(57)【要約】      （修正有）【課題】高い透水性と安定した圧縮強度を有する透水性コンクリート層を簡易かつ経済的に造成できる透水性コンクリートの吹付工法を提供すること。【解決手段】透水性コンクリートの吹付工法は、セメント１０、骨材２０、および酸化カルシウム３０を混練して混合材料ａ１を生成する、混練工程と、混合材料ａ１に水４０を加えて吹付材ａ２を生成する、加水工程と、吹付材ａ２を吹付機Ｅを用いて湿式で施工面に吹き付ける、吹付工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、骨材、および酸化カルシウムを混練して混合材料を生成する、混練工程と、
前記混合材料に水を加えて吹付材を生成する、加水工程と、
前記吹付材を吹付機を用いて湿式で施工面に吹き付ける、吹付工程と、を備える、
透水性コンクリートの吹付工法。
【請求項２】
前記酸化カルシウムは顆粒状であることを特徴とする、請求項１に記載の透水性コンクリートの吹付工法。
【請求項３】
セメント１００重量部に対して２０〜８０重量部の酸化カルシウムを配合することを特徴とする、請求項１に記載の透水性コンクリートの吹付工法。
【請求項４】
前記吹付工程に先立ち、施工面に帯状のネット材を立設する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載の透水性コンクリートの吹付工法。
【請求項５】
前記吹付工程に先立ち、施工面に排水マットを設置する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載の透水性コンクリートの吹付工法。
【請求項６】
前記吹付工程の後に、前記透水性コンクリートの表面に植生基材を配置する工程を有し、前記植生基材には植物の種子、根系、またはコケ類を混入することを特徴とする、請求項１に記載の透水性コンクリートの吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透水性コンクリートの吹付工法に関し、特に高い透水性と安定した圧縮強度を有する透水性コンクリート層を、簡易かつ経済的に形成できる、透水性コンクリートの吹付工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、斜面の安定工法としてコンクリートの吹付工法が知られている。これは、吹き付けたコンクリートによって斜面を被覆することで、斜面の風化、浸食の防止を図る工法である。
一方、ダムの湛水法面、調整池の法面、河川護岸の法面などでは、水位の変動によって湧水や浸透水が発生する。また、積雪地においては融雪水が発生する。
これらの水が、形成したコンクリート層と地山との間に残留すると、コンクリート層の浮き上がりが発生する。また、残留した水が昼夜の温度差で膨張収縮を繰り返すことで、コンクリート層にクラックを生じさせる。
これらの原因によってコンクリート層が崩壊／崩落するおそれがある。
【０００３】
そこで、コンクリート層内の水をスムーズに排出し、コンクリート層の浮き上がりやクラックを防ぐため、吹付工法において多孔質の空隙を有する透水性コンクリートが用いられる。
従来の透水性コンクリートには、（１）粒径の等しい粗骨材にセメントペーストをまぶすことで大きな空隙を設けたポーラスコンクリートや、（２）発泡剤やＡＥ剤（空気連行剤）によってコンクリートの中に小さな空隙を形成し多孔質化した気泡コンクリート・ＡＥコンクリートなどがある。
また、（３）特許文献１には、透水性を得るに必要な粒度の骨材とセメントペーストの混合材料を斜面に吹き付けることで、斜面に透水性の構造物を形成する斜面安定化工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術には次のような欠点がある。
＜１＞ポーラスコンクリートは、骨材に対するセメントの配合量が少ない貧配合となり、骨材にセメントペーストが付着していない部分が生じるため、一般に圧縮強度が低い。
＜２＞気泡コンクリートやＡＥコンクリートは、圧縮空気による圧送時や斜面への吹付時に、衝撃で空隙がつぶれエアが抜けてしまうため、吹付工法に適用できない。
＜３＞特許文献１の工法は、骨材の粒径が大きいため跳ね返り（リバウンド）が多く、リバウンドロスにより施工コストが高くなる。また、リバウンドによってコンクリートの品質にばらつきが出る。
