(57)【要約】  【課題】  歩行程度の荷重には耐え得る強度を備えつつ、安価に製造でき、吸水性、保水性に優れ、蒸散作用によるヒートアイランド抑制効果の高い、保水性コンクリートブロックおよびその製造方法を提供する。  【解決手段】  まず、クリンカアッシュとピートモスを空練りし、クリンカアッシュの表面がピートモスでまぶされた状態とする。セメントを加えてさらに空練りし、ピートモスの表面がセメントでまぶされた状態とする。増粘剤を混合した水を投入し、混練する。ブロック成型用の型に打込み、硬化後、脱型する。製造された保水性コンクリートブロックは、その高い吸水性、保水性を利用して、建物の屋上の打ち水用コンクリートブロック等に用いることで、ヒートアイランド現象による気温上昇を抑制し、それに伴い空調設備の負荷軽減による省エネも図れる。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面がピートモスで覆われたクリンカアッシュを骨材とする多孔質コンクリートからなることを特徴とする保水性コンクリートブロック。
【請求項２】
保水量が０．１５ｇ／ｃｍ3以上、吸水開始６０分後における吸上げ高さ７０％以上、曲げ強度１．０Ｎ／ｍｍ2以上であることを特徴とする請求項１記載の保水性コンクリートブロック。
【請求項３】
建物屋上に敷設され、吸水した水分の蒸散作用により屋上スラブ面の温度上昇を抑制するために用いられるものであることを特徴とする請求項１または２記載の保水性コンクリートブロック。
【請求項４】
クリンカアッシュ１０〜４０重量％、ピートモス２〜６重量％、早強ポルトランドセメント３０〜６０重量％、水２０〜３０重量％、さらに増粘剤を水に対する内割り置換として１〜５重量％を配合してなることを特徴とする請求項１、２または３記載の保水性コンクリートブロック。
【請求項５】
所定量のクリンカアッシュとピートモスとを混合し、クリンカアッシュの表面がピートモスで覆われるようにする工程と、所定量のセメント材を混合する工程と、所定量の水および増粘剤を加えて混練する工程とを有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の保水性コンクリート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、保水性コンクリートブロックおよびその製造方法に関するものであり、特に建物の屋上に敷設し、吸水した水分の蒸散作用により屋上スラブ面の温度上昇を抑制するのに適した保水性コンクリートブロックおよびその製造方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヒートアイランド対策として保水性ブロックが注目され、各種の製品が開発されている。特に、保水性舗装ブロックについては、保水量が０．１５ｇ／ｃｍ3以上、吸上げ高さが７０％以上、曲げ強度が３Ｎ／ｍｍ2以上といった品質規格やその試験方法が規定されている。
【０００３】
従来技術として、特許文献１（特開２００２−３４５３３２号公報）には、セメントに対し、砕石その他の普通粗骨材を配合してなるコンクリート材において、シリカ系鉱物を骨材または添加材として添加配合してなる緑化コンクリート材が記載されている。
【０００４】
シリカ系鉱物としては、例えば、珪藻土、パーライト、バーミキュライト等が記載されている。
【０００５】
特許文献１には、上記に加えて、さらにコンクリートの保水性を補う保水性助材として、竹材、ヤシ材、木材等を粉砕してなる繊維質材またはピートモスその他の植物性繊維質材のいずれか１種または２種以上を添加してなる緑化コンクリート材が記載されている。
【０００６】
特許文献２（特開２００２−１７３３５３号公報）には、セメントと水に通常の粗骨材および細骨材、並びに植物繊維をそれぞれ所定の混合比で練り混ぜてなる保水性コンクリートが記載されている。植物繊維としては、綿、アサ、ワラ、マニラアサ等が例示されている。
【０００７】
特許文献２に記載された保水性コンクリートは、粗骨材と粗骨材との間を埋める硬化相中にネットワーク状に分散した植物繊維が、それ自身毛細管を有することから水の通路となって、マトリックス全体を通じて水が内外部に出入りできるようになるというものである。
【０００８】
特許文献３（特許第３６２３７１８号公報）には、セメントに対し珪藻土、パーライト、軽石、人工骨材その他の低比重鉱物性軽量骨材を１種または２種以上配合してなる軽量ポーラスコンクリート材が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、上記に加えて、コンクリートの保水性を補う保水助材として、竹材、ヤシ材、木材等を粉砕してなる繊維質材もしくはピートモスその他の植物性繊維質材のいずれか１種または２種以上の混合物を添加してなる軽量ポーラスコンクリート材が記載されている。
