(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主バインダとして骨材同士に空隙を設けて接合し透水性を保たせた透水ブロックの表面仕上げ方法において、
前記透水ブロックを構成する表面骨材としてＪＩＳ Ａ ５００５に基づくコンクリート用砕石及び砕砂におけるすりへり減量が４０％以下の化粧骨材を使用して製造された圧縮強度が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以上のコンクリートブロックの表面に、高圧水流噴射装置を用いて表面の化粧骨材の一部が砕かれる程度に高圧水流を前記表面に対して略均一に噴射させて前記コンクリートの表面全体に前記化粧骨材を露出させる透水ブロックの表面仕上げ方法であって、
前記高圧水流は二回以上噴射され、二回目以降の噴射圧力は初回の噴射圧力より圧力が減じられていることを特徴とする透水ブロックの表面仕上げ方法。
【請求項２】
前記化粧骨材の粒径は２〜１０ｍｍの範囲にあり、かつ、バインダの使用量は前記化粧骨材１００重量部に対して３０重量部よりも少ない量で使用されていることを特徴とする請求項１に記載の透水ブロックの表面仕上げ方法。
【請求項３】
処理されるべきコンクリートブロックを一方向に向けて搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されたコンクリートブロックの少なくとも一面に高圧水流を噴射させて表面処理する高圧水流噴射手段とを備え、該高圧水流噴射手段は、超高圧水流発生装置に連結して高圧水流を前記コンクリートブロックの表面に向けて噴射させるノズルと、該ノズルから噴射される高圧水流と直交する方向に前記ノズルを回転させる回転手段とを備えるとともに前記ノズルの回転直径は前記コンクリートブロックの幅よりも大きな直径を備え、
前記高圧水流噴射手段は前記搬送手段の搬送方向に沿って少なくとも２台配置され、各高圧水流噴射手段は一つの高圧水流発生装置に連結されるとともに搬送方向川下に配置された高圧水流噴射手段は、前記ノズルと前記コンクリートブロックの表面との距離が自由に調整できることを特徴とする請求項１に記載の表面仕上げ方法に用いる表面処理装置。
【請求項４】
前記ノズルは、前記高圧水流噴射手段の回転中心から放射状に等間隔、等距離で延びる複数のアームの先端付近に配置されていることを特徴とする請求項３記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、透水性に優れかつ表情の優れた透水ブロックを提供できる透水ブロックの表面仕上げ方法及びそれに用いる表面処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、透水性を備えた透水平板が知られており、この透水平板は歩道や公園、プールサイド、親水施設などに敷設されて使用されるとその敷設面に降り注いだ雨水や散水は透水平板を通して直接地中に浸み込ませることができる。
【０００３】
しかしながら、例えば、特開平５−２４９５５号公報に記載されるようなセメントを主バインダとして骨材同士を接合した透水平板では、骨材として化粧石を用いても、セメントにより骨材同士を接合させるために使用されるセメントが透水平板の表面にも露出して表面の色出しが不十分であった。
【０００４】
一方、特開平７−１３７０１２号公報には、型枠内に化粧骨材とコンクリートとを投入してコンクリートブロックを製造する工程と、高圧水源に直結したノズルと取り付けたノズルユニットを回転及び揺動させてコンクリートブロックに高圧水による洗浄処理を施す工程とよりなるコンクリート化粧板の製造方法が開示されている。
【０００５】
この公報により提案されているコンクリート化粧板の製造方法に従えば、コンクリートブロックを高圧水で洗浄処理する場合、コンクリートの圧縮強度は、３０〜１２０kgf／ｃｍ2の範囲に調整するのがよく、この範囲を超えて強度が高まると、高圧水による洗い出しで効率よく化粧骨材を露出させることができない。また、このため、その洗浄圧力は２０００kgf／ｃｍ2未満に押さえられ、この洗浄圧力が高くなると、コンクリート生地が破損される場合があると説明されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンクリートブロックの圧縮強度が低い場合には、コンクリートの強度が不十分となり、歩道や公園、プールサイド、親水施設などに敷設する透水平板としては、耐久性が不十分となり採用することができない。
【０００７】