【０００６】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決する透水性コンクリートの吹付工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を解決するための本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、セメント、骨材、および酸化カルシウムを混練して混合材料を生成する、混練工程と、混合材料に水を加えて吹付材を生成する、加水工程と、吹付材を吹付機を用いて湿式で施工面に吹き付ける、吹付工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、酸化カルシウムが顆粒状であってもよい。
【０００９】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、セメント１００重量部に対して２０〜８０重量部の酸化カルシウムを配合してもよい。
【００１０】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、吹付工程に先立ち、施工面に帯状のネット材を立設する工程を有してもよい。
【００１１】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、吹付工程に先立ち、施工面に排水マットを設置する工程を有してもよい。
【００１２】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、吹付工程の後に、透水性コンクリートの表面に植生基材を配置する工程を有し、植生基材には植物の種子、根系、またはコケ類を混入してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、以上の構成を有するため、次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞通常配合のコンクリートを用いながら、内部に連続した空隙を形成できるため、高い透水性と十分な圧縮強度を兼ね備えたコンクリート層を形成できる。
＜２＞コンクリート層の透水性が高いため、層内の湧水などをスムーズに層外へ排出できる。このためコンクリート層の凍上・凍結やクラックの発生を防ぐことができる。
＜３＞混合材料と水を予め混合した湿式の吹き付け工法であるため、水セメント比を常に一定に保つことができる。このため、圧縮強度にばらつきのない安定した透水性コンクリート層を容易に形成することができる。
＜４＞通常配合のコンクリートを用いて湿式によって吹付けるため、リバウンドロスが少ない。よって、施工効率が高く、施工コストが安い。
＜５＞斜面に吹き付けたコンクリートが酸化カルシウムの加水反応で発熱することで、吹付けられたコンクリートの内部の含水比と表面の含水比の差を小さくする事によって、収縮ひび割れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る透水性コンクリートの吹付工法の説明図。
【図２】本発明に係る透水性コンクリートの吹付工法のフロー図。
【図３】本発明に係る透水性コンクリートの吹付工法の他の実施例のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の透水性コンクリートの吹付工法について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
＜１＞全体の構成（図１、２）。
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、セメント１０、骨材２０に、酸化カルシウム３０を加えて混練して得た混合材料ａ１に、吹付機Ｅ内で水４０を加えて吹付材ａ２を生成し、これを湿式で斜面へ吹き付けて透水性コンクリート層Ａを形成する工法である。
本発明によって形成される透水性コンクリート層Ａは、透水性が高く、湧水、浸透水、または水位変動によって残った間隙水圧による浸出水などを、速やかに外部へ排出できる。
【００１７】
＜２＞混練工程。
セメント１０、骨材２０、および酸化カルシウム３０を混練して、混合材料ａ１を生成する。
混合材料ａ１の配合は、セメント１００重量部に対し、粗骨材３００〜４００重量部、細骨材１００〜２００重量部、酸化カルシウム２０〜８０重量部程度が望ましい。
まず骨材２０として粗骨材と細骨材をホッパーＢに投入する。これを一次ベルトコンベアＣ１によってミキサーＤへ運搬し、ミキサーＤ内でセメント１０および酸化カルシウム３０と混練することで混合材料ａ１を得る。
なお、混練の手順や装置は公知のものであり、この実施例に限定されない。
【００１８】
