(57)【要約】【課題】  本発明は、塵や埃等による、コンクリート舗装体等のポーラスコンクリート構造物の透水性や排水性を良好に保持して、空隙詰まりを予め防止することができ、ポーラスコンクリートの透水性を長期に維持することを可能とするポーラスコンクリート及びポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法を提供する。【解決手段】  本発明のポーラスコンクリートは、セメント、撥水剤、骨材を含む空隙率が１０〜３０容量％であるポーラスコンクリートであって、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部含む。また、前記ポーラスコンクリートを用いて、空隙率１０〜３０容量％のポーラスコンクリート構造物を施工することで、ポーラスコンクリートの空隙詰まりを抑制する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、撥水剤、骨材を含む空隙率が１０〜３０容量％であるポーラスコンクリートであって、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部含むことを特徴とする、ポーラスコンクリート。
【請求項２】
請求項１記載のポーラスコンクリートにおいて、高級脂肪酸金属塩は、ステアリン酸塩及び／又はオレイン酸塩であることを特徴とする、ポーラスコンクリート。
【請求項３】
セメント、撥水剤、骨材及び水を配合して混練するにあたり、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部で配合してポーラスコンクリートを調製し、当該コンクリートを用いて、空隙率１０〜３０容量％のポーラスコンクリート構造物を施工し、該構造物のポーラスコンクリートのポーラス性を保持することを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法。
【請求項４】
請求項３記載のポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法において、セメントと高級脂肪酸金属塩の撥水剤とを予め混合して混合粉体を調製し、該混合粉体と骨材及び水と混練することを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法。
【請求項５】
請求項３又は４記載のポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法において、高級脂肪酸金属塩は、ステアリン酸塩及び／又はオレイン酸塩であることを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポーラスコンクリート及びポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法に関し、特に透水性を良好に維持して、空隙の詰まりを抑制することができる、ポーラスコンクリート及びポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポーラスコンクリートは、雨水の水はけが良く、吸音性に優れる等のことから、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等、様々な用途に用いられている。
特に、ポーラスコンクリート舗装は、空隙率の大きいコンクリートを使用し、雨水をコンクリート舗装体内に貯留、流下させる舗装である。
かかるポーラスコンクリート舗装体は、雨天時のハイドロプレーニング現象を防止し、水はねの減少やタイヤ走行による騒音の減少等、交通安全、環境対策、サービスレベルの向上に寄与している。
【０００３】
このように、ポーラスコンクリートには排水性及び透水性が期待されているが、長期の使用により、塵や埃がポーラスコンクリートが有する空隙に入り込み、いわゆる「空隙詰まり」が発生し、本来の機能である雨水等の排水性や透水性等が消失してしまう問題があった。
【０００４】
かかる排水性や透水性を有する舗装体の機能回復方法としては、空隙詰まりとなる原因物質を取り除くことが提案されており、例えば、特開２０００−１２９６２４号公報（特許文献１）には、加温した水を加圧して噴射ノズルに供給し所定圧力で透水性舗装若しくは排水性舗装の表面と該表面の上方に配設されたカバーとの間に形成される所定の空間部内に噴射することにより、前記加温した水を水蒸気を生成させつつ前記舗装の表面に吹き付け、舗装の空隙部に詰まった物質を遊離させた後、該物質が混在した汚水を吸引回収することを特徴とする舗装の機能回復方法が開示されている。
【０００５】
また、一般社団法人日本道路建設業協会の機関紙「道路建設」Ｎｏ．５４９、Ｐ５６−６５、「排水性舗装の機能回復手法に関しての検討」（非特許文献１）には、高圧水による洗浄、バキュームによる吸引、振動による除去及びそれぞれの方法の組合せ、過酸化水素水による洗浄といった、空隙詰まりとなる原因物質を取り除く方法が提案されている。
