(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、ポゾラン質微粉末、平均粒径３〜２０μｍの無機粉末、粒径２ｍｍ以下の骨材、水、減水剤及び有機質繊維のみからなる配合物の硬化体からなるインターロッキングブロックの表層材料であって、
有機質繊維を除く材料の配合割合が、セメント１００重量部に対し、ポゾラン質微粉末５〜５０重量部、無機粉末２０〜３５重量部、骨材５０〜２５０重量部、水１０〜３０重量部、減水剤（固形分換算）０．５〜４．０重量部で、
有機質繊維の配合量が、凝結後の配合物体積の１０％未満となる量であり、
前記セメントが中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントで、前記ポゾラン質微粉末がシリカフューム又はシリカダストで、前記骨材が川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂又はこれらの混合物で、前記減水剤がポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤であることを特徴とするインターロッキングブロックの表層材料。
【請求項２】
有機質繊維が、径０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選ばれる一種以上の繊維である請求項１に記載のインターロッキングブロックの表層材料。
【請求項３】
配合物に、平均粒度１ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を、セメント１００重量部に対して３５重量部以下含む請求項１又は２に記載のインターロッキングブロックの表層材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緻密かつ耐摩耗性に優れ、意匠性が高いインターロッキングブロックの表層材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インターロッキングブロックは、形状、色彩等のデザインの付与が容易なことから、周囲の景観に調和させ易い安価な景観材料として、多くの歩道や公園広場等に使用されてきた。
また、景観材料としての有用性の他に、インターロッキングブロックは、個々が独立した態様で敷設されているため、ブロックが破損しても、取り替え容易で、一般舗装と比べると、舗装の修理が短時間で簡単にできるという利点も有している。この利点を生かして、最近では、交通量の多い車道の舗装にまで、インターロッキングブロックを使用する試みが為されている。
しかし、人が歩行する歩道と違い、遥かに大きな重量の車両が、途切れることなく多量に走行している車道では、通常のインターロッキングブロックを使用しても、ブロックの表面硬度が不足して、摩耗が激しく、ブロックの寿命が短縮するという問題があった。
もっとも、ブロックの耐摩耗性の向上のために、水セメント比を低減してブロックの強度を高めて耐摩耗性を向上させることも考えられるが、実際は、耐摩耗性は向上せず、当該問題の解決にはならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、車道に使用しても、十分な耐摩耗性を有するインターロッキングブロックの表層材料を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本研究者は、かかる課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の配合割合のセメント、ポゾラン質微粉末、平均粒径３〜２０μｍの無機粉末、粒径２ｍｍ以下の骨材、水、減水剤及び有機質繊維のみからなる配合物の硬化体からなるインターロッキングブロックの表層材料は、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。また、該配合物には、繊維状粒子又は薄片状粒子を含んでもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において用いられるセメントの種類は限定されない。普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用することができる。
【０００６】
本発明において、インターロッキングブロックの表層材料の早期強度を向上しようとする場合は、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、流動性を向上しようとする場合は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【０００７】
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、１．０μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明のポゾラン質微粉末として好適である。
【０００８】
ポゾラン質微粉末を配合することにより、そのマイクロフィラー効果およびセメント分散効果によってインターロッキングブロックの表層材料が緻密化し、圧縮強度が向上する。一方、ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位水量が増大するので、ポゾラン質微粉末の添加量はセメント１００重量部に対して５〜５０重量部が好ましい。
【０００９】
本発明においては粒径２ｍｍ以下の骨材が用いられる。ここで、骨材の粒径とは、８５％（重量）累積粒径である（２ｍｍより大きい骨材が含まれていても良い）。骨材の粒径が２ｍｍを超えると、強度が低下する。
なお、配合物の分離抵抗性、硬化後の強度等から、最大粒径が２ｍｍ以下の骨材を用いることが好ましく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の骨材を用いることがより好ましい。
【００１０】
骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。
骨材の配合量は、配合物の作業性や分離抵抗性、硬化後の強度やクラックに対する抵抗性等から、セメント１００重量部に対して５０〜２５０重量部が好ましく、８０〜１８０重量部がより好ましい。
【００１１】
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、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。それらの中でも、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水剤の添加量は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化後の強度、さらにはコスト等から、セメント１００重量部に対して、固形分換算で、０．５〜４．０重量部が好ましい。
【００１２】
本発明において、水／セメント比は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化体の強度や耐久性等から、１０〜３０％が好ましく、１５〜２５％がより好ましい。
【００１３】
本発明においては、インターロッキングブロックの表層材料の曲げ強度を高める観点から、配合物に金属繊維及び／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。
金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、径０．０１〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。径が０．０１ｍｍ未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。径が１．０ｍｍを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、インターロッキングブロックの表層材料の曲げ強度が低下する。長さが３０ｍｍを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが２ｍｍ未満ではマトリックスとの付着力が低下し曲げ強度が低下する。