【００１０】
特許文献３において、このピートモスその他の植物性繊維質材は、コンクリートの初期強度を増大させ、コンクリート強アルカリを中和する機能を付与し、固化後はコンクリート中の保水性を補うほか、肥料としての効果も生じ、さらに分解された後はコンクリート内部に空隙が形成されて含水性が高まり、植物の根張りを高める効果を奏する旨が記載されている。
【００１１】
特許文献４（特許第２９８１０７１号公報）には、低アルカリ型のセメントからなるバインダーで骨材を固結してなる硬化体であって、この硬化体内部に空隙率２０％以上の連続する空隙が形成され、かつ該空隙部に酸性を示す保水材を充填してなる緑化基盤コンクリートが記載されている。
【００１２】
骨材としては、例えば、普通砕石、ケツ岩、火山岩等の天然砕石、高炉スラグ、耐火物の産業廃棄物、溶性燐肥のごとき緩効性肥料、その他人工骨材およびこれらの混合物が記載されている。
【００１３】
酸性を示す保水材としては、特にピートモスの短繊維状物が好ましく、セメントによりもたらされるアルカリ物質を中和し、かつコンクリート内部に保水性を付与できることが記載されている。
【００１４】
緑化基盤コンクリートの具体的な製造方法としては、空隙率２０％以上の連続する空隙を有するセメント硬化体を得た後に、そのセメント硬化体の空隙に、ピートモスを水に分散させたスラリーを流し込んでピートモスを充填させることが記載されている。
【００１５】
特許文献５（特開２００６−２２５２２２号公報）には、混和材として、空隙を有するクリンカアッシュを使用したコンクリートおよびその製造方法が記載されている。
【００１６】
空隙を有するクリンカアッシュを混和材として使用したコンクリートは、そのクリンカアッシュの空隙によって、コンクリート中に所定の空気量を確保することができるので、耐凍害性の高いコンクリートを実現することができるとともに、コンクリート中の空気量の増加に伴う圧縮強度の低下を軽減できる旨が記載されている。
【００１７】
また、空隙を有するクリンカアッシュをコンクリートの混和材として使用することによって、石炭火力発電所において発生する石炭灰のうち、クリンカアッシュをリサイクル利用できる旨が記載されている。
【００１８】
この外、非特許文献１には、軽量骨材と植物繊維を低ペーハーセメントで固めた低強度（圧縮強度が３〜５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が０．１〜０．２Ｎ／ｍｍ2程度）ではあるが、保水性の高い（重量比で５０〜７０％）コンクリートパネルを、建物の屋上に敷設し、打ち水をすることでヒートアイランド抑制効果および建物の断熱効果を期待した技術が記載されている。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−３４５３３２号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３３５３号公報
【特許文献３】特許第３６２３７１８号公報
【特許文献４】特許第２９８１０７１号公報
【特許文献５】特開２００６−２２５２２２号公報
【非特許文献１】「環境  土に似たコンクリート  水を吸わせて断熱効果を高める」、日経アーキテクチュア2006年12月11日号、p.90
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
建築物のヒートアイランド対策用としては、背景技術の項で述べた非特許文献１記載の発明のように保水性のあるパネル（あるいはブロック）を建築物の屋上に敷設し、打ち水をすることでパネルに水分を吸収させ、その蒸散作用により屋上スラブ面の温度上昇を抑制することが検討され、一部、実用化の段階に入っている。
【００２１】
しかしながら、非特許文献１における記載されているものは、主としてパネルの吸水性、保水性を向上させることで、蒸散作用による効果を高めることを目的としたものであり、その上に人が乗ることは考慮されていない。
【００２２】
一方、従来の保水性舗装ブロックは、歩道あるいは車道としての耐久性が要求されることから、規格においても曲げ強度が３Ｎ／ｍｍ2以上とされているが、そのことが製造コストの削減や保水性能の向上に対するネックにもなっている。
【００２３】