そこで、この発明は、コンクリートの圧縮強度が高い場合にも、高圧水による洗い出しにより効率よく化粧骨材を露出させ、これにより、透水平板の表面、色出しを行える透水ブロックの表面仕上げ方法及びそれに用いる表面処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明は、セメントを主バインダとして骨材同士に空隙を設けて接合し透水性を保たせた透水ブロックの表面仕上げ方法において、前記透水性ブロックを構成する表面骨材としてＪＩＳ Ａ ５００５に基づくコンクリート用砕石及び砕砂におけるすりへり減量が４０％以下の化粧骨材を使用して製造された圧縮強度が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以上のコンクリートブロックの表面に、高圧水流噴射装置を用いて表面の化粧骨材の一部が砕かれる程度に高圧水流を前記表面に対して略均一に噴射させて前記コンクリートの表面全体に前記化粧骨材を露出させる透水ブロックの表面仕上げ方法であって、前記高圧水流は二回以上噴射され、二回目以降の噴射圧力は初回の噴射圧力より圧力が減じられていることを特徴とする透水ブロックの表面仕上げ方法である。
【００１１】
このように構成すれば、高圧水の噴射により化粧骨材が洗い出され、これと同時に表面近傍に露出しているバインダーはきれいに洗浄される。これにより、透水ブロックの表面に付着したバインダーを削り取り、かつ、骨材の一部を砕くことにより、表面には骨材を接合するバインダーが目視されずに表面の色出しが行えかつ施工後に滑りにくい透水ブロックを得ることができる。
【００１３】
また、前記高圧水流は二回以上噴射され、二回目以降の噴射圧力は初回の噴射圧力より圧力が減じられているので、表面仕上げを一層均一化させることができる。
これにより本発明に従えば、表面仕上げが均一化され、透水性に優れかつ表情の優れた透水ブロックを提供することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記化粧骨材の粒径は２〜１０ｍｍの範囲にあり、かつ、バインダの使用量は前記化粧骨材１００重量部に対して３０重量部よりも少ない量で使用されていることを特徴とする請求項１に記載の透水ブロックの表面仕上げ方法である。
【００１５】
このように構成すれば、透水ブロックの空隙率が増大されることにより、透水率の高い透水ブロックを得ることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、処理されるべきコンクリートブロックを一方向に向けて搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されたコンクリートブロックの少なくとも一面に高圧水流を噴射させて表面処理する高圧水流噴射手段とを備え、該高圧水流噴射手段は、超高圧水流発生装置に連結して高圧水流を前記コンクリートブロックの表面に向けて噴射させるノズルと、該ノズルから噴射される高圧水流と直交する方向に前記ノズルを回転させる回転手段とを備えるとともに前記ノズルの回転直径は前記コンクリートブロックの幅よりも大きな直径を備え、前記高圧水流噴射手段は前記搬送手段の搬送方向に沿って少なくとも２台配置され、各高圧水流噴射手段は一つの高圧水流発生装置に連結されるとともに搬送方向川下に配置された高圧水流噴射手段は、前記ノズルと前記コンクリートブロックの表面との距離が自由に調整できることを特徴とする請求項１に記載の表面仕上げ方法に用いる表面処理装置である。
【００１７】
ここで、搬送方向に沿って少なくとも２台配置された高圧水流噴射手段の中、搬送方向川下に配置された高圧水流噴射手段をノズルとコンクリートブロックの表面との距離が自由に調整できる構成を採用すれば、請求項１に記載の発明の方法のように、二回目以降の噴射圧力を初回の噴射圧力より圧力が減じる場合には川下に配設された高圧水流噴射手段において、ノズルとコンクリートブロックの表面との距離を遠ざければよい。
これにより、この表面処理装置によれば、設備費の高い高圧水流発生装置が一つであることにより設備費が安価な装置を用いても、表面仕上げの均一化を図ることができる請求項１に記載の透水ブロックの表面仕上げ方法を提供することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、前記ノズルは、前記高圧水流噴射手段の回転中心から放射状に等間隔、等距離で延びる複数のアームの先端付近に配置されていることを特徴とする請求項３記載の表面処理装置である。
【００２１】
このように構成すれば、各噴射ノズルから噴出される圧力を等しくすることができ、これにより多数のノズルよりコンクリートブロックの表面を一層均一に処理することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る実施の形態を透水ブロック、その表面仕上げ方法及び装置を説明する。
【００２３】
この発明の実施の形態に係るコンクリートブロックはコンクリート用砕石及び砕砂におけるすりへり減量が４０％以下の骨材を使用して製造された圧縮強度が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の平板状のものが使用される。ここで、このすりへり減量は、ＪＩＳ  Ａ  ５００５（コンクリート用砕石及び砕砂におけるすりへり減量）に基づいて測定される。このすり減り減量が４０％以上のものでは、コンクリートブロックとしての強度が不十分である。