【０００６】
しかし、上記の方法は、空隙詰まりが発生した後に、かかる空隙詰まりを回復させる方法であり、このような空隙詰まりが発生した後に前記機能を回復させるよりも、事前に空隙詰まりが起こらないように防止する方法が、より効果的であると考えられる。
【０００７】
特開平８−６８０２４号公報（特許文献２）には、空隙率１０〜２６体積％を有する舗装体の排水性又は透水性機能を保持する為に、表面張力が５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の、アニオン系、ノニオン系、カチオン系及び両性系界面活性剤の中から選ばれる１種又は２種以上の界面活性剤水溶液を散布することを特徴とする舗装体の機能保持方法が開示されている。
【０００８】
また、特開平８−８１９３１号公報（特許文献３）には、空隙率１０〜２６体積％を有する舗装体の排水性又は透水性機能を保持する為に、含フッ素単量体単位を５〜９９．５重量％含有する含フッ素樹脂からなる水性エマルションである含フッ素樹脂水性エマルションを散布することを特徴とする舗装体の機能保持方法が開示されている。
【０００９】
これらの舗装体の機能保持方法は、いずれもアスファルト舗装体に対して散布するものであり、舗装体を構成するセメントコンクリート自体における上記機能の保持については示されていない。
また、舗装体を製造した後に、上記液を散布することが必要であるため、工程が増加するという課題がある。
【００１０】
さらに、特開２００４−３０７３１９号公報（特許文献４）には、人工ポゾラン活性剤のフライアッシュ及びシリカヒューム、再分散性粉末樹脂、高級脂肪酸系金属塩並びに高性能減水剤を含むコンクリート用防水材組成物において、総防水材組成物１００重量％に対して無機塩１８〜３４重量％と酸化防止剤のタンニン１〜５重量％とを含むことを特徴とする防錆機能を持つコンクリート用防水材組成物が開示されているが、かかる組成物中の高級脂肪酸系金属塩は、コンクリートに撥水性を付与して、雨水がコンクリートに浸入することを防止することを課題として添加配合されているものであり、コンクリート舗装体に雨水を積極的に浸入させて、塵や埃等による空隙詰まりを防止するための技術思想は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１２９６２４号公報
【特許文献２】特開平８−６８０２４号公報
【特許文献３】特開平８−８１９３１号公報
【特許文献４】特開２００４−３０７３１９号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「排水性舗装の機能回復手法に関しての検討」一般社団法人日本道路建設業協会、「道路建設」Ｎｏ．５４９、Ｐ５６−６５（非特許文献１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決し、塵や埃等による、コンクリート舗装体等のポーラスコンクリート構造物の透水性や排水性を良好に保持して、空隙詰まりを予め防止することができ、ポーラスコンクリートの透水性を長期に維持することを可能とする、ポーラスコンクリートを提供することである。
また、本発明の他の目的は、多くの工程を設けずに、コンクリート舗装体等のポーラスコンクリート構造物の空隙詰まりを予め防止することができ、ポーラスコンクリートの透水性を長期に維持することを可能とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、セメント、撥水剤、骨材を含む空隙率が１０〜３０容量％であるポーラスコンクリートであって、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部含むことを特徴とする、ポーラスコンクリートである。
好適には、上記本発明のポーラスコンクリートにおいて、高級脂肪酸金属塩は、ステアリン酸塩及び／又はオレイン酸塩であることを特徴とする、ポーラスコンクリートである。
【００１５】
また、他の本発明は、セメント、撥水剤、骨材及び水を配合して混練するにあたり、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部で配合してポーラスコンクリートを調製し、当該コンクリートを用いて、空隙率１０〜３０容量％のポーラスコンクリート構造物を施工し、該構造物のポーラスコンクリートのポーラス性を保持することを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法である。
【００１６】
好適には、上記本発明のポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法において、セメントと高級脂肪酸金属塩の撥水剤とを予め混合して混合粉体を調製し、該混合粉体と骨材及び水と混練することを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法である。
