ガス配管７４ａと排気ガス配管７７ａとの間に配置され、風量計Ｃ２は、排気ガス配管７４ｂと排気ガス配管７７ｂとの間に配置されている。
【００６１】
排気ガス配管７７ａは、小型トンネル試験設備Ａの端壁板５に設けた貫通孔５０に挿通され、排気ガス配管７７ｂは、小型トンネル試験設備Ａの端壁板５に設けた貫通孔５１に挿通されている。
【００６２】
実際のトンネル内におけるＮＯｘ濃度は、トンネルの長さ、その排気設備の能力、交通量、季節などで変動するが、道内の総延長１０００ｍ以上のトンネルの中間部で２ｐｐｍ程度と考えられるが、ここでは、ディーゼル自動車を運転した時の排気ガスを空気と混合して、そのＮＯｘ濃度が２ｐｐｍとなるように調整し、排気ガス中に含まれるＮＯｘ及びＳＰＭの低減性能試験の標準ガスとして使用した。
【００６３】
図６は、小型トンネル試験設備における環境浄化用舗装ブロックによるＮＯｘ及びＳＰＭの低減性能の測定に用いる試料を示す斜視図であり、（ａ）は木炭粉末を混合した供試体、（ｂ）は木炭粉末を混合しないブランク供試体である。
まず、試料としては、普通ポルトランドセメントと水とを混練してセメントペーストを生成し、セメントペーストと砕石（粗骨材）と陸砂（細骨材）とＡＥ剤（混和材料）とを混合したコンクリートを型枠に充填すると共に、セメントペーストと木炭粉末と陸砂とＡＥ剤とを混合したモルタル混合物を型枠のコンクリートの表面上に積層するように充填し、型枠に充填したコンクリートとモルタル混合物とを固締して一体に結合させた後、結合させたコンクリート及びモルタル混合物を養生、固化させることにより、ＮＯｘ及びＳＰＭの低減性能試験用の２０ｃｍ角、厚さ６０ｍｍの舗装ブロック８０からなる供試体８を得た。
同時に、試料として、木炭粉末を混合しない基層コンクリート（基層材構成）のみの供試体８と同じサイズの舗装ブロック８０´からなるブランク供試体８´も得た。
【００６４】
舗装ブロック８０は、基層８１の表面上に表層８２が一体に形成された二層構造となっている。
炭素化物混合は、舗装ブロックの表層のみに炭素化木材（トドマツ）を粉砕した粒径０．６ｍｍ以下の木炭粉末をセメント重量比で５％混合する。
舗装ブロック８０の表層８２の層厚は、１０ｍｍである。
【００６５】
図７は、小型トンネル試験設備のトンネル内のブランク区及びサンプル区への排気ガス導入停止状態におけるＮＯｘ濃度の経時変化の特性を表すＮＯｘ濃度減衰グラフである。
図７において、横軸は時間、縦軸は濃度である。
調製した基層材構成のみの木炭粉末を混合しないブランク供試体８´を小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂの床全面に敷設し、木炭粉末を混合した供試体８を小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓの床全面に敷設した。次いで、約２ｐｐｍのＮＯｘ濃度に調整した排気ガスを排気ガス導入装置７でトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓにそれぞれ導入し、トンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓに導入した排気ガスが平衡状態に達した時点で、排気ガスのトンネルＴ内のブランク区Ｂ及びサンプル区Ｓへの供給を停止し、ＮＯｘの低減効果をＮＯｘ濃度計で測定した結果を図７に示す。
【００６６】
窒素酸化物として測定したガスは、ＮＯ，ＮＯ２，ＮＯｘである。
供試体８の入っていない小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂでは、約６０分後には、ＮＯ濃度は約１．３ｐｐｍ程度まで低下したが、供試体８の入っている小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓでは、約６０分後には、ＮＯ濃度はトンネルＴ内のブランク区ＢのＮＯ濃度よりも低い約１．２ｐｐｍ程度まで低下した。
【００６７】
また、供試体８の入っていない小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂでは、約６０分後には、ＮＯ２濃度は約０．６ｐｐｍ程度まで低下したが、供試体８の入っている小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓでは、約６０分後には、ＮＯ２濃度はトンネルＴ内のブランク区ＢのＮＯ２濃度よりも低い約０．２ｐｐｍ程度以下まで低下した。
【００６８】
さらに、供試体８の入っていない小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂでは、約６０分後には、ＮＯｘ濃度は約１．８ｐｐｍ程度まで低下したが、供試体８の入っている小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓでは、約６０分後には、ＮＯｘ濃度はトンネルＴ内のブランク区ＢのＮＯｘ濃度よりも低い約１．４ｐｐｍ程度まで低下した。
【００６９】
