(57)【要約】【課題】吸水性および保水性の何れにも優れた性能を発揮できるとともに、強度や耐久性の点でも十分な機能を備える吸保水コンクリートブロックを提供する。【解決手段】骨材と水硬性結合材とを含む成形用材料を成形硬化させてなり、吸水性および保水性を有するコンクリートブロック１０である。骨材は、粒径０．１５〜１５ｍｍの硅質頁岩が５０〜１００容量％含まれ、骨材を５０〜８０重量％と前記水硬性結合材を単位水硬性結合材量１００〜５００ｋｇ／ｍ３とを含有する前記成形用材料を成形硬化させてなるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と水硬性結合材とを含む成形用材料を成形硬化させてなり、吸水性および保水性を有するコンクリートブロックであって、
前記骨材は、粒径０．１５〜１５ｍｍの硅質頁岩が５０〜１００容量％含まれ、
前記骨材を５０〜８０重量％と前記水硬性結合材を単位水硬性結合材量１００〜５００ｋｇ／ｍ３とを含有する前記成形用材料を成形硬化させてなるものである
吸保水コンクリートブロック。
【請求項２】
前記硅質頁岩が、平均粒径０．１５〜１５ｍｍ、比表面積７０〜２００ｍ２／ｇ、吸水率２０〜８０重量％である
請求項１に記載の吸保水コンクリートブロック。
【請求項３】
前記水硬性結合材が、セメント、石灰、石膏から選ばれる
請求項１または２に記載の吸保水コンクリートブロック。
【請求項４】
前記骨材が、石英粉、珪砂、砕石、砂利、陶器屑、ガラス屑、レンガ屑、水砕スラグから選ばれる骨材を含む
請求項１〜３の何れかに記載の吸保水コンクリートブロック。
【請求項５】
前記成形用材料を、加圧力１９６〜７８４５ｋＰａ、振動数１０００〜８０００ｒｐｍの振動加圧成形で成形してなる
請求項１〜４の何れかに記載の吸保水コンクリートブロック。
【請求項６】
吸水率が１０〜４０重量％、圧縮強さが４９０〜２９００Ｎ／ｃｍ２（５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２）である
請求項１〜５の何れかに記載の吸保水コンクリートブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸保水コンクリートブロックに関し、詳しくは、舗装用ブロックなどに利用され、吸水性および保水性を有するコンクリートブロックを対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
歩道などの舗装用ブロックとして、レンガのような吸水性および保水性を有する材料が使用されることがある。降雨や散水によって舗装面に溜まる水を、レンガが吸水することで、舗装面に水が浮いたり滑り易くなったりすることが防止できる。保水した水分を徐々に環境中に放出することで、環境が過剰に乾燥するのを抑えたり、水分が蒸発する際の潜熱効果で環境温度を下げたりする機能もあるとされている。
但し、レンガは欠けたり割れたりし易く、磨耗にも弱いという欠点がある。通行量の多い場所や車両が進入する可能性があるような場所では、使用し難い。
【０００３】
比較的に小さなコンクリートのブロックを、互いの間に隙間をあけた状態で敷き詰めることで、コンクリートブロック同士の隙間に水を通過させて地盤に吸収させる技術も知られている。コンクリートブロックは、レンガに比べて強度が高く、耐久性にも優れている。
コンクリートブロックの成形用材料の配合を調整して、コンクリートブロックに透水性を与えることも行われている。特許文献１には、ポゾラン質微粉末や粒径２ｍｍ以下の細骨材などを配合したモルタルと粗骨材との混練物を振動成形することで、透水性コンクリートブロックを製造する技術が示されている。この技術では、粗骨材同士の間がモルタルで完全に埋められず空隙があいた状態になり、この空隙を水が通過することで透水性が向上するものと推測できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１８２００３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の透水性コンクリートブロックによる舗装は、水を通過させる透水性はあっても、水分を保持する保水機能は不十分である。透水性コンクリートブロックを通過した水はそのまま地盤に吸収されてしまう。
したがって、舗装用ブロックが保水した水分を環境中に徐々に放出することで環境湿度を調整する機能は十分に果たせない。水分が蒸発する際の潜熱効果で環境温度を下げる機能もそれほど期待できない。
