(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗骨材と、該粗骨材に対する容積比が49〜78％のモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる透水性コンクリートであって、
上記モルタルは、ポルトランドセメント若しくはポルトランドセメントを含む粉体混合物、細骨材、ＡＥ減水剤及び水のみからなり、
上記各材料の配合割合は、ポルトランドセメント若しくはポルトランドセメントを含む粉体混合物100重量部に対して、細骨材が100〜250重量部、ＡＥ減水剤が0.85〜2.0重量部（固形分換算）、水が23〜37重量部であり、且つ細骨材が粗骨材の500／27〜2500／53重量％であり、
上記ポルトランドセメントを含む粉体混合物は、80〜90重量％のポルトランドセメントと10〜20重量％の高炉スラグ粉末とからなることを特徴とする透水性コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大きな透水係数及び圧縮強度を有し、かつ、成形等の作業が容易である透水性コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、大きな透水係数及び圧縮強度を有する透水性コンクリートとして、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメント100重量部に対して、粒径0.3mm以下の細骨材100重量部程度、液体高性能減水剤1.2重量部程度（固形分換算）、水24重量部程度、及び粗骨材600重量部程度をミキサに投入して混練し、混練物（粗骨材に粗骨材以外の材料からなるモルタルが被覆した状態の粒体）を調製し、該混練物を型枠に投入して振動成形し、養生することによって製造される透水性コンクリートが知られている。
上記透水性コンクリートは、例えば、
１）粗骨材として5号砕石（粒径13〜20mm）を使用した場合、透水係数が7.0〜9.0cm/sec程度で、圧縮強度が15〜20N/mm2程度
２）粗骨材として7号砕石（粒径2.5〜5.0mm）を使用した場合、透水係数が1.0〜1.3cm/sec程度で、圧縮強度が20〜30N/mm2程度
と大きな透水係数及び圧縮強度を有するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記透水性コンクリートにおいては、混練物（粗骨材に粗骨材以外の材料からなるモルタルが被覆した状態の粒体）を振動成形する際、モルタルが型枠の底部に流れ落ちて透水性コンクリートの透水係数を低下させることを防ぐために、比較的粘性が高いモルタルを用いて混練物を調製している。そのため、上記透水性コンクリートにおいては、混練物の作業性が低く、成形等の作業に手間がかかる（例えば、振動時間が長くなる等）、という問題があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決し、大きな透水係数及び圧縮強度を有し、かつ、成形等の作業が容易である透水性コンクリートを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、
透水性コンクリート用の材料として、セメント若しくはセメントを含む粉体混合物、ＡＥ減水剤、細骨材、粗骨材及び水を使用するとともに、その配合割合を特定することにより、上記課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【０００６】
即ち、本発明は、粗骨材と、該粗骨材に対する容積比が49〜78％のモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる透水性コンクリートであって、上記モルタルは、ポルトランドセメント若しくはポルトランドセメントを含む粉体混合物、細骨材、ＡＥ減水剤及び水のみからなり、上記各材料の配合割合は、ポルトランドセメント若しくはポルトランドセメントを含む粉体混合物100重量部に対して、細骨材が100〜250重量部、ＡＥ減水剤が0.85〜2.0重量部（固形分換算）、水が23〜37重量部であり、且つ細骨材が粗骨材の500／27〜2500／53重量％であり、上記ポルトランドセメントを含む粉体混合物は、80〜90重量％のポルトランドセメントと10〜20重量％の高炉スラグ粉末とからなることを特徴とする透水性コンクリートである（請求項１）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の透水性コンクリートを構成する材料及びその配合割合は、次の通りである。
（１）粗骨材
粗骨材としては、粒径2.5〜20mmの砂利、砕石、又はこれらの混合物や、軽量骨材が挙げられる。
【０００８】
（２）セメント若しくはセメントを含む粉体混合物
