(57)【要約】  【目的】  コンクリートに含まれる炭化物の物理的吸着作用による水質浄化機能が失われても、その機能を容易に回復することのできるコンクリートブロック及びコンクリート構造物の表面清浄化方法を提供する。  【構成】  コンクリート製のブロック本体と、該ブロック本体の表面側に露出状態で装着される着脱自在な副ブロックとを有するコンクリートブロックである。副ブロックは炭化物を含有するコンクリートで成り、ブロック本体には副ブロックを着脱自在にして嵌め込む保持部が形成される。副ブロックの表面に現れる炭化物が目詰まりした場合には、副ブロックを交換して水質浄化機能を回復させることができる。一方、副ブロックの表面を砥石などの研削工具によって研削するか、又は副ブロックの表面に高圧流体を吹き付けることにより、その表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させ、これによって水質浄化機能を回復させることもできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製のブロック本体と、該ブロック本体の表面側に露出状態で装着される着脱自在な副ブロックとを有し、その副ブロックは炭化物を含有するコンクリートで成り、前記ブロック本体には副ブロックを着脱自在にして嵌め込む保持部が形成されることを特徴とするコンクリートブロック。
【請求項２】
保持部の裏側に水または空気の出入りを許容する凹部が形成されることを特徴とする請求項１記載のコンクリートブロック。
【請求項３】
炭化物を含有するコンクリート構造物の表面を清浄化する方法であって、前記コンクリート構造物を所定箇所に設置してから所定期間経過後、その表面を砥石などの研削工具によって研削するか、又は前記コンクリート構造物の表面に高圧流体を吹き付けることにより、当該コンクリート構造物の表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させることを特徴とするコンクリート構造物の表面清浄化方法。
【請求項４】
炭化物を含有するコンクリート構造物の表面を清浄化する方法であって、前記コンクリート構造物を所定箇所に設置してから所定期間経過後、その表面を砥石などの研削工具によって研削することにより、当該コンクリート構造物の表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させるとともに、前記コンクリート構造物の表面を研削しながら研削屑をバキューム装置により吸引することを特徴とするコンクリート構造物の表面清浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川や湖沼などの護岸、あるいは道路沿線における法面の土留めなどに用いられるコンクリートブロックに係わり、特に護岸工事に用いて優れた水質浄化機能を発現するコンクリートブロック、及び水質浄化機能を有するコンクリート構造物の表面清浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、河川や湖沼の水質汚染により水域に生息する動植物が激減し、生態系の破壊が進行している。又、河川の水質汚染によって、これを取水源とする養殖池の養魚が死滅したり、水道水に対する消毒剤の多量混入を余儀なくされるなどの問題を発生している。
【０００３】
ここに、河川や湖沼の護岸工事、あるいは切土や盛土による法面を保護するために間知ブロックなどのコンクリートブロックが多用されているが、コンクリートブロックそれ自体は水や空気を浄化する機能を有しない。
【０００４】
このため、近年では水や空気に対して優れた浄化機能を発現する木炭が脚光を浴びている。係る木炭は、杉その他の木材を乾留することにより得られる炭素主体の多孔状固体物質であり、水中においてトリハロメタンやミクロシスチンなどの有毒物質を吸着したり、空気中の揮発性有機塩素化合物やディーゼル浮遊物質などを好適に吸着することが知られている。
【０００５】
そこで、河岸、湖岸、又は道路沿線の法面の浸食や崩落を防止するためのコンクリート製間知ブロックにして、これに水質浄化機能ほか空気浄化機能を持たせるため、木炭をはじめとする木質炭化物を含有せしめたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
又、面部分と控え部分の２層構造で成るコンクリートブロックにして、炭入りの面部分を着脱可能な構造にしたものが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３３８４１４号公報
【０００８】
【特許文献２】登録実用新案第３０９３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
