(57)【要約】【課題】透水性と保水性の双方を有する舗装用ブロックを提供するとともに、その舗装用ブロックを低コストで製造することができる製造方法を提供すること。【解決手段】舗装用ブロックは、骨材とフライアッシュなどの不溶性無機物質の粉体がセメントをバインダとして圧縮成形されたものである。この舗装用ブロックの製造方法は、骨材と不溶性無機物質の粉体とセメントを混合し、この混合物に水を加えて混練した後、圧縮成形することを特徴としている。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と不溶性無機物質の粉体がセメントをバインダとして圧縮成形されたものであることを特徴とする舗装用ブロック。
【請求項２】
不溶性無機物質の粉体がフライアッシュであることを特徴とする請求項１に記載の舗装用ブロック。
【請求項３】
骨材と不溶性無機物質の粉体とセメントを混合し、この混合物に水を加えて混練した後、圧縮成形することを特徴とする舗装用ブロックの製造方法。
【請求項４】
圧縮成形に用いる装置が振動衝撃圧縮機であることを特徴とする請求項３に記載の舗装用ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩道や広場などを舗装する際に使用される舗装用ブロック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市においては、ビル化が進んで、道路などがコンクリートやアスファルトにより舗装されている。このため、その舗装面に降った雨水の多くが地中へ浸透することなく河川へ流出してしまい、このことがヒートアイランド現象をもたらす一因になっている。
【０００３】
このため、雨水を地中へ浸透させることができる透水性の舗装用ブロックが種々提案されている。これらの透水性の舗装用ブロックとしては、例えば、ガラスカレットを焼成したブロックや、廃タイルや廃コンクリートの破砕物などにセメントを加えて成形したブロックがある。コンクリートからなる透水性の舗装用ブロックとしては、例えば、特許文献１に示されたものがある。この舗装用ブロックは、ブロック本体がポーラスに形成され、雨水がブロック本体内に形成された隙間を通って流下する構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、道路や広場などが舗装されたことによりもたらされる問題は、雨水が浸透しないことの他に、直射日光の照射に伴なって舗装面の温度が上昇すると言う問題がある。特に、夏季の炎天下における舗装面の表面温度は地盤の土の温度よりも遥かに高い温度になり、人々がその舗装面上に長時間とどまることができないほどになる。
【０００５】
この問題を解消するために、保水性ブロックの敷設が提案されている。ブロックに水分が含まれていると、直射日光の照射によって舗装面が加熱されても、ブロック中の水分が気化することにより、その温度上昇が抑制される。
【０００６】
このため、道路や広場などの舗装時に使用されるブロックとしては、前述のように、透水性を有することが要望され、又、保水性を有することも要望されている。このように、透水性と保水性の双方の特性を有する舗装用ブロックの出現が望まれている。しかし、特許文献１の舗装用ブロックは、コンクリートをポーラスになるように成形しただけのものであるので、透水性は優れているが、保水性が乏しく、舗装用ブロックとしての条件を十分に満足するものであるとは言えない。又、他の文献においても、透水性と保水性の双方の特性を有する舗装用ブロックは見当たらない。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、透水性と保水性の双方の特性を有する舗装用ブロックを提供するとともに、その舗装用ブロックを低コストで製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１７０１０１号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る舗装用ブロックは、骨材と不溶性無機物質の粉体がセメントをバインダとして圧縮成形されたものであることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明に係る舗装用ブロックは、請求項１に記載の発明において、不溶性無機物質の粉体がフライアッシュであることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係る舗装用ブロックの製造方法は、骨材と不溶性無機物質の粉体とセメントを混合し、この混合物に水を加えて混練した後、圧縮成形することを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明に係る舗装用ブロックの製造方法は、請求項３に記載の発明において、圧縮成形に用いる装置が振動衝撃圧縮機であることを特徴としている。
