(57)【要約】【課題】ヒートアイランド現象、砂漠化及び局地的な洪水を防止できる多孔質セラミックス構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤１０を複数備え、該多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に目地材２０が充填された多孔質セラミックス構造体１であって、前記目地材２０は、前記多孔質セラミックス基盤１０より透水速度が速いことよりなる。多孔質セラミックス基盤１０を任意の位置に配置する配置工程と、配置した多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に、多孔質セラミックス基盤１０よりも透水速度が速い目地材２０を充填する充填工程とを有することよりなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体であって、
前記目地材は、前記多孔質セラミックス基盤より透水速度が速いことを特徴とする多孔質セラミックス構造体。
【請求項２】
前記目地材は、透水速度が７ｍｍ／ｓｅｃ．以上であることを特徴とする、請求項１に記載の多孔質セラミックス構造体。
【請求項３】
前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の多孔質セラミックス構造体。
【請求項４】
前記骨材は、粒子径８ｍｍ以下の多孔質セラミックス焼結体であることを特徴とする、請求項３に記載の多孔質セラミックス構造体。
【請求項５】
透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体の製造方法であって、
前記多孔質セラミックス基盤を任意の位置に配置する配置工程と、
配置した前記多孔質セラミックス基盤同士の目地に、前記多孔質セラミックス基盤よりも透水速度が速い目地材を充填する充填工程とを有することを特徴とする多孔質セラミックス構造体の製造方法。
【請求項６】
前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含み、
前記充填工程は、前記エポキシ樹脂、前記骨材及び水を含む目地原料を配合して配合物を得る配合操作と、
前記配合物から上澄み液を除去する除去操作と、
前記上澄み液を除去した前記配合物を前記目地に充填する充填操作と、
前記目地に充填した前記配合物を硬化する硬化操作とを有することを特徴とする、請求項５に記載の多孔質セラミックス構造体の製造方法。
【請求項７】
前記目地原料は、前記水／前記目地原料で表される質量比が１／１１超であることを特徴とする、請求項６に記載の多孔質セラミックス構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質セラミックス構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの建築物や土木構造物において、部材間の隙間や継ぎ目（目地）に、砂やモルタル等の目地材が充填されている。砂のみが充填された目地は、透水性が良好である一方、雨水等により砂が流失してしまう。このため、目地材の流失の防止が求められる環境では、砂と、セメント又は樹脂等とを配合したモルタルが用いられる。
【０００３】
近年、局地的な洪水、地下水の減少に伴う大都市の砂漠化、ヒートアイランド現象による気温の上昇等が問題とされている。これらの現象は、道路や建築物がアスファルト又はコンクリート等で舗装されているために、雨水が地中に浸透しないこと、地中の水分が蒸散しにくいことに起因すると考えられている。
【０００４】
こうした問題に対し、建築物や舗装道路等の土木建造物に透水性のあるモルタルを用いた地下水対策、屋上材や外壁材等の建築材、舗装道路等の土木建造物に保水性のあるセメントやバインダー樹脂を用い、建築材や土木建造物で保持した水の蒸散による冷却効果を利用したヒートアイランド対策が行われている。
例えば、エポキシ樹脂を用いた透水性舗装用バインダー樹脂（例えば、特許文献１）、細骨材とセメントとカルボキシメチルセルロースを含む透水・保水性コンクリート又はモルタル（例えば、特許文献２）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２５６４６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２の技術は、地下水の減少防止やヒートアイランド対策に有効なものの、いわゆるゲリラ豪雨等、短時間で多量の雨が降る集中豪雨や、猛暑への対応が満足できるものではない。
例えば、特許文献１の技術を適用した道路は、短時間で多量に降った雨水を吸収するための十分な透水性を有していない。このため、雨水の多くは、道路上を流れて下水道に流入する。多量の雨水が下水道に短時間で流入すると、局地的な洪水が発生するおそれがある。
また、特許文献２の技術を適用した道路において、透水性の向上が図られたものは、多量の雨水を速やかに地中に浸透できるものの、多量の雨水を保持できない。このため、猛暑が続く環境では、ヒートアイランド対策を持続できない。一方、保水性の向上が図られたものは、多量の雨水を保持できるものの、短時間で多量に降った雨水を地中に浸透できない。このため、雨水の多くは、道路上を流れて下水道に流入する。即ち、特許文献２の技術では、ヒートアイランド現象、砂漠化、局地的な洪水の全てを十分に防止できない。