更に好適には、上記本発明のポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法において、高級脂肪酸金属塩は、ステアリン酸塩及び／又はオレイン酸塩であることを特徴とする、ポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のポーラスコンクリートは、塵や埃等による、コンクリート舗装体等のポーラスコンクリート構造物の空隙詰まり、特に、ポーラスコンクリート構造物の表面の塵や埃による空隙詰まりを抑制でき、ポーラスコンクリートのポーラス性を長期に維持することを可能とする。
したがって、ポーラスコンクリートの空隙に塵や埃が入っても、雨水等の水により、これらの塵や埃が水とともに流下させることができるため、排水性及び透水性に優れ透水性を長期に良好に維持することができる。
【００１８】
また、本発明のポーラスコンクリートの空隙詰まり抑制方法により、道路や護岸等のポーラスコンクリート構造物の透水性が長期に維持できるため、雨水の水はけを良好に保持し、吸音性に優れ、雨水をコンクリート舗装体内に貯留、流下できる機能を維持できる。
したがって、かかるポーラスコンクリート舗装体は、長期に雨天時のハイドロプレーニング現象を防止し、水はねの減少やタイヤ走行による騒音の減少等、交通安全、環境対策、サービスレベルの向上への寄与にも優れることとなる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のポーラスコンクリートは、セメント、撥水剤、骨材を含む空隙率が１０〜３０容量％であるポーラスコンクリートであって、セメント１００質量部に対して高級脂肪酸金属塩の撥水剤を１〜１５質量部含むものである。
【００２０】
本発明のポーラスコンクリートに用いるセメントとしては、任意の公知のセメントを適用することができ、セメントの種類は特に限定されず、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント及びフライアッシュセメントの各種混合セメントや、白色ポルトランドセメント及びアルミナセメント、超速硬セメント等、市場で入手できる種々のセメントを例示することができ、これらを単独で又は混合して用いることができる。
また、本発明で使用するセメントには、長期強度の向上、乾燥収縮の緩和のため、ポゾラン活性を有する材料である高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、Ｉ型及びＩＩ型及びＩＩＩ型無水石膏等の混和材を、単独でもしくは併用して、適量配合することも可能である。
また、粉体中に占めるセメントの割合は、６０質量％程度以上とすることが好ましい。
【００２１】
本発明のポーラスコンクリートには、撥水剤が含有され、好ましくは、該撥水剤は、高級脂肪酸塩を用い、例えば、高級脂肪酸塩として、ステアリン酸塩またはオレイン酸塩を例示することができる。
かかる撥水剤は、セメント１００質量部に対して、１〜１５質量部の割合で配合され、好ましくは５〜１５質量部で配合される。
これにより、コンクリート中の空隙を保持しながら、コンクリート表面を撥水剤で保護することができるため、ポーラスコンクリート舗装体等の舗設後に生じる塵や埃等による空隙詰まりを抑制することができるとともに、透水性や排水性を良好に保持することができるポーラス性能を保持することができる。
【００２２】
また、本発明のポーラスコンクリートには、細骨材や粗骨材の骨材が含有されるが、これらの粗骨材や細骨材の種類は、特に限定されるものではない。
必要に応じて含有される細骨材としては、特に限定はなく、山砂、川砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂３〜７号等の比較的粒径の細かい細骨材、または珪石粉、石灰石粉等の微粉末等の公知の細骨材やこれらの混合物を使用できる。また、本発明では、細骨材としては、土木建築学会で規定される、５ｍｍふるいを８５重量％以上通過するものを用いることもできる。
【００２３】
また、粗骨材としては、特に限定はなく、一般的に用いられる任意の粗骨材を用いることができ、例えば、川砂利、陸砂利、砕石等を用いることができる。粗骨材は、通常、最大粒径５ｍｍ〜３０ｍｍの、例えば４号〜７号砕石を用いることができる。
ポーラスコンクリート舗装として、強度と空隙率を考慮すると、最大粒径５〜２０ｍｍの５号〜７号の粗骨材が好ましい。
その配合割合は、上記セメント１００質量部に対して、例えば、粗骨材を３５０〜１０００質量部、好ましくは４００〜６５０質量部であり、細骨材は必要に応じて配合され、その配合割合は０〜３５質量部、好ましくは２０〜３０質量部で配合されることが望ましい。
【００２４】