【００１３】
本発明の舗装用ブロックは、次の二つの構成が基礎になっている。それは、第一に、骨材の他に水に不溶性の無機物質の粉体（不溶性無機物質の粉体）が配合されていること、第二に、圧縮成形により成形されていることである。以下、本発明の基礎となる構成について説明する。
【００１４】
本発明の舗装用ブロックは、砂利や砂などの骨材の他に不溶性無機物質の粉体が配合され、セメントをバインダとして成形されたものである。不溶性無機物質の粉体が配合されていると、骨材と骨材の間の空隙に上記粉体が充填された領域ができる。この領域における上記粉体粒子の間に形成される間隙が、雨水を流下させる流路となり、又、雨水をとどめる空間となって、透水性と保水性を有するブロックが得られる。
【００１５】
すなわち、本発明の舗装用ブロックは圧縮成形により成形されたものである。圧縮成形によりブロックを製造する場合、配合原料が強力な圧縮力で押圧されて成形されるので、その圧縮力だけでも、ある程度の強度を有する成形体にすることができる。このため、圧縮成形による場合、混練したモルタルを型枠に流し込む従来の成形法に比べて、セメントの配合を少なくしても、所定の強度を有する成形体を得ることができる。この際、セメントの配合率が少なく、かつ水の添加量も少ないので、得られたブロック内部の骨材間に充填されたフライアッシュなどの粒子は、そのすべてが相互に固着されているわけではない。この結果、骨材間に充填されたフライアッシュなどの領域に間隙が残存し、この間隙が雨水を流下させる流路となる。又、その間隙が狭いため、雨水が上方から流下してこなくなった時点では、その間隙に雨水がとどまる。
【００１６】
圧縮成形によりブロックを製造する場合、プレス成形機のような強い圧縮力をかけることができる装置を使用すればよく、その装置がプレス成形機であってもよいが、特に、強力な圧縮力を容易に発生させることができる振動衝撃圧縮機を用いることが好ましい。振動衝撃圧縮機を用いれば、簡単な設備で、かつ小さな動力で強力な圧縮力を発生させることができるので、低コストで強度の大きいブロックを製造することができる。
【００１７】
骨材間の空隙に充填するために配合する不溶性無機物質の粉体としては、微粉炭を燃焼した際に発生するフライアッシュ、汚泥焼却灰、ペーパースラッジ焼却灰、炭酸カルシウム微粉末などを使用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る舗装用ブロックの製造方法の一例について説明する。原料は、骨材としては川砂などの細骨材を使用するが、必要に応じて砂利や砕石などの粗骨材を混ぜる。骨材間の空隙に充填するための粉体としてはフライアッシュのような微粉で、水に不溶性の粉体を使用する。バインダとしてはセメントやゼオライト系固化剤を使用する。これらの原料を混合し、水を加えて混練した後、所定の形状に圧縮成形する。
【００１９】
圧縮成形に使用する装置としては、特に好ましい装置として挙げられる振動衝撃圧縮機を用いるのがよい。この振動衝撃圧縮機の構成は図１に示す。この圧縮機には、その下面に垂直方向の振動を発生させる加振器１１を備えた振動テーブル１０が、その振動テーブル１０を支持するフレーム１６上に複数のエアクッション１５を介して取り付けられており、この振動テーブル１０上に原料を充填した金型１２を載せ、この金型をエアシリンダー１３によって上方から押圧するようになっている。
【００２０】
この圧縮機において、２基の加振器のモータを起動させて振動テーブル１０を振動させると、ピストンロツド１４で押されている金型１２も振動テーブル１０と一緒に振動を開始するが、金型１２の振動がテーブル１０の振動に追随できなくなり、何回かに１回お互いに離れる方向に運動し、次の瞬間に、お互いに衝突する動作、すなわち金型１２が振動テーブル１０に叩きつけられる動作が起こる。この叩きつける動作により、急激な加速度の変化が発生して、混合原料１４が強く圧縮される。このため、上記の圧縮機を使用すれば、強度の大きい成形体が得られる。
【００２１】
（実施例１）
次の原料配合により、４０ｃｍ×１０ｃｍ×６ｃｍ（厚さ）のブロックを製造した。
【００２２】
川砂                  ３．５ｋｇ    配合割合６０ｍａｓｓ％