【０００７】
そこで、本発明は、ヒートアイランド現象、砂漠化及び局地的な洪水を防止できる多孔質セラミックス構造体を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の多孔質セラミックス構造体は、透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体であって、前記目地材は、前記多孔質セラミックス基盤より透水速度が速いことを特徴とする。
前記目地材は、透水速度が７ｍｍ／ｓｅｃ．以上であることが好ましく、前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含むことが好ましく、前記骨材は、粒子径８ｍｍ以下の多孔質セラミックス焼結体であることが好ましい。
【０００９】
本発明の多孔質セラミックス構造体の製造方法は、透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体の製造方法であって、前記多孔質セラミックス基盤を任意の位置に配置する配置工程と、配置した前記多孔質セラミックス基盤同士の目地に、前記多孔質セラミックス基盤よりも透水速度が速い目地材を充填する充填工程とを有することを特徴とする。
前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含み、前記充填工程は、前記エポキシ樹脂、前記骨材及び水を含む目地原料を配合して配合物を得る配合操作と、前記配合物から上澄み液を除去する除去操作と、前記上澄み液を除去した前記配合物を前記目地に充填する充填操作と、前記目地に充填した前記配合物を硬化する硬化操作とを有することが好ましく、前記目地原料は、前記水／前記目地原料で表される質量比が１／１１超であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の多孔質セラミックス構造体によれば、本発明の多孔質セラミックス構造体は、透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体であって、前記目地材は、前記多孔質セラミックス基盤より透水速度が速いため、ヒートアイランド現象、砂漠化及び局地的な洪水を防止できる。
本発明の多孔質セラミックス構造体によれば、前記目地材は、透水速度が７ｍｍ／ｓｅｃ．以上であるため、降雨時に、より多くの雨水を地中に浸透できる。
本発明の多孔質セラミックス構造体によれば、前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含むため、降雨時に、より速やかに雨水を地中に浸透できる。
本発明の多孔質セラミックス構造体によれば、前記骨材は、粒子径８ｍｍ以下の多孔質セラミックス焼結体であるため、降雨時に、より速やかに雨水を地中に浸透できる。
【００１１】
本発明の多孔質セラミックス構造体の製造方法によれば、透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤を複数備え、該多孔質セラミックス基盤同士の目地に目地材が充填された多孔質セラミックス構造体の製造方法であって、前記多孔質セラミックス基盤を任意の位置に配置する配置工程と、配置した前記多孔質セラミックス基盤同士の目地に、前記多孔質セラミックス基盤よりも透水速度が速い目地材を充填する充填工程とを有するため、ヒートアイランド現象、砂漠化及び局地的な洪水を防止できる多孔質セラミックス構造体を容易に得られる。
本発明の多孔質セラミックス構造体の製造方法によれば、前記目地材は、エポキシ樹脂及び骨材を含み、前記充填工程は、前記エポキシ樹脂、前記骨材及び水を含む目地原料を配合して配合物を得る配合操作と、前記配合物から上澄み液を除去する除去操作と、前記上澄み液を除去した前記配合物を前記目地に充填する充填操作と、前記目地に充填した前記配合物を硬化する硬化操作とを有するため、より透水速度の速い目地材を備える多孔質セラミックス構造体を短時間で得られる。
本発明の多孔質セラミックス構造体の製造方法によれば、前記目地原料は、前記水／前記目地原料で表される質量比が１／１１超であるため、より透水速度の速い目地材を備える多孔質セラミックス構造体をより容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る多孔質セラミックス構造体の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多孔質セラミックス構造体の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る多孔質セラミックス構造体の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る多孔質セラミックス構造体の断面図である。
【図５】実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（多孔質セラミックス構造体）