粗骨材の配合割合は、使用する粗骨材の種類に応じて、その実積率（％）を上限として、下限は実積率より１０％程度少ない量とすることが望ましく、これにより、所定空隙率とすることができる。なお、粗骨材の種類にもよるが、コンクリート１ｍ３に含まれる粗骨材量として換算すると、通常、４３０〜６００リットル程度の範囲となる。粗骨材の使用量が少なすぎると、所定の空隙率とするために必要なモルタル量が多くなり過ぎて、施工時にダレが生じて空隙部が埋められやすくなるので好ましくない。
【００２５】
また、本発明のポーラスコンクリートには、各種添加剤を必要に応じて、配合することができる。
各種添加剤としては、コンクリートを調製する際に添加される公知の添加剤であれば、用途に応じて添加することができ、例えば、凝結遅延剤、硬化促進剤、消泡剤、防錆剤、防凍剤、着色剤、減水剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の各種の混和剤や、耐久性を向上させるための炭素繊維や鋼繊維などの補強材を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
特に、高性能減水剤としては、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に例示されるナフタレンスルフォン酸塩系、メラミンスルフォン酸塩系、ポリカルボン酸塩系、リグニン系などを主成分とする液体及び粉末状の公知の高性能減水剤を使用することができる。
かかる配合量で高性能減水剤を用いることにより、施工時の流動性が良好に確保できることとなる。
【００２６】
本発明のポーラスコンクリートは、空隙率が１０〜３０容量％、即ち、コンクリート１ｍ３中に１００〜３００リットル程度の空隙が存在することが好ましい。空隙率が低すぎると、充分な量の連続空隙を形成できず、透水性や排水性を維持するのに不適切である。一方、空隙率が高すぎると、モルタル量が不足することになり、充分な強度が得られないので好ましくない。
従って、本発明のポーラスコンクリートでは、粗骨材と空隙部を除いた残部が、セメントや撥水剤等の粉体、水及び必要に応じて用いる細骨材や混和剤からなるモルタルの容積となる。
【００２７】
本発明のポーラスコンクリートは、セメント、撥水剤、骨材、水及び、必要に応じて配合した混和剤を均一に混練して調製することができる。
混練には、通常のコンクリートの混練に用いられるミキサー、例えば、オムニタイプミキサー、パンタイプミキサー、２軸ミキサー等を用いることができる。混練方法は、特に限定されないが、一般的には、材料を一括してミキサーに投入して、混練すればよい。また、モルタルを先練りし、これを粗骨材にまぶす方法によって混練物としてもよい。
【００２８】
また、各材料を施工時に混合して用いてもよいし、予め、その一部あるいは全部を混合しておいても差し支えないが、好ましくは、セメントと撥水剤等の粉体を予め混合して混合粉体を調製した後に、該混合粉体を水や骨材等と混練することが、均一に容易に混練することができるため望ましい。
【００２９】
かかる本発明のポーラスコンクリートを用いて、コンクリート構造物を施工することにより、空隙率１０〜３０容量％のポーラスコンクリート構造物のポーラス性を良好に保持することができ、したがって、ポーラスコンクリートの空隙に付着した塵や埃等を雨水等の水とともに流下させることができ、ポーラスコンクリートの空隙詰まりを抑制することが可能となる。
【００３０】
このように製造した、ポーラスコンクリート構造物は、長期にわたり良好な透水性能を保持することができ、例えば、現場透水試験（舗装試験法便覧  Ｓ０２５「現場透水量試験方法」）によって測定した３００ｍｌ／１５秒の透水性能が所望される歩道や、９００ｍｌ／１５秒の透水性能が所望される車道にも有効に適用することが可能となる。
【実施例】
【００３１】
本発明を具体的な実施例、比較例及び試験例により詳述するが、これらに限定されるものではない。
（使用材料）
以下の材料を用いて、下記実施例及び比較例を実施した。
・セメント：普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社製、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ３）
・粗骨材：６号砕石（大阪府高槻産硬質砂岩砕石、密度２．６７ｇ／ｃｍ３、粗骨材の最大寸法１３ｍｍ）
・細骨材：川砂（密度２．６２ｇ／ｃｍ３、Ｆ．Ｍ．２．２６）（岐阜県揖斐川産）
・撥水剤：ステアリン酸カルシウム（密度２．６２ｇ／ｃｍ３、大日化学工業株式会社製）
・水：上水道
・高性能減水剤：マイティ１００（花王株式会社製）
【００３２】
（実施例１〜４、比較例１〜２）
上記各材料を用い、空隙率が２０容量％となるように設定して（設定空隙率）、各材料を以下の表１の配合割合にて均一に混練して、３０×３０×５ｃｍのポーラスコンクリート平板を製造した。なお、設定空隙率は、計算上の空隙率を示す。
具体的には、セメントとステアリン酸カルシウムを混合して混合粉体を調製し、該混合粉体と粗骨材、細骨材、高性能減水剤及び水を、下記表１の配合割合で配合して、ミキサーにて均一に混練して、各ポーラスコンクリート用組成物を調製した。なお、高性能減水剤は、各コンクリート組成物が、同程度の流動性を有するような量で添加配合した。