【００１４】
金属繊維の配合量は凝結後の配合物体積の４％未満が好ましく、より好ましくは３．５％未満である。金属繊維の含有量は、流動性と硬化体の曲げ強度の観点から定められる。一般に、金属繊維の含有量が多くなると曲げ強度が向上するが、一方、流動性を確保するために単位水量も増大するので、金属繊維の含有量は前記の量が好ましい。
【００１５】
有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍのものが好ましい。
有機質繊維の含有量は、凝結後の配合物体積の１０％未満が好ましく、７％未満がより好ましい。
なお、本発明においては、金属繊維と有機質繊維を併用することは差し支えない。
【００１６】
本発明においては、インターロッキングブロックの表層材料の充填密度を高める観点から、平均粒径３〜２０μｍ、より好ましくは平均粒径４〜１０μｍの無機粉末を含ませることが好ましい。
無機粉末としては、石英粉末、石灰石粉末、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物粉末、ＳｉＣ等の炭化物粉末等、ＳｉＮ等の窒化物粉末等が挙げられるが、中でも、石英粉末は、コストや硬化体の品質安定性の点から好ましい。
なお、石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。
無機粉末の配合量は、配合物の流動性、硬化体の強度等から、セメント１００重量部に対して５０重量部以下が好ましく、２０〜３５重量部がより好ましい。
【００１７】
本発明においては、硬化体の靱性を高める観点から、平均粒度が１ｍｍ以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。
繊維状粒子としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、配合物の流動性、硬化体の強度や靱性等から、セメント１００重量部に対して３５重量部以下が好ましく、１０〜２５重量部がより好ましい。
なお、繊維状粒子においては、硬化体の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が３以上のものを用いるのが好ましい。
【００１８】
本発明においては、配合物の混練方法は特に限定するものではない。また、混練に用いる装置も特に限定するものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。
【００１９】
本発明の表層材料を有するインターロッキングブロックの製造方法は、
▲１▼表層と基層を一体成形する場合では、上記の混練した配合物を、表層部として型枠に投入し、数秒〜数十秒間、振動締め固めをした後、基層コンクリートをその上に投入し、再度、数秒〜数十秒間、振動締め固めをした後、養生・硬化させる。
▲２▼表層と基層を別々に成形する場合では、上記の混練した配合物を、表層部として型枠に投入し、養生・硬化させて、本発明の表層材料を単独で成形した後、別に成形した基層コンクリートと、圧着モルタルや接着剤等を用いて張り合わせる。
等により、本発明の表層材料と基層コンクリートが一体化したインターロッキングブロックを容易に製造することができる。
もっとも、表層材料のみならず、基層コンクリートも、本発明に係る配合物からなる硬化体であってもよく、かかる場合も、上記▲１▼又は▲２▼のいずれの製造方法によっても製造できる。
なお、養生方法は、特に限定するものではなく、常温養生や蒸気養生等を行えばよい。
【００２０】
本発明の基層材料は、無機系、有機系いずれの顔料によっても着色が自由にでき、また、ハードコート、蛍光塗料、滑り止め材等の各種塗料を用いた塗装も可能である。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
（使用材料）
１）セメント        ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径０．７μｍ）
３）骨材            ；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品
４）粗骨材          ；砕石（硬質片岩）
５）金属繊維        ；鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
６）有機質繊維      ；ビニロン繊維（直径：０．６ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
７）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤
８）水              ；水道水
９）無機粉末        ；石英粉（平均粒径７μｍ）
１０）繊維状粒子    ；ウォラストナイト（平均長さ０．３ｍｍ、長さ／直径の比４）
【００２２】
（インターロッキングブロックの製造）
下記の実施例に記載した配合条件の材料を、二軸練りミキサで混練し、該混練物を、表層部として厚さが約５ｍｍになるよう型枠に投入し、５秒間、振動締め固めをした後、表１に示す配合の基層コンクリートをその上に投入し、再度、１５秒間、振動締め固めをした。その後、９０℃で４８時間蒸気養生して、縦１９８ｍｍ、横９８ｍｍ、高さ８０ｍｍのインターロッキングブロック（以下、「本ブロック」という。）を１実施例当たり１００個製造した。
なお、比較のため、表層、基層ともに表１に示す配合の基層コンクリートを用いたインターロッキングブロック（以下、「比較ブロック」という。）も、同様にして１００個製造した。
【００２３】
【表１】
0004477188.tif 000002
【００２４】
（耐摩耗試験）
交通量の激しい道路に、本ブロック及び比較ブロックをランダムに敷設し、１年経過後にブロックを回収して、摩耗減量を測定した。その結果を表２に示す。
【００２５】
実施例１
（表層材料の配合）
低熱ポルトランドセメント；１００重量部
シリカフューム          ；３２．５重量部
骨材                    ；１２０重量部
高性能ＡＥ減水剤        ；１重量部（固形分）
水／セメント比          ；２２％
【００２６】
実施例２
（表層材料の配合）
低熱ポルトランドセメント；１００重量部
シリカフューム          ；３２．５重量部
骨材                    ；１２０重量部
高性能ＡＥ減水剤        ；１．０重量部（固形分）
水／セメント比          ；２２％
鋼繊維                  ；配合物体積の２％
【００２７】
実施例３
（表層材料の配合）
低熱ポルトランドセメント；１００重量部
シリカフューム          ；３２．５重量部
骨材                    ；１２０重量部
石英粉                  ；３０重量部
ウォラストナイト        ；２４重量部
高性能ＡＥ減水剤        ；１．０重量部（固形分）
水／セメント比          ；２２％
ビニロン繊維            ；配合物体積の４％
【００２８】
【表２】
0004477188.tif 000003
【００２９】
表２から分かるように、比較例に比べて、全ての実施例は、摩耗減量が極めて少なく、本ブロックは比較ブロックに比べ、耐摩耗性に格段に優れている。
また、回収後に両ブロックの表面性状を目視により観察したところ、比較ブロックは、どれも表面の平滑性が失われていたが、本ブロックは、敷設当初と殆ど変わることなく、緻密で平滑な表層面を保持していて綺麗であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る表層材料を有するインターロッキングブロックは、十分な耐摩耗性を有するので、車道に長期間使用しても、緻密で平滑な表面が維持でき、景観性に優れている。