【００２４】
このようなコンクリートブロックの製造方法は限定されないが、例えば、所定のすりへり減量を有する粒径２〜８ｍｍ程度の骨材を砂７８重量％と普通ポルトランドセメントの１６重量％と補助結合材の１重量％及び水の５重量％とをコンクリートミキサーに投入して十分に混練後、所定の大きさの型枠に投入し、必要に応じて振動を加えながら圧縮し、養生させることにより得られる。
【００２５】
ここで、この圧縮強度は２００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で有れば養生は必ずしも完全でなくてもよく、例えば、最終的な圧縮強度の７０〜８０％程度であってもよい。このような圧縮強度は、常温では通常２８日程度の養生を必要とするが、水蒸気養生などを行うことにより１週間又はそれ以下に養生期間を低減でき、大量生産には水蒸気養生を行うことがよい。
【００２６】
このようなコンクリートブロック１は、図７に模式図で示すように、骨材２…間がセメントなどのバインダー３により接合されているが、コンクリートブロック１に多くの空隙４を有している。
【００２７】
この空隙４…は、互いに連通されてこれによりコンクリートブロックの透水性が保たれている。この空隙４…の割合を多くすれば、コンクリートブロック１の透水性は上昇するが、コンクリートブロックの圧縮強度が低下する。
【００２８】
また、この圧縮強度は用いる骨材のすり減り減量やバインダーの種類にも影響される。また、この空隙４の割合は用いられるバインダーの量が少なければ少ないほど空隙率は増大される。それ故、バインダーの使用量は骨材１００重量部に対して３０重量部以下で、所定の圧縮強度が発現するようにバインダーの種類及び量を調整するのがよい。
【００２９】
また、骨材の粒径を２〜１０ｍｍの範囲とし、バインダの使用量を骨材１００重量部に対して３０重量部よりも少ない量で使用することにより、得られたコンクリートブロックの透水率を一層高めることができる。
【００３０】
このコンクリートブロック１の形状は任意でよいが、例えば、図４に示すように、長さＬが数１０ｃｍ〜１ｍ程度、幅Ｗが数１０ｃｍ〜１ｍ程度、高さＨが数ｃｍ〜３０ｃｍ程度の方形のものが例示される。このような方形のコンクリートブロック１は、表面１ａが化粧されて、歩道、コミュニティ広場、駐車場、建物周辺、ガレージ、公園、庭園、プールサイド、親水施設などにおいて、透水性の路床、路盤、砂などのクッション層を介して併設敷設されて使用されるものである。
【００３１】
このようなコンクリートブロック１の表面１ａは、骨材２…間を接合するバインダ３の一部が表面側に露出して（符合３ａ）、表面から視認される。これによりこのコンクリートブロック１の表面１ａの色はバインダーとしてのセメントのくすんだ色合いとなっている。
【００３２】
つぎにこのコンクリートブロック１の表面を仕上げる表面処理装置について説明する。
【００３３】
この表面処理装置は、図５に示すように、処理されるべきコンクリートブロック１を矢印方向（一方向）に向けて搬送する搬送装置３０と、この搬送装置３０により搬送されたコンクリートブロック１の表面に高圧水流を噴射させて表面処理する高圧水流噴射装置１０、１０とを備え、その高圧水流噴射装置１０、１０は、共通の超高圧水流発生装置２１に設けられた超高圧水吐出口２２、２２に適宜の駆体（不図示）に強固に固定された超高圧チューブ２３、２３及び超高圧ストップバルブ２４、２４などを介して連結されている。
【００３４】
この超高圧水流発生装置２１は、吐出圧力が常用で２４５ＭＰａ、吐出流量が最大２０Ｌ／分の能力を有する概算質量６〜７Ｔ程度の大型の装置である。
【００３５】
超高圧水流噴射装置１０の詳細は図１〜図３に示されている。この図において符合１０４は、電動機１０９からの回転をベース１０２内で伝達して回転するマルチノズルヘッドであり、このマルチノズルヘッド１０４は超高圧水流を受けるロータリジョイント１０１に接続されている。また、この超高圧水流噴射装置１０は飛散防止カバーＣ、点検フランジ１０３、回り止め１０８、その他の必要な装備を備え、また、適宜の駆体に固定されて使用されるが、この図又は以下の図ではその詳細は省略されている。
【００３６】
また、このマルチノズルヘッド１０４は、図２に示すように、放射状に等間隔、等距離で延びる１２本のアーム状のチューブ７…を介してその各先端にエルボ１０６に接合され、噴出口１０５を下方に向けたノズルキャップを備えている。この噴出口１０５の数は、これに限らない。一般的には６〜２０程度で設計するのが廉価である。
【００３７】