本発明の一実施形態に係る多孔質セラミックス構造体について、以下に図面を用いて説明する。
図１〜２に示す多孔質セラミックス構造体１は、透水性及び保水性を有する多孔質セラミックス基盤（以下、単に多孔質セラミックス基盤という）１０を複数備え、多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に目地材２０が充填されたものである。本実施形態において、多孔質セラミックス構造体１は、地表に敷設され、舗装道路に用いられるものであり、図１〜２中、符号２は、鉛直方向上方の面（露出面）を示し、符号３は、鉛直方向下方の面（埋設面）を示す。
【００１４】
多孔質セラミックス構造体１は、複数の多孔質セラミックス基盤１０が、鉛直方向で重なることなく、水平方向に並設され、平面視において格子状の目地が形成されたものである。多孔質セラミックス構造体１は、露出面２が地上に露出し、埋設面３が大地の表面（地面）に接するように敷設されている。
【００１５】
＜多孔質セラミックス基盤＞
本実施形態の多孔質セラミックス基盤１０は、平面視矩形の板状物である。多孔質セラミックス基盤１０の大きさは、用途に応じて決定でき、例えば、長さ５〜１００ｃｍ×幅５〜１００ｃｍ×厚さ１〜１０ｃｍとされる。
【００１６】
多孔質セラミックス基盤１０は、透水性及び保水性を有するものであれば特に限定されず、例えば、珪藻土と、珪藻土を除く粘土（以下、粘土類ということがある）との混合物を焼成したもの、珪藻土と粘土類とスラグ又は有機汚泥との混合物を焼成したもの、珪藻土と粘土類とスラグと有機汚泥との混合物を焼成したものが挙げられる。このような多孔質セラミックス基盤１０は、マイクロメートルオーダーの気孔及び／又はミリメートルオーダーの気孔が互いに連通して連通孔を形成するため、透水性及び保水性を有する。
マイクロメートルオーダーの気孔は、孔径１〜１０００μｍのものを意味し、孔径は、多孔質セラミックス焼結体をその厚さ方向に沿ってカットし、電子顕微鏡を用いて測定される値である。ミリメートルオーダーの気孔は、孔径１ｍｍ超３００ｍｍ以下のものを意味し、孔径は、多孔質セラミックス焼結体をその厚さ方向に沿ってカットし、スケールを用いて測定される値である。気孔の孔径は、原料の種類や、焼成条件を組み合わせることにより調節できる。
【００１７】
本稿において「透水性を有する」とは、飽和含水状態の多孔質セラミックス基盤１０の一方の面から添加された水を他方の面から排出できることをいう。飽和含水状態とは、多孔質セラミックス基盤１０を水に６０分間浸漬した後、水中から引き上げた状態をいう。
多孔質セラミックス基盤１０の透水性の程度は、透水速度で表される。多孔質セラミックス基盤１０の透水速度は、０ｍｍ／ｓｅｃ．超であればよいが、速すぎると保水性が不十分になるおそれがある。このため、多孔質セラミックス基盤１０の透水速度は、例えば、透水速度０．１ｍｍ／ｓｅｃ．以上が好ましく、１ｍｍ／ｓｅｃ．以上がより好ましい。上記下限値以上であれば、降雨時に多量の雨水を速やかに地中に浸透できる。透水速度の上限は、特に限定されないが、１００ｍｍ／ｓｅｃ．以下が好ましい。上記上限値超であると、多孔質セラミックス基盤の保水性又は強度が不十分になるおそれがある。
【００１８】
本稿において、「保水性を有する」ものとは、飽和含水率１５質量％以上のものをいう。保水性の程度は、飽和含水率で表される。多孔質セラミックス基盤１０の飽和含水率は、低すぎると冷却効果が低下するおそれがあり、高すぎると透水性が不十分になるおそれがある。このため、多孔質セラミックス基盤１０の飽和含水率は、２０質量％以上が好ましく、３０〜８０質量％が好ましく、４０〜７０質量％がさらに好ましい。
【００１９】
このような多孔質セラミックス基盤１０としては、特開２００５−２３９４６７号公報に記載のセラミックス焼結体、国際公開第１０／１０６７２４号パンフレットに記載の多孔質セラミックス焼結体等が挙げられる。また、市販品としては、グリーンビズ（登録商標、小松精練株式会社製）等が挙げられる。
【００２０】
＜目地材＞
目地材２０は、多孔質セラミックス基盤１０よりも透水速度が速いものであればよく、例えば、セメント、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アスファルト、ゴム等と、骨材、発泡剤又はカルボキシメチルセルロース等を併用したものが挙げられ、中でも、エポキシ樹脂と骨材とを含むものが好ましい。目地材２０は、エポキシ樹脂と骨材とを含むことで、耐久性と透水性とをさらに向上できる。
【００２１】
エポキシ樹脂は、１分子に２個以上のエポキシ基をもち、硬化剤の存在下で三次元硬化ができる合成樹脂である。
エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を用いることができ、例えば、ビスフェノールＡ型、ノボラック型、過酢酸系等、及びこれらのエポキシ樹脂と他の化合物との反応物が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、特許文献１に記載された透水性舗装用バインダー等が挙げられる。エポキシ樹脂は、市販のものを用いることができ、例えば、アデカレジンシリーズ（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、ＢＯＴＡＺＩＴ  ＧＡＲＤＥＮ  ＫＶ（商品名、ＢＯＴＡＭＥＮＴ  ＳＹＳＴＥＭＢＡＵＳＴＯＦＦＥ  ＧＭＢＨ＆Ｃｏ．ＫＧ製）等が挙げられる。