然し乍ら、特許文献１に開示される間知ブロックによれば、その表面積に対して木質炭化物の露出面は少なく、木質炭化物の多くは内部に埋もれて水質浄化機能を十分に発揮することができない。このため、ブロック表面より露出する僅かな木質炭化物が微小粒子の吸着により目詰まりを発生すると、内部の木質炭化物がその特性を発揮しないまま短期間で浄化機能が失われてしまうという欠点がある。
【００１０】
尚、ブロック表面の木質炭化物が目詰まりした場合には、ブロックの積み替えを行って水質浄化機能を発揮させることができるが、その都度ブロックの積み替えを行うことは経済的に問題がある。
【００１１】
これに対し、特許文献２では炭入りの面部分を付け替えることが可能であるが、係るブロックは控え部分と面部分に連結用の金具を埋設する構造であるから、製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はコンクリートに含まれる炭化物の物理的吸着作用による水質浄化機能が失われても、その機能を容易に回復することのできる簡便なコンクリートブロック及びコンクリート構造物の表面清浄化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリートブロックは、コンクリート製のブロック本体と、該ブロック本体の表面側に露出状態で装着される着脱自在な副ブロックとを有し、その副ブロックは炭化物を含有するコンクリートで成り、前記ブロック本体には副ブロックを着脱自在にして嵌め込む保持部が形成されることを特徴とし、しかも保持部の裏側に水または空気の出入りを許容する凹部が形成されることを特徴とする。
【００１４】
又、本発明は炭化物を含有するコンクリート構造物の表面を清浄化する方法であって、前記コンクリート構造物を所定箇所に設置してから所定期間経過後、その表面を砥石などの研削工具によって研削するか、又は前記コンクリート構造物の表面に高圧流体を吹き付けることにより、当該コンクリート構造物の表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させることを特徴とする。
【００１５】
更に、炭化物を含有するコンクリート構造物の表面を清浄化する方法であって、前記コンクリート構造物を所定箇所に設置してから所定期間経過後、その表面を砥石などの研削工具によって研削することにより、当該コンクリート構造物の表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させるとともに、前記コンクリート構造物の表面を研削しながら研削屑をバキューム装置により吸引することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコンクリートブロックによれば、コンクリート製ブロック本体の表面側に炭化物を含有するコンクリート製の副ブロックが露出状態で装着され、その副ブロックが着脱自在とされていることから、炭化物が目詰まりした場合には、副ブロックの交換を以て水質浄化機能を容易に回復することができる。このため、従来のようにブロック全体を積み替えるものに比べ、改修工事をコストを掛けずに短期間で行うことが可能になる。
【００１７】
又、副ブロックがブロック本体の表面側に形成される保持部に嵌め込まれる構造であるから、ブロック本体や副ブロックに連結用金具を埋設せずしてそれを低コストで容易に製造することができ、しかも保持部の裏側に水又は空気の出入りを許容する凹部が形成されることから、副ブロックの裏面にも水や空気を接触せしめて浄化効率をアップすることができる。
【００１８】
更に、炭化物を含有するコンクリート構造物の表面を砥石などの研削工具によって研削するか、又はコンクリート構造物の表面に高圧流体を吹き付けることにより、当該コンクリート構造物の表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させることから、炭化物の目詰まりを容易に解消できるほか、コンクリート内に含有せしめた炭化物の全てを有効に利用することができる。
【００１９】
特に、コンクリート構造物の表面を研削しながら、研削屑をバキューム装置で吸引することから、研削屑の環境への排出による二次汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。図１は係るコンクリートブロックとして間知ブロックを示す。図１に示されるように、係るブロックはコンクリート製のブロック本体１と副ブロック２で構成される。ブロック本体１はセメント、水、骨材、及び必要に応じてＡＥ剤、減水剤、フライアッシュといった混和材料を適当な割合で調合して練り混ぜ、これにより得られる生コンクリートを成型して硬化させたものであり、その形態は本例において截頭角錐状とされる。
【００２１】
尚、１Ａは矩形状の表面、１Ｂは表面１Ａに対向する友面であり、表面１Ａと友面１Ｂとの間は角錐状の控え部１Ｃとされる。ここに、係るブロック本体１の材料であるセメントにはポルトランドセメントほか、混合セメントや特殊セメントを用いることができ、骨材としては川砂、山砂、海砂、砕砂、砕石砂、火山砂などの細骨材、及び川砂利、山砂利、砕石などの粗骨材が用いられ、そのほか人工骨材、又は火山砂利などの天然軽量骨材や膨張スラグなどの副産軽量骨材を用いることができる。