この長いアーム状のチューブ７により噴出口１０５の回転直径Ｄは通常のノズルヘッドの回転直径よりも長く設計され、例えば、４５０ｍｍに設計されている。これにより、図３に示すように、コンクリートブロック１の幅ｗに対して大きく設定することができるが、この回転直径Ｄはコンクリート１の長さＬ（搬送ライン状の搬送方向）には自由でよい。また、この回転直径Ｄはコンクリート１の幅ｗに応じて設計されるが、多少の遊びを備え、例えば、幅ｗに対して数％〜１０％程度大きいのがよい。なお、大きすぎる場合には、損失が多くなるだけである。
【００３８】
このような超高圧噴射手段１０は、例えば、最大使用圧力が２４５ＭＰａ、最大吐出流量が１２Ｌ／分、最大回転数が１０００ｒｐｍに設定されている。
【００３９】
これにより超高圧水流発生装置２１から送出された高圧水流はロータリジョイント１０１を介して高速で回転されるマルチノズルヘッド１０４の噴出口１０５から回転方向に直交して超高圧水流を噴射させることができる。
【００４０】
つぎに、この発明の表面仕上げ方法を図６に基づき説明する。
【００４１】
この図６において、符合３０は搬送装置であり、その搬送装置３０は中央の超高圧水流噴射装置１０に配置される中央搬送部３２とその前後に配置される前後搬送部３１とより構成されている。前後の搬送部３１は、それぞれ、床面ＦＬから立設されたフレーム３１１に固定されたコンベアロール３１２を備え、このコンベアロール３１２は図示を略すモータにより駆動されて矢印方向にコンクリートブロック１を搬送させる。
【００４２】
また中央の搬送部３１は床面ＦＬから立設されたフレーム３２１に固定されたスプロケット３２２により支持されたチェーン状の搬送手段３２３を備えている。このチェーンはモータ３２４により図示を略す伝達手段により搬送手段３２３に伝達されている。このモータ３２４を回転数が制御でき、これにより搬送手段３２３上を搬送されるコンクリートブロック１の搬送速度が所定速度に制御されている。
【００４３】
また、この図６において、中央の床面ＦＬから立設されたフレーム１１内に配置されたプレート１２には、超高圧水流噴射装置１０が固定されている。このプレート１２は、ボールネジ１３、スプロケット１４、チェーン１５、ハンドル１６等から構成される昇降機構に固定されている。ハンドル１６を手動により回転させることによりチェーン１５などの伝達手段を介してボールネジ１３が回転されてプレート１２が上下される。これにより、このプレート１２に固定されたベース１０２は上下されることにより、噴射口１０５とコンクリートブロック１の表面までの距離を所望に調整することができる。
【００４４】
表面処理の程度は、高圧水流の噴射圧力や噴射時間を制御することにより行える。この高圧水流の噴射圧力は高圧水流発生源２１の噴射圧力を調整するほか、ハンドル１６を操作させてコンクリートブロック表面と噴射口１０５との距離を調整することで行える。また、ノズル径を変えることによっても行える。たとえば、噴射口１０５としてノズル径が０．１５ｍｍのものを使用し、この距離を２２．５ｍｍ程度に設定すれば、噴射圧力は、１７００〜２５００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の範囲内に容易に調整することができる。２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の圧力とすることにより、コンクリートブロック１の表面は、図８に模式的に示すように、表面の骨材２の一部が削り取られ又は砕かれ、これと同時に表面に露出されたバインダー３ａは、実質的に除去される。
【００４５】
ここで、符合２ａは砕かれた状態の骨材を示している。なお、図７及び図８において骨材２は楕円で模式されているが、これは、砕かれた状態の骨材２ａを模式により表現するためのものであり、実際に使用される骨材２の形状はこれに限定されるものではない。
【００４６】
また、これと同時に表面近傍に露出しているバインダー３ａはきれいに洗浄又は削り取られ、表面に大きな開口５が形成される。このような過酷な条件でも、コンクリートブロックとして、所定の骨材と圧縮強度を備えれば、破壊することがない。これにより、コンクリートブロック１の表面は、バインダー３ａ（３）のくすんだ色はなくなり、骨材２の色がそのまま露出される。ここで、この骨材２として色物を用いれば、その色が鮮明に露出されてきれいな色出しを行える。
【００４７】
ここで、回転直径Ｄよりも幅Ｗの狭いコンクリートブロックを用いれば、その長さＬが回転直径Ｄよりも大きくてもモータ３２４の回転を一定に制御することにより常に均一な表面を与える透水ブロックを得ることができる。
【００４８】
一方、回転直径Ｄよりも幅ｗの広いコンクリートブロック１を搬送手段３０に搬送させた場合には、コンクリートブロック１の表面には、超高圧水流の噴射を受けない部分が生じる。このような場合に、コンクリートブロック１の位置を代えて再び搬送手段３０に乗せても、得られた表面にはムラが生じて均一に表面を処理することができない。