なお、水分散されて市販されている水分散タイプのエポキシ樹脂やエマルジョン化されたエポキシ樹脂も用いることはできるが、目地材２０の透水性の観点から水分散やエマルジョン化されていないものが好ましい。
【００２２】
硬化剤は、施工場所の気温等を勘案して決定でき、加熱しなくとも常温（５〜４０℃）でエポキシ樹脂を硬化するものが好ましい。このような硬化剤を選択することで、特殊な環境でなければ、エポキシ樹脂は、硬化を開始した後、自らの発熱で硬化を促進する。
硬化剤としては、例えば、脂肪族アミン等のアミン系硬化剤及びそのアダクト、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤等、公知の硬化剤を用いることができる。
【００２３】
骨材としては、細骨材（目開き１０ｍｍの篩を全て通過し、目開き５ｍｍの篩を通過したものが８５質量％以上含まれる骨材）、粗骨材（目開き５ｍｍの篩に８５質量％以上留まるもの）いずれでも用いることができる。小さな隙間を埋めるときの施工性の観点からは、細骨材が好ましい。
また、透水性の観点からは、粒子径が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の骨材を用いるとよい。
なお、粒子径は篩を用い整粒すればよい。
【００２４】
骨材としては、例えば、川砂、川砂利、山砂、山砂利、海砂、海砂利、軽石や火山噴火物等の天然骨材、高炉スラグ骨材、人工軽量骨材等の人工骨材又は再生骨材等が挙げられる。これらの骨材は、岩石等の起源原料を粉砕したものであってもよいし、天然物を篩分けして、粒子径を揃えた市販品でもよい。
なお、粘土を含むものは透水性が低下するため、洗浄し、粘土を洗い流したものを用いるとよい。このような骨材としては、田土の粘土質を除去し、砂粒を分離精製した硬質の天然砂である田砂（登録商標、エイエフジャパン企画製）が挙げられる。
【００２５】
目地材２０の透水速度をさらに速める観点からは、骨材として、粒状の多孔質セラミックス焼結体を用いることが好ましい。粒状の多孔質セラミックス焼結体は、板状の多孔質セラミックス焼結体を粉砕したものであってもよいし、原料の混合物を粒状、柱状等に成形し、これを焼結し、必要に応じて粉砕したものであってもよい。
粒状の多孔質セラミックス焼結体の粒子径は、１５ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以下がより好ましく、０．１〜８ｍｍがさらに好ましく、１〜６ｍｍが特に好ましい。上記上限値超であると、地材２０の強度が低下するおそれがあり、上記下限値未満であると透水速度の向上が図れないおそれがある。
【００２６】
骨材には、粒状の多孔質セラミックス焼結体と、粒子径が０．５〜１．５ｍｍの川砂や田砂（登録商標）（以下、総じて小粒砂ということがある）とを併用することが好ましい。粒状の多孔質セラミックス焼結体と、小粒砂とを併用することで、目地材の強度を向上できる。
［粒状の多孔質セラミックス焼結体］／［小粒砂］との配合比は、１０／１〜１／１０（質量比）が好ましい。
また、意匠性の観点からは、御影石や大理石等の粉砕物や、庭園の化粧用砂利、観賞魚用砂利等を骨材とすることが好ましい。
【００２７】
目地材２０には、エポキシ樹脂、骨材、硬化剤以外に、顔料、強度向上や柔軟性向上等を目的とする各種添加剤等が含まれていてもよい。
【００２８】
目地材２０の透水速度は、多孔質セラミックス基盤１０の透水速度より速ければ特に限定されないが、例えば、７ｍｍ／ｓｅｃ．以上が好ましく、２０ｍｍ／ｓｅｃ．以上がより好ましく、３０ｍｍ／ｓｅｃ．以上がさらに好ましい。上記下限値以上であれば、多量の雨水を速やかに地中又は多孔質セラミックス基盤１０に供給できる。
【００２９】
（製造方法）
次に多孔質セラミックス構造体の製造方法の一実施形態につき、図１〜２を参照して説明する。多孔質セラミックス構造体１の製造方法は、複数の多孔質セラミックス基盤１０を任意の位置に配置する配置工程と、配置した多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に、多孔質セラミックス基盤１０よりも透水速度が速い目地材２０を充填する充填工程とを有するものである。
【００３０】
＜配置工程＞
本実施形態の配置工程は、多孔質セラミックス構造体１を敷設する道路の面積に応じて、多孔質セラミックス基盤１０の一方の面が露出するように、任意の位置に配置する工程である。
【００３１】
多孔質セラミックス基盤１０同士の間隔、即ち目地の幅は、意匠性や、多孔質セラミックス構造体１に求められる強度等を勘案して決定でき、例えば、５ｍｍ〜１０ｃｍが好ましく、５ｍｍ〜８ｃｍがより好ましい。上記下限値未満であると、多孔質セラミックス構造体１の透水性が不十分になるおそれがある。上記上限値超であると、多孔質セラミックス構造体１の強度が不十分になったり、多孔質セラミックス構造体１中の多孔質セラミックス基盤１０の面積が小さくなりすぎて、保水性が不十分になるおそれがある。
【００３２】
＜充填工程＞