＜２．１＞酸化カルシウムについて。
酸化カルシウム[ＣａＯ]は、カルシウムの純粋化合物であり、一般に生石灰として知られる。
酸化カルシウム３０は、水を加えることで加水反応をおこし、発熱し、結合水を膨張させ凝結して水酸化カルシウムを生成し、その一部はセメントのケイ酸カルシウムと反応し、水和反応でエトリンガイドに取り込まれるという性質を有する[ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２]。
本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、酸化カルシウム３０の加水反応による結合水の膨張とセメントペーストの凝集・固結反応を利用して、高い透水性と安定した圧縮強度を有する透水性コンクリート層Ａを造成する工法である。
本例では、酸化カルシウム３０として、顆粒状の生石灰を採用する。ここで、顆粒状とは、小さな粒状のものをいい、大きさは１粒あたり０．５〜２０ｍｍの不定形または球形の粒子である。
酸化カルシウム３０を顆粒状とすることによって、吹き付けたコンクリートの水和反応が遅延され、施工面に吹付けられてから水和反応が大きくなるため、コンクリートの内部に連続空隙を形成することができる。
【００１９】
＜３＞加水工程。
混合材料ａ１に水４０を加えて、吹付材ａ２を生成する。
混合材料ａ１を二次ベルトコンベアＣ２によって吹付機Ｅへ運搬する。
吹付機Ｅ内の混合材料ａ１に水４０を加えて混練することで吹付材ａ２を得る。
吹付材ａ２は酸化カルシウム３０と水４０の加水反応によって発熱と結合水の膨張・凝結を始める。よって、加水・混練から概ね１０分以内に吹付工程を終了させるのが望ましい。
【００２０】
＜４＞吹付工程。
吹付材ａ２を湿式で斜面に吹き付けて、透水性コンクリート層Ａを形成する。
施工対象の斜面は予め清掃を行い、根株や浮石、土砂を除去しておく。
圧縮空気によって、吹付機Ｅ内の吹付材ａ２をデリバリーホースを介して圧送し、吹付ノズルから斜面に吹き付ける。
このようにして、斜面に所望の厚さの吹付材ａ２の層を形成する。
【００２１】
＜４．１＞湿式で吹付できる理由。
従来技術の貧配合のポーラスコンクリートは、セメント分が少ないため、これを湿式で吹き付けると、圧送の過程で骨材２０が分離してしまう。よって、圧送した混合材料に吹付ノズル付近で水を供給する、乾式の吹付工法が採用されていた。
しかし、乾式の吹付工法では、ノズルマンがセメントや骨材の圧送量に応じて水量を調整することが困難であるため、水セメント比が一定せず、コンクリート層の圧縮強度にばらつきが生じていた。
これに対し、本発明の透水性コンクリートの吹付工法は、透水性コンクリートでありながら、セメント配合が通常と変わらないため骨材２０の分離が起こりにくい。よって、水４０を予混合した吹付材ａ２を、湿式で吹き付けることができる。
湿式とすることで、吹付材ａ２を常に一定の水セメント比で生成することができるため、圧縮強度にばらつきのない、高品質な透水性コンクリート層Ａを容易に形成することができる。
また、湿式の吹付は、乾式に比べてリバウンドロスが少なく、粉塵も発生しにくい。
【００２２】
＜５＞酸化カルシウムの性質。
酸化カルシウムはセメントと混合し水を加えるとカルシウムイオンの働きによってセメントペーストの液相を急速にＰＨ１０以上のアルカリ性溶液にして反応し、カルシウムシリケート水和物の機杯種となるものができる。
次いで水酸化カルシウムの板状結晶が折出してセメント粒子間の橋渡しをしてカルシウムシリケート水和物がセメント粒子表面に成長し、セメント粒子を凝集し、これによってセメントペーストの流動性は失われ、凝結して安定した固化物となる。
この加水反応時の結合水の膨張とセメントペーストの凝集と固結によって吹き付けられたコンクリートの中に、連続した空隙を形成し、高い透水性を得ることができる。
また、酸化カルシウムは加水反応によって発熱するとされているが、その発熱量は酸化カルシウムの添加量によって異なる。加水して混合撹拌した際の発熱温度と酸化カルシウムの添加量を下表に掲げる。
【００２３】
【表１】
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この発熱量はセメントの組成物であるユーライトに含まれるＣａＯの発熱量に比べて１０℃前後高くなるものであり、通常のコンクリートの配合で用いられる水・セメント比であれば大きな問題とはならない。
【００２４】
＜６＞酸化カルシウムの機能。
吹付材ａ２による吹付層の形成後、コンクリートの硬化と並行して吹付材ａ２中の酸化カルシウム３０が加水反応により結合水の膨張と凝結反応を起こす。
