(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（１）乃至（６）の工程を経て製造されたことを特徴とする盛土用ブロック。
（１）水セメント比が３５〜６０（％）、セメントに対するパーライトの容積比が４００〜６００（％）となるように、セメントと水とパーライトを混合することによりパーライトモルタルを生成する。
（２）前記パーライトモルタルをブロック状の型枠内に充填する。
（３）前工程で型枠内に充填したパーライトモルタルを２〜６（時間）加圧保持することにより、次の式で定義される成型圧密率を８５〜９５（％）とする。
（成型圧密率）＝（加圧後の容積／加圧前の容積）×１００
（４）前工程で加圧したパーライトモルタルを、加圧したまま３０〜６０（℃）の環境温度において４〜１０（時間）保温養生する。
（５）前工程で作製したパーライトモルタルを前記型枠内から取り出し、パーライトモルタルブロックを形成する。
（６）前記パーライトモルタルブロックの表面にポリマーセメント系塗布材を塗布する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤上や地すべり地の盛土、傾斜地拡幅盛土、構造物の背面盛土等に使用する盛土用ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤上や地すべり地の盛土、傾斜地拡幅盛土、構造物の背面盛土等のための工法として、従来より発泡スチロール土木工法（ＥＰＳ工法）がある。このＥＰＳ工法を採用して軟弱地盤上に構築した道路構造の一例を図２に示す。同図に示す道路構造は、地盤１上に敷砂２を施工し、その上に大型の発泡スチロール製ブロック（ＥＰＳブロック）３を積み重ねて一体化することによりこれを在来盛土材の代わりとし、さらに溶接鉄筋４、コンクリート床版５を敷設して路盤６を構成し、側面を被覆土７で覆ったものである。このようにＥＰＳ工法は、在来盛土材を軽量のＥＰＳブロック３で置き換えるものであるため、自荷重が減少し、地盤１の沈下が軽減される等の優れた特長を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる特長を有するＥＰＳ工法においても、以下のような欠点がある。
（１）ＥＰＳブロック３自体の製造コストが高いため、工費低減の要請に反する。
（２）ＥＰＳブロック３は合成高分子材料であるため、環境負荷が大きい材料である。
（３）ＥＰＳブロック３と在来盛土材の変形係数が顕著に異なるため、路盤６が不同沈下しやすい。
【０００４】
そこで、本発明は、在来盛土材よりも軽量でありながらＥＰＳ工法の前記欠点を解消できる、すなわち低コストで環境負荷が小さく、在来盛土材に近い変形係数を有する盛土用ブロックを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、以下の（１）乃至（６）の工程を経て製造されたことを特徴とする盛土用ブロックである。
（１）水セメント比が３５〜６０（％）、セメントに対するパーライトの容積比が４００〜６００（％）となるように、セメントと水とパーライトを混合することによりパーライトモルタルを生成する。
（２）前記パーライトモルタルをブロック状の型枠内に充填する。
（３）前工程で型枠内に充填したパーライトモルタルを２〜６（時間）加圧保持することにより、次の式で定義される成型圧密率を８５〜９５（％）とする。
（成型圧密率）＝（加圧後の容積／加圧前の容積）×１００
（４）前工程で加圧したパーライトモルタルを、加圧したまま３０〜６０（℃）の環境温度において４〜１０（時間）保温養生する。
（５）前工程で作製したパーライトモルタルを前記型枠内から取り出し、パーライトモルタルブロックを形成する。
（６）前記パーライトモルタルブロックの表面にポリマーセメント系塗布材を塗布する。
【０００６】
かかる盛土用ブロックは、主要材料がセメントと水とパーライトといった安価なものであるため、ＥＰＳブロックに比べて製造コストが安い。また、主要材料がセメントやパーライトのような無機物であるため、ＥＰＳブロックに比べて環境負荷が小さい。さらに、変形係数が在来盛土材に近いため、本盛土用ブロックと在来盛土材を併用した場合であってもその上面が不同沈下しにくい。なお、本盛土用ブロックは在来盛土材（砕石）の約１／４の比重であるため、自荷重が減少し、地盤の沈下が軽減される等の優れた特長を併せ持つ。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、詳細に説明する。
【０００８】
１．盛土用ブロックの製造方法
（１）第一工程
第一工程では、水セメント比が３５〜６０（％）、セメントに対するパーライトの容積比が４００〜６００（％）となるように、セメントと水とパーライトを混合することにより、パーライトモルタルを生成する。
【０００９】