本発明は、比較的安価で吸水性、保水性に優れる複数の材料について、ブロックの製造工程を工夫し、各材料の吸水性、保水性を損なうことなく、それらを最大限に活用することで、歩行程度の荷重には耐え得る強度を備えつつ、安価に製造でき、かつ吸水性、保水性に優れ、従って吸水した水分の蒸散作用によるヒートアイランド抑制効果の高い、保水性コンクリートブロックおよびその製造方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願の請求項１に係る保水性コンクリートブロックは、表面がピートモスで覆われたクリンカアッシュを骨材とする多孔質コンクリートからなることを特徴とするものである。
【００２５】
クリンカアッシュは、通常、石炭を燃焼させた時に発生する石炭灰のうち、ボイラの底部に落下した石炭灰の塊を回収し、脱水・粉砕したものであり、多数の小さな孔を有している。
【００２６】
ピートモスは、ミズゴケなどの植物有機物が、寒冷地の低湿地で長年月の間、堆積し、褐変腐植化した土である。軽くて通気性および保水性に優れる。
【００２７】
コンクリート用のセメントは特に限定されないが、脱型に必要な強度を早期に得られるものとして、早強ポルトランドセメントが好ましい。
【００２８】
多孔質コンクリートとするためには、各種空気連行剤などの使用が考えられるが、骨材分離を抑制できかつ空気連行作用を備える増粘剤の使用が好ましい。
【００２９】
コンクリートにピートモスを混入させること自体は、例えば前述した特許文献１、３、４にも記載されており、クリンカアッシュを混入させることも特許文献５に記載されている。
【００３０】
しかし、これらはピートモスあるいはクリンカアッシュがコンクリート中に分散された形で混入されているため、クリンカアッシュやピートモスがそれ自体、高い吸水性、保水性を備えているにもかかわらず、空隙にコンクリート成分が充填されることで、吸水性、保水性が低下し、期待される性能が得られない。
【００３１】
本発明では、例えば、請求項５に規定されるように、まず、クリンカアッシュとピートモスとを混合し、クリンカアッシュの表面がピートモスで覆われるようにし、その後、これにセメント材を混合し、水等を加えて混練することで、多孔質コンクリート中に、表面がピートモスで覆われた状態のクリンカアッシュが存在するようにしているため、クリンカアッシュ、ピートモス、多孔質コンクリートの何れもが吸水性、保水性を損なうことなく、保水性ブロックとして、高い吸水性、保水性が得られる。
【００３２】
また、高価な材料を用いる必要がなく、安価に製造することができる。
【００３３】
なお、本発明でいうブロックは形状等、特に限定されるものではなく、必要な保水性および強度を有すればよく、パネル状のものなども含まれる。
【００３４】
請求項２は、請求項１に係る保水性コンクリートブロックにおいて、保水量が０．１５ｇ／ｃｍ3以上、吸水開始６０分後における吸上げ高さ７０％以上、曲げ強度１．０Ｎ／ｍｍ2以上であることを特徴とするものである。
【００３５】
保水量が０．１５ｇ／ｃｍ3以上は、保水性舗装ブロックと同じ性能が確保できることを目標としたものであるが、曲げ強度については、用途によっては、常に歩行者が通る舗装ブロックの場合と異なることや、仮に損傷が生じた場合でも影響が小さく容易に交換できることから１．０Ｎ／ｍｍ2程度以上あれば、十分であると考えられ、その分、配合における選択の幅が広がり、コストダウンも可能となる。
【００３６】
請求項３は、請求項１または２に係る保水性コンクリートブロックにおいて、建物屋上に敷設され、吸水した水分の蒸散作用により屋上スラブ面の温度上昇を抑制するために用いられるものであることを特徴とするものである。
【００３７】
本発明の保水性コンクリートブロックの用途のひとつとして、屋上に敷設し、打ち水をすることでヒートアイランド抑制効果および建物の断熱効果が得られる。
【００３８】
また、人が乗るのに十分な強度が確保できるため、通常の歩行は可能であり、敷設および損傷した場合の交換なども容易である。
【００３９】
請求項４は、請求項１、２または３に係る保水性コンクリートブロックにおいて、クリンカアッシュ１０〜４０重量％、ピートモス２〜６重量％、早強ポルトランドセメント３０〜６０重量％、水２０〜３０重量％、さらに増粘剤を水に対する内割り置換として１〜５重量％を配合してなることを特徴とするものである。
【００４０】
クリンカアッシュ１０〜４０重量％は、軽量骨材と保水材としての機能を求めたものであり、ブロックの軽量化の面では、１０重量％以上配合することが望ましい。４０重量％より多い配合は均一なブロックの製造が難しくなり、また各クリンカアッシュの表面をピートモスで均一に覆うこと自体が困難となる。
【００４１】
ピートモスの配合は、主としてクリンカアッシュの配合量との関係で決まるが、クリンカアッシュの表面を均一に覆うことができる量が好ましい。クリンカアッシュの配合量が比較的少ない場合において、２重量％以上程度配合することが望ましい。また、ピートモスの配合量が多すぎると、ブロックの強度の低下につながるため、６重量％以下程度が望ましい。