セメントは、普通、早強、中庸熱、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントである。
セメントを含む粉体混合物としては、前記セメントに、ブレーン比表面積が3000cm2/g以上の高炉スラグ粉末を添加してなるものが用いられる。高炉スラグ粉末は、透水性コンクリートの圧縮強度等を向上させることができる。なお、セメントを含む粉体混合物中に占めるセメントの割合は、80〜90重量％である。
本発明においては、セメントとして、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントを使用することは、早期強度発現性が向上するので、好ましいものである。
【０００９】
（３）細骨材
細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、又はこれらの混合物が挙げられる。
細骨材としては、粗骨材の粒径が5mm以上の場合は、粒径5mm未満、好ましくは2.5mm以下、より好ましくは1.0mm以下の粒体が用いられ、粗骨材の粒径が2.5〜5mmの場合は、粒径2.5mm未満、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは0.5mm以下の粒体が用いられる。細骨材の粒径が粗骨材の粒径に近すぎると、粗骨材にモルタルが被覆されにくくなり、好ましくない。
【００１０】
細骨材の添加量は、セメント若しくはセメントを含む粉体混合物100重量部に対して、100〜250重量部である。細骨材を添加することにより、硬化後の乾燥による収縮を抑制することができる。細骨材の添加量が250重量部を超えると、混練物の作業性が低く成形等の作業に手間がかかるうえ、透水性コンクリートの透水係数が小さくなり好ましくない。
【００１１】
（４）水
水の量は、セメント若しくはセメントを含む粉体混合物100重量部に対して、23〜37重量部であり、混練物の作業性や透水性コンクリートの透水係数及び圧縮強度から、好ましくは25〜37重量部、より好ましくは30重量部を超え37重量部以下である。
水の量が、23重量部未満では、モルタルの粘性が高くなり、混練物の作業性が低く成形等の作業に手間がかかる（例えば、振動時間が長くなる等）ので好ましくない。水の量が37重量部を超えると、振動成形時にモルタルの流れ落ちが起きやすく、透水係数が小さくなるので好ましくない。
【００１２】
（５）ＡＥ減水剤
本発明においてはＡＥ減水剤を使用する。該ＡＥ減水剤を使用することにより、混練物の作業性が向上し成形等の作業が容易になり、液体高性能減水剤を使用した場合よりも振動時間を短くすることができる。
ＡＥ減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系のＡＥ減水剤があげられる。
なお、ＡＥ減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【００１３】
ＡＥ減水剤の添加量は、混練物の作業性やコスト等の観点から、セメント若しくはセメントを含む粉体混合物100重量部に対して固形分換算で0.85〜2.0重量部である。添加量が固形分換算で0.85重量部未満では、モルタルの粘性が高くなり、混練物の作業性が低く成形等の作業に手間がかかる（例えば、振動時間が長くなる等）ので好ましくない。一方、2.0重量部を超える量を添加しても混練物の作業性はほとんど向上せず、コストが高くなる。また、ＡＥ減水剤の添加量が多すぎると、振動成形時にモルタルの流れ落ちが起きやすく、透水係数が小さくなるので好ましくない。
【００１４】
（６）粗骨材に対するモルタルの容積比
粗骨材に対するモルタルの容積比は、粗骨材100％に対して49〜78％（外割）であり、透水性コンクリートの透水係数及び圧縮強度や、コスト等から、好ましくは49〜55％（外割）である。モルタルの容積比が49％未満では、透水性コンクリートの強度が低下するので好ましくない。ペースト又はモルタルの容積比が78％を超えると、透水係数が小さくなるので好ましくない。
【００１５】
混練に用いるミキサは、特に限定するものではなく、パンタイプミキサ、二軸ミキサ等の慣用のミキサで混練すれば良い。
混練方法としては、材料を一括してミキサに投入して１分以上混練する方法や、水、ＡＥ減水剤以外の材料をミキサに投入して空練りした後に、水、ＡＥ減水剤を投入して１分以上混練する方法等が挙げられる。
なお、混練は、粗骨材に粗骨材以外の材料からなるモルタルが被覆した状態の互いに独立した粒体が調製されるまで混練する。
【００１６】
混練後、該混練物（粗骨材に粗骨材以外の材料からなるモルタルが被覆した状態の互いに独立した粒体）を所定の型枠に投入し、好ましくは3000〜8000vpmの振動数の外部振動で振動成形する。振動数が3000vpm未満では、充分な締め固めを行うことができないおそれがあり、強度が低下するおそれがある。振動数が8000vpmを超えると、透水係数が小さくなるおそれがある。