本発明の課題は、吸水性および保水性の何れにも優れた性能を発揮できるとともに、強度や耐久性の点でも十分な機能を備える吸保水コンクリートブロックを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる吸保水コンクリートブロックは、骨材と水硬性結合材とを含む成形用材料を成形硬化させてなり、吸水性および保水性を有するコンクリートブロックであって、前記骨材が、粒径０．１５〜１５ｍｍの骨材を５０〜８０重量％で含有するとともに、硅質頁岩を５０〜１００容量％で含有し、前記骨材を５０〜８０重量％と前記水硬性結合材を単位水硬性結合材量１００〜５００ｋｇ／ｍ３とを含有する前記成形用材料を成形硬化させてなるものである。
〔骨材〕
基本的には、通常のコンクリートブロック製造に使用されている骨材が使用できる。
【０００７】
骨材の具体例として、石英粉、珪砂、砕石、砂利が挙げられる。陶器や陶器片を破砕して得られる陶器屑や、ガラス屑、レンガ屑も使用できる。
骨材の形状は特に限定されず、球体状、柱体状、燐片状、多角体状、繊維状あるいは不定形状のものが挙げられる。骨材の粒径は、材料によっても異なるが、通常、０．１５〜１５ｍｍの範囲に設定される。比較的に大きな骨材である粗骨材と、比較的に小さな骨材である細骨材とを組み合わせることもできる。
本発明では、骨材の少なくとも一部に硅質頁岩を用いる。
＜硅質頁岩＞
太古に珪藻の遺骸が堆積して生成された天然の鉱物である。通常、同じようにして生成される珪藻土に比べて、鉱物化がより進行した状態のものを硅質頁岩と呼んでいる。我が国においては、北海道の天北地方で稚内層から産出する硅質頁岩が知られている。硅質頁岩は、珪藻土に比べて吸水性および保水性に優れているとともに、機械的強度や耐久性が格段に優れている。
【０００８】
硅質頁岩は、採掘された岩石を粉砕して使用できる。乾燥、加熱などの処理を施しておくこともできる。硅質頁岩の形状は、球体状、柱体状、燐片状、多角体状あるいは不定形状のものでよい。
硅質頁岩として、平均粒径０．１５〜１５ｍｍ、比表面積７０〜２００ｍ２／ｇ、吸水率２０〜８０重量％のものが使用できる。好ましくは、平均粒径１〜１０ｍｍ、比表面積１００〜１５０ｍ２／ｇ、吸水率３０〜５０重量％である。
〔水硬性結合材〕
骨材を一体的に結合させる機能を有する。
【０００９】
基本的には通常のコンクリートブロックの製造に利用されている水硬性結合材が使用される。
具体的には、セメント、石灰、石膏が挙げられる。
〔成形用材料〕
コンクリートブロックの成形用材料は、硅質頁岩を含む骨材と水硬性結合材が必須成分として含まれる。
骨材として、粒径０．１５〜１５ｍｍの骨材が５０〜８０重量％で含有されることが好ましい。粒径０．１５〜１５ｍｍの硅質頁岩が、骨材の全量に対して５０〜１００容量％で含有される。粒径０．１５〜１５ｍｍの骨材には、少なくとも一部に粒径０．１５〜１５ｍｍの硅質頁岩が含まれる場合がある。
【００１０】
さらに、通常のコンクリートブロック製造に利用される各種の添加材料を配合しておくこともできる。例えば、着色剤や硬化剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、減水剤などが挙げられる。添加材料は、粉粒状のものであってもよいし、液体の場合もある。添加材料は、予め成形用材料に配合しておいてもよいし、成形工程で成形用材料に水を配合する段階で他の添加材料を配合することもできる。
成形用材料には、骨材を５０〜８０重量％と、硬性結合材を単位水硬性結合材量１００〜５００ｋｇ／ｍ３とを含有する。好ましくは、骨材を６０〜７０重量％と水硬性結合材を単位水硬性結合材量２００〜３００ｋｇ／ｍ３とを含有する。単位水硬性結合材量は、成形用材料の単位体積当たりに含まれる水硬性結合材の重量を表す。
【００１１】
〔成形方法〕
成形用材料に所定量の水を配合し、所定の形状に成形して成形体を作製し、成形体を養生硬化させることで、コンクリートブロックが製造できる。基本的には、通常のコンクリートブロックの成形製造技術が適用される。
水の配合量は、成形用材料の配合や成形条件、要求性能によっても異なるが、通常は、水硬性結合材に対して３０〜４０重量％の割合で配合できる。
成形方法としては、金型などの成形型に流動状態のコンクリートを流し込む一般的な型成形のほか、プレス成形、押出成形、遠心成形などの各種成形方法が採用される。成形と同じに加熱したり蒸気を供給したりすることもできる。