図７から明らかなように、供試体８の入っていない小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のブランク区Ｂでは、ボックスカルバート４のコンクリート壁がＮＯｘを吸着するため、その濃度は低下するものの、ＮＯ，ＮＯ２，ＮＯｘ濃度の低下は緩やかであった。
【００７０】
しかし、供試体８の入っている小型トンネル試験設備ＡのトンネルＴ内のサンプル区Ｓでは、約６０分後には、ＮＯ，ＮＯ２，ＮＯｘ濃度ともトンネルＴ内のブランク区ＢのＮＯ，ＮＯ２，ＮＯｘ濃度よりも急速に低下した。
特に、それらの低減率は、ＮＯ濃度よりもＮＯ２濃度の方がより大きいことがわかった。
【００７１】
このように、木炭粉末をセメントに５％程度加えるだけで、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低下させる優れた環境浄化用舗装ブロックになることがわかった。
【００７２】
木炭粉末をセメント重量比で５％程度含むセメントペーストを基層の表面上に積層した舗装ブロックは、優れたＮＯｘ低減性能を示すと共に、このボックスカルバート４を用いた小型トンネル試験設備Ａは、簡易なＮＯｘ低減性能評価試験法になることがわかった。
【００７３】
なお、モルタル混合物に顔料を混合しても良い。
【００７４】
本発明の実施例に係る環境浄化用舗装ブロックによって得られた試験結果の概要を以下に説明する。
（１）北海道産トドマツ間伐材を８００℃前後で炭化した木炭は、本州産スギ，ヒノキ木炭のそれぞれと同等のＮＯｘの低減性能を保持した。
（２）木炭の粉砕は、既存の技術で可能であり、０．１〜５．０ｍｍの粒径は、粉塵の飛散を最小限に抑えることが可能で、普通ポルトランドセメントとの混合も可能であった。
（３）複合素材として、主に普通ポルトランドセメントを用いたが、普通ポルトランドセメント単独では、ＮＯｘの低減効果はある程度認められるものの、顕著ではなかった。
しかし、普通ポルトランドセメントを木炭粉末と混合した場合には、適正な配合比の範囲では木炭に近似したＮＯｘの低減性能を保持した。
（４）木炭粉末とセメントを原料とする成形材料は、ＮＯｘやＳＰＭの消去無害化や雨水の浄化に優れた機能を発揮した。
（５）市販のボックスカルバートを連結して用いた小型トンネル試験設備では、実大トンネルに近い設備としてＮＯｘやＳＰＭの低減性能を測定する試験を行うことが可能であった。
ディーゼル自動車からの排気ガスを空気と混合し、安定的に精度良く小型トンネル試験設備のトンネル内へ導入する排気ガス導入装置を用いることにより、実際に近い状態でＮＯｘやＳＰＭの低減性能試験を行うことができる。
（６）セメントと木炭粉末を主原料とする表層を形成した舗装ブロックについて、小型トンネル試験設備によるＮＯｘ，ＳＰＭの低減性能試験を行った結果、舗装ブロックは顕著なＮＯｘ，ＳＰＭの低減性能を持つことが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例に係る環境浄化用舗装ブロックの製造方法を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係る環境浄化用舗装ブロックによる窒素酸化物及び粒子状物質の低減性能試験を行う小型トンネル試験設備を示す正面図。
【図３】小型トンネル試験設備及び小型トンネル試験設備に排気ガスを導入する排気ガス導入装置の配置状態を示す平面図。
【図４】小型トンネル試験設備を構成するボックスカルバートを示す正面図。
【図５】図３の排気ガス導入装置を拡大して示す平面図。
【図６】小型トンネル試験設備における環境浄化用舗装ブロックによるＮＯｘ及びＳＰＭの低減性能の測定に用いる試料を示す斜視図。
【図７】小型トンネル試験設備のトンネル内のブランク区及びサンプル区への排気ガス導入停止状態におけるＮＯｘ濃度の経時変化の特性を表すＮＯｘ濃度減衰グラフ。
【符号の説明】
【００７６】
３  トドマツ間伐材（木質系バイオマス）
４  ボックスカルバート
５  端壁板
６  端壁板
７  排気ガス導入装置
８  供試体（試料）
８´  ブランク供試体（試料）
４０  上壁
４１  底壁
４２  側壁
４３  側壁
４４  仕切り板
４５ａ，４５ｂ  ＮＯ，ＮＯ２測定孔
４６ａ，４６ｂ  ＮＯｘ測定孔
４７ａ，４７ｂ  ＳＰＭ測定孔
５０  貫通孔
５１  貫通孔
７０  混合器
７１  空気導入筒
７２  排気ガス導入管
７３ａ，７３ｂ  排気ガス配管
７４ａ，７４ｂ  排気ガス配管
７５ａ，７５ｂ  ホース
７６ａ，７６ｂ  短管
７７ａ，７７ｂ  排気ガス配管
８０  舗装ブロック
８０´  舗装ブロック
８１  基層
８２  表層
Ａ  小型トンネル試験設備
Ｂ  ブランク区
Ｃ１，Ｃ２  風量計
Ｆ  ファン
Ｓ  サンプル区
Ｔ  トンネル
Ｖ１，Ｖ２  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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