ここで、水セメント比を３５（％）以上と設定したのは、これより水が少ないと、材料を均一に混合することが困難だからである。すなわち、セメント化学上から、セメントが完全に水和するために必要な水セメント比は３５〜４０（％）であるとの定説があり、かかる観点から水セメント比の下限値を３５（％）としたものである。また、水セメント比が６０（％）より大きい場合には、セメントが少なすぎて結果物たる本盛土用ブロックの材料強度が不足するため、水セメント比の上限値を６０（％）としている。
【００１０】
また、セメントに対するパーライトの容積比を４００〜６００（％）としたのは、これよりパーライトが少なくセメントが多いと、結果物たる本盛土用ブロックの比重が大きくなり在来盛土材よりも軽量であるという特徴が現れないからであり、逆に、これよりパーライトが多くセメントが少ないと、結果物たる本盛土用ブロックの材料強度が不足するからである。
【００１１】
セメントの種類としては、低コストであるとの理由から、普通ポルトランドセメント又は高炉セメントを用いることが望ましい。また、パーライトには黒曜石を主成分とするものと真珠岩を主成分とするものとがあり、本発明ではどちらを使用してもよいが、より低コストのものを選択することが望ましい。
【００１２】
なお、本工程において、パーライトモルタルの品質向上等を目的として、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、促進剤、急結剤、遅延剤、防錆剤等の化学混和剤を添加してもよい。
【００１３】
（２）第二工程
第二工程では、前工程で得られたパーライトモルタルをブロック状の型枠内に充填する。ここで、パーライトモルタルを充填する型枠をブロック状としたのは、ＥＰＳ工法におけるＥＰＳブロックのように、在来盛土材の代わりにブロック状に積み上げることのできる盛土用ブロックを製造するためである。したがって、このブロックは直方体形状であることが望ましい。また、このブロックの大きさは特に限定されないが、ブロックが大きすぎると、作業員が一人で持ち運ぶことが不可能となって施工性が悪くなり、逆にブロックが小さすぎると、土木構造物に使用する個数が多くなってしまうため作業が煩雑となりやはり施工性が悪いため、かかる事情に鑑みて適正な大きさとすることになる。
【００１４】
（３）第三工程
第三工程では、前工程で型枠内に充填したパーライトモルタルを２〜６（時間）加圧保持することにより、次の式で定義される成型圧密率を８５〜９５（％）とする。
（成型圧密率）＝（加圧後の容積／加圧前の容積）×１００
ここで加圧保持するのは、セメントペーストを接着材としてパーライト粒子同士を付着させるためであり、加圧保持時間を２〜６（時間）と設定したのは、加圧保持時間が２（時間）より短いとパーライト粒子同士が十分に付着せず、加圧保持時間が６（時間）より長いと製造効率が悪くなってしまうという理由による。
【００１５】
なお、後述の実施例からも分かるように、加圧保持することによりパーライトモルタルの圧縮強度及び単位容積質量が大きくなる。しかし、あまり加圧しすぎると圧縮強度は高くなるが、単位容積質量が大きくなりすぎて軽量化の特徴が失われる。逆に、加圧が足りないと、在来盛土材と同程度の圧縮強度を発揮させることができなくなってしまう。かかる観点より、成型圧密率を８５〜９５（％）と設定した。
【００１６】
（４）第四工程
第四工程では、前工程で加圧したパーライトモルタルを、加圧保持しながら３０〜６０（℃）で４〜１０（時間）保温養生する。ここで保温養生するのは、パーライトモルタル中のセメントの化学反応を促進するためである。そして、養生温度を３０〜６０（℃）と設定したのは、３０（℃）がセメントの化学反応を促進させ製造効率を高めるための最低温度であるとともに、６０（℃）より高温で養生するとパーライトモルタルの品質に悪影響を及ぼすことになるからである。また、保温養生時間を４〜１０（時間）と設定したのは、熱伝導により熱がパーライトモルタル全体に伝わるためには最低４（時間）必要であり、１０（時間）以上保温養生してもこれ以上セメントの化学反応は促進されず、却って製造効率が悪くなるからである。
【００１７】
（５）第五工程
第五工程では、前工程で保温養生したパーライトモルタルを型枠内から取り出す。いわゆる脱型工程である。本工程後には、パーライトモルタルブロックが形成される。
【００１８】
（６）第六工程
第六工程では、前工程で脱型したパーライトモルタルブロックの表面にポリマーセメント系塗布材を塗布する。塗布の目的は、パーライトモルタルブロック表層部の粒子が剥落するのを防止し、かつ盛土用ブロックにおける土中の吸水を防止するためである。また、ポリマーセメント系塗布材を選択したのは安価であることと、パーライトモルタル硬化体によくなじむためである。なお、塗布はドブ漬け又は吹き付けによって行う。本工程完了に伴い、盛土用ブロックが完成する。
【００１９】
２．盛土用ブロックの用途