【００４９】
このとき、この高圧水流は二回以上に分割して噴射されるのがよい。ここで、二回目以降の噴射圧力は初回の噴射圧力より減じられていることがよい。この為には、図５に示す装置において、川下に配置される装置として図６に示すような昇降機構を備えた装置がよい。昇降機構（ハンドル１６）を操作することにより、装置とコンクリートブロックの間隔を自由に設定することにより、噴射圧力を自由に設定できる。このように設定することにより、表面仕上げは一層均一化させることができる。
【００５０】
得られた表面に筋が発生する場合には、コンクリートブロックの送り速度とマルチノズルの回転速度を制御すればよい。モータ３２４の回転速度を制御することによりコンクリートブロック１の搬送速度を調整することができる。これにより、切削又は表面処理状況が調整される。また、コンクリートブロック１の送り速度は、例えば、１．８〜２．５ｍ／分程度、マルチノズルヘッド１０４の回転速度は、例えば、５００〜７００ｒｐｍ程度でよい。これにより、噴出口１０５は高速で水平方向に回転されつつ、噴出口１０５から超高圧水流を噴射させて搬送部３１から搬送されたコンクリートブロック１の表面に超高圧水流を均一に噴射させることができる。
【００５１】
以上、コンクリートブロックの表面１ａを仕上げる方法に付いて述べたが、側面又は裏面１ｂを同様な処理を施して仕上げることもできる。また、この場合、コンクリートブロックを反転又は側転させる装置などを搬送ライン上に適宜組み合わせても敷設してもよい。
【００５２】
また、得られたコンクリートブロック１の表面１ａは、必要に応じて研磨して使用してもよい。また、型枠により製造されたコンクリートブロックの表面を切削、研磨などをして処理したコンクリートブロックを用いてこの発明の表面仕上げ方法を実施してもよい。このような場合においてもこの発明の効果は得られることは明らかである。このような場合には、表面１ａはバインダーがきれいに除去された後も略平滑な面とされるが、その骨材の一部は破砕される。
【００５３】
このようなコンクリートブロックを路面に施工すれば、バインダーの洗い出し又は削り出しや骨材２の破砕により表面１ａに生じた大きな開口５の作用により、透水性が優れ、また、骨材の破砕により生じた表面の凹凸により濡れた場合にもスリップすることがない。
【００５４】
また、このようにして形成されたコンクリートブロックは、独特の表情を備えることにより、外壁材などの化粧部材としても使用することもできる。このような場合には、透水性はなくてもよく、また、強度も外壁材としての強度を有すればよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、圧縮強度が優れ、また、表面には骨材を接合するバインダーが目視されないことにより、骨材による表面の色出しが行えかつ滑りにくい透水ブロックを得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、コンクリートの圧縮強度が高い場合にも、高圧水による洗い出しにより効率よく化粧骨材を露出させ、これにより、透水ブロックの表面、色出しを行える透水ブロックの表面仕上げ方法及びそれに用いる表面処理装置を提供するができる。また、これにより本発明に従えば、表面仕上げが均一化され、透水性に優れかつ表情の優れた透水ブロックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態に係る高圧水流噴射装置１０の概要を説明する側面図である。
【図２】  図１のマルチノズルの底面図である。
【図３】  図１の高圧水流噴射装置１０を透水ブロックの搬送方向からみた側面図である。
【図４】  コンクリートブロック（透水平板）の外観を説明する斜視図である。
【図５】  実施の形態に係る表面処理装置の全体を俯瞰する外観説明図である。
【図６】  図５の高圧水流噴射装置１０付近の詳細を説明する側面模式図である。
【図７】  実施の形態に係る処理されるべき透水ブロックの構造を模式的に示す部分断面図である。
【図８】  図７の透水ブロックの本発明に係る処理後の構造を模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  透水ブロック（透水平板）
１ａ  表面
１ｂ  裏面
２  骨材
２ａ  一部が砕かれた骨材
３  バインダ
４  空隙
５  開口
１０  高圧水流噴射装置
１０５  噴射口
２１  高圧水流発生装置
３０  搬送手段
【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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【図８】
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