充填工程は、任意の位置に配置した多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に、目地材２０を設ける工程であり、目地材２０の種類に応じて決定できる。以下、目地材２０として、エポキシ樹脂及び骨材を含む配合物を用いた場合を例にして、充填工程の一実施形態を説明する。
本実施形態の充填工程は、配合操作と、除去操作と、充填操作と、硬化操作とを有する工程である。
【００３３】
≪配合操作≫
配合操作は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、骨材と、水と、必要に応じて添加剤とを含む目地原料を配合して、配合物を得る操作である。
目地原料の配合方法は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、骨材と、水とを攪拌できるものであればよい。
【００３４】
エポキシ樹脂と、硬化剤と、骨材と、水との配合比は、エポキシ樹脂の種類等を勘案して決定でき、例えば、水／目地原料で表される質量比は、１／１１超が好ましく、２／１２超がより好ましい（以下、水／目地原料で表される質量比を加水率という）。上記下限値未満であると、目地材２０の透水性が不十分になるおそれがある。また、本操作における水の配合量の上限値は、エポキシ樹脂の種類等を勘案して決定でき、例えば、加水率は、２／１以下が好ましい。上記上限値超であると、目地材２０の強度が低下したり、後述する除去操作における上澄み液の分離等が煩雑となる。
【００３５】
≪除去操作≫
本実施形態の除去操作は、配合操作で得られた配合物から上澄み液を除去する操作である。この上澄み液には、エポキシ樹脂の一部や微細な骨材が含まれる場合がある。上澄み液の除去方法は、特に限定されず、例えば、配合物を静置して、分離した上澄み液を流し去る方法（デカンテーション）等が挙げられる。
配合物から上澄み液を除去することで、エポキシ樹脂の硬化時間を短縮できる。
エポキシ樹脂と骨材の配合物に水を配合したり、その上澄み液を分離すると、目地材の強度が低下する懸念があった。
しかしながら、上澄み液を除去した配合物を硬化した目地材は、十分な強度を有する。これは、エポキシ樹脂、骨材及び水を配合した際、エポキシ樹脂が、骨材に選択的に吸着し、過剰水が分離したためと推測される。
なお、予め水分散された水分散エポキシ樹脂、エマルジョン化されたエポキシ樹脂又はこれに水を加えたものを用いると、水とエポキシ樹脂がほぼ均一に混ざり合っており、上澄み液の分離が困難となる。その結果、常温ではエポキシ樹脂の硬化に長時間を要し、作業性が低下する。このため、エポキシ樹脂としては、エマルジョン化されていないものが好ましい。
【００３６】
≪充填操作≫
本実施形態の充填操作は、除去操作で上澄み液を除去した配合物を多孔質セラミックス基盤１０同士の目地に充填する操作である。配合物の充填は、従来公知の方法により行うことができる。
【００３７】
≪硬化操作≫
本実施形態の硬化操作は、目地に充填された配合物を硬化し、目地材２０とする工程である。配合物の硬化方法は、エポキシ樹脂や硬化剤の種類に応じて決定でき、例えば、硬化剤が常温でエポキシ樹脂を硬化できるものである場合、多孔質セラミックス構造体１を敷設する環境温度下で８時間〜７日間静置する方法が挙げられる。
【００３８】
上述したように、本実施形態の多孔質セラミックス構造体は、目地材の透水速度が、多孔質セラミックス基盤の透水速度より速いため、例えば、降雨時に、雨水が優先的に目地材を透過して地中に浸透する。加えて、多孔質セラミックス基盤が、透水性を有するため、降雨時に雨水が多孔質セラミックス基盤を透過して地中に浸透する。このため、地中へ雨水を速やかに浸透でき、砂漠化、局地的な洪水を抑制し、舗装道路での水溜りの発生を防止できる。
本実施形態の多孔質セラミックス構造体は、多孔質セラミックス基盤が保水性を有するため、多孔質セラミックス基盤に保持されている水が蒸散することで、敷設場所を冷却できる。加えて、多孔質セラミックス基盤は、保水量が減少すると、地中に保持されている水を吸水し、吸水した水を露出面から蒸散することで、長期にわたって冷却効果を発揮できる。このため、ヒートアイランド現象を有効に抑制できる。
【００３９】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態では、多孔質セラミックス構造体を舗装道路としているが、本発明はこれに限定されず、多孔質セラミックス構造体を建築物の外壁材、屋上材等の建築材としてもよいし、駐車場の舗装面や、外塀、階段、アプローチ等の外構等としてもよい。
【００４０】
上述の実施形態では、目地が格子状に形成されているが、本発明はこれに限定されず、目地の形状は、意匠性、多孔質セラミックス基盤の形状等に応じて決定できる。
【００４１】
上述の実施形態では、多孔質セラミックス基盤がその長さ又は幅方向に並んで配置されている、即ち、多孔質セラミックス基盤が、その厚さ方向に積層されていない１層構造とされている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、多孔質セラミックス基盤がその厚さ方向に積層された複数層構造とされていてもよい。