【００４２】
早強ポルトランドセメントは、ブロックを硬化させ必要な強度が得られ、かつ早期の脱型を可能であるように配合される。必要な強度を得るためには、３０重量％以上程度が望ましく、連続した空隙を有する多孔質コンクリートによる必要な保水性を、混和剤なども含め、比較的安価に確保する上で、６０重量％以下程度が望ましい。
【００４３】
水は、およそ２０〜３０重量％程度が好ましい範囲である。少なすぎると均一な混練が困難となり、多すぎると骨材分離や強度の低下につながる。ただし、他の材料の配合割合にも影響される。
【００４４】
増粘剤は、固化後のコンクリート内部に微細な多数の空隙を形成してコンクリートブロックを軽量化する効果を有し、また打設時のコンクリートの流動性および分離抵抗性を向上させることができる。
【００４５】
増粘剤としては、種々のものが市販されており、増粘剤の種類によって、その性能や適切な配合量が異なるが、本発明に適した増粘剤の一例として、花王株式会社製、商品名「ビスコトップ」を挙げることができる。その場合、配合される水に水の重量の１〜５％程度を予め混合した状態で用いることができる。
【００４６】
請求項５は、請求項１〜４に係る保水性コンクリートブロックの製造方法であり、所定量のクリンカアッシュとピートモスとを混合し、クリンカアッシュの表面がピートモスで覆われるようにする工程と、所定量のセメント材を混合する工程と、所定量の水および増粘剤を加えて混練する工程とを有することを特徴とする。
【００４７】
請求項５に係る製造方法では、まずクリンカアッシュとピートモスとを混合するが、その過程において、クリンカアッシュの表面にピートモスが付着し、クリンカアッシュの表面の一部または大部分がピートモスで覆われた状態となる。
【００４８】
その状態でセメント材を混合し、さらに水および増粘剤を加えて混練するため、混練工程において、クリンカアッシュが有する多数の孔がコンクリートで塞がれてしまうのを防止することができる。
【００４９】
なお、水は必ずしも全量を一度に投入する必要なく、分けて投入することもでき、また増粘剤は均一に混合されるよう予め水に加えて投入することが望ましい。
【００５０】
このような製造過程を経ることで、製造されたブロックにおいてもクリンカアッシュの表面が保水性の高いピートモスで覆われた状態として残り、クリンカアッシュが有する多数の孔が保水機能をもたらし、さらにはピートモスの高い保水性と相俟って、極めて高い保水性を有する保水性コンクリートブロックを得ることができる
【発明の効果】
【００５１】
本発明の保水性コンクリートブロックは、多孔質コンクリート中に、表面がピートモスで覆われた状態のクリンカアッシュが骨材として存在しているため、クリンカアッシュ、ピートモス、多孔質コンクリートの何れもが吸水性、保水性を損なうことなく、保水性ブロックとして、高い吸水性、保水性が得られる。
【００５２】
また、歩行程度の荷重に耐え得る強度を確保する上で、高価な材料を用いることなく、安価に製造することができる。
【００５３】
特に、建物の屋上等に打ち水用コンクリートブロックとして敷設し、適宜、打ち水としての散水を行うことにより、散水した水が蒸発すると、その時の気化熱により周囲の温度が打ち水効果によって低下し、いわゆるヒートアイランド現象による気温上昇を抑制することができる。また、それに伴い空調設備の負荷軽減による省エネも図れる。
【００５４】
また、本発明の保水性コンクリートブロックの製造方法によれば、表面がピートモスで覆われたクリンカアッシュを骨材とする多孔質コンクリートのブロックを安価に容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本発明の最良の形態として、まず、保水性コンクリートブロックの製造方法の具体的な手順について述べると、以下の通りである。
【００５６】
〔第１工程〕
計量した所定量のクリンカアッシュとピートモスをミキサーに投入し、クリンカアッシュの表面がピートモスでまぶされた状態となるまで空練りする。
【００５７】
〔第２工程〕
上記第１工程により、表面がピートモスで覆われたクリンカアッシュに、セメントを加え、セメントが均等に分散されるようにさらに空練りする。それにより、ピートモスの表面がセメントでまぶされた状態となる。
【００５８】
〔第３工程〕
予め増粘剤を混合した水を投入し、混練する。このとき、増粘剤による空気連行作用が得られる。
【００５９】
〔第４工程〕
上記第３工程の混練が完了したら、ブロック成型用の型に打込み、表面をコテで均す。
【００６０】
〔第５工程〕
硬化後、脱型する。
【００６１】
〔配合例〕