【００１２】
複数種類の成形用材料を積層あるいは分割配置した状態で成形することもできる。例えば、前記した配合の成形用材料からなる本体部分と、本体部分の表面を覆う化粧層とを組み合わせることができる。成形用材料とともに金属部材や樹脂部材、天然岩石などを同時成形して一体化させることもできる。
成形型内で加圧すると同時に振動を加える振動加圧成形も採用できる。この場合、加圧力として、１９６〜７８４５ｋＰａ（２〜８０ｋｇｆ／ｃｍ２）が採用できる。振動数として、１０００〜８０００ｒｐｍが採用できる。振動加圧成形は、製造されるコンクリートブロックの機械的強度や耐久性を高めるのに有効である。
【００１３】
成形用材料に骨材として含まれる硅質頁岩は機械的強度が高いので、振動加圧成形や押出成形などの大きな負荷が加わる成形方法を適用しても、破壊され難く、所定の形状を維持できる。粒塊物同士の間に生じる隙間が潰れ難い。
成形された成形物は、成形型のまま、あるいは、成形型から取り出して、常法により養生硬化させれば、コンクリートブロックが得られる。
〔コンクリートブロック〕
使用する用途や要求性能に合わせて、所定の形状および構造を備えておく。通常のコンクリートブロックと同様の形状や構造が採用できる。
【００１４】
例えば、歩道に敷く舗装用ブロックでは、矩形板状のものが一般的である。用途によって、矩形以外の多角形や半円形、凹凸のある図形状のものなどもある。表面に凹凸や溝を有するものもある。厚みの途中までの穴や貫通孔を有するものもある。ブロックの端縁に、ブロック同士を連結するための連結用凹凸構造を備えておくこともできる。
空洞コンクリートブロック、化粧コンクリートブロック、インターロッキングブロックなどのコンクリートブロックを構成することができる。
コンクリートブロックの性能として、吸水率が１０〜４０重量％、圧縮強さが４９０〜２９００Ｎ／ｃｍ２（５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２）であるものが使用できる。好ましくは、吸水率が１５〜３５重量％、圧縮強さが９８０〜２０００Ｎ／ｃｍ２（１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２）である
＜施工用途＞
舗装用ブロックのほか、各種の建築、土木用途に利用できる。
【００１５】
例えば、庭園の歩行路や屋外階段、建築物の玄関アプローチに利用すれば、滑り難く歩行に適したものとなる。
緑化用のプランターや花壇構築用のブロック、屋上や壁面の緑化ブロックに使用すれば、植物や栽培土壌への給水を保持して、持続的に放出することで、植物の生育維持を図るのに有効である。
建築物の外壁面や屋根を構築するタイル状ブロック、あるいは、門柱、塀、犬走りなどの屋外構造物を構成するコンクリートブロックに使用すれば、強い日射を受けても建築物あるいは周辺環境が過剰に昇温することを防ぐ。
【００１６】
中空円柱状に成形して照明用などのポールに利用すれば、吸保水コンクリートブロックからなるポール表面に植物を生育させることも可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１、２に示す実施形態は、歩道などに敷き詰める舗装用ブロック１０を示している。
舗装用ブロック１０は、骨材として、比較的に大きな粒塊状の硅質頁岩１２を使用し、水硬性結合材としてセメントを用いて、矩形の厚板状に成形されたものである。一対の対向する側面にかけて、３本の貫通孔１４が平行に設けられている。貫通孔１４は、舗装用ブロック１０の軽量化を図り、輸送取扱いを容易にする利点がある。舗装用ブロック１０に吸水された水分を溜める空間にも利用できる。
【００１８】
舗装用ブロック１０の具体的寸法例として、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚み６〜８ｃｍの矩形板が採用できる。貫通孔１４として、φ２〜３ｃｍの円形孔を等間隔で３個設けることができる。
図２に示すように、地盤Ｅの上に多数の舗装用ブロック１０を並べて敷き詰めて使用する。隣接する舗装用ブロック１０の貫通孔１４が連通するように配置すれば、通気や水の流通を図ることができる。雨水の排水路に利用できる。個々の舗装用ブロック１０毎に貫通孔１４が隔離されるように配置して、個々の舗装用ブロック１０で貫通孔１４に水を溜めておくようにすることもできる。舗装用ブロック１０で保水できないほどの大量の水が供給された場合には、舗装用ブロック１０から地盤Ｅへと水を排出することもできる。