以上のように第一乃至第六の工程を経て製造された盛土用ブロックは、ＥＰＳ工法におけるＥＰＳブロックの代わりに用いられることになる。ここで、図１（ａ）に示すように、在来盛土材の一部として本盛土用ブロックＰを用いた場合には路盤６が不同沈下しにくいのに対して、図１（ｂ）に示すように、在来盛土材の一部としてＥＰＳブロック３を用いた場合には路盤６が不同沈下しやすい。ＥＰＳブロック３の変形係数（約６（Ｎ／mm2 ））が在来盛土材のそれ（２０〜３５（Ｎ／mm2 ））と顕著に相違するのに対して、盛土用ブロックＰの変形係数（１７（Ｎ／mm2 ））は在来盛土材のそれに近いからである。
【００２０】
【実施例】
前記理論値中の最適値を選択し、本発明に係る盛土用ブロックを実際に製造し、その供試体の力学試験を行った。使用材料は、セメントとして普通ポルトランドセメント、パーライトとして真珠岩を粉砕・焼成したもの、化学混和剤として高性能ＡＥ減水剤（日本シーカ製シーカセメント１１００Ｂ）を用いた。
（１）まず、水セメント比が４０（％）、セメントに対するパーライトの容積比が５００（％）となるように、セメントと水とパーライトを混合することによりパーライトモルタルを生成し、さらに化学混和剤をセメント質量に対し０．５（％）添加した。
（２）次に、これを直径５（cm）、高さ１０（cm）の円柱状の鋼製供試体型枠１０個に充填した。
（３）次に、これら１０個の供試体のうち６個について、厚さ６（mm）の円形鋼板を用いて５（時間）加圧保持した。残りの４個の供試体については加圧しないままで放置した。
（４）さらに、全ての供試体を、６０（℃）で５（時間）保温養生した。このとき、前記（３）で加圧した供試体については加圧保持したまま保温養生した。
（５）そして、全ての供試体を常温到達後、脱型した。
（６）最後に、加圧した６個の供試体のうち３個について、同様に加圧しなかった４個の供試体のうち２個については供試体の表面にポリマーセメント系防水材シーカトップ１４４（日本シーカ製）を塗布した。残りの５個の供試体については、表面に何も塗布しないままとした。
【００２１】
このように製造された１０個の供試体の力学試験結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004313466.tif 000002
【００２３】
表１から、次のことが明らかである。
▲１▼加圧塗布供試体は、成形圧密率９０（％）において、単位容積質量が約０．４０（ｇ／cm3 ）、圧縮強度が約０．２１（Ｎ／mm2 ）、変形係数が１７．０（Ｎ／mm2 ）の物性値を示した（(p-1) 〜(p-3) 参照）。
▲２▼加圧供試体は無加圧供試体に対して、単位容積質量が１．０６〜１．０９倍、圧縮強度が２．６〜２．７倍、変形係数が１．５０〜３．０４倍の大きさとなった。すなわち、加圧することによって単位容積質量、圧縮強度、変形係数が大きくなる（(p-1) 〜(p-3) と(p-4),(p-5) とを比較、(n-1) 〜(n-3) と(n-4),(n-5) とを比較）。
▲３▼塗布供試体は無塗布供試体に対して、単位容積質量が１．１９〜１．２３倍、圧縮強度が１．１２〜１．１６倍、変形係数が０．５０〜１．０２倍の大きさとなった。すなわち、塗布によって表面が補強されるため、単位容積質量及び圧縮強度が大きくなる（(p-1) 〜(p-5) と(n-1) 〜(n-5) とを比較）。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る盛土用ブロックは、主要材料がセメントと水とパーライトといった安価なものであるため、ＥＰＳブロックに比べて製造コストが安く、盛土工事の大幅な工費低減を図ることができる。また、主要材料がセメントやパーライトのような無機物であるため、ＥＰＳブロックに比べて環境負荷が小さい。さらに、変形係数が在来盛土材に近いため、本盛土用ブロックと在来盛土材を併用した場合であってもその上面が不同沈下しにくい。なお、本盛土用ブロックは在来盛土材（砕石）の約１／４の比重であるため、自荷重が減少し、地盤の沈下が軽減される等の優れた特長を併せ持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】在来盛土材の一部として本盛土用ブロックを用いた場合とＥＰＳブロックを用いた場合とを、不同沈下の観点から比較した説明断面図である。
【図２】ＥＰＳ工法を採用して軟弱地盤上に構築した道路構造の一例を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
Ｐ  …  盛土用ブロック
１  …  地盤
２  …  敷砂
３  …  ＥＰＳブロック
４  …  溶接鉄筋
５  …  コンクリート床版
６  …  路盤
７  …  被覆土
【図１】
0004313466.tif 000003
【図２】
0004313466.tif 000004