外部振動は、テーブルバイブレーターや型枠に取り付け可能な振動機等を使用することができる。振動時間は、おおよそ3〜20秒である。
また、振動成形時に、1〜100kPaの圧力を加えることは、差し支えない。加圧には、油圧式あるいは空気圧式の加圧装置等を使用することができる。
【００１７】
なお、本発明においては、目的を損なわない範囲で、モルタルに、エチレン・酢酸ビニル系共重合体、アクリル系共重合体等のポリマーを添加することは差し支えない。また、目的を損なわない範囲で、ベンガラ等の顔料を添加することも差し支えない。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメント；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
２）高炉スラグ；ファインセラメント10A（第一セメント（株）製）
３）ＡＥ減水剤（液体）；「ポゾリスNo.8」（商品名）（（株）エヌエムビー製）
４）高性能減水剤（液体）；「マイティ150」（商品名）（花王（株）製）
５）細骨材；市原産細目山砂（粒径2.5mm以下）
６）粗骨材；Ａ：青梅産砕石５号（粒径13〜20mm）
Ｂ：青梅産砕石７号（粒径2.5〜5.0mm）
７）水；水道水
【００１９】
試験例1〜25
２．透水性コンクリートの配合及び混練
前記材料を、表１に示す配合にしたがって２軸強制練りミキサ（0.1m3）に一括投入し、４分間混練し、混練物（粗骨材に粗骨材以外の材料からなるモルタルが被覆した状態の粒体）を調製した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
３．評価
（１）圧縮強度
各混練物を、φ１０×２０ｃｍの型枠に投入し、空隙率が25％となるようにテーブルバイブレーターで振動成形（振動数4500vpm）した。成形後、２０℃で２時間前置き後、６５℃で４時間蒸気養生した。脱型後、２０℃で14日間水中養生し、透水性コンクリート供試体を作製した。該供試体の圧縮強度を「JIS A 1108（コンクリートの圧縮試験方法）」に準じて測定した。
（２）透水係数
各混練物を、１０×１０×４０ｃｍの型枠に投入し、空隙率が25％となるようにテーブルバイブレーターで振動成形（振動数4500vpm）した。成形後、２０℃で２時間前置き後、６５℃で４時間蒸気養生した。脱型後、２０℃で14日間水中養生し、透水性コンクリート供試体を作製した。該供試体の透水係数を「インターロッキングブロック舗装設計施工要領 8-3 透水性試験」に準じて測定した。
（３）混練物の作業性及び振動時間
上記（１）及び（２）において、各混練物を型枠に投入する際の作業性を「◎；非常に良好」、「○；良好」、「×；悪い」で評価した。
また、一部の混練物に対しては、上記（１）において振動成形（振動数4500vpm）する際、所定の空隙率（25％）となるまでの振動時間を測定した。振動時間は、φ１０×２０ｃｍの型枠に混練物を3.3kg投入し、空隙率が25％となるまでの振動時間を測定した。
それらの結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
表２から、本発明で規定する透水性コンクリートは、
１）粗骨材として5号砕石（粒径13〜20mm）を使用した場合、透水係数が7.0〜10.0cm/sec程度で、圧縮強度が15〜20N/mm2程度（試験例１〜10）
２）粗骨材として7号砕石（粒径2.5〜5.0mm）を使用した場合、透水係数が1.0〜1.3cm/sec程度で、圧縮強度が23〜25N/mm2程度（試験例11〜13）
と、大きな透水係数及び圧縮強度を有するうえ、混練物の作業性も良好で、成形等の作業が容易であり、所定の空隙率となるまでの振動時間も短いことがわかる。
一方、本発明で規定する配合割合から外れる透水性コンクリート（試験例14〜20）では、粗骨材として同じ5号砕石を使用した試験例１〜10の透水性コンクリートと比べて圧縮強度や透水係数が低かった。
さらに、高性能減水剤を使用した試験例21〜23の透水性コンクリートでは、混練物の作業性が劣るうえ、所定の空隙率となるまでの振動時間も長かった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の透水性コンクリートは、大きな透水係数及び圧縮強度を有するものであり、道路舗装、道路の側壁、河川の護岸等の種々の用途に用いることができる。
また、本発明の透水性コンクリートでは、混練物の作業性が良好であり成形等の作業も容易である。したがって、本発明の透水性コンクリートでは、透水性コンクリート製品の製造の効率を向上させることができる。