複数層構造の多孔質セラミックス構造体としては、例えば、図３に示す多孔質セラミックス構造体１００のように、埋設面３から露出面２に向け、多孔質セラミックス基盤１０を積層し、多孔質セラミックス基盤１０の目地に目地材２０を充填したものであってもよい。
このように、多孔質セラミックス基盤が積層された構造とすることで、降雨時に、雨水が多孔質セラミックス基盤で吸収されると共に、さらに速い速度で目地材を透過する。加えて、目地材と多孔質セラミックス基盤との接触面積が大きくなるため、目地材を透過する雨水が多孔質セラミックス基盤へ速やかに移行する。このため、雨量が少ない場合でも、多孔質セラミックス基盤の保水量を増大できる。
【００４２】
あるいは、図４に示す多孔質セラミックス構造体２００のように、埋設面３から露出面２に向け、水平方向にずらして多孔質セラミックス基盤１０を積層し、多孔質セラミックス基盤１０の目地に目地材２０を充填したものであってもよい。
このように多孔質セラミックス基盤を水平方向にずらして積層することで、露出面を形成する任意の多孔質セラミックス基盤とこれと隣接する他の多孔質セラミックス基盤との目地から吸収された雨水と、この雨水が地面に到達するまでに接触する多孔質セラミックス基盤との接触面積が増加する。即ち、複数層の多孔質セラミック基盤の表面に、雨水が鉛直方向で接触することにより、より速やかに、かつより多量の雨水が多孔質セラミックス基盤に吸水される。このため、舗装道路での水溜りの発生をより抑制し、かつ冷却効果の向上が図れる。
【００４３】
上述の実施形態では、多孔質セラミックス基盤を配置（配置工程）した後に、目地材を目地に充填（充填工程）して、多孔質セラミックス構造体を製造している。
しかしながら、本発明の多孔質セラミックス構造体の製造方法は、これに限定されず、配合物を配合しつつ、多孔質セラミックス基盤を配置し、目地に配合物を充填してもよい。あるいは、１個の多孔質セラミックス基盤を配置し、その側面に配合物を塗布し、この塗布した配合物に他の多孔質セラミックス基盤を接触させて配置してもよい。
即ち、配置工程と充填工程とを並行して行ってもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
【００４５】
（使用原料）
実施例に用いた原料は、以下の通りである。
＜多孔質セラミックス基盤＞
多孔質セラミックス基盤：下記製造例１で得られた多孔質セラミックス基盤
＜骨材＞
粒状の多孔質セラミックス焼結体Ａ（粒子径８ｍｍ以下）：製造例１で得られた多孔質セラミックス基盤を粉砕したもの。目開き８ｍｍの篩を通過し目開き２ｍｍの篩を通過しないもの４質量部と、目開き２ｍｍの篩を通過したもの２質量部との混合物。飽和含水率；２２質量％。
粒状の多孔質セラミックス焼結体Ｂ：製造例１で得られた多孔質セラミックス基盤を粉砕し、目開き１５ｍｍの篩を通過し８ｍｍの篩を通過しないもの。飽和含水率；３２質量％。
【００４６】
≪粒状の多孔質セラミックス焼結体の飽和含水率≫
粒状の多孔質セラミックス焼結体を水に６０分間浸漬し、水中から取り出し、表面の水滴を除去する程度に布に接触させた後、直ちに質量を測定（飽和含水状態質量）し、下記（１）式により飽和含水率を求めた。粒状の多孔質セラミックス焼結体Ａについては、任意の粒子２５個（＝試料数（Ｎ））の飽和含水率の平均値を飽和含水率とした。また、粒状の多孔質セラミックス焼結体Ｂについては、任意の粒子１０個（＝試料数（Ｎ））の飽和含水率の平均値を飽和含水率とした。
【００４７】
飽和含水率（質量％）＝［（飽和含水状態質量−絶乾状態質量）／絶乾状態質量]×１００・・・（１）
【００４８】
砂：田砂（登録商標、粒子径１ｍｍ以下、エイエフジャパン企画製）
小石：南国の砂（商品名、粒子径３〜５ｍｍ、手取フィッシュランドにて販売）
エポキシ樹脂：アデカレンジＥＰ−４１００（商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、株式会社ＡＤＥＫＡ製）
硬化剤：アデカハードナーＥＨ−２４０（商品名、変性脂肪族ポリアミン、株式会社ＡＤＥＫＡ製）
セメント：インスタントセメント（商品名、株式会社住若製）
【００４９】
（製造例１）多孔質セラミックス基盤の製造
＜使用原料＞
多孔質セラミックス基盤の製造に用いた原料は、以下の通りである。
≪有機汚泥≫
有機汚泥には、染色工場（小松精練株式会社、美川工場）の活性汚泥法による排水処理設備から凝集・脱水工程を経て排出された活性汚泥を用いた。この活性汚泥の有機物含有量（対固形分）は８３質量％であった。
≪粘土類≫
粘土類には、蛙目粘土（岐阜県産又は愛知県産）を用いた。
≪珪藻土≫
珪藻土には、能登地区産の耐火煉瓦の原料で、含水率が５質量％の粉末状の珪藻土を用いた。
≪スラグ≫
スラグには、鋳鉄スラグを用いた。この鋳鉄スラグは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏを主成分とするダクタイル鋳鉄スラグである。
【００５０】
＜製造方法＞
有機汚泥１０質量部と珪藻土５質量部とをミックスマラー（東新工業株式会社製）で混合し一次混合物を得（第一の混合操作）、一次混合物に粘土類３０質量部とスラグ５５質量部とを添加し、さらに混合し、可塑状態の混合物を得た（第二の混合操作）（以上、混合工程）。得られた混合物を真空土練成形機（高浜工業株式会社製）で成形し、幅６０ｃｍ、厚み２ｃｍの帯状の一次成形体を得た。この一次成形体を任意のピッチと幅で切断し、厚み２ｃｍの略正方形の平板状の成形体を得た（成形工程）。