フライアッシュ        ０．９ｋｇ      〃    １６ｍａｓｓ％
ポルトランドセメント  １．５ｋｇ      〃    ２４ｍａｓｓ％
上記原料を回転式ミキサーで混合し、さらに０．１４ｋｇの水（２．３ｍａｓｓ％）を加えて混練した。ミキサーから取り出した混合原料は、添加した水が少なかったため、パサパサした状態であった。この混合物を金型に入れ、振動衝撃圧縮機により圧縮成形した。
【００２３】
この成形されたブロックを金型から取り出し、８０℃の水蒸気雰囲気中で２４時間の養生処理を行った。この養生処理されたブロックについて、嵩密度、圧縮強度、及び吸水率の測定を行った。その測定結果は、嵩密度が２．１ｇ／ｍｌ、圧縮強度が３６Ｎ／ｍｍ２  、吸水率が５％であった。圧縮強度の値はインターロッキングブロックの規格（３３Ｎ／ｍｍ２  ）を満足するものであった。そして、吸水率は通常のコンクリートブロックと比べて高い値であった。この吸水率の結果によれば、このブロックは、その内部の粒子間に、雨水を流下させる流路となったり、雨水をとどめる空間となる間隙が形成されており、透水性と保水性を有するものであるものと判断される。
【００２４】
なお、吸水率は次のようにして測定した。製造したブロックを室温で２週間放置して乾燥し、その重量を測定する。このブロックを水中に６時間浸漬して吸水させた後、取り出して表面の付着水分を十分に拭き取る。次いで、吸水したブロックの重量を測定し、その重量と吸水前の重量との差から吸水率を求める。
【００２５】
（比較例１）
川砂（配合割合７６ｍａｓｓ％）とセメント（配合割合２４ｍａｓｓ％）のみを混合し、０．１４ｋｇの水を加えて撹拌した混合物を実施例１の場合と同じ振動衝撃圧縮機で成形し、ブロックを製造した。このブロックの特性に関する測定値は、嵩密度が２．３ｇ／ｍｌ、圧縮強度が５３Ｎ／ｍｍ２  、吸水率が１．７％であり、圧縮強度は大きいが、吸水率が低くなっている。この吸水率の結果によれば、このブロック内部の粒子間には、雨水を流下させる流路となったり、雨水をとどめる空間となる間隙があまり形成されていないことを示している。
【００２６】
（従来法による製造例１）
型枠へ流し込んで成形する従来の方法により、ブロックを製造した。実施例１と同じ配合割合の原料（川砂３．５ｋｇ、フライアッシュ０．９ｋｇ、セメント１．５ｋｇ）に、水を０．６２ｋｇ加えて流動性を有する状態にし、型枠に流し込込んで成形した。７日後に脱型し、８０℃の蒸気中で２４時間養生をした。このブロックの特性に関する測定値は、嵩密度が２．２ｇ／ｍｌ、圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ２  、吸水率が１．４％であった。この結果をみると、圧縮強度が小さくなっているが、特に、吸水率については、比較例１の結果よりも更に低い値であった。
【００２７】
（実施例２）
川砂とフライアッシュの配合率を種々変えたブロックを製造し、その圧縮強度と吸水率を測定した。フライアッシュの配合率は、骨材とフライアッシュの合量に対して、１６％、３１％、４６％、６１％の４水準にした。そして、フライアッシュの配合率を変えたこと以外は、実施例１の場合と同様にした。なお、比較のために、フライアッシュを配合しないブロックも製造し、その測定も行った。これらのブロックの測定結果については、図２に示す。
【００２８】
（従来法による製造例２）
従来法による製造例１と同じ方法（型枠流し込み法）により、川砂とフライアッシュの配合率を種々変えたブロックを製造し、その圧縮強度と吸水率を測定した。フライアッシュの配合率は、骨材とフライアッシュの合量に対して、１６％、３１％、４６％、６１％の４水準にした。なお、比較のために、フライアッシュを配合しないブロックも製造し、その測定も行った。これらのブロックの測定結果については、実施例２の結果と共に、図２に示す。
【００２９】
図２は実施例２で製造したブロックと従来法による製造例２で製造したブロックの圧縮強度と吸水率の測定結果を示す図で、フライアッシュの配合率と圧縮強度及び吸水率の関係を示している。図中、白抜きの棒は実施例の圧縮強度を示し、斜線を付した棒は従来法の圧縮強度を示す。又、△は実施例の吸水率を示し、×は従来法の吸水率を示す。
【００３０】
図２において、実施例と従来法の圧縮強度を比較すると、実施例の値はすべてが従来法の値よりも高くなっている。これは成形法を振動衝撃圧縮成形にしたことよる効果であると判断される。しかし、圧縮強度はフライアッシュの配合率が大きくなるに従って低下するので、その配合率は使用先から要求される強度が得られる範囲に限定される。例えば、インターブロック用に供給するブロック（圧縮強度の規格３３Ｎ／ｍｍ２  、）を製造する場合には、フライアッシュの配合率を２０％以下程度にする必要がある。