本発明の保水性コンクリートブロックの代表的な配合例を表１に示す。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
上記表１の配合により得られたブロックについて、試験を行った結果、気乾密度１．４９（ｇ／ｃｍ3 ）、曲げ強度２．０（Ｎ／ｍｍ2  ）、圧縮強度６．９（Ｎ／ｍｍ2  ）という結果が得られた。
【００６４】
また、保水性試験に関しては、保水量が０．４１ｇ／ｃｍ3、吸水開始６０分後における吸上げ高さが７０％以上という結果が得られた。
【００６５】
図１のグラフは、本発明の保水性コンクリートブロックと、従来の数種類の保水性ブロック（コンクリート系およびセラミックス系）、および一般のコンクリート平板について、温度上昇抑制効果確認実験を行い、そのうち、本発明の保水性コンクリートブロック（Ａ）と一般のコンクリート平板（Ｂ）の２つについて示したものである。
【００６６】
実験条件としては、室内実験でハロゲンランプによりブロックを照射して高温下にさらし、経過時間ごとの表面温度を測定した。
【００６７】
図１に示されるように、本発明の保水性コンクリートブロック（Ａ）は、一般のコンクリート平板（Ｂ）に比べると、４時間経過後では表面温度に約１０℃の差があり、断熱材としての機能も有するが、保水性を積極的に活かすため、例えば非特許文献１記載の発明のように屋上に敷設し、打ち水を行えばヒートアイランド抑制効果が得られ、さらに断熱機能と相俟って建物内部の温度上昇が抑制され、夏季の空調における大幅な省エネが図れる。
【００６８】
図２は、本発明の保水性コンクリートブロックを建物屋上に「打ち水用コンクリートブロック」として敷設する場合を、従来の屋上の構造を示す図３と対比して示したものである。
【００６９】
建築物の断熱防水工法には外断熱工法と内断熱工法があり、外断熱工法は内断熱工法に比べ、コストはやや割高であるが、躯体保護、防水層の寿命の観点からは優れており、内部結露に対しても有効な工法である。
【００７０】
一般的な外断熱工法は、図３のように、躯体コンクリート１の上に防水層２を形成し、その上に敷設した断熱材３の上部に押えコンクリート１５がある。押さえコンクリート１５は通常のコンクリートであるため、熱応力により変形し、断熱材３防水層２を劣化させる場合がある。
【００７１】
また、通常のコンクリートは透水係数が低く保水性能が小さいため、水分蒸発時の気化熱による温度上昇抑制効果も小さい。すなわち、通常のコンクリートは、水が内部にほとんど浸透しないので、打ち水として散水しても水が表面上で傾斜方向へ流れていってしまうか水たまりになってしまう。そのため、効率的に打ち水効果を得ることが難しい。
【００７２】
一方、本発明の保水性コンクリートブロック５を図２に示すように、「打ち水用コンクリートブロック」として建物の屋上に敷設し、これに散水すると、蒸発時の気化熱により温度上昇を抑制することができる。また、これにより室内の冷房負荷が軽減される。
【００７３】
また、保水性コンクリートブロック５は、図２に示すように乾式工法により敷設することができるため、メンテナンスも容易であり、熱応力による変形は調整マット４またはブロック間の隙間が吸収するため、断熱材３や防水層２を劣化させる恐れが少ない。
【００７４】
また、散水する打ち水は雨水（状況により水道水）を使用することができるため、水道コストが不要となる。すなわち、雨水を図２に示すように、保水性コンクリートブロック５と断熱材３の間隙を利用して貯水タンク７に回収し、「打ち水用コンクリートブロック」としての保水性コンクリートブロック５の表面乾燥状態（または内部湿度）により、自動的に散水設備（スプリンクラー８等）により散水するよう構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の保水性コンクリートブロックに関する温度上昇抑制効果確認実験結果を示すグラフである。
【図２】本発明の保水性コンクリートブロックを建物の屋上に「打ち水用コンクリートブロック」として敷設した場合の構造を示したもので、(a)は鉛直断面図、(b)は平面図である。
【図３】外断熱工法による従来一般的な屋上の構造を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…躯体コンクリート、２…防水層、３…断熱材、４…調整マット、５…保水性（打ち水用）コンクリートブロック、６…押え治具、７…貯水タンク、８…スプリンクラー、
１５…押えコンクリート
【図１】
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【図２】
2008303620.tif 000005
【図３】
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