【００１９】
舗装用ブロック１０には、降雨や散水された水が接触する。舗装用ブロック１０に含まれる硅質頁岩１２は迅速に水を吸収して保持することができる。しかも、硅質頁岩１２を含む骨材の粒塊同士の空隙が毛細管現象によって水分を吸収し空隙に水分を保持することができるので、さらに大量の水分を吸収および保持することが可能である。舗装用ブロック１０の保水能力を上回る水が供給されても、舗装用ブロック１０から地盤Ｅへと排出することができる。舗装用ブロック１０の表面に、水が浮いたり、水膜が生じたりすることはない。
周囲の環境湿度が低下すると、硅質頁岩１２に吸収保持した水分が環境中に放出されることによって、環境湿度を上昇させて、環境湿度を適切な範囲に調整することができる。特に、水分が蒸発する際に発生する潜熱が、舗装用ブロック１０あるいは環境の熱を奪って温度を下げる作用がある。酷暑期に日射で舗装用ブロック１０が過度に熱くなることを防ぐことができる。都会地で問題となっているヒートアイランド現象の緩和を図ることができる。
【００２０】
硅質頁岩１２は、通常の珪藻土に比べて、鉱物化が進行しているので、経時的に変質したり崩壊したり劣化したりすることが少ない。風雨や日射、激しい温度差にさらされる屋外環境でも、長期間にわたって有効な機能を発揮することができる。
硅質頁岩１２は天然鉱物であるため、舗装用ブロック１０を廃棄したときに環境に悪影響を及ぼすことがない。有機系の吸水材料の場合は、環境への影響が問題になる。
〔別の実施形態〕
図３に示す実施形態の舗装用ブロック３０は、図１の舗装用ブロック１０に化粧層２０を追加したものである。
【００２１】
ブロック本体３２は、図１の舗装用ブロック１０と共通する材料および構造を備えている。
化粧層２０は、ブロック本体３２とは異なる配合の成形用材料を用いて、表面特性に変化をもたせている。具体的には、骨材として使用する硅質頁岩１２の粒径を小さくして表面が均一で滑らかにしている。着色材を配合することで、表面の意匠性を高めている。化粧層２０は、透水性が高いが、保水性はそれほど有していなくてよい。
その結果、舗装用ブロック３０の表面に雨水などが落ちると、直ちに化粧層２０を通過してブロック本体３２に送られ、ブロック本体３２で保水される。化粧層２０の表面には水膜ができたり水溜りが生じたりし難い。歩行者が滑り難くなる。また、化粧層２０はブロック本体３２に比べて耐磨耗性が高く、舗装用ブロック３０の耐久性が向上する。
【００２２】
【実施例】
図１に示す構造の吸保水コンクリートブロックを製造し、その性能を評価した結果を示す。
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【００２３】
〔性  能〕
圧縮強さ２０５９Ｎ／ｃｍ２（２１０ｋｇ／ｃｍ２）、
吸水率２２．５重量％。
【００２４】
【発明の効果】
本発明にかかる吸保水コンクリートブロックは、特定の骨材、特に硅質頁岩を用いることで、優れた吸水性および保水性を、機械的強度や耐久性を損なうことなく、コンクリートブロックに付与することができる。
その結果、舗装用ブロックなどの土木建築材料に用いたときに、雨水や散水を迅速に吸水して、路面の水溜りが発生しないようにでき、歩行時に滑り難くすることができる。しかも、吸水した水分を徐々に環境中に放出することで、環境の湿度を適切な範囲に調整することができる。蒸発する水分の潜熱で、路面および環境の温度を下げ、いわゆるヒートアイランド現象の緩和を図ることもできる。しかも、歩行による踏圧負荷や磨耗にも十分に耐える機械的強度および耐久性に優れた吸保水コンクリートブロックとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す吸保水コンクリートブロックの斜視図
【図２】施工状態の斜視断面図
【図３】別の実施形態を表す断面図
【符号の説明】
１０、３０    舗装用ブロック
１２    硅質頁岩
１４    貫通孔
２０    化粧層
３２    ブロック本体
Ｅ      地盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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