酸化カルシウム３０の凝結反応により、コンクリート内に連続した空隙が形成される。この空隙は圧縮強度に影響を与えにくい細孔であり、この細孔が連続して形成される事によって現象が発生する。
また、酸化カルシウム３０の加水反応により、セメントの水和反応が促進される。これによって、結合水量が減少するため、コンクリートの圧縮強度が高まる。
以上の作用から、高い透水性と高い圧縮強度を兼ね備えた透水性コンクリート層Ａを生成することができる。
さらに、酸化カルシウム３０の発熱反応により吹付材ａ２下の斜面の水分が蒸発するため、斜面の安定を高めることができる。
【実施例２】
【００２５】
[斜面にネット材を敷設した例]
引き続き、斜面にネット材を敷設する他の実施例について説明する。
本例では、吹付工程に先立って、斜面にネット材５０を敷設する工程を有する（図３）。
具体的には、まず、合成樹脂製などの自立可能な剛性を有するネット材５０を幅員５ｃｍ〜３０ｃｍ程度に切断し、ネット材５０の帯状体を得る。
つづいて、この帯状のネット材５０を適宜の配置で斜面に立設し、アンカーなどで固定する。また、立設された帯状体を適宜の間隔で連結することもできる。
吹付工程では、この複数のネット材５０の間に吹付材ａ２を吹付ける。
本例では、ネット材５０を立体的に用いて吹付材ａ２のリバウンド障壁を作ることによって、急傾斜の、例えば４５°を超える傾斜面においても、吹付材ａ２のリバウンドロスを大幅に減らすことができる。
また、この障壁にネット材５０を用いるため、透水性コンクリート層Ａ下の斜面に湧水があっても、これが障壁内に滞留せず、層内をスムーズに流下して外部に排出される。
【実施例３】
【００２６】
[斜面に排水マットを配設した例]
引き続き、斜面に排水マットを配設した他の実施例について説明する。
施工する斜面から湧水がある場合、コンクリートの水和反応が阻害され、内部空隙やクラックが発生するおそれがある。この場合、透水性コンクリート層Ａの品質が低下し、コンクリートと地山との密着性が低下する。
そこで本例では、吹付工程に先立って、斜面に排水マットを配設する（図３）。
具体的には、まず、湧水のある斜面に対し鉛直方向に所定の間隔、例えば１．５ｍピッチで帯状の縦排水マット６１を敷設し、アンカーなどで固定する。
つづいて、この縦排水マット６１の胴部に下端部が接続するように、縦排水マット６１の両側に斜排水マット６２を連接する。すなわち排水マット６０は、下向きの矢羽根状に斜面に配設される。
そして、配設したこの透水マット６０の上から吹付工程を実施する。
本例では、透水性コンクリート層Ａ内部の斜面から生じた湧水が、排水マット６０を通じてスムーズに外部に排出される。そのため、コンクリートの品質低下や、内部空隙の発生を防止することができる。
【実施例４】
【００２７】
[斜面に植生基材を配置した例]
引き続き、透水性コンクリート層の表面に植生基材を配置して緑化コンクリートを形成する他の実施例について説明する。
本例では、吹付工程の後に、透水性コンクリート層Ａの表面に植生基材７０を吹き付ける工程を有する（図３）。または、植生基材７０を袋体などの容器に投入して、透水性コンクリート層Ａの上に設置してもよい。
植生基材７０は、バーク堆肥、ピートモス、下水コンポストなどを採用することができる。植生基材７０には植物の種子、根系、コケ類などを混入する。
植物の種子は、牧草類、在来野草、木本類などを採用することができる。コケ類は、スナコケなどを採用することができる。
透水性コンクリート層Ａは空隙の毛細管現象によってその表面に水分が供給されるため、適度な保水性を備え、植物、特にコケ類の育成に最適である。
本例では、コンクリート構造物の修景としての景観性を改善する効果のほか、植物の根株が透水性コンクリート層Ａを通過して地山に達する事によって、斜面を安定化する効果を奏する。
【符号の説明】
【００２８】
１０  セメント
２０  骨材
３０  酸化カルシウム
４０  水
５０  ネット材
６０  排水マット
６１  縦排水マット
６２  斜排水マット
７０  植生基材
Ａ    透水性コンクリート層
ａ１  混合材料
ａ２  吹付材
Ｂ    ホッパー
Ｃ１  一次ベルトコンベア
Ｃ２  二次ベルトコンベア
Ｄ    ミキサー
Ｅ    吹付機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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