【００３３】
得られた各ポーラスコンクリート用組成物を型枠に流し込み、２０℃８５％ＲＨで養生をおこない硬化後に脱型して、３０×３０×５ｃｍの各ポーラスコンクリート平板を得た。
なお、撥水剤が、セメント１００質量部に対して、２０質量部配合されている比較例２のポーラスコンクリート組成物は、各材料の練混時の撥水作用が大きく、セメントに十分な水が行き渡らず、平板供試体の成形ができなかった。
【００３４】
【表１】
2016121053.tif 000002
【００３５】
（試験例１）
得られた実施例１〜４及び比較例１のポーラスコンクリート平板を用いて、現場透水試験（舗装試験法便覧  Ｓ０２５「現場透水量試験方法」）にて透水量を測定した。
具体的には、まず、粘質土（藤森粘土）を含む泥水（固形分５０質量％）に、上記実施例１〜４及び比較例１の各ポーラスコンクリート平板がすべて浸漬する状態で、２４時間浸漬し、その後静かに引き上げて、室温で２４時間乾燥させた。この浸漬及び乾燥の操作を１回、５回、１０回それぞれ繰り返した後、現場透水試験（舗装試験法便覧  Ｓ０２５「現場透水量試験方法」）方法により各透水量を測定した。
その結果を、下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
2016121053.tif 000003
【００３７】
上記表２より、撥水剤を含有していない比較例１のポーラスコンクリート平板は、上記試験を繰返すに従って、透水量の低下が激しく、平板の透水性が劣下していることがわかる。
一方、本発明の実施例のポーラスコンクリート平板は、撥水剤を含有しているため、上記試験を繰り返しても、透水量の低下は抑制することができ、良好な透水性能が維持されている。
【００３８】
（実施例５〜６、比較例３〜５）
上記各材料を用い、空隙率が５容量％、１０容量％、３０容量％、３５容量％とそれぞれ設定して（設定空隙率）、各材料を以下の表３の配合割合にて均一に混練して、３０×３０×５ｃｍのポーラスコンクリート平板を製造した。なお、設定空隙率は、計算上の空隙率を示す。
具体的には、セメントとステアリン酸カルシウムを混合して混合粉体を調製し、該混合粉体と粗骨材、細骨材、高性能減水剤及び水を、下記表１の配合割合で配合して、ミキサーにて均一に混練して、空隙率が５容量％、１０容量％、３０容量％、３５容量％となるように、各ポーラスコンクリート用組成物を調製した。なお、高性能減水剤は、各コンクリート組成物が、同程度の流動性を有するような量で添加配合した。
【００３９】
得られた各ポーラスコンクリート用組成物を型枠に流し込み、２０℃８５％ＲＨで養生をおこない硬化後に脱型して、３０×３０×５ｃｍの各ポーラスコンクリート平板を得た。
なお、空隙率が３５容量％の比較例５のポーラスコンクリート組成物は、含有されるモルタル量が非常に少ないため、平板供試体の成形ができなかった。
【００４０】
【表３】
2016121053.tif 000004
【００４１】
（試験例２）
得られた実施例５〜６及び比較例３〜４のポーラスコンクリート平板を用いて、上記試験例１と同様にして、現場透水試験（舗装試験法便覧  Ｓ０２５「現場透水量試験方法」）にて透水量を測定した。
具体的には、まず、粘質土（藤森粘土）を含む泥水（固形分５０質量％）に、上記実施例１〜４及び比較例１〜２の各ポーラスコンクリート平板がすべて浸漬する状態で、２４時間浸漬し、その後静かに引き上げて、室温で２４時間乾燥させた。この浸漬及び乾燥の操作を１回、５回、１０回それぞれ繰り返した後、現場透水試験（舗装試験法便覧  Ｓ０２５「現場透水量試験方法」）方法により各透水量を測定した。
その結果を、下記表４に示す。
【００４２】
【表４】
2016121053.tif 000005
【００４３】
上記表４より、空隙率が５容量％の比較例３のポーラスコンクリート平板は、空隙率が小さすぎるため、上記試験を実施する前の初期のコンクリート平板の透水量が小さく、上記試験を実施すると、透水性がなくなってしまい、空隙を保持することはできず、コンクリート平板の空隙詰まり抑制効果はないことがわかる。
【００４４】
空隙率１０容量％で撥水剤を含有しない比較例４のポーラスコンクリート平板は、撥水剤を含有する本発明の実施例のポーラスコンクリート平板と比較して、撥水剤の作用を受けないため、上記試験前においては実施例のポーラスコンクリート平板の透水量より若干高いが、上記試験を繰返すに従って、透水量の低下が激しく、平板の透水性が劣下した。
一方、本発明の実施例のポーラスコンクリート平板は、良好な空隙率を有し且つ撥水剤を含有しているため、上記試験を繰り返しても、透水量の低下は抑制することができ、良好な透水性能が維持されている。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、歩道や車道等の道路舗装体、建築外溝、河川の護岸、緑化基盤等の種々の用途に適用することができる。