【００３１】
実施例と従来法の吸水率を比較すると、従来法では、フライアッシュの配合率が大きくなっても、フライアッシュ配合率６１％の場合を除き、吸水率は殆ど変化せず、約１．５％程度の値で推移している。これに対し、実施例では、吸水率はフライアッシュの配合率が大きくなるに従って急激に大きくなる。このため、上記圧縮強度の値に基づいてガーデニング用や塀用ブロックに供給することができるものであると判断されるフライアッシュ配合率３１％のブロックにおいては、吸水率は約１０％にも及ぶ大きな値になっている。
【００３２】
（実施例３）
実施例２で製造したブロックについて、夏季における舗装面の温度上昇を想定した加熱試験を行った。この試験においては、吸水させたブロックを直立したパネルに取り付けておき、そのブロックの表面に温度センサーを密着させ、ブロックから０．５ｍ離れた位置にハロゲンヒータを配置してブロックに熱線を照射した。そして、熱線照射によるブロック表面温度の経時変化を調べた。
【００３３】
試験に供したブロックはフライアッシュ配合率が０％、１６％と、４６％のものであった。又、上記３種類のブロックについては、吸水させたもの（舗装されたブロックの降雨後の状態を想定）と無吸水のものを並べて取り付け、同時に試験した。これらの結果は、図３、図４、及び図５に示す。
【００３４】
図３はフライアッシュ配合率が０％のブロックにおける表面温度の経時変化を示す図である。吸水ブロックの温度は、無吸水ブロックとの間に温度差を有してはいるが、無吸水ブロックと同様の上昇傾向を示している。そして、吸水ブロックと無吸水ブロックとの間の温度差は僅か数℃程度であるので、フライアッシュが配合されないブロックは、降雨によって吸水しても、その後の温度上昇が抑制される度合いは小さい。
【００３５】
図４はフライアッシュ配合率が１６％のブロックにおける表面温度の経時変化を示す図である。無吸水ブロックの温度は約６０分経過後には３５〜４０℃の温度域に達するが、吸水ブロックの温度は３０℃前後にとどまっており、温度上昇が抑制されている。この温度上昇抑制は約１２０分経過後まで持続している。
【００３６】
図５はフライアッシュ配合率が４６％のブロックにおける表面温度の経時変化を示す図である。吸水ブロックの温度は加熱されて上昇した後、無吸水ブロックとの間に１０〜１０数℃の温度差を保ちながら、３０〜３５℃の温度域にとどまっている。そして、その状態は３時間経過後においても、持続している。
【００３７】
図３〜図５の結果から、フライアッシュが配合されたブロックを舗装用に供した場合、そのブロックが舗装面の温度上昇を抑制する機能を発揮することが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の舗装用ブロックは骨材とフライアッシュなどの不溶性無機物質の粉体がセメントをバインダとして圧縮成形されたものであり、透水性と保水性の双方を有しているので、舗装面の温度上昇を抑制する機能をもっている。
【００３９】
又、本発明の舗装用ブロックを圧縮成形して製造する際に、振動衝撃圧縮機を用いれば、振動衝撃圧縮機が小さな動力で強力な圧縮力を発生させることができ、又、強度の大きいものを製造することができる装置であるので、ブロックを低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動衝撃圧縮機の構成を示す図である。
【図２】フライアッシュの配合率と圧縮強度及び吸水率の関係を示す図である。
【図３】フライアッシュが配合されないブロックにおける表面温度の経時変化（１）を示す図である。
【図４】フライアッシュ配合ブロックにおける表面温度の経時変化（２）を示す図である。
【図５】フライアッシュ配合ブロックにおける表面温度の経時変化（３）を示す図である。
【符号の説明】
１０  振動テーブル
１１  垂直方向の振動を発生させる加振器
１２  金型
１３  エアシリンダー
１４  エアシリンダーのピストンロッド
１５  エアクッション
１６  振動テーブルを支持するフレーム
【図１】
2004285608.tif 000002
【図２】
2004285608.tif 000003
【図３】
2004285608.tif 000004
【図４】
2004285608.tif 000005
【図５】
2004285608.tif 000006