【００２２】
一方、副ブロック２はブロック本体の表面１Ａより小さい矩形のコンクリート板で成り、これはブロック本体１と同様にセメント、水、骨材ほか、混和材料を適宜混合して成る生コンクリートを成型して得られる固形物であるが、これには骨材又は混和材として水や空気を浄化する役割を果たす多孔状の炭化物が混ぜられる。
【００２３】
係る炭化物としては木材を乾留して得られる木炭（ナラやマツなどの軟木を原料とする黒炭、又はカシなどの堅木を原料とする白炭など）をはじめ、竹炭、石炭（泥炭、亜炭、褐炭、歴青炭、無煙炭）、コークス、又はそれらを活性化処理した活性炭ほか、それらの粉末を押し固めた粒状の練炭などを利用することができる。
【００２４】
但し、空孔径の点から木炭（空孔径１〜２０μｍの黒炭）が好ましく、その粒径は１〜１０mm、配合率はセメントに対して１０〜４０重量％がよい。係る配合量がセメントに対して１０重量％より少ないと好適な水質浄化機能が発揮されず、４０重量％より多くすると副ブロック２の脆性が高まって十分な強度を得られない。又、副ブロック２に用いる水とセメントの配合比率（水セメント比：ｗ／ｃ）は４０〜１２０重量％が好ましく、その比率が４０重量％より小さいと副ブロック２の表面に硬質のセメント層が形成されて炭化物の露出量が減り、１２０重量％より大きい場合には、副ブロック２の強度が不十分となる。
【００２５】
次に、図２は係るコンクリートブロックの正面図であり、図３及び図４にはそれぞれ図２におけるＸ−Ｘ断面およびＹ−Ｙ断面を示す。これらの図で明らかなように、上記のような副ブロック２は、ブロック本体１の表面１Ａ側に露出状態で装着される。特に、ブロック本体の表面１Ａには副ブロック２を嵌め込むための保持部３が形成され、その保持部３に副ブロック２が着脱自在にして装着される構成としてある。
【００２６】
図３、図４において、４は保持部３に対する副ブロック２の着脱を可能にするべくブロック本体の表面１Ａ上に開口した矩形の窓であり、この窓４は高さが副ブロック２より稍大きく、しかもその幅が副ブロック２よりも小さく設定されている。そして、その窓４に連通して上記の保持部３が形成される。係る保持部３は副ブロック２より稍大きな幅をもつ矩形の空間であり、その両端は窓部４の両側縁よりも左右両側に入り込んでいる。よって、副ブロック２を斜めの姿勢にして窓４から保持部３内に装着することができ、保持部３内に装着された副ブロック２は、その表面を窓４から露出させた状態で両端部が保持部３により保持されることになる。
【００２７】
又、図３及び図４から明らかなように、保持部３の裏側には当該保持部よりも幅狭な凹部５が形成され、この凹部５には保持部３と副ブロック２との間に形成される微小な間隙を通じて水や空気の出入りが可能とされている。よって、副ブロック２の表面のみならず、その裏面にも水や空気を接触させて浄化効率をアップすることができる。
【００２８】
次に、図５は以上のように構成されるコンクリートブロックの使用例を示す。この図のように、係るコンクリートブロックは、例えば川岸に積み上げられて傾斜状の護岸壁を形成する。これによれば、下段のブロック本体１の表面側に装着された副ブロック２が水中にあって河水と接触するために、その副ブロック２に含有される炭化物により河水中の汚染物質を吸着して水質浄化を図ることができる。又、上段のブロック本体１の表面側に装着された副ブロック２は空気に接触し、空気中の汚染物質を吸着することができる。
【００２９】
尚、長期の使用では炭化物が汚染物質を吸着するなどして目詰まりし、これによる浄化機能は低下するが、この場合には副ブロック２のみを交換して水や空気の浄化機能を容易に回復することができる。
（水質浄化試験）
ここで、下表１に示すような配合表に基づいてサンプルＡ１〜Ａ４（何れも厚さ１０mm、直径１００mmの円盤状）を作成し、その各サンプルをＣＯＤ値６．１[mg/l]の汚水を収容した水槽中に個別に浸漬してＣＯＤ値の経時変化を調べ、次いで同各サンプルＡ１〜Ａ４をそれぞれＣＯＤ値６．７[mg/l]の汚水中に入れ換えて上記と同じくＣＯＤ値の経時変化を調べた。
【００３０】
【表１】
2005083166.tif 000003
下表２、３に試験結果を示す。尚、表２は一回目の試験結果、表３は同サンプルを用いた二回目の試験結果である。
【００３１】
【表２】
2005083166.tif 000004
【００３２】
【表３】
2005083166.tif 000005
上記の結果から明らかなように、一回目の試験ではサンプルＡ１〜Ａ４を浸漬した水槽では、何れもサンプルを浸漬しない水槽に比べＣＯＤ値の低下が認められた。又、二回目の試験では３つのサンプルＡ１，Ａ２，Ａ４において、ＣＯＤ値の低下が認められたが、一回目の試験に比べるとＣＯＤ値の低下に鈍化傾向が認められる。これは各サンプルが水中の汚染物質の吸着によって目詰まりを生じた結果であると考えられる。