得られた成形体を熱風乾燥機で乾燥（１８０℃、０．５時間）し、含水率１質量％以下とした後、連続式焼結炉を用いて、下記の焼成条件にて焼成した。焼成後、多孔質セラミックス基盤の４つの側面に沿って、側端を切除し、長さ２５ｃｍ×幅２５ｃｍ×厚み４ｃｍ（Ａサイズ）、長さ５０ｃｍ×幅５０ｃｍ×厚み４ｃｍ（Ｂサイズ）の多孔質セラミックス基盤を得た（焼成工程）。
得られた多孔質セラミックス基盤は、飽和含水率：５０質量％、透水速度：３ｍｍ／ｓｅｃ．であった。
連続式焼結炉としては、ローラーハースキルン（焼結炉の有効長：全長１５ｍ、焼結炉を焼結炉入口から各１．５ｍのゾーン１〜１０に分割）を用いた。
【００５１】
≪焼成条件≫
到達温度：１０５０℃
焼成時間：６５分間
温度勾配：
ゾーン１；０．５７℃／ｓｅｃ．
ゾーン２；０．１６℃／ｓｅｃ．
ゾーン３；０．３３℃／ｓｅｃ．
ゾーン４；０．５２℃／ｓｅｃ．
ゾーン５；０．８６℃／ｓｅｃ．
ゾーン６；０．００５℃／ｓｅｃ．
ゾーン７；−０．３４℃／ｓｅｃ．
ゾーン８；−０．７２℃／ｓｅｃ．
ゾーン９；−０．３５℃／ｓｅｃ．
ゾーン１０；−０．２６℃／ｓｅｃ．
【００５２】
＜多孔質セラミックス基盤の飽和含水率＞
多孔質セラミックス基盤を長さ１０ｃｍ×幅１０ｃｍ×厚さ４ｃｍにカットして試料とした以外は、「粒状の多孔質セラミックス焼結体の飽和含水率」と同様にして、多孔質セラミックス基盤の飽和含水率を測定した。なお、試料数（Ｎ）を１０とし、その平均値を求めた。
【００５３】
＜多孔質セラミックス基盤の透水速度＞
多孔質セラミックス基盤の透水速度は、土壌環境分析法（日本土壌肥料学会監修、博友社、第４刷、２００８年１１月１０日、６８頁）に記載の変水位法の測定装置（石川県農業総合研究センター所有の変水位透水性測定器（大起理科工業株式会社製））を用いて測定した。
多孔質セラミックス基盤を直径４３ｍｍ、高さ４０ｍｍの円柱状（高さ方向に直交する断面の面積：１４５１ｍｍ２）にくり抜いて試料とし、この試料を水中に６０分間浸漬して飽和含水状態とした。飽和含水状態の試料の側面を防水フィルムで覆い、変水位法の測定装置に取り付けた。なお、変水位目盛管の開口面積は５６．７ｍｍ２（口径８．５ｍｍ）であった。
変水位目盛管内の水面が、試料の天面上１２．５ｃｍの位置（ｈ１）から１０ｃｍ下がるまでの時間（下降時間ｔ）を測定し、下記（２）式により、透水速度を求めた。
透水速度の測定をＮ＝１０について行い、その平均値を求めた。
【００５４】
透水速度（ｍｍ／ｓｅｃ．）＝１００（ｍｍ）÷下降時間ｔ（ｓｅｃ．）・・・（２）
【００５５】
（実施例１）
表１の目地材の組成に従い、２質量部の粒状の多孔質セラミックス焼結体Ａと、１質量部の田砂とを混合して骨材とした。この骨材２００ｃｍ３と、エポキシ樹脂１４ｇと、硬化剤６ｇと、水１００ｇとを混合して配合物とした（配合操作）。この配合物の加水率は、表１に示すとおりであった。
次に、配合操作で得られた配合物の上澄み液をデカンテーションにより分離し、除去した（除去操作）。
【００５６】
４枚の多孔質セラミックス基盤（Ａサイズ）を水平方向に２×２列で地面に並べ、多孔質セラミックス基盤の目地に上澄み液を除去した配合物を充填した（充填操作）。目地の幅は１ｃｍであった。配合物を充填後、常温で２４時間放置して配合物を硬化し、多孔質セラミックス構造体（長さ５１ｃｍ×幅５１ｃｍ×厚さ４ｃｍ）を得た。
目地材について、透水速度の測定と、磨耗強度の評価を行い、その結果を表１に示す。
【００５７】
＜性能評価＞
得られた多孔質セラミックス構造体の露出面の略中央に５００ｃｍ３の水を掛けた。掛けられた水は、多孔質セラミックス構造体に瞬時に吸収され、露出面には、水溜りができなかった。
また、水を掛けた直後に、多孔質セラミックス構造体の埋設面を観察すると、水が目地材を透過していた。さらに、多孔質セラミックス基盤の断面を観察したところ、多孔質セラミックス基盤は、露出面、埋設面及び目地材との接触面の近傍に水が浸透し、厚さ方向の略中央部に水が浸透していない状態であった。
これらの結果から、本実施例の多孔質セラミックス構造体は、短時間に多量の雨が降った場合でも、速やかに雨水を地中に浸透させると共に、露出面から雨水を吸水し、又は目地材を透過した雨水を埋設面、及び目地材と多孔質セラミックス基盤との接触面から吸水し、保水できることが判った。
以上の観察結果から、本実施形態の多孔質セラミックス構造体の性能を「○」（良好）と評価した。
【００５８】
＜目地材の透水速度＞
目地材を直径４３ｍｍ、高さ４０ｍｍの円柱状に成形して試料とした以外は、「多孔質セラミックス基盤の透水速度」と同様にして、透水速度を測定した。透水速度の測定をＮ＝１０について行い、その平均値を求めた。
【００５９】
＜磨耗強度＞
目地材を直径１１．５ｃｍ、厚さ１．５ｃｍの円盤状に成形して試料とした。この試料について、ＪＩＳ  Ａ１４５３に準じて磨耗試験を行い、試料が１００回転する毎に、試料の質量ｗ２を測定した。磨耗試験は、試料が５００回転するまで行った。