【００３３】
よって、以上のような副ブロック２は定期的に交換することが望ましいが、副ブロック２の表面を清浄化してこれを繰り返し使用することも可能である。
【００３４】
つまり、炭化物を含有するコンクリート構造物として、以上のような副ブロック２を川岸など所定箇所に設置してから所定期間経過後、その表面を研削工具で研削するか、又は副ブロック２の表面に高圧流体を吹き付けることにより、当該副ブロックの表面を削ぎ取って内部に埋もれた炭化物を新たに露出させる。これにより、長期に亙って水や空気の浄化機能を維持することができる。
【００３５】
尚、研削工具としては、モータにより高速回転される砥石（グラインダ）ほか、金属ブラシやヤスリを利用することができ、高圧流体としては圧縮空気や高圧水を利用できるが、特に高圧流体（圧縮空気）の場合には珪砂、川砂、鋳鉄グリッド、鋳鋼グリッド、カットワイヤ、アルミナグリッド、炭化珪素グリッド、又はスラググリッドなどのブラスト材を併用し、これを流体に乗せて吹き付けることが好ましい。又、研削工具によって研削を行う場合には、コンクリート構造物の表面を研削しながら、これによって発生する研削屑を公知のバキューム装置により吸引して回収することが好ましく、これによって研削屑による二次汚染を防止することができる。因に、バキューム装置には真空ポンプやこれに接続する吸引ホースを備えたものが好適に用いられ、吸引ホースの先端部には上記の研削工具を一体的に組み付けることができる。
【００３６】
ここで、係る清浄化処理はブロック本体１に副ブロック２を装着した状態のまま行ってもよいが、好ましくはブロック本体１から副ブロック２を取り外し、これを工場などに搬送して上記のような清浄化処理を施した後、これを現場に再搬送してブロック本体１に装着する。これによれば、副ブロック２に付着した汚染物質を河川などに放出せずして副ブロック２を清浄化することができる。
【００３７】
但し、清浄化するコンクリート構造物は、上記のようなブロック本体の表面側に着脱自在にして設けられる副ブロック２を対象とすることに限らず、炭化物を全体に含有せしめたコンクリートブロック、又は特許文献１のようにブロック本体の表面に固着された炭入り層などでもよく、その種のコンクリート構造物の場合には上記のようにバキューム装置を利用して研削屑の吸引を行うことが望ましい。
（剥離試験）
ここで、下表４に示すような配合表に基づいて、成分配合が同一のサンプルＢ１〜Ｂ４（何れも厚さ１０mm、一辺１００mmの矩形板）を作成し、その各サンプルＢ１〜Ｂ４に圧縮空気[7kgf/cm2]を吹き付けて表面の剥離量を測定した。
【００３８】
【表４】
2005083166.tif 000006
下表５に係る剥離試験の結果を示す。
【００３９】
【表５】
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表５のように、サンプルの表面は圧縮空気を吹き付けるだけでも０．１〜数mmの厚さで剥離されることが判る。又、試験後の表面性状を観察したところ、内部に埋もれていた新たな木炭の露出が認められた。尚、各サンプルには剥離量にバラツキがあるが、これは粒状や柱状のものなどが混在した木炭を使用したために、各サンプルＢ１〜Ｂ４によって表面側における木炭の姿勢や分散状態に差異が生じていた為である。よって、実際の製品では木炭などの炭化物として粉末状の炭を造粒して粒径を揃えることが望ましい（例えば５〜１５mm程度）。
【００４０】
以上、本発明について説明したが、係るコンクリートブロックは副ブロック２が装着されるブロック本体の表面１Ａ側を上向きにして河床に敷き詰めたり、あるいは土留め用として切土や盛土などの法面に配置してコンクリート擁壁を構築することもできる。又、係るコンクリートブロックは図示例のような截頭角錐状の間知ブロックとすることに限らず、これを矩形の積ブロックとして仕切塀などを構築することもできる。更に、副ブロック２は、アルミニウム粉末などの発泡剤を加えて発泡させた多孔状の気泡コンクリートとしてもよく、これによれば内部の炭化物にも水や空気を好適に接触せしめてその浄化機能を一段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るコンクリートブロックを示す斜視図
【図２】同ブロックの正面図
【図３】図１におけるＸ−Ｘ断面図
【図４】図１におけるＹ−Ｙ断面図
【図５】使用例を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
１  ブロック本体
２  副ブロック
３  保持部
４  窓
５  凹部
【図１】
2005083166.tif 000008
【図２】
2005083166.tif 000009
【図３】
2005083166.tif 000010
【図４】
2005083166.tif 000011
【図５】
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