試験開始前の試料の質量ｗ１と、質量ｗ２とから、下記（３）式により質量減少率を求めた。なお、磨耗試験の条件は、加重：５３０ｇ、研磨紙：ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＡＢＲＡＳＩＶＥ  ＰＡＰＥＲ  Ｓ４２  Ｓｔａｎｄｐａｐｅｒ  Ｓｔｒｉｐｓ（テーバー社製）であった。また、磨耗試験において、試料が１００回転する毎に研磨紙を新しいものに交換した。
【００６０】
質量減少率（質量％）＝（ｗ１−ｗ２）÷ｗ１  ・・・（３）
【００６１】
求めた質量減少率を下記評価基準に分類し、磨耗強度を評価した。
≪評価基準≫
◎：５００回転後の質量減少率が１質量％以下である
○：５００回転後の質量減少率が１質量％超５質量％以下である
△：５００回転後の質量減少率が５質量％超である
×：５００回転以内に破砕した
【００６２】
【表１】
2012092542.tif 000003
【００６３】
（実施例２〜５）
表１の目地材の組成に従い、各原料を配合し配合物を調製した以外は、実施例１と同様にして多孔質セラミックス構造体を得た。各例の目地材について、透水速度の測定と、磨耗強度の評価を行い、その結果を表１に示す。
また、各例の多孔質セラミックス構造体について、実施例１と同様にして性能評価を行った。その結果、実施例１と同様の状態が観察されたため、各例の性能を「○」と評価した。
【００６４】
（比較例１）
目地材をインスタントセメント１０００ｇと水２００ｇとを混合したものとした以外は、実施例１と同様にして多孔質セラミックス構造体を得た。目地材について、透水速度の測定と、磨耗強度の評価を行い、その結果を表１に示す。
また、得られた多孔質セラミックス構造体について、実施例と同様にして性能評価を行ったところ、多孔質セラミックス構造体が全ての水を吸水したものの、水を掛けている際に、水溜りの発生が見られた。また、埋設面には、水が透過していなかった。これは、水が、目地材を透過せず、多孔質セラミックス基盤に吸収されたためである。
この結果から、本比較例の性能を「×」と評価した。
【００６５】
（比較例２）
多孔質セラミックス基盤（Ｂサイズ）のみで多孔質セラミックス構造体を構成した。即ち、目地が形成されていない多孔質セラミックス構造体とした。
この多孔質セラミックス構造体について、実施例１と同様にして性能評価をしたところ、多孔質セラミックス構造体が全ての水を吸水したものの、水を掛けている際に、水溜りの発生が見られた。また、埋設面には、水が透過していなかった。
この結果から、本比較例の性能を「×」と評価した。
【００６６】
表１に示すように、本発明を適用した実施例１〜５は、いずれも透水性、保水性に優れていることが判った。また、実施例５は、種々の色の石が混在しており、意匠性にも優れていた。
一方、多孔質セラミックス基盤よりも透水速度が速い目地材を備えていない比較例１、２は、実施例１〜５よりも透水性に劣るものであった。
これらの結果から、本発明を適用した多孔質セラミックス構造体は、ヒートアイランド現象、砂漠化及び局地的な洪水を防止できることが判った。
【００６７】
図５は、磨耗試験での質量減少率の推移を表すグラフであり、縦軸に質量減少率を示し、横軸に回転子の回転数を示している。
表１、図５に示すように、目地材の骨材に、田砂又は南国の砂を配合した実施例１、３、５は、粒状の多孔質セラミックス焼結体のみを骨材とした実施例２、４に比べ、磨耗強度が飛躍的に上昇していた。なお、実施例２、４の目地材は、回転子の回転数が１００回転を超えた時点で破砕された。
この結果から、骨材として砂や小石を用いることで、目地部の強度を向上できることが判った。
【００６８】
（実施例６）
図３に示す多孔質セラミックス構造体１００と同様の多孔質セラミックス構造体を得た。１層当たり、４個の多孔質セラミックス基盤を水平方向に並べて配置し、鉛直方向に３層積層した。水平方向に隣接する多孔質セラミックス基盤同士の目地を１ｃｍ幅とし、鉛直方向に隣接する多孔質セラミックス基盤同士の目地を１ｃｍ厚とした。
得られた多孔質セラミックス焼結体について、実施例１と同様にして性能評価を行った。その結果、実施例１と同様の状態が観察されたため、性能を「○」と評価した。
【００６９】
（実施例７）
図４に示す多孔質セラミックス構造体２００と同様の多孔質セラミックス構造体を得た。１層当たり、４個の多孔質セラミックス基盤を水平方向に並べて配置し、鉛直方向に３層積層した。この多孔質セラミックス構造体は、鉛直方向に隣接する多孔質セラミックス基盤同士を互いに水平方向にずらして配置したものである。水平方向に隣接する多孔質セラミックス基盤同士の目地を１ｃｍ幅とし、鉛直方向に隣接する多孔質セラミックス基盤同士の目地を１ｃｍ厚とした。
得られた多孔質セラミックス焼結体について、実施例１と同様にして性能評価を行った。その結果、実施例１と同様の状態が観察されたため、性能を「○」と評価した。
【符号の説明】
【００７０】
１、１００、２００    多孔質セラミックス構造体
１０    多孔質セラミックス基盤
２０    目地材
【図１】
2012092542.tif 000004
【図２】
2012092542.tif 000005
【図３】
2012092542.tif 000006
【図４】
2012092542.tif 000007
【図５】
2012092542.tif 000008